JPH04504488A - 多重制御装置環境での協調的任務再割当てシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 多重制御装置環境での協調的任務再割当てシステム背景技術 本発明は、一般的に、一連の基本局（ｂａｓｅ　５ｔａｔｉｏｎｓ）又は中継器 を利用し、最終的に中央の電子バンクを通じて処理された後、いくつかのコンソ ールに分配されて応答（ａｃｋｎｏｖｌｅｄｇｅ）される入力または入り信号を 受信する通信システムに関するものである。

代表的に、フィールドで発生する信号と通信するコンソールを用いる通信システ ムでは、ベースインタフェースモジュール（ＢＩＭ）が、フィールドの加入者に 対し及び加入者からの信号を伝える通信チャネルとインタフェースする特定の基 本局又は中継器に割当てられる。オペレータ用多重インタフェース（ＯＭＩ）　 は、通常は同システムの単一コンソールに割当てられ、又、特定のＢＩＭにも割 当てられて、コンソールが、その特定のＢＩＭと中継器を通じてフィールドの誰 かと通信出来るようになっている。一般的に、複数のＢＩＭとＯＭＩが、中央の 電子バンク（ＣＥＩＩ）内に位置し、ＣＥＢデータバスを用いて互いに通信する 。応答（アクルッジメント）を必要とする通信チャネルは、ＲＦ信号チャネルと して指定され、ＲＦ信号ＢＩＭをインタフェースとして用いている。

特定の通信システムに成る種の自動応答機能が備わっている場合は、この機能は 、通常、フィールドユニット即ち加入者から送られるあらゆるメツセージに対し 、コンソールのような固定端末装置により応答しなければならない。

この方法は、固定端末ユニットがある場合には、そのユニットがすべての受信メ ツセージに応答してくれるから簡単である。しかしながら、入力メツセージに応 答するために利用出来るいくつかの制御コンソールを備えている中央電子バンク を用いるシステムを利用する場合は問題が生じる。

コンソール間の何らかの協調が存在しない限り、すべてのコンソールが一斉に応 答することになる。この操作方法では、ＣＥＢデータバスにかかる負荷が非常に 不均一となり易く、従ってそのデータバスのモジュールに過負荷がかかることに なる。ＣＥＢデータバスのスループット容量が、バス上のボードコンピュータの 処理能力よりはるかに高い。

多数のデータパケットをバスに入れると、マイクロプロセッサに負担がかかり過 ぎることがある。データバーストが非常に大きいとマイクロプロセッサの負荷が 大きくなり、ユーザはコンソールの反応が遅くなったことに気付く。従って、デ ータプロトコルの設計においては、データバースト防止に充分な注意を払わなけ ればならない。

フィールドからの信号に応答する現行の方法に関連して生じるもう１つの問題は 、成る特定のコントロールコンソールに過負荷が生じる可能性があるということ である。現行のＣＥＢでは、単一コントロールコンソールが、別のコンソールと 共有の可能性がある操作を実行する例がある。

その場合、その単一コンソールは、何時ＣＥＨの待機ボードコンピュータを作動 させるかを決めるための一般的な故障保守のような付加任務を行うことが必要な 場合もある。

従来の方法では、単一のコンソールが、すべてのコンソールのための任務（ｄｕ ｔｉｅｓ）を遂行するように割当てを行う。

この方法は、限られた数の任務の場合は良いが、応答責務に加えてこうした任務 が課せられる場合は、その１台のコンソールに負担がかかり過ぎる。複数の通信 チャネルに対し多数の応答を要求する非常に使用頻度の高いシステムでは、単一 コンソールの反応時間が悪くなることが考えられる。

応答システムに関する更に別の問題は、システムの割当て変更により、応答メツ セージが出ない可能性があるということである。普通、１台のコントロールコン ソールは、それが制御するか割当てられているチャネルの応答メツセージのみ扱 うことが出来る。静的システムでは、各コンソールが行う応答任務は、システム の準備段階（Ｈ＋−Ｕｐ）で決めることが出来る。こうした任務は、コンソール 間で平均的に負担出来、すべてのチャネルを、１台のコンソールに割当ててそれ らのチャネルの応答を扱わせることが出来る。

