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1. WO2020116317 - PROCÉDÉ DE COMMANDE DE VOIE ET DISPOSITIF DE COMMANDE DE VOIE

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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  

課題を解決するための手段

0020   0021   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   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091  

符号の説明

0092  

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   15   16   17   18  

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、リングやメッシュ等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12は、1台の無線装置A及び1台の無線制御装置S1をL2NWで収容する例を示す。L2-SW(1)~L2-SW(11)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(11)を、SW(1)~SW(11)、SW1~SW11、又は単にSWなどと略記することがある。また、無線装置A,B、無線制御装置S1,S2などを、単にA、B、S1、S2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13は、従来の経路選択手順を示す。図13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14は、図13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15は、図14に示した例のトラヒックの流れを示す。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16は、2台の無線装置A,B、及び2台の無線制御装置S1,S2をL2NWで収容する例を示す。無線装置Aは、無線制御装置S1に帰属している。無線装置Bは、無線制御装置S2に帰属している。
[0014]
 図17は、図16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。無線装置A-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、無線装置B-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18は、図17に示した例のトラヒックの流れを示す。L2-SW(2)では、2つの通信のトラヒックを流す必要がある。このため、1つの通信のトラヒックを流すL2-SW(1)、又はL2-SW(3)と比べると、L2-SW(2)以降の高優先信号伝送可能期間(HP)を延ばす必要がある。

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]
 無線装置-無線制御装置間の通信経路が一度決められ、通信を開始した後に通信経路が変更されると、通信が一時的に遮断され、サービス中断に繋がる。このため、無線装置-無線制御装置間の通信経路を決めて通信を開始した後は、通信経路を変更しないことが望ましい。例えば、図18に示したように、既存の無線装置-無線制御装置間の通信により、高優先信号伝送可能期間が延びていると、高優先信号伝送可能期間に対して新規に追加可能な無線装置-無線制御装置の通信数が減少してしまう。また、高優先信号伝送可能期間を延伸すると、低優先信号伝送可能期間が短縮されるため、新たに低優先信号通信を増加させようとしたときに、追加可能な通信数が減少してしまう。さらに、高優先信号伝送可能期間が延伸するということは、その高優先信号伝送可能期間を流れる高優先トラヒックの遅延時間が増大することとなり、また低優先トラヒックに関しても、低優先信号伝送可能期間が短くなるため待ち時間が増大し、遅延時間が増大する。
[0018]
 すなわち、従来は、複数の通信経路が信号転送装置の同じ出力ポートを通ることにより、一つのネットワークで収容可能な無線装置-無線制御装置間の通信数が減少してしまい、かつ高優先または低優先トラヒックの遅延時間も延びるという問題があった。
[0019]
 本発明は、ネットワークにおける収容可能な通信数を増加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

