JP6646567B2 - Band allocation device and band allocation method - Google Patents
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Description
本発明は、帯域割当装置及び帯域割当方法に関する。 The present invention relates to a band allocation device and a band allocation method.
無線基地局のアンテナ部（ＲＲＨ：Remote Radio Head）と信号処理部（ＢＢＵ：Baseband Unit）を分離した無線通信システムがある。この無線通信システムでは、ＲＲＨとＢＢＵとは光装置及び光ファイバを介して結ばれており、この光区間はモバイルフロントホール（ＭＦＨ）と呼ばれている。図７は、モバイルフロントホールの構成例を示す図である。 There is a radio communication system in which an antenna unit (RRH: Remote Radio Head) of a radio base station and a signal processing unit (BBU: Baseband Unit) are separated. In this wireless communication system, the RRH and the BBU are connected via an optical device and an optical fiber, and this optical section is called a mobile fronthaul (MFH). FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a mobile fronthaul.
ＲＲＨをＴＤＭ−ＰＯＮ（Time Division Multiplexing- Passive Optical Network）システム（例えば、非特許文献１参照）を用いて収容する検討がなされている（例えば、非特許文献２参照）。ＴＤＭ−ＰＯＮシステムでは、光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）から光端局装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）への信号送信にＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式が用いられる。そこで、ＴＤＭ−ＰＯＮを用いてＲＲＨを収容した際に、ＲＲＨと無線端末間のトラヒック情報を基に、ＭＦＨに転送されるトラヒックを推定し、光端局装置から光終端装置へ割当てる帯域を動的に変化させる手法が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。 Studies have been made to accommodate RRHs using a TDM-PON (Time Division Multiplexing-Passive Optical Network) system (for example, see Non-Patent Document 1). In the TDM-PON system, a TDMA (Time Division Multiple Access) method is used for transmitting a signal from an optical terminal unit (ONU: Optical Network Unit) to an optical terminal unit (OLT: Optical Line Terminal). Therefore, when the RRH is accommodated using the TDM-PON, the traffic transferred to the MFH is estimated based on the traffic information between the RRH and the wireless terminal, and the bandwidth allocated from the optical terminal device to the optical terminal device is adjusted. There has been proposed a method of changing the frequency (for example, see Non-Patent Document 2).
図８は、従来の端局装置の機能構成を表す概略ブロック図である。ＯＬＴなどの従来の端局装置では、ＯＮＵなどの終端装置との間の通信における上り信号もしくは下り信号をトラヒック情報取得部で取得する。トラヒック情報取得部によって取得されたトラヒック情報は、記憶回路に保存される。トラヒック情報抽出部は、数時間ないし数日分のトラヒック情報を基にトラヒックパターンを推定する。深夜や早朝では、無線端末の使用頻度が低いため、トラヒック量は日中よりは少ない。日中では、無線端末の使用頻度が高いため、トラヒック量も増加する。このようなトラヒック量の増減を表すパターンをトラヒックパターンと定義する。 FIG. 8 is a schematic block diagram illustrating a functional configuration of a conventional terminal device. In a conventional terminal device such as an OLT, an upstream signal or a downstream signal in communication with a terminal device such as an ONU is acquired by a traffic information acquisition unit. The traffic information acquired by the traffic information acquisition unit is stored in a storage circuit. The traffic information extraction unit estimates a traffic pattern based on several hours to several days of traffic information. In late nights and early mornings, the traffic volume is smaller than during the day, because the wireless terminals are used less frequently. During the day, the wireless terminal is frequently used, so that the traffic volume also increases. A pattern representing such an increase or decrease in traffic volume is defined as a traffic pattern.
