JP6649516B2 - 帯域割当装置及び帯域割当方法 - Google Patents

Description

本発明は、帯域割当装置及び帯域割当方法に関する。
本願は、２０１７年２月１０日に、日本に出願された特願２０１７−０２３３６５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

ＮＧ−ＰＯＮ２（Next Generation-Passive Optical Network 2）に代表されるＴＤＭ−ＰＯＮ（Time Division Multiplexing-Passive Optical Network）方式の受動光通信網では、終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が下位装置からの上りデータを受信すると共に、当該上りデータを送信するために必要な帯域情報（送信要求量）を示す信号（以後「送信要求量通知」と呼称）を端局装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）に送信する。ＯＬＴは、全ＯＮＵから送信要求量通知により送信要求量を受信した後、当該送信要求量に基づいて各ＯＮＵへの帯域割当量（以後「割当量」と呼称）を決定し、その割当結果を通知する信号（以後「送信割当量通知信号」と呼称）を各ＯＮＵに送信する。各ＯＮＵは、送信割当量通知信号で指定された送信帯域内で送信できる上りデータを、指定された割当量に基づいて送信する。

この割当制御では、下位装置から受信した上りデータに対する送信要求量をＯＮＵがＯＬＴに通知した後で、ＯＮＵに対する上りデータ送信のための割当量がＯＬＴにより決定され、各ＯＮＵへ通知される。このような制御のため、上りデータの送信までに時間を要し、遅延となる（以後「制御遅延」と呼称）。この制御遅延は、移動体無線通信システムをＴＤＭ−ＰＯＮ方式のシステムに収容する場合に要求される低遅延化のボトルネックとなる。これまでに、当該制御遅延を低減するために以下の二つの方法が開示されている。

一つは、上位装置との連携により、制御遅延を低減する方法である（例えば、非特許文献１参照）。移動体無線通信システムでは、下位装置と無線接続するユーザ端末からの上り送信を上位装置が集中制御するために、上位装置が無線周期（ＴＴＩ：Transmission Time Interval）毎にスケジューリングを行う。このスケジューリング結果は、各ユーザ端末へと送信され、各ユーザ端末は当該スケジューリング結果に基づいて上り送信を行う。以下では、ユーザ端末から送信される上りユーザデータを、「モバイルデータ」とも呼称する。非特許文献１の方法では、ＯＬＴは、このスケジューリング結果のうち、下位装置が各ユーザ端末から受信する上りユーザデータ量（以後「モバイルデータ量」と呼称）及び受信時刻（以後「モバイルデータ受信時刻」と呼称）を少なくとも特定できる情報を含む無線リソース情報を上位装置から予め受信する。ＯＬＴは、当該情報に基づいて各ＯＮＵへの割当量を決定・通知する。これにより、ＯＬＴは、各ＯＮＵからの送信要求量の通知を待たずに割当量を決定できるため、制御遅延を削減できる。

もう一つは、上記の割当量を統計的に決定する方法である（例えば、非特許文献２参照）。この方法では、各ＯＮＵから送信される上りデータ量（トラヒック量）をＯＬＴがモニタし、モニタ結果の統計値に基づいて、各ＯＮＵへの割当量を決定する。このため、非特許文献１と同様に、ＯＬＴは、各ＯＮＵから送信要求量の通知を待たずに割当量を決定することが可能となり、制御遅延を削減できる。

T. Tashiro，et.al.，"A Novel DBA Scheme for TDM-PON based Mobile Fronthaul"，OFC 2014，Tu3F.3，2014 T. Kobayashi，et.al.，"Bandwidth Allocation scheme based on Simple Statistical Traffic Analysis for TDM-PON based Mobile Fronthaul"，OFC 2016，W3C.7，2016

図１８Ａ及び図１８Ｂは、従来技術によるＯＮＵの送信許可期間とモバイルデータの到着期間との関係を示す図である。送信許可期間とは、ＯＮＵに上りデータの送信を許可する期間である。図１８Ａに示す理想状態では、ＯＮＵにモバイルデータが到着する期間（以後「モバイルデータ到着期間」と呼称）は、ＴＴＩ内において当該ＯＮＵに割り当てられた送信許可期間内に包含されている。しかしながら、非特許文献１における無線リソース情報、非特許文献２における統計値のいずれにも、下位装置における処理レイテンシ及びモバイルデータ間ギャップは含まれていない。そのため、送信許可期間内に、モバイルデータ到着期間全てを包含できないことがあった。これは、図１８Ｂに示す非理想状態のように、ＴＴＩ内でＯＮＵから送信できないモバイルデータが発生することを意味する。

上記事情に鑑み、本発明は、１つのデータ転送周期内で終端装置から端局装置へ送信できない上りデータの発生を低減することができる帯域割当装置及び帯域割当方法を提供することを目的としている。

本発明の第１の態様によれば、帯域割当装置は、端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる。帯域割当装置は、前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定部と、前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータのデータ量に基づいて、前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定部と、推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当部と、前記端局装置における上りデータのトラヒックを収集するトラヒックモニタ部と、を備え、前記送信許可期間開始位置決定部は、前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期と同一の長さの自走周期で、前記端局装置が前記終端装置から受信した上りユーザデータ総量が閾値を上回り始める時刻を検出し、前記時刻を検出したときの前記自走周期の先頭時刻と検出した前記時刻との時間差を、前記端局装置における前記自走周期の先頭時刻に加算した値を、前記開始位置の推定値とする。
本発明の第２の態様によれば、帯域割当装置は、端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる。帯域割当装置は、前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定部と、前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量に基づいて前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定部と、推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当部と、前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期を分割した割当サイクル毎に、前記上位装置へ転送すべき上りデータが前記終端装置にあるか否かを判定し、上りデータがあると判定された回数が最多の割当サイクルの先頭時刻と、前記下位装置が前記通信端末から上りデータを受信する時刻とに基づいて、前記下位装置における処理レイテンシを推定する制御パラメータ推定部と、を備え、前記送信許可期間開始位置決定部は、前記制御パラメータ推定部により推定された前記処理レイテンシと、前記下位装置が前記通信端末から上りデータを受信する時刻とに基づいて、前記開始位置の推定値を算出する。
本発明の第３の態様によれば、帯域割当装置は、端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる。帯域割当装置は、前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定部と、前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量に基づいて前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定部と、推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当部と、前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期を分割した割当サイクル毎に、前記上位装置へ転送すべき上りデータ量を前記終端装置から取得し、前記割当サイクル間における前記上りデータ量の差分に基づいて、前記割当サイクルにおいて前記終端装置に到着し得る最小の上りデータ量である最小到着量を推定する制御パラメータ推定部と、備え、前記送信許可期間長決定部は、前記下位装置から前記終端装置へ転送される上りデータ量を前記最小到着量により除算した値に、前記割当サイクルの長さを乗じた値を、前記到着期間の長さの推定値とする。
本発明の第４の態様によれば、帯域割当装置は、端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる。帯域割当装置は、前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定部と、前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量に基づいて前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定部と、推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当部と、を備え、前記帯域割当部は、少なくとも１台以上の前記終端装置が前記到着期間を有する期間においては、当該期間において利用可能な帯域のうち固定割当量の帯域を全ての前記終端装置に割り当て、割り当てた残りの利用可能な前記帯域を当該期間に前記到着期間を有する前記終端装置で等分配し、全ての前記終端装置が前記到着期間を有していない期間においては、当該期間において利用可能な帯域を全ての前記終端装置で等分配する。

本発明の第５の態様によれば、上述の第４の態様の帯域割当装置は、前記下位装置との無線通信のために前記通信端末に割当てられた無線リソースを示す無線リソース情報を前記上位装置から取得し、前記無線リソース情報に基づいて前記下位装置に上りデータが到着する時刻を算出する連携処理部をさらに備え、前記送信許可期間開始位置決定部は、前記下位装置に上りデータが到着する時刻に、前記下位装置の内部処理に要する時間を少なくとも加算して得られる値を、前記開始位置の推定値とする。

本発明の第６の態様によれば、上述の第４の態様の帯域割当装置において、前記送信許可期間長決定部は、前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量を、予め定めた期間に前記終端装置に到着し得る最小の上りデータ量である最小到着量により除算した値に、予め定めた前記期間の長さを乗じた値を、前記到着期間の長さの推定値とする。

本発明の第７の態様によれば、上述の第６の態様の帯域割当装置において、前記送信許可期間長決定部は、予め定めた前記期間の長さを、前記到着期間の最大長により除算した値に、前記最大長の前記到着期間において伝送可能なデータ量を乗算して得られる値を、前記最小到着量とする。

本発明の第８の態様によれば、上述の第６の態様の帯域割当装置において、前記送信許可期間長決定部は、前記下位装置から前記終端装置へと転送され得る上りデータ量を前記最小到着量により除算した値に、予め定めた前記期間の長さを乗じて得られる値が、前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期の長さを上回る場合には、当該転送周期の長さを、前記到着期間の推定値とする。

本発明の第９の態様によれば、上述の第２の態様の帯域割当装置において、前記制御パラメータ推定部は、前記転送周期における割当サイクルを前半の割当サイクルと後半の割当サイクルとに再帰的に分割し、前記制御パラメータ推定部は、前記前半の割当サイクルと前記後半の割当サイクルとにおいて転送される上りデータ量に所定以上の差が検出されるまでに行われた前記転送周期に対する分割の回数に基づいて、前記上りデータのバースト数を推定し、前記送信許可期間開始位置決定部は、前記制御パラメータ推定部により推定された前記処理レイテンシ及び前記バースト数と、前記下位装置が前記通信端末から上りデータを受信する時刻とに基づいて、前記開始位置の推定値を算出する。

本発明の一態様は、端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当装置が実行する帯域割当方法であって、送信許可期間開始位置決定部が、前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定ステップと、送信許可期間長決定部が、前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータのデータ量に基づいて、前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定ステップと、帯域割当部が、推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当ステップと、トラヒックモニタ部が、前記端局装置における上りデータのトラヒックを収集するトラヒックモニタステップと、を有し、前記送信許可期間開始位置決定ステップにおいては、前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期と同一の長さの自走周期で、前記端局装置が前記終端装置から受信した上りユーザデータ総量が閾値を上回り始める時刻を検出し、前記時刻を検出したときの前記自走周期の先頭時刻と検出した前記時刻との時間差を、前記端局装置における前記自走周期の先頭時刻に加算した値を、前記開始位置の推定値とする。
本発明の一態様は、端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当装置が実行する帯域割当方法であって、送信許可期間開始位置決定部が、前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定ステップと、送信許可期間長決定部が、前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量に基づいて前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定ステップと、帯域割当部が、推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当ステップと、制御パラメータ推定部が、前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期を分割した割当サイクル毎に、前記上位装置へ転送すべき上りデータが前記終端装置にあるか否かを判定し、上りデータがあると判定された回数が最多の割当サイクルの先頭時刻と、前記下位装置が前記通信端末から上りデータを受信する時刻とに基づいて、前記下位装置における処理レイテンシを推定する制御パラメータ推定ステップと、を有し、前記送信許可期間開始位置決定ステップにおいては、前記制御パラメータ推定ステップにより推定された前記処理レイテンシと、前記下位装置が前記通信端末から上りデータを受信する時刻とに基づいて、前記開始位置の推定値を算出する。
本発明の一態様は、端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当装置が実行する帯域割当方法であって、送信許可期間開始位置決定部が、前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定ステップと、送信許可期間長決定部が、前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量に基づいて前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定ステップと、帯域割当部が、推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当ステップと、制御パラメータ推定部が、前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期を分割した割当サイクル毎に、前記上位装置へ転送すべき上りデータ量を前記終端装置から取得し、前記割当サイクル間における前記上りデータ量の差分に基づいて、前記割当サイクルにおいて前記終端装置に到着し得る最小の上りデータ量である最小到着量を推定する制御パラメータ推定ステップと、を有し、前記送信許可期間長決定ステップにおいては、前記下位装置から前記終端装置へ転送される上りデータ量を前記最小到着量により除算した値に、前記割当サイクルの長さを乗じた値を、前記到着期間の長さの推定値とする。