[0020]
 本発明の一態様にかかる経路制御方法は、端末と無線通信する複数の無線装置と、複数の信号転送装置を介して前記無線装置のいずれかと通信する複数の無線制御装置とを備えたネットワークにおける通信経路を制御する経路制御方法であって、前記無線装置と前記無線制御装置との組合せごとに、取り得る通信経路を探索して列挙する探索列挙工程と、列挙した複数の通信経路から、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信数の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択する通信経路選択工程とを含むことを特徴とする。
[0021]
 また、本発明の一態様にかかる経路制御方法は、列挙した複数の通信経路から、複数の通信経路の組合せを選択した場合に、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信数の最大値が1であるか否かを判定する判定工程と、通信数の最大値が1でないと判定した場合に、共通の前記無線制御装置に対して前記無線装置それぞれが取り得る通信経路を前記無線制御装置ごとにグループ化するグループ化工程と、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信経路のグループ数の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択するグループ経路選択工程とをさらに含むことを特徴とする。
[0022]
 また、本発明の一態様にかかる経路制御方法は、前記信号転送装置が、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とを周期的に切り替えることを特徴とする。
[0023]
 また、本発明の一態様にかかる経路制御方法は、優先度が高い信号を伝送可能な高優先信号伝送可能期間、及び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を周期的に切り替える複数の信号転送装置と、端末と無線通信する複数の無線装置と、前記信号転送装置を介して前記無線装置のいずれかと通信する複数の無線制御装置とを備えたネットワークにおける通信経路を制御する経路制御方法であって、前記無線装置と前記無線制御装置との組合せごとに、取り得る通信経路を探索して列挙する探索列挙工程と、列挙した複数の通信経路から、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信における前記高優先信号伝送可能期間の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択する通信経路選択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、前記探索列挙工程が、通信経路が定められていない前記無線装置と前記無線制御装置との組合せのみに対して、取り得る通信経路を探索して列挙す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装置は、端末と無線通信する複数の無線装置と、複数の信号転送装置を介して前記無線装置のいずれかと通信する複数の無線制御装置とを備えたネットワークにおける通信経路を制御する経路制御装置であって、前記無線装置と前記無線制御装置との組合せごとに、取り得る通信経路を探索して列挙する探索列挙部と、前記探索列挙部が列挙した複数の通信経路から、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信数の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択する通信経路選択部とを有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、前記通信経路選択部が複数の通信経路の組合せを選択した場合に、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信数の最大値が1であるか否かを判定する判定部と、通信数の最大値が1でないと前記判定部が判定した場合に、共通の前記無線制御装置に対して前記無線装置それぞれが取り得る通信経路を前記無線制御装置ごとにグループ化するグループ化部と、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信経路のグループ数の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択するグループ経路選択部とをさらに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、前記信号転送装置が、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とを周期的に切り替え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、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、及び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を周期的に切り替える複数の信号転送装置と、端末と無線通信する複数の無線装置と、前記信号転送装置を介して前記無線装置のいずれかと通信する複数の無線制御装置とを備えたネットワークにおける通信経路を制御する経路制御装置であって、前記無線装置と前記無線制御装置との組合せごとに、取り得る通信経路を探索して列挙する探索列挙部と、前記探索列挙部が列挙した複数の通信経路から、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信における前記高優先信号伝送可能期間の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択する通信経路選択部とを有す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、前記探索列挙部、通信経路が定められていない前記無線装置と前記無線制御装置との組合せのみに対して、取り得る通信経路を探索して列挙することを特徴とする。

