JPH1023055A

JPH1023055A - 通信装置およびそのタイムスロット割当制御方法

Info

Publication number: JPH1023055A
Application number: JP17244496A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tatsuno; 秀雄龍野; Yoshio Kajiyama; 義夫梶山; Nobuyuki Tokura; 信之戸倉
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の端末が媒体を共用して情報の送受信を
行う媒体共用形通信装置において、端末からの情報送出
量の増加に対応して短い時間で割当タイムスロット数を
増やすことができ、アクティブ端末が複数の場合にも短
い時間でタイムスロットを公平に割り当てるようにす
る。【解決手段】共用線の全帯域から各端末に割り当てら
れた最低容量を減じた残りの容量をアクティブ端末に公
平に配分する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の端末が媒体
を共用して情報の送受信を行う媒体共用形通信装置に関
する。特に、媒体共用形通信装置における複数の端末へ
のタイムスロットの割当制御に関する。本発明は、媒体
共用形の端末からの固定長パケットであるセルの送信制
御に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】図１は媒体共用形通信装置の構成例およ
び動作を説明する図であり、（ａ）は端末へ信号が送ら
れる下り方向の信号形式、（ｂ）は端末から信号を送出
する上り方向の信号形式を示す。媒体共用形通信装置は
複数の端末が媒体を共用してひとつの上位装置に接続さ
れる通信装置であり、ここでは、上位装置として、通信
網の一部として機能する網装置を用いた例を説明する。

【０００３】すなわち、図１に示す媒体共用形通信装置
は網装置１と複数の端末２とを備え、網装置１には共用
線３を介して接続装置５が接続され、端末２はそれぞれ
支線４を介して接続装置５に接続される。網装置１は通
信網の一部として機能し、複数の端末２に各端末宛情報
を送出するとともに、上り信号のタイムスロット割当制
御を行う。各タイムスロットは固定長であり、そのタイ
ムスロットによりセルを運ぶことができる。共用線３お
よび支線４として光ファイバを用いる場合には、接続装
置５として光スターカプラを用いる。

【０００４】網装置１から各端末２への下り信号フレー
ムには、フレームの先頭を示すフレーム識別子Ｆと、複
数の端末２に対する情報を運ぶタイムスロットとが含ま
れる。各タイムスロットのヘッダには、タイムスロット
割当信号が挿入される。各端末２は下り信号フレームに
同期して動作し、自分宛の信号を取り込むとともに、自
分宛のタイムスロット割当信号を識別し、送出すべき情
報があれば上り信号フレームの割当タイムスロット位置
に情報を挿入したタイムスロットを、また、送出すべき
情報がない場合は割当タイムスロット位置に情報が挿入
されていない空のタイムスロットを支線４を介して共用
線３に送出する。その際、各端末２は、自分宛のタイム
スロット割当信号を受信してから端末２毎に規定された
一定の遅延時間後に、上り方向にタイムスロットを送出
する。これによって、各端末２から送出されたタイムス
ロットは共用線３上でお互いに衝突することがなくな
る。その一定の遅延時間は端末２と網装置１との間のラ
ウンドトリップ時間の測定値を基にして設定される。上
り信号フレームのフレーム識別子Ｆは、端末２のいずれ
かひとつが固定的に発生してもよく、無くてもよい。

【０００５】図１に示した例について説明すると、三つ
の端末２をそれぞれ＃１、＃２、＃３により表し、下り
信号フレームの三つのタイムスロットにより、＃２宛、
＃３宛および＃１宛の情報が各端末２に分配されるもの
とする。各タイムスロットのヘッダには、＃１の端末
は、最初のタイムスロットにこのとき、この三つのタイ
ムスロットのヘッダにはそれぞれ、タイムスロット割当
信号「１」、「２」、「３」が挿入されているものとす
る。＃１の端末２は、タイムスロット割当信号「１」が
挿入されているのが最初のタイムスロットであることか
ら、次の上り信号フレームでは最初のタイムスロットが
自分に割り当てられたことを知る。＃１の端末２はま
た、三つめのタイムスロットにより、自分宛の情報を受
信する。同様に＃２の端末２は、最初のタイムスロット
で自分宛の情報を受信するとともに、タイムスロット割
当信号「２」が挿入されているタイムスロットから、次
の上り信号フレームでは二つめのタイムスロットが自分
に割り当てられたことを知る。＃３の端末２は、二つめ
のタイムスロットで自分宛の情報を受信するとともに、
タイムスロット割当信号「３」から、次の上り信号フレ
ームでは三つめのタイムスロットが自分に割り当てられ
たことを知る。ここで、＃１の端末２のみに送出すべき
情報があるものとする。このとき＃１の端末２は、上り
信号フレームの最初のタイムスロット位置に、情報を挿
入したタイムスロットを送出する。＃２、＃３の二つの
端末２は、送出すべき情報がないので、上り信号フレー
ムのそれぞれ二つめ、三つめのタイムスロット位置に、
空のタイムスロットを送出する。

