(57)【要約】【課題】  複数のルーティングパスにおける無線周波数チャネルに負荷を分散させたデータ伝送を行う無線伝送方式を開発し、全体において効率的なスループットが実現できる固定無線アクセス網システムを提供すること。【解決手段】  信号伝送を行う２つの固定基地局間の伝送経路が、異なる中継経路により複数の無線周波数チャネルで構成される固定無線アクセス網システムにおいて、固定基地局には無線周波数チャネルの回線状況を受信信号の解析により検知する手段６、チャネル状況に基づいて送信データを各無線リンクに配分する手段７、異なる無線リンク間の伝送品質と伝送可能データレートの差を補完する伝送データレート可変変調方式を選択して送信信号に変調する手段８・９などを備えた固定無線アクセス網システムを提供する。【選択図】 図４
2006313992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定無線アクセス（ＦＷＡ)で接続された固定基地局を高密度で設置し、該固定基地局が互いに信号を中継することによりデータ通信を行う固定無線アクセス網システムであって、
固定無線アクセス網内で通信を行う２つの固定基地局間の伝送経路が、同一の、又は異なる複数の無線周波数チャネルで構成された、複数の異なる中継経路をとり得る固定無線アクセス網システムにおいて、
該固定基地局には、
直接通信を行う隣接固定基地局方向からの受信信号を広帯域に検波する受信手段と、
該検波した信号を解析することで、利用可能な各無線周波数チャネルを検出し、利用可能と判断した該周波数チャネルの状況を解析すると共に、
該隣接固定無線局からの受信信号を復調した後、合成して受信データとする一方、該チャネル状況検知解析手段によって得たチャネル状況情報を各隣接固定基地局に送信データに付加するチャネル状況検知解析手段と、
隣接固定基地局から受信したチャネル状況情報と、自局のチャネル状況検知解析手段によるリンクのチャネル状況情報とに応じて各隣接固定局宛の中継送信データを配分する負荷分散手段と、
負荷分散されたデータを伝送する異なる無線リンク間で発生する伝送品質と伝送可能データレートの差を補完する適切な伝送レート可変変調方式を選択して送信データに変調を施すデータレート可変変調手段と、
各無線リンク毎に変調された送信信号を送信する送信手段と
を備えたことを特徴とする固定無線アクセス網システム。
【請求項２】
前記データレート可変変調手段が、各隣接固定基地局宛の送信データごとに独立に異なる符号化率の誤り訂正符号化を施す符号化処理の後に変調する
請求項１に記載の固定無線アクセス網システム。
【請求項３】
前記データレート可変変調手段が、所定の符号化処理の後に、各無線周波数チャネルにおいて独立に異なる変調を行う
請求項１に記載の固定無線アクセス網システム。
【請求項４】
前記データレート可変変調手段が、所定の符号化処理の後に、拡散率可変構造を持った、直接拡散型もしくは周波数ホッピング型符号分割多重（VSF-CDM）方式を用いるものであって、各隣接固定局宛送信信号ごとに独立に異なる拡散率(SF:Spreading Factor)を用いることを特徴とする、
請求項１に記載の固定無線アクセス網システム。
【請求項５】
前記データレート可変変調手段が、所定の符号化処理の後に、拡散率可変・直交周波数符号分割多重(VSF-OFCDM)方式を用いるものであって、各隣接固定局宛送信信号ごとに独立に異なる拡散率を用いると同時に、伝送に使用するサブキャリア数についても独立に異なる値を用いる、
請求項１に記載の固定無線アクセス網システム。
【請求項６】
固定無線アクセス（ＦＷＡ)で接続された固定基地局を高密度で設置し、該固定基地局が互いに信号を中継することによりデータ通信を行う固定無線アクセス網システムを構成する固定基地局であって、
固定無線アクセス網内で通信を行う２つの固定基地局間の伝送経路が、同一の、又は異なる複数の無線周波数チャネルで構成された、複数の異なる中継経路をとり得る構成において、
固定基地局が、
直接通信を行う隣接固定基地局方向からの受信信号を広帯域に検波する受信手段と、
該検波した信号を解析することで、利用可能な各無線周波数チャネルを検出し、利用可能と判断した該周波数チャネルの状況を解析すると共に、該隣接固定無線局からの受信信号を復調した後、合成して受信データとする一方、該チャネル状況検知解析手段によって得たチャネル状況情報を各隣接固定基地局に送信データに付加するチャネル状況検知解析手段と、
