JP7183930B2 - 信号転送システム、信号転送方法及び経路制御装置 - Google Patents

信号転送システム、信号転送方法及び経路制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、信号転送システム、信号転送方法及び経路制御装置に関する。
全国に幅広く提供されるセルラーシステムでは、基地局が全国に展開され、その上位に基地局を制御する集約局が設置されている。基地局－集約局間は、信号転送装置により構築されるネットワークを介して結ばれる。この区間は、モバイルバックホール（ＭＢＨ：Mobile Backhaul）と呼ばれる。信号転送装置は、レイヤ２スイッチであってもよいし、レイヤ３スイッチ（ルータ）であってもよい。
セルラーシステムを運用する利用者（以下では事業者とする）は、複数存在する。各事業者が別々にＭＢＨを構築すると、信号転送装置及び信号転送装置間の光ケーブルも、事業者数分必要となる。各事業者が設置する基地局は、１つの共有ビルに設置される場合も多い。そこで、信号転送装置を事業者数分用意するのではなく、共有の信号転送装置によって複数事業者のＭＢＨを構築すれば、必要な信号転送装置数及び光ケーブル数が削減され、効率的なＭＢＨ構築が可能となる。
また、近年は、無線通信に適した周波数資源が逼迫している。一方で、無線通信に割当てられた周波数帯域幅の全てが常に利用されているわけではなく、場所・時間・事業者によって、利用状況に偏りがある。そこで、周波数資源を複数事業者で共用し、各事業者への周波数帯域幅の割当を、利用状況に応じて動的に変更することが検討されている。すなわち、トラヒックの多い事業者に周波数帯域幅を多く割当て、トラヒックの少ない事業者に周波数帯域を少なく割当てることにより、１つの周波数資源を有効活用することができる。
セルラーシステムのように、全国に広く展開されるシステムの場合、複数の事業者が同一の時間・場所でサービスを展開し、周波数資源を利用することが考えられる。しかし、同じ周波数帯域を複数の事業者が利用するためには、空間分離をするために多数のアンテナが必要であり、実現が困難である。
したがって、複数の事業者は、同一の時間・場所において、それぞれ異なる周波数帯域を使ってサービス展開すると考えられる。例えば、事業者数をｎ、信号転送装置数をｔ、全体の帯域幅をＢ、信号転送装置＃ｊ配下の各事業者に割当てられた周波数帯域幅をｘｊｉ（１≦ｊ≦ｔ，１≦ｉ≦ｎ）とすると、ｘｊ１＋ｘｊ２＋・・・＋ｘｊｎ＝Ｂ（０≦ｘｊｉ≦Ｂ，１≦ｊ≦ｔ，１≦ｉ≦ｎ）となる。一方、異なる信号転送装置に収容される基地局は、異なる場所でサービス展開することも考えられるため、ｘ１ｉ，ｘ２ｉ，・・・，ｘｔｉは、独立に設定可能である。
図９は、複数の信号転送装置それぞれが異なる場所で複数の事業者の基地局を収容している信号転送システムの構成例を示す。図９に示した信号転送システムは、例えば４つの信号転送装置１－１～１－４、経路制御装置２及び割当決定装置３を有する。以下、信号転送装置１－１～１－４のように複数ある構成のいずれかを特定しない場合には、単に信号転送装置１などと略記する。
信号転送装置１－１～１－４それぞれは、定められた周波数帯域幅に基づいて無線通信制御を行う複数の事業者の基地局Ａ，Ｂ，Ｃと、複数の事業者の集約局Ａ，Ｂ，Ｃとの間の通信を、事業者ごとに中継する。以下、基地局Ａ及び集約局Ａは、事業者Ａの基地局及び集約局であるとする。また、基地局Ｂ，Ｃ及び集約局Ｂ，Ｃも同様に、事業者Ｂ，Ｃそれぞれの基地局及び集約局であるとする。
ここでは、信号転送装置１－１～１－４は、それぞれ２つずつの基地局Ａ，Ｂ，Ｃ（６つずつの基地局）を収容していることとする。つまり、信号転送装置１－１～１－４は、事業者Ａ，Ｂ，Ｃによって共有されている。
経路制御装置２は、信号転送装置１－１～１－４の間のネットワークの経路を制御する。割当決定装置３は、事業者Ａ，Ｂ，Ｃに割当てる周波数帯域幅を決定し、各事業者Ａ，Ｂ，Ｃに通知する。なお、信号転送装置１－１～１－４間のネットワークは、リング型、ハニカム型、メッシュ型等の任意の構成でよい。
割当決定装置３が決定した周波数帯域幅の通知先は、基地局若しくは集約局、又はその両方であるが、ここでは基地局のみを通知先としている。
割当決定装置３から各基地局への通信は、専用の制御網を通して行われてもよいし、信号転送装置１－１～１－４間のネットワークを通して行われてもよい。同様に、経路制御装置２から信号転送装置１－１～１－４への通信も、専用の制御網を通して行われてもよい。
図１０は、信号転送装置１の構成例を示す。信号転送装置１は、第１～第６ＵＮＩ（User Network Interface）４－１～４－６、信号振分部４００、及び第１～第６ＮＮＩ（Network Network Interface）４ａ－１～４ａ－６を有する。
