(57)【要約】【課題】Ｃ／Ｕ分離を実現するネットワーク上でＴＤＭ−ＰＯＮを適用し、ＴＤＭ−ＰＯＮでの上り通信の低遅延化を図る。【解決手段】端末装置ＵＴ１は、マクロ局Ｍを介して、定期的にＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔを収容局Ａに送信し、収容局Ａは、マクロ局Ｍと無線通信を行なっていた端末装置ＵＴ１が、小セル局Ｓ１とのデータ通信が可能であると判断した場合、ＯＬＴ１２に対して、小セル局Ｓ１のＯＮＵ−１をポーリングの対象とするよう指示し、端末装置Ｕｔ１に上り無線帯域を割り当て、小セル局Ｓ１を介して、上り無線帯域情報を端末装置ＵＴ１に送信し、端末装置ＵＴ１は、小セル局Ｓ１から受信した上り無線帯域情報に基づいて、小セル局Ｓ１のＯＮＵ−１に対して上りデータを送信し、ＯＬＴ１２は、ＯＮＵ−１に対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与える。【選択図】図１
2018098651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容局の配下において、マクロセルを形成し無線通信を行なうマクロ基地局、および前記マクロセル内で小セルを形成しデータ通信のみを実行する少なくとも一つの小セル基地局を有し、収容局と前記小セル基地局との間でＴＤＭ−ＰＯＮが適用される無線ネットワークシステムであって、
前記マクロ基地局と無線通信を行なう端末装置は、前記マクロ基地局を介して、定期的にＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔを前記収容局に送信し、
前記収容局は、前記マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、前記小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、前記収容局内に設けられたＯＬＴ（Optical Line Terminal）に対して、前記小セル基地局のＯＮＵ（Optical Network Unit）をポーリングの対象とするよう指示し、前記端末装置に上り無線帯域を割り当て、前記小セル基地局を介して、前記上り無線帯域情報を前記端末装置に送信し、
前記端末装置は、前記小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、前記小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信し、
前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えることを特徴とする無線ネットワークシステム。
【請求項２】
収容局の配下において、マクロセルを形成し無線通信を行なうマクロ基地局、および前記マクロセル内で小セルを形成しデータ通信のみを実行する少なくとも一つの小セル基地局を有し、収容局と前記小セル基地局との間でＴＤＭ−ＰＯＮが適用される無線ネットワークシステムであって、
前記マクロ基地局と無線通信を行なう端末装置は、前記マクロ基地局を介して、定期的にＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔを前記収容局に送信し、
前記マクロ基地局は、マクロセルを形成する無線装置、前記ＴＤＭ−ＰＯＮに含まれるＯＬＴ（Optical Line Terminal）、および前記収容局と前記無線装置との接続または前記収容局と前記ＯＬＴとの接続を切り替えるスイッチを備え、
前記収容局は、前記マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、前記小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、前記スイッチを前記収容局とＯＬＴとの接続に切り替えて、前記ＯＬＴに対して、前記小セル基地局のＯＮＵ（Optical Network Unit）をポーリングの対象とするよう指示し、前記端末装置に上り無線帯域を割り当て、前記スイッチを前記収容局と前記無線装置との接続に切り替えて、前記小セル基地局を介して、前記上り無線帯域情報を前記端末装置に送信し、
前記端末装置は、前記小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、前記小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信し、
前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えることを特徴とする無線ネットワークシステム。
【請求項３】
前記ＯＬＴは、いずれかのＯＮＵとの回線において、回線断を検出した場合、前記収容局に回線断検知情報を通知し、
前記収容局は、回線断を検出した箇所に対応する小セル基地局とデータ通信をしていた端末装置に対して、前記マクロ基地局との無線通信に切り替える制御を行なうことを特徴とする請求項１または請求項２記載の無線ネットワークシステム。
【請求項４】
収容局の配下において、マクロセルを形成し無線通信を行なうマクロ基地局、および前記マクロセル内で小セルを形成しデータ通信のみを実行する少なくとも一つの小セル基地局を有し、収容局と前記小セル基地局との間でＴＤＭ−ＰＯＮが適用される無線ネットワークシステムの通信方法であって、
