JPWO2016158767A1 - 端局装置及び帯域割当方法 - Google Patents

Abstract

上位装置から通知された複数のユーザ装置の上り通信の情報から、ユーザ装置ごとの上り通信の帯域量の割り当ての情報を抽出する。終端装置に接続された下位装置の識別情報と、複数の前記ユーザ装置の識別情報とが対応付けて記憶されており、前記ユーザ装置ごとの上り通信の帯域量の割り当ての情報と、前記下位装置の識別情報と、複数の前記ユーザ装置の識別情報とに基づいて、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量を決定する。前記終端装置の上り通信に要求される帯域量に基づいて、前記終端装置の上り通信の開始時刻と、前記終端装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量とを、前記終端装置に割り当てる。

Description

本発明は、端局装置及び帯域割当方法に関する。
本願は、２０１５年３月３０日に出願された特願２０１５−０７０２６３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥ−ａｄｖａｎｃｅｄなど（以下、合わせて「ＬＴＥ等」という）の移動体無線通信サービスでは、無線基地局装置は、基地局装置（BBU: Base Band Unit）及び無線装置（RRH: Remote Radio Head）を備える場合がある。
無線基地局装置の基地局装置は、上位装置及び端局装置を備える場合がある。上位装置及び端局装置は、基地局に集約される場合があり、ベースバンド処理を実行する。
一方、無線基地局装置の無線装置は、基地局に集約されずに基地局の外で、無線処理を実行する。また、無線装置は、上位装置及び端局装置に対し、下位装置に位置づけられる。
また、一般的な構成では、端局装置に対して終端装置が一対一で接続される。
これに対し、特許文献１では、下位装置である無線装置は、端局装置と複数の終端装置とが一対多で接続された通信システムの終端装置を介して、端局装置と接続されている（特許文献１を参照）。

また、ＬＴＥ等は、スモールセルがエリア内に多数配置されることにより、有限な周波数資源を効率よく使用し、高速化と大容量化を実現している。ＬＴＥ等では、端局装置と複数の終端装置とが一対多で接続された通信システムを介して、上位装置、端局装置、終端装置及び下位装置を収容する方法が検討されている。端局装置と複数の終端装置とが一対多で接続された通信システムには、例えば、ＰＯＮ(Passive Optical Network）システムがある（非特許文献１を参照）。

移動体無線通信サービスでは、再送制御（HARQ: hybrid automatic repeat request）を実行するために、上位装置と下位装置との間の遅延時間に対する要求条件が厳しい。そこで特許文献1では、下位装置に接続されるユーザ装置の上り通信のスケジューリングの情報は、上位装置から、端局装置、終端装置、及び下位装置の順に転送されて、ユーザ装置に通知される。また、終端装置から端局装置への上り通信の開始時刻及び信号の情報量は、上り通信のスケジューリングの情報に基づいて算出される。これにより、特許文献１に係る下位装置から上位装置への上り通信の信号は、低遅延で転送される。

国際公開第２０１４／０７７１６８号

"IEEE Std. 802.3-2012", IEEE, 2012

ところで、移動体無線通信サービスでは、下位装置とユーザ装置とが一対多で接続されることがある。この場合、特許文献１に係る終端装置の上り通信の信号の情報量は、接続された複数のユーザ装置の上り通信のスケジューリングの情報に基づいて算出される。また、上り通信の信号の転送をより低遅延化するには、端局装置は、ユーザ装置から下位装置を介して送信された上り通信の信号を終端装置が受信するタイミングを考慮する必要がある。
しかしながら、従来の端局装置は、下位装置とユーザ装置とが一対多で接続された通信システムの周波数帯域の利用効率を向上させることができないという問題があった。

上記事情に鑑み、本発明は、下位装置とユーザ装置とが一対多で接続された通信システムの帯域の利用効率を向上させることが可能である端局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。

本発明の一態様は、下位側に複数のユーザ装置が収容される下位装置と接続された終端装置と接続され、上位側に上位装置が接続された端局装置において、
前記上位装置から通知された前記ユーザ装置の上り通信の情報から、前記ユーザ装置ごとの上り通信の帯域量の割り当ての情報を抽出する情報抽出部と、
前記終端装置に接続された前記下位装置の識別情報と、複数の前記ユーザ装置の識別情報とを対応付けて記憶する記憶部と、
前記ユーザ装置ごとの上り通信の帯域量の割り当ての情報と、前記下位装置の識別情報と、複数の前記ユーザ装置の識別情報とに基づいて、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量を決定する要求量決定部と、
前記終端装置の上り通信に要求される帯域量に基づいて、前記終端装置の上り通信の開始時刻と、前記終端装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量とを、前記終端装置に割り当てる帯域割当部と、
を備える端局装置である。

典型例として、前記終端装置の下位に接続された前記下位装置の識別情報を、前記終端装置から受信する通信部
を更に備え、 前記情報抽出部は、前記上位装置から通知された前記ユーザ装置の上り通信の情報から、前記上位装置と前記下位装置との対応付けを示す情報を抽出し、

前記記憶部は、前記終端装置に接続された前記下位装置の識別情報と、前記上位装置と前記下位装置との対応付けを示す情報と、複数の前記ユーザ装置の識別情報とを対応付けて記憶する。

好適例として、前記情報抽出部は、前記ユーザ装置の上り通信の情報から、前記ユーザ装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量の情報を抽出し、前記上位装置から前記情報抽出部が前記上り通信の情報を受信した時刻と、前記端局装置と前記終端装置との間で信号が伝送されるために必要な時間とに基づいて、上り通信の信号を前記終端装置が前記ユーザ装置から受信する時刻を算出し、
前記要求量決定部は、前記ユーザ装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量と、上り通信の信号を前記終端装置が前記ユーザ装置から受信する時刻とに基づいて、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量を決定する。

前記要求量決定部が、前記ユーザ装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量を、前記ユーザ装置に対応付けられた前記終端装置ごとに合計した結果を、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量とするようにしても良い。

また、前記要求量決定部が、前記終端装置が特定の時間帯に受信する上り通信の信号を送信する前記ユーザ装置について、前記ユーザ装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量を、前記ユーザ装置に対応付けられた前記終端装置ごとに合計した結果を、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量とするようにしても良い。

更に、前記帯域割当部が、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量を分割して、前記終端装置の上り通信の開始時刻と、前記終端装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量とを、複数回に分けて前記終端装置に割り当てるようにしても良い。