本発明により、１つのデータ転送周期内で終端装置から端局装置へ送信できない上りデータの発生を低減することが可能となる。

本発明の第１の実施形態による送信許可期間の例を示す図である。 第１の実施形態による通信システムの機能ブロック図である。 第１の実施形態による割当量算出部の帯域割当処理を示すフロー図である。 第１の実施形態による割当量算出部の送信許可期間開始位置及び送信許可期間長更新処理を示すフロー図である。 第１の実施形態による割当量算出部の割当量算出処理を示すフロー図である。 第２の実施形態による通信システムの機能ブロック図である。 第３の実施形態による通信システムの機能ブロック図である。 第３の実施形態におけるスイープ処理により得られる結果の一例を示す図である。 第３の実施形態における制御パラメータ推定部による処理レイテンシ推定処理を示すフロー図である。 第３の実施形態における制御パラメータ推定部による先頭候補サイクル番号を特定する処理を示すフロー図である。 第３の実施形態における制御パラメータ推定部による最小到着量の推定処理を示す第１のフロー図である。 第３の実施形態における制御パラメータ推定部による最小到着量の推定処理を示す第２のフロー図である。 トラヒックパターンの例とバースト数を推定する処理の概要とを示す図である。 トラヒックパターンの例とバースト数を推定する処理の概要とを示す図である。 第４の実施形態における制御パラメータ推定部によるバースト数を推定する処理を示す第１のフロー図である。 第４の実施形態における制御パラメータ推定部によるバースト数を推定する処理を示す第２のフロー図である。 第４の実施形態における制御パラメータ推定部によるバースト数を推定する処理を示す第３のフロー図である。 従来技術によるＯＮＵの送信許可期間とモバイルデータの到着期間との関係を示す図である。 従来技術によるＯＮＵの送信許可期間とモバイルデータの到着期間との関係を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
以下では、移動体無線通信システムの通信を中継する中継システムがＰＯＮ（Passive Optical Network；受動光通信網）である場合を例に説明する。ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）が端局装置に相当し、ＯＮＵ（Optical Network Unit）が終端装置に相当する。ＯＬＴは複数のＯＮＵと接続され、これら複数のＯＮＵはＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）によりＯＬＴに上りデータを送信する。ＯＬＴは、ＯＮＵに対して上りデータの送信許可期間開始位置及び帯域量を割当てる帯域割当装置として動作する。送信許可期間とは、上りデータの送信がＯＮＵに許可される期間であり、送信許可期間開始位置とは、送信許可期間が開始するタイミングである。

移動体無線通信システムは、上位装置と、下位装置と、ユーザ端末とを有する。ユーザ端末は、下位装置と無線通信する通信端末である。下り通信の場合、上位装置は、ユーザ端末宛の下りデータである下りユーザデータをＯＬＴに送信し、ＯＬＴは配下のＯＮＵに下りユーザデータをブロードキャストする。各ＯＮＵは、ブロードキャストされた下りユーザデータから配下の下位装置宛の下りユーザデータを抽出し、下位装置に送信する。下位装置は、下りユーザデータを無線によりユーザ端末に送信する。上り通信の場合、下位装置は、無線によりユーザ端末から受信した上りユーザデータであるモバイルデータをＯＮＵに送信し、ＯＮＵは、下位装置から受信したモバイルデータを、ＯＬＴによって指定された帯域割当量（以後「割当量」と呼称）に従ってＯＬＴに送信する。ＯＬＴは、受信したモバイルデータを上位装置に送信する。

本実施形態のＯＬＴは、ＯＮＵにおけるＴＴＩ毎のモバイルデータ到着期間の開始位置及び長さを推定し、当該推定結果に基づいて各ＯＮＵにおける上りデータの送信許可期間開始位置及び送信許可期間の長さを決定する。ＯＬＴはこの決定した送信許可期間開始位置及び送信許可期間に基づいて各ＯＮＵの割当量を決定し、決定した割当量を各ＯＮＵへと通知する。

［事前決定］
まず、割当サイクル長と、最小到着量とを予め決定しておく。割当サイクルは、ＯＬＴが帯域割当対象とする期間の最小単位であり、割当サイクル長は、１つの割当サイクルの長さ（期間）である。最小到着量は、割当サイクル内にＯＮＵに到着し得るデータ量の最小値である。

割当サイクル長は、ＴＴＩ長を複数に分割した値であり、（割当サイクル長×分割数）の値はＴＴＩ長と一致する。また、最小到着量は、例えば、ＯＮＵにモバイルデータが到着する期間であるモバイルデータ到着期間が最も長くなる条件下において、ＯＮＵに到着する１割当サイクル当たりのモバイルデータ量である。モバイルデータ到着期間内で伝送可能なデータ量をＤとすると、最小到着量は、割当サイクル長をモバイルデータ到着期間長で除算した値にデータ量Ｄを乗じて得られる値（データ量Ｄ×（割当サイクル長）／（モバイルデータ到着期間長））である。また、当該値が割当サイクル長内で送信できる最大データ量をＯＮＵ数で除算した値Ａよりも大きい場合には、値Ａを最小到着量としても良い。
以下の説明及び図面では、上記の分割数を８とした場合の例を示すが、これに限定されるものではない。

［全体処理概要］
本実施形態におけるＯＬＴは、ＯＮＵにおけるモバイルデータ到着期間の開始位置を推定し、当該推定値をＯＮＵにおける上りデータの送信許可期間開始位置として決定する処理と、ＯＮＵにおけるモバイルデータ到着期間の長さを推定し、当該推定値をＯＮＵへの送信許可期間の長さとして決定する処理とをそれぞれ行う。

図１は、送信許可期間の例を示す図である。送信許可期間開始位置を決定する処理において、ＯＬＴは、図１に示すように、ＯＮＵにおけるモバイルデータ受信時刻又はＴＴＩの先頭時刻に、下位装置における処理レイテンシをオフセットとして加えることで、ＯＮＵにおけるモバイルデータ到着期間の開始位置を推定する。この推定値が送信許可期間開始位置となる。なお、ＯＮＵにおけるモバイルデータ受信時刻として、当該ＯＮＵの配下の下位装置におけるモバイルデータ受信時刻を用いてもよい。また、下位装置におけるモバイルデータ受信時刻に対してさらに伝送遅延を考慮した値などを加えた時刻をモバイルデータ受信時刻としてもよい。

送信許可期間の長さを決定する処理において、ＯＬＴは、割当サイクル内にＯＮＵに到着し得るモバイルデータの最小量である最小到着量を基準に、送信許可期間を決定する。具体的には、従来技術に記載した無線リソース情報又は統計処理によって特定されるモバイルデータ量を最小到着量で除算して得られる値と同数の割当サイクル数の間（モバイルデータ量／最小到着量×割当サイクル長）が、送信許可期間である。

上記のように送信許可期間は最小量基準を用いて得られるため、モバイルデータ間ギャップが大きく、モバイルデータ到着期間が長くなる時でも送信許可期間が不足する事態を回避できる。つまり、送信許可期間は、上りユーザデータの到着期間全てを包含することができる。また、送信許可期間の長さは、モバイルデータ量に応じて適応的に変化するため、帯域割当の最適化が可能であり、過剰に帯域を割り当て続けることはない。

＜第１の実施形態＞
［ＯＬＴ構成］
上記に基づく、本発明の第１の実施形態を説明する。図２は、第１の実施形態による通信システム１００の機能ブロック図である。通信システム１００は、上位装置１と、ＯＬＴ２と、ＯＮＵ３と、下位装置４とを備える。図２では、上位装置１、ＯＮＵ３及び下位装置４を１台ずつ示しているが、通信システム１００は、それぞれ複数台を備え得る。ＯＬＴ２と接続しているＯＮＵ３の数を接続ＯＮＵ数と記載する。

ＯＬＴ２は、連携処理部２１と、送信許可期間開始位置決定部２２と、送信許可期間長決定部２３と、割当量算出部２４と、送受信部２５とを備える。連携処理部２１は、無線リソース情報を上位装置１から受信し、この受信した無線リソース情報に基づいて、ＯＮＵ３におけるモバイルデータ受信時刻及びモバイルデータ量を特定する。連携処理部２１は、この処理を、非特許文献１の技術を用いて行うことができる。無線リソース情報は、例えば、各ユーザ端末に対する無線リソースの割り当てを示しており、この割当てられた無線リソースに基づいて、下位装置４が各ユーザ端末から受信するモバイルデータ量とモバイルデータ受信時刻とを取得可能である。連携処理部２１は、各ＯＮＵ３におけるモバイルデータ受信時刻及びモバイルデータ量を、ＯＮＵ３の配下の下位装置４のモバイルデータ受信時刻及びモバイルデータ量に基づき算出する。

送信許可期間開始位置決定部２２は、ＯＮＵ３におけるモバイルデータ受信時刻に基づいて、ＯＮＵ３の送信許可期間開始位置を決定する。送信許可期間長決定部２３は、ＯＮＵ３のモバイルデータ量に基づいて、各ＯＮＵ３の送信許可期間長を決定する。割当量算出部２４は、各ＯＮＵ３について送信許可期間開始位置決定部２２が決定した送信許可期間開始位置及び送信許可期間長決定部２３が決定した送信許可期間長に基づいて、各ＯＮＵ３の割当量を決定する。送受信部２５は、上位装置１から受信した下りデータを示す電気信号を光信号に変換し、光信号をＯＮＵ３に送信する。送受信部２５は、ＯＮＵ３から受信した上りデータを示す光信号を電気信号に変換し、電気信号を上位装置１に送信する。また、送受信部２５は、各割当サイクルの割当量をＯＮＵ３に通知する。送受信部２５の処理は、従来技術と同様である。

図２における連携処理部２１、送信許可期間開始位置決定部２２、送信許可期間長決定部２３、割当量算出部２４をＯＬＴ２内に設けているが、これらの全て又は一部をＯＬＴ２の外部装置である帯域割当装置に設けることも可能である。

以下では、送信許可期間開始位置決定部２２、送信許可期間長決定部２３、及び、割当量算出部２４の詳細を述べる。

［送信許可期間開始位置決定部２２の詳細］
送信許可期間開始位置決定部２２は、帯域割当対象とする割当サイクルの先頭時刻を割当量算出部２４から受信すると、無線リソース情報に基づいて得られるＯＮＵ３におけるモバイルデータ受信時刻に、下位装置４の処理レイテンシをオフセットとして加算した時刻を求める。送信許可期間開始位置決定部２２は、求めた時刻のうち割当サイクルの先頭時刻よりも前の時刻を連携処理部２１から取得し、取得した時刻を送信許可期間開始位置として割当量算出部２４に出力する。すなわち、連携処理部２１から取得対象とする無線リソース情報は、以下の式（１）を満たすものである。

式（１）において、Ｔｉｍｅ［ｉ］はｉ番目のＯＮＵ３であるＯＮＵ♯ｉにおけるモバイルデータ受信時刻である。Ｔ_{ｌａｔｅｎｃｙ}は下位装置４の内部処理にかかる処理レイテンシ、Ｔ_{ａｌｌｏｃ＿ｓｔａｒｔ}は帯域割当対象とする割当サイクルの先頭時刻である。送信許可期間開始位置決定部２２は、式（１）を満たすように、先頭時刻Ｔ_{ａｌｌｏｃ＿ｓｔａｒｔ}から処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}を減算した値を基準とする。送信許可期間開始位置決定部２２は、この基準とした値よりも前のモバイルデータ受信時刻Ｔｉｍｅ［ｉ］を示す無線リソース情報を連携処理部２１から取得する。これによって無線リソース情報から取得される値（モバイルデータ受信時刻Ｔｉｍｅ［ｉ］）は、処理レイテンシ加算前の値である。そこで、送信許可期間開始位置決定部２２は、無線リソース情報から取得したＯＮＵ＃ｉのモバイルデータ受信時刻Ｔｉｍｅ［ｉ］の値に処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}を加算した値を、ＯＮＵ♯ｉの送信許可期間開始位置として出力する。

処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}は、各下位装置４における内部処理に要する時間に基づいて予め定められてもよい。送信許可期間開始位置決定部２２は、ＯＬＴ２とＯＮＵ３との間の伝送距離に依存する遅延（Round Trip Time （RTT））に基づいて、先頭時刻Ｔ_{ａｌｌｏｃ＿ｓｔａｒｔ}を決定してもよい。この場合、送信許可期間開始位置決定部２２は、式（１）に代えて式（２）に基づいて、先頭時刻Ｔ_{ａｌｌｏｃ＿ｓｔａｒｔ}を決定する。式（２）におけるＴ_{ｄｅｌａｙ}は、伝送距離に依存する遅延時間を示す。

