CN113424502B - 信号传输装置、信号传输方法、信号传输控制装置、信号传输控制方法以及信号传输程序 - Google Patents

信号传输装置、信号传输方法、信号传输控制装置、信号传输控制方法以及信号传输程序 Download PDF

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Abstract

具有：控制部，在能够传输优先级高的业务的帧的期间，在检测到优先级高的业务的帧在帧间隔阈值的时间以上未到达的情况下，释放能够传输优先级高的业务的帧的期间，分配给能够传输优先级低的业务的帧的期间；帧到达时刻信息获取部，获取优先级高的业务的帧的到达时刻；帧间隔计算部，基于帧到达时刻信息获取部获取的帧的到达时刻来计算按照时间序列输入的多个帧的帧间隔；帧间隔阈值计算部，基于多个帧间隔来计算新的帧间隔阈值；以及帧间隔阈值设定部，将帧间隔阈值变更为新的帧间隔阈值。

Description

信号传输装置、信号传输方法、信号传输控制装置、信号传输 控制方法以及信号传输程序
技术领域
本发明涉及使用TAS(Time Aware Shaper，时间感知整形器)的信号传输技术。
背景技术
近年来，在一般的蜂窝***中，作为基站的结构，分离为无线控制装置和无线装置而配置。在此，无线控制装置与无线装置之间经由具有光装置和光纤的光区间而连结，具有光装置和光纤的光区间被称为移动前传(Mobile Fronthaul：MFH)。
以往，在MFH中，使用了点对点(Point-to-Point)连接，但为了实现MFH的低成本化，正在研究网络化。作为网络化的例子，考虑将波分复用(Wavelength DivisionMultiplexed：WDM)、使用时分复用的TDM-PON(Time Division Multiplexing PassiveOptical Network，时分复用无源光网络)、第二层交换机(Layer-2Switch：L2SW)多级连接的结构等(例如，参照非专利文献1)。特别是，由于作为信号传输装置的第二层交换机多级连接的网络***(以下，称为“L2NW”)能够在一组无线装置以及无线控制装置间构筑多个路径，因此认为与其他网络***相比冗余性高。
另一方面，由于在MFH中要求低延迟，因此以接受延迟要求严格的业务(traffic)为目的，正在推进TSN(Time Sensitive Network，时间敏感网络)的标准化，研究其应用(例如，参照专利文献1、2)。在TSN中研究的TAS是在优先级高的业务具有周期性的情况下特别有效的方式，对每个优先级的业务进行调度，切换能否通信。具体而言，周期性地重复进行如下动作：在优先级高的业务到达SW的期间，仅传输优先级高的业务而不传输优先级低的业务，在优先级高的业务未到来的期间，传输优先级低的业务。由此，在能够不会由于其他优先级的业务的传输而等待的情况下传输优先级高的业务，因此TAS方式适于低延迟化。
图7表示搭载了TAS的一般的信号传输装置的结构例。在图7中，具有：帧分配部901，其将输入业务分配给低优先或高优先的帧；高优先缓存器902，其积存所分配的高优先帧；低优先缓存器903，其积存所分配的低优先帧；输出部904，其将高优先缓存器902或低优先缓存器903的输出输出到传输目的地；以及调度部905，其根据当前的时刻信息，在低优先信号可通信区间中对高优先缓存器902发出输出停止命令而对低优先缓存器903发出输出命令，在高优先信号可通信区间中对高优先缓存器902发出输出命令而对低优先缓存器903发出输出停止命令。
图8表示在L2NW中包含高优先无线装置(A1、A2)和高优先无线控制装置(S1、S2)的例子。在图8的例子中，从高优先无线装置A1向高优先无线控制装置S1的上行信号通过L2SW(1)->L2SW(2)->L2SW(3)->L2SW(4)这样的路径而被传输，从高优先无线装置A2向高优先无线控制装置S2的上行信号通过L2SW(2)->L2SW(3)这样的路径而被传输。
图9表示L2NW中的业务的流的一例。另外，图9与图8所示的TAS方式的L2NW对应，在各L2SW中，重复能够传输优先级高的业务的区间(高优先信号可通信区间)、能够传输优先级低的业务的区间(低优先信号可通信区间)。例如，在L2SW(2)中，无线装置A1的帧1或无线装置A2的帧2这两个业务汇合，因此，各帧交替地输出。在此，在L2SW(2)的输出中，若仅着眼于无线装置A1或无线装置A2中的某一个的帧，则帧1的间隔(或帧2的间隔)比无线装置A1的输出(或无线装置A2的输出)长，因此也可以说帧间隔延长。
