JPH09233040A - 通信回線制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つの基地局と複数の子局との間の回線割当
の処理を簡略化して高速化し、トラヒック変動が激しい
場合でも効率的に回線割当を可能とする。 【解決手段】 基地局と子局との間で第一の周期で同期
をとり、この第一の周期の自然数倍の第二の周期で基地
局から子局に回線割当を行い、子局ではあらかじめ定め
られた期間に限定して回線を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一つの帯域を分割し
て通信を行う技術に関する。特に、回線の設定および解
放などの回線制御にかかわる処理を高速に実現する通信
回線制御装置に関する。さらに詳しくは、特に基地局が
複数の子局の回線割り当てを管理する多元接続方式の回
線制御に関する。本発明により制御される基地局と子局
との通信回線は無線回線でもよく、光ファイバその他の
有線回線でもよい。

【０００２】

【従来の技術】複数の通信局間で回線を共用しながら回
線割当の要求に合わせて回線を設定する多元接続方式と
しては、即時割当−時分割多元接続方式（ＤＡ−ＴＤＭ
Ａ：Demand Assign-Time Division Multiple Access ）
が代表的である。なお、以下では無線回線を用いた通信
を例に説明するが、光ファイバその他の有線回線を用い
た場合も同様の議論が可能である。

【０００３】ＤＡ−ＴＤＭＡ方式では、一つの基地局が
複数の子局の回線制御を管理する。これらの基地局と子
局とは共通の通信回線資源を共有し、回線設定要求があ
った場合にのみ回線設定を行う。この際、回線リソース
の管理は基地局が一括して行う。

【０００４】図５はＴＤＭＡ回線のフレーム構成を示
す。このフレーム内には、回線制御のために子局から基
地局へ送られる子局回線制御信号部と、同じく基地局か
ら子局へ送られる基地局回線制御信号部と、ユーザ情報
を転送するデータバースト部とにより構成さる。子局回
線制御信号部およびバーストデータ部はそれぞれ複数の
バーストにより構成され、データバースト部には必要に
応じて各局に割り当てられるデータバーストが収容され
る。基地局回線信号部内には基地局から子局への基地局
回線制御信号が収容される。この基地局回線制御信号に
ついては、子局回線制御信号のように子局毎に異なるバ
ーストに分割される場合と、一括したバーストで同報的
に送信される場合とがある。図５には、一括して一つの
バーストにより送信する場合の例を示す。

【０００５】複数の子局で回線を分割して通信を行うシ
ステムにおいては、回線の割当および解放のための周期
が必要となる。ＤＡ−ＴＤＭＡ方式では、回線割当の周
期として、図５に示したＴＤＭＡフレームが用いられ
る。この図において、基地局回線制御信号には基地局が
子局の回線を管理するための情報を収容するとともに、
基地局回線制御信号の識別子となるユニークワードが用
いられ、これを用いて子局は基地局とのフレーム同期を
確立する。一方、子局回線制御信号には子局から基地局
に転送する回線制御情報が収容される。これにより、回
線制御に関する情報を転送するための双方向回線が構成
される。この基地局回線制御信号および子局回線制御信
号を用いて、データバーストの回線割当および解放の要
求ならびに指示が転送される。

【０００６】図６は従来例の回線設定処理シーケンスを
示す。図における縦の実線は、左から、子局に接続され
た端末装置、子局および基地局を表す。縦方向に時間軸
をとり、上から順番に処理がなされる。また、図中にお
ける破線はＴＤＭＡフレームの区切りを表し、一連の処
理はこのフレームを単位に行われる。また、端末装置を
示す線から横に延びた短い矢印は端末装置からのデータ
出力を表す。また、端末装置、子局および基地局におけ
る処理は四角で囲って表す。

【０００７】この図を参照して動作を説明する。送信す
べきデータが発生した場合、端末装置は回線設定要求を
子局を介して基地局に送信する。基地局では、その要求
を受けて、ＴＤＭＡフレーム内の未使用のデータバース
トの中から必要数を割り当てる。その割当結果である回
線割当指示は子局に通知され、子局はこの指示に従いバ
ースト信号を指定されたバースト位置に送信する。基地
局はこのバースト信号の受信を確認し、回線設定確認通
知を子局に送信する。このようにして基地局と子局との
間に回線が確立すると、回線設定の完了が端末装置に通
知され、データの送信が開始される。なお、データはい
ったん子局のバッファに蓄えられて、ＴＤＭＡフレーム
内の指定されたデータバースト毎に束ねて転送される。
この一連の回線割当処理は、基地局、子局ともにソフト
ウェアにより行われる。

