WO2020245883A1 - 信号転送装置及び信号転送方法 - Google Patents

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speed
signal
signal transfer
buffers
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直剛 柴田
寛之 鵜澤
憲行 太田
寺田　純
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日本電信電話株式会社
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    • H04Q2011/0083—Testing; Monitoring

Definitions

  • the present invention relates to a signal transfer device and a signal transfer method.
  • the networks that make up the cellular system include mobile fronthaul (MFH: MobileFronthaul) and mobile backhaul (MBH: MobileBackhaul).
  • MFH MobileFronthaul
  • MH MobileBackhaul
  • MBH is a network between a base station and an centralized station that controls the base station, and is constructed by a layer 2 switch, a router, or the like.
  • the MFH is a configuration between the wireless control device and the wireless device when the base station is separately arranged in the wireless control device and the wireless device.
  • point-to-point connection has been used for this section, but it can be constructed by PON (Passive Optical Network) (see Patent Document 1), or networked by connecting layer 2 switches in multiple stages. Is also being studied (see Non-Patent Document 1), and more efficient accommodation can be realized as compared with a point-to-point connection.
  • An object of the present invention is to provide a signal transfer device and a signal transfer method capable of improving the number of multiplexes while reducing signal discard.
  • the signal transfer device includes a buffer unit including a plurality of buffers, a distribution unit that distributes an input signal to any of the plurality of buffers based on header information, and an input signal.
  • a speed calculation unit that calculates the speed at which the input signal is read from the plurality of buffers based on the burst information, and a speed calculation unit that reads the input signal from the plurality of buffers based on the speed calculated by the speed calculation unit. It is characterized by having an adjusting unit for adjusting the speed and a transfer unit for transferring signals read from each of the plurality of buffers.
  • the signal transfer method is input based on a distribution step of distributing the input signal to one of a plurality of buffers based on the header information and burst information of the input signal.
  • FIG. 1 shows the 1st configuration example of the signal transfer apparatus which uses burst information.
  • A is a figure which shows the 1st operation example which makes the signal interval in a burst period equal.
  • B is a figure which shows the 2nd operation example which makes the signal interval in a burst period equal.
  • C is a figure which shows the 3rd operation example which makes the signal interval in a burst period equal.
  • It is a figure which shows the 2nd configuration example of the signal transfer apparatus which uses burst information.
  • It is a figure which shows the configuration example of a wireless communication system.
  • It is a figure which shows the configuration example of a signal transfer apparatus.
  • the signal transfer device and the signal transfer method will be described by taking MFH as an example, but the wireless device may be read as a base station and the wireless control device as an aggregation station, and may be applied to MBH. Further, the layer 2 switch, the router, and the like are not distinguished, and all of them are assumed to be signal transfer devices.
  • a network composed of a plurality of signal transfer devices there is a network that accommodates communication between a plurality of wireless devices and a wireless control device.
  • a network that accommodates communication between a plurality of wireless devices and a wireless control device.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the wireless communication system 1.
  • the wireless communication system 1 includes, for example, four wireless devices 2-1 to 2-4 and one wireless control device 3 for controlling the wireless devices 2-1 to 2-4. Further, in the wireless communication system 1, signal transfer devices 4-1 to 4-5 are provided between the wireless devices 2-1 to 2-4 and the wireless control device 3.
  • the signal transfer devices 4-1 to 4-4 receive the signals transmitted by the wireless devices 2-1 to 2-4, respectively, and transfer the signals to the signal transfer devices 4-5.
  • the signal transfer device 4-5 transfers the signals received from each of the signal transfer devices 4-1 to 4-4 to the wireless control device 3.
  • the signal transfer device 4 and the like are simply abbreviated.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the signal transfer device 4.
  • the signal transfer device 4 includes a distribution unit 40, a buffer unit 41, an adjustment unit 42, and a transfer unit 43.
  • the distribution unit 40 distributes the input signal to one of the buffers 410-1 to 410-n, which will be described later, based on the header information.
  • the buffer unit 41 includes, for example, n buffers 410-1 to 410-n, and the buffers 410-1 to 410-n each hold (store) the signals distributed by the distribution unit 40.
  • the adjusting unit 42 adjusts the speed at which the signals held by the buffers 410-1 to 410-n are read out.
  • the transfer unit 43 reads the signals held by the buffers 410-1 to 410-n according to the read speed adjusted by the adjustment unit 42, and transfers the read signals.
  • the signals output by the signal transfer devices 4-1 to 4-4 are merged in the signal transfer device 4-5.
  • all the interfaces provided in the signal transfer devices 4-1 to 4-5 have a maximum transmission speed of 10 Gbps. That is, if the total traffic flowing from each of the wireless devices 2-1 to 2-4 is 10 Gbps or less, the signal transfer device 4-5 can accommodate all signals by one interface.
  • FIG. 7 is a diagram showing an operation example when the wireless communication system 1 has a burst property. As shown in FIG. 7, in the communication having burst property, the signal is instantaneously transmitted at the maximum value of the transmission speed of the interface.
  • the input transmission speed to the signal transfer device 4-5 is instantaneously set to the individual output of the signal transfer devices 4-1 to 4-4. It may exceed the transmission speed.
  • the signal transfer device 4-5 does not have a sufficient buffer, the buffer overflows and frame loss (discard signal) occurs.
  • a total of 40 Gbps signals are instantaneously input to the interface having a maximum transmission speed of 10 Gbps due to signal merging, and the signals are discarded.
  • the signal transfer device 4-5 may be configured to include a sufficient buffer in order to prevent the buffer from overflowing, but in this case, the circuit scale increases.
  • the wireless communication system 1 may be shaped to reduce signal discard. Shaping is to determine the maximum value of the output transmission speed below the maximum transmission speed of the interface, and if the input traffic momentarily exceeds the maximum value of the output transmission speed, frames are accumulated and delayed. The output transmission speed is reduced to a predetermined speed.
  • FIG. 8 is a diagram showing an operation example when the wireless communication system 1 performs shaping. As shown in FIG. 8, in the wireless communication system 1, the signal transfer devices 4-1 to 4-4 perform shaping to reduce the signal transmission speed before transferring the signal to the signal transfer device 4-5. You may.
  • each of the signal transfer devices 4-1 to 4-4 has an interface having a transmission speed of 10 Gbps, delays the signal by using the buffer unit 41, and suppresses the output transmission speed to 3 Gbps or less, respectively. .. That is, in each of the signal transfer devices 4-1 to 4-4, the maximum average transmission speed in one burst period is set to 3 Gbps by the adjusting unit 42.
  • the signals existing in one burst cycle span the next burst cycle. It will be transmitted. If this state continues, the signal transfer devices 4-1 to 4-4 continue to accumulate frames in the buffer unit 41, causing the buffer to overflow.
  • each of the signal transfer devices 4-1 to 4-4 uses the adjusting unit 42 to reduce the output transmission speed from the buffer unit 41 to at least 3 Gbps. Must be set to.
  • the output transmission speed at the beginning of the burst cycle is 3 Gbps, and when the traffic amount is small, there is a section in which no frame flows in the latter half of the burst cycle.