【０００６】本願発明者らは、このような媒体共用形通
信装置において、端末のタイムスロット使用状況に応じ
て適応的にタイムスロットを割り当てる制御方法および
装置について発明し、先に特許出願した。この先の特許
出願は、特開平７−１３５５０２号公報として公開され
ている。

【０００７】この先の特許出願に示した方法および装置
では、割り当てられたタイムスロットをすべて使用して
いる端末をアクティブ端末、割り当てられたタイムスロ
ットのうち未使用タイムスロットのある端末または応答
タイムスロットを送出しない端末を非アクティブ端末と
し、アクティブ端末に対して徐々に割当タイムスロット
数を増加させるものであった。すなわち、フレーム内の
タイムスロット割当数を増加できる場合に、割り当てら
れたタイムスロットをすべて使用している（情報送出量
増加要求のある）アクティブ端末に対してのみ、徐々に
割当タイムスロット数をすべてのタイムスロットを使用
するまで増加させる。アクティブ端末が複数あり、フレ
ーム内のタイムスロット割当数を増加できない場合に
は、アクティブ端末が公平にタイムスロットを使用でき
るように、徐々に割当タイムスロット数を変更する。

【０００８】図２は先の特許出願に示したタイムスロッ
ト割当制御方法を説明する図である。この図において、
（ａ）〜（ｍ）はタイムスロット割当の時間推移を示
す。（ａ）の「下り」は初期状態の下り信号フレーム内
のタイムスロット割当状況を示し、「上り」はそれに対
する上り信号フレーム内のタイムスロット使用状況を示
す。また、（ｂ）〜（ｍ）についても同様に、「下り」
は下り信号フレーム内のタイムスロット割当状況を示
し、「上り」はそれに対する上り信号のタイムスロット
使用状況を示す。フレーム内の数字はタイムスロット割
当を受けた端末番号を示し、「−」はタイムスロット割
当が行われていないタイムスロットを示す。また、上り
信号フレーム内の斜線を施したタイムスロットが使用中
であることを示す。下り信号フレームとそれに対する上
り信号フレームとの間には遅延がある。したがって、タ
イムスロット割当の変更は１フレーム遅れることにな
る。各端末にはフレーム内に最低１タイムスロットが割
り当てられる。

【０００９】網装置では、（ａ）の上り信号フレームの
最後で各端末のタイムスロット使用状況を判断し、１フ
レームおいた次のフレームのタイムスロット割当を行
う。この例では端末＃１だけがアクティブ端末であるの
で、（ｃ）の下り信号フレーム内の端末＃１に割り当て
るタイムスロット数を２にし、端末＃２、＃３に割り当
てるタイムスロット数を１にする。次に（ｃ）の上り信
号フレーム内のタイムスロットは端末＃１だけが割り当
てられたタイムスロットを使用しているので、（ｅ）の
下り信号フレーム内の端末＃１に割り当てるタイムスロ
ット数を３にし、端末＃２、＃３に割り当てるタイムス
ロット数を１にする。同様にして、割り当てられたタイ
ムスロットをすべて使用しているアクティブ端末に次に
割り当てるタイムスロット数をひとつ増加する。（ｉ）
の下り信号フレームでは端末＃１に５タイムスロット、
端末＃２、＃３に１タイムスロットが割り当てられ、フ
レーム内のすべてのタイムスロットが割り当てられる。
（ｉ）の上り信号フレームでは、端末＃１が５タイムス
ロット使用し、端末＃３が１タイムスロット使用してい
る。このため、次のタイムスロット割当は、端末＃１へ
のタイムスロット割当を減少させ、端末＃３へのタイム
スロット割当数を増加させる。この操作は、（ｍ）に示
すように、アクティブ端末が公平になるまで、すなわち
同数のタイムスロットを使用するようになるまで続け
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、先の特許
出願に示した方法および装置によれば、簡単な制御で端
末からの情報送出の制御を行うことができる。しかし、
アクティブ端末へのタイムスロット数の増加は徐々に行
われるため、端末からの情報送出量の増加を図りたい場
合に時間がかかり、共用線の上り信号フレームの使用効
率がそれほど高くなかった。また、アクティブ端末が複
数ある場合には、タイムスロットを公平使用する状態に
なるまでの時間がかかっていた。

【００１１】本発明は、このような課題を解決し、端末
からの情報送出量の増加に対応して短い時間で割当タイ
ムスロット数を増やすことができ、アクティブ端末が複
数の場合にも短い時間でタイムスロットを公平に割り当
てることのできる媒体共用形の通信装置およびそのタイ
ムスロット割当制御方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来例のよう
に情報量増加要求のあるアクティブ端末へのタイムスロ
ット割当量を徐々に変化させるのではなく、共用線の全
帯域から各端末に割り当てられた最低容量を減じた残り
の容量をアクティブ端末で均等割りするようにタイムス
ロット割当を行うことを特徴とする。

