(57)【要約】  中継装置は、有線通信回線と無線通信回線との間における情報の伝送を中継する。この中継装置は、送信すべき情報を電気信号に変調する変調部と、前記変調部の動作を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記有線通信回線のトラフィックに応じて、前記変調部の変調方式を制御する。
2012153859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有線通信回線と無線通信回線との間における情報の伝送を中継する中継装置であって、
送信すべき情報を電気信号に変調する変調部と、
前記変調部の動作を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記有線通信回線のトラフィックに応じて、前記変調部の変調方式を制御する中継装置。
【請求項２】
前記有線通信回線のトラフィックを監視する監視部
を更に備え、
前記制御部は、前記監視部によって監視されているトラフィックに応じて、前記変調部の変調方式を制御する請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
前記変調部が変調して得られた電気信号を増幅する増幅部
を更に備え、
前記制御部は、前記変調部を制御した変調方式によって変調されて得られた電気信号を、他の中継装置へ伝送し得る最低限の電力値とすべく前記増幅部の動作を制御する
請求項１又は２に記載の中継装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記有線通信回線のトラフィックがしきい値以上の場合、前記有線通信回線側の情報の伝送元に対して、情報の伝送を停止するよう要求する旨の信号を送信する請求項１から３のいずれか一項に記載の中継装置。
【請求項５】
送信信号を多重化する多重化部と、
前記多重化部が多重化して得られた送信信号を変調する複数の前記変調部と
を更に備え、
前記制御部は、前記有線通信回線のトラフィックに応じて、使用すべき前記変調部の数に依存する伝送方式によって多重化させるべく前記多重化部を制御する
請求項１又は２に記載の中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置に関する。特に、本発明は、有線通信回線と無線通信回線との間における情報の伝送を中継する中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークシステムにおける既知の中継装置は、最大伝送レートでデータを伝送し得るように、無線通信回線の伝搬状態が良好であるほど高い変調多値数を用いて適応変調することが知られている。【０００３】
例えば、既知の中継装置は、伝搬路状態が良い状態である時は、高い多値数で変調して高い伝送レートを提供する。一方、伝搬路状態が悪い状態である時は、伝送レートは低くとも確実に伝搬できるよう低い多値数で変調する（例えば、特許文献１、２参照）。【０００４】
特許文献３には、複数の変調方式を切り替えて送信する適応変調方式を用いた送受信装置における変調方式制御方法が記載されている。この変調方式制御方法は、送受信装置が、受信信号に基づいて伝搬路状況を推定し、伝搬路状況において一定水準の通信品質を満たし、且つ最高の伝送速度となる変調方式を第１の変調方式として決定する。また、この変調方式制御方法は、送信データのトラフィック量を検出し、トラフィック量を伝送可能な最低の伝送速度となる変調方式を第２の変調方式として決定する。そして、この変調方式制御方法は、第１の変調方式と第２の変調方式のうち、伝送速度が低い方を送信変調方式として選択する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／１４１８７８号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００６／０７５５８５号パンフレット
【特許文献３】日本国特開２００６−１６５９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２に記載の技術は、無線通信回線の伝搬状態に基づいて変調方式を決定しており、伝送データが少ない場合や、伝送データがない場合でも伝搬路状態が良いと監視された場合は、最大多値変調で無線通信を行っている。そのため、伝搬路状態が良いと選択された場合は、最大多値変調伝送を可能とする最大送信電力で出力信号を出力するため伝送データの有無、又はトラフィックの多い少ないに関わらず無線機器の消費電力も大きくなっているという問題がある。【０００７】
