数据中继系统以及工作时刻分配方法

专利名称：数据中继系统以及工作时刻分配方法
技术领域：
本发明涉及进行远距离配置的装置间或者多个装置间的数据中继的数据中继系统以及工作时刻分配方法。
背景技术：
作为媒体访问控制(MAC=Media Access Control)的一个方式有 TDMA (Time Division Multiple Access 时分多址接入)方式。TDMA方式是在母站(Master)与多个子站(Slave)之间进行通信时的访问控制，各站以时分方式访问媒体(电缆、无线、以及电力线等)。TDMA方式具有可以高效地收容多个子站这样的特征。但是，TDMA方式以母站与子站之间的通信为前提，为了在远距离的装置之间应用 TDMA方式来进行通信，例如即使是远距离，对于母站与子站之间只要用信号不会衰减的光纤连接装置之间，就能够进行通信。但是，在使用无线、电力线的情况下，与光纤相比，信号的衰减更大，所以在母站和子站是远距离的通信系统中，不作任何处理就无法进行应用了 TDMA方式的通信。因此，为了进行远距离通信，需要中继母站与子站之间的信号。另外，一般情况下母站处理的子站的台数有限，为了超过该台数而与子站进行通信，需要多级地构成母站-子站来进行中继。例如，在通过PLC(Power Line Communication 电力线通信)通知多个电力计的仪表值的自动查表系统中，采用收容可以将中继器作为母站而收容的多个子站并由整体的母站进而收容这些中继器的结构，子站将仪表值分别经由中继器通知到母站。另一方面，在如无线LAN、PLC那样仅能够使用限定的频率信道时，分配了同一频率的节点之间的距离不充分的情况较多，产生干扰。为了避免产生该干扰，在下述专利文献 1中提出了使用同一频率通过TDMA方式进行中继的方法。在下述专利文献1中，提出了如下中继方法针对每个TDMA帧时间切换进行中继器作为母站工作的母站工作、作为子站工作的子站工作以及停止工作，由此即使使用单一频率也不会引起干扰。例如，按照TDMA帧的3帧时间单位，母站、中继器A、以及与中继器A 连接的中继器B依次对本装置收容的子站进行作为母站的工作。提出了如下方式通过这样依次工作，即使是同一频率也不会引起干扰就能进行通信的方式。另外，在下述专利文献1中，还提出了如下方法在整体的工作周期中，不是对各装置均等地使TDMA系统(由母站和中继装置、或者由中继装置和子站等构成的母站-子站系统)各工作1次，而使特定的TDMA系统工作多次，由此提高该TDMA系统的工作频度，提高该系统内的装置的吞吐率。进而，在下述专利文献1中，还提出了如下方法通过从最上位的母站向下属的中继器以及子站通知记述了工作时刻的工作表，来动态地变更工作时刻。专利文献1 国际公开第08/007418号

发明内容
但是，根据上述以往的专利文献1记载的技术，存在如下问题若是使母站工作以及子站工作均等地各工作1次的方法，无法进行与通信业务状况对应的通信，不一定能实现高效的通信。另外，在上述以往的专利文献1记载的技术的动态地变更工作时刻的方法中，在变更工作时刻时，在将工作表通知到所有工作之后，将向新工作表的切换定时通知到所有装置后进行切换。因此，存在在工作时刻的切换中花费时间这样的问题。在以追加中继装置的方式变更了网络结构的情况下，即使在变更中花费了时间，但受到影响的仅是追加的装置，而不会有问题。但是，在希望根据通信业务量动态地变更工作时刻的情况下，如果在切换中花费时间，则在其期间业务量有可能变化，有可能无法适当地变更。因此，需要以通信业务量的变化不成为问题的程度，尽可能在短时间内变更。另外，在上述以往的专利文献1记载的技术中，没有公开在动态地变更工作时刻的情况下，对各TDMA系统如何分配工作时刻的内容。因此，存在不一定分配与通信业务状况对应的适当的工作时刻这样的问题。本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于提供一种数据中继系统以及工作时刻分配方法，可以根据通信业务状况动态地进行工作时刻的分配切换，并且缩短其切换时间。为了解决上述课题并达成目的，本发明提供一种数据中继系统，具备母站装置， 作为利用TDMA的母站发挥功能；子站装置，作为利用TDMA的子站发挥功能；以及中继装置，对所述母站装置与所述子站装置的通信进行中继，并且，在以所述母站装置为母站的 TDMA系统即上位TDMA系统中作为子站发挥功能，并且，在以所述子站装置为子站的TDMA系统即下位TDMA系统中作为母站发挥功能，其特征在于，所述母站装置对上位TDMA系统以及下位TDMA系统，针对每个系统1次地将工作时间带分配为静态分配时间带，并且，将从规定的分配周期中去除了所述工作时间带的时间带作为动态分配时间带，根据所述静态分配时间带中的与所述中继装置的通信状况，将所述动态分配时间带分配为所述下位TDMA系统的工作时间带，将分配结果发送到所述中继装置，所述中继装置根据所接收到的所述分配结果，抽出分配给本装置的时间带，在该时间带中作为母站工作。