第１～第６ＵＮＩ４－１～４－６は、基地局からの信号を受信する。信号振分部４００は、経路制御装置２から入力される振分設定情報に基づいて、第１～第６ＵＮＩ４－１～４－６が受信した信号を第１～第６ＮＮＩ４ａ－１～４ａ－６に対して任意に振り分ける。第１～第６ＮＮＩ４ａ－１～４ａ－６は、ネットワーク内の他の信号転送装置１との通信を行う。
例えば、第１～第６ＮＮＩ４ａ－１～４ａ－６からの出力信号は、信号を伝送する伝送装置の中でＯＤＵ（Optical Data Unit）を単位として扱われ、ＯＤＵ単位で他のＯＤＵと多重化され、任意の伝送波長及び伝送経路で伝送される。ただし、本願にかかる信号転送システムは伝送装置側の処理に依存しないため、ここでは伝送装置側の説明はしないこととする。
信号転送装置１は、異なるＵＮＩから入力された信号に対しても、必要なＭＢＨ帯域が狭ければ、信号振分部４００によって同じＮＮＩを通るように設定し、必要なＮＮＩの数を削減することができる。
図１０に示した例では、第３ＵＮＩ４－３から入力された信号と、第４ＵＮＩ４－４から入力された信号とが多重化され、１つの第３ＮＮＩ４ａ－３を通って出力される。同様に、第５ＵＮＩ４－５から入力された信号と、第６ＵＮＩ４－６から入力された信号とが多重化され、１つの第５ＮＮＩ４ａ－５を通って出力される。つまり、信号転送装置１は、各ＵＮＩに対して個別にＮＮＩを割当てる場合に比べて、必要なＮＮＩの数が削減されている。
図１１は、経路制御装置２の構成例を示す。図１１に示すように、経路制御装置２は、帯域保持部２ａ、構成情報保持部２ｂ及び振分決定部２ｃを有する。
帯域保持部２ａは、ＵＮＩごとに最大のＭＢＨ帯域を保持し、振分決定部２ｃに対して出力する。構成情報保持部２ｂは、信号転送装置１－１～１－４の接続構成を示す構成情報を保持し、振分決定部２ｃに対して出力する。振分決定部２ｃは、帯域保持部２ａ及び構成情報保持部２ｂから入力されるＵＮＩごとに必要なＭＢＨ帯域及び構成情報に基づいて、信号転送装置１－１～１－４それぞれに対する信号振分を決定する。
ここで、Ｋ個のＵＮＩポートを持つ信号転送装置＃ｊの配下のｋ番目のＵＮＩの所要ＭＢＨ帯域をｇｊｋ（ｘｊｉ）とすると、信号転送装置１間に求められる帯域の合計値は、Σ（ｊ＝１：ｔ，ｋ＝１：Ｋ） ｇｊｋ（ｘｊｉ）となる。このとき、ｉは、ｋに依存して定まる。
また、割当てられる周波数帯域幅が広いほどＭＢＨ帯域も広くなるため、ｇｊｉ（ｘｊｉ）は、単調増加関数である。なお、ｇｊｉは、各事業者が設置する基地局数や、基地局当たりのアンテナ数、及び周波数利用効率に大きく依存する。
電波割当先、分単位で自動変更 ５Ｇにらみ総務省、［online］、2018/10/10、日本経済新聞、［2019/02/27検索］、インターネット<URL:https://www.nikkei.com/article/DGXMZO36313720Q8A011C1MM8000/> ＬＡＮ型通信網サービスのインタフェース＜ビジネスイーサ ワイド編＞ 第１版、［online］、西日本電信電話株式会社、［2019/02/27検索］、インターネット<URL:https://www.ntt-west.co.jp/info/katsuyo/pdf/07/tenpu06_4.pdf>
信号振分部４００は、ＵＮＩごとのＭＢＨ帯域に基づいて、どのＵＮＩから入力される信号を多重化するかを判断する。ここで、各事業者の周波数帯域幅が変動するため、ＵＮＩごとの所要ＭＢＨ帯域も、０≦ｇｊｋ（ｘｊｉ）≦ｇｊｋ（Ｂ）の範囲で変動する。ＵＮＩごとの最大の所要ＭＢＨ帯域ｇｊｋ（Ｂ）に合わせて信号振分部４００が多重化を検討すると、ＭＢＨ帯域が広くなり、必要なＮＮＩ数が増加してしまう。
本発明は、複数の基地局からの信号を効率的に転送することができる信号転送システム、信号転送方法及び経路制御装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様にかかる信号転送システムは、無線端末と通信を行う複数の事業者の複数の基地局と、複数の基地局を制御する集約局とを中継する複数の信号転送装置、及び、前記信号転送装置それぞれの複数のＵＮＩ及び複数のＮＮＩに対する信号振分を制御する経路制御装置を備えた信号転送システムであって、前記経路制御装置は、基地局それぞれに対する周波数の割当情報を取得する割当情報取得部と、前記ＵＮＩと事業者との対応関係を示す対応関係情報、前記ＵＮＩの最大ＭＢＨ帯域を示す帯域情報、及び前記割当情報に基づいて、前記ＵＮＩごとにＭＢＨ帯域を調整する帯域調整部と、前記帯域調整部が調整したＭＢＨ帯域、及び前記信号転送装置それぞれの接続構成を示す構成情報に基づいて、前記ＮＮＩそれぞれに対する信号振分を決定する振分決定部とを有し、前記信号転送装置は、前記振分決定部が決定した前記ＮＮＩそれぞれに対する信号振分に基づいて、前記ＮＮＩから信号を転送することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる信号転送システムは、前記集約局、前記信号転送装置、及び前記経路制御装置のいずれかが、複数の基地局それぞれのトラヒックを示すトラヒック情報を収集するトラヒック収集部と、前記トラヒック情報に基づいて、複数の基地局それぞれに対する周波数の割当変更依頼を示す割当変更依頼情報を出力する変更依頼部とを有し、前記割当情報取得部は、前記割当変更依頼情報に基づいて変更された前記割当情報を取得することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる信号転送方法は、無線端末と通信を行う複数の事業者の複数の基地局と、複数の基地局を制御する集約局とを中継する複数の信号転送装置、及び、前記信号転送装置それぞれの複数のＵＮＩ及び複数のＮＮＩに対する信号振分を制御する経路制御装置を備えた信号転送システムにおける信号転送方法であって、前記経路制御装置が、基地局それぞれに対する周波数の割当情報を取得する割当情報取得工程と、前記ＵＮＩと事業者との対応関係を示す対応関係情報、前記ＵＮＩの最大ＭＢＨ帯域を示す帯域情報、及び前記割当情報に基づいて、前記ＵＮＩごとにＭＢＨ帯域を調整する帯域調整工程と、調整したＭＢＨ帯域、及び前記信号転送装置それぞれの接続構成を示す構成情報に基づいて、前記ＮＮＩそれぞれに対する信号振分を決定する振分決定工程とを実行することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる信号転送方法は、前記集約局、前記信号転送装置、及び前記経路制御装置のいずれかが、複数の基地局それぞれのトラヒックを示すトラヒック情報を収集するトラヒック収集工程と、前記トラヒック情報に基づいて、複数の基地局それぞれに対する周波数の割当変更依頼を示す割当変更依頼情報を出力する変更依頼工程とを実行し、前記割当情報取得工程では、前記割当変更依頼情報に基づいて変更された前記割当情報を取得することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる経路制御装置は、無線端末と通信を行う複数の事業者の複数の基地局と、複数の基地局を制御する集約局とを中継する複数の信号転送装置それぞれの複数のＵＮＩ及び複数のＮＮＩに対する信号振分を制御する経路制御装置であって、基地局それぞれに対する周波数の割当情報を取得する割当情報取得部と、前記ＵＮＩと事業者との対応関係を示す対応関係情報、前記ＵＮＩの最大ＭＢＨ帯域を示す帯域情報、及び前記割当情報に基づいて、前記ＵＮＩごとにＭＢＨ帯域を調整する帯域調整部と、前記帯域調整部が調整したＭＢＨ帯域、及び前記信号転送装置それぞれの接続構成を示す構成情報に基づいて、前記ＮＮＩそれぞれに対する信号振分を決定する振分決定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる経路制御装置は、複数の基地局それぞれのトラヒックを示すトラヒック情報を収集するトラヒック収集部と、前記トラヒック情報に基づいて、複数の基地局それぞれに対する周波数の割当変更依頼を示す割当変更依頼情報を出力する変更依頼部とをさらに有し、前記割当情報取得部は、前記割当変更依頼情報に基づいて変更された前記割当情報を取得することを特徴とする。
本発明によれば、複数の基地局からの信号を効率的に転送することができる。
一実施形態にかかる信号転送システムの構成例を示す図である。 一実施形態にかかる経路制御装置の構成例を示す図である。 帯域保持部が保持する帯域情報の具体例を示す図である。 （ａ）は、帯域調整をしていない場合のＵＮＩからＮＮＩへの信号振分を示す図である。（ｂ）は、経路制御装置が帯域調整した場合のＵＮＩからＮＮＩへの信号振分を示す図である。（ｃ）は、（ｂ）に示した帯域調整の後に、周波数帯域の割当が変更されたときに経路制御装置が帯域調整した場合のＵＮＩからＮＮＩへの信号振分を示す図である。 （ａ）は、信号転送システムの第１変形例が信号を転送する経路例を示す図である。（ｂ）は、信号転送装置の動作例を示す図である。 （ａ）は、信号転送システムの第１変形例が信号を転送する経路例を示す図である。（ｂ）は、信号転送装置の動作例を示す図である。 一実施形態にかかる信号転送システムの第２変形例の構成例を示す図である。 一実施形態にかかる経路制御装置の構成例を示す図である。 複数の信号転送装置それぞれが異なる場所で複数の事業者の基地局を収容している信号転送システムの構成例を示す図である。 信号転送装置の構成例を示す図である。 経路制御装置の構成例を示す図である。