前記マクロ基地局と無線通信を行なう端末装置において、前記マクロ基地局を介して、定期的にＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔを前記収容局に送信するステップと、
前記収容局において、前記マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、前記小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、前記収容局内に設けられたＯＬＴ（Optical Line Terminal）に対して、前記小セル基地局のＯＮＵ（Optical Network Unit）をポーリングの対象とするよう指示し、前記端末装置に上り無線帯域を割り当て、前記小セル基地局を介して、前記上り無線帯域情報を前記端末装置に送信するステップと、
前記端末装置において、前記小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、前記小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信するステップと、
前記ＯＬＴにおいて、前記ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えるステップと、を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項５】
収容局の配下において、マクロセルを形成し無線通信を行なうマクロ基地局、および前記マクロセル内で小セルを形成しデータ通信のみを実行する少なくとも一つの小セル基地局を有し、収容局と前記小セル基地局との間でＴＤＭ−ＰＯＮが適用される無線ネットワークシステムの通信方法であって、
前記マクロ基地局と無線通信を行なう端末装置において、前記マクロ基地局を介して、定期的にＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔを前記収容局に送信するステップと、
前記収容局において、前記マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、前記小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、前記収容局とマクロセルを形成する無線装置との接続または前記収容局と前記ＴＤＭ−ＰＯＮに含まれるＯＬＴ（Optical Line Terminal）との接続を切り替えるスイッチを、前記収容局とＯＬＴとの接続に切り替えて、前記ＯＬＴに対して、前記小セル基地局のＯＮＵ（Optical Network Unit）をポーリングの対象とするよう指示するステップと、
前記収容局において、前記端末装置に上り無線帯域を割り当て、前記スイッチを前記収容局と前記無線装置との接続に切り替えて、前記小セル基地局を介して、前記上り無線帯域情報を前記端末装置に送信するステップと、
前記端末装置において、前記小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、前記小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信するステップと、
前記ＯＬＴにおいて、前記ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えるステップと、を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項６】
前記ＯＬＴにおいて、いずれかの前記ＯＮＵとの回線において、回線断を検出した場合、前記収容局に回線断検知情報を通知するステップと、
前記収容局において、回線断を検出した箇所に対応する小セル基地局とデータ通信をしていた端末装置に対して、前記マクロ基地局との無線通信に切り替える制御を行なうステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項４または請求項５記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収容局の配下において、マクロセルを形成し無線通信を行なうマクロ基地局、およびマクロセル内で小セルを形成しデータ通信のみを実行する少なくとも一つの小セル基地局を有し、収容局と小セル基地局との間でＴＤＭ−ＰＯＮが適用される無線ネットワークシステムおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、セルラーにＰＯＮ（Passive Optical Network）システムを適用するための提案がなされている。多くの文献では、セルラーに対するＰＯＮの適用では、制御信号（C-plane: Control plane）とデータ信号（U-plane: User plane）とを分離するＣ／Ｕ分離型システムが用いられていない。非特許文献１では、ＢＢＵ（Base Band Unit）とＲＲＨ（Remote Radio Head）のフロントホール回線に、ＴＤＭ−ＰＯＮを用いる構成が開示されている。ここでは、ＢＢＵの上りスケジューリング情報をＲＲＨ側に通知する際、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）がその情報を使ってＲＲＨから上り情報が送信されるタイミングを狙ってＧａｔｅ情報を送信することによって、低遅延を実現しようとしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】T. Takayoshi, S. Kuwano, J. Terada, T. Kawamura, N. Tanaka, “A Novel DBA Scheme for TDM-PON based Mobile Fronthaul,” OFC 2014.