(57)【要約】  階層型無線アクセスシステムは、端末と、アクセスポイントと、集中型アクセスゲートウェイと、アクセス層に設けられ、分散型構造を用いる、複数のマスターアクセスポイント管理ユニットと、を含む。マスターアクセスポイント管理ユニットは、集中型アクセスゲートウェイ及び/またはコアネットワークと相互作用する通信インタフェースを有し、マスターアクセスポイント管理ユニットには１以上のアクセスポイントが付属する。マスターアクセスポイント管理ユニットは、付属のアクセスポイントの間のデータおよび信号を処理し転送するとともに、アクセスゲートウェイの機能、ローカル操作維持、およびネットワーク管理の機能を提供する。当該システムにおけるマスターアクセスポイント管理ユニットとアクセスポイントの構造も開示されている。
2011526442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末と、
アクセスポイントと、
集中型アクセスゲートウェイと、を含み、さらに、
アクセス層に設けられ、分散型構造を用いる、複数のマスターアクセスポイント管理ユニットであって、前記集中型アクセスゲートウェイ及び／またはコアネットワークと相互作用する通信インタフェースを有し、１以上のアクセスポイントが付属し、付属のアクセスポイントの間のデータおよび信号を処理し転送するとともに、その付属のアクセスポイントに対し、アクセスゲートウェイ機能と、ローカル操作および維持と、ネットワーク管理機能と、を提供する、複数のマスターアクセスポイント管理ユニットと、
を含むことを特徴とする階層型無線アクセスシステム。
【請求項２】
前記マスターアクセスポイント管理ユニットのアクセスゲートウェイ機能は、その中のアクセスゲートウェイ機能モジュールＡＧＷ−Ｌｉｔｅにより実現され、当該アクセスゲートウェイ機能モジュールＡＧＷ−Ｌｉｔｅに付属するアクセスポイントのアクセス情報を集約し、トンネルプロトコルの処理を行い、ルート切替え情報を対応する集中型アクセスゲートウェイに供給し、前記集中型アクセスゲートウェイ及び／またはコアネットワークとの通信インタフェースを提供し、また、ローカル無線資源処理、ローカル流量のセルフルーティング、付属のアクセスポイントトンネル処理の終了処理、付属のアクセスポイントの流量整形と流量制御、およびアクセスポイントに基づくデータストリームスケジューリング処理のうちの１以上の機能をさらに実現する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスシステム。
【請求項３】
１以上のスレーブアクセスポイント管理ユニットを更に含み、
前記スレーブアクセスポイント管理ユニットは、直接またはカスケード接続された後、前記マスターアクセスポイント管理ユニットに接続され、１つのスレーブアクセスポイント管理ユニットに接続されたマスターアクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントの一部は、当該スレーブアクセスポイント管理ユニットに付属し、前記付属のアクセスポイントの間の相互作用の信号およびデータを処理し転送し、
前記アクセスポイントと直接的に接続されるマスターアクセスポイント管理ユニットおよびスレーブアクセスポイント管理ユニットは、電力線変調復調機能を有し、前記付属のアクセスポイントに直接的に接続する伝送媒体として当該電力線を用いる。前記マスターアクセスポイント管理ユニットとスレーブアクセスポイント管理ユニットとの間の伝送媒体としては通信ケーブルを用いる、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスシステム。
【請求項４】
前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、その付属のアクセスポイントと直接またはスイッチを介して接続され、
前記マスターアクセスポイント管理ユニットとこれに直接的に接続されたアクセスポイントとの間の伝送媒体として通信ケーブルが用いられるか、または、電力線変調復調機能を有して、前記マスターアクセスポイント管理ユニットとこれに直接的に接続されたアクセスポイントとの間の伝送媒体として電力線が用いられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスシステム。
【請求項５】
前記マスターアクセスポイント管理ユニット、または、前記マスターアクセスポイント管理ユニットおよびスレーブアクセスポイント管理ユニットは、前記付属のアクセスポイントが存在する建物に配置されるか、あるいは、前記付属のアクセスポイントのうちの１つのケーブル資源が到達できる場所に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスシステム。
【請求項６】
前記マスターアクセスポイント管理ユニット、または、マスターアクセスポイント管理ユニットおよびスレーブアクセスポイント管理ユニットは、タイミング情報を生成し、生成したタイミング情報を付属の各アクセスポイントに配布するタイミングサーバを含み、
前記アクセスポイントは、前記タイミング情報を受信し復元し、復元したタイミング情報をローカルのタイミング基準信号とするタイミングクライアントを含む
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の無線アクセスシステム。
【請求項７】
前記タイミングサーバは、タイミング・オーバー・パケットサーバ、即ち、ＴｏＰサーバであり、前記タイミングクライアントは、タイミング・オーバー・パケットクライアント、即ち、ＴｏＰクライアントであり、
前記ＴｏＰサーバは、ＧＰＳ受信モジュールまたは外部同期クロックソースが出力するタイミング基準信号に基ついてハードウエアタイムスタンプを生成し、当該ハードウエアタイムスタンプをＴｏＰ情報パケットの形式で前記アクセスポイント管理ユニット側およびアクセスポイント側のネットワークインタフェースを介して各ＴｏＰクライアントに送信し、
前記ＴｏＰクライアントは、前記タイミング情報パケットを受信した後、タイミング情報を復元し、復元した情報を前記アクセスポイントにおけるベースバンドおよび無線周波数モジュールに送信する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線アクセスシステム。
【請求項８】
前記無線アクセスシステムは、室内カバレッジまたは室内外混合カバレッジの場合に適用される、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の無線アクセスシステム。
【請求項９】
前記無線アクセスシステムは、ＷｉＭＡＸシステムのアクセスサービスネットワークであり、前記アクセスポイントは、ピコ基地局Ｐｉｃｏ  ＢＳであり、前記集中型アクセスゲートウェイは、アクセスサービスネットワークゲートウェイＡＳＮ−ＧＷであり、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、前記アクセスゲートウェイ機能モジュールを介して前記ＡＳＮ−ＧＷ及び／またはコネクションサービスネットワークのネットワーク要素と相互作用する
ことを特徴とする請求項８に記載の無線アクセスシステム。
【請求項１０】
前記無線アクセスシステムのマスターアクセスポイント管理ユニットとピコ基地局との間には、または、マスターアクセスポイント管理ユニットとピコ基地局及びスレーブアクセスポイント管理ユニットとの間には、標準のＲ６インタフェースを用い、前記マスターアクセスポイント管理ユニットとコネクションサービスネットワークのネットワーク要素との間には、標準のＲ３インタフェースを用い、複数のマスターアクセスポイント管理ユニットの間及びマスターアクセスポイント管理ユニットと集中型アクセスゲートウェイとの間には、標準のＲ４インタフェースを用いる、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線アクセスシステム。