如在专利文献2中也叙述的那样，设想MFH的业务突发地到来。另外，MFH的业务量根据终端的通信环境而时时刻刻变动。因此，如图9所示的L2SW(1)的输出、L2SW(2)的输出和L2SW(4)的输出那样，在业务少的情况下，可知在高优先信号可通信区间的后半部分(例如图9的TS1、TS2和TS3的区间)没有任何业务的流动过。因此，为了有效利用该业务少时的高优先信号可通信区间，提出了在识别到高优先业务的结束的情况下，释放高优先信号可通信区间，能够对优先级低的业务进行通信(例如，参照专利文献2)。
图10表示释放了高优先信号可通信区间时的业务的流的一例。此外，图10与图9同样地与图8所示的L2NW对应。在图10中，可知L2SW(1)、L2SW(2)以及L2SW(4)的各信号传输装置在检测到高优先信号可通信区间的业务的结束后(例如图10的TD1、TD2以及TD3)，释放高优先信号可通信区间来扩展低优先信号可通信区间，并分配给低优先信号的通信。
作为检测上述那样的高优先业务的结束的方法，例如考虑以下两种方法。第一种方法是从高优先无线装置或高优先无线控制装置通知表示业务结束的识别信号的方法。但是，该方法需要在高优先无线装置或高优先无线控制装置中搭载识别信号的送出功能。另外，需要搭载在信号传输装置侧也准确地识别由无线装置或无线控制装置送出的识别信号的功能，需要用于在机型不同的各种信号传输装置间进行规格匹配并安装于各装置的繁杂的作业。第二种方法是信号传输装置自身自主地检测高优先业务的结束的方法。在考虑以高优先业务突发地流动为前提的情况下，如果从最终帧的接收后经过预先决定的一定时间以上没有帧的接收，则能够视为高优先业务结束。在此，将从最终帧的接收后到视为高优先业务结束为止的时间称为帧间隔阈值。
图11表示自主地检测高优先业务的结束的现有的信号传输装置的结构例。此外，在图11中，与图7相同的符号的块与图7的块同样地动作。在图11中，在高优先缓存器902中追加了获取最近到达的帧的到达时刻的帧到达时刻信息获取部906。在图11中，调度部905在高优先信号可通信区间中，在从由帧到达时刻信息获取部906获取的最近到达的帧的到达时刻起经过了帧间隔阈值以上的时间的情况下，向高优先缓存器902发出输出停止命令，向低优先缓存器903发出输出命令。由此，减少高优先信号可通信区间的空闲时间而有效利用通信频带。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：“Time-Sensitive Networking for Fronthaul(时间敏感网络用于前传)”，IEEE Std 802.1CM-2018.
专利文献
专利文献1：日本特开2018-129661号公报；
专利文献2：日本特开2019-004329号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
在此，为了减少高优先信号可通信区间的空闲时间而有效利用通信频带，需要将帧间隔阈值设定得尽可能小。然而，例如在图9中，L2SW(1)的输出仅为无线装置A1的帧1，但L2SW(4)的输出由于无线装置A1的帧1与无线装置A2的帧2汇合，因此各帧的间隔延长，有可能按每个信号传输装置而帧间隔不同。在这种情况下，如果在所有信号传输装置中将L2SW(1)中的帧间隔设定为帧间隔阈值，则由于在L2SW(4)中帧间隔长，因此存在尽管高优先业务未结束，也释放高优先信号可通信区间的可能性。因此，需要对每个信号传输装置决定最佳的帧间隔阈值。
另外，即使在不存在无线装置A2而没有前述的帧的汇合的情况下，由于从无线装置输出的业务的帧间隔根据无线装置的安装状态来决定，因此也难以在信号传输装置侧事先设定帧间隔阈值。
进而，即使一次设定了帧间隔阈值，在由于无线装置的追加等而流增加、或者L2SW的连接结构变更而各信号传输装置中的帧汇合数等发生了变更的情况下，也需要再次重新设定帧间隔阈值，还存在用户作业变得繁杂的问题。
本发明的目的在于提供一种信号传输装置、信号传输方法、信号传输控制装置、信号传输控制方法以及信号传输程序，通过基于按每个信号传输装置计算出的帧到达间隔来设定最佳的帧间隔阈值，即使在由于无线装置的追加、通信状况等而在流中产生了变动的情况下，也能够针对每个信号传输装置不进行用户操作而自主地决定最佳的帧间隔阈值。
用于解决问题的手段
第一发明的信号传输装置传输优先级高的业务的帧和优先级低的业务的帧，其特征在于，具有：控制部，周期性地切换能够传输优先级高的业务的帧的期间和能够传输优先级低的业务的帧的期间，在能够传输优先级高的业务的帧的期间，在检测到优先级高的业务的帧在预先设定的帧间隔阈值的时间以上未到达的情况下，释放能够传输优先级高的业务的帧的期间，分配给能够传输优先级低的业务的帧的期间；帧到达时刻信息获取部，获取所述优先级高的业务的帧的到达时刻；帧间隔计算部，基于所述帧到达时刻信息获取部获取的帧的到达时刻来计算按照时间序列输入的多个帧的帧间隔；帧间隔阈值计算部，基于多个所述帧间隔来计算新的帧间隔阈值；以及帧间隔阈值设定部，将所述帧间隔阈值变更为所述新的帧间隔阈值。
