WO2021181477A1 - 信号転送システム、信号転送装置、信号転送管理装置、信号転送方法および信号転送プログラム - Google Patents

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gate
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紘子 野村
直剛 柴田
慶太 高橋
智也 秦野
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    • H04W28/10—Flow control between communication endpoints
    • H04W28/12—Flow control between communication endpoints using signalling between network elements

Definitions

  • the present invention relates to a signal transfer technique that utilizes a TAS (Time Aware Shaper) function.
  • TAS Time Aware Shaper
  • the networks that make up the cellular system include mobile fronthaul (MFH: MobileFronthaul) and mobile backhaul (MBH: MobileBackhaul).
  • MBH mobile fronthaul
  • MBH MobileBackhaul
  • the MBH is a network between a distributed station device corresponding to a base station and an centralized station that controls the distributed station device.
  • the MFH corresponds to the section between the wireless control device and the wireless device when the base station is configured to be separately arranged in the wireless control device and the wireless device.
  • point-to-point connection has been used for this section, but networking with a configuration in which layer 2 switches are connected in multiple stages is also being considered (see Non-Patent Document 1), and point-to-point connection is also being considered. Efficient accommodation is achieved compared to connections. In these networks, it is necessary to meet strict delay requirements, and in order to reduce the delay of high-priority signals, it has been proposed to equip the signal transfer device with a TAS function.
  • a time slot is reserved for a high-priority signal, a gate is opened in the reserved time slot to transfer the signal, and a high-priority signal is prioritized by closing the gate of another priority signal. Is transferred.
  • the reserved gate length is constant regardless of the traffic amount of the high priority signal, even if the traffic amount of the high priority signal is small, the signal of other priority is not transferred and the network. There is a problem that the bandwidth utilization efficiency of the
  • the mobile scheduling information is Since it is transmitted with high frequency by PUCCH (Physical Uplink Control Channel) signals with an interval of about 1 ms, in the case of an MBH network that transfers frames to a higher-level signal transfer device via a multi-stage signal transfer device, it is within the network. There is a problem that the band is compressed.
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the present invention makes the network band effective by stopping the transfer of the mobile scheduling information when it is not necessary to control the opening and closing of the gate of the high priority signal only for a necessary period based on the mobile scheduling information received from the distributed station device. It is an object of the present invention to provide a signal transfer system, a signal transfer device, a signal transfer management device, a signal transfer method, and a signal transfer program that can be used in the above.
  • the present invention is a multi-stage connection that constitutes a network between a distributed station device corresponding to a radio base station device, a central station device that centrally controls the radio base station device, and the distributed station device and the central station device.
  • a signal transfer system having a plurality of signal transfer devices and a signal transfer management device for controlling the plurality of signal transfer devices, a first of the plurality of signal transfer devices, which is directly connected to the distributed station device.
  • the signal transfer device acquires the amount of data of the next high-priority signal output from the distributed station device, measures the traffic amount of the signal received from the distributed station device, and transmits it to the signal transfer management device.
  • the traffic of the data amount and the measured high priority signal It is characterized in that the opening / closing timing of the gate for transferring the low priority signal is calculated based on the amount and the gate for transferring the low priority signal is opened / closed based on the result of the calculation.
  • the present invention relates to a distributed station apparatus corresponding to a radio base station apparatus, a central station apparatus that centrally controls the radio base station apparatus, and a signal constituting a network between the distributed station apparatus and the central station apparatus.
  • a cooperation interface for acquiring the data amount of the next high priority signal output from the distributed station device and the traffic amount of the signal received from the distributed station device.
  • a counter unit that measures the traffic amount and transmits the traffic amount to the signal transfer management device, and a gate that transfers a low priority signal based on the data amount and the measured traffic amount of the high priority signal.
  • the calculation unit that calculates the opening / closing timing and the determination result of whether or not to discard the data amount are received from the signal transfer management device and the data amount is not discarded based on the determination result
  • the data amount is calculated by the calculation unit. It is characterized by having a disposal unit for outputting to, and a scheduler unit for opening and closing a gate for transferring the low priority signal based on the calculation result of the calculation unit.
  • the present invention comprises a distributed station apparatus corresponding to a radio base station apparatus, a central station apparatus for centrally controlling the radio base station apparatus, and a multi-stage network constituting a network between the distributed station apparatus and the central station apparatus.
  • a signal transfer management device that controls a plurality of connected signal transfer devices
  • a monitor unit that receives a measurement result of a traffic amount of a signal received by the signal transfer device from the distributed station device, and a monitor unit that receives the signal transfer by the monitor unit.
  • a determination unit that determines whether or not the signal transfer device discards the amount of data acquired from the distribution station device and transmits the determination result to the signal transfer device. It is characterized by having.
  • the present invention comprises a distributed station apparatus corresponding to a radio base station apparatus, a central station apparatus for centrally controlling the radio base station apparatus, and a multi-stage network constituting a network between the distributed station apparatus and the central station apparatus.
  • a signal transfer method in a signal transfer system having a plurality of connected signal transfer devices and a signal transfer management device for controlling the plurality of signal transfer devices.
  • the distributed station device Among the plurality of signal transfer devices, the distributed station device.
  • the first signal transfer device directly connected to the distributed station device measures the processing of acquiring the data amount of the next high-priority signal output from the distributed station device and the traffic amount of the signal received from the distributed station device.
  • the signal transfer program according to the present invention is characterized in that a computer executes a process performed by the signal transfer method.
  • the signal transfer system, the signal transfer device, the signal transfer management device, the signal transfer method, and the signal transfer program according to the present invention are controlled to open and close the gate of the low priority signal based on the mobile scheduling information received from the distributed station device. By stopping the transfer of mobile scheduling information when it is not needed, the network bandwidth can be used effectively.
  • the signal transfer device described in the following embodiments corresponds to a network device such as L2SW (Layer 2 SWitch), and the signal transfer management device manages and controls the operation of the signal transfer device.
  • L2SW Layer 2 SWitch
  • FIG. 1 shows a configuration example of the signal transfer system 100 according to the present embodiment.
  • the signal transfer system 100 includes a signal transfer management device 101, a central station device 102, a signal transfer device 103 (1), a signal transfer device 103 (2), a signal transfer device 103 (3), and a signal transfer device 103 ( 4), the distributed station device 104 (1), the distributed station device 104 (2), and the distributed station device 104 (3).
  • the signal transfer device 103 is described by omitting the (number) at the end of the code. .. The same applies to the distributed station apparatus 104 (1) to the distributed station apparatus 104 (3).
  • the signal transfer system 100 shown in FIG. 1 is a radio base station device separately arranged in a plurality of distributed station devices 104 and a central station device 102, and is a distributed station device by a plurality of signal transfer devices 103 connected in multiple stages. It constitutes an MBH network between 104 and the central station apparatus 102.
  • the distributed station device 104 (1), the distributed station device 104 (2), and the distributed station device 104 (3) each wirelessly communicate with a wireless terminal (for example, a mobile terminal, an IoT terminal, etc.) and transmit a communication signal.
  • the high priority frames are aggregated in the central station device 102 via the MBH network composed of the signal transfer device 103 (1) to the signal transfer device 103 (4).
  • the central station device 102 aggregates the upstream signals from the plurality of distributed station devices 104 via the MBH network, and distributes the downstream signals to each distributed station device 104 via the MBH network.
  • the signal transfer device 103 is a device that transfers a signal between the distributed station device 104 and the central station device 102, and constitutes an MBH network.
  • the network of FIG. 1 shows a star-type network, the present embodiment can be similarly applied to a ring-type network, a mesh-type network, or the like.
  • the side closer to the distributed station device 104 is referred to as the lower side
  • the side closer to the central station device 102 is referred to as the upper side with respect to the plurality of signal transfer devices 103 connected in multiple stages.
  • the side that transmits the signal is referred to as the first stage
  • the side that receives the signal is referred to as the next stage.
  • the signal transfer device 103 (1), the signal transfer device 103 (2), and the signal transfer device 103 (3) are on the lower side with respect to the upstream direction from the distributed station device 104 to the central station device 102.
  • the signal transfer device 103 This is the signal transfer device 103 of the above, and is the signal transfer device 103 in the previous stage with respect to the signal transfer device 103 (4).
  • the signal transfer device 103 (4) is the upper signal transfer device 103, which is next to the signal transfer device 103 (1), the signal transfer device 103 (2), and the signal transfer device 103 (3).
  • the signal transfer device 103 is the upper signal transfer device 103, which is next to the signal transfer device 103 (1), the signal transfer device 103 (2), and the signal transfer device 103 (3).
  • the lower signal transfer device 103 (1) and the signal transfer device 103 (1) connected to the distributed station device 104 (1), the distributed station device 104 (2), and the distributed station device 104 (3), respectively. 2), the signal transfer device 103 (3), and the upper signal transfer device 103 (4) that aggregates the signals of the signal transfer device 103 (3) from the signal transfer device 103 (1) and connects them to the central station device 102. And have. Further, the signal transfer device 103 (1), the signal transfer device 103 (2) and the signal transfer device 103 (3) are the distributed station device 104 (1), the distributed station device 104 (2) and the distributed station device 104 (3).
  • the mobile scheduling information by the PUCCH signal is acquired from the distributed station device 104 by being connected to each of them by a dedicated cooperation interface (cooperation IF251).
