JP4897753B2 - Radio relay apparatus and radio relay method - Google Patents
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Description
本発明は、互いに近い周波数帯域を利用する無線ネットワーク間の通信を中継する無線中継装置および無線中継方法に関する。特に、各無線ネットワークに対応するアンテナの近接による漏洩電力が干渉を生じさせる状況において、干渉を低減しながら各無線ネットワーク間の中継処理を行う無線中継装置および無線中継方法に関する。 The present invention relates to a wireless relay device and a wireless relay method for relaying communication between wireless networks using frequency bands close to each other. In particular, the present invention relates to a radio relay apparatus and a radio relay method that perform relay processing between radio networks while reducing interference in a situation where leakage power due to proximity of an antenna corresponding to each radio network causes interference.
医療機器や家電など様々な機器が無線免許不要で利用可能なISM(Industry-Science-Medical) 帯と呼ばれる 2.4GHz帯のチャネルでは、無線LAN等の自律分散制御によるアクセス制御手順を用いた無線ネットワークが普及している。この自律分散制御による無線ネットワークは、小電力および狭通信エリアを特徴としており、ISM帯を用いる無線ネットワーク同士で干渉を与えあうことを前提としたアクセス制御方式(例えばCSMA/CA)が採用されている。 A 2.4 GHz band channel called the ISM (Industry-Science-Medical) band that can be used without medical licenses for various devices such as medical equipment and home appliances, a wireless network that uses access control procedures by autonomous distributed control such as wireless LAN Is popular. This wireless network based on autonomous distributed control is characterized by low power and narrow communication area, and an access control method (for example, CSMA / CA) based on the premise that wireless networks using the ISM band interfere with each other is adopted. Yes.
一方、このISM帯の近接周波数には、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 等のように、TDD(Time Division Duplexing) またはFDD(Frequency Division Multiplexing) によりアクセス制御を行う集中制御の無線ネットワークがある。この集中制御による無線ネットワークの多くは、通信事業者が免許を必要とするものであり、無線ネットワーク同士が干渉しあうことは想定されていない。また、大電力および広域通信エリアを特徴としている。 On the other hand, in the proximity frequency of this ISM band, there is a centralized wireless network that performs access control by TDD (Time Division Duplexing) or FDD (Frequency Division Multiplexing), such as WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). Many of the wireless networks based on this centralized control require a license from a telecommunications carrier, and it is not assumed that wireless networks interfere with each other. It also features high power and wide area communication areas.
なお、自律分散制御による無線ネットワークとしては無線LANの他にZigBeeなどがあり、集中制御による無線ネットワークとしてはWiMAXの他に次世代PHS(XG−PHS)などがある。 In addition to the wireless LAN, the wireless network based on autonomous distributed control includes ZigBee, and the wireless network based on centralized control includes next-generation PHS (XG-PHS) in addition to WiMAX.
近年では、これら複数の無線ネットワークを統合し、また互いの無線ネットワークを補完して利用することが期待されており、1つの筐体内に複数の無線ネットワークに対応する無線インタフェースをもつ無線端末が出現している。例えば、無線LANと第三世代携帯電話の無線インタフェースを実装したスマートフォンと呼ばれる携帯端末や、無線LANと第三世代携帯電話を中継するメディア変換機能を備えた無線中継装置が製品化されている。この無線中継装置を用いることにより、無線LAN端末は第三世代携帯電話のような広域通信エリアの無線ネットワークに接続することができ、無線LANを使用できる場所を容易に拡大させ、ユーザの利便性を向上させることができる。 In recent years, it is expected that these wireless networks will be integrated and complemented with each other, and wireless terminals having wireless interfaces corresponding to multiple wireless networks will appear in one housing. is doing. For example, a mobile terminal called a smartphone equipped with a wireless LAN and a third-generation mobile phone wireless interface, and a wireless relay device having a media conversion function for relaying between the wireless LAN and the third-generation mobile phone have been commercialized. By using this wireless relay device, the wireless LAN terminal can be connected to a wireless network in a wide area communication area such as a third-generation mobile phone, easily expanding the places where the wireless LAN can be used, and improving user convenience Can be improved.
図5は、無線中継装置を含む無線ネットワーク構成例を示す。
図において、無線中継装置50は、無線LAN機能を用いて無線LAN端末60と無線接続し、かつWiMAX機能を用いてWiMAX基地局70に無線接続し、WiMAX基地局70を介してネットワーク80に接続する。このとき、無線LAN端末60は、無線中継装置50のサービスエリア内にいれば、無線中継装置50を介してネットワーク80に接続することができる。
FIG. 5 shows a configuration example of a wireless network including a wireless relay device.
