JP3418805B2 - 帯域割り当ておよび変更方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、異なる定常的な容量を
持つ複数の通信チャネルを単一の物理的通信路に時分割
多重化して収容する場合の帯域割り当ておよび変更方式
に関し、特にその場合における通信路の制御を行なうた
めの帯域割り当てテーブルの作成と変更を行なう際にお
けるテーブル制御部の手順に関するものである。

【０００２】異なる容量を有する複数の通信を単一の物
理的通信路に収容する場合、各通信をスイッチを介して
時分割的に選択して通信路に接続するように構成すると
ともに、このスイッチを制御するテーブルを設け、カウ
ンタによってこのテーブルを順次読みだすことによっ
て、通信路に送出される通信の順序を制御する方式が用
いられている。

【０００３】このような、通信路の制御を行なうための
帯域割り当てテーブルの作成に際しては、各通信の容量
の値に無関係に、少ない計算量で、各通信の遅延量が少
なくなるように、かつ必要なバッファメモリの量が少な
くなるように、その作成と変更を行えることが要求され
ている。

【０００４】

【従来の技術】従来、この種の帯域割り当てテーブルの
作成と変更の方法としては、特に確立されたものはな
く、設計者の経験に基づいて、ある程度予測によって作
成したのちに、試験を行なって、不備な点を修正すると
いった方法が用いられていた。

【０００５】また、このようなテーブルの作成過程にお
いて、異なる通信の割り付けの衝突を生じることがある
が、このような場合における処理方法も、設計者の判断
によってケースバイケースに解決する方法がとられてい
たため、必ずしも効率的に作業を遂行することができる
状態になっていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の課題を解決しようとするものであって、異な
る定常的な容量を持つ複数の通信チャネルを単一の物理
的通信路に時分割多重化して収容するための帯域割り当
てテーブルの作成と変更を行なう際に、各通信の容量の
値に無関係に、少ない計算量で、各通信の遅延量が少な
くなるように、かつ必要なバッファメモリの量が少なく
なるように作成することが可能な、帯域割り当て方式と
帯域変更方式を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

(1) 図１は、本発明が適用される通信システムの構成を
示したものである。本発明は、帯域割り当てテーブル４
に格納された切り替え情報を順次読みだしてスイッチ３
を制御することによって、複数チャネルの通信を単一の
通信路上の各タイムスロットに割り付けて時分割多重化
するシステムにおける、帯域割り当てテーブル４を作成
するテーブル制御部７において、通信容量に応じた割り
付け間隔でスイッチ３の切り替え情報を書き込んだテー
ブルを各チャネルごとに作成して重ね合わせ、同一位置
において衝突が生じたとき、予め定められた優先順位に
従って各チャネルの割り付け位置を変更するように切り
替え情報を修正して帯域割り当てテーブル４を作成する
ものである。

【０００８】(2) (1) の場合に、同一位置において衝突
が生じたとき、優先順位の高いチャネルから順に割り付
けを行い、優先順位の低いチャネルは順送りに後の位置
に移動するとともに、優先順位によらず、時間的に先に
割り付けようとしたチャネルは時間的に後に割り付けよ
うとしたチャネルに優先するようにする。

【０００９】(3) (1) の場合に、同一位置において衝突
が生じたとき、優先順位の高いチャネルから順に割り付
けを行い、優先順位の低いチャネルは前または後におけ
る近い方の空きに移動し、前または後の空きが等距離の
場合は、予め定められた方に移動するとともに、優先順
位によらず、時間的に先に割り付けようとしたチャネル
は時間的に後に割り付けようとしたチャネルに優先する
ようにする。

【００１０】(4) (1) 〜(3) の場合に、衝突が生じたこ
とによって移動を行なうごとに、各チャネルの優先順位
をそれぞれ１段階高くし、優先順位が最高のものは最低
の優先順位とする。

【００１１】(5) (1) 〜(3) の場合に、衝突が生じたこ
とによって移動を行なったチャネルの優先順位を最高と
し、複数のチャネルの移動を行なった場合は、優先順位
の低かったものほど順に優先順位が高くなるようにす
る。

【００１２】(6) 本発明は、帯域割り当てテーブル４に
格納された切り替え情報を順次読みだしてスイッチ３を
制御することによって、複数チャネルの通信を単一の通
信路上の各タイムスロットに割り付けて時分割多重化す
るシステムにおける、帯域割り当てテーブル４を作成す
るテーブル制御部７において、通信容量に応じた割り付
け間隔でスイッチ３の切り替え情報を書き込んだテーブ
ルを各チャネルごとに作成して通信容量の大きい順に二
つのテーブルを重ね合わせ、同一位置において衝突が生
じたとき、予め定められた優先順位に従って各チャネル
の割り付け位置を変更するように切り替え情報を修正し
たのち、次に通信容量の大きいチャネルのテーブルを重
ね合わせて再び衝突の処理を行なう手順を繰り返して行
なうことによって帯域割り当てテーブル４を作成するも
のである。

【００１３】(7) (6) の場合に、同一位置において衝突
が生じたとき、割り付けようとする位置から最も近い空
きに割り付けるようにする。

【００１４】(8) (6) の場合に、同一位置において衝突
が生じたとき、割り付けようとする位置の直前の空きか
ら直後の空きまでの領域において衝突を回避するように
移動を行なったときのすべての移動形態の組み合わせか
らなるチャネル割り付けの移動パスを求め、この移動パ
スから、割り付けられたタイムスロットの位置と割り付
けようとした位置との差で定まる偏差と移動量の和の絶
対値で規定されるスコアが最小になる移動形態を選択し
て移動を行なうように各チャネルの割り付け位置を変更
する。

【００１５】(9) (8) の場合に、同一位置において衝突
が生じたとき、前記移動パスから、偏差と移動量の和の
絶対値に各チャネルの帯域を乗じたもので規定されるス
コアが最小になる移動形態を選択して移動を行なうよう
にする。

