JP5465771B1 - 回線割当装置および回線割当方法 - Google Patents

Abstract

【課題】システム帯域上で周波数が連続した広い空き帯域を確保し、片偏波局および両偏波局の回線割当を効率よく行う。
【解決手段】２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当装置において、端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１の手段と、回線要求を行った端末局装置が２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、その一方の偏波の空き帯域のうち、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域の１つを割り当てる第２の手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、端末局と端末局がノード局を介して偏波多重通信を行う偏波多重無線通信システムにおいて、ノード局の周波数帯域を有効利用するように端末局への回線割り当てを制御する回線割当装置および回線割当方法に関する。

図２０に示す衛星通信システムや図２１に示すセルラ通信システムのような無線通信システムでは、端末局が回線割当装置から指示された回線を用い、通信衛星局やセルラ基地局（本明細書では「ノード局」という）を介して端末局と端末局が通信を行う。このような無線通信システムでは、全通信回線の帯域の総和はノード局が利用できる全帯域（以下、「システム帯域」という）に制限される。

ここで、複数の端末局が同一の回線を用いて通信を行うと、互いの信号がオーバーラップし、正常な通信が行われない。一方、回線がオーバーラップしないように各端末局に常時固定的に回線を割り当てると、通信を行っていない端末局にも回線が必要になり、周波数帯域が無駄となる。したがって、無線通信システムでは、システム帯域を有効利用するため、端末局の通信時のみ回線を割り当て、通信終了に当該回線を開放する。このとき、回線割当時にはシステム帯域から端末局が必要する幅の帯域（以下、「所要帯域」という）以上の空き帯域を検索する必要がある。この空き帯域を検索するための従来手法としては、所要帯域以上の幅となる空き帯域をシステム帯域の下限周波数から順番に検索する方法がある。このような従来手法の具体的な実施例は、非特許文献１に記載されている。

衛星通信における可変帯域制御技術を利用した周波数有効利用技術に関する調査報告書 平成13年電波産業会 J. Abe, F. Yamashita, K. Nakahira and K. Kobayashi: "Direct spectrum division transmission for highly efficient frequency utilization in satellite communications",IEICE Transactions on Communications, 95, 2, pp.563-571, 2012 夜船, ウェバー, 矢野: 依頼講演衛星通信における多偏波空間多重伝送技術の提案, 電子情報通信学会技術研究報告, pp.1-5, Aug. 2012

本発明では、以下のように利用可能な偏波が異なる３種類の端末局を想定する。
Ｖ偏波局：Ｖ偏波を利用
Ｈ偏波局：Ｈ偏波を利用
両偏波局：Ｖ偏波、Ｈ偏波の同一帯域を利用

ここで、Ｖ偏波局、Ｈ偏波局、両偏波局は、それぞれＶ偏波用、Ｈ偏波用、Ｖ，Ｈ両偏波共用のアンテナを装備している端末局である。両偏波局は、ＶＰＦＤＭ伝送（非特許文献２）、多偏波空間多重伝送（非特許文献３）などの伝送方式を用いることを前提とするため、両偏波が同一帯域を利用する。本明細書では、偏波の種類は垂直偏波（Ｖ偏波とＨ偏波）として説明するが、円偏波（右旋偏波と左旋偏波）であってもよい。

複数の端末局は、利用する偏波と所要帯域の幅が異なる回線の割当と開放を非同期に繰り返す。したがって、システム帯域の周波数軸上には、帯域幅の異なる空き帯域が散在する。また、空き帯域の散在状況は偏波ごとに異なる。ここで、割当済回線が存在する状態あるいは割当済回線が存在しない状態を初期状態とし、従来手法による回線割当例を図１１〜１６に示す。なお、本発明手法による回線割当例も対比して図中右側に示すが、これについては後述する。

「０」は初期状態での割当済回線を示し、「１」以上の数字は回線割当を行った順を示す。「Ｗ」は、Ｖ偏波およびＨ偏波が同時に空いている両偏波空き帯域を示し、「Ｓ」は、Ｈ偏波またはＶ偏波の一方が空いている片偏波空き帯域を示す。ここでは、簡単のためにＨ偏波のみについて示す。