  • the mobile scheduling information includes information regarding the transmission timing and the amount of data of frames to be transmitted from the distributed station apparatus 104 in the future.
  • the signal transfer device 103 (1), the signal transfer device 103 (2), and the signal transfer device 103 (3), which are directly connected to the distribution station device 104 by the linked IF 251, correspond to the first signal transfer device and are distributed.
  • the signal transfer device 103 (4), which is not directly connected to the station device 104 by the cooperation IF 251, corresponds to the second signal transfer device.
  • the signal transfer device 103 has a data amount of high priority frames included in the mobile scheduling information input from the distributed station device 104 via the cooperation IF 251 and a traffic amount of frames actually input from the distributed station device 104. Based on the above, the timing for opening and closing the gate of the low priority frame (opening / closing timing) is calculated, and the gate of the low priority frame is opened only for a necessary period. Here, the gate allows the signal to pass in the open state and blocks the signal in the closed state.
  • the signal transfer device 103 monitors the traffic amount of the input frame, notifies the signal transfer management device 101, and based on the necessity of transmitting the mobile scheduling information received from the signal transfer management device 101. It has a function to discard mobile scheduling information.
  • the signal transfer management device 101 determines a route through which a signal is passed between the distributed station device 104 and the central station device 102 in the network configured by the signal transfer device 103, and instructs each signal transfer device 103. Or give an instruction to the scheduler unit 205 of each signal transfer device 103.
  • the signal transfer management device 101 controls to stop the transfer of the mobile scheduling information when it is determined that the transfer of the mobile scheduling information is unnecessary based on the traffic amount measured by each signal transfer device 103. do.
  • the signal transfer device 103 is equipped with a TAS function.
  • the signal to be communicated between the distributed station device 104 and the central station device 102 is specifically shown, it is referred to as a frame, but basically the same signal and frame are shown.
  • the TAS reserves a time slot for a high-priority traffic frame (high-priority frame), opens a gate at the reserved time slot to transfer the high-priority frame, and transfers the high-priority frame.
  • Higher priority frames are preferentially transferred by closing the gates of other priority frames.
  • the gate since the reserved gate length is constant regardless of the traffic amount of the high priority frame, the gate is occupied even if the traffic amount of the high priority frame is small, and the frame of another priority is transferred. There is a problem that the utilization efficiency of the network bandwidth is lowered because the above is not performed.
  • the data amount of the high priority frame is acquired from the mobile scheduling information output from the distributed station apparatus 104, and the end of the high priority frame (high priority frame) is obtained according to the data amount. It has a function of determining the completion of the transmission section) and opening the gate to a frame of another priority.
  • the signal transfer system 100 according to the present embodiment can transfer traffic of other priority without occupying the gate even when the traffic amount of the high priority frame is small, and the utilization efficiency of the network bandwidth is lowered. Can be prevented.
  • the signal transfer system 100 effectively uses the network band by controlling the gate opening / closing timing based on the mobile scheduling information input from the distributed station apparatus 104 via the cooperative IF 251. Can be planned.
  • the signal transfer management device 101 monitors the traffic amount of each signal transfer device 103, determines whether or not the mobile scheduling information needs to be transmitted to all the signal transfer devices 103, and does not require transmission. Discards mobile scheduling information, so it is possible to reduce the transfer of unnecessary mobile scheduling information and make effective use of network bandwidth.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the signal transfer device 103 (2) directly connected to the distributed station device 104 (2).
  • the signal transfer device 103 (2) will be described with reference to FIG. 2, the same applies to the signal transfer device 103 (1) and the signal transfer device 103 (3) that are directly connected to the distributed station device 104.
  • the signal transfer device 103 (2) includes a signal distribution unit 201, a buffer unit 202, a time gate unit 203, a signal transfer unit 204, a scheduler unit 205, a calculation unit 206, a traffic counter unit 207, a disposal unit 208, and It has a linked IF 251.
  • the signal distribution unit 201 has a function of distributing input signals to buffers according to priority. For example, the signal distribution unit 201 uses a frame received from the distributed station device 104 or another signal transfer device 103 in the upstream direction and a frame received from the central station device 102 or another signal transfer device 103 in the downstream direction as a frame header. It sorts based on the stored priority and outputs it to the buffer unit 202. In the present embodiment, the signal distribution unit 201 also inputs control information such as mobile scheduling information output from the other signal transfer device 103 and outputs the control information to the scheduler unit 205 or the like.
  • control information such as mobile scheduling information output from the other signal transfer device 103 and outputs the control information to the scheduler unit 205 or the like.
  • the buffer unit 202 is a buffer memory that temporarily holds high-priority frames or low-priority frames distributed by the signal distribution unit 201 according to their priorities.
  • the buffer unit 202 has a plurality of preset buffers for each priority (for example, a high priority buffer, a low priority buffer, etc.).
  • the buffer unit 202 has n buffers (n is a positive integer) of the buffer 202 (1), the buffer 202 (2), ..., The buffer 202 (n).
  • the time gate unit 203 includes a plurality of gates corresponding to each of the plurality of buffers of the buffer unit 202, and opens and closes the gates in response to a command from the scheduler unit 205.
  • the time gate portion 203 has n gates of gate 203 (1), gate 203 (2), ..., Gate 203 (n).
  • the time gate unit 203 controls opening and closing of a gate that outputs frames from each buffer in which frames for each priority are held, for example, in response to a command from the scheduler unit 205.
  • the signal transfer unit 204 has a function of transferring a frame output for each gate of the time gate unit 203 to a designated output destination based on a command of the signal transfer management device 101 described later.
  • the scheduler unit 205 controls whether or not to transmit the signal held in each buffer of the buffer unit 202 by opening and closing each gate of the time gate unit 203 based on the preset scheduling information.
  • the scheduling information is information on the gate start time, gate opening time, gate opening cycle, etc. of each gate of the time gate unit 203 for the frames held in each buffer according to the priority of the buffer unit 202. ..
  • the scheduling information of the scheduler unit 205 is adjusted based on the calculation result of the calculation unit 206, and the scheduler unit 205 can open and close the gate of the low priority frame.
  • the scheduler unit 205 When the scheduling information is not adjusted, the scheduler unit 205 periodically opens and closes the gate at a gate start time, a gate opening time, and a gate opening cycle predetermined for each priority. When the scheduling information is not adjusted, the gate is periodically opened and closed at a gate start time, a gate opening time, and a gate opening cycle predetermined for each priority.
  • the information input from the distributed station apparatus 104 (2) via the cooperation IF 251 is referred to as mobile scheduling information
  • the information used by the scheduler unit 205 is referred to as scheduling information.
  • the calculation unit 206 uses the traffic amount for each priority that passes through the buffer unit 202 output by the traffic counter unit 207 and the mobile scheduling information input from the distributed station device 104 (2) via the cooperation IF 251 and the disposal unit 208. Based on this, the end of the high priority frame (completion of the high priority frame transmission section) is determined, and the opening / closing timing of the gate of the low priority frame is calculated.
  • the mobile scheduling information includes information on the amount of data of high priority frames every 1 ms that will flow from the distributed station apparatus 104 (2) in the future.
  • the calculation unit 206 compares the amount of data included in the mobile scheduling information with the traffic amount of the high priority frame measured by the traffic counter unit 207, and the traffic amount of the high priority frame measured by the traffic counter unit 207 is larger.
  • the gate of the high-priority frame is closed for the scheduler unit 205 and another priority is given. Issue a command to open the gate in the frame of the degree.
  • the calculation unit 206 does not immediately after the traffic amount measured by the traffic counter unit 207 becomes larger, but a predetermined fixed time elapses after the traffic amount becomes larger. The above command may be issued later.
  • the traffic counter unit 207 counts the traffic amount of the buffer unit 202 according to the priority. Then, the traffic counter unit 207 transmits the traffic amount as monitor information to the signal transfer management device 101, and outputs the traffic amount to the calculation unit 206. Here, the traffic counter unit 207 clears the counter to zero at the beginning of the cycle in accordance with the cycle of the high priority frame transmitted from the distributed station apparatus 104 (2) based on the mobile scheduling information, and monitors the traffic amount.
  • the discard unit 208 Based on the IF information transmission determination notification received from the signal transfer management device 101, the discard unit 208 receives a mobile scheduling information input from the distributed station device 104 (2) via the linked IF 251 when the IF information is instructed to be discarded. Discard. If the mobile scheduling information is not discarded, the discard unit 208 does not output the mobile scheduling information input from the distributed station device 104 (2) to the calculation unit 206, but passes through the mobile scheduling information as it is from the signal transfer unit 204 to the next stage and thereafter. Is output to the signal transfer device 103 (signal transfer device 103 (4) in the example of FIG. 1). In this case, the calculation unit 206 and the traffic counter unit 207 do not perform the operation as described with reference to FIG. 2, and the scheduler unit 205 controls the time gate unit 203 based on the preset scheduling information.
  • the cooperation IF 251 is a dedicated interface with the distribution station device 104 (2), and the signal transfer device 103 (2) inputs mobile scheduling information from the distribution station device 104 (2) via the cooperation IF 251.
  • the mobile scheduling information input from the distributed station apparatus 104 (2) is output to the calculation unit 206 via the disposal unit 208.