以下に、図面を用いて信号転送システムの一実施形態を説明する。図１は、一実施形態にかかる信号転送システム１００の構成例を示す。図１に示すように、信号転送システム１００は、例えば４つの信号転送装置１０－１～１０－４、経路制御装置２０及び割当決定装置３０を有し、例えば信号転送装置１０－２～１０－４がそれぞれ収容する基地局を介して無線端末が無線通信を行うセルラーシステムを構成する。
信号転送装置１０－１～１０－４は、ネットワークによって接続されている。なお、信号転送装置１０－１～１０－４間のネットワークは、リング型、ハニカム型、メッシュ型等の任意の構成でよい。
信号転送装置１０－１～１０－４それぞれは、定められた周波数帯域幅に基づいて無線通信制御を行う複数の事業者の基地局Ａ，Ｂ，Ｃと、複数の事業者の基地局それぞれを制御する集約局Ａ，Ｂ，Ｃとの間の通信を、経路制御装置２０の制御に応じて事業者ごとに中継する。ここでも、基地局Ａ及び集約局Ａは、事業者Ａの基地局及び集約局であるとする。また、基地局Ｂ，Ｃ及び集約局Ｂ，Ｃも同様に、事業者Ｂ，Ｃそれぞれの基地局及び集約局であるとする。
また、信号転送装置１０－１～１０－４は、それぞれ２つずつの基地局Ａ，Ｂ，Ｃ（６つずつの基地局）を収容していることとする。つまり、信号転送装置１０－１～１０－４は、事業者Ａ，Ｂ，Ｃによって共有されている。
経路制御装置２０は、割当決定装置３０から入力される周波数の割当情報に基づいて、信号転送装置１０－１～１０－４の間のネットワークの経路を制御する。例えば、経路制御装置２０は、信号転送装置１０－１～１０－４それぞれの複数のＵＮＩ及び複数のＮＮＩに対する信号振分を制御する。
割当決定装置３０は、事業者Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれに割当てる周波数帯域幅を決定し、決定した周波数の割当情報を例えば各事業者Ａ，Ｂ，Ｃの各基地局及び経路制御装置２０に対して通知する。なお、割当決定装置３０が出力する割当情報は、基地局に対して送信された信号を信号転送装置１０又は経路制御装置２０がスヌーピングすることによって取得してもよい。
割当決定装置３０から各基地局及び経路制御装置２０への通信は、専用の制御網を通して行われてもよいし、信号転送装置１０－１～１０－４間のネットワークを通して行われてもよい。同様に、経路制御装置２０から信号転送装置１０－１～１０－４への通信も、専用の制御網を通して行われてもよい。また、割当決定装置３０は、周波数割当を決定・変更する周期を任意に設定されてもよい。
図２は、一実施形態にかかる経路制御装置２０の構成例を示す。図２に示すように、経路制御装置２０は、割当情報取得部２００、対応関係保持部２０１、帯域保持部２０２、帯域調整部２０３、構成情報保持部２０４及び振分決定部２０５を有する。
割当情報取得部２００は、割当決定装置３０が出力する基地局それぞれに対する周波数の割当情報を取得し、取得した割当情報を帯域調整部２０３に対して出力する。
対応関係保持部２０１は、どのＵＮＩがどの事業者の信号用であるか、すなわちＵＮＩと事業者（利用者）との対応関係を示す対応関係情報を保持しており、帯域調整部２０３に対して対応関係情報を出力する。
帯域保持部２０２は、ＵＮＩごとに最大のＭＢＨ帯域を示す帯域情報を保持し、帯域調整部２０３に対して帯域情報を出力する。
図３は、帯域保持部２０２が保持する帯域情報の具体例を示す。帯域保持部２０２は、例えば６つ第１ＵＮＩ～第６ＵＮＩそれぞれのＭＢＨ帯域の帯域最大値を保持している。なお、帯域情報に含まれる値については、図４を用いて詳述する。
帯域調整部２０３（図２）は、上述の対応関係情報及び帯域情報を用い、割当情報取得部２００が取得した割当情報に基づいて、ＵＮＩごとにＭＢＨ帯域を調整し、調整したＭＢＨ帯域を振分決定部２０５に対して出力する。
構成情報保持部２０４は、信号転送装置１０－１～１０－４の接続構成を示す構成情報を保持し、構成情報を振分決定部２０５に対して出力する。
振分決定部２０５は、帯域調整部２０３及び構成情報保持部２０４から入力されるＵＮＩごとの調整されたＭＢＨ帯域及び構成情報に基づいて、信号転送装置１０－１～１０－４それぞれのＮＮＩに対する信号振分を決定する。
次に、経路制御装置２０の動作例について説明する。
図４は、帯域情報を用いた経路制御装置２０の動作例を示す。図４（ａ）は、帯域調整をしていない場合のＵＮＩからＮＮＩへの信号振分を示す。図４（ｂ）は、経路制御装置２０が帯域調整した場合のＵＮＩからＮＮＩへの信号振分を示す。図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示した帯域調整の後に、周波数帯域の割当が変更されたときに経路制御装置２０が帯域調整した場合のＵＮＩからＮＮＩへの信号振分を示す。
