JPH09503363A - 通信網 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本願は、網位相内で結合されたトランシーバ（１〜６）を有する通信網に係るものである。網位相内のトランシーバの位置は、網内のトランシーバ間の終端結合（VC1〜VC5）の負荷に依存して変更される。配置は、網内の使用可能な容量の有効利用を提供するために選択される。網内の新たな終端結合（VC）が設定される度に、トランシーバ（１〜６）の位置が網の最適化を実現するように変更される。

Description

【発明の詳細な説明】 通信網 技術分野 本発明は、網位相内で結合されたトランシーバを有する通信網に関する。 背景技術 上述のような網は、例えば、“Practical LANs Analyzed”の4.2章、F.J．Kau ffels著、Ellis Horwood Limited，Chichester England，1989年発行、に記載さ れたようなリング位相を持つ網である。上述の文献に記載された網の問題点は、 高負荷を有する終端結合が、送信トランシーバとリングが相違する側に位置され た受信トランシーバとの間に存在する場合に発生する。この状況において、この 終端結合を流れるデータは、送信先トランシーバに到達する前に、中間のトラン シーバの全てを通過しなければならない。特に、連続的に存在するトランシーバ 間の複数の終端結合が、相互に離れて位置される場合、網の容量が有効利用され ない。 発明の開示 本発明は、提供された網位相において、網の容量がより有効利用される上述の ような通信網を提供することを目的とする。 上述の通信網に加えて、網が、トランシーバ間の終端結合により提供される負 荷に応じてトランシーバの位置を変換して、網位相におけるトランシーバの最善 の配置を得る再配置手段を有することを特徴とする。最善の配置は、多くの終端 結合が僅かな数の結合のみを使用するようにトランシーバが位置される、という 配置である。 本発明による通信網の実施例は、網位相中のトランシーバの最適化された配置 が、網中の終端結合の周波数利用係数の負荷量を最適化することにより得られる ことを特徴とする。終端結合の周波数利用係数は、終端結合に必要な連結数の逆 数である。即ち、より重い負荷を持つ終端結合が荷された場合の負荷量は、より 軽い負荷が荷される負荷量よりも、負荷量に大きな影響を及ぼす。特定の終端結 合の周波数利用係数は、総負荷量について、終端結合の連結数が減少する場合に 上昇する。負荷総量は、高負荷を有する終端が或る特定の結合のみを使用する配 置について、送信及び受信機が終端結合に対して互いに隣接して配置される場合 に高い値を示す。 本発明による通信網の更なる実施例は、トランシーバが相互に無線通信するた めに配置され、再配置手段がトランシーバに無線チャネルを割当てるチャネル割 当て手段を有し、この割当て手段がトランシーバに対する無線チャネルの割当て を変更することによりトランシーバの位置が変化するように配置されたことを特 徴とする。このようにトランシーバの位置を変更することは、非常に簡単に実施 される。 本発明による通信網の更なる実施例は、トランシーバがATM(Asyncronous Tran sfer Mode)を使用して相互に通信するために配置されたことを特徴とする。 システムにおいてATMが使用されると、使用者情報は、例えば、固定長のブロ ックに挿入される電話、画像または音声信号である。固定長のブロックは、５３ バイトに等しいセルとして示される。各セルは、５バイト長のヘッダ領域と、使 用者情報を収容しかつ、４８バイト長の情報領域とを有する。このようなヘッダ 領域は、慣例的な識別コード、エラー認識データ、そして制御データを実現する 。この慣例的な識別コードは、例えば、終端結合識別子である。このような識別 子は、同様に、システム中のセルの送信先の記述を含むVCI(Virtual Channel Id entifier：仮想チャネル識別子)として参照される。