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1. WO2020116318 - ROUTE CONTROL METHOD AND ROUTE CONTROL DEVICE

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明 細 書

発明の名称 経路制御方法及び経路制御装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015  

先行技術文献

非特許文献

0016  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0017   0018   0019   0020   0021  

課題を解決するための手段

0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029  

発明の効果

0030  

図面の簡単な説明

0031  

発明を実施するための形態

0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082  

符号の説明

0083  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

明 細 書

発明の名称 : 経路制御方法及び経路制御装置

技術分野

[0001]
 本発明は、経路制御方法及び経路制御装置に関する。

背景技術

[0002]
 セルラーシステムは、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を取ることが可能である。この時、無線制御装置-無線装置間は、光装置及び光ファイバを有する光区間を介して結ばれる。光装置及び光ファイバを有する光区間は、モバイルフロントホール(MFH:Mobile Fronthaul)と呼ばれる。
[0003]
 従来、MFHでは、ポイント・ツー・ポイント(Point-to-Point)接続が用いられてきたが、MFHの低コスト化を図るために、ネットワーク化することも検討されている。ネットワーク化の例としては、波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexed)、時分割多重化を用いるTDM-PON(Time Division Multiplexing- Passive Optical Network)、レイヤ2スイッチ(Layer-2 Switch:L2SW)を多段に接続した構成が挙げられる。特に、信号転送装置であるレイヤ2スイッチを多段に接続したネットワークシステム(以下「L2NW」という)は、リングやメッシュ型の構成を取れるため、他のネットワークシステムと比較して信頼性が高いと考えられる。
[0004]
 一方、モバイルフロントホールでは低遅延が求められる。そこで、このような遅延要件が厳しいトラヒックを収容することを目的として、TSN(Time Sensitive Network)の標準化が進められている。TSNで検討されているTAS(Time Aware Shaper)は、優先度の高いトラヒックが周期性を持つ場合に特に有効な方式であり、優先度ごとのトラヒックに対してスケジューリングを行い、通信可否を切り替える。
[0005]
 具体的には、優先度の高いトラヒックがSWに到着する期間には、優先度が高いトラヒックだけを転送して優先度の低いトラヒックを転送せず、優先度の高いトラヒックが来ない期間は、優先度の低いトラヒックを転送するという動作を周期的に繰り返す。これにより、優先度の高いトラヒックを、他優先度のトラヒック転送に待たされることなく転送できるため、低遅延化に適している。
[0006]
 図8は、1台の高優先無線装置A、及び1台の高優先無線制御装置S1をL2NWで収容する例を示す。L2-SW(1)~L2-SW(7)は、それぞれ信号転送装置として機能するレイヤ2スイッチである。以下、L2-SW(1)~L2-SW(7)を、SW(1)~SW(7)、SW1~SW7、又は単にSWなどと略記することがある。また、高優先無線装置A、高優先無線制御装置S1などを、単にA、S1などと略記することがある。
[0007]
 ここで、無線装置-無線制御装置間のトラヒックがどのような経路を通るかは、ユーザ側で設定することができる。従来の経路選択手順として、最小ホップ数となる経路を選択する手法がある(例えば非特許文献1参照)。
[0008]
 図9は、従来の経路選択手順を示す。図9に示すように、従来の経路選択手順では、ステップ1(S1)において、無線装置-無線制御装置の組合せごとに、取り得る通信経路を探索し、取り得る全ての通信経路を列挙する。
[0009]
 ステップ2(S2)において、列挙した通信経路の中で、予め設定された設定条件(ネットワークの要求条件)を満たさない通信経路を除外し、設定条件を満たす通信経路を抽出する。この設定条件には、許容ホップ数、許容遅延時間、許容伝送距離等の項目のうち、1つ以上が含まれる。
[0010]
 ステップ3(S3)において、抽出した通信経路の中で、例えばホップ数が最小となる通信経路を無線装置-無線制御装置の組合せごとに選択し、処理を終了する。この時、ホップ数が最小となる通信経路が複数存在する場合には、それらの通信経路のいずれかをランダムに選択して処理を終了する。
[0011]
 図10は、図9に示した従来方式に従って通信経路を選択した場合の例を示す。ここでは、複数の通信経路の中で、ホップ数が最小となる通信経路が選択されている。
[0012]
 図11は、図10に示した例のトラヒックの流れを示す。また、図11においては、TDD(Time Division Duplex)により、下りと上りが時間によって繰り返されていると想定する。TASが適用されているため、各SWでは、優先度の高いトラヒックを伝送可能な期間(高優先信号伝送可能期間:HP)と、優先度の低いトラヒックを伝送可能な期間(低優先信号伝送可能期間:LP)とが繰り返されている。
[0013]
 図12は、1台の高優先無線装置A、1台の高優先無線制御装置S1、1台の低優先無線装置B、及び1台の低優先無線制御装置S2をL2NWで収容する例を示す。高優先無線装置Aは、高優先無線制御装置S1に帰属している。低優先無線装置Bは、低優先無線制御装置S2に帰属している。
[0014]
 図13は、図12に示した例に従来方式の経路選択手順を適用した通信経路の選択を示す。高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間の経路は、最小ホップ数となっている。また、低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間の経路も、最小ホップ数となっている。
[0015]
 図14は、図13に示した例のトラヒックの流れを示す。低優先信号は、高優先信号が伝送されていない期間でしか通信できないため、待ち時間等が発生する。