本発明の別の一態様は、下位側に複数のユーザ装置が収容される下位装置と接続された終端装置と接続され、上位側に上位装置が接続された端局装置における帯域割当方法であって、
前記上位装置から通知された前記ユーザ装置の上り通信の情報から、前記ユーザ装置ごとの上り通信の帯域量の割り当ての情報を抽出するステップと、
前記終端装置に接続された前記下位装置の識別情報と、複数の前記ユーザ装置の識別情報とが対応付されて記憶されており、前記ユーザ装置ごとの上り通信の帯域量の割り当ての情報と、前記下位装置の識別情報と、複数の前記ユーザ装置の識別情報とに基づいて、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量を決定するステップと、
前記終端装置の上り通信に要求される帯域量に基づいて、前記終端装置の上り通信の開始時刻と、前記終端装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量とを、前記終端装置に割り当てるステップと、
を有する帯域割当方法である。

本発明による端局装置及び帯域割当方法によれば、下位装置とユーザ装置とが一対多で接続された通信システムの帯域の利用効率を向上させることが可能となる。

本発明の第１の実施形態における、通信システムの構成例を示す図である。 同第１の実施形態における、端局装置の構成例を示す図である。 同第１の実施形態における、情報抽出部の動作の手順を示すフローチャートである。 同第１の実施形態における、要求量決定部の動作の手順を示すフローチャートである。 同第１の実施形態における、保存テーブルの一例を示す図である。 同第１の実施形態における、中継網要求量を算出する手順の一例を示すフローチャートである。 同第１の実施形態における、帯域割当部の動作の手順を示すフローチャートである。 同第１の実施形態における、通信システムの動作の手順の一例を示すシーケンス図である。 本発明の第２の実施形態における、情報抽出部の動作の手順を示すフローチャートである。 同第２の実施形態における、保存テーブルの一例を示す図である。 同第２の実施形態における、中継網要求量を算出する手順の一例を示すフローチャートである。 同第２の実施形態における、通信システムの動作の手順の一例を示すシーケンス図である。 本発明の第３の実施形態における、中継網要求量を算出する手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態における、中継網要求量を算出する手順の一例を示すフローチャートである。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態における、通信システム１の構成例を示す図である。
本通信システム１は、光信号によって通信するシステムである。通信システム１は、上位装置１０と、端局装置１１と、中継部１２と、終端装置１３（図では、１３−１〜１３−Ｐ）と、下位装置１４（図では、１４−１〜１４−Ｐ）と、ユーザ装置１５（図では、１５−１〜１５−Ｕ）とを備える。
通信システム１は、一例として、端局装置１１と終端装置１３と光ファイバ１２０（図では、１２０−０及び１２０−１〜１２０−Ｐ）と中継部１２とを有するＰＯＮ(Passive Optical Network）を含む。

以下、上位装置１０からユーザ装置１５への向きを「下り」という。また、ユーザ装置１５から上位装置１０への向きを「上り」という。

上位装置１０は、基地局装置（BBU）として機能する。上位装置１０は、上位網２０を介して、更に上位の他のシステムと通信接続されていてもよい。
本通信システム１では、最上位の装置（上位側の装置）は、上位装置１０である。上位装置１０と端局装置１１とは、一対一で接続されている。上位装置１０は、下り通信の主信号を端局装置１１に送信する。下り通信の主信号は、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報（帯域割当等の情報）を含んでいてもよい。上位装置１０は、上り通信の主信号を端局装置１１から受信する。

端局装置１１は、光加入者線端局装置（OLT: Optical Line Terminal）である。
図１の構成では、端局装置１１と、終端装置１３−１〜１３−Ｐ（Ｐは２以上の整数）とは、光ファイバ１２０と中継部１２を介して、一対多で接続されている。しかしながら、端局装置１１と、終端装置１３とが、光ファイバ１２０と中継部１２を介して、一対一で接続されていても良い。以下、端局装置１１と終端装置１３との間の通信回線を、「中継網３０」という。

中継部１２は、光スプリッタである。中継部１２は、光ファイバ１２０−０を介して端局装置１１から受信した光信号を、光ファイバ１２０−１〜１２０−Ｐによって分岐して、終端装置１３−１〜１３−Ｐに転送する。また、中継部１２は、光ファイバ１２０−１〜１２０−Ｐを介して終端装置１３−１〜１３−Ｐから受信した光信号を、端局装置１１に転送する。
なお、中継部１２は、光信号を多重又は分離する多重化装置でもよい。
終端装置１３は、光回線終端装置（ONU: Optical Network Unit）である。終端装置１３−ｉ（ｉは、１〜Ｐ）と、下位装置１４−ｉとは、一対一で接続されている。

下位装置１４は、通信装置であり、例えば、無線装置である。下位装置１４と複数のユーザ装置１５とは、一対多で接続されている。すなわち、下位装置１４（収容元装置）は、複数のユーザ装置１５を収容する。以下、下位装置１４とユーザ装置１５との間の通信回線を、「下位網４０」という。

ユーザ装置１５は、スマートフォン端末、タブレット端末、コンピュータ端末等の通信装置である。通信システム１では、最下位の装置（下位側の装置）は、これらユーザ装置１５−１〜１５−Ｕ（Ｕは２以上の整数）である。

端局装置１１の構成例を説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態における、端局装置１１の構成例を示す図である。端局装置１１は、上位通信部１１０と、情報抽出部１１１と、要求量決定部１１２と、記憶部１１３と、帯域割当部１１４と、下位通信部１１５とを備える。

上位通信部１１０と、情報抽出部１１１と、要求量決定部１１２と、帯域割当部１１４と、下位通信部１１５との一部または全部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。

上位通信部１１０は、上位装置１０から受信した主信号を、下位通信部１１５に転送する。上位通信部１１０は、下位通信部１１５から受信した主信号を、上位装置１０に転送する。
なお、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報（帯域割当等の情報）が主信号に含まれている場合、上位通信部１１０は、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を主信号から抽出して、当該情報を情報抽出部１１１に転送してもよい。

情報抽出部１１１は、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を、上位装置１０から受信する。情報抽出部１１１は、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報から、下位網４０におけるユーザ装置１５の上り通信の送信が許可される信号の情報量（以下、「下位網送信許可量」という）の情報を、ユーザ装置１５ごとに抽出する。
また、情報抽出部１１１は、上り通信のスケジューリングの情報から、上位装置１０と下位装置１４との対応付けを示す識別情報を抽出してもよい。

図３は、本発明の第１の実施形態における、情報抽出部１１１の動作の手順を示すフローチャートである。
情報抽出部１１１は、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を上位装置１０から受信する（ステップＳ１０１）。情報抽出部１１１は、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報から、下位網送信許可量を抽出する（ステップＳ１０２）。そして、情報抽出部１１１は、ユーザ装置１５の識別子（以下、「ユーザ装置識別子」という。）と、下位網送信許可量の情報とを対応付けて、要求量決定部１１２に送信する（ステップＳ１０３）。