しかし、コンソールが故障すると、その確認応答任務が遂行されず、従ってシス テムの機能が停止してしまう。

以上の理由から、成る通信システム内の応答任務を、その通信システム内で故障 や過負荷が生じる加入者に再割当てする方法が必要になってくる。

発明の概要 本発明の目的は、いずれか１台のコントロールコンソールで遂行する任務の数を 減らしてすべてのコンソール間に応答任務を平均的に課す方法を提供することで ある。

本発明の別の目的は、システム内の割当て変更や故障に反応し、確実にすべての 応答任務を遂行するようなシステムを提供することである。

本発明では、各ＯＭＩがその割当てを同報通信（ｂｒｏａｄｃａｓｌ）　して、 どのＲＦ信号ＢＩＭを制御しているかを示す。

次に、各ＯＭＩは、あれば、どのＢＩＭに対しアクルッジメントを送信するかを 決める。ＯＭ１割当て変更があれば必ず、その新しい状態を再度同報通信して、 各ＯＭＩがもう一度その任務を決定する。故障したＯＭＩは、ＣＥＢの記録から 外され、残りのＯＭＩがその任務を分担する。

（ＯＭｌの故障や再割当てなど）移行中にＣＥＢが確実にメツセージに応答する ために、ＯＭｌが故障しているか否か明らかにするには少し時間がかかるので、 ２つのＯＭＩを選択して各ＢＩＭに対してアクルッジメント（ＡＣＫ）を送るよ う試みる。２つのＯＭＩが応答メツセージ（ＡＣＫ）送信を試みるけれど、実際 には、１つだけが送信され、もう１つのＡＣＫは、ＯＭＩと１３１Ｍの相互作用 で妨げられる。

データメツセージ受信と同時に、両方のＯＭＩが同時にＢＩＭのキーを叩こうと するが、ＢＩＭは片方のＯＭＩだけに実際キーを叩かせる（先着順）。キーを叩 くことを許されたＯＭＩは、そのままアクノレツジを送り、もう一方のＯＭＩは 、ＡＣＫを送信する試みを停止する。各ＯＭＩは、どのＯＭＩがどのＢＩＭか゛ らのどのメツセージに対し応答するかを決める手順を実行する。この手順により 、各ＯＭＩに応答任務を配分させ、各割当てＢＩＭが、応答の責任を有するＯＭ Ｉを有することを保証する。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明を含む無線通信システムのブロック図を示す。

