JP5467535B2 - 多重伝送システム、多重装置、多重分離装置、及び多重伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、多重伝送システムに関する。

多重伝送システムは、複数の伝送路（チャネル）から入力される入力信号に、それぞれ、異なる時間や、異なる波長（周波数）を割り当てて、一つの伝送路により伝送を行うシステムである。可変長フレーム（例えば、イーサネット（登録商標）フレーム（以下の説明ではＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームと呼ぶ。））の多重伝送方式として、複数の可変長フレームをフレーム毎に多重して伝送するフレーム多重伝送方式が知られている。

図１を用いて、フレーム多重伝送方式の説明を行う。図１は、フレーム多重伝送方式を行うフレーム多重伝送システムの概要図である。フレーム多重伝送システムは、多重装置１３１と、多重分離装置１３２とを備える。多重装置１３１と多重分離装置１３２とは、伝送路１３４で接続されている。多重装置１３１と多重分離装置１３２は、それぞれ、チャネル（以下、ｃｈと記載する場合がある。）１〜Ｎ（Ｎは、１以上の任意の整数）を備える。多重装置１３１は、ｃｈ１〜Ｎに入力信号として可変長フレーム（以下、情報信号と呼ぶ。）１３０−１〜Ｎを入力する。多重装置１３１は、情報信号１３０−１〜Ｎを多重して、多重信号１３５を生成する。多重装置１３１は、多重信号１３５を伝送路１３４へ送信する。図１において伝送路１３４には、多重信号１３５における各ｃｈによる伝送帯域の占有状態が示されている。多重分離装置１３２は、伝送路１３４から多重信号１３５を入力する。多重分離装置１３２は、多重信号１３５を分離して、各ｃｈから出力信号として情報信号１３６−１〜Ｎを出力する。

このとき、例えば、ｃｈ２の入力信号において、無信号状態１３３−１が発生したとする。この場合、多重信号１３５には、空き帯域１３５−１が発生する。多重装置１３１は、この空き帯域１３５−１を利用して他のチャネルの情報信号を伝送することで、伝送路１３４の伝送帯域を有効利用する。図１の例では空き帯域１３５−１を利用してｃｈ１の情報信号を伝送している。

ところで、フレーム多重伝送方式は、可変長の情報信号をそのまま多重する。図２Ａ〜図２Ｃは、フレーム多重伝送方式におけるフレーム多重を説明する図である。図２Ａ〜図２Ｃにおいて、Ａ１〜２、Ｂ１、及びＣ１〜４は、それぞれフレームデータを示す。図２Ａには、フレーム多重前のフレームデータが示されている。図２Ｂには、フレーム多重後の多重データが示されている。図２Ｃには、フレーム多重分離後のフレームデータが示されている。なお、図２Ａ〜図２Ｃ内のＡ１〜２は、図１の情報信号１３０−１に、Ｂ１は、図１の情報信号１３０−２に、そしてＣ１〜４は、図１の情報信号１３０−Ｎにそれぞれ相当する。フレーム多重伝送方式では、特定のチャネルから入力された情報信号が長い場合、当該情報信号の伝送が完了しないと、他のチャネルから入力される情報信号を伝送することができない。これにより、特定のチャネルにおける情報信号の伝送状態が、他のチャネルにおける情報信号の伝送状態に影響を与えてしまうという課題が生ずる。図２Ａ〜図２Ｃでは、ｃｈ１から入力されたフレームＡ１のフレーム長が長いため、図２Ｃに示されるようにｃｈ２及びｃｈＮから出力されたフレームＢ１、Ｃ１〜４に遅延が発生するという影響が生じる。

このような課題は、特に、リアルタイム性の高いデータを含む情報信号と、リアルタイム性の低いデータを含む情報信号とを多重して伝送する場合に、リアルタイム性の高いデータを含む情報信号に対する影響として現れる。例えば、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）の画像データや、ファイル転送のデータといったリアルタイム性は低いもののデータサイズが大きいデータを含む情報信号が伝送されているとする。この時、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ Ｏｖｅｒ ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ））の音声データや、映像配信の映像データといったリアルタイム性の高いデータを含む情報信号が入力されたとする。このような場合、ＣＡＤやファイル転送のデータの送信が完了するまでＶｏＩＰや映像配信のデータを送信することができないため、ＶｏＩＰ通信や映像配信におけるリアルタイム性を確保できない。

このような課題を解決するために、チャネル毎に入力される情報信号の可変長のフレームを細かいサイズの固定長データへ分割して、多重信号における多重化フレームのペイロード部分へ固定的に割り当てることにより多重化する技術が開示されている。

特許文献１は、効率的な伝送を行うことができる放送伝送装置を開示している。特許文献１の放送伝送装置は、設定手段と、生成手段と、送信手段とを備える。設定手段は、フレームに設けられる複数のスロットの各スロットに対する情報通信チャネルの割り当てを設定する。生成手段は、設定手段による設定内容に基づいて、当該各スロットに割り当てられた情報通信チャネルについての放送に関する情報が各スロットに収容され、かつ、当該情報通信チャネルについての放送に関する情報に当該情報通信チャネルを識別する情報が付加されたフレームを生成する。送信手段は、生成手段により生成されたフレームを送信する。特許文献１の放送伝送装置は、放送に関する信号を伝送するフレームに設けられる複数のスロットの各スロットに対する情報通信チャネルの割り当てを任意に設定することを可能とする。そのため、特許文献１の放送伝送装置は、情報通信チャネルの様々な使用状況に対応した効率的な伝送を行うことができる。

以下、図面を使用して特許文献１の放送伝送装置を説明する。図３は、特許文献１の放送伝送装置による伝送システムの構成図である。当該伝送システムは、送信機１４１と受信機１４２とを備える。送信機１４１と受信機１４２とは、伝送路１４４で接続されている。なお、特許文献１において、送信機１４１と受信機１４２とは無線伝送を行う。

まず、送信機１４１の構成を説明する。送信機１４１は、多重処理部１４１１と、変調部１４１２と、送信部１４１３と、操作部１４１４と、制御部１４１５と、符号化部１４１６−１〜Ｎとを備える。送信機１４１は、Ｎｃｈの情報信号１４０−１〜Ｎを、入力信号として入力する。符号化部１４１６−１〜Ｎは、それぞれ、情報信号１４０−１〜Ｎを符号化して多重処理部１４１１へ出力する。多重処理部１４１１は、符号化された情報信号１４０−１〜Ｎを多重して、データストリーム（多重信号）を生成し、変調部１４１２へ出力する。変調部１４１２は、データストリームに対して変調を行って、送信部１４１３へ出力する。送信部１４１３は、変調後のデータストリームに送信処理を行って伝送路１４４へ送信する。また、操作部１４１４は、ユーザとの入出力インターフェイスであり、制御部１４１５は、操作部１４１４からの入力に基づいて多重処理部１４１１を制御する。

ここで、送信機１４１と受信機１４２との間で送受信されるデータストリームの構成を説明する。図４は、特許文献１の放送伝送装置により伝送されるデータストリームの構成を示す図である。データストリームは、連続する同じ構成のフレームにより構成されている。各フレームは、フレーム同期用信号（以下、ＵＷ：ユニークワード）１５０２１と、情報データ１５０２２とで構成される。各フレームの情報データ１５０２２は、時分割の固定スロットで構成される。この例では、チャネル数Ｎ＝３であり、情報データ１５０２２のスロット数ｐ（ｐは１以上の整数）は３となっている。情報データの各スロットは、チャネル情報１５０３１と固定長データ１５０３２とで構成される。チャネル情報１５０３１は、送信機１４１において固定長データ１５０３２の元となる情報信号が入力されたチャネルの識別子である。固定長データ１５０３２は、チャネル情報１５０３１が示すチャネルに入力された情報信号を固定スロット長に分割したデータである。特許文献１の放送伝送装置により伝送されるデータストリームは、このような構成である。

次に、上述したデータストリームにおけるフレームの各スロットに格納される固定長データ１５０３２の生成について説明する。図５Ａ、及び図５Ｂは、特許文献１の放送伝送装置における情報信号１４０−１〜Ｎから固定長データ１５０３２への分割を示す図である。例えば、送信機１４１は、３つのチャネルを備え、各チャネルに対応する３つの符号化部１４１６−１〜３を備えるとする。図５Ａを参照すると、送信機１４１が各チャネルに入力する情報信号１４０−１〜３を示している。送信機１４１は、それぞれ、チャネル１に情報信号１４０−１を、チャネル２に情報信号１４０−２を、チャネル３に情報信号１４０−３を入力する。情報信号１４０−１〜３は、それぞれ可変長であるため異なるフレーム長を有する。

続いて、図５Ｂを参照すると、情報信号１４０−１〜３は、それぞれ固定長データ１６１−１〜ｒ、１６２−１〜ｒ、１６３−１〜ｒ（ｒは、ｒ＞０の整数）に分割されている。符号化部１４１６−１〜３は、情報信号１４０−１〜３を、固定長データ１５０３２と同様のデータサイズに分割して、固定長データ１６１−１〜ｒ、１６２−１〜ｒ、１６３−１〜ｒを生成する。この固定長データ１６１−１〜ｒ、１６２−１〜ｒ、１６３−１〜ｒが、それぞれ固定長データ１５０３２となる。固定長データ１５０３２は、このようにして情報信号１４０−１〜３から生成される。

次に、多重処理部１４１１における多重処理を説明する。多重処理部１４１１は、符号化部１４１６−１〜３から入力した固定長データ１５０３２を、データストリームにおけるフレームの各スロットへ割り当てて多重化する。多重処理部１４１１は、制御部１４１５から指示される割当条件に基づいて、各スロットに固定長データ１５０３１を割り当てる。例えば、多重処理部１４１１が、以下のような割当条件を制御部１４１５から受けた場合を考える。
＜割当条件１＞：全ｃｈに情報信号がある場合
スロット１＝ｃｈ１、スロット２＝ｃｈ２、スロット３＝ｃｈ３
＜割当条件２＞：ｃｈ２に情報信号がなく、他のチャネルに情報信号がある場合
スロット１＝ｃｈ１、スロット２＝ｃｈ１、スロット３＝ｃｈ３

図６は、特許文献１の放送伝送装置における多重処理部１４１１による各スロットへの固定長データの割当状況を示す図である。多重処理部１４１１は、情報データ１５０２２−１〜６の順に、ＵＷ１５０２１を付与して変調部１４１２へ出力する。各情報データ１５０２２−１〜６の各スロットは、それぞれチャネル情報１５０３１と固定長データ１５０３２を格納する。多重処理部１４１１は、全チャネルに情報信号の存在する情報データ１５０２２−１〜３の間、前述の割当条件１に従って、スロット１にチャネル１を、スロット２にチャネル２を、スロット３にチャネル３を割り当てる。一方、多重処理部１４１１は、チャネル２に情報信号が無く他のチャネルに情報信号が有る情報データ１５０２２−４以降、前述の割当条件２に従って、スロット１にチャネル１を、スロット２にチャネル１を、スロット３にチャネル３を割り当てる。多重処理部１４１１は、このように多重化したデータストリームを変調部１４１２、送信部１４１３を介して伝送路１４４へ送信する。

次に、図３に戻り、受信機１４２の構成を説明する。受信機１４２は、受信部１４２１と、復調部１４２２と、多重分離部１４２３と、復号化部１４２４−１〜Ｎと、を備える。受信部１４２１は、伝送路１４４からデータストリームを受信する。受信部１４２１は、データストリームに受信処理を行って復調部１４２２へ出力する。復調部１４２２は、受信部１４２１から入力したデータストリームを復調して多重分離部１４２３へ出力する。多重分離部１４２３は、ＵＷ１５０２１に基づいてフレーム同期をとって各フレームを識別する。多重分離部１４２３は、各フレームのスロットから固定長データ１５０３２を分離する。多重分離部１４２３は、チャネル情報１５０３１に基づいて対応するチャネルの復号化部１４２４−１〜Ｎへ固定長データ１５０３２を出力する。復号化部１４２４−１〜Ｎは、固定長データ１５０３２を復号化して情報信号１４６−１〜Ｎへ再生する、復号化部１４２４−１〜Ｎは、情報信号１４６−１〜Ｎを、それぞれ、チャネル１〜Ｎへ出力する。

このように、特許文献１の放送伝送装置では、多重処理部１４１１が、予め制御部１４１５から入力される割当条件に基づいて、特定のチャネルに情報信号が無い場合でも、他のチャネルの情報信号を割り当てる。そのため、特許文献１の放送伝送装置は、多重信号の空き帯域を有効利用して効率的な伝送を行うことが可能である。

なお、関連技術として、特許文献２は、優先順位の低いデータを送信中であっても、重要性の高い（優先順位の高い）データを優先的に伝送することが可能な優先伝送システムを開示している。

また、特許文献３は、時分割多重モードによるデータ転送において、任意のチャネルが、任意の速度でデータ転送を行うことが可能な交換機のデータ転送制御方法を開示している。

さらに、特許文献４は、基地局から端末局へのダウンリンク通信において、ダウンリンクの伝送効率の向上を図ることが可能なＡＴＭ通信方式を開示している。

特許文献１における第１の課題は、情報データ１５０２２内のスロット数ｐと、送信機１４１のチャネル数Ｎが一致しないと、各チャネルに対する任意の比率での帯域割当ができないことである。

その理由は、制御部１４１５から多重処理部１４１１へ設定する割当条件が、スロットに対して固定であることによる。例えば、スロット数ｐ＝４、チャネル数Ｎ＝３である場合を考える。図７は、特許文献１の放送伝送装置における多重処理部１４１１による各スロットへの固定長データの割当状況を示す図である。情報データ１５０２２−１０〜１２の各スロットは、それぞれチャネル情報１５０３１と固定長データ１５０３２を備える。ここで、全チャネルに固定長データ１５０３２が有る場合の割当条件が、スロット１＝ｃｈ１、スロット２＝ｃｈ１、スロット３＝ｃｈ２、スロット４＝ｃｈ３であるとする。多重処理部１４１１は、割当条件に基づいて、図７のように情報データ１５０２２−１０〜１２へ固定長データ１５０３２の割当を行うことができる。この場合、各チャネルの多重比率は、ｃｈ１：ｃｈ２：ｃｈ３＝２：１：１である。しかし、例えば、各チャネルの多重比率をｃｈ１：ｃｈ２：ｃｈ３＝１：１：１としたい場合、スロット１〜４のうちのいずれかを未使用にしない限り実現することはできない。さらに、例えば、多重比率をｃｈ１：ｃｈ２：ｃｈ３＝３：２：１にしたい場合などでは、必要なスロット数６に対して、スロット数６未満の条件では実現することができない。

