JP2001520480A

JP2001520480A - 無線ｍａｎネットワークにおける所定の伝送品質を維持する装置及び方法

Info

Publication number: JP2001520480A
Application number: JP2000516461A
Authority: JP
Inventors: レ−ンゴクトー
Original assignee: ウィンネットエムシーエスインク
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2001-10-30
Also published as: JP2010093819A; EP1023792B1; WO1999020016A1; EP1023792A1; ES2430122T3; DK2278744T3; ES2431935T3; CA2306803A1; EP2278744A3; AU1092699A; JP5037585B2; EP2278744A2; EP2288066A3; EP2278744B1; EP2288066A2; DK1023792T3; US6714551B1; WO1999020016B1; TW408541B; EP2288066B1

Abstract

(57)【要約】無線メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）内で所定の伝送品質を維持する手法を提供する。複数のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のそれぞれは、対応するルータに接続されている。各ルータは、無線リンクを介して、１又は複数の送受信機に相互接続されている。各ルータは、ＭＡＮのトポロジーを示すテーブルを記憶し、無線リンクの品質とネットワークのトラフィック負荷とを示す検出された情報を受信する。ルータはこの情報に基づいて、伝送の方式と伝送経路とを適応化する。これにより、コスト、電力及び帯域幅の利用の観点から、非常に効率的なＭＡＮが構築される。例えば、無線通信リンクを介して受信される信号の強度を周期的に監視し、伝送電力を調節することにより、この信号強度を所定の値域内で維持する。さらに、リンクを介して受信されるデータの誤り率を監視する。伝送電力を最大許容値に調節したにもかかわらず受信信号の強度が所定の値域を下回り、誤り率が所定の限界に近づきつつある場合、十分高いネットワークスループットを維持しながら、誤り率を低減するために１又は複数の手法を選択的に採用する。適用可能な手法は、データ伝送速度、変調レベル、誤り訂正符号化方式、及びスペクトラム拡散方式の変更である。さらに、データの通信経路は、好ましくは、ＯＳＰＦアルゴリズムに基づいて決定するが、少なくともデータの一部について代替経路を選択することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野本発明は、無線メトロポリタンエリアネットワークに関し、詳しくは、無線メ
トロポリタンエリアネットワークにおいて伝送リンク品質を維持する手法に関す
る。

【０００２】発明の背景企業内環境で用いられているコンピュータの多くは、ローカルエリアネットワ
ーク（local area network:以下、ＬＡＮという）に接続されている。ＬＡＮを用いることにより、ユーザーは、例えばネットワークに接続されたプリンタ等の
共通のリソースを共有することができ、また、情報ファイルを共有することがで
きる。さらに、ユーザは、通常、電子メッセージを介して互いに情報通信を行う
ことができる。最も一般的に使用されているＬＡＮは、イーサネットである。現
在、イーサネットをサポートする製品が様々な業者から市販されている。

【０００３】会社組織及びその系列会社は、大都市領域又は所定の地域において、複数のサ
イトに亘って広がっている。会社組織は、例えば本部と、１又は複数の支店と、
その他の様々な機関から構成される。このような会社組織において、複数のサイ
トに亘る複数のＬＡＮは、互いに情報通信を行う必要があることが多い。ＬＡＮ
を接続する無線通信リンクが知られている。例えば、米国特許番号第４，８７６
，７４２号「２つのエリアネットワークシステム間の無線リンクを提供する装置
及び方法（"Apparatus and Method for Providing a Wirelss Link Between Two
Area Network Systems"）」及び米国特許番号第５，４３６，９０２号「イーサ
ネット拡張装置（Ethernet Extender）」には、ＬＡＮを接続するための無線通信リンクが開示されている。

【０００４】無線リンクの可用性（availability）は、通常、無線リンクの特性を示す誤り
率が所定の閾値以下である時間の割合として表現される。環境下の降雨により、
特にミリ波帯を使用する無線リンクにおいて、深刻な伝送信号の減衰が引き起こ
る。例えば、環境下の降雨が存在する状況で、９９．９９％の可用性を維持する
ためには、信号を２４ｄＢ／ｋｍあるいはそれ以上のレベルで伝送する必要があ
る。したがって、想定されるあらゆる状況下で誤り率を許容範囲内に押さえるた
めには、通常、かなり高い伝送電力レベルで、かつ低い伝送速度で無線通信を行
う必要がある。しかしながら、無線リンクを介して通信する必要があるデータの
量は、時間により異なり、また、環境の状態により変化する。さらに、特に高電
力レベルの無線リンクでは、同一の地域内の他の無線リンクとの干渉が生じやす
い。

【０００５】したがって、メトロポリタンエリアネットワーク（metropolitan area networ
k：以下、ＭＡＮという。）内での無線通信リンクを介したデータ伝送において、所定の伝送品質を維持する技術の実現が望まれている。さらに、ＭＡＮ内での
無線通信リンクにおいて、市場の要求を十分満たす伝送速度でデータを伝送する
技術が望まれている。さらにまた、ＭＡＮ内での無線データリンクにおいて、比
較的低い伝送電力でデータを伝送する技術が望まれている。さらに、同一の地域
内に存在する複数の無線通信リンク間の干渉を軽減する技術の実現が望まれてい
る。

【０００６】発明の開示本発明は、無線メトロポリタンエリアネットワーク（metropolitan area netw
ork：以下、ＭＡＮという。）において所定の伝送品質でデータを伝送する装置及び方法を提供する。複数のローカルエリアネットワーク（local area network
：以下、ＬＡＮという。）は、それぞれ対応するルータに接続される。各ルータ
は１又は複数の送受信機に接続され、これによりルータが無線通信リンクに相互
接続されてＭＡＮが構成される。ＭＡＮを介して送受されるデータは、転送元Ｌ
ＡＮ内の転送元ノードでユーザ又はアプリケーションにより作成され、この転送
元ＬＡＮに接続された転送元ルータを介して通信される。データに基づいて搬送
波を変調する。転送元ルータの送受信機は、１又は複数の無線通信リンクからな
る伝送経路を介して、この変調された信号をこのデータの転送先ルータの受信機
に伝送する。伝送経路内に複数の無線リンクが存在する場合、伝送経路の途中で
１又は複数の中間ルータが変調信号を受信し、送信する。転送先ルータは、信号
を復調し、転送先ＬＡＮ内の転送先ノードにデータを配信する。

【０００７】各ルータは、１又は複数の無線リンクに接続されており、この無線リンクを介
してルータは選択的にデータを送信することができる。さらに、各ルータは、Ｍ
ＡＮ内の無線リンクの伝送品質を示す検出された証明データを受信する。各ルー
タは、記憶しているトポロジーと検出された証明データに基づいて、対応する複
数の無線リンク内の選択された無線リンクを介してデータを伝送する手法を決定
する。

【０００８】従来の無線通信とは異なり、本発明によれば、伝送の手法と通信経路とを（伝
送品質を検出することにより得られる）環境及びその他の条件と、（トラフィッ
ク付加を検出することにより得られる）ネットワークに対する要求とに適応させ
ることにより、及びパケット切換通信の遅延許容性を利用することにより、全体
で９９．９９％又はそれ以上の可用性を維持することができる。この結果、本発
明は、より広範な地域及びより大量のデータを扱うネットワークに対応し、コス
ト、電力及び帯域幅の利用について非常に効率的なＭＡＮを構築することができ
る。