要求量決定部１１２は、情報抽出部１１１が抽出した下位網送信許可量の情報に基づいて、中継網３０において終端装置１３の上り通信に要求される帯域量（以下、「中継網要求量」という。）を決定する。

図４は、本発明の第１の実施形態における、要求量決定部１１２の動作の手順を示すフローチャートである。
要求量決定部１１２は、新たな下位網送信許可量の情報を取得したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。新たな下位網送信許可量の情報を取得していない場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、要求量決定部１１２は、ステップＳ２０４に処理を進める。

新たな下位網送信許可量の情報を取得した場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、要求量決定部１１２は、ユーザ装置識別子ｕに対応するユーザ装置１５を収容する下位装置１４の識別子（以下、「下位装置識別子」という）を、記憶部１１３の保存テーブルに記憶させる。
下位装置識別子は、例えば、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスやＩＰ（Internet Protocol）アドレスである。下位装置識別子は、任意の範囲のネットワークにて独自に付与される識別子でもよい。

要求量決定部１１２は、ユーザ装置識別子ｕに対応するユーザ装置１５を収容する下位装置１４の優先度（Ｌとする）を、記憶部１１３の保存テーブルに記憶させてもよい。優先度Ｌは、ユーザ装置１５のユーザが契約するサービスが許容する遅延量に応じた優先順位である。優先度は、単一のレベルでもよいし、複数のレベルでもよい（ステップＳ２０２）。
要求量決定部１１２は、ユーザ装置識別子ｕごとの下位網送信許可量Ｗ［ｕ］を積算し、積算結果（総和）を記憶部１１３の保存テーブルに記憶させる（ステップＳ２０３）。

図５は、本発明の第１の実施形態における、上記保存テーブルの一例を示す図である。
要求量決定部１１２は、保存テーブルに各種データを保存する。保存テーブルの項目には、ユーザ装置識別子ｕと、下位装置識別子ｉと、優先度Ｌと、下位網送信許可量Ｗ［ｕ］とがある。
図５では、一例として、ユーザ装置識別子「ｕ１」と、下位装置識別子「ｉ１」と、優先度「Ｌ１」と、下位網送信許可量「Ｗ［ｕ１］」とが対応付けられている。

図４に戻り、要求量決定部１１２の動作の手順の説明を続ける。要求量決定部１１２は、現在時刻が、予め定められた送信時刻と等しいか否かを判定する。送信時刻は、帯域割当部１１４が、帯域割当の処理を周期的に実行する時刻である（ステップＳ２０４）。現在時刻が送信時刻と等しくない場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、要求量決定部１１２は、図４に示す処理を終了する。

現在時刻が送信時刻と等しい場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、要求量決定部１１２は、記憶部１１３に記憶された保存テーブルを参照し、保存テーブルの各項目に基づいて、中継網要求量Ｒ［ｉ］を算出する（ステップＳ２０５）。要求量決定部１１２は、中継網要求量Ｒ［ｉ］の情報を、帯域割当部１１４に送信する（ステップＳ２０６）。

図６は、本発明の第１の実施形態における、優先度Ｌごとの中継網要求量Ｒ［ｉ］を算出する手順の一例を示すフローチャートである。
すなわち、図６は、図４に示すステップＳ２０５の詳細を示すフローチャートである。要求量決定部１１２は、ステップＳ３０２及びステップＳ３０３の処理を、下位装置１４ごとに実行する（ステップＳ３０１）。
要求量決定部１１２は、下位装置１４−ｉが収容するユーザ装置１５−ｕの下位網送信許可量Ｗ［ｕ］を、優先度Ｌごとに合計する。そして、要求量決定部１１２は、下位装置１４−ｉの優先度Ｌごとの中継網要求量Ｒ［ｉ］（この場合、「Ｒ［ｉ］［Ｌ］」などとも表現できる）を、優先度Ｌごとの下位網送信許可量Ｗ［ｕ］の上記合計結果と等しい値とする（ステップＳ３０２）。その後、要求量決定部１１２は、図５に示す保存テーブルにおいて、当該ユーザ装置１５−ｕの下位網送信許可量Ｗ［ｕ］を、値０にリセットする（ステップＳ３０３）。 なお、要求量決定部１１２は、下位装置１４−ｉが収容するユーザ装置１５−ｕの下位網送信許可量Ｗ［ｕ］を、優先度Ｌごとではなく全て合計しても良い。この場合、要求量決定部１１２は、下位装置１４−ｉの中継網要求量Ｒ［ｉ］を、下位網送信許可量Ｗ［ｕ］の合計結果と等しい値とする。

なお、下位装置１４における上り通信の信号の転送処理には、ユーザ装置１５の上り通信の信号に応じて、オーバヘッドが発生する場合がある。ここでいうオーバヘッドとは、上り通信における主信号以外の信号のことを指し、例えばデータ転送に追加で付加される制御情報である。このため、中継網要求量Ｒ［ｉ］には、オーバヘッドに応じた情報量等が加算又は乗算されてもよい。

要求量決定部１１２は、中継網要求量Ｒ［ｉ］を算出していない下位装置１４が残っている場合、ステップＳ３０１に処理を戻す。要求量決定部１１２は、中継網要求量Ｒ［ｉ］を算出していない下位装置１４が残っていない場合、図６に示す処理を終了する（ステップＳ３０４）。

記憶部１１３は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性の記憶媒体（非一時的な記録媒体）を有する。記憶部１１３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やレジスタなどの揮発性の記憶媒体を有していてもよい。記憶部１１３は、例えば、ソフトウェア機能部を機能させるためのプログラムを記憶してもよい。記憶部１１３は、例えば、上記保存テーブルを記憶する。記憶部１１３は、上位装置１０、端局装置１１、終端装置１３、下位装置１４及びユーザ装置１５の接続関係を示す情報を、予め記憶していてもよい。

帯域割当部１１４は、終端装置１３が上り通信の信号の送信を待つ時間が、全ての終端装置１３において公平となるように、終端装置１３の上り通信の送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］（中継網送信許可の送信開始時刻）を算出するとともに、
中継網３０における終端装置１３の上り通信の送信が許可される信号の情報量（以下、「中継網送信許可量」という）を算出する。

図７は、本発明の第１の実施形態における、帯域割当部１１４の動作の手順を示すフローチャートである。
帯域割当部１１４は、図７に示す動作の手順を実行することによって、終端装置１３の上り通信の遅延時間を小さくすることができる。