【請求項１１】
前記無線アクセスシステムは、前記アクセスポイントを信号ソースとする１以上の結合器または出力分割器と、前記結合器または出力分割器に接続された分散型パッシブ・アンテナシステムとを更に含む、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の無線アクセスシステム。
【請求項１２】
前記無線アクセスシステムは、ＰＵＳＣ（部分的に用いられるサブチャネル）  ＡＬＬ  ＳｕｂＣｈａｎｎｅｌのネットワーキング方式を用いるか、あるいは、
前記無線アクセスシステムは、ＰＵＳＣ  Ｓｅｇｍｅｎｔのネットワーキング方式を用いるか、あるいは、
前記無線アクセスシステムは、カバレッジが制限された領域でＰＵＳＣ  Ｓｅｇｍｅｎｔのネットワーキング方式を用い、他の領域でＰＵＳＣ  ＡＬＬ  ＳｕｂＣｈａｎｎｅｌのネットワーキング方式を用いる、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の無線アクセスシステム。
【請求項１３】
前記無線アクセスシステムは、物理的に離れた複数のアクセスポイントを論理セルグループに組み立て、論理セルグループ内のアクセスポイントが同一のチャネルの異なるサブチャネルを共用し、異なる論理セルグループが異なるチャネルを分配され、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、論理セルグループに従属するアクセスポイントの間の位置関係に従ってサブチャネルを分配する、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の無線アクセスシステム。
【請求項１４】
１以上の結合器を含み、当該結合きは、１つの変圧器の三相の電流を結合する、
ことを特徴とする請求項4に記載の無線アクセスシステム。
【請求項１５】
階層型無線アクセスシステムにおけるアクセスポイント管理ユニットであって、前記階層型無線アクセスシステムは、アクセス層に位置する前記アクセスポイント管理ユニットと前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントとを含み、前記アクセスポイント管理ユニッは、
前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントと相互作用する通信インタフェースを有し、前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントの信号の相互作用およびデータを処理し転送するマスター制御交換モジュールと、
前記マスター制御交換モジュールを介して、クロック情報を前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントのタイミングクライアントに分配するタイミングサーバと、
を少なくとも含む、
ことを特徴とするアクセスポイント管理ユニット。
【請求項１６】
前記アクセスポイント管理ユニットは、スレーブアクセスポイント管理ユニットであり、前記マスター制御交換モジュールは、マスターアクセスポイント管理ユニットまたは他のスレーブアクセスポイント管理ユニットに接続される通信インタフェースを更に有する、
ことを特徴とする請求項１５に記載のアクセスポイント管理ユニット。
【請求項１７】
前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスゲートウェイ機能モジュールと統合されたマスターアクセスポイント管理ユニットであり、前記アクセスゲートウェイ機能モジュールは、前記マスターアクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントのアクセス情報を集約し、トンネルプロトコルの処理を行い、ルート切替え情報を対応する集中型アクセスゲートウェイに提供し、コアネットワークと相互作用する通信インタフェースを提供し、また、ローカル無線資源処理機能、ローカル流量のセルフルーティング、付属のアクセスポイントのトンネル処理を完了する機能、付属のアクセスポイントの流量整形と流量制御、およびアクセスポイントに基づくデータストリームスケジューリング処理のうちの一以上の機能を更に実現する、
ことを特徴とする請求項１５に記載のアクセスポイント管理ユニット。
【請求項１８】
前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、集中ネットワーク管理機能モジュールをさらに含み、前記集中ネットワーク管理機能モジュールは、前記マスター制御交換モジュールに接続されて、ローカルネットワーク管理の集中代理機能を実現し、操作維持情報を処理し、かつ、この操作維持情報の処理は、性能統計、アラーム管理、バージョン管理、構成管理及び故障診断のうちの１以上の処理を含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載のアクセスポイント管理ユニット。
【請求項１９】
前記タイミングサーバは、タイミング・オーバー・パケットサーバ、即ち、ＴｏＰサーバであり、ＧＰＳ受信モジュールまたは外部同期クロックソースが出力するタイミング基準信号に基づいてハードウエアタイムスタンプを生成し、当該ハードウエアタイムスタンプを、ＴｏＰ情報パケットを介して前記付属のアクセスポイントのＴｏＰクライアントに送信する、
ことを特徴とする請求項１５〜１８の何れか１項に記載のアクセスポイント管理ユニット。
【請求項２０】
前記アクセスポイント管理ユニットは、クロックソースを含み、このクロックソースは、前記タイミングサーバに接続され、前記タイミングサーバに対してタイミング基準信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１５〜１８の何れか１項に記載のアクセスポイント管理ユニット。
【請求項２１】
前記アクセスポイント管理ユニットは、電力線変調復調機能モジュールをさらに含み、前記電力線変調復調機能モジュールは、マスター制御交換モジュールに接続され、電力線を介してアクセスポイントに接続され、電力線により伝送される信号を変調復調し、リンク検出及び／または適応的処理を行う、
ことを特徴とする請求項１５〜１８の何れか１項に記載のアクセスポイント管理ユニット。
【請求項２２】
電力線による伝送を採用する階層型無線アクセスシステムにおけるアクセスポイントであって、設定情報保存ユニット、タイミング信号復元ユニット、タイミング状態判定ユニット、およびスケジューリング制御ユニットを含み、
前記設定情報保存ユニットは、設定された複数のタイミング状態及び対応するスケジューリング方式の情報と、タイミング精度に関する各タイミング状態の判定条件情報とを保存し、
前記タイミング信号復元ユニットは、受信されたタイミング情報パケットに従ってタイミング信号を復元し、復元したタイミング信号をベースバンドおよび無線周波数モジュールに出力するとともに、タイミングアルゴリズムの収束条件をタイミング状態判定ユニットに出力し、 
前記タイミング状態判定ユニットは、タイミングアルゴリズムの収束条件に従って現在のタイミング精度を決定し、設定されたタイミング状態判定条件に従って、現在のタイミング状態を決定し、決定したタイミング状態をスケジューリング制御ユニットに出力し、
前記スケジューリング制御ユニットは、現在のタイミング状態に従って、対応するスケジューリング方式を決定し、上りのスケジューリングおよび下りのスケジューリングを実行する、
ことを特徴とするアクセスポイント。
【請求項２３】
前記設定情報保存ユニットに保存されたタイミング状態は、ロック状態、自由振動状態及び中間状態を含み、前記中間状態に対応するタイミング精度は、ロック状態に対応するタイミング精度と自由振動状態に対応するタイミング精度との間であり、
前記設定情報保存ユニットに保存されたロック状態に対応するスケジューリング方式は、正常な上りのスケジューリングおよび正常な下りのスケジューリングの方式であり、前記中間状態に対応するスケジューリング方式は、上りで最後の１つまたは複数の符号を使用不可の状態とマーク付けする方式を含み、前記自由振動状態に対応するスケジューリング方式は、トランシーバをオフにする方式を含む、
