JPWO2012128146A1 - 通信システム、通信制御方法 - Google Patents

Abstract

無線通信装置（３０）と接続される有線伝送路に設けたネットワーク監視部（１０）および伝送路監視部（２２）により、有線伝送路上のデータ量を検出してトラヒック量を判定する。無線通信装置（３０）および（４０）は、判定されたトラヒック量に基づいて、多値変調方式を変更するとともに、多値変調方式に応じた伝送レートによるデータ送信を最低限保証できるように送信電力を設定する。

Description

本発明は、無線によりデータ通信を行う無線通信装置を備える通信システムと、この通信システムにおける通信制御方法とに関する。

無線通信装置の無線伝送路経由による通信では、通常、有線伝送路経由による通信よりも伝送レートが低い。無線通信に際しては、最大伝送レートのデータ送信を行なう条件のもとで必要十分とされる電力を考慮して、定常的に送信電力を最大に設定している。このため、無線通信のトラヒック量が少なく、最大の送信電力が必要でない状態においても、無線通信装置においては最大電力が設定されており、結果的に無駄な電力が消費されている。
無線通信装置においては、ＡＴＰＣ（自動送信出力レベル制御）により送信電力を抑制する技術が知られている。この技術においても、最大伝送レートに対応して最低限必要なだけの電力は確保されるように動作する。したがって、ＡＴＰＣを使った場合でも、トラヒック量が少ない状態において電力が過剰となって無駄が生じるという上記の問題は解消されない。この問題を解決するために、無線通信時における伝送レートを低く抑え、これに応じて送信電力の最大レベルも小さく設定する方法が考えられる。しかし、この方法は、伝送レートが高速なデータを処理する際に、パケット廃棄が頻繁に発生してデータ品質が劣化するために現実的ではない。

そこで、無線により送受信されるデータ量を検出し、この検出されたデータ量に基づいて伝送速度(変調方式)と送信電力を設定するようにした構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。これにより、データ量が小である場合には低値変調方式を設定し、この設定に応じて送信出力を低減することが可能になるので省電力化を図ることができる。

特開２００６−２７９８５５号公報

しかし、特許文献１に記載の構成では、無線伝送路におけるデータ量を検出している。
無線伝送路によるデータの送受信は、例えば何らかの外乱によって電波状態が変化することなどに応じて不安定になりやすく、したがって、例えばデータ量に基づいてトラヒック量を判定するにあたり、的確な判定結果が得られない場合もあると考えられる。

そこで、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、無線通信システムにおいてトラヒック量に基づいて送信電力制御を行うにあたり、トラヒック量をより安定して正しく判定できるようにすることを目的とする。

本発明は、無線伝送路経由で他の無線通信装置と通信を行う複数の無線通信装置と、特定の前記無線通信装置と接続される有線伝送路のデータ量に基づいてトラヒック量を判定し、前記判定されたトラヒック量を、前記複数の無線通信装置における所定の無線通信装置に通知するトラヒック量判定部と、前記無線通信装置の各々において備えられ、通知されたトラヒック量に基づいて前記無線伝送路に送出すべきデータによる変調処理に用いる変調多値数を変更する変調多値数制御部と、前記無線通信装置の各々において備えられ、変更された前記変調多値数を用いた変調処理により得られる送信信号を無線伝送路に送出するための送信電力を変更する送信電力制御部とを備えることを特徴とする通信システムである。

また、本発明は、無線伝送路経由で他の無線通信装置と通信を行う複数の無線通信装置と、特定の前記無線通信装置と接続される有線伝送路のデータ量に基づいてトラヒック量を判定し、前記判定されたトラヒック量を、前記複数の無線通信装置における所定の無線通信装置に通知するトラヒック量判定部と、前記無線通信装置の各々において備えられ、変調処理および前記変調処理に対応する復調処理を少なくとも実行するように動作する複数の無線信号送受信部と、前記無線通信装置の各々において備えられ、前記複数の無線信号送受信部ごとに対応する複数のアンテナと、前記無線通信装置の各々において備えられ、前記無線伝送路に送出すべき送信データを分割して前記複数の無線信号送受信部に出力するとともに、前記複数の無線信号送受信部から入力した前記無線伝送路からの受信データを合成する分割／合成部と、前記無線通信装置の各々において備えられ、通知されたトラヒック量に基づいて、前記複数の無線信号送受信部における所定の無線信号送受信部に動作を実行させる無線信号送受信動作制御部と、前記無線通信装置の各々において備えられ、前記動作を実行する無線信号送受信部のみに対して分割した前記送信データを出力するように、または、前記動作を実行する無線信号送受信部から出力される受信データのみを合成するように分割／合成部を制御する分割／合成制御部とを備える通信システムである。

また、本発明は、無線伝送路経由で他の無線通信装置と通信を行う複数の無線通信装置を備える通信システムにおける通信制御方法であって、特定の前記無線通信装置と接続される有線伝送路のデータ量に基づいてトラヒック量を判定し、前記判定されたトラヒック量を、前記複数の無線通信装置における所定の無線通信装置に通知するトラヒック量判定手順と、前記無線通信装置の各々において備えられ、通知されたトラヒック量に基づいて前記無線伝送路に送出すべきデータによる変調処理に用いる変調多値数を変更する変調多値数制御手順と、前記無線通信装置の各々において備えられ、変更された前記変調多値数を用いた変調処理により得られる送信信号を無線伝送路に送出するための送信電力を変更する送信電力制御手順とを備えることを特徴とする通信制御方法である。