図４（ａ）に示した例は、帯域調整をしていないため、従来技術と同じであり、ＵＮＩごとの最大の所要帯域に基づいて信号振分を決定している。この例では、第１ＵＮＩ～第６ＵＮＩの所要帯域がそれぞれ１０Ｇｂｐｓである。また、第１ＮＮＩ～第６ＮＮＩの伝送容量も１０Ｇｂｐｓである。よって、第１ＵＮＩ～第６ＵＮＩに対して個別にＮＮＩが割当てられており、第１ＮＮＩ～第６ＮＮＩ（合計６個のＮＮＩ）が用いられている。
図４（ｂ）に示した例では、帯域調整部２０３は、対応関係保持部２０１から入力された対応関係情報と、割当情報取得部２００から入力された周波数の割当情報とに基づいて、ＵＮＩごとにＭＢＨ帯域を調整している。帯域調整部２０３が行う調整は、ｇｊｉがいかなる関数であっても実施可能であるが、ここではｇｊｉが周波数帯域幅に比例する線形関数であるとする。
図４（ｂ）に示したように、帯域幅Ｂ／４を割当てられた事業者Ａの第１ＵＮＩ及び第２ＵＮＩは、元々の所要帯域の１／４に調整される。帯域幅Ｂ／４を割当てられた事業者の第３ＵＮＩ及び第４ＵＮＩは、元々の所要帯域の１／４に調整される。帯域幅Ｂ／２を割当てられた事業者Ｃの第５ＵＮＩ及び第６ＵＮＩは、元々の所要帯域の１／２に調整される。
このとき、経路制御装置２０は、第１ＵＮＩ～第４ＵＮＩを第１ＮＮＩに振分け、第５ＵＮＩ及び第６ＵＮＩを第２ＮＮＩに振分けることにより、合計２つのＮＮＩによって信号を転送することを可能にしている。つまり、信号転送システム１００は、６個のＮＮＩが必要であった従来例に比べて、必要なＮＮＩの数を削減することができる。
図４（ｃ）に示した例では、帯域調整部２０３は、周波数帯域の割当に変更があったときに、割当情報取得部２００が取得する周波数の割当情報に基づいて、ＵＮＩごとにＭＢＨ帯域を再度調整している。
図４（ｃ）に示したように周波数帯域の割当に変更があった場合、帯域幅Ｂ／２を割当てられた事業者Ａの第１ＵＮＩ及び第２ＵＮＩは、元々の所要帯域の１／２に調整される。帯域幅Ｂ／３を割当てられた事業者Ｂの第３ＵＮＩ及び第４ＵＮＩは、元々の所要帯域の１／３に調整される。帯域幅Ｂ／６を割当てられた事業者Ｃの第５ＵＮＩ及び第６ＵＮＩは、元々の所要帯域の１／６に調整される。
すなわち、図４（ｂ）に示した信号振分の状態において周波数帯域の割当に変更があった場合、第１ＵＮＩ～第４ＵＮＩの所要帯域の合計が１６．６Ｇｂｐｓとなり、１つのＮＮＩで信号の転送を収容できなくなる。そこで、経路制御装置２０は、第１ＵＮＩ及び第２ＵＮＩを第１ＮＮＩに振分け、第３ＵＮＩ～第６ＵＮＩを第２ＮＮＩに振分けるように変更を行い、ＮＮＩ当たり１０Ｇｂｐｓ以下にしている。そして、経路制御装置２０は、信号振分の変更を行うごとに、信号振分変更の対象となる信号転送装置１０へ信号振分指示を出力する。
次に、信号転送システム１００の第１変形例について説明する。
図５は、信号転送システム１００の第１変形例（信号転送システム１００ａ）の動作例を示す。図５（ａ）は、信号転送システム１００ａが信号を転送する経路例を示す。図５（ｂ）は、信号転送装置１０ａ－３の動作例を示す。
信号転送システム１００ａは、事業者Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれの基地局Ａ，Ｂ，Ｃが信号転送装置１０ａ－２～１０ａ－４の配下にそれぞれ１つずつ帰属している。ここでは、事業者Ａの所要帯域が３Ｇｂｐｓ、事業者Ｂの所要帯域が２Ｇｂｐｓ、事業者Ｃの所要帯域が１Ｇｂｐｓであるとする。
また、信号転送システム１００ａは、リング型のネットワークによって信号転送装置１０ａ－１～１０ａ－４が接続されており、信号転送装置１０ａ－４→信号転送装置１０ａ－３→信号転送装置１０ａ－２→信号転送装置１０ａ－１の経路で信号が伝送されるとする。
また、図５（ａ）においては、経路制御装置２０、割当決定装置３０及び集約局Ａ，Ｂ，Ｃを図示していないが、信号転送システム１００ａには、同等の機能が設けられていることとする。さらに、簡略化のために、ｇｊｉ（ｘａ）は、全て同じ線形関数であるとする。また、ここではｇｊｉ（Ｂ）＝６Ｇｂｐｓ、０≦ｉ≦ｎ、０≦ｊ≦ｔを前提条件とする。すなわち、信号転送システム１００ａは、ｇｊ１（ｘｊ１）＋ｇｊ２（ｘｊ２）＋ｇｊ３（ｘｊ３）＝６Ｇｂｐｓとなるようにされている。
また、図５（ｂ）に示すように、信号転送装置１０ａ－３は、第１ＵＮＩ～第３ＵＮＩ４０－１～４０－３、第１ＮＮＩ～第３ＮＮＩ４２－１～４２－３及び信号振分部４４を有する。第１ＮＮＩ～第３ＮＮＩ４２－１～４２－３は、いずれも最大１０Ｇｂｐｓであるとする。信号振分部４４は、第１ＵＮＩ～第３ＵＮＩ４０－１～４０－３が受信した信号を第１ＮＮＩ～第３ＮＮＩ４２－１～４２－３に対して任意に振り分ける。なお、信号転送装置１０ａ－１～１０ａ－４は、実質的に同じ構成であるとする。
まず、信号転送システム１００ａは、信号転送装置１０ａ－４が信号振分部４４によって基地局Ａ，Ｂ，Ｃの信号をまとめることにより、１つのＮＮＩから合計６Ｇｂｐｓの信号（信号＃ａ）を信号転送装置１０ａ－３に対して出力する。信号＃ａは、下式（１）によって表される。