連携処理部２１から読み出された無線リソース情報は、送信許可期間長決定部２３にも通知されると共に、連携処理部２１にて当該情報は消去される。

［送信許可期間長決定部２３の詳細］
送信許可期間長決定部２３は、送信許可期間開始位置決定部２２からの指示で連携処理部２１から読み出された無線リソース情報から、各ＯＮＵ３のモバイルデータ量を取得し、送信許可期間長を算出する。送信許可期間長の算出式を以下の式（３）に示す。

式（３）にて、ＤａｔａＳｉｚｅ［ｉ］はＯＮＵ♯ｉのモバイルデータ量、Ｎ_{ｃｙｃｌｅ}［ｉ］はＯＮＵ♯ｉの送信許可期間とする割当サイクル数、Ｄ_ｍｉｎは最小到着量、Ｎ_{ｇｒａｎｔ}はＴＴＩ長の分割数（ＴＴＩ当たりの割当サイクル数）である。ＯＮＵ♯ｉに到着し得るモバイルデータ量ＤａｔａＳｉｚｅ［ｉ］は、ＯＮＵ♯ｉの配下の下位装置４におけるモバイルデータ量の合計に基づいて算出される。このモバイルデータ量ＤａｔａＳｉｚｅ［ｉ］は、ＯＮＵ＃ｉからＯＬＴ２に転送され得るモバイルデータ量を表す。なお、送信許可期間長決定部２３は、Ｎ_{ｃｙｃｌｅ}［ｉ］がＮ_{ｇｒａｎｔ}を超える場合は、割当サイクル数Ｎ_{ｃｙｃｌｅ}［ｉ］の値をＴＴＩ長の分割数Ｎ_{ｇｒａｎｔ}にする。つまり、モバイルデータ量が１ＴＴＩにおいて送信し得るデータ量を超える場合、送信許可期間をＴＴＩ長にする。

送信許可期間長決定部２３は、各ＯＮＵ＃ｉのＮ_{ｃｙｃｌｅ}［ｉ］を、送信許可期間長として割当量算出部２４に出力する。

［割当量算出部２４の詳細］
割当量算出部２４は、帯域割当対象とする割当サイクルに送信許可期間が含まれるＯＮＵ３の間で、当該割当サイクル内で使用可能な帯域を等分配する。一方、全ＯＮＵ３とも帯域割当対象とする割当サイクルに送信許可期間が含まれない場合には、全ＯＮＵ３で当該サイクル内の帯域を等分配する。割当量算出部２４、この処理を帯域割当対象とする割当サイクル毎に実施する。

図３は、割当量算出部２４による帯域割当処理を示すフロー図である。割当量算出部２４は、帯域割当対象とする割当サイクルが変わる毎に開始から終了まで当該フローを実施する。まず、割当量算出部２４は、送信許可期間開始位置決定部２２が割当サイクルの先頭時刻に基づいて更新した各ＯＮＵ３の送信許可期間開始位置を取得する。さらに、割当量算出部２４は、各ＯＮＵ３の送信許可期間長を送信許可期間長決定部２３から取得する（ステップＳ１０）。割当量算出部２４は、更新された各ＯＮＵ３の送信許可期間長に基づき、各ＯＮＵ３の割当量を算出する（ステップＳ２０）。割当量算出部２４は、次の割当サイクルの先頭時刻を算出する（ステップＳ３０）。

図４は、図３のステップＳ１０における送信許可期間開始位置及び送信許可期間長更新処理を示すフロー図である。割当量算出部２４は、帯域割当対象とする割当サイクルの先頭時刻を送信許可期間開始位置決定部２２に通知し、送信許可期間開始位置及び送信許可期間長を送信許可期間開始位置決定部２２及び送信許可期間長決定部２３からそれぞれ取得する。

具体的には、割当量算出部２４は、帯域割当対象とする割当サイクルの先頭時刻Ｔ_{ａｌｌｏｃ＿ｓｔａｒｔ}を送信許可期間開始位置決定部２２に通知する（ステップＳ１０５）。連携処理部２１は、無線リソース情報に基づいて各下位装置４のモバイルデータ受信時刻及びモバイルデータ量を算出し、各ＯＮＵ３のモバイルデータ受信時刻及びモバイルデータ量を、ＯＮＵ３の配下の下位装置４のモバイルデータ受信時刻及びモバイルデータ量に基づいて算出する。送信許可期間開始位置決定部２２は、連携処理部２１が算出した各ＯＮＵ３のモバイルデータ受信時刻を参照し、先頭時刻Ｔ_{ａｌｌｏｃ＿ｓｔａｒｔ}から処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}を減算した時刻よりモバイルデータ受信時刻Ｔｉｍｅ［ｊ］が前のＯＮＵ＃ｊ（ｊは１以上接続ＯＮＵ数以下の整数）を取得する。

送信許可期間開始位置決定部２２は、取得したＯＮＵ＃ｊのモバイルデータ受信時刻Ｔｉｍｅ［ｊ］に、処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}を加算して送信許可期間開始位置を求め、割当量算出部２４に通知する。送信許可期間開始位置決定部２２は、ＯＮＵ＃ｊの送信許可期間長Ｎ_{ｃｙｃｌｅ}［ｊ］の算出を送信許可期間長決定部２３に指示する。送信許可期間長決定部２３は、送信許可期間開始位置決定部２２から指示されたＯＮＵ＃ｊの送信許可期間長Ｎ_{ｃｙｃｌｅ}［ｊ］を、連携処理部２１が算出したＯＮＵ＃ｊのモバイルデータ量ＤａｔａＳｉｚｅ［ｊ］を用いて式（３）により算出する。送信許可期間長決定部２３は、算出したＯＮＵ＃ｊの割当サイクル数Ｎ_{ｃｙｃｌｅ}［ｊ］を割当量算出部２４に通知する。割当量算出部２４は、全てのＯＮＵ＃ｊの送信許可期間長Ｎ_{ｃｙｃｌｅ}［ｊ］を取得すると（ステップＳ１１０）、ステップＳ１１５以降の処理を行う。

ステップＳ１１５〜ステップＳ１４０において、割当量算出部２４は、各ＯＮＵ３の送信許可期間開始位置及び送信許可期間長を取得すると、各ＯＮＵ３の送信許可期間保持値に、取得した送信許可期間を加える。この時、現在の割当サイクルにて送信許可期間保持値が０でないＯＮＵ３の数（送信許可期間が重複するＯＮＵ数）を有効ＯＮＵ数Ｎ_{ｏｎｕ＿ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ}として測定する。

具体的には、割当量算出部２４は、変数ｉ及び有効ＯＮＵ数Ｎ_{ｏｎｕ＿ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ}に０を設定して初期化する（ステップＳ１１５）。割当量算出部２４は、変数ｉが接続ＯＮＵ数に達したか否かを判断する（ステップＳ１２０）。割当量算出部２４は、変数ｉが接続ＯＮＵ数に達していないと判断した場合、ＯＮＵ＃ｉの現在の送信許可期間保持値Ｎ_{ｃｙｃｌｅ＿ｈｏｌｄ}［ｉ］の値に、送信許可期間長Ｎ_{ｃｙｃｌｅ}［ｉ］を加算する（ステップＳ１２５）。割当量算出部２４は、送信許可期間保持値Ｎ_{ｃｙｃｌｅ＿ｈｏｌｄ}［ｉ］が０より大きいと判断した場合は、現在の有効ＯＮＵ数Ｎ_{ｏｎｕ＿ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ}の値に１を加算する（ステップＳ１３５）。割当量算出部２４は、ステップＳ１３０において送信許可期間保持値Ｎ_{ｃｙｃｌｅ＿ｈｏｌｄ}［ｉ］が０以下であると判断した後、又は、ステップＳ１３５の処理の後、現在の変数ｉの値に１を加算し（ステップＳ１４０）、ステップＳ１２０からの処理を繰り返す。割当量算出部２４は、変数ｉが接続ＯＮＵ数に達したと判断した場合、図４の処理を終了する。

図５は、図３のステップＳ２０における割当量算出処理を示すフロー図である。
図４の処理に続いて、割当量算出部２４は、割当対象の割当サイクルにおける各ＯＮＵ３の割当量を算出する。当該算出は、当該割当サイクルが送信許可期間であるか否かに関わらず全ＯＮＵ３に固定的に割り当てる帯域分を最初に割り当てた後（固定割当処理）、残った帯域を送信許可期間であるか否かに応じて適応的に各ＯＮＵ３に追加割当（追加割当処理）する２段式の割当である。

ステップＳ２０５〜ステップＳ２２５の固定割当処理において、割当量算出部２４は、ＯＬＴ２と接続する全ＯＮＵ３に、割当サイクル毎に固定的に割り当てる帯域（固定割当量Ｇ_ｆｉｘ）を、割当量として割り当てる。固定割当量は、例えば、上位装置１と下位装置４との間で終端される制御信号の送信に必要な帯域に対応するデータ量である。この固定割当量には、ＴＤＭ−ＰＯＮにおける割当量の通知方法の規定に基づき、バースト送信のためのオーバヘッド量等を加算しても良い。

具体的には、割当量算出部２４は、変数ｉに０を設定して初期化し、未割当帯域量に割当サイクルにおいて使用可能な帯域量を設定して初期化する（ステップＳ２０５）。割当量算出部２４は、変数ｉが接続ＯＮＵ数に達したか否かを判断する（ステップＳ２１０）。割当量算出部２４は、変数ｉが接続ＯＮＵ数に達していないと判断した場合、ＯＮＵ＃ｉの割当量Ｑ［ｉ］を、固定割当量Ｇ_ｆｉｘとする（ステップＳ２１５）。割当量算出部２４は、未割当帯域量を、固定割当量Ｇ_ｆｉｘを減算した値に更新する（ステップＳ２２０）。割当量算出部２４は、現在の変数ｉの値に１を加算し（ステップＳ２２５）、ステップＳ２１０からの処理を繰り返す。割当量算出部２４は、変数ｉが接続ＯＮＵ数に達したと判断した場合、ステップＳ２３０からの追加割当処理を行う。

ステップＳ２３０〜ステップＳ２７０の追加割当処理において、割当量算出部２４は、固定割当処理後に割当サイクル内で未割当の帯域を、ステップＳ１０において算出した送信期間保持値Ｎ_{ｃｙｃｌｅ＿ｈｏｌｄ}［ｉ］が０ではないＯＮＵ３間で等分配する。この等分配される帯域に対応する割当量（追加割当量Ｇ_ａｄｄ）は、式（４）で与えられる。

式（４）において、Ｇ_{ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ}は、上記の未割当の帯域において、ユーザデータの転送のために利用できる帯域のみを抽出した値であり、例えば、誤り訂正のためのパリティビット分の帯域を除くことで得られる値である。Ｎ_{ｏｎｕ＿ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ}は、ステップＳ１０において算出した有効ＯＮＵ数であり、Ｎ_ｏｎｕは、接続ＯＮＵ数、すなわち、ＯＬＴ２と接続中の全ＯＮＵ３の数である。割当量算出部２４は、有効ＯＮＵ数が０の時には、全ＯＮＵ３の割当量に追加割当量Ｇ_ａｄｄを加え、有効ＯＮＵ数が０ではない時には、送信許可期間保持値が０ではないＯＮＵ３に対してのみの割当量に追加割当量Ｇ_ａｄｄを加え、送信許可期間保持値をデクリメントする。

具体的には、割当量算出部２４は、式（４）により追加割当量Ｇ_ａｄｄを算出する（ステップＳ２３０）。割当量算出部２４は、変数ｉに０を設定して初期化する（ステップＳ２３５）。割当量算出部２４は、変数ｉが接続ＯＮＵ数に達したか否かを判断する（ステップＳ２４０）。割当量算出部２４は、変数ｉが接続ＯＮＵ数に達していないと判断した場合、（条件１）ＯＮＵ＃ｉの送信期間保持値Ｎ_{ｃｙｃｌｅ＿ｈｏｌｄ}［ｉ］が０より大きい、（条件２）有効ＯＮＵ数Ｎ_{ｏｎｕ＿ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ}が０である、のうち少なくとも一方の条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ２４５）。割当量算出部２４は、条件１と条件２のうち少なくとも一方を満たすと判断した場合、ＯＮＵ＃ｉの現在の割当量Ｑ［ｉ］の値に、追加割当量Ｇ_ａｄｄを加算する（ステップＳ２５０）。