発明の効果

[0030]
 本発明は、ネットワークにおける収容可能な無線装置-無線制御装置の通信数を増加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] 経路制御装置が通信経路を選択する方法例を示すフローチャートである。
[図4] (a)は、従来方式における通信経路の選択過程を示す図である。(b)は、経路制御装置における通信経路の選択過程を示す図である。
[図5] 経路制御装置が無線通信ネットワークにおいて通信経路を選択した例を示す図である。
[図6] 図5に示した通信経路におけるトラヒックの流れを示す図である。
[図7] 他の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8] 経路制御装置が有する機能を示す図である。
[図9] 経路制御装置が通信経路を選択する方法例を示すフローチャートである。
[図10] 経路制御装置における通信経路の選択過程を示す図である。
[図11] 経路制御装置が無線通信ネットワークにおいて通信経路を選択した例を示す図である。
[図12] 1台の無線装置A及び1台の無線制御装置S1をL2NWで収容する例を示す図である。
[図13] 従来の経路選択手順を示すフローチャートである。
[図14] 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15] 図14に示した例のトラヒックの流れを示す図である。
[図16] 2台の無線装置A,B、及び2台の無線制御装置S1,S2をL2NWで収容する例を示す図である。
[図17] 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18] 図17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、例えば無線装置A,Bと、無線制御装置S1,S2と、経路制御装置12とを有し、多段に接続されたL2-SW(1)~L2-SW(11)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]
 無線装置A,Bは、それぞれ端末と無線通信する。無線制御装置S1,S2は、L2-SW(1)~L2-SW(11)を介して無線装置A,Bのいずれかと無線通信する。ここでは、無線装置Aは、無線制御装置S1に帰属している。無線装置Bは、無線制御装置S2に帰属している。L2-SW(1)~L2-SW(11)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(11)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(11)に対して経路を設定するために、L2-SW(1)~L2-SW(11)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、探索列挙部20、抽出部22及び通信経路選択部24を有する。
[0036]
 探索列挙部20は、無線装置と無線制御装置との組合せごとに、取り得る通信経路を探索して列挙する。また、探索列挙部20は、通信経路が定められていない無線装置と無線制御装置との組合せのみに対して、取り得る通信経路を探索して列挙してもよい。例えば、すでに通信経路が設定されているネットワークに対し、新たに無線装置や無線制御装置を追加する場合、探索列挙部20は、新たに追加された無線装置と無線制御装置との組合せのみに対して、取り得る通信経路を探索して列挙してもよい。
[0037]
 抽出部22は、探索列挙部20が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。
[0038]
 通信経路選択部24は、抽出部22が抽出した複数の通信経路から、通信経路の組合せごとにL2-SW(1)~L2-SW(11)の同じ出力ポートを通る通信数をカウントし、通信数の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択する。
[0039]
 また、通信経路選択部24は、探索列挙部20が列挙した複数の通信経路から、L2-SW(1)~L2-SW(11)の同じ出力ポートを通る通信における高優先信号伝送可能期間の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択してもよい。例えば、高優先信号伝送可能期間の長さが無線装置-無線制御装置の組合せごとに異なる場合には、通信経路選択部24は、同じSWの同じ出力ポートを通る個所の高優先信号伝送可能期間の最大値が最小化される組合せを選択してもよい。
[0040]
 なお、経路制御装置12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。例えば、経路制御装置12が有する機能は、無線制御装置S1,S2のいずれかに実装されていれもよいし、複数の構成部分によって実現されてもよい。
[0041]
 次に、経路制御装置12が通信経路を選択する方法例について説明する。
[0042]
 図3は、経路制御装置12が通信経路を選択する方法例を示す。図3に示すように、経路制御装置12は、ステップ100(S100)において、探索列挙部20が無線装置-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。
[0043]
 ステップ102(S102)において、抽出部22は、探索列挙部20が列挙した通信経路の中で、予め設定された設定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。
[0044]
 ステップ104(S104)において、通信経路選択部24は、抽出部22が抽出した通信経路の中で、同じSWの出力ポートを通る通信数の最大値が最小となる通信経路を選択する。
[0045]
