(57)【要約】【課題】ＲＦ無線リンクと光無線リンクのリンク状態の不安定性を解決できる光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム、及び制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム、及び制御方法は、データ送信時にＲＦ無線リンクか光無線リンクかのいずれか一方に限定せず、ＲＦ無線リンクと光無線リンクの双方のチャネルにて受信した信号品質からリンク状態の良否を判断し、その結果に基づき各々のリンクで伝送するデータの配分を決定する。このため、外乱などの伝送状態に臨機応変にリンクを切り替えることができる。【選択図】図１
2020043446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ無線リンクと光無線リンクのチャネルを用いてフレームを伝送する光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムであって、
所定数のフレームを１つのデータとしてブロック化するブロック化部と、
ＲＦ無線リンクのチャネルで伝送したフレームの信号品質と光無線リンクのチャネルで伝送したフレームの信号品質を測定する信号品質測定部と、
前記信号品質測定部が測定した信号品質に基づいて、前記データの内、前記ＲＦ無線リンクのチャネルで伝送したフレームと前記光無線リンクのチャネルで伝送するフレームの振分比を決定する振分判定部と、
前記振分判定部が決定した振分比に基づき、前記データを２分割し、一方のフレーム群を前記ＲＦ無線リンクのチャネルに、他方のフレーム群を前記光無線リンクのチャネルに振り分ける、あるいは前記データの全てのフレーム群を前記ＲＦ無線リンクのチャネル又は前記光無線リンクのチャネルに振り分ける振分部と、
を備えることを特徴とする光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム。
【請求項２】
前記振分部が前記ＲＦ無線リンクのチャネル及び前記光無線リンクのチャネルに振り分けるための制御情報を前記フレーム群の先頭に付与する制御情報付与部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム。
【請求項３】
前記信号品質測定部は、前記制御情報を検出し、フレームの信号品質を測定する頻度を前記振分比に基づいて変更することを特徴とする請求項２に記載の光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム。
【請求項４】
双方向通信のうち、一方向は、前記ＲＦ無線リンクと前記光無線リンクの双方のチャネルに振り分けて前記データを伝送することが可能であり、他方向は、前記ＲＦ無線リンクのみで前記データを伝送することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム。
【請求項５】
ＲＦ無線リンクと光無線リンクのチャネルを用いてデータを伝送する光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムの制御方法であって、
所定数のフレームを１つのデータとしてブロック化するブロック化手順と、
ＲＦ無線リンクのチャネルで伝送したデータの信号品質と光無線リンクのチャネルで伝送したデータの信号品質を測定する信号品質測定手順と、
前記信号品質測定手順で測定した信号品質に基づいて、前記データの内、前記ＲＦ無線リンクのチャネルと前記光無線リンクのチャネルで伝送するデータの振分比を決定する振分判定手順と、
前記振分判定手順で決定した振分比に基づき、前記データを２分割し、一方のフレーム群を前記ＲＦ無線リンクのチャネルに、他方のフレーム群を前記光無線リンクのチャネルに振り分ける、あるいは前記データの全てのフレーム群を前記ＲＦ無線リンクのチャネル又は前記光無線リンクのチャネルに振り分ける振分手順と、
を行うことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
前記振分手順で前記ＲＦ無線リンクのチャネル及び前記光無線リンクのチャネルに振り分けるための制御情報を前記フレーム群の先頭に付与する制御情報付与手順をさらに行うことを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
【請求項７】
前記信号品質測定手順では、前記制御情報を検出し、フレームの信号品質を測定する頻度を前記振分比に基づいて変更することを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
【請求項８】