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｃ／Ｕ分離型（Dual Connectivity）ヘテロジニアスネットワークにおいて、小セルのアクセス回線にＴＤＭ−ＰＯＮを導入した場合の上り通信を実現する際に、上りのデータが小セル（ＲＲＨ）に到着した後で、通常のＴＤＭ−ＰＯＮ方式で光ファイバの帯域割当を行なうと、数ミリ秒の遅延が発生する場合がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、Ｃ／Ｕ分離を実現するネットワーク上でＴＤＭ−ＰＯＮを適用し、ＴＤＭ−ＰＯＮでの上り通信（データ信号）の低遅延化を図ることができる無線ネットワークシステムおよび通信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】
【０００６】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線ネットワークシステムは、収容局の配下において、マクロセルを形成し無線通信を行なうマクロ基地局、および前記マクロセル内で小セルを形成しデータ通信のみを実行する少なくとも一つの小セル基地局を有し、収容局と前記小セル基地局との間でＴＤＭ−ＰＯＮが適用される無線ネットワークシステムであって、前記マクロ基地局と無線通信を行なう端末装置は、前記マクロ基地局を介して、定期的にＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔを前記収容局に送信し、前記収容局は、前記マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、前記小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、前記収容局内に設けられたＯＬＴ（Optical Line Terminal）に対して、前記小セル基地局のＯＮＵ（Optical Network Unit）をポーリングの対象とするよう指示し、前記端末装置に上り無線帯域を割り当て、前記小セル基地局を介して、前記上り無線帯域情報を前記端末装置に送信し、前記端末装置は、前記小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、前記小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信し、前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えることを特徴とする。
【０００７】
このように、収容局は、マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、収容局内に設けられたＯＬＴに対して、小セル基地局のＯＮＵをポーリングの対象とするよう指示し、端末装置に上り無線帯域を割り当て、小セル基地局を介して、上り無線帯域情報を端末装置に送信し、端末装置は、小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信し、ＯＬＴは、ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えるので、小セル基地局が受信した上りデータは、ＯＮＵを介して直ちにＯＬＴに送信され、ＢＢＵに到着する。これにより、従来、ＯＬＴがＯＮＵへの帯域割当に要していた処理時間を短縮し、低遅延で上りデータ通信を行なうことが可能となる。
【０００８】
（２）また、本発明の無線ネットワークシステムは、収容局の配下において、マクロセルを形成し無線通信を行なうマクロ基地局、および前記マクロセル内で小セルを形成しデータ通信のみを実行する少なくとも一つの小セル基地局を有し、収容局と前記小セル基地局との間でＴＤＭ−ＰＯＮが適用される無線ネットワークシステムであって、前記マクロ基地局と無線通信を行なう端末装置は、前記マクロ基地局を介して、定期的にＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔを前記収容局に送信し、前記マクロ基地局は、マクロセルを形成する無線装置、前記ＴＤＭ−ＰＯＮに含まれるＯＬＴ（Optical Line Terminal）、および前記収容局と前記無線装置との接続または前記収容局と前記ＯＬＴとの接続を切り替えるスイッチを備え、前記収容局は、前記マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、前記小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、前記スイッチを前記収容局とＯＬＴとの接続に切り替えて、前記ＯＬＴに対して、前記小セル基地局のＯＮＵ（Optical Network Unit）をポーリングの対象とするよう指示し、前記端末装置に上り無線帯域を割り当て、前記スイッチを前記収容局と前記無線装置との接続に切り替えて、前記小セル基地局を介して、前記上り無線帯域情報を前記端末装置に送信し、前記端末装置は、前記小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、前記小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信し、前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えることを特徴とする。