  • the signal transfer device 4-5 When such a signal is transferred from the signal transfer device 4-1 to 4-4 to the signal transfer device 4-5 at the same timing, the signal transfer device 4-5 instantaneously inputs a signal of 12 Gbps. At this time, since the input signal (12 Gbps) exceeds the maximum output transmission speed (10 Gbps) in the signal transfer device 4-5, the frame loss can be reduced as compared with the example shown in FIG. 7, but a sufficient buffer is provided. If it is not provided, the buffer will overflow and frame loss will occur.
  • the circuit scale of the signal transfer device will increase. Further, if the transmission speed of the traffic flowing from the signal transfer devices 4-1 to 4-4 is different, the signal transfer device 4-5 can efficiently accommodate the signal by utilizing the statistical multiplexing effect, but in the conventional technique, the burst cycle is at the beginning. Since the transmission speed is always fixed (3 Gbps), it is not possible to take advantage of the statistical multiplexing effect.
  • FIG. 1 is a diagram showing a first configuration example (signal transfer device 4a) of a signal transfer device that transfers a signal using burst information.
  • the signal transfer device 4a is substituted for each of the signal transfer devices 4-1 to 4-5 in the wireless communication system 1 shown in FIG. 5, for example, and constitutes the wireless communication system.
  • the four signal transfer devices 4a receive the signals transmitted by the wireless devices 2-1 to 2-4, respectively, and transfer the signals to the other signal transfer device 4a.
  • the other signal transfer device 4a transfers the signals received from each of the four signal transfer devices 4a to the wireless control device 3.
  • the signal transfer device 4a has a distribution unit 40, a buffer unit 41, a transfer unit 43, a burst information acquisition unit 44, a speed calculation unit 45, and an adjustment unit 46.
  • the same reference numerals are given to the configurations substantially the same as the configurations of the signal transfer device 4 shown in FIG.
  • the burst information acquisition unit 44 acquires burst information from the outside and outputs the acquired burst information to the speed calculation unit 45.
  • the burst information includes, for example, at least one of the total frame length and burst length in the burst, the burst period, and the like.
  • the speed calculation unit 45 calculates the speed of reading the input signal from the buffers 410-1 to 410-n based on the burst information acquired by the burst information acquisition unit 44, and sends each of the calculated speeds to the adjustment unit 46. Output to. For example, the speed calculation unit 45 calculates the speed at which the input signal is read from the buffers 410-1 to 410-n so that the signal (frame) intervals are evenly spaced within the burst cycle.
  • the adjusting unit 46 adjusts the speed of reading the input signal from the buffers 410-1 to 410-n based on the speed calculated by the speed calculation unit 45. For example, the adjusting unit 46 adjusts the speed of reading from the buffers 410-1 to 410-n for each burst cycle so that the signal (frame) intervals are evenly spaced within the burst cycle.
  • FIG. 2 is a diagram showing an operation example in which the signal transfer device 4a sets the signal (frame) intervals in the burst cycle to equal intervals for each burst cycle.
  • FIG. 2A is a diagram showing a first operation example in which the signal intervals in the burst period are equalized.
  • FIG. 2B is a diagram showing a second operation example in which the signal intervals within the burst period are equalized.
  • FIG. 2C is a diagram showing a third operation example in which the signal intervals within the burst period are equalized.
  • the burst signals shown in the uppermost stage are the i-th burst cycle signal (signal before speed adjustment) input to the signal transfer device 4a and the i + 1th burst cycle signal.
  • the signal transfer device 4a ends the output at the same time as the end time of the burst cycle with respect to the last frame (# 4) in the burst cycle. Further, in the signal transfer device 4a, regarding the first frame (# 5) in the burst cycle, the next frame (# 6) and the end time of the previous burst cycle (within the previous burst cycle) The same time interval is provided for each of the last frame (# 4) of.
  • the delay time for each frame is increased as compared with the first operation example shown in FIG. 2A.
  • the signal transfer devices 4-1 to 4-4 in the wireless communication system 1 are a signal transfer device 4a that operates as in the first operation example and a signal transfer device that operates as in the second operation example. It may be substituted so that 4a and 4a are mixed.
  • the burst information acquisition unit 44 is an external wireless device 2 or a wireless control device. It is realized by acquiring burst information in advance from 3 and the like.
  • the read speed from the buffer 410 to be adjusted by the adjustment unit 46 is the speed calculation unit at the start time of the burst cycle or after a very short time has elapsed from the start of the burst cycle. It must be calculated by 45.
  • the signal transfer device 4a performs the same operation as the first operation example shown in FIG. 2A after a delay of one burst cycle.
  • the signal transfer device 4a may calculate the interval of the signal output in the i + 1th burst cycle during the i-th burst cycle.
  • FIG. 3 shows an operation example of the wireless communication system 1 in which all of the signal transfer devices 4-1 to 4-4 are replaced only by the signal transfer device 4a that operates the first operation example shown in FIG. 2 (a). It is a figure which shows.
  • the wireless communication system 1 replaced only by the signal transfer device 4a performing the operation of the first operation example transfers signals of four frames output by each of the wireless devices 2-1 to 2-4.
  • the device 4a outputs frames at equal time intervals for each burst cycle.
  • the signal output by the wireless device 2-1 is set to 2.4 Gbps and the signal output by the wireless device 2-2 is set to 1.2 Gbps by the four signal transfer devices 4a.
  • the signals output by the wireless devices 2-3 and 2-4 are set to 1.8 Gbps, respectively.
  • the signals input from the four signal transfer devices 4a to the signal transfer devices 4-5 are 7.2 Gbps in total.
  • the signals output by the wireless devices 2-1 and 2-2 are set to 1.8 Gbps each by the four signal transfer devices 4a, and the signals output by the wireless devices 2-3 are set to 3 Gbps.
  • the signal output by the wireless device 2-4 is set to 1.2 Gbps.
  • the signals input from the four signal transfer devices 4a to the signal transfer devices 4-5 are 7.8 Gbps in total.
  • the total value of the outputs instantly becomes 12 Gbps only by shaping the signal transfer devices 4-1 to 4-4 with the limit rate of 3 Gbps (see FIG. 8). ), The total value of the output does not exceed 10 Gbps when replaced with four signal transfer devices 4a (FIG. 3).
  • the transmission speed of the signal input to the signal transfer device 4-5 is minimized in any burst period, and is set to the maximum transmission speed (10 Gbps) or less of the interface, thereby preventing frame loss. There is.
  • the wireless communication system 1 may be able to accommodate the traffic from the new signal transfer device by utilizing the statistical time-division effect. Come out.
  • FIG. 4 is a diagram showing a second configuration example (signal transfer device 4b) of a signal transfer device that transfers a signal using burst information.
  • the signal transfer device 4b is substituted for each of the signal transfer devices 4-1 to 4-5 in the wireless communication system 1 shown in FIG. 5, for example, and constitutes the wireless communication system.
  • the four signal transfer devices 4b receive the signals transmitted by the wireless devices 2-1 to 2-4, respectively, and transfer the signals to the other signal transfer device 4b.