【００１６】(10) (1) 〜(9) の場合に、帯域の変更に
伴って帯域割り当てテーブル４を作りなおす際に、テー
ブル制御部７において最初に帯域割り当てテーブルを作
成した手順で新たな帯域割り当てテーブルに書き込むべ
き内容を作成して、この内容によって変更前の帯域割り
当てテーブルを更新する。

【００１７】(11) (1) 〜(9) の場合に、帯域の変更に
伴って帯域割り当てテーブル４を作りなおす際に、変更
のあったチャネルの割り当てについて、古い割り付けを
削除しながら新しい割り付けを行ない、同一位置におい
て衝突が生じたときは、変更のあったチャネルを後また
は前の最も近い空きに移動するようにする。

【００１８】(12) (10)または(11)の場合に、テーブル
制御部７において作成された新たなテーブルに書き込む
べき内容を、変更前のテーブルの読み出しと衝突しない
ように変更前のテーブルに書き込むことによって更新を
行なう。

【００１９】(13) (10)または(11)の場合に、テーブル
制御部７に新たなテーブルに書き込むべき内容と変更前
のテーブルとを用意し、両者を比較して、異なる部分の
みを変更前のテーブルの読み出しと衝突しないように変
更前のテーブルに書き込むことによって更新を行なう。

【００２０】(14) (10)または(11)の場合に、テーブル
制御部７において新たなテーブルを別に作成して、変更
前のテーブルを該テーブルと入れ替えることによって更
新を行なう。

【００２１】(15) (11)の場合に、帯域割り当てテーブ
ル４を最初から読み出して、最初に見出された空きまた
は帯域を変更するチャネルの割り当ての位置に新たな割
り付けを行ったのち、新たに割り当てられた帯域のテー
ブルへの割り付け周期ごとに、テーブルを読み出して空
きであったときは新しい割り付けを行い、同一位置にお
いて衝突が生じたときは、割り付けようとする位置から
テーブルの終わりの方向における空きもしくは帯域を変
更するチャネルの割り付け位置、または割り付けようと
する位置からテーブルの始めの方向における空きの何れ
かに新たな割り付けを行う手順を繰り返して、帯域割り
当てテーブル４を直接書き替えることによって更新す
る。

【００２２】(16) (11)の場合に、帯域に変更があった
チャネルを改めて割り付ける場合に衝突が生じたとき
は、以前に割り付けられていたチャネルを移動してもそ
のチャネルの最小遅延に変化がないときは、以前に割り
付けられていたチャネルを移動するようにする。

【００２３】(17) (10)〜(16)の場合に、システムに通
信チャネルの増減があったときは、このチャネルの帯域
が０から新しい帯域に変更され、または従来の帯域から
０に変更されたものとして、新しいチャネルの通信の追
加または従来のチャネルの通信の削除を行なうようにす
る。

【００２４】

【作用】本発明は、各通信の容量が定常的であるととも
に、それぞれ異なる容量を有する複数の通信を、一つの
物理的通信路に時分割多重化して収容する場合の制御を
行うための、帯域割り当てテーブルを作成する方法を示
したものである。

【００２５】図１は、本発明が適用される通信システム
の構成を示したものであって、複数の通信、例えば通信
１〜通信４を時分割多重化して単一の物理的通信路に収
容する場合を示している。この場合、各通信は、それぞ
れの容量が定常的であって、かつ異なる容量を有してい
るものとする。

【００２６】図１において、１は多重化部であって、通
信１〜通信４の情報を時分割多重化して通信路に送出す
る。多重化部１において、２₁ 〜２₄ はバッファメモリ
であって、例えば先入れ先出し（ＦＩＦＯ）メモリから
なり、それぞれ通信１〜通信４の情報を一旦保持して出
力する。３はスイッチであって、バッファメモリ２₁〜
２₄ を順次切り替えてその内容を通信路へ出力する。

【００２７】４は帯域割り当てテーブルであって、通信
１〜通信４に対する時分割多重制御に必要な情報を格納
し、カウンタ５によって順次その内容を読み出す。スイ
ッチ制御部６は、帯域割り当てテーブル４から読みださ
れた情報に従ってスイッチ３を制御することによって、
情報の切替えを行なう。７はテーブル制御部であって、
通信１〜通信４の通信容量情報に応じて、帯域割り当て
テーブル４の内容を生成して読み込む。

【００２８】図１に示されたシステムにおいては、カウ
ンタ５を用いて帯域割り当てテーブル４を読み出し、読
み出された値に応じて、通信路に流れる通信の順序を制
御している。本発明においては、この場合に、各通信の
容量の値によらず、帯域割り当てテーブル４をできるだ
け少ない計算量で、通信の遅延が少なくなるように、か
つ必要なバッファメモリ２₁ 〜２₄ の量が少なくなるよ
うに作成するための、テーブル制御部７の手順を示して
いる。

【００２９】また本発明は、各通信の容量が定常的であ
るとともに、それぞれ異なる容量を有する複数の通信
を、一つの物理的通信路に時分割多重化して収容する場
合の制御を行うための帯域割り当てテーブルを、通信容
量の変更に伴って作り直す方法を示したものである。

【００３０】図１に示されたシステムにおいては、カウ
ンタ５を用いて帯域割り当てテーブル４を読み出して、
読み出された値に応じて通信路に流れる通信の順序を制
御している。本発明は、このようなシステムにおいて、
各通信の容量に変更があった場合に、少ない手順で、か
つバッファメモリの量が少なくなるように、帯域割り当
てテーブル４の内容を変更する際の、テーブル制御部７
の手順を示している。