隣接固定基地局から受信したチャネル状況情報と、自局のチャネル状況検知解析手段によるリンクのチャネル状況情報とに応じて各隣接固定局宛の中継送信データを配分する負荷分散手段と、
負荷分散されたデータを伝送する異なる無線リンク間で発生する伝送品質と伝送可能データレートの差を補完する適切な伝送レート可変変調方式を選択して送信データに変調を施すデータレート可変変調手段と、
各無線リンク毎に変調された送信信号を送信する送信手段と
を備えたことを特徴とする固定無線アクセス網システムの固定基地局。
【請求項７】
前記データレート可変変調手段が、各隣接固定基地局宛の送信データごとに独立に異なる符号化率の誤り訂正符号化を施す符号化処理の後に変調する
請求項６に記載の固定無線アクセス網システムの固定基地局。
【請求項８】
前記データレート可変変調手段が、所定の符号化処理の後に、各無線周波数チャネルにおいて独立に異なる変調を行う
請求項６に記載の固定無線アクセス網システムの固定基地局。
【請求項９】
前記データレート可変変調手段が、所定の符号化処理の後に、拡散率可変構造を持った、直接拡散型もしくは周波数ホッピング型符号分割多重（VSF-CDM）方式を用いるものであって、各隣接固定局宛送信信号ごとに独立に異なる拡散率(SF:Spreading Factor)を用いることを特徴とする、
請求項６に記載の固定無線アクセス網システムの固定基地局。
【請求項１０】
前記データレート可変変調手段が、所定の符号化処理の後に、拡散率可変・直交周波数符号分割多重(VSF-OFCDM)方式を用いるものであって、各隣接固定局宛送信信号ごとに独立に異なる拡散率を用いると同時に、伝送に使用するサブキャリア数についても独立に異なる値を用いる、
請求項６に記載の固定無線アクセス網システムの固定基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固定無線アクセス網システム及びその固定基地局に関し、特に該システムにおける伝送方法に係る技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバアクセスリンクを用いた広帯域通信網の迅速な実現が求められている。光ファイバの敷設のみに頼った広帯域通信網の実現には大きな敷設コストと時間を要する上、物理的にファイバケーブルの敷設が困難な場所なども発生する。
そこで光ファイバ網の代替、もしくは一部補間網として、広帯域信号の伝送が可能な準ミリ波帯以上の周波数を用いた固定無線アクセス（FWA)によって構築する広帯域FWA網が期待されている。
【０００３】
このような広帯域FWA網においては、高密度に固定基地局が設置され、互いに信号を中継し合うことで広域に渡って信号伝送が可能になる。
また、高密度に固定基地局が配置されているため信号を伝送したい固定基地局間には通常、複数の信号伝送（中継）パスが存在し、降雨減衰や干渉による特定リンクの通信品質の劣化、もしくは予期しない中継局の故障などで、信号伝送中のパスに不具合が発生した場合でも、これに即座に適応して、信号伝送を迂回させることが期待されている
【０００４】
従来の技術は主に信号伝送を迂回する技術に関し、様々なメトリックをもとに適応的に信号が伝送パスを選択し、所望局へルーティングされる方式が検討・検証されてきた
しかし、いずれの従来における検討も、各無線中継局を有線系ネットワークにおけるルーティングノードに見立て、既存のネットワークにおけるルーティングプロトコルであるRIPやOSPF、もしくはMLPSやVLANの技術を応用したルーティング、もしくはそれらルーティングプロトコルの無線に対する最適化を図り、宛先基地局までの高速かつ信頼性の高い経路制御を目指したものであった。（非特許文献１を参照）
【０００５】
【非特許文献１】川上他、「広帯域ミリ波無線アクセスシステムの開発−(2)VLANを用いた経路制御方式−」２００２年電子情報通信学会総合大会 B-5-325 page.776
【０００６】
ここで基本的に従来のルーティングプロトコルは伝送媒体として有線ネットワークを前提としたものであり、伝送帯域の観点、ホップ数の観点はあるが、無線特有の降雨減衰や被干渉によるダイナミックレンジを持った回線品質の劣化などを考慮して適応できるように設計されたものではない。
【０００７】