第二发明在第一发明的信号传输装置的基础上，其特征在于，所述帧间隔阈值计算部基于多个所述帧间隔中的、将包含能够传输优先级低的业务的期间的帧间隔排除的多个所述帧间隔来计算所述新的帧间隔阈值。
第三发明的信号传输方法传输优先级高的业务的帧和优先级低的业务的帧，其特征在于，执行以下处理：控制处理，周期性地切换能够传输优先级高的业务的帧的期间和能够传输优先级低的业务的帧的期间，在能够传输优先级高的业务的帧的期间，在检测到优先级高的业务的帧在预先设定的帧间隔阈值的时间以上未到达的情况下，释放能够传输优先级高的业务的帧的期间，分配给能够传输优先级低的业务的帧的期间；帧到达时刻信息获取处理，获取所述优先级高的业务的帧的到达时刻；帧间隔计算处理，基于通过所述帧到达时刻信息获取处理获取的帧的到达时刻来计算按照时间序列输入的多个帧的帧间隔；帧间隔阈值计算处理，基于多个所述帧间隔来计算新的帧间隔阈值；以及帧间隔阈值设定处理，将所述帧间隔阈值变更为所述新的帧间隔阈值。
第四发明在第三发明的信号传输方法的基础上，其特征在于，在所述帧间隔阈值计算处理中，基于多个所述帧间隔中的、将包含能够传输优先级低的业务的期间的帧间隔排除的多个所述帧间隔来计算所述新的帧间隔阈值。
第五发明的信号传输控制装置控制信号传输装置，所述信号传输装置周期性地切换能够传输优先级高的业务的帧的期间和能够传输优先级低的业务的帧的期间，在传输优先级高的业务的帧和优先级低的业务的帧的情况下，在能够传输优先级高的业务的帧的期间，在检测到优先级高的业务的帧在预先设定的帧间隔阈值的时间以上未到达的情况下，释放能够传输优先级高的业务的帧的期间，分配给能够传输优先级低的业务的帧的期间，所述信号传输控制装置的特征在于，具有：帧间隔计算部，从多个所述信号传输装置获取优先级高的业务的帧的到达时刻，针对多个所述信号传输装置的每一个计算按照时间序列输入的多个帧的帧间隔；帧间隔阈值计算部，基于多个所述帧间隔针对多个所述信号传输装置的每一个计算新的帧间隔阈值；以及帧间隔阈值设定部，向多个所述信号传输装置进行通知，以将所述帧间隔阈值变更为所述新的帧间隔阈值。
第六发明的信号传输控制方法控制信号传输装置，所述信号传输装置周期性地切换能够传输优先级高的业务的帧的期间和能够传输优先级低的业务的帧的期间，在传输优先级高的业务的帧和优先级低的业务的帧的情况下，在能够传输优先级高的业务的帧的期间，在检测到优先级高的业务的帧在预先设定的帧间隔阈值的时间以上未到达的情况下，释放能够传输优先级高的业务的帧的期间，分配给能够传输优先级低的业务的帧的期间，所述信号传输控制方法的特征在于，具有：帧间隔计算处理，从多个所述信号传输装置获取优先级高的业务的帧的到达时刻，针对多个所述信号传输装置的每一个计算按照时间序列输入的多个帧的帧间隔；帧间隔阈值计算处理，基于多个所述帧间隔针对多个所述信号传输装置的每一个计算新的帧间隔阈值；以及帧间隔阈值设定处理，向多个所述信号传输装置进行通知，以将所述帧间隔阈值变更为所述新的帧间隔阈值。
第七发明是信号传输程序，其特征在于，使计算机执行通过第三发明、第四发明及第六发明中任一发明所述的信号传输方法或信号传输控制方法进行的处理。
发明效果
本发明涉及的信号传输装置、信号传输方法、信号传输控制装置、信号传输控制方法以及信号传输程序即使在由于无线装置的追加、通信状况等而在流中产生了变动的情况下，也能够针对每个信号传输装置不进行用户操作而自主地决定最佳的帧间隔阈值。
附图说明
图1是表示在L2NW中包含高优先无线装置和高优先无线控制装置的例子的图。
图2是表示第一实施方式涉及的信号传输装置的结构例的图。
图3是表示高优先无线装置新追加到L2NW中的例子的图。
图4是表示第一实施方式涉及的信号传输装置的处理例的图。
图5是表示第一实施方式涉及的信号传输装置的动作例的图。
图6是表示第二实施方式涉及的远程控制装置的结构例的图。
图7是表示搭载了TAS的一般的信号传输装置的结构例的图。
图8是表示在L2NW中收容高优先无线装置和高优先无线控制装置的例子的图。
图9是表示L2NW中的业务的流的一例的图。
图10是表示释放了高优先信号可通信区间时的业务的流的一例的图。
图11是表示自主地检测高优先业务的结束的现有的信号传输装置的结构例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明涉及的信号传输装置、信号传输方法、信号传输控制装置、信号传输控制方法以及信号传输程序的实施方式进行说明。另外，在以后的实施方式中说明的信号传输装置对应于L2SW等装置，信号传输控制装置对应于控制L2SW等的动作的装置。
