JP6654713B2 - 帯域割当装置及び帯域割当方法 - Google Patents

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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１３日に、日本に出願された特願２０１７−０２４２８４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

無線基地局のアンテナ部（ＲＲＨ：Remote Radio Head）と信号処理部（ＢＢＵ：Baseband Unit）とを分離した無線通信システムがある。この無線通信システムでは、ＲＲＨとＢＢＵとは光装置及び光ファイバを介して結ばれており、この光区間はモバイルフロントホール（ＭＦＨ）と呼ばれている。図１１は、ＭＦＨの構成例を示す図である。

近年、ＭＦＨの低コスト化を図るために、ＲＲＨをＴＤＭ−ＰＯＮ（Time Division Multiplexing- Passive Optical Network）システム（例えば、非特許文献１参照）を用いて収容する検討がなされている（例えば、非特許文献２参照）。ＴＤＭ−ＰＯＮシステムでは、光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）から光端局装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）への信号送信に時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）方式が用いられる。ＴＤＭ−ＰＯＮを用いてＲＲＨを収容した際に、ＲＲＨと無線端末間のトラヒック情報を基に、ＭＦＨに転送されるトラヒック量を推定し、光端局装置から光終端装置へ割当てる帯域を動的に変化させる手法が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。

図１２は、従来の端局装置の構成を示すブロック図である。
トラヒック情報取得部は、上り信号もしくは下り信号を帯域割当周期毎に取得する。ここで、帯域割当周期とは、端局装置（例えば、ＯＬＴ）が終端装置（例えば、ＯＮＵ）へ上り送信許可を与える情報を格納した信号を送信する周期のことである。トラヒック情報抽出部は、トラヒック情報取得部で取得したトラヒック量を任意の周期毎に区切り抽出する。この区切られた周期をトラヒック周期と定義する。トラヒック量推定部は、トラヒック周期毎に、そのトラヒック周期に含まれる複数の帯域割当周期におけるトラヒック量の平均値μと標準偏差σとを計算する。

終端装置と接続されるＲＲＨでは、図１３に示すように無線端末から送られる無線信号を一定時間だけバッファし、一括で復調・復号動作を行う。これにより、ＲＲＨから終端装置（ＯＮＵ）へ到来する信号は、バーストトラヒックとなる。このバーストトラヒックは図１４に示すようにＴＴＩ（Transmission Time Interval）と呼ばれる一定の時間間隔を保ちながら終端装置（ＯＮＵ）へ到来する。ＴＴＩとは、無線スケジューリングの最小単位を表している。ＴＴＩの時間的な長さは１サブフレーム長と等しい。ＬＴＥの場合、無線スケジューリングの周期は１ｍｓであるため、１ＴＴＩは１ｍｓとなる。将来モバイルアクセスである第五世代移動通信システム（５Ｇ）ではＴＴＩの短縮が検討されている。

トラヒック先頭位置検出部は、トラヒック情報取得部から転送されたトラヒック情報を参照し、各バーストトラヒックの先頭位置を検出する。トラヒック先頭位置検出部は、検出した先頭位置の情報を帯域割当量計算部へ送る。帯域割当量計算部は、トラヒック量推定部とトラヒック先頭位置検出部とのそれぞれから転送された情報を基に帯域割当量と割当タイミングとを計算する。図１５に、帯域割当量計算部における従来技術による割当方式を示す。帯域割当量計算部は、式（１）に示すように、ＴＴＩの先頭位置から帯域割当を開始し、平均値μと標準偏差σとに基づき、各終端装置の帯域割当量Ｂを決定する。

ここで、ｎは危険率より算出される定数である。なお、ｉ番目に送信許可を得た終端装置がＯＮＵ＃ｉである場合、ＯＮＵ＃ｉの帯域割当量Ｂ、平均値μ、標準偏差σを、帯域割当量Ｂ^（ｉ）、平均値μ^（ｉ）、標準偏差σ^（ｉ）とそれぞれ記載する。また、図１６は、従来技術の帯域割当量計算部における帯域割当処理を示すフロー図である。

"ＮＴＴ技術ジャーナル，技術基礎講座［ＧＥ−ＰＯＮ技術］，第１回 ＰＯＮとは"，［ｏｎｌｉｎｅ］，２００５年，日本電信電話株式会社，［平成２７年５月２１日検索］，インターネット <URL http://www.ntt.co.jp/journal/0508/files/jn200508071.pdf> T. Kobayashi, H. Ou, D. Hisano, T. Shimada, J. Terada and A. Otaka, "Bandwidth Allocation scheme based on Simple Statistical Traffic Analysis for TDM-PON based Mobile Fronthaul," in Proc. of OFC2016, paper W3C.7, 2016

ＴＤＭ−ＰＯＮでは、複数のＯＮＵが接続された場合、帯域割当周期内において、ＯＬＴは各ＯＮＵへ順に送信許可を与える。このため、Ｎ番目以降に送信許可を得たＯＮＵ＃Ｎは、１〜（Ｎ−１）番目に送信許可を得たＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃（Ｎ−１）が信号を送信し終えるまで待機状態となる。この待機時間が長い程、遅延の原因となる。

従来の帯域割当を適用した場合は、生起したトラヒックに対して、送信許可時間を長く取る。例えば、上り信号の平均スループットμが１００Ｍｂｐｓ（メガビット毎秒）、標準偏差σが２０Ｍｂｐｓ、定数ｎ＝６としたとき、式（１）により、割当帯域はＢ＝１００＋６×２０＝２２０Ｍｂｐｓとなる。しかし、平均スループット付近にトラヒックの生起分布が集中することを考えると、突発的に増加するトラヒックに対処するために、１２０Ｍｐｂｓを割当てていることになる。次に送信機会を得るＯＮＵでは、この２２０Ｍｂｐｓの帯域割当が完了するまで送信待機状態となる。

また、帯域割当動作を行っているときに、新規に接続要求を行うＯＮＵが存在する可能性がある。ＴＤＭ−ＰＯＮでは、一定時間毎にアクティベーションウィンドウと呼ばれるウィンドウが設けられる。アクティベーションウィンドウが設けられている期間において、新規に接続されたＯＮＵはＯＬＴへ認証要求のための信号を送ることが可能になる。この認証のために送信する信号と既接続ＯＮＵの信号との衝突を防ぐため、アクティベーションウィンドウの期間中は帯域割当を停止する。このため、既接続ＯＮＵでは、アクティベーションウィンドウの期間だけ瞬間的に遅延が生じる。