また既存のルーティングプロトコルが判断するのは、基本的にダイナミックにルーティングパスを選択することであり、符号化方式、変調方式を選べば伝送レートの低下は避けられないものの、伝送品質を保持しながらデータ伝送が可能なリンクをルーティングパスの変更によって不使用とするためネットワークリソース（周波数資源）を有効活用しないケースが多発する。
【０００８】
従来のルーティングプロトコルによるネットワークリソースの占有を説明する図を図１に示す。
図１において、Ａ局・Ｂ局間の全リンクが良好な場合が左欄であり、それが右欄のようにＡ局・Ｂ局間における降雨減衰などによってリンク状態が不良になると、Ｃ局が中継するリンクに切り替わる。
すなわち、各拠点間がキャパシティＣの潜在的な伝送能力を持っていると想定した場合に、負荷伝送量ＣをA-B間で伝送するのに全ネットワークリソースの占有率が1/3から1に変化し、残っているネットワークリソース全てを使ってしまう。
【０００９】
これを解決するために、全ての負荷伝送量を異なるパスへと切り替えるのではなく、負荷分散してＡ局・Ｂ局間の直接リンクに残っているリソースも同時に有効利用することが考えられる。しかし、従来の技術では、異なる無線中継リンク間で発生する帯域の差や異なる伝送レートの差をうまく補完しながら、複数の無線リンクに対して負荷分散した信号を同時に伝送することができなかった。
従来の提案されていた方式は均等もしくは不均等に負荷分散されたトラヒックを異なる複数の無線リンクの帯域や伝送品質の差を補間しながら伝送する利用形態を提供する方法ではなく、無線局におけるリソースをいかに分散制御するかという点が中心で、例えば特許文献２ではベースバンド信号処理手段における負荷を分散する技術が開示されている。
【００１０】
【特許文献２】特開2004-120070号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて創出されたものであり、複数のルーティングパスにおける無線リンクに負荷を分散させて中継伝送させる無線伝送方式を開発し、全体において効率的なスループットが実現できる固定無線アクセス網システム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】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような固定無線アクセス網システムとその固定基地局を提供する。
図２には、本発明の概念を説明する説明図を示す。図示のように、本発明は、負荷分散を行い適切なデータ容量をリンク状態の劣化したパスでも伝送させる。すなわち、例えば、Ａ-Ｂ局間直接リンクに残っているリソースC/4を利用して、Ｃ局を中継する伝送経路では3C/4の伝送量のみにして、B-C局間およびA-C局で生じるC/4は空き容量とすることができる。
【００１３】
このとき全ネットワークリソースの占有率は1/3から状態遷移後でも1までは悪化せずに、4/5に留まる。更に言えば、もともとA-B局間の直接リンクは先のルーティング方式では同時には利用されないわけだから、これを前提として比較すれば、占有率は3/4まで改善されているとも言うことができる。この余剰分は他の拠点間のデータ伝送のためのリソースとして配分可能となり、結果的にネットワーク全体でのスループットは改善される。
【００１４】
そこで、請求項１に記載の発明は、固定無線アクセス（ＦＷＡ)で接続された固定基地局を高密度で設置し、該固定基地局が互いに信号を中継することにより信号伝送を行う固定無線アクセス網システムであって、信号伝送を行う２つの固定基地局間の伝送経路が、同一もしくは異なる複数の無線周波数チャネルを用いる異なる複数の無線中継リンクによって構成される。
【００１５】
固定基地局には、直接通信を行う隣接固定基地局方向からの受信信号を広帯域に検波する受信手段と、その検波した信号を解析することで、利用可能な各無線周波数チャネルを検出し、利用可能と判断した該周波数チャネルの状況を解析すると共に、該隣接固定無線局からの受信信号を復調した後、合成して受信データとする一方、該チャネル状況検知解析手段によって得たチャネル状況情報を各隣接固定基地局に送信データに付加するチャネル状況検知解析手段と、隣接固定基地局から受信したチャネル状況情報と、自局のチャネル状況検知解析手段によるリンクのチャネル状況情報とに応じて各隣接固定局宛の中継送信データを配分する負荷分散手段と、負荷分散されたデータを伝送する異なる無線リンク間で発生する伝