割当量算出部２４は、ステップＳ２４５において条件１と条件２とのいずれも満たさないと判断した後、又は、ステップＳ２５０の処理の後、ＯＮＵ＃ｉの送信許可期間保持値Ｎ_{ｃｙｃｌｅ＿ｈｏｌｄ}［ｉ］が０より大きいか否かを判断する（ステップＳ２５５）。割当量算出部２４は、送信許可期間保持値Ｎ_{ｃｙｃｌｅ＿ｈｏｌｄ}［ｉ］が０より大きいと判断した場合、現在の送信許可期間保持値Ｎ_{ｃｙｃｌｅ＿ｈｏｌｄ}［ｉ］の値から１を減算する（ステップＳ２６０）。一方、割当量算出部２４は、送信許可期間保持値Ｎ_{ｃｙｃｌｅ＿ｈｏｌｄ}［ｉ］が０以下であると判断した場合、送信許可期間保持値Ｎ_{ｃｙｃｌｅ＿ｈｏｌｄ}［ｉ］に０を設定する（ステップＳ２６５）。割当量算出部２４は、ステップＳ２６０又はステップＳ２６５の処理の後、現在の変数ｉの値に１を加算し（ステップＳ２７０）、ステップＳ２４０からの処理を繰り返す。割当量算出部２４は、変数ｉが接続ＯＮＵ数に達したと判断した場合、図５の処理を終了する。

割当量算出部２４は、図５の処理を終了すると、図３のステップＳ３０の処理を行い、図５の固定割当処理及び追加割当処理において決定した各ＯＮＵ＃ｉの割当量Ｑ［ｉ］を送受信部２５に出力し、各ＯＮＵ３に通知する。

以上が本発明の第１の実施形態の説明である。本説明の追加割当処理にて、有効ＯＮＵ数がゼロの時には、接続ＯＮＵ数で未割当の帯域を等分配するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、割当量算出部２４は、未割当の帯域を新規ＯＮＵを検出するための帯域としても良い。また、割当量算出部２４は、モバイルデータ量がゼロであるＯＮＵ３に対して未割当の帯域を等分配しても良い。

また、上記では、割当サイクル毎に送信許可期間開始位置及び送信許可期間長の決定を行うようにしたが、複数の割当サイクル分をまとめて処理するようにしても良い。その場合には、割当量算出部２４は、複数の割当てサイクルをまとめた期間の末尾時刻を送信許可期間開始位置決定部２２に通知し、この末尾時刻に対応する送信許可期間開始位置及び送信許可期間長を取得する。割当量算出部２４は、取得した値を一時的に保持し、当該まとめた期間内の各割当サイクルの帯域割当を行う際には、帯域割当実行対象となる割当サイクルの先頭時刻と保持していた送信許可期間開始位置を比較する。割当量算出部２４は、帯域割当を実行対象となる割当サイクルの先頭時刻よりも送信許可期間開始位置が前の場合には、当該割当サイクルにて保持していた送信許可期間長を、送信許可期間保持値に加える。

［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態による通信システム１０１の機能ブロック図である。図６において、図１に示す第１の実施形態による通信システム１００と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図６に示す通信システム１０１が、図１に示す通信システム１００と異なる点は、ＯＬＴ２に代えてＯＬＴ２ａを備える点である。ＯＬＴ２ａが図１に示すＯＬＴ２と異なる点は、連携処理部２１に代えてトラヒックモニタ部２６及び統計処理部２７を備える点、送信許可期間開始位置決定部２２に代えて送信許可期間開始位置決定部２２ａを備える点である。

トラヒックモニタ部２６は、割当サイクル毎に、当該割当サイクル内に各ＯＮＵ３から転送された上りデータ量を、ＯＮＵ３毎にモニタする。トラヒックモニタ部２６は、モニタした値を、統計処理部２７及び送信許可期間開始位置決定部２２ａへ通知する。

統計処理部２７は、トラヒックモニタ部２６から取得した各ＯＮＵ３の上りデータ量から、ＴＴＩ毎の各ＯＮＵ３のモバイルデータ量を推定する。推定方法は、例えば、非特許文献２にて開示された方法を用いればよい。具体的には、トラヒックモニタ値からＴＴＩ毎（後述する自走周期毎）の各ＯＮＵ３のモバイルデータ量の平均値μ及び分散値σをそれぞれ算出し、ＯＮＵ♯ｉのモバイルデータ量を、μ［ｉ］＋Ｍ×σ［ｉ］（Ｍは整数）とする。

送信許可期間開始位置決定部２２ａは、トラヒックモニタ部２６が取得した結果から、自走周期（周期長はＴＴＩ長と同一）内でモバイルデータが発生し始める時刻を検出する。具体的には、送信許可期間開始位置決定部２２ａは、割当サイクル毎に各ＯＮＵ３のトラヒックモニタ結果を取得し、トラヒックモニタ結果が示すモバイルデータ量のモニタ値の総量が閾値未満の割当サイクルから閾値以上の割当サイクルへと切り替わる割当サイクルを、自走周期毎に観測する。送信許可期間開始位置決定部２２ａは、この切り替わる割当サイクルを検出した場合には、検出した割当サイクルの先頭時刻と自走周期の先頭時刻との時間差を抽出する。第２の実施形態において、ＯＬＴ２ａは自走周期の先頭時刻をＴＴＩの先頭として割当処理を行う。このため、抽出した時間差は、ＯＬＴ２ａから見た時の処理レイテンシと見做せるので、第２の実施形態では当該時間差を処理レイテンシとし、送信許可期間開始位置決定部２２ａで保持する。閾値は、例えば、下位装置４から上位装置１へと転送される制御信号等の非ユーザデータ量である。自走周期は、ＯＬＴ２ａにより制御される周期であり、移動体無線通信システムのＴＴＩと同期していてもよいし、同期していなくてもよい。

送信許可期間開始位置決定部２２ａは、割当量算出部２４から帯域割当対象とする割当サイクルの先頭時刻が通知されると、通知された先頭時刻が、その自走周期の先頭時刻に保持していた値（処理レイテンシ）をオフセットとして加算した時刻よりも後か否かを確認する。加算により算出された時刻より割当サイクルの先頭時刻が後の場合には、統計処理部２７から統計的に得た上記モバイルデータ量の読み出し指示を出す。読み出された各ＯＮＵ３のモバイルデータ量は、送信許可期間長決定部２３へと通知され、第１の実施形態と同一の処理で送信許可期間長が決定される。

図６におけるトラヒックモニタ部２６、統計処理部２７、送信許可期間開始位置決定部２２ａ、送信許可期間長決定部２３、割当量算出部２４をＯＬＴ２ａ内に設けているが、これらの全て又は一部をＯＬＴ２ａの外部装置である帯域割当装置に設けることも可能である。

［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態による通信システム１０２の機能ブロック図である。図７において、図１に示す第１の実施形態による通信システム１００と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図７に示す通信システム１０２が、図１に示す通信システム１００と異なる点は、ＯＬＴ２に代えてＯＬＴ２ｂを備える点である。ＯＬＴ２ｂが図１に示すＯＬＴ２と異なる点は、制御パラメータ推定部２８を備える点である。制御パラメータ推定部２８は、下位装置４における処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}と、下位装置４からＯＮＵ３へ転送される上りデータ量の最小値である最小到着量Ｄ_ｍｉｎとを推定する。

制御パラメータ推定部２８は、処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}を推定し、その後に最小到着量Ｄ_ｍｉｎを推定する。これらの推定には、ＯＮＵ３から得られる送信要求量通知に含まれる蓄積データ量を用いる。蓄積データ量は、送信要求量通知を送信する時点において、ＯＮＵ３に記憶されている上位装置へ転送すべき未転送の上りデータのデータ量を示す。制御パラメータ推定部２８は、蓄積データ量を取得するために、送信要求量通知の送信指示を割当量算出部２４及び送受信部２５を介してＯＮＵ３へ通知する。

割当量算出部２４は、制御パラメータ推定部２８から送信指示を受信すると、受信した送信指示を通知する割当サイクルに対する帯域割当において、ＯＮＵ３が送信要求量通知をＯＬＴへ送信する帯域を追加で割当てる。追加で帯域を割当てる際に、割当量算出部２４は、ユーザデータの転送のために利用できる帯域Ｇ_{ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ}から送信要求量通知の送信に用いる帯域を減算することにより、帯域を確保する。割当量算出部２４は、割当てた帯域にて送信要求量通知を送信するようにＯＮＵ３に送受信部２５を介して通知する。

送受信部２５は、送信指示への応答としての送信要求量通知をＯＮＵ３から受信すると、送信要求量通知に含まれる蓄積データ量と受信完了を示す信号とを制御パラメータ推定部２８へ通知する。割当量算出部２４及び送受信部２５の上述の動作により、制御パラメータ推定部２８は、送信指示の応答としての送信要求量通知を取得し、送信要求量通知を取得するタイミングを制御できる。以下に、制御パラメータ推定部２８が蓄積データ量を用いて処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}と最小到着量Ｄ_ｍｉｎとを推定する処理について順に説明する。

［処理レイテンシの推定処理］
処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}の推定処理において、制御パラメータ推定部２８は、ＯＬＴ２にモバイルデータが到着し始める時刻（以後、モバイルデータ到着時刻と呼称）を含む可能性が高い割当サイクル番号を検出する。具体的には、制御パラメータ推定部２８は、下位装置が各ユーザの通信端末から受信する上りユーザデータ量を示すモバイルデータ量がゼロでないＴＴＩにおいて、送信要求量通知の送信指示を通知する。制御パラメータ推定部２８は、送信要求量通知の送信指示を通知する割当サイクルを、番号順に切り替える。以後、割当サイクルを番号順に切り替えて送信指示を通知する処理をスイープ処理という。

制御パラメータ推定部２８は、スイープ処理を所定回数繰り返して、閾値より大きい蓄積データ量が取得された回数を割当サイクル毎に取得する。以後、閾値より大きい蓄積データ量が取得された回数を検出数という。制御パラメータ推定部２８は、検出数がゼロである割当サイクルが連続する期間を特定し、特定した期間の後に検出数が最多の割当サイクルを検出する。制御パラメータ推定部２８は、検出した割当サイクルを、モバイルデータ到着時刻を含む割当サイクルとして推定する。制御パラメータ推定部２８は、推定した割当サイクルの番号と、モバイルデータ受信時刻を含む割当サイクルの番号との差分に、割当サイクル長を乗算することで、処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}を算出する。

図８は、第３の実施形態におけるスイープ処理により得られる結果の一例を示す図である。図８には、割当サイクル番号が０からＮ_{ｇｒａｎｔ}−１までのそれぞれの割当サイクルにおける検出数が示されている。この例では、割当サイクル番号が０から１４までの期間と、２０からＮ_{ｇｒａｎｔ}−１までの期間とにおいて検出数０が連続している。０番目から１４番目までの割当サイクルの後における１６番目の割当サイクルにおける検出数が最多であるため、制御パラメータ推定部２８は、１６番目の割当サイクルを、モバイルデータ到着時刻を含む割当サイクルとして推定する。

スイープ処理の対象となる割当サイクル番号の範囲は、以下のようにして定められる。ｉ番目のＯＮＵ３に接続された下位装置４おけるモバイルデータ受信時刻（Ｔｉｍｅ［ｉ］）に予め定められたオフセット時間Ｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}を加算して得られる時刻（Ｔｉｍｅ［ｉ］＋Ｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}）に、割当サイクルの開始時刻が最も近い割当サイクル番号をＭ_{ｒｅｃｅｉｖｅ}［ｉ］とする。割当サイクル番号Ｍ_{ｒｅｃｅｉｖｅ}［ｉ］を用いると、スイープ処理の対象となる割当サイクル番号の範囲は、式（５）を満たすＳ［ｉ］が取り得る範囲である。

式（５）において、Ｓ［ｉ］は、ｉ番目のＯＮＵ３に対してスイープ処理が行われる検査対象の割当サイクル番号を示す。Ｋは、式（６）を満たす値である。Ｋは、割当サイクル番号Ｍ_{ｒｅｃｅｉｖｅ}［ｉ］を中心に幾つの割当サイクルを検査対象とするかを定める値である。

図９は、第３の実施形態における制御パラメータ推定部２８による処理レイテンシ推定処理を示すフロー図である。制御パラメータ推定部２８は、図９に示すフローを、ＯＬＴ２ｂに接続されたＯＮＵ３毎に実行する。図９には、接続されたＯＮＵ３のうちｉ番目のＯＮＵ３に対する処理が示されている。以下、ｉ番目のＯＮＵ３をＯＮＵ＃ｉという。