図１１，図１２は、Ｖ偏波の回線が割り当てられている初期状態に対し、新たにＨ偏波局の回線を割り当てる例を示す。従来手法では、Ｈ偏波における空き帯域Ｗ，Ｓの中から、下限周波数ポイントに最も近づくように新規の回線を割り当てる。その結果、初期状態に対し、両偏波空き帯域Ｗが減少した。

図１３は、Ｈ偏波の回線が割り当てられている初期状態に対し、新たにＨ偏波局の回線を割り当てる例を示す。従来手法では、Ｈ偏波の割当済帯域により分割している２つの両偏波空き帯域Ｗの中から、下限周波数ポイントに最も近づくように新規の回線を割り当てる。その結果、初期状態に対し、一方の両偏波空き帯域Ｗが減少し、連続する空き帯域が狭くなった。

図１４は、Ｖ偏波の回線が割り当てられている初期状態に対し、新たに両偏波局の回線を割り当てる例を示す。従来手法では、Ｖ偏波の割当済帯域により分割している両偏波空き帯域Ｗの中から、下限周波数ポイントに最も近づくように新規の回線を割り当てる。その結果、初期状態に対し、一方の両偏波空き帯域Ｗが減少し、連続する空き帯域が狭くなった。

図１５，図１６は、両偏波に全く回線が割り当てられていない初期状態に対し、時刻１において、様々な帯域幅のＨ偏波局、Ｖ偏波局、両偏波局の回線を割り当て、その後の時刻２において、いくつかの回線を開放する例を示す。

図１５に示す従来手法では、時刻１において、下限周波数ポイントに最も近い方から順番に、Ｖ偏波局の回線１、両偏波局の回線２、Ｈ偏波局の回線３を割り当てる。ここで、Ｈ偏波局の回線３はＶ偏波局の回線１より帯域幅が広いので、Ｖ偏波局の回線１の逆側のＨ偏波の空き帯域に割り当てることができず、両偏波局の回線２に隣接して割り当てられる。時刻２において、両偏波局の回線２を開放すると、時刻１（回線割当時）に対して両偏波空き帯域Ｗは増えるものの、連続する空き帯域にはならない。

図１６に示す従来手法では、時刻１において、下限周波数ポイントに最も近い方から順番に、Ｈ偏波局の回線１、Ｖ偏波局の回線２、両偏波局の回線３、Ｖ偏波局の回線４、両偏波局の回線５、Ｈ偏波局の回線６、Ｈ偏波局の回線７、両偏波局の回線８を割り当てる。このとき、両偏波空き帯域Ｗは確保されず、片偏波空き帯域Ｓが２つに分断されて残る。時刻２において、Ｈ偏波局の回線１、Ｈ偏波局の回線６、両偏波局の回線５，８を開放すると、時刻１（回線割当時）に対して、両偏波空き帯域Ｗと片偏波空き帯域Ｓが増えるものの分断されやすく、連続する空き帯域にはならない。

以上述べたように、従来手法によれば、回線割当および回線開放により周波数成分が連続した空き帯域が減少したり分断されやすく、システム帯域上に狭い空き帯域が多発する。その結果、所要帯域が広い回線、特に両偏波局の回線の割り当てに失敗する確率が増加する問題がある。

本発明は、システム帯域上で周波数が連続した広い空き帯域を確保し、片偏波局および両偏波局の回線割当を効率よく行うことができる回線割当装置および回線割当方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当装置において、端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１の手段と、回線要求を行った端末局装置が２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、その一方の偏波の空き帯域のうち、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域の１つを割り当てる第２の手段とを備え、第２の手段は、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域が等しい帯域幅で複数あるときに、当該空き帯域と重なる他方の偏波の割当済帯域幅が所要帯域幅以上ある空き帯域を優先して割り当てる構成である。

第２の発明は、２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当装置において、端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１の手段と、回線要求を行った端末局装置が２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、他方の偏波の割当済帯域でありかつ一方の偏波の空き帯域のうち、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域の１つを割り当てる第２の手段とを備え、第２の手段は、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域が等しい帯域幅で複数あるときに、当該空き帯域と重なる他方の偏波の割当済帯域幅が所要帯域幅以上ある空き帯域を優先して割り当てる構成である。