【００３１】

【実施例】以下、図１に示されたシステムにおける、帯
域割り当てテーブル（以下、単にテーブルともいう）の
内容を作成するための、本発明の実施例を説明する。

【００３２】（実施例(1))図２は、本発明の実施例(1)
を説明するものであって、複数の通信（チャネルＡ〜チ
ャネルＣ）を帯域割り当てテーブル上に割り付ける際の
手順を例示している。図中において、Ａ，Ｂ，Ｃは、時
間軸上におけるチャネルＡ〜チャネルＣの要素を示して
いる。

【００３３】最初、各通信ごとにその容量によって定ま
る等しい間隔を有するテーブルを、すべての通信の分だ
け作成する。図２においては、チャネルＡ, チャネル
Ｂ，チャネルＣに対応する、それぞれの通信ごとのテー
ブルを作成することが示されている。次に、チャネルＡ
〜Ｃの３チャネル分を重ね合わせたものを作成し、衝突
を生じたときは、所定の衝突処理を行なって、完成した
テーブルを得るようにする。

【００３４】実施例(1) における衝突処理としては、衝
突が生じた場合、優先順位の高いものから優先的にテー
ブルに割り付け、優先順位の低いものは順送りに時間的
に後の位置に割り付ける。図２に示された例において
は、優先順位は、上からＢ，Ａ，Ｃの順であるものとす
る。ただし、優先順位によらず、時間的に先に割り付け
ようとしたものは、時間的に後から割り付けようとした
ものに対して優先する。

【００３５】優先順位は、固定的に定められていて、通
信路に明示的に予め与えられているものがある場合には
それに従い、そうでない場合は適当な方法で予め一意に
決定しておくものとする。

【００３６】(実施例(2))実施例(2) においては、実施
例(1) の場合と同じようにして各通信ごとのテーブルを
予め作成して重ね合わせたのち、衝突の処理を行なう
が、優先順位の与え方が異なっている。

【００３７】実施例(2) の場合、優先順位は固定的では
なく、衝突が生じて移動を行なうごとに、各チャネルの
優先順位を１つずつ繰り上げるようにする。ただし優先
順位が最高であったものは、最低の優先順位になるよう
にする。

【００３８】(実施例(3))実施例(3) においては、実施
例(1) の場合と同じようにして各通信ごとのテーブルを
予め作成して重ね合わせたのち、衝突の処理を行なう
が、優先順位の与え方が異なっている。

【００３９】実施例(3) の場合、優先順位は固定的では
なく、衝突が生じた場合に、移動を行なったチャネルの
優先順位を最高にして、それぞれ以外のチャネルの優先
順位を順次１つずつ繰り下げるようにする。一度に複数
の移動を行なった場合は、優先順位が低かったものから
順に、１番目，２番目，…の優先順位になるようにす
る。

【００４０】(実施例(4))実施例(4) においては、実施
例(1) の場合と同じようにして各通信ごとのテーブルを
予め作成して重ね合わせるが、衝突を生じた場合の処理
の方法が異なっている。

【００４１】すなわち実施例(4) においては、衝突が生
じた場合、優先順位の高いものから優先的にテーブルに
割り付け、優先順位の低いものは前または後の、より近
い方の空きに移動する。前の空きと後ろの空きが等距離
である場合は、どちらに移動するかを予め一意に決定し
ておく。

【００４２】さらにこの場合、優先順位は実施例(1) の
ように固定的でもよく、または実施例(2) のように、移
動を行なうごとに、そのチャネルの優先順位を１つずつ
繰り上げ、優先順位が最高であったものは、最低の優先
順位になるようにしてもよく、または実施例(3) のよう
に、移動を行なったチャネルの優先順位を最高にして、
それ以外のチャネルの優先順位を順次１つずつ繰下げ、
一度に複数の移動を行なった場合は、優先順位が低かっ
たものから順に、１番目，２番目，…の優先順位になる
ようにしてもよい。

【００４３】(実施例(5))図３は、本発明の実施例(5)
を説明するものであって、複数の通信（チャネルＡ〜チ
ャネルＣ）を帯域割り当てテーブル上に割り付ける際の
手順を例示している。実施例(1) 〜実施例(4) の方法で
は、最初、例えば３チャネルＡ，Ｂ，Ｃを一度に割り付
けてから衝突の処理を行なったが、実施例(5) では１チ
ャネルずつ順次衝突の処理を行ないながら割り付けてゆ
く点が異なっている。

【００４４】図３において、最初、最も大きい容量を持
つチャネルＡをテーブルに割り付ける。次に、二番目に
大きい容量を持つチャネルＢをテーブルに割り付ける。
そして衝突を生じた箇所について、所定の衝突処理を実
行する。衝突処理の方法としては、衝突が生じたら、後
から割り付けたチャネルを、後または前の最も近い空き
を探して割り付けるようにする。

【００４５】さらに、三番目に大きい容量を持つチャネ
ルＣをテーブル上に割り付ける。そして衝突を生じた箇
所について同様の衝突処理を実行する。四番目以降のチ
ャネルについても、同じ手順で順次割り付けを行なう。

【００４６】図４〜６は、実施例(5) におけるテーブル
割り付けの手順を示すフローチャート(1) 〜(3) であ
る。

【００４７】(1) テーブルのｉ番目の内容ＩＤ〔ｉ〕を
０とすることによって、テーブルを初期化する。ここで
ｉ＝１〜Ｍであって、Ｍはテーブルの大きさ（最後の欄
の番号）を示す。 (2) チャネルの番号Ｃｈに最大容量を持つチャネルの番
号を代入する。 (3) チャネルの容量から、そのチャネルの情報の周期ｐ
ｅｒｉｏｄ〔Ｃｈ〕を計算する（ステップＳ１）。ｐｅ
ｒｉｏｄ〔Ｃｈ〕は、チャネルの容量に反比例する値で
ある。