送品質と伝送可能データレートの差を補完する適切な伝送レート可変変調方式を選択して送信データに変調を施すデータレート可変変調手段と、各無線リンク毎に変調された送信信号を送信する送信手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、上記のデータレート可変変調手段が、各隣接固定基地局宛の送信データごとに独立に異なる符号化率の誤り訂正符号化を施す符号化処理の後に変調することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、上記のデータレート可変変調手段が、所定の符号化処理の後に、各無線周波数チャネルにおいて独立に異なる変調を行うことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、上記のデータレート可変変調手段が、所定の符号化処理の後に、拡散率可変構造を持った、直接拡散型もしくは周波数ホッピング型符号分割多重（VSF-CDM）方式を用いるものであって、各隣接固定局宛送信信号ごとに独立に異なる拡散率(SF:Spreading Factor)を用いるものである。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、上記のデータレート可変変調手段が、所定の符号化処理の後に、拡散率可変・直交周波数符号分割多重(VSF-OFCDM)方式を用いるものであって、各隣接固定局宛送信信号ごとに独立に異なる拡散率を用いると同時に、伝送に使用するサブキャリア数についても独立に異なる値を用いるものである。
【００２０】
本願の請求項６以降では、上記固定無線アクセス網システムを構成する固定基地局を提供することができる。すなわち、本発明に係る固定基地局は、直接通信を行う隣接固定基地局方向からの受信信号を広帯域に検波する受信手段と、その検波した信号を解析することで、利用可能な各無線周波数チャネルを検出し、利用可能と判断した該周波数チャネルの状況を解析すると共に、該隣接固定無線局からの受信信号を復調した後、合成して受信データとする一方、該チャネル状況検知解析手段によって得たチャネル状況情報を各隣接固定基地局に送信データに付加するチャネル状況検知解析手段と、隣接固定基地局から受信したチャネル状況情報と、自局のチャネル状況検知解析手段によるリンクのチャネル状況情報とに応じて各隣接固定局宛の中継送信データを配分する負荷分散手段と、負荷分散されたデータを伝送する異なる無線リンク間で発生する伝送品質と伝送可能データレートの差を補完する適切な伝送レート可変変調方式を選択して送信データに変調を施すデータレート可変変調手段と、各無線リンク毎に変調された送信信号を送信する送信手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、上記と同様にデータレート可変変調手段を構成する各実施形態において固定基地局を提供することもできる。
【発明の効果】
【００２２】
上記手段により本発明は次の通りの効果を奏する。
すなわち、従来のルーティング方式ではリンクを択一的に切り替えるためにリンク状態が悪化したリンクについては利用されない。これに対して本願では、負荷分散を行い適切なデータ容量を伝送能力（リソース）の劣化したパスでもデータの伝送品質を劣化させることなく伝送させることで、全ネットワークリソースの占有率が極端に高まることを防ぐことができる。
ネットワークリソースの余剰分は他の拠点間のデータ伝送のためのリソースとして配分可能となり、結果的にネットワーク全体でのスループットが改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。なお、実施形態は下記に限定されるものではない。
図３は、本発明の固定無線アクセス網を示す説明図である。固定基地局Ａ局、Ｂ局、Ｃ局は固定基地局であり、その他の各固定基地局についても同様に各固定基地局間が準ミリ波帯以上の周波数を用い、固定無線アクセス（FWA)が形成されている。
【００２４】
固定基地局とは複数の移動端末(nomadic局）がこれと無線通信を行うと同時にデータ信号を他の固定基地局へ中継伝送する中継局としても機能する無線局である。結果として各移動端末から異なる固定基地局と通信する移動端末とが通信可能となる。このようなＦＷＡ網は公知であり、移動端末と固定基地局との通信については本発明と関連しないため詳述しない。