上記事情に鑑み、本発明は、時分割多元接続により端局装置と接続する終端装置に遅延を低減するように帯域を割当て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の態様における帯域割当装置は、各終端装置と接続された下位装置毎に、前記下位装置が前記終端装置を介して行う通信のトラヒックを示すトラヒック情報を取得するトラヒック情報取得部と、前記トラヒック情報を基にバーストトラヒックの先頭タイミングを検出するトラヒック先頭位置検出部と、前記下位装置毎に取得された前記トラヒック情報から複数のトラヒック割当周期それぞれのトラヒック量の情報を抽出するトラヒック情報抽出部と、前記下位装置毎に、前記トラヒック情報抽出部が抽出した前記トラヒック量の情報に基づいて前記トラヒック割当周期におけるトラヒック量の平均値を計算するトラヒック量推定部と、前記トラヒック先頭位置検出部が検出した前記先頭タイミングを帯域割当周期の先頭のタイミングとし、前記帯域割当周期の先頭から、前記トラヒック量推定部が計算した前記平均値に基づく割当帯域である第一帯域を前記終端装置に割当てる帯域割当部と、を備える。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様の帯域割当装置において、前記トラヒック量推定部は、前記下位装置毎に、前記トラヒック情報抽出部が抽出した前記トラヒック量の情報に基づいて前記トラヒック割当周期におけるトラヒック量の標準偏差を計算し、前記帯域割当部は、前記第一帯域の割当終了後に、前記トラヒック量推定部が計算した前記標準偏差に基づく割当帯域である第二帯域を前記終端装置に割当て、前記第二帯域の割当終了から前記帯域割当周期の終了までの期間である余剰帯域割当期間に、前記帯域割当周期において割当可能な帯域から前記第一帯域及び前記第二帯域を除いた余剰帯域を前記終端装置に割当てる。

本発明の第３の態様によれば、第２の態様の帯域割当装置において、前記帯域割当部は、前記終端装置それぞれに割当てる前記第一帯域を、当該終端装置における前記平均値と全ての前記終端装置における前記平均値の合計との比率に従って計算し、前記終端装置それぞれに割当てる前記第二帯域を、当該終端装置における前記標準偏差と全ての前記終端装置における前記標準偏差の合計との比率に従って計算する。

本発明の第４の態様によれば、第２又は第３の態様の帯域割当装置において、新規に接続された終端装置を検出するための認証期間を前記余剰帯域割当期間に設定する新規接続終端装置認証部をさらに備え、前記帯域割当部は、前記新規接続終端装置認証部から通知された前記認証期間において前記終端装置に帯域を割当てない。

本発明の第５の態様によれば、第２又は第３の態様の帯域割当装置において、前記第二帯域を用いて前記終端装置から送信された上り信号のトラヒック量が閾値を超えた場合に、前記帯域割当部に帯域割当のやり直しを指示するトラヒック過多判定処理部をさらに備える。

本発明の第６の態様によれば、第２又は第３の態様の帯域割当装置において、前記余剰帯域を用いた上り信号が前記終端装置から送信された場合に、前記帯域割当部に帯域割当のやり直しを指示するトラヒック過多判定処理部をさらに備える。

本発明の第７の態様によれば、第１の態様の帯域割当装置において、前記帯域割当部は、前記下位装置毎に、前記トラヒック量推定部が計算した前記平均値の総和に対する前記平均値の比に前記下位装置に割当可能な帯域を乗じて帯域を算出し、前記帯域割当部は、算出された前記帯域が第１の閾値を超える前記下位装置に対して前記第１の閾値で示される帯域を割当て、算出された前記帯域が前記第１の閾値以下である前記下位装置に対して、前記割当て可能な帯域のうち未割当ての帯域を均等分配する。

本発明の第８の態様によれば、第７の態様の帯域割当装置において、前記帯域割当部は、算出された前記帯域が前記第１の閾値を超える前記下位装置に対して前記第１の閾値で示される帯域を割当て、算出された前記帯域が前記第１の閾値以下であり、かつ前記第１の閾値より小さい第２の閾値以上である前記下位装置に対して前記第２の閾値で示される帯域を割当て、算出された前記帯域が前記第２の閾値以下である前記下位装置に対して、前記割当て可能な帯域のうち未割当ての帯域を均等分配する。

本発明の第９の態様によれば、帯域割当装置が行う帯域割当方法は、各終端装置と接続された下位装置毎に、前記下位装置が前記終端装置を介して行う通信のトラヒックを示すトラヒック情報を取得するトラヒック情報取得ステップと、前記トラヒック情報を基にバーストトラヒックの先頭タイミングを検出するトラヒック先頭位置検出ステップと、前記下位装置毎に取得された前記トラヒック情報から複数のトラヒック割当周期それぞれのトラヒック量の情報を抽出するトラヒック情報抽出ステップと、前記下位装置毎に抽出された前記トラヒック量の情報に基づいて前記トラヒック割当周期におけるトラヒック量の平均値を計算するトラヒック量推定ステップと、検出された前記バーストトラヒックの前記先頭タイミングを帯域割当周期の先頭のタイミングとし、前記帯域割当周期の先頭から、計算された前記平均値に基づく割当帯域である第一帯域を前記終端装置に割当てる帯域割当ステップと、を有する。

本発明により、時分割多元接続により端局装置と接続する終端装置に遅延を低減するように帯域を割当てることが可能となる。

本発明の第１の実施形態によるアクセスネットワークシステムの構成を示す図である。 第１の実施形態による端局装置の構成を示す機能ブロック図である。 第１の実施形態による端局装置の帯域割当処理を示すフロー図である。 第１の実施形態による終端装置への帯域割当を示す図である。 第２の実施形態による端局装置の構成を示す機能ブロック図である。 第３の実施形態による端局装置の構成を示す機能ブロック図である。 第７の実施形態による端局装置の構成を示す機能ブロック図である。 第７の実施形態による端局装置の帯域割当処理を示すフロー図である。 第８の実施形態による端局装置の構成を示す機能ブロック図である。 第８の実施形態による端局装置の帯域割当処理を示すフロー図である。 従来技術のＭＦＨの構成例を示す図である。 従来技術の端局装置の構成を示す図である。 バースト信号が発生するトラヒックモデルの例を示す図である。 ＭＦＨを流れるトラヒックの例を示す図である。 従来技術による終端装置への帯域割当を示す図である。 従来技術による端局装置の帯域割当処理を示すフロー図である。

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。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態のアクセスネットワークシステム８の構成を示す図である。アクセスネットワークシステム８は、端局装置１、終端装置２及び光スプリッタ３を有する中継伝送システムが、上位装置５及び下位装置６を有する通信システムを収容する構成である。通信システムを収容するとは、通信システムにおける通信を中継することである。