在本发明的数据中继系统以及工作时刻分配方法中，母站装置在整体工作周期的最初的工作周期中与所有中继装置进行通信，将该整体工作周期内的下一个工作周期以后作为动态的工作时刻的分配对象，根据与中继装置的通信状况，将动态分配对象的工作时刻分配给本装置以及各中继装置，在动态分配对象的工作时刻的开头在信标中包含该分配结果来通知到各中继装置，所以起到如下效果可以根据通信业务状况动态地进行工作时刻的分配切换，并且缩短其切换时间。


图1是示出本发明的数据中继系统的实施方式1的结构例的图。图2是示出实施方式1的工作时刻分配的另一例子的图。图3是示出图1所示的中继系统的工作分配例的图。图4是示出N = 3的情况的工作分配的一个例子的图。图5是用于说明通知工作时刻的定时的图。图6是示出图3的工作例的情况的工作时刻信息的一个例子的图。图7是示出图4的工作例的情况的工作时刻信息的一个例子的图。
图8是示出通过本发明的实施方式2的工作时刻分配方法分配的工作时刻的一个例子的图。图9是示出本发明的实施方式3的工作时刻的通知方法的一个例子的图。图10是示出在与实施方式1同样的结构的数据中继系统中应用了实施方式3的分配方法的例子的图。(符号说明)10 母站；20、30、40、50、60 =REP ；21 23、31 33、41 43、51 53、61 63 子站；101、102、103、104、105、106 TDMA 系统；71,74 信标。
具体实施例方式根据附图，详细说明本发明的数据中继系统以及工作时刻分配方法的实施方式。 另外，本发明不限于该实施方式。实施方式1.图1是示出本发明的数据中继系统的实施方式1的结构例的图。如图1所示，本实施方式的数据中继系统包括TDMA方式下的母站装置即母站10 ；TDMA方式下的中继装置即R印eater (中继器，以后简记为REP) 20、30、40、50、60 ；以及作为R印eater的子站装置发挥功能的子站21 23、31 33、41 43、51 53、61 63。另外，在图1中，针对每个REP 将子站的台数设为3台，但即使在将子站台数增加至在TDMA方式中可收容的最大的子站台数的情况下，也可以执行与以下说明的工作同样的工作。REP20、30、40、50、60是执行作为母站装置发挥功能的母站工作和作为子站装置发挥功能的子站工作这两方的工作的装置，根据时间切换执行母站工作和子站工作。另外，假设图1的所有装置以单一频率Fl工作。因此，为了避免干扰，假设进行 TDMA的母站工作的装置在每一个TDMA的1帧时间中只有1台。具体而言，如下6个各自的 TDMA系统按照分别分配的每个时间带进行工作将母站10作为母站装置并将REP20、30、 40、50、60作为子站装置而工作的1个TDMA系统101 ；以及将REP20、30、40、50、60分别作为母站装置并将REP20、30、40、50、60收容的子站21 23、31 33、41 43、51 53、61 63作为子站装置的5个TDMA系统102 106。将本实施方式的数据中继系统的工作周期设为对帧时间乘以母站台数和REP台数的合计数(即，TDMA系统的数量)而得到的6帧时间。在此，将工作周期的6帧时间按照帧时间单位依次称为时刻1、时刻2、时刻3、时刻4、时刻5、以及时刻6。在以往的技术中， 例如，在该6帧时间中，对各TDMA系统各分配1次工作时间。例如，将母站10、REP20、30、 40,50,60分别进行母站工作的时刻分配为时刻1、时刻2、时刻3、时刻4、时刻5、以及时刻 6。但是，例如，在该状态下，在只有REP30的下属的子站31 33与母站10进行通信而其他REP下属的子站都不进行通信的情况下，仅在时刻1和时刻3中流过通信数据，在时刻2、 4、5、6中不流过通信数据。因此，作为系统整体无法高效地进行通信。相对于此，如果能够根据通信状况动态地变更工作时刻，则通信的效率提高，延迟时间变短。例如，在该情况下，如果将时刻2、4、5、 6也能设成REP30的TDMA系统的工作时间(REP30进行母站工作的时间)，则与在6个工作周期中仅进行1次工作的情况相比，可以缩短延迟时间，也可以提高吞吐率。