第１〜第２の発明の回線割当装置において、第２の手段は、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域が等しい帯域幅で複数あるときに、ノード装置が利用する全帯域（システム帯域）の下限周波数または上限周波数に最も近い空き帯域を選択して割り当てる構成である。

第３の発明は、２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当装置において、端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１の手段と、回線要求を行った端末局装置が２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、一方の偏波で所要帯域幅の空き帯域のうち、第１の所定周波数に最も近い空き帯域を選択して割り当て、回線要求を行った端末局装置が同一帯域の２つの偏波を利用するとき、所要帯域幅の空き帯域のうち、第２の所定周波数に最も近い空き帯域を選択して割り当てる第２の手段とを備える。

第３の発明の回線割当装置において、第１の所定周波数と第２の所定周波数は、ノード装置が利用する全帯域（システム帯域）のうち一方を下限周波数とし、他方を上限周波数とする。

第４の発明は、２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当方法において、端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１のステップと、回線要求を行った端末局装置が２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、その一方の偏波の空き帯域のうち、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域の１つを割り当てる第２のステップとを有し、第２のステップは、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域が等しい帯域幅で複数あるときに、当該空き帯域と重なる他方の偏波の割当済帯域幅が所要帯域幅以上ある空き帯域を優先して割り当てる。

第５の発明は、２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当方法において、端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１のステップと、回線要求を行った端末局装置が２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、他方の偏波の割当済帯域でありかつ一方の偏波の空き帯域のうち、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域の１つを割り当てる第２のステップとを有し、第２のステップは、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域が等しい帯域幅で複数あるときに、当該空き帯域と重なる他方の偏波の割当済帯域幅が所要帯域幅以上ある空き帯域を優先して割り当てる。

第４〜第５の発明の回線割当方法において、第２のステップは、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域が等しい帯域幅で複数あるときに、ノード装置が利用する全帯域（システム帯域）の下限周波数または上限周波数に最も近い空き帯域を選択して割り当てる。

第６の発明は、２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当方法において、端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１のステップと、回線要求を行った端末局装置が２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、一方の偏波で所要帯域幅の空き帯域のうち、第１の所定周波数に最も近い空き帯域を選択して割り当て、回線要求を行った端末局装置が同一帯域の２つの偏波を利用するとき、所要帯域幅の空き帯域のうち、第２の所定周波数に最も近い空き帯域を選択して割り当てる第２のステップとを有する。

第６の発明の回線割当方法において、第１の所定周波数と第２の所定周波数は、ノード装置が利用する全帯域（システム帯域）のうち一方を下限周波数とし、他方を上限周波数とする。

第１、第５の発明は、一方の偏波を利用する片偏波局の回線割当を行うときに、一方の偏波の空き帯域のうち、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域の１つを割り当てることにより、システム帯域上で連続した空き帯域を確保しやすくなり、片偏波局の回線割当を効率よく行うことができる。

第２、第６の発明は、一方の偏波を利用する片偏波局の回線割当を行うときに、他方の偏波の割当済帯域でありかつ一方の偏波の空き帯域のうち、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域の１つを割り当てることにより、システム帯域上で連続した空き帯域、特に連続した両偏波空き帯域を確保しやすくなり、片偏波局の回線割当を効率よく行うことができる。

本発明は、同一帯域の２つの偏波を利用する両偏波局の回線割当を行うときに、その両偏波の空き帯域のうち、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い空き帯域の１つを割り当てることにより、システム帯域上で連続した両偏波空き帯域を確保しやすくなり、両偏波局の回線割当を効率よく行うことができる。

本発明は、一方の偏波を利用する片偏波局の回線割当を行うときに、一方の偏波で所要帯域幅の空き帯域のうち、第１の所定周波数に最も近い空き帯域を選択し、同一帯域の２つの偏波を利用する両偏波局の回線割当を行うときに、所要帯域幅の空き帯域のうち、第２の所定周波数に最も近い空き帯域を選択することにより、システム帯域上で連続した空き帯域、特に連続した両偏波空き帯域を確保しやすくなり、片偏波局および両偏波局の回線割当を効率よく行うことができる。