【００１３】すなわち、本発明の第一の観点によると、
それぞれ割り当てられたタイムスロットにより情報の送
出を行う複数の端末と、この複数の端末が共通の媒体を
介して接続される上位装置とを備え、この上位装置は、
複数の端末のそれぞれについてそのタイムスロット使用
状況を監視する監視手段と、複数の端末に対してそれぞ
れ最低容量のタイムスロットを割り当てるとともに、割
り当てたタイムスロットをすべて使用している端末に対
してはさらに付加的なタイムスロットを割り当てるタイ
ムスロット割当制御手段を含む媒体共用形の通信装置に
おいて、タイムスロット割当手段は、割り当てたタイム
スロットをすべて使用している各端末に対し、共通の媒
体の全帯域から複数の端末にそれぞれ割り当てた最低容
量の合計を除いた残りの帯域が実質的に公平に配分され
るように付加的なタイムスロットの割り当てを行う手段
を含むことを特徴とする通信装置が提供される。

【００１４】このような構成により、情報量増加要求の
ある端末、すなわちアクティブ端末は、許容される範囲
以内ですぐに最大容量の送出速度になる。このため、共
用線の使用効率が高くなり、また、情報量増加要求のあ
るアクティブ端末はすぐに共用線を公平使用するように
なる。

【００１５】端末から上位装置への上り信号とその逆の
下り信号とは周期的なフレームを単位として伝送し、こ
のフレームには複数の端末に対して割り当てられる最低
容量のタイムスロットより多くのタイムスロットを設
け、監視手段は１または複数の連続するフレームを単位
として各端末からのタイムスロットの使用状況を監視
し、タイムスロット割当制御手段は、下り信号のフレー
ムの個々のタイムスロットにそのタイムスロットに対応
する上り信号のフレームのタイムスロットの割り当てに
関する情報を挿入する構成とすることができる。この場
合、単純には、最低容量のタイムスロットとして１フレ
ームあたり１タイムスロットを割り当てる。

【００１６】また、フレーム内の個々のタイムスロット
を割り当てるのではなく、周期的にタイムスロットを割
り当てることとし、その周期を設定することで必要な帯
域を割り当てることもできる。

【００１７】すなわち、上り信号と下り信号とを周期的
なタイムスロットにより伝送し、監視手段は複数の端末
に割り当てられる最低容量に相当するタイムスロット周
期より長い周期で各端末からのタイムスロットの使用状
況を監視し、タイムスロット割当制御手段は、複数の端
末に対してそれぞれ設けられその端末に割り当てようと
する帯域に相当する周期でタイムスロット割当信号を発
生する手段と、この発生する手段からのタイムスロット
割当信号を一時的に蓄積する共通の蓄積手段と、この蓄
積手段に蓄積されたタイムスロット割当信号をタイムス
ロット周期で読み出して各端末への下り信号に挿入する
手段とを含むこともできる。

【００１８】本発明の第二の観点はタイムスロット割当
制御方法であり、共通の媒体を介して接続された複数の
端末に対してそれぞれ最低容量のタイムスロットを割り
当てるとともに、その割り当てたタイムスロットの使用
状況を監視して、割り当てたタイムスロットをすべて使
用している端末に対してはさらに付加的なタイムスロッ
トを割り当てるタイムスロット割当制御方法において、
割り当てたタイムスロットをすべて使用している各端末
に対し、前記共通の媒体の全帯域から前記複数の端末に
それぞれ割り当てた最低容量の合計を除いた残りの帯域
が実質的に公平に配分されるように付加的なタイムスロ
ットの割り当てを行うことを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明は、図１に示した媒体共用
形通信装置として実施される。この媒体共用形通信装置
は、上述したように、網装置１と複数の端末２とを備
え、網装置１には共用線３を介して接続装置５が接続さ
れ、端末２はそれぞれ支線４を介して接続装置５に接続
される。網装置１は通信網の一部として機能し、複数の
端末２に各端末宛情報を送出するとともに、上り信号の
タイムスロット割当制御を行い、複数の端末２に対して
それぞれ最低容量のタイムスロットを割り当てるととも
に、割り当てたタイムスロットをすべて使用している端
末（アクティブ端末）に対してはさらに付加的なタイム
スロットを割り当てる。このとき、割り当てたタイムス
ロットをすべて使用している各端末に対し、共用線３の
全帯域から各端末に割り当てた最低容量の合計を除いた
残りの帯域が実質的に公平に配分されるように付加的な
タイムスロットの割り当てを行う。端末２はそれぞれ、
割り当てられたタイムスロットにより情報の送出を行
う。各タイムスロットは固定長であり、そのタイムスロ
ットによりセルを運ぶことができる。共用線４および支
線５として光ファイバを用いる場合には、接続装置５と
して光スターカプラを用いる。