【００２５】
以下には、固定基地局において複数の伝送経路に対応する無線リンクを利用する技術を開示する。固定基地局が受信信号の解析によって利用可能と判断された異なる伝送経路は、それぞれの経路において利用可能な周波数帯域、他無線端末による被干渉状況、その伝搬環境などに依存する回線品質状況などが異なる。
そのため、異なる無線リンク間で発生する伝送品質と伝送可能データレートの差をうまく補完、もしくは平等化する伝送方式が必要となる。
【００２６】
そのために、本発明では (a)各チャネルの状況検知技術、(b)検知情報に基づいた伝送データ（負荷）を分散させる技術、(c)分散された信号を伝送リンクの状況に適切な方式で変調する技術、の３つの技術によって上記伝送方式を提供する。
すなわち、まず固定基地局の受信手段が、各無線リンク毎に受信信号を受信して復調する（受信ステップ）。
【００２７】
そして(a)の技術として、チャネル状況検知解析手段が、利用可能な各無線周波数チャネルの回線状況を受信信号の解析により検知する（チャネル状況検知解析ステップ）。
チャネル状況検知解析手段は、回線状況を検知する公知の手法を用いることができるが、例えば使用可能な周波数チャネルを検索するためには、広帯域に受信した信号を周波数解析して、各周波数チャネルの受信レベルを解析すればよい。また使用を想定したチャネルの伝送品質を解析する場合には、送受信する信号フレームにFCS(フレームチェックシーケンス)を付加しておき、これを元に受信側でフレーム誤りを検出することで、降雨減衰や被干渉によるリンクの伝送品質の状況を解析することができる。
【００２８】
なお、(a)のチャネル状況検知解析手段によって得た、各無線リンクのチャネル状況を示すデータは負荷分散処理回路内も蓄積され、後の(b)によって負荷分散された送信データに付加されて送信されることになる。
【００２９】
(b)の技術として、上記チャネル状況検知解析ステップに基づいて各使用チャネルの伝送量を決定し、これに基づいた負荷配分を行う（負荷分散ステップ）。
送信データ負荷の配分量の決定方法については、例えば、既存の負荷分散技術に習うのであれば、ダイナミックな不均等負荷分散処理の機能を備えるルーティングプロトコルとして代表的な、Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)における負荷分散配分のためのコスト値計算として、上記チャネル状況検知解析ステップで得た各無線リンクのフレーム誤り率を含めることで実現可能である。
計算手法としては無線リンク間での誤り率の平等化という観点で負荷分散を行おう方法がある。これは後の(c)のいずれの伝送レート可変変調技術と組み合わされた場合でも、伝送レートを低く割り当てるほど低い（良好な）誤り率が得られるという法則によって実現される。
【００３０】
また、例えば後述の(c)の技術と組み合わせて、各固定基地局がチャネル状況の悪いリンクから順次、伝送容量を決定する可変変調パラメータを割り当てることとし、所要のフレーム誤り率になるまで可変変調パラメータを変更するよう送信側へフィードバック指示を与える方法などが考えられる。
このような方法で、たとえば図２のように容量Cのリンクのチャネル状況が悪化し、C/4の伝送容量に減少した場合でも、該チャネルではC/4のデータ量を、他の全てのリンクを中継させた負荷分散させることで、3C/4のデータ量を伝送するよう配分すればよい。
【００３１】
利用可能な複数の無線リンクに対して、それぞれその伝送可能な容量に基づいて負荷を分配した後、これを等しく伝送品質を維持しながら宛先固定基地局まで伝送することが本発明の特徴であり、分配そのものの方法については公知の手法を用いることができる。例えば、レイヤ２のイーサパケットを分配する方法や、レイヤ３のＩＰパケットを分配しても良い。
【００３２】
さらに、(c)の技術として固定基地局のデータレート可変変調手段が、異なる無線リンク間の伝送品質と伝送可能データレートの差を補完する伝送レート可変変調方式を選択して送信信号に変調する（伝送レート可変変調ステップ）。補完に当たっては、使用無線リンクによって利用可能帯域が異なること、リンクマージンが異なること、被干渉量が異なることが関係する。
最後に、固定基地局の送信手段が、各無線リンク毎に送信信号を送信する（送信ステップ）。
【実施例１】
【００３３】