先行技術文献

非特許文献

[0016]
非特許文献1 : 森山 敦史、外3名、“複数メトリックを用いたルーティング方法の提案とその充足すべき条件に関する一考察”、[online]、2010年8月16日、電子情報通信学会 次世代ネットワーク時限研究専門委員会 ワークショップ2010、[平成30年11月13日検索]、インターネット(URL:http://www.ieice.org/~nwgn/file_ws10/10_Moriyama.pdf)

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0017]
 高優先トラヒックがTDDのセルラーシステムのトラヒックである場合、上り通信と下り通信が交互に繰り返されるため、ネットワーク上の低優先信号伝送可能期間も、上りと下りで交互に繰り返される。つまり、低優先信号伝送可能期間は、上り又は下りのどちらかの方向で、必ず存在することになる。
[0018]
 一方、低優先トラヒックの上り通信と下り通信のタイミングは、高優先トラヒックの上り通信と下り通信のタイミングと同期しているわけではない。また、上り・下りの割合も揃っていない。
[0019]
 このため、従来の方法では、上り又は下りのどちらかの方向で必ず存在する低優先信号伝送可能期間を有効に活用できておらず、待ち時間が発生する。
[0020]
 ここでは、TDDを例にとって課題を説明したが、経路又は経路の方向ごとに低優先信号伝送可能期間の位置と幅が異なる場合、低優先信号伝送可能期間の利用率が低いという問題が発生する。
[0021]
 本発明は、低優先トラヒックの待ち時間を減少させることができる経路制御方法及び経路制御装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0022]
 本発明の一態様にかかる経路制御方法は、優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御方法であって、前記低優先装置と前記低優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出工程と、優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記低優先装置と前記低優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定工程とを含むことを特徴とする。
[0023]
 また、本発明の一態様にかかる経路制御方法は、優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御方法であって、前記高優先装置と前記高優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出工程と、優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記高優先装置と前記高優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定工程とを含むことを特徴とする。
[0024]
 また、本発明の一態様にかかる経路制御方法は、前記通信経路設定工程では、経路を切替えるタイミングを、前記高優先装置と前記高優先制御装置とがTDDにより信号の伝送方向を変更するタイミングと合わせることを特徴とする。
[0025]
 また、本発明の一態様にかかる経路制御方法は、前記通信経路算出工程において算出した経路それぞれの遅延時間を求め、経路それぞれの遅延時間の差に対応する保護時間を算出する保護時間算出工程をさらに含み、前記通信経路設定工程は、前記保護時間が経過するまで新たな低優先トラヒックが流れないように経路を切替える設定をすることを特徴とする。
[0026]
 また、本発明の一態様にかかる経路制御装置は、優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御装置であって、前記低優先装置と前記低優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出部と、優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記低優先装置と前記低優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定部とを有することを特徴とする。
[0027]
 また、本発明の一態様にかかる経路制御装置は、優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御装置であって、前記高優先装置と前記高優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出部と、優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記高優先装置と前記高優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定部とを有することを特徴とする。
[0028]
 また、本発明の一態様にかかる経路制御装置は、前記通信経路設定部が、経路を切替えるタイミングを、前記高優先装置と前記高優先制御装置とがTDDにより信号の伝送方向を変更するタイミングに合わせることを特徴とする。
[0029]
 また、本発明の一態様にかかる経路制御装置は、前記通信経路算出部が算出した経路それぞれの遅延時間を求め、経路それぞれの遅延時間の差に対応する保護時間を算出する保護時間算出部をさらに有し、前記通信経路設定部は、前記保護時間が経過するまで新たな低優先トラヒックが流れないように経路を切替える設定をすることを特徴とする。