【００２０】

【実施例】図１に示した網装置１および端末２の詳しい
構成および動作について以下の実施例により説明する。

【００２１】図３ないし図７は本発明の第一実施例を説
明する図であり、図３は網装置の構成例を示すブロック
図、図４は網装置の動作フローを示す図、図５は端末の
構成例を示すブロック図、図６は端末の動作フローを示
す図、図７はタイムスロット割当の動作例を示す図であ
る。ここでは、各端末に対する最低保証容量として、フ
レーム毎に１タイムスロットを割り当てるものとする。

【００２２】網装置１は、情報用バッファ１０、アクテ
ィブ端末検出回路１１、均等割スロット数算出回路１
２、タイムスロット割当信号挿入回路１３、情報用バッ
ファ１４、周期フレーム発生回路１５および送出制御回
路１６を備える。情報用バッファ１０は、端末からの送
出情報を蓄積し、網側へ送出する。アクティブ端末検出
回路１１は、端末の割り当てられたタイムスロットの使
用有無を検出して、端末情報送出増加要求のあるアクテ
ィブ端末の判断を行う。均等割スロット数算出回路１２
は、アクティブ端末検出回路１１の検出結果に基づい
て、アクティブ端末に対し、フレーム内の全タイムスロ
ット数から端末数を引いた残りのタイムスロットを均等
に割り当てる。タイムスロット割当信号挿入回路１３
は、均等割スロット数算出回路１２の出力より、上り信
号フレームに対するタイムスロット割当の通知信号を出
力する。情報用バッファ１４は、網側から伝送され端末
へ送出する送出情報を一時蓄積する。周期フレーム発生
回路１５は、フレームの先頭を示すフレーム識別信号を
含む周期フレームを発生する。送出制御回路１６は、タ
イムスロット割当信号挿入回路１３、情報用バッファ１
４および周期フレーム発生回路１５の出力を下り信号フ
レームとして端末に出力する。

【００２３】この構成により網装置１は、各端末に対し
て最低保証容量に対応してフレーム内の１タイムスロッ
トをそれぞれ割り当て、残りのタイムスロットについて
は、アクティブ端末、すなわち上り信号フレーム内で割
り当てられたすべてのタイムスロットを使用している端
末に均等に割り当てる。非アクティブ端末、すなわち割
り当てられたタイムスロットをすべて使用しているわけ
ではない端末、または応答タイムスロットを送出しない
端末に対しては、最低保証容量のタイムスロットを割り
当てる。アクティブ端末か否かは上り信号フレームの終
了毎に判断する。

【００２４】網装置１によるタイムスロット割当制御に
ついて、図４を参照してさらに詳しく説明する。最初
に、タイムスロット割当信号挿入回路１３において、全
端末（端末数ｍ）にフレーム内の１タイムスロットを割
り当て、その割当信号を待ち行列に並べる（Ｓ１１）。
次に、送出制御回路１６において、タイムスロット割当
信号挿入回路１３の待ち行列の出力にしたがってタイム
スロット割当信号を下り信号の各タイムスロットのヘッ
ダに挿入し、各端末に送出する（Ｓ１２）。この後にア
クティブ端末検出回路１１では、網からの下り信号フレ
ームに同期した各上り信号フレーム内において、割り当
てたタイムスロットの使用有無を検出する（Ｓ１３）。
上り信号フレームが終了すると（Ｓ１４）、均等割スロ
ット数算出回路１２により、フレーム内に割り当てた最
後のタイムスロットまでを使用しているアクティブ端末
数ｎとそのアクティブ端末Ｋ_j（ｊ＝１〜ｎ）とを求め
る（Ｓ１５）。これによりタイムスロット割当信号挿入
回路１３は、ｎ個のアクティブ端末Ｋ_jに対して〔（Ｍ
−ｍ）／ｎ＋１〕個のタイムスロットをフレーム内に割
り当て、残りの〔ｍ−ｎ〕個のアクティブでない端末に
対して１タイムスロットを割り当て、それらの割当信号
を待ち行列に並べる（Ｓ１６）。ただし、Ｍはフレーム
内の割り当て可能なタイムスロット数である。各端末に
はフレーム内の少なくとも１スロットが割り当てられる
ので、最低容量は保証される。