以上の概要の通り、本願では上記(a)〜(c)の組み合わせによる無線アクセス方式を実現したこと、特に(c)の技術に特徴があり、以下詳述する。
第１の実施例として、各々異なる伝送リンク用に負荷分散されたトラヒックに対し、それぞれ独立に、異なる符号化率の誤り訂正符号化(Feed forward error correction)を施して伝送することで、異なる固定基地局宛のリンク間の伝送品質と伝送可能データレートの差を補完する方法を提供する。
【００３４】
図３は第１の実施例における固定基地局の構成図を示す。本構成は、ベースバンド信号に適応的に異なる符号化率の誤り訂正処理を行う固定基地局である。
本固定基地局では、複数の無線リンク＃１（１）〜＃Ｎ（２）毎に、受信部（３）と送信部（４）を設けている。そして、受信部（３）で受信した受信信号は、復調器（５）に入力して復調される。
【００３５】
さらに解析器（６）はＦＣＳを解析してフレーム誤り率を解析する。そして信号分配処理器（７）に各無線リンク（１）（２）からの受信信号が入力して固定基地局として所望の受信データが得られる。
一方、送信データはまず信号分配処理器（７）に入力されて、各チャネルに分配される。上述したとおり、分配には上記解析器（６）におけるチャネルの誤りの多さに応じて、分配する。分配方法は予め各リンク（１）（２）からの受信信号の誤り率解析と、該受信信号の復調データから得たリンクの送信側での誤り率情報によって定義し、それに従って分配量を定めてもよい。
【００３６】
分配された送信データは本発明に係る適応符号化器（８）に入力する。本適応符号化器では、変調器に入力される送信段階ではデータレートが出来るだけ固定伝送レートとなるように符号化率を制御する。適応符号化器（８）には、例えば、畳み込み符号器におけるPuncturingの制御などが好適である。すなわち、畳み込み符号器ではレート1/2の場合は、相対的に4ビットの入力に4ビットの冗長ビットが付加されて8ビットの出力が得られるが、これからを所望のbitを間引く処理を行う（Puncturing）ことで、所望の符号化率を得ることができる。すなわち、このPuncturingを制御すれば適応的に符号化率を制御できる。
【００３７】
その他、適応符号化器には、BCH符号や、誤り訂正能力の高いターボ符号、Woven符号、LDPC符号を用いることもできる。
各無線リンクにおいて、符号化された送信信号は変調器（９）で変調され送信部（４）から送信する。
このように本実施例では変復調方式は固定のまま、負荷分散信号処理によって分配された信号が、送信段階で固定伝送レートとなるように、適応符号化器が符号化率を制御して伝送する。
【００３８】
実施例１の構成によると、ベースバンド領域で負荷分散された信号に対し、アダプティブに異なる符号化率の誤り訂正処理を行う方法は、既存の変復調装置、に対する最小限の改修で本方式の原理適用することが可能である。
【実施例２】
【００３９】
本発明の第２の実施例について次に説述する。本実施例は、各々異なる伝送無線リンク用に負荷分散されたトラヒックに対し、それぞれ独立に、異なる変調方式を用いたＲＦキャリアで伝送することで、異なる無線リンク間の伝送品質と伝送可能レートの差を補完する方法である。
図４に本実施例に係る固定基地局の構成を示す。上記実施例１と同様の構成要素については同一符号を付し、説明は省略する。
【００４０】
本実施例は適応符号化器及び変調器に変えて、適応変調器（１０）を用いた構成である。適応変調器（１０）では負荷分散信号処理によって分配された信号の伝送レートに適切な変調方式により変調する。なお、図示をしていないが本実施例では信号分配処理機（７）と適応変調器（１０）の間には符号化率固定の符号化器を配置する。
【００４１】
変調方式の変更には、適応変調器（１０）の出力シンボルレート（占有帯域）は同じままＢＰＳＫ、ＷＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１２８ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、更には１０２４ＱＡＭなどと適応的に切り替える方法がある。これにより、伝送レートを可変にすると共に、各チャネルでの誤りに対する耐性を制御可能である。
【実施例３】
【００４２】