第２図は、そのシステムインタフェースを備えたアクルッジメント配分システム の文脈図を示す。

第３図は、ＣＥＢのアクルッジメント配分サブシステムのデータフロー図を示す 。

第４Ａ図及び第４Ｂ図は、アクルッジメント配分手順の動作のフローチャートを 示す。

第５Ａ図から第５Ｄ図は、アクルッジメント配分手順の働き方を順序だてて示す いくつかの表を掲げている。

本発明について、その他の利点や可能性とともにより良く理解するために、上に 述べた図面と関連した以下の開示内容と添付の請求の範囲を参照する。

第１図に関連して、無線通信システム１００は、一般的に、単数又は複数の加入 者ユニット１０１、単数又は複数の基本部（ｂａｓｅ　ｓｌｇｔｉｏｍｓ）　１ ０２、単数又は複数の無線周波通信チャネル１０３、単数又は複数のコンソール １０４、改良された中央電子バンク（ＣＥＢ）　１０５を含む。加入者ユニット １０１と基本部１０２は、任意の周知の適切な無線通信ユニットで構成すること が出来る。ＣＥＢ１０５には、普通、ベースインタフェースモジュールＣＢＩＭ ）１０６とオペレータ用多重インタフェース（ＯＭｌ）　１０７とを含み、８１ Ｍ１０６は、基本部１０２用のインタフェースとなり、０Ｍ１１０７は、コンソ ール１０４とのインタフェースとなる。更に、８１Ｍ１０６とＯＭＩＩＱ７はデ ータバス１０８を通じて互いに通信する。（ＣＥＢ１０５の一般的な　・構成部 品に関する追加情報については、米国特許第４．６０３．４１８号「時分割多重 バス用多重アクセスデータ通信制御装置」と米国特許第４，６３０．２６３号「 時分割多重方式通信制御システム」に説明されている。参照のため本明細書にこ れら両文書を導入する。〕ＣＥＢ１０５には、更に、各０Ｍ１１０７に連結され 、ＯＭｌ間に何かの故障が見つかったり割当て変更があった場合、ＯＭＩの応答 （アクルッジメント）任務を調整したり再割当てするために役立つ動的応答（Ａ ＣＫ）任務調整装置（ｄｙｎａｍｉｃ　ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｃｎｔ　ｄｕ ｔ７　ａｄｊｕｓｊｅｒｘ）　１１０が含まれる。データメツセージを単数又は 複数の加入者ユニット１０１から受け取った場合、ＣＥＢ１０５は、別のメツセ ージを１台の加入者ユニットから受け取る前に１台のコンソール（１０４）から の応答メツセージを提供しなければならない。任務調整装置１１０は、先ず、ど のＯＭＩがデータメツセージに対し応答するかを決める。ＯＭＩの故障や割当て 変更など所定事象が生じて検知された場合は、成るデータメツセージに応答する ための０Ｍ１１０７任務の再配分が行われる。次いで応答メツセージが、適当な ＯＭＩにより伝送される。その事象に応えて、任務調整装置１１０が、新しい肯 定応答任務を決める。各ＯＭＩに連結された任務調整装置はほとんど同じであり 、同じ事象によりトリガされるので、任務調整装置１１０は、すべて、独立して 同じ結果に到らなければならない。本発明によれば、あ　′まりに多くのコンソ ールが、それぞれのＯＭＩを通じて、１つのデータメツセージに応答したり、ま たは１つのＯＭＩ又はコンソールが故障したために応答出来ないという状況が無 くなる。

第２図では、監視チャネルディスエーブルサブシステム（ＳＣＤＳ）　２１２、 コンピュータ援用ディスパッチのような割当て性（ｉｓｓｉｇｕｂｉｌＮ７）サ ブシステム２１４、ＣＥＢ故障保守サブシステム２１６、ＣＥＢ内のＯＭＩの２ ２０と指定しである応答任務を定期的に更新する応答配分サブシステム２１８か ら成る肯定応答任務調整装置１１０の文脈図を示す。５ＣＤＳ２１２は、通信シ ステムの作動中、オペレータが、成るＯＭＩをイネーブル又はディスイネーブル にするため、成るチャネルへのアクセスを希望する場合、応答サブシステム２１ ８への入力部として役立つ。割当て性サブシステム２１４は、ＣＥＢ内の他のＯ ＭＩの応答任務に影響を与える応答サブシステム２１８への割当て入力、割当て 解除入力を伝送する。故障保守サブシステム２１６は、ＣＥＢ内のＯＭＩの故障 があれば、応答サブシステム２１８に知らせる。応答サブシステム２１８は、自 動的にＯＭＩの間での応答任務を更新し、再割当てするアルゴリズムを実施して こうして入って来るすべての入力を処理して、通信システムのコンソールが必要 とする応答に影響を与える。

第３図には、応答配分サブシステム２１８のデータ流れ図を示す。サブシステム ２１８には、ＯＭＩ−８１Ｍマトリックス３０２、処理チャネルディスエーブル ／イネーブル３０４、ＯＭＩマトリックス更新装置３０６、故障ＯＭＩディスエ ーブル装置３０８、割当て変更プロセッサ３１０、応答配分アルゴリズム３１２ 、更新応答装置３１４、同報通信初期設定装置３１６を含む。特に、ＯＭＩ−８ １Ｍマトリックス３０２は、ＯＭＩとＢＩＭ位置のマトリックスから成り、（特 定コンソールに対応する）どのＯＭＩが、システムのどのＢＩＭを制御するかに 関連した情報を記憶することが出来る記憶装置である。このマトリックスは、シ ステムの準備段階でプログラムされる。図示の通り、マトリックス３０２は、シ ステムが作動中は、他の入力が、すべて、絶えずその内容に影響を与えるので動 的な性質を備えている。