ことを特徴とする請求項２２に記載のアクセスポイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線アクセスに関し、特に、階層型無線アクセスシステム、当該システムにおけるアクセスポイント管理ユニット及び当該システムに基づく関連方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ、マイクロ波アクセスの世界的な相互運用）移動ネットワーク構造は、図１に示すようなものであり、当該構造には、ＷｉＭＡＸの端末ＣＰＥ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ  Ｐｒｅｍｉｓｅｓ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、顧客構内設備）１０１、ＷｉＭＡＸアクセスネットワークのＢＳ（基地局）１０２、ＡＳＮ−ＧＷ（アクセスサービスネットワークゲートウェイ、以下「アクセスゲートウェイ」と略称することもある）１０３、ＷｉＭＡＸのＣＳＮ（コネクションサービスネットワーク）１０４、及びＰＤＮ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ、パケットデータネットワーク）またはＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ、同期デジタルヒエラルキ）１０５を備える。ＣＰＥ１０１、ＢＳ１０２及びＡＳＮ−ＧＷ１０３はＷｉＭＡＸのＡＳＮ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ、アクセスサービスネットワーク）を形成する。相互の接続に関し、ＣＰＥ１０１とＢＳ１０２との間には標準のＲ１インタフェース、ＢＳ１０２とＡＳＮ−ＧＷ１０３との間には標準のＲ６インタフェース、複数のＢＳ１０２の間には標準のＲ８インタフェース、複数のＡＳＮ−ＧＷ１０３の間には標準のＲ４インタフェース、ＡＳＮ−ＧＷ１０３とＣＳＮ１０４との間にはＲ３インタフェースを用い、ＰＤＮ／ＳＤＨ１０５がＷｉＭＡＸの伝送ベアリングネットワークである。
【０００３】
現在、ＷｉＭＡＸシステム無線周波数の主流周波数帯域は２．３／２．５／３．５ＧＨｚであるので、従来の集積型マクロ基地局の室外で室内をカバーする（対象とする）方式を用いると、密集する都市部において、伝送損失が多いため、一般的に、１８〜２５ｄＢより予算して、単純に室外で室内をカバーする方式を用いると、必ず室外の対象領域の半径の短縮、室外サイト数の増加が引き起され、ネットワーキングのコスト及び高速ネットワークを配置する困難が増す。また、従来の室外マクロ基地局とマイクロ基地局の方式は、多くの電話トラフィックを有する、企業のビル及び商業ビルによる要求を満たすことができない。企業ビル及び商業ビルでは、容量に対する比較的に高い要求があり、対象領域において高いＳＮ比（ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）が要求され、高次変調１６ＱＡＭまたは６４ＱＡＭでさえも満足うることを求められる。
【０００４】
また、従来の室外マクロ基地局とマイクロ基地局の方式は、多くの電話トラフィックを有する、企業のビル及び商業ビルによる要求を満たすことができない。企業ビル及び商業ビルでは、容量に対する比較的に高い要求があり、対象領域において高いＳＮ比が要求され、高次変調１６ＱＡＭまたは６４ＱＡＭでさえも満足うることを求められる。
【０００５】
要するに、ＷｉＭＡＸ及び後続の４Ｇネットワークの構築のために、都市部及び密集する都市部に対して、Ｐｉｃｏ  Ｃｅｌｌ（ピコセルラー）方式で室内カバーを補充することが推奨される。現在存在するＰｉｃｏ  Ｃｅｌｌ案は、ベースバンドユニット＋Ｐｉｃｏ  ＲＲＵの方式及び一体化のＰｉｃｏ基地局方式を含む。本発明は、一体化Ｐｉｃｏ  ＢＳ（ピコ基地局）を基礎とする改善案と設備管理討論を重点的にまとめる。
【０００６】
現在、移動システムが配置アクセスポイントを用いる通常の方式は、以下の通りである。
【０００７】
方式１：対象領域では、複数の独立に配置されたアクセスポイントＰｉｃｏ  ＢＳを用い、アクセスポイントが伝送ネットワークを介して中央設備室のアクセスゲートウェイに接続される。この方法１は、従来のＰｉｃｏ  ＢＳ構造に基づく室内カバーネットワークを示す。
【０００８】
当該方式のネットワーク構造は、図２に示すように、各対象領域（図に示すような、１つの階のある領域）に１つのＰｉｃｏ  ＢＳ２０１が配置され、複数の独立に配置されたアクセスポイントＰｉｃｏ  ＢＳ２０１間は、集約されるスイッチまたはルータ２０２を介して接続される。スイッチまたはルータ２０２は、伝送ネットワークＰＤＮ／ＳＤＨ  ２０３に接続されたＲ６インタフェースを提供する。ＴＤＤ（ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｄｕｐｌｅｘ，時分割複信）システムの同期の問題を解決し、システムネットワーキングの干渉を防止するように、各Ｐｉｃｏ  ＢＳ２０１には、ＧＰＳモジュールを配置する必要がある。１つの領域内のアクセスポイントは、物理的に隣接しているが、それら同士の間に論理チャネル通信はない。即ち、ビルの全体またはビル群の間で、ローカルのアクセス管理ユニットがない。この場合、基地局の間の切替え制御情報の交換及び領域内のアクセスポイントの間のユーザのユーザインタフェース情報の相互作用を含むＰｉｃｏ  ＢＳ２０１間の通信は、必ずＰＤＮ／ＳＤＨ２０３を介して中央設備室ノードのＡＳＮ−ＧＷ  ２０４にルートされた後、ＣＳＮ２０５にアクセスし、処理された後にターゲット基地局に送信しなければならない。これは、ＳＤＨ／ＰＤＨネットワークの帯域幅の極めて大きい浪費である。一方、パブリックネットワークルートを介す必要による遅延とジッタ（ｊｉｔｔｅｒ）など、性能の劣化により、ユーザの体験の質を極めて大きく低下させる。商業ビル及び大中型容量の中央ビジネス区域（ｃｅｎｔｒａｌ  ｂｕｉｓｉｎｅｓｓ  ｄｉｓｔｒｉｃｔ，ＣＢＤ）において、大多数のユーザの切替えサービスは、ビルの階の間、ビルの階とエレベータとの間、廊下などのオーバーラップ領域に発生し、かつ、切替えが発生する頻度はより高くなる。従来のＰｉｃｏ  ＢＳ構造において、同期の問題を解決するために、Ｐｉｃｏ  ＢＳは、ツイストペアケーブル、光ファイバーまたは同軸などのインタフェースをサポートし、ＧＰＳアンテナを配置する必要がある。これは室内の配置に対して比較的に難しく、ネットワーク性能の最適化にとって不利であり、多くの場合において解決できないか、あるいは実現コストが高い。
【０００９】
方式２：１つの対象領域には、Ｐｉｃｏ／Ｍｉｃｒｏ  ／Ｐｉｃｏ  ＢＳを用いて信号ソースを提供し、パッシブ分散型システムを介してＲＦ信号を複数のアンテナユニットに分配し、各アンテナユニットの電力がアクセスポイントの電力に等しい。この方式は、信号ソース基地局＋分散型パッシブ・アンテナシステム構造に基づく室内カバレッジネットワーク（室内をカバーするネットワーク）であり、小型の室内カバレッジネットワークに適用できる。
【００１０】
