JP5673340B2 - マイクロ波通信システム、マイクロ波通信装置、マイクロ波通信方法及びプログラム - Google Patents
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特に、昨今では、マイクロ波通信システムは、世界的に急速拡大する携帯電話ネットワーク市場にて基地局間を結ぶ通信システムとして、装置の経済性、工事の容易性、システム変更に対する柔軟性、大容量性等の特長により、大きく需要が伸長している。
また、現在、通信に対する高速・広帯域化の需要が高まっており、前述の事情に伴い、マイクロ波通信システムに対しては、より安価で高品質な回線サービスの提供が所望されている。
なお、周知のAMR(Adaptive Modulation Radio:適応変調方式)は、無線の回線状況に応じて送信変調方式を自動的に切替える機能である。これにより、回線状況が悪い場合は送信変調方式を下げて信頼性を高める方向へ、良好な場合は送信変調方式を上げて通信容量を確保する方向へ切替えることができる。
このAMR機能は、現在、受信側で判定した変調方式を送信側にフィードバックし、無線フレーム単位で送信側から順次変調方式を変更することでヒットレスでの変調方式切替を実現する機能として使用されている。
近年のモバイルネットワークの複雑化に伴い、オペレータのQCAPEX(Capital Expenditure)/OPEX(Operating Expense)の削減が求められている。
このような事情からも、また、携帯電話器に代表される移動体通信機器の発展に伴うユーザデータの大容量化に対処する手段としても、本発明が課題とする大容量通信データの圧縮により、効率的な無線伝送を実施することは有効な手段である。
しかしながら、前述のとおり、モバイルネットワークの複雑化に伴い、オペレータのQCAPEX(Capital Expenditure)/OPEX(Operating Expense)の削減が求められており、また、携帯電話器に代表される移動体通信機器の発展に伴うユーザデータの大容量化に対して効率的な無線伝送を実現することが求められている。
(1) マイクロ波通信システムにおける、AMR制御(AMRを使用した制御)での通信データの管理方法において、
(2) AMR制御に基づき複数の無線伝送容量区間が混在する環境下において、データ通信に使用する変調方式に基づいて送信可能データ量の上限値を取得し、
(3) 送信対象データ量と前記送信可能データ量の上限値とを比較し、送信対象データ量が前記送信可能データ量の上限値以上の場合は、送信対象データを圧縮すると共に、前記AMR制御で確定した変調方式を変更することなく、該圧縮した送信対象データを送信し、
(4) 送信対象データ量が前記送信可能データ量の上限値未満の場合は、データを圧縮することなく(勿論、前記変調方式を変更することなく)送信する、
ことを骨子としている。
本発明によれば、マイクロ波通信システムにおいてAMR制御により通信データの最適化を行うため、無線帯域の伝送容量の有効活用が可能となる。
より具体的には、AMR制御に基づき、複数の無線伝送容量区間が混在する環境において、通信データを圧縮することにより、効果的な無線伝送を実現する。
即ち、本発明によれば、AMR制御に基づいて複数の容量の無線伝送路が設定された環境下で、ユーザデータの伝送容量が上限値を超過した場合には、該ユーザデータを圧縮し、AMR制御で確定した変調方式については変更することなく、該圧縮したユーザデータを伝送するため、最適な無線伝送が可能となる。
また、伝送効率が向上するため、トラフィックの輻輳回避等が可能となる。
なお、それぞれの実施形態の説明では、本発明に係るマイクロ波通信システム及び通信データの管理方法について詳述するが、本発明に係るコンピュータプログラムについては、マイクロ波通信システムに含まれる各構成要素として実現するためのプログラムであることから、当該プログラムに関する説明は以下の説明に含まれる。
同図に示すマイクロ波通信システムは、主要な構成要素として、NE(Network Element)100(本発明の実施形態に係るマイクロ波通信装置)と、NMS(Network Management System)200と、ネットワーク300を備える。