  • the signal transfer device 103 (2) directly connected to the distributed station device 104 (2) is a high priority frame included in the mobile scheduling information input from the distributed station device 104 (2) via the cooperation IF 251.
  • Bandwidth utilization efficiency can be improved by opening the gate of the low priority frame based on the amount of data of the above and the amount of traffic of the frame actually input from the distributed station apparatus 104 (2).
  • the signal transfer device 103 (2) according to the present embodiment notifies the signal transfer management device 101 of the traffic amount of the input frame, and based on the necessity of transmitting the mobile scheduling information received from the signal transfer management device 101. Since it has a function of discarding mobile scheduling information, it is possible to reduce the transfer of unnecessary mobile scheduling information and effectively use the network bandwidth.
  • the determination method of the signal transfer management device 101 will be described later.
  • FIG. 3 shows a configuration example of the signal transfer device 103 (4) that is not directly connected to the distributed station device 104.
  • the basic configuration of the signal transfer device 103 (4) is the same as that of the signal transfer device 103 described with reference to FIG.
  • the example of the signal transfer device 103 (4) is shown in FIG. 3, among the signal transfer devices 103 connected in multiple stages, the signal transfer devices 103 of the next and subsequent stages that are not directly connected to the distributed station device 104 are used. The same is true in some cases.
  • the signal distribution unit 201 outputs the mobile scheduling information input from the signal transfer device 103 (for example, the signal transfer device 103 (2)) in the previous stage to the discard unit 208.
  • the disposal unit 208 discards the mobile scheduling information when the IF information is instructed to be discarded, and the mobile scheduling information when there is no disposal instruction. Is output to the calculation unit 206.
  • the signal transfer device 103 (4) inputs the mobile scheduling information to the calculation unit 206, and the signal transfer device 103 (4) has the signal transfer device 103 of the next stage (in the example of FIG. 1, the signal).
  • the mobile scheduling information is transferred from the signal transfer unit 204 to the signal transfer device 103 in the next stage.
  • the calculation unit 206 has high priority based on the amount of data of the high priority frame included in the mobile scheduling information and the traffic amount of the high priority frame monitored by the traffic counter unit 207. After determining the end of the frame, the scheduler unit 205 can open the gate of the low priority frame.
  • the discard unit 208 does not output the mobile scheduling information input from the signal transfer device 103 in the previous stage to the calculation unit 206, but passes through the mobile scheduling information as it is from the signal transfer unit 204 to the next stage and thereafter. Output to the signal transfer device 103.
  • the calculation unit 206 and the traffic counter unit 207 do not perform the above-described operations, and the scheduler unit 205 controls the time gate unit 203 based on preset scheduling information.
  • the traffic counter unit 207 monitors the traffic status in the buffer unit 202 and counts the traffic amount input to the buffer unit 202 according to the priority.
  • the calculation unit 206 sets the traffic amount for each priority passing through the buffer unit 202 output by the traffic counter unit 207 and the signal transfer device 103 via the signal distribution unit 201.
  • the end of the high priority frame is determined based on the mobile scheduling information input from (2). Specifically, the calculation unit 206 compares the amount of data included in the mobile scheduling information transferred from the signal transfer device 103 (2) in the previous stage with the traffic amount of the high priority frame measured by the traffic counter unit 207. When the traffic amount of the high priority frame measured by the traffic counter unit 207 becomes larger than the data amount of the high priority frame included in the mobile scheduling information (that is, when the transmission of the high priority frame is completed).
  • the calculation unit 206 has a larger traffic amount, not immediately after the traffic amount measured by the traffic counter unit 207 has become larger.
  • the above command may be issued after a predetermined fixed time has elapsed.
  • the signal transfer device 103 (4) that is not directly connected to the distributed station device 104 has the data amount of the high priority frame included in the mobile scheduling information transferred from the signal transfer device 103 (2) in the previous stage and the data amount of the high priority frame.
  • the band utilization efficiency can be improved by opening the gate of the low priority frame based on the traffic amount of the high priority frame actually input from the signal transfer device 103 (2).
  • the signal transfer device 103 (4) notifies the signal transfer management device 101 of the traffic amount of the input frame and receives it from the signal transfer management device 101, similarly to the signal transfer device 103 (2) described with reference to FIG. Since it has a function of discarding the mobile scheduling information based on whether or not the mobile scheduling information needs to be transmitted, the transfer of unnecessary mobile scheduling information can be reduced and the network bandwidth can be effectively used.
  • FIG. 2 and FIG. 3 an example of transferring mobile scheduling information from the signal transfer device 103 (2) to the signal transfer device 103 (4) has been described, but the signal transfer device 103 (4) and the central station device 102 If another signal transfer device 103 exists between the two, the mobile scheduling information is transferred from the signal transfer device 103 (4) to the signal transfer device 103 of the next stage, and the same process is performed by the signal transfer device 103 of the next stage. Will be executed.
  • FIG. 4 shows a configuration example of the signal transfer management device 101 according to the present embodiment.
  • the signal transfer management device 101 includes a transfer destination determination unit 301, a monitor unit 302, and an IF information transmission necessity determination unit 303.
  • the transfer destination determination unit 301 confirms the requirements such as the required bandwidth and delay of the signal flow, compares it with the existing flow accommodation status, and determines a transfer route that satisfies the requirements. decide. Then, the transfer destination determination unit 301 notifies each signal transfer device 103 of the output destination port information of the signal flow so as to be the determined transfer path. Each signal transfer device 103 outputs the input signal flow to the designated output port according to the output destination port information received from the signal transfer management device 101.
  • the monitor unit 302 receives the measurement result of the traffic amount from each signal transfer device 103, and notifies the IF information transmission necessity determination unit 303.
  • the IF information transmission necessity determination unit 303 determines the necessity of transmitting IF information to each signal transfer device 103.
  • the IF information is mobile scheduling information acquired from the linked IF 251.
  • the IF information transmission necessity determination unit 303 gates based on the mobile scheduling information, for example, when the traffic volume of the low priority frame in a certain signal transfer device 103 is sufficiently small (for example, when it is less than a predetermined threshold value). Since it is considered unnecessary to extend the length (gate opening time), the signal transfer device outputs the mobile scheduling information to the calculation unit 206, or transmits the mobile scheduling information to the signal transfer device 103 in the previous stage. The unnecessary determination result is transmitted, and the transfer of unnecessary information to the signal transfer device 103 is stopped. As a result, the signal transfer device 103 or the next-stage signal transfer device 103 does not receive the mobile scheduling information, so that the gate opening / closing operation normally performed by the scheduler unit 205 is performed.
  • the mobile scheduling information in the signal transfer device 103 when the traffic amount of the high priority frame is always large and almost all the reserved gate lengths are used, there is no possibility that the band can be released. Therefore, the mobile scheduling information in the signal transfer device 103. To the signal transfer device 103 in the previous stage or the output to the calculation unit 206 of the above, the determination result that the transmission of the mobile scheduling information is unnecessary is transmitted, and the transfer of the unnecessary information to the signal transfer device 103 is stopped. As a result, the signal transfer device 103 or the next-stage signal transfer device 103 does not receive the mobile scheduling information, so that the gate opening / closing operation normally performed by the scheduler unit 205 is performed.
  • the signal transfer management device 101 monitors the traffic amount of each signal transfer device 103, determines whether or not mobile scheduling information needs to be transmitted to all the signal transfer devices 103, and opens and closes the gate. When there is no need to make adjustments and the transfer of mobile scheduling information is unnecessary, the network bandwidth can be effectively used by stopping the transfer of mobile scheduling information.
  • the signal transfer management device 101 also instructs the scheduler unit 205 of each signal transfer device 103 of normal scheduling information, but unless the calculation unit 206 adjusts the opening and closing of the gate, the scheduler unit 205 is normal. The opening and closing of the gate is controlled based on the scheduling information.
  • FIG. 5 shows a configuration example of the signal transfer device 800 of the comparative example.
  • the signal transfer device 800 includes a signal distribution unit 801, a buffer unit 802, a time gate unit 803, a signal transfer unit 804, and a scheduler unit 805.
  • the signal transfer device 800 has a TAS function and controls the opening and closing of the gate according to the priority.
  • the signal distribution unit 801 has a function of distributing input signals to buffers according to priority, similarly to the signal distribution unit 201 according to the present embodiment.
  • the buffer unit 802 is a buffer memory that temporarily holds high-priority frames or low-priority frames distributed by the signal distribution unit 801 according to their priorities.
  • the buffer unit 802 has n buffers of the buffer 802 (1), the buffer 802 (2), ..., The buffer 802 (n).
  • the time gate unit 803 includes a plurality of gates corresponding to each of the plurality of buffers of the buffer unit 802, and opens and closes the gates in response to a command from the scheduler unit 805.
  • the time gate unit 803 has n gates of gate 803 (1), gate 803 (2), ..., Gate 803 (n).
  • the signal transfer unit 804 has a function of transferring a frame output from the time gate unit 803 for each gate to a designated output destination from the signal transfer management device 101.
  • the scheduler unit 805 periodically opens and closes the gate at the gate start time, the gate opening time, and the gate opening cycle according to the priority based on the scheduling information determined in advance, and preferentially transfers the high priority frame.