【０００９】伝送方式を検出された伝送品質に適応させる例を提示する。各無線通信リンク
から受信される信号の信号強度は、周期的に監視され、受信信号が所定の値域内
にあるか否かを判定する。信号強度が所定の値域からはずれた場合、変調信号の
強度が所定の値域内に戻るよう変調信号が伝送される伝送電力を調節する。さら
に、各無線通信リンクを介して受信されたデータの誤り率を監視する。

【００１０】伝送電力を最大許容レベルに調節しても通信リンクにおける信号強度が所定の
値域内にない場合、及び無線リンクを介して受信されたデータにおける誤り率が
所定の限界値に近づきつつある、あるいは超えた場合、十分高いネットワークス
ループットを維持しながら、誤り率を低減するための１又は複数の手法が実行さ
れる。誤り率を低減する第１の手法は、通信経路におけるデータ伝送速度を低減
することである。誤り率を低減する第２の手法は、通信経路においてデータを送
受するための変調レベルを切り換えることである。誤り率を低減する第３の手法
は、通信経路を介したデータ通信において採用される誤り訂正符号化方式を変更
することである。誤り率を低減するための第４の手法は、通信経路を介したデー
タ通信において、スペクトラム拡散を行うことである。

【００１１】データ通信経路を介して通信されるデータの誤り率を低減するためのこれらの
手法のそれぞれは、単独又は組み合されて動的に適用され、ＭＡＮに対する要求
を満たす十分なデータ通信帯域幅を維持しながら、データの誤り率を所定の限界
値以下に維持する。各リンクを介して、データを比較的低い電力で送信すること
により、及び誤り訂正符号化及びスペクトラム拡散技術を用いることにより、リ
ンク間の干渉は最小限に抑制される。

【００１２】さらに、各リンクにおけるデータ通信量も監視する。通信経路は、好ましくは
ＯＳＰＦ（Open-Shortest-Path-First）アルゴリズムに基づいて選択される。最
短経路が十分な帯域幅を有していない場合、又は誤り率が過度になる場合、誤り
率を低減し、通信データ量を増加させる手法として、少なくともデータの一部に
ついて、１又は複数の代替通信経路を選択する。代替通信経路は、好ましくは、
２番目に短い通信経路とする。

【００１３】好適な実施の形態の詳細な説明図１は、本発明に基づいてメトロポリタンエリアネットワーク（metropolitan
area network：以下、ＭＡＮという。）が構成されるメトロポリタンエリア１００の例を示す図である。この地域、すなわちメトロポリタンエリア１００には
、複数のサイト１０２〜１１８が存在する。各サイト１０２〜１１８内には１又
は複数のローカルエリアネットワーク（local area network：以下、ＬＡＮとい
う。）が存在している。本発明を適用したルータ３００（図３）は、各ＬＡＮに
接続されており、本発明を適用した１又は複数の外部システム４００（図４）は
、各ルータ３００に接続されている。ルータ３００は、好ましくは、サイト１０
２〜１１８の配線室内に設けられ、これによりルータ３００とＬＡＮとの接続が
容易となる。外部システム４００は、それぞれサイト１０２〜１１８間でデータ
を通信するための無線送受信機を備えている。各外部システム４００は、好まし
くは、サイト１０２〜１１８の屋上に設けられたハウジング１２０Ａ〜１１８Ａ
内に設置される。

【００１４】ＭＡＮのノードは、各ルータ３００及び接続された外部システム４００により
構成される。ノードは、無線通信リンクにより相互接続されている。複数の外部
システム４００をサイトに設けることにより、複数の同時通信リンク（maltiple
simultaneous communication link）が実現できる。図１には、９つのサイトを
示しているが、ＭＡＮ内に設けられるサイトの数は、メトロポリタンエリア１０
０の地理的状況及び相互接続されるＬＡＮの数に応じて、これ以上であっても、
以下であってもよい。このような構成により、サイト１０２〜１１８のいずれか
のサイトに存在するＬＡＮのノードから発信されたデータをＭＡＮを介して、サ
イト１０２〜１１８の他のノードに配信することができる。本発明は、メトロポ
リタンエリア環境において特に有効であるが、状況に応じて、ネットワークをよ
り広い領域に拡大してもよく、あるいはより狭い領域に縮小してもよい。例えば
、本発明を２つ以上のメトロポリタンエリアに適用してもよく、あるいは、大学
内、企業内等、より狭い領域に限定して適用してもよい。さらに、１又は複数の
サイトが静止衛星と交信できるよう環境設定してもよい。この場合、衛星は、離
れて存在するＭＡＮを衛星リンクを介して相互接続する中継局として機能する。
この場合、衛星リンクは、周知の技術を用いて、本発明に基づく処理を行う。

【００１５】図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明に基づいてノードＡ〜Ｅを相互接続した代表的
なＭＡＮトポロジーを示す図である。図２Ａは、ノードＡ及びノードＢを相互接
続した一対一（point to point）トポロジーを有する最も単純なシステムを示す
。図２（ｂ）は、ノードＡ〜Ｄを相互接続するリニアトポロジーを示す。図２（
ｃ）は、ノードＡ〜Ｄを相互接続するリングトポロジーを示す。図２（ｄ）は、
ノードＢ及びノードＤをクロスリンクするとともにノードＡ〜Ｄを接続するリン
グトポロジーを示す。図２（ｅ）は、ノードＡ〜Ｅを相互接続するスタートポロ
ジーを示す。図２（ｆ）は、ノードＡ〜Ｅを相互接続するスタートポロジーと、
ノードＢ〜Ｅを相互接続するリングトポロジーとを同時に実現した状態を示す図
である。なお、本発明に基づいて、これらの他のトポロジーを構築することがで
き、図２（ａ）〜（ｆ）に示すトポロジーに基づいて任意数のノードを相互接続
することができ、また、本発明に基づいて図２に例示したトポロジー以外のトポ
ロジーを構築することもできる。

【００１６】通常、ノードの数に対して多数のリンクを設けることにより、ＭＡＮの容量及
び信頼性は向上するが、これによりコストも増大する。例えば、図２（ｂ）に示
すトポロジーにおいて、ノードＡ〜Ｄを接続するために必要なリンクは、最小限
の数であり、したがって図２（ｂ）に示すトポロジーは、最小限のコストで実現
できる。しかしながら、図２（ｂ）に示すトポロジーでは、ノードＡとノードＤ
の間で通信を行うためには、ノードＢ及びノードＣを経由する必要がある。した
がって、ノードＢとノードＣ間のリンクで通信が混雑しやすい。さらに、図２（
ｂ）に示すトポロジーでは、環境下の降雨に起因する特性が劣化したリンク、又
は構成機器の故障により動作不能となったリンクを回避する代替えの通信経路を
確保することができない。これに対し、図２（ｃ）に示すトポロジーでは、ノー
ドＡとノードＤとの間でデータを直接通信することができる。ノードＡとノード
Ｄとの間に追加的なリンクを設けることにより、データ通信用の代替え経路が形
成され、ネットワーク容量と信頼性が向上する。しかしながら、図２（ｃ）に示
すトポロジーにおいても、なお、ノードＢとノードＤとの間の通信は、ノードＡ
又はノードＣを経由して行う必要がある。図２（ｄ）に示すように、クロスリン
クを設けることにより、ノードＢとノードＤの間で直接データを通信する追加的
経路が実現され、これによりネットワークの容量及び信頼性がさらに向上する。
さらに必要であれば、図２（ｄ）に示すトポロジーにノードＡとノードＣとを結
ぶクロスリンクをさらに追加することもできる。さらに、ＭＡＮ内の１組のノー
ドの間に冗長的リンクを設けてもよい。代替えとなる通信経路を設けることによ
り、ネットワーク内で通信されるデータは、環境の状態に起因して特性が現在劣
化している通信リンクや、大量のネットワーク要求に起因して現在混雑している
通信リンクや、構成機器の故障により動作不能となっている通信リンクを回避し
て伝送することができる。