因此，在本实施方式中，如以下那样，根据通信状况动态地变更工作时刻。另外，对于工作时刻分配，需要注意以下。a)在TDMA系统中，作为TDMA的子站发挥功能的装置(以下，称为子站工作装置) 需要与作为母站发挥功能的装置(以下，称为母站工作装置)的时钟同步。因此，在TDMA系统中，母站工作装置发送表示TDMA周期的信号(信标)，子站工作装置接收信标，从而与母站工作装置同步(时钟同步)。因此，在本实施方式中，在动态地分配工作时刻的情况下，为了使末端的子站21 23、31 33、41 43、51 53、61 63不引起同步偏移，不论有无通信数据，都需要对所有REP以规定的时间间隔分配工作定时，并发送信标来防止同步偏移。b)为了除时钟同步的目的以外还掌握在REP-子站之间有无通信数据，需要时常对所有REP分配工作时刻。c)为了动态地变更工作周期，需要决定最上位的母站10以及REP作为母站工作装置发挥功能时的工作时刻，并将其决定结果传送到REP20、30、40、50、60，并需要规定该通知方法。d)如果在C)的工作时刻的通知中发费时间，则由于通信状况有可能变化(出现新开始通信的装置)，所以希望尽快通知。在本实施方式中，考虑以上的a) d)对各TDMA系统分配工作周期。在图1中， 用数值示出对各TDMA系统102 106分别在2倍的工作周期(=12帧时间)内分配工作的时刻(工作时刻)。左侧的0内的数值表示在最初(第1个周期)的工作周期时间中工作的时刻(帧时间单位)，在右侧的0中表示第2个工作周期的工作时刻。在图1所示的例子中，母站10在第1个工作周期(第1个周期)的时刻1中工作，在第2个工作周期(第2个周期)中，在时刻1、3、5中进行母站工作(对TDMA系统101 分配有工作时刻)，所以在12帧时间中进行4帧时间工作。REP20在第1个工作周期的时刻2中进行母站工作(对TDMA系统102分配有工作时刻)，在第2个工作周期中，在任一时刻都不进行母站工作，所以在12帧时间中进行1帧时间工作。同样地，REP40、REP50、以及 REP60(对应于TDMA系统104、105、106)也在12帧时间中进行1帧时间母站工作。REP30 在第1个工作周期的时刻3中进行母站工作(对TDMA系统103分配有工作时刻)，在第2 个工作周期中，在时刻2、4、6中进行工作，所以在12帧时间中进行4帧时间工作。相对于此，在1个工作周期中对各TDMA系统各分配1次工作时刻的以往技术的情况下，各TDMA系统在12帧时间中进行2帧时间工作。在本实施方式中，与以往技术相比， REP30下属的子站31 33与母站10之间的通信的工作次数增加，所以在REP30下属的子站31 33通信中，可发送的数据量(吞吐率)变多，延迟时间也变小。即，在本实施方式中，在各REP与该REP的下属的子站之间，进行规定的阈值以上的数据量的通信的情况下， 对该REP和子站所属的TDMA系统优先地分配工作时刻。但是，在该情况下，对于REP20、40、50、60下属的子站与母站10的通信，虽然由于工作次数减少而吞吐率和延迟的性能恶化，但在它们的通信频度小的情况下，本实施方式的工作时刻分配可以使一定量的通信尽早结束。例如，在从子站31向母站10传送在传送中需要4帧时间的文件的情况、在6帧时间中只能工作1帧时间的情况下，花费6X4 = 24 帧时间，但在本实施方式中，由于在12帧时间中分配4帧时间，所以在12帧时间中完成文件传送。
图2是示出本实施方式的工作时刻分配的另一例子的图。图2的例子是在如下情况下分配工作时刻的例子REP40与其下属的子站41 43进行阈值以上的数据量的通信， 并且REP60与其下属的子站61 63也进行阈值以上的数据量的通信，在除此以外的REP与子站之间不进行通信或者仅进行小于阈值的通信。在图2中，与图1同样地，针对每个TDMA 系统，左侧的0内的数值表示在第1个周期的工作周期时间中工作的时刻，右侧的0中表示第2个工作周期的工作时刻。在图2的情况下，对TDMA104和TDMA106在第2周各分配 2次工作周期，对TDMA系统102、103、105不进行第2周的工作时刻分配。这样，在本实施方式中，通过对产生了通信的装置所属的TDMA系统分配更多的工作周期，可以提高吞吐率和延迟时间的性能。以上，说明了与工作时刻的分配对应的工作、效果，接下来，说明工作时刻的分配方法和向各装置的通知方法。首先，说明工作时刻分配方法。该工作分配由母站10进行。(1)将整体工作周期设为N次工作周期，在整体工作周期即N次工作周期中的1次 (1周期)中，必然对所有TDMA系统分配工作时刻。这是图1以及图2的各TDMA系统中示出的分配时刻中的与左侧的0内的时刻对应的分配。另外，在图1、图2的例子中，设成N =2，但如后所述那样，根据时钟同步性能决定N。另外，在图1、图2的例子中，在第1周对所有TDMA系统各分配1次工作时刻，但不限于此，也可以是第1周以外针对N次进行1次分配。(2)母站10通过(1)的分配必然能与下属的所有REP进行通信(在图1、图2中左侧的0的时刻1)，所以基于该通信，掌握进行了上行(REP20、30、40、50、60—母站10的方向)或者下行(母站10 —REP20、30、40、50、60的方向)的通信(进行了阈值以上的数据量的通信)的REP。