第２の課題は、あるチャネルに情報信号が無く他のチャネルに情報信号が有る場合に、任意の比率で空き帯域に割り当てることができないことである。

その理由は、多重処理部１４１１に設定される特定のチャネルに情報信号が無い場合の割当条件が、スロットに対して固定であることによる。例えば、図６で説明を行ったように、スロット数ｐ＝３、チャネル数Ｎ＝３の場合であって、多重処理部１４１１が、前述の割当条件１、割当条件２を設定しているとする。情報データ１５０２２−１〜３では、割当条件１に従っており、多重比率は、ｃｈ１：ｃｈ２：ｃｈ３＝１：１：１である。一方、情報データ１７０−４〜６では、割当条件２に従っており、多重比率は、ｃｈ１：ｃｈ２：ｃｈ３＝２：０：１である。このような場合に、ｃｈ１：ｃｈ３を１：１にしようとすると、ｃｈ２の使用していたスロットを未使用にするしかない。そのため、伝送効率が低下してしまう。

第３の課題は、各固定長データ１５０３２へチャネル情報１５０３１を付与するため、その分の伝送帯域が必要となり、帯域ロスが発生することである。

その理由は、送信機１４１の各チャネルにおける固定長データ１５０３２の有無に応じて、情報データ１５０２２内の各スロットに格納される固定長データ１５０３２のチャネルが異なるためである。そのため、受信機１４２側で適切に多重分離を行うためには、固定長データ１５０３２に必ずチャネル情報１５０３１を付与しなければならない。これにより、データストリームの伝送において、チャネル情報１５０３１分の帯域が、必ず消費されてしまう。

特開２００８−１１８３４４号公報 特開２００７−２３５６１４号公報 特開平５−０９１０８１号公報 特開平１１−１６３８８４号公報

本発明の目的は、上述のような課題を解消して、スロット数とチャネル数に不整合がある場合や、特定のチャネルに情報信号の入力が無く空き帯域が発生した場合でも、送信するべき情報信号の存在するチャネル間の多重比率を維持して、効率の良い多重伝送を行うことが可能な多重伝送システムを提供することにある。

本発明の多重伝送システムは、多重装置と多重分離装置とを備える。多重装置は、分割部と、蓄積部と、割当制御部と、多重部と、割当情報付与部と、フレーム生成部とを備える。分割部は、複数のチャネルから入力する情報信号を分割して予め定められた固定長の固定長データを生成する。蓄積部は、固定長データを複数のチャネルの各々に対応させて蓄積する。割当制御部は、多重化フレームのペイロードへ格納される固定長データにおける複数のチャネル間の比率を示すチャネル多重比率数を記憶して、各チャネルを巡回的に選択して出力チャネルを決定し、出力チャネルのチャネル多重比率数に基づいて固定長データを取得するための割当指示を出力する。多重部は、割当指示を入力する度に蓄積部から固定長データを取得して固定長データをペイロードへ順に格納する。割当情報付与部は、ペイロードへ格納された固定長データの各々のチャネルを示したチャネル配列を含む割当情報をペイロードへ付与する。フレーム生成部は、ペイロードから多重化フレームを生成して多重化フレームを伝送路へ送信する。また、多重分離装置は、フレーム終端部と、割当情報検出部と、分配部と、結合部とを備える。フレーム集端部は、伝送路から多重化フレームを受信する。割当情報検出部は、多重化フレームのペイロードから割当情報を検出して、割当情報に基づいて各チャネルへ固定長データを分配するための分配情報を生成する。分配部は、ペイロードから固定長データを検出して、分配情報に基づいて固定長データを各チャネルへ分配する。結合部は、固定長データを結合して情報信号を再生する。

本発明の多重装置は、上述の多重伝送システムで使用される。また、本発明の多重分離装置は、上述の多重伝送システムで使用される。

本発明の多重伝送方式は、多重装置と、多重分離装置とを備える多重伝送システムにおいて、複数のチャネルから入力する情報信号を分割して予め定められた固定長の固定長データを生成するステップと、固定長データを複数のチャネルの各々に対応させて蓄積するステップと、多重化フレームのペイロードへ格納される固定長データにおける複数のチャネル間の比率を示すチャネル多重比率数を記憶するステップと、各チャネルを巡回的に選択して出力チャネルを決定するステップと、出力チャネルのチャネル多重比率数に基づいて固定長データを取得するための割当指示を出力するステップと、割当指示を入力する度に蓄積部から固定長データを取得して、固定長データをペイロードへ順に格納するステップと、ペイロードへ格納された固定長データの各々のチャネルを示したチャネル配列を含む割当情報をペイロードへ付与するステップと、ペイロードから多重化フレームを生成して多重化フレームを伝送路へ送信するステップと備える。さらに、伝送路から多重化フレームを受信するステップと、多重化フレームのペイロードから割当情報を検出して、割当情報に基づいて各チャネルへ固定長データを分配するための分配情報を生成するステップと、ペイロードから固定長データを検出して、分配情報に基づいて固定長データを各チャネルへ分配するステップと、固定長データを結合して情報信号を再生するステップとを備える。

本発明によれば、スロット数とチャネル数に不整合がある場合や、特定のチャネルに情報信号の入力が無く多重信号に空き帯域が発生した場合でも、送信するべき情報信号の存在する各チャネル間の多重比率を維持して、効率の良い多重伝送を行うことが可能な多重伝送システムを提供することができる。

上記発明の目的、効果、特徴は、添付される図面と連携して実施の形態の記述から、より明らかになる。

図１は、フレーム多重伝送方式を行うフレーム多重伝送システムの概要図である。 。図２Ａは、フレーム多重伝送方式におけるフレーム多重を説明する図である。 。図２Ｂは、フレーム多重伝送方式におけるフレーム多重を説明する図である。 。図２Ｃは、フレーム多重伝送方式におけるフレーム多重を説明する図である。 図３は、特許文献１の放送伝送装置による伝送システムの構成図である。 図４は、特許文献１の放送伝送装置により伝送されるデータストリームのフレーム構成を示す図である。 図５Ａは、特許文献１の放送伝送装置による情報信号の固定長データへの分割を示す図である。 図５Ｂは、特許文献１の放送伝送装置による情報信号の固定長データへの分割を示す図である。 図６は、特許文献１の放送伝送装置における多重処理部による各スロットへの固定長データの割当状況を示す図である。 図７は、特許文献１の放送伝送装置における多重処理部による各スロットへの固定長データの割当状況を示す図である。 図８は、第１実施形態における多重伝送システムの構成を示す機能ブロック図である。 図９は、第１実施形態のおける多重伝送システムの伝送するデータストリームのフレーム構成を示す図である。 図１０Ａは、第１実施形態による多重装置１３０１による情報信号１３０５−１〜Ｎから固定長のデータへの分割を示す図である。 図１０Ｂは、第１実施形態による多重装置１３０１による情報信号１３０５−１〜Ｎから固定長のデータへの分割を示す図である。 図１１は、第１実施形態における割当制御部１１３の構成と、多重装置１３０２における信号の流れを示す図である。 図１２は、第１実施形態の多重分離装置１３０２における信号の流れを示す図である。 図１３は、第１実施形態における多重装置１３０１の動作を示すタイミングチャートである。 図１４Ａは、第１実施形態における割当制御部１１３のスロット割当処理の動作を示すフローチャートである。 図１４Ｂは、第１実施形態における割当制御部１１３のスロット割当処理の動作を示すフローチャートである。 図１５は、第１実施形態における割当情報付与部１１５の動作を示すタイミングチャートである。 図１６は、第１実施形態における割当情報付与部１１５の動作を示すフローチャートである。 図１７は、第１実施形態における割当情報ａｉのフォーマットを示す図である。 図１８は、第１実施形態における多重分離装置１３０３の動作を示すタイミングチャートである。 図１９は、第１実施形態のおける多重伝送システムの伝送するデータストリームの他のフレーム構成を示す図である。 図２０は、第２実施形態における多重伝送システムの構成を示す機能ブロック図である。 図２１は、第２実施形態における割当制御部１１０１３の構成と、エグレス１１０１における信号の流れを示す図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態による多重伝送システムを以下に説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態による多重伝送システムの説明を行う。

［構成の説明］
はじめに、本実施形態における多重伝送システムの構成の説明を行う。

１．システム構成
まず、本実施形態における多重伝送システムのシステム構成について説明を行う。図８は、本実施形態における多重伝送システムの構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の多重伝送システムは、多重装置１３０１と、多重分離装置１３０２とを備える。多重装置１３０１と、多重分離装置１３０２とは、伝送路１３０４により接続されている。なお、本実施形態において、伝送路１３０４は、有線伝送路による接続を想定している。しかし、伝送路１３０４は、無線伝送路であってもよい。この場合、多重装置１３０１と、多重分離装置１３０４とは、無線通信を行うための構成を備えることになるが、伝送路が有線か無線であるかは発明の本質ではなく従来技術によるため、詳細な説明は省略する。

多重装置１３０１と多重分離装置１３０２とは、チャネル（以下、ｃｈと表記する場合がある。）１〜Ｎを備える。多重装置１３０１は、入力信号として、各チャネルから可変長フレーム（以下、情報信号）１３０５−１〜Ｎを入力する。多重装置１３０１は、各チャネルから入力した情報信号１３０５−１〜Ｎを固定長のデータに分割する。多重装置１３０１は、予め定められた多重比率に基づいて、固定長のデータを多重してデータストリーム（多重信号）を生成する。このとき、多重装置１３０１は、固定長のデータがいずれのチャネルに対応するデータであるかを示す情報を付与する。多重装置１３０１は、生成したデータストリームを伝送路１３０４へ送信する。ここで、本実施形態における情報信号１３０５−１〜Ｎは、イーサネット（登録商標）のＭＡＣフレームとして説明を行う。つまり、情報信号１３０５−１〜Ｎは、有限長の可変長フレームである。多重分離装置１３０２は、伝送路１３０４からデータストリームを入力する。多重分離装置１３０２は、データストリームから固定長のデータを分離して、対応するチャネルから情報信号１３０６-１〜Ｎを、出力信号として出力する。

なお、図８では図示を省略しているが、多重装置１３０１と、多重分離装置１３０２のチャネル１〜Ｎの先には、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）部、ＰＣＳ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｕｂｌａｙｅｒ）部、送受信部が接続される。さらに送受信部は、有線あるいは無線の伝送路を介して、ルータやネットワークスイッチ等のネットワーク機器や、サーバや、パーソナルコンピュータ等が接続される。多重装置１３０１は、情報信号１３０５−１〜Ｎを、これらの装置から入力する。また、多重分離装置１３０２は、情報信号１３０６−１〜Ｎを、これらの装置へ出力する。なお、これらの構成は、本発明の本質ではなく従来の技術であるため、詳細な説明は省略する。

以上が、本実施形態における多重伝送システムのシステム構成の説明である。

２．フレーム構成
次に、本実施形態の多重伝送システムで伝送されるデータストリームにおけるフレーム構成の説明を行う。図９は、本実施形態における多重伝送システムの伝送するデータストリームのフレーム構成を示す図である。

まず、データストリームは、フレーム２１−１〜ｋ（ｋは、１以上の整数）を備える。なお、以下の説明において、フレーム２１−１〜ｋのうちの任意のフレームを指す場合は、フレーム２１と表記する。図９には示していないが、隣接するフレーム２１とフレーム２１の間は、所定の間隔（ＩＦＧ：Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｇａｐ）を備える場合がある。各フレーム２１は、多重分離装置１３０２において、フレーム同期がとられる。

次に、フレームは、ヘッダ２２１と、トレーラ２２２と、ペイロードデータ２２３とを備える。ヘッダは、フレームの宛先情報や、ペイロードデータ２２３の識別情報が設定される。トレーラ２２２は、誤り検出符号や、誤り訂正符号が設定される。ペイロードデータ２２３は、情報信号のデータが格納される。なお、フレーム２１−１〜ｋは、全て同じ構成である。

次に、ペイロードデータ２２３は、ブロック２３−１〜ｑ（ｑは、１以上の整数）を備える。なお、以下の説明において、ブロック２３−１〜ｑのうちの任意のブロックを示す場合は、ブロック２３と表記する。

次に、ブロック２３は、割当情報２４１、あるいは割当情報２４２と、情報データ２４３とを備える。割当情報２４１と、割当情報２４２との違いは、後に述べる。

次に、情報データ２４３は、スロット２５−１〜ｐを備える。なお、以下の説明において、スロット２５−１〜ｐのうちの任意のスロットを指す場合は、スロット２５と表記する。スロット２５−１〜ｐは、多重装置１３０１のチャネル１〜Ｎに入力された情報信号１３０５−１〜Ｎを分割した、固定長のデータを格納する。

ここで、情報信号１３０５−１〜Ｎから固定長のデータへの分割について説明を行う。図１０Ａ及び図１０Ｂは、本実施形態における多重装置１３０１による情報信号１３０５−１〜Ｎから固定長のデータへの分割を示す図である。なお、本説明では、情報信号１３０５−１〜３までを例として説明を行う。図１０Ａは、多重装置１３０１が、各チャネルから入力した情報信号１３０５−１〜３を示している。前述のとおり、情報信号１３０５−１〜３は、可変長フレームであり、それぞれフレーム長が異なる。図１０Ｂは、多重装置１３０１が、情報信号１３０５-１〜３から生成する固定長のデータを示している。

多重装置１３０１は、ｃｈ１に入力した情報信号１３０５−１を固定長データ１６０１−１〜ｒ（ｒは、ｒ＞０の整数）へ分割する。固定長データ１６０１−１〜ｒのデータサイズは、予め定められている。同様に、多重装置１３０１は、ｃｈ２に入力した情報信号１３０５−２を固定長データ１６０２−１〜ｒへ分割する。多重装置１３０１は、ｃｈ３に入力した情報信号１３０５−３を固定長データ１６０３−１〜ｒへ分割する。なお、以下、説明を省略するが、情報信号１３０５−４〜Ｎまでも同様に固定長データへ分割される。また、以下の説明において、任意に固定長データを指す場合、固定長データ１６００と表記する。このようにして生成された固定長データ１６００は、図９に示されたスロット２５−１〜ｐに格納される。

次に、図９へ戻り、割当情報２４１は、識別情報２６１と、スロット割当２６３−１〜ｐとを備える。識別情報２６１は、ブロック２３を識別するための情報を設定している。スロット割当２６３−１〜ｐは、スロット２５−１〜ｐに格納されている固定長データ１６００が、いずれのチャネルから入力されたデータであるかを示している。これにより、多重分離装置１３０２は、スロット２５−１〜ｐに格納された固定長データ１６００がいずれのチャネルに対応するのかを判別することができる。一方、割当情報２４２は、識別情報２６１のみを備える。つまり、割当情報２４２は、スロット割当２６３−１〜ｐを備えない。割当情報２４１と、割当情報２４２の違いは、スロット割当２６３−１〜ｐを備えるか否かである。