制御パラメータ推定部２８は、処理レイテンシを推定する処理を開始すると、連携処理部２１からＯＮＵ＃ｉに関するモバイルデータ量ＤａｔａＳｉｚｅ［ｉ］及びモバイルデータ受信時刻Ｔｉｍｅ［ｉ］を新たに取得するまで待機する（ステップＳ３０２）。制御パラメータ推定部２８は、新たなモバイルデータ量及びモバイルデータ受信時刻を取得すると（ステップＳ３０２，ＹＥＳ）、ＯＮＵ＃ｉに対する処理レイテンシを推定中であることを示す推定中フラグＦ［ｉ］がゼロであるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。制御パラメータ推定部２８が連携処理部２１から取得するモバイルデータ量及びモバイルデータ受信時刻は、送信許可期間開始位置決定部２２が連携処理部２１から取得するそれらの情報と同一である。制御パラメータ推定部２８は、送信許可期間開始位置決定部２２と同期して動作してもよい。

推定中フラグＦ［ｉ］がゼロである場合（ステップＳ３０４，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、取得したモバイルデータ量ＤａｔａＳｉｚｅ［ｉ］がゼロより大きいか否かを判定する（ステップＳ３０６）。モバイルデータ量がゼロである場合（ステップＳ３０６，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、処理をステップＳ３０２へ戻す。モバイルデータ量がゼロより大きい場合（ステップＳ３０６，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、推定中であることを示す１を推定中フラグＦ［ｉ］にセットする。さらに、制御パラメータ推定部２８は、取得したモバイルデータ受信時刻に基づいて、割当サイクル番号Ｍ_{ｒｅｃｅｉｖｅ}［ｉ］を特定する（ステップＳ３０８）。

制御パラメータ推定部２８は、割当サイクル番号Ｍ_{ｒｅｃｅｉｖｅ}［ｉ］に基づいて、スイープ処理の対象となる割当サイクル番号の範囲を特定し、特定した範囲の先頭に位置する割当サイクル番号をＳ［ｉ］にセットする（ステップＳ３１０）。Ｓ［ｉ］が示す割当サイクルが、最初に検査の対象となる。制御パラメータ推定部２８は、Ｓ［ｉ］で示される割当サイクルでの送信要求量通知を取得するために、Ｓ［ｉ］が示す割当サイクル番号と送信要求量通知の送信指示とを割当量算出部２４へ出力し（ステップＳ３１２）、処理をステップＳ３０２へ戻す。

推定中フラグＦ［ｉ］がゼロでない場合（ステップＳ３０４，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、ステップＳ３１２における送信指示に対する応答としての送信要求量通知を送受信部２５が受信したか否かを判定する（ステップＳ３１４）。送受信部２５が送信要求量通知を受信していない場合（ステップＳ３１４，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、処理をステップＳ３０２へ戻し、送受信部２５が送信要求量通知を受信するまで待機する。送信要求量通知の受信完了は、送受信部２５から制御パラメータ推定部２８へ通知される。さらに、送信要求量通知に含まれる蓄積データ量も制御パラメータ推定部２８へ通知される。

送受信部２５が送信要求量通知を受信すると（ステップＳ３１４，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、ＯＮＵ＃ｉにおける蓄積データ量が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１６）。蓄積データ量が閾値以上である場合（ステップＳ３１６，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、検査対象であるＳ［ｉ］で示される割当サイクルにおいて転送すべきモバイルデータが検出されたと判定し、検出数Ｒ［ｉ］［Ｓ［ｉ］］を１増加させる（ステップＳ３１８）。各検出数Ｒ［ｉ］［Ｓ［ｉ］］の初期値はゼロである。蓄積データ量が閾値未満である場合（ステップＳ３１６，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、処理をステップＳ３２０へ進める。閾値は、例えば、下位装置から上位装置へ転送される制御信号などの非ユーザデータのデータ量に基づいて予め定められる。ステップＳ３１６では、ＯＮＵ＃ｉにバッファされているデータに上りのユーザデータ（モバイルデータ）があるか否かが判定される。

制御パラメータ推定部２８は、取得したモバイルデータ量がゼロより大きいか否かを判定する（ステップＳ３２０）。モバイルデータ量がゼロ以下である場合（ステップＳ３２０，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、処理をステップＳ３０２へ戻す。

モバイルデータ量がゼロより大きい場合（ステップＳ３２０，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、現在の検査対象の割当サイクルを示すＳ［ｉ］を次の検査対象の割当サイクルの割当サイクル番号に変更し、検査サイクル数Ｒ_{ｔｏｔａｌ}［ｉ］を１増加させる（ステップＳ３２２）。制御パラメータ推定部２８は、検査サイクル数Ｒ_{ｔｏｔａｌ}［ｉ］が規定値（２Ｋ×Ｌ）より大きいか否かを判定する（ステップＳ３２４）。検査サイクル数Ｒ_{ｔｏｔａｌ}［ｉ］が（２Ｋ×Ｌ）以下である場合（ステップＳ３２４，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、ステップＳ３２２で変更されたＳ［ｉ］が示す次の検査対象の割当サイクルでの送信要求量通知を取得するために、処理をステップＳ３１２へ進める。

ステップＳ３２４における規定値（２Ｋ×Ｌ）は、ステップＳ３０２からステップＳ３２２までの処理の繰り返し回数である。すなわち、制御パラメータ推定部２８は、スイープ処理の対象としての２Ｋ個の割当サイクルそれぞれに対して、上りのユーザデータ（モバイルデータ）の有無の判定をＬ回行う。繰り返し回数Ｌは、処理レイテンシに対して要求される精度に応じて予め定められる。

検査サイクル数Ｒ_{ｔｏｔａｌ}［ｉ］が（２Ｋ×Ｌ）より大きい場合（ステップＳ３２４，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、スイープ処理を終了し、割当サイクルそれぞれの検出数Ｒ［ｉ］［Ｓ［ｉ］］に基づいて、検出数がゼロである割当サイクルが連続する期間直後の割当サイクルの割当サイクル番号を先頭候補サイクル番号として特定する（ステップＳ３２６）。先頭候補サイクル番号は、モバイルデータ到着時刻を含む割当サイクルの候補を示す。

制御パラメータ推定部２８は、先頭候補サイクル番号が示す割当サイクルからＹ近傍の割当サイクルのうち検出数Ｒ［ｉ］が最多の割当サイクルを、モバイルデータ到着時刻を含む割当サイクルの割当サイクル番号をＳ_ｌｏｃｋ［ｉ］として特定する（ステップＳ３２８）。Ｙ近傍の割当サイクルを定める値Ｙを、例えば、分割数Ｎ_{ｇｒａｎｔ}に４分の１又は８分の１を乗じた値としてもよい。

制御パラメータ推定部２８は、ステップＳ３２８において特定した割当サイクル番号Ｓ_ｌｏｃｋ［ｉ］と割当サイクル番号Ｍ_{ｒｅｃｅｉｖｅ}［ｉ］とに基づいて、ＯＮＵ＃ｉに接続された下位装置４における処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}を算出し（ステップＳ３３０）、推定処理を終了する。制御パラメータ推定部２８は、式（７）を用いて、処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}を算出する。式（７）におけるＴ_{ｐｅｒｉｏｄ}は、割当サイクル長である。

図１０は、第３の実施形態における制御パラメータ推定部２８による先頭候補サイクル番号を特定する処理を示すフロー図である。図１０に示す処理は、図９に示した処理レイテンシ推定処理におけるステップＳ３２６の処理の一例を示す。制御パラメータ推定部２８は、先頭候補サイクル番号の特定を開始すると、処理において利用する各変数を初期化する（ステップＳ３４２）。

変数の初期化において、制御パラメータ推定部２８は、スイープの対象となる割当サイクル番号の範囲うち先頭の割当サイクル番号を変数Ｇにセットし、連続アイドル数及び最大連続アイドル数をゼロにセットし、先頭候補サイクル番号に割当サイクル番号Ｍ_{ｒｅｃｅｉｖｅ}［ｉ］をセットする。

制御パラメータ推定部２８は、スイープの対象となる割当サイクル全てに対して、ステップＳ３４６からステップＳ３５４までの処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ３４４）。処理が行われていない割当サイクルがある場合（ステップＳ３４４，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、検出数Ｒ［ｉ］［Ｇ］がゼロより大きいか否かを判定する（ステップＳ３４６）。

検出数Ｒ［ｉ］［Ｇ］が０以下の場合（ステップＳ３４６，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、連続アイドル数を１増加させ（ステップＳ３４８）、処理をステップＳ３５６へ進める。検出数Ｒ［ｉ］［Ｇ］が０より大きい場合（ステップＳ３４６，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、連続アイドル数が最大連続アイドル数より大きいか否かを判定する（ステップＳ３５０）。

連続アイドル数が最大連続アイドル数より大きい場合（ステップＳ３５０，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、連続アイドル数を新たな最大連続アイドル数とし、先頭候補サイクル番号を現在のＧの値に更新する（ステップＳ３５２）。連続アイドル数が最大連続アイドル数以下である場合（ステップＳ３５０，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、処理をステップＳ３５４へ進める。

制御パラメータ推定部２８は、連続アイドル数をゼロに設定し（ステップＳ３５４）、処理対象の割当サイクル番号を示す変数Ｇを１増加させ（ステップＳ３５６）、処理をステップＳ３４４へ戻す。上述のステップＳ３４４からステップＳ３５６までの処理が、スイープの対象となる割当サイクルの全てに対して行われると（ステップＳ３４４，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、先頭候補サイクル番号を特定する処理を終了させる。

以上の図９及び図１０に示したフローに沿って、制御パラメータ推定部２８は、処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}を推定する。

［最小到着量の推定処理］
制御パラメータ推定部２８は、処理レイテンシの推定処理が完了すると、最小到着量Ｄ_ｍｉｎの推定処理を実行して、最小到着量Ｄ_ｍｉｎの推定値を逐次更新する。最小到着量Ｄ_ｍｉｎの初期値（Ｄ_{ｍｉｎ，ｉｎｉｔ}）は、例えば、式（８）で与えられる。式（８）におけるＤａｔａＳｉｚｅ_ｍｉｎは、モバイルデータ量ＤａｔａＳｉｚｅ［ｉ］が取り得る最小値である。

制御パラメータ推定部２８は、Ｓ_ｌｏｃｋ［ｉ］で示される割当サイクル以降の所定数の割当サイクルにおいて、ＯＮＵ＃ｉの蓄積データ量の変化を取得し、取得した変化量に基づいて最小到着量を推定する。最小到着量の推定に用いる割当サイクル数をＰで示すと、推定に用いられる割当サイクルの範囲は、Ｓ_ｌｏｃｋ［ｉ］から（（Ｓ_ｌｏｃｋ［ｉ］＋Ｐ） ｍｏｄ Ｎ_{ｇｒａｎｔ}）までである。割当サイクル数Ｐは、１以上Ｎ_{ｇｒａｎｔ}以下である。

図１１及び図１２は、第３の実施形態における制御パラメータ推定部２８による最小到着量の推定処理を示すフロー図である。制御パラメータ推定部２８は、最小到着量の推定処理を開始すると、変数Ｊに−１をセットし（ステップＳ３６２）、連携処理部２１からＯＮＵ＃ｉに関するモバイルデータ量ＤａｔａＳｉｚｅ［ｉ］及びモバイルデータ受信時刻Ｔｉｍｅ［ｉ］を新たに取得するまで待機する（ステップＳ３６４）。制御パラメータ推定部２８は、新たなモバイルデータ量及びモバイルデータ受信時刻を取得すると（ステップＳ３６４，ＹＥＳ）、変数Ｊが−１であるか否かを判定する（ステップＳ３６６）。

変数Ｊが−１である場合（ステップＳ３６６，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、モバイルデータ量が０より大きいか否かを判定する（ステップＳ３６８）。モバイルデータ量が０以下である場合（ステップＳ３６８，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、処理をステップＳ３６４へ戻し、０より大きいモバイルデータ量を取得するまで待機する。モバイルデータ量が０より大きい場合（ステップＳ３６８，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、モバイルデータ到着時刻を含む割当サイクルの割当サイクル番号を示すＳ_ｌｏｃｋ［ｉ］をＳ［ｉ］にセットし、変数Ｊに１をセットする（ステップＳ３７０）。