  • the other one signal transfer device 4b transfers the signal received from each of the four signal transfer devices 4b to the wireless control device 3.
  • the signal transfer device 4b includes a distribution unit 40, a buffer unit 41b, a transfer unit 43, a speed calculation unit 45, an adjustment unit 46, and a burst information calculation unit 47.
  • the same reference numerals are given to the configurations substantially the same as the configurations of the signal transfer device 4a shown in FIG.
  • the buffer unit 41b includes, for example, n buffers 410-1 to 410-n, and the buffers 410-1 to 410-n each hold (store) the signals distributed by the distribution unit 40. Further, the buffer unit 41b outputs the signals held by the buffers 410-1 to 410-n to the burst information calculation unit 47.
  • the burst information calculation unit 47 calculates burst information from the signal input from the buffer unit 41b, and outputs the calculated burst information to the speed calculation unit 45. Then, based on the burst information calculated by the burst information calculation unit 47, the speed calculation unit 45 calculates the speed of reading the input signal from the buffers 410-1 to 410-n, and adjusts each of the calculated speeds. Output to 46.
  • the velocity calculation unit 45 receives the i-th burst shown in FIG. 2C based on the burst information calculated by the burst information calculation unit 47 until the end of the i-th burst cycle.
  • the speed at which the frame is read from the buffers 410-1 to 410-n is calculated.
  • the buffer unit 41b sends out the frame of the i-th burst in the i + 1-th burst cycle (FIG. 2 (c)). That is, the signal transfer device 4b has a larger frame delay than the signal transfer device 4a that operates the first operation example and the second operation example shown in FIGS. 2A and 2B. However, since the signal transfer device 4b calculates the burst information from the frame held in the buffer unit 41b, it is not necessary to acquire the burst information from the outside.
  • the signal transfer device 4b may predict and calculate the i-th burst information based on the 0-i-1st burst information when adjusting the read speed with respect to the i-th burst. In this case, the signal transfer device 4b can realize the operations of the first operation example and the second operation example shown in FIGS. 2A and 2B.
  • the signal transfer device 4b may further include the burst information acquisition unit 44 shown in FIG. That is, when the signal transfer device 4b includes the burst information calculation unit 47 and the burst information acquisition unit 44, the burst information acquisition unit 44 acquires the burst information obtained from the outside, and the burst information that cannot be obtained from the outside. May be calculated by the burst information calculation unit 47. Further, the signal transfer device 4b may perform a calculation for correcting the burst information by the burst information calculation unit 47 while acquiring the burst information by the burst information acquisition unit 44.
  • the signal transfer device 4b further includes the burst information acquisition unit 44 shown in FIG.
  • burst information e.g., a burst period T [s], i-th number of frame n i in a burst, i th j-th frame length p i of a frame in the burst, j [byte ] (n i ⁇ j ⁇ 1 ), the j-th and (j + 1) th frame interval a i, j [byte] ( n i -1 ⁇ j ⁇ 1), the transmission rate of the interface signal transfer device 4b r [bit / Sec].
  • the adjusting unit 46 adjusts each frame interval t 3.
  • the burst information acquisition unit 44 it is necessary to obtain a burst period T, the information of the burst length B i.
  • the frame length of the frame flowing at the end of the burst may not be b for adjustment, but if the number of frames ni is large enough, this effect can be considered negligible.
  • the burst information acquisition unit 44 acquires burst information from an external wireless device 2 or a wireless control device 3 (FIG. 5).
  • the wireless communication system 1 is an LTE (Long Term Evolution) system
  • scheduling is performed in a 1 ms cycle by the MAC layer, and communication is performed between the wireless device 2 and the wireless control device 3 based on the scheduling result. Is done.
  • LTE Long Term Evolution
  • scheduling is performed every 1 ms cycle by the MAC layer, and since 1 ms is composed of 14 OFDM symbols, burst is performed by the layer arranged in the wireless device 2 and the wireless control device 3, that is, the functional division point. It is thought that the cycle is determined.
  • the traffic flowing through the signal transfer device 4b is also assumed to be a burst signal having a period close to 1 ms, but the vicinity of the lower PHY layer such as FFT / OFDM is used as the function dividing point. If so, it is expected that the period will be about the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbol.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • the burst information acquisition unit 44 acquires the burst information from the MAC layer has been described, but the burst information acquisition unit 44 may acquire the burst information from another layer.
  • the burst information calculation unit 47 calculates the burst information. Since the burst signal always has a frame at the beginning of the burst cycle, the burst cycle T can be estimated by checking the time when the first frame is detected and calculating the interval.
  • the interval between the very first frame in the burst and the next frame is very short, but the interval between the very first frame in the burst and the last frame in the previous burst is relatively small. long. Therefore, it is easy to estimate which frame is the head by comparing the latter intervals.
  • the burst information calculating unit 47 and time first frame arrives in burst period, check the time of last frame arrives in burst period, calculating the burst length B i by the interval Can be done.
  • the burst information calculation unit 47 determines which frame is the last frame of the burst cycle, and does not receive another frame for a while after receiving the last frame of the burst cycle, so that the other frames are selected. It can be determined by whether or not the non-reception time exceeds a certain value.
  • the signal transfer apparatus 4b is provided a frame counter for counting the number of frames in the distribution section 40, it may be configured to be calculated frame number n i.
  • the number of frames n i, as described above, n i (rB i / 8 + a) / (a + b) may be estimated to be.
  • the signal transfer device 4a and the signal transfer device 4b adjust the output transmission speed for each burst so that the signals (frames) are arranged at equal intervals within the burst cycle based on the burst information. Since the instantaneous transmission speed is minimized within the burst period, the number of multiplex can be improved. Further, in the signal transfer device 4a and the signal transfer device 4b, since the instantaneous transmission speed fluctuates according to the burst length (traffic amount), it becomes easy to obtain the statistical time-division effect, and the number of multiplexing can be improved.
  • the above-mentioned signal transfer device 4a and signal transfer device 4b are not limited to being used in the wireless communication system 1 provided with the wireless device 2 and the wireless control device 3, and can be applied to other wireless communication systems. Is.
  • the wireless device -It can be applied as a signal transfer device that accommodates an F1 interface between wireless control devices.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • RLC Radio Link Control
  • the wireless device-wireless control device It can be applied as a signal transfer device that accommodates an eCPRI (Common Public Radio Interface) interface between the two.
  • eCPRI Common Public Radio Interface
  • the signal transfer device 4a and the signal transfer device 4b can be applied to any network form such as a ring type, a mesh type, and a honeycomb type.
  • each part constituting the signal transfer device 4a and the signal transfer device 4b described above may be partially or wholly configured by hardware, or may be configured by causing a processor to execute a program.
  • the program may be recorded on a recording medium and supplied. However, it may be supplied via a network.