発明の効果

[0030]
 本発明は、低優先トラヒックの待ち時間を減少させることができる。

図面の簡単な説明

[0031]
[図1] 一実施形態にかかる経路制御装置を備えた無線通信ネットワークの構成例を示す図である。
[図2] 経路制御装置が有する機能を示す図である。
[図3] 経路制御装置が低優先無線装置-低優先無線制御装置間の経路を切替えるように通信経路を設定する例を示す図である。
[図4] 経路制御装置が切替えた通信経路のトラヒックの流れを示す図である。
[図5] 経路制御装置が高優先無線装置-高優先無線制御装置間の経路を切替えるように通信経路を設定する例を示す図である。
[図6] 経路制御装置の変形例が有する機能を示す図である。
[図7] 経路制御装置が切替えた通信経路のトラヒックの流れを示す図である。
[図8] 1台の高優先無線装置、及び1台の高優先無線制御装置をL2NWで収容する例を示す図である。
[図9] 従来の経路選択手順を示す図である。
[図10] 従来方式に従って通信経路を選択した場合の例を示す図である。
[図11] 図10に示した例のトラヒックの流れを示す図である。
[図12] 高優先無線装置、高優先無線制御装置、低優先無線装置、及び低優先無線制御装置をL2NWで収容する例を示す図である。
[図13] 従来方式の経路選択手順を適用した通信経路の選択を示す図である。
[図14] 図13に示した例のトラヒックの流れを示す図である。