【０００９】
このように、収容局は、マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、スイッチを収容局とＯＬＴとの接続に切り替えて、ＯＬＴに対して、小セル基地局のＯＮＵ（Optical Network Unit）をポーリングの対象とするよう指示し、端末装置に上り無線帯域を割り当て、スイッチを収容局と無線装置との接続に切り替えて、小セル基地局を介して、上り無線帯域情報を端末装置に送信し、端末装置は、小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信し、ＯＬＴは、ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えるので、上りデータが小セル基地局のＯＮＵに到着する際には、予めＯＮＵの上り光ファイバの帯域割当がＧａｔｅ情報によってＯＮＵに通知され、上りデータは滞留することなく、ＯＮＵを介して直ちにＯＬＴに送信され、ＢＢＵに到着する。これにより、従来、ＯＬＴがＯＮＵへの帯域割当に要していた処理時間を短縮し、低遅延で上りデータ通信を行なうことが可能となる。
【００１０】
（３）また、本発明の無線ネットワークシステムにおいて、前記ＯＬＴは、いずれかのＯＮＵとの回線において、回線断を検出した場合、前記収容局に回線断検知情報を通知し、前記収容局は、回線断を検出した箇所に対応する小セル基地局とデータ通信をしていた端末装置に対して、前記マクロ基地局との無線通信に切り替える制御を行なうことを特徴とする。
【００１１】
このように、ＯＬＴは、いずれかのＯＮＵとの回線において、回線断を検出した場合、収容局に回線断検知情報を通知し、収容局は、回線断を検出した箇所に対応する小セル基地局とデータ通信をしていた端末装置に対して、マクロ基地局との無線通信に切り替える制御を行なうので、早期に復旧を実現することが可能となる。
【００１２】
（４）また、本発明の通信方法は、収容局の配下において、マクロセルを形成し無線通信を行なうマクロ基地局、および前記マクロセル内で小セルを形成しデータ通信のみを実行する少なくとも一つの小セル基地局を有し、収容局と前記小セル基地局との間でＴＤＭ−ＰＯＮが適用される無線ネットワークシステムの通信方法であって、前記マクロ基地局と無線通信を行なう端末装置において、前記マクロ基地局を介して、定期的にＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔを前記収容局に送信するステップと、前記収容局において、前記マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、前記小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、前記収容局内に設けられたＯＬＴ（Optical Line Terminal）に対して、前記小セル基地局のＯＮＵ（Optical Network Unit）をポーリングの対象とするよう指示し、前記端末装置に上り無線帯域を割り当て、前記小セル基地局を介して、前記上り無線帯域情報を前記端末装置に送信するステップと、前記端末装置において、前記小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、前記小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信するステップと、前記ＯＬＴにおいて、前記ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えるステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
このように、収容局は、マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、収容局内に設けられたＯＬＴに対して、小セル基地局のＯＮＵをポーリングの対象とするよう指示し、端末装置に上り無線帯域を割り当て、小セル基地局を介して、上り無線帯域情報を端末装置に送信し、端末装置は、小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信し、ＯＬＴは、ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えるので、小セル基地局が受信した上りデータは、ＯＮＵを介して直ちにＯＬＴに送信され、ＢＢＵに到着する。これにより、従来、ＯＬＴがＯＮＵへの帯域割当に要していた処理時間を短縮し、低遅延で上りデータ通信を行なうことが可能となる。
【００１４】