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Abstract

複数のバッファを備えるバッファ部と、入力された信号をヘッダ情報に基づいて複数のバッファのいずれかに振り分ける振分部と、入力された信号のバースト情報に基づいて、入力された信号を複数のバッファから読み出す速度をそれぞれ算出する速度算出部と、速度算出部が算出した速度に基づいて、入力された信号を複数のバッファから読み出す速度をそれぞれ調整する調整部と、複数のバッファそれぞれから読み出した信号を転送する転送部とを有する。

Description

信号転送装置及び信号転送方法
　本発明は、信号転送装置及び信号転送方法に関する。
　セルラーシステムを構成するネットワークには、モバイルフロントホール（ＭＦＨ：Mobile Fronthaul）や、モバイルバックホール（ＭＢＨ：Mobile Backhaul）等がある。
　ＭＢＨは、基地局と、基地局を制御する集約局間のネットワークであり、レイヤ２スイッチや、ルータ等によって構築される。
　一方、ＭＦＨは、基地局を無線制御装置と無線装置に分離して配置する構成とした場合の無線制御装置－無線装置間の構成である。この区間は、従来ポイント・ツー・ポイント接続が用いられてきたが、ＰＯＮ（Passive Optical Network）によって構築することや（特許文献１参照）、レイヤ２スイッチを多段に接続した構成でネットワーク化することも検討されており（非特許文献１参照）、ポイント・ツー・ポイント接続に比べて効率的な収容が実現され得る。
特許第５８７６９４１号公報
　しかしながら、従来は、無線装置と無線制御装置などとの間に配置されるレイヤ２スイッチ又はルータなどの信号転送装置において、トラヒックの集中による信号の破棄が増加する等して、十分な統計多重効果を得られないことがあった。
　本発明は、信号の破棄を低減しつつ、多重数を向上させることができる信号転送装置及び信号転送方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様にかかる信号転送装置は、複数のバッファを備えるバッファ部と、入力された信号をヘッダ情報に基づいて複数の前記バッファのいずれかに振り分ける振分部と、入力された信号のバースト情報に基づいて、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ算出する速度算出部と、前記速度算出部が算出した速度に基づいて、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ調整する調整部と、複数の前記バッファそれぞれから読み出した信号を転送する転送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信号転送方法は、入力された信号をヘッダ情報に基づいて複数のバッファのいずれかに振り分ける振分工程と、入力された信号のバースト情報に基づいて、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ算出する速度算出工程と、算出した速度に基づいて、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ調整する調整工程と、複数の前記バッファそれぞれから読み出した信号を転送する転送工程とを含むことを特徴とする。
バースト情報を用いる信号転送装置の第１構成例を示す図である。 （ａ）は、バースト周期内の信号間隔を等間隔にする第１動作例を示す図である。（ｂ）は、バースト周期内の信号間隔を等間隔にする第２動作例を示す図である。（ｃ）は、バースト周期内の信号間隔を等間隔にする第３動作例を示す図である。 第１動作例の動作をする信号転送装置のみで代替えされた無線通信システムの動作例を示す図である。 バースト情報を用いる信号転送装置の第２構成例を示す図である。 無線通信システムの構成例を示す図である。 信号転送装置の構成例を示す図である。 無線通信システムの動作例を示す図である。 無線通信システムがシェーピングを行った場合の動作例を示す図である。
　まず、本発明がなされるに至った背景について説明する。ここでは、信号転送装置及び信号転送方法について、ＭＦＨを例に説明するが、無線装置を基地局、無線制御装置を集約局と読み替えて、ＭＢＨに適用されてもよい。また、レイヤ２スイッチ又はルータ等についても区別せず、いずれも信号転送装置であるとする。
　例えば、複数の信号転送装置によって構成されるネットワークとして、複数の無線装置－無線制御装置間の通信を収容するものがある。最初に、このようなネットワークを備えた無線通信システムにおける通信の合流について説明する。
　図５は、無線通信システム１の構成例を示す図である。無線通信システム１は、例えば４台の無線装置２－１～２－４と、無線装置２－１～２－４を制御する１台の無線制御装置３とを有する。また、無線通信システム１は、無線装置２－１～２－４と無線制御装置３との間に信号転送装置４－１～４－５が設けられている。
　例えば、信号転送装置４－１～４－４は、無線装置２－１～２－４が送信した信号をそれぞれ受信し、信号転送装置４－５に対して転送する。信号転送装置４－５は、信号転送装置４－１～４－４それぞれから受信した信号を無線制御装置３に対して転送する。以下、信号転送装置４－１～４－５のように複数ある構成のいずれかを特定しない場合には、単に信号転送装置４などと略記する。
　図６は、信号転送装置４の構成例を示す図である。図６に示すように、信号転送装置４は、振分部４０、バッファ部４１、調整部４２及び転送部４３を有する。
　振分部４０は、入力された信号をヘッダ情報に基づいて後述するバッファ４１０－１～４１０－ｎのいずれかに振り分ける。
　バッファ部４１は、例えばｎ個のバッファ４１０－１～４１０－ｎを備え、振分部４０が振り分けた信号をバッファ４１０－１～４１０－ｎがそれぞれ保持（記憶）する。
　調整部４２は、バッファ４１０－１～４１０－ｎが保持した信号を読み出す速度をそれぞれ調整する。
　転送部４３は、調整部４２がそれぞれ調整した読み出し速度によってバッファ４１０－１～４１０－ｎが保持した信号を読出し、読み出した信号を転送する。
　図５に示した無線通信システム１では、上り通信トラヒックは、信号転送装置４－１～４－４がそれぞれ出力する信号が信号転送装置４－５において合流する。説明を簡単にするため、信号転送装置４－１～４－５が備えるインターフェースは、全て最大伝送速度が１０Ｇｂｐｓであるとする。つまり、無線装置２－１～２－４それぞれから流れるトラヒックの合計が１０Ｇｂｐｓ以下であれば、信号転送装置４－５は、１つのインターフェースによって全ての信号を収容可能である。
　一方、モバイルネットワークを流れるトラヒックは、バースト性を備えるようにされている。図７は、無線通信システム１がバースト性を備えている場合の動作例を示す図である。図７に示すように、バースト性を備えている通信では、瞬時的にはインターフェースの伝送速度の最大値で信号が伝送される。
　したがって、信号転送装置４－５のように複数の信号が合流する場合には、信号転送装置４－５への入力伝送速度が瞬時的に信号転送装置４－１～４－４の個々の出力伝送速度を超える可能性がある。
　この時、信号転送装置４－５が十分なバッファを備えていなければ、バッファ溢れが起こり、フレームロス（信号の破棄）が発生してしまう。図７に示した例では、最大伝送速度が１０Ｇｂｐｓであるインターフェースに対し、信号の合流により瞬時的に計４０Ｇｂｐｓの信号が入力されることとなり、信号が破棄されてしまう。また、信号転送装置４－５は、バッファ溢れを防ぐために、十分なバッファを備えるように構成されてもよいが、この場合には回路規模が増大してしまう。