NE(Network Element )100は、IDU(Indoor Unit)110と、ODU(Outdoor Unit)120と、を備えるが、この他に図示しない分離合成器(HYB)と、アンテナとを備える。
ネットワーク300は、ネットワーク機器310を備える。
NMS200は、ネットワーク300を介して、NE100の監視及び制御を行う。
ODU120は、無線送受信を行う。
IDU110は、信号を処理し、他のNEとの伝送を実現する。
なお、NE100と、NMS200とは、ネットワーク300のネットワーク機器310を介して互いに接続されている。
このような構成により、NMS200は、AMR制御に基づき、複数の無線伝送容量区間が混在する環境下で、通信データが所定の上限値を超える場合には、該通信データを圧縮することにより、AMR制御で確定して実施している現在の変調方式を変更することなく、効果的な無線伝送を実現している。
同図に示す移動体通信システムは、主要な構成要素として、本発明の実施形態に係るマイクロ波通信システムと、BTS(Base Transceiver Station)/NodeBと、BSC(Base Station Controller)/RNC(Radio Network Controller)を備える。
昨今のIPネットワークの拡大に伴い、移動通信のバックボーンとなるネットワークも、IP化の方向へと進んでいる。
同図に示すように、本発明の実施形態に係るマイクロ波通信システムは、光通信回線や無線幹線回線等の中間を補間するシステムとして使用されており、伝送路のアクセス機能や、アグリゲーション機能等を有している。
図4は、本発明の実施形態に係るマイクロ波通信システムにおいて、変調方式に対応したAMR伝送容量が、天候により変更される場合の概念を示す説明図である。
図3,4に示すように、AMRは、無線回線の変調方式を動的に変更することにより、伝送容量を最適化する機能である。
例えば、降雨によるフェージング(fading)環境の場合、AMRは、無線回線の瞬断を伴うことなく、自動的に変調方式を変更し、天候回復後に初期状態の変調方式へと復旧させる(図4参照)。
同図に示すNE(A)及びNE(B)は、それぞれ、INTFC(Interface Unit)、DPU(Digital Processor Unit)、MOD/DEM(Modulator/ Demodulator Unit )、CTRL(Control Unit)、及びODUにより構成される。
以下、図5に示すAMR変調方式の切替手順について説明する。
本発明の実施形態に係るマイクロ波通信システムにおいても、従来と同様に、受信側で判定した変調方式を送信側にフィードバックし、無線フレーム単位で送信側から順次変調方式を変更することで、ヒットレス(即ち、瞬断を伴うこと)の生じない変調方式切替を実現する。但し、送信側において、送信すべき通信データが、前記変更後の変調方式に対応する所定の上限値を超える場合には、前記変更済の変調方式を途中でさらに変更することなく、通信データを圧縮して送信することにより、効果的な無線伝送を実現している。
このAMR変調方式の切替手順については、以下の(1)〜(6)の手順で実施する。この手順(1)〜(5)の括弧内の数字は、図5に示す丸小文字の数字に対応している。
(1) 受信側DPUにて、次の変調方式を判定する(変調方式判定ステップ)。
(2) 受信側INTFCで判定した変調方式情報を、送信側フレームに多重し、対向NEに伝送する(変調方式通知ステップ)。
(3) 送信側DPUにて、伝送されてきた変調方式情報を抽出し(変調方式取得ステップ)、CTRLに通知する。
(4) 送信側のCTRLにて、ODUの変調方式設定を変更し、ACKを返す(ODU変調方式の制御パスは、CTRL→MODEM→ODUとなる)。
(5) 送信側INTFCにて、CTRLからACKを受信した後、送信側の変調方式を切替える(変調方式変更ステップ)(ACKの制御パスは、ODU→MODEM→CTRL→INTFCとなる)。