In the figure, the
このような無線中継装置50は、例えば図6(1) に示すように、WiMAX端末として機能するWiMAXインタフェース51に接続されるアンテナ54と、無線LAN基地局として機能する無線LANインタフェース52に接続されるアンテナ55が同一筐体内で近接すると、アンテナ間の漏洩電力による干渉が発生する。ここで、無線LANの利用周波数帯域外に放射される送信電力とWiMAXの受信電力との関係を図6(2) に示す。無線LANの利用周波数帯域外に放射される送信電力は伝搬損失がわずかであるので、伝搬損失が大きいWiMAXの受信信号に干渉を与え、受信信号特性を大幅に劣化させる。WiMAXの送信信号と無線LANの受信信号との間においても同様である。
Such a
この問題に対して、非特許文献1では、WiMAXのスリープ機能を用いて両無線ネットワーク間で時間棲み分けを行い、チャネルを同時利用することなく時分割で共有することによる干渉回避方式を提案している。
To deal with this problem, Non-Patent
図7は、干渉回避のための従来の無線中継装置50の構成例を示す。
図において、無線中継装置50は、WiMAX端末として機能するWiMAXインタフェース51と、無線LAN基地局として機能する無線LANインタフェース612とを備える。ここで、無線LANは自律分散制御による無線ネットワークであり、WiMAXは集中制御による無線ネットワークである。それぞれの無線インタフェースの送受信期間を決定するスケジューラ53が両インタフェース間に存在する。
FIG. 7 shows a configuration example of a conventional
In the figure, the
WiMAXインタフェース(WiMAX端末)51は、WiMAX基地局から送受信できる期間(後述するスリープ期間情報)を取得し、この情報をスケジューラ53に通知する。スケジューラ53は、この情報に基づいて無線LANの通信占有期間を算出し、無線LANインタフェース52に通知する。無線LANインタフェース52は、通知された通信占有期間において、無線LAN端末との間でデータを送受信する。
The WiMAX interface (WiMAX terminal) 51 acquires a period during which transmission / reception can be performed from the WiMAX base station (sleep period information described later), and notifies the scheduler 53 of this information. The scheduler 53 calculates the communication occupation period of the wireless LAN based on this information and notifies the
図8は、従来の無線中継装置50の制御シーケンスを示す。
図において、WiMAXインタフェース(WiMAX端末)51は、WiMAX基地局70が送信する無線フレームの先頭部のFCH(Frame Control Header),DL−MAP,UL−MAP等から、自局がダウンリンクでデータを受信するタイミングおよびアップリンクでデータを送信するタイミング(WiMAX送受信タイミング)を取得し、スケジューラ53に通知する。
FIG. 8 shows a control sequence of the conventional
In the figure, a WiMAX interface (WiMAX terminal) 51 transmits data in the downlink from the FCH (Frame Control Header), DL-MAP, UL-MAP, etc. at the head of a radio frame transmitted by the
次に、WiMAXインタフェース51は、WiMAX基地局70にスリープ機能要求を送信する。ここで、スリープ機能とは、無線端末の消費電力抑制を目的としたもので、スリープ期間中にWiMAXインタフェース51がデータの送受信を停止することによって省電力制御を行う。スリープ機能では、データの送受信が停止されるスリープ期間と、基地局の指示に従って通常の送受信を行うアクティブ期間とが交互に繰り返される。
Next, the
WiMAX基地局70は、WiMAXインタフェース(WiMAX端末)51からスリープ機能要求を受けたときに、特定の期間をスリープ期間として決定し、そのWiMAXスリープ期間情報をWiMAXインタフェース51に送信する。WiMAX基地局70は、このWiMAXスリープ期間における当該WiMAXインタフェース51とのデータ送受信を停止する。
When receiving a sleep function request from the WiMAX interface (WiMAX terminal) 51, the
次に、WiMAXインタフェース51はWiMAXスリープ期間情報を受信すると、スリープ期間開始/終了タイミングをスケジューラ53に通知する。スケジューラ53は、スリープ期間の開始/終了タイミングに基づいて無線LANの通信占有期間を算出し、無線LANインタフェース52に通知する。無線LANインタフェース(無線LAN基地局)52と無線LAN端末60は、この通知された通信占有期間にデータの送受信を行う。この無線LANの通信占有期間は、WiMAXがスリープ機能によって送受信を行わない期間であり、逆にWiMAXが通常の送受信を行う期間では、無線LANは送受信を停止する。
Next, when receiving the WiMAX sleep period information, the
このように、無線中継装置において無線LANとWiMAXを同時に利用する場合には、図9に示すように、WiMAXのスリープ期間中に無線LANがデータの送受信を行う時分割制御により、干渉による影響を回避することができる。 In this way, when the wireless relay device uses the wireless LAN and WiMAX at the same time, as shown in FIG. 9, the influence of interference is exerted by the time division control in which the wireless LAN transmits and receives data during the WiMAX sleep period. It can be avoided.