帯域割当部１１４は、下位装置１４−ｉの上り通信の信号の割当量Ａ［ｉ］を算出する。割当量Ａ［ｉ］は、中継網要求量Ｒ［ｉ］を所定の分割数Ｎで除算した量である（ステップＳ４０１）。帯域割当部１１４は、ステップＳ４０３からステップＳ４０６までを、分割数Ｎ回分、繰り返し実行する（ステップＳ４０２）。
まず、帯域割当部１１４は、優先度Ｌが高い順に下位装置１４を選択する。そして、帯域割当部１１４は、ステップＳ４０４からステップＳ４０６までを、選択した下位装置１４ごとに、繰り返し実行する（ステップＳ４０３）。

帯域割当部１１４は、当該下位装置１４−ｉの上り通信の割当量Ａ［ｉ］に余剰ビット量ＯＨを加算した結果（信号の情報量）を、下位装置１４−ｉの中継網送信許可量とする。
余剰ビット量ＯＨは、例えば、前方誤り訂正（FEC: Forward Error Correction）等の誤り訂正を行った際に付与するパリティ長と、中継網３０にて暗号化を実施する際に付与するヘッダに相当する追加ビット長と、終端装置１３が有する光送信器の安定発光及び安定消光に要する時間に相当する冗長ビット長と、端局装置１１が有する受信器（上述の下位通信部１１５の受信機能を実現させるもの）のクロックと終端装置１３の上り通信の信号との同期に要する同期ビット長とを、全て加算したビット長である（ステップＳ４０４）。

帯域割当部１１４は、前回の割り当てに対する送信終了時刻Ｅに基づいて、今回の割り当ての送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］（ｎは、実行した繰り返しの回数を示すカウンタ値であって、１から分割数Ｎまでのいずれか）を決定する。例えば、式（１）に示すように、帯域割当部１１４は、前回の割り当ての送信終了時刻Ｅを、今回の割り当ての送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］とする。

今回の割り当ての送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］
＝前回の割り当ての送信終了時刻Ｅ …（１）

なお、送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］の初期値は、少なくとも終端装置１３が下位装置１４から上り通信の信号を受信する時刻よりも遅くなるように、図７に示す動作の手順の実行を開始する時刻から、固定時間を加算した時刻とする（ステップＳ４０５）。

帯域割当部１１４は、今回の割り当ての送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］に基づいて、今回の割り当ての送信終了時刻Ｅを決定する。
帯域割当部１１４は、下位装置１４−ｉの中継網送信許可量（＝割当量Ａ［ｉ］＋余剰ビット量ＯＨ）に、係数Ｋを乗算する。係数Ｋは、時間をビット長で割った単位を有する。式（２）に示すように、帯域割当部１１４は、下位装置１４−ｉの中継網送信許可量に係数Ｋを乗算した結果に、今回の割り当ての送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］を加算した結果を、今回の割り当ての送信終了時刻Ｅとする（ステップＳ４０６）。

今回の割り当ての送信終了時刻Ｅ
＝今回の割り当ての送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］
＋係数Ｋ（割当量Ａ［ｉ］＋余剰ビット量ＯＨ） …（２）

帯域割当部１１４は、今回の割り当ての送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］を決定していない下位装置１４が残っている場合、ステップＳ４０３に処理を戻す。帯域割当部１１４は、今回の割り当ての送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］を決定していない下位装置１４が残っていない場合、ステップＳ４０８に処理を進める（ステップＳ４０７）。

帯域割当部１１４は、ステップＳ４０３からステップＳ４０７までを、分割数Ｎ回まで繰り返し実行していない場合、ステップＳ４０２に処理を戻す。分割数Ｎ回まで繰り返し実行した場合、図７に示す動作の手順を終了する（ステップＳ４０８）。

帯域割当部１１４は、終端装置１３の上り通信の送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］の情報を、下位通信部１１５に送信する。また、帯域割当部１１４は、終端装置１３ごとの中継網送信許可量の情報を、下位通信部１１５に送信する。

図２に戻り、端局装置１１の構成例の説明を続ける。下位通信部１１５は、上位通信部１１０から受信した下り通信の主信号を、中継網３０を介して終端装置１３に転送する。
下位通信部１１５は、中継網３０を介して終端装置１３から受信した上り通信の主信号を、上位通信部１１０に転送する。

下位通信部１１５は、終端装置１３の上り通信の送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］の情報を、帯域割当部１１４から取得する。下位通信部１１５は、終端装置１３の上り通信の送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］の情報を、中継網３０を介して終端装置１３に転送する。
また、下位通信部１１５は、終端装置１３ごとの中継網送信許可量の情報を、帯域割当部１１４から取得する。下位通信部１１５は、終端装置１３ごとの中継網送信許可量の情報を、中継網３０を介して終端装置１３に転送する。

図８は、本第１の実施形態における、通信システムの動作の手順の一例を示すシーケンス図である。
上位装置１０は、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を、下り通信の主信号として、端局装置１１の上位通信部１１０に送信する（ステップＳ５０１）。端局装置１１は、このユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を、下り通信の主信号として、中継部１２に転送する（ステップＳ５０２）。中継部１２は、このユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を、下り通信の主信号として、終端装置１３に転送する（ステップＳ５０３）。

終端装置１３は、上記ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を、下り通信の主信号として、下位装置１４に転送する（ステップＳ５０４）。そして下位装置１４は、このユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を、下り通信の主信号としてユーザ装置１５に転送する（ステップＳ５０５）。
ユーザ装置１５は、当該ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を取得する。ユーザ装置１５は、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を取得してから、予め定められた待機時間αを待った後に、上り通信の主信号を、下位装置１４に無線送信する。待機時間αは、例えばＬＴＥ等の場合、４ｍｓである（ステップＳ５０６）。

上位装置１０は、中継網送信許可量を端局装置１１に算出させるために、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を、端局装置１１の情報抽出部１１１に送信する（ステップＳ５０７）。なお、上位装置１０は、上記ステップＳ５０１において、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を、端局装置１１の情報抽出部１１１に（上位通信部１１０への送信と合わせて）送信してもよい。

情報抽出部１１１は、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報から、下位網送信許可量の情報をユーザ装置１５ごとに抽出する（ステップＳ５０８）。要求量決定部１１２は、ユーザ装置１５ごとの下位網送信許可量に基づいて、中継網要求量を決定する（ステップＳ５０９）。

帯域割当部１１４は、今回の割り当てに対する終端装置１３の上り通信の送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］と、中継網送信許可量とを算出する（ステップＳ５１０）。下位通信部１１５は、終端装置１３の上り通信の送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］の情報と、終端装置１３ごとの中継網送信許可量の情報とを、終端装置１３ごとに中継部１２に転送する（ステップＳ５１１）。