(3)母站10在整体工作周期(NX6帧)中的在(1)中对各TDMA系统各分配了 1 次以外的工作时间((N-I)次的工作周期(6帧))中，基于在(2)中掌握的通信状况对进行通信的REP和母站10按照预定的顺序依次分配工作时刻(在图1、图2中，各TDMA系统中示出的分配时刻中的与右侧的0内的时刻对应的分配)。即，在本实施方式中，针对该 (N-I)次的工作周期，根据通信状况，动态地进行分配。另外，为了母站10对各REP传送工作时刻，将进行动态的分配的工作周期中的时刻1作为母站10的工作时刻。(4)然后，母站10存储在(3)中最后分配的REP编号(REP的识别编号)，在下一次动态的分配周期中，从该编号的下一个REP起依次分配。(5)根据在(2)中掌握的结果，在哪个REP都没有产生通信(与哪个REP都没有进行阈值以上的数据量的通信)的情况下，对所有REP均等地分配工作时刻。在此，在⑴中说明的N的值是根据TDMA系统的同步性能(时钟同步性能)决定的值。在TDMA方式中，母站工作装置(还包括REP的母站工作)为了同步而在各帧时间的开头发送信标这样的信号。下属的子站装置(还包括REP的子站工作)接收信标，根据信标与母站装置的时钟同步。在没有中继装置、没有停止期间的情况下可以在每帧时间接收信标，但在存在中继装置并间歇性地工作的情况下，存在不接收信标的帧时间。在该期间， 子站工作装置以本地的时钟工作，所以如果不接收信标，则与母站的同步逐渐偏移。在此， 将同步误差成为容许范围以内的最长的信标接收间隔作为同步性能。同步性能依赖于生成时钟的晶体发送机的精度、装置周围的环境温度等。在图1以及图2的例子中，通过设成N=2，由此成为至少在6X2 = 12帧时间中子站可以接收1次信标那样的工作时刻分配。图3是示出图1所示的中继系统的工作分配例的图。图3的横向表示作为母站工作发挥功能的装置(母站10和各REP)，纵向表示工作周期，在各块中，以帧单位示出各个装置进行母站工作的工作时刻。在图3的例子中，在第1个周期和第2个周期中，进行了与图1同样的分配，在第3 个周期和第4个周期中，进行了与图2同样的分配。由于设成N = 2，所以如第1个周期和第2个周期、第3个周期和第4个周期、第5个周期和第6个周期那样，以2个周期构成了整体工作周期。在第1个周期、第3个周期、第5个周期、第7个周期、以及第9个周期中， 如上述(1)所示，对所有TDMA系统依次各分配了 1次工作时刻。在此，母站10通过第1个周期的时刻1中的与各REP的通信，假设掌握了只有下属的REP中的REP30与母站10进行通信。母站10根据该掌握结果，在第2个周期中，如上述( 所示，对母站10和REP30交替分配时刻1至时刻6。然后，母站10通过第3个周期中的时刻1的与各REP的通信，假设掌握了只有下属的REP中的REP40和REP60与母站10进行通信。母站10根据该掌握结果，在第4个周期中，对母站10、REP40、以及REP60依次分配时刻1至时刻6。接下来，母站10通过第5个周期中的时刻1的与各REP的通信，假设掌握了仅与 REP20、REP40、以及REP50进行通信。母站10在第6个周期中，根据该掌握结果，对母站10、 REP20、REP40、以及REP50这4台的装置依次分配时刻1至时刻6。此时，在第6个周期中， 在REP20中结束分配，所以存储REP20的识别编号。母站10通过第7个周期的时刻1中的与各REP的通信，假设掌握了仅与REP20、 REP50、以及REP60进行通信。母站10在第8个周期中，根据该掌握结果，对母站10、REP20、 REP50、以及REP60这4台装置依次分配时刻1至时刻6。此时，由于存储有在第6个周期中在REP20中完成分配，所以对于时刻1分配母站10，对于时刻2以后从REP20的下一个 REP50起进行分配。母站10通过第9个周期的时刻1中的与各REP的通信，假设掌握了与哪个REP都不进行通信。母站10在第10个周期中，根据该掌握结果，如(5)中的说明那样，与第9个周期同样地，对所有REP各分配1次工作周期。图3是N = 2的情况，以下说明N = 3的情况。图4是示出N = 3的情况的工作分配的一个例子的图。在图4的例子中，也假设工作周期为6，中继系统的结构与图1相同。 由于N = 3，所以整体工作周期成为3个工作周期，作为动态的分配，进行6 X (3-1) = 12帧的时刻的分配。母站10通过第1个周期的时刻1中的与各REP的通信，假设掌握了仅与REP30进行通信。母站10根据该掌握结果，针对从第2个周期起的12个时刻(帧)，在母站10和 REP30中交替分配时刻1至时刻12。