制御パラメータ推定部２８は、Ｓ［ｉ］で示される割当サイクルでの送信要求量通知を取得するために、Ｓ［ｉ］が示す割当サイクル番号と送信要求量通知の送信指示とを割当量算出部２４へ出力する（ステップＳ３７２）。制御パラメータ推定部２８は、Ｓ［ｉ］と送信指示とを出力した後に、処理をステップＳ３６４へ戻す。

ステップＳ３６６において、変数Ｊが−１でない場合（ステップＳ３６６，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、送信要求量通知の送信指示を出力済みであるか否かを判定する（ステップＳ３７４）。送信指示の送信が済んでいない場合（ステップＳ３７４，ＮＯ），制御パラメータ推定部２８は、処理をステップＳ３９８へ進める。送信指示の送信が済んでいる場合（ステップＳ３７４，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、送信要求量通知を送受信部２５が受信したか否かを判定する（ステップＳ３７６）。送受信部２５が送信要求量通知を受信していない場合（ステップＳ３７６，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、処理をステップＳ３６４へ戻し、連携処理部２１からＯＮＵ＃ｉに関するモバイルデータ量及びモバイルデータ受信時刻を新たに取得するまで待機する。

送受信部２５が送信要求量通知を受信している場合（ステップＳ３７６，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、変数Ｊが０であるか否かを判定する（ステップＳ３７８）。変数Ｊが０である場合（ステップＳ３７８，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、送信要求量通知に含まれる蓄積データ量をデータ量Ｄ_{ｐｒｅｖｉｏｕｓ}［ｉ］へセットし（ステップＳ３８０）、処理をステップＳ３９２へ進める。

変数Ｊが０でない場合（ステップＳ３７８，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、蓄積データ量をデータ量Ｄ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}［ｉ］にセットし（ステップＳ３８２）、Ｓ［ｉ］で示される割当サイクルにおいてＯＬＴ２ｂに到着したデータ量Ｄ_ｅｓｔ［ｉ］を式（９）にて算出する（ステップＳ３８４）。

Ｄ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}［ｉ］は割当サイクル番号Ｓ［ｉ］で示される割当サイクルの蓄積データ量であり、Ｄ_{ｐｒｅｖｉｏｕｓ}［ｉ］は割当サイクル番号（Ｓ［ｉ］−１）で示される割当サイクルの蓄積データ量である。蓄積データ量が減少している場合には、制御パラメータ推定部２８は、その差分を到着したデータ量として算出する。蓄積データ量が増加している場合には、制御パラメータ推定部２８は、ユーザデータの転送に利用できる帯域Ｇ_{ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ}を分割数Ｎ_{ｇｒａｎｔ}で除算した値を差分に加えた値を、到着したデータ量として算出する。

制御パラメータ推定部２８は、算出したデータ量Ｄ_ｅｓｔ［ｉ］が最小到着量Ｄ_ｍｉｎより大きいか否かを判定する（ステップＳ３８６）。Ｄ_ｅｓｔ［ｉ］がＤ_ｍｉｎより大きい場合（ステップＳ３８６，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、Ｄ_ｅｓｔ［ｉ］の値でＤ_ｍｉｎを更新する（ステップＳ３８８）。Ｄ_ｅｓｔ［ｉ］がＤ_ｍｉｎ以下である場合（ステップＳ３８６，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、処理をステップＳ３９０へ進める。制御パラメータ推定部２８は、Ｄ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}［ｉ］の値でＤ_{ｐｒｅｖｉｏｕｓ}［ｉ］を更新し（ステップＳ３９０）、処理をステップＳ３９２へ進める。

最小到着量Ｄ_ｍｉｎに対して上限が定められていてもよい。最小到着量Ｄ_ｍｉｎに対する上限値Ｄ_{ｍｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}は、予め定められる。最小到着量Ｄ_ｍｉｎに対して上限が定められる場合、ステップＳ３８６におけるＤ_ｍｉｎの更新は、式（１０）により行われる。

制御パラメータ推定部２８は、変数Ｊを１増加させ（ステップＳ３９２）、変数Ｊが割当サイクル数Ｐより大きいか否かを判定する（ステップＳ３９４）。変数ＪがＰより大きい場合（ステップＳ３９４，ＹＥＳ））、制御パラメータ推定部２８は、変数Ｊをゼロにセットする（ステップＳ３９６）。変数ＪがＰ以下である場合（ステップＳ３９４，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、処理をステップＳ３９８へ進める。

制御パラメータ推定部２８は、モバイルデータ量ＤａｔａＳｉｚｅ［ｉ］が０より大きいか否かを判定し（ステップＳ３９８）、ＤａｔａＳｉｚｅ［ｉ］が０以下である場合（ステップＳ３９８，ＮＯ）、処理をステップＳ３６４へ戻す。ＤａｔａＳｉｚｅ［ｉ］が０より大きい場合（ステップＳ３９８，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、（Ｓ_ｌｏｃｋ［ｉ］＋Ｊ）で示される値をＳ［ｉ］にセットしてＳ［ｉ］を更新し（ステップＳ４００）、処理対象の割当サイクルを次の割当サイクルへ進める。制御パラメータ推定部２８は、更新されたＳ［ｉ］で示される割当サイクルでの送信要求量通知を取得するために、処理をステップＳ３７２へ進める。

制御パラメータ推定部２８は、Ｓ_ｌｏｃｋ［ｉ］から（（Ｓ_ｌｏｃｋ［ｉ］＋Ｐ） ｍｏｄ Ｎ_{ｇｒａｎｔ}）までの各割当サイクルに対して、ステップＳ３６４からステップＳ４００までの各処理を行い、最小到着量Ｄ_ｍｉｎを推定する。制御パラメータ推定部２８は、図１１及び図１２に示す最小到着量の推定処理を継続して行う。

第３の実施形態によるＯＬＴ２ｂでは、制御パラメータ推定部２８がＯＮＵ３における蓄積データ量に基づいて下位装置４の処理レイテンシを推定する。さらに、送信許可期間開始位置決定部２２が推定された処理レイテンシとモバイルデータ受信時刻とに基づいてＯＮＵ３の送信許可期間開始位置を決定する。ＯＬＴ２ｂは、ＯＮＵ３の動作に基づいた処理レイテンシを用いることにより、モバイルデータの到着期間全てを包含する送信許可期間を精度よく定めることができる。

上記の説明では、検査サイクル数Ｒ_{ｔｏｔａｌ}［ｉ］は、Ｓ［ｉ］の値を変更する毎に、値を増加されるカウンタとして用いられるが、変更のタイミングはこれに限られない。例えば、制御パラメータ推定部２８は、送信要求量通知に含まれる蓄積データ量が閾値以上であり、かつＳ［ｉ］の値を更新する場合に、検査サイクル数Ｒ_{ｔｏｔａｌ}［ｉ］を増加させてもよい。この場合には、スイープ処理の対象となる各割当サイクルにおける検出数Ｒ［ｉ］の総和が検査サイクル数Ｒ_{ｔｏｔａｌ}［ｉ］と同じ値となる。

［第４の実施形態］
第４の実施形態におけるＯＬＴは、第３の実施形態におけるＯＬＴ２ｂが行う動作に加えて、トラヒックパターンの推定を行う。トラヒックパターンは、１つのＴＴＩにおいてＯＬＴに到来するモバイルデータ群（バーストデータ）の数で定められる。第１から第３の実施形態では、モバイルデータが連続する１群のデータとしてＯＬＴに到来する場合について説明した。第４の実施形態では、１つのＴＴＩにおいてモバイルデータが１つ以上のバーストデータに分割されてＯＬＴに到来する場合について説明する。

第４の実施形態におけるＯＬＴは、第３の実施形態におけるＯＬＴ２ｂと同じ構成を有する。第４の実施形態では、制御パラメータ推定部２８がトラヒックパターンから１つのＴＴＩにおいて転送されるモバイルデータ群の数（以後、バースト数と呼称）を推定し、バースト数に応じたＫ値を定める。送信許可期間開始位置決定部２２及び送信許可期間長決定部２３は、バースト数に応じて送信許可期間開始位置及び送信許可期間長をそれぞれ決定する。Ｋ値は、割当サイクル番号Ｍ_{ｒｅｃｅｉｖｅ}［ｉ］を中心に幾つの割当サイクルを検査対象とするかを定める値である。第４の実施形態におけるＫ値は、ＴＴＩ毎にバースト的に到来するモバイルデータ群の数であるバースト数Ｂに依存し、式（１１）で定められる。

図１３及び図１４は、トラヒックパターンの例と、バースト数を推定する処理の概要とを示す図である。図１３は、ＴＴＩ毎に１つのバーストデータとして集中的にモバイルデータが到来するトラヒックパターンを示す。図１３に示すトラヒックパターンにおいてバースト数Ｂは１である。図１４は、ＴＴＩ毎に２バーストデータに分かれてモバイルデータが到来するトラヒックパターンを示す。図１４に示すトラヒックパターンにおいてバースト数Ｂは２である。第４の実施形態において推定するバースト数Ｂは、モバイルデータ量に依存して変動するパラメータでなく、下位装置の実装などに依存して定まる静的なパラメータである。以下では、第４の実施形態における制御パラメータ推定部２８、送信許可期間開始位置決定部２２及び送信許可期間長決定部２３の動作について説明する。

［制御パラメータ推定部２８の動作］
制御パラメータ推定部２８は、バースト数を推定した後に、推定したバースト数に応じたＫ値に基づいて処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}及び最小到着量Ｄ_ｍｉｎを推定する。処理レイテンシ及び最小到着量を推定する処理は、第３の実施形態にて説明した処理と同じである。制御パラメータ推定部２８は、推定したバースト数、処理レイテンシ及び最小到着量を、送信許可期間開始位置決定部２２及び送信許可期間長決定部２３へ通知する。

図１３及び図１４を参照して、制御パラメータ推定部２８によるバースト数を推定する処理の概要を説明する。制御パラメータ推定部２８は、１つのＴＴＩにおける割当サイクルを前半の割当サイクルと後半の割当サイクルとに分割する。図１３に示す例では、１回目の分割において、前半の割当サイクルは割当サイクル番号０、１、２、３の割当サイクルを含み、後半の割当サイクルは割当サイクル番号４、５、６、７の割当サイクルを含む。制御パラメータ推定部２８は、前半の割当サイクルにおける検出数Ｒの和と、後半の割当サイクルにおける検出数の和とを比較する。

図１３に示す例では、割当サイクル番号０、１、２の割当サイクルの検出数Ｒそれぞれが１０であり、他の割当サイクルの検出数Ｒが０である。したがって、前半のサイクルにおける検出数の和（ＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［０］＝３０）と、後半のサイクルにおける検出数の和（ＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［０］＝０）とが得られる。ＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［０］とＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［０］とに所定値以上の差がある場合には、制御パラメータ推定部２８は、各割当サイクルに対するモバイルデータの割当てに偏りがあると判定する。１回目の分割において割当ての偏りが検出された場合、制御パラメータ推定部２８は、バースト数が１（＝２^{（ａ−１）}，ａ＝１）であると判定する。

図１４に示す例では、割当サイクル番号０、１、４、５の割当サイクルの検出数Ｒがそれぞれ１０であり、他の割当サイクルの検出数Ｒが０である。したがって、１回目の分割において、前半のサイクルにおける検出数の和（ＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［０］＝２０）と、後半のサイクルにおける検出数の和（ＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［０］＝２０）とが得られる。ＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［０］とＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［０］とが一致する場合又は所定値以上の差がない場合、制御パラメータ推定部２８は、１回目の分割で得られた前半又は後半のサイクルをさらに２つに分割する。１回目の分割で得られた後半のサイクルを２つに分割すると、割当サイクル番号４、５の割当サイクルが前半のサイクルに含まれ、割当サイクル番号６、７の割当サイクルが後半のサイクルに含まれる。

２回目の分割による前半サイクルにおける検出数の和（ＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［１］＝２０）と、後半サイクルにおける検出数の和（ＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［１］＝０）とが得られる。ＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［１］とＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［１］とに所定値以上の差がある場合には、制御パラメータ推定部２８は、各割当サイクルに対するモバイルデータの割当てに偏りがあると判定する。２回目の分割において割当ての偏りが検出された場合、制御パラメータ推定部２８は、バースト数が２（＝２^{（ａ−１）}，ａ＝２）であると判定する。