割当情報２４１は、情報データ２４３のスロット２５−１〜ｐへのチャネルの割当に変更がある場合に情報データ２４３に付与される。多重分離装置１３０２は、スロット２５−１〜ｐへのチャネルの割当に変更がある場合、スロット割当２６３−１〜ｐを参照しなければ、スロット２５−１〜ｐに含まれる固定長のデータに対応する適切なチャネルを判別することができないためである。

一方、割当情報２４２は、情報データ２４３のスロット２５−１〜ｐへのチャネルの割当に変更が無い場合に情報データ２４３に付与される。多重分離装置１３０２は、情報データ２４３のスロット２５−１〜ｐへのチャネルの割当に変更が無い場合、直前のブロック２３におけるスロット２５−１〜ｐへのチャネルの割当に基づいて処理を行えばよいからである。

このような構成により、割当情報２４１と割当情報２４２とは、それぞれに含まれるデータ量が異なる。つまり、割当情報２４１を含むブロック２３と割当情報２４２を含むブロック２３とは、ブロックのデータ長が異なる。

以上が、本実施形態の多重伝送システムで伝送されるデータストリームにおけるフレーム構成の説明である。

３．多重装置１３０１の構成
次に、図８に戻り、本実施形態における多重装置１３０１の構成を説明する。本実施形態の多重装置１３０１は、分割部１１１−１〜Ｎと、蓄積部１１２−１〜Ｎと、割当制御部１１３と、多重部１１４と、割当情報付与部１１５と、フレーム生成部１１６と、を備える。

まず、分割部１１１−１〜Ｎは、図示されない前段の処理部と、蓄積部１１２−１〜Ｎとそれぞれ接続される。分割部１１１−１〜Ｎは、チャネル１〜Ｎにそれぞれ対応しており、それぞれ、対応するチャネルの前段の処理部から情報信号１３０５−１〜Ｎを入力する。分割部１１１−１〜Ｎは、８Ｂ／１０Ｂ変換符号、あるいは６４Ｂ／６６Ｂ変換符号を用いた符号化により情報信号１３０５−１〜Ｎを分割して固定長データ１６００を生成する。分割部１１１−１〜Ｎは、それぞれ蓄積部１１２−１〜Ｎに対応して接続される。分割部１１１−１〜Ｎは、固定長データ１６００を、蓄積部１１２−１〜Ｎへ出力する。

次に、蓄積部１１２−１〜Ｎは、分割部１１１−１〜Ｎと、割当制御部１１３と、多重部１１４とそれぞれ接続される。蓄積部１１２−１〜Ｎは、それぞれ対応する分割部１１１−１〜Ｎから固定長データ１６００を入力して、固定長データ１６００を蓄積する。蓄積部１１２−１〜Ｎは、それぞれ、蓄積している固定長データの数量（以下、有効データ数）を、割当制御部１１３へ出力する。また、蓄積部１１２−１〜Ｎは、多重部１１４からの読出し命令を入力すると、読出し命令に基づいて固定長データ１６００を多重部１１４へ出力する。

次に、割当制御部１１３は、蓄積部１１２−１〜Ｎと、多重部１１４と、割当情報付与部１１５とそれぞれ接続される。割当制御部１１３は、蓄積部１１２−１〜Ｎから有効データ数を入力する。割当制御部１１３は、データストリームにおける各フレーム２１のスロット２５へ格納する固定長データ１６００のチャネルの割当を決定する。割当制御部１１３は、各チャネルの有効データ数と、予め設定されたチャネル毎の多重比率（以下、チャネル多重比率数）とに基づいて、チャネルの割当を決定する。割当制御部１１３は、チャネルの割当を決定すると、割当命令を多重部１１４へ出力する。また、割当制御部１１３は、同時に、スロット割当情報を割当情報付与部１１５へ出力する。スロット割当情報は、スロット割当２６３−１〜ｐを含む。

ここで、チャネル多重比率数は、チャネル１〜Ｎの多重比率を決定する値である。例えば、チャネル数が３（Ｎ＝３）であるとして、各チャネルの多重比率を均等（ｃｈ１：ｃｈ２：ｃｈ３＝１：１：１）にしたい場合、ｃｈ１＝１、ｃｈ２＝１、ｃｈ３＝１のように設定する。なお、チャネル多重比率数は、予め管理者によって多重装置１３０１へ設定されていても良いし、図示されない外部の制御端末からのコマンド投入等によって設定されても良いし、各チャネルへ入力されるトラヒック量等に基づいて動的に設定されても良い。

次に、多重部１１４は、蓄積部１１２−１〜Ｎと、割当制御部１１３と、割当情報付与部１１５と、それぞれ接続される。多重部１１４は、割当制御部１１３から割当命令を入力する。多重部１１４は、割当命令に基づいて、蓄積部１１２−１〜Ｎへ読み出し命令を出力して固定長データ１６００を取得する。多重部１１４は、蓄積部１１２−１〜Ｎから取得した固定長データ１６００を結合して、情報データ２４３を生成する。多重部１１４は、生成した情報データ２４３を、割当情報付与部１１５へ出力する。

次に、割当情報付与部１１５は、割当制御部１１３と、多重部１１４と、フレーム生成部１１６とそれぞれ接続される。割当情報付与部１１５は、多重部１１４から情報データ２４３を入力する。また、割当情報付与部１１５は、割当制御部１１３からスロット割当情報を入力する。割当情報付与部１１５は、スロット割当情報２４１、またはスロット割当情報２４２を情報データ２４３へ付与してブロック２３を生成する。割当情報付与部１１５は、ブロック２３をフレーム生成部１１６へ出力する。

割当情報付与部１１５は、スロット割当情報に記録されたスロット割当２６３−１〜ｐのチャネル配列が直前に生成された情報データ２４３に付与したスロット割当２６３−１〜ｐのチャネル配列と一致するか否かにより、異なるブロック２３を生成する。割当情報付与部１１５は、チャネル配列が一致する場合、直前のチャネル配列と同様であることを示す識別信号２６１のみを含む割当情報２４２を情報データ２４３へ付与する。一方、割当情報付与部１１５は、チャネル配列が一致しない場合、直前のチャネル配列と異なっていることを示す識別信号２６１とスロット割当２６１−１〜ｐとを含む割当情報２４１を情報データ２４３へ付与する。

割当情報付与部１１５は、チャネル配列が一致する場合、スロット割当２６１−１〜ｐを情報データ２４３へ付与しない。これは、本実施形態の多重分離装置１３０２は、チャネル配列に変化が無い場合、直前に受信したスロット割当情報に基づいて処理を行うためである。これにより、全ての情報データ２４３にスロット割当情報を付与する必要がなくなるため、伝送帯域の無駄な消費を防ぐことができる。

次に、フレーム生成部１１６は、割当情報付与部１１５と、伝送路１３０４とそれぞれ接続される。フレーム生成部１１６は、割当情報付与部１１５からブロック２３を入力する。フレーム生成部１１６は、複数のブロック２３を結合してペイロードデータ２２３を生成する。フレーム生成部１１６は、ペイロードデータ２２３の先頭にヘッダ２２１を、最後尾にトレーラ２２２をそれぞれ付与する。フレーム生成部１１６は、フレームをデータストリームとして、伝送路１３０４へ出力する。

以上が、本実施形態における多重装置１３０１の構成を説明である。

４．割当制御部１１３の構成
次に、本実施形態における割当制御部１１３の構成の説明を行う。図１１は、本実施形態における割当制御部１１３の構成と多重装置１３０２における信号の流れを示す図である。本実施形態における割当制御部１１３は、割当計算部３３１と、巡回出力ｃｈ決定部３３２とを備える。

まず、巡回出力ｃｈ決定部３３２は、蓄積部１１２−１〜Ｎと、割当計算部３３１とそれぞれ接続される。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、固定長データ１６００を次に読み出し可能なチャネルを決定する。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、蓄積部１１２−１〜Ｎからの有効データ数ＥＭＰ［１］〜［Ｎ］を入力する。また、巡回出力ｃｈ決定部３３２は、割当計算部３３１から次出力ｃｈ決定指示ＥＮを入力する。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、有効データ数ＥＭＰ［１］〜［Ｎ］と、次出力ｃｈ決定指示ＥＮとに基づいて固定長データが読み出し可能であるｃｈを決定する。ここで、巡回出力ｃｈ決定部３３２は、固定長データ１６００の蓄積が無く、固定長データ１６００の読み出しが可能でないｃｈは選択しない。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、決定したチャネルを、ｃｈ番号ｉとして割当計算部３３１へ出力する。また、巡回出力ｃｈ決定部３３２は、蓄積部１１２−１〜Ｎに固定長データの蓄積が無い場合、固定長データ１６６０を読み出し可能なチャネルが無いことを示す全ｃｈ有効データ無信号ＡＥＭＰを生成して、全ｃｈ有効データ無信号ＡＥＭＰを割当計算部３３１へ出力する。

次に、割当計算部３３１は、巡回出力ｃｈ決定部３３２と、多重部１１４と、割当情報付与部１１５とそれぞれ接続される。割当計算部３３１は、チャネル多重比率数を保持する。チャネル多重比率数は、情報データ２４３に割り当てることが可能なスロット数を示す割当可能スロット数と、各チャネルに一度に割当てるスロット数とを示す。割当計算部３３１は、巡回出力ｃｈ決定部３３２からｃｈ番号ｉを入力すると、割当可能スロット数とチャネル多重比率数に基づいて、情報データ２４３内のスロット２５の割当を計算する。このとき、割当計算部３３１がｃｈ番号ｉに対して割り当てるスロット２５の数は、チャネル多重比率数に基づいて決定される。チャネル多重比率数は、各チャネルに対して設定されている。

割当計算部３３１は、ｃｈ番号ｉに対するスロット２５の割当て数を決定すると、割り当てたスロット数を割当可能スロット数から減算する。割当計算部３３１は、割当可能スロット数が「０」になるまで、巡回出力ｃｈ決定部３３２から入力するｃｈ番号ｉに対するスロット割り当て処理を繰り返す。割当計算部３３１は、割当可能スロット数が「０」になると、１つの情報データ２４３に対するチャネルの割り当てを完了する。割当計算部３３１は、１つの情報データ２４３に対するチャネルの割当て結果を、スロット割当ｏａ、スロット番号ＳＮ、ブロック番号ＢＮとして、多重部１１４と割当て情報付与部１１５へ出力する。また、割当計算部３３１は、割当て結果と同時に、割当命令ＲＥを多重部１１４へ出力する。

このような構成の割当制御部１１３に係る多重装置１３０２内の信号の流れは概ね以下の通りである。割当制御部１１３は、多重部１１４と割当情報付与部１１５へ、割当命令ＲＥと、スロット割当ｏａと、スロット番号ＳＮと、ブロック番号ＢＮを出力する。多重部１１４は、割当命令ＲＥと、スロット割当ｏａと、スロット番号ＳＮと、ブロック番号ＢＮに基づいて、読出し信号ｒｅ［１］〜［Ｎ］を蓄積部１１２−１〜Ｎへ出力する。蓄積部１１２−１〜Ｎは、それぞれ読出し信号ｒｅ［１］〜［Ｎ］に基づいて、固定長データｄ［１］〜［Ｎ］を多重部１１４へ出力する。多重部１１４は、固定長データｄ［１］〜［Ｎ］に基づいて、情報データＯＤＡＴを生成して、割当て情報付与部１１５へ出力する。割当情報付与部１１５は、スロット割当ｏａと、スロット番号ＳＮと、ブロック番号ＢＮに基づいて、情報データＯＤＡＴに割当情報２４１、２４２を付与する。

以上が、本実施形態における割当制御部１１３の構成の説明である。

５．多重分離装置１３０２の構成
次に、図８に戻り、本実施形態における多重分離装置１３０２の構成の説明を行う。本実施形態の多重分離装置１３０２は、結合部１２１−１〜Ｎと、分配部１２２と、分配制御部１２３と、割当情報検出部１２４と、フレーム終端部１２５と、を備える。

まず、フレーム終端部１２５は、伝送路１３０４と、割当情報検出部１２４とそれぞれ接続される。フレーム終端部１２５は、伝送路１３０４からデータストリームを受信する。フレーム終端部１２５は、データストリームにおいてフレーム同期をとり、フレーム２１を検出する。フレーム終端部１２５は、フレーム２１に対して終端処理を行って、フレーム１２５に格納されたペイロードデータ２２３を取得する。フレーム終端部１２５は、ペイロードデータ２２３を、割当情報検出部１２４へ出力する。

次に、割当情報検出部１２４は、フレーム終端部１２５と、分配制御部１２３と、分配部１２２とそれぞれ接続される。割当情報検出部１２４は、ペイロードデータ２２３から割当情報２４１（または、割当情報２４２）を検出する。割当情報検出部１２４は、割当情報２４１（２４２）に基づいて、ブロック２３−１〜ｑの区切りを識別する。割当情報検出部１２４は、割当情報２４１（２４２）を、分配制御部１２３へ出力する。また、割当情報検出部１２４は、各ブロックから割当情報２４１（２４２）を分離した情報データ２４３を、分配器１２２へ出力する。

次に、分配制御部１２３は、割当情報検出部１２４と、分配部１２２とそれぞれ接続される。分配制御部１２３は、割当情報検出部１２４から割当情報２４１（２４２）を入力する。分配制御部１２３は、割当情報２４１（２４２）に基づいて、分配情報を生成する。分配情報は、情報データ２４３からスロット２５−１〜ｐを分離して、各チャネル１〜Ｎへ分配するための情報である。分配制御部１２３は、割当情報２４２を入力した場合、直前のブロックと同様の分配情報を生成する。割当情報２４２は、現在入力したブロック２３の情報データ２４３に格納されたスロット２５−１〜ｐのスロット割当と、直前のブロックにおけるスロット割当とが一致している場合に付与されるからである。一方、分配制御部１２３は、割当情報２４１を入力した場合、割当情報２４１に含まれるスロット割当２６３−１〜Ｎに基づいて、分配情報を生成する。割当情報２４１は、現在入力したブロック２３の情報データ２４３に格納されたスロット２５−１〜ｐのスロット割当と、直前のブロックにおけるスロット割当とが不一致の場合に付与されるからである。分配制御部１２３は、分配情報を、分配部１２２へ出力する。