中継伝送システムは、例えば、ＰＯＮ（受動光ネットワーク）システムなどの光中継伝送システムである。中継伝送システムがＰＯＮシステムある場合、端局装置１は光端局装置（ＯＬＴ）であり、終端装置２は光終端装置（ＯＮＵ）である。端局装置１から終端装置２の方向は下りであり、終端装置２から端局装置１の方向は上りである。光スプリッタ３は、端局装置１から１本の光ファイバ４１により伝送されるＴＤＭ（時分割多重）の光信号を、複数の終端装置２それぞれと接続される光ファイバ４２に分配する。また、光スプリッタ３は、複数の終端装置２それぞれと接続される光ファイバ４２から伝送されるＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式の光信号を合波して、光ファイバ４１に出力する。端局装置１は、各終端装置２に帯域を割当てる帯域割当装置としての機能を有し、帯域割当方法を実行する。

通信システムは、例えば、モバイルネットワークである。通信システムがモバイルネットワークの場合、上位装置５は無線基地局の信号処理部（ＢＢＵ）であり、下位装置６は、無線基地局のアンテナ部（ＲＲＨ）である。ＲＲＨは、移動無線端末とＴＤＤ方式により無線通信する。なお、中継伝送システムは、複数の通信システムを収容し得る。

図２は、端局装置１の構成を示す機能ブロック図であり、第１の実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。端局装置１は、上位送受信機能部１１、下位送受信機能部１２、トラヒック情報取得部１３、トラヒック情報抽出部１４、トラヒック量推定部１５、トラヒック先頭位置検出部１６及び帯域割当量算出部１７を備える。上位送受信機能部１１、下位送受信機能部１２、トラヒック情報取得部１３、トラヒック情報抽出部１４、トラヒック量推定部１５及びトラヒック先頭位置検出部１６の機能は、図１２に示す従来の端局装置と同様である。

上位送受信機能部１１は、上位装置５との間のデータの送受信を担うインタフェースである。上位送受信機能部１１は、上位装置５から受信した下位装置６宛ての下り信号を下位送受信機能部１２に出力する。また、上位送受信機能部１１は、下位送受信機能部１２から受信した、下位装置６から上位装置５宛ての上り信号を上位装置５に送信する。

下位送受信機能部１２は、終端装置２との間のデータの送受信を担うインタフェースである。下位送受信機能部１２は、上位送受信機能部１１から出力された下り信号や、帯域割当量算出部１７から出力された制御信号を、電気信号から光信号に変換し、光信号を終端装置２に出力する。また、下位送受信機能部１２は、終端装置２から受信した上り信号を光信号から電気信号に変換し、電気信号を上位送受信機能部１１に出力する。下位送受信機能部１２が上位送受信機能部１１に出力する電気信号は、下位装置６から上位装置５宛ての上り信号を含む。さらに、下位送受信機能部１２は、電気信号に変換された上り信号をトラヒック情報取得部１３に転送する。下位送受信機能部１２は、上り信号のうち上りの主信号のみをトラヒック情報取得部１３に出力してもよい。

トラヒック情報取得部１３は、各終端装置２からの上り信号を帯域割当周期毎に取得し、取得した帯域割当周期毎の上り信号のトラヒック量を示すトラヒック情報を記憶する。帯域割当周期とは、端局装置１が終端装置２へ上り送信許可を与える情報を格納した信号を送信する周期である。

トラヒック情報抽出部１４は、トラヒック情報取得部１３で取得したトラヒック情報を任意の周期毎に区切って抽出する。任意の周期とは、Ｎ秒のトラヒックをＭ分割に均等に分割し、Ｎ／Ｍを１周期としても良いし、Ｎ秒のトラヒックを均等ではなく、Ｍ_１，Ｍ_２，…，Ｍ_ｉのように異なる時間長で区切りそれぞれを１周期としても良い。この区切られた周期が、トラヒック周期である。１トラヒック周期には、複数の帯域割当周期が含まれる。トラヒック情報抽出部１４は、抽出したトラヒック周期毎のトラヒック情報をトラヒック量推定部１５に転送する。

トラヒック量推定部１５は、各終端装置２について、トラヒック周期毎に、トラヒック周期に含まれる複数の帯域割当周期それぞれのトラヒック量をトラヒック情報から取得し、それらトラヒック量の平均値μと標準偏差σとを計算する。トラヒック量推定部１５は、各終端装置２のトラヒック周期毎のトラヒック量の平均値μと標準偏差σとの計算結果を帯域割当量算出部１７に転送する。

トラヒック先頭位置検出部１６は、各バーストトラヒックの先頭位置を検出し、検出した先頭位置を示す情報を帯域割当量算出部１７に出力する。バーストトラヒックの先頭位置は、例えば、ＴＴＩの先頭に相当する。帯域割当量算出部１７は、トラヒック量推定部１５とトラヒック先頭位置検出部１６とのそれぞれから転送された情報を基に、帯域割当周期における各終端装置２の帯域割当量と割当タイミングとを計算する。

図３は、端局装置１の動作を示す処理フローである。
まず、端局装置１の帯域割当量算出部１７は、トラヒック収集のために各ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation：動的帯域割当）周期で固定的に各終端装置２へ帯域を割当てる。ＤＢＡ周期とは、終端装置２に帯域割当を行う周期である。下位送受信機能部１２は、各終端装置２に、各ＤＢＡ周期の割当帯域として、帯域割当量算出部１７が割当てた固定の帯域を通知する。各終端装置２は、割当てられた固定の帯域に従って、下位装置６から受信した上りデータを端局装置１に送信する（ステップＳ１０５）。端局装置１のトラヒック情報取得部１３は、下位送受信機能部１２が受信した上り信号を帯域割当周期毎に複数周期に亘って取得し、終端装置２毎に取得した上り信号のトラヒック量をトラヒック情報として記憶する（ステップＳ１１０）。

トラヒックモニタ期間の終了後、トラヒック先頭位置検出部１６は、トラヒック情報を参照して各バーストトラヒックの先頭位置を検出し、検出した先頭位置を示す情報を帯域割当量算出部１７に出力する（ステップＳ１１５）。トラヒック情報抽出部１４は、トラヒック情報取得部１３で取得されたトラヒック情報をトラヒック周期毎に抽出し、抽出したトラヒック情報をトラヒック量推定部１５に転送する。トラヒック量推定部１５は、トラヒック情報抽出部１４から転送されたトラヒック情報を基に、トラヒック周期毎に、各終端装置２のＤＢＡ周期におけるトラヒック量の平均値μと標準偏差σとを計算し、計算結果を帯域割当量算出部１７に転送する（ステップＳ１２０）。