制御パラメータ推定部２８は、ＴＴＩ長を前半の割当サイクルと後半の割当サイクルに再帰的に分割し、前半の割当サイクルと後半の割当サイクルとに割当てられるモバイルデータ量の偏りを検出する。制御パラメータ推定部２８は、モバイルデータ量の偏りを検出するまでに行われた分割の回数からバースト数の推定値を算出する。

制御パラメータ推定部２８は、全割当サイクルを検査対象として、予め定められた閾値より大きい蓄積データ量を受信する割当サイクルを検出するために、割当サイクルを順に切り替えるために検査対象の割当サイクルを示す割当サイクル番号を０から（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}−１）までスイープさせる。この検出におけるＫ値は、式（１２）で与えられる。制御パラメータ推定部２８は、割当サイクル番号のスイープを所定回数繰り返して、各割当サイクルにおける検出数を取得する。各割当サイクルにおける検出数を取得する処理は、第３の実施形態における図９に示したステップＳ３０２からステップＳ３２４までの処理と同じである。

制御パラメータ推定部２８は、各割当サイクルにおける検出数を取得すると、バースト数を推定する。図１５、図１６及び図１７は、第４の実施形態における制御パラメータ推定部２８によるバースト数を推定する処理を示すフロー図である。制御パラメータ推定部２８は、バースト数の推定を開始すると、３つの分割点Ｎ_ｄｉｖ［０］、Ｎ_ｄｉｖ［１］、Ｎ_ｄｉｖ［２］を式（１３）のようにセットする（ステップＳ４１２）。

制御パラメータ推定部２８は、バースト発生数Ｕ［０］，Ｕ［１］，…，Ｕ［Ａ］それぞれをゼロにクリアし、繰り返し回数を示す変数ｈをゼロにセットする（ステップＳ４１４）。Ａは、バースト数の候補数を示す。制御パラメータ推定部２８は、ｈが３以上であるか否かを判定する（ステップＳ４１６）。ｈが３未満である場合（ステップＳ４１６，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、検出数用カウンタＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［ｉ］，ＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［ｉ］，（ｉ＝０，１，…，Ａ−１）をゼロにクリアし、変数ａ，ｆにゼロをセットする（ステップＳ４１８）。

制御パラメータ推定部２８は、分割点Ｎ_ｄｉｖ［ｈ］が（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}／２）より小さいか否かを判定する（ステップＳ４２０）。分割点Ｎ_ｄｉｖ［ｈ］が（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}／２）より小さい場合（ステップＳ４２０，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、検査対象の割当サイクルの割当サイクル番号を示すＰｒｏｂｅＰｏｓに、（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}−（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}／２−Ｎ_ｄｉｖ［ｈ］））をセットする（ステップＳ４２２）。分割点Ｎ_ｄｉｖ［ｈ］が（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}／２）以上である場合（ステップＳ４２０，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、ＰｒｏｂｅＰｏｓに、（Ｎ_ｄｉｖ［ｈ］−Ｎ_{ｇｒａｎｔ}／２）をセットする（ステップＳ４２４）。

制御パラメータ推定部２８は、変数ｆがＮ_{ｇｒａｎｔ}より小さいか否かを判定する（ステップＳ４２６）。変数ｆがＮ_{ｇｒａｎｔ}より小さい場合（ステップＳ４２６，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、変数ａがバースト数の候補数Ａより小さいか否かを判定する（ステップＳ４２８）。変数ａが候補数Ａより小さい場合（ステップＳ４２８，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、変数ｆが（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}（１−（１／２^ａ＋１））より小さいか否かを判定する（ステップＳ４３０）。

変数ｆが（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}（１−（１／２^ａ＋１））より小さい場合（ステップＳ４３０，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、変数ｆが（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}（１−（１／２^ａ））以上であるか否かを判定する（ステップＳ４３１）。変数ｆが（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}（１−（１／２^ａ））以上である場合（ステップＳ４３１，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、検出数用カウンタＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［ａ］に検出数Ｒ［ｉ］［ＰｒｏｂｅＰｏｓ］を加算する（ステップＳ４３２）。変数ｆが（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}（１−（１／２^ａ））未満である場合（ステップＳ４３１，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、処理をステップＳ４３６へ進める。

ステップＳ４３０において、変数ｆが（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}（１−（１／２^ａ＋１））以上である場合（ステップＳ４３０，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、検出数用カウンタＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［ａ］に検出数Ｒ［ｉ］［ＰｒｏｂｅＰｏｓ］を加算する（ステップＳ４３４）。制御パラメータ推定部２８は、変数ａを１増加させ（ステップＳ４３６）、処理をステップＳ４２８へ戻す。

ステップＳ４２８において、変数ａが候補数Ａ以上である場合（ステップＳ４２８，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、変数ｆを１増加させ、ＰｒｏｂｅＰｏｓを以下のように更新して、処理をステップＳ４２６へ戻す。
ＰｒｏｂｅＰｏｓ＝（ＰｒｏｂｅＰｏｓ＋１） ｍｏｄ Ｎ_{ｇｒａｎｔ}

制御パラメータ推定部２８は、ステップＳ４２６からステップＳ４３６までの処理を各割当サイクルに対して繰り返すことにより、割当サイクルを前半の割当サイクルと後半の割当サイクルとに分割し、前半及び後半のサイクルにおける検出数の総和を算出する処理が繰り返し行う。

ステップＳ４２６において、変数ｆがＮ_{ｇｒａｎｔ}以上である場合（ステップＳ４２６，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、変数ａにゼロをセットし（ステップＳ４４０）、変数ａが候補数Ａより小さいか否かを判定する（ステップＳ４４２）。変数ａが候補数Ａより小さい場合（ステップＳ４４２，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、検出数用カウンタＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［ａ］がＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［ａ］以上であるか否かを判定する（ステップＳ４４４）。

ＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［ａ］がＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［ａ］以上である場合（ステップＳ４４４，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、ＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［ａ］からＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［ａ］を減算して得られる差をＴＳ_ｄｉｆｆにセットする。さらに、制御パラメータ推定部２８は、閾値ＴｈｒにＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［ａ］を２倍した値をセットする（ステップＳ４４６）。

ＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［ａ］がＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［ａ］未満である場合（ステップＳ４４４，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、ＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［ａ］からＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［ａ］を減算して得られる差をＴＳ_ｄｉｆｆにセットする。さらに、制御パラメータ推定部２８は、閾値ＴｈｒにＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［ａ］を２倍した値をセットする（ステップＳ４４８）。

制御パラメータ推定部２８は、ステップＳ４４６又はステップＳ４４８において算出されたＴＳ_ｄｉｆｆが閾値Ｔｈｒより大きいか否かを判定する（ステップＳ４５０）。ＴＳ_ｄｉｆｆが閾値Ｔｈｒ以下である場合（ステップＳ４５０，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、処理をステップＳ４５４へ進める。ＴＳ_ｄｉｆｆが閾値Ｔｈｒより大きい場合（ステップＳ４５０，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、バースト発生数Ｕ［ａ］の値を１増加させる（ステップＳ４５２）。制御パラメータ推定部２８は、変数ａの値を１増加させ（ステップＳ４５４）、処理をステップＳ４４２へ戻す。

制御パラメータ推定部２８は、ステップＳ４４２からステップＳ４５４までの処理を繰り返すことにより、前半の割当サイクルと後半の割当サイクルとの検出数の総和に偏りがあるか否かを分割毎に判定し、判定結果をバースト発生数Ｕ［０］，Ｕ［１］，…，Ｕ［Ａ］に記憶させる。

閾値Ｔｈｒは、ＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［ａ］とＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［ａ］とのうち小さい値を２倍した値に代えて、ＴＳ_{ｌｏｗｅｒ}［ａ］とＴＳ_{ｕｐｐｅｒ}［ａ］とのうち小さい値をｎ倍した値（ｎ＞１）でもよいし、小さい方の値に所定値を加えた値でもよいし、予め定められた値でもよい。

ステップＳ４４２において、変数ａが候補数Ａ以上である場合（ステップＳ４４２，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、変数ｈを１増加させ（ステップＳ４５６）、処理をステップＳ４１６へ戻す。制御パラメータ推定部２８は、変数ｈを更新することにより、分割点Ｎ_ｄｉｖ［ｈ］を切り替えてステップＳ４１８からステップＳ４５６までの処理を繰り返す。

ステップＳ４１６において、変数ｈが３以上である場合（ステップＳ４１６，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、変数ａにゼロをセットし（ステップＳ４５８）、バースト発生数Ｕ［ａ］が２以上であるか否かを判定する（ステップＳ４６０）。バースト発生数Ｕ［ａ］が２未満である場合（ステップＳ４６０，ＮＯ）、制御パラメータ推定部２８は、変数ａを１増加させ（ステップＳ４６２）、バースト発生数Ｕ［ａ］が２以上になるまで変数ａを１ずつ大きくする。ステップＳ４６０及びＳ４６２の処理により、制御パラメータ推定部２８は、３つの分割点Ｎ_ｄｉｖごとに行った判定において偏りが２回以上検出された場合のバースト発生数Ｕ［ａ］を特定する。ステップＳ４６０の判定に用いられる検出数は、分割点Ｎ_ｄｉｖの数に応じて定められる。

バースト発生数Ｕ［ａ］が２以上である場合（ステップＳ４６０，ＹＥＳ）、制御パラメータ推定部２８は、変数ａに基づいてバースト数Ｂ（＝２^ａ）を算出し（ステップＳ４６４）、バースト数Ｂの推定を終了する。制御パラメータ推定部２８は、バースト数Ｂを推定した後に、処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}を算出する。処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}の算出は、第３の実施形態における図９に示したステップＳ３２６からステップＳ３３３０までの処理と同じである。すなわち、第４の実施形態におけるバースト数を推定する処理は、図９に示した処理レイテンシ推定処理におけるステップＳ３２４とステップＳ３２６との間で行われる。

図１５、図１６及び図１７に示したバースト数を推定する処理を示すフローでは、３つの分割点を用いる処理を示したが、これに限定されない。例えば、バースト数の候補数が、１、２、Ｃの３つである場合、制御パラメータ推定部２８は、バースト数が１又は２であるかを判定した後に、バースト数が１、２のいずれでもないときに、バースト数がＣであると推定してもよい。

［送信許可期間開始位置決定部２２の動作］
第４の実施形態における送信許可期間開始位置決定部２２は、トラヒックパターンに応じて、ＯＮＵ３に対して送信許可期間開始位置を決定する。具体的には、送信許可期間開始位置決定部２２は、１つのＴＴＩにおいてＯＮＵ３に到来するモバイルデータ群（バーストデータ）毎に、送信許可期間開始位置を決定する。送信許可期間開始位置決定部２２は、連携処理部２１から取得するモバイルデータ受信時刻Ｔｉｍｅ［ｉ］とバースト数Ｂとに基づいて、送信許可期間開始位置を決定する。ｉ番目のＯＮＵ３に対する送信許可期間開始位置は、式（１４）により決定される。

例えば、バースト数が２の場合、送信許可期間開始位置決定部２２は、（Ｔｉｍｅ［ｉ］＋Ｔ_{ｌａｔｅｎｃｙ}）及び（Ｔｉｍｅ［ｉ］＋Ｔ_{ｌａｔｅｎｃｙ}＋（Ｎ_{ｇｒａｎｔ}／２）Ｔ_{ｐｅｒｉｏｄ}を送信許可期間開始位置として決定する。

［送信許可期間長決定部２３の動作］
第４の実施形態における送信許可期間長決定部２３は、各バーストデータの転送に必要となる割当サイクル数を、ＯＮＵ３に対する送信許可期間長として決定する。送信許可期間長決定部２３は、バースト数Ｂと同数分の割当サイクル数を割当量算出部２４へ通知する。割当サイクル数Ｎ_{ｃｙｃｌｅ，ｂｕｒｓｔ}［ｉ］は、式（１５）により決定される。

制御パラメータ推定部２８が処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}の推定の前にバースト数Ｂの推定を行う動作を説明したが、これに限定されない。例えば、制御パラメータ推定部２８は、処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}の仮推定を行った後にバースト数を推定し、推定したバースト数に基づいて処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}を再び推定してもよい。この場合、制御パラメータ推定部２８は、前半の割当サイクルと後半の割当サイクルとのそれぞれに対して複数の分割点Ｎ_ｄｉｖを用いた判定を行う必要はなく、１つの分割点Ｎ_ｄｉｖを用いて処理レイテンシＴ_{ｌａｔｅｎｃｙ}を推定してもよい。