【００１７】ネットワークトポロジーは、ネットワークに求められる要求を予測して、その
予測に基づいて構築してもよい。例えば、本部オフィスから支部オフィスに対し
ては大量のデータ通信が行われるが、支部オフィス間で通信されるデータ量は、
少ないとする。このようなＭＡＮは、本部オフィスをノードＡとし、支部オフィ
スをノードＢ〜Ｅとする図２（ｅ）に示すトポロジーが好適である。もちろん、
本部オフィスと支部オフィスからなるＭＡＮに対して、例えばリングトポロジー
（図２Ｃ又は図２Ｄに示す）を用いてもよい。スタートポロジーにおいては、各
支部オフィスと本部オフィスとの間ではデータは直接通信されるが、支部間では
、データはヘッドオフィスを介して間接的に通信される。各支部オフィス間にお
いても大量のデータ通信を行う必要がある場合は、図２（ｆ）に示すような追加
的なリンクを設ければよい。図２（ｆ）に示すネットワークは、多くの代替え通
信経路を有しているため、高い容量及び信頼性を有している。例えば、ノードＢ
とノードＤとの間で通信されるデータは、ノードＥを経由してもよく、ノードＡ
を経由してもよく、ノードＣを経由してもよい。

【００１８】このように、必要コストを抑制しながら、十分な容量及び信頼性を確保できる
代替え経路が提供されるように、所定数のノードを接続する任意数のリンクを選
択してネットワークトポロジーを設計することができる。なお、要求の増大に対
応するために、既存のＭＡＮにリンクを追加することもできる。さらに、ＬＡＮ
に接続されていないノードも代替え経路を増加させるため、及び長距離に亘って
データを送信するための中継局として機能させることができる。

【００１９】図３は、ＬＡＮ３０２に接続された本発明を適用したルータ３００の機能的ブ
ロック図である。ルータ３００は、相互接続線３２０により相互接続された複数
の機能ブロック３０４〜３１８を備える。ブロック３０４〜３１８の機能は、ハ
ードウェア回路により実現してもよい。この場合、相互接続線３２０は、通信バ
スを表す。これに代えて、ブロック３０４〜３１８の機能を格納されたソフトウ
ェアプログラムに基づいて動作するプロセッサにより実現してもよい。ルータ３
００は、専用のスタンドアローンユニットであってもよく、既存のコンピュータ
システムに１又は複数の回路基板及びソフトウェアを追加して構築してもよい。

【００２０】ＬＡＮ３０２は、いかなるＬＡＮプロトコルに準拠して動作してもよいが、イ
ーサネットＬＡＮが多くの建築物に既に配設されている電話線を通常利用してい
ること等を鑑みると、既存のサイトで広く利用するためには、イーサネットを用
いることが望ましい。メディアアクセス制御（mdium access control:MAC）レベ
ルにおいて、イーサネットは、ＣＳＭＡ／ＣＤプロトコルに基づいてデータをパ
ケット形式で伝送する。各イーサネットデータパケットは、プリアンブルと、転
送先ノードアドレスと、転送元ノードアドレスと、データフィールドと、データ
チェックフィールドとを含む。

【００２１】ルータ３００は、ＬＡＮ３０２に接続され、ＬＡＮ３０２の追加的なノードと
して機能する。これにより、ルータ３００は、ＬＡＮ３０２の通信プロトコルに
基づいて、ＬＡＮ３０２内の他のノードへ、あるいは他のノードからデータパケ
ットを送信、あるいは受信する。ＬＡＮ３０２は、ＬＡＮインターフェイス３０
８を介してルータ３００に相互接続されている。ＬＡＮインターフェイス３０８
は、ＬＡＮ３０２のデータパケットを監視し、パケットの転送先ノードアドレス
によりパケットがＬＡＮ３０２以外のＬＡＮ内のノードに宛てられたものである
ことが示されている場合、ＬＡＮインターフェイス３０８は、そのデータパケッ
トを受け取る。転送先ノードアドレスにより、データパケットがＬＡＮ３０２内
のノードに宛てられたものであることが示されている場合、ＬＡＮインターフェ
イス３０８は、そのパケットの受け取りを拒否する。

【００２２】ＬＡＮ３０２から受信されたデータパケットは、バッファ３１８に格納され、
システム制御部３０６による制御の下、ＭＡＮを介して送信できる状態となるよ
う処理される。この処理には、データのフォーマットをＭＡＮを介した伝送に最
適なフォーマットに変換する処理が含まれる。このような変換は、ＬＡＮ３０２
がイーサネットではないタイプのＬＡＮである場合などに必要となる。

【００２３】ルーティングテーブル３０４には、ＭＡＮのトポロジーを示すデータが格納さ
れている。このルーティングテーブル３０４には、ＭＡＮ内のどのルータが、そ
のＭＡＮにより相互接続されている各ＬＡＮのどのノードに接続されているかを
識別するテーブルが含まれている。ルータ３００は、ＬＡＮ３０２から受信され
たパケット内に含まれる転送先アドレスを読み出し、ルーティングテーブル３０
４を用いて、どのルータ（転送先ルータ）がその転送先ノードを含むＬＡＮに接
続されているかを判定する。続いて、データパケットには、そのパケットを受信
すべき転送先ルータを識別するためのヘッダが付加される。さらに、データチェ
ックフィールドを各データパケットに付加して元のデータパケットをカプセル化
してもよい。

【００２４】続いて、パケットは、リンク３２２Ａ〜リンク３２２Ｃの内の適切なリンクを
介して、適切な外部システム４００（図４）に送信される。外部システム４００
が複数個ある場合は、ルーティングアルゴリズム３１２に基づいて適切な外部シ
ステム４００が選択される。ルーティングアルゴリズム３１２は、他の経路を選
択することもできるが、好ましくは、以下に説明するようにして検出されたＭＡ
Ｎの伝送品質及びトラフィックレベルに基づいて実行されるＯＳＰＦ（Open-Sho
rtest-Path-First）アルゴリズムである。

【００２５】適切な外部システム４００（図４）がデータの伝送に利用可能である場合、デ
ータは、外部システムインターフェイス３１６により、リンク３２２Ａ〜３２２
Ｃのうち選択されたリンクを介して適切な外部システム４００に供給される。図
３に示す外部システムインターフェイス３１６は、リンク３２２Ａ〜リンク３２
２Ｃを介して３つの外部システム４００とルータ３００との間のインターフェイ
スを司るが、リンクの数は３個以上あるいは以下であってもよく、すなわち１つ
のルータと３個以上又は以下の外部システム４００とをインターフェイスしても
よい。リンク３２２Ａ〜３２２Ｃは、例えば１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１００ＢＡ
ＳＥ−ＦＸ、１００ＢＡＳＥＴ４等の高速イーサネット規格に基づいて動作する
ことが望ましいが、例えば１０ＢＡＳＥ−Ｔ又は１０ＢＡＳＥ−Ｆ等の他の規格
に準拠するものであってもよい。好ましくは、ルータ３００は、配線室内に配設
され、１又は複数の外部システム４００は、屋上に配設され、リンク３２２Ａ〜
３２２Ｃは、通常配線室から屋上に亘って配設される。ＭＡＮを介して通信され
るデータパケット、外部システム４００とルータ３００との間で通信されるコマ
ンド（ノードコマンド）、ルータ３００間で通信されるコマンド（ネットワーク
コマンド）は、全て適切なタイミングでリンク３２２Ａ〜３２２Ｃを介して通信
される。