また、本発明は、無線伝送路経由で他の無線通信装置と通信を行う複数の無線通信装置を備え、前記複数の無線通信装置の各々は、変調処理および前記変調処理に対応する復調処理を少なくとも実行するように動作する複数の無線信号送受信部と、前記複数の無線信号送受信部ごとに対応する複数のアンテナと、前記無線伝送路に送出すべき送信データを分割して前記複数の無線信号送受信部に出力するとともに、前記複数の無線信号送受信部から入力した前記無線伝送路からの受信データを合成する分割／合成部とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、特定の前記無線通信装置と接続される有線伝送路のデータ量に基づいてトラヒック量を判定し、前記判定されたトラヒック量を、前記複数の無線通信装置における所定の無線通信装置に通知するトラヒック量判定手順と、前記無線通信装置の各々において備えられ、通知されたトラヒック量に基づいて、前記複数の無線信号送受信部における所定の無線信号送受信部に動作を実行させる無線信号送受信部動作制御手順と、前記無線通信装置の各々において備えられ、前記動作を実行する無線信号送受信部のみに対して分割した前記送信データを出力するように、または、前記動作を実行する無線信号送受信部から出力される受信データのみを合成するように分割／合成部を制御する分割／合成制御手順とを備えることを特徴とする通信制御方法である。

本発明によれば、無線通信システムにおいてトラヒック量の判定結果に基づいて送信電力制御を行うにあたり、トラヒック量をより安定して正確に判定することが可能になるという効果が得られる。

本発明の第１の実施形態としての通信システムの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態としての通信システムにおける主要部の動作例を示すシーケンス図である。 本発明の第１の実施形態としての通信システム１における主要部の他の動作例を示すシーケンス図である。 本発明の第１の実施形態におけるネットワーク監視部と伝送路監視部が実行する処理手順例を示す図である。 本発明の第２の実施形態としての通信システムの構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における通信システムにおける無線制御部が実行するトラヒック量に応じた処理手順例を示す図である。

［第１の実施形態］
［通信システムの構成例］
図１は、本発明を実施するための形態（第１の実施形態）としての通信システム１の構成例を示している。この図に示す通信システム１は、ネットワーク監視部１０、ルータ２０、無線通信装置３０、無線通信装置４０、基地局５０を備えている。

無線通信装置３０および無線通信装置４０は無線通信が可能に構成され、相互の通信を無線伝送路経由で通信によって行うようにされている。また、無線通信装置３０および無線通信装置４０は有線伝送路による通信も可能とされている。なお、無線通信規格としては、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１系の無線ＬＡＮ規格を採用することができる。また、有線の通信規格にはイーサネット（登録商標）などを採用することができる。

ルータ２０は無線通信装置３０と有線によって接続することで、無線通信装置３０の無線通信に対応する通信網（ネットワーク）と、有線による他の通信網と間の通信を中継する。

ネットワーク監視部１０は、図示するようにルータ２０を介して無線通信装置３０と繋がる有線伝送路に対して備えられる。そして、ネットワーク監視部１０は、監視動作として、上り・下りそれぞれのトラヒック量を判定する。なお、この通信システム１の構成において、上りのトラヒックとは、無線通信装置４０から無線通信装置３０に対してデータが送受信され、さらにはルータ２０を経由して他のネットワークにデータが伝送される方向となる。また、下りのトラヒックとは、無線通信装置３０から無線通信装置４０に対してデータが送受信される方向となる。

基地局５０は、無線通信装置３０や無線通信装置４０を経由したデータを利用して所定のサービスを運用する。図１の場合には、無線通信装置４０と有線伝送路を経由して接続された態様例が示されている。

次に、上記通信システム１における無線通信装置３０の構成について説明する。この図に示す無線通信装置３０は、ＬＡＮポート３１、無線信号送受信部３２、送信アンプ３３、受信アンプ３４、無線制御部３５およびアンテナ３７を備えている。

ＬＡＮポート３１は、有線ＬＡＮとの間で入出力されるパケット(フレーム)の宛先（ＭＡＣアドレスなど）を識別してパケットスイッチングを実行する。図１においてＬＡＮポート３１は、有線伝送路経由で後述のルータ２０内のＬＡＮポート２１と相互に接続されている。

無線信号送受信部３２は、有線伝送路経由で伝送されたデータを無線により送信させるための処理を実行する。また、無線信号送受信部３２は、無線伝送路経由で受信したデータを有線伝送路に伝送するための処理を実行する。無線信号送受信部３２は、ＬＡＮポート３１から出力される有線伝送路経由のデータによってデジタル変調処理を行って送信アンプ３３に出力する。また、無線信号送受信部３２は、無線伝送路経由で受信された信号を受信アンプ３４から入力し、デジタル変調に対する復調処理を行って得られたデータをＬＡＮポート３１に転送する。なお、無線信号送受信部３２におけるデジタル変調は多値変調である。後述するように、判定されたトラヒック量に応じて変調多値数が変更設定される。この変調多値数の変更設定は、無線制御部３５により制御される。

送信アンプ３３は、データがデジタル変調されて、その結果得られた送信信号を増幅する。アンテナ３７は、送信アンプ３３から出力される送信信号を電波として送出する。また、第１の実施形態の送信アンプ３３は、後述するように無線制御部３５の制御に応じて送信電力レベルを変更設定する。また、受信アンプ３４は、アンテナ３７にて電波を受信して得られた受信信号を増幅して無線信号送受信部３２に対して出力する。

なお、無線通信装置４０は、ＬＡＮポート４１、無線信号送受信部４２、送信アンプ４３、受信アンプ４４、無線制御部４５およびアンテナ４７を備え、上記無線通信装置３０と同様に構成される。無線通信装置４０のＬＡＮポート４１は、図示するように基地局５０と有線伝送路経由で接続されている。

また、ルータ２０は、ＬＡＮポート２１と伝送路監視部２２を備えている。このルータ２０は、有線伝送路と無線通信装置３０との間に配置されている。ＬＡＮポート２１は、の無線通信装置３０内のＬＡＮポート３１と有線伝送路の伝送路との間に介在するように設けられている。伝送路監視部２２は、データ監視動作として、上記ＬＡＮポート２１と無線通信装置３０との間で送受信される上りデータＤｕと下りデータＤｄの各データ量を検出する。そして、伝送路監視部２２は、検出されたデータ量をネットワーク監視部１０に対して有線伝送路経由で転送する。また、伝送路監視部２２は、検出したデータに基づいて自己でトラヒック量を判定することができる。