【００２５】次に、図５を参照して端末２の構成につい
て説明する。端末２は、周期フレーム検出回路２０、自
端末宛タイムスロット割当信号検出回路２１、自端末宛
情報スロット抽出回路２２、情報用バッファ２３、遅延
回路２４、送出制御回路２５および情報蓄積バッファ２
６を備える。周期フレーム検出回路２０は、下り信号の
フレーム識別子を検出して同期をとる。自端末宛タイム
スロット割当信号検出回路２１は、同期した下り信号フ
レーム内のタイムスロットのヘッダに挿入されている自
端末宛のタイムスロット割当信号を検出する。自端末宛
情報スロット抽出回路２２は、自端末宛の情報を抽出す
る。情報用バッファ２３は、自端末宛情報スロット抽出
回路２２の出力を蓄積し、下流に送出する、遅延回路２
４は、自端末宛タイムスロット割当信号を端末毎に規定
された時間遅延する。情報蓄積バッファ２６は、下流か
ら到着する情報を一時蓄積し、蓄積情報がある場合はそ
の旨を送出制御回路２５に伝えるとともに、送出制御回
路２５からの送信指示信号により、上り信号フレーム内
の指定タイムスロットを用いて網側に情報を送出する。
送出制御回路２５は、遅延回路２４の出力があり、情報
蓄積バッファ２６に送出待ちの情報がある場合には、情
報蓄積バッファ２６に送出指示信号を出力する。送出制
御回路２５はまた、遅延回路２４の出力があり、情報蓄
積バッファ２６に送出待ちの情報がない場合は、網側に
空のタイムスロットを送出する。

【００２６】遅延回路２４による遅延時間は、共用線上
で他の端末から送出されたタイムスロットと自端末から
送出されたタイムスロットとが衝突しないように、各端
末と網装置のラウンドトリップ時間の測定値を基に各端
末毎に設定される。

【００２７】端末２の動作フローを図６を参照して説明
する。最初に、周期フレーム検出回路２０において、網
からの下り信号のフレーム同期確立状態かを判断する
（Ｓ２１）、確立状態ならば、自端末宛タイムスロット
割当信号検出回路２１により、自端末宛の送出タイムス
ロット割当信号を検出したか判断する（Ｓ２２）。検出
した場合には、遅延回路２４により、そのタイムスロッ
ト割当信号を自端末に指定された時間にわたり遅延させ
る（Ｓ２３）。この遅延時間が経過すると、送出制御回
路２５は、情報蓄積バッファ２６に自端末における送出
待ち情報があるか否かを判断し（Ｓ２４）、ある場合に
は、許可されたそのタイムスロット位置に送出情報を挿
入して網側に送出する（Ｓ２５）。自端末における送出
待ち情報がない場合には、許可されたそのタイムスロッ
トは空のまま網側に送出する（Ｓ２６）。

【００２８】タイムスロット割当の動作の一例につい
て、図７を参照して説明する。ただし、この図では、端
末と網装置間のラウンドトリップ時間を測定するのに必
要なタイムスロットは省略する。図７において、（ａ）
〜（ｇ）はタイムスロット割当の推移を示す。（ａ）の
「下り」は初期状態の下り信号フレーム内のタイムスロ
ット割当状況を示し、「上り」はそれに対する上り信号
のタイムスロット使用状況を示す。また、（ｂ）〜
（ｇ）についても同様に、「下り」は下り信号フレーム
内のタイムスロット割当状況を示し、「上り」はそれに
対する上り信号フレーム内のタイムスロット使用状況を
示す。フレーム内の数字はタイムスロット割当を受けた
端末番号を示し、「−」はタイムスロット割当が行われ
ていないタイムスロットを示す。また、上り信号フレー
ム内の斜線を施したタイムスロットが使用中であること
を示す。下り信号フレームとそれに対する上り信号フレ
ームとの間には遅延があるため、上りフレームの終わり
で端末が送出情報増加要求があるか否かを判断してから
上りフレームのタイムスロット割当を変更するまでに
は、１フレーム以上待たなければならない。

【００２９】この例において、まず、（ａ）の下り信号
フレームにより、端末＃１、＃２、＃３にそれぞれ１タ
イムスロットを割り当てる。これに対する上り信号フレ
ームでは、端末＃１だけが、割り当てられた全タイムス
ロットを使用している。このとき、（ｃ）の下り信号フ
レームにより、端末＃１に対して、フレーム内の全タイ
ムスロットから端末数を減じた残りの４タイムスロット
を付加的に割り当てる。すなわち、合計で５タイムスロ
ットを割り当てる。端末＃２、＃３に対しては、１タイ
ムスロットを割り当てる。（ｃ）の上り信号フレームで
は端末＃１だけが割り当てられたすべてのタイムスロッ
トを使用しているので、（ｅ）の下り信号フレームによ
るタイムスロット割当は、（ｃ）の下りと同様に行う。

【００３０】次に、（ｅ）の上り信号フレームでは、端
末＃１と端末＃３とが割り当てられた全タイムスロット
を使用している。このときには、（ｇ）の下り信号フレ
ームにより、フレーム内の全タイムスロットから端末数
を減じた残りのタイムスロットを端末＃１と端末＃３と
に均等に分配し、最低容量の割り当てである１タイムス
ロットに加えて合計３タイムスロットをそれぞれ割り当
てる。端末＃２には１タイムスロットを割り当てる。