Figure 0007183930000001
図５（ｂ）にも示すように、信号転送装置１０ａ－３は、第３ＮＮＩ４２－３から入力される信号＃ａと、配下の基地局Ａの３Ｇｂｐｓの信号とを信号振分部４４によって多重化し、９Ｇｂｐｓの信号（信号＃ｂ）として第２ＮＮＩ４２－２から信号転送装置１０ａ－２に対して出力する。信号＃ｂは、下式（２）によって表される。
Figure 0007183930000002
また、信号転送装置１０ａ－３は、配下の基地局Ｂ，Ｃの信号を多重化し、３Ｇｂｐｓの信号（信号＃ｃ）として第１ＮＮＩ４２－１から信号転送装置１０ａ－２に対して出力する。信号＃ｃは、下式（３）によって表される。
Figure 0007183930000003
次に、信号転送装置１０ａ－２は、信号転送装置１０ａ－３から入力される信号＃ｃと、配下の基地局Ａ，Ｂ，Ｃの６Ｇｂｐｓの信号とを多重化し、１つのＮＮＩから９Ｇｂｐｓの信号（信号＃ｄ）として信号転送装置１０ａ－１に対して出力する。信号＃ｄは、下式（４）によって表される。
Figure 0007183930000004
また、信号転送装置１０ａ－２は、信号転送装置１０ａ－３から入力される信号＃ｂを新たに多重化することなく、信号＃ｄとは異なる１つのＮＮＩから９Ｇｂｐｓの信号として信号転送装置１０ａ－１に対して出力する。
つまり、信号転送装置１０ａ－１において必要なＮＮＩの数は、１０Ｇｂｐｓ以下の信号＃ｂ及び信号＃ｄのみを受信するための２となる。
一方、信号転送システム１００ａにおいて、信号転送装置１０ａ－１～１０ａ－４の代わりに従来の信号転送装置（図９：信号転送装置１を参照）が用いられた場合には、信号振分部（図１０：信号振分部４００参照）による信号の多重化ができない。この場合、３つの信号転送装置それぞれが３つのＮＮＩを用いて信号を転送することとなり、最終的に合計９個のＮＮＩが必要となる。
このように、信号転送システム１００ａは、従来技術では９個必要であったＮＮＩの数を２個にまで削減することができる。
図６は、図５に示した帯域調整の後に、周波数帯域の割当が変更された場合の信号転送システム１００ａの動作例を示す。図６（ａ）は、信号転送システム１００ａが信号を転送する経路例を示す。図６（ｂ）は、信号転送装置１０ａ－３の動作例を示す。ここでは、事業者Ａの所要帯域が１Ｇｂｐｓ、事業者Ｂの所要帯域が１Ｇｂｐｓ、事業者Ｃの所要帯域が４Ｇｂｐｓに変更されたとする。
このとき、信号転送システム１００ａは、信号転送装置１０ａ－４が信号振分部４４によって基地局Ａ，Ｂ，Ｃの信号をまとめることにより、１つのＮＮＩから合計６Ｇｂｐｓの信号（信号＃ａ）を信号転送装置１０ａ－３に対して出力する。信号＃ａは、下式（５）によって表される。
Figure 0007183930000005
図６（ｂ）にも示すように、信号転送装置１０ａ－３は、第３ＮＮＩ４２－３から入力される信号＃ａと、配下の基地局Ｃの４Ｇｂｐｓの信号とを信号振分部４４によって多重化し、１０Ｇｂｐｓの信号（信号＃ｂ）として第２ＮＮＩ４２－２から信号転送装置１０ａ－２に対して出力する。信号＃ｂは、下式（６）によって表される。
Figure 0007183930000006
また、信号転送装置１０ａ－３は、配下の基地局Ａ，Ｂの信号を多重化し、２Ｇｂｐｓの信号（信号＃ｃ）として第１ＮＮＩ４２－１から信号転送装置１０ａ－２に対して出力する。信号＃ｃは、下式（７）によって表される。
Figure 0007183930000007
次に、信号転送装置１０ａ－２は、信号転送装置１０ａ－３から入力される信号＃ｃと、配下の基地局Ａ，Ｂ，Ｃの６Ｇｂｐｓの信号とを多重化し、１つのＮＮＩから８Ｇｂｐｓの信号（信号＃ｄ）として信号転送装置１０ａ－１に対して出力する。信号＃ｄは、下式（８）によって表される。
Figure 0007183930000008
また、信号転送装置１０ａ－２は、信号転送装置１０ａ－３から入力される信号＃ｂを新たに多重化することなく、信号＃ｄとは異なる１つのＮＮＩから１０Ｇｂｐｓの信号として信号転送装置１０ａ－１に対して出力する。
つまり、信号転送システム１００ａは、信号転送装置１０ａ－３が信号振分を変更するので、周波数割当が変更される前と同様に、信号転送装置１０ａ－１において必要なＮＮＩの数が、１０Ｇｂｐｓ以下の信号＃ｂ及び信号＃ｄのみを受信するための２となる。
なお、信号転送装置１０ａ－３は、図５（ｂ）に示した信号振分を周波数帯域の割当が変更されても信号振分部４４が変更しないままであった場合には、６Ｇｂｐｓの信号（信号＃ａ）と配下の基地局Ａの信号を多重化した７Ｇｂｐｓの信号と、配下の基地局Ｂ，Ｃの信号を多重化した５Ｇｂｐｓの信号とを信号転送装置１０ａ－２に対して出力することになってしまう。