第１の実施形態の通信システム１は、変調多値数および送信電力制御のために、トラヒック量について「大」・「中」・「小」の３段階により区分して判定する場合を想定する。
この場合、伝送路監視部２２は、後述するように、「大」のトラヒック量の判定について判定を行うようにされている。

ネットワーク監視部１０は、伝送路監視部２２から転送されるデータ量の情報に基づいてトラヒック量を判定する。ネットワーク監視部１０は、「中」・「小」のトラヒック量について判定を行う。

また、ネットワーク監視部１０と伝送路監視部２２は、上り・下りの各トラヒック量の判定結果を次のように通知する。まず、ネットワーク監視部１０は、下りトラヒック量の判定結果について、無線通信装置３０内の無線制御部３５と伝送路監視部２２に通知する。また、上りトラヒック量の判定結果については、無線通信装置４０内の無線制御部４５と伝送路監視部２２に通知する。

また、伝送路監視部２２は、下りトラヒック量の判定結果については、無線通信装置３０内の無線制御部３５とネットワーク監視部１０に通知(送信)Ｉする。また、上りトラヒック量の判定結果については、無線通信装置４０内の無線制御部４５とネットワーク監視部１０に通知する。

無線通信装置３０におけるＬＡＮポート３１は、通知された下りトラヒック量判定結果を無線制御部３５に転送する。無線制御部３５は、転送されたトラヒック量判定結果に基づいて、無線信号送受信部３２における変調多値数と送信アンプ３３における送信電力を変更する制御を行う。また、ＬＡＮポート３１は、上りトラヒック量判定結果の情報については無線信号送受信部３２に渡して、無線伝送路経由で無線通信装置４０に対して送出させる。無線通信装置４０においては、受信された上りトラヒック量判定結果の情報を無線信号送受信部４２により復調したうえで無線制御部４５に渡す。無線制御部４５は、受け渡された上りのトラヒック量判定結果に基づいて、無線信号送受信部４２における変調多値数と送信アンプ４３における送信電力を変更する。

［変調多値数および送信電力の制御例：下りデータの場合］
次に、図２のシーケンス図を参照して、上記構成による通信システム１において実行される変調多値数および送信電力の制御動作例について説明する。この図には、下りトラヒック量が「小」の状態となった後に「大」の状態に遷移した場合に対応する動作例が示されている。

まず、伝送路監視部２２は、ステップＳ１０１により、下りデータＤｄのデータ量Ｖｄを検出し、この検出したデータ量Ｖｄをネットワーク監視部１０に通知する。なお、このステップＳ１０１としてのデータ量Ｖｄの検出および通知処理は、一定時間ごとに繰り返し実行される。

ネットワーク監視部１０は、上記ステップＳ１０１において通知されるデータ量Ｖｄを監視し、所定の統計処理を実行することでトラヒック量を判定する。例えば、ネットワーク監視部１０は、単位時間におけるデータ量Ｖｄを利用して伝送レートを算出し、この伝送レートに基づいてトラヒック量を判定することができる。そして、この場合には、ステップＳ１０２として示すように、ネットワーク監視部１０によって、トラヒック量が「小」であるとの判定結果が得られたものとする。

これに応じて、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ１０３により、下りトラヒック量が「小」であるとの判定結果を無線制御部３５に通知し、また、ステップＳ１０４により、伝送路監視部２２に通知する。

無線制御部３５は、ステップＳ１０３による通知に応じて、ステップＳ１０５において、無線信号送受信部３２によってＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調が実行されるように無線信号送受信部３２に対する制御を実行する。この場合のＱＰＳＫ変調は、無線信号送受信部３２が対応する多値変調方式のうち変調多値数が最も少なく、伝送レートも最小となる。

また、無線制御部３５は、上記ステップＳ１０３による通知に応じて、ステップＳ１０６において、送信アンプ３３に対して最小送信電力により信号の送出が行われるように制御する。変調多値数が小さくなって伝送レートが低速になればデータ送信に必要な送信電力は少なくて済み、変調多値数が多くなるほど送信電力も増加させる必要がある。上記の最小送信電力は、ＱＰＳＫ変調によりデータ送信を行うにあたり必要最小限であるとみることのできる電力レベルとなる。

また、ステップＳ１０２において、下りトラヒックが「小」であるとの判定結果に応じて、伝送路監視部２２は、ステップＳ１０７により、下りトラヒック判定閾値Ｚｄと、下りデータＤｄのデータ量Ｖｄとを比較する。この際、下りトラヒック判定閾値Ｚｄには、ステップＳ１０２により判定された「小」の下りトラヒック量に対応した所定値が代入される。伝送路監視部２２は、上記ステップＳ１０７による比較処理を繰り返し実行しながら、比較処理結果に基づいてトラヒック量が「大」であるか否かについて判定する。この図の例では、ステップＳ１０８において下りトラヒック量が「大」であるとの判定結果が得られた場合を示している。

上記ステップＳ１０８の判定結果に応じて、伝送路監視部２２は、ステップＳ１０９とステップＳ１１０により、下りトラヒック量が「大」であることを無線制御部３５とネットワーク監視部１０にそれぞれ通知する。

無線制御部３５は、ステップＳ１０９の通知に応じて、ステップＳ１１１により、多値変調方式として２５６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を無線信号送受信部３２に対して設定する。この場合において、２５６ＱＡＭは、無線信号送受信部３２が対応する多値変調のうちで多値数が最高の変調方式となる。この２５６ＱＡＭを設定することで、トラヒック量「大」に対応する高速な伝送レートを保証してデータ送信を行うことが可能になる。また、これに応じて、無線制御部３５は、ステップＳ１１２により送信アンプ３３に対して最大送信出力を設定する。これにより、２５６ＱＡＭに対応して高速な伝送レートを保証するのに必要な送信電力が得られる。

このように第１の実施形態においては、トラヒック量に応じて変調多値数を変更するとともに、変調多値数に応じた最適な送信電力を設定する。これにより、安定したデータ通信を行いながら、トラヒック量に応じた適切な送信電力が設定されることになり、定常的に最大送信電力を設定している場合と比較して大幅に消費電力を低減することが可能になる。