【００２６】図４は、本発明を適用した外部システム４００の機能的ブロック図を示す図で
ある。ルータ３００の外部システムインターフェイス３１６（図３）から送出さ
れたデータパケットは、リンク３２２Ａ〜３２２Ｃの内のいずれかを介してルー
ティングインタフェイス４０２により受信された後、ベースバンドプロセッサ４
０４に渡される。ベースバンドプロセッサ４０４は、必要に応じて、データパケ
ットのビットレートを選択的に変更し、データパケットを選択的にエラー訂正符
号化し、データパケットに対するスペクトラム拡散を行う。好ましくは、ベース
バンドプロセッサ４０４は、セキュリティを目的として、周知の暗号化技術を用
いて、データを選択的に暗号化処理する。以上のような処理が施されたデータパ
ケットは、変／復調器４０８内の変調器４０８Ａに渡される。変調器４０８Ａは
、選択された変調法に基づいて、適切な変調処理を行い、データを無線周波数搬
送波に重畳させる。

【００２７】変調された信号は、アップコンバートされ、増幅され、無線周波数（ＲＦ）送
受信機４１０内の送信機４１０ＡによりＭＡＮの無線通信リンクを介して送信さ
れる。このために送受信機４１０は、アンテナ４１２に接続されている。好まし
くは、１０ｋｍまでの伝送距離に対応できる高利得指向性アンテナを用いるとよ
い。この範囲は、好ましい伝送周波数である３８ＧＨｚ帯に対応するものである
が、伝送周波数としてはこれより低いものを用いてもよく、この場合、最長伝送
距離をさらに延長することができる。同様に、より狭い範囲においては、３８Ｇ
Ｈｚより高い伝送周波数を用いてもよい。送受信機４１０は、返送搬送波信号を
送信するための伝送電力を調節する機能を備えている。この伝送電力の調節は、
ルータ３００のシステム制御部による制御の下、リンク３２２Ａ〜３２２Ｃのう
ちの適切なリンクを介してノードコマンドを外部システム４００に送信すること
により行われる。

【００２８】ワイヤレスリンクから受信されたデータパケットは、アンテナ４１２を介して
無線周波数送受信機内の受信機４１０Ｂにより受信される。受信された信号に対
しては、変／復調器４０８内の変調器４０８Ｂにより適切な復調処理、すなわち
データが無線リンクを介して送信される前に施された変調処理と逆の処理が施さ
れる。復調されたデータは、ベースバンドプロセッサ４０４に渡され、ベースバ
ンドプロセッサ４０４は、エラー訂正処理、及びデータがリンクを介して送信さ
れる以前に行われた拡散処理又は暗号化処理の逆の処理となる逆拡散処理又は逆
暗号化処理を行ってデータを復号する。続いてデータパケットは、ルーティング
インターフェイス４０２を介してルータ３００に供給される。

【００２９】ルーティングインターフェイス４０２、ベースバンドプロセッサ４０４、変／
復調器４０８、及び無線送受信機４１０には、伝送品質モニタ４０６が接続され
ている。伝送品質モニタ４０６は、データが送信されてくる無線伝送リンクを様
々な手法で監視する。例えば、伝送品質モニタ４０６は、ベースバンドプロセッ
サ４０４から伝送品質モニタ４０６に報告されるデータエラーに基づいて誤り率
（bit error rate: BER）を算出する。さらに、伝送品質モニタ４０６は、受信機４１０Ｂからの情報に基づいて受信信号強度（received signal strength: RS
L）を監視することもでき、又は変調器４０８Ｂからの情報に基づいて信号対雑音比（signal-to-noise ratio: SNR）を監視することもできる。さらにクラスタ
のばらつき、アイパターンの開度、未訂正のエラー数等、他の特性パラメータを
監視することもできる。

【００３０】ここでは、ＢＥＲ、ＲＳＬ、ＳＮＲ等の特性パラメータは、受信方向のワイヤ
レスリンクにおける特性指標（performance indicator）を示すものとみなされる。伝送品質モニタ４０６は、監視により得られた特性指標をルータ３００に報
告する。伝送品質モニタ４０６は、得られた特性指標を無線リンクの他方のノー
ドの対応するユニットに送信し、これにより両ノードが両方向の特性パラメータ
に関する情報を有することとなる。伝送品質モニタ４０６は、要求される伝送品
質を維持するために、後述する適切な制御処理を行う。例えば、図２（ｃ）に示
すノードＢ及びノードＣを接続する無線リンクを例とすれば、ノードＢの伝送品
質モニタ４０６と、ノードＣの伝送品質モニタ４０６とは、監視により得られた
特性に関する情報を定期的に相互に報告し合う。両ノードの伝送品質モニタ４０
６は、伝送品質モニタ４０６自身による、あるいは伝送品質プロセッサによるさ
らなる処理又は障害分析を行うために特性指標の履歴を保存する。特性指標の値
は、定期的に交換されるため、反復伝送及びダイバーシチ伝送のビルトイン形式
がある。ここで用いられる反復伝送とは、冗長的なデータ伝送であり、一方、ダ
イバーシチ伝送とは、複数の異なるフォーマットでデータを伝送することを意味
する。これにより、本発明は特性指標の変化を速やかに検出し、このような変化
に適切に応答することができる。したがって、新規に受信されたデータ内の突然
の変化は、直ちにフィルタリングアウトされる。

【００３１】各伝送品質プロセッサ３１４は、複数の外部システム４００に接続することが
でき、したがって、各ルータ３００は、これら複数の無線リンクから伝送の特性
指標を受信することができる。さらに、各伝送品質プロセッサ３１４は、ネット
ワークコマンドを介して、ＭＡＮ内の他のリンクの特性指標を受信することがで
きる。これにより、各伝送品質プロセッサ３０６は、ＭＡＮ内の無線リンクに関
するグローバルな（すなわち、ＭＡＮ全体に亘る）伝送品質を分析することがで
き、さらにルータ３００に接続された各無線リンクの現在の品質状態、ルータ３
００に接続された各無線リンクの過去の品質状態、及びＭＡＮ内の１又は複数の
他のルータから報告された他の各無線リンクの現在又は過去の品質状態に基づい
て適切な応答を判断することができる。

【００３２】外部システム４００からルータ３００に伝送されるデータパケットは、ルータ
３００の外部システムインターフェイス３１６により受信される。パケットに添
付されたヘッダを調べることにより、外部システムインターフェイス３１６は、
ルータ３００がパケットの通信経路の中間ルータであるかデータパケットの最終
転送先がＬＡＮ３０２であるかを判定する。ＬＡＮ３０２がデータパケットの最
終転送先である場合、データパケットは、ＬＡＮ３０２へ伝送する状態となるよ
う処理される。この処理には、伝送前にデータに付加された追加ヘッダの除去等
を含む。データパケットは、ＬＡＮ３０２がパケットを受信できる状態となるま
で、バッファ３１８に保存される。