発明を実施するための形態

[0032]
 以下に、図面を用いて経路制御装置の一実施形態を説明する。図1は、一実施形態にかかる経路制御装置を備えた無線通信ネットワーク10の構成例を示す。図1に示すように、無線通信ネットワーク10は、例えば1台の高優先無線装置A、1台の高優先無線制御装置S1、1台の低優先無線装置B、1台の低優先無線制御装置S2、及び経路制御装置12を有し、多段に接続されたL2-SW(1)~L2-SW(7)を介して互いに接続されたネットワークシステム(L2NW)である。
[0033]
 高優先無線装置A及び低優先無線装置Bは、それぞれ端末と無線通信する。高優先無線装置Aは、高優先無線制御装置S1に帰属している。低優先無線装置Bは、低優先無線制御装置S2に帰属している。L2-SW(1)~L2-SW(7)は、それぞれ信号転送装置として機能するレイヤ2スイッチである。例えば、L2-SW(1)~L2-SW(7)は、優先度が高い信号を伝送可能な高優先信号伝送可能期間(HP)と、優先度が低い信号を伝送可能な低優先信号伝送可能期間(LP)とを周期的に切り替える。
[0034]
 経路制御装置12は、無線通信ネットワーク10における通信経路を制御する。経路制御装置12は、信号転送装置として機能するL2-SW(1)~L2-SW(7)に対して経路を設定するために、L2-SW(1)~L2-SW(7)に接続可能にされていれば、無線通信ネットワーク10上のどこに配置されてもよい。
[0035]
 図2は、経路制御装置12が有する機能を示す。図2に示すように、経路制御装置12は、区間情報取得部120、通信経路算出部122及び通信経路設定部124を有する。
[0036]
 区間情報取得部120は、SWにおける高優先信号伝送可能期間(HP)及び低優先信号伝送可能期間(LP)を含む信号伝送可能期間情報(通信可能区間情報)を各SWから取得し、取得した信号伝送可能期間情報を通信経路算出部122に対して出力する。
[0037]
 通信経路算出部122は、区間情報取得部120から入力された信号伝送可能期間情報に基づいて、各時間帯における低優先トラヒックを伝送可能な経路を算出し、算出した経路を通信経路設定部124に対して出力する。
[0038]
 例えば、通信経路算出部122は、低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間(すなわち低優先トラヒックを伝送可能な時間帯)の算出を行う。
[0039]
 なお、通信経路算出部122は、高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間の算出を行ってもよい。
[0040]
 通信経路設定部124は、低優先無線装置-低優先無線制御装置間の経路が、通信経路算出部122により算出された低優先信号伝送可能期間を含む経路に切替えられるように、各SWに対して設定を行う。ここで、通信経路設定部124は、高優先無線装置Aと高優先無線制御装置S1とがTDDにより信号の伝送方向を変更するタイミング(上りと下りの変更タイミング)に、経路を切替えるタイミングを合わせる。
[0041]
 例えば、通信経路設定部124は、通信経路算出部122により算出された低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、低優先無線装置B-低優先無線制御装置間S2の経路を設定する。
[0042]
 なお、通信経路設定部124は、通信経路算出部122により算出された高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、高優先無線装置A-高優先無線制御装置間S1の経路を設定してもよい。
[0043]
 次に、経路制御装置12が通信経路を切替える具体例について説明する。
[0044]
 図3は、無線通信ネットワーク10において、経路制御装置12が低優先無線装置-低優先無線制御装置間の経路を切替えるように通信経路を設定する例を示す。
[0045]
 図3に示すように、例えば、高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間は、A⇔SW3⇔SW4⇔SW5⇔S1の通信経路が設定されているとする。低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間には、経路1(B⇔SW1⇔SW2⇔SW3⇔SW4⇔S2)と、経路2(B⇔SW1⇔SW7⇔SW6⇔SW5⇔SW4⇔S2)とが存在している。
[0046]
 すなわち、SW3⇔SW4の経路と、SW5⇔SW4の経路とは、高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間の通信にも、低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間の通信にも用いられることとなる。この場合、経路制御装置12は、低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間の通信経路として経路1又は経路2のいずれかを選択するように、信号伝送可能期間情報に基づいて経路1と経路2とを切替える。
[0047]
 図4は、図3に示した例における経路制御装置12が切替えた通信経路のトラヒックの流れを示す。経路制御装置12は、上述したように、低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間(LP)内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間の経路を切替えて設定する。
[0048]
 すなわち、図4に示すように、低優先無線装置BからSW1へ出力された上り信号は、経路1のSW3→SW4間が高優先信号伝送可能期間(HP)である場合には、SW5→SW4間が低優先信号伝送可能期間(LP)である経路2を通って伝送される。
[0049]
 また、低優先無線装置BからSW1へ出力された上り信号は、経路2のSW5→SW4間が高優先信号伝送可能期間(HP)である場合には、SW3→SW4間が低優先信号伝送可能期間(LP)である経路1を通って伝送される。