当該方式のネットワーク構造は、図３に示すように、Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｏｕｒｃｅ  ＢＳ（信号ソース基地局）３０１がＭｉｃｒｏ  ＢＳ（マイクロ基地局）又はＰｉｃｏ  ＢＳ（ピコ基地局）であってよく、具体的には、室内カバレッジの規模とネットワークトポロジーの条件により決定される。信号ソース基地局は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、無線周波数）信号を出力分割器（Ｐｏｗｅｒ  Ｄｉｖｉｄｅｒ）３０２及び結合器（Ｃｏｕｐｌｅｒ）３０３に提供する。多層の分配により、対象領域の天井アンテナ３０４又は壁掛けアンテナ３０５に信号が出力され、具体的には、アンテナの選択は、室内の地形とネットワーク計画により確定される。出力分割器３０２と結合器３０３との違いは、出力分割器３０２は電力の等分割を実現するが、結合器３０３は要求に応じて異なるポートに対し比例する電力の分配を実現する点にある。Ｐｉｃｏ／Ｍｉｃｒｏ  ／Ｐｉｃｏ  ＢＳを用いて信号ソースを提供し、パッシブ分散型システムを介してＲＦ信号が複数のアンテナユニットに分配され、各アンテナユニットの電力は、アクセスポイントの電力に等しい。本方式の問題は、パッシブ分散型システムの伝送損失がより大きいので、中型と大型の室内カバレッジシステムネットワーキングに適しないため、信号ソース基地局がより大きいパワーを提供する必要があるほか、セルのスペース拡張に対しては、大きな工事施工と配置作業量が必要であることである。
【００１１】
方式３：１つの対象領域には、Ｐｉｃｏ／Ｍｉｃｒｏ  ／Ｐｉｃｏ  ＢＳ（５０１）を用いて信号ソースを提供し、アクティブ分散型システムを介してＲＦ信号が複数のアンテナユニットに分配され、各アンテナユニットの電力は、アクセスポイントの電力に等しい。この方式は、信号ソース基地局＋分散型アクティブ・アンテナシステム構造に基づく室内カバレッジネットワークであり、中大型の室内カバレッジネットワーキングに適用できる。
【００１２】
当該方式のネットワーク構造は、図４に示すように、信号ソース基地局４０１、出力分割器４０２、結合器４０３、天井アンテナ４０４及び壁掛けアンテナ４０５の接続と機能は、図３に示すパッシブ・アンテナシステム構造の室内カバレッジネットワークと同様である。図４に示すアクティブ分散型システムのパッシブ分散型システムとの最大の違いは、信号の減衰が大きい中間幹線にトランクアンプ（Ｔｒｕｎｋ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）４０４を配置し、線伝送からの損失をバランスする点である。８０２．１６ｅは時間の同期に対する要求が厳しいＴＤＤシステムであるため、トランクアンプ４０４は、送受信タイミングの同期信号を抽出することができ、異なる線の遅延による符号の送受信タイミングを補償する。Ｐｉｃｏ／Ｍｉｃｒｏ  ／Ｐｉｃｏ  ＢＳを用いて信号ソースを提供し、アクティブ分散型システムよりＲＦ信号が複数のアンテナユニットに分配され、各アンテナユニットの電力はアクセスポイントの電力に等しい。本方式は、伝送線にトランクアンプ４０４を追加して線路損失を補償し、大中型の室内カバレッジネットワークに適用できる。但し、その欠点は、後続の容量拡張にとって不利であることである。加えて、ＴＤＤシステムが既存のシステムと共存する問題とそれによる中間ノードのコスト増加を解決する必要がある。さらに、維持と容量拡張のコスト、作業量がすべて高くなり、システムの信頼性の低下などの問題がある。
【００１３】
以上、Ｗｉｍａｘシステムを例とするが、他の既存の室内カバレッジの場合または室内外混合カバレッジの場合の無線アクセスシステムと方法は同様に以下のような欠点がある。
【００１４】
１）室内ケーブル資源に対する要求が高い。例えば、十分な光ファイバー、ツイストペアケーブルまたは同軸ケーブルなどの分散型システムが必要である。部分的なオペレータ（特に新興市場での多国籍オペレータ）は、大多数のビルで光ファイバー資源も、ツイストペアケーブル資源も提供しないので、ネットワークの構築の高速化及び配置コストの低減が難しい。
【００１５】
２）部分的な２Ｇ／３Ｇ室内カバレッジがあるプロバイダーに対して、既存の分散型システムを共用すると考えると、ＴＤＤシステムの特殊性に鑑み、室内アンテナ、フィルターなどを大幅に改造する必要があり、工事量が大きく、改造中に既存のネットワークサービスを中断しなければならず、ネットワークの円滑なグレードアップが実現できない。
【００１６】
３）独立した室内分散工事を新規に構築することは、配置が大変難しく、既存のスペースの構造を改造しなければならず、工事協調が難しい。
【００１７】
４）Ｐｉｃｏ  ＢＳでＧＰＳを配置する方式を用いて、大中型の容量の室内カバレッジの場合に、複数のＰｉｃｏ  ＢＳを配置すると、装着工事量が極めて大きく、維持コストもより高い。
【００１８】
５）独立したＰｉｃｏ  ＢＳアクセスポイントは、管理、ローカルな維持、及び切替え性能の低下の問題がある。
【００１９】
６）独立したＰｉｃｏ  ＢＳアクセスポイントの間の情報交換は、伝送効率の低下を引き起す。
【００２０】
７）独立したＰｉｃｏ  ＢＳアクセスポイントは、バージョンアップ時に、性能統計、性能ボトルネック及び集中ネットワーク管理の拡張の問題を引き起す。
【００２１】
８）室内分散型システムは容量拡張、規模、及び性能の問題を引き起す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明が解決しようとする技術的な課題は、近くのビル内の各アクセスポイントの管理及びその互いの通信を完成し、その通信と切替えの速度と性能を加速し、システム帯域幅を節約することができるように、階層型無線アクセスシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１側面は、階層型無線アクセスシステムであって、端末と、アクセスポイントと、集中型アクセスゲートウェイと、アクセス層に設けられ、分散型構造を用いる、複数のマスターアクセスポイント管理ユニットと、を含み、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、前記集中型アクセスゲートウェイ及び／またはコアネットワークと相互作用する通信インタフェースを有し、前記マスターアクセスポイント管理ユニットには１以上のアクセスポイントが付属し、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、付属のアクセスポイントの間のデータ及び信号を処理し転送するとともに、その付属のアクセスポイントに対し、アクセスゲートウェイ機能と、ローカル操作及び維持と、ネットワーク管理機能とを提供する。
【００２４】
更に、前記マスターアクセスポイント管理ユニットのアクセスゲートウェイ機能は、その中のアクセスゲートウェイ機能モジュールＡＧＷ−Ｌｉｔｅにより実現され、付属のアクセスポイントのアクセス情報を集約し、トンネルプロトコルの処理を行い、ルート切替え情報を対応する集中型アクセスゲートウェイに提供し、前記集中型アクセスゲートウェイ及び／またはコアネットワークとの通信インタフェースを提供する。また、ローカル無線資源処理、ローカル流量のセルフルーティング、付属のアクセスポイントのためのトンネル処理を完了する機能、付属のアクセスポイントの流量整形と流量制御、およびアクセスポイントに基づくデータストリームスケジューリング処理のうちの１以上の機能をさらに実現する。
【００２５】
無線アクセスシステムは、更に、１以上のスレーブアクセスポイント管理ユニットを含み、このスレーブアクセスポイント管理ユニットは、直接またはカスケード接続された後、前記マスターアクセスポイント管理ユニットに接続され、１つのスレーブアクセスポイント管理ユニットに接続されたマスターアクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントの一部は、当該スレーブアクセスポイント管理ユニットに付属し、前記付属のアクセスポイントの間の相互作用の信号およびデータを処理し転送する。
【００２６】
前記アクセスポイントと直接的に接続されるマスターアクセスポイント管理ユニットおよびスレーブアクセスポイント管理ユニットは、電力線変調復調機能を有し、前記付属のアクセスポイントに直接的に接続する伝送媒体として当該電力線を用いる。前記マスターアクセスポイント管理ユニットとスレーブアクセスポイント管理ユニットとの間の伝送媒体としては通信ケーブルを用いる。
【００２７】