なお、以上の説明では、互いに干渉が生じる無線ネットワークとして無線LANとWiMAXを例にしたが、一般にアクセス側の無線ネットワークと中継側の無線ネットワークとの間で、時分割制御による同様の干渉回避方法をとることができる。
従来の無線中継装置では、アクセス側の無線ネットワークと中継側の無線ネットワークとの間でチャネルを時分割利用することにより干渉を回避することが可能である。すなわち、一方の無線ネットワークが通信中のときは他方の無線ネットワークが通信しないようにするもので、そのために各無線ネットワークにおける通信可能時間が減り、単一の無線ネットワークがチャネルを占有する場合に比べてスループットが低下する。 In a conventional wireless relay device, interference can be avoided by using time-sharing channels between the access-side wireless network and the relay-side wireless network. In other words, when one wireless network is in communication, the other wireless network is prevented from communicating, so that the communicable time in each wireless network is reduced, compared to the case where a single wireless network occupies a channel. Throughput decreases.
ところで、無線中継装置で無線ネットワークと通信中という状態には送信中と受信中があるが、一方の無線ネットワークが送信、他方の無線ネットワークが受信のときに、送信側の漏洩電力により受信側に干渉が生じるのであって、一方の無線ネットワークと他方の無線ネットワークが同時送信中、または同時受信中であれば、相互に干渉が発生しない。 By the way, the state where the wireless relay device is communicating with the wireless network includes transmitting and receiving, but when one wireless network is transmitting and the other wireless network is receiving, the transmitting side leaks power to the receiving side. If interference occurs and one radio network and the other radio network are simultaneously transmitting or receiving, no interference occurs between them.
本発明は、複数の無線ネットワークに対して同時送信、同時受信で干渉が発生しないことに着目し、複数の無線ネットワーク間の干渉を回避しながら各無線ネットワークのスループットを向上させることができる無線中継装置および無線中継方法を提供することを目的とする。 The present invention focuses on the fact that interference does not occur in simultaneous transmission and reception with respect to a plurality of wireless networks, and wireless relay capable of improving the throughput of each wireless network while avoiding interference between the plurality of wireless networks. An object is to provide a device and a wireless relay method.
第1の発明は、異なる周波数チャネルを用いる第1の無線ネットワークと第2の無線ネットワークを中継する無線中継装置において、第1の無線ネットワークの端末に相当する第1のインタフェース部と、第2の無線ネットワークの基地局に相当する第2のインタフェース部と、第1の無線ネットワークの送受信タイミングに同期して第2の無線ネットワークの送受信タイミングを設定するスケジューラとを備え、スケジューラは、第1のインタフェース部を介して第1の無線ネットワークのアップリンク送信期間およびダウンリンク受信期間を取得し、第1の無線ネットワークのアップリンク送信期間と同一期間を第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間として設定し、第1の無線ネットワークのダウンリンク受信期間と同一期間を第2の無線ネットワークのアップリンク受信期間として設定し、さらに第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間およびアップリンク受信期間の末尾を、第2の無線ネットワークの処理遅延分だけ短縮して設定する構成であり、第2のインタフェース部は、スケジューラで決定した第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間およびアップリンク受信期間を第2の無線ネットワークの端末に通知し、第2の無線ネットワークの送受信タイミングを制御する構成である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a wireless relay device that relays between a first wireless network and a second wireless network that use different frequency channels, a first interface unit corresponding to a terminal of the first wireless network, A second interface unit corresponding to a base station of the wireless network; and a scheduler that sets transmission / reception timing of the second wireless network in synchronization with transmission / reception timing of the first wireless network. The uplink transmission period and the downlink reception period of the first wireless network are acquired via the unit, and the same period as the uplink transmission period of the first wireless network is set as the downlink transmission period of the second wireless network. The same period as the downlink reception period of the first wireless network Set as an uplink reception period of the second wireless network, further to the end of the second downlink transmission period and an uplink receiving period of the radio network, and set shorter by the processing delay amount of the second wireless network configuration The second interface unit notifies the terminal of the second wireless network of the downlink transmission period and the uplink reception period of the second wireless network determined by the scheduler, and the transmission / reception timing of the second wireless network is notified. It is the structure to control.