前記光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムが双方向通信を行う場合、
一方向は、前記ＲＦ無線リンクと前記光無線リンクの双方のチャネルに振り分けて前記データを伝送させることが可能であり、他方向は、前記ＲＦ無線リンクのみで前記データを伝送させることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＲＦ無線リンクと光無線リンクのチャネルでデータを伝送する光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ−Ｔｏ−Ｔｈｅ−Ｈｏｍｅ）やＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）を利用した高速インターネットサービスは日常生活において必要不可欠なツールとなっている。特に近年では、クラウド利用の普及やモバイル端末の利用拡大に伴いＩＰデータ通信だけではなくＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）／Ｍ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ  ｔｏ  Ｍａｃｈｉｎｅ）、４Ｋ／８Ｋ高精細映像配信サービス、オンライン動画配信サービス、ＳＮＳによる動画アップロード等、多種多様なアプリケーションやサービスが急速に普及してきた。さらに、ＩＣＴを活用したテレワークなど新しいワークスタイルが提案されており、今後もネットワークを利用したサービス需要が拡大していくものと考えられる。現在ではＦＴＴＨの普及に伴い、宅内まで安定した光ブロードバンドサービスが提供されている一方で、宅内環境においてもＰＣ以外のマルチデバイスの活用やケーブル配線の取り回しの観点、上記で述べたサービス多様化の背景により高スループット化を実現する無線通信システムが求められている。
【０００３】
無線通信システムは、周波数領域の観点から３ＴＨｚを境界として大きく２つに大別できる。３ＴＨｚ以下の周波数帯は、電波領域と呼ばれＬＴＥや５Ｇ等のセルラ系やアンライセンス帯を利用した無線ＬＡＮが挙げられる。この領域は研究開発が活発であり、利用する周波数帯の拡張や、高周波数帯の利用により高スループット化が実現できる。周波数帯の拡張については、例えば２．４ＧＨｚ、及び５．２ＧＨｚの周波数帯を利用し、更に変調方式の多値化、サブキャリア間隔の制御、複数アンテナでデータの送受信を行うＭＩＭＯ技術等の高度な技術を駆使することで高スループット化を実現する報告もある（非特許文献１）。また、高周波数帯の利用については、６０ＧＨｚ帯の利用が総務省により許可されており、近年ではＩＥＥＥ８０２．１１ａｄなどの電波法に縛られないミリ波帯を活用した無線ＬＡＮ規格が標準化されている。しかしながら、ミリ波帯のデバイスは消費電力やデバイスの高コスト化が懸念されており、今後のミリ波帯無線ＬＡＮ規格の急速な普及はハードルが高いと考えられる。
【０００４】
一方で、３ＴＨｚ以上（３０ＰＨｚ以下）の周波数帯は、光波領域と呼ばれ赤外線通信や可視光を利用する方法や、近年では照明で利用されているＬＥＤを高速変調させて送受信を行うＬｉ−Ｆｉが挙げられる。この領域は、周波数帯が高いため光強度変調直接検波（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ：  ＩＭ−ＤＤ）方式によるシンプルな送受信構成で比較的容易に高スループット化が実現可能である。研究レベルではインコヒーレント光であるＬＥＤによるＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）と、８ＰＡＭを用いた１ｍ／４Ｇｂｐｓの伝送実験や、コヒーレント光を用いた５０ＧＨｚ間隔の８波長ＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ  ＷＤＭ）による５０ｍ／３２０Ｇｂｐｓの報告がある（非特許文献２、３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５０６７１８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】山田  曉，  野島  大輔，  浅井  孝浩，  “無線ＬＡＮ関連システムの国際標準化動向”，  電子情報通信学会  通信ソサイエティマガジン，  Ｎｏ．  ３８，  秋号，  ｐ．  ７４−７９，  ２０１６．