また、上記の3種類の情報を変調方式の判定に使用した場合、主な判定情報としてはCNRを用い、RSL及びSyndromeは補助的な情報として用いる。これにより、変調方式判定の精度を向上させている。
同図に示すCTRL(CTRL111)は、データ圧縮部112と、データ圧縮制御部113と、データ上限値管理部114と、通信方式設定部115とを備えて構成される。
以下、図6に示すCTRLの論理的な構成を図5を参照して説明する。
図5に示すNE(A)及びNE(B)は、無線対向NE間にてAMR制御を行い、CS/Modulationの組合せにより、無線伝送容量を確定するものであった。
上記の各NEがデータ送信を開始した後、通信方式設定部115は、前記確定した無線伝送容量をデータ上限値管理部114に設定すると共に、データ通信に使用する通信方式(CS/Modulationの組合せ)を、データ圧縮制御部113に通知する。
その後、データ圧縮制御部113において、送信対象データ(圧縮前データ)と送信可能データ上限値とを比較し、送信対象データが上限値以上である場合は、データ圧縮部112に対して送信対象データの圧縮を通知する。なお、データ圧縮部112は、データ圧縮制御部113からの通知が有る場合に送信対象データの圧縮を行う。しかし、データ圧縮制御部113からの通知が無い場合は送信対象データの圧縮は行わない。
以下、図2,6を参照しながら、図7に示すフローチャートを使用して、本実施形態に係るマイクロ波通信システムのデータ送信処理時の手順を説明する。
ここでは、前述のとおり、AMR制御による無線伝送方式(ひいては無線伝送容量)が確定した後、前記送信側のNEがデータ送信を開始する際の処理手順を説明する。
(ステップS1)
まず、ステップS1では、送信側のCTRL111の通信方式設定部115が、AMR制御により受信側のNEから通知された無線伝送方式(ひいては無線伝送容量)を確認すると共に、送信可能データのデータ量上限値をデータ上限値管理部114に設定する。
(ステップS2)
ステップS2では、前記のCTRL111のデータ圧縮制御部113が、通信方式設定部115より、データ通信に使用する通信方式を取得した後、データ上限値管理部114に設定されている送信可能データのデータ量上限値を確認して取得する(送信可能量取得ステップ)。
ステップS3では、データ圧縮制御部113が、送信対象データ(圧縮前データ)と、送信可能データのデータ量上限値とを比較し、前記の送信対象データが前記の上限値以上の場合はステップS4に進み、前記の送信対象データが前記の上限値を超えない場合は、ステップS5に移る(圧縮判定ステップ)。
(ステップS4)
ステップS4では、データ圧縮部112が、上記の上限値以上の送信対象データを圧縮する(データ圧縮ステップ)。
(ステップS5)
ステップS5では、データ圧縮部112が、実施中の変調方式(AMR制御により確定した変調方式)を変更することなく、前記圧縮した送信対象データを無線対向NEへ送信する(送信ステップ)。
また、この圧縮対象のデータは、ユーザデータであるため、データの圧縮/解凍処理は無線対向NE間ではなく、図2に示すマイクロ波通信システムのエリア境界の各NEにて行ってもよい。
また、AMR制御による複数の無線伝送容量区間が混在する環境下において、データ通信量を最適化するため、トラフィックの輻輳を回避することが可能となる効果が有る。
さらに、AMR制御により決定された無線伝送容量に基づいてデータ圧縮の要否を判断しているので、圧縮する場合は送信情報量はそのままでデータ送信量が節約される効果が有り、また、圧縮しない場合には不要なリソースの消費が防止される効果が有ると共に、NEの経年劣化等を防止することが可能となる効果が有る。
また、本発明に係るマイクロ波通信システムの各構成要素の処理の少なくとも一部をコンピュータ制御により実行するものとし、かつ、上記処理を、図7のフローチャートで示した手順によりコンピュータに実行せしめるプログラムは、半導体メモリを始め、CD−ROMや磁気テープなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配付してもよい。そして、少なくともマイクロコンピュータ、パーソナルコンピュータ、汎用コンピュータを範疇に含むコンピュータが、上記の記録媒体から上記プログラムを読み出して、実行するものとしてもよい。