帯域割当量算出部１７は、帯域割当周期毎に以下のステップＳ１２５〜ステップＳ１５０の処理を行う。
帯域割当量算出部１７は、帯域割当を行う対象の帯域割当周期に対応したトラヒック周期における各終端装置２のトラヒック量の平均値μと標準偏差σとをトラヒック量推定部１５から読み込む（ステップＳ１２５）。帯域割当量算出部１７は、各終端装置２に、式（２）に示すようにトラヒック量の平均値μに基づいた帯域Ｂ_ａｖｇを先行割当てする（ステップＳ１３０）。なお、上付きの（ｉ）は、端局装置１に接続されている複数の終端装置２のうち、ｉ番目の終端装置２を表す。ステップＳ１２５において用いられるトラヒック周期は、例えば、対象の帯域割当周期の直前の所定数のトラヒック周期である。

図４は、各終端装置２への帯域割当てを示す図である。図４に示すように、帯域割当対象の終端装置２が３台のＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃３である場合、帯域割当量算出部１７が、ＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃３にそれぞれ、帯域Ｂ_ａｖｇ ^（１）〜Ｂ_ａｖｇ ^（３）をＤＢＡ周期の先頭から順に割当てている。

帯域割当量算出部１７は、全ての終端装置２に式（２）に基づく平均値ベースの帯域Ｂ_ａｖｇの割当てを完了すると（ステップＳ１３５）、式（３）に示すようにトラヒック量の標準偏差σを用いた分散値ベースの帯域Ｂ_ｖａｒを各終端装置２に順に割当てる（ステップＳ１４０）。なお、ｎは危険率より算出される定数であり、危険率が低いほどｎの値は大きくなる。

図４に示す帯域割当では、３台のＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃３にそれぞれ、帯域Ｂ_ａｖｇ ^（１）〜Ｂ_ａｖｇ ^（３）が割当てられた後、分散値ベースの帯域Ｂ_ｖａｒ ^（１）〜Ｂ_ｖａｒ ^（３）が割当てられている。なお、これら式（２）、式（３）に基づく帯域割当を更に分割することも可能である。

帯域割当量算出部１７は、全ての終端装置２に式（２）に基づく帯域Ｂ_ｖａｒの割当てを完了した後（ステップＳ１４５）、終端装置２へＤＢＡ周期における余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}を割当てる。トラヒック量推定部１５は、式（４）により余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}を算出する。

ここで、Ｂ_ａｌｌは、ＴＤＭ−ＰＯＮにおいてＤＢＡ周期で使用可能な全帯域を指す。例えば、１０Ｇ−ＰＯＮでは、オーバヘッドを考慮しない場合、Ｂ_ａｌｌは１０Ｇｂｐｓ（ギガビット毎秒）である。

帯域割当量算出部１７は、トラヒック量推定部１５が算出した余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}を用いて各終端装置２へ帯域を割当てる（ステップＳ１５０）。余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}の割当においては、各終端装置２へ均等に固定帯域割当を行っても良いし、終端装置２毎に帯域割当量を優先度などの種別で変更することも可能である。余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}は、各終端装置２に割当てられる他に、他サービスを収容するための帯域として使用されてもよい。余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}期間において、端局装置１及び各終端装置２がスリープ動作を行うことも可能である。図４に示す帯域割当では、分散値ベースの帯域Ｂ_ｖａｒの帯域割当終了からＤＢＡ周期の終了までの期間において、各ＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃３にそれぞれ、余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}を分配した帯域ｂ^（１）〜ｂ^（３）が割当てられている。

なお、式（２）〜式（４）による終端装置２への帯域割当てを行う順序は同一でなくても良い。帯域割当量算出部１７は、終端装置２毎に算出されたトラヒック量の平均値μに基づいた帯域割当てと、終端装置２毎に算出されたトラヒック量の標準偏差σに基づいた帯域割当てとを行う。端局装置１は、これらの割当てを順に行うことにより、各終端装置２が通信機会を得るまでの待機時間（通信遅延）を低減することができる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、端局装置１が平均値ベースの帯域と分散値ベースの帯域とを割当てた後にいずれの終端装置にも割当てられない余剰帯域を各終端装置へ分配した。第２の実施形態では、余剰帯域、又は、分散値ベースの割当帯域及び余剰帯域が、新規に接続された終端装置が端局装置へ認証を要求するための信号を送るアクティベーションウィンドウに使用される。このように、第２の実施形態の端局装置は、第１の実施形態において示した式（３）又は式（４）により帯域を割当てる期間でのみアクティベーションウィンドウを設けることで、既に接続している終端装置へ与える遅延の影響を低減することが可能である。

第２の実施形態の端局装置は、上りトラヒック情報に基づいてトラヒック量の平均値と標準偏差とを計算し、それらを用いて各終端装置の帯域割当量の推定を行う。そのため、式（４）により算出される余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}を用いて割当てられた帯域は、本質的には使用されない帯域である。このため、この期間にアクティベーションウィンドウを設けたとしても、モバイルシステムへ与える遅延の影響はない。

図５は、第２の実施形態の端局装置１ａの構成を示すブロック図である。図５において、図２に示す第１の実施形態による端局装置１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５に示す端局装置１が、第１の実施形態の端局装置１と異なる点は、新規接続終端装置認証部１８をさらに備える点である。新規接続終端装置認証部１８は、トラヒック量推定部１５又は帯域割当量算出部１７から、第１の実施形態において示した式（４）を用いた帯域割当を行う期間を取得する。新規接続終端装置認証部１８は、この期間だけアクティベーションウィンドウを設けることを帯域割当量算出部１７に通知する。帯域割当量算出部１７は、第１の実施形態において示した式（４）の帯域割当を行う期間のうち、新規接続終端装置認証部１８から通知された期間においては終端装置２に帯域を割当てないようにし、アクティベーションウィンドウを設ける。

新規接続終端装置認証部１８は、式（３）を用いた帯域割当が行われる期間をさらに取得し、この期間にアクティベーションウィンドウを設けることを帯域割当量算出部１７に通知してもよい。帯域割当量算出部１７は、第１の実施形態において示した式（３）の帯域割当を行う期間のうち、新規接続終端装置認証部１８から通知された期間においては終端装置２に帯域を割当てないようにし、当該期間においてアクティベーションウィンドウを設ける。
端局装置１ａは、各終端装置２が上り信号を送信する可能性が低い期間にアクティベーションウィンドウを設ける。このようにアクティベーションウィンドウを設けることにより、新たに接続される終端装置の認証に関する信号と、各終端装置２の上り信号とが衝突する可能性を抑えることができ、上り信号の伝送の遅延を低減できる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態では、端局装置は、終端装置から推定結果を大幅に上回るトラヒックが生じる場合に帯域割当量の修正を行う。