  • the signal transfer device 800 reserves a time slot for the high priority frame by the TAS function, opens the gate in the reserved time slot to transfer the high priority frame, and transfers another priority frame. By closing the gate of, high priority frames can be transferred preferentially.
  • the reserved gate length gate opening time
  • the gate is occupied even when the traffic amount of the high priority frame is small.
  • frames of other priorities are not transferred, there is a problem that the utilization efficiency of the network bandwidth is lowered.
  • the signal transfer device 103 includes the amount of data of the high priority frame included in the mobile scheduling information input from the distributed station device 104 via the cooperation IF 251 and the data amount actually input from the distributed station device 104.
  • the signal transfer management device 101 monitors the traffic amount of each signal transfer device 103, determines whether or not mobile scheduling information needs to be transmitted to all the signal transfer devices 103, and adjusts the opening and closing of the gate. When it is not necessary to transfer the mobile scheduling information and the transfer of the mobile scheduling information is unnecessary, the network bandwidth can be effectively used by stopping the transfer of the mobile scheduling information.
  • the distributed station device 104 is a wireless device and the central station device 102 is a wireless control device, and the wireless device and the wireless control device share and execute the functions of one base station. If there is a difference in the way of sharing, and if the MAC layer that is considered to output mobile scheduling information exists on the wireless device side, it can be realized with the same configuration as in FIG. If the MAC layer that is considered to output the mobile scheduling information exists on the wireless control device side, the cooperation IF for receiving the mobile scheduling information between the central station device 102 and the signal transfer device 103 (4). Is required.
  • the signal transfer device 103 (4) is connected to the signal transfer device 103 (1) by the distributed station device 104 ( 1) Mobile scheduling information, signal transfer device 103 (2) transfers mobile scheduling information of distributed station device 104 (2), and signal transfer device 103 (3) transfers mobile scheduling information of distributed station device 104 (3). do.
  • the signal transfer management device 101 does not need to receive the monitor information of the traffic counter unit 207, and the scheduler unit 205 does not need to receive the monitor information. It is possible to issue an instruction that does not close the gate of the low priority frame.
  • the signal transfer system, the signal transfer device, the signal transfer management device, the signal transfer method, and the signal transfer program according to the present invention are low based on the mobile scheduling information received from the distributed station device.
  • the band utilization efficiency is improved, and the transfer of the mobile scheduling information is stopped when it is determined that the transfer of the mobile scheduling information is unnecessary based on the traffic amount measured by each signal transfer device. Therefore, the network bandwidth can be used effectively.
  • the device having each block shown in FIGS. 2, 3 and 4 has been described, but it can also be realized by a computer that executes a program of a signal transfer method corresponding to the processing performed by each block.
  • the program may be recorded on a recording medium and provided, or may be provided through a network.

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Abstract

分散局装置と中央局装置との間のネットワークを構成する多段接続された複数の信号転送装置と、信号転送管理装置とを有する信号転送システムにおいて、分散局装置に直接接続される第１の信号転送装置は、分散局装置から次に出力される高優先の信号のデータ量を取得するとともに、分散局装置から受信する信号のトラヒック量を計測して信号転送管理装置に送信し、信号転送管理装置からトラヒック量に基づいて分散局装置から取得したデータ量を廃棄するか否かの判定結果を受信し、判定結果によりデータ量を廃棄しない場合、データ量と計測された高優先の信号のトラヒック量とに基づいて、低優先の信号を転送するゲートの開閉タイミングを計算して、計算の結果に基づいて、低優先の信号を転送するゲートを開閉する。これにより、ネットワーク帯域の有効利用が可能になる。

Description

信号転送システム、信号転送装置、信号転送管理装置、信号転送方法および信号転送プログラム
　本発明は、ＴＡＳ（Time Aware Shaper）機能を利用する信号転送技術に関する。
　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、基地局に相当する分散局装置と、分散局装置を制御する集約局間のネットワークである。一方、ＭＦＨは、基地局の構成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－無線装置の区間に対応する。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、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・ポイント接続と比べて効率的な収容が実現される。これらネットワークでは、厳しい遅延要件を満たす必要があり、高優先の信号の遅延を小さくするために、信号転送装置へのＴＡＳ機能搭載が提案されている。
