JP2004297396A - 上り回線品質測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおける上り回線品質をより詳細に求める。
【解決手段】降雨、降雪等の天候状態による伝送路の瞬断により基地局で受信できなかった特定の加入者局からの上り無線フレームのパケットの欠損を、割当パケット数カウンタ３１０の割当パケット数から受信パケット数カウンタ３１２の受信パケット数を減算することで求める。さらに、誤り検出信号を誤受信パケット数カウンタ３１４によりカウントして求められる誤受信パケット数を上り回線品質情報に加えるようにして、上り回線品質を、無線パケット廃棄率＝（誤受信パケット数＋パケット欠損数）÷（割当パケット数）と求めることで、より詳細な上り回線品質情報を得ることができる。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、単一の基地局と単一または複数の加入者局との間の双方向無線通信を、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）／ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式あるいはＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）／ＴＤＭＡ方式で行う無線通信システムにおいて、加入者局から基地局への上り無線フレームの送信における上り回線品質をより詳細に算出する上り回線品質測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、データ伝送の伝送品質は、ビット誤り率（＝誤受信ビット数÷全送信ビット数）、あるいはブロック誤り率（＝誤受信ブロック数÷全送信ブロック数）で規定されていた（非特許文献１参照）。
【０００３】
そして、設置場所が固定された単一の基地局と単一または複数の加入者局をＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式で接続した無線通信システムの上り回線品質は、次のように測定されていた。
【０００４】
まず、加入者局において、上り無線フレームに含める単一または複数のパケットの各パケットに対して、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号等による誤り訂正を施して基地局に上り無線フレームとして送信する。
【０００５】
次に、基地局では、加入者局毎に、受信した上り無線フレームに含まれる全パケット数（受信パケット数）と、このパケット数のうち、誤り検出がなされて廃棄したパケット数（廃棄された受信パケット数）から無線パケット廃棄率を算出する。
【０００６】
この無線パケット廃棄率は、廃棄された受信パケット数÷受信パケット数、で算出される。
【０００７】
【非特許文献１】
保坂岩男著「データ通信システム入門」オーム社、昭和６０年１２月１０日、ｐ．１０３−ｐ．１０５
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したビット誤り率、ブロック誤り率あるいは無線パケット廃棄率は、送信側から送信された全ての送信データが受信側で正常に受信されることを前提として計算されている。
【０００９】
しかしながら、無線データ伝送の場合には、有線データ伝送に比較して伝送回線の品質が一般には悪く、たとえば、降雨、降雪等の天候状態による伝送路の瞬断あるいは一定期間の切断により、基地局側で上り無線フレームを受信できなくなる場合がある。また、鳥や洗濯物等の電波障害物等による伝送路の瞬断あるいは一定期間の切断により、基地局側で上り無線フレームを受信できなくなる場合もある。
【００１０】
このような場合、上記の無線パケット廃棄率は、各加入者局から送信された上り無線フレームを構成する全パケットが基地局で受信できることを前提としているため、伝送路が瞬断した場合に受信することができなかったパケットあるいは一定期間切断されて受信することができなかったパケット、いわゆる欠損パケットについては何も考慮されていない。このため、無線パケット廃棄率の値が小さくなり、実際の上り回線品質を詳細に反映できていないという問題がある。
【００１１】
欠損パケットを計測するために、加入者局に上りパケットを送信した数を計測するカウンタを設け、基地局に上りパケットを受信した数を計測するカウンタを設け、その差分を計測することで、パケット欠損数を計測することが考えられる。
【００１２】
ところが、この場合には、差分を計測する際に、基地局と加入者局とは距離が離れていることを原因として基地局のカウンタと加入者局のカウンタを同時に制御することが著しく困難である。
【００１３】
両カウンタを同時に制御するためには、加入者局が上りパケットを送信する前に、両カウンタを同時にリセットし、その後、上りパケットの送信を開始し、一定時間経過後に上りパケットの送信を終了させて、両カウンタのカウント値を収集し、その差分を算出する必要がある。
【００１４】
しかしながら、無線通信システムの運用中、つまり加入者局から上りパケットが常時ランダムに送信されている最中には、上りパケット中の欠損パケットを計測することができない。また、距離の離れた加入者局のカウンタのカウント値を何らかの手段により基地局へ通知する必要があり、瞬時にパケット欠損数を計測することができない。
【００１５】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、上り回線品質をより詳細に算出することを可能とする上り回線品質測定装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、この発明は、無線通信システムの運用中、つまり上りパケットがランダムに送信されている最中にも上りパケットのパケット欠損数を計測することを可能とする上り回線品質測定装置を提供することを目的とする。