次に、分配部１２２は、割当情報検出部１２４と、分配制御部１２３と、結合部１２１−１〜Ｎと接続される。分配部１２２は、割当情報検出部１２４から情報データ２４３を入力する。また、分配部１２２は、分配制御部１２３から分配情報を入力する。分配部１２２は、情報データ２４３のスロット２５−１〜ｐに格納された固定長データ１６００を分離する。分配部１２２は、分配情報に基づいて、スロット２５−１〜ｐから取得した固定長データ１６００を、分配情報で指定されたチャネル１〜Ｎに対応する結合部１２１−１〜Ｎへ出力する。

次に、結合部１２１−１〜Ｎは、分配部１２２と、図８に示されない後段の処理部とそれぞれ接続される。結合部１２１−１〜Ｎは、それぞれ、対応する分配部１２２から固定長データ１６００を入力する。結合部１２１−１〜Ｎは、固定長データ１６００に対して、８Ｂ／１０Ｂ変換符号、６４Ｂ／６６Ｂ変換符号を用いた復号化を行って、情報信号１３０６−１〜Ｎを復元する。結合部１２１−１〜Ｎは、情報信号１３０６−１〜Ｎを、出力信号として後段の処理部へ出力する。なお、結合部１２１−１〜Ｎは、情報信号１３０６−１〜Ｎを出力するときに、入力時の情報信号１３０５−１〜Ｎにおける可変長フレームの区切りを検出して、入力時の可変長フレーム単位で出力する、つまり、結合部１２１−１Ｎは、固定長データ１６００に分割されていた情報フレーム１３０５−１〜Ｎを復元した出力信号として、情報信号１３０６−１〜Ｎを出力する。

ここで、図１２を参照して、本実施形態の多重分離装置１３０２における信号の流れを説明する。図１２は、本実施形態の多重分離装置１３０２における信号の流れを示す図である。

フレーム終端部１２５は、ペイロードデータｉｒｐｄと、当該ペイロードが有効であるかことを示すｉｒｐｅとを割当情報検出部１２４へ出力する。割当情報検出部１２４は、割当情報ａｉと、当該割当情報ａｉが有効であることを示す割当情報有効ａｉｅを分配制御部１２３へ出力する。また、割当情報検出部１２４は、情報データｉｒａｄと、情報データ内のブロック区切りを示すブロックフラグｂｆを分配部１２２へ出力する。分配制御部１２３は、分配情報ｉｄｅ［１］〜［Ｎ］を分配部１２２へ出力する。分配部１２２は、結合部１２１−１〜Ｎへ分配する分配出力ｏｒｄ［１］〜［Ｎ］と、分配出力ｏｒｄ［１］〜［Ｎ］の各々が有効であることを示すデータ有効信号ｉｅとを、結合部１２１−１〜Ｎへ出力する。

以上が、本実施形態における多重分離装置１３０２の構成の説明である。なお、ここまでが、本実施形態における多重伝送システムの構成の説明である。

［動作の説明］
次に、本実施形態における多重伝送システムの動作の説明を行う。

６．多重装置１３０１の動作
はじめに、本実施形態における多重装置１３０１の動作を説明する。図１３は、本実施形態における多重装置１３０１の動作を示すタイミングチャートである。なお、図１３のタイミングチャートは、多重装置１３０１のチャネル数Ｎ＝３、情報データ２４３内のスロットの数ｐ＝３、各チャネルのチャネル多重比率数ｍ１〜ｍ３＝１とした場合を示している。ただし、チャネル数＝Ｎ、情報データ２４３内のスロット数＝ｐ、各チャネルのチャネル多重比率数ｍ１〜ｍｎが任意の場合にも、適用可能である。まず、図１３の項目の説明を行う。

時間は、タイムスロットを示している。有効データ数ＥＭＰは、蓄積部１１２−１〜Ｎと巡回出力ｃｈ決定部３３２との間の信号である。ＥＭＰは、蓄積部１１２−１からＮがそれぞれ蓄積している固定長データ１６００の個数である。全ｃｈ有効データ無信号ＡＥＭＰと、次出力ｃｈ決定指示ＥＮと、ｃｈ番号ｉと、決定したチャネルの有効データ数ＳＥＭＰは、巡回出力ｃｈ決定部３３２と割当計算部３３１との間の信号である。ＡＥＭＰは、ハイレベルで全チャネルに有効な固定長データ１６００が無いことを示し、ロウレベルでいずれかのチャネルに有効な固定長データ１６００があることを示す。ＥＮは、ハイレベルで次出力チャネルを決定し、ロウレベルで前出力チャネルを保持する。ｉの示す数値は、巡回出力ｃｈ決定部３３２により決定されたチャネル番号である。ＳＥＭＰは、ｉで指定されたチャネルに対応する蓄積部１１２−１〜Ｎの蓄積する固定長データ１６００の個数（ＥＭＰ（ｉ））である。

ブロック番号ＢＮ、スロット番号ＳＮ、スロット割当ｏａは、割当計算部３３１と多重部１１４、及び割当情報付与部１１５との間の信号である。ブロック番号ＢＮは、当該タイムスロットにおける各信号の属するブロックを示している。スロット番号ＳＮは、当該タイムスロットにおけるスロット番号を示している。ｏａは、当該タイムスロットにおけるブロック番号ＢＮのスロット番号ＳＮに割り当てられたｃｈ番号ｉである。割当指示ＲＥは、割当計算部３３１と多重部１１４との間の信号である。ＲＥは、当該タイムスロットにおけるブロック番号ＢＮのスロット番号ＳＮへ、固定長データ１６００を割り当てるか否かを示している。ＲＥは、ハイレベルで固定長データ１６００の割り当てることを示す。一方、ＲＥは、ロウレベルで固定長データ１６００を割り当てないことを示す。つまり、多重部１１４は、ＲＥがハイレベルである間、固定長データ１６００を多重した情報データ２４３を割当情報付与部１１５へ出力する。

ｒｅ［１］〜［Ｎ］は、蓄積部１１２−１〜Ｎと多重部１１４との間の信号である。ｒｅ［１］〜［Ｎ］は、各チャネルに対応する蓄積部１１２−１〜Ｎに蓄積された固定長データ１６００の読み出し信号である。ｒｅ［１］〜［Ｎ］は、ハイレベルで対応する蓄積部１１２−１〜Ｎから固定長データ１６００を読み出す指示となる。一方、ｒｅ［１］〜［Ｎ］は、ロウレベルでは固定長データ１６００を読み出さない指示となる。なお、本説明において、チャネル数Ｎ＝３であるので、ｒｅ［１］〜［３］である。ｄ［１］〜［Ｎ］は、ｒｅ［１］〜［Ｎ］に応じて蓄積部１１２−１〜Ｎにより読み出された固定長データ１６００である。なお、説明の簡易のために、ｄ［＊］−［＃］であるとして、［＊］は、ｃｈ番号を示し、［＃］は、入力した順番を示すものとする。つまり、ｄ１−１は、ｃｈ番号＝１の最初の固定長データ１６００という意味である。情報データＯＤＡＴは、多重部１１４と割当情報付与部１１５との間の信号である。ＯＤＡＴは、多重部１１４によって多重化されたデータである。なお、記載されている文字と数字は、ｄ［１］〜［Ｎ］と同様である。以下、図８〜図１３を参照して、多重装置１３０１の動作を説明する。

まず、分割部１１１−１〜３は、それぞれ情報信号１３０５−１〜３を入力する。分割部１１１−１〜３は、８Ｂ／１０Ｂ変換符号や、６４Ｂ／６６Ｂ変換符号等の符号を用いた符号化により、情報信号１３０５−１〜３から固定長データ１６００を生成する。分割部１１１−１〜３は、これにより情報信号の区切りを識別可能とする。分割部１１１−１〜３は、それぞれ対応する蓄積部１１２−１〜３へ固定長データ１６００を出力する。

続いて、蓄積部１１２−１〜３は、それぞれ分割部１１１−１〜３から固定長データを入力する。蓄積部１１２−１〜３は、固定長データを蓄積する。蓄積部１１２−１〜３は、蓄積している固定長データの数を、有効データ数ＥＭＰ［１］〜［３］として巡回出力ｃｈ決定部３３２へ出力する。

続いて、巡回出力ｃｈ決定部３３２は、蓄積部１１２−１〜３から有効データ数ＥＭＰ［１］〜［３］を入力する。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、ＥＭＰに基づいて全ｃｈ有効データ無信号ＡＥＭＰを生成して、割当計算部３３１へ出力する。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、ＥＭＰ［１］〜［３］のいずれかが「０」でなくなると、ＡＥＭＰをロウレベルに設定して、割当計算部３３１へ出力する。一方、巡回出力ｃｈ決定部３３２は、ＥＭＰ［１］〜［３］の全てが「０」となると、ＡＥＭＰをハイレベルに設定して、割当計算部３３１へ出力する。

続いて、割当計算部３３１は、巡回出力ｃｈ決定部３３２から全ｃｈ有効データ無信号ＡＥＭＰを入力する。割当計算部３３１は、ＡＥＭＰに基づいて、次出力ｃｈ決定指示ＥＮを、巡回出力ｃｈ決定部３３１へ出力する。割当計算部３３１は、ＡＥＭＰがロウレベルとなると、ＥＮをハイレベルで出力する。割当計算部３３１は、ＡＥＭＰがハイレベルとなると、ＥＮをロウレベルで出力する。

続いて、巡回出力ｃｈ決定部３３２は、割当計算部３３１から、次出力ｃｈ決定指示ＥＮを入力する。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、ＥＮに基づいて、巡回処理を行って、出力するチャネルのｃｈ番号ｉを決定する。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、ＥＮがハイレベルである間、チャネル１〜３を巡回的に選択してｃｈ番号ｉを決定する。つまり、ＥＭＰ［１］〜［３］のいずれかが「０」でない場合、巡回出力ｃｈ決定部３３２は、チャネル１〜３を巡回的に選択してｃｈ番号ｉの決定を行う。一方、巡回出力ｃｈ決定部３３２は、ＥＮがロウレベルである間、ｃｈ番号ｉの決定を行わない。つまり、ＥＭＰ［１］〜［３］のいずれも「０」の場合、巡回出力ｃｈ決定部３３２は、ｃｈ番号ｉの決定を行わない。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、決定されたｃｈ番号ｉと、ｃｈ番号ｉに対応する蓄積部１１２−１〜３の有効データ数ＥＭＰとを、決定したｃｈの有効データ数ＳＥＭＰとして割当計算部３３１へ出力する。

続いて、割当計算部３３１は、巡回出力ｃｈ決定部３３２から、ｃｈ番号ｉと決定したｃｈの有効データ数ＳＥＭＰとを入力する。割当計算部３３１は、ｃｈ番号ｉと、ＳＥＭＰと、チャネル多重比率数ｍと、割当可能数ｗとに基づいてスロット割当処理を行って、ブロック番号ＢＮ、スロット番号ＳＮ、スロット割当ｏａを決定する。割当計算部３３１は、ＢＮ、ＳＮ、ｏａを、多重部１１４と、割当情報付与部１１５とへ出力する。また、割当計算部３３１は、割当指示ＲＥを、多重部１１４へ出力する。

続いて、多重部１１４は、ブロック番号ＢＮ、スロット番号ＳＮ、スロット割当ｏａ、及び割当指示ＲＥを入力する。多重部１１４は、割当指示ＲＥを受けて、スロット割当ｏａで示されたｃｈ番号ｉに対応する蓄積部１１２−１〜Ｎに対して、読み出し信号ｒｅ［ｉ］をハイレベルに設定して蓄積部１１２−１へ出力する。

続いて、蓄積部１１２−１〜３は、読み出し信号ｒｅ［ｉ］を入力する。蓄積部１１２−１〜３は、読み出し信号ｒｅ［ｉ］を受けて、蓄積されている固定長データｄ［ｉ］を多重部１１４へ出力する。

続いて、多重部１１４は、蓄積部１１２−１〜３から固定長データｄ［ｉ］を入力する。多重部１１４は、タイムスロット毎に入力される固定長データｄ［１］〜［３］を用いて情報データＯＤＡＴを生成する。多重部１１４は、情報データＯＤＡＴを割当情報付与部１１５へ出力する。

続いて、割当情報付与部１１５は、割当計算部３３１から、ブロック番号ＢＮと、スロット番号ＳＮと、スロット割当ｏａとを入力する。また、割当情報付与部１１５は、多重部１１４から、情報データＯＤＡＴを入力する。割当情報付与部１１５は、現在処理を行うべきブロックのｏａと、１つ前に処理を行ったブロックのｏａとを比較する。割当情報付与部１１５は、比較結果に基づいて、割当情報ａｉを生成する。割当情報部１１５は、割当情報ａｉと、情報データＯＤＡＴ’と、ブロック番号ＢＮ’と、をフレーム生成部１１６へ出力する。

続いて、フレーム生成部１１６は、ブロック番号ＢＮ’と、情報データＯＤＡＴ’と、割当情報ａｉを、割当情報付与部１１５から入力する。フレーム生成部１１６は、ブロック番号ＢＮ’に基づいて、割当情報ａｉと情報データＯＤＡＴ’をペイロードデータ２２３へ設定する。フレーム生成部１１６は、ペイロードデータ２２３にヘッダ２２１とトレーラ２２２とを付与してフレーム２１を生成する。フレーム生成部１１６は、フレーム２１をデータストリームとして、伝送１３０４へ出力する。

以下、例えば、図１３を参照して説明をすると、タイムスロットＴ１において、巡回出力ｃｈ決定部３３２は、蓄積部１１２−１〜３から有効データ数ＥＭＰ［１］〜［３］を入力して、ロウレベルの全ｃｈ有効データ無信号ＡＥＭＰを割当計算部３３１へ出力する。割当計算部３３１は、ロウレベルのＡＥＭＰを受けて、タイムスロットＴ２において、ハイレベルの次出力ｃｈ決定指示ＥＮを巡回出力ｃｈ決定部３３２へ出力する。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、ハイレベルの次出力ｃｈ決定指示ＥＮを受けて、巡回処理によりｃｈ番号ｉ（＝１）を決定する。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、ｃｈ番号ｉ（＝１）とｃｈの有効データ数ＳＥＭＰ（＝ＥＭＰ［１］＝７）とを、割当計算部３３１へ出力する。

割当計算部３３１は、ｃｈ番号ｉ（＝１）とＳＥＭＰ（＝７）とを入力する。割当計算部３３１は、ｃｈ番号ｉ（＝１）と、ＳＥＭＰ（＝７）と、チャネル多重比率数ｍ（＝ｃｈ１：ｃｈ２：ｃｈ３＝１：１：１）と、割当可能数ｗ（＝２）に基づいて、スロット割当処理を行う。割当計算部３３１は、スロット割当処理により、ブロック番号ＢＮ（＝１）、スロット番号ＳＮ（＝１）、スロット割当ｏａ（＝ｃｈ１）を決定する。割当計算部３３１は、ブロック番号ＢＮ（＝１）、スロット番号ＳＮ（＝１）、スロット割当ｏａ（＝ｃｈ１）を、多重部１１４と割当情報付与部１１５とへ出力する。また、このとき、割当計算部３３１は、ハイレベルのＲＥを、多重部１１４へ出力する。