在以下的实施方式中说明的信号传输装置适合于例如作为在蜂窝***的基站分离为无线控制装置和无线装置而配置的装置间传输帧的MFH使用网络(L2NW)的情况。在此，由于在无线控制装置与无线装置之间进行通信的帧要求低延迟，因此各实施方式涉及的信号传输装置以TAS为基础。TAS周期性地重复能够传输优先级高的业务的帧的期间(高优先信号可通信区间)和能够传输优先级低的业务的帧的期间(低优先信号可通信区间)，因此被调度为在无线控制装置与无线装置之间收发的帧被传输到高优先信号可通信区间。
另外，在以后的实施方式中说明的信号传输装置搭载有如下功能：例如在传输的帧少的情况下，为了不使用高优先信号可通信区间的全部，不产生不传输帧的无用的时间，在高优先帧未到达预先决定的规定时间(帧间隔阈值)的情况下，释放剩余的高优先信号可通信区间而分配给低优先信号可通信区间。特别是，在以后的实施方式中说明的信号传输装置中，基于在构成L2NW的多个信号传输装置的每一个中计算出的帧到达间隔来适当变更用于判断为没有高优先帧到来的帧间隔阈值，由此即使在由于无线装置的追加、通信状况等而在流中产生了变动的情况下，也能够针对每个信号传输装置自主地设定最佳的帧间隔阈值。由此，即使在高优先业务的帧间隔变宽的情况下，信号传输装置也能够准确地判断高优先业务的帧的结束，不会在帧到达前错误地判断为高优先业务的帧已结束。
图1表示在L2NW中包含高优先无线装置(A1、A2)和高优先无线控制装置(S1、S2)的例子。另外，图1表示与在现有技术中说明的图8同样的结构的网络(L2NW)，但从L2SW(1)到L2SW(7)的L2SW不是使用在现有技术的图7或图11中说明的信号传输装置800或信号传输装置800A，而是使用在以后的实施方式中说明的信号传输装置101。在图1中，各L2SW与信号传输装置101对应，在附图标记末尾附加(编号)来记载。例如，与L2SW(1)相对应的信号传输装置101被记载为信号传输装置101(1)。
在图1中，能够在用户侧设定无线装置与无线控制装置之间的业务通过怎样的路径，假定选择了全部成为最小跳数的路径。在图1的例子中，从高优先无线装置A1向高优先无线控制装置S1的上行信号例如通过L2SW(1)->L2SW(2)->L2SW(3)->L2SW(4)这样的路径而被传输，从高优先无线装置A2向高优先无线控制装置S2的上行信号例如通过L2SW(2)->L2SW(3)这样的路径而被传输。
[第一实施方式]
图2表示第一实施方式涉及的信号传输装置101的结构例。在图2中，信号传输装置101具有帧分配部201、高优先缓存器202、低优先缓存器203、输出部204、调度部205、帧到达时刻信息获取部206、帧间隔计算部207、帧间隔阈值计算部208以及帧间隔阈值设定部209。
帧分配部201基于帧头中存储的优先级来分配从其他信号传输装置、无线装置以及无线控制装置等接收的帧(输入业务)，将高优先的帧输出到高优先缓存器202，将低优先的帧输出到低优先缓存器203。例如，在信号传输装置101是图1的L2SW(2)的情况下，帧分配部201将从L2SW(1)接收的帧以及从高优先无线装置A2接收的帧作为输入业务分配给高优先缓存器202或者低优先缓存器203。另外，帧分配部201也可以利用VID(VLAN IdentifierVLAN，标识符)、MAC(Media Access Control，介质访问控制)地址、IP(Internet Protocol，互联网协议)地址等以分配帧。
高优先缓存器202是积存由帧分配部201分配的高优先的帧的缓存存储器，根据调度部205的指令获取帧分配部201输出的高优先的帧并暂时保持。
低优先缓存器203是积存由帧分配部201分配的低优先的帧的缓存存储器，根据调度部205的指令取入帧分配部201输出的低优先的帧并暂时保持。
输出部204将由调度部205从高优先缓存器202或低优先缓存器203读出的高优先的帧或低优先的帧输出到传输目的地。例如，在信号传输装置101是图1所示的L2SW(3)的情况下，输出部204将高优先无线装置A1的帧输出到L2SW(4)，将高优先无线装置A2的帧输出到高优先无线控制装置S2。
调度部205基于当前的时刻信息，在低优先信号可通信区间中向高优先缓存器202发出输出停止命令，向低优先缓存器203发出输出命令，在高优先信号可通信区间中向高优先缓存器202发出输出命令，向低优先缓存器203发出输出停止命令。在此，调度部205作为进行信号传输装置101的控制处理的控制部进行动作。另外，调度部205的详细动作在后面叙述。
帧到达时刻信息获取部206参照信号传输装置101的外部的时钟或内部的时钟的当前的时刻信息，获取最近到达高优先缓存器202的帧的到达时刻(与帧到达时刻信息获取处理对应)。
帧间隔计算部207根据由帧到达时刻信息获取部206获取的各帧的到达时刻，针对相同的发送源的每个帧，按照时间序列顺序计算向高优先缓存器202输入的帧间隔(与帧间隔计算处理对应)。例如，在信号传输装置101是图1的L2SW(3)的情况下，帧间隔计算部207计算高优先无线装置A1的帧的帧间隔和高优先无线装置A2的帧的帧间隔。