【００１７】
さらに、この発明は、上り回線品質情報に、たとえば無線パケット廃棄率の算出において、降雨・降雪や障害物等による無線伝送路の瞬断、または何らかの要因で基地局が上りパケットを受信できなかった場合の情報を反映することができる上り回線品質測定装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明の上り回線品質測定装置は、単一の基地局と単一または複数の加入者局をＴＤＤ方式またはＦＤＤ方式で接続した無線通信システムの上り回線品質測定装置において、前記基地局に、特定の加入者局に割り当てた上りパケットの数をカウントして、割当パケット数を出力する割当数カウンタと、前記特定の加入者局から受信した上りパケットの数をカウントして、受信パケット数を出力する受信パケット数カウンタとを備えることを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１９】
この発明によれば、基地局において割り当てた割当パケット数と加入者局から受信した受信パケット数とを求めているので、たとえば基地局が加入者局に割り当てたにも拘わらず受信できなかった数、つまり基地局と加入者局間の無線伝送路において欠損したパケット欠損数を差分（割当パケット数−受信パケット数）により計測することができる。
【００２０】
この場合、基地局で得られる情報のみに基づいてパケット欠損数を計測することができるので、無線通信システムの運用中、つまり上りパケットがランダムに送信されている最中にも上りパケットのパケット欠損数を容易に計測することができる。
【００２１】
パケット欠損数は、降雨・降雪や障害物等による無線伝送路の瞬断、または何らかの要因で基地局が上りパケットを受信できなかった場合の情報を反映するので、より詳細な上り回線品質情報が得られる。
【００２２】
この場合、さらに、前記受信した上りパケットの誤りを検出し、誤り検出信号を出力する誤り検出器と、前記誤り検出信号をトリガにしてカウントし、誤受信パケット数を出力する誤受信パケット数カウンタとを備えることで、上り回線品質をより詳細に計測することができる（請求項２記載の発明）。
【００２３】
たとえば、さらに、前記割当パケット数と、前記受信パケット数と、前記誤受信パケット数とから、無線パケット廃棄率を、｛誤受信パケット数＋（割当パケット数−受信パケット数）｝÷（割当パケット数）として求める無線パケット廃棄率算出器を備えることで、より詳細なパケット廃棄率を算出することができる（請求項３記載の発明）。なお、上述したように、（割当パケット数−受信パケット数）は、加入者局において受信することができなかったパケット欠損数を意味する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、この発明の一実施の形態が適用された無線通信システム１０の全体的な構成を示している。
【００２６】
この無線通信システム１０は、複数の加入者に対して固定無線アクセスサービスを提供するＰ−ＭＰ（Ｐｏｉｎｔ Ｔｏ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ）型として用いられる。
【００２７】
そして、この無線通信システム１０は、基本的には、建物あるいは電柱等に固定された基地局１１と、該固定された基地局１１に対してそれぞれ無線回線を介して双方向通信が可能とされる会社内あるいは家庭内等に配される複数の加入者局２１（１）〜２１（３）（代表として加入者局２１という。）とから構成される。
【００２８】
無線回線は、基地局１１のアンテナ１２と、複数の加入者局２１のアンテナ間の無線通信を通じて確立される。
【００２９】
加入者局２１は、それぞれパーソナルコンピュータ等の端末２０（１）〜２０（３）（代表して端末２０という。）に有線または無線で接続されている。各端末２０と各加入者局２１とは一体的な構成とすることができる。一方、基地局１１は、パーソナルコンピュータの機能を有する端末１４に接続可能にされるとともに、主に有線で、ネットワーク１３に接続されている。基地局１１の端末１４は、たとえば、無線通信システム１０の管理者により操作される。なお、基地局１１の端末１４は、ネットワーク１３を介して常時接続とすることもできる。
【００３０】
各加入者局２１は、無線回線および基地局１１を介してネットワーク１３にアクセスすることができる。なお、ネットワーク１３としては、図示していないＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）サーバ等に接続されたＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網等を使用することができる。
【００３１】
基地局１１と複数の加入者局２１との間の通信には、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式を採用する双方向の通信が可能である。この場合、基地局１１と複数の加入者局２１との間には、共通の無線周波数、たとえば２６［ＧＨｚ］帯が割り当てられ、使用するタイムスロットの違いにより効率的な通信が可能である。
【００３２】
なお、基地局１１と複数の加入者局２１との間の通信には、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式に代替して、後述するＦＤＤ／ＴＤＭＡ方式を採用することができる。なお、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式あるいはＦＤＤ／ＴＤＭＡ方式のいずれの場合においても、下り方向は、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式とされ、上り方向はＴＤＭＡ方式とされる。