【００４８】(4) i を１から順次増加しながら、テーブ
ルの内容ＩＤ〔ｉ〕を０と比較して、０になる位置を求
めることによって、テーブル上の最初の空きを見いだし
（ステップＳ２）、そのときのｉを基点位置ｐｈａｓｅ
〔Ｃｈ〕に代入することによって基点を定め、カウンタ
値ｃを０にする（ステップＳ３）。 (5) 基点位置ｐｈａｓｅ〔Ｃｈ〕と周期ｐｅｒｉｏｄ
〔Ｃｈ〕のカウンタ値ｃとを整数化した値ｉｎｔ（ｐｈ
ａｓｅ〔Ｃｈ〕＋ｐｅｒｉｏｄ〔Ｃｈ〕×ｃ）によっ
て、割り付けたい位置に最も近いテーブル上の要素番号
を求めてｍとする（ステップＳ４）。

【００４９】(6) テーブルのｍ番目の内容ＩＤ〔ｍ〕が
０であるか否かをみて（ステップＳ５）、０のときすな
わち割り付けられていないときは、ＩＤ〔ｍ〕＝Ｃｈと
してそこにチャネルＣｈを割り付ける（ステップＳ
６）。 (7) テーブルのｍ番目の内容ＩＤ〔ｍ〕が０でないと
き、すなわち割り付けられているときは、最も近い空き
を探して、そこにチャネルＣｈを割り付ける。すなわち
ｍからｉだけ増加した位置（後）に０になる位置（空
き）があったときは（ステップＳ７）、その位置（ｍ＋
ｉ）に割り付け（ステップＳ８）、ｍからｉだけ減少し
た位置（前）に０になる位置（空き）があったときは
（ステップＳ９）、その位置（ｍ−ｉ）に割り付ける
（ステップＳ１０）。

【００５０】(8) カウンタ値ｃをインクリメントしなが
ら同じ動作を繰り返して、ｍ＞Ｍになったとき、すなわ
ち最後まで割り付けたとき（ステップＳ１１）、次に大
きな容量を持つチャネルの番号をＣｈに入れて（ステッ
プＳ１２）、(3) に戻って同じ動作を繰り返し、すべて
のチャネルを割り付けたとき（ステップＳ１３）、手順
を終了する。

【００５１】(実施例(6))実施例(6) においては、実施
例(5) の場合と同様にして、容量の大きいチャネルから
順にテーブルに割り付けながら、その都度、衝突の処理
を行なうが、実施例(5) の場合と、衝突処理の方法が異
なっている。

【００５２】実施例(6) の手順は、割り付けようとした
場所と、実際に割り付けた場所との差が大きくならない
ように、すなわち、各チャネルごとに遅延が大きくなら
ないように割り付けるものである。実施例(6) における
テーブル割り付けの手順は、次のようなものである。

【００５３】(1) テーブルを初期化する。 (2) チャネル番号Ｃｈに、最大容量を持つチャネルの番
号を入れる。 (3) チャネルの容量から周期ｐｅｒｉｏｄ〔Ｃｈ〕を計
算する。ｐｅｒｉｏｄ〔Ｃｈ〕は、チャネルの容量に反
比例する値である。

【００５４】(4) テーブル上の最初の空きを見つけて、
基点ｐｈａｓｅ〔Ｃｈ〕とする。 (5) ｐｅｒｉｏｄ〔Ｃｈ〕とｐｈａｓｅ〔Ｃｈ〕から、
割り付けたい位置に最も近いテーブル上の要素番号を計
算して、テーブル上の要素番号ｍに代入する。 (6) テーブル上の番号ｍの要素が割り付けられていない
ならば、そこにチャネルＣｈを割り付ける。

【００５５】(7) テーブルのｍ番目が割り付けられてい
る場合は、テーブル上のｍ番目の直前、および直後まで
の、割り付けられているすべての要素を移動した場合
の、最初に割り付けようとした位置と、移動先との差の
絶対値で定義されるスコアを計算し、スコアが最小にな
るような移動を実行する。 (8) テーブルの最後まで割り付けたならば、次に大きい
容量を持つチャネルの番号をＣｈに代入して、(3) に戻
る。

【００５６】以下、実施例(6) の手順について、さらに
詳細に説明する。実施例(6) においては、チャネルごと
に周期的になるように情報のタイムスロットを割り当て
てゆく。このとき、タイムスロット割り付け情報の他
に、割り付け偏差情報を記憶する。

【００５７】図７は、割り付け偏差情報を説明するもの
である。チャネルＡ，チャネルＢの割り付け情報に対し
て、偏差＝（割り付けられたタイムスロットの位置−割
り付けようとした位置）を計算して、それぞれのチャネ
ルに対応して記憶する。各チャネルの情報を等間隔に割
り付けようとした場合の間隔は、通信路のタイムスロッ
トの周期とは必ずしも一致しないので、偏差はタイムス
ロットの周期を単位として、一般に端数を持つ。

【００５８】図８は、衝突が生じた場合の例を示したも
のであって、最初、チャネルＡ，チャネルＢを割り付け
たのち、チャネルＤを割り付ける場合を示している。

【００５９】実施例(6) においては、図８に示すように
衝突が生じた場合、以下のような手順で衝突の処理を行
なう。 １．まず、衝突が生じた場所の直前の空きから直後の空
きまでの領域において、衝突を解決するためのチャネル
割り付けの移動パスとして、以下に示すようなものを考
える。

【００６０】 衝突が起こった位置をｎ、衝突が起こ
った位置の直前の空きをｌ、直後の空きをｐとする。 ｎの位置の割り付け（前に割り付けられていたも
の、後から割り付けようとしたものの両方）は、ｌから
ｐまでの任意の位置に移動できる。 ｌ＋１の位置からｎ−１の位置までの任意の位置ｍ
の割り付けは、ｌからｍ−１までの任意の位置に移動で
きる。

