JP7035988B2 - 経路制御方法及び経路制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、経路制御方法及び経路制御装置に関する。

セルラーシステムは、基地局の構成を無線制御装置と無線装置に分離して配置する構成を取ることが可能である。この時、無線制御装置－無線装置間は、光装置及び光ファイバを有する光区間を介して結ばれる。光装置及び光ファイバを有する光区間は、モバイルフロントホール（ＭＦＨ：Mobile Fronthaul）と呼ばれる。

従来、ＭＦＨでは、ポイント・ツー・ポイント（Point-to-Point）接続が用いられてきたが、ＭＦＨの低コスト化を図るために、ネットワーク化することも検討されている。ネットワーク化の例としては、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexed）、時分割多重化を用いるＴＤＭ－ＰＯＮ（Time Division Multiplexing- Passive Optical Network）、レイヤ２スイッチ（Ｌａｙｅｒ－２ Ｓｗｉｔｃｈ：Ｌ２ＳＷ）を多段に接続した構成が挙げられる。特に、信号転送装置であるレイヤ２スイッチを多段に接続したネットワークシステム（以下「Ｌ２ＮＷ」という）は、リングやメッシュ型の構成を取れるため、他のネットワークシステムと比較して信頼性が高いと考えられる。

一方、モバイルフロントホールでは低遅延が求められる。そこで、このような遅延要件が厳しいトラヒックを収容することを目的として、ＴＳＮ（Time Sensitive Network）の標準化が進められている。ＴＳＮで検討されているＴＡＳ（Time Aware Shaper）は、優先度の高いトラヒックが周期性を持つ場合に特に有効な方式であり、優先度ごとのトラヒックに対してスケジューリングを行い、通信可否を切り替える。

具体的には、優先度の高いトラヒックがＳＷに到着する期間には、優先度が高いトラヒックだけを転送して優先度の低いトラヒックを転送せず、優先度の高いトラヒックが来ない期間は、優先度の低いトラヒックを転送するという動作を周期的に繰り返す。これにより、優先度の高いトラヒックを、他優先度のトラヒック転送に待たされることなく転送できるため、低遅延化に適している。

図８は、１台の高優先無線装置Ａ、及び１台の高優先無線制御装置Ｓ１をＬ２ＮＷで収容する例を示す。Ｌ２－ＳＷ（１）～Ｌ２－ＳＷ（７）は、それぞれ信号転送装置として機能するレイヤ２スイッチである。以下、Ｌ２－ＳＷ（１）～Ｌ２－ＳＷ（７）を、ＳＷ（１）～ＳＷ（７）、ＳＷ１～ＳＷ７、又は単にＳＷなどと略記することがある。また、高優先無線装置Ａ、高優先無線制御装置Ｓ１などを、単にＡ、Ｓ１などと略記することがある。

ここで、無線装置－無線制御装置間のトラヒックがどのような経路を通るかは、ユーザ側で設定することができる。従来の経路選択手順として、最小ホップ数となる経路を選択する手法がある（例えば非特許文献１参照）。

図９は、従来の経路選択手順を示す。図９に示すように、従来の経路選択手順では、ステップ１（Ｓ１）において、無線装置－無線制御装置の組合せごとに、取り得る通信経路を探索し、取り得る全ての通信経路を列挙する。

ステップ２（Ｓ２）において、列挙した通信経路の中で、予め設定された設定条件（ネットワークの要求条件）を満たさない通信経路を除外し、設定条件を満たす通信経路を抽出する。この設定条件には、許容ホップ数、許容遅延時間、許容伝送距離等の項目のうち、１つ以上が含まれる。

ステップ３（Ｓ３）において、抽出した通信経路の中で、例えばホップ数が最小となる通信経路を無線装置－無線制御装置の組合せごとに選択し、処理を終了する。この時、ホップ数が最小となる通信経路が複数存在する場合には、それらの通信経路のいずれかをランダムに選択して処理を終了する。