110 IDU(Indoor Unit )
111 CTRL(Control Unit)
112 データ圧縮部
113 データ圧縮制御部
114 データ上限値管理部
115 通信方式設定部
120 ODU(Outdoor Unit)
200 NMS(Network Management System )
300 ネットワーク
310 ネットワーク機器
Claims (10)
- 適応変調方式制御に基づいて無線伝送容量区間をそれぞれ形成する、複数組の対向するマイクロ波通信装置を備え、
前記マイクロ波通信装置は、
所定の判定情報に基づいて変調方式を判定する変調方式判定部と、
前記変調方式判定部が判定した変調方式を示す情報を、対向する他のマイクロ波通信装置に送信する変調方式通知部と、
前記対向する他のマイクロ波通信装置から変調方式を示す情報を受信した際に、前記変調方式を示す情報から変調方式を取得する変調方式取得部と、
自己の変調方式を、前記変調方式取得部が取得した変調方式に変更する変調方式変更部と、
前記変調方式変更部が変更した変更後の変調方式に基づいて送信可能データ量の上限値を取得する送信可能量取得部と、
次に送信すべき送信対象データのデータ量と、前記送信可能量取得部が取得した送信可能データ量の上限値とに基づいて、前記送信対象データを圧縮すべきか否かを判定する圧縮判定部と、
前記送信対象データを圧縮すべきと前記圧縮判定部が判定した場合、前記送信対象データを圧縮処理して出力し、前記送信対象データを圧縮すべきではないと前記圧縮判定部が判定した場合、前記送信対象データを圧縮処理しないで出力するデータ圧縮部と、
前記データ圧縮部が出力した送信対象データを、前記変調方式変更部が変更した変調方式に従って変調し、前記対向する他のマイクロ波通信装置に送信する送信部と
を備えるマイクロ波通信システム。 - 前記変調方式判定部は、前記所定の判定情報として、CNR(Carrier to Noise Ratio)、RSL(Received Signal Level)及びSyndromeエラーのいずれかを含む情報に基づいて変調方式を判定する
請求項1に記載のマイクロ波通信システム。 - 前記変調方式判定部は、前記所定の判定情報として、前記CNR、前記RSL及び前記Syndromeエラーの各情報を全て使用する場合には、主な判定情報として前記CNRを使用し、前記RSL及び前記Syndromeについては補助的な判定情報として使用する
請求項2に記載のマイクロ波通信システム。 - 前記変調方式通知部は、前記変調方式判定部が判定した変調方式を示す情報を、前記対向するマイクロ波通信装置から受信したデータのフレームに多重して送信する
請求項1に記載のマイクロ波通信システム。 - 前記圧縮判定部は、前記送信対象データのデータ量と前記送信可能データ量の上限値とを比較し、前記送信対象データのデータ量が前記送信可能データ量の上限値以上の場合は前記送信対象データを圧縮すべきと判定し、前記送信対象データのデータ量が前記送信可能データ量の上限値を超えない場合は前記送信対象データを圧縮すべきでないと判定する
請求項1に記載のマイクロ波通信システム。 - 所定の判定情報に基づいて変調方式を判定する変調方式判定部と、
前記変調方式判定部が判定した変調方式を示す情報を、適応変調方式制御に基づいて無線伝送容量区間を形成するように対向する他のマイクロ波通信装置に送信する変調方式通知部と、
前記対向する他のマイクロ波通信装置から変調方式を示す情報を受信した際に、前記変調方式を示す情報から変調方式を取得する変調方式取得部と、
自己の変調方式を、前記変調方式取得部が取得した変調方式に変更する変調方式変更部と、
前記変調方式変更部が変更した変更後の変調方式に基づいて送信可能データ量の上限値を取得する送信可能量取得部と、
次に送信すべき送信対象データのデータ量と、前記送信可能量取得部が取得した送信可能データ量の上限値とに基づいて、前記送信対象データを圧縮すべきか否かを判定する圧縮判定部と、
前記送信対象データを圧縮すべきと前記圧縮判定部が判定した場合、前記送信対象データを圧縮処理して出力し、前記送信対象データを圧縮すべきではないと前記圧縮判定部が判定した場合、前記送信対象データを圧縮処理しないで出力するデータ圧縮部と、