第1の発明の無線中継装置の第1の無線ネットワークはWiMAXネットワークであり、第2の無線ネットワークは無線LANであり、第2のインタフェース部は、無線LANの省電力(PSMP)手順を利用して、無線LANのダウンリンク送信期間をWiMAXネットワークのアップリンク送信期間に同期させ、無線LANのアップリンク受信期間をWiMAXネットワークのダウンリンク受信期間に同期させる構成である。 The first wireless network of the wireless relay device of the first invention is a WiMAX network, the second wireless network is a wireless LAN, and the second interface unit uses a power saving (PSMP) procedure of the wireless LAN. Thus, the wireless LAN downlink transmission period is synchronized with the WiMAX network uplink transmission period, and the wireless LAN uplink reception period is synchronized with the WiMAX network downlink reception period .
第2の発明は、異なる周波数チャネルを用いる第1の無線ネットワークと第2の無線ネットワークを中継する無線中継装置の無線中継方法において、無線中継装置は、第1の無線ネットワークの端末に相当する第1のインタフェース部と、第2の無線ネットワークの基地局に相当する第2のインタフェース部と、第1の無線ネットワークの送受信タイミングに同期して第2の無線ネットワークの送受信タイミングを設定するスケジューラとを備え、スケジューラは、第1のインタフェース部を介して第1の無線ネットワークのアップリンク送信期間およびダウンリンク受信期間を取得し、第1の無線ネットワークのアップリンク送信期間と同一期間を第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間として設定し、第1の無線ネットワークのダウンリンク受信期間と同一期間を第2の無線ネットワークのアップリンク受信期間として設定し、さらに第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間およびアップリンク受信期間の末尾を、第2の無線ネットワークの処理遅延分だけ短縮して設定し、第2のインタフェース部は、スケジューラで決定した第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間およびアップリンク受信期間を第2の無線ネットワークの端末に通知し、第2の無線ネットワークの送受信タイミングを制御する。 According to a second aspect of the present invention, in the wireless relay method for a wireless relay device that relays between the first wireless network and the second wireless network using different frequency channels, the wireless relay device corresponds to a terminal of the first wireless network. 1 interface unit, a second interface unit corresponding to a base station of the second wireless network, and a scheduler for setting transmission / reception timing of the second wireless network in synchronization with transmission / reception timing of the first wireless network The scheduler acquires an uplink transmission period and a downlink reception period of the first wireless network via the first interface unit, and sets the same period as the uplink transmission period of the first wireless network to the second wireless network. Set as the downlink transmission period of the network and the first wireless network Set the same time and down link reception period as an uplink reception period of the second wireless network, further to the end of the second downlink transmission period and an uplink receiving period of the radio network, processing delay of the second wireless network The second interface unit notifies the terminal of the second wireless network of the downlink transmission period and the uplink reception period of the second wireless network determined by the scheduler, and sets the second wireless network. Controls network transmission and reception timing.
第2の発明の無線中継方法の第1の無線ネットワークはWiMAXネットワークであり、第2の無線ネットワークは無線LANであり、第2のインタフェース部は、無線LANの省電力(PSMP)手順を利用して、無線LANのダウンリンク送信期間をWiMAXネットワークのアップリンク送信期間に同期させ、無線LANのアップリンク受信期間をWiMAXネットワークのダウンリンク受信期間に同期させる。
In the wireless relay method of the second invention, the first wireless network is a WiMAX network, the second wireless network is a wireless LAN, and the second interface unit uses a power saving (PSMP) procedure of the wireless LAN. Thus, the downlink transmission period of the wireless LAN is synchronized with the uplink transmission period of the WiMAX network, and the uplink reception period of the wireless LAN is synchronized with the downlink reception period of the WiMAX network.