処理チャネルディスエーブル／イネーブル３０４が、使用可能または使用不能に なった通信チャネルに反応する責務を有する。これら通信チャネルは、５ＣＤＳ ２１２により使用可能にされまたは使用不能にされ、処理チャネル３０４に報告 される。チャネルが使用不能になると、コンソールオペレータ位置では、そのチ ャネルの呼び出しはもはや無くなる。呼び出しが無ければ、ＯＭＩは、そのチャ ネルでのアクルッジメントの送信が出来ない。「チャネルディスエーブル」　（ 又は「チャンネルイネーブル」）の流れが受取られチャネルが現在使用不能また は使用可能になっていることが示されれば、処理チャネル３０４が、マトリック ス３０２でのそのエントリを更新する。処理チャネル（３（１４）は、また、同 報通信割当て信号を発生し、その信号は、ＣＥＢデータバスを通じて流れてマト リックス３０２のすべての他のＯＭＩを更新する。マトリックス更新装置３０６ は、他のサブシステムを通じて他のＯＭＩから受け取った同報通信割当てに従っ てマトリックス３０２を更新する。「他のＯＭＩ同報通信割当て」の流れが受け 取られると、マトリックス更新装置３０６は、その流れで示される割当てにより 、マトリックス３０２での他のＯＭＩエントリを更新する。

更に、サブシステム２１８には、ＣＥＢの故障したＯＭＩを管理する故障ＯＭＩ ディスエーブル装置３０８を含む。

故障ＯＭＩは、現存のＣＥＢ故障保守サブシステム２１６により検出され、ディ スエーブル装置３０８に報告される。

ｒＯＭＩ故障」の流れが受信されていずれかのＯＭＩが故障していることが分か ると、ディスエーブル装置３０８がマトリックス３０２からその故障ＯＭＩエン トリをクリアする。この操作は、その故障ＯＭＩは、どのチャネルに対しても応 答もはや任務を実施出来ないことを示す。

サブシステム２１８では、割当て変更プロセッサ３１０が、そのＯＭＩチャネル 割当て変更に反応する。この割当て変更は、割当て性サブシステム２１４により 行われてプロセッサ３１０に報告される。「割り当て（アサイメント）」の流れ は、新しいチャネルがそのＯＭＩに割当てられることを表し、「割当て解除（デ アサイメント）」は、チャネル割当てが取り去られることを意味する。プロセッ サ３１０は、割当て又は割当て解除の流れを受け取ると、マトリックス３０２の エントリを更新して、同報通信割当て流れを出し、マトリックス３０２の他のＯ ＭＩをすべて更新する。

各ＯＭＩ内には、ＣＥＢの応答任務を０Ｍ１間に分配する応答配分サブシステム ３１２が存在する。サブシステム３１２は、マトリックス３０２が修正されると 必ず影響を受けて、どのＯＭＩがどのＢＩＭのための応答任務を遂行すべきか決 める。その結果は、肯定応答（ＡＣＫＩ任務記憶装置内に記憶される。マトリッ クス３０２は、各ＯＭＩにどのＢＩＭが割当てられているかを示す。サブシステ ム３１２は、２台のＯＭＩを各ＢＩＭに割当てようとし、１台が駄目ならもう１ 台が働くようにして、応答任務を０Ｍ１間に均一に配分しようとする。

第３図に示している通り、サブシステム２１８には、また、他のＯＭＩが現行の 割当て状態を要求すれば、それに応答する更新応答装置３１４を含む。別のＯＭ Ｉが更新を要求している場合は、この応答装置３１４は、マトリックス３０２に あるこのＯＭＩのエントリを読取り、その割当てを他のＯＭＩに回報通信する。

サブシステム２１８では、同報通信初期設定装置３１．６が、最初にＯＭＩの電 源が入るかりセットされる時、ＯＭ１割当て同報通信を初期設定する責務を有す る。電源が入ったりリセットされると、同報通信割当て要求流れの発生がトリガ される。この流れが、他のＯＭＩに送られ、現行割当ての更新を要求する。電源 が入るかリセットになると、各ＯＭＩは、その割当てを回報通信してどのＲＦ信 号ＢＩＭを制御しているかを示す。

次に、各ＯＭＩが、もしあれば、どのＢＩＭに対してアクルッジメントを送るか を決める。ＯＭＩの割当てが変更になったら必ず、その新しい状態を再び同報通 信し、次いで各ＯＭＩが、再び、その任務を決定する。ある１つのＯＭＩが故障 すると、ＣＥＢから消され（ｌｏｖｅｄ　ｃｕｔ）、残ったＯＭＩが、その任務 を代行する。