セルの送信用に、VC(Virtua l Channel：仮想チャネル)のVCIへの記述が可能である。種々の仮想チャネルが 、仮想経路を参照され。仮想経路は、VPI(Virtual Path Identlfier：仮想経路 識別子)により参照される。 網内のトランシーバが、ATMパケットを使用して相互に通信を行う場合、交換 機能は、非常に簡単な方法でトランシーバにより実施できる。各パケットは、そ のセルのヘッダに基づいて個別に処理できる。 本発明による通信網の更なる実施例は、再配置手段が、終端結合を設定または 解除するときにトランシーバの位置を変更するために配置されることを特徴とす る。終端結合が設定または終結される場合、網交換における状況及び網位相にお けるトランシーバの配置の調整が必要とされる。 本発明による通信網の更なる実施例は、トランシーバが、終端結合の設定及び 解除に関する、そして終端結合の負荷に関する信号化情報を再配置手段に送信す るために配置されることを特徴とする。この方法において、再配置手段は、直接 的に、網における伝達状況に関する情報を得る。 図面の簡単な説明 第１図は、トランシーバがリング位相中に配置されかつ、無線結合を介して通 信する通信網を示す。 第２ａ図は、存在するいくつかの終端結合が示される通信網を示す図である。 第２ｂ図は、利用可能な容量のより有効な効率的有効を導く位置に、いくつか のトランシーバが変更される通信網を示す図である。 第２ｃ図は、最善の配置の通信網を示す図である。 第３ａ図は、第２ａ図の配置に関する通信網用のTDMAにおける無線チャネル配 置を示す図である。 第３ｂ図は、第２ｃ図の配置に関する通信網用のTDMAにおける無線チャネル配 置を示す図である。 第４ａ図は、第２ａ図の配置に関する通信網用のFDMAにおける無線チャネル配 置を示す図である。 第４ｂ図は、第２ｃ図の配置に関する通信網用のFDMAにおける無線チャネル配 置を示す図である。 第５図は、リング位相を持つ網において使用されるべきトランシーバを示す図 である。 第６図は、トランシーバがチェイン位相で結合された通信網を示す図である。 第７図は、トランシーバがケーブルにより結合された通信網を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 第１図は、トランシーバ１〜６がリング位相内に配置された通信網を示す。２ つの隣接するトランシーバの間の通信チャネルは、結合１と呼ばれる。リング中 の通信は、単一方向に作用する。トランシーバはそれぞれ、基地に結合できる。 無線の網においてはしかしながら、同一の収容体内のトランシーバ及び局を統合 することが有利である。局は、例えば、電話、ビデオ電話、パーソナルコンピュ ータ、テレビ及びオーディオ受信機等である。トランシーバは、無線チャネルを 介して相互に通信するものである。これらのトランシーバは、固定長のATMセル の形で情報を伝送する。ATMセルは、５バイト長のヘッダと、４８バイト長の使 用者情報領域を有する。このようなヘッダにおいては、慣例的な識別コード、エ ラー認識データ及び制御データを実現する。慣例的な識別コードは、例えば、終 端結合識別子である。このような識別情報は、システム中のセルの送信先を示す VCI(Virtual channel Identifier)として参照される。セルを送信するため、仮 想チャネル(VC)は、仮想チャネル識別子によって形成される。種々の仮想チャネ ルのトランクグループは、仮想経路として参照される。仮想経路は、仮想経路識 別子VPIにより示される。 無線周波数管理装置７は、トランシーバと無線信号チャネルを介して通信する 。この装置は、無線チャネルをリング中のトランシーバに割当てる。これは、FD MA内、即ちリング中の隣り合うトランシーバと通信するための自己の周波数帯域 の獲得を実施するものにおいて実現できる。TDMAについても同様に実現できる。 