中継部１２は、終端装置１３の上り通信の送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］の情報と、終端装置１３ごとの中継網送信許可量の情報とを、終端装置１３に転送する（ステップＳ５１２）。終端装置１３は、取得した中継網送信許可量の情報に基づいて、上り通信の帯域を定める（ステップＳ５１３）。
下位装置１４は、上述した上り通信の主信号（ステップＳ５０６参照）を終端装置１３に転送する（ステップＳ５１４）。終端装置１３は、現在時刻が送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］と等しくなった場合、定めた帯域に応じて、上り通信の主信号を中継部１２に転送する（ステップＳ５１５）。

中継部１２は、上り通信の主信号を端局装置１１に転送する（ステップＳ５１６）。そして、端局装置１１の下位通信部１１５は、上位通信部１１０を介して、上り通信の主信号を上位装置１０に転送する（ステップＳ５１７）。上位装置１０は、上り通信の主信号を取得する（ステップＳ５１８）。

以上のように、下位側に複数のユーザ装置１５が収容される下位装置１４と接続された終端装置１３と接続され、上位側に上位装置１０が接続された第１の実施形態の端局装置１１において、情報抽出部１１１は、上位装置１０から通知されるユーザ装置１５の上り通信の情報から、ユーザ装置１５ごとの上り通信の帯域量の割り当ての情報を抽出する。
そして、記憶部１１３は、終端装置１３に接続された下位装置１４の識別情報（下位装置識別子）と、複数のユーザ装置１５の識別情報（ユーザ装置識別子）とを対応付けて記憶する。
また、要求量決定部１１２は、ユーザ装置１５ごとの上り通信の帯域量の割り当ての情報と、下位装置１４の識別情報と、複数のユーザ装置１５の識別情報とに基づいて、終端装置１３の上り通信に要求される帯域量（中継網要求量）を決定する。
更に、帯域割当部１１４は、終端装置１３の上り通信に要求される帯域量に基づいて、終端装置１３の上り通信の開始時刻（送信開始時刻）と、終端装置１３の上り通信の送信が許可される信号の情報量（中継網送信許可量）とを、終端装置１３に割り当てる。

これによって、第１の実施形態の端局装置１１及び帯域割当方法は、下位装置１４とユーザ装置１５とが一対多で接続された通信システムの帯域の利用効率を向上させることが可能となる。

上述のように、第１の実施形態の端局装置１１及び帯域割当方法では、上位装置１０から下位装置１４へのスケジューリングの情報（帯域割当等の情報）に基づいて、終端装置１３への帯域割当を行う。この場合、下位装置１４への信号制御によって、ＰＯＮ等の帯域を活用することが可能となる。従って、第１の実施形態の端局装置１１及び帯域割当方法は、上り通信の信号の転送の低遅延化を可能とする。

また、第１の実施形態の端局装置１１は、終端装置１３の下位に接続された下位装置１４の識別情報を、終端装置１３から受信する下位通信部１１５を更に備える。情報抽出部１１１は、ユーザ装置１５の上り通信の情報として上位装置１０から受信した識別情報から、上位装置１０と下位装置１４との対応付けを示す情報（対応情報）を抽出する。記憶部１１３は、この対応情報に基づく識別情報を記憶する。

更に、第１の実施形態の端局装置１１では、要求量決定部１１２は、ユーザ装置１５の上り通信の送信が許可される信号の情報量を、ユーザ装置１５に対応付けられた終端装置１３ごとに合計した結果を、終端装置１３の上り通信に要求される帯域量とする。第１の実施形態の端局装置１１では、帯域割当部１１４は、終端装置１３の上り通信に要求される帯域量を分割して、終端装置１３の上り通信の開始時刻と、終端装置１３の上り通信の送信が許可される信号の情報量とを、複数回に分けて終端装置１３に割り当てる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態では、スケジュールの情報を抽出する処理と、保存テーブルと、中継網要求量を算出する処理と、終端装置１３の上り通信の送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］の決定方法とが、第１の実施形態と相違する。第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。

第２の実施形態では、端局装置１１は、下位装置１４から終端装置１３への上り通信の信号の到着時刻、すなわち、終端装置１３が上り通信の信号を受信する時刻を推測する。
端局装置１１は、第１の実施形態と比較して、上り通信の信号の転送をさらに低遅延化することが可能となる。
本第２の実施形態では、上位装置１０がユーザ装置１５の上り通信のスケジューリング（帯域割当）を実行する時間間隔又は時間帯と、端局装置１１の帯域割当部１１４が中継網送信許可量を算出する時間間隔又は時間帯とが等しい場合について説明する。

図９は、本発明の第２の実施形態における、情報抽出部の動作の手順を示すフローチャートである。
端局装置１１の情報抽出部１１１は、ユーザ装置１５の上り通信のスケジューリングの情報を取得する（ステップＳ６０１）。情報抽出部１１１は、スケジューリングの情報から下位網送信許可量Ｗ［ｕ］を抽出する（ステップＳ６０２）。

情報抽出部１１１は、上り通信の信号が下位装置１４−ｉ（ｉ＝１〜Ｐ）から終端装置１３−ｉに到着する時刻、すなわち、上り通信の信号を終端装置１３−ｉが下位装置１４−ｉから受信する時刻（以下、「上り信号受信時刻」という）を算出する。

具体的には、情報抽出部１１１は、情報抽出部１１１がスケジューリングの情報を受信する時刻と、中継網３０の信号の伝送時間と、ユーザ装置１５がスケジューリングの情報を受信してから、上り通信の信号を送信するまでの待機時間αと、信号の往復にかかる時間（詳細は後述）とに基づいて、上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］を算出する。
上位装置１０から端局装置１１への下り通信の主信号の送信時刻と、上位装置１０から端局装置１１へのスケジューリングの情報の送信時刻とが同じである場合、上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］は、式（３）で表される。

Ｚ［ｕ］＝Ｔ［ｕ］＋Ｄ［ｉ］＋α＋β …（３）

ここで、Ｔ［ｕ］は、端局装置１１が上位装置１０からスケジューリングの情報を受信する時刻を示す。Ｄ[ｉ]は、端局装置１１から終端装置１３への下り通信の信号の伝送時間を示す。αは、ユーザ装置１５が上り通信の信号を送信するまでの待機時間を示す。βは、終端装置１３と下位装置１４との間における信号の往復にかかる時間と、下位装置１４とユーザ装置１５との間における信号の往復にかかる時間との合計時間を示す。

