JP2015095793A - 無線通信システム - Google Patents
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Abstract
Description
また、DB情報(運用可能チャネルリスト、最大送信可能電力などの利用条件)は一次利用者の使用状況に応じて時々刻々と更新されるため、IEEE802.22などホワイトスペースを利用する無線通信システムは、定期的なDBアクセスやDBからの情報通知(プッシュ送信)によってDB情報を更新し、運用チャネルを切り替えながら一次利用者への影響を回避しつつ、自身の通信サービスの最大化を図る機能を具備している。
例えば、特許文献1には、免許機器によって使用されない可用チャンネル内での動作が許容される非APステーションとして動作する特定ステーションがWLANでAPステーションとして動作する方法及び装置について、ホワイトスペースで動作するためのステーションの位置の登録と関連して登録要請及び登録応答を含む各情報IDを有する特定プロトコルが定義され、前記の定義された登録要請及び登録応答を用いて前記ステーションはRLSに自分の地理的位置を登録することができ、WSでAPステーションとして動作することが開示されている。
[インターネット]−<有線(Ether)>−[BS1]−<第1無線リンク(IEEE802.22)>−[中継器([CPE1]−<有線(Ether)>−[BS2])]−<第2無線リンク(IEEE802.22)>−[CPE2]
すなわち、インターネットとBS1を有線接続し、BS1と中継器(CPE1とBS2を有線接続して構成)を第1無線リンクで接続し、中継器とCPE2を第2無線リンクで接続する。
この場合、初めに、第1の無線リンクが通常のIEEE802.22に従って接続を確立する。これによって、第2の無線リンクを構築するための中継器に含まれるBS2がインターネットにアクセス可能となるため、DBへのアクセスが可能となり運用可能チャネルを取得し、IEEE802.22に従って第2の無線リンクを構築可能である。
(第2の接続方法)
[インターネット]−<有線(Ether)>−[BS1]−<第1無線リンク(IEEE802.22)>−[中継器([CPE1]−<有線(Ether)>−[CPE2])]−<第2無線リンク(IEEE802.22)>−[BS2]
すなわち、インターネットとBS1を有線接続し、BS1と中継器(CPE1とCP22を有線接続して構成)を第1無線リンクで接続し、中継器とBS2を第2無線リンクで接続する。
すなわち、本発明は、無線通信に使用可能な周波数を管理する管理装置を備え、基地局が端末局を介して前記管理装置にアクセスする無線通信システムにおいて、前記基地局は、自局を基地局として動作させる基地局モードの他に、自局を端末局として動作させる端末局モードを有し、前記端末局は、自局を端末局として動作させる端末局モードの他に、自局を基地局として動作させる基地局モードを有し、基地局モードの前記基地局が前記端末局を介して前記管理装置にアクセスできない場合に、前記基地局を基地局モードから端末局モードに切り替えると共に前記端末局を端末局モードから基地局モードに切り替え、基地局モードの前記端末局は、前記管理装置にアクセスして前記周波数の情報を取得し、当該取得した前記周波数の情報に基づいて、端末局モードの前記基地局との無線通信を確立する、ことを特徴とする。
図1は、本実施形態に係る無線通信システムの全体構成の例を示す図である。本例の無線通信システムは、基地局101(BS1)、中継局102、基地局103(BS2)、ホワイトスペースデータベース(WSDB)104、ユーザー端末105、インターネット106から成る。中継局102は、端末局107(CPE1)と端末局108(CPE2)の2つの無線局で構成される。なお、本実施形態では、WSDB104が、本発明に係る管理装置に相当する。
図2には、端末局107(CPE1)の具体的な構成の例を示してある。
端末局107(CPE1)は、IEEE802.22CPE機能部201と、中継インターフェース部202と、主制御部203を備えている。
IEEE802.22CPE機能部201は、自局をIEEE802.22CPEに準拠したCPEとして動作させるCPEモードを実現する機能部であり、主制御部203によって制御される。
端末局108(CPE2)は、タイマー管理部301と、IEEE802.22CPE機能部302と、IEEE802.22BS機能部303と、主制御部304と、中継インターフェース部305を備えている。
IEEE802.22CPE機能部302は、自局をIEEE802.22CPEに準拠したCPEとして動作させるCPEモードを実現する機能部であり、IEEE802.22BS機能部303は、自局をIEEE802.22CPEに準拠したBSとして動作させるBSモードを実現する機能部であり、主制御部304によって制御される。
図4には、BS2の具体的な構成の例を示してある。
基地局103(BS2)は、タイマー管理部401と、IEEE802.22CPE機能部402と、IEEE802.22BS機能部403と、主制御部404を備えている。
(初期動作)
図5を参照して、無線通信システムの初期動作について説明する。
まず、基地局101(BS1)と端末局107(CPE1)が、IEEE802.22の手順に従って、以下のようにして第1の無線リンクを確立する。
基地局101(BS1)は、起動後(S001)、WSDB104にアクセスし、ホワイトスペースとして運用可能なチャネルの情報を取得する(S002)。その後、IEEE802.22が定めるSCH(Superframe Control Header)、FCH(Frame Control Header)、DS−MAP(Downstream Map)、US−MAP(Upstream Map)、DCD(Downstream Channel Descriptor)、UCD(Upstream Channel Descriptor)などのCPEが同期を確立するための制御メッセージを、ブロードキャストによって報知する(S003)。