【０００８】図７は従来例の回線解放処理シーケンスを
示す。端末装置では、データ送信終了後、子局を介して
基地局に回線解放要求を送出する。基地局は、それを受
けて、回線解放指示を子局に送信する。回線指示を受信
した子局は、その旨を端末装置に通知し、自局のバース
ト送信を停止し、回線解放確認を基地局に送信する。こ
のような回線の解放のハンドシェイクをもってデータの
送信処理通信は終了し、回線が解放される。

【０００９】以上説明したＴＤＭＡ方式以外の多元接続
方式としては、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ：Freque
ncy Division Multiple Access）方式、符号分割多元接
続（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access ）方式
などがあるが、これらの方式でも、回線割当および解放
の処理はＤＡ−ＴＤＭＡ方式の場合と同様に行われる。
また、有線回線を用いる場合でも、基地局において信号
を単純に合成および分配することにより、上述の方式と
同様の処理を行うことが可能である。このため、以後の
説明でも、簡単のため無線回線を用いたＴＤＭＡ方式に
限定して説明を行うが、他の方式でも同様の議論が可能
である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の回線設定および
解放の処理は、基地局回線制御信号および子局回線制御
信号を介して、詳細なハンドシェイクを行っていた。こ
れは伝送路上での符号誤りその他により基地局回線制御
信号または子局回線制御信号に誤りがあると、誤った回
線制御がなされる可能性があり、かつその誤った回線設
定状態が継続されてしまう可能性があるためである。こ
の結果、回線制御の処理に要する時間が長くなり、回線
制御に関する要求から完了までには大きな遅延が避けら
れない。従来は、低速度の信号や接続遅延が許容される
回線交換的な信号を扱うシステムにサービスが限定され
ていたため、このような制御の遅延は特に問題となるこ
とはなかった。

【００１１】しかし、現在の通信環境は以前とは大幅に
異なり、広帯域ＩＳＤＮにおいては、転送速度の高速化
とともに、端末からの流入トラヒックが時間的に激しく
変動するサービス（高速データ通信、画像情報の符号化
圧縮伝送など）の提供が可能となった。このようなサー
ビスに対し、無線その他を用いた多元接続の回線制御を
行う場合、従来は回線制御の処理に時間がかかるため、
流入トラヒックの変動に追従できなかった。

【００１２】本発明は、このような課題を解決し、回線
割当の処理を簡略化して高速化し、トラヒック変動が激
しい場合でも効率的に回線割当が可能な通信回線制御装
置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の通信回線制御装
置は、複数の子局と、この複数の子局が通信回線を介し
て接続される一つの基地局とを備え、基地局は、利用可
能な通信容量を分割した複数の回線の子局への割り当て
を決定して子局に通知する手段を含み、子局はそれぞ
れ、通知する手段からの通知にしたがって基地局との回
線を設定する手段を含む通信回線制御装置において、通
知する手段は、子局にあらかじめ定められた第一の周期
で同期信号を送出する手段と、この第一の周期の自然数
倍のあらかじめ定められた第二の周期毎に回線割当を指
示する手段とを含み、設定する手段は、同期信号により
第一の周期を再生する手段と、第二の周期毎に指示され
た回線割当にしたがって、使用期間が第二の周期の自然
数倍のあらかじめ定められた期間に限定された回線を使
用可能とする手段とを含むことを特徴とする。

【００１４】すなわち、従来はいったん割り当てられた
回線の使用期限に制限はなく、新たに回線解放処理がな
されない限り子局は継続して回線を使用することができ
たが、本発明では、所定の時間が経過すると自動的に回
線が解放される。

【００１５】基地局から個々の子局への回線割当の指示
は回線毎にその回線がその子局に割り当てられているか
否かのビット表示により行われ、使用可能とする手段
は、指示された回線割当を使用期間として定められた期
間にわたり順次記録するデータテーブルと、このデータ
テーブルに記録された複数の回線割当の各ビットの論理
和により、次に回線割当が指示されるまでの各回線の使
用の可否を判断する手段とを含むことがよい。