本発明は、第1の無線ネットワークのアップリンク送信期間と第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間が同期し、第1の無線ネットワークのダウンリンク受信期間と第2の無線ネットワークのアップリンク受信期間が同期する。すなわち、無線中継装置において、第1の無線ネットワークおよび第2の無線ネットワークに同時に送信し、また同時に受信するように送受信タイミングを合わせる。これにより、複数の無線ネットワーク間の干渉による通信誤りがなく高信頼な通信を実現するとともに、各無線ネットワークごとに送信と受信を交互に繰り返し、空き時間を作らないことから周波数利用効率を高め、各無線ネットワークのスループットを向上させることができる。 In the present invention, the uplink transmission period of the first wireless network and the downlink transmission period of the second wireless network are synchronized, and the downlink reception period of the first wireless network and the uplink reception period of the second wireless network Are synchronized. That is, the transmission / reception timing is adjusted so that the wireless relay device transmits to the first wireless network and the second wireless network simultaneously and receives simultaneously. This realizes highly reliable communication with no communication error due to interference between multiple wireless networks, and alternately repeats transmission and reception for each wireless network, increasing frequency utilization efficiency because it does not create idle time, Throughput of each wireless network can be improved.
図1は、本発明の無線中継装置の実施形態を示す。本実施形態では、図6に示すネットワーク構成におけるWiMAXネットワークと無線LANとの間で中継を行う無線中継装置を例に説明するが、WiMAXと無線LANに限らず、本発明は双方の無線ネットワークで送受信タイミングの同期制御が可能な無線ネットワーク間の中継に適用することができる。 FIG. 1 shows an embodiment of a wireless relay device of the present invention. In the present embodiment, a wireless relay apparatus that relays between a WiMAX network and a wireless LAN in the network configuration shown in FIG. 6 will be described as an example. However, the present invention is not limited to WiMAX and wireless LAN, and the present invention is applied to both wireless networks. The present invention can be applied to relay between wireless networks capable of synchronous control of transmission / reception timing.
図において、本実施形態の無線中継装置10は、WiMAX端末として機能するWiMAXインタフェース11と、無線LAN基地局として機能する無線LANインタフェース12とを備える。ここで、WiMAX基地局70からWiMAXインタフェース(WiMAX端末)11への伝送方向をDL(ダウンリンク)、逆の伝送方向をUL(アップリンク)とし、無線LANインタフェース(無線LAN基地局)12から無線LAN端末60への伝送方向をDL、逆の伝送方向をULとする。さらに、WiMAXインタフェース11と無線LANインタフェース12との間に、WiMAXフレームのDLサブフレームおよびULサブフレームの送受信タイミングに対応して、無線LANにおけるDL期間およびUL期間を決定するスケジューラ13を備える。
In the figure, a wireless relay device 10 of this embodiment includes a
図2は、本発明実施形態の無線中継装置10の制御シーケンスを示す。
図において、WiMAXインタフェース(WiMAX端末)11は、WiMAX基地局70が送信するDLサブフレームを受信し、その先頭部のプリアンブル信号から同期時刻情報を取得してスケジューラ13に通知する。スケジューラ13は、この同期時刻情報に基づいて無線LANにおける時刻基準を決定し、無線LANインタフェース(無線LAN基地局)12に通知する。無線LANインタフェース12は、自身のタイマをこの時刻基準に同期させ、WiMAXと無線LANとの時刻同期をとる。
FIG. 2 shows a control sequence of the wireless relay device 10 according to the embodiment of the present invention.
In the figure, a WiMAX interface (WiMAX terminal) 11 receives a DL subframe transmitted by the
WiMAXインタフェース11は、DLサブフレーム先頭部のFCH,DL−MAP,UL−MAP等から、DLサブフレームおよびULサブフレームの送受信タイミングを検出し、スケジューラ13に通知する。スケジューラ13は、WiMAXのDLサブフレームのタイミングから無線LANのUL期間を算出し、WiMAXのULサブフレームのタイミングから無線LANのDL期間を算出し、無線LANのUL/DL期間情報として無線LANインタフェース12に通知する。
The
無線LANインタフェース12は、無線LANのDL期間で、無線LANのDL/UL期間情報を無線LAN端末60に送信する。無線LANインタフェース12と無線LAN端末60は、この無線LANのDL期間およびUL期間に合わせて、データの送受信処理を行う。すなわち、無線中継装置10では、WiMAXのULサブフレームと無線LANのDL期間が同期して共に送信状態となり、WiMAXのDLサブフレームと無線LANのUL期間が同期して共に受信状態となり、同時送信および同時受信によって相互干渉を回避する仕組みになっている。
The
なお、WiMAXネットワークと無線LANは、WiMAXのDLサブフレームのプリアンブル信号から得られた時刻情報に基づいて時刻同期がとれているが、無線LANの処理遅延により、例えば無線LANのDL期間が遅れてWiMAXのDLサブフレームと重なり、無線LANのDL期間の送信とWiMAXのDLサブフレームの受信が重なって干渉が生じることが考えられる。この場合には、スケジューラ13において、無線LANに設定したUL期間とULデータの受信タイミングを比較して無線LANの遅延時間を判定し、DL期間およびUL期間のそれぞれ末尾を遅延時間分だけ短縮し、無信号区間を設定して無線LANとWiMAXとの干渉を回避するようにしてもよい。
Note that the WiMAX network and the wireless LAN are synchronized based on time information obtained from the preamble signal of the WiMAX DL subframe, but due to the processing delay of the wireless LAN, for example, the DL period of the wireless LAN is delayed. It is conceivable that interference occurs due to the overlap of the WiMAX DL subframe and the transmission of the wireless LAN DL period and the reception of the WiMAX DL subframe. In this case, the
ところで、無線LANにおけるDL期間とUL期間の制御は、IEEE802.11nが規定した新しい省電力手順であるPSMP(Power Save Multi-Poll)機能によって実現することができる(非特許文献2参照)。 Incidentally, the control of the DL period and the UL period in the wireless LAN can be realized by a PSMP (Power Save Multi-Poll) function which is a new power saving procedure defined by IEEE802.11n (see Non-Patent Document 2).