 例えば、第1通信経路と第2通信経路があった場合に、第1通信経路が第2通信経路内のSWの同じ出力ポートを一度も通らなかったときには、SWの同じ出力ポートを通る通信数を1とする。また、第1通信経路と第2通信経路が、それぞれの通信経路の途中で同じSWの同じ出力ポートを通り、その後同じ経路を通った場合、SWの同じ出力ポートを通る通信数の最大値を2とする。また、第1通信経路と第2通信経路が経路の途中で一度同じSWの同じ出力ポートを通り、その後別の経路を通って再度同じSWの同じ出力ポートを通ることがあった場合には、SWの同じ出力ポートを通る通信数の最大値を2とする。
[0046]
 この時、通信経路選択部24は、例えば同じSWの出力ポートを通る通信数の最大値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してもよい。
[0047]
 図4は、従来方式及び経路制御装置12における通信経路の選択過程の比較を示す。図4(a)は、従来方式における通信経路の選択過程を示す。図4(b)は、経路制御装置12における通信経路の選択過程を示す。すなわち、図4は、従来方式(図13参照)及び経路制御装置12(図3参照)による無線通信ネットワーク10における選択可能な通信経路の組合せの差分を示している。ここでは、ホップ数が8以上となる通信経路は記載しないこととする。
[0048]
 例えば、従来方式及び経路制御装置12のいずれにおいても、第一に、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。この例では、無線装置A-無線制御装置S1間では3つの通信経路を、無線装置B-無線制御装置S2間でも3つの通信経路を7ホップ以下で取り得たとする。
[0049]
 また、従来方式及び経路制御装置12のいずれにおいても、第二に、列挙した通信経路の中で、予め設定された設定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。この例では、ホップ数の上限が6であると仮定しており、ホップ数が7以上の通信経路が除外されている(図4中の×が該当箇所)。
[0050]
 従来方式の場合、ホップ数が7以上の通信経路が除外された残りの通信経路の組合せが全て選択対象となるが、第三に、ホップ数が最小の通信経路が選択される。よって、従来方式は、無線装置A-無線制御装置S1間ではA→SW1→SW2→SW7→SW6→S1の通信経路、無線装置B-無線制御装置S2間ではB→SW3→SW2→SW7→SW8→S2の通信経路が選択され、同じSWの同じ出力ポートを通ってしまう(図17参照)。
[0051]
 一方、経路制御装置12は、第三に、同じSWの同じ出力ポートを通る通信数の最大値を計算し、その値が最小の組合せを選択する。このため、経路制御装置12は、無線装置A-無線制御装置S1間ではA→SW1→SW2→SW7→SW6→S1の通信経路、無線装置B-無線制御装置S2間では、B→SW3→SW4→SW10→SW9→SW8→S2の通信経路が選択される。
[0052]
 図5は、経路制御装置12が無線通信ネットワーク10において通信経路を選択した例を示す。図5に示すように、経路制御装置12が選択した無線装置A-無線制御装置S1間の通信経路と、無線装置B-無線制御装置S2間の通信経路とは、同じSWの同じ出力ポートを通っていない。
[0053]
 図6は、図5に示した通信経路におけるトラヒックの流れを示す。無線装置A-無線制御装置S1間の通信経路と、無線装置B-無線制御装置S2間の通信経路とが、同じSWの同じ出力ポートを通っていないため、高優先信号伝送可能期間(HP)が延びることがなく、それに伴って低優先信号伝送可能期間が短くなることもない。
[0054]
 経路制御装置12は、同じSWの同じ出力ポートを通る通信数の最大値が最小となる経路の組合せが複数存在した場合、その中のいずれか1つの組合せを通信経路として選択する。この時の選択基準として、例えば、選択した経路の組合せのホップ数の合計が最小となるものを選択するようにされてもよい。また、無線装置-無線制御装置の組合せに優先度をつけて、優先度の高い無線装置-無線制御装置の組合せから、ホップ数が小さいものを選択していくという選択基準が定められてもよい。
[0055]
 無線通信ネットワーク10において、信号転送装置として機能するL2-SW(1)~L2-SW(11)に対して経路を設定するために、経路制御装置12は、L2-SW(1)~L2-SW(11)に接続可能にされている。そして、経路制御装置12は、上述した手順に従って通信経路を決定し、決定した通信経路によって信号が伝送されるように、L2-SW(1)~L2-SW(11)それぞれに対する設定を行う。また、上述した手順に従って決められた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(11)それぞれに設定を行ってもよい。
[0056]
 このように、信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信数の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択することにより、高優先信号伝送可能期間が延伸することを回避できる。これにより、新たに追加可能な無線装置-無線制御装置数が増加し、高優先及び低優先トラヒックの遅延時間も減少する。
[0057]
 次に、経路制御装置の他の実施形態を説明する。
[0058]
 図7は、他の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30の構成例を示す。図7に示すように、無線通信ネットワーク30は、例えば無線装置A,B,Cと、無線制御装置S1,S2と、経路制御装置32とを有し、多段に接続されたL2-SW(1)~L2-SW(11)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。以下、図1~3等を用いて説明した構成と実質的に同一の構成には同一の符号が付してある。