【非特許文献２】Ｍｅｎｇｊｉｅ  Ｚｈａｎｇ，  Ｍｅｎｇ  Ｓｈｉ，  Ｆｕｍｉｎ  Ｗａｎｇ，  Ｊｉａｑｉ  Ｚｈａｏ，  Ｙｉｎｇｊｕｎ  Ｚｈｏｕ，  Ｚｈｉｘｉｎ  Ｗａｎｇ，  Ｎａｎ  Ｃｈｉ，  “４．０５−Ｇｂ／ｓ  ＲＧＢ  ＬＥＤ−ｂａｓｅｄ  ＶＬＣ  ｓｙｓｔｅｍ  ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  ＰＳ−Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ  ｃｏｄｅｄ  Ｎｙｑｕｉｓｔ  ＰＡＭ−８  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｈｙｂｒｉｄ  ｔｉｍｅ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｏｍａｉｎ  ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ”，  Ｐｒｏｃ  ＯＦＣ２０１７，  Ｗ２Ａ．４２．
【非特許文献３】Ｗｅｎ−Ｓｈｉｎｇ  Ｔｓａｉ，  Ｈａｉ−Ｈａｎ  Ｌｕ，  Ｃｈｕｎｇ−Ｙｉ  Ｌｉ，  Ｔｉｎｇ−Ｃｈｉｅｈ  Ｌｕ，  Ｈｕｎｇ−Ｈｓｉｅｎ  Ｌｉｎ，  Ｂｏ−Ｒｕｉ  Ｃｈｅｎ，  Ｃｈａｎｇ−Ｊｅｎ  Ｗｕ，  “Ａ  ５０  ｍ／３２０  Ｇｂｐｓ  ＤＷＤＭ  ＦＳＯ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ”，  ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  （ＩＰＣ），  ｐ．  ４３−４４，  ２０１６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電波領域や光波領域の無線通信システムは、上記で述べた方法により高スループット化が期待できるが、各無線通信システムは無線リンクの通信状態の安定性の観点から以下が課題であると考える。
（電波領域の周波数帯利用による課題）
・マルチパスフェージングに起因する通信品質の劣化
・電波干渉によるスループットの低下
（光波領域の周波数帯利用による課題）
・障害物を介する伝搬が不可能（経路中に障害物があった場合に通信断）
【０００８】
これらの課題は、電波領域と光波領域の周波数帯を利用した無線通信システムが各々連携するハイブリッド無線通信システムによって課題の克服が可能である。具体的には、以下の通りである。
（電波領域の周波数帯利用による課題と解決手段）
・マルチパスフェージングに起因する通信品質の劣化
＃（光波領域）指向性が極めて高いという特徴を利用
・電波干渉によるスループットの低下
＃（光波領域）光波干渉によるクロストークが低いという特徴を利用
（光波領域の周波数帯利用による課題と解決手段）
・障害物を介する伝搬が不可能（経路中に障害物があった場合に通信断）
＃（電波領域）回折効果や、利用周波数帯に依存するが電波の透過を利用
【０００９】
このように、電波領域や光波領域の何れかの無線通信システムのみを利用した場合、上記の課題により通信状態の不安定性が生じるが、互いのシステムのデメリット（上記の課題）をもう一方のメリットで補完することで、電波状態や通信帯域に左右されない安定した無線リンクを構築できる。また、上記ハイブリッド無線通信システムは、電波法の制限を受けない光波領域の周波数帯を利用することによる電波領域の周波数リソース確保の観点からも有効である。
【００１０】
このような電波領域と光波領域の周波数帯を利用したハイブリッド通信システムは既に提案がなされており、特許文献１はＲＦ無線と光無線のハイブリッド通信リンクであって、天気予報、コントローラ内の天気装置、あるいは送受信パワーを監視する機能を具備することで、各リンク状態の良否を判断するものである。しかしながら、特許文献１は、各無線リンクの状態を送受信パワーから判断しているが、例えば、前記マルチパスフェージングは異経路の伝搬により信号同士が干渉し、受信強度を著しく変動させるため、結果としてスループットが低下することもあるし、電波／光波の到着時間差（伝送遅延変動）による波形歪（ジッタ―）による信号品質劣化も考えられるため、各リンクの送受信パワーだけでは、リンク状態の良否を判断できない。更に、特許文献１は、上記の手法でリンクの状態を判断した後、ＲＦ無線リンクか光無線リンクかを一意に決定し、利用することが示されている。これは、データ送信時にＲＦ無線リンクか光無線リンクかのいずれか一方を利用することを示しており、先で述べた課題によるリンク状態の不安定性を解決するものではない。
【００１１】