図９は、従来技術の帯域割当機能部による帯域割当の方法を示す図である。端局装置は、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation：動的帯域割当）周期で終端装置へ帯域割当量と上り信号の送信許可時間を送信する。時刻ｔ０から時刻ｔ２まではトラヒックパターンの推定を行うためのトラヒック収集期間であり、この期間をモニタ期間Ｔｍｏｎｉｔｏｒと定義する。帯域割当機能部は、各ＤＢＡ周期で固定の帯域割当量Ｒｐ［ｂｐｓ（ビット毎秒）］を終端装置に割当てる。端局装置は、モニタ期間Ｔｍｏｎｉｔｏｒが終了する時刻ｔ２以降に可変の帯域割当てを開始する。帯域割当機能部は、モニタ期間Ｔｍｏｎｉｔｏｒにおいて取得したトラヒック量の平均値である平均トラヒック量を基に帯域割当量を決定する。例えば、期間Ｔａｌｌｏｃ［１］における帯域割当量はＲ１［ｂｐｓ］である。帯域割当機能部は、この期間Ｔａｌｌｏｃ［１］の各ＤＢＡ周期では、固定的に帯域割当量Ｒ１を終端装置に割当てる。例えば、期間Ｔａｌｌｏｃ［１］＝６．０時間、ＤＢＡ周期を２５０μｓ（マイクロ秒）、帯域割当量Ｒ１＝１．０Ｇｂｐｓとした場合、端局装置は終端装置に２５０μｓ毎に１．０Ｇｂｐｓの帯域を６．０時間割り当て続ける。
FIG. 9 is a diagram illustrating a bandwidth allocation method by the bandwidth allocation function unit of the related art. The terminal device transmits the bandwidth allocation amount and the transmission permission time of the uplink signal to the terminal device in a DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) cycle. From time t 0 to time t 2 a traffic collection period for the estimation of traffic patterns, defining the period and the monitoring period T monitor. The bandwidth allocation function unit allocates a fixed bandwidth allocation amount R p [bps (bits per second)] to the terminating device in each DBA cycle. Terminal equipment starts the bandwidth allocation of the variable at time t 2 after the monitoring period T monitor is terminated. The bandwidth allocation function unit determines the bandwidth allocation amount based on the average traffic amount that is the average value of the traffic amounts acquired during the monitoring period T monitor . For example, the bandwidth allocation amount in the period T allo [1] is R 1 [bps]. Bandwidth allocator is in each DBA cycle of the period T alloc [1], fixedly assigning the bandwidth allocation amount R 1 to terminator. For example, the period T alloc [1] = 6.0 h, the DBA cycle 250 [mu] s (microseconds), when a
しかしながら、従来手法のようにトラヒック量の推定時に平均値と分散値の計算を行うためには数多くのトラヒックが必要となる。このため、１週間ないしは１ヵ月といった長期間のデータを記録するために膨大なメモリが必要になる。膨大なデータは、メモリを圧迫するのみではなく、平均値及び分散値の計算速度にも影響を及ぼす。そのため、効率的に帯域割当を行うことができないという問題があった。 However, a large amount of traffic is required to calculate the average value and the variance value when estimating the traffic amount as in the conventional method. For this reason, an enormous memory is required to record long-term data such as one week or one month. The huge amount of data not only presses the memory but also affects the calculation speed of the average value and the variance value. Therefore, there is a problem that bandwidth allocation cannot be performed efficiently.
上記事情に鑑み、本発明は、効率的に帯域割当を行うことができる技術の提供を目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a technology capable of efficiently performing bandwidth allocation.
本発明の一態様は、終端装置と接続された下位装置ごとに、前記下位装置が前記終端装置を介して行う通信の時系列のトラヒック量を示すトラヒック情報を取得するトラヒック情報取得部と、前記下位装置ごとに、前記トラヒック情報からトラヒックの変動周期を抽出するトラヒック情報抽出部と、抽出された前記変動周期を１以上の時間スロットに分割し、前記時間スロットごとに、前記トラヒック情報が示す前記時間スロットにおけるトラヒック量に基づいて、前記トラヒック量の平均値と分散値を表す第一統計量を算出するトラヒック情報一次計算部と、前記トラヒック情報一次計算部の計算結果を保存する記憶回路と、前記記憶回路の容量が予め設定された閾値を上回った場合に、前記時間スロットにおけるトラヒック量に基づいて、前記トラヒック量の平均値と不偏分散値を表す第二統計量を算出するトラヒック情報二次計算部と、前記第一統計量又は前記第二統計量のいずれかに基づいて帯域割当量を算出し、算出した前記帯域割当量に基づいて、前記終端装置に帯域割当を行う帯域割当機能部と、を備える帯域割当装置である。 One aspect of the present invention is that, for each lower-level device connected to a terminating device, a traffic information acquisition unit that acquires traffic information indicating a time-series traffic amount of communication performed by the lower-level device via the terminating device; For each lower-level device, a traffic information extraction unit that extracts a traffic fluctuation period from the traffic information, and divides the extracted fluctuation period into one or more time slots, and for each of the time slots, the traffic information indicated by the traffic information. A traffic information primary calculation unit that calculates a first statistic representing an average value and a variance of the traffic volume based on the traffic volume in a time slot; and a storage circuit that stores a calculation result of the traffic information primary calculation unit. If the capacity of the memory circuit exceeds a set threshold value Me pre, based on the amount of traffic in said time slot A traffic information secondary calculation unit that calculates a second statistic representing the average value and unbiased variance of the traffic amount, and calculates a bandwidth allocation amount based on either the first statistic or the second statistic. And a band allocation function unit for performing band allocation to the terminal device based on the calculated band allocation amount.
本発明の一態様は、上記の帯域割当装置であって、前記トラヒック情報取得部は、前記不偏分散値が設定された値を上回った場合、所定のオフセットを設けて前記トラヒック情報を取得する。 One embodiment of the present invention is the above-mentioned band allocation device, wherein the traffic information acquisition unit acquires the traffic information with a predetermined offset when the unbiased dispersion value exceeds a set value.
本発明の一態様は、上記の帯域割当装置であって、前記トラヒック情報二次計算部は、前記不偏分散値が設定された値を上回った場合、前記時間スロットを予め定めた分割数だけ分割し、前記帯域割当機能部は、分割後の前記時間スロットごとに帯域割当を行う。 One aspect of the present invention is the above-mentioned band allocation apparatus, wherein the traffic information secondary calculation unit divides the time slot by a predetermined number of divisions when the unbiased dispersion value exceeds a set value. Then, the bandwidth allocation function unit performs bandwidth allocation for each of the divided time slots.