[0050]
 また、低優先無線制御装置S2からSW4へ出力された下り信号は、経路2のSW4→SW5間が高優先信号伝送可能期間(HP)である場合には、SW4→SW3間が低優先信号伝送可能期間(LP)である経路1を通って伝送される。
[0051]
 また、低優先無線制御装置S2からSW4へ出力された下り信号は、経路1のSW4→SW3間が高優先信号伝送可能期間(HP)である場合には、SW4→SW5間が低優先信号伝送可能期間(LP)である経路2を通って伝送される。
[0052]
 つまり、上り通信において、低優先信号伝送可能期間が空いている方の経路が用いられているため、待ち時間なく信号が転送されている。また、下り通信においても同様に、低優先信号伝送可能期間が空いている方の経路が用いられているため、待ち時間なく信号が転送されている。
[0053]
 なお、各SWにおける信号伝送可能期間情報は、各SWから取得することに限定されることなく、例えば、ユーザが経路制御装置12に対して設定するように構成されてもよい。また、経路制御装置12は、低優先無線装置B及び低優先無線制御装置間S2の経路を変更するため、SW間の経路を変更(制御)してもよいし、低優先無線装置B及び低優先無線制御装置S2の接続先SWを変更(制御)してもよい。
[0054]
 図5は、無線通信ネットワーク10において、経路制御装置12が高優先無線装置-高優先無線制御装置間の経路を切替えるように通信経路を設定する例を示す。
[0055]
 上述したように、経路制御装置12は、通信経路算出部122が、高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出してもよい。この場合、通信経路設定部124は、高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、高優先無線装置A-高優先無線制御装置間S1の経路を設定する。
[0056]
 図5に示すように、例えば、低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間は、B⇔SW1⇔SW2⇔SW3⇔SW4⇔S2の通信経路が設定されているとする。高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間には、経路1(A⇔SW3⇔SW4⇔SW5⇔S1)と、経路2(A⇔SW3⇔SW2⇔SW1⇔SW7⇔SW6⇔SW5⇔S1)とが存在している。
[0057]
 すなわち、経路1においては、SW3⇔SW4の経路が、高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間の通信にも、低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間の通信にも用いられる。また、経路2においては、SW3⇔SW2の経路と、SW2⇔SW1の経路とが、高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間の通信にも、低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間の通信にも用いられることとなる。この場合、経路制御装置12は、高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間の通信経路として経路1又は経路2のいずれかを選択するように、信号伝送可能期間情報に基づいて経路1と経路2とを切替える。
[0058]
 一般に、あるフロー(任意の送信アドレス及び任意の宛先アドレスの組)を2以上の経路で伝送すると、経路の終端(受信側)でフレームの順序逆転が発生しうる。フレームとは、例えばEthernetフレームなどである。上述した実施形態においては、時間帯に応じていずれか1つの経路が選択され、ある時間帯ではいずれか1つの経路しか用いられないことにより、フレームの順序逆転が発生することを抑制されている。ただし、各経路で遅延差が大きい場合には、経路長の長い経路から経路長の短い経路へ切替えられたときに、順序逆転が発生することが考えられる。以下、経路の遅延差を考慮した実施形態について説明する。
[0059]
 図6は、経路制御装置12の変形例(経路制御装置22)が有する機能を示す。図6に示すように、経路制御装置22は、区間情報取得部120a、通信経路算出部122a、保護時間算出部220及び通信経路設定部124aを有し、上述した無線通信ネットワーク10における通信経路を制御する。
[0060]
 区間情報取得部120aは、SWにおける高優先信号伝送可能期間(HP)及び低優先信号伝送可能期間(LP)を含む信号伝送可能期間情報(通信可能区間情報)を各SWから取得し、取得した信号伝送可能期間情報を通信経路算出部122aに対して出力する。
[0061]
 通信経路算出部122aは、区間情報取得部120aから入力された信号伝送可能期間情報に基づいて、各時間帯における低優先トラヒックを伝送可能な経路を算出し、算出した経路を通信経路設定部124a及び保護時間算出部220に対して出力する。
[0062]
 例えば、通信経路算出部122aは、低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間の算出を行う。
[0063]
 なお、通信経路算出部122aは、高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間の算出を行ってもよい。
[0064]
 保護時間算出部220は、通信経路算出部122aが算出した各経路の遅延時間を求めて、経路を切替える場合に設けられるべき保護時間を算出し、算出した保護時間を通信経路設定部124aに対して出力する。保護時間は、経路それぞれの遅延時間の差に対応する。例えば、保護時間算出部220は、各SWの位置情報、各SWが収容する低優先無線装置の数、又は低優先無線制御装置の数等から各経路の遅延時間を算出する。
[0065]
 また、保護時間算出部220は、各経路の遅延時間を正確に算出できない場合には、マージンを加えた値を保護時間としてもよい。