その後、基地局101(BS1)と端末局107(CPE1)はデータ通信可能な状態となり、通信を開始する(S007,S008)。
BSモードとなった端末局108(CPE2)は、IEEE802.22の基地局としてWSDB104にアクセスし、WSDB104に自局の位置情報等を送信し、自局の設置位置でホワイトスペースとして運用可能なチャネルの情報を取得する(S018)。
図6を参照して、一時的なモード切替後の動作について説明する。
端末局108(CPE2)は、WSDB104から取得した運用可能なホワイトスペースの情報に基づいて運用周波数を選択し、当該選択した運用周波数を使用してBSとしてのセルの運用を開始するが、端末局107(CPE1)との干渉を避けるため、共存開始処理を行う(S019)。
ここでは、IEEE802.22が規定するフレームについて、同じフレームを運用しないように設定する。例えば、図8に示したように、フレーム番号が偶数のフレームを端末局107(CPE1)が使用し、奇数のフレームを端末局108(CPE2)が使用することで、同時に同一フレームで送信しないようにすることが可能である。どのフレームをどちらのCPEが使用するかは、上り側(上位)の無線局である端末局107(CPE1)が決定して下り側(下位)の無線局である端末局108(CPE2)に指示してもよいし、予め定めておいてもよい。
また、第2の無線リンクが用いるチャネルは、WSDB104へのアクセスの結果に従うことを前提とし、第1の無線リンクと同じチャネルであってもよいし、第1の無線リンクと異なるチャネルであってもよい。
このルールに従い、端末局108(CPE2)はBSとして動作し(S020)、CPEとして動作している基地局103(BS2)との間で第2の無線リンクを確立し、通信を開始する(S021,S022)。
以後、基地局101(BS1)と端末局107(CPE1)は共存を終了して、全てのフレームを第1の無線リンクの通信に使用し、基地局103(BS2)と端末局108(CPE2)は通常のIEEE802.22と同様に通信を開始する。
以上のとおり、本実施形態は、ホワイトスペースなどの複数の周波数を使用して無線通信を行う無線通信システムであって、通信に用いる周波数を切り替えながら通信を行う(ダイナミックスペクトルアクセスを行う)無線通信システムであり、第1の基地局と、第2の基地局と、第1の端末局と、第2の端末局と、ホワイトスペースデータベース(WSDB)とを備え、第1の基地局と第1の端末局で構築した第1の無線リンクをインターネットへのバックホール回線として使って第2の基地局と第2の端末局が第2の無線リンクを構築し、多段中継による通信(マルチホップ通信)を行う。
また、第1の端末局と第2の端末局は互いに有線接続されて中継局を構成し、第1の基地局と第2の基地局の間の通信の中継を行う。
また、上記の実施形態では、CPEモードの第2の基地局が、BSモードの第2の端末局を介してWSDBへアクセスし、動作モードをBSモードに戻した後の第2の基地局で使用する運用可能チャネル(運用可能周波数)の情報の取得を行うが、BSモードの第2の端末局が、動作モードをBSモードに戻した後の第2の基地局で使用する運用可能チャネル(運用可能周波数)の情報を代替的に取得して報知情報として送信し、第2の基地局へ提供するようにしてもよい。
201:IEEE802.22CPE機能部、 202:中継インターフェース部、 203:主制御部、
301:タイマー管理部、 302:IEEE802.22CPE機能部、 303:IEEE802.22BS機能部、 304:主制御部、 305:中継インターフェース部、
401:タイマー管理部、 402:IEEE802.22CPE機能部、 403:IEEE802.22BS機能部、 404:主制御部
Claims (3)
- 無線通信に使用可能な周波数を管理する管理装置を備え、基地局が端末局を介して前記管理装置にアクセスする無線通信システムにおいて、
前記基地局は、自局を基地局として動作させる基地局モードの他に、自局を端末局として動作させる端末局モードを有し、
前記端末局は、自局を端末局として動作させる端末局モードの他に、自局を基地局として動作させる基地局モードを有し、
基地局モードの前記基地局が前記端末局を介して前記管理装置にアクセスできない場合に、前記基地局を基地局モードから端末局モードに切り替えると共に前記端末局を端末局モードから基地局モードに切り替え、
基地局モードの前記端末局は、前記管理装置にアクセスして前記周波数の情報を取得し、当該取得した前記周波数の情報に基づいて、端末局モードの前記基地局との無線通信を確立する、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 端末局モードの前記基地局は、基地局モードの前記端末局との無線通信が確立された後に、当該無線通信を通じて前記管理装置にアクセスして前記周波数の情報を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 端末局モードの前記基地局が前記管理装置から前記周波数の情報を取得した後に、前記基地局を端末局モードから基地局モードに戻すと共に前記端末局を基地局モードから端末局モードに戻し、
基地局モードに戻した前記基地局は、端末局モード中に前記管理装置から取得した前記周波数の情報に基づいて、端末局モードに戻した前記端末局との無線通信を確立する、
ことを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。
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