更に、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、その付属のアクセスポイントと直接またはスイッチを介して接続され、前記マスターアクセスポイント管理ユニットとこれに直接的に接続されたアクセスポイントとの間の伝送媒体として通信ケーブルが用いられるか、あるいは、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、電力線変調復調機能を有し、前記マスターアクセスポイント管理ユニットとこれに直接的に接続されたアクセスポイントとの間の伝送媒体として電力線が用いられる。
【００２８】
更に、前記マスターアクセスポイント管理ユニット、または、前記マスターアクセスポイント管理ユニットおよびスレーブアクセスポイント管理ユニットは、前記付属のアクセスポイントが存在する建物に配置されるか、あるいは、前記付属のアクセスポイントのうちの１つのケーブル資源が到達できる場所に配置される。
【００２９】
更に、前記マスターアクセスポイント管理ユニット、または、前記マスターアクセスポイント管理ユニットおよびスレーブアクセスポイント管理ユニットは、タイミング情報を生成し、生成したタイミング情報を付属の各アクセスポイントに配布するタイミングサーバを含む。
【００３０】
前記アクセスポイントは、前記タイミング情報を受信し復元し、復元したタイミング情報をローカルのタイミング基準信号とするタイミングクライアントを含む。
【００３１】
更に、前記タイミングサーバは、タイミング・オーバー・パケットサーバ、即ち、ＴｏＰ（ｔｉｍｉｎｇ  ｏｖｅｒ  ｐａｃｋｅｔ）サーバであり、前記タイミングクライアントは、タイミング・オーバー・パケットクライアント、即ち、ＴｏＰクライアントである。
【００３２】
前記ＴｏＰサーバは、ＧＰＳ受信モジュールまたは外部同期クロックソースが出力するタイミング基準信号に基づいてハードウエアタイムスタンプを生成し、当該ハードウエアタイムスタンプをＴｏＰ情報パケットの形式で前記アクセスポイント管理ユニット側およびアクセスポイント側のネットワークインタフェースを介して各ＴｏＰクライアントに送信する。
【００３３】
前記ＴｏＰクライアントは、前記タイミング情報パケットを受信した後、タイミング情報を復元し、復元した情報を前記アクセスポイントにおけるベースバンドおよび無線周波数モジュールに送信する。
【００３４】
更に、前記無線アクセスシステムは、室内カバレッジまたは室内外混合カバレッジの場合に適用される。
【００３５】
更に、前記無線アクセスシステムは、ＷｉＭＡＸシステムのアクセスサービスネットワークであり、前記アクセスポイントはピコ基地局（Ｐｉｃｏ  ＢＳ）であり、前記集中型アクセスゲートウェイは、アクセスサービスネットワークゲートウェイ（ＡＳＮ−ＧＷ）であり、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、前記アクセスゲートウェイ機能モジュールを介して前記ＡＳＮ−ＧＷ及び／またはコネクションサービスネットワークのネットワーク要素と相互作用する。
【００３６】
更に、前記無線アクセスシステムのマスターアクセスポイント管理ユニットとピコ基地局との間には、または、マスターアクセスポイント管理ユニットとピコ基地局及びスレーブアクセスポイント管理ユニットとの間には、標準のＲ６インタフェースを用い、前記マスターアクセスポイント管理ユニットとコネクションサービスネットワークのネットワーク要素との間には、標準のＲ３インタフェースを用い、複数のマスターアクセスポイント管理ユニットの間及びマスターアクセスポイント管理ユニットと集中型アクセスゲートウェイとの間には標準のＲ４インタフェースを用いる。
【００３７】
前記無線アクセスシステムは、前記アクセスポイントを信号ソースとする１以上の結合器または出力分割器と、前記結合器または出力分割器に接続された分散型パッシブ・アンテナシステムとを更に含む。
【００３８】
更に、前記無線アクセスシステムは、ＰＵＳＣ  ＡＬＬ  Ｓｕｂ−Ｃｈａｎｎｅｌのネットワーキング方式を用いるか、あるいは、前記無線アクセスシステムは、ＰＵＳＣ  Ｓｅｇｍｅｎｔのネットワーキング方式を用いるか、あるいは、前記無線アクセスシステムは、カバレッジが制限された領域でＰＵＳＣ  Ｓｅｇｍｅｎｔのネットワーキング方式を用い、他の領域でＰＵＳＣ  ＡＬＬ  ＳｕｂＣｈａｎｎｅｌのネットワーキング方式を用いる。
【００３９】
更に、前記無線アクセスシステムは、物理的に離れた複数のアクセスポイントを論理セルグループに組み立て、論理セルグループ内のアクセスポイントが同じチャネルの異なるサブチャネルを共用し、異なる論理セルグループが異なるチャネルを分配され、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、論理セルグループに従属するアクセスポイントの間の位置関係に従ってサブチャネルを分配する。
【００４０】
更に、前記無線アクセスシステムは、１以上の結合器を含み、当該結合きは、１つの変圧器の三相の電流を結合する。
【００４１】
本発明が解決しようとする他の技術的な課題は、前記階層型無線アクセスシステムにおいてアクセスポイン管理ユニットを提供して、前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントの管理とこれらのアクセスポイントの間の通信を実現することである。
【００４２】
上記課題を解決するために、本発明の第２側面は、階層型無線アクセスシステムにおけるアクセスポイント管理ユニットであって、前記階層型無線アクセスシステムは、アクセス層に位置する前記アクセスポイント管理ユニットと前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントとを含む。前記アクセスポイント管理ユニットは、マスター制御交換モジュールとタイミングサーバとを少なくとも含む。
【００４３】
前記マスター制御交換モジュールは、前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントと相互作用する通信インタフェースを有し、前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントの信号の相互作用およびデータを処理し転送する。
【００４４】
前記タイミングサーバは、前記マスター制御交換モジュールを介して、クロック情報を前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントのタイミングクライアントに分配する。
【００４５】
更に、前記アクセスポイント管理ユニットは、スレーブアクセスポイント管理ユニットであり、前記マスター制御交換モジュールは、マスターアクセスポイント管理ユニットまたは他のスレーブアクセスポイント管理ユニットに接続される通信インタフェースを更に有する。
【００４６】
更に、前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスゲートウェイ機能モジュールと統合されたマスターアクセスポイント管理ユニットであり、前記アクセスゲートウェイ機能モジュールは、前記マスターアクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントのアクセス情報を集約し、トンネルプロトコルの処理を行い、ルート切替え情報を対応する集中型アクセスゲートウェイに提供し、コアネットワークと相互作用する通信インタフェースを提供する。また、ローカル無線資源処理機能、ローカル流量のセルフルーティング、付属のアクセスポイントのトンネル処理を完了する機能、付属のアクセスポイントの流量整形と流量制御、およびアクセスポイントに基づくデータストリームスケジューリング処理のうちの一以上の機能を更に実現する。
【００４７】