そして第１の実施形態においては、ネットワーク監視部１０および伝送路監視部２２を、無線伝送路側に設けるのではなく、有線伝送路側に設けることとしている。すなわち、データ量検出およびこれに基づくトラヒック量判定のための機能部を有線伝送路に設けることとしている。無線伝送路は、例えば電波状態などに応じてデータ伝送が不安定になる可能性があるが、有線伝送路は電波状況などに影響を受けることなく、より安定したデータ伝送が行われる。したがって、第１の実施形態においては、無線通信システムにおいてもより正確にトラヒック量を判定することが可能になる。

［変調多値数および送信電力の制御例：上りデータの場合］
次に、図３のシーケンス図を参照して、通信システム１において実行される変調多値数および送信電力制御の他の動作例について説明する。この図には、上りトラヒック量について「中」の状態から「大」の状態に遷移した場合に対応した動作例が示されている。

伝送路監視部２２は、ステップＳ２０１において、上りデータＤｕのデータ量Ｖｕを検出し、この検出したデータ量Ｖｕをネットワーク監視部１０に通知する処理を、例えば一定時間ごとに繰り返し実行する。

ネットワーク監視部１０は、上記ステップＳ２０１により通知されるデータ量Ｖｕを監視し、所定の統計処理を実行することで上りトラヒック量を判定する。この場合には、ステップＳ２０２として示すように、上りトラヒック量が「中」であると判定したものとする。

これに応じて、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ２０３において、上りトラヒック量「中」との判定結果を無線制御部４５に通知する。上りデータＤｕの場合、無線通信装置４０から無線通信装置３０にデータが送信される。このために、トラヒック量の判定結果の情報は、送信側である無線通信装置４０に対して送信されることになる。また、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ２０４において、上りトラヒック量「中」との判定結果を伝送路監視部２２に通知する。

無線制御部４５は、上記ステップＳ２０３による通知に応じて、ステップＳ２０５により、１６ＱＡＭによる変調処理が設定されるように無線信号送受信部４２を制御する。この場合の１６ＱＡＭは、無線信号送受信部４２が対応する多値変調方式のうち中間の変調多値数であり、トラヒック量「中」に対応する必要最低限の伝送レートが確保される。

また、無線制御部４５は、上記のステップＳ２０３による通知に応じて、ステップＳ２０６により、送信アンプ４３に対して中間の送信電力により信号の送出が行われるように制御する。この中間送信電力は、１６ＱＡＭによりデータ送信を行うにあたり、必要最低限とみることのできる電力レベルとなる。

また、ステップＳ２０２において、上りトラヒックが「中」であるとの判定結果に応じて、伝送路監視部２２は、ステップＳ２０７により、上りトラヒック判定閾値Ｚｕと、上りデータＤｕのデータ量Ｖｕとを比較する。この際、上りトラヒック判定閾値Ｚｕは、ステップＳ２０２により判定された上りトラヒック量「中」に対応した所定値が代入された値が設定される。伝送路監視部２２は、上記ステップＳ２０７において、先のステップＳ１０７と同様の処理によってトラヒック量が「大」であるか否かについて判定する。この図では、ステップＳ２０８において上りトラヒック量が「大」であるとの判定結果が得られたものとしている。上記ステップＳ２０８の判定結果に応じて実行されるステップＳ２０９〜Ｓ２１２の処理は、図２のステップＳ１０９〜Ｓ２１２と同様になる。

このように、第１の実施形態においては、伝送路監視部２２およびネットワーク監視部１０により、有線伝送路側において上り・下り両方向のトラヒック量を判定するようにしている。そして、この判定結果に応じて、無線通信ネットワーク上でデータ送信側となる無線通信装置３０または無線通信装置４０に対して、多値変調方式と送信電力の制御を実行する。

なお、これまでの説明から理解されるように、ネットワーク監視部１０と伝送路監視部２２は、例えば特許請求の範囲に記載のトラヒック量判定部に相当する。また、図２のステップＳ１０５、Ｓ１１１および図３のＳ２０５、Ｓ２１１の処理を実行する無線制御部３５、４５は、例えば特許請求の範囲に記載の変調多値数制御部に相当する。また、図３のステップＳ１０６、Ｓ１１２および図３のＳ２０６、Ｓ２１２の処理を実行する無線制御部３５、４５は、例えば特許請求の範囲に記載の送信電力制御部に相当する。

［トラヒック量判定処理例］
図４のフローチャートは、ネットワーク監視部１０と伝送路監視部２２が実行する下りトラヒック量判定のための処理手順例を示している。すなわち、図４においては、図１のステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０７およびＳ１０８についての処理手順が示される。
また、図４において、ステップＳ３０１〜Ｓ３１３はネットワーク監視部１０が実行する処理である。ステップＳ４０１〜Ｓ４０５は伝送路監視部２２が実行する処理である。なお、図４は下りトラヒック量を判定の対象としているが、上りトラヒック量についても、後述のように図４に準じた処理によって判定することができる。

図４において、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３０１において下りトラヒック判定閾値Ｚｄに、下りトラヒック「大」判定閾値Ｗｄを代入する。判定閾値Ｗｄは、下りトラヒック量「大」に対応して予め設定された閾値である。なお、ステップＳ３０１以降において、ネットワーク監視部１０が実行する下りトラヒック量「小」についての判定手順（ステップＳ３０２〜Ｓ３０７）、下りトラヒック量「中」についての判定手順（ステップＳ３０８〜Ｓ３１３）は並行して実行される。また、伝送路監視部２２が実行する下りトラヒック量「大」についての判定手順（ステップＳ４０１〜Ｓ４０５）も上記各判定手順と並行して実行される。

ステップＳ３０２において、ネットワーク監視部１０は、下りトラヒック「小」判定閾値Ｘｄと、自己が検出した下りデータ量Ｖｄとを比較して、Ｘｄ＞Ｖｄであるか否かについて判定する。下りトラヒック「小」判定閾値Ｘｄは、下りトラヒック量としてみなされるデータ量の範囲において最大に対応するデータ量に基づいて予め設定される。