　そこで、無線通信システム１は、シェーピングを行って信号の破棄を低減してもよい。シェーピングとは、インターフェースの最大伝送速度以下で出力伝送速度の最大値を決めておき、瞬時的に入力トラヒック量が当該出力伝送速度の最大値を超えた場合には、フレームを溜めて遅延させ、出力伝送速度を予め決めた速度に落とすことである。
　図８は、無線通信システム１がシェーピングを行った場合の動作例を示す図である。図８に示すように、無線通信システム１は、信号転送装置４－５に対して信号を転送する前に、信号転送装置４－１～４－４がシェーピングを行って信号の伝送速度を落としてもよい。
　ここでは、信号転送装置４－１～４－４は、それぞれ伝送速度が１０Ｇｂｐｓであるインターフェースを備えており、バッファ部４１を用いて信号を遅延させ、出力伝送速度をそれぞれ３Ｇｂｐｓ以下におさえている。つまり、信号転送装置４－１～４－４は、それぞれ調整部４２によって１つのバースト周期内における最大の平均伝送速度を３Ｇｂｐｓとしている。
　無線装置２－１～２－４からのトラヒック量が信号転送装置４－１～４－４の転送速度よりも多い場合には、あるバースト周期内に存在する信号が次のバースト周期に跨って伝送されることとなる。信号転送装置４－１～４－４は、この状態が続くと、バッファ部４１にフレームが溜まり続け、バッファ溢れを起こす。
　そのため、無線装置２－１～２－４それぞれが３Ｇｂｐｓで信号を出力する場合、信号転送装置４－１～４－４は、それぞれ調整部４２によってバッファ部４１からの出力伝送速度を最低でも３Ｇｂｐｓに設定する必要がある。
　この場合、図８に示すように、バースト周期の先頭の出力伝送速度は３Ｇｂｐｓとなり、トラヒック量が少ない場合には、バースト周期の後半に何もフレームが流れない区間が存在する。
　このような信号が信号転送装置４－１～４－４から信号転送装置４－５へ同じタイミングで転送された場合、信号転送装置４－５は、瞬時的に１２Ｇｂｐｓの信号が入力される。このとき、信号転送装置４－５は、入力信号（１２Ｇｐｓ）が出力の最大伝送速度（１０Ｇｂｐｓ）を超えるため、図７に示した例よりもフレームロスを低減できているが、十分なバッファを備えていなければ、バッファ溢れが起こり、フレームロスが発生してしまう。
　バッファ溢れを防ぐために、十分なバッファを用意すると、信号転送装置の回路規模は増大する。また、信号転送装置４－１～４－４から流れるトラヒックの伝送速度が異なれば、信号転送装置４－５では統計多重効果を活かした効率的な収容が行えるが、従来技術ではバースト周期先頭の伝送速度が必ず固定（３Ｇｂｐｓ）となるため、統計多重効果を活かした収容が行えない。
　また、バッファ溢れを防ぐ解決手段として、信号転送装置４－１～４－４から信号転送装置４－５へ届く信号が同じタイミングで届かないように制御する方法も考えられる。しかし、そのためにはネットワーク内の一つ一つの信号転送装置で前段の各信号転送装置から到来するフレーム到着タイミングを調べ、かつ一つ一つの信号転送装置でフレーム出力タイミングを制御する必要があり、システムやユーザ側での操作が煩雑となる。
　次に、バースト情報を用いて信号（フレーム等）を転送する信号転送装置について説明する。
　図１は、バースト情報を用いて信号を転送する信号転送装置の第１構成例（信号転送装置４ａ）を示す図である。信号転送装置４ａは、例えば図５に示した無線通信システム１における信号転送装置４－１～４－５それぞれに対して代替えされ、無線通信システムを構成する。
　例えば、４台の信号転送装置４ａは、無線装置２－１～２－４が送信した信号をそれぞれ受信し、他の１台の信号転送装置４ａに対して転送する。他の１台の信号転送装置４ａは、４台の信号転送装置４ａそれぞれから受信した信号を無線制御装置３に対して転送する。
　図１に示すように、信号転送装置４ａは、振分部４０、バッファ部４１、転送部４３、バースト情報取得部４４、速度算出部４５、及び調整部４６を有する。なお、図１に示した信号転送装置４ａにおいて、図６に示した信号転送装置４の構成と実質的に同一の構成には同一の符号が付してある。
　バースト情報取得部４４は、外部からバースト情報を取得し、取得したバースト情報を速度算出部４５に対して出力する。バースト情報には、例えばバースト内の合計フレーム長及びバースト長の少なくともいずれか、並びにバースト周期などが含まれる。
　速度算出部４５は、バースト情報取得部４４が取得したバースト情報に基づいて、入力された信号をバッファ４１０－１～４１０－ｎから読み出す速度をそれぞれ算出し、算出した速度それぞれを調整部４６に対して出力する。例えば、速度算出部４５は、バースト周期内で信号（フレーム）間隔が等間隔となるように、入力された信号をバッファ４１０－１～４１０－ｎから読み出す速度をそれぞれ算出する。
　調整部４６は、速度算出部４５が算出した速度それぞれに基づいて、入力された信号をバッファ４１０－１～４１０－ｎから読み出す速度をそれぞれ調整する。例えば、調整部４６は、バースト周期内で信号（フレーム）間隔が等間隔となるように、バースト周期ごとにバッファ４１０－１～４１０－ｎから読み出す速度を調整する。
　図２は、信号転送装置４ａがバースト周期内の信号（フレーム）間隔をバースト周期ごとに等間隔にする動作例を示す図である。図２（ａ）は、バースト周期内の信号間隔を等間隔にする第１動作例を示す図である。図２（ｂ）は、バースト周期内の信号間隔を等間隔にする第２動作例を示す図である。図２（ｃ）は、バースト周期内の信号間隔を等間隔にする第３動作例を示す図である。なお、最上段に示したバースト信号は、信号転送装置４ａに入力されるｉ番目のバースト周期の信号（速度調整前の信号）と、ｉ＋１番目のバースト周期の信号である。
　図２（ａ）に示した第１動作例では、信号転送装置４ａは、バースト周期内の一番最初のフレーム（＃１，＃５）に関して、入力された信号（速度調整前の信号）と同様に、バーストの開始時間と同じ時間に出力を開始する。このとき、信号転送装置４ａは、バースト周期内の一番最後のフレーム（＃４）に関しては、１つ前のフレーム（＃３）、及び次のバーストの開始時間（次のバースト周期内の一番最初のフレーム（＃５））それぞれに対して同じ時間間隔を空ける。
　図２（ｂ）に示した第２動作例では、信号転送装置４ａは、バースト周期内の一番最後のフレーム（＃４）に関して、バースト周期の終了時間と同じ時間に出力を終了する。また、信号転送装置４ａは、バースト周期内の一番最初のフレーム（＃５）に関しては、次のフレーム（＃６）、及び１つ前のバースト周期の終了時間（１つ前のバースト周期内の一番最後のフレーム（＃４））それぞれに対して同じ時間間隔を空ける。
　図２（ｂ）に示した第２動作例では、図２（ａ）に示した第１動作例に比べて、各フレームに対する遅延時間が増加している。しかし、無線通信システム１（図５）における信号転送装置４－１～４－４は、第１動作例のように動作する信号転送装置４ａと、第２動作例のように動作する信号転送装置４ａとが混在するように代替えされてもよい。
　この場合、無線通信システム１における信号転送装置４－１～４－４の全てが、第１動作例のように動作する信号転送装置４ａのみで代替えされた場合、又は、第２動作例のように動作する信号転送装置４ａのみで代替えされた場合に比べて、信号転送装置４－５に対して同時に到着するフレーム数をさらに減少させることができる。つまり、信号転送装置４－５のバッファ量をさらに削減することができる可能性がある。
　図２（ａ），（ｂ）に示した第１動作例及び第２動作例は、例えば、信号転送装置４ａ（図１）において、バースト情報取得部４４が外部の無線装置２又は無線制御装置３などから事前にバースト情報を取得することによって実現される。