【００３３】
図２は、複数の加入者局２１と基地局１１との間での通信を行うためのＴＤＤ方式による無線フレーム（１無線フレーム）の構成を示している。１無線フレームの周期は、１〜１０［ｍｓ］程度のうち、固定の周期、たとえば１［ｍｓ］等に選択される。もちろん、１無線フレームの周期は、ハードウエア等との関係において、より短い周期あるいはより長い周期を選択することも可能である。なお、この固定周期の１無線フレームのフレームと可変長のイーサフレーム等のフレームとは異なるものである。
【００３４】
１無線フレームは、下り回線領域と上り回線領域とガードタイムＴＳ１６とから構成される。下り回線領域は、下りヘッダ領域ＴＳ１１と下りデータ領域ＴＳ１２を含む。上り回線領域は、基地局１１と各加入者局２１間の伝搬遅延を計測する等のための時間帯であるＤＭＦ（Ｄｅｌａｙ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｆｒａｍｅ）領域ＴＳ１３とスロットデマンド領域ＴＳ１４と上りデータ領域ＴＳ１５とを含む。なお、ＤＭＦ領域ＴＳ１３は、各加入者局２１の伝搬遅延を計測する際に、加入者局２１側でそれぞれ算出された下り方向の無線パケット廃棄率あるいはこの下り方向の無線パケット廃棄率を計算するのに必要なデータを各加入者局２１から基地局１１に送信する。ＤＭＦ領域ＴＳ１３は、制御チャネルの機能も有する。
【００３５】
１無線フレームの下り回線領域中、下りヘッダ領域ＴＳ１１は、１無線フレーム毎の受信同期信号を生成するためのプリアンブル領域ＴＳ１７と、基地局番号領域ＴＳ１８と、フレーム位置指定領域ＴＳ１９と、ＤＭＦ送信許可等の制御コマンドを含むコマンド領域ＴＳ２０と、スロット割当領域ＴＳ２１とから構成されている。
【００３６】
１無線フレームの下り回線領域中、残りの下りデータ領域ＴＳ１２は、複数のタイムスロットに分割されており、それぞれに、下り固定長パケット（単に、パケットともいう。）Ｐｄが割り当てられる。各下り固定長パケットＰｄは、加入者局番号Ｐｄ１、隣接パケット有無情報等の制御情報Ｐｄ２、実際のデータである固定長データＰｄ３、および誤り検出符号Ｐｄ４から構成されている。
【００３７】
１無線フレームの上り回線領域中、上りデータ領域ＴＳ１５は、複数のタイムスロットに分割されており、それぞれに上り固定長パケット（単に、パケットともいう。）Ｐｕが割り当てられる。各上り固定長パケットＰｕは、ガードタイムＰｕ１、プリアンブルＰｕ２、加入者局番号Ｐｕ３、隣接パケット有無情報等を含む制御情報Ｐｕ４、実際のデータである固定長データＰｕ５、および誤り検出符号Ｐｕ６から構成されている。
【００３８】
なお、上下データ領域ＴＳ１２、ＴＳ１５の構成は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式とＦＤＤ／ＴＤＭＡ方式とで共通である。
【００３９】
１個の下り固定長パケットＰｄあるいは１個の上り固定長パケットＰｕのデータ長は、たとえば６４バイトあるいは１２８バイトに選択される。
【００４０】
図３は、例としての各加入者局２１の構成を示している。加入者局２１は、基本的には、アンテナ２２と、高周波回路３２と、該高周波回路３２と端末２０に接続される通信制御回路３３とから構成されている。
【００４１】
高周波回路３２は、受信機４１と、送信機４２と、該送受信機４１、４２とアンテナ２２との間に配される切替スイッチ４３とを有している。
【００４２】
高周波回路３２の送信機４２は、通信制御回路３３から供給される中間周波数の信号を、内蔵する混合器により無線周波数の信号に周波数変換するとともに、無線周波数の高周波信号を、内蔵する電力増幅器で電力増幅し、切替スイッチ４３を介してアンテナ２２に供給する。
【００４３】
また、高周波回路３２の受信機４１は、アンテナ２２で受信した無線周波数の高周波信号（無線フレームの変調信号）を切替スイッチ４３を介して入力し、内蔵された低雑音増幅器で増幅した後、内蔵する混合器により中間周波数の無線フレームに周波数変換して通信制御回路３３の変復調回路５１に供給する。
【００４４】
変復調回路５１を構成する復調部は、受信機４１により受信した無線フレーム中の下り回線領域のデータをＡ／Ｄ変換器（不図示）およびＰＳＫ復調器（不図示）により復調して下り固定長パケットＰｄをＴＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ制御回路（以下、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路という。）５２に供給する。ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２は、下り方向の無線パケット廃棄率算出装置２０２を内蔵する。
【００４５】
なお、変復調回路５１により復調された下り固定長パケットＰｄを、以下、受信パケット（下り固定長パケット）Ｐｄという。
【００４６】
また、変復調回路５１を構成する変調部は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２から供給される無線フレーム中の上り回線領域のデータをＤ／Ａ変換器（不図示）およびＰＳＫ変調器（不図示）を利用して変調し送信機４２に供給する。
【００４７】
通信制御回路３３は、変復調回路５１およびＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２の他、端末２０に接続される通信インタフェース回路５３、下り受信バッファ６１、上り送信バッファ６２およびパケット数計測部６３を備えている。
【００４８】