在图4中，将第2个周期和第3个周期设成该12个时刻，将时刻1 时刻6作为第2个周期，将时刻7 时刻12作为第3个周期而示出。母站10通过第4个周期的时刻1中的与各REP的通信，假设掌握了仅与REP40和 REP60进行通信。母站10根据该掌握结果，针对第5个周期以及第6个周期，在母站10、 REP40、以及REP60中依次分配时刻1至时刻12。假设母站10在第7个周期的时刻1中，掌握了母站10仅与REP20、REP40、以及REP50进行通信。母站10根据该掌握结果，在第8个周期以及第9个周期中，对母站10、 REP20、REP40、以及REP50这4台装置依次分配时刻1至时刻12。此时，在第9个周期中在 REP50中结束分配，所以存储REP50的识别编号。假设母站10在第10个周期的时刻1中，掌握了母站10仅与REP20、REP50、以及 REP60进行通信。母站10根据该掌握结果，在第11个周期以及第12个周期中，对母站10、 REP20、REP50、以及REP60这4台装置依次分配时刻1至时刻12。此时，由于存储有在第9 个周期中结束了分配的REP50的识别编号，所以对于时刻2以后，从REP50的下一个REP60 起进行分配(关于时刻1，由于母站10向各REP传送工作时刻，所以需要作为母站10的工作时刻。)。母站10在第13个周期的时刻1中，假设掌握了与哪个REP都不进行通信。在第 14个周期以及第15个周期中，对母站10和所有REP依次各分配1次工作时刻。通过以上的工作，可以对产生了通信的REP所属的TDMA系统分配大部分工作时刻。另外，母站10需要将根据在最初的周期的时刻1中掌握的通信状况而分配的动态分配结果，在下一个周期中各REP进行通信之前通知到各REP。接下来，说明向该各REP的工作时刻通知方法。(1)如上所述，最上位的母站10决定整体的工作时刻。这是根据能与所有REP进行通信的最初的周期的时刻1中的信息来决定的结果。(2)母站10将第2个工作周期的时刻1必然分配为母站10的工作时间，在此在信标中包括(N-I) X工作周期(例如，在图1的N = 2的情况下，与时刻1至时刻12这12个时刻分别对应的分配目的地的装置的信息)的工作时刻信息来发送。各REP为了时钟同步而接收信标，但根据信标中包含的(N-I)X工作周期的工作时刻信息得知本装置的工作时刻。(3)各子站在每时刻(每帧)中监视是否发送了来自与本装置对应的REP (本装置的上位REP)的信标，在接收到与本装置对应的REP的信标时，进行时钟同步以及通信工作。图5是用于说明在图3的工作例的情况下，通知工作时刻的定时的图。在图5的与TDMA系统101对应地记载的2个()内的工作时刻中，在左侧的0内的用矩形包围的时刻1(第1个周期的时刻)中，如上所述掌握与各REP的通信状况，在右侧的()内的用矩形包围的时刻1中，通过信标将第2个周期的时刻2以后的工作时刻信息通知到各REP。图6是示出图3的工作例的情况的工作时刻信息的一个例子的图。图6的纵向表示各周期，横向表示母站10包含在信标中通知的工作时刻信息。在图6的与划上斜线的栏相当的时刻1中，母站10在信标中包含而发送工作时刻信息。图6的各周期的信息成为按照时刻顺序排列了图3的各周期的分配结果的信息。在该例子中，N = 2，所以在1次的发送中，作为工作时刻信息，发送(2-1) X 6 = 6个时刻的信息。另外，虽然需要将第2个周期、 第4个周期、第6个周期、...等的动态地进行了分配的结果包含在信标中进行通知，但对于第1个周期、第3个周期、第5个周期、...等依次各分配1次的周期，也可以不包含在信标中进行通知。图7是示出图4的工作例的情况的工作时刻信息的一个例子的图。在图4的例子中，N =3，所以工作时刻信息成为(3-1) X6 = 12个时刻的信息。其中，如第1个周期那样与所有REP进行通信的周期是6个时刻。在图7的与划上斜线的栏相当的时刻1中，母站10包含在信标中而发送工作时刻信息。对于第3、6、9、12、15个周期，由于在第2、5、8、11、 14个周期中作为时刻7 时刻12发送工作时刻信息，所以在信标中不插入工作时刻信息。 因此，在图7中，对第3、6、9、12、15个周期写上()。如上所述，在本实施方式中，将工作周期的N倍作为整体工作周期，母站10在整体工作周期的最初的工作周期中与所有REP进行通信，将该整体工作周期内的下一个工作周期以后作为动态的工作时刻的分配对象，根据与REP的通信状况，将动态分配对象的工作时刻分配给母站10以及REP20、30、40、50、60。另外，将该分配结果在动态分配对象的工作时刻的开头包含在信标中通知到各REP。因此，可以根据通信状态动态地分配工作时刻，相比于以往技术可以改善吞吐率、延迟。实施方式2.