（５）また、本発明の通信方法は、収容局の配下において、マクロセルを形成し無線通信を行なうマクロ基地局、および前記マクロセル内で小セルを形成しデータ通信のみを実行する少なくとも一つの小セル基地局を有し、収容局と前記小セル基地局との間でＴＤＭ−ＰＯＮが適用される無線ネットワークシステムの通信方法であって、前記マクロ基地局と無線通信を行なう端末装置において、前記マクロ基地局を介して、定期的にＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔを前記収容局に送信するステップと、前記収容局において、前記マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、前記小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、前記収容局とマクロセルを形成する無線装置との接続または前記収容局と前記ＴＤＭ−ＰＯＮに含まれるＯＬＴ（Optical Line Terminal）との接続を切り替えるスイッチを、前記収容局とＯＬＴとの接続に切り替えて、前記ＯＬＴに対して、前記小セル基地局のＯＮＵ（Optical Network Unit）をポーリングの対象とするよう指示するステップと、前記収容局において、前記端末装置に上り無線帯域を割り当て、前記スイッチを前記収容局と前記無線装置との接続に切り替えて、前記小セル基地局を介して、前記上り無線帯域情報を前記端末装置に送信するステップと、前記端末装置において、前記小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、前記小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信するステップと、前記ＯＬＴにおいて、前記ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えるステップと、を含むことを特徴とする。
【００１５】
このように、収容局は、マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、スイッチを収容局とＯＬＴとの接続に切り替えて、ＯＬＴに対して、小セル基地局のＯＮＵ（Optical Network Unit）をポーリングの対象とするよう指示し、端末装置に上り無線帯域を割り当て、スイッチを収容局と無線装置との接続に切り替えて、小セル基地局を介して、上り無線帯域情報を端末装置に送信し、端末装置は、小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信し、ＯＬＴは、ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えるので、上りデータが小セル基地局のＯＮＵに到着する際には、予めＯＮＵの上り光ファイバの帯域割当がＧａｔｅ情報によってＯＮＵに通知されるため、上りデータは滞留することなく、ＯＮＵを介して直ちにＯＬＴに送信され、ＢＢＵに到着する。これにより、従来、ＯＬＴがＯＮＵへの帯域割当に要していた処理時間を短縮し、低遅延で上りデータ通信を行なうことが可能となる。
【００１６】
（６）また、本発明の通信方法において、前記ＯＬＴにおいて、いずれかの前記ＯＮＵとの回線において、回線断を検出した場合、前記収容局に回線断検知情報を通知するステップと、前記収容局において、回線断を検出した箇所に対応する小セル基地局とデータ通信をしていた端末装置に対して、前記マクロ基地局との無線通信に切り替える制御を行なうステップと、をさらに含むことを特徴とする。
【００１７】
このように、ＯＬＴは、いずれかのＯＮＵとの回線において、回線断を検出した場合、収容局に回線断検知情報を通知し、収容局は、回線断を検出した箇所に対応する小セル基地局とデータ通信をしていた端末装置に対して、マクロ基地局との無線通信に切り替える制御を行なうので、早期に復旧を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、Ｃ／Ｕ分離を実現するネットワーク上でＴＤＭ−ＰＯＮを適用することができ、ＴＤＭ−ＰＯＮでの上り通信の低遅延化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係る無線ネットワークシステムの概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る無線ネットワークシステムの上りのデータ送信に関するシーケンスチャートである。
【図３】実施例２に係る無線ネットワークシステムの概略構成を示す図である。
【図４】実施例３に係る無線ネットワークシステムの概略構成を示す図である。
【図５】回線断を検知してから復旧するまでの動作を示すシーケンスチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明者らは、Ｃ／Ｕ分離型（Dual Connectivity）ヘテロジニアスネットワークにおいて、小セルのアクセス回線にＴＤＭ−ＰＯＮを導入した場合の上り通信を行なう際に、上りのデータが小セルに到着した後で、通常のＴＤＭ−ＰＯＮ方式でＯＮＵへの帯域割当を行なうと、数ミリ秒の遅延が発生する場合があることに着目し、小セルに通信が発生する可能性がある場合には、当該小セルに設置されたＯＮＵをポーリングの対象とする一方、小セル内に通信が発生する可能性が無くなった場合には、当該小セルに設置されたＯＮＵをポーリングの対象から外すことによって、上りの光回線の帯域を効率的に制御することができることを見出し、本発明に至った。
【００２１】