【００６１】 ｎ＋１の位置からｐ−１の位置までの
任意の位置ｏの割り付けは、ｏ＋１からｐまでの任意の
位置に移動できる。 からまでに示された移動を組み合わせて、ｎの
位置の衝突を解決するすべての移動の組み合わせを、チ
ャネル割り付けの移動パスと呼ぶ。

【００６２】図８に示されたような場合、衝突を解決す
るすべてのチャネル割り付けの移動パスは、以下の通り
である。 (1) チャネルＢをｎ＋２の位置に移動し、チャネルＡを
ｎ＋１の位置に移動する。 (2) チャネルＢをｎ＋２の位置に移動し、チャネルＤを
ｎ＋１の位置に移動する。 (3) チャネルＡをｎ＋２の位置に移動する。

【００６３】(4) チャネルＤをｎ＋２の位置に移動す
る。 (5) チャネルＤをｎ−２の位置に移動する。 (6) チャネルＡをｎ−２の位置に移動する。 (7) チャネルＣをｎ−２の位置に移動し、チャネルＤを
ｎ−１の位置に移動する。 (8) チャネルＣをｎ−２の位置に移動し、チャネルＡを
ｎ−１の位置に移動する。

【００６４】２．すべての移動パスについて、そのパス
のスコアを計算する。スコアは偏差と移動量の和の絶対
値で定義され、パス中に複数の移動を含む場合には、そ
れぞれの偏差と移動量の絶対値の最大値をとる。図８の
場合、上にあげた各パスに対するスコアは以下のように
なる。

【００６５】(1) チャネルＢをｎ＋２の位置に移動し、
チャネルＡをｎ＋１の位置に移動する場合のスコアは、
２．１。 (2) チャネルＢをｎ＋２の位置に移動し、チャネルＤを
ｎ＋１の位置に移動する場合のスコアは、２．１。 (3) チャネルＡをｎ＋２の位置に移動する場合のスコア
は、２．３。

【００６６】(4) チャネルＤをｎ＋２の位置に移動する
場合のスコアは、２．２。 (5) チャネルＤをｎ−２の位置に移動する場合のスコア
は、１．８。 (6) チャネルＡをｎ−２の位置に移動する場合のスコア
は、１．７。 (7) チャネルＣをｎ−２の位置に移動し、チャネルＤを
ｎ−１の位置に移動する場合のスコアは、１．２。 (8) チャネルＣをｎ−２の位置に移動し、チャネルＡを
ｎ−１の位置に移動する場合のスコアは、１．２。

【００６７】３. スコアが最小になるパスの移動を実行
する。スコアが最小になるパスが複数ある場合には、そ
の中から適当な方法で一つのパスを選択する。タイムス
ロットの割り付け情報と、割り付け偏差情報との両方を
移動する。移動に伴って、偏差も以下のように更新され
る。 偏差（移動後）＝ 偏差（移動前）＋移動量

【００６８】図９は、衝突の解決例を示したものであっ
て、（ａ）は解決例（その１）を示し、（ｂ）は解決例
（その２）を示している。解決例（その１）は、図８に
示された例を上述の(7) の移動パスによって移動した場
合であり、解決例（その２）は、図８に示された例を上
述の(8) の移動パスによって移動した場合である。

【００６９】(実施例(7))実施例(6) の手順は、割り付
けようとした場所と、実際に割り付けた場所との差が大
きくならないように、すなわち、各チャネルごとに遅延
が大きくならないように割り付けるものである。これに
対して実施例(7) では、割り付けようとした場所と、実
際に割り付けた場所との差を周期で割った値が大きくな
らないように、すなわち、各チャネルのバッファ量が大
きくならないようにする。

【００７０】実施例(7) の手順は、実施例(6) の場合と
同じであるが、スコアの計算は、偏差と移動量の和の絶
対値ではなく、偏差と移動量に帯域をかけたものによっ
て行なう。帯域の大きいものは、テーブル上での周期が
短く、テーブル上の移動量が位相に与える影響が大きい
ので、実施例(7) のようにすることによって、帯域の大
きいものほど、テーブル上で移動しにくくすることがで
きる。

【００７１】次に、このようにして帯域割り当てテーブ
ルを作成した場合に、例えば運用開始後に、帯域を変更
することが必要になる場合がある。帯域の変更によっ
て、帯域割り当てテーブルも変更されるが、特定の通信
の帯域の変更によって、他の通信に対してなるべく影響
を与えないようにすることが望ましい。以下において
は、定常的な容量を有する複数の通信を、単一の物理的
通信路に時分割多重化して収容する場合の、通信路の制
御を行なうための帯域割り当てテーブルを、通信容量の
変更に伴って、作りなおす方法を説明する。

【００７２】図１に示されたシステムにおいては、カウ
ンタ５を用いて、帯域割り当てテーブル４を読みだし、
読みだされた値に応じて、通信路に送出される通信の順
序を制御しているが、各通信の容量に変更があった場合
に、少ない手順で、使用するバッファメモリの量が少な
くなるように、帯域割り当てテーブルを変更するための
テーブル制御部７の手順として、次の各手法がある。

【００７３】1. 帯域割り当てテーブルの内容を、最初
から作りなおす方法。 この場合は、最初に帯域割り当てテーブルを作成した手
順で、新しい帯域に対する、新しい帯域割り当てテーブ
ルに書き込むべき内容を、テーブル制御部７中の作業領
域に作成する。ここで、帯域変更前の帯域割り当てテー
ブルは、予め適当な方法で作成されているものとする。
帯域割り当てテーブルの更新を行なう方法としては、以
下の各種の方法が考えられる。

【００７４】 テーブル制御部７の作業領域に作成さ
れた、新しい帯域割り当てテーブルに書き込むべき内容
を、カウンタの帯域割り当てテーブル読み出しと衝突し
ないようなタイミングで書き込む。