【００３３】ＬＡＮ３０２がパケットの最終転送先ではない場合、ルータ３００は、データ
パケットの通信経路の中間ルータである。この場合、外部システムインターフェ
イス３１６は、パケットをバッファ３１８に保存する。ルータ３００に複数の外
部システム４００が接続されている場合、ルーティングアルゴリズム３１２は、
これらのうちのどの外部システム４００にＭＡＮを介してパケットを送信するか
を判定する。この判定は、ルーティングテーブル３０４とルーティングアルゴリ
ズム３１２を用いたＯＳＰＦアルゴリズム及びＭＡＮにおける検出された伝送品
質の状態及びトラフィックレベルに基づいて行われる。適切な外部システム４０
０がパケット通信経路内の次のルータへのパケットの送信に使用可能な場合、外
部システム３１６は、パケットをバッファ３１８から読み出し、適切な外部シス
テム４００にパケットを供給し、この外部システム４００は、ＭＡＮを介してデ
ータを送信する。

【００３４】ルータ３００を経由するデータトラフィック量は、トラフィック監視／制御回
路３１０により、バッファ３１８に格納され、読み出されるデータの量及びバッ
ファ３１８にデータが格納され、読み出される頻度に基づいて監視される。ルー
ティングアルゴリズム３１２は、データトラフィック量に基づいて、ＭＡＮ内に
データを適切にルーティングする。データ量はノード上のネットワーク要求であ
る。システム制御回路３０６は、ネットワークコマンドパケットを用いて、ＭＡ
Ｎ内の他のルータに特性指標及び検出されたネットワーク要求を送信する。伝送
品質プロセッサ３１４及びシステム制御回路３０６は、ルータ３００の一部とし
て図示されているが、これらはワークステーション内又はネットワークに接続さ
れたネットワークコントローラ内で実現されたソフトウェアプログラムであって
もよい。ネットワークコマンドパケットの通信に関連するオーバーヘッドは、Ｍ
ＡＮ全体のデータスループット容量の２％以下であることが望ましい。

【００３５】通常の処理においては、ＭＡＮ全体の無線リンクのＢＥＲは、許容閾値以下を
維持することが望ましい。リンクの可用性は、通常処理時間の割合によって決定
される。例えば、リンクの可用性が９９．９９％であり、要求されるＢＥＲが１
０^-9であるということは、全時間の９９．９９％の間、ＢＥＲが１０^-9以下に維
持されているということを示す。ＭＡＮにおいては、高いリンク可用性と低いＢ
ＥＲ閾値を実現することが望ましい。快晴の環境下では、信号の減衰は主に伝搬
損失により生じる。伝送電力は、ＢＥＲを許容閾値以下に維持するために十分な
大きさである必要がある。しかしながら、非通常の状況では、例えば雨、霧、ダ
クティング等の大気の変化により、追加的な損失（レインフェード）が生じる。
このような状況で通常の動作を維持するためには、送信機は、快晴の環境下で要
求される伝送電力より高い伝送電力を用いて伝送を行う必要がある。この伝送電
力と快晴環境下に必要とされる伝送電力との差は、フェードマージンと呼ばれて
いる。リンク可用性が高い場合、又は伝送距離が長い場合、フェードマージンを
大きくする必要がある。例えば３８ＧＨｚ帯のような高い無線周波数帯域におけ
る降雨に起因する信号減衰は、非常に高く、従来のフェードマージンに基づく無
線リンクの設計は、非常に高い伝送電力を要求し、あるいは要求される高い可用
性を満足させる伝送範囲が非常に狭く、実用的ではない。本発明は、レインフェ
ード対策として、適応変調と、低速エラー訂正符号化とデータ伝送速度を低減さ
せる技術を組み合わせて用いることにより、低い伝送電力で長い伝送距離と高い
リンク可用性を同時に実現する方法及び装置を提供する。さらに、１又は複数の
より適切に選択された経路を介してノード間でデータを通信する（リンクダイバ
ーシチ）インテリジェントルーティングストラテジにより、本発明はＭＡＮの容
量及び信頼性を向上させることができる。

【００３６】適応電力制御、データ伝送速度の低減、変調レベルの低減、低速エラー訂正符
号化の組み合わせにより、以下に説明するように、低い伝送電力でより広い範囲
に対応する信号伝送が実現できる。例えば、プログラマブルＭ元クワドラチャ振
幅変調（M-ary Quadrature Amplitude Modulation: M-ary QAM）方式が図３に示
す変／復調器４０８において用いられているとする。さらに、ここで、ＭＡＮ内
の無線リンクを介して、１６ＱＡＭ方式を用いて１００Ｍｂ／ｓ全二重高速イー
サネット通信を行うとする。１０^-4より良好なＢＥＲを実現するためには、ＲＳ
Ｌの値は、ここでＲＳＬ１６として示す所定の閾値レベルより高く維持する必要
がある。さらに、非線形ＡＭ−ＡＭ及びＡＭ−ＰＭ歪みに起因する特性の劣化を
回避するために、伝送電力は、１６ＱＡＭ用の電力増幅の１ｄＢ圧縮ポイントよ
り６ｄＢ以上低いことが望ましい。１ｄＢ圧縮ポイントとは、電力増幅器に供給
されて、電力増幅器の利得が線形であれば得られると予想される値より１ｄＢ低
い出力信号が得られる入力信号を意味する。

【００３７】レインフェード期間中の所定の時間間隔において、特定のリンクの監視された
ＢＥＲ及びＲＳＬが所定の閾値レベル（例えば１０^-4及びＲＳＬ１６）に近づき
つつある場合、適切な対策が呼び出され、リンク特性が向上され、要求された可
用性が維持される。この対策としては、瞬間的にリンク伝送速度を低減する、変
調レベルを低減する、低速エラー訂正符号化を導入する、等の手法のうちの１又
は複数の手法を用いることができる。例えば、レインフェードに対応して、リン
クは、転送レートを５０Ｍｂ／ｓに低減し、変調レベルを４ＱＡＭに低減し、Ｒ
ＳＬ閾値レベル１０^-4（以下、ＲＳＬ４とする。）を閾値レベルＲＳＬ１６より
８ｄＢ低くして機能させる。さらに、４ＱＡＭ方式は、ＡＭ−ＡＭ及びＡＭ−Ｐ
Ｍ非線形歪みの許容度が高いので、伝送電力は、電力増幅器の１ｄＢ圧縮ポイン
トより２ｄＢ低い値まで増加させることができる。換言すれば、同じ電力増幅器
を用いた場合、４ＱＡＭ方式に使用可能な伝送電力は、１６ＱＡＭ方式の場合よ
り４ｄＢ高い。したがって、１００Ｍｂ／ｓ、１６ＱＡＭから５０Ｍｂ／ｓ、４
ＱＡＭに切り換えることにより、ＲＳＬの純利得は、１２ｄＢとなる。これによ
り、このリンクは、レインフェードによる１２ｄＢの信号減衰に対しても要求さ
れた可用性を維持することができる。

【００３８】伝送速度を６．２５Ｍｂ／ｓに低減し、４ＱＡＭ方式を用いることにより、５
０Ｍｂ／ｓ及び４ＱＡＭ方式を用いた場合に比べて、伝送速度低減により得られ
る９ｄＢとなる。さらに、同じ占有周波数帯域幅に対して、例えばスーパー直交
畳み込み符合（Super-Orthogonal Convolutional Code）等の低速エラー訂正符号方式を用いて、さらに追加的な符号化利得５ｄＢを得ることができる。さらに
、データ伝送速度を低減するとともにスペクトラム拡散技術を用いて、通信リン
ク間の干渉を低減することができる。すなわち、６．２５Ｍｂ／ｓ、４ＱＡＭ方
式によるオペレーションでは、５０Ｍｂ／ｓ、４ＱＡＭ方式に比べて１４ｄＢの
利得、１００Ｍｂ／ｓ、１６ＱＡＭ方式に比べて２６ｄＢの利得を得ることがで
きる。