図１０は、図９に示した従来方式に従って通信経路を選択した場合の例を示す。ここでは、複数の通信経路の中で、ホップ数が最小となる通信経路が選択されている。

図１１は、図１０に示した例のトラヒックの流れを示す。また、図１１においては、ＴＤＤ（Time Division Duplex）により、下りと上りが時間によって繰り返されていると想定する。ＴＡＳが適用されているため、各ＳＷでは、優先度の高いトラヒックを伝送可能な期間（高優先信号伝送可能期間：ＨＰ）と、優先度の低いトラヒックを伝送可能な期間（低優先信号伝送可能期間：ＬＰ）とが繰り返されている。

図１２は、１台の高優先無線装置Ａ、１台の高優先無線制御装置Ｓ１、１台の低優先無線装置Ｂ、及び１台の低優先無線制御装置Ｓ２をＬ２ＮＷで収容する例を示す。高優先無線装置Ａは、高優先無線制御装置Ｓ１に帰属している。低優先無線装置Ｂは、低優先無線制御装置Ｓ２に帰属している。

図１３は、図１２に示した例に従来方式の経路選択手順を適用した通信経路の選択を示す。高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間の経路は、最小ホップ数となっている。また、低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間の経路も、最小ホップ数となっている。

図１４は、図１３に示した例のトラヒックの流れを示す。低優先信号は、高優先信号が伝送されていない期間でしか通信できないため、待ち時間等が発生する。

森山 敦史、外３名、"複数メトリックを用いたルーティング方法の提案とその充足すべき条件に関する一考察"、［ｏｎｌｉｎｅ］、２０１０年８月１６日、電子情報通信学会 次世代ネットワーク時限研究専門委員会 ワークショップ２０１０、［平成３０年１１月１３日検索］、インターネット（ＵＲＬ：http://www.ieice.org/~nwgn/file_ws10/10_Moriyama.pdf）

高優先トラヒックがＴＤＤのセルラーシステムのトラヒックである場合、上り通信と下り通信が交互に繰り返されるため、ネットワーク上の低優先信号伝送可能期間も、上りと下りで交互に繰り返される。つまり、低優先信号伝送可能期間は、上り又は下りのどちらかの方向で、必ず存在することになる。

一方、低優先トラヒックの上り通信と下り通信のタイミングは、高優先トラヒックの上り通信と下り通信のタイミングと同期しているわけではない。また、上り・下りの割合も揃っていない。

このため、従来の方法では、上り又は下りのどちらかの方向で必ず存在する低優先信号伝送可能期間を有効に活用できておらず、待ち時間が発生する。

ここでは、ＴＤＤを例にとって課題を説明したが、経路又は経路の方向ごとに低優先信号伝送可能期間の位置と幅が異なる場合、低優先信号伝送可能期間の利用率が低いという問題が発生する。

本発明は、低優先トラヒックの待ち時間を減少させることができる経路制御方法及び経路制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる経路制御方法は、優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御方法であって、前記低優先装置と前記低優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出工程と、優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記低優先装置と前記低優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる経路制御方法は、優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御方法であって、前記高優先装置と前記高優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出工程と、優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記高優先装置と前記高優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる経路制御方法は、前記通信経路設定工程では、経路を切替えるタイミングを、前記高優先装置と前記高優先制御装置とがＴＤＤにより信号の伝送方向を変更するタイミングと合わせることを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる経路制御方法は、前記通信経路算出工程において算出した経路それぞれの遅延時間を求め、経路それぞれの遅延時間の差に対応する保護時間を算出する保護時間算出工程をさらに含み、前記通信経路設定工程は、前記保護時間が経過するまで新たな低優先トラヒックが流れないように経路を切替える設定をすることを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる経路制御装置は、優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御装置であって、前記低優先装置と前記低優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出部と、優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記低優先装置と前記低優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定部とを有することを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる経路制御装置は、優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御装置であって、前記高優先装置と前記高優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出部と、優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記高優先装置と前記高優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定部とを有することを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる経路制御装置は、前記通信経路設定部が、経路を切替えるタイミングを、前記高優先装置と前記高優先制御装置とがＴＤＤにより信号の伝送方向を変更するタイミングに合わせることを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる経路制御装置は、前記通信経路算出部が算出した経路それぞれの遅延時間を求め、経路それぞれの遅延時間の差に対応する保護時間を算出する保護時間算出部をさらに有し、前記通信経路設定部は、前記保護時間が経過するまで新たな低優先トラヒックが流れないように経路を切替える設定をすることを特徴とする。