前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、集中ネットワーク管理機能モジュールをさらに含み、前記集中ネットワーク管理機能モジュールは、前記マスター制御交換モジュールに接続されて、ローカルネットワーク管理の集中代理機能を実現し、操作維持情報を処理し、かつ、この操作維持情報の処理は、性能統計、アラーム管理、バージョン管理、構成管理及び故障診断のうちの１以上の処理を含む。
【００４８】
更に、前記タイミングサーバは、タイミング・オーバー・パケットサーバ、即ち、ＴｏＰサーバであり、ＧＰＳ受信モジュールまたは外部同期クロックソースが出力するタイミング基準信号に基づいてハードウエアタイムスタンプを生成し、当該ハードウエアタイムスタンプを、ＴｏＰ情報パケットを介して前記付属のアクセスポイントのＴｏＰクライアントに送信する。
【００４９】
更に、前記アクセスポイント管理ユニットは、クロックソースを含み、このクロックソースは、前記タイミングサーバに接続され、前記タイミングサーバに対してタイミング基準信号を出力する。
【００５０】
更に、前記アクセスポイント管理ユニットは、電力線変調復調機能モジュールを含む。電力線変調復調機能モジュールは、マスター制御交換モジュールに接続され、電力線を介してアクセスポイントに接続され、電力線により伝送される信号を変調復調し、リンク検出及び／または適応的処理を行う。
【００５１】
本発明が解決しようとする他の技術的な課題は、アクセスポイント管理ユニットの間の同期を実現する前記階層型無線アクセスシステムにおけるアクセスポイントを提供することである。
【００５２】
上記課題を解決するため、本発明の第３側面は、電力線による伝送を採用する階層型無線アクセスシステムにおけるアクセスポイントであって、設定情報保存ユニット、タイミング信号復元ユニット、タイミング状態判定ユニット、およびスケジューリング制御ユニットを含むアクセスポイントを提供する。前記設定情報保存ユニットは、設定された複数のタイミング状態及び対応するスケジューリング方式の情報と、タイミング精度に関する各タイミング状態の判定条件情報とを保存する。
【００５３】
タイミング信号復元ユニットは、受信されたタイミング情報パケットに従ってタイミング信号を復元し、復元したタイミング信号をベースバンドおよび無線周波数モジュールに出力するとともに、タイミングアルゴリズムの収束条件をタイミング状態判定ユニットに出力する。
【００５４】
タイミング状態判定ユニットは、タイミングアルゴリズムの収束条件に従って現在のタイミング精度を決定し、設定されたタイミング状態判定条件に従って、現在のタイミング状態を決定し、決定したタイミング状態をスケジューリング制御ユニットに出力する。
【００５５】
スケジューリング制御ユニットは、現在のタイミング状態に従って、対応するスケジューリング方式を決定し、上り（ｕｐｌｉｎｋ）のスケジューリングおよび下り（ｄｏｗｎｌｉｎｋ）のスケジューリングを実行する。
【００５６】
更に、前記設定情報保存ユニットに保存されたタイミング状態は、ロック状態、自由振動状態及び中間状態を含み、前記中間状態に対応するタイミング精度は、ロック状態に対応するタイミング精度と自由振動状態に対応するタイミング精度との間である。
【００５７】
前記設定情報保存ユニットに保存されたロック状態に対応するスケジューリング方式は、正常な上りのスケジューリングおよび正常な下りのスケジューリングの方式であり、前記中間状態に対応するスケジューリング方式は、上りで最後の１つまたは複数の符号を使用不可の状態とマーク付けする方式を含み、前記自由振動状態に対応するスケジューリング方式は、トランシーバをオフにする方式を含む。
【００５８】
本発明が解決しようとする他の技術的な課題は、アクセスポイント管理ユニットとアクセスポイントとの間にクロック同期を実現し、システムの正常運行を保証することができる階層型無線アクセスシステムの同期方法を提供することである。
【００５９】
上記課題を解決するために、本発明の第４側面は、階層型無線アクセスシステムの同期方法であって、アクセス層に位置するアクセスポイント管理ユニットとそれに付属するアクセスポイントとを含む階層型無線アクセスシステムで用いられる方法を提供する。前記アクセスポイント管理ユニットは、タイミングサーバを有し、前記アクセスポイントは、タイミングクライアントを有し、前記タイミングサーバは、タイミング情報を生成して当該タイミング情報を付属の各アクセスポイントのタイミングクライアントに分配し、前記タイミングクライアントは、前記タイミング情報を復元して、復元したタイミング情報をローカルのタイミング基準信号とする。
【００６０】
更に、前記タイミングサーバは、タイミング・オーバー・パケットサーバ、即ち、ＴｏＰサーバであり、前記タイミングクライアントは、タイミング・オーバー・パケットクライアント、即ち、ＴｏＰクライアントであり、前記ＴｏＰサーバは、ＧＰＳ受信モジュールまたは外部同期クロックソースが出力するタイミング基準信号に従ってハードウエアタイムスタンプを生成し、各アクセスポイントのアドレス情報に従って、前記アクセスポイント管理ユニット側とアクセスポイント側のネットワークインタフェースを介してＴｏＰ情報パケットを各ＴｏＰクライアントに送信し、前記ＴｏＰクライアントは、前記ＴｏＰ情報パケットを受信した後、タイミング情報を復元し、復元した情報を前記アクセスポイントにおけるベースバンドおよび無線周波数モジュールに送信し、前記復元した情報は、前記ベースバンドおよび無線周波数モジュールのタイミング基準信号として用いられる。
【００６１】
更に、前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスゲートウェイ機能を有するマスターアクセスポイント管理ユニットであって、前記マスターアクセスポイント管理ユニットとこれに付属するアクセスポイントとの間の伝送媒体として通信ケーブルまたは電力線が用いられる。
【００６２】
あるいは、前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスゲートウェイ機能を有するマスターアクセスポイント管理ユニットと前記マスターアクセスポイント管理ユニットに接続された１以上のスレーブアクセスポイント管理ユニットとを含み、マスターアクセスポイント管理ユニットおよびスレーブアクセスポイント管理ユニットは、付属のアクセスポイントに直接的に接続され、電力線変調復調機能を有し、直接的に接続される付属のアクセスポイントとの間の伝送媒体として電力線を用いる。
【００６３】
更に、前記タイミングサーバおよび前記タイミングクライアントにおいて、前記タイミング情報のＱｏＳ（ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｓｅｒｖｉｃｅ；サービス品質）型を、リアルタイムサービスと同じまたはリアルタイムサービスの優先順位より高くなるように配置し、アクセスポイント管理ユニット側およびアクセスポイント側のそれぞれにおいて当該ＱｏＳ型に対応するスケジューリングポリシが実行され、前記タイミング情報は、リアルタイムサービスと同じまたはリアルタイムサービスより前に、分配あるいはルーティングされる。
【００６４】
更に、エンド・ツー・エンド（ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ）の流量制御機構が前記アクセスポイント管理ユニットとアクセスポイントとの間に実現され、前記アクセスポイントが前記アクセスポイント管理ユニットと同期していない場合に、前記流量制御機構を起動し、前記アクセスポイントが前記アクセスポイント管理ユニットと同期した後、正常な処理によりデータを送信する。
【００６５】
更に、前記同期方法は、前記階層型無線アクセスシステムにおいて次の１以上の方法を採用して同期性能を向上させることを特徴とする。
電源がオンにされて初期化される時、前記アクセスポイント管理ユニットにおけるタイミングサーバは、最短のパケットの形式で、サブネットワーク内にブロードキャスト方式で付属のアクセスポイントにタイミング情報データを送信する。