　以降の本発明に関して、ＭＢＨを例に挙げて説明を進めるが、分散局装置を無線装置、中央局装置を無線制御装置と読み替えれば、ＭＦＨにも適用することができる。
"Time-Sensitive Networking for Fronthaul",IEEE Std P802.1CM,May 7,2018
　ＴＡＳでは、高優先の信号に対してタイムスロットを予約し、予約されたタイムスロットでゲートを開いて信号を転送するとともに、他の優先度の信号のゲートを閉じることにより高優先の信号が優先的に転送される。しかし、従来のＴＡＳでは、高優先の信号のトラヒック量に依らず予約するゲート長が一定のため、高優先の信号のトラヒック量が少ない場合でも他の優先度の信号の転送が行われず、ネットワークの帯域利用効率が低下するという課題がある。
　そこで、分散局装置から受信するモバイルスケジューリング情報に基づいて、必要な期間のみ高優先の信号のゲートを開くことにより、帯域利用効率を改善する技術が考えられるが、この場合、モバイルスケジューリング情報は、１ｍｓ程度の間隔のＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）信号により高頻度で送信されるため、多段の信号転送装置を介して上位側の信号転送装置にフレームを転送するＭＢＨのネットワークの場合、ネットワーク内の帯域が圧迫されてしまうという問題がある。
　本発明は、分散局装置から受信するモバイルスケジューリング情報に基づいて、必要な期間のみ高優先の信号のゲートを開閉する制御が不要の場合はモバイルスケジューリング情報の転送を止めることにより、ネットワーク帯域を有効に利用することができる信号転送システム、信号転送装置、信号転送管理装置、信号転送方法および信号転送プログラムを提供することを目的とする。
　本発明は、無線基地局装置に対応する分散局装置と、前記無線基地局装置を集中制御する中央局装置と、前記分散局装置と前記中央局装置との間のネットワークを構成する多段接続された複数の信号転送装置と、複数の前記信号転送装置を制御する信号転送管理装置とを有する信号転送システムにおいて、複数の前記信号転送装置のうち、前記分散局装置に直接接続される第１の信号転送装置は、前記分散局装置から次に出力される高優先の信号のデータ量を取得するとともに、前記分散局装置から受信する信号のトラヒック量を計測して前記信号転送管理装置に送信し、前記信号転送管理装置から前記データ量を廃棄するか否かの判定結果を受信し、前記判定結果により前記データ量を廃棄しない場合、前記データ量と前記計測された前記高優先の信号のトラヒック量とに基づいて、低優先の信号を転送するゲートの開閉タイミングを計算して、前記計算の結果に基づいて、前記低優先の信号を転送するゲートを開閉することを特徴とする。
　また、本発明は、無線基地局装置に対応する分散局装置と、前記無線基地局装置を集中制御する中央局装置と、前記分散局装置と前記中央局装置との間のネットワークを構成する信号転送装置において、前記分散局装置に直接接続される場合、前記分散局装置から次に出力される高優先の信号のデータ量を取得する連携インターフェースと、前記分散局装置から受信する信号のトラヒック量を計測するとともに、前記トラヒック量を信号転送管理装置に送信するカウンタ部と、前記データ量と前記計測された前記高優先の信号のトラヒック量とに基づいて、低優先の信号を転送するゲートの開閉タイミングを計算する計算部と、前記信号転送管理装置から前記データ量を廃棄するか否かの判定結果を受信し、前記判定結果により前記データ量を廃棄しない場合、前記データ量を前記計算部に出力する廃棄部と、前記計算部の計算結果に基づいて、前記低優先の信号を転送するゲートを開閉するスケジューラ部とを有することを特徴とする。
　また、本発明は、無線基地局装置に対応する分散局装置と、前記無線基地局装置を集中制御する中央局装置と、前記分散局装置と前記中央局装置との間のネットワークを構成する多段接続された複数の信号転送装置を制御する信号転送管理装置において、前記信号転送装置が前記分散局装置から受信する信号のトラヒック量の計測結果を受信するモニタ部と、前記モニタ部が前記信号転送装置から受信する前記トラヒック量に基づいて、前記信号転送装置が前記分散局装置から取得したデータ量を廃棄するか否かの判定を行い、判定結果を前記信号転送装置に送信する判定部とを有することを特徴とする。
　また、本発明は、無線基地局装置に対応する分散局装置と、前記無線基地局装置を集中制御する中央局装置と、前記分散局装置と前記中央局装置との間のネットワークを構成する多段接続された複数の信号転送装置と、複数の前記信号転送装置を制御する信号転送管理装置とを有する信号転送システムにおける信号転送方法であって、複数の前記信号転送装置のうち、前記分散局装置に直接接続される第１の信号転送装置は、前記分散局装置から次に出力される高優先の信号のデータ量を取得する処理と、前記分散局装置から受信する信号のトラヒック量を計測して、前記信号転送管理装置に送信する処理と、前記信号転送管理装置から前記データ量を廃棄するか否かの判定結果を受信し、前記判定結果に基づいて、前記データ量を廃棄しない場合は当該データ量を出力し、前記データ量を廃棄する場合は当該データ量を廃棄する処理と、前記データ量を廃棄しない場合、前記データ量と前記計測された前記高優先の信号のトラヒック量とに基づいて、低優先の信号を転送するゲートの開閉タイミングを計算する処理と、前記計算の結果に基づいて、前記低優先の信号を転送するゲートを開閉する処理とを行うことを特徴とする。
　また、本発明に係る信号転送プログラムは、前記信号転送方法で行う処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
　本発明に係る信号転送システム、信号転送装置、信号転送管理装置、信号転送方法および信号転送プログラムは、分散局装置から受信するモバイルスケジューリング情報に基づいて、低優先の信号のゲートを開閉する制御が不要の場合はモバイルスケジューリング情報の転送を止めることにより、ネットワーク帯域を有効に利用することができる。
本実施形態に係る信号転送システムの構成例を示す図である。 分散局装置に直接接続されている信号転送装置の構成例を示す図である。 分散局装置に直接接続されていない信号転送装置の構成例を示す図である。 本実施形態に係る信号転送管理装置の構成例を示す図である。 比較例の信号転送装置の構成例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明に係る信号転送システム、信号転送装置、信号転送管理装置、信号転送方法および信号転送プログラムの実施形態について説明する。なお、以降の実施形態で説明する信号転送装置は、Ｌ２ＳＷ（Layer 2 SWitch）などのネットワーク機器に対応し、信号転送管理装置は、信号転送装置の動作を管理および制御する。
　図１は、本実施形態に係る信号転送システム１００の構成例を示す。図１において、信号転送システム１００は、信号転送管理装置１０１、中央局装置１０２、信号転送装置１０３（１）、信号転送装置１０３（２）、信号転送装置１０３（３）、信号転送装置１０３（４）、分散局装置１０４（１）、分散局装置１０４（２）および分散局装置１０４（３）を有する。ここで、以降の説明において、信号転送装置１０３（１）から信号転送装置１０３（４）に共通の説明を行う場合は、符号末尾の（番号）を省略して、信号転送装置１０３と記載する。分散局装置１０４（１）から分散局装置１０４（３）についても同様に記載する。
　図１に示す信号転送システム１００は、複数の分散局装置１０４と中央局装置１０２とに分離して配置される無線基地局装置において、多段接続される複数の信号転送装置１０３により、分散局装置１０４と中央局装置１０２との間のＭＢＨのネットワークを構成する。
　図１において、分散局装置１０４（１）、分散局装置１０４（２）および分散局装置１０４（３）は、それぞれ無線端末（例えば、携帯端末、ＩｏＴ端末等）と無線通信し、通信信号の高優先フレームは、信号転送装置１０３（１）から信号転送装置１０３（４）で構成されるＭＢＨのネットワークを介して、中央局装置１０２に集約される。
　中央局装置１０２は、複数の分散局装置１０４からの上り方向の信号をＭＢＨのネットワークを介して集約するとともに、各分散局装置１０４への下り方向の信号をＭＢＨのネットワークを介して分配する。
　信号転送装置１０３は、分散局装置１０４と中央局装置１０２との間で信号を転送する装置であり、ＭＢＨのネットワークを構成する。なお、図１のネットワークは、スター型のネットワークを示しているが、リング型、メッシュ型等のネットワークであっても本実施形態は同様に適用可能である。
　ここで、以降の説明において、多段接続される複数の信号転送装置１０３に対して、分散局装置１０４に近い側を下位側、中央局装置１０２に近い側を上位側と称する。また、信号の流れる方向に対して、信号を送信する側を前段、信号を受信する側を次段と称する。例えば図１の場合、分散局装置１０４から中央局装置１０２への上り方向に対して、信号転送装置１０３（１）、信号転送装置１０３（２）および信号転送装置１０３（３）は、下位側の信号転送装置１０３であり、信号転送装置１０３（４）に対して前段の信号転送装置１０３である。同様に、信号転送装置１０３（４）は上位側の信号転送装置１０３であり、信号転送装置１０３（１）、信号転送装置１０３（２）および信号転送装置１０３（３）に対して次段の信号転送装置１０３である。
　図１の例では、分散局装置１０４（１）、分散局装置１０４（２）および分散局装置１０４（３）にそれぞれ接続される下位側の信号転送装置１０３（１）、信号転送装置１０３（２）および信号転送装置１０３（３）と、信号転送装置１０３（１）から信号転送装置１０３（３）の信号を集約して中央局装置１０２に接続する上位側の信号転送装置１０３（４）とを有する。また、信号転送装置１０３（１）、信号転送装置１０３（２）および信号転送装置１０３（３）は、分散局装置１０４（１）、分散局装置１０４（２）および分散局装置１０４（３）にそれぞれ専用の連携インターフェース（連携ＩＦ２５１）により接続され、分散局装置１０４からＰＵＣＣＨ信号によるモバイルスケジューリング情報を取得する。ここで、モバイルスケジューリング情報には、分散局装置１０４から今後送信されるフレームの送信タイミングやデータ量などに関する情報が含まれている。なお、分散局装置１０４に連携ＩＦ２５１で直接接続される信号転送装置１０３（１）、信号転送装置１０３（２）および信号転送装置１０３（３）は、第１の信号転送装置に対応し、分散局装置１０４に連携ＩＦ２５１で直接接続されない信号転送装置１０３（４）は、第２の信号転送装置に対応する。