本発明は、低優先トラヒックの待ち時間を減少させることができる。

一実施形態にかかる経路制御装置を備えた無線通信ネットワークの構成例を示す図である。 経路制御装置が有する機能を示す図である。 経路制御装置が低優先無線装置－低優先無線制御装置間の経路を切替えるように通信経路を設定する例を示す図である。 経路制御装置が切替えた通信経路のトラヒックの流れを示す図である。 経路制御装置が高優先無線装置－高優先無線制御装置間の経路を切替えるように通信経路を設定する例を示す図である。 経路制御装置の変形例が有する機能を示す図である。 経路制御装置が切替えた通信経路のトラヒックの流れを示す図である。 １台の高優先無線装置、及び１台の高優先無線制御装置をＬ２ＮＷで収容する例を示す図である。 従来の経路選択手順を示す図である。 従来方式に従って通信経路を選択した場合の例を示す図である。 図１０に示した例のトラヒックの流れを示す図である。 高優先無線装置、高優先無線制御装置、低優先無線装置、及び低優先無線制御装置をＬ２ＮＷで収容する例を示す図である。 従来方式の経路選択手順を適用した通信経路の選択を示す図である。 図１３に示した例のトラヒックの流れを示す図である。

以下に、図面を用いて経路制御装置の一実施形態を説明する。図１は、一実施形態にかかる経路制御装置を備えた無線通信ネットワーク１０の構成例を示す。図１に示すように、無線通信ネットワーク１０は、例えば１台の高優先無線装置Ａ、１台の高優先無線制御装置Ｓ１、１台の低優先無線装置Ｂ、１台の低優先無線制御装置Ｓ２、及び経路制御装置１２を有し、多段に接続されたＬ２－ＳＷ（１）～Ｌ２－ＳＷ（７）を介して互いに接続されたネットワークシステム（Ｌ２ＮＷ）である。

高優先無線装置Ａ及び低優先無線装置Ｂは、それぞれ端末と無線通信する。高優先無線装置Ａは、高優先無線制御装置Ｓ１に帰属している。低優先無線装置Ｂは、低優先無線制御装置Ｓ２に帰属している。Ｌ２－ＳＷ（１）～Ｌ２－ＳＷ（７）は、それぞれ信号転送装置として機能するレイヤ２スイッチである。例えば、Ｌ２－ＳＷ（１）～Ｌ２－ＳＷ（７）は、優先度が高い信号を伝送可能な高優先信号伝送可能期間（ＨＰ）と、優先度が低い信号を伝送可能な低優先信号伝送可能期間（ＬＰ）とを周期的に切り替える。

経路制御装置１２は、無線通信ネットワーク１０における通信経路を制御する。経路制御装置１２は、信号転送装置として機能するＬ２－ＳＷ（１）～Ｌ２－ＳＷ（７）に対して経路を設定するために、Ｌ２－ＳＷ（１）～Ｌ２－ＳＷ（７）に接続可能にされていれば、無線通信ネットワーク１０上のどこに配置されてもよい。

図２は、経路制御装置１２が有する機能を示す。図２に示すように、経路制御装置１２は、区間情報取得部１２０、通信経路算出部１２２及び通信経路設定部１２４を有する。

区間情報取得部１２０は、ＳＷにおける高優先信号伝送可能期間（ＨＰ）及び低優先信号伝送可能期間（ＬＰ）を含む信号伝送可能期間情報（通信可能区間情報）を各ＳＷから取得し、取得した信号伝送可能期間情報を通信経路算出部１２２に対して出力する。

通信経路算出部１２２は、区間情報取得部１２０から入力された信号伝送可能期間情報に基づいて、各時間帯における低優先トラヒックを伝送可能な経路を算出し、算出した経路を通信経路設定部１２４に対して出力する。