【００３１】このように本実施例では、割り当てられた
タイムスロットをすべて使用している端末に対して、フ
レーム内の全タイムスロットから端末数を減じた残りの
タイムスロットを再割当する。これにより、上り信号フ
レームの使用効率が高く、さらにフレーム内タイムスロ
ットの公平使用に至る時間が短くなる。

【００３２】以上の説明では各端末の最小容量が等しい
ものとしたが、端末毎に最小容量が異なる場合には、そ
れに応じたタイムスロット数を最初に割り当て、フレー
ム内の残りのタイムスロットについて再割当を行うこと
もできる。また、この場合に、残りのタイムスロットを
各アクティブ端末に等しく割り当てるのではなく、端末
毎に重み付けを行って割り当てることもできる。

【００３３】また、以上の説明ではフレーム毎にタイム
スロット割当を行うこととしたが、複数のフレームをひ
とつの単位としてタイムスロット割当を行っても本発明
を同様に実施できる。

【００３４】図８ないし図１０は本発明の第二実施例を
説明する図であり、図８は網装置の構成例を示すブロッ
ク図、図９は網装置の動作フローを示す図、図１０はタ
イムスロット割当の動作例を示す図である。端末２の構
成および動作は第一実施例と同等であり、ここでは説明
を省略する。

【００３５】網装置１は、情報用バッファ１０、情報用
バッファ１４、周期フレーム発生回路１５および送出制
御回路１６に加え、アクティブ端末検出回路３０、セル
周期発生回路３１、カウンタ３２およびタイムスロット
割当信号蓄積バッファ３３を備える。情報用バッファ１
０は、端末からの送出情報を蓄積し、網側へ送出する。
情報用バッファ１４は、網側から伝送され端末へ送出す
る送出情報を一時蓄積する。周期フレーム発生回路１５
は、フレームの先頭を示すフレーム識別信号を含む周期
フレームを発生する。アクティブ端末検出回路３０は、
仮想周期フレーム内の端末２に割り当てられたタイムス
ロットの使用有無を検出して、端末情報送出増加要求の
あるアクティブ端末の判定を行う。セル周期発生回路３
１は、アクティブ端末検出回路３０の検出結果に基づい
て、アクティブ端末に対しては均等割帯域に対応するセ
ル周期を、非アクティブ端末に対しては最低容量に対応
するセル周期を発生する。カウンタ３２は、端末毎に設
けられ、セル周期発生回路３１の発生したセル周期を計
数値の上限として動作する。タイムスロット割当信号蓄
積バッファ３３は、カウンタ３２の出力であるタイムス
ロット割当信号を蓄積し、待ち行列を作る。送出制御回
路１６は、情報用バッファ１４、周期フレーム発生回路
１５およびタイムスロット割当信号蓄積バッファ３３の
出力を下り信号フレームとして端末に出力する。

【００３６】この構成により網装置１は、アクティブ端
末に対しては、共用伝送路（共用線４）の許容最大容量
から各端末２に与えられる最低容量を減じた残りの容量
について、アクティブ端末で均等割りし、それに最低容
量を加えた容量に対応するセル周期を求める。また、非
アクティブ端末に対しては、最低容量に対応するセル周
期を求める。これらのセル周期を端末２毎に設けられた
カウンタ３２に設定することで、カウンタ３２の出力
に、その設定されたセル周期毎にタイムスロット割当信
号が得られる。

【００３７】アクティブ端末検出回路３０がアクティブ
端末を検出するための仮想周期は、最低保証容量に対応
する周期以上の周期であり、周期フレーム発生回路１５
の周期とは独立である。ただし、二つの周期は同一でも
よい。仮想周期は、フレーム同期パターンとは無関係
に、タイムスロット長の整数倍の周期として設定され
る。