すなわち、本発明の無線ネットワークシステムは、収容局の配下において、マクロセルを形成し無線通信を行なうマクロ基地局、および前記マクロセル内で小セルを形成しデータ通信のみを実行する少なくとも一つの小セル基地局を有し、収容局と前記小セル基地局との間でＴＤＭ−ＰＯＮが適用される無線ネットワークシステムであって、前記マクロ基地局と無線通信を行なう端末装置は、前記マクロ基地局を介して、定期的にＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔを前記収容局に送信し、前記収容局は、前記マクロ基地局と無線通信を行なっていた端末装置が、前記小セル基地局とのデータ通信が可能であると判断した場合、前記収容局内に設けられたＯＬＴ（Optical Line Terminal）に対して、前記小セル基地局のＯＮＵ（Optical Network Unit）をポーリングの対象とするよう指示し、前記端末装置に上り無線帯域を割り当て、前記小セル基地局を介して、前記上り無線帯域情報を前記端末装置に送信し、前記端末装置は、前記小セル基地局から受信した上り無線帯域情報に基づいて、前記小セル基地局のＯＮＵに対して上りデータを送信し、前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵに対し、Ｇａｔｅを用いて上りデータ送信のための帯域許可を与えることを特徴とする。
【００２２】
これにより、本発明者らは、小セル基地局が受信した上りデータが、ＯＮＵを介して直ちにＯＬＴに送信され、ＢＢＵに到着することを可能とし、従来、ＯＬＴがＯＮＵへの帯域割当に要していた処理時間を短縮し、低遅延で上りデータ通信を行なうことを可能とした。
【００２３】
本発明に係る実施形態は、Ｃ−ＲＡＮ型のセルラーシステムにおいて、例えば、マクロセルのように大規模エリアに対して、通信の制御とデータ通信の両方を行なう機能を有する基地局と、当該マクロセル内に、高い周波数などで大容量のデータ通信のみを実現する小セル基地局が複数存在するようなネットワーク構成を有する。そして、Ｃ−ＲＡＮの制御部（ＢＢＵ）とマクロセルと小セルの両方のＲＦ装置であるＲＲＨ間を結ぶ光ファイバ回線（フロントホール）に対して、ＴＤＭ−ＰＯＮ（１台のＯＬＴと複数のＯＮＵで構成）を適用する構成において、上り（端末装置から基地局方向の通信）データ通信を実現するために、マクロセルで受け付けた端末装置のデータ送信要求に基づき、ＢＢＵが無線帯域割当を行なう。また、当該割当無線帯域情報をＯＬＴに送信し、ＯＬＴが当該割当無線帯域情報に基づき、該当ＯＮＵ宛の光ファイバの上り帯域を決定する。端末装置からの上りデータが送信されるタイミングで、該当ＯＮＵに上り帯域を割り当てる。
【実施例１】
【００２４】
図１は、実施例１に係る無線ネットワークシステムの概略構成を示す図である。収容局Ａには、マクロ局Ｍと小セル局Ｓ１〜Ｓｎまでの無線機（RRH: Remote Radio Head）の通信制御を行なう無線制御装置であるＢＢＵ（Base Band Unit）１０と、ＴＤＭ−ＰＯＮの光加入者線終端装置であるＯＬＴ（Optical line terminal）１２が設置される。また、マクロ局Ｍには、ＲＲＨとして、マクロ局用の無線機ＭＲ０と対応するアンテナＡＴ０が設置される。
【００２５】
各小セル局Ｓ１〜Ｓｎには、ＲＲＨとして、小セル局用の無線機ＳＲｎと光加入者ネットワーク装置ＯＮＵ（Optical Network Unit）−１〜ＯＮＵ−ｎが設置される。小セル局Ｓ１のエリアに移動した端末装置ＵＴ１は、マクロ局Ｍから小セル局Ｓ１との同期を確立するための補助情報を通知され、Ｓ１とリンクを確立する。以降は、ダウンリンク（基地局Ｓ１〜Ｓｎから端末装置ＵＴ）のデータは、マクロ局Ｍのデータチャネルまたは小セル局のデータチャネルを介して送信される。なお、本明細書では、小セル基地局を小セル局とも呼称することがある。
【００２６】
マクロ局Ｍからデータを送信する場合は、ＢＢＵ１０から直接、マクロ局用の無線機ＭＲ０にデータを送信し、無線機ＭＲ０に接続されたアンテナＡＴ０を介してＵＴ１に送信される。小セル局Ｓ１〜Ｓｎからのデータを送信する場合は、ＢＢＵ１０からＯＬＴ１２にデータを送信し、ＯＬＴ１２がデータ毎の宛先を確認して適当なＯＮＵ−１〜ＯＮＵ−ｎに送付し、無線機ＳＲｎとアンテナＡＴｎを介して端末装置ＵＴ１に送信される。下りデータ送信の場合は、上記のような手順により従来技術で通信が可能である。
【００２７】
なお、実施例１に係る構成では、ＢＢＵ１０が無線機ＭＲ０や無線機ＳＲｎの無線品質や処理負荷を監視でき、無線品質や処理負荷に応じて無線機ＭＲ０や無線機ＳＲｎから特定の端末装置向けに送信するトラヒック配分を決定できるため、無線区間のダイバーシチや基地局間のトラヒックオフロードを行なうことができる。
【００２８】
一方、上りデータ送信を行なう場合には、ＯＬＴ１２があらかじめＯＮＵ−１〜ＯＮＵ−ｎからの上りデータ量を収集して、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の上り帯域割当を決定する必要がある。端末装置ＵＴ１が、小セル局Ｓ１のセル内に移動し、マクロセル経由で端末装置ＵＴ１が小セル局Ｓ１のセルに属し、小セル局Ｓ１との通信が可能になったとＢＢＵ１０が判断した場合は、ＢＢＵ１０は、ＯＮＵ−１をポーリングの対象（Ｇａｔｅメッセージの送信対象）とするように、ＯＬＴ１２に通知する。一方、小セル局Ｓ１のセルに属する端末装置ＵＴがすべてなくなった場合は、ＯＮＵ−１をポーリング対象から外すようＯＬＴ１２に通知する。端末装置ＵＴ１が小セル局Ｓ１のセルに属する場合は、上りデータに関する情報は、「アンテナＡＴ１→無線機ＳＲ１→ＯＮＵ−１→ＢＢＵ１０」の順で、ＢＢＵ１０に通知される。
【００２９】