【００７５】図１０は、帯域割り当てテーブルの書き込
みを説明するものであって、（ａ）は書き込みのタイミ
ングを示し、（ｂ）は書き込み制御のための回路構成を
示している。図１０（ｂ）において、図１におけると同
じものを同じ番号で示し、８はテーブル制御部７および
カウンタ５の動作を制御するタイミング制御部である。

【００７６】帯域割り当てテーブル４のｎ番地の読み出
しと、帯域割り当てテーブル４のｍ番地の書き込みとを
互いに衝突しないタイミングで行ない、次に帯域割り当
てテーブル４のｎ＋１番地の読み出しと、帯域割り当て
テーブル４のｍ＋１番地の書き込みとを互いに衝突しな
いタイミングで行なう。以下、同様にして、帯域割り当
てテーブル４の読み出しと書き込みとを、常に衝突しな
いようなタイミングで行なう。タイミング制御部８は、
このようなタイミングで、帯域割り当てテーブル４の読
み出しと書き込みとが行なわれるように、カウンタ５と
テーブル制御部７とを制御する。

【００７７】 の方法と同じタイミングで、帯域割
り当てテーブル４に書き込むが、帯域割り当てテーブル
４のすべての内容に書き込みを行なうのでなく、テーブ
ル制御部７に、新しいテーブルの内容と、古いテーブル
の内容とを用意して、これらを比較して、異なっている
部分のみを、帯域割り当てテーブル４に書き込むように
する。

【００７８】 予め帯域割り当てテーブルを２面用意
して、切り替えて使用する。図１１は、テーブル切替え
方式の構成を示したものであって、（ａ）は新テーブル
作成時を示し、（ｂ）はテーブル切替え時を示してい
る。図１１において、図１０におけると同じものを同じ
番号で示し、４_1,４₂ はそれぞれ第１および第２の帯域
割り当てテーブル、９は切替えスイッチである。

【００７９】最初、図１１（ａ）の状態で、カウンタ５
が帯域割り当てテーブル４₁ から読み出しを行なって、
切替えスイッチ９を経て図示されないスイッチ制御部へ
送出すると同時に、テーブル制御部７から帯域割り当て
テーブル４₂ に新しい帯域の割り付けを行なって新テー
ブルを作成する。

【００８０】次に、カウンタ５が帯域割り当てテーブル
４₁ を最後まで読み出した時点で、切替えスイッチ９の
切替えと、カウンタ５およびテーブル制御部７の接続変
更を行なって、カウンタ５が新しい帯域割り当てテーブ
ル４₂ から読み出しを行なうようにする。

【００８１】2. 変更のあったチャネルの割り当てにつ
いて、古い割り付けを削除しながら、新しい帯域の割り
付けを行なう方法。 この際、帯域割り当てテーブルには、変更のなかったチ
ャネルの通信が割り付けられたままになっているので、
変更のあったチャネルを割り付ける際に、衝突が起きる
可能性があるので、衝突が起こったときは、変更のあっ
たチャネルを、後または前の最も近い空きに移動する。

【００８２】テーブル更新を行なう方法としては、テー
ブル制御部７の作業領域に、予め新しい帯域割り当てテ
ーブルの内容を作成してから更新する、上述の１．の
，，で説明した方法でもよく、またはテーブルを
直接書き替える、次のに示す方法でもよい。

【００８３】 以下の手順で、帯域割り当てテーブル
の更新を行なう。図１２は、テーブル更新時におけるテ
ーブルの読み出しと、テーブル制御部からの制御のタイ
ミングを示したものである。

【００８４】(1) 帯域割り当てテーブルを最初から読み
出し、最初に発見された空き、または帯域を変更するチ
ャネルの割り当ての位置に、新たな割り付けを行なっ
て、テーブル変更ポインタと割り付け位置ポインタを、
割り付けを行なった位置まで進める。

【００８５】ここで、テーブル変更ポインタは、テーブ
ル上において最後に変更が行なわれた要素の番号を示す
ポインタであり、割り付け位置ポインタは、これから通
信を割り付けようとする位置を示すポインタである。

【００８６】(2) 新たに割り付けられた帯域から、帯域
割り当てテーブルへの割り付け周期と、割り付け個数と
を計算する。 (3) 以下の(4),(5) の手順を、（帯域割り当てテーブル
へ割り付ける個数−１）回だけ繰り返す。

【００８７】(4) 割り付け位置ポインタを、帯域割り当
てテーブルへの割り付け周期分だけ増加する。テーブル
変更ポインタの指す位置の次から、割り付け位置ポイン
タの位置までの、帯域を変更しようとするチャネルの割
り付けを削除し、テーブル変更ポインタに割り付け位置
ポインタの値を代入する。

【００８８】(5) 帯域割り当てテーブルの割り付け位置
ポインタに対応する部分を読み出し、空きであった場合
には、新しい割り付けを行なう。空きでなかった場合
は、割り付け位置ポインタの位置からテーブルの終わり
の方向に向かって、テーブルの空き、または帯域を変更
しようとするチャネルの割り付けを探し、割り付け位置
ポインタの位置からテーブルの始めの方向に向かって、
テーブルの空きを探す。最初に見いだされた方に、新た
な割り付けを行なう。新たな割り付けを行なった位置
が、テーブル変更ポインタより、テーブルの終わりの方
向にある場合には、テーブル変更ポインタを、いま割り
付けた位置まで進める。

【００８９】３．２．の場合と同じようにして割り付け
を行なう。ただしこの場合は、帯域に変更のあったチャ
ネルを改めて割り付ける際に衝突が起こった場合には、
もともと割り付けられていたチャネルを移動しても、そ
のチャネルの最小遅延に変化がないときは、もともと割
り付けられていたチャネルを移動する。最小遅延に変化
が生じるときは、２．の場合と同様にする。ここで、最
小遅延は、あるチャネルの割り付けられた位置のうち、
最も位相の進んでいるものと、最も位相の遅れているも
のとの位相差で定義されるものである。