帧间隔阈值计算部208基于由帧间隔计算部207计算出的各帧间隔来计算帧间隔阈值(与帧间隔阈值计算处理对应)。在此，帧间隔阈值是用于调度部205检测从相同的发送源突发地发送的一系列的帧的接收结束的阈值。另外，后面叙述帧间隔阈值计算部208的详细动作。
帧间隔阈值设定部209基于由帧间隔阈值计算部208计算出的帧间隔阈值，向调度部205发出帧间隔阈值的设定命令(与帧间隔阈值设定处理对应)。
接着，对调度部205的详细动作进行说明。调度部205在即使从由帧到达时刻信息获取部206获取的各帧的到达时刻起经过了预先设定的帧间隔阈值以上而该帧也没有到来的情况下，向高优先缓存器202发出输出停止命令，向低优先缓存器203发出输出命令，基于来自帧间隔阈值设定部209的命令变更帧间隔阈值。在此，由于在信号传输装置101的动作开始时或帧的接收开始之前未进行帧间隔阈值设定部209对帧间隔阈值的设定，所以预先设定帧间隔阈值的初始值。另外，帧间隔阈值的初始值被设定为比现实的帧间隔充分大的值，例如被设定为存储器上能获取的最大值(或无限大)。
另外，作为帧到达时刻信息获取部206获取的帧到达时刻，考虑帧的开头到达时刻和帧的最末尾到达时刻。然后，在能够获取帧的开头到达时刻和帧的最末尾到达时刻这两个的情况下，在帧间隔计算部207中，能够计算某个帧的最末尾到达时刻与下一帧的开头到达时刻之差作为帧间隔。该差与IFG(Inter Frame Gap，帧间隔)相等。另一方面，在帧到达时刻信息获取部206只能获取帧的开头到达时刻和帧的最末尾到达时刻中的任一者的情况下，在帧间隔计算部207中，能够计算某个帧的开头到达时刻与下一帧的开头到达时刻之差或者某个帧的最末尾到达时刻与下一帧的最末尾到达时刻之差作为帧间隔。这些差与将帧长和IFG相加而得到的值相等。
接下来，说明帧间隔阈值计算部208的详细动作。帧间隔阈值计算部208可以将帧间隔阈值设定为由帧间隔计算部207计算出的多个帧间隔中的最大的帧间隔，也可以设定为平均值。另外，既可以设定为在最大的帧间隔中累积了余量的值，也可以设定为在平均值中累积了余量的值。另外，在上述情况下，存在跨越某个高优先信号可通信区间与下一个高优先信号可通信区间之间的低优先信号可通信区间的帧间隔成为计算对象的可能性。例如，由于存在计算某个高优先信号可通信区间的最后的帧与下一个高优先信号可通信区间的最初的帧之间作为帧间隔的可能性，因此优选在帧间隔阈值计算部208中，设置用于将计算出的帧间隔作为对象外而被排除的阈值(称为观测阈值)，在计算出的帧间隔超过观测阈值的情况下，排除该帧间隔的值，进行将不超过观测阈值的帧间隔的值作为对象来求出最大或平均值的处理。
在此，观测阈值也可以设定为与低优先信号可通信区间相同的长度。此外，如本实施方式那样，在低优先信号可通信区间的长度变动的情况下，也可以采用低优先信号可通信区间的长度的最小值或平均值等作为标准的低优先信号可通信区间的长度。或者，可以在从高优先信号可通信区间切换为低优先信号可通信区间时暂时中止帧间隔的计算，也可以从由低优先信号可通信区间切换为高优先信号可通信区间后的最初的帧起重新开始帧间隔的计算。此外，也可以将一个高优先信号可通信区间内的帧间隔作为对象，求出最大或平均值。此外，帧间隔阈值计算部208能够任意地设定帧间隔阈值的计算周期。
另外，帧间隔阈值设定部209可以在每次获取由帧间隔阈值计算部208计算出的帧间隔阈值的信息时发出设定命令，但也可以在多次获取信息后发出设定命令。例如，即使在帧间隔计算部207或帧间隔阈值计算部208暂时引起误动作而暂时通知了与其他帧间隔阈值相比显著远离的值的情况下，通过多次获取帧间隔阈值信息，并进行将其中显著远离的值排除的处理，也能够防止误动作。
(追加了无线装置的情况)
图3表示将高优先无线装置A3新追加到L2NW中的例子。另外，在图3中，与图1相同符号的块是与图1相同或同样的块。在图3中，在新追加了高优先无线装置A3并追加了流的情况下，在该流通过的路径上的L2SW中存在帧间隔延长的可能性，但如果是本实施方式涉及的信号传输装置101，则能够不进行用户的任何操作而自主地计算变更后的帧间隔，重新设定适当的帧间隔阈值。例如，在图3的L2NW中，归属于高优先无线控制装置S2的高优先无线装置A3新追加到与高优先无线装置A2相同的L2SW(2)的下属。在该情况下，在从L2SW(2)向L2SW(3)的方向上，不仅包含高优先无线装置A1和高优先无线装置A2的帧，还包含高优先无线装置A3的帧而交替地被输出，因此若着眼于高优先无线装置A1的帧，则帧间隔会延长。此时，在L2SW(4)中，需要增大帧间隔阈值，但如果是本实施方式涉及的信号传输装置101，则会定期地计算帧间隔，自主地重新设定帧间隔阈值，因此即使在帧间隔延长的情况下，也能够无误动作地进行处理。另外，在从追加无线装置到重新设定帧间隔阈值为止的期间，以追加无线装置之前的帧间隔阈值进行动作，因此，尽管流过高优先业务，也有可能释放高优先信号可通信区间，但如果将重新设定帧间隔阈值的周期设定得较短，则能够减轻影响。或者，在检测到新的流的时间点，通过施加将帧间隔阈值再次重新设定为例如存储器上可获取的最大值(或无限大)这样的处理，虽然能够释放高优先信号可通信区间的长度暂时变短，但能够避免尽管高优先业务正在流过却释放高优先信号可通信区间的情况。检测到新的流的时间点例如是检测到目前为止没有传输的MAC地址的帧的时间点。