ネットワークに新規に追加されたアクセスポイントは、初期アクセス状態で、基本的なタイミング情報パケットおよび状態配置情報のみを前記アクセスポイント管理ユニットと自装置との間で伝送し、前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスポイントの同期状態情報のフィードバック状況に従って、アクセスポイントが正常に電源をオンにして起動されるか否かを制御する。
ルーズ結合の位相ロックループ、ナローバンドループ及び適応フィルターのアルゴリズムを用いてイーサーネットにおけるジッタおよびフラッタを除去し、適応的なＨＯＬＤＯＶＥＲアルゴリズムを用いて自動的にネットワークの同期品質を検出し、同期性能が最適な状況での制御パラメータを自動的に記憶し、ネットワーク品質が劣化したとき、自動的にＨＯＬＤＯＶＥＲ状態に切替え、記憶された制御パラメータを用いて現在の制御パラメータを更新する。
前記アクセスポイント管理ユニットは、全てのノードのデータ伝送の帯域幅の占有率が設定された閾値より低い場合、ＴｏＰメッセージの送信頻度を調節し、同期性能を最適化する。
前記アクセスポイント管理ユニットがレートの連続測定を実現し、渋滞していない場合には、各アクセスポイントにデータパケットを正常にルーティングし、渋滞が発生したら、ポリシに基づくパケット破棄機構を実施し、優先度の高いサービスの性能を保障する。
【００６６】
本発明が解決しようとする他の技術的な問題は、流量を制御し、システムの正常な運行を保証することができる階層型無線アクセスシステムの流量制御方法を提供することである。
【００６７】
上記課題を解決するために、本発明の第５側面は、アクセス層に位置するアクセスポイント管理ユニットとそれに付属するアクセスポイントとを含む階層型無線アクセスシステムにおける流量制御方法であって、媒体パケットが前記アクセスポイント管理ユニットに到着するとき、前記媒体パケットを分類してマーク付けすることと、ターゲットアドレスに基づいて、前記パケットを各アクセスポイントのキューに入れることと、前記パケットを対応するアクセスポイントに送信することと、前記アクセスポイント管理ユニットと各アクセスポイントとの間にエンド・ツー・エンドの流量制御を設けることと、を含む流量制御方法を提供する。
【００６８】
更に、前記アクセスポイント管理ユニットは、各付属のアクセスポイントの下りの保証帯域幅および最大使用可能な帯域幅を設定する。
【００６９】
前記アクセスポイント管理ユニットは、下りの流量を制御するとき、各付属のアクセスポイントの流量を特定して計算しし、付属のアクセスポイントの統計的な流量が設定された保証帯域幅の範囲内にある場合、当該付属のアクセスポイントのデータを正常に記憶し転送し、付属のアクセスポイントの統計的な流量が保証帯域幅の範囲より大きいけれども最大の使用可能な帯域幅より小さい場合、加重平均アルゴリズムを用いて余剰の帯域幅を過負荷の付属のアクセスポイントのキューに分配し、付属のアクセスポイントの統計的な流量が依然として過負荷である場合、前記アクセスポイントのＢＥ（ベスト・エフォート；ｂｅｓｔ  ｅｆｆｏｒｔ）サービスのキューに前記パケットを廃棄する。
【００７０】
更に、前記アクセスポイント管理ユニットは、各付属のアクセスポイントの上りの保証帯域幅および最大の使用可能な帯域幅を設定する。
【００７１】
前記アクセスポイントは、上りの流量を制御し、上り帯域幅に従って各端末のユーザに帯域幅を分配するとき、分配された上り流量が前記最大の使用可能な帯域幅以下であることを保証する。
【００７２】
前記アクセスポイント管理ユニットは、上り帯域幅の合計がその処理能力の負荷閾値以上であると検出したとき、上り流量が上り保証帯域幅以上であるアクセスポイントに流量制御メッセージを送信し、前記アクセスポイントは、前記流量制御メッセージを受信した後、上り帯域幅を前記保証帯域幅の範囲内に低下させる。
【００７３】
本発明が解決しようとする他の技術的問題は、同期の精度の要求を低下させ、システムの頑健性を向上することができる階層型無線アクセスシステムにおける同期状態に基づくスケジューリング方法を提供することである。
【００７４】
上記課題を解決するために、本発明の第６側面は、アクセス層に位置するアクセスポイント管理ユニットとそれに付属するアクセスポイントとを含む階層型無線アクセスシステムにおける同期状態に基づくスケジューリング方法を提供する。
【００７５】
このスケジューリング方法は、前記アクセスポイント上に複数の同期状態およびこれに対応するスケジューリング方式を配置し、また、各同期状態についてタイミング精度に関連する判定条件を配置することと、前記アクセスポイント管理ユニットが分配したタイミング情報パケットを受信した後、前記アクセスポイントが、タイミング情報を復元して現在のタイミング精度を検出し、前記判定条件に従って現在の同期状態を決定し、現在の同期状態に対応するスケジューリング方式に基づいて上りのスケジューリングおよび下りのスケジューリングを行うことと、を含む。
【００７６】
更に、前記同期化状態は、ロッキング状態、自由振動状態及び中間状態を含み、前記中間状態に対応するタイミング精度はロッキング状態に対応するタイミング精度と自由振動状態に対応するタイミング精度との間である。
【００７７】
前記アクセスポイントは、現在の同期状態がロッキング状態であり、そのタイミング精度が要求を満たすと判定したとき、正常な上りのスケジューリングおよび下りのスケジューリングを行う。
【００７８】
前記アクセスポイントは、現在の同期状態が正常に運行できない自由振動状態であり、かつ、隣接するセルが存在すると判定した場合、トランシーバをオフにするけれども、当該アクセスポイントと当該アクセスポイントが付属するアクセスポイント管理ユニットとの間のリンクが正常に運行することを維持する。
【００７９】
前記アクセスポイントは、現在の同期状態が中間状態であり、かつ、隣接するセルが存在すると判定した場合、上りの最後のｎ個の符号を使用不可の状態にマーク付けする。ここで、ｎ＝１，２，３…である。
【００８０】
更に、前記中間状態は、第１状態および第２状態に分類され、前記第２状態は、第１状態が予め設定された期間だけ続いた後に発生する状態であり、前記アクセスポイントは、現在の同期状態が前記第１状態であり、かつ、隣接するセルがあると判定した場合、上りの最後の１以上の符号を使用不可の状態にマーク付けし、下りで正常なスケジューリングを行い、現在の同期状態が前記第２状態であり、隣接するセルが存在すると判定した場合、上りの最後のＮ個の符号を使用不可の状態にマーク付けし、下りの最大伝送パワーを、出力を下げた状態に設定する。
【００８１】
更に、タイミング精度がタイミング精度の閾値以上と判定される場合、または、前記第２状態が他の予め設定された期間だけ維持された場合、前記アクセスポイントが自由振動状態にあると判定される。
【００８２】
更に、前記階層型無線アクセスシステムは、ＷｉＭＡＸ時分割複信システムであり、前記アクセスポイントは、ピコ基地局（Ｐｉｃｏ  ＢＳ）であり、ｎ＝１である。
【００８３】
更に、前記アクセスポイントが起動されるとき、送信機の部分を含まない最小システムにおいて、電源をオンにするときの自己検査が行われ、かつ正常な開始処理が行われる。その後、タイミングクライアントのタイミングアルゴリズムの収束条件に従って、現在の同期状態が検出されてマーク付けされる。
【００８４】
前記アクセスポイントは、通常の同期状態の検出および更新を行うとともに、検出された現在の同期状態に従って、スケジューリングポリシの更新および実現を行う。
【００８５】
更に、前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスゲートウェイ機能を有するマスターアクセスポイント管理ユニットであり、前記マスターアクセスポイント管理ユニットとこれに付属するアクセスポイントとの間の伝送媒体として通信ケーブルまたは電力線が用いられる。
【００８６】