　しかし、第１動作例及び第２動作例では、バースト周期の開始時点、又はバースト周期の開始からごくわずかな時間の経過後に、調整部４６が調整すべきバッファ４１０からの読出速度が速度算出部４５によって算出されていなければならない。
　図２（ｃ）に示した第３動作例では、信号転送装置４ａは、１つのバースト周期分の遅延後に、図２（ａ）に示した第１動作例と同じ動作をしている。この場合、信号転送装置４ａは、ｉ番目のバースト周期の間に、ｉ＋１番目のバースト周期に出力する信号の間隔を算出してもよい。
　図３は、信号転送装置４－１～４－４の全てが図２（ａ）に示した第１動作例の動作をする信号転送装置４ａのみで代替えされた無線通信システム１の動作例を示す図である。
　図３に示すように、第１動作例の動作をする信号転送装置４ａのみで代替えされた無線通信システム１は、無線装置２－１～２－４それぞれが出力したフレームを４台の信号転送装置４ａがそれぞれバースト周期ごとにフレームを等時間間隔で出力する。
　例えば、ｉ番目のバースト周期では、４台の信号転送装置４ａにより、無線装置２－１が出力した信号は２．４Ｇｂｐｓにされ、無線装置２－２が出力した信号は１．２Ｇｂｐｓにされ、無線装置２－３，２－４が出力した信号はそれぞれ１．８Ｇｂｐｓにされる。このとき、４台の信号転送装置４ａから信号転送装置４－５に入力される信号は、計７．２Ｇｂｐｓとなっている。
　また、ｉ＋１番目のバースト周期では、４台の信号転送装置４ａにより、無線装置２－１，２－２が出力した信号はそれぞれ１．８Ｇｂｐｓにされ、無線装置２－３が出力した信号は３Ｇｂｐｓにされ、無線装置２－４が出力した信号は１．２Ｇｂｐｓにされる。このとき、４台の信号転送装置４ａから信号転送装置４－５に入力される信号は、計７．８Ｇｂｐｓとなっている。
　このように、無線通信システム１は、信号転送装置４－１～４－４が３Ｇｂｐｓを制限レートとするシェーピングを行っただけでは出力の合計値が瞬時的に１２Ｇｂｐｓとなったが（図８参照）、４台の信号転送装置４ａに代替えされた場合には出力の合計値が１０Ｇｂｐｓを超えていない（図３）。
　つまり、信号転送装置４－５に対して入力される信号の伝送速度がいずれのバースト周期においても最小化され、インターフェースの最大伝送速度（１０Ｇｂｐｓ）以下にされることにより、フレームロスが防止されている。無線通信システム１は、信号転送装置４－５に対して入力される信号の伝送速度が最小化されると、統計多重効果を活かして、新たな信号転送装置からのトラヒックも収容できる可能性が出てくる。
　図４は、バースト情報を用いて信号を転送する信号転送装置の第２構成例（信号転送装置４ｂ）を示す図である。信号転送装置４ｂは、例えば図５に示した無線通信システム１における信号転送装置４－１～４－５それぞれに対して代替えされ、無線通信システムを構成する。
　例えば、４台の信号転送装置４ｂは、無線装置２－１～２－４が送信した信号をそれぞれ受信し、他の１台の信号転送装置４ｂに対して転送する。他の１台の信号転送装置４ｂは、４台の信号転送装置４ｂそれぞれから受信した信号を無線制御装置３に対して転送する。
　図４に示すように、信号転送装置４ｂは、振分部４０、バッファ部４１ｂ、転送部４３、速度算出部４５、調整部４６、及びバースト情報算出部４７を有する。なお、図４に示した信号転送装置４ｂにおいて、図１に示した信号転送装置４ａの構成と実質的に同一の構成には同一の符号が付してある。
　バッファ部４１ｂは、例えばｎ個のバッファ４１０－１～４１０－ｎを備え、振分部４０が振り分けた信号をバッファ４１０－１～４１０－ｎがそれぞれ保持（記憶）する。また、バッファ部４１ｂは、バッファ４１０－１～４１０－ｎがそれぞれ保持した信号をバースト情報算出部４７に対して出力する。
　バースト情報算出部４７は、バッファ部４１ｂから入力された信号からバースト情報を算出し、算出したバースト情報を速度算出部４５に対して出力する。そして、バースト情報算出部４７が算出したバースト情報に基づいて、速度算出部４５は、入力された信号をバッファ４１０－１～４１０－ｎから読み出す速度をそれぞれ算出し、算出した速度それぞれを調整部４６に対して出力する。
　例えば、速度算出部４５は、図２（ｃ）に示したｉ番目のバーストに対して、ｉ番目のバースト周期が終わるまでの間に、バースト情報算出部４７が算出したバースト情報に基づいて、フレームをバッファ４１０－１～４１０－ｎから読み出す速度をそれぞれ算出する。
　そして、バッファ部４１ｂは、ｉ＋１番目のバースト周期にｉ番目のバーストのフレームを送出する（図２（ｃ））。つまり、信号転送装置４ｂは、図２（ａ），（ｂ）に示した第１動作例及び第２動作例の動作をする信号転送装置４ａよりもフレーム遅延が増加している。しかし、信号転送装置４ｂは、バッファ部４１ｂに保持されているフレームからバースト情報を算出するので、外部からバースト情報を取得する必要がない。
　なお、信号転送装置４ｂは、ｉ番目のバーストに対して読出速度を調整するときに、０～ｉ－１番目のバースト情報に基づいてｉ番目のバースト情報を予測して算出してもよい。この場合、信号転送装置４ｂは、図２（ａ），（ｂ）に示した第１動作例及び第２動作例の動作を実現することができる。
　また、信号転送装置４ｂは、図１に示したバースト情報取得部４４をさらに備えていてもよい。すなわち、信号転送装置４ｂは、バースト情報算出部４７及びバースト情報取得部４４を備えている場合には、外部から得られるバースト情報をバースト情報取得部４４により取得し、外部から得られないバースト情報についてはバースト情報算出部４７により算出してもよい。さらに、信号転送装置４ｂは、バースト情報取得部４４によってバースト情報を取得しつつ、バースト情報算出部４７によってバースト情報を補正する算出を行ってもよい。
　以下、信号転送装置４ｂが図１に示したバースト情報取得部４４をさらに備えている場合を例に、バースト情報を用いる処理について詳述する。
　バースト情報を用いる処理のため、例えば、バースト周期をＴ［ｓ］、ｉ番目のバースト内のフレーム数をｎｉ、ｉ番目のバースト内のｊ番目のフレームのフレーム長をｐｉ，ｊ［ｂｙｔｅ］（ｎｉ≧ｊ≧１）、ｊ番目とｊ＋１番目のフレーム間隔をａｉ，ｊ［ｂｙｔｅ］（ｎｉ－１≧ｊ≧１）、信号転送装置４ｂのインターフェースの伝送速度をｒ［ｂｉｔ／ｓｅｃ］とおく。
　ｉ番目のバーストのバースト長Ｂｉ［ｓ］（ｉは１以上の整数）は、Ｂｉ＝８（Σ（ｊ＝１：ｎｉ）ｐｉ，ｊ＋Σ（ｊ＝１：ｎｉ－１）ａｉ，ｊ）／ｒとなる。
　信号転送装置４ｂが行う具体的な動作には、例えば以下の（１）～（３）などの複数のパターンが考えられる。
（１）　フレームをバースト周期内で等間隔にするために、速度算出部４５は、ｔ１＝（Ｔ－Σ（ｊ＝１：ｎｉ）ｐｉ，ｊ／ｒ）／ｎを算出する。そして、調整部４６は、各フレーム間隔がｔ１になるように調整する。この場合、バースト情報取得部４４は、バースト周期Ｔ、バースト内の合計フレーム長Σ（ｊ＝１：ｎｉ）ｐｉ，ｊ、バースト内のフレーム数ｎｉの情報を得る必要がある。
（２）　信号がＥｔｈｅｒｎｅｔフレームである場合、フレーム間隔は最小で１２ｂｙｔｅである。このとき、バースト内のフレーム間隔は、この値（１２ｂｙｔｅ）に近い値であると考えられる。そこで、速度算出部４５は、入力信号のバースト内のフレーム間隔が全て同じであり、ａｉ，ｊが（ｎ－１≧ｊ≧１）の範囲において全てａ［ｂｙｔｅ］で等しいとすると、フレームをバースト内で等間隔にするために、ｔ２＝（Ｔ－Ｂｉ＋８（ｎ－１）ａ／ｒ）／ｎを算出する。そして、調整部４６は、各フレーム間隔をｔ２に調整する。この場合、バースト情報取得部４４は、バースト周期Ｔ、バースト長Ｂ、バースト内のフレーム数ｎｉの情報を得る必要がある。