　本実施形態に係る信号転送装置１０３は、分散局装置１０４から連携ＩＦ２５１を介して入力するモバイルスケジューリング情報に含まれる高優先フレームのデータ量と、実際に分散局装置１０４から入力するフレームのトラヒック量とに基づいて、低優先フレームのゲートを開閉するタイミング（開閉タイミング）を計算し、必要な期間のみ低優先フレームのゲートを開く機能を有する。ここで、ゲートは、開いた状態で信号を通過させ、閉じた状態で信号を遮断する。
　特に、本実施形態に係る信号転送装置１０３は、入力するフレームのトラヒック量をモニタして信号転送管理装置１０１に通知し、信号転送管理装置１０１から受け取るモバイルスケジューリング情報の送信要否に基づいて、モバイルスケジューリング情報を廃棄する機能を有する。
　図１において、信号転送管理装置１０１は、信号転送装置１０３が構成するネットワークにおいて、分散局装置１０４と中央局装置１０２との間の信号を通す経路を決定して、各信号転送装置１０３に指示したり、各信号転送装置１０３のスケジューラ部２０５への指示を行う。特に、本実施形態に係る信号転送管理装置１０１は、各信号転送装置１０３が計測するトラヒック量に基づいて、モバイルスケジューリング情報の転送が不要と判定した場合はモバイルスケジューリング情報の転送を止めるように制御する。
　ここで、分散局装置１０４と中央局装置１０２との間で通信される信号は低遅延が求められるため、信号転送装置１０３はＴＡＳ機能を搭載している。なお、以降の説明において、分散局装置１０４と中央局装置１０２との間で通信する信号を具体的に示す場合はフレームと称するが、基本的に信号とフレームは同じものを示す。
　ＴＡＳは、従来技術で述べたように、優先度の高いトラヒックのフレーム（高優先フレーム）に対してタイムスロットを予約し、予約されたタイムスロットでゲートを開いて高優先フレームを転送するとともに、他の優先度のフレームのゲートを閉じることにより高優先フレームが優先的に転送される。しかし、従来のＴＡＳでは、高優先フレームのトラヒック量に依らず予約するゲート長が一定のため、高優先フレームのトラヒック量が少ない場合でもゲートを占有してしまい、他の優先度のフレームの転送が行われないので、ネットワーク帯域の利用効率が低下するという問題があった。
　そこで、本実施形態に係る信号転送システム１００では、分散局装置１０４から出力されるモバイルスケジューリング情報により高優先フレームのデータ量を取得して、データ量に応じて高優先フレームの終わり（高優先フレーム送信区間の完了）を判定し、ゲートを他の優先度のフレームに開放する機能を有する。これにより、本実施形態に係る信号転送システム１００は、高優先フレームのトラヒック量が少ない場合でもゲートを占有することなく他の優先度のトラヒックの転送が可能となり、ネットワーク帯域の利用効率の低下を防ぐことができる。
　このように、本実施形態に係る信号転送システム１００は、連携ＩＦ２５１を介して分散局装置１０４から入力するモバイルスケジューリング情報に基づいて、ゲート開閉のタイミングを制御することにより、ネットワーク帯域の有効利用を図ることができる。特に、本実施形態に係る信号転送管理装置１０１は、各信号転送装置１０３のトラヒック量をモニタして全ての信号転送装置１０３へのモバイルスケジューリング情報の送信要否を判定して、送信不要の場合はモバイルスケジューリング情報を廃棄するので、不要なモバイルスケジューリング情報の転送を削減し、ネットワーク帯域の有効利用を図ることができる。
　図２は、分散局装置１０４（２）に直接接続されている信号転送装置１０３（２）の構成例を示す。なお、図２では、信号転送装置１０３（２）について説明するが、分散局装置１０４に直接接続される信号転送装置１０３（１）および信号転送装置１０３（３）についても同様である。
　図２において、信号転送装置１０３（２）は、信号振分部２０１、バッファ部２０２、タイムゲート部２０３、信号転送部２０４、スケジューラ部２０５、計算部２０６、トラヒックカウンタ部２０７、廃棄部２０８および連携ＩＦ２５１を有する。
　信号振分部２０１は、入力信号を優先度別のバッファに振り分ける機能を有する。例えば、信号振分部２０１は、上り方向の場合は分散局装置１０４または他の信号転送装置１０３、下り方向の場合は中央局装置１０２または他の信号転送装置１０３から受信するフレームをフレームヘッダに格納された優先度に基づいて振り分け、バッファ部２０２に出力する。なお、本実施形態では、信号振分部２０１は、他の信号転送装置１０３から出力されるモバイルスケジューリング情報などの制御情報も入力してスケジューラ部２０５などへ出力する。
　バッファ部２０２は、信号振分部２０１により振り分けられた高優先のフレームまたは低優先のフレームを優先度別に一時的に保持するバッファメモリである。なお、バッファ部２０２は、予め設定された優先度別の複数のバッファ（例えば高優先のバッファ、低優先のバッファなど）を有する。図２の例では、バッファ部２０２は、バッファ２０２（１）、バッファ２０２（２）、・・・、バッファ２０２（ｎ）のｎ個（ｎは正の整数）のバッファを有する。
　タイムゲート部２０３は、バッファ部２０２の複数のバッファ毎に対応する複数のゲートを備え、スケジューラ部２０５の指令に応じてゲートの開閉を行う。図２の例では、タイムゲート部２０３は、ゲート２０３（１）、ゲート２０３（２）、・・・、ゲート２０３（ｎ）のｎ個のゲートを有する。タイムゲート部２０３は、例えばスケジューラ部２０５の指令に応じて、優先度別のフレームが保持された各バッファからフレームを出力するゲートの開閉を制御する。
　信号転送部２０４は、後述する信号転送管理装置１０１の指令に基づいて、タイムゲート部２０３のゲート毎に出力されるフレームを指定された出力先に転送する機能を有する。
　スケジューラ部２０５は、予め設定されたスケジューリング情報に基づいて、タイムゲート部２０３の各ゲートの開閉を行うことによりバッファ部２０２の各バッファに保持されている信号を送信するか否かを制御する。ここで、スケジューリング情報は、バッファ部２０２の優先度別の各バッファに保持されたフレームに対して、タイムゲート部２０３の各ゲートのゲート開始時間、ゲート開放時間、ゲート開放周期などに関する情報である。本実施形態では、計算部２０６の計算結果に基づいて、スケジューラ部２０５のスケジューリング情報が調整され、スケジューラ部２０５は、低優先フレームのゲートを開閉することができる。なお、スケジューラ部２０５は、スケジューリング情報の調整が行われない場合、優先度別に予め決められたゲート開始時間、ゲート開放時間、ゲート開放周期で周期的にゲートを開閉している。スケジューリング情報の調整が行われない場合は、優先度別に予め決められたゲート開始時間、ゲート開放時間、ゲート開放周期で周期的にゲートを開閉している。ここで、本実施形態では、分散局装置１０４（２）から連携ＩＦ２５１を介して入力する情報をモバイルスケジューリング情報、スケジューラ部２０５が使用する情報をスケジューリング情報と称する。
　計算部２０６は、トラヒックカウンタ部２０７が出力するバッファ部２０２を通過する優先度別のトラヒック量と、連携ＩＦ２５１および廃棄部２０８を介して分散局装置１０４（２）から入力するモバイルスケジューリング情報とに基づいて、高優先フレームの終わり（高優先フレーム送信区間の完了）を判定し、低優先フレームのゲートの開閉タイミングを計算する。ここで、モバイルスケジューリング情報には、分散局装置１０４（２）から今後流れてくる１ｍｓ置きの高優先フレームのデータ量の情報が含まれている。計算部２０６は、モバイルスケジューリング情報に含まれるデータ量と、トラヒックカウンタ部２０７で計測する高優先フレームのトラヒック量とを比較して、トラヒックカウンタ部２０７で計測する高優先フレームのトラヒック量の方がモバイルスケジューリング情報に含まれる高優先フレームのデータ量よりも大きくなった場合（つまり、高優先フレームの送信が終了した場合）に、スケジューラ部２０５に対して高優先フレームのゲートを閉じて他の優先度のフレームにゲートを開放する命令を出す。なお、多少の誤差に対応するため、計算部２０６は、トラヒックカウンタ部２０７で計測するトラヒック量の方が大きくなった直後ではなく、トラヒック量の方が大きくなってから予め決められた一定時間経過後に上記の命令を出すようにしてもよい。
　トラヒックカウンタ部２０７は、バッファ部２０２のトラヒック量を優先度別にカウントする。そして、トラヒックカウンタ部２０７は、トラヒック量をモニタ情報として信号転送管理装置１０１に送信するとともに、計算部２０６に出力する。ここで、トラヒックカウンタ部２０７は、モバイルスケジューリング情報に基づいて分散局装置１０４（２）から送信される高優先フレームの周期に合わせて、周期の先頭でカウンタをゼロクリアし、トラヒック量をモニタする。
　廃棄部２０８は、信号転送管理装置１０１から受け取るＩＦ情報送信判定通知に基づいて、ＩＦ情報の廃棄指示があった場合は、連携ＩＦ２５１を介して分散局装置１０４（２）から入力するモバイルスケジューリング情報を廃棄する。なお、廃棄部２０８は、モバイルスケジューリング情報を廃棄しない場合、分散局装置１０４（２）から入力するモバイルスケジューリング情報を計算部２０６に出力せずに、そのままスルーして信号転送部２０４から次段以降の信号転送装置１０３（図１の例では信号転送装置１０３（４））に出力する。この場合、計算部２０６およびトラヒックカウンタ部２０７は、図２で説明したような動作を行わず、スケジューラ部２０５は、予め設定されたスケジューリング情報に基づいてタイムゲート部２０３を制御する。
　連携ＩＦ２５１は、分散局装置１０４（２）との間の専用のインターフェースで、信号転送装置１０３（２）は、連携ＩＦ２５１を介して分散局装置１０４（２）からモバイルスケジューリング情報を入力する。本実施形態では、分散局装置１０４（２）から入力するモバイルスケジューリング情報は、廃棄部２０８を介して計算部２０６に出力される。
　このように、分散局装置１０４（２）に直接接続されている信号転送装置１０３（２）は、分散局装置１０４（２）から連携ＩＦ２５１を介して入力するモバイルスケジューリング情報に含まれる高優先フレームのデータ量と、実際に分散局装置１０４（２）から入力するフレームのトラヒック量とに基づいて、低優先フレームのゲートを開くことにより、帯域利用効率を改善することができる。特に、本実施形態に係る信号転送装置１０３（２）は、入力するフレームのトラヒック量を信号転送管理装置１０１に通知し、信号転送管理装置１０１から受け取るモバイルスケジューリング情報の送信要否に基づいて、モバイルスケジューリング情報を廃棄する機能を有するので、不要なモバイルスケジューリング情報の転送が削減され、ネットワーク帯域の有効利用を図ることができる。なお、信号転送管理装置１０１の判定方法については後述する。