前記データ圧縮部が出力した送信対象データを、前記変調方式変更部が変更した変更後の変調方式に従って変調し、前記対向する他のマイクロ波通信装置に送信する送信部と
を備えるマイクロ波通信装置。 - 前記変調方式通知部は、前記変調方式判定部が判定した変調方式を示す情報を、前記対向する他のマイクロ波通信装置から受信したデータのフレームに多重して送信する
請求項6に記載のマイクロ波通信装置。 - 前記圧縮判定部は、前記送信対象データのデータ量と前記送信可能データ量の上限値とを比較し、前記送信対象データのデータ量が前記送信可能データ量の上限値以上の場合は前記送信対象データを圧縮すべきと判定し、前記送信対象データのデータ量が前記送信可能データ量の上限値を超えない場合は前記送信対象データを圧縮すべきでないと判定する
請求項6に記載のマイクロ波通信装置。 - 適応変調方式制御に基づいて無線伝送容量区間をそれぞれ形成する、複数組の対向するマイクロ波通信装置のうちの一方のマイクロ波通信装置が、所定の判定情報に基づいて変調方式を判定する変調方式判定段階と、
前記一方のマイクロ波通信装置が、前記変調方式判定段階において判定された変調方式を示す情報を、対向する他方のマイクロ波通信装置に送信する変調方式通知段階と、
前記他方のマイクロ波通信装置が、対向する前記一方のマイクロ波通信装置から変調方式を示す情報を受信した際に、前記変調方式を示す情報から変調方式を取得する変調方式取得段階と、
前記他方のマイクロ波通信装置が、自己の変調方式を、前記変調方式取得段階において取得された変調方式に変更する変調方式変更段階と、
前記他方のマイクロ波通信装置が、前記変調方式変更段階において変更された変更後の変調方式に基づいて送信可能データ量の上限値を取得する送信可能量取得段階と、
前記他方のマイクロ波通信装置が、次に送信すべき送信対象データのデータ量と、前記送信可能量取得段階において取得された送信可能データ量の上限値とに基づいて、前記送信対象データを圧縮すべきか否かを判定する圧縮判定段階と、
前記他方のマイクロ波通信装置が、前記送信対象データを圧縮すべきと前記圧縮判定段階において判定された場合、前記送信対象データを圧縮処理して出力し、前記送信対象データを圧縮すべきではないと前記圧縮判定段階において判定された場合、前記送信対象データを圧縮処理しないで出力するデータ圧縮段階と、
前記他方のマイクロ波通信装置が、前記データ圧縮段階において出力された送信対象データを、前記変調方式変更段階において変更された変更後の変調方式に従って変調し、対向する前記一方のマイクロ波通信装置に送信する送信段階と
を含むマイクロ波通信方法。 - コンピュータを、
所定の判定情報に基づいて変調方式を判定する変調方式判定部、
前記変調方式判定部が判定した変調方式を示す情報を、適応変調方式制御に基づいて無線伝送容量区間を形成している対向する他のマイクロ波通信装置に送信する変調方式通知部、
前記対向する他のマイクロ波通信装置から変調方式を示す情報を受信した際に、前記変調方式を示す情報から変調方式を取得する変調方式取得部、
自己の変調方式を、前記変調方式取得部が取得した変調方式に変更する変調方式変更部、
前記変調方式変更部が変更した変更後の変調方式に基づいて送信可能データ量の上限値を取得する送信可能量取得部、
次に送信すべき送信対象データのデータ量と、前記送信可能量取得部が取得した送信可能データ量の上限値とに基づいて、前記送信対象データを圧縮すべきか否かを判定する圧縮判定部、
前記送信対象データを圧縮すべきと前記圧縮判定部が判定した場合、前記送信対象データを圧縮処理して出力し、前記送信対象データを圧縮すべきではないと前記圧縮判定部が判定した場合、前記送信対象データを圧縮処理しないで出力するデータ圧縮部、
前記データ圧縮部が出力した送信対象データを、前記変調方式変更部が変更した変更後の変調方式に従って変調し、前記対向する他のマイクロ波通信装置に送信する送信部
として機能させるプログラム。
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