そこで、本発明は、ＲＦ無線リンクと光無線リンクのリンク状態の不安定性を解決できる光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム、及び制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムは、ＲＦ無線リンクと光無線リンクの双方のチャネルにて受信した信号品質からリンク状態の良否を判断し、その結果に基づき各々のリンクで伝送するデータの配分を決定することとした。
【００１３】
具体的には、発明に係る光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムは、ＲＦ無線リンクと光無線リンクのチャネルを用いてフレームを伝送する光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムであって、
所定数のフレームを１つのデータとしてブロック化するブロック化部と、
ＲＦ無線リンクのチャネルで伝送したフレームの信号品質と光無線リンクのチャネルで伝送したフレームの信号品質を測定する信号品質測定部と、
前記信号品質測定部が測定した信号品質に基づいて、前記データの内、前記ＲＦ無線リンクのチャネルで伝送したフレームと前記光無線リンクのチャネルで伝送するフレームの振分比を決定する振分判定部と、
前記振分判定部が決定した振分比に基づき、前記データを２分割し、一方のフレーム群を前記ＲＦ無線リンクのチャネルに、他方のフレーム群を前記光無線リンクのチャネルに振り分ける、あるいは前記データの全てのフレーム群を前記ＲＦ無線リンクのチャネル又は前記光無線リンクのチャネルに振り分ける振分部と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、発明に係る制御方法は、ＲＦ無線リンクと光無線リンクのチャネルを用いてデータを伝送する光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムの制御方法であって、
所定数のフレームを１つのデータとしてブロック化するブロック化手順と、
ＲＦ無線リンクのチャネルで伝送したデータの信号品質と光無線リンクのチャネルで伝送したデータの信号品質を測定する信号品質測定手順と、
前記信号品質測定手順で測定した信号品質に基づいて、前記データの内、前記ＲＦ無線リンクのチャネルと前記光無線リンクのチャネルで伝送するデータの振分比を決定する振分判定手順と、
前記振分判定手順で決定した振分比に基づき、前記データを２分割し、一方のフレーム群を前記ＲＦ無線リンクのチャネルに、他方のフレーム群を前記光無線リンクのチャネルに振り分ける、あるいは前記データの全てのフレーム群を前記ＲＦ無線リンクのチャネル又は前記光無線リンクのチャネルに振り分ける振分手順と、
を行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム、及びその制御方法は、データ送信時に入力されたフレームを所定のフレーム数ｋ毎にブロック化し、該ブロック化したフレーム群毎に、ＲＦ無線リンクと光無線リンクの双方のチャネルにおける受信信号品質を測定し、その結果に基づいてフレーム群をＲＦ無線リンクか光無線リンクかに振り分ける。このため、外乱などの伝送状態に臨機応変にリンクを切り替えることができる。従って、本発明は、ＲＦ無線リンクと光無線リンクのリンク状態の不安定性を解決できる光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム、及び制御方法を提供することができる。
【００１６】
本発明に係る光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム、及びその制御方法は、前記振分部が前記ＲＦ無線リンクのチャネル及び前記光無線リンクのチャネルに振り分けるための制御情報を前記フレーム群の先頭に付与する。そして、前記信号品質測定部は、前記制御情報を検出し、フレームの信号品質を測定する頻度を前記振分比に基づいて変更することを特徴とする。振分比により信号品質の測定頻度を低減させることができる。
【００１７】
さらに、発明に係る光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム、及びその制御方法は、双方向通信のうち、一方向は、前記ＲＦ無線リンクと前記光無線リンクの双方のチャネルに振り分けて前記データを伝送することが可能であり、他方向は、前記ＲＦ無線リンクのみで前記データを伝送することが好ましい。
【００１８】
親局と端末との双方向通信において下り方向のみを光／ＲＦ無線ハイブリッド通信とすることで、端末にアップロード用の光送信器を配置することが不要となり、低コスト化を図れる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、ＲＦ無線通信方式と、光無線通信方式とが融合することで、無線伝送区間における電波領域の周波数リソース確保と高スループット化を実現するＲＦ／光無線ハイブリッド通信方式において、ＲＦ無線リンクと光無線リンクの双方のチャネルにて受信した信号品質からリンク状態の良否を判断し、その結果に基づき各々のリンクで伝送するデータの配分を決定する。