【００９０】図１３は、最小遅延を説明するものであっ
て、最小遅延が、最も位相の進んでいるものと、最も位
相の遅れているものとの位相差で定まることが示されて
いる。図中、斜線で示す最小遅延の範囲は、ポーリング
位置を移動してもよいことを示している。

【００９１】なお、3.の場合において、帯域割り当てテ
ーブルの更新を行なう方法としては、前述の1.で挙げ
た、, , の方法を適用することができる。

【００９２】４．システムに新しいチャネルの通信が加
わる場合には、そのチャネルの帯域が０から新しい帯域
に変更されると考えて、上述の１．から3.までのいずれ
かの方法を適用することによって、新しいチャネルの通
信の追加を行なうことができる。

【００９３】５．システムからあるチャネルの通信を削
除する場合には、テーブル制御部７から帯域割り当てテ
ーブルの内容を順次読み出し、削除したいチャネルの割
り付けを発見したとき、その割り付けを削除する。この
場合、テーブル制御部７からの帯域割り当てテーブルの
制御は、図１２に示されたタイミングで行なう。ただし
この場合、帯域割り当てテーブルの読み出しは、帯域割
り当てテーブルを読みだすカウンタの内容を監視する方
法によっても行なうことができる。

【００９４】またシステムからあるチャネルの通信を削
除する場合には、削除しようとするチャネルの帯域が、
それまでの帯域から０に変更されると考えて、上述の
１．ないし3.のいずれかの方法を適用することによっ
て、あるチャネルの通信の削除を行なうことができる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、異
なる定常的な容量を持つ複数の通信チャネルを単一の物
理的通信路に時分割多重化して収容するための帯域割り
当てテーブルの作成を行なう際に、各通信の容量の値に
無関係に、少ない計算量で、各通信の遅延量が少なくな
るように、かつ必要なバッファメモリの量が少なくなる
ように作成することができる。

【００９６】またこのような帯域割り当てテーブルを、
通信容量の変更に伴って作りなおす場合に、少ない手順
で、かつ必要なバッファメモリの量が少なくなるよう
に、テーブルの変更を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される通信システムの構成を示す
図である。

【図２】本発明の実施例(1) を説明する図である。

【図３】本発明の実施例(5) を説明する図である。

【図４】本発明の実施例(5) におけるテーブル割り付け
の手順を示すフローチャート(1) である。

【図５】本発明の実施例(5) におけるテーブル割り付け
の手順を示すフローチャート(2) である。

【図６】本発明の実施例(5) におけるテーブル割り付け
の手順を示すフローチャート(3) である。

【図７】割り付け偏差情報を説明する図である。

【図８】衝突が生じた場合の例を示す図である。

【図９】衝突の解決例を示す図であって、（ａ）は解決
例（その１）を示し、（ｂ）は解決例（その２）を示
す。

【図１０】帯域割り当てテーブルの書き込みを説明する
図であって、（ａ）は書き込みのタイミングを示し、
（ｂ）は書き込み制御のための回路構成を示す。

【図１１】テーブル切替え方式の構成を示す図であっ
て、（ａ）は新テーブル作成時を示し、（ｂ）はテーブ
ル切替え時を示す。

【図１２】テーブル更新時におけるテーブルの読み出し
と、テーブル制御部からの制御のタイミングを示す図で
ある。

【図１３】最小遅延を説明する図である。

【符号の説明】

１ 多重化部 ２₁ 〜２₄ バッファメモリ ３ スイッチ ４ 帯域割り当てテーブル ５ カウンタ ６ スイッチ制御部 ７ テーブル制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠宮 知宏 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 田島 一幸 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 阿比留 節雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 ▲廣▼田 正樹 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 滝川 好比郎 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−281595（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−174839（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−83226（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−63705（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 3/16 H04L 29/02