例えば、通信経路算出部１２２は、低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間（すなわち低優先トラヒックを伝送可能な時間帯）の算出を行う。

なお、通信経路算出部１２２は、高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間の算出を行ってもよい。

通信経路設定部１２４は、低優先無線装置－低優先無線制御装置間の経路が、通信経路算出部１２２により算出された低優先信号伝送可能期間を含む経路に切替えられるように、各ＳＷに対して設定を行う。ここで、通信経路設定部１２４は、高優先無線装置Ａと高優先無線制御装置Ｓ１とがＴＤＤにより信号の伝送方向を変更するタイミング（上りと下りの変更タイミング）に、経路を切替えるタイミングを合わせる。

例えば、通信経路設定部１２４は、通信経路算出部１２２により算出された低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置間Ｓ２の経路を設定する。

なお、通信経路設定部１２４は、通信経路算出部１２２により算出された高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置間Ｓ１の経路を設定してもよい。

次に、経路制御装置１２が通信経路を切替える具体例について説明する。

図３は、無線通信ネットワーク１０において、経路制御装置１２が低優先無線装置－低優先無線制御装置間の経路を切替えるように通信経路を設定する例を示す。

図３に示すように、例えば、高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間は、Ａ⇔ＳＷ３⇔ＳＷ４⇔ＳＷ５⇔Ｓ１の通信経路が設定されているとする。低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間には、経路１（Ｂ⇔ＳＷ１⇔ＳＷ２⇔ＳＷ３⇔ＳＷ４⇔Ｓ２）と、経路２（Ｂ⇔ＳＷ１⇔ＳＷ７⇔ＳＷ６⇔ＳＷ５⇔ＳＷ４⇔Ｓ２）とが存在している。

すなわち、ＳＷ３⇔ＳＷ４の経路と、ＳＷ５⇔ＳＷ４の経路とは、高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間の通信にも、低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間の通信にも用いられることとなる。この場合、経路制御装置１２は、低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間の通信経路として経路１又は経路２のいずれかを選択するように、信号伝送可能期間情報に基づいて経路１と経路２とを切替える。

図４は、図３に示した例における経路制御装置１２が切替えた通信経路のトラヒックの流れを示す。経路制御装置１２は、上述したように、低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間（ＬＰ）内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間の経路を切替えて設定する。

すなわち、図４に示すように、低優先無線装置ＢからＳＷ１へ出力された上り信号は、経路１のＳＷ３→ＳＷ４間が高優先信号伝送可能期間（ＨＰ）である場合には、ＳＷ５→ＳＷ４間が低優先信号伝送可能期間（ＬＰ）である経路２を通って伝送される。

また、低優先無線装置ＢからＳＷ１へ出力された上り信号は、経路２のＳＷ５→ＳＷ４間が高優先信号伝送可能期間（ＨＰ）である場合には、ＳＷ３→ＳＷ４間が低優先信号伝送可能期間（ＬＰ）である経路１を通って伝送される。

また、低優先無線制御装置Ｓ２からＳＷ４へ出力された下り信号は、経路２のＳＷ４→ＳＷ５間が高優先信号伝送可能期間（ＨＰ）である場合には、ＳＷ４→ＳＷ３間が低優先信号伝送可能期間（ＬＰ）である経路１を通って伝送される。

また、低優先無線制御装置Ｓ２からＳＷ４へ出力された下り信号は、経路１のＳＷ４→ＳＷ３間が高優先信号伝送可能期間（ＨＰ）である場合には、ＳＷ４→ＳＷ５間が低優先信号伝送可能期間（ＬＰ）である経路２を通って伝送される。

つまり、上り通信において、低優先信号伝送可能期間が空いている方の経路が用いられているため、待ち時間なく信号が転送されている。また、下り通信においても同様に、低優先信号伝送可能期間が空いている方の経路が用いられているため、待ち時間なく信号が転送されている。