【００２０】
従って、本発明は、ＲＦ無線リンクと光無線リンクのリンク状態の不安定性を解決できる光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム、及び制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムを説明する図である。
【図２】本発明に係る光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムが行うフレームのブロック化と制御データ付与を説明する図である。
【図３】本発明に係る光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムが行うデータの再結合を説明する図である。
【図４】本発明に係る光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムが利用するリンク情報の一例である。
【図５】本発明に係る光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムが有する信号品質と対応するパラメータのテーブル例である。
【図６】本発明に係る光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムが有する管理情報ＤＢのテーブル例である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム３０１を説明する図である。図中、符号“１ｘｘ”は親局側に設置される装置／デバイスを表し、符号“２ｘｘ”は端末側に設置される装置／デバイスを表している。光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム３０１は、ＲＦ無線リンク４００と光無線リンク３００のチャネルを用いてフレームを伝送する光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システムであって、
所定数のフレームを１つのデータとしてブロック化するブロック化部１２２と、
ＲＦ無線リンク４００のチャネルで伝送したフレームの信号品質と光無線リンク３００のチャネルで伝送したフレームの信号品質を測定する信号品質測定部２３０と、
信号品質測定部２３０が測定した信号品質に基づいて、前記データの内、ＲＦ無線リンク４００のチャネルで伝送したフレームと光無線リンク３００のチャネルで伝送するフレームの振分比を決定する振分判定部１２６と、
振分判定部１２６が決定した振分比に基づき、前記データを２分割し、一方のフレーム群をＲＦ無線リンク４００のチャネルに、他方のフレーム群を光無線リンク３００のチャネルに振り分ける、あるいは前記データの全てのフレーム群をＲＦ無線リンク４００のチャネル又は光無線リンク３００のチャネルに振り分ける振分部１２４と、
を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム３０１は、振分部１２４がＲＦ無線リンク４００のチャネル及び光無線リンク３００のチャネルに振り分けるための制御情報を前記フレーム群の先頭に付与する制御情報付与部１２３をさらに備える。
【００２５】
３００は、親局〜端末間を光波領域の周波数帯を利用してデータを送受信する光無線リンク、４００は親局〜端末間を電波領域の周波数帯（以下、ＲＦ無線周波数帯）を利用してデータを送受信するＲＦ無線リンクを各々示している。１００は親局、１１０は中継局等の上位局から親局へファイバ伝送路５００を介して送信された下り方向の光信号を受信、もしくは端末側から送信された上りデータを上位局へ光信号にて送信するための光送受信器を示す。１２０はアクセス制御部を示し、バッファ部１２１、複数のパケットを１つのデータとしてブロック化するブロック化部１２２、ブロック化したデータをＲＦ無線リンク、もしくは光無線リンクのそれぞれに振り分けるための制御情報を付与する制御情報付与部１２３、前記制御情報付与部１２３にて付与された制御情報をもとにＲＦ無線リンク、もしくは光無線リンクへのデータの振分を行う振分部１２４、多重された上りデータと、リンクの状態を表すリンク情報を分離するためのデータ分離部１２５、ＲＦ無線リンク、もしくは光無線リンクへのデータの振分比を決定する振分判定部１２６、ＲＦ無線リンクと光無線リンクの信号品質状態に応じてあらかじめ、振分けるフレーム数のテーブルが格納されている管理情報ＤＢ部１２７、によって構成される。また、１３０は光無線リンク側の送信部、１４０はＲＦ無線リンク側の送受信部、を示す。