本発明の一態様は、上記の帯域割当装置であって、前記トラヒック情報二次計算部は、前記記憶回路に保存されている平均値のデータ量が予め設定された閾値を上回る場合、予め設定された閾値を上回る前に使用していたデータ数よりも少ないデータ数で前記平均値を算出する。 One aspect of the present invention is the above-described band allocation device, wherein the traffic information secondary calculation unit sets a predetermined value when a data amount of an average value stored in the storage circuit exceeds a predetermined threshold value. The average value is calculated with a smaller number of data than the number of data used before exceeding the threshold value.
本発明の一態様は、終端装置と接続された下位装置ごとに、前記下位装置が前記終端装置を介して行う通信の時系列のトラヒック量を示すトラヒック情報を取得するトラヒック情報取得ステップと、前記下位装置ごとに、前記トラヒック情報からトラヒックの変動周期を抽出するトラヒック情報抽出ステップと、抽出された前記変動周期を１以上の時間スロットに分割し、前記時間スロットごとに、前記トラヒック情報が示す前記時間スロットにおけるトラヒック量に基づいて、前記トラヒック量の平均値と分散値を表す第一統計量を算出するトラヒック情報一次計算ステップと、前記トラヒック情報一次計算ステップにおける計算結果を保存する記憶回路の容量が予め設定された閾値を上回った場合に、前記時間スロットにおけるトラヒック量に基づいて、前記トラヒック量の平均値と不偏分散値を表す第二統計量を算出するトラヒック情報二次計算ステップと、前記第一統計量又は前記第二統計量のいずれかに基づいて帯域割当量を算出し、算出した前記帯域割当量に基づいて、前記終端装置に帯域割当を行う帯域割当機能ステップと、を有する帯域割当方法である。 One aspect of the present invention is that, for each lower-level device connected to a terminating device, a traffic information acquiring step of acquiring traffic information indicating a time-series traffic amount of communication performed by the lower-level device via the terminating device; For each lower-level device, a traffic information extracting step of extracting a traffic fluctuation period from the traffic information, dividing the extracted fluctuation period into one or more time slots, and for each of the time slots, the traffic information indicated by the traffic information A traffic information primary calculation step of calculating a first statistic representing an average value and a variance of the traffic volume based on the traffic volume in a time slot; and a capacity of a storage circuit for storing a calculation result in the traffic information primary calculation step. Torahi' but if it exceeds the set threshold value Me pre, in the time slot A traffic information secondary calculation step of calculating a second statistic representing an average value and an unbiased variance value of the traffic amount based on the amount, and a bandwidth based on either the first statistic or the second statistic. A bandwidth allocation function step of calculating an allocation amount and performing bandwidth allocation to the terminal device based on the calculated bandwidth allocation amount.
本発明により、効率的に帯域割当を行うことが可能となる。 According to the present invention, band allocation can be performed efficiently.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のアクセスネットワークシステム８の構成を示す図である。アクセスネットワークシステム８は、端局装置１、終端装置２及び光スプリッタ３を有する中継伝送システムが、上位装置５及び下位装置６を有する通信システムを収容する構成である。通信システムを収容するとは、通信システムにおける通信を中継することである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the access network system 8 of the present embodiment. The access network system 8 has a configuration in which a relay transmission system including the
中継伝送システムは、例えば、ＰＯＮ（Passive Optical Network；受動光ネットワーク）システムなどの光中継伝送システムである。中継伝送システムがＰＯＮシステムある場合、端局装置１は光端局装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）であり、終端装置２は光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）である。端局装置１から終端装置２の方向は下りであり、終端装置２から端局装置１の方向は上りである。光スプリッタ３は、端局装置１から１本の光ファイバ４１により伝送されるＴＤＭ（時分割多重）の光信号を、複数の終端装置２それぞれと接続される光ファイバ４２に分配する。また、光スプリッタ３は、複数の終端装置２それぞれと接続される光ファイバ４２から伝送されるＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式の光信号を合波して、光ファイバ４１に出力する。端局装置１は、各終端装置２に帯域を割当てる帯域割当装置としての機能を有する。