本発明の回線割当方法による片偏波の回線割当手順１を示すフローチャートである。 片偏波の回線割当手順１による回線割当例１を示す図である。 片偏波の回線割当手順１による回線割当例２を示す図である。 本発明の回線割当方法による片偏波の回線割当手順２を示すフローチャートである。 片偏波の回線割当手順２による回線割当例１を示す図である。 片偏波の回線割当手順２による回線割当例２を示す図である。 本発明の回線割当方法による両偏波の回線割当手順を示すフローチャートである。 両偏波の回線割当手順による回線割当例を示す図である。 本発明の回線割当方法による片偏波および両偏波の回線割当手順を示すフローチャートである。 片偏波および両偏波の回線割当手順による回線割当例を示す図である。 Ｈ偏波局の回線割当を行う従来手法と本発明手法の違い１を示す図である。 Ｈ偏波局の回線割当を行う従来手法と本発明手法の違い２を示す図である。 Ｈ偏波局の回線割当を行う従来手法と本発明手法の違い３を示す図である。 両偏波局の回線割当を行う従来手法と本発明手法の違いを示す図である。 Ｖ偏波局、Ｈ偏波局、両偏波局の回線割当を行う従来手法と本発明手法の違い１を示す図である。 Ｖ偏波局、Ｈ偏波局、両偏波局の回線割当を行う従来手法と本発明手法の違い２を示す図である。 本発明による回線割当の処理手順を示す図である。 本発明の回線割当装置の構成例を示す図である。 回線管理ＤＢ４、端末管理ＤＢ５の構成例を示す図である。 衛星通信システムの構成例を示す図である。 セルラ通信システムの構成例を示す図である。

（片偏波の回線割当）
図１は、本発明の回線割当方法による片偏波の回線割当手順１を示す。
図１において、まず回線要求に含まれる要求速度を特定し（Ｓ１）、その要求速度を満たす所要帯域幅を決定する（Ｓ２）。次に、空き帯域検索法Ａ，Ｂ，Ｃの順に、所要帯域幅を満たす空き帯域の検索を行い（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）、新規回線に割り当てる空き帯域を決定し、当該割当回線を配置する（Ｓ６）。

空き帯域検索法Ａは、端末局が利用する偏波の空き帯域のうち、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い幅の空き帯域を検索する。空き帯域検索法Ｂは、端末局が利用する偏波の逆側の偏波（以下、「裏偏波」という）の割当済帯域であり、かつ端末局が利用する偏波の空き帯域を検索する。空き帯域検索法Ｃは、所定周波数に最も近い（例えばシステム帯域の下限周波数に最も近い）空き帯域を検索する。

図２は、片偏波の回線割当手順１による回線割当例１を示す。ここでは、Ｖ偏波およびＨ偏波の回線が割り当てられている初期状態に対して、Ｈ偏波局の回線を割り当てる例を示す。

まず、空き帯域検索法Ａでは、Ｈ偏波の空き帯域のうち、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い幅の空き帯域１，２，３を検索する。空き帯域１，２，３は、等しい帯域幅を有する。次に、空き帯域検索法Ｂでは、空き帯域１，２，３のうち、帯域が重なるＶ偏波に割当済帯域がある空き帯域１，３を選択する。次に、複数の空き帯域があるので、空き帯域検索法Ｃにより所定周波数に最も近い（例えばシステム帯域の下限周波数に最も近い）空き帯域１を選択し、新規回線に割り当てる。

図３は、片偏波の回線割当手順１による回線割当例２を示す。ここでは、Ｖ偏波およびＨ偏波の回線が割り当てられている初期状態に対して、Ｈ偏波局の回線を割り当てる例を示す。