【００２６】
一方、２００は端末、２１０は光無線リンク３００側の受信部、２２０はＲＦ無線リンク４００側の送受信部、２３０は光無線受信部２１０とＲＦ無線送受信部２２０から出力される信号の一部をタップし、各々受信した信号の信号品質を測定する信号測定部を示す。信号測定部２３０は光無線側信号検出部２３１とＲＦ無線側信号検出部２３２、光無線信号測定部２３３とＲＦ無線信号測定部２３４から構成される。２４０は信号測定部２３０にて測定された測定値からリンク情報を生成する、リンク情報生成部を示す。また、２５０はバッファ部、２６０は光無線リンク、ＲＦ無線リンクの各々を利用して受信した受信データをアクセス制御部１２０において分割されたルールに従いデータを再構築する信号再結合部、を示している。
【００２７】
次にデータ、及び、制御用データの流れを示す。以下、本実施例で述べるデータとは具体的な例としてイーサネット（登録商標）等のフレームを想定したものとして述べる。ただし、それ以外でも良いものとする。
【００２８】
ファイバ伝送路５００を介して親局１００へ送信されたフレームは、光信号として光送受信器１１０にて受信され、電気信号へと変換される。変換された信号はバッファ部１２１にてバッファリング処理され、ブロック化部１２２において任意のフレーム数毎にブロック化される。図２（Ａ）にはブロック化の概念図を示す。例としてｋ個のフレームを単位ブロックとした場合を示している（以降、複数のフレームをブロック化したものを「ブロック化データ」と呼ぶ。）。ブロック化データは制御情報付与部１２３へと入力される。制御情報付与部１２３では図２（Ｂ）、図２（Ｃ）に示すように振分情報に基づいてブロック化データを２分割し、その分割したフレーム群の先頭に振分のための制御情報を付与する。ここで、振分情報は振分判定部１２６から送信される。制御情報には、光無線またはＲＦ無線のリンクを識別する識別子、ブロック化データの識別子、ブロック化データを構成するフレーム数、光無線またはＲＦ無線のリンクに振分られるフレーム数その他の情報が記載されるものとする。
【００２９】
図２では、ｋ個のフレームをブロック化してブロック化データを形成し（図２（Ａ））、これを２分割し（図２（Ｂ））、フレーム＃１とフレーム＃ｋ−１の先頭に制御情報を付与し（図２（Ｃ））、フレーム＃１からフレーム＃ｋ−２を光無線へ、フレーム＃ｋ−１からフレーム＃ｋまでをＲＦ無線に振分ける例を示している。一般化すると、ブロック化データを構成するフレーム数をｋとし、そのうち光無線へｎフレーム（０≦ｎ≦ｋ）振分けることを想定した場合、制御情報を挿入するフレーム位置は、フレーム＃１からフレーム＃ｎまでのフレーム群の先頭と、フレーム＃ｎ＋１フレームの先頭である。このとき、フレームの振分比は、光無線：ＲＦ無線＝ｎ：ｋ−ｎとして定義できる。
【００３０】
制御情報を付与されたフレームは、振分部１２４において、制御情報に基づき、光無線リンクとＲＦ無線リンクへと、分配される。光無線送信部１３０とＲＦ無線送受信部１４０では光無線リンク３００とＲＦ無線リンク４００のそれぞれを介して、振分部１２４から振分けられたフレームを、端末２００へ伝送する。
【００３１】
伝送されたフレームは端末２００内の光無線受信部２１０、及び、ＲＦ無線送受信部２２０において、電気信号へ変換されたのち、識別再生等を経て受信処理される。ここで、光無線受信部２１０、及び、ＲＦ無線送受信部２２０から出力された信号の一部をデバイダ等によりタップし、信号測定部２３０にて信号品質の測定が行われる。
【００３２】
光無線受信部２１０からの出力信号は光無線信号検出部２３１にて、ＲＦ無線送受信部２２０からの出力信号はＲＦ無線信号検出部２３２にて、親局１００内のアクセス制御部１２０にて付与された制御情報を検出する。検出された制御情報をトリガとして、光無線信号測定部２３３とＲＦ無線信号測定部２３４では、信号品質測定を測定する。
【００３３】
ここで、制御情報は、ｎ個の光無線のフレーム群の先頭とｋ−ｎ個のＲＦ無線のフレーム群の先頭にそれぞれ付与されているため、ｎやｋの値に応じて信号品質測定を実施する頻度を変更することも可能となる。具体的には、ｋ≦１０であれば、全フレームの信号品質を測定し、１０＜ｋ≦１００であれば、１つおきにフレームの信号品質を測定し、１００＜ｋであれば、制御情報直後のフレームのみ信号品質を測定するように設定できる。また、ｎ≦ｋ／４であれば、光無線のフレーム群については全てのフレームの信号品質を測定し、ＲＦ無線のフレーム群については１つおきにフレームの信号品質を測定し、ｋ／２≦ｎ≦３ｋ／４であれば、光無線のフレーム群については１つおきにフレームの信号品質を測定し、ＲＦ無線のフレーム群については全てのフレームの信号品質を測定するように設定できる。なお、測定するフレーム数は任意に設定変更可能としても良いし、次の制御情報を検知するまでとしても良いものとする。また、測定するフレーム数は端末２００において設定することも、制御情報を介して親局１００から設定することも可能とする。