上記ステップＳ３０２において、Ｘｄ＞Ｖｄではないと判定された場合、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３０３およびＳ３０４の処理をスキップして、ステップＳ３０２の比較処理を繰り返す。ステップＳ３０２において、Ｘｄ＞Ｖｄであると判定された場合、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３０３によりカウント値Ａをインクリメントする。次に、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３０４によりカウント値Ａと閾値Ｎとについて、Ａ＞Ｎであるか否かについて判定する。

上記ステップＳ３０４において、Ａ＞Ｎではないと判定した場合、ネットワーク監視部１０はステップＳ３０２に戻る。なお、カウント値Ａは、ステップＳ３０２〜Ｓ３０４の処理を繰り返す過程において、後述のステップＳ３０６、Ｓ３１２またはＳ４０５による指示に応じてリセットされる。このステップＳ３０２〜Ｓ３０４のように処理が繰り返されることで、データ量Ｖｄの瞬時的な変化に反応することなく平滑化してトラヒック量の判定を行うことが可能になる。

一方、ステップＳ３０４において、Ａ＞Ｎであると判定した場合には、現在のトラヒック量は「小」としての範囲内に収まっていることが推定される。そこで、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３０５によって下りトラヒック量「小」との判定結果を出力する。

次に、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３０６によりカウント値Ａのリセットを指示する。これに応じて、カウント値Ａのカウンタ(図示せず)は、カウント値Ａをリセットする。また、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３０７において、下りトラヒック判定閾値Ｚｄにトラヒック量「小」判定閾値Ｘｄを代入し、ステップＳ３０２の手順に戻るようにする。

また、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３０８において、下りトラヒック「中」判定閾値Ｙｄとデータ量Ｖｄとを比較して、Ｙｄ＞Ｖｄであるか否かについて判定する。下りトラヒック「中」判定閾値Ｙｄは、下りトラヒック量「小」と「大」の中間のデータ量に基づいて予め設定される。

上記ステップＳ３０８において、Ｙｄ＞Ｖｄではないと判定された場合、ネットワーク監視部１０は、そのステップＳ３０８による判定処理をそのまま繰り返す。これに対して、ステップＳ３０８において、Ｙｄ＞Ｖｄであると判定された場合、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３０９によりカウント値Ｂをインクリメントする。次に、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３１０により、カウント値Ｂと閾値Ｍとについて、Ｂ＞Ｍであるか否かについて判定する。

上記ステップＳ３１０において、Ｂ＞Ｍであると判定した場合、ネットワーク監視部１０はステップＳ３０８に戻る。また、ステップＳ３０８〜Ｓ３１０の処理を繰り返している過程において、後述のステップＳ３１２またはＳ４０５が実行されることに応じて、カウント値Ｂはリセットされる。

一方、ステップＳ３１０において、Ｂ＞Ｍではないと判定した場合には、現在のトラヒック量は「中」としての範囲内に収まっているものと推定される。そこで、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３１１によって下りトラヒック量は「中」であるとの判定結果を出力する。この判定結果の出力に応じて、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３１２によりカウント値ＡおよびＢのリセットを指示する。これに応じて、ネットワーク監視部１０におけるカウント値Ａ、Ｂの各カウンタ(図示せず)は、カウント値Ａ、Ｂをリセットする。また、ネットワーク監視部１０は、ステップＳ３１３において、下りトラヒック判定閾値Ｚｄに、トラヒック「中」判定閾値Ｙｄを代入し、ステップＳ３０８の手順に戻る。

また、伝送路監視部２２は、ステップＳ４０１において、下りトラヒック判定閾値Ｚｄとデータ量Ｖｄとを比較して、Ｚｄ＜Ｖｄであるか否かについて判定する。下りトラヒック判定閾値Ｚｄは、これまでの説明からも理解されるように、トラヒック量の判定結果に応じて、ネットワーク監視部１０側で適宜異なる値が代入される。伝送路監視部２２は、この下りトラヒック判定閾値Ｚｄをネットワーク監視部１０から受け取ってステップＳ４０１の処理を実行する。

上記ステップＳ４０１において、Ｚｄ＜Ｖｄではないと判定された場合、伝送路監視部２２は、そのステップＳ４０１による判定処理をそのまま繰り返す。これに対して、ステップＳ４０１において、Ｚｄ＜Ｖｄであると判定された場合、伝送路監視部２２は、ステップＳ４０２によりカウント値Ｃをインクリメントする。そのうえで、伝送路監視部２２は、ステップＳ４０３において、カウント値Ｃと閾値Ｌとについて、Ｃ＞Ｌであるか否かについて判定する。

上記ステップＳ４０３において、Ｃ＞Ｌであると判定した場合、伝送路監視部２２はステップＳ４０１に戻る。一方、ステップＳ４０３において、Ｃ＞Ｌではないと判定した場合には、現在のトラヒック量は「小」または「中」としての範囲より増加しているものと推定される。この場合、伝送路監視部２２は、ステップＳ４０４によって、下りトラヒック量「大」との判定結果を出力する。この判定結果の出力に応じて、伝送路監視部２２は、ステップＳ４０４によりカウント値Ａ、ＢおよびＣのリセットを指示する。これに応じて、ネットワーク監視部１０におけるカウント値Ａ、Ｂの各カウンタと、伝送路監視部２２におけるカウント値Ｃのカウンタは、それぞれ自己が保持しているカウント値をリセットする。この後、伝送路監視部２２は、ネットワーク監視部１０においてステップＳ３０１により下りトラヒック判定閾値Ｚｄに下りトラヒック「大」判定閾値Ｗｄが代入されるように指示を行いステップＳ４０１に戻る。