図3は、PSMPシーケンスの概要を示す。
図において、無線LAN基地局31は、接続する無線LAN端末32,33へPSMPフレームを送信する。PSMPフレームには、無線LAN端末32に割り当てる受信開始時間t1および送信開始時間t3と、無線LAN端末33に割り当てる受信開始時間t2および送信開始時間t4が記載される。無線LAN端末32は、PSMPフレームで通知された受信開始時間t1からDLデータを受信し、送信開始時間t3からULデータを送信し、その他の時間にパワーセーブモードになる。無線LAN端末33は、PSMPフレームで通知された受信開始時間t2からDLデータを受信し、送信開始時間t4からULデータを送信し、その他の時間にパワーセーブモードになる。このように、無線LAN端末は、PSMPフレームで通知されたタイミングで送受信を行い、それ以外の期間はデータの送受信を停止する。
FIG. 3 shows an outline of the PSMP sequence.
In the figure, a wireless LAN base station 31 transmits a PSMP frame to wireless LAN terminals 32 and 33 to be connected. In the PSMP frame, a reception start time t1 and a transmission start time t3 assigned to the wireless LAN terminal 32, and a reception start time t2 and a transmission start time t4 assigned to the wireless LAN terminal 33 are described. The wireless LAN terminal 32 receives DL data from the reception start time t1 notified by the PSMP frame, transmits UL data from the transmission start time t3, and enters the power save mode at other times. The wireless LAN terminal 33 receives DL data from the reception start time t2 notified by the PSMP frame, transmits UL data from the transmission start time t4, and enters the power save mode at other times. Thus, the wireless LAN terminal performs transmission / reception at the timing notified by the PSMP frame, and stops data transmission / reception during other periods.
本実施形態では、時間t1〜t3が無線LANのDL期間に相当してDL信号を送信し、WiMAXのULサブフレームを送信する。また、時間t3〜t5が無線LANのUL期間に相当してUL信号を受信し、WiMAXのDLサブフレームを受信する。 In the present embodiment, the time t1 to t3 corresponds to the DL period of the wireless LAN, transmits a DL signal, and transmits a WiMAX UL subframe. Also, the time t3 to t5 corresponds to the UL period of the wireless LAN, and the UL signal is received and the WiMAX DL subframe is received.
図4は、本発明実施形態の無線中継装置10の動作例を示す。
図において、WiMAXネットワークにおける無線フレーム構成は、DLサブフレームとULサブフレームからなり、DLサブフレームはプリアンブル信号P,FCH,DL−MAP,UL−MAPなどのヘッダ部と、DLデータ(DLバースト)で構成される。WiMAXのDLサブフレームに対して無線LANのUL期間が設定され、WiMAXのULサブフレームに対して無線LANのDL期間が設定される。
FIG. 4 shows an operation example of the wireless relay device 10 according to the embodiment of the present invention.
In the figure, the radio frame structure in the WiMAX network is composed of a DL subframe and a UL subframe, and the DL subframe includes a header portion such as a preamble signal P, FCH, DL-MAP, UL-MAP, and DL data (DL burst). Consists of. A wireless LAN UL period is set for the WiMAX DL subframe, and a wireless LAN DL period is set for the WiMAX UL subframe.