[0059]
 無線通信ネットワーク30において、無線装置A,Cは、無線制御装置S1に帰属している。無線装置Bは、無線制御装置S2に帰属している。このとき、無線装置A-無線制御装置S1間の通信と、無線装置C-無線制御装置S1間の通信とは、無線制御装置が共通であるため、上り信号が無線制御装置S1の前段の信号転送装置(L2-SW(6))の同じ出力ポートを通らざるを得ない。したがって、同じSWの同じ出力ポートを通る通信数の最大値は、1になることはなく、2以上となる。
[0060]
 ここで、無線制御装置S1の前段以外の信号転送装置の出力ポートで重なる通信数について考える。図1に示した経路制御装置12では、無線制御装置S1の前段以外の信号転送装置の出力ポートで重なる通信数の最大値が2以下の経路の組合せが複数存在した場合に、そのうちのどれを選択するかの基準を制限していない。
[0061]
 図7に示した無線通信ネットワーク30では、無線制御装置S1の前段以外の信号転送装置の出力ポートで重なる通信数の最大値が2となる場合に、その重なっている経路の組合せは、次の3パターンが考えられる。
[0062]
 (a)無線装置A-無線制御装置S1と無線装置C-無線制御装置S1の重なり。
 (b)無線装置A-無線制御装置S1と無線装置B-無線制御装置S2の重なり。
 (c)無線装置C-無線制御装置S1と無線装置B-無線制御装置S2の重なり。
[0063]
 ここで、上り通信を例にとると、無線装置Aと無線装置Cの通信は、無線制御装置S1の前段の信号転送装置の同じ出力ポートを通らざるを得ないため、高優先信号伝送可能期間が延びる。このため、無線制御装置S1の前段以外の信号転送装置の出力ポートで(a)の重なりがあり、高優先信号伝送可能期間が延びたとしても、無線制御装置S1の前段の信号転送装置での高優先信号伝送可能期間と同じ長さになるだけなので、無線制御装置S1の収容可能な無線装置数は変わらない。
[0064]
 一方、無線制御装置S2の前段の信号転送装置の出力ポートを通る通信は、無線装置Bからの上り信号しかないため、無線制御装置S2の前段の信号転送装置の出力ポートでは、無線装置Bの信号を通す分の高優先信号区間を設ければ良い。
[0065]
 しかし、無線制御装置S2の前段以外の信号転送装置の出力ポートで(b)又は(c)の重なりがあった場合、高優先信号伝送可能期間を拡げる必要がある。よって、無線制御装置S2の前段の信号転送装置でも高優先信号伝送可能期間が延びることとなり、無線制御装置S2で収容可能な無線装置数が減少することとなる。
[0066]
 つまり、同じ無線制御装置に帰属する無線装置の通信経路の重なりが、当該無線制御装置で収容可能な無線装置数を減少させず、別の無線制御装置に帰属する無線装置の通信経路の重なりが、いずれかの無線制御装置で収容可能な無線装置数を減少させることが起こりうる。
[0067]
 そこで、経路制御装置32は、同じSWの同じ出力ポートを通る通信数の最大値が1でない場合に、同じSWの同じ出力ポートを通らざるを得ない通信経路を選択される無線装置-無線制御装置の組合せをグループ化し、同じSWの同じ出力ポートを通るグループ数を最小化する。なお、経路制御装置32は、信号転送装置として機能するL2-SW(1)~L2-SW(11)に対して経路を設定するために、L2-SW(1)~L2-SW(11)に接続可能にされていれば、無線通信ネットワーク30上のどこに配置されてもよい。
[0068]
 図8は、経路制御装置32が有する機能を示す。図8に示すように、経路制御装置32は、探索列挙部20、抽出部22、通信経路選択部24、判定部40、グループ化部42及びグループ経路選択部44を有する。
[0069]
 判定部40は、通信経路選択部24が複数の通信経路の組合せを選択した場合に、信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信数の最大値が1であるか否かを判定する。
[0070]
 グループ化部42は、通信数の最大値が1でないと判定部40が判定した場合に、共通の無線制御装置に対して無線装置それぞれが取り得る通信経路を無線制御装置ごとにグループ化する。
[0071]
 グループ経路選択部44は、信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信経路のグループ数の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択する。
[0072]
 具体的には、経路制御装置32は、各無線装置-無線制御装置間の通信において、無線制御装置が共通である通信を同じグループとして設定する。これは、無線制御装置の入出力ポートが1つの場合には、無線装置からの信号(上り信号)は無線制御装置の前段のSWで同じ出力ポートを通るしかないためである。無線装置への出力信号(下り信号)も、当然無線制御装置から出力される段階で同じ出力ポートを通らざるを得ない。
[0073]
 一方、無線制御装置の入出力ポートが2つ以上ある場合には、無線制御装置が同じである通信であっても、同じSWの同じ出力ポートを通るとは限らない。この場合、無線制御装置の異なるポートを別の無線制御装置として扱えば、無線制御装置の入出力ポートが1つの場合と同様に処理することが可能である。
[0074]
 ここで、任意の無線装置-無線制御装置間の通信を、当該無線制御装置の複数の入出力ポートで行うことは、フレームの順序逆転を起こさないようにするために、L2ネットワークでは通常行われないため、本発明でも想定していない。
[0075]
 なお、経路制御装置32が有する機能は、無線通信ネットワーク30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30を構成する各部に分散されて実装されてもよい。例えば、経路制御装置32が有する機能は、無線制御装置S1,S2のいずれかに実装されていれもよいし、複数の構成部分によって実現されてもよい。
[0076]