【００１６】すなわち、従来は回線設定および解放にか
かわる制御信号のハンドシェイクはすべてソフトウェア
処理により行われていたが、本発明では、ビット間の論
理和の演算により回線割当の有無を判断することができ
る。したがって、本発明では、回線設定および解放を簡
単なハードウェア処理で実現できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明を実施する通信方式
の一例としてＤＡ−ＴＤＭＡ方式の概略的なブロック構
成を示す。この構成例では、複数の子局２〜４と、この
複数の子局２〜４が通信回線を介して接続される一つの
基地局１とを備え、基地局１は複数の子局２〜４の回線
制御を管理する。ここで、子局２の局番号を＃１、子局
３の局番号を＃２、子局４の局番号を＃ｎとする。基地
局１および子局２〜４は、共通の通信回線資源を共有
し、回線設定要求があった場合にのみ回線設定を行う。
この際、回線リソースの管理は基地局１が一括して行
う。すなわち基地局１は、利用可能な通信容量を分割し
た複数の回線の前記複数の子局への割り当てを決定して
複数の子局２〜４に通知し、子局２〜４はそれぞれ、こ
の通知にしたがって基地局１との回線を設定する。

【００１８】回線割当処理は基地局１、子局２〜４とも
にソフトウェアにより行われる。この処理の流れを図２
に示す。この処理では、基地局１から子局２〜４に、あ
らかじめ定められた第一の周期で同期信号を送出し、第
一の周期の自然数倍（これをｎとする）のあらかじめ定
められた第二の周期毎に回線割当を指示する。子局２〜
４ではそれぞれ、同期信号により第一の周期を再生し、
第二の周期毎に指示された回線割当にしたがって、使用
期間が第二の周期の自然数倍のあらかじめ定められた期
間に限定された回線を使用可能とし、その回線を通信用
に設定する。このようにして設定された回線は、その使
用期間が経過したときに自動的に解放される。使用期間
が経過する前にあらためてその回線を再設定すること
で、その使用期間を延長することができる。

【００１９】

【実施例】本発明の具体的な実施例について以下に説明
する。

【００２０】図３は本発明実施例の回線の設定および解
放の処理シーケンスを示す。説明を簡単にするため、こ
の例では、回線割当周期としてＴＤＭＡフレームを用
い、かつ割り当てられた回線の使用期限をＴＤＭＡフレ
ームの３周期分とする。なお、図の表記方法について
は、図６および図７と同じ形式である。なお、この実施
例では、基地局側で子局側のデータ入力の有無を認識す
るための方法については言及しない。このような方法に
ついては、入力トラヒックの状態を子局回線制御信号を
用いて逐次通知する方法や、従来のように子局側からデ
ータ入力に合わせて回線設定要求信号を送出する方法な
どが考えられる。しかし、本発明はこれらの方法に依存
するものではなく、何らかの方法を用いて子局側のデー
タ入力を認識し、回線設定指示を行うものとして説明す
る。

【００２１】まず、データ通信を行う端末装置からのデ
ータ出力は、短時間でオン、オフ状態が切り替わり、図
中の太い実線で示した時間帯にデータ出力があるものと
する。子局に端末装置からデータ入力があったことを認
識した基地局は、子局に対し回線設定指示信号を送出す
る。子局は、この指示に従い、フレーム毎に回線の割当
状況を記録した回線割当テーブルを更新し、この回線割
当テーブルに従い回線を設定し、データの送信を行う。
基地局から割り当てられた回線の使用限度は割当指示か
ら３フレームのみであるため、２度目の回線設定指示信
号を受信したフレームを含めて４フレームには、データ
の出力を停止し回線を解放しなければならない。この回
線の解放は、基地局においては最後の回線設定指示を行
ったフレームを含めて４フレーム目に行われるため、基
地局と子局との双方で同時に回線の解放がなされる。な
お、基地局からの回線設定指示信号に符号誤りなどが発
生した場合であっても、基地局側が子局よりも早く回線
の解放を認識することはないため、ひとつの回線が複数
の子局に割り当てられる危険はない。このような安全な
動作が保証されるため、本発明においては、回線設定指
示に対する子局側からの回線設定確認信号などを用いた
詳細なハンドシェイクは不要となり、結果的に高速な回
線の設定および解放処理が可能となり、かつ制御がシン
プルとなる。

【００２２】図４は回線割当テーブルの構成およびその
更新手順の一例を示す。基地局から個々の子局への回線
割当の指示は回線毎にその回線がその子局に割り当てら
れているか否かのビット表示により行われ、子局では、
割り当てられた回線を使用可能とするため、基地局から
指示された回線割当を使用期間として定められた期間に
わたり順次記録するデータテーブル１１と、このデータ
テーブルに記録された複数の回線割当の各ビットの論理
和により、次に回線割当が指示されるまでの各回線の使
用の可否を判断する論理和回路１２と、論理和回路１２
の出力を蓄えるデータテーブル１３とを備える。