なお、各ＳＷにおける信号伝送可能期間情報は、各ＳＷから取得することに限定されることなく、例えば、ユーザが経路制御装置１２に対して設定するように構成されてもよい。また、経路制御装置１２は、低優先無線装置Ｂ及び低優先無線制御装置間Ｓ２の経路を変更するため、ＳＷ間の経路を変更（制御）してもよいし、低優先無線装置Ｂ及び低優先無線制御装置Ｓ２の接続先ＳＷを変更（制御）してもよい。

図５は、無線通信ネットワーク１０において、経路制御装置１２が高優先無線装置－高優先無線制御装置間の経路を切替えるように通信経路を設定する例を示す。

上述したように、経路制御装置１２は、通信経路算出部１２２が、高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出してもよい。この場合、通信経路設定部１２４は、高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置間Ｓ１の経路を設定する。

図５に示すように、例えば、低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間は、Ｂ⇔ＳＷ１⇔ＳＷ２⇔ＳＷ３⇔ＳＷ４⇔Ｓ２の通信経路が設定されているとする。高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間には、経路１（Ａ⇔ＳＷ３⇔ＳＷ４⇔ＳＷ５⇔Ｓ１）と、経路２（Ａ⇔ＳＷ３⇔ＳＷ２⇔ＳＷ１⇔ＳＷ７⇔ＳＷ６⇔ＳＷ５⇔Ｓ１）とが存在している。

すなわち、経路１においては、ＳＷ３⇔ＳＷ４の経路が、高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間の通信にも、低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間の通信にも用いられる。また、経路２においては、ＳＷ３⇔ＳＷ２の経路と、ＳＷ２⇔ＳＷ１の経路とが、高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間の通信にも、低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間の通信にも用いられることとなる。この場合、経路制御装置１２は、高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間の通信経路として経路１又は経路２のいずれかを選択するように、信号伝送可能期間情報に基づいて経路１と経路２とを切替える。

一般に、あるフロー（任意の送信アドレス及び任意の宛先アドレスの組）を２以上の経路で伝送すると、経路の終端（受信側）でフレームの順序逆転が発生しうる。フレームとは、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔフレームなどである。上述した実施形態においては、時間帯に応じていずれか１つの経路が選択され、ある時間帯ではいずれか１つの経路しか用いられないことにより、フレームの順序逆転が発生することを抑制されている。ただし、各経路で遅延差が大きい場合には、経路長の長い経路から経路長の短い経路へ切替えられたときに、順序逆転が発生することが考えられる。以下、経路の遅延差を考慮した実施形態について説明する。

図６は、経路制御装置１２の変形例（経路制御装置２２）が有する機能を示す。図６に示すように、経路制御装置２２は、区間情報取得部１２０ａ、通信経路算出部１２２ａ、保護時間算出部２２０及び通信経路設定部１２４ａを有し、上述した無線通信ネットワーク１０における通信経路を制御する。

区間情報取得部１２０ａは、ＳＷにおける高優先信号伝送可能期間（ＨＰ）及び低優先信号伝送可能期間（ＬＰ）を含む信号伝送可能期間情報（通信可能区間情報）を各ＳＷから取得し、取得した信号伝送可能期間情報を通信経路算出部１２２ａに対して出力する。

通信経路算出部１２２ａは、区間情報取得部１２０ａから入力された信号伝送可能期間情報に基づいて、各時間帯における低優先トラヒックを伝送可能な経路を算出し、算出した経路を通信経路設定部１２４ａ及び保護時間算出部２２０に対して出力する。

例えば、通信経路算出部１２２ａは、低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間の算出を行う。

なお、通信経路算出部１２２ａは、高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間の算出を行ってもよい。

保護時間算出部２２０は、通信経路算出部１２２ａが算出した各経路の遅延時間を求めて、経路を切替える場合に設けられるべき保護時間を算出し、算出した保護時間を通信経路設定部１２４ａに対して出力する。保護時間は、経路それぞれの遅延時間の差に対応する。例えば、保護時間算出部２２０は、各ＳＷの位置情報、各ＳＷが収容する低優先無線装置の数、又は低優先無線制御装置の数等から各経路の遅延時間を算出する。