【００３８】網装置１によるタイムスロット割当制御に
ついて、図９を参照してさらに詳しく説明する。最初
に、セル周期発生回路３１は、最低セル速度Ｖｉに対応
するセル周期を各端末２毎に設けられたタウンタ３２の
計数値の上限とする（Ｓ３１）。各カウンタ３２は、計
数値が上限値を越えると（Ｓ３２）、計数値を「０」に
リセットするとともに、タイムスロット割当信号を発生
してタイムスロット割当信号蓄積バッファ３３の待ち行
列に加える（Ｓ３３）。送出制御回路１６は、タイムス
ロット割当信号蓄積バッファ３３からの待ち行列の出力
にしたがって、タイムスロット割当信号を下り信号の各
タイムスロットに挿入して端末側に送出する（Ｓ３
４）。この後にアクティブ端末検出回路３０は、上り信
号の仮想周期フレーム内において、割り当てたタイムス
ロットの使用有無を端末２毎に検出する（Ｓ３５）。上
り信号の仮想周期フレームが終了すると（Ｓ３６）、セ
ル周期発生回路３１は、仮想周期フレーム内に割り当て
た最後のタイムスロットまでを使用しているアクティブ
端末数ｎとそのアクティブ端末Ｋ_j（ｊ＝１〜ｎ）とを
求め（Ｓ３７）、ｎ個のアクティブ端末Ｋ_jに対応する
カウンタ３２の上限値をセル速度〔（Ｖ−ΣＶ_i）／ｎ
＋Ｖ_i〕に対応する周期に、残りの〔ｍ−ｎ〕個のアク
ティブでない端末に対応するカウンタ３２の上限値をセ
ル速度Ｖ_iに対応する周期に設定する（Ｓ３８）。ただ
し、ｍは全端末数、Ｖは共用線４の許容最大セル速度、
Ｖ_iは各端末に対して割り当てられる最低保証容量のセ
ル速度であり、Σはｉ＝１〜ｍに対する総和を表す。

【００３９】次に、タイムスロット割当動作の一例を図
１０を参照して説明する。ここで、端末＃１、＃２、＃
３に対応するカウンタをそれぞれＣ１、Ｃ２、Ｃ３と
し、図１０には、数字によりそれぞれの計数値を示し、
矢印によりタイムスロット割当信号の発生のタイミング
を示す。図１０にはまた、タイムスロット割当信号の待
ち行列の状態、下り仮想フレーム上のタイムスロット割
当信号、および上り仮想フレーム上のタイムスロットの
使用状況を併記する。タイムスロット割当信号の待ち行
列において、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３がそれぞれ端末＃１、＃
２、＃３へのタイムスロット割当信号を示す。なお、
「−」は端末にタイムスロット割当されていないタイム
スロットであることを示し、上り仮想フレーム内のハッ
チングされたタイムスロットは、使用されているタイム
スロットを示す。また、端末２と網装置１とのラウンド
トリップ測定するためのタイムスロットは省略する。仮
想フレーム長は１２タイムスロット（セル）とした。

【００４０】最初、カウンタＣ３、Ｃ１、Ｃ２は計数値
の上限が「１２」に設定されており、それぞれＧ１、Ｇ
２、Ｇ３のタイミングでタイムスロット割当信号Ｔ３、
Ｔ１、Ｔ２を発生する。それらの信号は待ち行列に並べ
られた後、下り仮想フレーム上に挿入されて端末に送出
される。上り仮想フレームの終わりであるＤ点では、そ
のフレーム内では端末＃１、＃２、＃３に割り当てたタ
イムスロットが使用されていないので、カウンタＣ３、
Ｃ１、Ｃ２の上限値を最低セル速度に対応するセル周期
である「１２」に設定する。そこでカウンタＣ３、Ｃ
１、Ｃ２はそれぞれ、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６のタイミングで
タイムスロット割当信号Ｔ３、Ｔ１、Ｔ２を発生する。

【００４１】次の上り仮想フレームの終わりであるＥ点
では、そのフレーム内では端末＃１、＃２、＃３に割り
当てたタイムスロットがすべて使用されている。そこ
で、仮想フレーム内のタイムスロットを公平使用するよ
うに、カタンタＣ３、Ｃ１、Ｃ２の上限値を「３」に設
定する。ただし、この例ではその時点でカウンタＣ１、
Ｃ３の計数値がすでに「３」、「４」となっており、そ
の時点でそれぞれタイムスロット割当信号Ｔ１、Ｔ３を
発生してリセットされる。これにより、Ｇ８〜Ｇ１９の
タイミングでタイムスロット割当信号が発生する。

【００４２】次の上り仮想フレームの終わりであるＦ点
では、そのフレーム内では端末＃１、＃２、＃３に割り
当てた最後のタイムスロットが使用されていないので、
カウンタＣ３、Ｃ１、Ｃ２の上限値を最低セル速度に対
応するセル周期である「１２」に設定する。

【００４３】このように、本実施例では、割り当てられ
たタイムスロットをすべて使用している端末に対して、
仮想フレーム内の全タイムスロットから端末数を減じた
残りのタイムスロットを再割当する。すなわち、アクテ
ィブ端末に対して共用伝送路の許容最大容量からすべて
の端末の最低容量を減じた残りの容量を再分割する。こ
れにより、上り仮想フレームの使用効率が高く、さらに
仮想フレーム内タイムスロットの公平使用に至る時間が
短くなる。また、端末に割り当てる伝送容量をセル周期
に変換してその周期でタイムスロット割当信号を発生す
るので、アクティブ端末を判定してから端末に割り当て
るタイムスロット量を変更するまでの時間を短くするこ
とができる。さらに、端末に割り当てるタイムスロット
が集中せずに分散される利点もある。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
情報量増加要求のあるアクティブ端末は、許容される範
囲内ですぐに最大容量の送出速度が得られる。このた
め、共用線の使用効率が高くなり、また、情報量増加要
求のあるアクティブ端末がすぐに共用線を公平利用する
ようになる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】媒体共用形通信装置の構成例および動作を説明
する図。