(无线装置被撤除的情况)
在撤除无线装置、删除了流的情况下，在该流通过的路径上的L2SW中，帧间隔有可能变短，但如果是本实施方式涉及的信号传输装置101，则能够不进行用户的任何操作而自主地计算变更后的帧间隔，重新设定适当的帧间隔阈值。例如，假设在图1的L2NW中撤除了归属于高优先无线控制装置S2的高优先无线装置A2的情况。在该情况下，在从L2SW(2)向L2SW(3)的方向上，仅输出高优先无线装置A1的帧，因此若着眼于高优先无线装置A1的帧，则帧间隔变短。此时，在L2SW(4)中，需要降低帧间隔阈值，但如果是本实施方式涉及的信号传输装置101，则会定期地计算帧间隔，自主地重新设定帧间隔阈值，因此即使在帧间隔变短的情况下也能够适当地进行处理。
图4表示第一实施方式涉及的信号传输装置101的处理例。另外，图4所示的处理由图2中说明的信号传输装置101的各部分执行。
图5表示第一本实施方式涉及的信号传输装置101的动作例。图5的(a)表示帧间隔的一例，图5的(b)表示释放高优先信号可通信区间的动作的一例。
以下，参照图5对图4所示的本实施方式涉及的信号传输装置101的处理进行详细说明。
在步骤S101中，信号传输装置101开始传输。
在步骤S102中，调度部205将帧间隔阈值设置为足够大的值、例如存储器上可获取的最大值(或无穷大)。
在步骤S103中，调度部205开始高优先信号可通信区间的处理。另外，假定高优先信号可通信区间以及低优先信号可通信区间以预先决定的长度被交替地重复分配，各区间的长度预先设定在调度部205中。
在步骤S104中，帧到达时刻信息获取部206获取到达高优先缓存器202的帧的到达时刻，帧间隔计算部207计算针对前1个帧的帧间隔。
在步骤S105中，帧间隔计算部207在计算帧间隔后，辨别计算出的帧间隔数是否超过规定量以及计算出的时间是否超过规定量中的任一个以上，在未超过规定量的情况下，重复步骤S104的处理，在超过规定量的情况下，进入步骤S106的处理。
在步骤S106中，辨别在步骤S104中计算出的帧间隔是否超过观测阈值，仅提取观测阈值以下的帧间隔的值，将超过观测阈值的帧间隔的值排除。例如，在图5的(a)中，在将观测阈值设定为低优先信号可通信区间的长度的情况下，帧间隔Δt1、Δt2、Δt3以及Δt4中仅Δt3超过观测阈值，因此帧间隔阈值计算部208将帧间隔Δt3排除。
在步骤S107中，帧间隔阈值计算部208在观测阈值以下的帧间隔中提取最大帧间隔。例如，在图5的(a)中，提取帧间隔Δt1、Δt2以及Δt4中的最大的帧间隔。在此，在各帧间隔处于Δt1＞Δt2＞Δt4的关系的情况下，提取Δt1作为最大帧间隔。
在步骤S108中，帧间隔阈值设定部209变更帧间隔阈值，并设定于调度部205。例如，在图5的(b)中，帧间隔阈值被变更为Δt1，调度部205基于帧间隔阈值Δt1进行释放高优先信号可通信区间的处理。此外，从步骤S104到步骤S108的处理与帧传输处理并行地进行，在步骤S109的处理中参照在步骤S108的处理中变更后的帧间隔阈值。
在步骤S109中，调度部205辨别在从帧最终到达时间点起经过了帧间隔阈值以上的时间之后下一帧是否未到来。然后，在帧间隔阈值以上下一帧未到来的情况下，进入步骤S110的处理，在下一帧到来的情况下，进入步骤S111的处理。例如，在图5的(b)中，调度部205辨别从第三帧1的帧最终到达时间点起经过Δt1以上之后下一帧是否到来，由于下一帧未到来，所以进入步骤S110的处理。
在步骤S110中，调度部205释放高优先信号可通信区间。例如在图5的(b)中，调度部205释放高优先信号可通信区间的剩余区间D(时刻T1到时刻T2的区间)。
在步骤S111中，调度部205辨别高优先信号可通信区间是否结束。然后，在高优先信号可通信区间结束的情况下，进入步骤S112的处理，在高优先信号可通信区间未结束的情况下，返回步骤S109的处理，重复进行同样的处理。
在步骤S112中，调度部205开始低优先信号可通信区间。在此，在步骤S109中释放了高优先信号可通信区间的情况和在步骤S111中预先决定的高优先信号可通信区间结束的情况下，开始低优先信号可通信区间。例如，在图5的(b)中，在步骤S110中释放了高优先信号可通信区间的情况下，从时刻T1开始低优先信号可通信区间，在步骤S111中预先决定的高优先信号可通信区间结束的情况下，从时刻T2开始低优先信号可通信区间。