The relay transmission system is, for example, an optical relay transmission system such as a PON (Passive Optical Network) system. When the relay transmission system is a PON system, the
通信システムは、例えば、モバイルネットワークである。通信システムがモバイルネットワークの場合、上位装置５はＢＢＵであり、下位装置６は、ＲＲＨである。ＲＲＨは、移動無線端末と無線通信する。なお、中継伝送システムは、複数の通信システムを収容し得る。
以下、上記アクセスネットワークシステム８が備える端局装置１の複数の実施形態について説明する。
The communication system is, for example, a mobile network. When the communication system is a mobile network, the
Hereinafter, a plurality of embodiments of the
（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態における端局装置１の機能構成を表す概略ブロック図である。端局装置１は、上位送受信機能部１１と、下位送受信機能部１２と、トラヒック情報取得部１３と、記憶回路１４と、トラヒック情報抽出部１５と、トラヒック情報一次計算部１６と、トラヒック情報二次計算部１７と、帯域割当機能部１８とを備える。
(First embodiment)
FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating a functional configuration of the
上位送受信機能部１１は、上位装置５との間の通信を行うインターフェースである。上位送受信機能部１１は、上位装置５から受信した下位装置６宛ての下り信号を下位送受信機能部１２に出力する。また、上位送受信機能部１１は、下位送受信機能部１２から受信した、下位装置６から上位装置５宛ての上り信号を上位装置５に送信する。
The upper transmission /
下位送受信機能部１２は、終端装置２との間の通信を行うインターフェースである。下位送受信機能部１２は、上位送受信機能部１１から出力された下り信号や、帯域割当機能部１８から出力された制御信号を、電気信号から光信号に変換して終端装置２に出力する。また、下位送受信機能部１２は、終端装置２から受信した上り信号を光信号から電気信号に変換し、下位装置６から上位装置５宛ての上り信号を上位送受信機能部１１に出力する。さらに、下位送受信機能部１２は、上り信号をトラヒック情報取得部１３に転送する。下位送受信機能部１２は、上りの主信号のみをトラヒック情報取得部１３に出力してもよい。
The lower transmission /
トラヒック情報取得部１３は、上り信号のトラヒックをモニタ（監視）する。トラヒック情報取得部１３は、トラヒックのモニタ結果を示すトラヒック情報を記憶回路１４に記憶する。以下では、トラヒックのモニタ結果は、例えば、時刻と、各下位装置６から送信された上り信号のトラヒック量とを対応付けた時系列のトラヒックデータである。
記憶回路１４は、トラヒック情報取得部１３が取得したトラヒック情報を記憶する。
The traffic
The
トラヒック情報抽出部１５は、記憶回路１４に記憶されている数時間ないし数日分のトラヒック情報に基づいて、終端装置２ごとにトラヒックの変動周期であるトラヒックパターンを抽出する。トラヒック情報抽出部１５は、抽出した終端装置２ごとのトラヒックパターンをトラヒック情報一次計算部１６及びトラヒック情報二次計算部１７に出力する。
The traffic
トラヒック情報一次計算部１６は、記憶回路１４の容量が予め設定された閾値を上回っていない場合に、トラヒック情報抽出部１５から出力されたトラヒックパターンに基づいて、１つのトラヒックパターンの開始から終了までの期間を１以上の時間スロットに分割する。次に、トラヒック情報一次計算部１６は、終端装置２ごとに、トラヒック情報に基づいて、各時間スロットにおけるトラヒック量の第一統計量を算出する。トラヒック量の第一統計量とは、各時間スロットにおける平均トラヒック量（平均値）と、トラヒック量の分散値である。トラヒック情報一次計算部１６は、計算結果を記憶回路１４に保存する。トラヒック情報一次計算部１６は、各時間スロットの終了及び開始のタイミングと、各下位装置６の時間スロットごとのトラヒック量の統計情報を、トラヒック推定用情報として帯域割当機能部１８に転送する。
When the capacity of the
トラヒック情報二次計算部１７は、記憶回路１４の容量が予め設定された閾値を上回った場合に、トラヒック情報抽出部１５から出力されたトラヒックパターンに基づいて、１つのトラヒックパターンの開始から終了までの期間を１以上の時間スロットに分割する。次に、トラヒック情報二次計算部１７は、終端装置２ごとに、トラヒック情報に基づいて、各時間スロットにおけるトラヒック量の第二統計量を算出する。トラヒック量の第二統計量とは、各時間スロットにおける平均トラヒック量（平均値）と、トラヒック量の不偏分散値である。トラヒック情報二次計算部１７は、計算結果を記憶回路１４に保存する。トラヒック情報二次計算部１７は、各時間スロットの終了及び開始のタイミングと、各下位装置６の時間スロットごとのトラヒック量の統計情報を、トラヒック推定用情報として帯域割当機能部１８に転送する。
When the capacity of the
帯域割当機能部１８は、トラヒック情報一次計算部１６又はトラヒック情報二次計算部１７のいずれかから出力されたトラヒック推定用情報と、予め設定した危険率とに基づいて、時間スロット毎の帯域割当量を算出する。具体的には、帯域割当機能部１８は、トラヒック情報二次計算部１７からトラヒック推定用情報が出力された場合には、トラヒック情報二次計算部１７から出力されたトラヒック推定用情報を用いて帯域割当量を算出する。一方、トラヒック情報二次計算部１７からトラヒック推定用情報が出力されていない場合には、トラヒック情報一次計算部１６から出力されたトラヒック推定用情報を用いて帯域割当量を算出する。そして、帯域割当機能部１８は、帯域割当量の算出結果に基づいて、終端装置２の帯域割当量を動的に切り替える。
The bandwidth
図３は、第１の実施形態における端局装置１の処理の流れを示すフローチャートである。
まずトラヒック情報取得部１３は、トラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄ及びモニタ期間Ｔｍｏｎｉｔｏｒを設定する（ステップＳ１０１）。次に、トラヒック情報取得部１３は、ＴｍｏｎｉｔｏｒをＴｐｅｒｉｏｄで除算することによって取得周期数Ｌを算出する（ステップＳ１０２）。なお、トラヒック情報取得部１３は、取得周期数Ｌにおける小数点以下を繰り上げる。その後、トラヒック情報取得部１３は、下位送受信機能部１２から転送されるトラヒックを取得する（ステップＳ１０３）。トラヒック情報取得部１３は、取得したトラヒックを記憶回路１４に保存する。その後、トラヒック情報取得部１３は、トラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄが経過したか否か判定する（ステップＳ１０４）。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of processing of the
First, the traffic
トラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄが経過していない場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、トラヒック情報取得部１３はステップＳ１０３の処理を繰り返し実行する。
一方、トラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄが経過した場合（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）、トラヒック情報一次計算部１６及びトラヒック情報二次計算部１７は記憶回路の容量が閾値以上であるか否か判定する（ステップＳ１０５）。記憶回路１４の容量が閾値以上ではない場合（ステップＳ１０５−ＮＯ）、トラヒック情報一次計算部１６はトラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄの１周期をｎ個の時間スロットである区間ｎ（ｎは１以上の整数）に分割する（ステップＳ１０６）。以下、分割した区間を期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］（ｉは０〜ｎ）とする。トラヒック情報一次計算部１６は、期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］毎に平均値と分散値を算出する（ステップＳ１０７）。平均値と分散値の算出方法は、従来の方法と同様である。トラヒック情報一次計算部１６は、算出した平均値と分散値を記憶回路１４に保存する。
If the traffic cycle T period has not elapsed (step S104-NO), the traffic
On the other hand, when the traffic cycle T period has elapsed (step S104-YES), the traffic information
その後、トラヒック情報一次計算部１６は、ステップＳ１０２の処理で算出されたＬ回平均値と分散値を計算したか否か判定する（ステップＳ１０８）。Ｌ回平均値と分散値を計算した場合（ステップＳ１０８−ＹＥＳ）、トラヒック情報一次計算部１６は時間スロットごとのトラヒック量の統計情報を、トラヒック推定用情報として帯域割当機能部１８に転送する。帯域割当機能部１８は、出力されたトラヒック推定用情報と、予め設定した危険率とに基づいて、期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］毎の帯域割当量を算出する（ステップＳ１０９）。その後、図３の処理が終了する。
一方、Ｌ回平均値と分散値を計算していない場合（ステップＳ１０８−ＮＯ）、端局装置１はモニタ時間をリセットし、再度ステップＳ１０３以降の処理を実行する。
After that, the traffic information
On the other hand, if the average value and the variance have not been calculated L times (step S108-NO), the
また、ステップＳ１０５の処理において、記憶回路１４の容量が閾値以上である場合（ステップＳ１０５−ＹＥＳ）、トラヒック情報二次計算部１７はトラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄの１周期をｎ個の時間スロットである区間ｎに分割する（ステップＳ１１１）。トラヒック情報二次計算部１７は、期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］毎に平均値Ａｖｇ［ｉ］と不偏分散値Ｖａｒ［ｉ］を算出する（ステップＳ１１２）。具体的には、トラヒック情報二次計算部１７は、以下の式１及び式２に基づいて、平均値Ａｖｇ［ｉ］及び不偏分散値Ｖａｒ［ｉ］を算出する。
In addition, in the process of step S105, when the capacity of the
ここで、Ｍｉは期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］におけるトラヒックのサンプル数である。Ｄ［ｍ］は期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］で取得したトラヒック量を表す。トラヒック情報二次計算部１７は、サンプル数Ｍ［ｉ］、平均値Ａｖｇ［ｉ］及び不偏分散値Ｖａｒ［ｉ］を記憶回路１４に保存し、期間Ｔｐｅｒｉｏｄに渡って取得したトラヒックデータを記憶回路１４から破棄する。
Here, M i is the number of samples of the traffic in the period T alloc [i]. D [m] represents the traffic amount acquired in the period T alloc [i]. The traffic information
なお、トラヒック情報二次計算部１７は、次の期間Ｔｐｅｒｉｏｄにおいても上記式１及び式２と同様の計算を行う。このときの結果をサンプル数Ｍ（２）［ｉ］、平均値Ａｖｇ（２）［ｉ］、不偏分散値Ｖａｒ（２）［ｉ］とし、記憶回路１４に保存している値をサンプル数Ｍ（１）［ｉ］、平均値Ａｖｇ（１）［ｉ］、不偏分散値Ｖａｒ（１）［ｉ］とすると、トラヒック情報二次計算部１７は、この２Ｔｐｅｒｉｏｄを用いた平均値Ａｖｇ［ｉ］及び不偏分散値Ｖａｒ［ｉ］を以下の式３及び式４に基づいて算出する。
In addition, the traffic information
モニタ時間Ｔｍｏｎｉｔｏｒが長期に渡る場合，トラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄは複数周期に渡ってモニタされる場合がある。モニタしたトラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄの取得周期数をＬとし、一般化すると、上記式３及び４は、以下の式５及び式６のように表される。
When the monitoring time T monitor is long, the traffic cycle T period may be monitored over a plurality of cycles. When the number of acquisition periods of the monitored traffic period T period is L and generalized, the
その後、ステップＳ１０８以降の処理が実行される。なお、ステップＳ１１２の処理が行われた場合には、ステップＳ１０８の処理においては、トラヒック情報二次計算部１７が、ステップＳ１０２の処理で算出されたＬ回平均値と不偏分散値を計算したか否か判定する。そして、Ｌ回平均値と不偏分散値を計算した場合、トラヒック情報二次計算部１７は時間スロットごとのトラヒック量の統計情報を、トラヒック推定用情報として帯域割当機能部１８に転送する。帯域割当機能部１８は、出力されたトラヒック推定用情報と、予め設定した危険率とに基づいて、期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］毎の帯域割当量を算出する。
After that, the processing after step S108 is executed. If the processing in step S112 is performed, in the processing in step S108, whether the traffic information