【００３９】上述のようにして得られた利得は、降雨に起因する比較的短い期間における信
号減衰の増加分を補償するために使用される。例えば、１００Ｍｂ／ｓ全二重伝
送高速イーサネットを提供するためのワイヤレスリンクに９９．９９％の可用性
が要求されるとする。従来の設計技術では、要求される可用性を維持するために
、このようなリンクは、１００Ｍｂ／ｓの固定オペレーションのため大きなフェ
ードマージンを含む電力の余裕を有している必要があった。これに対し、本発明
によれば、従来より長い伝送距離において１００Ｍｂ／ｓ、１６ＱＡＭ方式を用
い、従来より長い伝送距離を実現するとともに、９９．９％のリンク可用性を達
成することができる。さらに、本発明によれば、より低いデータ伝送速度及びよ
り低い変調レベルによる動作により９９．９９％のより高い可用性を実現するこ
とができる。

【００４０】本発明は、ＭＡＮにおいて、イーサネットのパケット切換性（packet-switche
d nature of Ethernet）を効果的に利用する。例えば、パケット切換通信は、要
求が比較的高い期間と要求が比較的低い期間とによりネットワーク要求が特徴付
けられるため、バースト的になりやすい。さらに、パケット交換通信は、パケッ
トをバッファに格納した後に送信される（store and foreward）ので、若干の耐
遅延性を有している。したがって、本発明によれば、ＭＡＮにおいて、９９．９
％の時間における最大伝送速度（例えば、１００Ｍｂ／ｓ）及び残りの０．０９
％の時間における深刻なレインフェード期間中に許容できる特性を維持する低減
された伝送速度（例えば、５０Ｍｂ／ｓ又は６．２５Ｍｂ／ｓ）を提供する、全
体で９９．９９％の可用性を実現することができる。深刻なレインフェードが発
生した場合、そのリンクにおける実際のトラフィックフローは、低減された伝送
速度以下となり、さらなる処理は不要である。また、リンクに対する要求が低減
された伝送速度を超えた場合、ルータ３００は、超過したトラフィックをＭＡＮ
内の他の、代替えのリンクにルーティングする。データパケットは、好ましくは
、オープンショーテストパスファースト（Open-Shortest-Path-First）アルゴリ
ズムに基づいて送信される。これにより、転送元ルータと転送先ルータとの間の
最短通信経路が十分利用可能な帯域幅を残していれば、データはこの最短通信経
路を介して送信される。一方、最短通信経路が、伝送速度低減のために通信時に
現在のトラフィックフローを収容する十分な容量を一時的に有さなくなった場合
、全てのパケット又は選択されたパケットを最短ではないが混雑の少ない代替え
の通信経路にルーティングされる。この場合、好ましくは、代替えの通信経路と
しては、次に短い通信経路が選択される。

【００４１】なお、従来の無線通信リンクにおいて、所定の地域で９９．９％の可用性を維
持するために９ｄＢ／ｋｍのフェードマージンが要求される場合、９９．９９％
の可用性を維持するためには、フェードマージンを２４ｄＢ／ｋｍにまで高める
必要がある。従来の無線通信に対し、本発明は、環境の状態（伝送品質を検出す
ることにより）とネットワークに対する要求（トラフィック負荷を検出すること
により）とに伝送の手法及び伝送経路を適応化させるとともに、パケット切換通
信の耐遅延性を利用することにより、全体として９９．９９％の可用性を維持す
ることができる。この結果、本発明によれば、従来の手法に比べ、コスト、電力
、帯域幅の利用の観点からより効率的なＭＡＮを構築し、実質的により長い伝送
距離を実現することができる。例えば、所定の地域で５０ｍＷの伝送電力を用い
て９９．９９％の目標リンク可用性を実現するためには、１００Ｍｂ／ｓ、１６
ＱＡＭのための固定フェードマージンに基づく従来のリンクバジェット設計によ
る伝送距離は、３．５ｋｍ程度と予測される。一方、レインフェード対策の手法
を用いた本発明によれば、同じ伝送電力及び環境条件下において、一時的に深刻
なレインフェードが発生する期間に伝送速度を５０Ｍｂ／ｓ又は６．２５Ｍｂ／
ｓに低減する手法により、予測伝送距離をそれぞれ５ｋｍ又は７ｋｍとすること
ができる。

【００４２】本発明に基づく監視及び制御の処理例について図５及び図６を用いて説明する
。図５は、処理手順を示すフローチャートであり、図６は、監視されたＲＳＬと
深刻なレインフェード期間中の伝送電力との関係を示すタイミングチャートであ
る。ここでは、図２（ｃ）に示すノードＢとノードＣとの間の無線リンクを例と
して説明する。図５に示すフローチャートは、ステップ５００から開始され、こ
の手順は、ノードＢ側の処理を示すものである。ノードＣ側では、このフローチ
ャートに示す処理手順に対応する処理フローが行われることは明らかである。ノ
ードＢは、ステップ５０１において（図５）、ノードＢ自身の伝送電力及び監視
されたノードＣのＲＳＬ及びＢＥＲに関する情報を継続的に監視し、また逆にノ
ードＣは、ノードＣ自身の伝送電力及び監視されたノードＢのＲＳＬ及びＢＥＲ
に関する情報を継続的に監視する。通常の状態では、ノードＢは、その伝送電力
６０２（図６）を１００Ｍｂ／ｓのデータ伝送速度及び１６ＱＡＭ方式用の基準
レベル６０６に設定する。この基準レベル６０６は、ノードＢの伝送電力増幅器
及びノードＣの受信機のリンク特性おける非線形歪みを回避するのに十分低い値
が選択される。１６ＱＡＭ方式に対しては、基準レベル６０６は電力増幅器の１
ｄＢ圧縮点より６ｄＢ又はそれ以上低い値が望ましい。基準レベル６０６は、伝
送リンクがビットエラー率（ＢＥＲ）を所定最大レベル以下に押さえるのに十分
な品質を有するとともに、伝送信号が他の無線リンクに干渉するほどの過電力を
有さないように選択される。ノードＣにおいても、同様の設定を行う。