【００３４】
各リンクの信号品質の評価では、例えば、信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ：  Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）、搬送波電力対雑音電力比（ＣＮＲ：  Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）、変調誤差比（ＭＥＲ：  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｉｏ）、エラー・ベクトル振幅（ＥＶＭ：  Ｅｒｒｏｒ−Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）、相対コンスタレーションエラー（ＲＣＥ：  Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ  Ｅｒｒｏｒ）、ビット誤り率（ＢＥＲ：  Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）、フレーム誤り率（ＦＥＲ：  Ｆｒａｍｅ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）などが挙げられる。
【００３５】
信号品質の測定値はリンク情報生成部２４０へ入力される。リンク情報生成部２４０では、下り方向の光無線リンクやＲＦ無線リンクを介して伝送された信号の信号品質と測定パラメータの双方が記載されるリンク情報が生成される。リンク情報は、Ｎビットのフィールドを持ち、例えば、図４に示すように、ＲＦ無線リンクと光無線リンクの信号品質をそれぞれ３ｂｉｔ、信号品質の測定パラメータ情報を２ｂｉｔのｂｉｔ列として表すことができる。
【００３６】
図５の表には図４において記載される信号品質と測定パラメータの詳細、及び、それらの対応関係を示している。例えば、ＣＮＲをパラメータとした場合、リンク情報に記載される測定パラメータは０１として設定できる。例えば、ＣＮＲが４０ｄＢ以上である場合は、信号品質として０００がリンク情報に記載される。従って、図４に示すリンク情報は測定パラメータとしてＣＮＲを用いており、光無線リンクのＣＮＲはＣＮＲ≧４０の範囲にあり、ＲＦ無線リンクのＣＮＲは３５≦ＣＮＲ＜４０の範囲にあることを示している。ここで、リンク情報におけるｂｉｔ長は、信号品質の精度や測定パラメータ数に応じて可変とし、また、各測定パラメータや信号品質のｂｉｔの割り当ては任意とする。このように、生成されたリンク情報はＲＦ無線側送受信機に入力され、ＲＦ無線リンクを介して、親局１００に送信される。
【００３７】
また、光無線側送受信器２１０、及び、ＲＦ無線側受信器２２０から出力されたデータの一部はバッファ部２５０においてバッファリング処理された後、信号再結合部２６０において再結合される。図３に再結合の一例を示す。まず、図３（Ａ）のように制御情報をもとに到着したフレーム群を配列し、その後、制御情報を削除する。再結合では、制御情報に記載される、フレーム群の識別子、フレーム群を構成するフレーム数、実際に光もしくはＲＦ無線リンクに振分られるフレーム数を用いて再度フレーム群を構成する。ここで、制御情報を削除後のフレーム配列を図３（Ｂ）に示す。このように、信号再結合部２６０で再結合されたデータは端末２００から出力される。
【００３８】
一方、上り方向のデータ送信にはＲＦ無線リンクのみを利用する。これは、本発明の一つの特徴であり、光無線リンク側を下り方向のみに限定することで、端末側にアップロード用の光送信器を不要とし、低コスト化を狙ったものである。また、総務省の総トラヒック報告からもあるように、アップロードトラヒックはダウンロードトラヒックの１／５程度であり、アップロード側はＲＦ無線リンクのみで十分と判断したためである。
【００３９】
端末２００内もしくは、端末２００外部にて生成された上り方向のフレームは、ＲＦ無線送受信部２２０により、親局１００へＲＦ無線リンク４００を介して送信される。この時、上り方向のフレームは、リンク情報生成部２４０から送信されるリンク情報と共に多重されて、親局１００へ送信される。親局１００のＲＦ無線送受信部１４０にて受信処理されたフレームに対して、分離部１２５では、上り方向のフレームとリンク情報を分離する処理が施される。ここで、分離部１２５において分離されたリンク情報は、振分判定部１２６に入力される。