以上のように構成された端局装置１によれば、帯域割当機能部１８が、平均値と分散値を基に期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］単位で帯域割当量を動的に切り替える。また、トラヒック情報二次計算部１７では、トラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄ毎に計算を行い、記憶回路１４に保存されたトラヒックデータを破棄することができる。そのため、記憶回路１４の容量の圧縮が可能になる。記憶回路１４にトラヒック情報一次計算部１６において計算した結果を保存するために、その情報を書き込むが、予め設定した任意の閾値を上回る場合にはトラヒック情報一次計算部１６ではなく、トラヒック情報二次計算部１７で計算を行った平均値と不偏分散値の結果を帯域割当に反映する。不偏分散値は、トラヒック情報一次計算部１６によって算出される分散値よりも計算量が少ない。したがって、メモリ容量の圧迫を抑制するとともに、計算量を削減することができる。そのため、効率的に帯域割当を行うことが可能になる。
According to the
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、トラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄの取得周期数Ｌが大きい場合、記憶回路１４に保存する平均値と不偏分散値が膨大になり、記憶回路１４を圧迫することが考えられる。そこで、第２の実施形態では、記憶回路１４の圧縮を行う方法を示す。以下、第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
(Second embodiment)
In the first embodiment, when the number L of acquisition periods of the traffic period T period is large, the average value and the unbiased variance value stored in the
図３のステップＳ１１２の処理で算出した平均値Ａｖｇ［ｉ］と不偏分散値Ｖａｒ［ｉ］は記憶回路１４に保存される。その後、トラヒック情報二次計算部１７は、次のトラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄの平均値と不偏分散値の値と、記憶回路１４に保存されている平均値Ａｖｇ［ｉ］と不偏分散値Ｖａｒ［ｉ］とに基づいて、式３及び式４の計算を行う。トラヒック情報二次計算部１７は、計算結果の平均値Ａｖｇ［ｉ］をＡｖｇ（１）［ｉ］、不偏分散値Ｖａｒ［ｉ］をＶａｒ（１）［ｉ］として記憶回路１４に保存する平均値Ａｖｇ［ｉ］及び不偏分散値Ｖａｒ［ｉ］を更新する。
The average value Avg [i] and the unbiased variance value Var [i] calculated in the process of step S112 in FIG. After that, the traffic information
その後、次以降（３周期目以降）のトラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄで取得した平均値Ａｖｇ（３）［ｉ］及び不偏分散値Ｖａｒ（３）［ｉ］に関しても同様に、トラヒック情報二次計算部１７は、記憶回路１４に保存した平均値Ａｖｇ（１）［ｉ］及び不偏分散値Ｖａｒ（１）［ｉ］を用いて、上記式３及び４の計算を行う。この計算をＬ−１回だけ繰り替えし、最終的な平均値Ａｖｇ［ｉ］と不偏分散値Ｖａｒ［ｉ］を求める。
Thereafter, the average value Avg (3) [i] and the unbiased variance Var (3) [i] obtained in the next and subsequent (period 3) traffic periods T period are similarly calculated by the traffic information
以上のように構成された第２の実施形態における端局装置１によれば、Ｌ回分全ての平均値と分散値を記憶回路１４に保存しなくて済む。これにより、記憶回路１４の使用量を削減することが可能になる。
According to the
（第３の実施形態）
上記の第１の実施形態及び第２の実施形態では、平均値及び不偏分散を計算するためのトラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄの開始時間と終了時間は一意に与えられていた。しかしながら、期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］で急激なトラヒック変動が内在する場合、不偏分散値が大きな値となる。帯域割当量は、平均値と不偏分散値を基に定められるため、不偏分散値が大きいと余剰に帯域を割当てるおそれがある。第３の実施形態では、上記課題を解決する。以下、図４を用いて説明する。図４は、第３の実施形態における端局装置１の処理を説明するための図である。図４において、図４（Ａ）は期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］で急激なトラヒック変動が内在する場合の一例を示す図であり、図４（Ｂ）は第３の実施形態における端局装置１の処理の一例を示す図である。図４に示すように、第３の実施形態では、トラヒック情報取得部１３の取得開始タイミング（すなわち、トラヒック周期Ｔｐｅｒｉｏｄの先頭位置）にオフセットを与えることで課題を解決する。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, the start time and the end time of the traffic period T period for calculating the average value and the unbiased variance are uniquely given. However, when a sudden traffic fluctuation is present in the period T allo [i], the unbiased variance becomes a large value. Since the bandwidth allocation amount is determined based on the average value and the unbiased variance value, if the unbiased variance value is large, there is a possibility that excess bandwidth may be allocated. The third embodiment solves the above problem. Hereinafter, description will be made with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the processing of the
上記第１の実施形態及び第２の実施形態において計算を行った結果、不偏分散値が任意に設定された値を上回った場合、トラヒック情報取得部１３は、トラヒック取得開始タイミングに一定のオフセットを設けてトラヒックを取得する。オフセットは、予め設定されてもよい。取得結果を用いて計算した不偏分散値が小さくなった場合は割当帯域量を更新する。これにより、更に割当帯域量を削減することが可能になる。
As a result of the calculation in the first embodiment and the second embodiment, if the unbiased variance value exceeds an arbitrarily set value, the traffic