次に、配分サブシステム３１２の操作を説明するために第４Ａ図と第４Ｂ図のフ ローチャートと第５Ａ図から第５Ｄ図までの表を参照する。一般的に、通信シス テムにおいて、成るタスク（またはＢＩＭ）を成るユーザ（または０Ｍ１）に協 調的に再割当てする方法は以下の通りである。

成る所定事象を、先ず、ユーザの１つが検出する。次いで、いくらかのユーザ間 でそのタスクのいくつかに対しユーザ割当てが再配分され、その再配分が受け入 れられる。

更に、第５Ａ図について、配分サブシステム３１２が作動する方法について考え て見る。各ＢＩＭ（タスク）に２つのＯＭＩ（ユーザ）を割当てるのが望ましい と仮定して、ＢＩＭを１本の軸に、ＯＭＩをもう１本の軸にしてマトリックスを 作る。このマトリックスは、電源が入るかリセットになった場合、どのＯＭＩを どのＢＩＭに割当てるか（“Ｘ“＝割当済み、“０”；未割当て）を示す。ＢＩ Ｍを複数のＯＭＩに割当てである場合、それらのＯＭＩのすべてが、そのＢＩＭ を通して来るメツセージに応答する責務を負う。

第５Ｂ図に関連して、この処理の次のステップは、マトリックスを見直して、各 ＢＩＭに対し１台のＯＭＩあるいは２台のＯＭＩに割当てられたものに印を付け る。各々のＯＭＩ毎に印を付けたＢＩＭＯ数を合計して応答任務の数をめる。次 のステップとして、第５Ｃ図において、応答されてない最初のＢＩＭに始まって 、このＢＩＭに対する応答任務を最も負荷の小さいＯＭＩに割当てる。次いで、 マトリックスの底で負荷番号を更新する。マトリックスの残りのＢＩＭについて このステップを繰返して、第５Ｄ図に示す通り、ＯＭＩの間で実行可能な応答任 務の配分が確立するまで繰り返す。配分が等しくならなくても、各ＯＭ■が行う 任務を８来る限り均一に配分する。サブシステムの実行が終わったら、第３図に 示すサブシステム２１８を通してＣＥＢの異なったレベル間で応答任務を更新す る。

説明したサブシステムは、すべてのＯＭＩが同期化状態に保たれるよう割当て変 更又はＯＭＩ故障を報告するためにソフトウェアの使用により実施することが出 来る。本発明により、フィールドユニットと通信するためにコンソールを用いる ＯＭＩ及びＲＦ信号システムの間で応答任務を協調的に配分することが出来る。

また、本発明を用いて、どのシステムにおいても既存の特長を強化してそのシス テム内の状態報告（ｓｔａｔｕｓ　ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ）を改善することが出来 る。

本発明を利用することにより、ＲＦ信号チャネル毎の仕事量を分散させることも 出来る。これまでの方法では、特定のＯＭＩの割当てに関係なくその１つのＯＭ Ｉにすべてのチャネルのすべての任務を割当てていた。ここに開示する方法によ れば、確実に、所与のチャネルに対する任務を、そのチャネルに割当てられた適 切なＯＭＩが遂行する。本発明を利用して、ＣＥＨの変更割当てに対し効率良く 応答し、適切に任務を再配分することが出来る。類似の方法では、システム導入 の際に任務を固定するが、そうした任務は、チャネル割当て変更に応じて変更出 来ない。本発明によれば、割当てに関わる責任は、特にチャネル割当てが動的で ある場合効果的に管理出来る。

以上、現時点で、本発明の好適実施例であると考えられるものを図示し説明した なかで、当業者には、添付の請求の範囲に規定された本発明の範囲を外れないで 、種々の変更や改造が可能であることが明らかであろう。