多重部１１４は、ブロック番号ＢＮ（＝１）、スロット番号ＳＮ（＝１）、スロット割当ｏａ（＝ｃｈ１）、及びハイレベルのＲＥを入力する。多重部１１４は、ハイレベルのＲＥを受けて、スロット割当ｏａ（＝ｃｈ１）に基づいてｃｈ１に対応する蓄積部１１２−１を選択する。多重部１１４は、読み出し信号ｒｅ［１］をハイレベルに設定して、蓄積部１１２−１へ出力する。蓄積部１１２−１は、ハイレベルのｒｅ［１］を入力すると、固定長データｄ［１］（＝ｄ１−１）を多重部１１４へ出力する。多重部１１４は、蓄積部１１２−２から固定長データｄ［１］（＝ｄ１−１）を入力する。

この後、上記と同様の動作が行われて、多重部１１４は、タイムスロットＴ３において、蓄積部１１２−２から固定長データｄ［２］（＝ｄ２−１）をさらに入力する。多重部１１４は、タイムスロットＴ４において、蓄積部１１２−３から固定長データｄ［３］（＝ｄ３−１）をさらに入力する。多重部１１４は、タイムスロットＴ４において、割当可能数ｗ（＝０）となるため、固定長データｄ［１］〜［３］（＝ｄ１−１、ｄ２−１、ｄ３−１）を情報データＯＤＡＴとして、割当情報付与部１１５へ出力する。このような動作により、多重部１１４は、タイムスロットＴ４、Ｔ７、Ｔ１０、Ｔ１３、Ｔ１６、Ｔ１９において、同様に、情報データＯＤＡＴを割当情報付与部１１５へ出力する。

ここで、蓄積部１１２−１〜３は、タイムスロットＴ２〜Ｔ１０において、いずれも固定長データ１６００を蓄積している。チャネル多重比率数ｍは、前述より、ｃｈ１：ｃｈ２：ｃｈ３＝１：１：１である。情報データＯＤＡＴを参照すると、固定長データ１６００の多重比率は、タイムスロットＴ２〜Ｔ１０においてチャネル多重比率数ｃｈ１：ｃｈ２：ｃｈ３＝１：１：１と一致していることを確認できる。

また、蓄積部１１２−２は、タイムスロットＴ１１〜Ｔ１７において、固定長データ１６００を蓄積していない。そのため、多重部１１４は、蓄積部１１２−１、３から固定長データ１６００を読み出す。この場合でも、情報データＯＤＡＴを参照すると、固定長データ１６００の多重比率は、タイムスロットＴ１１〜Ｔ１７においてチャネル多重比率数ｃｈ１：ｃｈ３＝１：１と一致していることを確認できる。

以上が、本実施形態における多重装置１３０１の動作の説明である。

７．割当制御部１１３のスロット割当動作
次に、図１４Ａ、図１４Ｂを用いて、本実施形態における割当制御部１１３のスロット割当処理の動作の説明を行う。図１４Ａ、及び図１４Ｂは、本実施形態における割当制御部１１３のスロット割当処理の動作を示すフローチャートである。

はじめに、割当計算部３３１は、処理で使用する変数の初期化を行う（ステップＳ１０）。初期化後、割当計算部３３１は、巡回出力ｃｈ決定部３３２から全チャネル有効データ無信号ＡＥＭＰを入力する。割当計算部３３１は、全ての蓄積部１１２−１〜Ｎに読み出し可能な固定長データ１６００が蓄積されていないかを、ＡＥＭＰに基づいて判定する（ステップＳ２０）。割当計算部３３１は、ＡＥＭＰがハイレベルである場合、すなわち、全ての蓄積部１１２−１〜Ｎに読み出し可能な固定長データ１６００が蓄積されていない場合（ステップＳ２０のＹｅｓ）、次出力ｃｈ決定指示ＥＮをロウレベルに設定して巡回出力ｃｈ決定部３３２へ出力する。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、ロウレベルのＥＮを受けて停止する（ステップＳ３０）。この場合、ステップＳ２０へ戻り、割当計算部３３１は、ＡＥＭＰがロウレベルとなるまで上記判定を繰り返す。

一方、割当計算部３３１は、ＡＥＭＰがロウレベルであり、蓄積部１１２−１〜Ｎのいずれかに読み出し可能な固定長データ１６００が蓄積されている場合（ステップＳ２０のＮｏ）、ＥＮをハイレベルに設定して巡回出力ｃｈ決定部３３２へ出力する。巡回出力ｃｈ決定部３３２は、ハイレベルのＥＮを受けて、固定長データ１６００読み出すｃｈ番号ｉと、決定したｃｈの有効データ数ＳＥＭＰと割当計算部３３１へ出力する。割当計算部３３１は、巡回出力ｃｈ決定部３３２からｃｈ番号ｉと決定したｃｈの有効データ数ＳＥＭＰとを入力する（ステップＳ４０）。

割当計算部３３１は、ｃｈ番号ｉに基づいて、ｃｈ毎に設定してあるチャネル多重比率数ｍ（ｉ）を、チャネル多重比率数残数ｙに設定する（ステップＳ５０）。なお、チャネル多重比率数ｍ（ｉ）は、ｃｈ番号ｉに設定されるチャネル多重比率数ｍを示している。また、チャネル多重比率数残数ｙは、一度に割り当てることが可能なスロット数の残数を示している。割当計算部３３１は、スロット割当を行う毎に、チャネル多重比率数残数ｙを減算して、チャネル多重比率数残数ｙが「０」になると、次のチャネルへ割当処理を移行する。

割当計算部３３１は、ＳＥＭＰを有効データ残数ｚへ設定する（ステップＳ６０）。割当計算部３３１は、スロット割当ｏａにｃｈ番号ｉを設定する（ステップＳ７０）。割当計算部３３１は、スロット番号ＳＮに更新スロット番号ｓｓを設定する（ステップＳ８０）。割当計算部３３１は、ブロック番号ＢＮに更新ブロック番号ｂｂを設定する（ステップＳ９０）。さらに割当計算部３３１は、割当指示ＲＥをハイレベルに設定して、多重部１１４にスロット２５への固定長データ１６００割当を指示する（ステップＳ１００）。ここで、有効データ数ｚは、巡回出力ｃｈ決定部３３２により決定したｃｈ番号ｉに対応する蓄積部１１２−１〜Ｎの有効データ数の残数を示す。割当計算部３３１は、スロット割当処理を行う毎に有効データ残数ｚの減算を行って、有効データ残数ｚが「０」になると次のチャネルへスロット割当処理を移行する。なお、ｂｂは、更新後のブロック番号を示す。ｓｓは、更新後のスロット番号を示す。また、ステップＳ６０からステップＳ１００の実行順序は問わない。ステップＳ６０からステップＳ１００は、同時に実行されても良い。

割当計算部３３１は、割当可能数ｗが「ｗ＞０」であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。すなわち、割当計算部３３１は、割当可能数ｗの残数があるか否かを判定する。割当計算部３３１は、割当可能数ｗが「ｗ＞０」である場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、割当可能数ｗから「１」を減算する（ステップＳ１２０）。すなわち、割当計算部３３１は、「ｗ＝ｗ−１」を算出する。さらに、割当計算部３３１は、更新スロット番号ｓｓに「１」を加算する（ステップＳ１３０）。すなわち、割当計算部３３１は、「ｓｓ＝ｓｓ＋１」を算出する。このようにして、割当計算部３３１は、割当可能数ｗと更新スロット番号ｓｓの値を更新する。なお、ステップＳ１２０とステップＳ１３０の実行順序は問わない。ステップＳ１２０とステップＳ１３０は、同時に実行されても良い。

一方、割当計算部３３１は、割当可能数ｗが「ｗ≦０」である場合（ステップＳ１１０のＮｏ）、割当可能数ｗに１ブロックあたりのスロット数ｐを「ｐ−１」と減算した値を設定する（ステップＳ１４０）。割当計算部３３１は、更新ブロック番号ｂｂに「１」を加算する（ステップＳ１５０）。すなわち、割当計算部３３１は、「ｂｂ＝ｂｂ＋１」を算出する。割当計算部３３１は、更新スロット番号ｓｓに「１」を設定する（ステップＳ１６０）。すなわち、割当計算部３３１は、「ｓｓ＝１」と設定する。このようにして、割当計算部３３１は、割当可能数ｗと、更新ブロック番号ｂｂと、更新スロット番号ｓｓの値を更新する。ここで、割当可能数ｗが「ｗ≦０」であるとは、１ブロックにおける全スロットへｃｈの割当が完了したことを意味する。なお、ステップＳ１４０からステップＳ１６０の実行順序は問わない。ステップＳ１４０からステップＳ１６０は、同時に実行されても良い。

割当計算部３３１は、チャネル多重比率数残数ｙと有効データ残数ｚとが共に「０」より大きいかを判定する。すなわち、割当計算部３３１は、「ｙ＞０かつｚ＞０」であるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。割当計算部３３１は、チャネル多重比率数残数ｙと有効データ残数ｚが、共に「０」より大きい場合（ステップＳ１７０のＹｅｓ）、すなわち、「ｙ＞０かつｚ＞０」である場合、チャネル多重比率数残数ｙから「１」を減算する（ステップＳ１８０）。つまり、割当計算部３３１は、「ｙ＝ｙ−１」を算出する。また、割当計算部３３１は、有効データ残数ｚから「１」を減算する（ステップＳ１９０）。つまり、割当計算部３３１は、「ｚ＝ｚ−１」を算出する。このようにして、割当計算部３３１は、チャネル多重比率数残数ｙと有効データ残数ｚとを更新する。なお、ステップＳ１８０とステップＳ１９０の実行順序は問わない。ステップＳ１８０とステップＳ１９０は、同時に実行されても良い。この後、ステップＳ８０へ戻る。

一方、割当計算部３３１は、チャネル多重比率数残数ｙまたは有効データ残数ｚのいずれかが「０」以下である場合、すなわち、「ｙ＞０かつｚ＞０」でない場合、現在のｃｈ番号ｉへのスロット割当処理を完了する。この場合、ステップＳ２０へ戻る。チャネル多重比率数残数ｙが「０」以下であるとは、１度に割り当てられるスロット数の残数が無いことを意味する。また、有効データ残数が「０」以下であることは、当該ｃｈ番号ｉに対応する蓄積部１１２−１〜Ｎに読み出し可能な固定長データ１６００が蓄積されていないことを意味する。

以上が、本実施形態における割当制御部１１３のスロット割当処理の動作の説明である。

８．割当情報付与部１１５の動作
次に、図１５及び図１６を用いて、本実施形態における割当情報付与部１１５の動作の説明を行う。図１５は、本実施形態における割当情報付与部１１５の動作を示すタイミングチャートである。また、図１６は、本実施形態における割当情報付与部１１５の動作を示すフローチャートである。なお、図１５のタイミングチャートは、図１３と同様に、チャネル数Ｎ＝３、情報データ２４３内のスロット数ｐ＝３、各チャネルのチャネル多重比率数ｍをｃｈ１：ｃｈ２；ｃｈ３＝１：１：１とした場合を示している。ただし、チャネル数＝Ｎ、情報データ２４３内のスロット数＝ｐ、各チャネルのチャネル多重比率数ｍ１〜ｍｎが任意の場合にも、適用可能である。まず、図１５の項目の説明を行う。

時間は、タイムスロットを示している。ブロック番号ＢＮと、スロット番号ＳＮと、スロット割当ｏａとは、割当計算部３３１と割当情報付与部１１５との間の信号である。情報データＯＤＡＴは、多重部１１４と割当情報付与部１１５との間の信号である。ブロック番号ＢＮ’と、情報データＯＤＡＴ’と、割当情報ａｉとは、割当情報付与部１１５とフレーム生成部１１６との間の信号である。なお、ブロック番号ＢＮ’は、ブロック番号ＢＮの遅延信号である。情報データＯＤＡＴ’は、情報データＯＤＡＴの遅延信号である。また、割当情報ａｉは、割当情報付与部１１５で生成される信号である。割当情報ａｉ’１（割当情報６−１）、割当情報ａｉ’４（割当情報６−４）は、図９で説明を行った割当情報２４１と同様である。すなわち、割当情報ａｉ’１（割当情報６−１）、割当情報ａｉ’４（割当情報６−４）は、識別信号２６１と、スロット割当２６３−１〜ｐを含んでいる。一方、割当情報ａｉ’２（割当情報６−２）、割当情報ａｉ’３（割当情報６−３）は、図９で説明を行った割当情報２４２と同様である。すなわち、割当情報ａｉ’２（割当情報６−２）、割当情報ａｉ’３（割当情報６−３）は、識別信号２６１のみを含んでおり、スロット割当２６３−１〜ｐを含まない。

図１５のタイミングチャートによれば、まず、割当情報付与部１１５は、割当計算部３３１から、ブロック番号ＢＮと、スロット番号ＳＮと、スロット割当ｏａとを入力する。また、割当情報付与部１１５は、多重部１１４から、情報データＯＤＡＴを入力する。割当情報付与部１１５は、現在処理を行うべきブロックのｏａと、１つ前に処理を行ったブロックのｏａとを比較する。割当情報付与部１１５は、比較結果に基づいて、割当情報ａｉを生成する。割当情報部１１５は、割当情報ａｉと、割当情報ａｉに同期する情報データＯＤＡＴ’と、ブロック番号ＢＮ’と、をフレーム生成部１１６へ出力する。

次に、図１６を参照して、割当情報付与部１１５の具体的な動作について説明する。まず、割当情報付与部１１５は、ブロック番号ＢＮと、スロット番号ＳＮと、スロット割当ｏａとを、割当計算部３３１から入力し、また、情報データＯＤＡＴを、多重部１１４から入力する（ステップＳ２００）。割当情報付与部１１５は、現在のブロックのスロット割当ｏａと、１つ前に入力された前ブロックのスロット割当ｏａとを比較して、差異が有るかを判定する（ステップＳ２１０）。割当情報付与部１１５は、スロット割当ｏａに差異がある場合（ステップＳ２１０のＹｅｓ）、スロット割当ｏａに差異があることを示す識別情報２６１を生成して、割当情報ａｉへ設定する（ステップＳ２２０）。また、割当情報付与部１１５は、現在のブロックのスロット割当ｏａを割当情報ａｉへ設定する（ステップＳ２３０）。そして、割当情報付与部１１５は、割当情報ａｉと、情報データＯＤＡＴとを、フレーム生成部１１６へ出力する（ステップＳ２５０）。この後、ステップＳ２００へ戻り、次のブロックの処理へ移る。