特許文献３に記載の技術は、例えば、有線ＬＡＮ側から大量のデータが流れた際に回線品質が悪かった場合は、回線品質情報での制御を優先するため、データ処理の遅延が発生する虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一実施態様に係る中継装置は、有線通信回線と無線通信回線との間における情報の伝送を中継する。この中継装置は、送信すべき情報を電気信号に変調する変調部と、前記変調部の動作を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記有線通信回線のトラフィックに応じて、前記変調部の変調方式を制御する。【０００９】
上記の記載は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、トラフィックが少ない場合や、トラフィックがない場合に、必要最低限の送信電力でデータ伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。
【図２】図１に示す伝送路監視部の詳細な構成例を表したブロック図である。
【図３】図１に示す通信システムによるトラフィックが少の場合における電力制御のタイムチャートである。
【図４】図１に示す通信システムによるトラフィックが少から多に変動した場合における電力制御のタイムチャートである。
【図５】図１に示す通信システムによるトラフィックが多から中に変動した場合における電力制御のタイムチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係る通信システムの一例を示すブロック図である。
【図７】図６に示す通信システムにおける電力制御のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は、請求の範囲に記載の発明を限定しない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システム１の一例を示す。通信システム１は、２つの中継装置１００ａ、１００ｂ（以下、中継装置１００と総称する。）を有する。中継装置１００ａと中継装置１００ｂとは、無線通信回線を介して通信接続される。中継装置１００ａは、バックボーンＢと有線通信回線を介して通信接続されている。中継装置１００ｂは、基地局ＢＳと有線通信回線を介して通信接続されている。バックボーンＢは、通信事業者間を結ぶ大容量の基幹通信回線である。基地局ＢＳは、携帯電話と直接交信する、携帯電話網の末端にあたる装置である。
【００１４】
中継装置１００ａは、伝送路監視部１１０ａ、無線信号送受信回路１２０ａ、無線制御部１３０ａ、送信信号増幅回路１４０ａ、受信信号増幅回路１５０ａ、及びアンテナ１６０ａを有する。以下に、各構成要素の機能及び動作を説明する。
【００１５】
中継装置１００ｂは、中継装置１００ａが有する構成要素と同じ構成要素を有する。すなわち、中継装置１００ｂは、伝送路監視部１１０ｂ、無線信号送受信回路１２０ｂ、無線制御部１３０ｂ、送信信号増幅回路１４０ｂ、受信信号増幅回路１５０ｂ、及びアンテナ１６０ｂを有する。
以下において、中継装置１００ａとの構成要素と、中継装置１００ｂの構成要素とを区別なく説明する場合は、構成要素は、符号“ａ”あるいは“ｂ”を除して表記する。例えば、伝送路監視部１１０ａと伝送路監視部１１０ｂとを区別なく説明する場合は、総称して伝送路監視部１１０と表記する。
【００１６】
伝送路監視部１１０は、中継装置１００とバックボーンＢまたは基地局ＢＳとを繋ぐ有線ＬＡＮの伝送信号のトラフィックを監視し、監視情報を無線制御部１３０に伝送する。無線信号送受信回路部１０２は、伝送データを変復調・符合復号化処理する。無線制御部１３０は、変復調方式・符号復号化率の制御と送信信号増幅回路１４０の増幅制御を行う。送信信号増幅回路１４０は、送信信号を増幅する。受信信号増幅回路１５０は、受信信号を増幅する。
【００１７】
図２は、伝送路監視部１１０の詳細な構成例を表したブロック図を示す。より具体的には、図２は、伝送路監視部１１０ａの詳細な構成例を表したブロック図を示す。図示していないが、伝送路監視部１１０ｂの内部構造は、図２に示す伝送路監視部１１０ａの内部構造は同様である。
