JP6315588B2 - 無線ネットワーク統合システムおよび無線ネットワーク統合方法 - Google Patents
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Description
[本発明の第1の実施の形態]
図1乃至図3は、本発明の第1の実施の形態の無線ネットワーク統合システムおよび無線ネットワーク統合方法を示している。本発明の第1の実施の形態の無線ネットワーク統合方法は、本発明の第1の実施の形態の無線ネットワーク統合システムで実施される方法である。
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態の無線ネットワーク統合システム10は、複数の無線通信ネットワークシステム11と基地局間通信網12とネットワーク制御部(Hetero-Network Controller)13とを有している。
各基地局21の構成の一例を、図2に示す。図2に示すように、各基地局21は、衛星受信アンテナ31aと無線通信アンテナ31bと1対の無線通信機能部32a,32bと測位・測時・タイミング生成部33と通信制御部34と上位層部35と基地局リソース制御部36と端末リソース制御部37とスケジューラ部(アクセス制御部)38と有線通信機能部39とを有している。
本発明の第1の実施の形態の無線ネットワーク統合システム10の動作を、図2の基地局21の構成に基づいて説明する。まず、各無線通信ネットワークシステム11の各基地局21が、衛星1からの測位信号またはそれに準じた信号を受信し、その信号に基づいて、全ての基地局21に共通する基準周波数(一般には、衛星1に搭載の原子時計に同期した周波数)および絶対時刻(世界標準時や秒単位のパルスなど)を取得し、それらから成る時刻および周波数情報S3を再生する。これにより、全基地局21が共通の時刻および周波数情報S3を共有することとなり、時間・周波数同期が確立する。
本発明の第1の実施の形態の無線ネットワーク統合システム10および無線ネットワーク統合方法は、各基地局21が、衛星1を利用して全ての基地局21に共通する基準周波数と絶対時刻とを取得することにより、全基地局21が時間および周波数を同期することができる。各基地局21が独立して基準周波数と絶対時刻とを再生するため、ネットワークに頼ることなく、ネットワーク以外の手段で、全基地局21が時間および周波数を同期することができる。これにより、時間および周波数の割り当て情報として、各無線通信ネットワークシステム11の基地局21に対して、基地局間通信網12を介して、基準周波数と絶対時刻とに基づいた情報を送るだけでよく、遅延保証としてのタイミングパルスや、周波数同期のためのクロック信号を送る必要がない。このため、基地局間通信網12として、タイミングパルスやクロック信号を供給するためのリアルタイム通信用の高価な専用線でなく、非リアルタイム通信の安価なIP網などを利用することができ、ネットワーク構築コストを低減することができる。
図4は、本発明の第2の実施の形態の無線ネットワーク統合システムおよび無線ネットワーク統合方法を示している。
本発明の第2の実施の形態の無線ネットワーク統合システムは、本発明の第1の実施の形態の無線ネットワーク統合システム10と同様に、複数の無線通信ネットワークシステム11と基地局間通信網12とネットワーク制御部13とを有している。なお、以下の説明では、本発明の第1の実施の形態の無線ネットワーク統合システム10と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
ネットワーク制御部13の構成の一例を、図4に示す。図4に示すように、ネットワーク制御部13は、有線通信機能部41と通信品質情報収集部42と通信品質情報統計処理部43とデータベース作成・更新部44と局間干渉解析部45とマップ作成部46と基地局間リソース割当部47とマップ配信部48とを有している。
図4の構成に基づいて、本発明の第2の実施の形態の無線ネットワーク統合システムのネットワーク制御部13の動作を説明する。まず、位置に紐づけられた通信品質情報を含むプローブ情報、および接続ユーザ数などのスループット関連情報が、バックボーンネットワークである基地局間通信網12を介して、各基地局21および各端末22から通信品質情報収集部42に集められる。それらの情報は、通信品質情報統計処理部43において、フェージングの影響や車両の移動による伝搬環境の変動を抑圧するなどの統計処理を受け、データベース作成・更新部44において、通信品質データベースとして保持される。