図６は、第３の実施形態の端局装置１ｂの構成を示すブロック図である。図６において、図２に示す第１の実施形態による端局装置１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に示す端局装置１ｂが、第１の実施形態の端局装置１と異なる点は、トラヒック判定時間閾値処理部１９をさらに備える点である。

トラヒック判定時間閾値処理部１９には、任意の時間閾値ｔ_ｔｈが設定される。式（３）に基づいて行われた帯域割当により送信された上り信号を端局装置１が受信した際に、トラヒック情報取得部１３は、トラヒック判定時間閾値処理部１９へ上り信号のデータ量を通知する。トラヒック判定時間閾値処理部１９は、上り信号のデータ量と時間閾値ｔ_ｔｈとを比較し、上り信号のデータ量が時間閾値ｔ_ｔｈを超えたと判断した場合に固定帯域割当へのリセットを帯域割当量算出部１７に指示する。例えば、トラヒック情報取得部１３が所定のモニタ周期でトラヒックのモニタを行う場合、トラヒック判定時間閾値処理部１９は、モニタ周期の回数で表した上り信号のデータ量と時間閾値とを比較することが可能である。あるいは、トラヒック判定時間閾値処理部１９は、トラヒック情報取得部１３から通知された上り信号のデータ量を上り信号の受信時間に変換して時間閾値ｔ_ｔｈと比較してもよい。また、あるいは、トラヒック判定時間閾値処理部１９は、時間閾値ｔ_ｔｈを、その時間閾値ｔ_ｔｈと同じ時間で受信可能なデータ量に変換し、受信可能なデータ量とトラヒック情報取得部１３から通知された上り信号のデータ量と比較してもよい。
帯域割当量算出部１７は、トラヒック判定時間閾値処理部１９からこの指示を受けると、各終端装置２に固定帯域割当を行う。これにより、図３のステップＳ１０５からの処理が行われ、各終端装置２に対して帯域割当が再度行われる。帯域割当を行うことにより、端局装置１ｂは、各終端装置２の上り信号のトラヒック量の変化に応じた帯域割当てを行え、上り信号の伝送の遅延を低減できる。

［第４の実施形態］
第４の実施形態では、第２の実施形態とは異なり、端局装置は、式（４）に基づいて行われた帯域割当により送信された上り信号を受信する。第１の実施形態の端局装置は、上りトラヒック情報を基にトラヒック量の平均値と標準偏差とを計算し、この平均値と標準偏差とにより帯域割当量の推定を行う。したがって、式（４）に基づいて割当てられる帯域は、本質的には使用されない帯域である。そのため、式（４）に基づく帯域割当により上り信号が送信されたということは、推定結果を大幅に上回るトラヒックが生じている場合に該当する。第４の実施形態の端局装置は、式（４）に基づいて行われた帯域割当において終端装置から送信された上り信号を受信した場合に、図３のステップＳ１０５からの処理を開始し、固定帯域割当にリセットして再推定を行う。
第４の実施形態の端局装置は、第３の実施形態の端局装置１ｂと同様に、各終端装置２の上り信号のトラヒック量の変化に応じた帯域割当てを行え、上り信号の伝送の遅延を低減できる。

［第５の実施形態］
第１の実施形態〜第４の実施形態では、端局装置は、上り信号のトラヒックを取得してトラヒック情報を推定し、トラヒック情報に基づいて帯域割当を行っていた。第５の実施形態の端局装置は、上りトラヒックに代えて、下りトラヒックのみ、又は、上下トラヒックの両方を取得し、取得したトラヒック情報を用いて第１の実施形態〜第４の実施形態と同様の処理を行ってもよい。上り信号のトラヒック量と下り信号のトラヒック量とが比例関係にある場合、第５の実施形態の端局装置も、第１〜第４の実施形態の端局装置と同様に、遅延を低減する帯域割当を行うことができる。

［第６の実施形態］
中継伝送システムが複数のＲＲＨを収容した場合、端局装置は、ＲＲＨと接続している終端装置毎にトラヒック量推定を行って、上述した第１の実施形態〜第５の実施形態を行うことにより、帯域削減効果を高めることが可能になる。また、ＴＴＩの先頭はＲＲＨによって異なるため、個別に抽出を行うことで対応することが可能である。端局装置は、各ＲＲＨのＴＴＩ周期に同期した帯域割当を行うにより、ＲＲＨ（下位装置）からＢＢＵ（上位装置）への遅延を低減できる。

［第７の実施形態］
第７の実施形態は、平均値ベースによる帯域割当量と分散値ベースによる帯域割当量との算出方法が第１の実施形態とは異なる。

図７は、第７の実施形態の端局装置１ｃの構成を示すブロック図である。図７において、図２に示す第１の実施形態による端局装置１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に示す端局装置１ｃが、第１の実施形態の端局装置１と異なる点は、帯域割当量算出部１７に代えて、帯域割当量算出部１７ｃを備える点である。図８に示す処理フローを参照して、帯域割当量算出部１７ｃの動作について説明する。

図８は、端局装置１ｃの動作を示す処理フローである。図８において、図３に示す第１の実施形態の端局装置１が行う処理と同じ処理には、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。端局装置１ｃは、第１の実施形態の端局装置１と同様にステップＳ１０５〜ステップＳ１２０の処理を行う。

帯域割当量算出部１７ｃは、帯域割当周期毎に以下のステップＳ１２５〜ステップＳ１５０の処理を行う。
帯域割当周期内において、帯域割当量算出部１７ｃは、帯域割当を行う対象の帯域割当周期に対応したトラヒック周期における各終端装置２のトラヒック量の平均値μと標準偏差σとをトラヒック量推定部１５から読み込む（ステップＳ１２５）。帯域割当量算出部１７ｃは、各終端装置２に、式（５）に示すように帯域Ｂ_ａｖｇ ^（ｉ）を先行割当てする（ステップＳ１３０ｃ）。

第１の実施形態と異なり、帯域割当量算出部１７ｃは、帯域割当対象の終端装置２のトラヒック量の平均値μを、各終端装置２について算出したトラヒック量の全平均値の和で除した比率に基づいて帯域割当を行う。ここで、Ｂ’_ａｖｇ ^（ｉ）は、ｉ番目の終端装置２についての任意の帯域割当量であり、全ての終端装置２について同じでもよく、一部又は全ての終端装置２で異なっていてもよい。