ここで、端局装置１に複数の終端装置が接続されている場合の処理について図５を用いて説明する。図５は、第３の実施形態において端局装置１に複数の終端装置が接続されている場合の処理を説明するための図である。図５において、図５（Ａ）は終端装置♯１のトラヒックから１Ｔａｌｌｏｃ内に分散が大きいことを検出した場合の一例を示す図であり、５（Ｂ）はオフセットを与えた場合の処理の一例を示す図である。
Here, a process when a plurality of terminating devices are connected to the
トラヒック情報取得部１３は、トラヒック取得タイミングにオフセットを与えたとき、図５（Ｂ）に示すように他の終端装置のトラヒックの不偏分散値が大きくなるおそれがある。このため、端局装置１に複数の終端装置が接続される場合、終端装置毎にトラヒック情報取得部１３においてトラヒックを取得し、オフセットに関しても終端装置毎に与える。これにより、他の終端装置の１Ｔａｌｌｏｃ内の不偏分散値を増加させることを抑制できる。もしくは、オフセットを与えたことにより不偏分散値が閾値を上回らないように終端装置毎のトラヒック変動とオフセットを与えた後の結果とを照らし合わせて、全ての終端装置において閾値を下回るようにオフセット量を調節する。これにより、オフセットを与えることにより、他の終端装置の１Ｔａｌｌｏｃ内の不偏分散値を増加させることを抑制できる。
When the traffic
（第４の実施形態）
第３の実施形態では、オフセットを与えてトラヒック取得開始タイミングを変更した。これに対し、第４の実施形態では、時間スロットの期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］を更に分割する。図６を用いて説明する。図６は、第４の実施形態における端局装置１の処理を説明するための図である。図６において、図６（Ａ）は期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］で急激なトラヒック変動が内在する場合の一例を示す図であり、図６（Ｂ）は第４の実施形態における端局装置１の処理の一例を示す図である。
(Fourth embodiment)
In the third embodiment, an offset is given to change the traffic acquisition start timing. On the other hand, in the fourth embodiment, the time slot period T alloc [i] is further divided. This will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining processing of the
図６に示すように、トラヒック情報二次計算部１７は、期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］を更に分割する。具体的には、不偏分散値が予め設定した閾値よりも大きい場合、トラヒック情報二次計算部１７は対象期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］を分割する。この際の分割数は任意の値である。トラヒック情報二次計算部１７は、分割後の期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］で不偏分散値を求め、不偏分散値が予め設定した閾値より大きい場合は予め設定した最大分割回数まで順次分割する。帯域割当を行う際は、この最終的な分割後の期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］で動的に帯域を切替える。
As shown in FIG. 6, the traffic information
上記のように構成される場合、期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］を分割していたが、隣り合う期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］における平均値と不偏分散値が予め指定した範囲以下の差を有している場合、期間Ｔａｌｌｏｃ［ｉ］を結合することが可能である。結合することによって、メモリ使用量を削減することが可能になる。 In the case of the above configuration, the period T alloc [i] is divided, but the average value and the unbiased variance in the adjacent periods T alloc [i] have a difference smaller than a predetermined range. In that case, it is possible to combine the periods T alloc [i]. By combining, memory usage can be reduced.
（第５の実施形態）
上記の第１の実施形態から第４の実施形態では、不偏分散値の算出方法について説明した。第５の実施形態では、平均値の演算について説明する。平均値の計算方法として、トラヒック情報取得部１３にて取得したトラヒックを、トラヒック情報二次計算部１７で取得する度に加算し、加算回数をカウントする。加算動作を行う際に、加算上限を上回ると正常な平均値が算出されないという問題が存在する。このため、任意に指定可能な閾値を設け、加算回数が閾値を上回るとき、トラヒック情報二次計算部１７は加算上限に近付いていると判断し、常時のモニタではなく、サンプル回数を間引きし、平均値の算出を行う。例えば、１万サンプルで加算の上限を迎えるとすると、トラヒック情報二次計算部１７はサンプル回数を１／１０にすることで、１０００サンプル程度のメモリ使用量で済む。
(Fifth embodiment)
In the first to fourth embodiments, the method of calculating the unbiased variance has been described. In the fifth embodiment, calculation of an average value will be described. As a calculation method of the average value, the traffic acquired by the traffic
本実施形態では、トラヒック情報二次計算部１７は、記憶回路１４に保存されている平均値のデータ量が予め設定された閾値を上回る場合、予め設定された閾値を上回る前に使用していたデータ数よりも少ないデータ数で平均値を算出する。これによりメモリ使用量を抑制することが可能になる。
In this embodiment, when the data amount of the average value stored in the
上述した各実施形態における端局装置１の一部の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
Some functions of the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiments and includes a design and the like within a range not departing from the gist of the present invention.