【図２】従来例のタイムスロット割当制御方法を説明す
る図。

【図３】本発明の第一実施例における網装置を示すブロ
ック構成図。

【図４】網装置の動作フローを示す図。

【図５】端末のブロック構成図。

【図６】端末の動作フローを示す図。

【図７】タイムスロット割当の動作例を示す図。

【図８】本発明第二実施例における網装置を示すブロッ
ク構成図。

【図９】網装置の動作フローを示す図。

【図１０】タイムスロット割当の動作例を示す図。

【符号の説明】

１網装置２端末３共用線４支線５接続装置１０情報用バッファ１１アクティブ端末検出回路１２均等割スロット数算出回路１３タイムスロット割当信号挿入回路１４情報用バッファ１５周期フレーム発生回路１６送出制御回路２０周期フレーム検出回路２１自端末宛タイムスロット割当信号検出回路２２自端末宛情報スロット抽出回路２３情報用バッファ２４遅延回路２５送出制御回路２６情報蓄積バッファ３０アクティブ端末検出回路３１セル周期発生回路３２カウンタ３３タイムスロット割当信号蓄積バッファ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ割り当てられたタイムスロット
により情報の送出を行う複数の端末と、この複数の端末
が共通の媒体を介して接続される上位装置とを備え、この上位装置は、前記複数の端末のそれぞれについてそ
のタイムスロット使用状況を監視する監視手段と、前記
複数の端末に対してそれぞれ最低容量のタイムスロット
を割り当てるとともに、割り当てたタイムスロットをす
べて使用している端末に対してはさらに付加的なタイム
スロットを割り当てるタイムスロット割当制御手段を含
む通信装置において、前記タイムスロット割当手段は、割り当てたタイムスロ
ットをすべて使用している各端末に対し、前記共通の媒
体の全帯域から前記複数の端末にそれぞれ割り当てた最
低容量の合計を除いた残りの帯域が実質的に公平に配分
されるように付加的なタイムスロットの割り当てを行う
手段を含むことを特徴とする通信装置。
【請求項２】前記複数の端末から前記上位装置への上
り信号と前記上位装置から前記複数の端末への下り信号
とは周期的なフレームを単位として伝送され、このフレームには前記複数の端末に対して割り当てられ
る最低容量のタイムスロットより多くのタイムスロット
を含み、前記監視手段は１または複数の連続するフレームを単位
として各端末からのタイムスロットの使用状況を監視す
る構成であり、前記タイムスロット割当制御手段は、下り信号のフレー
ムの個々のタイムスロットにそのタイムスロットに対応
する上り信号のフレームのタイムスロットの割り当てに
関する情報を挿入する手段を含む請求項１記載の通信装
置。
【請求項３】前記タイムスロット割当制御手段は、最
低容量のタイムスロットとして１フレームあたり１タイ
ムスロットを割り当てる構成である請求項２記載の通信
装置。
【請求項４】前記複数の端末のそれぞれから前記上位
装置への上り信号と前記上位装置から前記複数の端末の
それぞれへの下り信号とは周期的なタイムスロットによ
り伝送され、前記監視手段は前記複数の端末に割り当てられる最低容
量に相当するタイムスロット周期より長い周期で各端末
からのタイムスロットの使用状況を監視する構成であ
り、前記タイムスロット割当制御手段は、前記複数の端末に
対してそれぞれ設けられその端末に割り当てようとする
帯域に相当する周期でタイムスロット割当信号を発生す
る手段と、この発生する手段からのタイムスロット割当
信号を一時的に蓄積する共通の蓄積手段と、この蓄積手
段に蓄積されたタイムスロット割当信号をタイムスロッ
ト周期で読み出して各端末への下り信号に挿入する手段
とを含む請求項１記載の通信装置。
【請求項５】共通の媒体を介して接続された複数の端
末に対してそれぞれ最低容量のタイムスロットを割り当
てるとともに、その割り当てたタイムスロットの使用状
況を監視して、割り当てたタイムスロットをすべて使用
している端末に対してはさらに付加的なタイムスロット
を割り当てるタイムスロット割当制御方法において、割り当てたタイムスロットをすべて使用している各端末
に対し、前記共通の媒体の全帯域から前記複数の端末に
それぞれ割り当てた最低容量の合計を除いた残りの帯域
が実質的に公平に配分されるように付加的なタイムスロ
ットの割り当てを行うことを特徴とするタイムスロット
割当制御方法。