图8是示出通过本发明的实施方式2的工作时刻分配方法分配的工作时刻的一个例子的图。本实施方式的数据中继系统的结构与实施方式1相同。与实施方式1同样地， 对具有与实施方式1同样的功能的构成要素附加相同符号而省略说明。在实施方式1中，采用了母站10监视与各REP的通信状况，母站10根据该通信状况自律地判断而分配工作时刻的方法，但在本实施方式中，以下所示那样进行工作分配。本实施方式的工作周期与实施方式1同样地设成6帧。(1)与实施方式1同样地，将整体工作周期设成N次工作周期，在整体工作周期即 N次工作周期中的1次(1个周期)中必然对所有TDMA系统分配工作时刻。(2)通过⑴的分配，母站10可以在时刻1(假设对在⑴中分配的工作周期的母站10分配时刻1)中与所有REP进行通信。各REP在发送上行方向数据时，在存在没有发送完的数据的情况下，一起通知剩余的数据量(上行数据量)。(3)母站10根据⑵的来自REP的通知(上行数据量)、和基于自身保持的下行数据量的每个REP的下行数据量，掌握每个REP的上行数据量和下行数据量。(4)母站10针对整体工作周期中的去除了在(1)中已分配的1个周期的(N-I) 次的工作周期，按照在(3)中掌握的上行数据量和下行数据量的合计从多到少的顺序对各 REP分配工作时刻。在图8中，在图中与各TDMA系统对应地示出了到第2个周期为止的工作时刻。右侧的0内表示第1个周期的分配时刻，左侧的0内表示第2个周期的分配时刻。在最初的周期中，与图5的情况同样地对所有REP分配工作周期。此时，在实施方式1中，在有希望从各REP发送到母站10的数据的情况下仅发送了该数据，但在本实施方式中，如上所述， 除了发送数据以外，为了向母站10通知希望发送的数据剩了多少，还一并发送剩余的数据量。在没有剩下希望发送的数据的情况下，通知“0”。对于该剩余的数据量，也可以是各REP通知在本装置的发送缓冲器中剩下的数据大小，也可以是各REP进行母站工作而与下属的子站进行通信时，使该REP收容的子站也同样地通知在子站的发送缓冲器中剩下的数据大小，REP合计从各子站通知的剩余数据大小， 进而加上在REP的发送缓冲器中剩下的数据大小而作为数据量通知。另外，在图8中，未对REP进行层次化，REP的下属仅为子站，但也可以是在REP 的下属中进一步收容REP从而在其下属收容子站那样的多级结构的情况下，合计从末端的子站通知的剩余数据大小和REP自身的剩余数据大小而通知到上位的REP，上位REP对从下位REP通知的合计的数据大小加上在自身的发送缓冲器中剩下的数据大小，由此将对下属的装置的剩余数据大小全部合计而得到的结果作为数据量通知。在图8中，示出了如下情况的分配例子在第1个周期的时刻1中只有与REP40和 REP60进行通信，在时刻1中从REP40通知到母站10的数据量是“ 100”，从REP60通知的数据量是“200”，下行数据是“0”。在这样的数据量的情况下，母站10在第2个周期中对REP60 分配比REP40更多的工作时刻，针对该分配结果，在第2个周期的时刻1中，在信标中加入工作时刻信息而发送。在图8中，作为第2个周期，对REP40分配时刻2，对REP60分配时刻 3、5、6，对其他REP(REP20、30、50)在第2个周期中不进行分配。另外，将分配结果通知到各REP的工作时刻通知方法与实施方式1相同。另外，本实施方式的以上说明的工作以外的工作与实施方式1相同。这样，在本实施方式中，各REP将应发送的上行数据量通知到母站10，母站10根据该上行数据量和自身管理的下行数据量针对动态分配对象的工作周期进行分配。因此，与仅通过有无通信来掌握通信状况的实施方式1相比，可以进行与数据量对应的更适当的分配，与实施方式1相比可以提高吞吐率、延迟的性能。实施方式3.图9是示出本发明的实施方式3的工作时刻的通知方法的一个例子的图。在本实施方式的数据中继系统中，从实施方式1的数据中继系统中删除了 REP20、REP60和各自的下属的子站，但除此以外与实施方式1的数据中继系统相同。另外，在图9中，没有图示 REP30以及REP50的下属的子站，但在REP30以及REP50中也与实施方式1同样地存在下属的子站。信标71、74分别表示母站10、REP40发送的信标。与实施方式1同样地，对具有与实施方式1同样的功能的构成要素附加相同符号而省略说明。在实施方式2中，在作为母站10的工作时刻而分配的时刻1中，与上行数据一起通知了从各REP向母站10的数据量，但本实施方式中，从实施方式2变更从各REP向母站 10通知数据量的方法。以下示出本实施方式的工作时刻分配方法。(1)与实施方式1同样地，将整体工作周期设成N次工作周期，在整体工作周期即 N次工作周期中的1次(1个周期)中必然对所有TDMA系统分配工作时刻。