特定の時間フレームにおいて、各トランシーバは、一つまたは複数の時間スロッ トを隣り合うトランシーバと通信するためにアクセスする。TDMAに基づくチャネ ル配置は、本出願による、共に待機中のドイツ特許出願4343839.3号により詳し く記述されている。CDMAを使用する無線チャネルの再配置も可能である。 第２ａ図は、いくつかの存在する終端結合が示される通信網を示す。ATMにお いて、これら結合は、仮想チャネル(VC)と呼ばれている。各仮想チャネル用に、 負荷手段が設けられる。第２図において、５個の仮想チャネルが存在する。トラ ンシーバ１からトランシーバ４へのＶＣ１の負荷手段は、３０Mbit/sである。ト ランシーバ２からトランシーバ５へのＶＣ２の負荷手段は、２Mbit/sである。ト ランシーバ５からトランシーバ６へのＶＣ３の負荷手段は、６４kbit/sである。 ト ランシーバ６からトランシーバ１へのＶＣ４の負荷手段は、３０Mbit/sである。 トランシーバ３からトランシーバ４へのＶＣ５の負荷手段は、６４kbit/sである 。ＶＣ１用に必要な無線結合の数は１で、ＶＣ２用には３で、ＶＣ３用には１で 、ＶＣ４用には３で、ＶＣ５用には１である。各仮想チャネルＶＣi用に、周波 数利用率ｑiを規定できる。ｑiは、以下の数式（１）のように、送信トランシー バと受信トランシーバの間の無線結合の数Ｎiに関連する。 ｑi＝１／Ｎi （１） ここで、通信網における全ての仮想チャネルの周波数利用率係数の負荷総量Ｓ は、以下の数式（２）で算出できる。 ここで、Ｍiは仮想チャネルＶＣiの負荷手段。Ｎiは必要な結合の数、そして 、ΣＭjは、通信網における全ての終端結合の負荷手段の合計である。総量Ｓは 、通信網における使用可能な容量の能力を示す。この配置の総量Ｓは0.66である 。 無線周波数管理部７は常に、接続の設定または解除を行い、トランシーバから 無線信号チャネルを介して情報を受信する。新たな接続が設定された場合、周波 数管理部７は、トランシーバからこの接続の予想される負荷手段を得る。この状 況においてのみ、周波数管理部７は、トランシーバの位置を変更しなければなら ない。周波数管理部７は、例えば、リング中の全てのトランジスタの配置毎の総 量Ｓを演算することができる。配置を選択する場合、最大の総量Ｓをもたらす。 特に、リングが多くのトランシーバを持つ場合、そして、多くの仮想チャネルが これらに存在する場合、演算を主な全ての時間で提供できる。最初の最適化処理 は、次のように実施可能である。無線周波数管理部７は、次のように網の最適化 のために起動する。最大の負荷手段及び最小の周波数利用係数を持つ仮想チャネ ルのトランシーバが互いに隣接するように配置される。総量Ｓがこの配置用に演 算される。総量Ｓが所望の状況よりも大きい場合、訂正が実施される。その後、 次に大きな負荷手段を持つトランシーバ用に、この工程が繰返される。この処理 は、訂正の必要な無くなるまで続けられる。 この処理についてさらに説明する。第２ａ図に初期状態において、最大の負荷 手段及び最小の周波数利用率係数を持つ仮想チャネルはＶＣ１である。これは、 トランシーバ１，４が隣り合うべきであることを意味する。トランシーバ１は、 ＶＣ４が同様に１である周波数利用係数を持つ高い負荷手段を有するために、こ の位置に維持され、そしてトランシーバ６，１が隣り合わせに位置されねばなら ない。そして、トランシーバ４がトランシーバ１の横に位置され、一方、他のト ランシーバの正確な位置が変化することなく維持される。この状況は、第２ｂ図 に示される。総量Ｓの値は更新される。ここで、更なる訂正が可能ならば、この 値が規定されるべきである。この結果、ＶＣ２に対応するトランシーバ２及び５ は、密接に束ねられる。この結果は、第２ｃ図に示される。総量Ｓは、さらに更 新される。第２ｃ図の配置においては、更なる配置には到らない。ＶＣ３または ＶＣ５に対応するトランシーバを互いに設けることは、ＶＣ１及びＶＣ５の周波 数係数の低下をもたらす。２つの仮想チャネルがより大きな負荷手段を持つこと によって、網全体の能力の低下をもたらすであろう。