一方、割当情報付与部１１５は、スロット割当ｏａに差異が無い場合（ステップＳ２１０のＮｏ）、スロット割当ｏａに差が無いことを示す識別情報２６１を生成して、割当情報ａｉへ設定する（ステップＳ２４０）。この場合、割当情報付与部１１５は、現在のブロックのスロット割当ｏａを、割当情報ａｉへは設定しない。このように、割当情報付与部１１５は、入力したスロット割当ｏａに、一つ前のブロックのスロット割当ｏａと差が無い場合、割当情報ａｉへのスロット割当ｏａの設定を行わないことで、データストリームの帯域消費を抑えている。割当情報付与部１１５は、割当情報ａｉと、情報データＯＤＡＴとを、フレーム生成部１１６へ出力する（ステップＳ２５０）。この後、ステップＳ２００へ戻り、次のブロックの処理へ移る。この後、ステップＳ１００５へ進む。

例えば、図１５において、まず、割当情報付与部１１５は、ブロック番号ＢＮ＝１を入力する。割当情報付与部１１５は、事前のブロックが存在しないため、スロット割当ｏａが１つまえのブロックのスロット割当ｏａと差異があると判定する。そのため、ブロック番号ＢＮ＝１に付与される割当情報ａｉは、識別信号２６１と、現在のブロックのスロット割当ｏａとを含む（割当情報ａｉ’１（割当情報６−１））。続いて、割当情報付与部１１５は、ブロック番号ＢＮ＝１とブロック番号ＢＮ＝２、及び、ブロック番号ＢＮ＝２とブロック番号ＢＮ＝３のスロット割当ｏａの比較において差異が無いと判定する。そのため、割当情報付与部１１５は、識別信号２６１のみを含む割当情報ａｉをブロック番号ＢＮ＝２、３へ付与する（割当情報ａｉ’２（割当情報６−２）、割当情報ａｉ’３（割当情報６−３））。さらに、割当情報付与部１１５は、ブロック番号ＢＮ＝３とブロック番号ＢＮ＝４との比較においてスロット割当ｏａに差異があると判定する。そのため、ブロック番号ＢＮ＝４に付与される割当情報ａｉは、識別信号２６１と、スロット割当ｏａとを含む（割当情報ａｉ’１（割当情報６−１））。このようにして、割当情報付与部１１５は、割当情報ａｉを付与する。

次に、本実施形態における割当情報ａｉのフォーマットの説明を行う。図１７は、本実施形態における割当情報ａｉのフォーマットを示す図である。なお、図１７は、チャネル数Ｎ＝３、情報データ２４３内のスロット数ｐ＝３、各チャネルのチャネル多重比率数ｍを、ｃｈ１：ｃｈ２：ｃｈ３＝１：１：１とした場合の例である。

直前のブロックのスロット割当ｏａと現在のブロックのスロット割当ｏａとが一致しない場合（差異有）の割当情報ａｉは、識別情報２６１とスロット割当ｏａとを含むフォーマットである。本説明では、スロット数ｐ＝３であるので、スロット割当ｏａは、スロット１〜３までの３チャネル分存在する。各スロット割当ｏａは、２ビットを備え、ビットの割当によって、チャネル番号を識別することができる。また、識別信号２６１は、１ビットを備え、スロット割当ｏａに差異有りの場合に、ビット「０」を設定する。なお、割当情報ａｉの備える各スロット割当ｏａの数と、スロット割当ｏａ各々のビットの数は、多重装置１３０１の入力するチャネル数に応じて変化することになる。

一方、直前のブロックのスロット割当ｏａと現在のブロックのスロット割当ｏａとが一致する場合（差異無）の割当情報ａｉは、識別信号２６１のみを含むフォーマットである。識別信号２６１は、（イ）と同様に１ビットを備え、スロット割当ｏａに差異無しの場合に、ビット「１」を設定する。

例えば、図１５に示したブロック１に付与される割当情報ａｉ’１（割当情報６−１）は、スロット割当ｏａに差異有を示すため、識別情報２６１とスロット割当ｏａとを含む。割当情報ａｉ’１（割当情報６−１）は、識別情報２６１に、スロット割当ｏａに差異有り、を示すビット「０」を設定している。また、割当情報ａｉ’１（割当情報６−１）は、スロット割当ｏａに基づく、ビットを格納している。割当情報ａｉ’１（割当情報６−１）は、スロット割当ｏａがｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３であるため、スロット割当ｏａに各チャネルに対応するビット「０１１０１１」を設定している。これにより、割当情報ａｉ’１（割当情報６−１）は、識別情報２６１とスロット割当ｏａを含めて、ビット列「００１１０１１」を設定されることになる。

一方、図１５に示したブロック２、ブロック３に付与される割当情報ａｉ’２（割当情報６−２）は、スロット割当ｏａに差異無を示すため、識別情報２６１のみを含む。割当情報ａｉ’２（割当情報６−２）は、識別情報２６１に、スロット割当ｏａに差異無し、を示すビット「１」を設定している。これにより、割当情報ａｉ’２（割当情報６−２）は、ビット列「１」を設定されることになる。なお、割当情報ａｉ’３（割当情報６−３）は、割当情報ａｉ’２（割当情報６−２）と同様である。また、割当情報ａｉ’４（割当情報６−４）は、識別情報２６１とスロット割当ｏａを含めて、ビット列「００１１１０１」を設定されることになる。このように、例えば、本説明において、割当情報ａｉ’１（割当情報６−１）と割当情報ａｉ’２（割当情報６−２）では、５ビットの差がある。そのため、割当情報ａｉ’２（割当情報６−２）のように、スロット割当ｏａに差異無し、の場合にはスロット割当ｏａを含まないフォーマットとすることで、データストリームの伝送帯域を効率的に使用することができる。

以上が、本実施形態における割当情報付与部１１５の動作の説明である。

９．多重分離装置１３０２の動作
次に、本実施形態における多重分離装置１３０２の動作の説明を行う。図１８は、本実施形態における多重分離装置１３０３の動作を示すタイミングチャートである。なお、図１８のタイミングチャートは、多重分離装置１３０２のチャネル数Ｎ＝３、情報データ２４３内のスロットの数ｐ＝３、各チャネルのチャネル多重比率数ｍ１〜ｍ３＝１とした場合を示している。ただし、チャネル数＝Ｎ、情報データ２４３内のスロット数＝ｐ、各チャネルのチャネル多重比率数ｍ１〜ｍｎが任意の場合にも、適用可能である。まず、図１８の項目の説明を行う。

時間は、タイムスロットを示す。受信ペイロードデータｉｒｐｄとペイロードデータ有効ｉｒｐｅは、フレーム終端部１２５と割当情報検出部１２４との間の信号である。受信ペイロードデータｉｒｐｄは、受信フレームのペイロードデータの割当情報ａｉ’１〜ａｉ’４（割当情報６−１〜６−４）と情報データＯＤＡＴに格納された固定長データ１６００を示している。なお、説明の簡易のために、固定長データｄ［＊］−［＃］であるとして、［＊］は、ｃｈ番号を示し、［＃］は、入力した順番を示すものとする。つまり、ｄ１−１は、ｃｈ番号＝１の最初の固定長データ１６００を示す。ペイロードデータ有効ｉｒｐｅは、受信ペイロードデータｉｒｐｄが有効であるか否かを示している。フレーム終端部１２５は、受信ペイロードデータｉｒｐｄが有効である場合、ペイロードデータ有効ｉｒｐｅをハイレベルで、割当情報検出部１２４へ出力する。一方、フレーム終端部１２５は、受信ペイロードデータｉｒｐｄが無効である場合、ペイロードデータ有効ｉｒｐｅをロウレベルで、割当情報検出部１２４へ出力する。

割当情報ａｉと、割当情報有効ａｉｅは、割当情報検出部１２４と分配制御部１２３との間の信号である。割当情報ａｉは、割当情報検出部１２４により受信ペイロードデータｉｒｐｄから取得された割当情報ａｉを示す。割当情報有効ａｉｅは、割当情報ａｉが有効であるか否かを示している。割当情報検出部１２４は、割当情報ａｉが有効である場合、割当情報有効ａｉｅをハイレベルで、分配制御部１２３へ出力する、一方、割当情報検出部１２４は、割当情報ａｉが無効である場合、割当情報有効ａｉｅをロウレベルで、分配制御部１２３へ出力する。

ブロックフラグｂｆと、受信情報データｉｒａｄは、割当情報検出部１２４と分配部１２２との間の信号である。ブロックフラグｂｆは、受信ペイロードデータｉｒｐｄにおけるブロック２３の区切りを示している。割当情報検出部１２４は、受信ペイロードデータｉｒｐｄにおいてブロック区切りを検出した場合、ブロックフラグｂｆをハイレベルで、分配部１２２へ出力する。一方、割当情報検出部１２４は、受信ペイロードデータｉｒｐｄにおいてブロック区切りを検出しない場合、ブロックフラグｂｆをロウレベルで、分配部１２２へ出力する。受信情報データｉｒａｄは、受信ペイロードデータｉｒｐｄから割当情報ａｉを分離した固定長データ１６００である。図１８では、受信情報データｉｒａｄ内の各スロットに格納された固定長データ１６００を示している。

分配情報ｉｄｅ［１］〜［３］は、分配制御部１２３と分配部１２２との間の信号である。分配制御部１２３は、受信情報データｉｒａｄ内の固定長データが有効である場合、対応する分配情報ｉｄｅ［１］〜［３］をハイレベルで出力する。一方、分配制御部１２３は、受信データｉｒａｄ内の固定長データが有効で無い場合、対応する分配情報ｉｄｅ［１］〜［３］をロウレベルで出力する。

データ有効ｉｅ［１］〜［３］と分配出力ｏｒｄ［１］〜［３］は、分配部１２２と結合部１２１−１〜１２１−３との間の信号である。分配出力ｏｒｄ［１］〜［３］は、受信情報データｉｒａｄは、分配部１２２により結合部１２１−１〜１２１−３へ分配された固定長データ１６００である。データ有効ｉｅ［１］〜［３］は、固定長データ１６００が有効であるか否かを示す。分配部１２２は、固定長データ１６００が有効である場合、データ有効ｉｅ［１］〜［３］をハイレベルで出力する。一方、分配部１２２は、固定長データ１６００が無効である場合、データ有効ｉｅ［１］〜［３］をロウレベルで出力する。

以下、図１２及び図１８を参照して、多重分離装置１３０２の動作を説明する。まず、フレーム終端部１２５は、伝送路１３０４からデータストリームを入力する。フレーム終端部１２５は、データストリームから、フレーム２１を検出する。フレーム終端部１２５は、受信ペイロード有効ｉｒｐｅをハイレベルで割当情報検出部１２４へ出力する。フレーム終端部１２５は、同時に、受信ペイロードデータｉｒｐｄを割当情報検出部１２４へ出力する。なお、図１８に示した割当情報６−１〜６−６は、割当情報ａｉを示している。

続いて、割当情報検出部１２４は、フレーム終端部１２５から、受信ペイロードデータ有効ｉｒｐｄと受信ペイロードデータｉｒｐｄとを入力する。割当情報検出部１２４は、ハイレベルのｉｒｐｅを受けて、受信ペイロードデータｉｒｐｄから割当情報ａｉを検出する。割当情報検出部１２４は、割当情報有効ａｉｅをハイレベルに設定して、分配制御部１２３へ出力する。割当情報検出部１２４は、同時に、割当情報ａｉを分配制御部１２３へ出力する。また、割当情報検出部１２４は、割当情報ａｉを検出する毎に、ブロックの区切りを示すブロックフラグｂｆをハイレベルに設定して分配部１２２へ出力する。このとき、割当情報検出部１２４は、同時に、受信ペイロードデータｉｒｐｄから割当情報ａｉを除いた受信情報データｉｒａｄを、分配部１２２へ出力する。

続いて、分配制御部１２３は、割当情報検出部１２４から、割当情報ａｉと割当情報有効ａｉｅとを入力する。分配制御部１２３は、ハイレベルの割当情報有効信号ａｉｅを受けて、割当情報ａｉに基づいて分配情報ｉｄｅ［１］〜［３］を生成する。分配制御部１２３は、割当情報ａｉの示すチャネルに対応する分配情報ｉｄｅ［１］〜［３］を、ハイレベルに設定して出力する。ここで、分配制御部１２３は、割当情報ａｉの含む識別信号２６１がビット「１」である場合、すなわち、識別信号２６１がスロット割当ｏａに差異無を示す場合、直前のブロックと同一の分配情報［１］〜［３］を生成する。一方、分配制御部１２３は、割当情報ａｉの含む識別信号２６１がビット「０」である場合、すなわち、識別信号２６１がスロット割当ｏａに差異有りを示す場合、割当情報ａｉに含まれるスロット割当ｏａに基づいて、分配情報ｉｄｅ［１］〜［３］を生成する。分配制御部１２３は、分配情報ｉｄｅ［１］〜［３］を、分配部１２２へ出力する。

分配部１２２は、分配制御部１２３から、分配情報ｉｄｅ［１］〜［３］を入力する。また、分配部１２２は、割当情報検出部１２４から、ブロックフラグｂｆと受信情報データｉｒａｄとを入力する。分配部１２２は、情報データｉｒａｄから、分配情報ｉｄｅ［１］〜［３］がハイレベルであるチャネルに対応するスロット２５の固定長データ１６００を、分配出力ｏｒｄとして対応するチャネルの結合部１２１−１〜３へ出力する。このとき、分配部１２２は、分配出力ｏｒｄ［１］〜［３］と共にデータ有効ｉｅ［１］〜［３］を、該当するチャネルに対応する結合部１２１−１〜３へ出力する。例えば、図１８のＴ２において、分配部１２２は、分配制御部１２３からハイレベルの分配情報ｉｄｅ［１］を入力する。分配部１２２は、分配情報ｉｄｅ［１］に対応する受信情報データｉｒａｄの固定長データ（ｄ１−１）と、ハイレベルに設定したデータ有効ｉｅ［１］を、チャネル１に対応する結合部１２１−１へ出力する。

続いて、結合部１２１−１〜３は、分配部１２２から、分配出力ｏｒｄ［１］〜［３］と、データ有効ｉｅ［１］〜［３］とを入力する。結合部１２１−１〜３は、ハイレベルのデータ有効ｉｅを受けて、分配出力ｏｒｄ［１］〜［３］である固定長データ１６００を、８Ｂ／１０Ｂ変換符号、あるいは６４Ｂ／６６Ｂ変換符号を用いた復号化を行う。結合部１２１−１〜３は、復号化後のデータをそれぞれ蓄積して、複合化後のデータ内において情報信号１３０６−１〜３の区切りを検出する毎に、情報信号１３０６−１〜３を各チャネルへ出力する。なお、結合部１２１−１〜３は、情報信号１３０６−１〜３を出力しない間は、ＩＦＧ（Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｇａｐ）を、各チャネルへ出力し続ける。