すなわち、図１に示したように、端末装置ＵＴ１からのデータ送信要求は、アンテナＡＴ１で受信され、無線機ＳＲ１からＢＢＵ１０に通知される。ＢＢＵ１０は、端末装置ＵＴ１がどの小セル局に接続されているかを認識しているため、該当小セル局（図１中ではＳＲ１）向けの上り無線帯域割当を行なう。決定した無線帯域情報を、ＯＬＴ１２経由でＯＮＵ−１と無線機ＳＲ１およびアンテナＡＴ１を介して端末装置ＵＴ１に送信する。
【００３０】
端末装置ＵＴ１は、無線帯域情報に従って、無線機ＳＲ１に上りデータを送信する。無線機ＳＲ１の上りデータが、ＯＮＵ−１に到着するタイミングで、ＯＬＴ１２は、ＯＮＵ−１用の上りデータ送信のための光ファイバの帯域許可を、Ｇａｔｅを使ってＯＮＵ−１に送信する。従って、無線機ＳＲ１から受信した上りデータは、ＯＮＵ−１を介して直ちにＯＬＴ１２に送信され、ＢＢＵ１０に到着するため、従来ＯＬＴがＯＮＵへの帯域割当に要していた処理時間を短縮し、低遅延で上りデータ通信を行なうことを可能となる。
【００３１】
図２は、実施例１に係る無線ネットワークシステムの上りのデータ送信に関するシーケンスチャートである。また、以下の説明では、対応する部分に図１に示したＲ１〜Ｒ１４を括弧書きで示した。端末装置ＵＴ１からのＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔは、マクロセルのＲＲＨの無線機ＭＲ０を介してＢＢＵに送信される（Ｒ１）。ＢＢＵは、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔの内容から小セル局Ｓ１のセルを端末装置ＵＴ１の対象セルとするかどうかを判断し（Ｒ２）、対象セルとする場合は小セル局Ｓ１の無線情報をマクロセル経由で端末装置ＵＴ１に通知する（Ｒ３）。端末装置ＵＴ１は、小セル局Ｓ１の無線情報に基づいて、小セル局Ｓ１とのリンクを確立する。
【００３２】
ＢＢＵは、小セル局Ｓ１を端末装置ＵＴ１の対象セルとした場合は、小セル局Ｓ１が既に他の端末装置ＵＴの対象セルとなっているかどうかを確認し、いずれの端末装置ＵＴに対しても、対象セルとなっていない場合は、ＯＮＵ−１をポーリングの対象とするように、ＯＬＴに通知する（Ｒ４）。以降、ＯＬＴは、ＯＮＵ−１へのポーリング（Ｇａｔｅメッセージを送信）を開始する（Ｒ５、Ｒ６）。端末装置ＵＴ１からの上りデータ送信が、小セル局Ｓ１を介してなされた場合は（Ｒ７）、ＯＮＵ−１がデータ送信要求を受信し、ＯＬＴからのポーリングタイミング後にデータ送信要求を、ＯＬＴを介してＢＢＵに通知する（Ｒ８、Ｒ９）。ＢＢＵは、端末装置ＵＴ１の上り無線帯域を決定し、ＯＬＴに通知する（Ｒ１０）。
【００３３】
ＯＬＴは、上り無線帯域割当情報を、ＯＮＵ−１を経由して小セル局Ｓ１の無線機ＳＲ１に送信する。更にＯＬＴは、上記の上り無線帯域割当情報から端末装置ＵＴがデータを送信するタイミングを読み取り、当該タイミングにＴＤＭ−ＰＯＮのＧａｔｅ（送信許可）情報を当該ＯＮＵ−１宛に送信する（Ｒ１１、Ｒ１２）。小セル局Ｓ１から端末装置ＵＴ１に無線帯域割当情報が通知され（Ｒ１３）、端末装置ＵＴからの上りデータ信号を受信した小セル局Ｓ１の無線機ＳＲ１は（Ｒ１４）、当該データをＯＮＵ−１にフォワードし、ＯＮＵ−１は、ＯＬＴからのＧａｔｅ情報に基づいて、当該情報をＯＬＴ経由でＢＢＵに送信することができる。
【００３４】
このように、実施例１によれば、上りデータが小セル基地局のＯＮＵに到着する際には、予めＯＮＵの上りの帯域割当がＧａｔｅ情報によってＯＮＵに通知されるため、上りデータは滞留することなく、ＯＮＵを介して直ちにＯＬＴに送信され、ＢＢＵに到着する。これにより、従来ＯＬＴがＯＮＵへの帯域割当に要していた処理時間を短縮し、低遅延で上りデータ通信を行なうことが可能となる。
【実施例２】
【００３５】
上記の実施例１では、ＯＬＴを収容局Ａに設置したが、実施例２では、ＯＬＴをマクロ局Ｍに設置する例について説明する。図３は、実施例２に係る無線ネットワークシステムの概略構成を示す図である。図３に示すように、収容局ＡにはＢＢＵ１０のみが設置される。マクロ局Ｍには、マクロ基地局のＲＲＨである無線機ＭＲ０と、アンテナＡＴ０とＯＬＴ２２が設けられている。これらに加えて、レイヤ２スイッチ（L2 SW）２４が配置される。レイヤ２スイッチ２４は、ＢＢＵ１０と無線機ＭＲ０との接続、およびＢＢＵ１０とＯＬＴ２２との接続を切り替える。小セル局Ｓ１〜Ｓｎの構成は実施例１と同様である。
【００３６】
実施例２における上り通信では、端末装置ＵＴ１からのデータ送信要求は、アンテナＡＴ０、無線機ＭＲ０、レイヤ２スイッチ２４を介してＢＢＵ１０に送信される。ＢＢＵ１０は、小セル局Ｓ１の無線機ＳＲ１の上り無線帯域割当を行ない、当該情報を、レイヤ２スイッチ２４を介してＯＬＴ２２に通知する。ＯＬＴ２２では、実施例１と同様に、先に上り無線帯域割当情報をＯＮＵ−１経由で無線機ＳＲ１に送付して端末装置ＵＴ１に通知する。
【００３７】
端末装置ＵＴ１は、無線帯域割当情報に従って上りデータを送信する。ここで、上りデータが無線機ＳＲ１経由でＯＮＵ−１に到着する際には、予めＯＮＵ−１の上りの帯域割当がＧａｔｅ情報によってＯＮＵ−１に通知されているため、データは滞留することなく、ＯＬＴ２２、レイヤ２スイッチ２４経由でＢＢＵ１０に送付される。なお、実施例２の処理シーケンスは、実施例１と同様に図２の通りである。また、以下の説明では、対応する部分に図３に示したＴ１〜Ｔ１４を括弧書きで示した。端末装置ＵＴ１からのＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔは、マクロセルのＲＲＨの無線機ＭＲ０を介してＢＢＵに送信される（Ｔ１）。ＢＢＵは、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔの内容から小セル局Ｓ１のセルを端末装置ＵＴ１の対象セルとするかどうかを判断し、対象セルとする場合は（Ｔ２）、小セル局Ｓ１の無線情報をマクロセル経由で端末装置ＵＴ１に通知する（Ｔ３）。端末装置ＵＴ１は、小セル局Ｓ１の無線情報に基づいて、小セル局Ｓ１とのリンクを確立する。