　図３は、分散局装置１０４に直接接続されていない信号転送装置１０３（４）の構成例を示す。図３において、信号転送装置１０３（４）の基本的な構成は、図２で説明した信号転送装置１０３と同じである。なお、図３では、信号転送装置１０３（４）の例を示したが、多段接続された信号転送装置１０３のうち、分散局装置１０４に直接接続されていない次段以降の信号転送装置１０３がある場合も同様である。
　信号転送装置１０３（４）において、信号振分部２０１は、前段の信号転送装置１０３（例えば信号転送装置１０３（２））から入力するモバイルスケジューリング情報を廃棄部２０８に出力する。廃棄部２０８は、信号転送管理装置１０１から受け取るＩＦ情報送信判定通知に基づいて、ＩＦ情報の廃棄指示があった場合は、モバイルスケジューリング情報を廃棄し、廃棄指示がなかった場合は、モバイルスケジューリング情報を計算部２０６に出力する。ここで、信号転送装置１０３（４）は、モバイルスケジューリング情報を計算部２０６に入力するとともに、信号転送装置１０３（４）に次段の信号転送装置１０３がある場合（図１の例において、信号転送装置１０３（４）と中央局装置１０２との間に他の信号転送装置１０３がある場合）は、信号転送部２０４から次段の信号転送装置１０３にモバイルスケジューリング情報を転送する。ここで、計算部２０６は、図２で説明したように、モバイルスケジューリング情報に含まれる高優先フレームのデータ量と、トラヒックカウンタ部２０７がモニタする高優先フレームのトラヒック量とに基づいて、高優先フレームの終わりを判定し、スケジューラ部２０５は、低優先フレームのゲートを開くことができる。
　なお、廃棄部２０８は、モバイルスケジューリング情報を廃棄しない場合、前段の信号転送装置１０３から入力するモバイルスケジューリング情報を計算部２０６に出力せずに、そのままスルーして信号転送部２０４から次段以降の信号転送装置１０３に出力する。この場合、計算部２０６およびトラヒックカウンタ部２０７は、上述の動作を行わず、スケジューラ部２０５は、予め設定されたスケジューリング情報に基づいてタイムゲート部２０３を制御する。
　図３において、トラヒックカウンタ部２０７は、図２で説明したように、バッファ部２０２内のトラヒック状況をモニタし、バッファ部２０２に入力されるトラヒック量を優先度別にカウントする。
　計算部２０６は、廃棄部２０８がモバイルスケジューリング情報を廃棄しない場合、トラヒックカウンタ部２０７が出力するバッファ部２０２を通過する優先度別のトラヒック量と、信号振分部２０１を介して信号転送装置１０３（２）から入力するモバイルスケジューリング情報とに基づいて、高優先フレームの終わりを判定する。具体的には、計算部２０６は、前段の信号転送装置１０３（２）から転送されるモバイルスケジューリング情報に含まれるデータ量と、トラヒックカウンタ部２０７で計測する高優先フレームのトラヒック量とを比較して、トラヒックカウンタ部２０７で計測する高優先フレームのトラヒック量の方がモバイルスケジューリング情報に含まれる高優先フレームのデータ量よりも大きくなった場合（つまり、高優先フレームの送信が終了した場合）に、スケジューラ部２０５に対して高優先フレームのゲートを閉じて他の優先度のフレームにゲートを開放する命令を出す。なお、図２で説明したように、多少の誤差に対応するため、計算部２０６は、トラヒックカウンタ部２０７で計測するトラヒック量の方が大きくなった直後ではなく、トラヒック量の方が大きくなってから予め決められた一定時間経過後に上記の命令を出すようにしてもよい。
　このように、分散局装置１０４に直接接続されていない信号転送装置１０３（４）は、前段の信号転送装置１０３（２）から転送されるモバイルスケジューリング情報に含まれる高優先フレームのデータ量と、実際に信号転送装置１０３（２）から入力する高優先フレームのトラヒック量とに基づいて、低優先フレームのゲートを開くことにより、帯域利用効率を改善することができる。特に、信号転送装置１０３（４）は、図２で説明した信号転送装置１０３（２）と同様に、入力するフレームのトラヒック量を信号転送管理装置１０１に通知し、信号転送管理装置１０１から受け取るモバイルスケジューリング情報の送信要否に基づいて、モバイルスケジューリング情報を廃棄する機能を有するので、不要なモバイルスケジューリング情報の転送が削減され、ネットワーク帯域の有効利用を図ることができる。
　なお、図２および図３では、信号転送装置１０３（２）から信号転送装置１０３（４）にモバイルスケジューリング情報を転送する例を説明したが、信号転送装置１０３（４）と中央局装置１０２との間に他の信号転送装置１０３が存在する場合は、信号転送装置１０３（４）から次段の信号転送装置１０３にモバイルスケジューリング情報を転送し、次段の信号転送装置１０３で同様の処理が実行される。
　［信号転送管理装置１０１］
　図４は、本実施形態に係る信号転送管理装置１０１の構成例を示す。図４において、信号転送管理装置１０１は、転送先決定部３０１、モニタ部３０２およびＩＦ情報送信要否判定部３０３を有する。
　転送先決定部３０１は、新規に追加したい信号フローが発生した場合、当該信号フローの所要帯域・遅延等の要件を確認して、既存のフロー収容状況と照らし合わせて、要件を満たす転送経路を決定する。そして、転送先決定部３０１は、決定した転送経路になるように、各信号転送装置１０３に対して、当該信号フローの出力先ポート情報を通知する。なお、各信号転送装置１０３は、信号転送管理装置１０１から受け取った出力先ポート情報に従って、入力される信号フローを指定された出力ポートに出力する。
　モニタ部３０２は、各信号転送装置１０３からトラヒック量の計測結果を受信し、ＩＦ情報送信要否判定部３０３に通知する。
　ＩＦ情報送信要否判定部３０３は、各々の信号転送装置１０３へのＩＦ情報の送信要否を判定する。ここで、ＩＦ情報は、連携ＩＦ２５１から取得するモバイルスケジューリング情報である。ＩＦ情報送信要否判定部３０３は、例えば、ある信号転送装置１０３において低優先フレームのトラフィック量が十分に少ない場合（例えば予め決められた閾値未満の場合）には、モバイルスケジューリング情報に基づいてゲート長（ゲート開放時間）を拡張する必要が無いと考えられるので、当該信号転送装置においてモバイルスケジューリング情報の計算部２０６への出力、または、前段の信号転送装置１０３に対して、モバイルスケジューリング情報の送信不要の判定結果を送信し、信号転送装置１０３に対する不要な情報の転送を止める。これにより、当該信号転送装置１０３または次段の信号転送装置１０３は、モバイルスケジューリング情報を受け取らないため、通常スケジューラ部２０５が行うゲート開閉の動作を実施する。
　あるいは、ある信号転送装置１０３において、高優先フレームのトラヒック量が常に大きく、予約したゲート長をほぼ全て使用している場合は、帯域を解放できる見込みが無いため、当該信号転送装置においてモバイルスケジューリング情報の計算部２０６への出力、または、前段の信号転送装置１０３に対して、モバイルスケジューリング情報の送信不要の判定結果を送信し、信号転送装置１０３に対する不要な情報の転送を止める。これにより、当該信号転送装置１０３または次段の信号転送装置１０３は、モバイルスケジューリング情報を受け取らないため、通常スケジューラ部２０５が行うゲート開閉の動作を実施する。
　このように、本実施形態に係る信号転送管理装置１０１は、各信号転送装置１０３のトラヒック量をモニタして全ての信号転送装置１０３へのモバイルスケジューリング情報の送信要否を判定し、ゲート開閉の調整を行う必要が無くモバイルスケジューリング情報の転送が不要の場合はモバイルスケジューリング情報の転送を止めることにより、ネットワーク帯域を有効に利用することができる。なお、信号転送管理装置１０１は、各信号転送装置１０３のスケジューラ部２０５に通常のスケジューリング情報の指示も行うが、計算部２０６によるゲート開閉の調整が行われない限り、スケジューラ部２０５は、通常のスケジューリング情報に基づいてゲートの開閉を制御している。
　［比較例］
　図５は、比較例の信号転送装置８００の構成例を示す。図５において、信号転送装置８００は、信号振分部８０１、バッファ部８０２、タイムゲート部８０３、信号転送部８０４およびスケジューラ部８０５を有する。なお、信号転送装置８００は、ＴＡＳ機能を有し、優先度別にゲートを開閉する制御を行う。
　信号振分部８０１は、本実施形態に係る信号振分部２０１と同様に、入力信号を優先度別のバッファに振り分ける機能を有する。
　バッファ部８０２は、本実施形態に係るバッファ部２０２と同様に、信号振分部８０１により振り分けられた高優先のフレームまたは低優先のフレームを優先度別に一時的に保持するバッファメモリである。図５の例では、バッファ部８０２は、バッファ８０２（１）、バッファ８０２（２）、・・・、バッファ８０２（ｎ）のｎ個のバッファを有する。
　タイムゲート部８０３は、本実施形態に係るタイムゲート部２０３と同様に、バッファ部８０２の複数のバッファ毎に対応する複数のゲートを備え、スケジューラ部８０５の指令に応じてゲートの開閉を行う。図５の例では、タイムゲート部８０３は、ゲート８０３（１）、ゲート８０３（２）、・・・、ゲート８０３（ｎ）のｎ個のゲートを有する。
　信号転送部８０４は、タイムゲート部８０３からゲート毎に出力されるフレームを信号転送管理装置１０１から指定された出力先に転送する機能を有する。
　スケジューラ部８０５は、予め決められたスケジューリング情報に基づいて、優先度別にゲート開始時間、ゲート開放時間、ゲート開放周期で周期的にゲートを開閉し、高優先フレームを優先的に転送する。
　このように、信号転送装置８００は、ＴＡＳ機能により、高優先フレームに対してタイムスロットを予約し、予約されたタイムスロットでゲートを開いて高優先フレームを転送するとともに、他の優先度のフレームのゲートを閉じることにより高優先フレームを優先的に転送することができる。しかし、比較例の信号転送装置８００は、高優先フレームのトラヒック量に依らず予約するゲート長（ゲート開放時間）が一定のため、高優先フレームのトラヒック量が少ない場合でもゲートを占有してしまい、他の優先度のフレームの転送が行われないので、ネットワーク帯域の利用効率が低下するという問題がある。