パケット数計測部６３は、上り送信バッファ６２に蓄積されたパケット数を１無線フレームの周期毎に周期的に計測し、これをスロットデマンド７１の情報としてＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２に伝達する。このスロットデマンド７１の情報は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２から図２の１無線フレームのスロットデマンド領域ＴＳ１４の時間帯で変復調回路５１、送信機４２、切替スイッチ４３およびアンテナ２２を通じて基地局１１に通知される。
【００４９】
図４は、加入者局２１を構成するこの実施の形態の下り回線品質測定装置２００の構成例を示している。下り回線品質測定装置２００は、変復調回路５１とＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２中の下り方向の無線パケット廃棄率算出装置２０２とから構成される。
【００５０】
無線パケット廃棄率算出装置２０２は、受信した１個の無線フレーム毎に、変復調回路５１から１個（１パルス）出力される受信同期信号をそれぞれ入力するフレーム周期信号出力回路２０４と同期回数カウンタ２０６と誤り検出器２０８と受信パケット数カウンタ２１２とを備える他、フレーム数カウンタ２１０、誤受信パケット数カウンタ２１４および無線パケット廃棄率算出器２１６を備えている。
【００５１】
フレーム周期信号出力回路２０４は、タイマ２０５を含んで構成される。受信機４１により受信された無線フレームが変復調回路５１で正常に復調された場合、変復調回路５１から１無線フレームに対応する１［ｍｓ］毎に１個の受信同期信号がフレーム周期信号出力回路２０４に供給され、このとき、フレーム周期信号出力回路２０４は、この正常な受信同期信号に対応して１個（１パルス）のフレーム周期信号（受信フレーム周期信号という。）を出力する。
【００５２】
これと同時に、フレーム周期信号出力回路２０４は、タイマ２０５により、システムクロックを計数して計時し、１［ｍｓ］毎に、自走でフレーム周期信号（自走フレーム周期信号という。）を作成する。もし、受信フレーム周期信号を出力してから１［ｍｓ］経過しても、次の受信同期信号が入力されなかった場合には、フレーム周期信号として自走フレーム周期信号を出力する。この場合、受信フレーム周期信号は、基地局１１から送信され加入者局２１で実際に受信されて正常に復調された無線フレームの数に対応し、自走フレーム周期信号は、基地局１１から送信されたが加入者局２１で正常に復調することができなかった無線フレームの数（フレーム欠損数という。）に対応する。
【００５３】
フレーム数カウンタ２１０は、フレーム周期信号（受信フレーム周期信号と自走フレーム周期信号）をカウントし、カウント値であるフレーム数を無線パケット廃棄率算出器２１６に出力する。
【００５４】
同期回数カウンタ２０６は、受信同期信号をカウントし、カウント値である同期回数を無線パケット廃棄率算出器２１６に出力する。この場合、同期回数は、受信フレーム周期信号のカウント値に一致する。
【００５５】
誤り検出器２０８は、変復調回路５１で復調された下り固定長パケットＰｄである、受信パケット（下り固定長パケット）Ｐｄの誤り検出と訂正を行い、誤りを検出して訂正できなかった場合の１個の受信パケット（下り固定長パケット）Ｐｄに対応して１個（１パルス）の誤り検出信号を誤受信パケット数カウンタ２１４に出力する。なお、誤り検出器２０８は、受信パケット（下り固定長パケット）Ｐｄ中、正常なもの、および誤りを訂正して正常となったものは、その固定長データＰｄ３を下り受信バッファ６１に供給する。
【００５６】
誤受信パケット数カウンタ２１４は、誤り検出信号をトリガにしてカウントし、カウント値（１個の誤り検出信号に対して１個のカウント値）を、誤受信パケット数として無線パケット廃棄率算出器２１６に出力する。
【００５７】
受信パケット数カウンタ２１２は、受信同期信号に同期して１つの下り無線フレームに含まれるパケット数をカウントし、カウント値を受信パケット数として無線パケット廃棄率算出器２１６に出力する。
【００５８】
無線パケット廃棄率算出器２１６は、自身が出力するカウンタ制御信号による測定周期（たとえば、１時間置きに１分間等、任意に設定可能である。）の間、フレーム数カウンタ２１０によるフレーム数、同期回数カウンタ２０６による同期回数、誤受信パケット数カウンタ２１４による誤受信パケット数、および受信パケット数カウンタ２１２による受信パケット数に基づき、以下の（１）式に示す下り方向の無線パケット廃棄率を算出する。
無線パケット廃棄率＝｛誤受信パケット数＋（フレーム数−同期回数）×Ｎ｝÷｛受信パケット数＋（フレーム数−同期回数）×Ｎ｝ … （１）
【００５９】
なお、上述したように、（１）式において、（フレーム数−同期回数）は、変復調回路５１により復調できなかった、すなわち、加入者局２１のアンテナ２２および受信機４１により受信できなかったフレームの欠損数に等しいので、（１）式は、（２）式に置換することができる。
無線パケット廃棄率＝｛誤受信パケット数＋フレーム欠損数×Ｎ｝÷｛受信パケット数＋フレーム欠損数×Ｎ｝ … （２）
【００６０】
ここで、Ｎは、１個の無線フレームに含まれる各加入者局２１毎の下り固定長パケットＰｄの数であり、パケット数が常時固定の場合には固定値、パケット数が動的に変動する場合にはその期待値に設定する。
【００６１】
算出された無線パケット廃棄率あるいは、この無線パケット廃棄率を算出するための誤受信パケット数、フレーム数、同期回数、フレーム内固定長パケット数Ｎ、受信パケット数は、無線フレームの上り回線領域中、各加入者局２１が所定の順序で出力するＤＭＦ領域ＴＳ１３の中に含めて基地局１１に送信することができる。この場合、これを受信した基地局１１の、たとえば端末１４において各加入者局２１毎の無線パケット廃棄率を算出し、記憶装置の中に記憶しておくことで、無線通信システム１０の下り回線品質を管理することができる。