総量Ｓは減少するであろう 。 ここで述べた最初の最適化処理は、網配置を最適化するための可能性の一つに 過ぎない。最適な配置を演算するための時間が不足する場合、同様に網の容量が 既に有効使用される配置を最適な配置ではないにしても利用できる。例えば、第 ２ｂ図の場合、既に非常に十分であり、これらの状況の下では非常に良好な使用 が可能である。 以下の表１は、第２ａ図乃至第２ｃ図各々に対応する総量Ｓの値を示す。 第３図は、無線網がTDMA原理により動作する場合、どのようにトランシーバの 位置を変更するかを示す図である。第３ａ図は、６個の時間スロットが存在する 時間フレームFrを示す図である。各時間スロットにおいて、一つのトランシーバ が送信を許容され、そしてその隣のスロットにおいて受信が許容される。第３ａ 図は、第２図の状況に置ける時間スロットの配置を示している。無線周波数管理 部７は、時間スロットの配置を変更することにより、非常に簡単に網内のトラン シーバの位置を変更できる。第３ｂ図は、第２ｃ図の状況における時間スロット の配置を示す。 第４図は、無線網がFDMA原理により動作する場合に変更可能なトランシーバの 位置を示す。第４ａ図は、第２ａ図の状況の周波数帯域の配置を示す図である。 周波数管理部は、周波数帯域の配置を変更することにより、容易に網内のトラン シーバの配置を変更できる。第４ｂ図は、第２ｃ図の状況についての周波数帯域 の配置を示す図である。 無線周波数管理者７とトランシーバ１乃至６との間の信号情報の通信は、付加 的な時間スロットまたは付加的な周波数帯域を使用して実現しても良い。 第５図は、ATM通信リングの動作に適するトランシーバ１乃至６のブロック図 を示す図である。TDMAシステムにおけるトランシーバの動作方法は、ここで説明 される。FDMAシステムに対してトランシーバをどのように適応させるかは、当業 者には既知であろう。トランシーバは、無線受信部１１と、無線送信部１２と、 多重化分離器１３と、出力バッファ１５とを有する。このトランシーバは、局１ ４に接続される。トランシーバ及び局は、同一の収容体１０内に収容される。無 線受信部は、無線周波数管理部７からの信号情報を受信する。この情報は、トラ ンシーバが他のトランシーバからのデータを受信するためのタイムスロットと、 トランシーバがデータの送信を許容されるタイムスロットとを示す。トランシー バが情報inflに許容される時間スロットの配置に関する情報の最終部分は、無線 送信部に送られる。無線受信部はさらに、隣接するトランシーバからの全ての入 力セルidを受信し、そして多重分離器１３にこれらを送信する。多重分離器は、 局１４に、この局に向けられるべき入力セルrdを送り、そして出力バッファに全 てのセルtrdが送信される。この送信は、セルヘッダ（VCI）中のアドレス情報に 基 づいて実施される。局が送信のために必要とするセルｓｄは、出力バッファ１５ に向けられる。出力バッファ１５のセルの全ては、出力セルｏｄである。これら のセルは、無線周波数管理部７により支持される時間スロットにおいて、次のト ランシーバに送信される。局１４が新たな接続の設定を要求するとき、この局は 、負荷手段に関する信号情報inf2と、宛先局のアドレス情報を無線送信部を介し て無線周波数管理部７に送信する。同様に、接続の解除に関する信号情報inf2も 無線周波数管理部７に送信する。新たな接続の設定または解除をする各時間にお いて、周波数管理部は、トランシーバの位置が主局用に最適であるか否かを監視 する。位置が最適でない場合、無線周波数管理部７は、新たな状況についてトラ ンシーバの最適な位置を演算し、そして上述のようにトランシーバの位置を変更 する。 第６図は、トランシーバ３１乃至３４がチェイン位相中で結合された無線結合 を使用するATM網を示す図である。第６図には、４つの仮想チャネルが存在する 。トランシーバ３１からトランシーバ３４へのＶＣ６の負荷手段は、３０Mbit/s である。