なお、上りトラヒック量を判定するには、上記図４に準じた処理のもとで、下りデータＤｄのデータ量Ｖｄ、下りトラヒック判定閾値Ｚｄ、下りトラヒック「大」判定閾値Ｗｄ、下りトラヒック「中」判定閾値Ｙｄおよび下りトラヒック「小」判定閾値Ｘｄに代えて下記のパラメータを使用すればよい。つまり、上りデータＤｕのデータ量Ｖｕ、上りトラヒック判定閾値Ｚｕ、上りトラヒック「大」判定閾値Ｗｕ、上りトラヒック「中」判定閾値Ｙｕおよび上りトラヒック「小」判定閾値Ｘｕを利用すればよい。また、カウント値Ａ、Ｂ、Ｃに対応する閾値Ｎ、Ｍ、Ｌについても、上りトラヒック量に対応して設定した値を利用すればよい。なお、閾値Ｎ、Ｍ、Ｌは、送受信されるデータのパケットの廃棄や遅延をできるだけ少なくするために、Ｎ＞Ｍ＞Ｌの大小関係を有するように設定することが好ましい。

データの上りと下りとでは帯域やデータ転送速度が異なる場合がある。第１の実施形態においては、上述のように、上りと下りで異なる閾値を用いることで、上り・下りごとに独立してトラヒック量を判定することができる。これにより、上り・下りの各方向に対応して的確にトラヒック量を判定できることになる。

また、上記の例では説明を簡単にすることの便宜上、トラヒック量を「大」・「中」・「小」の３段階で判定することとしているが、例えばさらに細分化して４段階以上で判定するように構成することができる。具体例として、多値変調方式は、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１２８ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、５１２ＱＡＭを採用することとすれば、６段階により判定した結果煮基づいて電力制御を行うことが可能になる。

［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態としての通信システム１Ａの構成例を示している。なお、この図において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この図に示す通信システム１Ａにおいて、無線通信装置３０と無線通信装置４０はＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式によるデータの送受信が可能なように構成される。このために、無線通信装置３０は、マルチプレクサ／デマルチプレクサ３６と、２つの無線信号送受信部３２−１および３２−２を備える。また、に対応して、２つのアンテナ３７−１および３７−２を備える。なお、図１に示した送信アンプ３３および受信アンプ３４は、この場合には無線信号送受信部３２−１および３２−２のそれぞれにおいて含まれているものとする。

無線通信装置４０も、同様に、ＭＩＭＯ方式に対応して、マルチプレクサ／デマルチプレクサ４６と、２つの無線信号送受信部４２−１および４２−２を備える。また、無線信号送受信部４２−１および４２−２のそれぞれに対応して、２つのアンテナ４７−１および４７−２を備える。

ＭＩＭＯ方式に応じた無線通信装置３０と無線通信装置４０の間での通信動作は次のようになる。ここでは、下りデータを伝送する場合を例に説明する。無線通信装置３０において、マルチプレクサ／デマルチプレクサ３６は、ＬＡＮポート３１から転送された下りデータを、無線信号送受信部３２−１および３２−２のそれぞれに対して分配して転送する。

無線信号送受信部３２−１は、転送された下りデータについて所定の変調処理を実行してアンテナ３７−１から送出させる。同時に、無線信号送受信部３２−２も、転送された下りデータについてＭＩＭＯ方式に対応する所定の変調処理を実行してアンテナ３７−２から送出させる。

アンテナ３７−１から送出された電波は、無線通信装置４０におけるアンテナ４７−１にて選択的に受信されて無線信号送受信部４２−１に入力される。同時に、アンテナ３７−２から送出された電波は、無線通信装置４０におけるアンテナ４７−２にて選択的に受信されて無線信号送受信部４２−２に入力される。

無線信号送受信部４２−１および４２−２は、入力された受信信号をから下りデータを復調してマルチプレクサ／デマルチプレクサ４６に出力する。マルチプレクサ／デマルチプレクサ４６は、無線信号送受信部４２−１および４２−２のそれぞれから入力された下りデータを合成してＬＡＮポート４１に渡すようにする。

このようなデータの送受信が行われることで、擬似的に帯域が拡大することになり、通信速度の高速化が図られる。例えば図５の例のようにアンテナが２つの場合、帯域は理論上では２倍に拡大する。なお、上りデータの場合には、上記説明とは逆に、無線通信装置４０でデータの分割、変調および送出を行い、無線通信装置３０でデータの受信、復調および合成を行うことになる。

上記構成のもとで、無線通信装置３０および無線通信装置４０は、次のように動作する。すなわち、トラヒック量「大」の判定結果の場合には、ＭＩＭＯ方式による２つのアンテナを使用したデータ送信を実行する。これに対して、トラヒック量「小」の判定結果の場合には、ＭＩＭＯ方式によらない１つのアンテナのみによるデータ送信を行う。すなわち、トラヒック量の判定結果に応じてＭＩＭＯ方式に対応したアンテナの使用本数を切り替えるようにして動作する。

図６のフローチャートは、ネットワーク監視部１０および伝送路監視部２２のトラヒック量判定結果に応じて、無線通信装置３０および無線通信装置４０が実行する処理手順例を示している。なお、この図に示す処理は、無線通信装置３０において無線制御部３５が実行し、無線通信装置４０において無線制御部４５が実行するものとしてみることができる。また、ここでは、２本と１本の２段階で使用アンテナ数（信号送受信系統数）の切り替えを行うことに対応して、トラヒック量は「大」と「小」の２段階により判定されるものとする。

使用アンテナ数（信号送受信系統数）の切り替えに関しては、データの送信側と受信側との双方において使用アンテナ数が一致した状態でデータの送受信が行われる必要がある。このため、図５に示す構成においてネットワーク監視部１０または伝送路監視部２２によるトラヒック量の判定結果は、データの上り・下りに係わらず、無線通信装置３０および無線通信装置４０の双方に対して通知する。

上記の通知に応じて、無線制御部３５、４５は、ステップＳ４０１によりトラヒック量判定結果の情報を受信し、次のステップＳ４０２において受信したトラヒック量判定結果について「大」と「小」のいずれであるのかについて判定する。このステップＳ４０２において「大」であると判定した場合には、次のようにステップＳ４０３およびＳ４０４の処理を実行する。