無線中継装置のWiMAXインタフェース11は、WiMAX基地局70から送信された無線フレーム#1のDLサブフレームを受信し、WiMAXの同期時刻情報およびWiMAXのDLサブフレームおよびULサブフレームの送受信タイミングをスケジューラ13に通知する。スケジューラ13は、無線LANインタフェース2に時刻基準を通知し、さらにWiMAXのDLサブフレームおよびULサブフレームに対応する無線LANのUL/DL期間情報を通知する。無線LANインタフェース12は、WiMAXのULサブフレームに同期した無線LANのDL期間において、無線LAN端末60にPSMPフレームを用いて無線LANのDL期間およびUL期間を通知するとともに、WiMAXフレームのDLデータをデータD1,D2として中継送信する。ここでは、PSMPフレームおよび複数のデータD1,D2がSIFS/RIFS間隔で連続送信される。
The
無線LAN端末60は、PSMPフレームで通知された無線LANのDL期間において当該データD1,D2を受信し、UL期間において、無線LANインタフェース12にデータD3,D4を連続送信するとともに、DL期間で受信したデータD1,D2に対するブロックACKを一括送信する。
The
一方、WiMAXインタフェース11は、無線LANのUL期間で無線フレーム#2のDLサブフレームを受信する。ここでは、同様に時刻同期処理と、WiMAXのDLサブフレームおよびULサブフレームに対応する無線LANのUL期間およびDL期間を設定し、無線LANインタフェース12からPSMPフレームで無線LAN端末60に通知することを想定しているが、この処理は必ずしもフレームごとに行わなくてもよい。
On the other hand, the
無線LANインタフェース12は、WiMAXのULサブフレームに同期した無線LANのDL期間において、無線LAN端末60にPSMPフレームとともに、WiMAXフレーム#2のDLデータをデータD5,D6として中継送信し、さらにUL期間で受信したデータD3,D4に対するブロックACKを一括送信する。また、WiMAXインタフェース11は、WiMAXフレーム#2のULサブフレームで、無線LANのUL期間に受信したデータD3,D4をULデータとしてWiMAX基地局に中継送信する。
The
このように、無線中継装置では、WiMAXインタフェース11がDLサブフレームを受信するタイミングと、無線LANインタフェース12がUL期間でULデータを受信するタイミングが同期し、受信信号間の干渉は生じない。また、WiMAXインタフェース11がULサブフレームを送信するタイミングと、無線LANインタフェース12がDL期間でDLデータを送信するタイミングが同期し、ともに信号送信であるので干渉は生じない。すなわち、無線中継装置のWiMAXネットワーク側で送信と受信を交互に繰り返しているときに、無線LAN側で同じタイミングで送信と受信を交互に繰り返しており、ともに干渉を回避しながらスループットの低下を抑止することができる。
As described above, in the wireless relay device, the timing at which the
10,50 無線中継装置
11,51 WiMAXインタフェース(WiMAX端末)
12,52 無線LANインタフェース(無線LAN基地局)
13,53 スケジューラ
54,55 アンテナ
60 無線LAN端末
70 WiMAX基地局
80 ネットワーク
10, 50
12, 52 Wireless LAN interface (wireless LAN base station)
13, 53
Claims (4)
前記第1の無線ネットワークの端末に相当する第1のインタフェース部と、
前記第2の無線ネットワークの基地局に相当する第2のインタフェース部と、
前記第1の無線ネットワークの送受信タイミングに同期して前記第2の無線ネットワークの送受信タイミングを設定するスケジューラと
を備え、
前記スケジューラは、前記第1のインタフェース部を介して前記第1の無線ネットワークのアップリンク送信期間およびダウンリンク受信期間を取得し、第1の無線ネットワークのアップリンク送信期間と同一期間を前記第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間として設定し、第1の無線ネットワークのダウンリンク受信期間と同一期間を前記第2の無線ネットワークのアップリンク受信期間として設定し、さらに前記第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間およびアップリンク受信期間の末尾を、前記第2の無線ネットワークの処理遅延分だけ短縮して設定する構成であり、
前記第2のインタフェース部は、前記スケジューラで決定した第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間およびアップリンク受信期間を前記第2の無線ネットワークの端末に通知し、前記第2の無線ネットワークの送受信タイミングを制御する構成である
ことを特徴とする無線中継装置。 In a wireless relay device that relays between a first wireless network and a second wireless network using different frequency channels,
A first interface unit corresponding to a terminal of the first wireless network;
A second interface unit corresponding to a base station of the second wireless network;
A scheduler that sets transmission / reception timing of the second wireless network in synchronization with transmission / reception timing of the first wireless network;
The scheduler acquires an uplink transmission period and a downlink reception period of the first wireless network through the first interface unit, and sets the same period as the uplink transmission period of the first wireless network to the second period. down it is set as a downlink transmission period of the wireless network, the same period and the downlink reception periods of the first wireless network is set as an uplink reception period of the second wireless network, further of the second wireless network The configuration is such that the end of the link transmission period and the uplink reception period is set by reducing the processing delay of the second wireless network ,
The second interface unit notifies a terminal of the second wireless network of a downlink transmission period and an uplink reception period of the second wireless network determined by the scheduler, and transmission / reception timing of the second wireless network A wireless relay device characterized in that the wireless relay device is configured to control.