１…端局装置， ２…終端装置， ３…光スプリッタ， ５…上位装置， ６…下位装置， １１…上位送受信機能部， １２…下位送受信機能部， １３…トラヒック情報取得部， １４…記憶回路， １５…トラヒック情報抽出部， １６…トラヒック情報一次計算部， １７…トラヒック情報二次計算部， １８…帯域割当機能部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記下位装置ごとに、前記トラヒック情報からトラヒックの変動周期を抽出するトラヒック情報抽出部と、
抽出された前記変動周期を１以上の時間スロットに分割し、前記時間スロットごとに、前記トラヒック情報が示す前記時間スロットにおけるトラヒック量に基づいて、前記トラヒック量の平均値と分散値を表す第一統計量を算出するトラヒック情報一次計算部と、
前記トラヒック情報一次計算部の計算結果を保存する記憶回路と、
前記記憶回路の容量が予め設定された閾値を上回った場合に、前記時間スロットにおけるトラヒック量に基づいて、前記トラヒック量の平均値と不偏分散値を表す第二統計量を算出するトラヒック情報二次計算部と、
前記第一統計量又は前記第二統計量のいずれかに基づいて帯域割当量を算出し、算出した前記帯域割当量に基づいて、前記終端装置に帯域割当を行う帯域割当機能部と、
を備える帯域割当装置。 For each lower device connected to the terminating device, a traffic information acquisition unit that acquires traffic information indicating a time-series traffic amount of communication performed by the lower device via the terminating device,
For each of the lower-level devices, a traffic information extraction unit that extracts a traffic fluctuation cycle from the traffic information,
The extracted fluctuation period is divided into one or more time slots, and for each of the time slots, a first value representing an average value and a variance value of the traffic amount based on the traffic amount in the time slot indicated by the traffic information. A traffic information primary calculator for calculating statistics,
A storage circuit for storing a calculation result of the traffic information primary calculation unit,
If the capacity of the memory circuit exceeds a set threshold value Me pre, based on the amount of traffic in the time slot, traffic information two to calculate the second statistic representing the average value and unbiased variance of the traffic A next calculation unit,
Calculate the bandwidth allocation based on either the first statistic or the second statistic, based on the calculated bandwidth allocation, based on the bandwidth allocation function unit that performs bandwidth allocation to the terminal device,
A bandwidth allocating device comprising:
前記帯域割当機能部は、分割後の前記時間スロットごとに帯域割当を行う、請求項１又は２に記載の帯域割当装置。 If the unbiased variance value exceeds a set value, the traffic information secondary calculation unit divides the time slot by a predetermined number of divisions,
The band allocating device according to claim 1, wherein the band allocating function unit allocates a band for each of the divided time slots.
前記下位装置ごとに、前記トラヒック情報からトラヒックの変動周期を抽出するトラヒック情報抽出ステップと、
抽出された前記変動周期を１以上の時間スロットに分割し、前記時間スロットごとに、前記トラヒック情報が示す前記時間スロットにおけるトラヒック量に基づいて、前記トラヒック量の平均値と分散値を表す第一統計量を算出するトラヒック情報一次計算ステップと、
前記トラヒック情報一次計算ステップにおける計算結果を保存する記憶回路の容量が予め設定された閾値を上回った場合に、前記時間スロットにおけるトラヒック量に基づいて、前記トラヒック量の平均値と不偏分散値を表す第二統計量を算出するトラヒック情報二次計算ステップと、
前記第一統計量又は前記第二統計量のいずれかに基づいて帯域割当量を算出し、算出した前記帯域割当量に基づいて、前記終端装置に帯域割当を行う帯域割当機能ステップと、
を有する帯域割当方法。 For each lower device connected to the terminating device, a traffic information acquisition step of acquiring traffic information indicating a time-series traffic amount of communication performed by the lower device through the terminating device,
For each of the lower-level devices, a traffic information extraction step of extracting a traffic fluctuation period from the traffic information,
The extracted fluctuation cycle is divided into one or more time slots, and for each of the time slots, a first value representing an average value and a variance value of the traffic amount based on the traffic amount in the time slot indicated by the traffic information. A traffic information primary calculation step of calculating statistics,
If the capacity of the memory circuit for storing the calculation result in the traffic information primary calculation step exceeds the set threshold value Me pre, based on the amount of traffic in the time slot, the average value and the unbiased variance of the traffic A traffic information secondary calculation step of calculating a second statistic to represent,
Calculating a bandwidth allocation based on either the first statistic or the second statistic, based on the calculated bandwidth allocation, a bandwidth allocation function step of performing a bandwidth allocation to the terminal device,
Bandwidth allocation method comprising:
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