【００６２】
図５は、例としての基地局１１の構成を示している。基地局１１は、基本的には、アンテナ１２と、高周波回路１３２と、該高周波回路１３２とネットワーク１３に接続される通信制御回路３４とから構成されている。
【００６３】
高周波回路１３２の構成および作用は、図３に示した加入者局２１の高周波回路３２と同等である。
【００６４】
通信制御回路３４は、変復調回路１５１、上り方向の無線パケット廃棄率算出装置３０２を内蔵するＴＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ（ＴＤＤ／ＴＤＭＡという。）制御回路１５２、ネットワーク１３に接続される通信インタフェース回路１５３、スロット割当部５４、上り加入者局毎受信バッファ６４、下り加入者局毎送信バッファ６５、パケット数計測部６６を備えている。
【００６５】
パケット数計測部６６は、下り加入者局毎送信バッファ６５に蓄積された加入者局２１毎のパケット数を１無線フレームの周期毎に周期的に計測し、これをスロット割当部５４に伝達する。ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２は、図２の１無線フレームのスロットデマンド領域ＴＳ１４の時間帯で通知された各加入者局２１のスロットデマンド７１の情報を抽出し、スロット割当部５４に伝達する。
【００６６】
スロット割当部５４は、加入者局２１毎のパケット数およびスロットデマンド７１の情報に基づいて、スロット割当７２の情報を決定し、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２に通知する。
【００６７】
各加入者局２１に対する、上り方向のタイムスロットの割当（割当パケット数という。）は、図２の１無線フレーム内のスロット割当領域ＴＳ２１の時間帯において通知される。
【００６８】
図６は、基地局１１を構成するこの実施の形態の上り回線品質測定装置３００の構成例を示している。上り回線品質測定装置３００は、変復調回路１５１とＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２中の上り方向の無線パケット廃棄率算出装置３０２とから構成される。
【００６９】
無線パケット廃棄率算出装置３０２は、受信した１個の無線フレーム毎に、変復調回路１５１から上りデータ領域ＴＳ１５のタイムスロット毎、より具体的には、上り固定長パケットＰｕ毎に１個（１パルス）出力される受信同期信号をそれぞれ入力する誤り検出器３０８と受信パケット数カウンタ３１２とを備える他、割当パケット数カウンタ３１０、誤受信パケット数カウンタ３１４および上り方向の無線パケット廃棄率算出器３１６を備えている。
【００７０】
割当パケット数カウンタ３１０は、スロット割当部５４から供給されるスロット割当７２に基づき、各加入者局に割り当てた上りパケット数（タイムスロット数）をカウントして、カウント値である各加入者局毎の割当パケット数を無線パケット廃棄率算出器３１６に出力する。
【００７１】
誤り検出器３０８は、変復調回路５１で復調された上り固定長パケットＰｕである、受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕの誤り検出と訂正を行い、誤りを検出して訂正できなかった場合の１個の受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕに対応して１個（１パルス）の誤り検出信号を誤受信パケット数カウンタ３１４に出力する。なお、誤り検出器３０８は、受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕ中、正常なもの、および誤りを訂正して正常となったものは、その固定長データＰｕ５を上り加入者局毎受信バッファ６４に供給する。
【００７２】
誤受信パケット数カウンタ３１４は、誤り検出信号をトリガにしてカウントし、カウント値（１個の誤り検出信号に対して１個のカウント値）を、誤受信パケット数として無線パケット廃棄率算出器３１６に出力する。
【００７３】
受信パケット数カウンタ３１２は、受信同期信号に同期して１つの上り無線フレームに含まれるパケット数をカウントし、カウント値を受信パケット数として無線パケット廃棄率算出器３１６に出力する。なお、受信同期信号は、上り固定長パケットＰｕを構成するプリアンブルＰｕ２に同期して１：１に発生するので、受信パケット数カウンタ３１２は、この受信同期信号のみをカウントしカウント値を受信パケット数として無線パケット廃棄率算出器３１６に出力する構成としてもよく、あるいは、受信同期信号を入力せずに、変復調回路５１で復調された受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕのみをカウントしカウント値を受信パケット数として無線パケット廃棄率算出器３１６に出力する構成としてもよい。
【００７４】
無線パケット廃棄率算出器３１６は、自身が出力するカウンタ制御信号による測定周期（たとえば、１時間置きに１分間等、任意に設定可能である。）の間、受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕから加入者局番号Ｐｕ３を判定するとともに、割当パケット数カウンタ３１０による加入者局２１毎の割当パケット数、誤受信パケット数カウンタ３１４による加入者局２１毎の誤受信パケット数、および受信パケット数カウンタ３１２による加入者局２１毎の受信パケット数に基づき、以下の（３）式に示す各加入者局２１毎の上り方向の無線パケット廃棄率を算出する。