また、保護時間算出部２２０は、各経路の遅延時間を正確に算出できない場合には、マージンを加えた値を保護時間としてもよい。

通信経路設定部１２４ａは、保護時間算出部２２０が算出した保護時間だけＳＷの送信出力を停止させ、当該保護時間の経過後に、低優先無線装置－低優先無線制御装置間の経路が、通信経路算出部１２２により算出された低優先信号伝送可能期間を含む経路に切替えられるように、各ＳＷに対して設定を行う。ここで、通信経路設定部１２４ａは、高優先無線装置Ａと高優先無線制御装置Ｓ１とがＴＤＤにより信号の伝送方向を変更するタイミング（上りと下りの変更タイミング）に、経路を切替えるタイミングを合わせる。

保護時間だけＳＷの送信出力を停止させる動作は、高優先信号伝送可能期間内に新たな低優先トラヒックが流れないようにゲートを閉じる動作と同等の動作である。通信経路設定部１２４ａは、保護時間経過後に送信出力の停止を解除するが、出力停止解除後の起動に時間がかかる場合には、その起動に要する時間を保護時間から差し引いておいてもよい。

例えば、通信経路設定部１２４ａは、保護時間算出部２２０が算出した保護時間だけＳＷの送信出力を停止させ、当該保護時間の経過後に、通信経路算出部１２２ａにより算出された低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置Ｓ２間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、低優先無線装置Ｂ－低優先無線制御装置間Ｓ２の経路を設定する。

なお、通信経路設定部１２４ａは、保護時間算出部２２０が算出した保護時間だけＳＷの送信出力を停止させ、当該保護時間の経過後に、通信経路算出部１２２ａにより算出された高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置Ｓ１間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、高優先無線装置Ａ－高優先無線制御装置間Ｓ１の経路を設定してもよい。

図７は、経路制御装置２２が切替えた通信経路のトラヒックの流れを示す。経路制御装置２２は、例えば、低優先無線装置－低優先無線制御装置間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間（ＬＰ）内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、低優先無線装置－低優先無線制御装置間の経路を切替えて設定する。ここでは、送信ＳＷｓ－受信ＳＷｄ間の経路１と、送信ＳＷｓ－中継ＳＷ１－中継ＳＷ２－受信ＳＷｄ間の経路２とが存在し、経路２は、経路１よりも経路長が長く、遅延時間も長いとする。

図７に示すように、例えば送信ＳＷｓから出力された上り信号は、経路１が高優先信号伝送可能期間（ＨＰ）である場合には、低優先信号伝送可能期間（ＬＰ）である経路２を通って伝送される。

また、送信ＳＷｓから出力された上り信号は、経路２が高優先信号伝送可能期間（ＨＰ）である場合には、低優先信号伝送可能期間（ＬＰ）である経路１を通って伝送される。

仮に、時点ａで経路２から経路１へ経路が切替えられ、すぐに新たなフレームの送信が行われると、経路２を通るフレームが受信ＳＷｄに届くよりも前に、経路１を通る新たなフレームが受信ＳＷｄに届く可能性がある。つまり、フレームの順序逆転が発生しうる。

そこで、経路制御装置２２は、通信経路設定部１２４ａが保護時間だけ送信ＳＷｓの送信出力を停止させ、保護時間の経過後の時点ｂに送信ＳＷｓの送信出力の停止を解除させる。これにより、経路２を通るフレームが全て受信ＳＷｄに届いた後に、経路１を通る新たなフレームが受信ＳＷｄに届くこととなり、順序逆転が防止される。

仮に、保護時間が十分な長さでない場合には、フレームの順序逆転が発生し、低優先無線装置又は低優先無線制御装置においてエラーが発生する。この場合、経路制御装置２２は、このエラーの情報に基づいて、保護時間算出部２２０が保護時間を調整するように構成されてもよい。