【００２３】ここでは、説明を簡単にするため、図３の
説明と同様に、割り当てられた回線の使用期限をＴＤＭ
Ａフレームの３周期分とする。また、ＴＤＭＡフレーム
内のデータバースト数が８の場合についての具体的な例
を示す。この場合、データテーブル１１は、現フレーム
を含む連続した３フレームにわたる基地局からの回線設
定指示信号を蓄える。これらの情報はすべてビットマッ
プ形式で記述され、「１」が該当バーストの使用を表
し、「０」が不使用を表す。

【００２４】ここで、当初データバースト二つ分のデー
タ入力があった場合を想定し、バースト番号の２番と６
番のバーストの使用を基地局から指示されていたものと
する。また、二つ前のＴＤＭＡフレームで入力トラヒッ
ク量が減少し、このトラヒック変動に伴い、前のＴＤＭ
Ａフレームからは２番のバーストのみの使用が指示され
たものとする。これらの回線設定指示信号はデータテー
ブル１１に蓄えられ、論理和回路１２により各バースト
毎に論理和をとることにより、新たな回線割当が得られ
る。この実施例では、回線の使用期限を３フレームとし
たため、６番のバートスは現フレームでも割り当てられ
ることになるが、次のフレームで新たな指示がないかぎ
り、６番のバーストは解放されることになる。

【００２５】なお、ここでは回線の使用期限をＴＤＭＡ
の３周期分として説明したが、その他の長さにしても同
様に本発明を実施できる。伝送路の品質が良く符号誤り
がない場合、または伝送遅延時間の揺らぎに寛容なメデ
ィアを伝送する場合には、使用期限をＴＤＭＡフレーム
の１周期分とすれば最も伝送効率が高くなる。しかし、
伝送路誤りを考慮しなければならない無線回線の場合な
どには、使用期限を２フレーム以上にすることが好まし
い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回線設定処理において子局から基地局へのＡＣＫまたは
ＮＡＫの送信、基地局から子局への回線設定確認通知等
により行われていた細かいハンドシェイクを廃止し、処
理を簡略化することができる。したがって、回線割当の
処理を高速に行うことが可能となる効果がある。また、
回線の使用の期限があらかじめ限定されているため、回
線解放処理においても基地局から子局への回線解放指
示、子局から基地局への回線解放確認等が不要となり、
同様に処理の高速化が可能となる効果がある。

【００２７】さらに、回線設定および解放にかかわる一
連の処理を簡単な論理和の演算により実行することで、
ハードウェア処理による処理の高速化を実現できる効果
がある。

【００２８】これらの回線設定および解放処理の高速化
により、広帯域ＩＳＤＮで提供されるようなトラヒック
が時間的に激しく変動するサービスに対しても、多元接
続における回線制御を柔軟かつ効率的に行うことが可能
となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する通信方式の一例を示すブロッ
ク構成図。

【図２】回線割当処理の流れを示す図。

【図３】本発明実施例の回線の設定および解放の処理シ
ーケンスを示す図。

【図４】回線割当テーブルの構成およびその更新手順の
一例を示す図。

【図５】ＴＤＭＡ回線のフレーム構成を示す図。

【図６】従来例の回線設定処理シーケンスを示す図。

【図７】従来例の回線解放処理シーケンスを示す図。

【符号の説明】

１ 基地局 ２〜４ 子局 １１、１３ データテーブル １２ 論理和回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の子局と、この複数の子局が通信回
   線を介して接続される一つの基地局とを備え、 前記基地局は、利用可能な通信容量を分割した複数の回
   線の前記複数の子局への割り当てを決定して前記複数の
   子局に通知する手段を含み、 前記複数の子局はそれぞれ、前記通知する手段からの通
   知にしたがって前記基地局との回線を設定する手段を含
   む通信回線制御装置において、 前記通知する手段は、前記複数の子局にあらかじめ定め
   られた第一の周期で同期信号を送出する手段と、この第
   一の周期の自然数倍のあらかじめ定められた第二の周期
   毎に回線割当を指示する手段とを含み、 前記設定する手段は、前記同期信号により前記第一の周
   期を再生する手段と、前記第二の周期毎に指示された回
   線割当にしたがって、使用期間が前記第二の周期の自然
   数倍のあらかじめ定められた期間に限定された回線を使
   用可能とする手段とを含むことを特徴とする通信回線制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記基地局から個々の子局への回線割当
   の指示は回線毎にその回線がその子局に割り当てられて
   いるか否かのビット表示により行われ、 前記使用可能とする手段は、指示された回線割当を使用
   期間として定められた期間にわたり順次記録するデータ
   テーブルと、このデータテーブルに記録された複数の回
   線割当の各ビットの論理和により、次に回線割当が指示
   されるまでの各回線の使用の可否を判断する手段とを含
   む請求項１記載の通信回線制御装置。