この場合、信号転送装置１０ａ－２は、配下の基地局Ａ，Ｂ，Ｃの信号を多重化した６Ｇｂｐｓの信号に対し、７Ｇｂｐｓの信号又は５Ｇｂｐｓの信号のいずれを多重化しても、ＮＮＩの帯域の最大値（１０Ｇｂｐｓ）を超えてしまうため、パケット廃棄に繋がる可能性がある。
そこで、経路制御装置２０は、割当決定装置３０が出力する周波数の割当情報を取得し、基地局Ａ，Ｂ，Ｃに対する周波数帯域の割当が変更された場合には、振分決定部２０５によって信号振分を再度決定し、信号振分変更の対象となる信号転送装置１０（信号転送装置１０ａ）に対して振分変更指示を出力するようにされている。
次に、信号転送システム１００の第２変形例について説明する。
図７は、信号転送システム１００の第２変形例（信号転送システム１００ｂ）の構成例を示す。図７に示すように、信号転送システム１００ｂは、例えば４つの信号転送装置１０－１～１０－４、経路制御装置２０ｂ及び割当決定装置３０を有し、例えば信号転送装置１０－２～１０－４がそれぞれ収容する基地局を介して無線端末が無線通信を行うセルラーシステムを構成する。
信号転送システム１００ｂは、図１に示した信号転送システム１００に対して、経路制御装置２０ｂが信号転送装置１０－１～１０－４からトラヒック情報を収集する点、及び、経路制御装置２０ｂが割当決定装置３０に対して周波数の割当変更依頼を出力する点が異なる。なお、信号転送システム１００ｂにおいて、図１に示した信号転送システム１００の構成と実質的に同一の構成には同一の符号が付してある。
図８は、経路制御装置２０ｂの構成例を示す。図８に示すように、経路制御装置２０ｂは、割当情報取得部２００、対応関係保持部２０１、帯域保持部２０２、帯域調整部２０３、構成情報保持部２０４、振分決定部２０５、トラヒック収集部２０６及び変更依頼部２０７を有する。
トラヒック収集部２０６は、信号転送装置１０－１～１０－４から基地局Ａ，Ｂ，Ｃ（事業者Ａ，Ｂ，Ｃ）それぞれのトラヒックを示すトラヒック情報を収集し、変更依頼部２０７に対して出力するトラヒックモニタである。ここで、トラヒック情報には、バッファ量等が含まれることとする。また、トラヒック収集部２０６がトラヒック情報を収集する周期は、任意に設定可能にされている。
変更依頼部２０７は、トラヒック収集部２０６から入力されるトラヒック情報に基づいて、基地局Ａ，Ｂ，Ｃ（事業者Ａ，Ｂ，Ｃ）それぞれに対する周波数の割当変更依頼を示す割当変更依頼情報を割当決定装置３０に対して出力する。
例えば、変更依頼部２０７は、ある事業者のＭＢＨトラヒック量の平均値又は最大値が、現在想定している最大の所要帯域に係数を乗算した値を超えた回数、又は時間が閾値以上となった場合に、当該事業者の周波数帯域幅の割当を増やすように、割当変更依頼情報を割当決定装置３０に対して出力する。このとき、変更依頼部２０７は、その他の全ての事業者、又はＭＢＨトラヒック量の平均値又は最大値が小さい事業者の周波数帯域幅の割当を減らすように、割当変更依頼情報を割当決定装置３０に対して出力する。
なお、トラヒック収集部２０６及び変更依頼部２０７は、経路制御装置２０ｂに実装されることに限られず、その他の装置に実装されてもよい。
以上説明したように、実施形態にかかる信号転送システムは、割当決定装置が出力する周波数の割当情報に基づいて、信号転送装置におけるＵＮＩとＮＮＩとの間の信号振分を調整するので、複数の基地局からの信号を効率的に転送することができる。
なお、割当決定装置３０が有する機能は、例えば経路制御装置２０内に実装されてもよい。また、上述した実施形態にかかる信号転送システムは、事業者が３つである場合を例に説明したが、事業者数はこれに限定されない。
また、実施形態にかかる信号転送システムは、複数の事業者が同一の時間及び場所において、それぞれ異なる周波数帯域を使ってサービス展開することに限られず、複数の事業者が同一の時間及び場所において同じ周波数帯域を使ってサービス展開する場合にも適用可能である。
また、実施形態にかかる信号転送システムは、ｇｊｋ（ｘｊｉ）が単調増加関数であって、周波数帯域幅が広いほど求めるＭＢＨ帯域も大きい場合を例としたが、ｇｊｋ（ｘｊｉ）はいかなる関数であってもよい。
なお、信号転送システム１００，１００ａ，１００ｂが有する各機能は、専用ハードウェアで実装されてもよいし、ＣＰＵを備えたコンピュータとしての機能を有する汎用ハードウェア上にプログラムとして実装されてもよい。すなわち、本発明にかかる信号転送システム１００，１００ａ，１００ｂは、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
以上述べた実施形態は、全て本発明の実施形態を例示的に示すものであって、限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様でも実施することができる。