[0066]
 通信経路設定部124aは、保護時間算出部220が算出した保護時間だけSWの送信出力を停止させ、当該保護時間の経過後に、低優先無線装置-低優先無線制御装置間の経路が、通信経路算出部122により算出された低優先信号伝送可能期間を含む経路に切替えられるように、各SWに対して設定を行う。ここで、通信経路設定部124aは、高優先無線装置Aと高優先無線制御装置S1とがTDDにより信号の伝送方向を変更するタイミング(上りと下りの変更タイミング)に、経路を切替えるタイミングを合わせる。
[0067]
 保護時間だけSWの送信出力を停止させる動作は、高優先信号伝送可能期間内に新たな低優先トラヒックが流れないようにゲートを閉じる動作と同等の動作である。通信経路設定部124aは、保護時間経過後に送信出力の停止を解除するが、出力停止解除後の起動に時間がかかる場合には、その起動に要する時間を保護時間から差し引いておいてもよい。
[0068]
 例えば、通信経路設定部124aは、保護時間算出部220が算出した保護時間だけSWの送信出力を停止させ、当該保護時間の経過後に、通信経路算出部122aにより算出された低優先無線装置B-低優先無線制御装置S2間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、低優先無線装置B-低優先無線制御装置間S2の経路を設定する。
[0069]
 なお、通信経路設定部124aは、保護時間算出部220が算出した保護時間だけSWの送信出力を停止させ、当該保護時間の経過後に、通信経路算出部122aにより算出された高優先無線装置A-高優先無線制御装置S1間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、高優先無線装置A-高優先無線制御装置間S1の経路を設定してもよい。
[0070]
 図7は、経路制御装置22が切替えた通信経路のトラヒックの流れを示す。経路制御装置22は、例えば、低優先無線装置-低優先無線制御装置間のいずれかの経路の低優先信号伝送可能期間(LP)内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、低優先無線装置-低優先無線制御装置間の経路を切替えて設定する。ここでは、送信SWs-受信SWd間の経路1と、送信SWs-中継SW1-中継SW2-受信SWd間の経路2とが存在し、経路2は、経路1よりも経路長が長く、遅延時間も長いとする。
[0071]
 図7に示すように、例えば送信SWsから出力された上り信号は、経路1が高優先信号伝送可能期間(HP)である場合には、低優先信号伝送可能期間(LP)である経路2を通って伝送される。
[0072]
 また、送信SWsから出力された上り信号は、経路2が高優先信号伝送可能期間(HP)である場合には、低優先信号伝送可能期間(LP)である経路1を通って伝送される。
[0073]
 仮に、時点aで経路2から経路1へ経路が切替えられ、すぐに新たなフレームの送信が行われると、経路2を通るフレームが受信SWdに届くよりも前に、経路1を通る新たなフレームが受信SWdに届く可能性がある。つまり、フレームの順序逆転が発生しうる。
[0074]
 そこで、経路制御装置22は、通信経路設定部124aが保護時間だけ送信SWsの送信出力を停止させ、保護時間の経過後の時点bに送信SWsの送信出力の停止を解除させる。これにより、経路2を通るフレームが全て受信SWdに届いた後に、経路1を通る新たなフレームが受信SWdに届くこととなり、順序逆転が防止される。
[0075]
 仮に、保護時間が十分な長さでない場合には、フレームの順序逆転が発生し、低優先無線装置又は低優先無線制御装置においてエラーが発生する。この場合、経路制御装置22は、このエラーの情報に基づいて、保護時間算出部220が保護時間を調整するように構成されてもよい。
[0076]
 このように、経路制御装置12又は経路制御装置22は、低優先信号伝送可能期間内に、低優先トラヒックが伝送される期間が含まれるように、L2-SW(1)~L2-SW(7)それぞれに対する切替えの設定を行うので、低優先トラヒックの待ち時間を減少させることができる。また、切替えられる通信経路にトラヒックが流れるように、作業者が現地でL2-SW(1)~L2-SW(7)それぞれに設定を行ってもよい。
[0077]
 なお、経路制御装置12又は経路制御装置22が有する機能は、無線通信ネットワーク10を構成する各部のいずれかに、又は無線通信ネットワーク10を構成する各部に分散されて実装されてもよい。
[0078]
 また、上述した実施形態において、経路制御装置12及び経路制御装置22は、リング型のネットワークに用いられる場合を例に説明したが、リング型のネットワーク構成に限定されることなく、例えば低優先無線装置-低優先無線制御装置間の経路が2以上存在するハニカム型、メッシュ型等の他のネットワークに用いられてもよい。
[0079]
 またこれまでは、いずれかの経路に必ず低優先信号伝送可能期間が含まれる前提で説明した。いずれの経路にも低優先信号伝送可能期間が含まれない時間区間に関しては、経路を変更する必要は無いため、前記低優先信号伝送可能期間が含まれない時間区間に入る前に選択されていた経路のままとしてもよい。
[0080]
 また同一時間に、低優先信号伝送可能期間の経路が2以上存在する場合は、いずれの経路を選択してもよい。例えば従来方式のように、最短ホップの経路を選択してもよい。
[0081]
 以上、説明した通り、実施形態にかかる経路制御装置12又は経路制御装置22によれば、低優先トラヒックの待ち時間を減少させることができる。なお、経路制御装置12又は経路制御装置22が有する各機能は、専用ハードウェアで実装されてもよいし、CPUを備えたコンピュータとしての機能を有する汎用ハード上にプログラムとして実装されてもよい。
[0082]
 すなわち、本発明にかかる経路制御装置12又は経路制御装置22が有する機能は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