本発明の第３の実施例は、各々異なる伝送周波数チャネル用に負荷分散されたトラヒックに対し、それぞれ独立に、直接拡散(DS)型の拡散率可変・符号分割多重（VSF-CDM）方式を用いて変調してＲＦキャリアで伝送することとし、1次変調の変調レートを可変とすることで拡散率（Spreading Factor）を制御することで異なるチャネル間の伝送品質と伝送可能データレートの差を補完する方法である。
【００４３】
図５は本実施例における固定基地局の構成図である。
本構成では１次変調器（１１）と２次変調器（１２）とを備え、１次変調器（１１）において拡散率を変更する。本構成は、固定のチップレートを用いたＤＳ−ＣＤＭ方式をベースとして拡張率を可変にした可変拡散率・符号分割多重変調（VSF-CDM)を用いることで、無線リンクに必要な伝送帯域は一定のまま、干渉に対する耐性のみ制御可能である。すなわち、被干渉レベルが低く高い伝送容量のリンクにあっては拡散率を小さく、逆に低い伝送容量のリンクにあっては拡散率を大きくする。
本方法は、CDM方式に依存するため、異なる符号系列を用いる干渉信号（受信を想定していない固定基地局からの信号）の抑圧が期待できる。
【００４４】
図６はＣＤＭ方式としてＤＳ(Direct Sequence)型のＣＤＭ方式を想定し、上段に高速な伝送データレートにおける信号波形を、下段は低速伝送データレートにおける信号波形を示している。高速なデータ伝送は被干渉信号レベルが小さい時であり、低速なデータ伝送は同レベルが大きい時に採用することが想定される。
本図では固定のチップレート、固定の拡散符号を用いて、２倍の異なる伝送レートを実現している様子を示している。変調方式としては簡単のため、ＢＰＳＫ信号のバイポーラ信号のＤＳ拡散を想定している。
【００４５】
図６の上段では、拡散符号あたり２ビット伝送しているのに対して、下段では１ビットしか伝送していないため情報伝送レートは1/2になっている。
しかしながら、干渉抑圧効果は下段の方が２倍に信号を拡散しているので改善される。このようにして、一つの拡散符号系列で伝送するビット数を増減することで、リンクの伝送レートと誤りに対する耐性の調整が可能となる。
【００４６】
実施例３の別形態として、図７のようにデータレート可変１次変調器（１３）とパターン可変周波数ホッピングシンセサイザ（１４）を設けた固定基地局を提供することもできる。固定の周波数範囲内でのパターン可変周波数ホッピングシンセサイザを用いた周波数拡散方式による出力とすることで無線リンクに必要な物理的な伝送帯域は一定のまま、伝送レートと干渉に対する耐性を制御可能な構成をとることが可能である。
【００４７】
この際のデータレート可変1次変調方式は、シンボルレート可変の変復調器よりも、たとえば高速ＯＦＤＭ変復調方式を用いて利用するサブキャリア数を限定するなどの方法が望ましい。図８には、割り当てられた帯域内で通信を行おうとするリンクの被干渉レベルが大きい場合（上段）と小さい場合（下段）の本発明による固定基地局の適応状況（スペクトラム）を示す。
【００４８】
上段（被干渉レベルが大のリンク）では、伝送レートを落とし、これを十分に相対的に広帯域にわたって周波数ホッピング（周波数拡散）することで干渉に対する耐性を強くして信号を伝送できる。
下段（被干渉レベルが小のリンク）では、伝送レートを増加させて送信している分、周波数ホッピング（周波数拡散）による拡散率は減少し、耐干渉性は犠牲にされている。
なお、最も極端な場合（非干渉レベル０のリンク）では、拡散率１（拡散なし）のリンクとして伝送可能である。すなわち、全く周波数ホッピングを行わずに使用可能な全帯域を信号伝送として用いる。
【実施例４】
【００４９】
最後に、本発明の実施例４として、各々異なる無線リンク用に負荷分散されたトラヒックを、それぞれ独立に、VSF-OFCDM変調方式を用いて変調したＲＦキャリアで伝送することとし、拡張率（Spreading Factor）を制御することで異なるチャネル間の伝送品質と伝送可能データレートの差を補完する方法を説述する。なお、該変調方式で使用するサブキャリア周波数の数を制御することで物理的な占有周波数帯域の制御も可能となる。
【００５０】
本実施例における固定基地局の構成図を図９に示す。本固定基地局にはVSF-OFCDM変調器（１５）を備える。
本構成はVSF-OFCDM方式をベースとすることで、無線リンクに必要な伝送帯域は一定のまま、大幅な周波数利用効率を改善し、干渉状況や降雨減衰量等に対応させて、回線マージンのみ適応的に制御可能な特徴がある。
【００５１】