まず、空き帯域検索法Ａでは、Ｈ偏波の空き帯域のうち、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い幅の空き帯域１，２，３を検索する。空き帯域１，２，３は、等しい帯域幅を有する。ここで、帯域が重なるＶ偏波の割当済帯域幅が所要帯域幅以上あるか否かに応じて優先度を設定する。すなわち、Ｖ偏波の割当済帯域幅が所要帯域幅以上ある空き帯域１，２が相対的に高い優先度とし、Ｖ偏波の割当済帯域幅が所要帯域幅未満となる空き帯域３が相対的に低い優先度とし、空き帯域の番号で、１＝２＞３の関係で優先度が設定される。次に、空き帯域検索法Ｂでは、空き帯域１，２，３のうち優先度の高い空き帯域１，２を選択する。次に、複数の空き帯域があるので、空き帯域検索法Ｃにより所定周波数に最も近い（例えばシステム帯域の下限周波数に最も近い）空き帯域１から、Ｖ偏波の割当済帯域と重なるＨ偏波の所要帯域幅の空き帯域を選択し、新規回線に割り当てて終了する。

なお、Ｖ偏波に割当済帯域がない場合は、空き帯域検索法Ａで検索された空き帯域の優先度は同じになる。すなわち、Ｈ偏波の空き帯域の中から所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い幅の空き帯域が検索され、その中から空き帯域検索法Ｃにより１つの空き帯域が選択される。

図４は、本発明の回線割当方法による片偏波の回線割当手順２を示す。
図４において、まず回線要求に含まれる要求速度を特定し（Ｓ１）、その要求速度を満たす所要帯域幅を決定する（Ｓ２）。次に、手順２では、空き帯域検索法Ｂ，Ａ，Ｃの順に、所要帯域幅を満たす空き帯域の検索を行い（Ｓ４，Ｓ３，Ｓ５）、新規回線に割り当てる空き帯域を決定し、当該割当回線を配置する（Ｓ６）。空き帯域検索法Ａ，Ｂ，Ｃは、回線割当手順１と同様である。

図５は、片偏波の回線割当手順２による回線割当例１を示す。ここでは、Ｖ偏波の回線が割り当てられている初期状態に対して、Ｈ偏波の回線を割り当てる例を示す。

まず、空き帯域検索法Ｂでは、裏偏波であるＶ偏波の割当済帯域かつＨ偏波の空き帯域１，２，３を検索する。次に、空き帯域検索法Ａでは、空き帯域検索法Ｂで検索された空き帯域１，２，３うち、所要帯域幅以上かつ所要帯域幅に最も近い幅の空き帯域１，３を選択する。このとき、所要帯域幅未満の空き帯域２は除かれる。なお、空き帯域１，３の帯域幅は等しいものとする。ここで、複数の空き帯域があるので、空き帯域検索法Ｃにより所定周波数に最も近い（例えばシステム帯域の下限周波数に最も近い）空き帯域１を選択し、新規回線に割り当てる。

図６は、片偏波の回線割当手順２による回線割当例２を示す。ここでは、Ｖ偏波の回線が割り当てられている初期状態に対して、Ｈ偏波の回線を割り当てる例を示す。

まず、空き帯域検索法Ｂでは、裏偏波であるＶ偏波の割当済帯域かつＨ偏波の空き帯域１，２，３を検索する。次に、空き帯域検索法Ａでは、空き帯域検索法Ｂで検索された空き帯域１，２，３うち、所要帯域幅未満の空き帯域２が除かれ、所要帯域幅以上の空き帯域１，３のうち所要帯域幅に最も近い幅の空き帯域３を選択する。ここで、空き帯域が１個となるので、空き帯域検索法Ｃをパスして当該空き帯域を新規回線に割り当てて終了する。

以上説明した片偏波の回線割当を実施することにより、図１３に示すように、裏偏波に割当済帯域がない場合には、空き帯域検索法Ｂにより所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い幅の空き帯域を検索することにより、広い幅の空き帯域を残留させることができる。すなわち、連続する両偏波空き帯域Ｗの帯域幅を従来手法に比べて広げることができる。

また、図１１，図１２に示すように、片偏波に割り当てる空き帯域として、裏偏波の割当済帯域と重なる帯域を優先して割り当てることができ、両偏波が同時に空きとなる帯域を増加させることができる。すなわち、片偏波空き帯域Ｓと両偏波空き帯域Ｗの合計の帯域幅は従来手法と同じでも、両偏波空き帯域Ｗの帯域幅を従来手法に比べて広げることができる。