ポート１１１は、有線ＬＡＮと中継装置との間におけるデータの入出力を行うためのインターフェイスである。物理層処理部１１２は、有線ＬＡＮから送受信されるアナログ信号を変復調する。ＭＡＣ処理部１１３は、アドレス等の制御情報を監視してフレーム信号の制御を行う。バッファ１１４は、伝送されてきたデータを一時的に保持してから伝送する。また、バッファ１１４は伝送されてきたデータ量が多く、メモリの空き容量が少なくなってしまう場合、有線ＬＡＮ側にＰａｕｓｅ信号を送信して有線ＬＡＮ側の伝送レートを一時的に低くする既知の技術を有している。ヘッダチェック部１１５は、ＭＡＣ処理部１１３から単位時間内のヘッダのデータ長部を読むことでトラフィックを監視する。
【００１８】
伝送路監視部１１０の監視情報から伝送信号のトラフィックが少と無線制御部１３０が判定し、必要最低限の変調多値数を有するＱＰＳＫ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）を選択した場合について図３に示すタイムチャートを参照して説明する。
【００１９】
伝送路監視部１１０は、有線ＬＡＮの伝送信号のトラフィックを常時監視し（Ｓ１０１）、監視情報を無線制御部１３０に通知し続ける（Ｓ１０２：監視情報を随時送信）。
【００２０】
伝送信号のトラフィックが少ない場合、無線制御部１３０は、伝送路監視部１１０から送られた監視情報を基に伝送信号のトラフィックが少と判定し（Ｓ１０３）、中継装置１００ａ（または、１００ｂ）から中継装置１００ｂ（または、１００ａ）へのデータ伝送が可能な必要最低限の変調多値数を有するＱＰＳＫを選択する。
【００２１】
無線制御部１３０が伝送信号のトラフィックを少と判定して変調多値数を判定する場合、主信号位相変動がないように監視情報からの複数回の監視情報に基づいてトラフィックを判定する。
【００２２】
無線制御部１３０は、無線信号送受信回路１２０に変調多値数情報をＱＰＳＫとして送信する（Ｓ１０４：ＱＰＳＫでの制御情報）。
【００２３】
また、無線制御部１３０は送信信号増幅回路１４０に対して変調多値数が低いＱＰＳＫで中継装置１００ａ（または、１００ｂ）から中継装置１００ｂ（または、１００ａ）へのデータ伝送が可能且つ必要最低限の電力で送信されるよう送信電力制御情報を送信信号増幅回路１４０に送信する（Ｓ１０５：送信電力制御情報）。
【００２４】
次に有線ＬＡＮの伝送信号のトラフィックが少から多に増加し、伝送路監視部１１０の監視情報から無線制御部１３０が伝送信号のトラフィックが多と判定し、必要最低限の変調多値数を有する２５６ＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を選択した場合について図４に示すタイムチャートを参照して説明する。
【００２５】
伝送路監視部１１０は、有線ＬＡＮの伝送信号のトラフィックを常時監視し（Ｓ２０１）、監視情報を無線制御部１３０に通知し続ける（Ｓ２０２：監視情報を随時送信）。
【００２６】
伝送信号のトラフィックが増加して少から多となった場合、伝送路監視部１１０から送られた監視情報を基に無線制御部１３０は、伝送信号のトラフィックが増加して多であると判定し（Ｓ２０３）、中継装置１００ａ（または、１００ｂ）から中継装置１００ｂ（または、１００ａ）へのデータ伝送が可能な必要最低限の変調多値数を有する２５６ＱＡＭを選択する。伝送信号のトラフィックが増加した場合は、主信号位相変動がないように無線制御部１３０は監視情報から変調多値数を即時判定する。
【００２７】
無線制御部１３０は、無線信号送受信回路１２０に変調多値数情報を２５６ＱＡＭとして送信する（Ｓ２０４：２５６ＱＡＭでの制御情報）。
【００２８】
また、無線制御部１３０は送信信号増幅回路１４０に対して変調多値数が高い２５６ＱＡＭで中継装置１００ａ（または、１００ｂ）から中継装置１００ｂ（または、１００ａ）へのデータ伝送が可能且つ必要最低限の電力で送信されるよう送信電力制御情報を送信信号増幅回路１４０に送信する（Ｓ２０５：送信電力制御情報）。
【００２９】
有線ＬＡＮの伝送信号のトラフィックが多すぎる場合、伝送路監視部１１０は有線ＬＡＮ側にＰａｕｓｅ信号を送信して有線ＬＡＮの伝送信号を一時的に停止させて伝送信号の伝送レートを一時的に下げる（Ｓ２０６）。
【００３０】
Ｐａｕｓｅ信号が送信された場合、有線ＬＡＮの伝送信号の伝送レートが一時的に低くなるため、無線制御部１３０は、主信号位相変動がないよう監視情報からの複数回の監視情報に基づいてトラフィックを判定する（Ｓ２０７）。
【００３１】