上位装置１０から端局装置１１への下り通信の主信号の送信時刻と、上位装置１０から端局装置１１へのスケジューリングの情報の送信時刻とが異なる場合、上位装置１０は、スケジューリングの情報の送信時刻から下り通信の主信号の送信時刻を減算した時間差Ｍ［ｕ］を、スケジューリングの情報とは別に、端局装置１１の情報抽出部１１１に通知する。時間差Ｍ［ｕ］は、スケジューリングの情報の送信時刻が下り通信の主信号の送信時刻より遅い場合は正の値であり、スケジューリングの情報の送信時刻が下り通信の主信号の送信時刻より早い場合は負の値である。情報抽出部１１１は、式（３）の右辺から時間差Ｍ［ｕ］を減算した値を算出する。
すなわち、上位装置１０から端局装置１１への下り通信の主信号の送信時刻と、上位装置１０から端局装置１１へのスケジューリングの情報の送信時刻とが異なる場合、上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］は、式（４）で表される。

Ｚ［ｕ］＝Ｔ［ｕ］＋Ｄ［ｉ］＋α＋β−Ｍ［ｕ］ …（４）

情報抽出部１１１は、時間差Ｍ［ｕ］が上位装置１０から端局装置１１に通知されない場合、式（４）に示す時間差Ｍ［ｕ］を固定値としてもよい。

これにより、情報抽出部１１１は、情報抽出部１１１がスケジューリングの情報を受信する時刻Ｔ［ｕ］と、中継網３０の信号の伝送時間Ｄ［ｉ］と、ユーザ装置１５がスケジューリングの情報を受信してから、上り通信の主信号を送信するまでの待機時間αと、上述の信号の往復にかかる時間と、時間差Ｍ［ｕ］とに基づいて、上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］を算出する（ステップＳ６０３）。
情報抽出部１１１は、ユーザ装置識別子ｕと、下位網送信許可量Ｗ［ｕ］の情報と、上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］の情報とを、要求量決定部１１２に送信する（ステップＳ６０４）。

図１０は、本発明の第２の実施形態における、上記保存テーブルの一例を示す図である。
要求量決定部１１２は、保存テーブルに各種データを保存する。保存テーブルの項目には、ユーザ装置識別子ｕと、下位装置識別子ｉと、優先度Ｌと、下位網送信許可量Ｗ［ｕ］＃Ｆ（Ｆは、情報抽出部１１１が要求量決定部１１２に送信した下位網送信許可量の情報の個数）と、上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］＃Ｇ（Ｇは、情報抽出部１１１が要求量決定部１１２に送信した上り信号受信時刻の情報の個数）とがある。
要求量決定部１１２は、複数の下位網送信許可量の情報を情報抽出部１１１から受信した場合、複数の下位網送信許可量の情報をそれぞれ別々に保存する。要求量決定部１１２は、複数の上り信号受信時刻の情報を情報抽出部１１１から受信した場合、複数の上り信号受信時刻の情報をそれぞれ別々に保存する。

図１０では、一例として、ユーザ装置識別子「ｕ１」と、下位装置識別子「ｉ１」と、優先度「Ｌ１」と、下位網送信許可量「Ｗ［ｕ１］＃１」と、上り信号受信時刻「Ｚ［ｕ］＃１」とが対応付けられている。ここで、下位網送信許可量Ｗ［ｕ］と上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］のそれぞれにおいて、個数が１でない場合には、当該個数分の「Ｗ［ｕ１］」や「Ｚ［ｕ］」が、上記保存テーブルに保存される。

図１１は、本発明の第２の実施形態における、中継網要求量Ｒ［ｉ］を算出する手順の一例を示すフローチャートである。
すなわち、図１１は、図４に示すステップＳ２０５の詳細を示すフローチャートである。要求量決定部１１２は、ステップＳ７０２からステップＳ７０５までの処理を、下位装置１４ごとに実行する（ステップＳ７０１）。
要求量決定部１１２は、記憶部１１３に記憶された保存テーブルを参照し、帯域割当の対象となる時間帯に含まれる上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］に対応した下位網送信許可量Ｗ［ｕ］の情報を取得する（ステップＳ７０２）。

次に、要求量決定部１１２は、下位装置１４−ｉの中継網要求量Ｒ［ｉ］を、上記取得した下位網送信許可量Ｗ［ｕ］と等しい値とする（ステップＳ７０３）。要求量決定部１１２は、図５に示す保存テーブルにおいて、対応する下位網送信許可量Ｗ［ｕ］を値０にリセットする（ステップＳ７０４）。
そして、要求量決定部１１２は、上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］の情報を、帯域割当部１１４に送信する。要求量決定部１１２は、要求量決定部１１２部が算出処理に用いる上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］（ローカル変数）を、値０にリセットする（ステップＳ７０５）。

要求量決定部１１２は、中継網要求量Ｒ［ｉ］を算出していない下位装置１４が残っている場合、ステップＳ７０１に処理を戻す。要求量決定部１１２は、中継網要求量Ｒ［ｉ］を算出していない下位装置１４が残っていない場合、図１１に示す処理を終了する（ステップＳ７０６）。

帯域割当部１１４は、要求量決定部１１２から受信した上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］の情報に基づいて、終端装置１３の上り通信の送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］を決定する。

図１２は、本第２の実施形態における、通信システムの動作の手順の一例を示すシーケンス図である。
ステップＳ８０１〜ステップＳ８０８は、図８に示すステップＳ５０１〜ステップＳ５０８と同様であるため、それ以降のステップについて説明する。
要求量決定部１１２は、ユーザ装置１５ごとの下位網送信許可量の情報に基づいて、中継網要求量の情報を決定する。要求量決定部１１２は、上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］の情報を、帯域割当部１１４に送信する（ステップＳ８０９）。
帯域割当部１１４は、上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］に基づいて、今回の割り当ての送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］と、中継網送信許可量とを算出する（ステップＳ８１０）。

ステップＳ８１１〜ステップＳ８１４は、図８に示すステップＳ５１１〜ステップＳ５１４と同様である。
終端装置１３は、現在時刻が送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］と等しくなった場合、定めた帯域に応じて、上り通信の主信号を中継部１２に転送する。本実施形態では、送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］の精度が高いので、終端装置１３が上り通信の信号を転送するまでの待機時間は、図８に示すステップＳ５１５と比較して短い（ステップＳ８１５）。
ステップＳ８１６〜ステップＳ８１８は、図８に示すステップＳ５１６〜ステップＳ５１８と同様である。