在步骤S113中，调度部205辨别低优先信号可通信区间是否结束。然后，在低优先信号可通信区间未结束的情况下，重复进行步骤S113的处理，在低优先信号可通信区间结束的情况下，返回步骤S103的处理，重复进行同样的处理。
这样一来，本实施方式涉及的信号传输装置101能够在从高优先业务的最终帧到达时间起经过了帧间隔阈值之后，释放高优先信号可通信区间，延长低优先信号可通信区间。特别地，本实施方式涉及的信号传输装置101通过计算帧间隔来变更帧间隔阈值，因此在帧间隔变长的情况下，帧间隔阈值也变长，并且在帧间隔变短的情况下，帧间隔阈值也变短，因此能够根据无线装置的添加、移除等状况的变化来使用最佳的帧间隔阈值。
在此，如在现有技术中说明的方式那样，事先设定帧间隔阈值的方法仅能够应用于从L2SW或高优先无线装置输出的业务是突发的、帧间隔大致恒定且事先知道其值的情况。即，存在如下问题：在从L2SW或高优先无线装置输出的业务的帧间隔没有事先决定、且帧间隔按每个帧而不同的情况下，无法决定帧间隔阈值。与此相对，本实施方式涉及的信号传输装置101即使在从L2SW或高优先无线装置输出的业务的帧间隔没有事先决定、且帧间隔按每个帧而不同的情况下，也能够基于从L2SW或高优先无线装置输出的业务的帧间隔来自主地变更帧间隔阈值。
由此，本实施方式涉及的信号传输装置101能够防止高优先业务的帧未结束但错误地释放高优先信号可通信区间、或者高优先业务的帧结束但无用地保持高优先信号可通信区间的状态。
在此，将本实施方式涉及的信号传输装置101设为具有图2所示的各块的装置进行了说明，但是也可以通过执行与各块进行的处理对应的信号传输方法的程序的计算机来实现。另外，程序既可以记录在记录介质中来提供，也可以通过网络来提供。
[第二实施方式]
在第一实施方式涉及的信号传输装置101中，说明了由信号传输装置自身进行帧间隔阈值的计算、是否释放高优先信号可通信区间的判断的例子，但在第二实施方式中，不是由信号传输装置自身，而是由与信号传输装置远程连接的信号传输控制装置进行帧间隔阈值的计算、是否释放高优先信号可通信区间的判断，控制各信号传输装置。
图6表示第二实施方式涉及的远程控制装置300的构成例。远程控制装置300对应于对搭载TAS的信号传输装置进行控制的信号传输控制装置。
在图6中，远程控制装置300具有帧到达时刻信息获取部401、帧间隔计算部402、帧间隔阈值计算部403和帧间隔阈值设定部404。另外，远程控制装置300对应于从与L2NW中的多个信号传输装置101的设置位置分开的远程位置分别控制多个信号传输装置101的信号传输控制装置。
帧到达时刻信息获取部401从各信号传输装置获取帧到达时刻信息。
帧间隔计算部402根据由帧到达时刻信息获取部401获取的各帧的到达时刻针对相同的发送源的每个帧计算帧间隔。例如，在远程控制装置300控制图1的L2SW(3)的情况下，帧间隔计算部402计算高优先无线装置A1的帧的帧间隔和高优先无线装置A2的帧的帧间隔。
帧间隔阈值计算部403基于由帧间隔计算部402计算出的各帧间隔计算帧间隔阈值。另外，帧间隔阈值计算部403进行与图2中说明的帧间隔阈值计算部208相同的动作。
帧间隔阈值设定部404基于由帧间隔阈值计算部403计算出的帧间隔阈值，向各信号传输装置发出帧间隔阈值的设定命令。
另外，在第二实施方式中使用的信号传输装置具有将帧到达时刻信息通知给远程控制装置300的功能。例如，从图2的信号传输装置101的结构中删除帧间隔计算部207、帧间隔阈值计算部208以及帧间隔阈值设定部209这3个块，仅搭载帧到达时刻信息获取部206，调度部205将帧到达时刻信息获取部206获取的帧到达时刻信息通知给远程控制装置300。另外，远程控制装置300可以通过专用线路或网络连接到各信号传输装置，也可以通过例如图1中说明的L2NW连接到各信号传输装置。
另外，在第二实施方式中使用的信号传输装置的调度部与第一实施方式的信号传输装置101的调度部205相同，具有基于来自远程控制装置300的帧间隔阈值设定部404的指令来变更帧间隔阈值的功能。
在此，将本实施方式涉及的远程控制装置300设为具有图6所示的各块的装置进行了说明，但是也可以通过执行与各块进行的处理对应的信号传输控制方法的程序的计算机来实现。另外，程序既可以记录在记录介质中来提供，也可以通过网络来提供。
此外，在上述的第一实施方式和第二实施方式中，以环型的网络结构为例进行了说明，但本发明不限于该结构，也能够应用于蜂窝型、网格型等其他的网络结构。
以上，如在各实施方式中说明的那样，本发明涉及的信号传输装置、信号传输方法、信号传输控制装置、信号传输控制方法以及信号传输程序通过基于按每个信号传输装置计算出的帧到达间隔来设定最佳的帧间隔阈值，从而即使在由于无线装置的追加、通信状况等而在流中产生了变动的情况下，也能够针对每个信号传输装置不进行用户操作而自主地决定最佳的帧间隔阈值。