　これに対して、本実施形態に係る信号転送装置１０３は、分散局装置１０４から連携ＩＦ２５１を介して入力するモバイルスケジューリング情報に含まれる高優先フレームのデータ量と、実際に分散局装置１０４から入力する高優先フレームのトラヒック量とに基づいて、低優先フレームのゲートを開くことにより、他の優先度のフレームの転送を行うことができるので、帯域利用効率を改善することができる。特に、本実施形態では、信号転送管理装置１０１は、各信号転送装置１０３のトラヒック量をモニタして全ての信号転送装置１０３へのモバイルスケジューリング情報の送信要否を判定し、ゲート開閉の調整を行う必要が無くモバイルスケジューリング情報の転送が不要の場合はモバイルスケジューリング情報の転送を止めることにより、ネットワーク帯域を有効に利用することができる。
　なお、上述の実施形態ではＭＢＨへの適用を前提に説明したが、ＭＦＨにも適用できる。ＭＦＨの場合には、分散局装置１０４が無線装置、中央局装置１０２が無線制御装置となり、無線装置と無線制御装置は、一つの基地局の機能をそれぞれ分担して実行している。その分担の仕方で差が生じ、もしモバイルスケジューリング情報を出力すると考えられるＭＡＣレイヤが無線装置側に存在する場合には、図１と同じ構成で実現できる。もしモバイルスケジューリング情報を出力すると考えられるＭＡＣレイヤが無線制御装置側に存在する分担の場合は、中央局装置１０２と信号転送装置１０３（４）の間に前記モバイルスケジューリング情報を受領するための連携ＩＦが必要となる。この場合には、各分散局装置１０４（１）～１０４（３）の前記モバイルスケジューリング情報を受領できるため、信号転送装置１０３（４）は、信号転送装置１０３（１）に分散局装置１０４（１）のモバイルスケジューリング情報、信号転送装置１０３（２）に分散局装置１０４（２）のモバイルスケジューリング情報、信号転送装置１０３（３）に分散局装置１０４（３）のモバイルスケジューリング情報、をそれぞれ転送する。
　なお、モバイルスケジューリング情報により、次の周期で高優先フレームが来ないと判明した場合には、信号転送管理装置１０１は、トラヒックカウンタ部２０７のモニタ情報を貰う必要はなく、またスケジューラ部２０５に対して、低優先フレームのゲートを閉じない命令を出すことができる。
　以上、実施形態で説明したように、本発明に係る信号転送システム、信号転送装置、信号転送管理装置、信号転送方法および信号転送プログラムは、分散局装置から受信するモバイルスケジューリング情報に基づいて、低優先の信号のゲートを開くことにより、帯域利用効率を改善するとともに、各信号転送装置が計測するトラヒック量に基づいて、モバイルスケジューリング情報の転送が不要と判定した場合はモバイルスケジューリング情報の転送を止めるので、ネットワーク帯域を有効に利用することができる。
　ここで、本実施形態では、図２、図３および図４に示した各ブロックを有する装置として説明したが、各ブロックが行う処理に対応する信号転送方法のプログラムを実行するコンピュータでも実現できる。なお、プログラムは、記録媒体に記録して提供されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。
１００・・・信号転送システム；１０１・・・信号転送管理装置；１０２・・・中央局装置；１０３，８００・・・信号転送装置；１０４・・・分散局装置；２０１，８０１・・・信号振分部；２０２，８０２・・・バッファ部；２０３，８０３・・・タイムゲート部；２０４，８０４・・・信号転送部；２０５，８０５・・・スケジューラ部；２０６・・・計算部；２０７・・・トラヒックカウンタ部；２０８・・・廃棄部；２５１・・・連携ＩＦ；３０１・・・転送先決定部；３０２・・・モニタ部；３０３・・・ＩＦ情報送信要否判定部

Claims (8)

  1. 　無線基地局装置に対応する分散局装置と、前記無線基地局装置を集中制御する中央局装置と、前記分散局装置と前記中央局装置との間のネットワークを構成する多段接続された複数の信号転送装置と、複数の前記信号転送装置を制御する信号転送管理装置とを有する信号転送システムにおいて、
    　複数の前記信号転送装置のうち、前記分散局装置に直接接続される第１の信号転送装置は、前記分散局装置から次に出力される高優先の信号のデータ量を取得するとともに、前記分散局装置から受信する信号のトラヒック量を計測して前記信号転送管理装置に送信し、前記信号転送管理装置から前記データ量を廃棄するか否かの判定結果を受信し、前記判定結果により前記データ量を廃棄しない場合、前記データ量と前記計測された前記高優先の信号のトラヒック量とに基づいて、低優先の信号を転送するゲートの開閉タイミングを計算して、前記計算の結果に基づいて、前記低優先の信号を転送するゲートを開閉する
    　ことを特徴とする信号転送システム。
  2. 　請求項１に記載の信号転送システムにおいて、
    　複数の前記信号転送装置のうち、前記分散局装置に直接接続される前記第１の信号転送装置は、前記分散局装置から取得した前記データ量を前記分散局装置に直接接続されない第２の信号転送装置に転送し、
    　前記第２の信号転送装置は、前記第１の信号転送装置から入力する信号のトラヒック量を計測して前記信号転送管理装置に送信し、前記信号転送管理装置から前記データ量を廃棄するか否かの判定結果を受信し、前記判定結果により前記データ量を廃棄しない場合、前記データ量と前記計測された前記高優先の信号のトラヒック量とに基づいて、前記低優先の信号を転送するゲートの開閉タイミングを計算して、前記計算の結果に基づいて、前記低優先の信号を転送するゲートを開閉する
    　ことを特徴とする信号転送システム。
  3. 　無線基地局装置に対応する分散局装置と、前記無線基地局装置を集中制御する中央局装置と、前記分散局装置と前記中央局装置との間のネットワークを構成する信号転送装置において、
    　前記分散局装置に直接接続される場合、前記分散局装置から次に出力される高優先の信号のデータ量を取得する連携インターフェースと、
    　前記分散局装置から受信する信号のトラヒック量を計測するとともに、前記トラヒック量を信号転送管理装置に送信するカウンタ部と、
    　前記データ量と前記計測された前記高優先の信号のトラヒック量とに基づいて、低優先の信号を転送するゲートの開閉タイミングを計算する計算部と、
    　前記信号転送管理装置から前記データ量を廃棄するか否かの判定結果を受信し、前記判定結果により前記データ量を廃棄しない場合、前記データ量を前記計算部に出力する廃棄部と、
    　前記計算部の計算結果に基づいて、前記低優先の信号を転送するゲートを開閉するスケジューラ部と
    　を有することを特徴とする信号転送装置。
  4. 　請求項３に記載の信号転送装置において、
    　前記廃棄部は、前記分散局装置が直接接続される場合、且つ、前記判定結果により前記データ量を廃棄しない場合、前記分散局装置から次に出力される高優先の信号のデータ量を取得して次段以降の前記信号転送装置に転送し、
    　前記計算部は、前記分散局装置に直接接続されない場合、前段の前記信号転送装置から転送される前記データ量と前記計測された前記高優先の信号のトラヒック量とに基づいて、前記低優先の信号を転送するゲートの開閉タイミングを計算して、前記計算の結果に基づいて、前記低優先の信号を転送するゲートを開閉する
    　ことを特徴とする信号転送装置。
  5. 　無線基地局装置に対応する分散局装置と、前記無線基地局装置を集中制御する中央局装置と、前記分散局装置と前記中央局装置との間のネットワークを構成する多段接続された複数の信号転送装置を制御する信号転送管理装置において、
    　前記信号転送装置が前記分散局装置から受信する信号のトラヒック量の計測結果を受信するモニタ部と、
    　前記モニタ部が前記信号転送装置から受信する前記トラヒック量に基づいて、前記信号転送装置が前記分散局装置から取得したデータ量を廃棄するか否かの判定を行い、判定結果を前記信号転送装置に送信する判定部と
    　を有することを特徴とする信号転送管理装置。
  6. 　無線基地局装置に対応する分散局装置と、前記無線基地局装置を集中制御する中央局装置と、前記分散局装置と前記中央局装置との間のネットワークを構成する多段接続された複数の信号転送装置と、複数の前記信号転送装置を制御する信号転送管理装置とを有する信号転送システムにおける信号転送方法であって、
    　複数の前記信号転送装置のうち、前記分散局装置に直接接続される第１の信号転送装置は、前記分散局装置から次に出力される高優先の信号のデータ量を取得する処理と、
    　前記分散局装置から受信する信号のトラヒック量を計測して、前記信号転送管理装置に送信する処理と、
    　前記信号転送管理装置から前記データ量を廃棄するか否かの判定結果を受信し、前記判定結果に基づいて、前記データ量を廃棄しない場合は当該データ量を出力し、前記データ量を廃棄する場合は当該データ量を廃棄する処理と、
    　前記データ量を廃棄しない場合、前記データ量と前記計測された前記高優先の信号のトラヒック量とに基づいて、低優先の信号を転送するゲートの開閉タイミングを計算する処理と、
    　前記計算の結果に基づいて、前記低優先の信号を転送するゲートを開閉する処理と
    　を行うことを特徴とする信号転送方法。
  7. 　請求項６に記載の信号転送方法において、
    　複数の前記信号転送装置のうち、前記分散局装置に直接接続される前記第１の信号転送装置は、前記分散局装置から取得した前記データ量を前記分散局装置に直接接続されない第２の信号転送装置に転送する処理を行い、
    　前記第２の信号転送装置は、
    　前記第１の信号転送装置から入力する信号のトラヒック量を計測して前記信号転送管理装置に送信する処理と、
    　前記信号転送管理装置から前記データ量を廃棄するか否かの判定結果を受信し、前記判定結果に基づいて、前記データ量を廃棄しない場合は当該データ量を出力し、前記データ量を廃棄する場合は当該データ量を廃棄する処理と、
    　前記データ量を廃棄しない場合、前記データ量と前記計測された前記高優先の信号のトラヒック量とに基づいて、前記低優先の信号を転送するゲートの開閉タイミングを計算する処理と、
    　前記計算の結果に基づいて、前記低優先の信号を転送するゲートを開閉する処理と
    　を行うことを特徴とする信号転送方法。
  8. 　請求項６または７に記載の信号転送方法で行う処理をコンピュータに実行させることを特徴とする信号転送プログラム。
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