以上のように、第２の実施形態の情報抽出部１１１は、ユーザ装置１５の上り通信の情報から、ユーザ装置１５の上り通信の送信が許可される信号の情報量の情報を抽出し、上位装置１０から情報抽出部１１１が上り通信の情報を受信した時刻と、端局装置１１と終端装置１３との間で信号が伝送されるために必要な時間（伝送時間）とに基づいて、上り通信の信号を終端装置１３がユーザ装置１５から受信する時刻を算出する。そして、要求量決定部１１２は、ユーザ装置１５の上り通信の送信が許可される信号の情報量と、上り通信の信号を終端装置１３がユーザ装置１５から受信する時刻（到着時刻）とに基づいて、終端装置１３の上り通信に要求される帯域量（中継網要求量）を決定する。

これによって、第２の実施形態の端局装置１１及び帯域割当方法は、送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］の決定精度を向上させることが可能となる。第２の実施形態の端局装置１１及び帯域割当方法は、精度の高い送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］に基づいて、終端装置１３が上り通信の信号を転送するまでの待機時間を短縮することが可能となる。

すなわち、第２の実施形態の端局装置１１は、終端装置１３が上り通信の信号を受信する時刻（上り信号が終端装置１３に到着する時刻）と、スケジューリングの情報に記載された下位網送信許可量とに基づいて、送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］と中継網送信許可量を算出する。
また、第２の実施形態の要求量決定部１１２は、終端装置１３が特定の時間帯に受信する上り通信の信号を送信するユーザ装置１５について、ユーザ装置１５の上り通信の送信が許可される信号の情報量を、ユーザ装置１５に対応付けられた、終端装置１３の上り通信に要求される帯域量とする。

［第３の実施形態］
第３の実施形態では、要求量決定部１１２が中継網要求量Ｒ［ｉ］を算出する処理が、第２の実施形態と相違する。第３の実施形態では、第２の実施形態との相違点についてのみ説明する。

第３の実施形態でも、端局装置１１は、下位装置１４から終端装置１３への上り通信の信号の到着時刻、すなわち、終端装置１３が上り通信の信号を受信する時刻を推測する。この点は上記第２の実施形態と同様である。
従って、端局装置１１は、第１の実施形態と比較して、上り通信の信号の転送をさらに低遅延化することが可能となる。

本第３の実施形態では、上位装置１０がユーザ装置１５の上り通信のスケジューリング（帯域割当）を実行する時間間隔が、端局装置１１の帯域割当部１１４が中継網送信許可量を算出する時間間隔よりも長い場合について説明する。
この場合、第２の実施形態と同様の処理を行うと、帯域割当部１１４が中継網送信許可量を算出する時間間隔内に、ユーザ装置１５が、下位送信許可量に対応する上り通信の信号の一部を送信できない可能性がある。

図１３は、本第３の実施形態における、中継網要求量を算出する手順の一例を示すフローチャートである。
すなわち、図１３は、図４に示すステップＳ２０５の詳細を示すフローチャートである。要求量決定部１１２は、ステップＳ９０２からステップＳ９０６までの処理を、下位装置１４ごとに実行する（ステップＳ９０１）。ステップＳ９０２は、図１１に示すステップＳ７０２と同様である。

次に、要求量決定部１１２は、下位網送信許可量Ｗ［ｕ］と、帯域割当部１１４が中継網送信許可量を算出（帯域割当）する時間間隔内に下位装置１４−ｉに収容されるユーザ装置１５が送信できる最大量（割当可能量）とのうち、小さい方を選択する。要求量決定部１１２は、下位装置１４−ｉの中継網要求量Ｒ［ｉ］を、選択した量と等しい値とする（ステップＳ９０３）。

要求量決定部１１２は、記憶部１１３の保存テーブルに記憶された直近の下位網送信許可量Ｗ［ｕ］から、中継網要求量Ｒ［ｉ］を減算した値を、新たな下位網送信許可量Ｗ［ｕ］として、当該保存テーブルに記憶させる（ステップＳ９０４）。要求量決定部１１２は、新たな下位網送信許可量Ｗ［ｕ］が値０であるか否かを判定する（ステップＳ９０５）。

新たな下位網送信許可量Ｗ［ｕ］が値０でない場合、すなわち、新たな下位網送信許可量Ｗ［ｕ］が値０より大きい場合（ステップＳ９０５：ＮＯ）、要求量決定部１１２は、ステップＳ９０７に処理を進める。この場合、次回に帯域割当部１１４が中継網送信許可量を算出する時間間隔内においても、下位装置１４から終端装置１３への上り通信の信号が到着する。

新たな下位網送信許可量Ｗ［ｕ］が値０である場合（ステップＳ９０５：ＹＥＳ）、要求量決定部１１２は、下位装置１４−ｉの上り信号受信時刻Ｚ［ｕ］を値０にリセットする（ステップＳ９０６）。
要求量決定部１１２は、中継網要求量Ｒ［ｉ］を算出していない下位装置１４が残っている場合、ステップＳ９０１に処理を戻す。要求量決定部１１２は、中継網要求量Ｒ［ｉ］を算出していない下位装置１４が残っていない場合、図１３に示す処理を終了する（ステップＳ９０７）。

以上のように、第３の実施形態の要求量決定部１１２は、下位網送信許可量Ｗ［ｕ］と、帯域割当部１１４が中継網送信許可量を算出（帯域割当）する時間間隔内にユーザ装置１５が送信できる最大量（割当可能量）とのうち小さい方を選択する。要求量決定部１１２は、下位装置１４−ｉの中継網要求量Ｒ［ｉ］を、選択した量と等しい値とする。

これによって、第３の実施形態の端局装置１１及び帯域割当方法は、上位装置１０がユーザ装置１５の上り通信のスケジューリング（帯域割当）を実行する時間間隔が、端局装置１１の帯域割当部１１４が中継網送信許可量を算出する時間間隔よりも長い場合でも、送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］の決定精度を向上させることが可能となる。

すなわち、第３の実施形態の端局装置１１及び帯域割当方法によれば、上位装置１０がユーザ装置１５の上り通信のスケジューリング（帯域割当）を実行する時間間隔が、端局装置１１の帯域割当部１１４が中継網送信許可量を算出する時間間隔よりも長い場合でも、精度の高い送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］に基づいて、終端装置１３が上り通信の信号を転送するまでの待機時間を短縮することが可能となる。

［第４の実施形態］
第４の実施形態では、要求量決定部１１２が中継網要求量Ｒ［ｉ］を算出する処理が、第２、第３の実施形態と相違する。第４の実施形態では、その相違点についてのみ説明する。

第４の実施形態でも、端局装置１１は、下位装置１４から終端装置１３への上り通信の信号の到着時刻、すなわち、終端装置１３が上り通信の信号を受信する時刻を推測する。
従って、端局装置１１は、第１の実施形態と比較して、上り通信の信号の転送をさらに低遅延化することが可能となる。