ここで、図１８のＴ２〜Ｔ１２の間における分配出力ｏｒｄ［１］〜［３］を確認すると、ｃｈ１：ｃｈ２：ｃｈ３＝１：１：１となっており、チャネル多重比率数ｍのｃｈ１：ｃｈ２：ｃｈ３＝１：１：１を満たしていることが確認できる。また、Ｔ１４〜Ｔ２０の間における分配出力ｏｒｄ［１］〜［３］を確認すると、ｃｈ１：ｃｈ３＝１：１となっており、ｃｈ２の固定長データ１６００がない状態であっても、チャネル多重比率数ｍを満たしていることが確認できる。

以上が、本実施形態における多重分離装置１３０２の動作の説明である。

このように、本実施形態において割当制御部１１３の巡回出力ｃｈ決定部３３２は、読み出し可能な固定長データ１６００を蓄積した蓄積部１１２−１〜Ｎに対して巡回してチャネルを決定する。また、割当計算部３３１は、１つのブロックにおいて固定長データ１６００を割当可能なスロット数とチャネル毎に割り当てるスロット数を示すチャネル多重比率数を保持している。割当計算部３３１は、各ブロックのスロットに対して、チャネル多重比率数のスロットを割り当てる。そのため、割当計算部３３１は、各チャネルをチャネル多重比率数に基づく任意の比率で多重することができる。

さらに、本実施形態において、割当情報ａｉは、ブロック内のスロットへのチャネル割り当て状況を、スロット割当ｏａとして格納している。また、割当情報ａｉは、スロット割当の同じブロックが続く場合に、スロット割当を省略することを示す識別信号２６１も含む。そのため、多重装置１３０１側でチャネル多重比率数が変更されたとしても、多重分離装置１３０２側では、スロット割当に基づいて、柔軟かつ適切に多重分離を行うことが可能である。また、多重比率が変更されない場合には、割当情報ａｉのスロット割当ｏａを省略することで、伝送路１３０４の伝送帯域を有効に利用することができる。

以上が、本実施形態における多重伝送システムの説明である。なお、本実施形態では、入力信号である情報信号１３０５−１〜Ｎを、可変長のＭＡＣフレームとして述べたが、ＩＰｖ４（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｖｅｒｓｉｏｎ ４）や、ＩＰｖ６（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｖｅｒｓｉｏｎ ６）や、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）や、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のプロトコルについても適用可能である。

また、本実施形態では、分割部１１１−１〜Ｎが情報信号１３０５−１〜Ｎを符号化して固定長データを生成し、結合部１２１−１〜Ｎが固定長データを復号化して情報信号１３０６−１〜Ｎを生成している。しかし、符号化、復号化処理は、分割部１１１−１〜Ｎや、結合部１２１−１〜Ｎによる実行に限定しない。多重装置１３０１は、予め前段の処理部にて符号化された固定長データを入力しても良い。多重分離装置１３０２は、後段の処理にて復号化が行われても良い。

さらに、本実施形態では、多重信号としてＭＡＣフレームを伝送する場合を用いて説明を行っているが、多重信号としては、ＭＡＣフレーム以外のフレームでもよく、ＩＦＧを含まない通信ネットワークへも適用可能である。

また、本実施形態において、割当情報ａｉは、ブロック毎に付与するとして説明を行ったが、割当情報ａｉは、フレーム２１に含まれるペイロードデータ２２３に格納されても良い。図１９は、本実施形態のおける多重伝送システムの伝送するデータストリームの他のフレーム構成を示す図である。図１９に示すように、ペイロードデータ２２３は、割当情報ａｉと、スロット２５−１〜ｐを含む情報データ２０１−１〜ｑとを格納したフレーム構成としても良い。なお、この場合、情報データ２０１−１〜ｑ内のスロット割当は、割当情報ａｉに基づくことになる。また、割当情報ａｉは、ヘッダ２２１に格納されても良い。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による多重伝送システムの説明を行う。

本実施形態では、複数の送信キューに入力された、イーサネット（登録商標）のＭＡＣフレームのような可変長フレームである情報信号を、厳密優先順位（以下、ストリクト・プライオリティ：Ｓｔｒｉｃｔ Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）により高優先のキューに蓄積された情報信号から順に多重して伝送するネットワークスイッチを例に用いて説明を行う。

ここで、ストリクト・プライオリティは、優先キューの優先度の順番に応じて厳密な優先伝送を行う従来の方式である。ストリクト・プライオリティでは、優先度の高いキューに蓄積されたＭＡＣフレームを先に送信する。そして、ストリクト・プライオリティでは、高優先のキューが空にならない限り、低優先のキューに蓄積されたＭＡＣフレームは送信されない。

［構成の説明］
まず、本実施形態の多重伝送システムの構成の説明を行う。図２０は、本実施形態における多重伝送システムの構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の多重伝送システムは、ネットワークスイッチＡ内にエグレス（Ｅｇｒｅｓｓ）１１０１と、ネットワークスイッチＢ内にイングレス（Ｉｎｇｒｅｓｓ）１１０２とを備える。本実施形態の多重伝送システムにおけるエグレス１１０１とイングレス１１０２は、第１実施形態における多重装置１３０１と、多重分離装置１３０２と、ほぼ同様である。そのため、以下の説明では、同様の部分の説明は省略して、違いのある部分を中心に説明を行う。また、同様の構成については、第１実施形態と同様の符号を付して説明を行う。

エグレス１１０１は、ネットワークスイッチＡの出力側である。イングレス１１０２は、ネットワークスイッチＢの入力側である。エグレス１１０１と、イングレス１１０２とは、伝送路１３０４で接続されている。エグレス１１０１は、優先キュー１〜Ｎの出力側と接続されており、優先キュー１〜ＮからＭＡＣフレームである情報信号１３０５−１〜Ｎを入力する。

イングレス１１０２は、優先キュー１〜Ｎの入力側と接続されており、情報信号１３０６−１〜Ｎを優先キュー１〜Ｎへ出力する。本実施形態において、優先キュー１が、最も高優先であり、優先キューＮが、最も低優先であるとする。エグレス１１０１は、ストリクト・プライオリティ方式のキュー制御を行って、各キューから入力されるＭＡＣフレームを多重して、伝送路１３０４へ出力する。

エグレス１１０１は、分割部１１１−１〜Ｎと、蓄積部１１２−１〜Ｎと、割当制御部１１０１３と、多重部１１４と、割当情報付与部１１５と、フレーム生成部１１６と、を備える。

分割部１１１−１〜Ｎは、図示されない前段のキュー１〜Ｎと、蓄積部１１２−１〜ｎと接続される。蓄積部１１２−１〜Ｎは、分割部１１１−１〜Ｎと、割当制御部１１０１３と接続される。割当制御部１１０１３は、蓄積部１１２−１〜Ｎと、多重部１１４と、割当情報付与部１１５と接続される。多重部１１４は、蓄積部１１２−１〜Ｎと、割当制御部１１４と、割当情報付与部１１５と接続される。割当情報付与部１１５は、多重部１１４と、割当制御部１１０１３と、フレーム生成部１１６と接続される。フレーム生成部１１６は、割当情報付与部１１５と、伝送路１３０４と接続される。

イングレス１１０２は、結合部１２１−１〜Ｎと、分配部１２２と、分配制御部１２３と、割当情報検出部１２４と、フレーム終端部１２５と、を備える。

フレーム終端部１２５は、伝送路１３０４と、割当情報検出部１２４と接続される。割当情報検出部１２４は、フレーム終端部１２５と、分配部１２３と接続される。分配制御部１２３は、割当情報検出部１２４と分配部１２２と接続される。分配部１２２は、割当情報検出部１２４と、分配制御部１２３と、結合部１２１−１〜Ｎと接続される。結合部１２１−１〜Ｎは、分配部１２２と優先キュー１〜Ｎの出力側である図示されない後段の処理部と接続される。

本実施形態において、第１実施形態と異なるのは、エグレス１１０１の割当制御部１１０１３である。そのため、以下の説明では、割当制御部１１０１３を中心に説明を行う。また、キュー１〜Ｎは、第１実施形態と同様にチャネルと表記して説明を行う。

図２１は、本実施形態における割当制御部１１０１３の構成と、エグレス１１０１における信号の流れを示す図である。本実施形態の割当制御部１１０１３は、割当計算部１２０３１と、優先出力ｃｈ決定部１２０３１とを備える。

優先出力ｃｈ決定部１２０３２は、蓄積部１１２−１〜Ｎと、割当計算部１２０３１と接続されている。優先出力ｃｈ決定部１２０３２は、蓄積部１１２−１〜Ｎから有効データ数ＥＭＰ［１］〜［Ｎ］を入力する。優先出力ｃｈ決定部１２０３２は、割当計算部１２０３１から次出力ｃｈ決定指示ＥＮを入力すると、次に固定長チャネルデータ１６００を読み出し可能である次優先ｃｈを決定する。つまり、優先出力ｃｈ決定部１２０３２は、固定長データ１６００の蓄積が全く無く、固定長データ１６００の読み出し可能でないチャネルを選択することはしない、また、優先出力ｃｈ決定部１２０３２は、固定長データ１６００を読み出し可能なチャネルであっても、そのチャネルより優先度の高い、高優先度のチャネルに対応する蓄積部１１２−１〜Ｎに読み出し可能な固定長データ１６００が蓄積されている場合、当該チャネルを選択することはしない。優先出力ｃｈ決定部１２０３２は、決定したチャネルをｃｈ番号ｉとして、割当計算部１２０３１へ出力する。また、優先出力ｃｈ決定部１２０３２は、蓄積部１１２−１〜Ｎのいずれにも固定長データ１６００が全く蓄積されていない場合、固定長データ１６００を読み出し可能なチャネルが存在しないことを示す全ｃｈ有効データ無信号ＡＥＭＰを生成して、割当計算部１２０３１へ出力する。

割当計算部１２０３１は、第１実施形態と同様の構成であり、優先出力ｃｈ決定部１２０３２と、多重部１１４と、割当情報付与部１１５と接続される。割当計算部１２０３１は、複数のスロットを含む情報データ２４３に割り当てることが可能なスロット数を示す割当可能スロット数と、各チャネルに一度に割り当てることスロット数を示すチャネル多重比率数を保持する。割当計算部１２０３１は、優先出力ｃｈ決定部１２０３２から入力するｃｈ番号ｉへ、割当可能スロット数と、チャネル多重比率数とに基づいて、スロットを割り当てる。このとき、各チャネルへ割り当てられるスロット数は、チャネル毎に設定しているチャネル多重比率数となる。割当計算部１２０３１は、チャネルの割当が終了すると、割り当てたスロット数を割当可能数ｗから減算する。割当計算部１２０３１は、この処理を割当可能数ｗが「０」になるまで繰り返す。割当計算部１２０３１は、割当可能数ｗが「０」になると、１つの情報データ２４３へのスロット割当を完了する。割当計算部１２０３１は、スロット割当の結果を、スロット割当ｏａと、スロット番号ＳＮと、ブロック番号ＢＮとして、多重部１１４と割当情報付与部１１５へ出力する。また、割当計算部１２０３１は、割当指示ＲＥを多重部１１４へ出力する。

以上が、本実施形態における多重伝送システムの構成の説明である。

［動作の説明］
次に、本実施形態における多重伝送システムの動作の説明を行う。なお、本実施形態の多重伝送システムは、割当制御部１１０１３の動作が第１実施形態と異なる。そのため、以下の説明では、割当制御部１１０１３の動作の説明を行い、その他の動作については説明を省略する。以下、図１３を用いて割当制御部１１０１３の動作を説明する。

優先出力ｃｈ決定部１２０３２は、蓄積部１１２−１〜Ｎから有効データ数ＥＭＰ［１］〜［３］を入力する。優先出力ｃｈ決定部１２０３２は、全ｃｈ有効データ数無信号ＡＥＭＰを生成して、割当計算部１２０３１へ出力する。また、割当計算部１２０３１は、優先出力ｃｈ決定部１２０３２から入力する全ｃｈ有効データ数無信号ＡＥＭＰがロウレベルになると、次出力ｃｈ決定指示ＥＮをハイレベルに設定して、優先出力ｃｈ決定部１２０３２へ出力する。優先出力ｃｈ決定部１２０３２は、割当計算部１２０３１から次出力ｃｈ決定指示ＥＮをハイレベルで入力すると、固定長チャネル１６００を出力可能な蓄積部１１２−１〜Ｎに対応するチャネルのうちで最も優先度の高いチャネルを決定し、決定したｃｈ番号ｉと、ｃｈ番号ｉの有効データ数ＥＭＰを決定したｃｈの有効データ数ＳＥＭＰとして割当計算部１２０３１へ出力する。

つまり、優先出力ｃｈ決定部１２０３２は、優先度の高いチャネルから順にチャネルを選択して、優先度が低い低優先のチャネルに出力可能な固定長データ１６００が蓄積されていたとしても、高優先のチャネルの有効データ数ＥＭＰが「０」にならない限り、低優先のチャネルを選択しない。なお、割当計算部１２０３１の動作は、図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて第１実施形態で説明済みであるため、繰り返しての説明を省略する。

以上が、本実施形態における多重伝送システムの動作の説明である。

ここまで、本実施形態における多重伝送システムの説明を行ってきた。このように、本実施形態では割当制御部１１０１３の優先出力ｃｈ決定部１２０３２が、１ブロックに割当可能なスロット数を保持して、各ブロックへスロットを割り当てるため、特定のｃｈを優先的に多重することが可能となる。

また、スロット割当の途中で、特定のチャネルの有効データ数ＥＭＰが「０」になった場合でも、割当計算部１２０３１は、直ぐに次に優先度の高いチャネルをスロットに割り当てることが可能であるため、伝送帯域を有効に活用することができる。

また、低優先のチャネルへのスロット割当の途中で、高優先のチャネルに出力可能な固定長データ１６００が入力された場合でも、割当計算部１２０３１において、処理中のチャネル多重比率数残数ｙが「０」になることで、直ぐに高優先チャネルの固定長データ１６００をスロットに割り当てることが可能である。そのため、高優先チャネルのリアルタイム性を確保することができる。