無線パケット廃棄率＝｛誤受信パケット数＋（割当パケット数−受信パケット数）｝÷（割当パケット数） … （３）
【００７５】
なお、（３）式において、（割当パケット数−受信パケット数）は、変復調回路１５１により復調できなかった、すなわち、基地局１１のアンテナ１２および受信機１４１により受信できなかったパケットの欠損数に等しいので、（３）式は、（４）式に置換することができる。
無線パケット廃棄率＝（誤受信パケット数＋パケット欠損数）÷（割当パケット数） … （４）
【００７６】
算出された上り方向の無線パケット廃棄率は、端末１４に供給され、この端末１４のディスプレイ上等で確認することができ、かつ記憶装置の中に記憶しておくことで、無線通信システム１０の上り回線品質を管理することができる。なお、各加入者局２１と基地局１１のそれぞれのＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２、１５２およびそれぞれの通信インタフェース回路５３、１５３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んでマイクロコンピュータ等により構成される場合にはＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に各種プログラムがインストールされてＣＰＵにより実行される構成とされ、ハードウエアとして構成される場合には、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）化されて所定の機能が実行される。
【００７７】
この発明の一実施の形態が適用された無線通信システム１０は、基本的には、以上のように構成されるものであり、次に、概括的な全体動作および上り回線品質測定装置３００の詳細動作の順で説明する。
【００７８】
概括的な全体動作
たとえば、端末２０から加入者局２１に供給されるイーサネット（登録商標）フレームのようなランダムに発生する可変長のデータが、加入者局２１の通信インタフェース回路５３で、上り固定長パケットＰｕに分割される。このとき、通信インタフェース回路５３で、さらに、各上り固定長パケットＰｕに隣接パケット有無情報等の再合成情報を含む制御情報Ｐｕ４や誤り検出符号Ｐｕ６等が付加される。
【００７９】
各上り固定長パケットＰｕは、基地局１１からのスロット割当領域ＴＳ２１の内容によりスロットが割り当てられ、無線回線を通じて送信側装置として機能する各加入者局２１から送信される。
【００８０】
受信側装置として機能する基地局１１側で受信された各上り固定長パケットＰｕは、制御情報Ｐｕ４等を基に、通信インタフェース回路１５３で再合成され、さらにパケットの欠落の有無が検出され、パケットの欠落がなかった場合には、再合成されたフレームがデータとしてネットワーク１３側へ出力される。
【００８１】
その一方、ネットワーク１３から基地局１１に供給されるデータについても同様であるが、この場合、送信側装置として機能する基地局１１の通信インタフェース回路１５３により、そのデータが下り固定長パケットＰｄに分割され、その際、各下り固定長パケットＰｄに隣接パケット有無情報等の再合成情報が制御情報Ｐｄ２として付加され、無線回線を通じて受信側装置として機能する加入者局２１に送信される。
【００８２】
該当する加入者局２１の通信インタフェース回路５３で受信された下り固定長パケットＰｄは、制御情報Ｐｄ２に基づいて再合成され、パケットの欠落の有無が検出され、パケットの欠落がなかった場合には端末２０に伝送される。
【００８３】
以上の説明が、無線通信システム１０の概括的な全体動作の説明であり、次に、上り回線品質測定装置３００の詳細動作について説明する。
【００８４】
このとき、まず、無線パケット廃棄率算出器３１６からカウント開始のためのカウンタ制御信号が出力される。このカウンタ制御信号により、割当パケット数カウンタ３１０、誤受信パケット数カウンタ３１４および受信パケット数カウンタ３１２のカウンタ値がリセットされ、ゼロ値とされる。
【００８５】
基地局１１の変復調回路１５１は、アンテナ１２を通じて受信された上り無線フレームをダイプレクサ１４４および受信機１４１を介して受けると、上り固定長パケットＰｕのプリアンブルＰｕ２に同期した受信引き込み信号である１個の受信同期信号を誤り検出器３０８および受信パケット数カウンタ３１２に出力する。また、変復調回路５１は、この受信同期信号の出力に同期して受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕを誤り検出器３０８および受信パケット数カウンタ３１２に出力する。
【００８６】
一方、割当パケット数カウンタ３１０は、スケジューラであるスロット割当部５４が各加入者局２１からのスロットデマンド領域ＴＳ１４のスロットデマンド７１を参照して送信を割り当てた上りデータ領域ＴＳ１５中の割当パケット数をスロット割当７２の情報からカウントして、各加入者局２１毎の割当パケット数を無線パケット廃棄率算出器３１６に出力する。なお、割当パケット数カウンタ３１０が、実際に、各加入者局２１毎の割当パケット数を無線パケット廃棄率算出器３１６に出力するのは、無線パケット廃棄率算出器３１６からの割当パケット数のカウント終了を指示するカウンタ制御信号の到来時点である。
【００８７】
誤り検出器３０８は、受信同期信号に１：１に同期した受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕを受けると、誤り訂正を行い、誤り訂正できなかった受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕを廃棄すると同時に、誤り検出信号を誤受信パケット数カウンタ３１４に出力する。なお、正常に復調された受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕおよび誤り訂正された受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕは、上り加入者局毎受信バッファ６４に送出される。