（３）　信号がＥｔｈｅｒｎｅｔフレームである場合、フレーム長は最長で１５１８ｂｙｔｅである。このとき、バースト内のフレーム長は、この値（１５１８ｂｙｔｅ）に近い値であると考えられる。そこで、バースト情報算出部４７は、バースト内のバースト間隔が全て同じであり、かつバースト内のフレーム長も等しく、ｐｉ，ｊが（ｎｉ≧ｊ≧１）の範囲において全てｂ［ｂｙｔｅ］で等しいとすると、フレーム数をｎｉ＝（ｒＢｉ／８＋ａ）／（ａ＋ｂ）として推定する。したがって、速度算出部４５は、フレームをバースト内で等間隔にするために、ｔ３＝（Ｔ－Ｂｉ＋８（ｎ－１）ａ／ｒ）／（（ｒＢｉ／８＋ａ）／（ａ＋ｂ））を算出する。そして、調整部４６は、各フレーム間隔をｔ３に調整する。この場合、バースト情報取得部４４は、バースト周期Ｔ、バースト長Ｂｉの情報を得る必要がある。バーストの最後で流れるフレームのフレーム長は、調整のためにｂではない可能性があるが、フレーム数ｎｉが十分大きい場合には、この影響は無視できると考えられる。
　次に、バースト情報取得部４４がバースト情報を取得する方法について詳述する。バースト情報取得部４４は、外部の無線装置２又は無線制御装置３（図５）などからバースト情報を取得する。
　例えば、無線通信システム１がＬＴＥ（Long Term Evolution）システムである場合、ＭＡＣレイヤにより１ｍｓ周期でスケジューリングが行われており、そのスケジューリング結果に基づいて、無線装置２と無線制御装置３の間で通信が行われる。
　したがって、バースト情報取得部４４がそのスケジューリング情報を確認することにより、信号転送装置４ｂに流れるトラヒックのバースト内のバースト周期Ｔ、合計フレーム長Σ（ｊ＝１：ｎｉ）ｐｉ，ｊ、バースト長Ｂ、フレーム数ｎｉ等を取得することができると考えられる。
　また、ＭＡＣレイヤにより１ｍｓ周期ごとのスケジューリングが行われるが、その１ｍｓは１４個のＯＦＤＭシンボルで構成されているため、無線装置２及び無線制御装置３に配置するレイヤ、すなわち機能分割点により、バースト周期が決まると考えられる。
　つまり、ＭＡＣレイヤ近傍を機能分割点としている場合には、信号転送装置４ｂに流れるトラヒックも１ｍｓ周期に近いバースト信号と想定されるが、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ等の下位のＰＨＹレイヤ近傍を機能分割点としている場合には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボル程度の周期となることが想定される。
　なお、上述した例では、バースト情報取得部４４がＭＡＣレイヤからバースト情報を取得する場合について述べたが、バースト情報取得部４４は、別のレイヤからバースト情報を取得してもよい。
　次に、バースト情報算出部４７がバースト情報を算出する方法について詳述する。バースト信号は、必ずバースト周期の先頭にフレームが存在するため、先頭フレームを検出した時間を確認し、その間隔を算出すれば、バースト周期Ｔを推定することができる。
　バーストの場合、バースト内の一番最初のフレームと次のフレームとの間隔は非常に短いが、バースト内の一番最初のフレームと１つ前のバースト内の最後のフレームとの間隔は比較的長い。そのため、後者の間隔を比較すれば、どのフレームが先頭であるかを推定することは容易である。
　バースト情報算出部４７は、バッファ部４１ｂに保持されたデータ量を確認することにより、バースト内の合計フレーム長Σ（ｊ＝１：ｎｉ）ｐｉ，ｊを算出することができる。
　また、バースト情報算出部４７は、バースト周期の一番最初のフレームが届いた時刻と、バースト周期の一番最後のフレームが届いた時刻を確認し、その間隔によりバースト長Ｂｉを算出することができる。
　さらに、バースト情報算出部４７は、どのフレームがバースト周期の一番最後のフレームであるかを、バースト周期の一番最後のフレーム受信後はしばらく他のフレームを受信しないことから、その他のフレームを受信しない時間が一定値を超えているか否かによって判別することができる。
　また、信号転送装置４ｂは、振分部４０にフレーム数をカウントするフレームカウンタを設けられ、フレーム数ｎｉを算出できるように構成されてもよい。フレーム数ｎｉは、上述したように、ｎｉ＝（ｒＢｉ／８＋ａ）／（ａ＋ｂ）であると推定されてもよい。
　以上説明したように、信号転送装置４ａ及び信号転送装置４ｂは、バースト情報に基づいて、信号（フレーム）がバースト周期内で等間隔に並ぶように、バーストごとに出力伝送速度を調整することにより、瞬時的な伝送速度がバースト周期内で最小となるため、多重数を向上させることができる。また、信号転送装置４ａ及び信号転送装置４ｂは、瞬時的な伝送速度がバースト長（トラヒック量）に応じて変動するので、統計多重効果を得やすくなり、多重数を向上させることができる。
　なお、上述した信号転送装置４ａ及び信号転送装置４ｂは、無線装置２及び無線制御装置３を備えた無線通信システム１に用いられることに限定されることなく、他の無線通信システムにおいても適用可能である。
　例えば、信号転送装置４ａ及び信号転送装置４ｂは、無線制御装置にＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）のみを配置し、ＲＬＣ（Radio Link Control）以下を無線装置に配置する構成であっても、無線装置－無線制御装置間のＦ１インターフェースを収容する信号転送装置として適用可能である。
　また、信号転送装置４ａ及び信号転送装置４ｂは、無線装置にＰＨＹレイヤの一部のみを配置し、それより上位のレイヤを無線制御装置に配置する構成であっても、無線装置－無線制御装置間のｅＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）インターフェースを収容する信号転送装置として適用可能である。
　また、信号転送装置４ａ及び信号転送装置４ｂは、リング型、メッシュ型、ハニカム型等、いかなるネットワーク形態にも適用可能である。
　なお、上述した信号転送装置４ａ及び信号転送装置４ｂを構成する各部は、一部又は全部が、ハードウェアによって構成されてもよいし、プログラムをプロセッサに実行させることによって構成されてもよい。
　また、信号転送装置４ａ及び信号転送装置４ｂを構成する各部は、一部又は全部がプログラムをプロセッサに実行させることによって構成されている場合、当該プログラムが記録媒体に記録されて供給されてもよいし、ネットワークを介して供給されてもよい。
　１・・・無線通信システム、２－１～２－４・・・無線装置、３・・・無線制御装置、信号転送装置４－１～４－５，４ａ，４ｂ・・・信号転送装置、４０・・・振分部、４１，４１ｂ・・・バッファ部、４３・・・転送部、４４・・・バースト情報取得部、４５・・・速度算出部、４６・・・調整部、４７・・・バースト情報算出部、４１０－１～４１０－ｎ・・・バッファ

Claims (8)

  1. 　複数のバッファを備えるバッファ部と、
    　入力された信号をヘッダ情報に基づいて複数の前記バッファのいずれかに振り分ける振分部と、
    　入力された信号のバースト情報に基づいて、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ算出する速度算出部と、
    　前記速度算出部が算出した速度に基づいて、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ調整する調整部と、
    　複数の前記バッファそれぞれから読み出した信号を転送する転送部と
    　を有することを特徴とする信号転送装置。
  2. 　外部からバースト情報を取得するバースト情報取得部をさらに有し、
    　前記速度算出部は、