帯域割当量算出部１７ｃは、全ての終端装置２に式（５）に基づく平均値ベースの帯域Ｂ_ａｖｇの割当てを完了すると（ステップＳ１３５）、式（６）に示すようにトラヒック量の標準偏差σを用いた分散値ベースの帯域Ｂ_ｖａｒを各終端装置２に順に割当てる（ステップＳ１４０ｃ）。

分散値ベースの帯域Ｂ_ｖａｒにおいても、帯域割当量算出部１７ｃは、式（５）に基づく帯域割当と同様に、帯域割当対象の終端装置２のトラヒック量の標準偏差σを、各終端装置２について算出したトラヒック量の全標準偏差の和で除した比率に基づいて帯域割当を行う。ここで、Ｂ’_ｖａｒ ^（ｉ）はｉ番目の終端装置２についての任意の帯域割当量であり、全ての終端装置２について同じでもよく、一部又は全ての終端装置２で異なっていてもよい。

帯域割当量算出部１７ｃは、全ての終端装置２に式（６）に基づく帯域Ｂ_ｖａｒの割当てを完了した後（ステップＳ１４５）、第１の実施形態と同様に、式（４）に基づいて算出した余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}を各終端装置２に分配して割当てる（ステップＳ１５０）。余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}の割当においては、各終端装置２へ均等に固定帯域割当を行っても良いし、終端装置２毎に帯域割当量を優先度などの種別で変更することも可能である。余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}は、各終端装置２に割当てられる他に、他サービスを収容するための帯域として使用されてもよい。余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}期間において、端局装置１ｃ及び各終端装置２がスリープ動作を行うことも可能である。なお、式（４）〜式（６）による終端装置２への帯域割当てを行う順序は同一でなくても良い。

第７の実施形態は、第１の実施形態と併用することも可能である。すなわち、平均値に基づく帯域割当は第１の実施形態の割当てに従い、標準偏差に基づく帯域割当は第７の実施形態の割当てに従ってもよい。もしくは、その逆に、平均値に基づく帯域割当は第７の実施形態の割当てに従い、標準偏差に基づく帯域割当は第１の実施形態の割当てに従ってもよい。端局装置は、このような組み合わせで帯域割当を実施することも可能である。端局装置１ｃは、終端装置２毎に算出されたトラヒック量の平均値μに基づいた帯域割当てと、終端装置２毎に算出されたトラヒック量の標準偏差σに基づいた帯域割当てとの２つの割当てを順に行う。このような割当てにより、第１の実施形態と同様に、各終端装置２が通信機会を得るまでの待機時間（通信遅延）を低減することができる。

［第８の実施形態］
第８の実施形態では、帯域割当量の算出方法が第１から第７の実施形態とは異なる。図９は、第８の実施形態の端局装置１ｄの構成を示す機能ブロック図である。図９において、図２に示す第１の実施形態による端局装置１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９に示す端局装置１ｄが、第１の実施形態の端局装置１と異なる点は、帯域割当量算出部１７に代えて、帯域割当量算出部１７ｄを備える点である。図１０に示す処理フローを参照して、帯域割当量算出部１７ｄの動作について説明する。

図１０は、端局装置１ｄの動作を示す処理フローである。図１０において、図３に示す第１の実施形態の端局装置１が行う処理と同じ処理には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。端局装置１ｄは、端局装置１と同様にステップＳ１０５〜ステップＳ１１５の処理を行う。

トラヒック量推定部１５は、トラヒック情報抽出部１４により抽出されたトラヒック情報を基に、トラヒック量の平均値μを終端装置２毎に算出する（ステップＳ２２０）。トラヒック量推定部１５は、所定数の直近のトラヒック周期におけるトラヒック量を用いて、平均値μを終端装置２毎に算出してもよい。

帯域割当量算出部１７ｄは、帯域割当周期毎に以下のステップＳ２２５〜ステップＳ２６０の処理を行う。
帯域割当量算出部１７ｄは、各終端装置２のトラヒック量の平均値μ_ｉをトラヒック量推定部１５から読み込む（ステップＳ２２５）。帯域割当量算出部１７ｄは、式（７）に示すように終端装置２の平均値μ_ｉの総和に対する各終端装置２の平均値μ_ｉの比に基づいた帯域Ｂ_ｉを、各終端装置２への帯域割当量とする（ステップＳ２３０）。帯域割当量算出部１７ｄは、式（７）に示すように、ＤＢＡ周期において使用可能な全帯域を各終端装置２に割当てる帯域Ｂ_ｉを算出する。帯域Ｂ_ｉは、平均値μ_ｉの総和に対する各終端装置２の平均値μ_ｉの比に帯域Ｂ_ａｌｌを乗じて算出される。ステップＳ２３０で帯域割当量の算出が行われると、余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}はゼロに初期化される。

帯域割当量算出部１７ｄは、端局装置１ｄに接続されている終端装置２それぞれに対して、ステップＳ２３５〜ステップＳ２５５までの処理を行う。

帯域割当量算出部１７ｄは、全ての終端装置２のうちｉ番目の終端装置２に割当てられた帯域Ｂ_ｉが、予め定められた閾値Ｔｈ_{ｕｐｐｅｒ}より大きいか否かを判定する（ステップＳ２３５）。帯域Ｂ_ｉが閾値Ｔｈ_{ｕｐｐｅｒ}より大きい場合（ステップＳ２３５，ＹＥＳ）、帯域割当量算出部１７ｄは、ｉ番目の終端装置２に割当てる帯域Ｂ_ｉを閾値Ｔｈ_{ｕｐｐｅｒ}に変更し、差分の帯域（Ｂ_ｉ−Ｔｈ_{ｕｐｐｅｒ}）を余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}に加える（ステップＳ２４０）。

帯域Ｂ_ｉが閾値Ｔｈ_{ｕｐｐｅｒ}以下である場合（ステップＳ２３５，ＮＯ）、帯域割当量算出部１７ｄは、帯域Ｂ_ｉが予め定められた閾値Ｔｈ_{ｌｏｗｅｒ}より大きいか否かを判定する（ステップＳ２４５）。閾値Ｔｈ_{ｌｏｗｅｒ}は、閾値Ｔｈ_{ｕｐｐｅｒ}より小さい。帯域Ｂ_ｉが閾値Ｔｈ_{ｌｏｗｅｒ}より大きい場合（ステップＳ２４５，ＹＥＳ）、帯域割当量算出部１７ｄは、ｉ番目の終端装置２に割当てる帯域Ｂ_ｉを閾値Ｔｈ_{ｌｏｗｅｒ}に変更し、差分の帯域（Ｂ_ｉ−Ｔｈ_{ｌｏｗｅｒ}）を余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}に加える（ステップＳ２５０）。