符号の説明

[0083]
10・・・無線通信ネットワーク、12,22・・・経路制御装置、120,120a・・・区間情報取得部、122,122a・・・通信経路算出部、124,124a・・・通信経路設定部、220・・・保護時間算出部

請求の範囲

[請求項1]
 優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御方法であって、
 前記低優先装置と前記低優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出工程と、
 優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記低優先装置と前記低優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定工程と
 を含むことを特徴とする経路制御方法。
[請求項2]
 優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御方法であって、
 前記高優先装置と前記高優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出工程と、
 優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記高優先装置と前記高優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定工程と
 を含むことを特徴とする経路制御方法。
[請求項3]
 前記通信経路設定工程では、
 経路を切替えるタイミングを、前記高優先装置と前記高優先制御装置とがTDDにより信号の伝送方向を変更するタイミングと合わせること
 を特徴とする請求項1又は2に記載の経路制御方法。
[請求項4]
 前記通信経路算出工程において算出した経路それぞれの遅延時間を求め、経路それぞれの遅延時間の差に対応する保護時間を算出する保護時間算出工程
 をさらに含み、
 前記通信経路設定工程は、
 前記保護時間が経過するまで新たな低優先トラヒックが流れないように経路を切替える設定をすること
 を特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の経路制御方法。
[請求項5]
 優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御装置であって、
 前記低優先装置と前記低優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出部と、
 優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記低優先装置と前記低優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定部と
 を有することを特徴とする経路制御装置。
[請求項6]
 優先度の高いトラヒックを扱う高優先装置と、優先度の高いトラヒックを伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び優先度の低いトラヒックを伝送可能な低優先信号伝送可能期間を周期的に繰り返して信号を転送する複数の信号転送装置を介して前記高優先装置と通信を行う高優先制御装置と、優先度の低いトラヒックを扱う低優先装置と、複数の前記信号転送装置を介して前記低優先装置と通信を行う低優先制御装置とを備えたネットワークにおける通信の経路を制御する経路制御装置であって、
 前記高優先装置と前記高優先制御装置との間の経路それぞれにおける低優先信号伝送可能期間を算出する通信経路算出部と、
 優先度の低いトラヒックが前記算出したいずれかの低優先信号伝送可能期間で伝送されるように、前記高優先装置と前記高優先制御装置と間の経路を切替える設定をする通信経路設定部と
 を有することを特徴とする経路制御装置。
[請求項7]
 前記通信経路設定部は、
 経路を切替えるタイミングを、前記高優先装置と前記高優先制御装置とがTDDにより信号の伝送方向を変更するタイミングに合わせること
 を特徴とする請求項5又は6に記載の経路制御装置。
[請求項8]
 前記通信経路算出部が算出した経路それぞれの遅延時間を求め、経路それぞれの遅延時間の差に対応する保護時間を算出する保護時間算出部
 をさらに有し、
 前記通信経路設定部は、
 前記保護時間が経過するまで新たな低優先トラヒックが流れないように経路を切替える設定をすること
 を特徴とする請求項5~7のいずれか1項に記載の経路制御装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]