【００４３】ノードＢとノードＣとの間にレインフェードが生じた場合、ノードＢとノード
ＣのＲＳＬは、低下する傾向がある。ノードＣのＲＳＬ６０１（図６）が閾値レ
ベルＲＳＬ₁₆６０４に近づくにつれて、監視されるＢＥＲは増加する傾向にある
。ステップ５０２（図５）において、ノードＢは、ノードＣの監視されたＲＳＬ
６０１と所定の警告レベルＲＳＬ_W６０３（図６）とを継続的に比較する。ＲＳＬ_W６０３は、ＲＳＬ₁₆６０４より高い値に設定されている。ノードＣの監視されたＲＳＬが所定の警告レベルＲＳＬ_W６０３以下になった場合、ノードＢは、ステップ５０３（図５）において、ノードＣに制御メッセージを送信し、ノード
Ｃに、より低いデータ伝送速度及びより低い変調レベル（例えば、５０Ｍｂ／ｓ
、４ＱＡＭ）に切り換える準備をさせる。ノードＢのルータは、必要に応じて過
剰なトラフィックの経路変更を準備するよう調整される。ノードＣは、ノードＢ
からの制御メッセージに応答して、変更を準備した後ノードＢに肯定応答メッセ
ージを送信する。ノードＢは、肯定応答メッセージをノードＣから受信し、ステ
ップ５０４で肯定応答メッセージを確認する。続いて、ステップ５０５において
、ノードＢは、ノードＣに対応するように低減されたデータ伝送速度及び変調レ
ベルを送信信号に適用する。ノードＢは、さらに伝送電力６０２（図６）を４Ｑ
ＡＭ用最大送信レベル６０７まで高める。警告レベルＲＳＬ_W６０３（図６）は、ノードＢとノードＣとの間のコマンドの処理及び交換による遅延時間６０８を
考慮し、ＲＳＬがＲＳＬ₁₆より低くなる前に低データ伝送速度及び低変調レベル
への切換処理が行われるように選択される。統計的には、最大レインフェード率
は約０．５ｄＢ／ｓであるため、警告レベルＲＳＬＷは、通常、ＲＳＬに比較的
に近い値に設定する。

【００４４】レインフェードが一時的なものであれば、低データ伝送速度から高データ伝送
速度への切換を行う。ノードＢは、ステップ５０６（図５）において、ノードＣ
において継続的に監視されたＲＳＬ及びＢＥＲを受信する。レインフェードが低
下すると、ＲＳＬは増加する。ステップ５０７（図５）において、ノードＢは、
ノードＣにおいて監視されたＲＳＬとプリセットレベルＲＳＬ_S６０５（図６）とを継続的に比較する。ノードＣのＲＳＬ６０１（図６）がプリセットレベル６
０５より高くなると、ステップ５０８（図５）において、ノードＢは、ノードＣ
にメッセージを送信し、高データ伝送速度及び高変調レベルへの変更を要求する
。このメッセージを受信すると、ノードＣは、高データ伝送速度及び高データ変
調レベルに対応する準備をし、肯定応答メッセージをノードＢに送信する。ノー
ドＢは、ノードＣからこの肯定応答メッセージを受信し、ステップ５０９（図５
）においてこの肯定応答メッセージを確認する。ステップ５１０において、ノー
ドＢは、ノードＣに対応するように、高データ伝送速度及び高変調レベルをノー
ドＣからの伝送信号に適用する。さらにノードＢは、伝送電力を基準レベルに戻
し、この状態をノードＢのルータに報告する。プリセットレベルＲＳＬ_S６０５（図６）は、ＲＳＬ_W６０３より高くなるように選択され、これによりデータ形式が不必要に頻繁に変更されないようにヒステリシスが設けられる。

【００４５】上述の処理は、図３に示すシステム制御部３０６による制御のもと、伝送品質
プロセッサ３１４により実行される。以上では、２組のオペレーションセット、
すなわち１００Ｍｂ／ｓ、１６ＱＡＭ方式、及び５０Ｍｂ／ｓ、４ＱＡＭ方式を
用いて上述の手法を説明した。しかしながら、上述の手法は、他の低データ伝送
速度及び２以上のオペレーションセットにも容易に適用できることは明らかであ
る。

【００４６】以上、本発明の構造原理及び動作が容易に理解されるように、詳細な特定の実
施の形態を用いて本発明を記述した。上述の特定の実施の形態及びその詳細事項
は、添付の請求の範囲に示す発明の範囲を限定するものではない。当業者にとっ
て、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、例示的に示した実施の形態が
種々変更され得ることは明らかである。特に、当業者にとって、本発明が利用す
る機器は様々な形態で実現することができ、上に開示した装置は、本発明の好適
な実施の形態の一例に過ぎず、本発明を限定するものではないことは明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により構築されるメトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）を示す
図である。

【図２】図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明に基づくＭＡＮトポロジーの例を示す図である
。

【図３】ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続された本発明に基づくルータの
機能的ブロック図である。