（両偏波の回線割当）
図７は、本発明の回線割当方法による両偏波の回線割当手順を示す。
図７において、まず回線要求に含まれる要求速度を特定し（Ｓ１）、その要求速度を満たす所要帯域幅を決定する（Ｓ２）。次に、空き帯域検索法Ａ，Ｃの順に、所要帯域幅を満たす空き帯域の検索を行い（Ｓ４，Ｓ５）、新規回線に割り当てる空き帯域を決定し、当該割当回線を配置する（Ｓ６）。空き帯域検索法Ａ，Ｃは、上記の片偏波の空き帯域検索法Ａ，Ｃに対応し、片偏波が両偏波に置き換わったものとなる。

図８は、両偏波の回線割当手順による回線割当例を示す。ここでは、Ｖ偏波の回線が割り当てられている初期状態に対して、両偏波局の回線を割り当てる例を示す。

まず、空き帯域検索法Ａでは、所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い幅の両偏波の空き帯域１，２を検索する。空き帯域１，２は、等しい帯域幅を有する。次に、複数の空き帯域があるので、空き帯域検索法Ｃにより所定周波数に最も近い（例えばシステム帯域の下限周波数に最も近い）空き帯域１から所要帯域幅の空き帯域を選択し、新規回線に割り当てて終了する。

以上説明した両偏波の回線割当を実施することにより、図１４に示すように、両偏波に割り当てる空き帯域として、空き帯域検索法Ａにより所要帯域幅以上でかつ所要帯域幅に最も近い幅の空き帯域を割り当てることができ、広い幅の空き帯域を残留させることができる。すなわち、連続する両偏波空き帯域Ｗの帯域幅を従来手法に比べて広げることができる。

（片偏波および両偏波の回線割当）
図９は、本発明の回線割当方法による片偏波および両偏波の回線割当手順を示す。
図９において、まず回線要求に含まれる要求速度を特定し（Ｓ１）、その要求速度を満たす所要帯域幅を決定する（Ｓ２）。次に、空き帯域検索法Ｃにより、新規回線に割り当てる空き帯域を決定し（Ｓ５）、当該割当回線を配置する（Ｓ６）。空き帯域検索法Ｃは、片偏波に対しては所定周波数１に最も近い（例えばシステム帯域の下限周波数に最も近い）空き帯域を検索し、両偏波に対しては所定周波数２に最も近い（例えばシステム帯域の上限周波数に最も近い）空き帯域を検索する。これは、片偏波については従来手法と共通するが、片偏波と両偏波の空き帯域をそれぞれ異なる方向から割り当てるところが異なる。

図１０は、片偏波および両偏波の回線割当手順による回線割当例を示す。ここでは、Ｖ偏波およびＨ偏波の回線が割り当てられていない初期状態に対して、片偏波局および両偏波局の回線を割り当てる例を示す。

まず、所要帯域幅１のＨ偏波の回線１は、所定周波数１に最も近い（例えばシステム帯域の下限周波数に最も近い）Ｈ偏波の空き帯域を検索して割り当てる。次に、所要帯域幅２のＶ偏波の回線２は、所定周波数１に最も近い（例えばシステム帯域の下限周波数に最も近い）Ｖ偏波の空き帯域を検索して割り当てる。次に、所要帯域幅３の両偏波の回線３は、所定周波数２に最も近い（例えばシステム帯域の上限周波数に最も近い）両偏波の空き帯域を検索して割り当てる。以下同様に、割当帯域に隣接する空き帯域に新規回線を順次割り当てていく。なお、割当済帯域があればそれを避けて割り当てが行われる。

以上説明した片偏波および両偏波の回線割当を実施することにより、図１５，図１６に示すように、回線割当時には、Ｖ偏波局の回線、Ｈ偏波局の回線、両偏波局の回線がそれぞれ隣接し、従来手法のように空き帯域が分散せず、連続した空き帯域を広げることができる。また、回線開放時には、空き帯域が隣接して発生する確率が増し、特に連続する両偏波空き帯域Ｗの帯域幅を従来手法に比べて広げるさせることができる。