本発明の第2の実施の形態の無線ネットワーク統合システムおよび無線ネットワーク統合方法は、専用線を用いることなく、基地局21間の干渉状態の解析および、非リアルタイムの情報送受信によるリソース割当を通した干渉制御が可能となり,周波数利用効率の改善とネットワーク構築コストの低減を実現することができる。また、プローブ情報とスループット関連情報とに基づいて無線リソースの割り当てを行うため、通信品質が良く、負荷が小さい無線通信環境を割り当てることができ、信頼性が高く、高速な通信を行うことができる。また、回線利用率を高めることもできる。
図5は、本発明の第3の実施の形態の無線ネットワーク統合システム50および無線ネットワーク統合方法を示している。
本発明の第3の実施の形態の無線ネットワーク統合システム50は、本発明の第1の実施の形態の無線ネットワーク統合システム10と同様に、複数の無線通信ネットワークシステム11と基地局間通信網12とネットワーク制御部13とを有している。なお、以下の説明では、本発明の第1の実施の形態の無線ネットワーク統合システム10と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
10、50 無線ネットワーク統合システム
11 無線通信ネットワークシステム
21 基地局
22 端末
12 基地局間通信網
13 ネットワーク制御部
31a 衛星受信アンテナ
31b 無線通信アンテナ
32a、32b 無線通信機能部
33 測位・測時・タイミング生成部
34 通信制御部
35 上位層部
36 基地局リソース制御部
37 端末リソース制御部
38 スケジューラ部
39 有線通信機能部
41 有線通信機能部
42 通信品質情報収集部
43 通信品質情報統計処理部
44 データベース作成・更新部
45 局間干渉解析部
46 マップ作成部
47 基地局間リソース割当部
48 マップ配信部
Claims (10)
- それぞれ1または複数の基地局と、前記基地局との間で無線通信可能に設けられた複数の端末とを有する複数の無線通信ネットワークシステムを統合する無線ネットワーク統合システムであって、
各無線通信ネットワークシステムの前記基地局に接続された基地局間通信網と、
前記基地局間通信網に接続されたネットワーク制御部とを有し、
前記基地局は、全ての基地局に共通する基準周波数と絶対時刻とを取得可能に設けられ、
前記ネットワーク制御部は、無線リソースを時間領域および/または周波数領域で各無線通信ネットワークシステムに割り当てるとともに、その割り当て情報を前記基準周波数と前記絶対時刻とに基づいた情報として、前記基地局間通信網を介して各無線通信ネットワークシステムの前記基地局に送信するよう構成されており、
各無線通信ネットワークシステムは、前記ネットワーク制御部により送信された前記割り当て情報に従って、それぞれの前記基地局と各端末との間で無線通信を行うよう構成されていることを
特徴とする無線ネットワーク統合システム。 - 少なくとも1つの無線通信ネットワークシステムは、その通信エリアの一部または全部が、少なくとも他の1つの無線通信ネットワークシステムの通信エリアと重なり合っており、
通信エリアが重なり合った無線通信ネットワークシステムの各端末は、その通信エリアが重なり合った範囲では、それらの各無線通信ネットワークシステムで利用可能であることを
特徴とする請求項1記載の無線ネットワーク統合システム。 - 前記基地局は、衛星からの測位信号を受信し、その測位信号に基づいて前記基準周波数と前記絶対時刻とを取得可能であることを特徴とする請求項1または2記載の無線ネットワーク統合システム。
- 各無線通信ネットワークシステムは、前記割り当て情報に従って、それぞれのシステム固有のアクセス制御方法により前記基地局と各端末との間で無線通信を行うよう構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の無線ネットワーク統合システム。
- 各端末は、通信可能な基地局との間の通信品質情報を測定し、その通信品質情報を、測定時の測定位置情報とともに、プローブ情報として、通信可能な基地局のうちのいずれか1つの基地局を介して前記ネットワーク制御部に送信するよう構成され、