本第４の実施形態では、上位装置１０がユーザ装置１５の上り通信のスケジューリング（帯域割当）を実行する時間間隔が、端局装置１１の帯域割当部１１４が中継網送信許可量を算出する時間間隔よりも短い場合について説明する。
この場合、帯域割当部１１４が中継網送信許可量を算出する時間間隔内に、同一の終端装置１３に接続する複数のユーザ装置１５が、下位送信許可量に対応する上り通信の信号を送信する可能性がある。

図１４は、本第４の実施形態における、中継網要求量を算出する手順の一例を示すフローチャートである。
すなわち、図１４は、図４に示すステップＳ２０５の詳細を示すフローチャートである。要求量決定部１１２は、ステップＳ１００２からステップＳ１００５までの処理を、下位装置１４ごとに実行する（ステップＳ１００１）。ステップＳ１００２は、図１１に示すステップＳ７０２と同様である。

次に、要求量決定部１１２は、下位装置１４−ｉの中継網要求量Ｒ［ｉ］を、下位装置１４−ｉに収容されるユーザ装置１５の下位網送信許可量Ｗ［ｕ］の合計値と等しい値とする（ステップＳ１００３）。要求量決定部１１２は、保存テーブルに記憶される下位網送信許可量Ｗ［ｕ］を値０にリセットする（ステップＳ１００４）。更に、要求量決定部１１２は、要求量決定部１１２部が算出処理に用いる中継網要求量Ｒ［ｕ］（ローカル変数）を、値０にリセットする（ステップＳ１００５）。

以上のように、第４の実施形態の要求量決定部１１２は、下位装置１４−ｉの中継網要求量Ｒ［ｉ］を、上述の下位網送信許可量Ｗ［ｕ］の合計値と等しい値とする。これによって、第４の実施形態の端局装置１１及び帯域割当方法は、上位装置１０がユーザ装置１５の上り通信のスケジューリング（帯域割当）を実行する時間間隔が、端局装置１１の帯域割当部１１４が中継網送信許可量を算出する時間間隔よりも短い場合でも、精度の高い送信開始時刻Ｓ［ｉ，ｎ］に基づいて、終端装置１３が上り通信の信号を転送するまでの待機時間を短縮することが可能となる。

上述した実施形態における上位装置、端局装置、終端装置、下位装置、ユーザ装置、通信システム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く、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現され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。

本発明による端局装置及び帯域割当方法によれば、下位装置とユーザ装置とが一対多で接続された通信システムの帯域の利用効率を向上させることが可能となる。

１…通信システム
１０…上位装置
１１…端局装置
１２…中継部
１３…終端装置
１４…下位装置
１５…ユーザ装置
２０…上位網
３０…中継網
４０…下位網
１１０…上位通信部
１１１…情報抽出部
１１２…要求量決定部
１１３…記憶部
１１４…帯域割当部
１１５…下位通信部
１２０…光ファイバ

Claims (7)

1. 下位側に複数のユーザ装置が収容される下位装置と接続された終端装置と接続され、上位側に上位装置が接続された端局装置において、
   前記上位装置から通知された前記ユーザ装置の上り通信の情報から、前記ユーザ装置ごとの上り通信の帯域量の割り当ての情報を抽出する情報抽出部と、
   前記終端装置に接続された前記下位装置の識別情報と、複数の前記ユーザ装置の識別情報とを対応付けて記憶する記憶部と、
   前記ユーザ装置ごとの上り通信の帯域量の割り当ての情報と、前記下位装置の識別情報と、複数の前記ユーザ装置の識別情報とに基づいて、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量を決定する要求量決定部と、
   前記終端装置の上り通信に要求される帯域量に基づいて、前記終端装置の上り通信の開始時刻と、前記終端装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量とを、前記終端装置に割り当てる帯域割当部と、
   を備える端局装置。
2. 前記終端装置の下位に接続された前記下位装置の識別情報を、前記終端装置から受信する通信部
   を更に備え、 前記情報抽出部は、前記上位装置から通知された前記ユーザ装置の上り通信の情報から、前記上位装置と前記下位装置との対応付けを示す情報を抽出し、
   前記記憶部は、前記終端装置に接続された前記下位装置の識別情報と、前記上位装置と前記下位装置との対応付けを示す情報と、複数の前記ユーザ装置の識別情報とを対応付けて記憶する、請求項１に記載の端局装置。
   
3. 前記情報抽出部は、前記ユーザ装置の上り通信の情報から、前記ユーザ装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量の情報を抽出し、前記上位装置から前記情報抽出部が前記上り通信の情報を受信した時刻と、前記端局装置と前記終端装置との間で信号が伝送されるために必要な時間とに基づいて、上り通信の信号を前記終端装置が前記ユーザ装置から受信する時刻を算出し、
   前記要求量決定部は、前記ユーザ装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量と、上り通信の信号を前記終端装置が前記ユーザ装置から受信する時刻とに基づいて、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量を決定する、請求項１に記載の端局装置。
4. 前記要求量決定部は、前記ユーザ装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量を、前記ユーザ装置に対応付けられた前記終端装置ごとに合計した結果を、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量とする、請求項１に記載の端局装置。
5. 前記要求量決定部は、前記終端装置が特定の時間帯に受信する上り通信の信号を送信する前記ユーザ装置について、前記ユーザ装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量を、前記ユーザ装置に対応付けられた前記終端装置ごとに合計した結果を、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量とする、請求項１に記載の端局装置。
6. 前記帯域割当部は、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量を分割して、前記終端装置の上り通信の開始時刻と、前記終端装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量とを、複数回に分けて前記終端装置に割り当てる、請求項１に記載の端局装置。
7. 下位側に複数のユーザ装置が収容される下位装置と接続された終端装置と接続され、上位側に上位装置が接続された端局装置における帯域割当方法であって、
   前記上位装置から通知された前記ユーザ装置の上り通信の情報から、前記ユーザ装置ごとの上り通信の帯域量の割り当ての情報を抽出するステップと、
   前記終端装置に接続された前記下位装置の識別情報と、複数の前記ユーザ装置の識別情報とが対応付されて記憶されており、前記ユーザ装置ごとの上り通信の帯域量の割り当ての情報と、前記下位装置の識別情報と、複数の前記ユーザ装置の識別情報とに基づいて、前記終端装置の上り通信に要求される帯域量を決定するステップと、
   前記終端装置の上り通信に要求される帯域量に基づいて、前記終端装置の上り通信の開始時刻と、前記終端装置の上り通信の送信が許可される信号の情報量とを、前記終端装置に割り当てるステップと、
   を有する帯域割当方法。

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