符号说明：
101、800、800A：信号传输装置；201、901：帧分配部；202、902：高优先缓存器；203、903：低优先缓存器；204、904：输出部；205、905：调度部；206、401、906：帧到达时刻信息获取部；207、402：帧间隔计算部；208、403：帧间隔阈值计算部；209、404：帧间隔阈值设定部；300：远程控制装置；A1、A2、A3：高优先无线装置；S1、S2：高优先无线控制装置。

Claims (7)

1.一种信号传输装置，传输优先级高的业务的帧和优先级低的业务的帧，其特征在于，具有：
控制部，周期性地切换能够传输优先级高的业务的帧的期间和能够传输优先级低的业务的帧的期间，在能够传输优先级高的业务的帧的期间，在检测到优先级高的业务的帧在预先设定的帧间隔阈值的时间以上未到达的情况下，释放能够传输优先级高的业务的帧的期间，分配给能够传输优先级低的业务的帧的期间；
帧到达时刻信息获取部，获取所述优先级高的业务的帧的到达时刻；
帧间隔计算部，基于所述帧到达时刻信息获取部获取的帧的到达时刻来计算按照时间序列输入的多个帧的帧间隔；
帧间隔阈值计算部，基于多个所述帧间隔来计算新的帧间隔阈值；以及
帧间隔阈值设定部，将所述预先设定的帧间隔阈值变更为所述新的帧间隔阈值。
2.根据权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于，
所述帧间隔阈值计算部基于多个所述帧间隔中的、将包含能够传输优先级低的业务的期间的帧间隔排除的多个所述帧间隔来计算所述新的帧间隔阈值。
3.一种信号传输方法，传输优先级高的业务的帧和优先级低的业务的帧，其特征在于，执行以下处理：
控制处理，周期性地切换能够传输优先级高的业务的帧的期间和能够传输优先级低的业务的帧的期间，在能够传输优先级高的业务的帧的期间，在检测到优先级高的业务的帧在预先设定的帧间隔阈值的时间以上未到达的情况下，释放能够传输优先级高的业务的帧的期间，分配给能够传输优先级低的业务的帧的期间；
帧到达时刻信息获取处理，获取所述优先级高的业务的帧的到达时刻；
帧间隔计算处理，基于通过所述帧到达时刻信息获取处理获取的帧的到达时刻来计算按照时间序列输入的多个帧的帧间隔；
帧间隔阈值计算处理，基于多个所述帧间隔来计算新的帧间隔阈值；以及
帧间隔阈值设定处理，将所述预先设定的帧间隔阈值变更为所述新的帧间隔阈值。
4.根据权利要求3所述的信号传输方法，其特征在于，
在所述帧间隔阈值计算处理中，基于多个所述帧间隔中的、将包含能够传输优先级低的业务的期间的帧间隔排除的多个所述帧间隔来计算所述新的帧间隔阈值。
5.一种信号传输控制装置，控制信号传输装置，所述信号传输装置周期性地切换能够传输优先级高的业务的帧的期间和能够传输优先级低的业务的帧的期间，在传输优先级高的业务的帧和优先级低的业务的帧的情况下，在能够传输优先级高的业务的帧的期间，在检测到优先级高的业务的帧在预先设定的帧间隔阈值的时间以上未到达的情况下，释放能够传输优先级高的业务的帧的期间，分配给能够传输优先级低的业务的帧的期间，
所述信号传输控制装置的特征在于，具有：
帧间隔计算部，从多个所述信号传输装置获取优先级高的业务的帧的到达时刻，针对多个所述信号传输装置的每一个计算按照时间序列输入的多个帧的帧间隔；
帧间隔阈值计算部，基于多个所述帧间隔针对多个所述信号传输装置的每一个计算新的帧间隔阈值；以及
帧间隔阈值设定部，向多个所述信号传输装置进行通知，以将所述预先设定的帧间隔阈值变更为所述新的帧间隔阈值。
6.一种信号传输控制方法，控制信号传输装置，所述信号传输装置周期性地切换能够传输优先级高的业务的帧的期间和能够传输优先级低的业务的帧的期间，在传输优先级高的业务的帧和优先级低的业务的帧的情况下，在能够传输优先级高的业务的帧的期间，在检测到优先级高的业务的帧在预先设定的帧间隔阈值的时间以上未到达的情况下，释放能够传输优先级高的业务的帧的期间，分配给能够传输优先级低的业务的帧的期间，
所述信号传输控制方法的特征在于，具有：
帧间隔计算处理，从多个所述信号传输装置获取优先级高的业务的帧的到达时刻，针对多个所述信号传输装置的每一个计算按照时间序列输入的多个帧的帧间隔；
帧间隔阈值计算处理，基于多个所述帧间隔针对多个所述信号传输装置的每一个计算新的帧间隔阈值；以及
帧间隔阈值设定处理，向多个所述信号传输装置进行通知，以将所述预先设定的帧间隔阈值变更为所述新的帧间隔阈值。
7.一种信号传输控制装置，其特征在于，通过使计算机执行信号传输程序来进行权利要求3所述的信号传输方法。
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