以上が、本実施形態における多重伝送システムの説明である。

本発明の第１の効果は、ブロック内のスロット数と入力チャネル数が一致しない場合でも、任意の多重比率で各チャネルへ伝送帯域を割り当てることが可能なことである。これは、割当制御部１１３が、任意のチャネル多重比率数に基づいて、各チャネルに対応する固定長データ１６００を巡回的に選択してスロットへ割り当てるためである。また、第２実施形態では、優先出力ｃｈ決定部１２０３２が高優先のチャネルの固定長データ１６００から順にスロットへ割り当てることで、伝送帯域における優先割当を行うことが可能となる。

第２の効果は、効率よく伝送帯域を使用することが可能となることである。これは、割当制御部１１３が、情報信号１３０５−１〜Ｎに無信号状態が発生しても、チャネル多重比率数に基づいて、入力信号の有る他のチャネルに対して任意の多重比率でスロット割当を行うことが可能であるためである。

第３の効果は、伝送帯域の消費を抑えることが可能となることである。割当情報付与部１１５は、直前のブロックと現在のブロックとのスロット割当ｏａが一致する場合、ブロック毎に付与される割当情報ａｉとして識別信号２６１のみを付与するためである。なお、割当情報ａｉを、フレーム毎に付与することでさらに伝送帯域の消費を抑えることも可能である。

第４の効果は、各チャネルから入力する情報信号１３０５−１〜Ｎのフレーム長による影響を排除することができることである。これは、多重部１１４が、分割部１１１−１〜Ｎにおいて分割された固定長データ１６００単位で多重処理を行うためである。このため、優先度の高いトラヒックのリアルタイム性を確保しつつ、優先度の低いほかのチャネルの情報信号１３０５−１〜Ｎと多重することが可能となる。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて実現することも可能である。

この出願は、２００９年３月２６日に出願された日本出願特願２００９−０７７７１７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (26)

1. 複数のチャネルから受信される情報信号を分割して予め定められた固定長の固定長データを生成する分割部と、
   前記固定長データを前記複数のチャネルの各々に対応させて蓄積する蓄積部と、
   多重化フレームのペイロードへ格納される前記固定長データにおける前記複数のチャネル間の比率を示すチャネル多重比率数を記憶して、前記各チャネルを巡回的に選択して出力チャネルを決定し、前記出力チャネルの前記チャネル多重比率数に基づいて前記固定長データを取得するための割当指示を出力する割当制御部と、
   前記割当指示を入力する度に前記蓄積部から前記固定長データを取得して、前記固定長データを前記ペイロードへ順に格納する多重部と、
   前記ペイロードへ格納された前記固定長データの各々のチャネルを示したチャネル配列を含む割当情報を前記ペイロードへ付与する割当情報付与部と、
   前記ペイロードから前記多重化フレームを生成して、前記多重化フレームを伝送路へ送信するフレーム生成部と
   を具備する多重装置と、
   前記伝送路から前記多重化フレームを受信するフレーム終端部と、
   前記多重化フレームの前記ペイロードから前記割当情報を検出して、前記割当情報に基づいて前記各チャネルへ前記固定長データを分配するための分配情報を生成する割当情報検出部と、
   前記ペイロードから前記固定長データを検出して、前記分配情報に基づいて前記固定長データを前記各チャネルへ分配する分配部と、
   前記固定長データを結合して前記情報信号を再生する結合部と
   を具備する多重分離装置と
   を備える多重伝送システム。
2. 請求項１に記載の多重伝送システムであって、
   前記割当情報は、当該割当情報を付与すべき前記ペイロードの前記チャネル配列が、当該ペイロードの直前に処理を行った直前ペイロードに付与した直前割当情報の前記チャネル配列と一致するか否かを示す識別信号と、
   当該割当情報を付与する前記ペイロードの前記チャネル配列を示すスロット割当と、
   を含み、
   前記割当情報検出部は、前記ペイロードから検出した前記割当情報に含まれた前記スロット割当に基づいて前記分配情報を生成する
   多重伝送システム。
3. 請求項２に記載の多重伝送システムであって、
   前記割当情報付与部は、前記割当情報を付与すべき前記ペイロードの前記チャネル配列が、前記直前割当情報に含まれた前記チャネル配列と一致している場合、前記直前割当情報の前記チャネル配列と同じであることを示す一致識別信号のみ含めた前記割当情報を前記ペイロードへ付与し、
   前記割当情報検出部は、前記ペイロードから検出した前記割当情報に、前記一致識別信号が含まれている場合、前記直前ペイロード処理に用いた前記分配情報と同一の前記分配情報を生成する
   多重伝送システム。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の多重伝送システムであって、
   前記ペイロードは、複数のブロックに分割されており、
   前記複数のブロックの各々は、複数のスロットに分割されており、
   前記多重部は、前記複数のスロットの各々へ前記固定長データを格納して、
   前記割当情報付与部は、前記複数のスロットにおける前記固定長データの前記チャネル配列を含む前記割当情報を前記各ブロックに付与し、
   前記フレーム生成部は、前記各ブロックを結合して前記ペイロードを生成して、当該ペイロードを用いて前記多重化フレームを生成し、
   前記割当情報検出部は、前記各ブロック単位で前記割当情報を検出して、前記割当情報に基づいて前記ブロック単位で前記分配情報を生成する
   多重伝送システム。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の多重伝送システムであって、
   前記割当制御部は、前記各チャネルを巡回して出力チャネルを選択し、前記出力チャネルに対応する前記蓄積部に蓄積された前記固定長データの数を出力する巡回出力チャネル決定部と、
   前記割当指示に、前記出力チャネルと、前記出力チャネルから取得する当該固定長データを前記ペイロードに格納する前記各ブロックのうちの１つのブロックと、前記１つのブロックに含まれる前記各スロットのうちの１つのスロットとを含めて出力する割当計算部と
   を備える多重伝送システム。
6. 請求項５に記載の多重伝送システムであって、
   前記巡回出力チャネル決定部は、前記各チャネルのうちで前記蓄積部に前記固定長データの蓄積の無いチャネルは、前記出力チャネルとして選択しない
   多重伝送システム。
7. 請求項６に記載の多重伝送システムであって、
   前記割当計算部は、１つの前記ブロックへ格納することができる前記固定長データの割当可能数を予め記憶しており、前記割当指示を出力する度に前記割当可能数の残数を算出して、前記割当可能数が「０」になると、当該ブロックへの前記固定長データの格納を終了して、当該ブロックの次のブロックへ前記固定長データの割当を開始する
   多重伝送システム。
8. 請求項７に記載の多重伝送システムであって、
   前記割当計算部は、前記チャネル多重比率数に基づく前記出力チャネルから前記固定長データを取得する取得上限数と、前記蓄積部において前記出力チャネルに蓄積された前記固定長データの出力チャネル蓄積数とを記憶しており、前記割当指示を出力する度に、前記取得上限数の残数と前記出力チャネル蓄積数の残数を算出して、前記取得上限数か、前記出力チャネル蓄積数のいずれかが「０」以下となったときに、当該出力チャネルに対する前記割当指示の出力を終了して、当該出力チャネルの次のチャネルに対する前記割当指示を出力する
   多重伝送システム。
9. 請求項５から請求項８までのいずれかに記載の多重伝送システムであって、
   前記各チャネルは、前記情報信号を出力する優先順位を示す優先度が設定されており、
   前記巡回出力チャネル決定部は、前記優先度に基づいて、前記優先度の高いチャネルから順に前記出力チャネルを選択する
   多重伝送システム。
10. 請求項５から請求項９までのいずれかに記載の多重伝送システムであって、
    前記巡回出力チャネル決定部は、前記蓄積部から前記各チャネルの前記固定長データの蓄積数を通知される
    多重伝送システム。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の多重伝送システムであって、
    前記分割部と、前記蓄積部とは、前記各チャネル数に応じて設けられる
    多重伝送システム。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれかに記載の多重伝送システムであって、
    前記情報信号は、任意長フレーム、あるいは任意長パケットで構成される
    多重伝送システム。
13. 請求項１２に記載の多重伝送システムであって、
    前記任意長フレームは、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームである
    多重伝送システム。
14. 請求項１から請求項１１までのいずれかに記載の多重伝送システムであって、
    前記情報信号は、予め前記固定長に分割された前記固定長データである
    多重伝送システム。
15. 請求項１から請求項１４までのいずれかに記載の多重伝送システムで使用される多重装置。
16. 請求項１から請求項１４までのいずれかに記載の多重伝送システムで使用される多重分離装置。
17. 多重装置と、多重分離装置とを備える多重伝送システムを用いた多重伝送方法であって、
    複数のチャネルから入力する情報信号を分割して予め定められた固定長の固定長データを生成するステップと、
    前記固定長データを前記複数のチャネルの各々に対応させて蓄積部に蓄積するステップと、
    多重化フレームのペイロードへ格納される前記固定長データにおける前記複数のチャネル間の比率を示すチャネル多重比率数を記憶するステップと、
    前記各チャネルを巡回的に選択して出力チャネルを決定するステップと、
    前記出力チャネルの前記チャネル多重比率数に基づいて前記固定長データを取得するための割当指示を出力するステップと、
    前記割当指示を入力する度に前記蓄積部から前記固定長データを取得して、前記固定長データを前記ペイロードへ順に格納するステップと、
    前記ペイロードへ格納された前記固定長データの各々のチャネルを示したチャネル配列を含む割当情報を前記ペイロードへ付与するステップと、
    前記ペイロードから前記多重化フレームを生成して前記多重化フレームを伝送路へ送信するステップと、
    前記伝送路から前記多重化フレームを受信するステップと、
    前記多重化フレームの前記ペイロードから前記割当情報を検出して、前記割当情報に基づいて前記各チャネルへ前記固定長データを分配するための分配情報を生成するステップと、
    前記ペイロードから前記固定長データを検出して、前記分配情報に基づいて前記固定長データを前記各チャネルへ分配するステップと、
    前記固定長データを結合して前記情報信号を再生するステップと
    を具備する多重伝送方法。
18. 請求項１７に記載の多重伝送方法であって、
    前記割当情報は、当該割当情報を付与すべき前記ペイロードの前記チャネル配列が、当該ペイロードの直前に処理を行った直前ペイロードに付与した直前割当情報の前記チャネル配列と一致するか否かを示す識別信号と、
    当該割当情報を付与する前記ペイロードの前記チャネル配列を示すスロット割当と、
    を含み、
    前記分配情報を生成するステップは、
    前記ペイロードから検出した前記割当情報に含まれた前記スロット割当に基づいて前記分配情報を生成するステップ
    を含む多重伝送方法。
19. 請求項１８に記載の多重伝送方法であって、
    前記割当情報を前記ペイロードへ付与するステップは、
    前記割当情報を付与すべき前記ペイロードの前記チャネル配列が、前記直前割当情報に含まれた前記チャネル配列と一致している場合、前記直前割当情報の前記チャネル配列と同じであることを示す一致識別信号のみ含めた前記割当情報を前記ペイロードへ付与するステップ
    を含み、
    前記分配情報を生成するステップは、
    前記ペイロードから検出した前記割当情報に、前記一致識別信号が含まれている場合、前記直前ペイロード処理に用いた前記分配情報と同一の前記分配情報を生成するステップ
    を含む多重伝送方法。
20. 請求項１７から請求項１９までのいずれかに記載の多重伝送方法であって、
    前記ペイロードは、複数のブロックに分割されており、
    前記複数のブロックの各々は、複数のスロットに分割されており、
    前記ペイロードへ順に格納するステップは、
    前記複数のスロットの各々へ前記固定長データを格納するステップ
    を含み、
    前記割当情報を前記ペイロードへ付与するステップは、
    前記複数のスロットにおける前記固定長データの前記チャネル配列を含む前記割当情報を前記各ブロックに付与するステップ
    を含み、
    前記多重化フレームを伝送路へ送信するステップは、
    前記各ブロックを結合して前記ペイロードを生成して、当該ペイロードを用いて前記多重化フレームを生成するステップ
    を含み、
    前記分配情報を生成するステップは、
    前記各ブロック単位で前記割当情報を検出して、前記割当情報に基づいて前記ブロック単位で前記分配情報を生成するステップ
    を含む多重伝送方法。
21. 請求項１７から請求項２０までのいずれかに記載の多重伝送方法であって、
    前記割当情報を前記ペイロードへ付与するステップは、
    前記各チャネルを巡回して出力チャネルを選択するステップと、
    前記出力チャネルに対応する前記蓄積部に蓄積された前記固定長データの数を出力するステップと、
    前記出力チャネルと、前記出力チャネルから取得する当該固定長データを前記ペイロードに格納する前記各ブロックのうちの１つのブロックと、前記１つのブロックに含まれる前記各スロットのうちの１つのスロットとを、前記割当指示に含めて出力するステップと
    を含む多重伝送方法。
22. 請求項２１に記載の多重伝送方法であって、
    前記出力チャネルを選択するステップは、
    前記各チャネルのうちで前記蓄積部に前記固定長データの蓄積の無いチャネルは、前記出力チャネルとして選択しないステップ
    を含む多重伝送方法。
23. 請求項２２に記載の多重伝送方法であって、
    前記割当指示に含めて出力するステップは、
    １つの前記ブロックへ格納することができる前記固定長データの割当可能数を予め記憶するステップと、
    前記割当指示を出力する度に前記割当可能数の残数を算出するステップと、
    前記割当可能数が「０」になると、当該ブロックへの前記固定長データの格納を終了して、当該ブロックの次のブロックへ前記固定長データの割当を開始するステップと
    を含む多重伝送方法。
24. 請求項２３に記載の多重伝送方法であって、
    前記割当指示に含めて出力するステップは、
    前記チャネル多重比率数に基づく前記出力チャネルから前記固定長データを取得する取得上限数と、前記蓄積部において前記出力チャネルに蓄積された前記固定長データの出力チャネル蓄積数とを記憶するステップと、
    前記割当指示を出力する度に、前記取得上限数の残数と前記出力チャネル蓄積数の残数を算出するステップと、
    前記取得上限数か、前記出力チャネル蓄積数のいずれかが「０」以下となったときに、当該出力チャネルに対する前記割当指示の出力を終了して、当該出力チャネルの次のチャネルに対する前記割当指示を出力するステップ
    を含む多重伝送方法。
25. 請求項２１から請求項２４までのいずれかに記載の多重伝送方法であって、
    前記各チャネルは、前記情報信号を出力する優先順位を示す優先度が設定されており、
    前記巡回して出力チャネルを選択するステップは、
    前記優先度に基づいて、前記優先度の高いチャネルから順に前記出力チャネルを選択するステップ
    を含む多重伝送方法。
26. 請求項２１から請求項２５までのいずれかに記載の多重伝送方法であって、
    前記割当情報を前記ペイロードへ付与するステップは、
    前記蓄積部から前記各チャネルの前記固定長データの蓄積数を通知されるステップ
    を含む多重伝送方法。

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