【図４】無線周波数送受信機を備えた、本発明に基づく外部システムの機能的ブロック
図である。

【図５】無線リンクにおいて伝送品質を維持するための処理手順を示すフローチャート
である。

【図６】深刻なレインフェードが発生する期間における図５に示す処理手順に対応する
、監視されたＲＳＬと送信電力との関係を示すタイミングチャートである。

【手続補正書】特許協力条約第１９条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年４月１４日（２０００．４．１４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項３８】ａ．受信信号の強度を監視するステップと、ｂ．上記受信信号の強度と一定範囲の所定の強度とを比較するステップと、ｃ．上記比較に基づいて上記データ伝送の電力レベルをヒステリシスに基づいて
選択的に調節するステップとを有する請求項２８記載のデータ送受信方法。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年４月１４日（２０００．４．１４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】以上、本発明の構造原理及び動作が容易に理解されるように、詳細な特定の実
施の形態を用いて本発明を記述した。上述の特定の実施の形態及びその詳細事項
は、添付の請求の範囲に示す発明の範囲を限定するものではない。当業者にとっ
て、本発明の範囲から逸脱することなく、例示的に示した実施の形態が種々変更
され得ることは明らかである。特に、当業者にとって、本発明が利用する機器は
様々な形態で実現することができ、上に開示した装置は、本発明の好適な実施の
形態の一例に過ぎず、本発明を限定するものではないことは明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 5K004 AA05 FA05 FD02 FD04 FJ01 FL01 5K014 AA01 AA02 AA03 BA05 BA10 CA04 CA05 DA02 EA01 FA01 FA09 FA12 GA02 HA01 HA05 HA10 5K034 AA05 CC01 EE03 EE11 FF11 FF13 HH11 HH21 KK21 MM03 MM08 NN13 NN26 SS02 5K041 AA01 BB01 CC07 DD02 FF08 FF27 FF32 GG07 GG11 JJ38 【要約の続き】に採用する。適用可能な手法は、データ伝送速度、変調レベル、誤り訂正符号化方式、及びスペクトラム拡散方式の変更である。さらに、データの通信経路は、好ましくは、ＯＳＰＦアルゴリズムに基づいて決定するが、少なくともデータの一部について代替経路を選択することもできる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ローカルエリアネットワーク間でデータを送受信するデータ送受
信方法において、ａ．データ伝送のための、１組のローカルエリアネットワーク間の１又は複数の
無線通信リンクを含む通信経路を確立するステップと、ｂ．上記通信経路を介してデータを送信するステップと、ｃ．上記１又は複数の無線通信リンクの伝送品質を監視するステップと、ｄ．上記監視した伝送品質と所定の伝送品質とを比較するステップと、ｅ．上記比較に応じて、上記データを送信する方式の切換を起動するステップと
を有することを特徴とするデータ送受信方法。
【請求項２】上記伝送品質を監視するステップは、上記データ内の誤り率を監
視するステップを有することを特徴とする請求項１記載のデータ送受信方法。
【請求項３】上記切換を起動するステップは、１又は複数の無線リンクにコマ
ンドを送信するステップを有することを特徴とする請求項１記載のデータ送受信
方法。
【請求項４】１又は複数の無線リンクを介して通信されているデータの量を監
視するステップを有し、上記切換を起動するステップは、上記通信されているデータの量に基づいて実
行されることを特徴とする請求項１記載のデータ送受信方法。
【請求項５】上記切換は、データ伝送速度の切換であることを特徴とする請求
項１記載のデータ送受信方法。
【請求項６】上記切換は、送信データの変調方式の切換であることを特徴とす
る請求項１記載のデータ送受信方法。
【請求項７】上記切換は、送信データの誤り訂正符号化方式の切換であること
を特徴とする請求項１記載のデータ送受信方法。
【請求項８】上記切換は、上記送信データのスペクトラム拡散方式の切換であ
ることを特徴とする請求項１記載のデータ送受信方法。
【請求項９】上記切換は、送信データの電力レベルの切換であることを特徴と
する請求項１記載のデータ送受信方法。
【請求項１０】上記切換は、送信データの通信経路の切換であることを特徴と
する請求項１記載のデータ送受信方法。
【請求項１１】上記切換は、送信データのデータ伝送速度の切換、送信データ
の変調方式の切換、送信データの誤り訂正符号化方式の切換、送信データのスペ
クトラム拡散方式の切換、送信データの電力レベルの切換、送信データの通信経
路の切換のうちの２つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１記載の
データ送受信方法。
【請求項１２】上記データは、イーサネットを利用したローカルエリアネット
ワーク間又はメトロポリタンエリアネットワーク間で送受されることを特徴とす
る請求項１記載のデータ送受信方法。
【請求項１３】ａ．受信信号の強度を監視するステップと、ｂ．上記受信信号の強度と予測レベルとを比較するステップと、ｃ．上記比較に基づいて、データ伝送の電力レベルを選択的に調節するステップ
とを有する請求項１記載のデータ送受信方法。
【請求項１４】ａ．受信信号の強度を監視するステップと、ｂ．上記受信信号の強度と一定範囲の所定の強度とを比較するステップと、ｃ．上記比較に基づいて上記データ伝送の電力レベルをヒステリシスに基づいて
選択的に調節するステップとを有する請求項１記載のデータ送受信方法。
【請求項１５】上記選択的に調節するステップは、１又は複数の無線リンクに
コマンドを送信するステップを有することを特徴とする請求項１３記載のデータ
送受信方法。
【請求項１６】複数のローカルエリアネットワーク間の無線データ伝送を制御
するルータにおいて、ａ．無線リンクに接続され、変調信号を受信する受信機と、ｂ．上記受信機に接続され、上記変調信号をベースバンドデータ信号に変換する
復調器と、ｃ．上記復調器に接続され、上記ベースバンドデータ信号内の誤りを検出する誤
り検出器と、ｄ．上記誤り検出器に接続され、データ内に発生する誤りの誤り発生率を所定の
誤り発生率と比較し、この比較の結果に基づいて、上記無線リンクを介してコマ
ンドを送信して上記誤り発生率を変更するための切換を起動する制御回路とを備
えるルータ。
【請求項１７】上記切換は、上記無線リンクを介して送受されるデータの伝送
速度の切換であることを特徴とする請求項１６記載のルータ。
【請求項１８】上記切換は、上記無線リンクを介して送受される変調方式の切
換であることを特徴とする請求項１６記載のルータ。
【請求項１９】上記切換は、上記無線リンクを介して送受されるデータの誤り
訂正符号化方式の切換であることを特徴とする請求項１６記載のルータ。
【請求項２０】上記切換は、上記無線リンクを介して送受されるデータのスペ
クトラム拡散方式の切換であることを特徴とする請求項１６記載のルータ。
【請求項２１】上記切換は、上記データの通信経路の切換であることを特徴と
する請求項１６記載のルータ。
【請求項２２】上記切換は、送信データのデータ伝送速度の切換、送信データ
の変調方式の切換、送信データの誤り訂正符号化方式の切換、送信データのスペ
クトラム拡散方式の切換、送信データの電力レベルの切換、送信データの通信経
路の切換のうちの２つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１６記載
のルータ。
【請求項２３】上記データは、イーサネットを利用したローカルエリアネット
ワーク間又はメトロポリタンエリアネットワーク間で送受されることを特徴とす
る請求項１６記載のルータ。
【請求項２４】複数のローカルエリアネットワーク間の無線データ伝送を制御
するルータにおいて、ａ．無線リンクに接続され、変調信号を受信する受信機と、ｂ．上記受信機に接続され、上記変調信号の信号強度を監視する監視回路と、ｃ．上記監視回路に接続され、上記変調信号の信号強度を所定の値と比較し、こ
の比較の結果に基づいて、上記無線リンクを介してコマンドを送信して上記変調
信号が上記無線リンクを介して伝送される信号電力を選択的に調節する制御回路
とを備えるルータ。
【請求項２５】上記受信機に接続され、上記変調信号をベースバンドデータ信
号に変換する復調器を備え、上記監視回路は、データ内の誤り発生率を監視する
ことを特徴とする請求項２４記載のルータ。
【請求項２６】上記制御回路は、監視された特性指標を所定の閾値と比較し、
この比較の結果に基づいて、上記無線リンクを介してコマンドを送信して上記誤
り発生率を変更するための切換を起動することを特徴とする請求項２５記載のル
ータ。
【請求項２７】複数のローカルエリアネットワーク間でデータ通信を行うメト
ロポリタンエリアネットワークにおいて、ａ．それぞれの組が無線通信を介して互いにデータ通信を行い、それぞれが対応
する無線リンクにデータを送信する送信機と、対応する無線リンクからデータを
受信する受信機とを有する複数の送受信機と、ｂ．それぞれが上記複数の送受信機のうちの１つに接続され対応する無線リンク
の伝送品質を監視する複数の伝送品質監視回路と、ｃ．それぞれが上記複数の伝送品質監視回路のうちの１つ及び複数のローカルエ
リアネットワークのうちの対応する１つに接続され、接続されたローカルエリア
ネットワークがデータの転送先である場合は、対応する無線リンクから受信した
データを当該ローカルエリアネットワークにルーティングし、接続されたローカ
ルエリアネットワークが転送先でない場合は、対応する無線リンクから受信した
データを他のルータにルーティングし、それぞれがデータ内の誤り発生率に基づ
いて対応する上記送受信機におけるデータ伝送方式を選択的に変更する複数のル
ータとを備えるメトロポリタンエリアネットワーク。
【請求項２８】上記複数の伝送品質監視回路のうちの少なくとも１つは、対応
する無線リンクから受信されたデータにおける誤り発生率を監視することにより
該無線リンクの伝送品質を監視することを特徴とする請求項２７記載のメトロポ
リタンエリアネットワーク。
【請求項２９】データ伝送のための伝送電力はフィードバックループ内で制御
されることを特徴とする請求項２７記載のメトロポリタンエリアネットワーク。
【請求項３０】上記データ伝送方式は、対応する無線リンクにコマンドを送信
することにより選択的に変更されることを特徴とする請求項２７記載のメトロポ
リタンエリアネットワーク。
【請求項３１】上記データは、１又は複数の無線リンクからなる通信経路を介
して複数のローカルエリアネットワークで通信されることを特徴とする請求項２
７記載のメトロポリタンエリアネットワーク。
【請求項３２】上記複数のルータのそれぞれは、送信データのデータ伝送速度
の切換、送信データの変調方式の切換、送信データの誤り訂正符号化方式の切換
、送信データのスペクトラム拡散方式の切換、送信データの電力レベルの切換、
送信データの通信経路の切換のうちの１又は複数の切換を起動することにより上
記伝送方式を選択的に変更することを特徴とする請求項３１記載のメトロポリタ
ンエリアネットワーク。