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯域割り当てテーブルに格納された切り
   替え情報を順次読みだしてスイッチを制御することによ
   って、複数チャネルの通信を単一の通信路上の各タイム
   スロットに割り付けて時分割多重化するシステムにおけ
   る、前記帯域割り当てテーブルを作成するテーブル制御
   部において、 通信容量に応じた割り付け間隔で前記スイッチの切り替
   え情報を書き込んだテーブルを各チャネルごとに作成し
   て重ね合わせ、同一位置において衝突が生じたとき、予
   め定められた優先順位に従って各チャネルの割り付け位
   置を変更するように該切り替え情報を修正して前記帯域
   割り当てテーブルを作成することを特徴とする帯域割り
   当て方式。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の帯域割り当て方式にお
   いて、同一位置において衝突が生じたとき、優先順位の
   高いチャネルから順に割り付けを行い、優先順位の低い
   チャネルは順送りに後の位置に移動するとともに、優先
   順位によらず、時間的に先に割り付けようとしたチャネ
   ルは時間的に後に割り付けようとしたチャネルに優先す
   ることを特徴とする帯域割り当て方式。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の帯域割り当て方式にお
   いて、同一位置において衝突が生じたとき、優先順位の
   高いチャネルから順に割り付けを行い、優先順位の低い
   チャネルは前または後における近い方の空きに移動し、
   前または後の空きが等距離の場合は、予め定められた方
   に移動するとともに、優先順位によらず、時間的に先に
   割り付けようとしたチャネルは時間的に後に割り付けよ
   うとしたチャネルに優先することを特徴とする帯域割り
   当て方式。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の帯
   域割り当て方式において、衝突が生じたことによって移
   動を行なうごとに、各チャネルの優先順位をそれぞれ１
   段階高くし、優先順位が最高のものは最低の優先順位と
   することを特徴とする帯域割り当て方式。
5. 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載の帯
   域割り当て方式において、衝突が生じたことによって移
   動を行なったチャネルの優先順位を最高とし、複数のチ
   ャネルの移動を行なった場合は、優先順位の低かったも
   のほど順に優先順位が高くなるようにすることを特徴と
   する帯域割り当て方式。
6. 【請求項６】 帯域割り当てテーブルに格納された切り
   替え情報を順次読みだしてスイッチを制御することによ
   って、複数チャネルの通信を単一の通信路上の各タイム
   スロットに割り付けて時分割多重化するシステムにおけ
   る、前記帯域割り当てテーブルを作成するテーブル制御
   部において、 通信容量に応じた割り付け間隔で前記スイッチの切り替
   え情報を書き込んだテーブルを各チャネルごとに作成し
   て通信容量の大きい順に二つのテーブルを重ね合わせ、
   同一位置において衝突が生じたとき、予め定められた優
   先順位に従って各チャネルの割り付け位置を変更するよ
   うに該切り替え情報を修正したのち、次に通信容量の大
   きいチャネルのテーブルを重ね合わせて再び衝突の処理
   を行なう手順を繰り返して行なうことによって前記帯域
   割り当てテーブルを作成することを特徴とする帯域割り
   当て方式。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の帯域割り当て方式にお
   いて、衝突が生じたとき、割り付けようとする位置から
   最も近い空きに割り付けることを特徴とする帯域割り当
   て方式。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の帯域割り当て方式にお
   いて、同一位置において衝突が生じたとき、割り付けよ
   うとする位置の直前の空きから直後の空きまでの領域に
   おいて衝突を回避するように移動を行なったときのすべ
   ての移動形態の組み合わせからなるチャネル割り付けの
   移動パスを求め、該移動パスから、割り付けられたタイ
   ムスロットの位置と割り付けようとした位置との差で定
   まる偏差と移動量の和の絶対値で規定されるスコアが最
   小になる移動形態を選択して移動を行なうように各チャ
   ネルの割り付け位置を変更することを特徴とする帯域割
   り当て方式。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の帯域割り当て方式にお
   いて、同一位置において衝突が生じたとき、前記移動パ
   スから、前記偏差と移動量の和の絶対値に各チャネルの
   帯域を乗じたもので規定されるスコアが最小になる移動
   形態を選択して移動を行なうことを特徴とする帯域割り
   当て方式。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
    帯域割り当て方式において、帯域の変更に伴って前記帯
    域割り当てテーブルを作りなおす際に、前記テーブル制
    御部において最初に帯域割り当てテーブルを作成した手
    順で新たな帯域割り当てテーブルに書き込むべき内容を
    作成して、該内容によって変更前の帯域割り当てテーブ
    ルを更新することを特徴とする帯域変更方式。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
    帯域割り当て方式において、帯域の変更に伴って前記帯
    域割り当てテーブルを作りなおす際に、変更のあったチ
    ャネルの割り当てについて、古い割り付けを削除しなが
    ら新しい割り付けを行ない、同一位置において衝突が生
    じたときは、変更のあったチャネルを後または前の最も
    近い空きに移動することを特徴とする帯域変更方式。
12. 【請求項１２】 請求項１０または１１に記載の帯域変
    更方式において、前記テーブル制御部において作成され
    た新たなテーブルに書き込むべき内容を、変更前のテー
    ブルの読み出しと衝突しないように変更前のテーブルに
    書き込むことによって更新を行なうことを特徴とする帯
    域変更方式。
13. 【請求項１３】 請求項１０または１１に記載の帯域変
    更方式において、テーブル制御部に新たなテーブルに書
    き込むべき内容と変更前のテーブルとを用意し、両者を
    比較して、異なる部分のみを変更前のテーブルの読み出
    しと衝突しないように変更前のテーブルに書き込むこと
    によって更新を行なうことを特徴とする帯域変更方式。
14. 【請求項１４】 請求項１０または１１に記載の帯域変
    更方式において、前記テーブル制御部において新たなテ
    ーブルを別に作成して、変更前のテーブルを該テーブル
    と入れ替えることによって更新を行なうことを特徴とす
    る帯域変更方式。
15. 【請求項１５】 請求項１１に記載の帯域変更方式にお
    いて、前記帯域割り当てテーブルを最初から読み出し
    て、最初に見出された空きまたは帯域を変更するチャネ
    ルの割り当ての位置に新たな割り付けを行ったのち、新
    たに割り当てられた帯域のテーブルへの割り付け周期ご
    とに、テーブルを読み出して空きであったときは新しい
    割り付けを行い、同一位置において衝突が生じたとき
    は、割り付けようとする位置からテーブルの終わりの方
    向における空きもしくは帯域を変更するチャネルの割り
    付け位置、または割り付けようとする位置からテーブル
    の始めの方向における空きの何れかに新たな割り付けを
    行う手順を繰り返して、前記帯域割り当てテーブルを直
    接書き替えることによって更新することを特徴とする帯
    域変更方式。
16. 【請求項１６】 請求項１１に記載の帯域変更方式にお
    いて、帯域に変更があったチャネルを改めて割り付ける
    際に衝突が生じた場合には、もともと割り付けられてい
    たチャネルを移動してもそのチャネルの最小遅延に変化
    がないときは、もともと割り付けられていたチャネルを
    移動することを特徴とする帯域変更方式。
17. 【請求項１７】 請求項１０ないし１６のいずれかにに
    記載の帯域変更方式において、システムに通信チャネル
    の増減があったときは、該チャネルの帯域が０から新し
    い帯域に変更され、または従来の帯域から０に変更され
    たものとして、新しいチャネルの通信の追加または従来
    のチャネルの通信の削除を行なうことを特徴とする帯域
    変更方式。