各無線通信ネットワークシステムの基地局は、自身のスループットを算出するために必要なスループット関連情報を、前記ネットワーク制御部に送信するよう構成され、
前記ネットワーク制御部は、各端末から送信された前記プローブ情報と、各基地局から送信された前記スループット関連情報とに基づいて、前記無線リソースを各無線通信ネットワークシステムに割り当てるよう構成されていることを
特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の無線ネットワーク統合システム。 - 各無線通信ネットワークシステムの前記基地局は、自身のスループットを算出するために必要なスループット関連情報を、前記ネットワーク制御部に送信するよう構成され、
前記ネットワーク制御部は、あらかじめ求められた、任意の位置における各基地局の通信品質情報を含むプローブ情報と、各基地局から送信された前記スループット関連情報とに基づいて、前記無線リソースを各無線通信ネットワークシステムに割り当てるよう構成されていることを
特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の無線ネットワーク統合システム。 - 前記ネットワーク制御部は、前記プローブ情報と前記スループット関連情報とに基づいて、任意の位置における各基地局の通信品質を示す通信品質データベースを作成し、その通信品質データベースから、各端末の位置に基づいて、各端末が通信可能な基地局の優先順位を求めるとともに、各端末および各基地局ごとに、それぞれに対応する通信品質の情報と前記優先順位の情報とを含むマップ情報を編集し、そのマップ情報に基づいて、前記無線リソースを各無線通信ネットワークシステムに割り当てるとともに、前記マップ情報を対応する端末および基地局に送信するよう構成されていることを特徴とする請求項5または6記載の無線ネットワーク統合システム。
- 前記ネットワーク制御部は、前記通信品質データベースから互いに干渉を及ぼす関係にある基地局を求め、その基地局間での干渉を可能な限り抑制するよう、前記無線リソースを各無線通信ネットワークシステムに割り当てることを特徴とする請求項7記載の無線ネットワーク統合システム。
- 前記ネットワーク制御部は、互いに通信エリアが重なり合った複数の無線通信ネットワークシステムを1つのグループとして、1または複数のグループを作成し、それぞれのグループについて、所属する各無線通信ネットワークシステムの割り当て時刻が一部または全部重なるよう、前記無線リソースを各グループおよびいずれのグループにも所属していない無線通信ネットワークシステムに割り当てるよう構成されており、
いずれかのグループに所属する無線通信ネットワークシステムの各端末は、そのグループの通信エリアが重なり合った範囲では、そのグループに所属する各無線通信ネットワークシステムで利用可能であり、無線通信を行う情報を複数に分割し、分割した各情報を、そのグループに所属する各無線通信ネットワークシステムの信頼度および/または通信容量に基づいて、各無線通信ネットワークシステムに配分し、前記ネットワーク制御部により送信された前記割り当て情報に従って、対応する基地局との間で無線通信を行うよう構成されていることを
特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の無線ネットワーク統合システム。 - それぞれ1または複数の基地局と、前記基地局との間で無線通信可能に設けられた複数の端末とを有する複数の無線通信ネットワークシステムを統合するための無線ネットワーク統合方法であって、
各無線通信ネットワークシステムの前記基地局に接続された基地局間通信網と、
前記基地局間通信網に接続されたネットワーク制御部とを有し、
前記基地局は、全ての基地局に共通する基準周波数と絶対時刻とを取得し、
前記ネットワーク制御部は、無線リソースを時間領域および/または周波数領域で各無線通信ネットワークシステムに割り当てるとともに、その割り当て情報を前記基準周波数と前記絶対時刻とに基づいた情報として、前記基地局間通信網を介して各無線通信ネットワークシステムの前記基地局に送信し、
各無線通信ネットワークシステムは、前記ネットワーク制御部により送信された前記割り当て情報に従って、それぞれの前記基地局と各端末との間で無線通信を行うことを
特徴とする無線ネットワーク統合方法。
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