トランシーバ３３からトランシーバ３４へのＶＣ７の負荷手段は、２Mb it/sである。トランシーバ３２からトランシーバ３３へのＶＣ８の負荷手段は、 ６４kbit/sである。トランシーバ３４からトランシーバ３２へのＶＣ９の負荷手 段は、３０Mbit/sである。ＶＣ６用に必要とされる無線結合の数は３で、ＶＣ７ 用が１、ＶＣ８用が１、ＶＣ９用が２である。明らかに、網において可能な容量 は、有効利用されない。チェイン位相におけるトランシーバの最適な配置を、第 ６ｂ図に示す。最大の負荷手段ＶＣ６、ＶＣ９を持つ２つの仮想チャネルの両者 は、ソース及び宛先トランシーバ間の一つの無線結合のみを使用する。第６ｂ図 の配置は、これ以上改善できない。表２は、第６ａ図及び第６ｂ図各々に示され た状況に置ける周波数利用率の総量Ｓの値を示す。 第７図は、トランシーバ４１乃至４４がケーブルＣ１乃至Ｃ６を介して結合さ れたリング位相における通信網を示す図である。トランシーバは、スイッチ４５ 乃至４８を有する。スイッチが図中に示されたような状況の場合、トランシーバ は、（41-42-43-44-41）というような連続的な順序でリング位相に結合される。 全てのスイッチ４５乃至４８が図に示される状況から他の状態に変化した場合、 トラ ンシーバはリング位相の仲に維持されるが、トランシーバの順序は、41-43-42-4 4-41という順序に変化される。このようにスイッチ４５乃至４８を使用すること により、リング移送中のトランシーバの位置が変更される。本発明は、有線網に おいても適用可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 網位相内で結合されたトランシーバ（１〜６）を有する通信網において、 前記網が、前記トランシーバ（１〜６）間の終端結合（VC1−VC5）により実現 される負荷に依存する当該トランシーバの位置を変更することにより、前記網位 相内の当該トランシーバ（１〜６）の最適な配置を得るための再配置手段（７） を有することを特徴とする通信網。 ２． 請求項１に記載の通信網において、 前記網位相内の前記トランシーバの最適な配置が、前記終端結合の周波数利用 係数の総量を最適化することにより得られることを特徴とする通信網。 ３． 請求項１または２に記載の通信網において、 前記トランシーバ（１〜６）が、相互に無線通信するために配置され、 前記再配置手段（７）が、前記手折らし場に対する無線チャネルの位置を変更 することにより、当該トランシーバ（１〜６）の位置を変更して、トランシーバ に対する無線チャネルを配置するチャネル再配置手段を有することを特徴とする 通信網。 ４． 請求項１乃至３の何れか一項に記載の通信網において、 前記トランシーバ（１〜６）が、相互にATMパケットを使用する通信のために 配置されることを特徴とする通信網。 ５． 請求項１乃至４の何れか一項に記載の通信網において、 前記再配置手段が、前記終端結合（VC1〜VC5）が設定または解除される場合に 、前記トランシーバ（１〜６）の位置を変更するために配置されることを特徴と する通信網。 ６． 請求項１乃至５の何れか一項に記載の通信網において、 前記トランシーバ（１〜６）が、前記終端結合の設定または解除、そして当該 終端結合上の前記負荷用に、前記再配置手段（７）に信号情報（inf2）を送信す るために配置されることを特徴とする通信網。 ７． 請求項１乃至６の何れか一項に記載の通信網で使用するトランシーバにお いて、 前記トランシーバ（１〜６）が、終端結合の設定及び解除、そして当該終端結 合上の負荷用に、前記再配置手段（７）に前記信号情報（inf2）を送信するため に配置されることを特徴とするトランシーバ。 ８． 請求項１乃至６の何れか一項に記載の通信網で使用する再配置手段におい て、 前記再配置手段（７）が、前記トランシーバ（１乃至６）の間の終端結合（VC 1〜VC5）の負荷に依存するトランシーバ（１〜６）の最適な配置を得るために配 置されることを特徴とする再配置手段。