前記第1の無線ネットワークはWiMAXネットワークであり、
前記第2の無線ネットワークは無線LANであり、
前記第2のインタフェース部は、前記無線LANの省電力(PSMP)手順を利用して、前記無線LANのダウンリンク送信期間を前記WiMAXネットワークのアップリンク送信期間に同期させ、前記無線LANのアップリンク受信期間を前記WiMAXネットワークのダウンリンク受信期間に同期させる構成である
ことを特徴とする無線中継装置。 The wireless relay device according to claim 1,
The first wireless network is a WiMAX network;
The second wireless network is a wireless LAN;
The second interface portion, the uses power-saving (PSMP) procedure of a wireless LAN, the downlink transmission period of the wireless LAN is synchronized with the uplink transmission period of the WiMAX network, the uplink of the wireless LAN A radio relay apparatus characterized in that a reception period is synchronized with a downlink reception period of the WiMAX network .
前記無線中継装置は、
前記第1の無線ネットワークの端末に相当する第1のインタフェース部と、
前記第2の無線ネットワークの基地局に相当する第2のインタフェース部と、
前記第1の無線ネットワークの送受信タイミングに同期して前記第2の無線ネットワークの送受信タイミングを設定するスケジューラと
を備え、
前記スケジューラは、前記第1のインタフェース部を介して前記第1の無線ネットワークのアップリンク送信期間およびダウンリンク受信期間を取得し、第1の無線ネットワークのアップリンク送信期間と同一期間を前記第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間として設定し、第1の無線ネットワークのダウンリンク受信期間と同一期間を前記第2の無線ネットワークのアップリンク受信期間として設定し、さらに前記第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間およびアップリンク受信期間の末尾を、前記第2の無線ネットワークの処理遅延分だけ短縮して設定し、
前記第2のインタフェース部は、前記スケジューラで決定した第2の無線ネットワークのダウンリンク送信期間およびアップリンク受信期間を前記第2の無線ネットワークの端末に通知し、前記第2の無線ネットワークの送受信タイミングを制御する
ことを特徴とする無線中継方法。 In the wireless relay method of a wireless relay device that relays between a first wireless network and a second wireless network using different frequency channels,
The wireless relay device is
A first interface unit corresponding to a terminal of the first wireless network;
A second interface unit corresponding to a base station of the second wireless network;
A scheduler that sets transmission / reception timing of the second wireless network in synchronization with transmission / reception timing of the first wireless network;
The scheduler acquires an uplink transmission period and a downlink reception period of the first wireless network through the first interface unit, and sets the same period as the uplink transmission period of the first wireless network to the second period. down it is set as a downlink transmission period of the wireless network, the same period and the downlink reception periods of the first wireless network is set as an uplink reception period of the second wireless network, further of the second wireless network Set the end of the link transmission period and uplink reception period by shortening the processing delay of the second wireless network,
The second interface unit notifies a terminal of the second wireless network of a downlink transmission period and an uplink reception period of the second wireless network determined by the scheduler, and transmission / reception timing of the second wireless network The wireless relay method characterized by controlling.
前記第1の無線ネットワークはWiMAXネットワークであり、
前記第2の無線ネットワークは無線LANであり、
前記第2のインタフェース部は、前記無線LANの省電力(PSMP)手順を利用して、前記無線LANのダウンリンク送信期間を前記WiMAXネットワークのアップリンク送信期間に同期させ、前記無線LANのアップリンク受信期間を前記WiMAXネットワークのダウンリンク受信期間に同期させる
ことを特徴とする無線中継方法。 The wireless relay method according to claim 3 ,
The first wireless network is a WiMAX network;
The second wireless network is a wireless LAN;
The second interface portion, the uses power-saving (PSMP) procedure of a wireless LAN, the downlink transmission period of the wireless LAN is synchronized with the uplink transmission period of the WiMAX network, the uplink of the wireless LAN A wireless relay method, wherein a reception period is synchronized with a downlink reception period of the WiMAX network .
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