具体的には負荷分散処理で分配された信号を、適切な方法にて符号化を施してVSF-OFDM変調器へ入力する。そして、高い伝送容量のリンク（誤り状況の良好のリンク）にあっては拡散率を小さく、低い伝送容量のリンク（誤り状況の悪いリンク）にあっては拡散率を大きくして伝送する。また、CDM方式に依存するため、異なる符号系列を用いる干渉信号（受信を想定していない固定基地局からの信号）の抑圧が期待できる。
【００５２】
図１０は上記VSF-OFCDM変調器の構成図、図１２は同復調器である。該VSF-OFCDMの変復調器については公知であるが、図１０におけるVariable SF controller（拡散率調整部）（２０）を有し、解析器（６）からの制御により拡散率を調整する。この時、図１１に示すSpreading Factor(周波数領域、時間領域）を制御することで、伝送レートとチャネル状況に対する耐性を任意に設定可能である。
【００５３】
VSF-OFCDM変調器と復調器の基本構成および動作についても、既に公知であるが図１１および図１３に基づき簡単に概説する。入力データはChannel encoderによって適切な符号化がなされた後、Data Modulatorによって適切に変調されたデータストリームに変換される。これが直列/並列変換回路で複数のデータ系列に変換された後、インタリーバによりインタリーブされる。
【００５４】
ここで得られたデータ系列をＩＦＦＴによって変換して並列/直列変換した後、ガードインターバルを付加すれば、通常のＯＦＤＭ信号となるが、VSF-OFCDMでは、IFFT変換以前の各データ系列を所望の周波数方向拡散率分だけコピーしたデータを用意した後、更に拡散符号ジェネレータからのコード系列を乗積してコード多重する。
なお、このときの周波数拡散方向でのコピー数を制御することで周波数拡散率を制御できる。また、コードジェネレータ出力を制御することで時間拡散率も制御できる。復調器の動作については主に、ＯＦＤＭ復調器の動作に基づいた、上記変調器の逆動作であり省略する。
【００５５】
本方法によると、新たな干渉局発生時も自律分散的に各中継局が拡散率を制御することで、ある最適なネットワーク状態に収束させることが可能である。
また、実施例２〜４の方法は、ＲＦ変調方式において負荷分散伝送処理を行うため、高速、低遅延処理に寄与し、幅広い伝送効率パラメータ選択が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来の技術におけるリンクの占有状態を説明する説明図である。
【図２】本発明技術におけるリンクの占有状態を説明する説明図である。
【図３】本発明に係る固定無線アクセス網システムの全体構成図である。
【図４】本発明の実施例１に係る固定基地局の構成図である。
【図５】本発明の実施例２に係る固定基地局の構成図である。
【図６】本発明の実施例３（その１）に係る固定基地局の構成図である。
【図７】同実施例における信号波形である。
【図８】本発明の実施例３（その２）に係る固定基地局の構成図である。
【図９】同実施例における信号スペクトラムである。
【図１０】本発明の実施例４に係る固定基地局の構成図である。
【図１１】同実施例に係るVSF-OFCDM変調器の構成図である。
【図１２】拡散率パラメータの定め方を説明する説明図である。
【図１３】同実施例に係るVSF-OFCDM復調器の構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    受信信号
２    送信信号
３    受信部
４    送信部
５    復調器
６    解析器
７    信号分配処理器
８    適応符号化器
【図１】
2006313992.tif 000003
【図２】
2006313992.tif 000004
【図３】
2006313992.tif 000005
【図４】
2006313992.tif 000006
【図５】
2006313992.tif 000007
【図６】
2006313992.tif 000008
【図７】
2006313992.tif 000009
【図８】
2006313992.tif 000010
【図９】
2006313992.tif 000011
【図１０】
2006313992.tif 000012
【図１１】
2006313992.tif 000013
【図１２】
2006313992.tif 000014
【図１３】
2006313992.tif 000015