１００，１００ａ，１００ｂ・・・信号転送システム、１０－１～１０－４，１０ａ－１～１０ａ－４・・・信号転送装置、２０，２０ｂ・・・経路制御装置、３０・・・割当決定装置、４０－１～４０－３・・・第１ＵＮＩ～第３ＵＮＩ、４２－１～４２－３・・・第１ＮＮＩ～第３ＮＮＩ、２００・・・割当情報取得部、２０１・・・対応関係保持部、２０２・・・帯域保持部、２０３・・・帯域調整部、２０４・・・構成情報保持部、２０５・・・振分決定部、２０６・・・トラヒック収集部、２０７・・・変更依頼部

Claims (6)

  1. 無線端末と通信を行う複数の事業者の複数の基地局と、複数の基地局を制御する集約局とを中継する複数の信号転送装置、及び、前記信号転送装置それぞれの複数のＵＮＩ及び複数のＮＮＩに対する信号振分を制御する経路制御装置を備えた信号転送システムであって、
    前記経路制御装置は、
    基地局それぞれに対する周波数の割当情報を取得する割当情報取得部と、
    前記ＵＮＩと事業者との対応関係を示す対応関係情報、前記ＵＮＩの最大ＭＢＨ帯域を示す帯域情報、及び前記割当情報に基づいて、前記ＵＮＩごとにＭＢＨ帯域を調整する帯域調整部と、
    前記帯域調整部が調整したＭＢＨ帯域、及び前記信号転送装置それぞれの接続構成を示す構成情報に基づいて、前記ＮＮＩそれぞれに対する信号振分を決定する振分決定部と
    を有し、
    前記信号転送装置は、
    前記振分決定部が決定した前記ＮＮＩそれぞれに対する信号振分に基づいて、前記ＮＮＩから信号を転送すること
    を特徴とする信号転送システム。
  2. 前記集約局、前記信号転送装置、及び前記経路制御装置のいずれかが、
    複数の基地局それぞれのトラヒックを示すトラヒック情報を収集するトラヒック収集部と、
    前記トラヒック情報に基づいて、複数の基地局それぞれに対する周波数の割当変更依頼を示す割当変更依頼情報を出力する変更依頼部と
    を有し、
    前記割当情報取得部は、
    前記割当変更依頼情報に基づいて変更された前記割当情報を取得すること
    を特徴とする請求項１に記載の信号転送システム。
  3. 無線端末と通信を行う複数の事業者の複数の基地局と、複数の基地局を制御する集約局とを中継する複数の信号転送装置、及び、前記信号転送装置それぞれの複数のＵＮＩ及び複数のＮＮＩに対する信号振分を制御する経路制御装置を備えた信号転送システムにおける信号転送方法であって、
    前記経路制御装置が、
    基地局それぞれに対する周波数の割当情報を取得する割当情報取得工程と、
    前記ＵＮＩと事業者との対応関係を示す対応関係情報、前記ＵＮＩの最大ＭＢＨ帯域を示す帯域情報、及び前記割当情報に基づいて、前記ＵＮＩごとにＭＢＨ帯域を調整する帯域調整工程と、
    調整したＭＢＨ帯域、及び前記信号転送装置それぞれの接続構成を示す構成情報に基づいて、前記ＮＮＩそれぞれに対する信号振分を決定する振分決定工程と
    を実行することを特徴とする信号転送方法。
  4. 前記集約局、前記信号転送装置、及び前記経路制御装置のいずれかが、
    複数の基地局それぞれのトラヒックを示すトラヒック情報を収集するトラヒック収集工程と、
    前記トラヒック情報に基づいて、複数の基地局それぞれに対する周波数の割当変更依頼を示す割当変更依頼情報を出力する変更依頼工程と
    を実行し、
    前記割当情報取得工程では、
    前記割当変更依頼情報に基づいて変更された前記割当情報を取得すること
    を特徴とする請求項３に記載の信号転送方法。
  5. 無線端末と通信を行う複数の事業者の複数の基地局と、複数の基地局を制御する集約局とを中継する複数の信号転送装置それぞれの複数のＵＮＩ及び複数のＮＮＩに対する信号振分を制御する経路制御装置であって、
    基地局それぞれに対する周波数の割当情報を取得する割当情報取得部と、
    前記ＵＮＩと事業者との対応関係を示す対応関係情報、前記ＵＮＩの最大ＭＢＨ帯域を示す帯域情報、及び前記割当情報に基づいて、前記ＵＮＩごとにＭＢＨ帯域を調整する帯域調整部と、
    前記帯域調整部が調整したＭＢＨ帯域、及び前記信号転送装置それぞれの接続構成を示す構成情報に基づいて、前記ＮＮＩそれぞれに対する信号振分を決定する振分決定部と
    を有することを特徴とする経路制御装置。
  6. 複数の基地局それぞれのトラヒックを示すトラヒック情報を収集するトラヒック収集部と、
    前記トラヒック情報に基づいて、複数の基地局それぞれに対する周波数の割当変更依頼を示す割当変更依頼情報を出力する変更依頼部と
    をさらに有し、
    前記割当情報取得部は、
    前記割当変更依頼情報に基づいて変更された前記割当情報を取得すること
    を特徴とする請求項５に記載の経路制御装置。
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