 図9は、経路制御装置32が通信経路を選択する方法例を示す。図9に示すように、経路制御装置32は、ステップ106(S106)において、ステップ100(S100)~ステップ104(S104)により選択された通信経路ごとに、判定部40が同じSWの同じ出力ポートを通る通信数をカウントし、その値が1であるか否かを判定する。
[0077]
 判定部40は、判定の結果が1であった場合には、同じSWの同じ出力ポートを通る通信数が1となる経路の組合せのいずれかを選択して処理を終了させる。また、判定部40は、判定の結果が1以外であった場合には、通信経路選択部24が選択した複数の通信経路の組合せをグループ化部42に対して出力する。
[0078]
 ステップ108(S108)において、グループ化部42は、共通の無線制御装置に対して無線装置それぞれが取り得る通信経路を無線制御装置ごとにグループ化する。
[0079]
 ステップ110(S110)において、グループ経路選択部44は、通信経路選択部24が選択した経路の組合せの中で、同じSWの同じ出力ポートを通るグループ数をカウントし、グループ数が最小となる組合せのいずれか1つを通信経路として選択し、処理を終了する。
[0080]
 なお、グループ経路選択部44は、L2-SW(1)~L2-SW(11)の同じ出力ポートを通る通信における高優先信号伝送可能期間の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択してもよい。例えば、高優先信号伝送可能期間の長さが無線装置-無線制御装置の組合せごとに異なる場合には、グループ経路選択部44は、同じSWの同じ出力ポートを通る高優先信号伝送可能期間の最大値が最小化される組合せを選択してもよい。
[0081]
 図10は、経路制御装置32における通信経路の選択過程を示す。すなわち、図10は、経路制御装置32による無線通信ネットワーク30における選択可能な通信経路の組合せと、通信経路の選択結果を示している。ここでは、ホップ数が8以上となる通信経路は記載しないこととする。
[0082]
 上述したように、無線通信ネットワーク30では、無線装置Aが無線制御装置S1と、無線装置Bが無線制御装置S2と、無線装置Cが無線制御装置S1と通信している。例えば、経路制御装置32は、第一に、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。この例では、無線装置A-無線制御装置S1間では3つの通信経路を、無線装置B-無線制御装置S2間では3つの通信経路を、無線装置C-無線制御装置S1間では2つの通信経路を7ホップ以下で取り得たとする。
[0083]
 経路制御装置32は、第二に、列挙した通信経路の中で、予め設定された設定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。この例では、ホップ数の上限が6であると仮定しており、ホップ数が7以上の通信経路が除外されている(図10中の×が該当箇所)。
[0084]
 また、経路制御装置32は、第三に、同じSWの同じ出力ポートを通る通信数の最大値を計算し、その値が最小の組合せを選択する。この例では、同じSWの出力ポートを通る通信数の最大値が最小となっている値は2であるため、同じSWの出力ポートを通る通信数の最大値が3である組合せが除外される(図10中の△が該当箇所)。
[0085]
 この場合、経路制御装置12のように、判定部40、グループ化部42及びグループ経路選択部44を備えていない経路制御装置では、同じSWの出力ポートを通る通信数の最大値が最小(値が2)の組合せ(図10中の○及び◎が該当箇所)の中から1つの通信経路が選択されることとなる。
[0086]
 一方、経路制御装置32は、判定部40、グループ化部42及びグループ経路選択部44を備えており、グループ化部42によって無線制御装置が共通である通信経路をグループ化する。図10に示した例では、無線装置A-無線制御装置S1と無線装置C-無線制御装置S1が同じグループ(第1グループ)、無線装置B-無線制御装置S2が別グループ(第2グループ)となる。
[0087]
 次に、経路制御装置32は、グループ経路選択部44により同じSWの同じ出力ポートを通る通信数の最大値が最小(値が2)の各組合せ(図10中の○及び◎が該当箇所)に対して、同じSWの同じ出力ポートを通るグループ数の最大値を計算する。そして、グループ経路選択部44は、同じSWの出力ポートを通るグループ数が最小(ここでは値が1)となる組合せを選択する。
[0088]
 図11は、経路制御装置32が無線通信ネットワーク30において通信経路を選択した例を示す。無線装置A-無線制御装置S1間ではA→SW1→SW2→SW7→SW6→S1の通信経路、無線装置B-無線制御装置S2間ではB→SW3→SW4→SW10→SW9→SW8→S2の通信経路、無線装置C-無線制御装置S1間ではC→SW2→SW7→SW6→S1の通信経路が選択される。
[0089]
 このように、信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信経路のグループ数の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択することにより、ネットワークにおける遅延を低減させることができる。
[0090]
 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32によれば、ネットワークにおける遅延を低減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32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。
[0091]
 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32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