図１７は、本発明による回線割当の処理手順（回線要求から回線割当までの流れ）を示す。
(1) 通信開始時に、端末局が回線要求の信号を回線割当装置に送信する。
(2) 回線割当装置は、本発明の回線割当方法を用いて回線を割り当てた後、回線情報を当該端末局および相手側の端末局に送信する。
(3) 端末局は、割り当てられた回線を用いて通信を行う。
(4) 通信終了時に、端末局が回線開放の信号を回線割当装置に送信する。
回線要求、回線情報、回線開放の信号は、別途確保された制御用回線を用いて送信される。

図１８は、本発明の回線割当装置の構成例を示す。
図１８において、回線割当装置は、制御回線送受信部１、アクセス制御部２、回線割当処理部３、回線管理ＤＢ（データベース）４、端末管理ＤＢ５により構成される。
回線管理ＤＢ４は、図１９(1) に示すように、システム帯域の利用状況としてスロット番号ごとに「空き」か「使用」かを管理する。端末管理ＤＢ５は、図１９(2) に示すように、端末局ごとの情報として、(1) 通信方式、(2) 利用偏波、(3) 割当スロット番号を管理する。(1),(2) は、予め知り得る端末局固有の情報であるので、端末局ＩＤ情報と関連付けてデータベース化する。(3) は本発明の回線割当方法を用いて決定する。

回線割当装置は、制御回線送受信部１が回線要求信号を受信すると、アクセス制御部２が端末局ＩＤと要求速度を取り出し、端末局ＩＤを用いて回線管理ＤＢ４から通信方式、利用偏波を取り出し、要求速度と通信方式を回線割当処理部３に通知する。回線割当処理部部３では、次式を用いて要求速度から所要帯域Ｗreq を決定する。
Ｗreq ＝Ｒreq ／ηＷslt

ここで、Ｗslt は１スロットの帯域幅、Ｒreq は要求速度、ηは通信方式に対して一意に決定するスペクトラム利用効率（周波数あたりに伝送可能なビットレート）である。

さらに、回線割当処理部３は、本発明の回線割当方法を用いて、回線管理ＤＢ４の空きスロット番号を参照して割当スロット番号を決定し、端末局ＩＤを持つ端末局に割当スロット番号を返信すると共に、割当スロット番号を端末管理ＤＢ５に記憶し、割当スロット番号に対し回線管理ＤＢ４の内容を「空き」から「使用」に変更する。

一方、端末局は通信が終了すると、制御回線を用いて回線開放信号に端末局ＩＤを付与して回線割当装置に送信する。回線割当装置は、制御回線送受信部１で回線開放信号を受信すると、アクセス制御部２が端末局ＩＤを取り出し、端末管理ＤＢ５に記憶していた割当スロット番号を削除すると共に、割当スロット番号に対し回線管理ＤＢ４の内容を「使用」から「空き」に変更する。

１ 制御回線送受信部
２ アクセス制御部
３ 回線割当処理部
４ 回線管理ＤＢ
５ 端末管理ＤＢ

Claims (10)