ステップＳ４０３において、無線制御部３５、４５は、それぞれ、マルチプレクサ／デマルチプレクサ３６、４６に対して、２本のアンテナの使用に対応した処理を実行するように指示する。また、無線制御部３５は、ステップＳ４０４において、無線信号送受信部３２−１および３２−２の各系統をオンとしてその動作が実行されるように制御を実行する。無線制御部４５も、ステップＳ４０４により、無線信号送受信部３２−１および３２−２の双方をオンとする。

上記ステップＳ４０３およびＳ４０４の指示・制御に応じて、マルチプレクサ／デマルチプレクサ３６、４６および無線信号送受信部３２、４２は次のように動作する。なお、ここでの説明は、下りデータを無線制御部３５から無線制御部４５に伝送する場合を例に挙げる。この場合、無線制御部３５のマルチプレクサ／デマルチプレクサ３６は、ＬＡＮポート３１から入力される下りデータを２系統に分割して無線信号送受信部３２−１および３２−２に転送する。このとき、無線信号送受信部３２−１および３２−２は両者がオンとなっているので、それぞれ、転送された下りデータを変調してアンテナ３７−１および３７−２から送出する。

また、無線通信装置４０の無線信号送受信部４２−１および４２−２も両者がオンとなっており、それぞれ、アンテナ４７−１および４７−２にて受信された信号を復調するように動作する。また、マルチプレクサ／デマルチプレクサ４６は、２系統の信号送受信に対応した処理として、無線信号送受信部４２−１および４２−２にて復調されたデータを入力して１つのデータに合成し、ＬＡＮポート４１に転送するように動作する。この動作により、トラヒック量「大」の状況に対応して、無線通信装置３０と無線通信装置４０との間で２本のアンテナを使用してのＭＩＭＯ方式による無線通信が行われる。

また、ステップＳ４０２においてトラヒック量は「小」であると判定した場合、無線制御部３５、４５は、ステップＳ４０５により、マルチプレクサ／デマルチプレクサ３６、４６に対して、１系統の送受信信号に対応する処理を実行させる。

これとともに、無線制御部３５は、ステップＳ４０６において、無線信号送受信部３２−１および３２−２のうちの一方(１系統)のみをオンとして動作を実行させるように制御する。ここでは、無線信号送受信部３２−１をオンとして、無線信号送受信部３２−２をオフに設定することとしている。同じく、ステップＳ４０６において、無線制御部４５は、無線信号送受信部４２−１をオンとして、無線信号送受信部４２−２をオフとして１系統のみが有効に動作するように制御するものとする。

上記ステップＳ４０５およびＳ４０６の指示・制御に応じて、無線通信装置３０におけるマルチプレクサ／デマルチプレクサ３６は、ＬＡＮポート３１から入力した下りデータを分割することなく無線信号送受信部３２−１に対して転送する。これにより、無線通信装置３０からはアンテナ３７−１のみによって信号が送出される。

次に、無線通信装置３０においては、アンテナ３７−１から送出された信号がアンテナ４７−１のみにおいて受信され無線信号送受信部４２−１に入力される。無線信号送受信部４２−１は，入力した信号を復調して得られたデータをマルチプレクサ／デマルチプレクサ４６に転送する。マルチプレクサ／デマルチプレクサ４６は、転送されたデータを、そのままＬＡＮポート４１に出力する。

このように第２の実施形態においては、トラヒック量に応じてＭＩＭＯ方式のもとで使用するアンテナ数、すなわち、無線信号送受信部３２、４２の系統数を変更するようにされている。使用アンテナ数が増加するほど伝送レートは高速になるが、オンとすべき無線信号送受信部３２、４２の数が増加するために消費電力量も増加する。そこで、トラヒック量が少ない場合には使用アンテナ数を少なくするように切り替えを行い、使用されないアンテナに対応する無線信号送受信部３２、４２の系統をオフとする。これにより、消費電力の低減を図ることが可能になる。

なお、上記第２の実施形態において、マルチプレクサ／デマルチプレクサ３６、４６は、例えば特許請求の範囲に記載の分割／合成部に相当する。また、図６のステップＳ４０４、Ｓ４０６の処理を実行する無線制御部３５、４５は、例えば特許請求の範囲に記載の無線信号送受信動作制御部に相当する。また、図６のステップＳ４０３、Ｓ４０５の処理を実行する無線制御部３５、４５は、例えば特許請求の範囲に記載の分割／合成制御部に相当する。

また、上記図５の構成では、説明を簡単なものとすることの便宜上、ＭＩＭＯ方式に対応する信号送受信の系統数(使用アンテナ数)を最大で２つとしているが、３以上の系統を備えた構成において、トラヒック量の判定結果に応じて、ＭＩＭＯ方式における送受信系統数を変更するように構成することも可能である。

また、先の図１〜図４により説明した第１の実施形態の構成と、上記図５および図６により説明した第２の実施形態の構成とを組み合わせることも考えられる。つまり、トラヒック量に応じて、ＭＩＭＯ方式に対応して動作させる送受信系統数を変更するとともに、動作を実行している無線信号送受信部３２、４２における変調多値数および送信電力も変更しようというものである。一例として、送受信系統数と切り替え可能な変調多値数がそれぞれ２であるとすれば、４（＝２×２）段階のトラヒック量の判定結果に対応して送信電力制御が行えることになる。

また、第２の実施形態の変形例として、ネットワーク監視部１０の機能部分を伝送路監視部２２に含めて、ネットワーク監視部１０を省略することも可能である。また、ネットワーク監視部１０および伝送路監視部２２の機能部分を、例えば無線通信装置３０内に設けることも考えられる。この場合、ネットワーク監視部１０および伝送路監視部２２の機能部分は、ＬＡＮポート３１とルータ２０との間に介在するように設けることにより、有線伝送路におけるデータ量、トラヒック量を的確に検出・判定できる。
本願は、２０１１年３月２４日に、日本に出願された特願２０１１−０６５６０１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