(2)各REP在(1)中分配的本装置的工作时刻，在信标内加入希望发送到母站10 的数据的有无以及数据量，并发送该信标。(3)母站10接收在⑵中各REP发送的信标，根据信标中包含的数据的有无以及数据量，掌握各REP有无必要与母站10进行通信、和进行通信的情况下的数据量。在以往技术以及实施方式1、2中，在(1)中分配的工作时刻中的分配给本装置的时间带以外(作为各REP的工作时刻而分配的时间带)中，母站10都不工作，但在本实施方式中，进行信标接收。(4)母站10根据自身掌握的每个REP的下行数据的有无以及下行数据量、和在 (3)中掌握的每个REP的上行数据的有无以及数据量，按照合计的数据量从多到少的顺序， 分配REP的工作时刻。工作时刻通知方法与实施方式1相同。使用图9，详细说明信标信息的使用方法。 在母站10进行母站工作的时刻，为了使下属的REP能够同步而发送信标71。REP30、REP40、 以及REP50同时接收信标71。
另一方面，在各REP自身进行母站工作的情况下，为了使下属的子站能够同步，对下属的子站发送信标。在图9中，示出了 REP40发送的信标74，但REP30以及REP50也同样地在本装置进行母站工作的工作时刻中，对下属的子站发送信标。在以往技术以及实施方式1、2中，在各REP进行母站工作的情况下，在该工作时刻中发送接收数据的对象的装置仅为下属的子站。在图9的例子中，在REP40进行母站工作的时刻中，REP40仅与子站41、42、43进行了通信。但是，由于REP40和母站10在距离上位于可进行通信的位置关系，所以母站10可以接收REP40发送的信标74。本实施方式的特长在于，如上那样母站10接收并利用REP发送的信标。另外，本实施方式的特长在于，在信标中，加入在实施方式2中在发送数据时一并发送的剩余数据的数据量。图10是示出在与实施方式1同样的结构的数据中继系统中应用了本实施方式的分配方法的例子的图。使用图10，详细说明本实施方式的工作。在图10中，针对每个TDMA系统，在图中示出了到第2个周期为止的工作时刻。在最初的周期(图中的左侧的0内)中，与图5的例子同样地，对所有REP分配工作周期。此时，在实施方式1以及2中，母站10针对第1个周期仅在时刻1中进行工作，但在本实施方式中，母站10在第1个周期的时刻2 6中监视各REP发送的信标。在第1个周期的时刻2 6中，各REP在分配给本装置的工作时刻中发送信标。 此时，各REP在信标中加入希望发往母站10的剩余数据量的合计而发送。母站10在时刻 2 6中，接收从各REP发送的信标，可以根据信标中包含的数据量得知每个REP的上行数据量。然后，在从接收到第1个周期的时刻6的信标到在第2个周期的时刻1中自身发送信标为止的期间，与实施方式2同样地实施下一个工作周期(在该情况下为第2个周期) 的工作时刻分配。然后，与实施方式2同样地，在第2个周期的时刻1中自身进行母站工作时，在信标中加入工作时刻分配信息而发送。本实施方式的以上叙述的以外的工作与实施方式1相同。在本实施方式中，通过进行这样的工作，可以在第1个周期的时刻2 6中掌握上行数据量，所以与在第1个周期的时刻1中掌握上行数据量的实施方式2相比，可以在更迟的时刻中进行通知，可以通知更最新的信息。另外，在实施方式2中，在时刻1中在母站10和REP中产生了上行方向的通信的情况下，可以与上行数据一起通知剩余数据量，但在REP数量多的情况、或者存在每IfREP 的数据量多的REP的情况下，有可能产生在时刻1的1帧时间内无法发送上行数据量的 REP0在该情况下，母站10判断为在第1个周期的时刻1中无法发送其上行数据量的REP 没有剩余的上行数据量，但实际上在该REP中存在剩余的上行数据。对此，在本实施方式中，在REP发送的信标中加入信息而发送，所以母站10在第1 个周期的时刻2 6中，不受到其他REP的通信的影响，所以必然能掌握各REP的剩余数据量。另外，在以上的说明中，在信标中加入剩余的上行数据量，但也可以如实施方式1 那样仅加入数据的有无，并进行与实施方式1同样的工作时刻的分配。在该情况下，在信标中追加的信息可以是1比特。另外，在加入剩余数据量的情况下，例如，在将上限值设为 4095字节(在4095以上的情况下也通知4095字节)并按照1个字节单位通知的情况下， 需要 12 比特(212 = 4096)。
这样，在本实施方式中，各REP在第1个周期中在分配给本装置的工作时刻发送的信标中包含剩余的上行数据量而发送，母站10接收该信标，根据信标中包含的上行数据量进行工作时刻的分配。因此，与实施方式1、2相比，必然能掌握所有REP的通信状况，并且， 与实施方式2相比，可以反映更最新的上行数据量。因此，与实施方式1以及2相比，可以进一步提高吞吐率、延迟的性能。产业上的可利用性如上所述，本发明的数据中继系统以及工作时刻分配方法对远距离配置的装置间或者多个装置间的数据中继系统是有用的，特别适用于采用TDMA方式的数据中继系统。