1. ２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当装置において、
   前記端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１の手段と、
   前記回線要求を行った前記端末局装置が前記２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、その一方の偏波の空き帯域のうち、前記所要帯域幅以上でかつ前記所要帯域幅に最も近い空き帯域の１つを割り当てる第２の手段と
   を備え、
   前記第２の手段は、前記所要帯域幅以上でかつ前記所要帯域幅に最も近い空き帯域が等しい帯域幅で複数あるときに、当該空き帯域と重なる前記他方の偏波の割当済帯域幅が前記所要帯域幅以上ある空き帯域を優先して割り当てる構成である
   ことを特徴とする回線割当装置。
2. ２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当装置において、
   前記端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１の手段と、
   前記回線要求を行った前記端末局装置が前記２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、他方の偏波の割当済帯域でありかつ一方の偏波の空き帯域のうち、前記所要帯域幅以上でかつ前記所要帯域幅に最も近い空き帯域の１つを割り当てる第２の手段と
   を備え、
   前記第２の手段は、前記所要帯域幅以上でかつ前記所要帯域幅に最も近い空き帯域が等しい帯域幅で複数あるときに、当該空き帯域と重なる前記他方の偏波の割当済帯域幅が前記所要帯域幅以上ある空き帯域を優先して割り当てる構成である
   ことを特徴とする回線割当装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の回線割当装置において、
   前記第２の手段は、前記所要帯域幅以上でかつ前記所要帯域幅に最も近い空き帯域が等しい帯域幅で複数あるときに、前記ノード装置が利用する全帯域（システム帯域）の下限周波数または上限周波数に最も近い空き帯域を選択して割り当てる構成である
   ことを特徴とする回線割当装置。
4. ２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当装置において、
   前記端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１の手段と、
   前記回線要求を行った前記端末局装置が前記２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、一方の偏波で前記所要帯域幅の空き帯域のうち、第１の所定周波数に最も近い空き帯域を選択して割り当て、前記回線要求を行った前記端末局装置が同一帯域の前記２つの偏波を利用するとき、前記所要帯域幅の空き帯域のうち、第２の所定周波数に最も近い空き帯域を選択して割り当てる第２の手段と
   を備えたことを特徴とする回線割当装置。
5. 請求項４に記載の回線割当装置において、
   前記第１の所定周波数と前記第２の所定周波数は、前記ノード装置が利用する全帯域（システム帯域）のうち一方を下限周波数とし、他方を上限周波数とする
   ことを特徴とする回線割当装置。
6. ２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当方法において、
   前記端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１のステップと、
   前記回線要求を行った前記端末局装置が前記２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、その一方の偏波の空き帯域のうち、前記所要帯域幅以上でかつ前記所要帯域幅に最も近い空き帯域の１つを割り当てる第２のステップと
   を有し、
   前記第２のステップは、前記所要帯域幅以上でかつ前記所要帯域幅に最も近い空き帯域が等しい帯域幅で複数あるときに、当該空き帯域と重なる前記他方の偏波の割当済帯域幅が前記所要帯域幅以上ある空き帯域を優先して割り当てる
   ことを特徴とする回線割当方法。
7. ２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当方法において、
   前記端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１のステップと、
   前記回線要求を行った前記端末局装置が前記２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、他方の偏波の割当済帯域でありかつ一方の偏波の空き帯域のうち、前記所要帯域幅以上でかつ前記所要帯域幅に最も近い空き帯域の１つを割り当てる第２のステップと
   を有し、
   前記第２のステップは、前記所要帯域幅以上でかつ前記所要帯域幅に最も近い空き帯域が等しい帯域幅で複数あるときに、当該空き帯域と重なる前記他方の偏波の割当済帯域幅が前記所要帯域幅以上ある空き帯域を優先して割り当てる
   ことを特徴とする回線割当方法。
8. 請求項６または請求項７に記載の回線割当方法において、
   前記第２のステップは、前記所要帯域幅以上でかつ前記所要帯域幅に最も近い空き帯域が等しい帯域幅で複数あるときに、前記ノード装置が利用する全帯域（システム帯域）の下限周波数または上限周波数に最も近い空き帯域を選択して割り当てる
   ことを特徴とする回線割当方法。
9. ２つの偏波の少なくとも一方に対応する複数の端末局装置と、当該端末局装置の偏波多重通信を中継するノード装置と、これらの偏波多重通信に用いられる２つの偏波の回線の割り当てを行う回線割当装置とにより構成される偏波多重無線通信システムの回線割当方法において、
   前記端末局装置からの回線要求に対して、要求速度を満たす所要帯域幅を決定する第１のステップと、
   前記回線要求を行った前記端末局装置が前記２つの偏波の一方の偏波を利用するとき、一方の偏波で前記所要帯域幅の空き帯域のうち、第１の所定周波数に最も近い空き帯域を選択して割り当て、前記回線要求を行った前記端末局装置が同一帯域の前記２つの偏波を利用するとき、前記所要帯域幅の空き帯域のうち、第２の所定周波数に最も近い空き帯域を選択して割り当てる第２のステップと
   を有することを特徴とする回線割当方法。
10. 請求項９に記載の回線割当方法において、
    前記第１の所定周波数と前記第２の所定周波数は、前記ノード装置が利用する全帯域（システム帯域）のうち一方を下限周波数とし、他方を上限周波数とする
    ことを特徴とする回線割当方法。

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