伝送路におけるデータ量がより安定に検出できるようにして、無線通信装置の送信電力制御をより的確に行える。

１ 通信システム
１Ａ 通信システム
２ アンテナ
１０ ネットワーク監視部
２０ ルータ
２１ ＬＡＮポート
２２ 伝送路監視部
３０ 無線通信装置
３１ ＬＡＮポート
３２ 無線信号送受信部
３３ 送信アンプ
３４ 受信アンプ
３５ 無線制御部
３６ マルチプレクサ／デマルチプレクサ
３７ アンテナ
４０ 無線通信装置
４１ ＬＡＮポート
４２ 無線信号送受信部
４３ 送信アンプ
４４ 受信アンプ
４５ 無線制御部
４６ マルチプレクサ／デマルチプレクサ
４７ アンテナ
５０ 基地局

Claims (7)

1. 無線伝送路経由で他の無線通信装置と通信を行う複数の無線通信装置と、
   特定の前記無線通信装置と接続される有線伝送路のデータ量に基づいてトラヒック量を判定し、前記判定されたトラヒック量を、前記複数の無線通信装置における所定の無線通信装置に通知するトラヒック量判定部と、
   前記無線通信装置の各々において備えられ、通知されたトラヒック量に基づいて前記無線伝送路に送出すべきデータによる変調処理に用いる変調多値数を変更する変調多値数制御部と、
   前記無線通信装置の各々において備えられ、変更された前記変調多値数を用いた変調処理により得られる送信信号を無線伝送路に送出するための送信電力を変更する送信電力制御部とを備える通信システム。
2. 前記トラヒック量判定部は、前記特定の無線通信装置が無線伝送路に送出する下りデータのトラヒック量を判定した場合には、前記判定された下りデータのトラヒック量を前記特定の無線通信装置に通知する請求項１に記載の通信システム。
3. 前記トラヒック量判定部は、前記特定の無線通信装置が無線伝送路から受信する上りデータのトラヒック量を判定した場合には、前記判定された上りデータのトラヒック量を前記特定の無線通信装置に通知する請求項１に記載の通信システム。
4. 前記無線通信装置の各々は、
   前記変調処理および前記変調処理に用いる変調多値数に対応する復調処理を少なくとも実行するように動作する複数の無線信号送受信部と、
   前記複数の無線信号送受信部ごとに対応する複数のアンテナと、
   前記無線伝送路に送出すべき送信データを分割して前記複数の無線信号送受信部に出力するとともに、前記複数の無線信号送受信部から入力した前記無線伝送路からの受信データを合成する分割／合成部と、
   通知されたトラヒック量に基づいて、前記複数の無線信号送受信部における所定の無線信号送受信部に動作を実行させる無線信号送受信動作制御部と、
   前記動作を実行する無線信号送受信部のみに対して分割した前記送信データを出力するように、または、前記動作を実行する無線信号送受信部から出力される受信データのみを合成するように分割／合成部を制御する分割／合成制御部とをさらに備える請求項１に記載の通信システム。
5. 無線伝送路経由で他の無線通信装置と通信を行う複数の無線通信装置と、
   特定の前記無線通信装置と接続される有線伝送路のデータ量に基づいてトラヒック量を判定し、前記判定されたトラヒック量を、前記複数の無線通信装置における所定の無線通信装置に通知するトラヒック量判定部と、
   前記無線通信装置の各々において備えられ、変調処理および前記変調処理に対応する復調処理を少なくとも実行するように動作する複数の無線信号送受信部と、
   前記無線通信装置の各々において備えられ、前記複数の無線信号送受信部ごとに対応する複数のアンテナと、
   前記無線通信装置の各々において備えられ、前記無線伝送路に送出すべき送信データを分割して前記複数の無線信号送受信部に出力するとともに、前記複数の無線信号送受信部から入力した前記無線伝送路からの受信データを合成する分割／合成部と、
   前記無線通信装置の各々において備えられ、通知されたトラヒック量に基づいて、前記複数の無線信号送受信部における所定の無線信号送受信部に動作を実行させる無線信号送受信動作制御部と、
   前記無線通信装置の各々において備えられ、前記動作を実行する無線信号送受信部のみに対して分割した前記送信データを出力するように、または、前記動作を実行する無線信号送受信部から出力される受信データのみを合成するように分割／合成部を制御する分割／合成制御部とを備える通信システム。
6. 無線伝送路経由で他の無線通信装置と通信を行う複数の無線通信装置を備える通信システムにおける通信制御方法であって、
   特定の前記無線通信装置と接続される有線伝送路のデータ量に基づいてトラヒック量を判定し、前記判定されたトラヒック量を、前記複数の無線通信装置における所定の無線通信装置に通知するトラヒック量判定手順と、
   前記無線通信装置の各々において備えられ、通知されたトラヒック量に基づいて前記無線伝送路に送出すべきデータによる変調処理に用いる変調多値数を変更する変調多値数制御手順と、
   前記無線通信装置の各々において備えられ、変更された前記変調多値数を用いた変調処理により得られる送信信号を無線伝送路に送出するための送信電力を変更する送信電力制御手順とを備える通信制御方法。
7. 無線伝送路経由で他の無線通信装置と通信を行う複数の無線通信装置を備え、前記複数の無線通信装置の各々は、変調処理および前記変調処理に対応する復調処理を少なくとも実行するように動作する複数の無線信号送受信部と、前記複数の無線信号送受信部ごとに対応する複数のアンテナと、前記無線伝送路に送出すべき送信データを分割して前記複数の無線信号送受信部に出力するとともに、前記複数の無線信号送受信部から入力した前記無線伝送路からの受信データを合成する分割／合成部とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、
   特定の前記無線通信装置と接続される有線伝送路のデータ量に基づいてトラヒック量を判定し、前記判定されたトラヒック量を、前記複数の無線通信装置における所定の無線通信装置に通知するトラヒック量判定手順と、
   前記無線通信装置の各々において備えられ、通知されたトラヒック量に基づいて、前記複数の無線信号送受信部における所定の無線信号送受信部に動作を実行させる無線信号送受信部動作制御手順と、
   前記無線通信装置の各々において備えられ、前記動作を実行する無線信号送受信部のみに対して分割した前記送信データを出力するように、または、前記動作を実行する無線信号送受信部から出力される受信データのみを合成するように分割／合成部を制御する分割／合成制御手順とを備える通信制御方法。

Images