    　前記バースト情報取得部が取得したバースト情報に基づいて、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ算出すること
    　を特徴とする請求項１に記載の信号転送装置。
  3. 　入力された信号からバースト情報を算出するバースト情報算出部をさらに有し、
    　前記速度算出部は、
    　前記バースト情報算出部が算出したバースト情報に基づいて、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ算出すること
    　を特徴とする請求項１に記載の信号転送装置。
  4. 　バースト情報には、バースト内の合計フレーム長及びバースト長の少なくともいずれか、並びにバースト周期を含み、
    　前記速度算出部は、
    　バースト周期内で信号間隔が等間隔となるように、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ算出すること
    　を特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の信号転送装置。
  5. 　入力された信号をヘッダ情報に基づいて複数のバッファのいずれかに振り分ける振分工程と、
    　入力された信号のバースト情報に基づいて、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ算出する速度算出工程と、
    　算出した速度に基づいて、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ調整する調整工程と、
    　複数の前記バッファそれぞれから読み出した信号を転送する転送工程と
    　を含むことを特徴とする信号転送方法。
  6. 　外部からバースト情報を取得するバースト情報取得工程をさらに含み、
    　前記速度算出工程では、
    　前記バースト情報取得工程で取得したバースト情報に基づいて、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ算出すること
    　を特徴とする請求項５に記載の信号転送方法。
  7. 　入力された信号からバースト情報を算出するバースト情報算出工程をさらに含み、
    　前記速度算出工程では、
    　前記バースト情報算出工程で算出したバースト情報に基づいて、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ算出すること
    　を特徴とする請求項５に記載の信号転送方法。
  8. 　バースト情報には、バースト内の合計フレーム長及びバースト長の少なくともいずれか、並びにバースト周期を含み、
    　前記速度算出工程では、
    　バースト周期内で信号間隔が等間隔となるように、入力された信号を複数の前記バッファから読み出す速度をそれぞれ算出すること
    　を特徴とする請求項５～７のいずれか１項に記載の信号転送方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04336831A (ja) * 1991-05-14 1992-11-25 Fujitsu Ltd Ａｔｍ網におけるバーストトラヒックの平滑化方式
JPH06133381A (ja) * 1992-10-20 1994-05-13 Fujitsu Ltd トラヒックシェーピング方式
JPH1079741A (ja) * 1996-09-03 1998-03-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> トラヒックシェイピング装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6721271B1 (en) * 1999-02-04 2004-04-13 Nortel Networks Limited Rate-controlled multi-class high-capacity packet switch
US6862298B1 (en) * 2000-07-28 2005-03-01 Crystalvoice Communications, Inc. Adaptive jitter buffer for internet telephony
US7292580B2 (en) * 2002-06-10 2007-11-06 Lsi Corporation Method and system for guaranteeing quality of service in a multi-plane cell switch
US7577133B1 (en) * 2005-09-09 2009-08-18 Juniper Networks, Inc. Scalable central memory switching fabric
KR100715523B1 (ko) * 2006-02-13 2007-05-07 한국정보통신대학교 산학협력단 광 버스트 스위칭 네트워크에서의 데이터 버스트 전송장치및 그 방법
US8739002B2 (en) * 2008-06-30 2014-05-27 Ehime University Decoder, perpendicular magnetic recording and reproducing device, receiving device, and decoding method
WO2011025502A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Reducing communication delay of video data
CN104782084B (zh) 2012-11-14 2018-01-02 日本电信电话株式会社 光用户通信系统、光用户通信方法、上位装置和光用户线路终端装置
US10320520B2 (en) * 2013-11-15 2019-06-11 Hitachi, Ltd. Communication device, system and method
US9961022B1 (en) * 2015-12-28 2018-05-01 Amazon Technologies, Inc. Burst absorption for processing network packets
US10263919B1 (en) * 2017-11-06 2019-04-16 Innovium, Inc. Buffer assignment balancing in a network device
US10868768B1 (en) * 2018-05-02 2020-12-15 Innovium, Inc. Multi-destination traffic handling optimizations in a network device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04336831A (ja) * 1991-05-14 1992-11-25 Fujitsu Ltd Ａｔｍ網におけるバーストトラヒックの平滑化方式
JPH06133381A (ja) * 1992-10-20 1994-05-13 Fujitsu Ltd トラヒックシェーピング方式
JPH1079741A (ja) * 1996-09-03 1998-03-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> トラヒックシェイピング装置

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