权利要求
1.一种数据中继系统，具备母站装置，作为利用TDMA的母站发挥功能；子站装置，作为利用TDMA的子站发挥功能；以及中继装置，对所述母站装置与所述子站装置的通信进行中继，并且，在以所述母站装置为母站的TDMA系统即上位TDMA系统中作为子站发挥功能，并且，在以所述子站装置为子站的TDMA系统即下位TDMA系统中作为母站发挥功能，该数据中继系统的特征在于，所述母站装置对上位TDMA系统以及下位TDMA系统，针对每个系统1次地将工作时间带分配为静态分配时间带，并且，将从规定的分配周期中去除了所述工作时间带的时间带作为动态分配时间带，根据所述静态分配时间带中的与所述中继装置的通信状况，将所述动态分配时间带分配为所述下位TDMA系统的工作时间带，将分配结果发送到所述中继装置，所述中继装置根据所接收到的所述分配结果，抽出分配给本装置的时间带，在该时间带中作为母站工作。
2.根据权利要求1所述的数据中继系统，其特征在于，将所述通信状况设为在分配给所述上位TDMA系统的静态分配时间带中在所述母站装置与所述中继装置之间有无发送接收数据。
3.根据权利要求2所述的数据中继系统，其特征在于，所述中继装置使用在所述静态分配时间带中的分配给本装置的时间带中发送的用于时钟同步的信标，发送有无向所述母站装置的发送数据，所述母站装置根据从各中继装置发送的信标求出有无所述发送接收数据。
4.根据权利要求1所述的数据中继系统，其特征在于，将所述通信状况设为上行数据量和下行数据量的合计的数据量，所述上行数据量为分配给所述上位TDMA系统的静态分配时间带中的应从所述中继装置的下属的子站装置发送到所述母站装置的数据的剩余量，所述下行数据量为所述母站装置保持的发往其子站装置的数据的剩余量，所述中继装置与向所述母站装置的发送数据一起发送所述上行数据量，所述母站装置对所述合计的数据量超过规定的阈值的中继装置分配所述动态分配时间带。
5.根据权利要求1所述的数据中继系统，其特征在于，将所述通信状况设为上行数据量和下行数据量的合计的数据量，所述上行数据量为分配给所述上位TDMA系统的静态分配时间带中的应从所述中继装置的下属的子站装置发送到所述母站装置的数据的剩余量，所述下行数据量为所述母站装置保持的发往其子站装置的数据的剩余量，所述中继装置使用在所述静态分配时间带中的分配给本装置的时间带中发送的用于时钟同步的信标，发送所述上行数据量，所述母站装置根据从各中继装置发送的信标，求出所述上行数据量。
6.根据权利要求1 5中的任意一项所述的数据中继系统，其特征在于，所述母站装置使用用于时钟同步的信标发送所述分配结果。
7. 一种工作时刻分配方法，是数据中继系统中的工作时刻分配方法，该数据中继系统具备母站装置，作为利用TDMA的母站发挥功能； 子站装置，作为利用TDMA的子站发挥功能；以及中继装置，对所述母站装置与所述子站装置的通信进行中继，并且，在以所述母站装置为母站的TDMA系统即上位TDMA系统中作为子站发挥功能，并且，在以所述子站装置为子站的TDMA系统即下位TDMA系统中作为母站发挥功能， 该工作时刻分配方法的特征在于，包括静态分配步骤，所述母站装置对上位TDMA系统以及下位TDMA系统，针对每个系统1次地将工作时间带分配为静态分配时间带；动态分配步骤，所述母站装置将从规定的分配周期中去除了所述工作时间带的时间带作为动态分配时间带，根据所述静态分配时间带中的与所述中继装置的通信状况，将所述动态分配时间带分配为所述下位TDMA系统的工作时间带；分配结果发送步骤，所述母站装置将所述分配结果发送到所述中继装置；以及工作步骤，所述中继装置根据所接收到的所述分配结果抽出分配给本装置的时间带， 在该时间带中作为母站工作。
全文摘要
本发明提供一种数据中继系统，具备母站(10)，作为TDMA的母站发挥功能；子站(21～23、31～33、41～43、51～53、61～63)，作为TDMA的子站发挥功能；以及REP(20、30、40、50、60)，对母站(10)与各子站的通信进行中继，在上位TDMA系统中作为子站发挥功能，在下位TDMA系统中作为母站发挥功能，母站(10)对各TDMA系统1次地将工作时间带分配为静态分配时间带，将从分配周期中去除了静态分配时间带的时间带作为动态分配时间带，根据静态分配时间带的通信状况将动态分配时间带分配为下位TDMA系统的工作时间带。
文档编号H04J3/16GK102171953SQ200980139310
公开日2011年8月31日 申请日期2009年9月24日 优先权日2008年10月6日
发明者小口和海, 真锅胜重 申请人:三菱电机株式会社