次に有線ＬＡＮの伝送信号のトラフィックが多から減少し中となった場合、伝送路監視部１１０の監視情報から無線制御部１３０が伝送信号のトラフィックが中と判定し、必要最低限な変調多値数を有する６４ＱＡＭを選択した場合について図５に示すタイムチャートを参照して説明する。
【００３２】
伝送路監視部１１０は、有線ＬＡＮの伝送信号のトラフィックを常時監視し（Ｓ３０１）、監視情報を無線制御部１３０に通知し続ける（Ｓ３０２：監視情報を随時送信）。
【００３３】
伝送信号のトラフィックが減少して多から中となった場合、無線制御部１３０は伝送路監視部１１０から送られた監視情報を基に、伝送信号のトラフィックが減少して中であると判定し（Ｓ５０３）、中継装置１００ａ（または、１００ｂ）から中継装置１００ｂ（または、１００ａ）へのデータ伝送が可能な必要最低限の変調多値数を有する６４ＱＡＭを選択する。トラフィックが減少して多値数の少ない変調方式を無線制御部１３０が選択する場合は、無線制御部１３０は主信号位相変動がないよう監視情報からの複数回の監視情報に基づいてトラフィックを判定する。
【００３４】
無線制御部１３０は、無線信号送受信回路１２０に変調多値数情報を６４ＱＡＭとして送信する（Ｓ３０４）。
【００３５】
無線制御部１３０は送信信号増幅回路１４０に対して変調多値数が中の６４ＱＡＭで中継装置１００ａ（または、１００ｂ）から中継装置１００ｂ（または、１００ａ）へのデータ伝送が可能且つ必要最低限の電力で送信されるよう送信電力制御情報を送信信号増幅回路１４０に送信する（Ｓ３０５：送信電力制御情報）。
【００３６】
本実施形態の動作では説明簡易化のためにトラヒック状況を少、中、多と３つに場合分けしている。また、トラフィックが少の場合は変調多値数が低いＱＰＳＫと対応させている。トラフィックが中の場合は変調多値数が中の６４ＱＡＭと対応させている。トラフィックが多の場合は変調多値数が高い２５６ＱＡＭと対応させている。実際は、一般的な変調多値数（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１２８ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、５１６ＱＡＭ等）且つ各々の符号化率があるため更に細分化したトラヒックの設定が可能である。
【００３７】
図１において、有線ＬＡＮのトラフィックを監視して無線帯域制御を行う動作に関して図２を参照して説明する。
【００３８】
ポート１１１は有線ＬＡＮの伝送信号を伝送路監視部１１０に取り込み、物理層処理部１１２に伝送信号を送信する。
【００３９】
物理層処理部１１２は、有線ＬＡＮ側から送信されるアナログ信号を復調し、復調信号をＭＡＣ処理部１１３へ送信する。
【００４０】
ＭＡＣ処理部１１３は、復調信号のアドレス等の制御情報を監視して、フレーム信号をバッファ１１４に送信する。バッファ１１４は、フレーム信号のデータを一時的に保持してから、無線信号送受信回路１２０に送信する。また、バッファ１１４はフレーム信号のデータ量が多く、空き容量が少なくなってしまう場合は、Ｐａｕｓｅ信号を有線ＬＡＮ側に送信し、有線ＬＡＮの伝送信号を一時的に停止さて伝送信号の伝送レートを一時的に低くする既知の帯域制御技術を有している。
【００４１】
ヘッダチェック部１１５は、ＭＡＣ処理部１１３から単位時間内のヘッダのデータ長部を読むことで伝送レートを判定し、トラフィックの監視情報（Ｓ１０２）を無線制御部１３０に送信する。
【００４２】
監視情報（Ｓ１０２）を受けた無線制御部１３０はデータ伝送するのに必要最低限の変調多値数を判定する。
【００４３】
上記工程によって、伝送路監視部１１０が有線ＬＡＮのトラフィックを監視し、監視したトラフィックにもとづき必要最低限の無線帯域を確保することができる。
【００４４】
図６は、ＸＰＩＣ（Ｃｒｏｓｓ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）適用した本発明の他の実施形態を示す。図６は、中継装置２００ａと中継装置２００ｂから構成される無線通信システムである。図６に示す中継装置２００ａと中継装置２００ｂの内部構造は同一である。以下において、中継装置２００ａとの構成要素と、中継装置２００ｂの構成要素とを区別なく説明する場合は、構成要素は、符号“ａ”あるいは“ｂ”を除して表記する。例えば、伝送路監視部２１０ａと伝送路監視部２１０ｂとを区別なく説明する場合は、総称して伝送路監視部２１０と表記する。
【００４５】