このように、経路制御装置１２又は経路制御装置２２は、低優先信号伝送可能期間内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、Ｌ２－ＳＷ（１）～Ｌ２－ＳＷ（７）それぞれに対する切替えの設定を行うので、低優先トラヒックの待ち時間を減少させることができる。また、切替えられる通信経路にトラヒックが流れるように、作業者が現地でＬ２－ＳＷ（１）～Ｌ２－ＳＷ（７）それぞれに設定を行ってもよい。

なお、経路制御装置１２又は経路制御装置２２が有する機能は、無線通信ネットワーク１０を構成する各部のいずれかに、又は無線通信ネットワーク１０を構成する各部に分散されて実装されてもよい。

また、上述した実施形態において、経路制御装置１２及び経路制御装置２２は、リング型のネットワークに用いられる場合を例に説明したが、リング型のネットワーク構成に限定されることなく、例えば低優先無線装置－低優先無線制御装置間の経路が２以上存在するハニカム型、メッシュ型等の他のネットワークに用いられてもよい。

またこれまでは、いずれかの経路に必ず低優先信号伝送可能期間が含まれる前提で説明した。いずれの経路にも低優先信号伝送可能期間が含まれない時間区間に関しては、経路を変更する必要は無いため、前記低優先信号伝送可能期間が含まれない時間区間に入る前に選択されていた経路のままとしてもよい。

また同一時間に、低優先信号伝送可能期間の経路が２以上存在する場合は、いずれの経路を選択してもよい。例えば従来方式のように、最短ホップの経路を選択してもよい。

以上、説明した通り、実施形態にかかる経路制御装置１２又は経路制御装置２２によれば、低優先トラヒックの待ち時間を減少させることができる。なお、経路制御装置１２又は経路制御装置２２が有する各機能は、専用ハードウェアで実装されてもよいし、ＣＰＵを備えたコンピュータとしての機能を有する汎用ハード上にプログラムとして実装されてもよい。

すなわち、本発明にかかる経路制御装置１２又は経路制御装置２２が有する機能は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

１０・・・無線通信ネットワーク、１２，２２・・・経路制御装置、１２０，１２０ａ・・・区間情報取得部、１２２，１２２ａ・・・通信経路算出部、１２４，１２４ａ・・・通信経路設定部、２２０・・・保護時間算出部

Claims (8)

1. 優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御方法であって、
   前記低優先装置と前記低優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出工程と、
   優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記低優先装置と前記低優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定工程と
   を含むことを特徴とする経路制御方法。
2. 優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御方法であって、
   前記高優先装置と前記高優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出工程と、
   優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記高優先装置と前記高優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定工程と
   を含むことを特徴とする経路制御方法。
3. 前記通信経路設定工程では、
   経路を切替えるタイミングを、前記高優先装置と前記高優先制御装置とがＴＤＤにより信号の伝送方向を変更するタイミングと合わせること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の経路制御方法。
4. 前記通信経路算出工程において算出した経路それぞれの遅延時間を求め、経路それぞれの遅延時間の差に対応する保護時間を算出する保護時間算出工程
   をさらに含み、
   前記通信経路設定工程は、
   前記保護時間が経過するまで新たな低優先トラヒックが流れないように経路を切替える設定をすること
   を特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の経路制御方法。
5. 優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御装置であって、
   前記低優先装置と前記低優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出部と、
   優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記低優先装置と前記低優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定部と
   を有することを特徴とする経路制御装置。
6. 優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御装置であって、
   前記高優先装置と前記高優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出部と、
   優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記高優先装置と前記高優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定部と
   を有することを特徴とする経路制御装置。
7. 前記通信経路設定部は、
   経路を切替えるタイミングを、前記高優先装置と前記高優先制御装置とがＴＤＤにより信号の伝送方向を変更するタイミングに合わせること
   を特徴とする請求項５又は６に記載の経路制御装置。
8. 前記通信経路算出部が算出した経路それぞれの遅延時間を求め、経路それぞれの遅延時間の差に対応する保護時間を算出する保護時間算出部
   をさらに有し、
   前記通信経路設定部は、
   前記保護時間が経過するまで新たな低優先トラヒックが流れないように経路を切替える設定をすること
   を特徴とする請求項５～７のいずれか１項に記載の経路制御装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

Images