【００８８】
誤受信パケット数カウンタ３１４は、誤り検出信号をトリガとして各加入者局２１毎に誤受信パケット数のカウント値をインクリメントする。
【００８９】
受信パケット数カウンタ３１２は、受信同期信号あるいは受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕをトリガとして、各加入者局２１毎に受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕの数分、受信パケット数をインクリメントする。なお、受信パケット数カウンタ３１２は、プリアンブルＰｕ２に同期した受信同期信号に基づき加入者局番号Ｐｕ３を復調する機能を有している。
【００９０】
そして、無線パケット廃棄率算出器３１６からカウント終了のカウンタ制御信号が出力されると、割当パケット数カウンタ３１０、誤受信パケット数カウンタ３１４および受信パケット数カウンタ３１２の各カウント値がラッチされ、ラッチされた各加入者局２１毎のカウント値である、割当パケット数、誤受信パケット数および受信パケット数が無線パケット廃棄率算出器３１６に取り込まれる。
【００９１】
このとき、無線パケット廃棄率算出器３１６により、上述した（３）、（４）式の上り方向の無線パケット廃棄率が算出される。
【００９２】
そして、上記のカウント値が無線パケット廃棄率算出器３１６に取り込まれた後、再び、所定の時間に無線パケット廃棄率算出器３１６からカウント開始のためのカウンタ制御信号が出力され、割当パケット数カウンタ３１０、誤受信パケット数カウンタ３１４および受信パケット数カウンタ３１２のカウンタ値がリセットされ、ゼロ値とされて、次の無線パケット廃棄率算出のためのカウントが開始される。
【００９３】
以上の説明が、上り回線品質測定装置３００の詳細動作である。
【００９４】
次に、図７は、ＦＤＤ方式の加入者局２１Ａの構成例を示している。図８は、ＦＤＤ方式の基地局１１Ａの構成例を示している。図９は、ＦＤＤ方式の無線フレームの構成を示している。
【００９５】
ＦＤＤ方式の図７の加入者局２１Ａと上述したＴＤＤ方式の図３の加入者局２１、ＦＤＤ方式の図８の基地局１１Ａと上述したＴＤＤ方式の図５の基地局１１、およびＦＤＤ方式の図９の無線フレームと上述したＴＤＤ方式の図２の無線フレームにおいて、それぞれ対応する要素には同一の符号を付け、その詳細な説明は省略する。
【００９６】
ＦＤＤ方式は、周波数多重であるので、上り方向と下り方向で異なる無線周波数が用いられる。そのため、ＴＤＤ方式の高周波回路３２、１３２を構成する切替スイッチ４３、１４３がそれぞれＦＤＤ方式ではそれぞれ図６、図７に示すようにダイプレクサ４４、１４４に代替される。ダイプレクサ４４、１４４は、周知のように、受信周波数用のバンドパスフィルタと送信周波数用のバンドパスフィルタから構成され、それぞれ、送信機４２、１４２からの出力信号をアンテナ１２、２２側に導いて送信させ、アンテナ１２、２２で受信した信号を受信機４１、１４１側に導く作用を行う。
【００９７】
一方、無線フレームは、図２と図９を参照すれば明らかなように、ＴＤＤ方式では１無線フレームが、下り回線と上り回線とに直列的に分割されているのに対し、ＦＤＤ方式では、下り無線フレームと上り無線フレームが並列的に構成されている。
【００９８】
なお、図９に示す下り無線フレーム中の下りデータ領域は、図２の下りデータ領域ＴＳ１２に示す下り固定長パケットＰｄと同一の構成となっている。
【００９９】
同様に、図９に示す上り無線フレーム中の上りデータ領域は、図２の上りデータ領域ＴＳ１５に示す上り固定長パケットＰｕと同一の構成となっている。
【０１００】
このため、図６に示した上り回線品質測定装置３００（変復調回路１５１と無線パケット廃棄率算出装置３０２）により、ＴＤＤ方式と同様に、（３）式に示したより詳細な上り方向の無線パケット廃棄率を算出することができる。
【０１０１】
以上説明したように、上述した実施の形態は、加入者局２１、２１Ａからのスロットデマンド７１に基づいて基地局１１、１１Ａから加入者局２１、２１Ａに対して上りフレームのスロット割当７２を行うＰ−ＭＰ型無線通信システム１０に適用される。この場合、基地局１１に、特定の加入者局２１、２１Ａに割り当てた割当パケット数を計測する割当パケット数カウンタ３１０と、その特定の加入者局２１、２１Ａから受信した受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕの数を計測する受信パケット数カウンタ３１２と、受信パケット（上り固定長パケット）Ｐｕの誤りを検出し訂正する誤り検出器３０８を設けている。
【０１０２】
そして、これら割当パケット数カウンタ３１０、受信パケット数カウンタ３１２および誤受信パケット数カウンタ３１４の各カウンタを基地局１１、１１Ａの無線パケット廃棄率算出器３１６からのカウンタ制御信号により、計測開始、計測終了、計測値の読み出し、カウンタのリセット（クリア）を同時に行う。無線パケット廃棄率算出器３１６は、読み出した計測値において、割当パケット数から受信パケット数を減算することで、その特定の加入者局２１、２１Ａから送信されたが、欠損となった上り方向のパケット欠損数を求める。
【０１０３】
次いで、上記の（４）式、すなわち、無線パケット廃棄率＝（誤受信パケット数＋パケット欠損数）÷（割当パケット数）により、特定の加入者局２１、２１Ａの上り方向の無線パケット廃棄率を求める。このように、上り方向の無線パケット廃棄率を基地局１１、１１Ａ内の情報のみで求めることができる。そのため、無線通信システム１０の運用中、つまり上りパケットがランダムに送信されている最中にも上りパケットのパケット欠損数を容易に計測することができる。