伝送路監視部２１０は常時中継装置２００とバックボーンＢまたは基地局ＢＳとを繋ぐ有線ＬＡＮのトラフィックを監視し続け、監視情報を無線制御部２３０に送信する。無線制御部２３０は、ＭＵＸ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）／ＤＭＵＸ（Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）２２０及び無線信号送受信回路２４０、２５０に伝送方式情報を送信する。ＭＵＸ／ＤＭＵＸ２２０は、選択した伝送方式（２送信または１送信）で送受信信号を多重化／分離する。無線信号送受信回路２４０と無線信号送受信回路２５０は、選択した伝送方式（有効／無効）で信号の変復調・符号復号化処理をする。ＯＭＴ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｍｏｄｅ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）２７０は、アンテナ２６０を介して送受信される送受信信号を直交結合／分離する。
【００４６】
図６の構成における動作を図７に示すタイムチャートを参照して説明する。伝送路監視部２１０は有線ＬＡＮの伝送信号のトラフィックを常時監視し（Ｓ４０１）、監視情報を無線制御部２３０に常時送信する（Ｓ４０２：監視情報を随時送信）。
【００４７】
無線制御部２３０は、監視情報を基に伝送信号のトラフィックを判定し（Ｓ４０３）、中継装置２００ｂに伝送が可能となる必要最低限の伝送方式情報を選択する。無線制御部２３０は、ＭＵＸ／ＤＭＵＸ２２０に無線信号送受信回路２４０と無線信号送受信回路２５０へ伝送する信号を両側２送信および片側１送信のいずれとするかを示す伝送方式情報を通知する（Ｓ４０４：伝送方式情報を送信）。
【００４８】
無線制御部２３０は、無線信号送受信回路２４０と無線信号送受信回路２５０に対して、有効無効に関する伝送方式情報の通知とデータ伝送が可能となる必要最小限の変調多値数情報を通知する（Ｓ４０５：伝送方式情報（有効／無効）＋変調多値数情報を送信）。
【００４９】
上記のように伝送路監視部２１０が有線ＬＡＮのトラフィックを監視した監視情報を基に、無線制御部２３０がＸＰＩＣ制御を実施することで、図１に示した基本構成と比較して伝送レートを高めた送受信が必要最低限の消費電力で可能となる。
【００５０】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、トラフィックが少ない場合や、トラフィックがない場合に、必要最低限の送信電力でデータ伝送することができる。
【００５１】
また、本発明の実施形態によれば、データが伝送される上り方向と下り方向の適応多値数を独立で制御できるため、上り中継装置と下り中継装置の送信電力を最低限に設定でき、システム全体の消費電力を低減できる。
【００５２】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の趣旨内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００５３】
この出願は、２０１１年５月１２日に出願された日本出願特願２０１１−１０７０４６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、中継装置に適用することができる。本発明を適用した中継装置によれば、トラフィックが少ない場合や、トラフィックがない場合に、必要最低限の送信電力でデータ伝送することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  通信システム
２  通信システム
１００  中継装置
１１０  伝送路監視部
１２０  無線信号送受信回路
１３０  無線制御部
１４０  送信信号増幅回路
１５０  受信信号増幅回路
１６０  アンテナ
２００  中継装置
２１０  伝送路監視部
２２０  ＭＵＸ／ＤＭＵＸ
２３０  無線制御部
２４０  無線信号送受信回路
２５０  無線信号送受信回路
２６０  アンテナ
２７０  ＯＭＴ  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012153859.tif 000009
【国際調査報告】
2012153859.tif 000010
2012153859.tif 000011
2012153859.tif 000012
2012153859.tif 000013