[0092]
10,30・・・無線通信ネットワーク、12,32・・・経路制御装置、20・・・探索列挙部、22・・・抽出部、24・・・通信経路選択部、40・・・判定部、42・・・グループ化部、44・・・グループ経路選択部

請求の範囲

[請求項1]
 端末と無線通信する複数の無線装置と、複数の信号転送装置を介して前記無線装置のいずれかと通信する複数の無線制御装置とを備えたネットワークにおける通信経路を制御する経路制御方法であって、
 前記無線装置と前記無線制御装置との組合せごとに、取り得る通信経路を探索して列挙する探索列挙工程と、
 列挙した複数の通信経路から、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信数の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択する通信経路選択工程と
 を含むことを特徴とする経路制御方法。
[請求項2]
 列挙した複数の通信経路から、複数の通信経路の組合せを選択した場合に、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信数の最大値が1であるか否かを判定する判定工程と、
 通信数の最大値が1でないと判定した場合に、共通の前記無線制御装置に対して前記無線装置それぞれが取り得る通信経路を前記無線制御装置ごとにグループ化するグループ化工程と、
 前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信経路のグループ数の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択するグループ経路選択工程と
 をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の経路制御方法。
[請求項3]
 前記信号転送装置は、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とを周期的に切り替えること
 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]
 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、及び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を周期的に切り替える複数の信号転送装置と、端末と無線通信する複数の無線装置と、前記信号転送装置を介して前記無線装置のいずれかと通信する複数の無線制御装置とを備えたネットワークにおける通信経路を制御する経路制御方法であって、
 前記無線装置と前記無線制御装置との組合せごとに、取り得る通信経路を探索して列挙する探索列挙工程と、
 列挙した複数の通信経路から、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信における前記高優先信号伝送可能期間の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択する通信経路選択工程と
 を含むことを特徴とする経路制御方法。
[請求項5]
 端末と無線通信する複数の無線装置と、複数の信号転送装置を介して前記無線装置のいずれかと通信する複数の無線制御装置とを備えたネットワークにおける通信経路を制御する経路制御装置であって、
 前記無線装置と前記無線制御装置との組合せごとに、取り得る通信経路を探索して列挙する探索列挙部と、
 前記探索列挙部が列挙した複数の通信経路から、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信数の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択する通信経路選択部と
 を有することを特徴とする経路制御装置。
[請求項6]
 前記通信経路選択部が複数の通信経路の組合せを選択した場合に、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信数の最大値が1であるか否かを判定する判定部と、
 通信数の最大値が1でないと前記判定部が判定した場合に、共通の前記無線制御装置に対して前記無線装置それぞれが取り得る通信経路を前記無線制御装置ごとにグループ化するグループ化部と、
 前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信経路のグループ数の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択するグループ経路選択部と
 をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の経路制御装置。
[請求項7]
 前記信号転送装置は、
 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とを周期的に切り替えること
 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]
 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、及び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を周期的に切り替える複数の信号転送装置と、端末と無線通信する複数の無線装置と、前記信号転送装置を介して前記無線装置のいずれかと通信する複数の無線制御装置とを備えたネットワークにおける通信経路を制御する経路制御装置であって、
 前記無線装置と前記無線制御装置との組合せごとに、取り得る通信経路を探索して列挙する探索列挙部と、
 前記探索列挙部が列挙した複数の通信経路から、前記信号転送装置の同じ出力ポートを通る通信における前記高優先信号伝送可能期間の最大値が最小となる通信経路の組合せを選択する通信経路選択部と
 を有することを特徴とする経路制御装置。

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]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]