第４の実施形態によるＯＬＴでは、制御パラメータ推定部２８がバースト数を推定し、送信許可期間開始位置決定部２２及び送信許可期間長決定部２３がバースト数に基づいて送信許可期間開始位置及び送信許可期間長を決定する。これらの動作により、ＯＬＴは、ＯＮＵ３がモバイルデータを複数のバーストデータに分けて転送する場合においても、モバイルデータの到着期間全てを包含する送信許可期間を精度よく定めることができる。

以上説明した実施形態によれば、下位装置における処理レイテンシやモバイルデータ間のギャップ、及び当該ギャップの揺らぎが存在する場合であっても、当該モバイルデータの到着期間全てを送信許可期間に包含するように、当該許可期間を調整し、これに対応する割当量が決定・通知される。これにより、ＴＴＩ内でＯＮＵから送信できないモバイルデータが発生することを防ぐことができる。また、上記割当量の決定は、各下位装置のモバイルデータ量に合わせて逐次的に成されるため、各ＯＮＵに過剰に帯域を割り当てて遅延を増大させることはない。

以上説明した実施形態によれば、通信システムは、端局装置と終端装置とを有し、終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを、端局装置に接続される上位装置へ中継する。帯域割当装置は、終端装置に上りデータの送信帯域を割当てる。帯域割当装置は、端局装置と同一の装置でもよい。帯域割当装置は、例えば、ＯＬＴ２、２ａ、２ｂである。帯域割当装置は、送信許可期間開始位置決定部と、送信許可期間長決定部と、帯域割当部とを備える。送信許可期間開始位置決定部は、上りデータが下位装置から終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する。送信許可期間長決定部は、下位装置から終端装置へ転送され得る上りデータのデータ量に基づいて、上記の到着期間の長さを推定する。この到着期間の長さは、端局装置における送信許可期間長となる。帯域割当部は、推定された開始位置と到着期間の長さとに基づいて、終端装置に帯域を割当てる。帯域割当部は、例えば、割当量算出部２４である。

帯域割当装置は、下位装置との無線通信のために通信端末に割当てられた無線リソースの情報である無線リソース情報を上位装置から取得し、取得した無線リソース情報に基づいて下位装置に上りデータが到着する時刻を算出する連携処理部をさらに備えてもよい。送信許可期間開始位置決定部は、下位装置に上りデータが到着する時刻に、下位装置の内部処理に要する時間を少なくとも加算して得られる値を、到着期間の開始位置の推定値とする。

あるいは、帯域割当装置は、端局装置における上りデータのトラヒックを収集するトラヒックモニタ部をさらに備えてもよい。送信許可期間開始位置決定部は、下位装置から上位装置への上りデータの転送周期と同一の長さの周期で、端局装置が終端装置から受信した上りユーザデータ総量が閾値を上回り始める時刻を検出し、当該周期の先頭時刻と検出した時刻との時間差を、端局装置における自走周期の先頭時刻に加算した値を、到着期間の開始位置の推定値とする。

また、送信許可期間長決定部は、下位装置から終端装置へ転送され得る上りデータ量を、予め定めた期間（例えば、割当サイクル）に終端装置に到着し得る最小の上りデータ量である最小到着量により除算した値に、前述の予め定めた期間の長さを乗じた値を、到着期間の長さの推定値とする。最小到着量は、予め定めた期間の長さ（例えば、割当サイクル長）を、到着期間の最大長により除算した値に、最大長の到着期間において伝送可能なデータ量を乗算して得られる値である。

また、送信許可期間長決定部は、下位装置から終端装置へと転送され得る上りデータ量を最小到着量により除算した値に、予め定めた期間の長さを乗じて得られる値が、下位装置から上位装置への上りデータの転送周期の長さを上回る場合には、当該転送周期の長さを、到着期間の推定値とする。

また、帯域割当部は、少なくとも１台以上の終端装置が到着期間を有する期間においては、当該期間において利用可能な帯域を当該期間に到着期間を有する終端装置で等分配し、全ての終端装置が到着期間を有していない期間においては、当該期間において利用可能な帯域を全ての終端装置で等分配してもよい。

上述した実施形態におけるＯＬＴ２、２ａ、２ｂの一部の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

本発明は、時分割複信により通信を行うシステムに利用可能である。

１００、１０１、１０２…通信システム
１…上位装置
２、２ａ、２ｂ…ＯＬＴ
３…ＯＮＵ
４…下位装置
２１…連携処理部
２２、２２ａ…送信許可期間開始位置決定部
２３…送信許可期間長決定部
２４…割当量算出部
２５…送受信部
２６…トラヒックモニタ部
２７…統計処理部
２８…制御パラメータ推定部

Claims (12)

1. 端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当装置であって、
   前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定部と、
   前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量に基づいて前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定部と、
   推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当部と、
   前記端局装置における上りデータのトラヒックを収集するトラヒックモニタ部と、
   を備え、
   前記送信許可期間開始位置決定部は、前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期と同一の長さの自走周期で、前記端局装置が前記終端装置から受信した上りユーザデータ総量が閾値を上回り始める時刻を検出し、前記時刻を検出したときの前記自走周期の先頭時刻と検出した前記時刻との時間差を、前記端局装置における前記自走周期の先頭時刻に加算した値を、前記開始位置の推定値とする、
   帯域割当装置。
2. 端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当装置であって、
   前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定部と、
   前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量に基づいて前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定部と、
   推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当部と、
   前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期を分割した割当サイクル毎に、前記上位装置へ転送すべき上りデータが前記終端装置にあるか否かを判定し、上りデータがあると判定された回数が最多の割当サイクルの先頭時刻と、前記下位装置が前記通信端末から上りデータを受信する時刻とに基づいて、前記下位装置における処理レイテンシを推定する制御パラメータ推定部と、
   を備え、
   前記送信許可期間開始位置決定部は、前記制御パラメータ推定部により推定された前記処理レイテンシと、前記下位装置が前記通信端末から上りデータを受信する時刻とに基づいて、前記開始位置の推定値を算出する、
   帯域割当装置。
3. 端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当装置であって、
   前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定部と、
   前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量に基づいて前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定部と、
   推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当部と、
   前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期を分割した割当サイクル毎に、前記上位装置へ転送すべき上りデータ量を前記終端装置から取得し、前記割当サイクル間における前記上りデータ量の差分に基づいて、前記割当サイクルにおいて前記終端装置に到着し得る最小の上りデータ量である最小到着量を推定する制御パラメータ推定部と、
   を備え、
   前記送信許可期間長決定部は、前記下位装置から前記終端装置へ転送される上りデータ量を前記最小到着量により除算した値に、前記割当サイクルの長さを乗じた値を、前記到着期間の長さの推定値とする、
   帯域割当装置。
4. 端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当装置であって、
   前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定部と、
   前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量に基づいて前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定部と、
   推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当部と、
   を備え、
   前記帯域割当部は、少なくとも１台以上の前記終端装置が前記到着期間を有する期間においては、当該期間において利用可能な帯域のうち固定割当量の帯域を全ての前記終端装置に割り当て、割り当てた残りの利用可能な前記帯域を当該期間に前記到着期間を有する前記終端装置で等分配し、全ての前記終端装置が前記到着期間を有していない期間においては、当該期間において利用可能な帯域を全ての前記終端装置で等分配する、
   帯域割当装置。
5. 前記下位装置との無線通信のために前記通信端末に割当てられた無線リソースを示す無線リソース情報を前記上位装置から取得し、前記無線リソース情報に基づいて前記下位装置に上りデータが到着する時刻を算出する連携処理部をさらに備え、
   前記送信許可期間開始位置決定部は、前記下位装置に上りデータが到着する時刻に、前記下位装置の内部処理に要する時間を少なくとも加算して得られる値を、前記開始位置の推定値とする、
   請求項４に記載の帯域割当装置。
6. 前記送信許可期間長決定部は、前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量を、予め定めた期間に前記終端装置に到着し得る最小の上りデータ量である最小到着量により除算した値に、予め定めた前記期間の長さを乗じた値を、前記到着期間の長さの推定値とする、
   請求項４に記載の帯域割当装置。
7. 前記送信許可期間長決定部は、予め定めた前記期間の長さを、前記到着期間の最大長により除算した値に、前記最大長の前記到着期間において伝送可能なデータ量を乗算して得られる値を、前記最小到着量とする、
   請求項６に記載の帯域割当装置。
8. 前記送信許可期間長決定部は、前記下位装置から前記終端装置へと転送され得る上りデータ量を前記最小到着量により除算した値に、予め定めた前記期間の長さを乗じて得られる値が、前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期の長さを上回る場合には、当該転送周期の長さを、前記到着期間の推定値とする、
   請求項６に記載の帯域割当装置。
9. 前記制御パラメータ推定部は、前記転送周期における割当サイクルを前半の割当サイクルと後半の割当サイクルとに再帰的に分割し、
   前記制御パラメータ推定部は、前記前半の割当サイクルと前記後半の割当サイクルとにおいて転送される上りデータ量に所定以上の差が検出されるまでに行われた前記転送周期に対する分割の回数に基づいて、前記上りデータのバースト数を推定し、
   前記送信許可期間開始位置決定部は、前記制御パラメータ推定部により推定された前記処理レイテンシ及び前記バースト数と、前記下位装置が前記通信端末から上りデータを受信する時刻とに基づいて、前記開始位置の推定値を算出する、
   請求項２に記載の帯域割当装置。
10. 端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当装置が実行する帯域割当方法であって、
    送信許可期間開始位置決定部が、前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定ステップと、
    送信許可期間長決定部が、前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量に基づいて前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定ステップと、
    帯域割当部が、推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当ステップと、
    トラヒックモニタ部が、前記端局装置における上りデータのトラヒックを収集するトラヒックモニタステップと、
    を有し、
    前記送信許可期間開始位置決定ステップにおいては、前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期と同一の長さの自走周期で、前記端局装置が前記終端装置から受信した上りユーザデータ総量が閾値を上回り始める時刻を検出し、前記時刻を検出したときの前記自走周期の先頭時刻と検出した前記時刻との時間差を、前記端局装置における前記自走周期の先頭時刻に加算した値を、前記開始位置の推定値とする、
    帯域割当方法。
11. 端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当装置が実行する帯域割当方法であって、
    送信許可期間開始位置決定部が、前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定ステップと、
    送信許可期間長決定部が、前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量に基づいて前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定ステップと、
    帯域割当部が、推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当ステップと、
    制御パラメータ推定部が、前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期を分割した割当サイクル毎に、前記上位装置へ転送すべき上りデータが前記終端装置にあるか否かを判定し、上りデータがあると判定された回数が最多の割当サイクルの先頭時刻と、前記下位装置が前記通信端末から上りデータを受信する時刻とに基づいて、前記下位装置における処理レイテンシを推定する制御パラメータ推定ステップと、
    を有し、
    前記送信許可期間開始位置決定ステップにおいては、前記制御パラメータ推定ステップにより推定された前記処理レイテンシと、前記下位装置が前記通信端末から上りデータを受信する時刻とに基づいて、前記開始位置の推定値を算出する、
    帯域割当方法。
12. 端局装置と終端装置とを有し、前記終端装置に接続される下位装置が通信端末から受信した上りデータを前記端局装置に接続される上位装置へ中継する通信システムの前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当装置が実行する帯域割当方法であって、
    送信許可期間開始位置決定部が、前記上りデータが前記下位装置から前記終端装置に到着する期間である到着期間の開始位置を推定する送信許可期間開始位置決定ステップと、
    送信許可期間長決定部が、前記下位装置から前記終端装置へ転送され得る上りデータ量に基づいて前記到着期間の長さを推定する送信許可期間長決定ステップと、
    帯域割当部が、推定された前記開始位置と前記到着期間の長さとに基づいて前記終端装置に帯域を割当てる帯域割当ステップと、
    制御パラメータ推定部が、前記下位装置から前記上位装置への上りデータの転送周期を分割した割当サイクル毎に、前記上位装置へ転送すべき上りデータ量を前記終端装置から取得し、前記割当サイクル間における前記上りデータ量の差分に基づいて、前記割当サイクルにおいて前記終端装置に到着し得る最小の上りデータ量である最小到着量を推定する制御パラメータ推定ステップと、
    を有し、
    前記送信許可期間長決定ステップにおいては、前記下位装置から前記終端装置へ転送される上りデータ量を前記最小到着量により除算した値に、前記割当サイクルの長さを乗じた値を、前記到着期間の長さの推定値とする、
    帯域割当方法。

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