【００３８】
ＢＢＵは、小セル局Ｓ１を端末装置ＵＴ１の対象セルとした場合は、小セル局Ｓ１が既に他の端末装置ＵＴの対象セルとなっているかどうかを確認し、いずれの端末装置ＵＴに対しても、対象セルとなっていない場合は、ＯＮＵ−１をポーリングの対象とするように、ＯＬＴに通知する（Ｔ４）。以降、ＯＬＴは、ＯＮＵ−１へのポーリング（Ｇａｔｅメッセージを送信）を開始する（Ｔ５、Ｔ６）。端末装置ＵＴ１からの上りデータ送信が、小セル局Ｓ１を介してなされた場合は（Ｔ７）、ＯＮＵ−１がデータ送信要求を受信し、ＯＬＴからのポーリングタイミング後にデータ送信要求を、ＯＬＴを介してＢＢＵに通知する（Ｔ８、Ｔ９）。ＢＢＵは、端末装置ＵＴ１の上り無線帯域を決定し、ＯＬＴに通知する（Ｔ１０）。
【００３９】
ＯＬＴは、上り無線帯域割当情報を、ＯＮＵ−１を経由して小セル局Ｓ１の無線機ＳＲ１に送信する。更にＯＬＴは、上記の上り無線帯域割当情報から端末装置ＵＴがデータを送信するタイミングを読み取り、当該タイミングにＴＤＭ−ＰＯＮのＧａｔｅ（送信許可）情報を当該ＯＮＵ−１宛に送信する（Ｔ１１、Ｔ１２）。小セル局Ｓ１から端末装置ＵＴ１に無線帯域割当情報が通知され（Ｔ１３）、端末装置ＵＴからの上りデータ信号を受信した小セル局Ｓ１の無線機ＳＲ１は（Ｔ１４）、当該データをＯＮＵ−１にフォワードし、ＯＮＵ−１は、ＯＬＴからのＧａｔｅ情報に基づいて、当該情報をＯＬＴ経由でＢＢＵに送信することができる。
【００４０】
このように、実施例２によれば、上りデータが小セル基地局のＯＮＵに到着する際には、予めＯＮＵの上りの帯域割当がＧａｔｅ情報によってＯＮＵに通知されるため、上りデータは滞留することなく、ＯＮＵを介して直ちにＯＬＴに送信され、ＢＢＵに到着する。これにより、従来、ＯＬＴがＯＮＵへの帯域割当に要していた処理時間を短縮し、低遅延で上りデータ通信を行なうことが可能となる。
【実施例３】
【００４１】
実施例３では、実施例１と実施例２の両方の構成について、小セルまでのＴＤＭ−ＰＯＮ回線がリンク断となった場合の復旧方法について説明する。図４は、実施例３に係る無線ネットワークシステムの概略構成を示す図である。小セル局Ｓ１の無線機ＳＲ１に設置されているＯＮＵ１とＯＬＴ間の回線が断となった場合は、ＯＬＴ１２自身が有する基本機能で回線断を検知できる。回線断を検知したＯＬＴ１２は、ＢＢＵ１０に回線断検知情報をＳ−ＲＬＦ（SeNB Radio Link Failure）通知する。
【００４２】
回線断検知情報を受信したＢＢＵ１０は、小セル局Ｓ１経由でなく、無線機ＭＲ０経由で端末装置ＵＴ１との通信を行なう。ＬＴＥのシーケンスとして、所定のタイマが経過した後、端末装置ＵＴ１は、Ｓ−ＲＬＦをＭｅＮＢに通知する手順はあるが、実施例３により、ＯＬＴ１２が検知した結果をＢＢＵ１０に通知することによって、早期の復旧が可能となる。図５は、回線断を検知してから復旧するまでの動作を示すシーケンスチャートである。また、以下の説明では、対応する部分に図４に示したＰ１〜Ｐ７を括弧書きで示した。
【００４３】
図５において、ＯＬＴは、ＯＮＵ−１との間の回線断が生じ（Ｐ１）、回線障害を検知すると（Ｐ２）、ＢＢＵにＳ−ＲＬＦを通知する（Ｐ３）。ＢＢＵは、マクロセルの無線帯域割当を行ない（Ｐ４）、下りのデータ送信と共に、端末装置ＵＴ１のための上り無線帯域情報を送信する（Ｐ５）。マクロ局Ｍの無線機ＭＲ０とアンテナＡＴ０を介して端末装置ＵＴ１に下りデータ送信が行なわれる（Ｐ６）。また、端末装置ＵＴ１からマクロ局Ｍの無線機ＭＲ０とアンテナＡＴ０を介してＢＢＵ１０に上りデータ送信が行なわれる（Ｐ７）。
【００４４】
このように、実施例３によれば、ＯＬＴは、いずれかのＯＮＵとの回線において、回線断を検出した場合、収容局に回線断検知情報を通知し、収容局は、回線断を検出した箇所に対応する小セル基地局とデータ通信をしていた端末装置に対して、マクロ基地局との無線通信に切り替える制御を行なうので、早期に復旧を実現することが可能となる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態によれば、Ｃ／Ｕ分離を実現するネットワーク上でＴＤＭ−ＰＯＮを適用することが可能となり、ＴＤＭ−ＰＯＮでの上り通信の低遅延化を図ることが可能となる。また、ＴＤＭ−ＰＯＮを構成するアクセス回線が障害となった場合には、早期に自動復旧をすることが可能となる。さらに、複数の基地局を使った無線区間のダイバーシチ制御や基地局間のトラヒックオフロードが可能となる。
【符号の説明】
【００４６】
１０  ＢＢＵ
１２、２２  ＯＬＴ
２４  レイヤ２スイッチ
３０  光分岐器
Ａ  収容局
ＡＴ０  アンテナ
ＡＴ１  アンテナ
ＡＴｎ  アンテナ
Ｍ  マクロ局
ＭＲ０  無線機
Ｓ１〜Ｓｎ  各小セル局
ＳＲ１  無線機
ＳＲｎ  無線機
ＵＴ  端末装置
ＵＴ１  端末装置
【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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