帯域Ｂ_ｉが閾値Ｔｈ_{ｌｏｗｅｒ}以下である場合（ステップＳ２４５，ＮＯ）、帯域割当量算出部１７ｄは、帯域Ｂ_ｉが閾値Ｔｈ_{ｌｏｗｅｒ}以下である終端装置２の数を示すＮ_ｏｎｕを１増加させ、帯域Ｂ_ｉを余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}に加える（ステップＳ２５５）。

帯域割当量算出部１７ｄは、帯域Ｂ_ｉが閾値Ｔｈ_{ｌｏｗｅｒ}以下であるＮ_ｏｎｕ個の終端装置２それぞれに割当てる帯域Ｂ_ｉを、余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}を均等分配した帯域Ｂ_ｉ＝（Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}／Ｎ_ｏｎｕ）に変更する（ステップＳ２６０）。すなわち、帯域割当量算出部１７ｄは、閾値Ｔｈ_{ｕｐｐｅｒ}又は閾値Ｔｈ_{ｌｏｗｅｒ}を超える帯域Ｂ_ｉの終端装置２に対して割当てた帯域以外の未割当て帯域である余剰帯域Ｂ_{ｓｕｒｐｌｕｓ}を均等分配する。帯域割当量算出部１７ｄは、終端装置２それぞれに対応する帯域Ｂ_ｉを帯域割当量として、帯域割当周期の先頭から順に割当てる。

端局装置１ｄは、各終端装置２のトラヒック量の平均値μに基づいた仮の割当てを行った後に、２つの閾値Ｔｈ_{ｕｐｐｅｒ}、Ｔｈ_{ｌｏｗｅｒ}に基づいて各終端装置２に割当帯域を調整する。閾値Ｔｈ_{ｕｐｐｅｒ}を超える割当帯域が閾値Ｔｈ_{ｕｐｐｅｒ}に抑えられることにより、一部の終端装置２に帯域の割当てが偏ることを抑制することができる。よって、端局装置１ｄは、各終端装置２が通信機会を得るまでの待機時間（通信遅延）を低減することができる。

ステップＳ２３０において使用可能な全帯域Ｂ_ａｌｌを平均値μに基づいて各終端装置２に比例分配する場合を説明したが、各終端装置２の平均値μ_ｉを割当てる帯域Ｂ_ｉとしてもよい。帯域割当量算出部１７ｄは、１つ又は３つ以上の閾値を用いて割当帯域の調整を行ってもよい。例えば、１つの閾値を用いて帯域割当の調整を行う場合、帯域割当量算出部１７は、帯域Ｂ_ｉが閾値Ｔｈ_{ｕｐｐｅｒ}以下であるとき（ステップＳ２３５，ＮＯ）、ステップＳ２５５の処理を行う。

［第９の実施形態］
第８の実施形態では、端局装置１ｄは、上り信号のトラヒックを取得してトラヒック情報を推定し、トラヒック情報に基づいて帯域割当を行っていた。第９の実施形態の端局装置は、上りトラヒックに代えて、下りトラヒックのみ、又は、上下トラヒックの両方を取得し、取得したトラヒック情報を用いて第８の実施形態と同様の処理を行ってもよい。上り信号のトラヒック量と下り信号のトラヒック量とが比例関係にある場合、第９の実施形態の端局装置も、第８の実施形態の端局装置と同様に、遅延を低減する帯域割当を行うことができる。

［第１０の実施形態］
中継伝送システムが複数のＲＲＨを収容した場合、第８の実施形態による端局装置１ｄは、ＲＲＨと接続している終端装置２毎にトラヒック量推定を行って、各終端装置２に帯域割当てを行うことにより、帯域削減効果を高めることが可能になる。また、ＴＴＩの先頭はＲＲＨによって異なるため、個別に抽出を行うことで対応することが可能である。端局装置は、各ＲＲＨのＴＴＩ周期に同期した帯域割当を行うにより、ＲＲＨ（下位装置）からＢＢＵ（上位装置）への遅延を低減できる。

以上説明した実施形態によれば、帯域割当装置は、トラヒック情報取得部と、トラヒック先頭位置検出部と、トラヒック情報抽出部と、トラヒック量推定部と、帯域割当部とを備える。帯域割当装置は、例えば、端局装置１、１ａ、１ｂ、１ｃであるが、端局装置と接続される外部の装置でもよく、端局装置と外部の装置とにより帯域割当装置を実現してもよい。

トラヒック情報取得部は、終端装置と接続された下位装置毎に、各下位装置が終端装置を介して行う通信のトラヒック量を示すトラヒック情報を取得する。トラヒック先頭位置検出部は、トラヒック情報を基にバーストトラヒックの先頭タイミングを検出する。トラヒック情報抽出部は、下位装置毎に収集されたトラヒック情報から複数のトラヒック割当周期それぞれのトラヒック量の情報を抽出する。トラヒック量推定部は、下位装置毎に、トラヒック情報抽出部が抽出したトラヒック量の情報に基づいて、トラヒック割当周期におけるトラヒック量の平均値及び標準偏差を計算する。

帯域割当部は、例えば、帯域割当量算出部１７である。帯域割当部は、トラヒック先頭位置検出部が検出した先頭タイミングを帯域割当周期の先頭のタイミングとし、帯域割当周期の先頭から、トラヒック量の平均値に基づく割当帯域である第一帯域を終端装置に割当てる。第一帯域は、例えば、式（２）により算出される。帯域割当部は、全ての終端装置への第一帯域の割当終了後に、トラヒック量の標準偏差に基づく割当帯域である第二帯域を終端装置に割当てる。第二帯域は、例えば、式（３）により算出される。帯域割当部は、全ての終端装置への第二帯域の割当終了から帯域割当周期の終了までの期間である余剰帯域割当期間に、帯域割当周期において割当可能な帯域から割当済みの第一帯域及び第二帯域を除いた余剰帯域を各終端装置に分配して割当てる。

なお、帯域割当部は、第一帯域を、式（５）に示すように、帯域割当対象の終端装置におけるトラヒック量の平均値と全ての終端装置におけるトラヒック量の平均値の合計との比率に従って計算してもよい。また、帯域割当部は、第二帯域を、式（６）に示すように、帯域割当対象の終端装置におけるトラヒック量の標準偏差と全ての終端装置におけるトラヒック量の標準偏差の合計との比率に従って計算してもよい。

帯域割当装置は、新規に接続された終端装置を検出するための認証期間を余剰帯域割当期間に設定する新規接続終端装置認証部をさらに備えてもよい。帯域割当部は、新規接続終端装置認証部から通知された認証期間においては終端装置に帯域を割当てない。