【００４０】
振分判定部１２６では、リンクの振分比を指定する振分情報を生成する。この振分情報は、管理情報ＤＢ部１２７においてデータベース化されたリンクの信号品質に応じて、最適となる振分比に従い生成される。例えば、管理情報ＤＢ内には、図６の表に示すような、光無線とＲＦ無線のリンク情報と、ブロック化部１２２においてブロック化されるフレーム群を構成するフレーム数ｋに応じて、光無線とＲＦ無線のそれぞれに振分けるフレーム数が記載されたテーブルが、測定パラメータ毎に保持されている。光無線とＲＦ無線に振分けるフレーム数によって、振分比は定義される。ｋ個のフレームによって構成されるフレーム群では、光無線フレーム数ｎ：ＲＦ無線フレーム数ｋ−ｎが振分比となる。このテーブルに基づき、振分判定部１２６では入力された実際のリンク情報から、振分けるフレーム数を決定し、振分情報として制御情報付与部へと送信する。制御情報付与部１２３では、振分情報に応じた制御情報が下りデータに付与される。
【００４１】
なお、図５で示したテーブルにおいて、信号品質の値と各測定パラメータの測定値との対応関係を、同一の信号品質の値に対しては信号品質が各測定パラメータ間で互いに等価となるように設定しておけば、図６で示したテーブルは、各測定パラメータで共通に使用することが可能となり、測定パラメータ毎に保持する必要がなくなる。この場合、図４に示したリンク情報において、測定パラメータの情報は省略することができる。
【００４２】
分離部１２５において分離された上り方向のデータは、光送受信部１１０に入力される。光送受信部１１０では分離部１２５からの電気信号を光信号へと変換し、上位ネットワークへと光ファイバ伝送路５００を介して伝送される。
【００４３】
このように本実施形態では、電波領域の周波数帯を利用したＲＦ無線通信方式と、光領域の周波数帯を利用した光無線通信方式とを融合したＲＦ／光無線ハイブリッド通信方式において、双方のチャネルを介して受信した信号の信号品質からリンク状態の良否を判断し、リンクの振分比を親局において決定する機構を示した。本実施例の構成を用いることで、ＲＦ無線リンクと光無線リンクの振分けを動的に行うことが可能になり、電波状態や通信帯域に左右されない安定した無線通信システムを提供し、無線伝送区間における電波領域の周波数リソース確保と更なる高スループット化を実現することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、リンク情報を上り信号に重畳し、分離部１２５でリンク情報と上りデータを分離するインバウンド方式の構成を示したが、リンク情報と上り信号とを別の周波数を利用するアウトバウンド方式において、分離部１２５の代わりに特定の周波数を透過／ブロックするバンドパスフィルタを用いることでも同様の効果が得られる。
【００４５】
（発明の効果）
本発明は、ネットワークサービスの多様化やエンドユーザのライフスタイルの変化を背景に電波領域の周波数帯を利用したＲＦ無線通信方式と、光波領域の周波数帯を利用した光無線通信方式とが融合することで、無線伝送区間における電波領域の周波数リソース確保と高スループット化を実現するＲＦ／光無線ハイブリッド通信方式であって、ＲＦ無線リンクと光無線リンクの双方のチャネルにて受信した信号品質からリンク状態の良否を判断し、その結果に基づき各々のリンクで伝送するデータの配分を決定する振分方法を提供することで、電波状態や通信帯域に左右されない安定した無線通信システムを実現することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１００：親局
１１０：光送受信器
１２０：アクセス制御部
１２１：バッファ部
１２２：ブロック化部
１２３：制御情報付与部
１２４：振分部
１２６：振分判定部
１２７：管理情報ＤＢ部
１３０：光無線側送信部
１４０：ＲＦ無線側送受信部
２００：端末
２１０：光無線受信器
２２０：ＲＦ無線側送受信器
２３０：信号品質測定部
２３１：光無線信号検出部
２３２：ＲＦ無線信号検出部
２３３：光無線信号測定部
２３４：ＲＦ無線信号測定部
２４０：リンク情報生成部
２５０：バッファ部
２６０：信号再結合部
２７０：信号強度測定部
３００：ＲＦ無線リンク
３０１：光／ＲＦ無線ハイブリッド通信システム
４００：光無線リンク
５００：ファイバ伝送路
【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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