Ｘ＝　割当て　Ｏ；　未割当て　くコはＢＩＭのマークに使用国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．複数のユーザおよび複数のタスクを有する通信システムにおいて、各タスク が、相互に及び少なくとも１つの任務に対応しており、特定のタスクに割当てら れたユーザが、主として、その特定のタスクに関連した該複数の任務の内の少な くともいくつかの責任を負うように該ユーザの或る者が或るタスクに割当てられ 、 該少なくとも１つのユーザ内に所定事象を検出し、該ユーザの少なくともいくつ かの間に該タスクの少なくともいくつかに対する割当てを再配分し、かつ該割当 ての該再配分を受け入れる、 各段階を具備するいくつかのタスクをいくつかの該ユーザに協調的に再割当てす る方法。
2. ２．請求項１記載の方法において、該通信システムには、無線通信システムを含 み、該ユーザには、オペレータ用多重インタフェースを含み、該タスクには、ベ ースインタフェースモジュールを含むことを特徴とした方法。
3. ３．複数のソ−スからデータメッセージを受取り、複数のインタフェース手段を 有し、該インタフェース手段の各々が、データメッセージを受信し、該メッセー ジを提供した該ソースのいずれにでもアクノレッジメントメッセージを伝送し、 しかも、そうしたアクノレッジメントメッセージをいくつかの該ソースに伝送す る任務がいくつかの該インタフェース手段に割当てられている、無線通信システ ムにおいて、 データメッセージを受信し、かつ 該インタフェース手段が次のデータメッセージを受信する前に、該データメッセ ージを受信したことに応えてアクノレッジメントメッセージを提供する、各段階 を具価する該複数のインタフェース手段のいずれか１台で、該データメッセージ に対しアクノレッジメントを行なう方法。
4. ４．請求項３記載の方法において、アクノレッジメントメッセージを出す前記段 階には、 どの該インタフェース手段が、該データメッセージに応答するかを決め、 所定事象の検出に応じて該複数のソース各々から出るデータメッセージに対しア クノレッジメントを行なう任務を該インタフェース手段の各々に再配分し、該イ ンタフェース手段の１台からアクノレッジメントメッセージを送信する、 各段階を含むようにしたことを特徴とする方法。
5. ５．請求項３記載の方法において、該複数のインタフェース手段には、データメ ッセージを受信し、割当て通りにアクノレッジメントメッセージを送信する複数 のオペレータ用多重インタフェース（ＯＭＩ）とベースインタフェースモジュー ル（ＢＩＭｓ〕を含むしようにしたことを特徴とする方法。
6. ６．請求項５記載の方法において、該ソースには、通信チャネルで作動する加入 者ユニットを含むようにしたことを特徴とする方法。
7. ７．無線通信システムに用いるオペレータ用インタフェースにおいて、 入力信号を受信し、それに対しアクノレッジメントを行なう手段、および 該システム内で、・該信号受信手段に連結されている他の同様のオペレータ用イ ンタフェース間で入力信号にアクノレッジメントを行なう任務を協調的に配分す る手段、を具備するオペレータ用インタフニース。
8. ８．ユーザ割当てを定期的に変更する多重制御環境での分担任務を更新するシス テムにおいて該更新システムは複数のサブシステムを備え、該サブシステムは、 複数のユーザとタスクから成り、どのユーザがどのタスクに割当てられているか 表示するようにプログラムされている動的ユーザ対タスクインタフェースマトリ ックス、該マトリックスのタスクを使用可能又は使用不能にし、新しいユーザ対 タスク割当てを同報通信する手段で、該マトリックス及びデータパスに連結され ているもの、該マトリックスを、該マトリックスに連結されている該使用可能／ 使用不可能化手段からの新しいユーザ対タスク割当ての同報通信に基づいて更新 するための手段、該マトリックスにおける故障ユーザを使用不能にするための手 段で、その出力部が該マトリックスに連結されているもの、 ユーザ対タスク割当て変更を処理し、割当て変更を同報通信するための手段で、 その出力部が該マトリックスに連結されているもの、 ユーザの分担任務をタスク間に配分しかつ以前の分担任務を更新する手段で、該 マトリックスの出力部が該手段の入力部に連結されているもの、および 前記各サブシステムの該マトリックスのユーザの内容が同じであることを保翻す る手段、 を具備する更新システム。
9. ９．請求項８記載のシステムにおいて、該ユーザには、オペレータ用多重インタ フェースを含み、該タスクには、ベースインタフェースモジュールを含むように したことを特徴とするシステム。