また、帯域割当装置は、トラヒック過多判定処理部をさらに有してもよい。トラヒック過多判定処理部は、例えば、トラヒック判定時間閾値処理部１９である。トラヒック過多判定処理部は、第二帯域を用いて終端装置から送信された上り信号のトラヒック量が閾値を超えた場合にトラヒック量の異常過多と判別し、帯域割当部に帯域割当のやり直しを指示する。あるいは、余剰帯域を用いた上り信号が終端装置から送信された場合に、トラヒック量の異常過多と判別し、帯域割当部に帯域割当のやり直しを指示する。

以上説明した実施形態によれば、帯域割当周期内で各終端装置へ帯域割当を行う際に、平均値に基づく割当と標準偏差に基づく割当の期間を分離する。平均値に基づいて行われる帯域割当を先行して行うことで各端局装置における待機時間を低減することが可能になる。

上述した実施形態における端局装置１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ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、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明は、時分割多元接続により通信するシステムに適用可能である。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ…端局装置
２…終端装置
３…光スプリッタ
５…上位装置
６…下位装置
８…アクセスネットワークシステム
４１、４２…光ファイバ
１１…上位送受信機能部
１２…下位送受信機能部
１３…トラヒック情報取得部
１４…トラヒック情報抽出部
１５…トラヒック量推定部
１６…トラヒック先頭位置検出部
１７、１７ｃ、１７ｄ…帯域割当量算出部
１８…新規接続終端装置認証部
１９…トラヒック判定時間閾値処理部

Claims (9)

1. 各終端装置と接続された下位装置毎に、前記下位装置が前記終端装置を介して行う通信のトラヒックを示すトラヒック情報を取得するトラヒック情報取得部と、
   前記トラヒック情報を基にバーストトラヒックの先頭タイミングを検出するトラヒック先頭位置検出部と、
   前記下位装置毎に取得された前記トラヒック情報から複数のトラヒック割当周期それぞれのトラヒック量の情報を抽出するトラヒック情報抽出部と、
   前記下位装置毎に、前記トラヒック情報抽出部が抽出した前記トラヒック量の情報に基づいて前記トラヒック割当周期におけるトラヒック量の平均値を計算するトラヒック量推定部と、
   前記トラヒック先頭位置検出部が検出した前記先頭タイミングを帯域割当周期の先頭のタイミングとし、前記帯域割当周期の先頭から、前記トラヒック量推定部が計算した前記平均値に基づく割当帯域である第一帯域を前記終端装置に割当てる帯域割当部と、
   を備える帯域割当装置。
2. 前記トラヒック量推定部は、前記下位装置毎に、前記トラヒック情報抽出部が抽出した前記トラヒック量の情報に基づいて前記トラヒック割当周期におけるトラヒック量の標準偏差を計算し、
   前記帯域割当部は、前記第一帯域の割当終了後に、前記トラヒック量推定部が計算した前記標準偏差に基づく割当帯域である第二帯域を前記終端装置に割当て、前記第二帯域の割当終了から前記帯域割当周期の終了までの期間である余剰帯域割当期間に、前記帯域割当周期において割当可能な帯域から前記第一帯域及び前記第二帯域を除いた余剰帯域を前記終端装置に割当てる、
   請求項１に記載の帯域割当装置。
3. 前記帯域割当部は、
   前記終端装置それぞれに割当てる前記第一帯域を、当該終端装置における前記平均値と全ての前記終端装置における前記平均値の合計との比率に従って計算し、
   前記終端装置それぞれに割当てる前記第二帯域を、当該終端装置における前記標準偏差と全ての前記終端装置における前記標準偏差の合計との比率に従って計算する、
   請求項２に記載の帯域割当装置。
4. 新規に接続された終端装置を検出するための認証期間を前記余剰帯域割当期間に設定する新規接続終端装置認証部をさらに備え、
   前記帯域割当部は、前記新規接続終端装置認証部から通知された前記認証期間において前記終端装置に帯域を割当てない、
   請求項２又は請求項３に記載の帯域割当装置。
5. 前記第二帯域を用いて前記終端装置から送信された上り信号のトラヒック量が閾値を超えた場合に、前記帯域割当部に帯域割当のやり直しを指示するトラヒック過多判定処理部をさらに備える、
   請求項２又は請求項３に記載の帯域割当装置。
6. 前記余剰帯域を用いた上り信号が前記終端装置から送信された場合に、前記帯域割当部に帯域割当のやり直しを指示するトラヒック過多判定処理部をさらに備える、
   請求項２又は請求項３に記載の帯域割当装置。
7. 前記帯域割当部は、前記下位装置毎に、前記トラヒック量推定部が計算した前記平均値の総和に対する前記平均値の比に前記下位装置に割当可能な帯域を乗じて帯域を算出し、
   前記帯域割当部は、算出された前記帯域が第１の閾値を超える前記下位装置に対して前記第１の閾値で示される帯域を割当て、算出された前記帯域が前記第１の閾値以下である前記下位装置に対して、前記割当て可能な帯域のうち未割当ての帯域を均等分配する、
   請求項１に記載の帯域割当装置。
8. 前記帯域割当部は、算出された前記帯域が前記第１の閾値を超える前記下位装置に対して前記第１の閾値で示される帯域を割当て、算出された前記帯域が前記第１の閾値以下であり、かつ前記第１の閾値より小さい第２の閾値以上である前記下位装置に対して前記第２の閾値で示される帯域を割当て、算出された前記帯域が前記第２の閾値以下である前記下位装置に対して、前記割当て可能な帯域のうち未割当ての帯域を均等分配する、
   請求項７に記載の帯域割当装置。
9. 帯域割当装置が行う帯域割当方法であって、
   各終端装置と接続された下位装置毎に、前記下位装置が前記終端装置を介して行う通信のトラヒックを示すトラヒック情報を取得するトラヒック情報取得ステップと、
   前記トラヒック情報を基にバーストトラヒックの先頭タイミングを検出するトラヒック先頭位置検出ステップと、
   前記下位装置毎に取得された前記トラヒック情報から複数のトラヒック割当周期それぞれのトラヒック量の情報を抽出するトラヒック情報抽出ステップと、
   前記下位装置毎に抽出された前記トラヒック量の情報に基づいて前記トラヒック割当周期におけるトラヒック量の平均値を計算するトラヒック量推定ステップと、
   検出された前記バーストトラヒックの前記先頭タイミングを帯域割当周期の先頭のタイミングとし、前記帯域割当周期の先頭から、計算された前記平均値に基づく割当帯域である第一帯域を前記終端装置に割当てる帯域割当ステップと、
   を有する帯域割当方法。

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