【０１０４】
なお、この実施の形態によれば、必要に応じて、上記（１）式および（２）式に示した下り方向の無線パケット廃棄率も求めることができる。すなわち、上りフレームの送信を割り当てる加入者局２１、２１Ａからの上りフレームを、たとえば、降雨、降雪等の天候状態による伝送路の瞬断あるいは一定期間の切断により、基地局１１、１１Ａ側で受信できなかった場合、また、鳥や洗濯物等の電波障害物等による伝送路の瞬断あるいは一定期間の切断により、基地局１１、１１Ａ側で受信できなかった場合、さらには、他の何らかの要因で基地局１１、１１Ａ側で受信できなかった場合にも下りフレームが欠損したことをフレーム周期信号出力回路２０４に内蔵されているタイマ２０５の自走出力である自走フレーム周期信号により検出するようにし、これを下り回線品質情報に加えるようにしたので、さらに詳細な下り回線品質情報を得ることができるようになる。この詳細な下り回線品質情報は、上り無線フレームＤＭＦ領域ＴＳ１３を利用して加入者局２１、２１Ａ側から基地局１１、１１Ａ側へ送信することにより、基地局１１、１１Ａ側の端末１４で知ることもできる。
【０１０５】
このように、上り方向と下り方向の両方向の無線パケット廃棄率を基地局１１、１１Ａで、得ることができるので、たとえば、特定の加入者局２１、２１Ａの無線パケット廃棄率が他の加入者局２１、２１Ａに比較して大きい場合等に、基地局１１、１１Ａ側の無線通信システム１０の管理者による、その原因の追及、問題の切り分け等が容易になり、結果として無線パケット廃棄率を小さくするための有効な対策を、早期に立てることができるという効果が達成される。
【０１０６】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限らず、たとえば伝送回線として無線回線ではなく、基地局と加入者局との間が光ファイバで接続された双方向光回線においても適用することができる等、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、基地局において、基地局と加入者局間の無線伝送路において欠損したパケット欠損数（割当パケット数−受信パケット数）を計測することができる。
【０１０８】
このため、無線通信システムの運用中、つまり上りパケットがランダムに送信されている最中にも上りパケットのパケット欠損数を容易に計測することができる。
【０１０９】
これによって、従来技術に比較して、より詳細な上り回線品質情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態が適用された無線通信システムの構成図である。
【図２】ＴＤＤ方式の無線フレームの構成図である。
【図３】ＴＤＤ方式の加入者局の構成を示すブロック図である。
【図４】この実施の形態の下り回線品質測定装置の構成を示すブロック図である。
【図５】ＴＤＤ方式の基地局の構成を示すブロック図である。
【図６】この実施の形態の上り回線品質測定装置の構成を示すブロック図である。
【図７】ＦＤＤ方式の加入者局の構成を示すブロック図である。
【図８】ＦＤＤ方式の基地局の構成を示すブロック図である。
【図９】ＦＤＤ方式の無線フレームの構成図である。
【符号の説明】
１０…無線通信システム １１、１１Ａ…基地局
１２、２２…アンテナ １３…ネットワーク
１４、２０…端末 ２１、２１Ａ…加入者局
３２、１３２…高周波回路 ３３、３４…通信制御回路
４１、１４１…受信機 ４２、１４２…送信機
４３、１４３…切替スイッチ ４４、１４４…ダイプレクサ
５１、１５１…変復調回路
５２、１５２…ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路
５３、１５３…通信インタフェース回路
５４…スロット割当部 ６１…下り受信バッファ
６２…上り送信バッファ ６３…パケット数計測部
６４…上り加入者局毎受信バッファ
６５…下り加入者局毎送信バッファ
７１…スロットデマンド ７２…スロット割当
２００…下り回線品質測定装置
２０２、３０２…無線パケット廃棄率算出装置
２０４…フレーム周期信号出力回路
２０５…タイマ ２０６…同期回数カウンタ
２０８、３０８…誤り検出器 ２１０…フレーム数カウンタ
２１２、３１２…受信パケット数カウンタ
２１４、３１４…誤受信パケット数カウンタ
２１６、３１６…無線パケット廃棄率算出器
３１０…割当パケット数カウンタ

Claims (3)

1. 単一の基地局と単一または複数の加入者局をＴＤＤ方式またはＦＤＤ方式で接続した無線通信システムの上り回線品質測定装置において、
   前記基地局に、
   特定の加入者局に割り当てた上りパケットの数をカウントして、割当パケット数を出力する割当数カウンタと、
   前記特定の加入者局から受信した上りパケットの数をカウントして、受信パケット数を出力する受信パケット数カウンタと
   を備えることを特徴とする上り回線品質測定装置。
2. 請求項１記載の上り回線品質測定装置において、
   さらに、
   前記受信した上りパケットの誤りを検出し、誤り検出信号を出力する誤り検出器と、
   前記誤り検出信号をトリガにしてカウントし、誤受信パケット数を出力する誤受信パケット数カウンタと
   を備えることを特徴とする上り回線品質測定装置。
3. 請求項２記載の上り回線品質測定装置において、
   さらに、
   前記割当パケット数と、前記受信パケット数と、前記誤受信パケット数とから、無線パケット廃棄率を、
   ｛誤受信パケット数＋（割当パケット数−受信パケット数）｝÷（割当パケット数）
   として求める無線パケット廃棄率算出器
   を備えることを特徴とする上り回線品質測定装置。

Images