あるいは、前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスゲートウェイ機能を有するマスターアクセスポイント管理ユニット及び前記マスターアクセスポイント管理ユニットに接続される１以上のスレーブアクセスポイント管理ユニットを含み、付属のアクセスポイントと直接的に接続されるマスターアクセスポイント管理ユニットおよびスレーブアクセスポイント管理ユニットは、電力線変調復調機能を有し、直接的に接続される付属のアクセスポイントへの伝送媒体として電力線を用いる。
【００８７】
更に、前記アクセスポイントは、前記アクセスポイントが付属するマスターアクセスポイント管理ユニットに同期状態を報告し、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、各アクセスポイントに隣接するセルの情報を前記付属のアクセスポイントに通知し、前記隣接するセルの情報は、隣接するセルの存在および隣接するセルの同期状態情報を含む。
【００８８】
本発明が解決しようとする他の技術的な問題は、大部分の流量をローカルネットワークの内部で制御し、ネットワーク管理コストおよび伝送帯域幅を節約する、階層型無線アクセスシステムにおける分散型ネットワーク管理システムを提供することである。
【００８９】
上記課題を解決するため、本発明の第７側面は、階層型無線アクセスシステムにおける分散型ネットワーク管理システムであって、ネットワーク要素管理システムおよびネットワーク管理センターを含む分散型ネットワーク管理システムを提供する。  前記ネットワーク管理システムにより管理される、アクセス層におけるネットワーク要素は、階層型構造に基づき、前記アクセス層に位置するマスターアクセスポイント管理ユニットとこれに付属するアクセスポイントとを含み、前記ネットワーク管理システムは、マスターアクセスポイント管理ユニット上に属する第１ネットワーク管理エージェントモジュールとアクセスポイント上に属する第２ネットワーク管理エージェントモジュールとを含む。
【００９０】
前記第１ネットワーク管理エージェントモジュールは、ネットワーク要素管理システム及び付属のアクセスポイントと相互作用し、前記マスターアクセスポイント管理ユニットとこれに付属するアクセスポイントとに対するネットワーク管理機能を実現する。
【００９１】
前記第２ネットワーク管理エージェントモジュールは、前記アクセスポイント管理ユニットと相互作用し、前記アクセスポイントに対するネットワーク管理機能を実現する。
【００９２】
本発明が解決しようとする他の技術的な問題は、ネットワーク要素管理システムおよびバックボーンネットワークの負荷を低減しつつ、ネットワーク管理の性能および安定性を向上することができる、階層型無線アクセスシステムにおける分散型ネットワーク管理方法を提供することである。
【００９３】
上記課題を解決するために、本発明の第８側面は、上記のネットワーク管理システムに基づくネットワーク管理方法であって、マスターアクセスポイント管理ユニット側およびアクセスポイント側にネットワーク管理機能の一部を実現し、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、ネットワーク要素管理システムとネットワーク管理情報を交換して、前記マスターアクセスポイント管理ユニットに対するネットワーク管理機能を実現する一方、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、その付属のアクセスポイントとネットワーク管理情報を交換し、付属のアクセスポイントに対するネットワーク管理機能を実現する。
【００９４】
前記ネットワーク管理は、ソフトウエア版の管理および維持処理を含み、このソフトエア版の管理および維持処理は、次の１以上の処理を含む。
前記マスターアクセスポイント管理ユニットおよび各アクセスポイントにおいて、ファイルの形式で、前記マスターアクセスポイント管理ユニットおよび各アクセスポイントのシステム構成のデータを保存し、前記ファイルは、インポート（読み込み）およびエクスポート（書き出し）が可能であり、ネットワーク要素管理システムも前記ファイルのコピーを保存する。
運行維持者は、現場で前記マスターアクセスポイント管理ユニットおよびアクセスポイントに対する設定および更新を行い、新たなプロファイルを形成して当該新たなプロファイルをネットワーク要素管理システムにアップロードする。
運行維持者は、リモートで前記マスターアクセスポイント管理ユニット及び／またはアクセスポイントシステムのバージョンを更新する。前記ネットワーク要素管理システムは、新規バージョンの内容を一様にターゲットマスターアクセスポイント管理ユニットに配布し、バージョン配布を制御し、処理をアクティブにする。前記アクセスポイントと関連する新規バージョンの内容は、前記マスターアクセスポイント管理ユニットを介して、前記付属のアクセスポイントに配布される。
運行維持者は、リモートで仮想プライベートネットワーク（ｖｉｒｔｕａｌ  ｐｒｉｖａｔｅ  ｎｅｔｗｏｒｋ）を介してネットワーク要素管理システムのクライアントにアクセスして、前記マスターアクセス管理ユニットのシステム構成を確認し、あるいは、前記ネットワーク要素管理システムのクライアントにおいて直接、当該システム構成を確認し、その後、前記システム構成を更新する。
前記マスターアクセスポイント管理ユニット上に２つのシステムバージョンを保存し、リモートによる更新が失敗した場合、自動的に前の使用可能なバージョンに戻る。
【００９５】
前記ネットワーク管理は、性能統計を含み、当該性能統計は、次の１以上の処理を含む。
前記マスターアクセス管理ユニットは、付属のアクセスポイントのシステムの無線サービス資源の運行状況をリアルタイムで収集し、システム資源およびユーザサービスの使用状況を動的に観察および追跡する。
前記マスターアクセス管理ユニットは、あるアクセスポイントにおける無線周波数資源の適用状況を確認し、無線周波数の送信電力を確認して更新する。
前記マスターアクセス管理ユニットは、性能統計データで示される無線資源の運行状況に従って、自動的にデータの分析を行い、あるアクセスポイントにおいて連続する期間の間、無線資源の利用の過負荷状態および渋滞が生じた場合に、ネットワーク要素管理システムに対してシステム容量のアラーム通知を送信する。
【００９６】
前記ネットワーク管理は、アラーム情報処理を含み、前記アラーム情報処理は、次の１以上の処理を含む。
前記マスターアクセス管理ユニットは、付属のアクセスポイントのシステム運行状態情報をリアルタイムで収集し、異常が検出されたら、異常の情報をファイルに記録し、当該異常のデータをネットワーク要素管理システムにアップロードする。前記ネットワーク要素管理システムは、関係するアラームおよび報告された異常情報に従って、システムエラーを診断する。
前記マスターアクセス管理ユニットと前記ネットワーク要素管理システムとの間にアラームスクリーニング機能を有するフィルターを設け、緊急ではないアラーム情報を選んで前記マスターアクセス管理ユニットに保存し、緊急のアラームのみを前記ネットワーク要素管理システムに通知する。
前記ネットワーク要素管理システムは、指定された領域のマスターアクセス管理ユニットに対してポーリングし、前記マスターアクセス管理ユニットは、規定時間内に故障情報を報告する。
【００９７】
本発明が解決しようとする技術的な問題は、マスターアクセスポイント管理ユニットによる助力を受けて自動的な周波数の設定および管理を実現できる、階層型無線アクセスシステムにおける周波数分配方法を提供することである。
【００９８】
上記課題を解決するため、本発明の第９側面は、アクセス層に位置するアクセスポイント管理ユニットとこれに付属するアクセスポイントとを含む階層型無線アクセスシステムにおける周波数分配方法を提供する。前記周波数分配方法は、次の処理を含む。
アクセスポイントは、起動されて正常に動作した後、前記アクセスポイントが付属するアクセスポイント管理ユニットに周波数資源を申請する。
前記アクセスポイント管理ユニットは、各アクセスポイントの間の近隣の関係に従って、各アクセスポイントの候補周波数を決定し、当該候補周波数を対応するアクセスポイントに送信する。
アクセスポイントが自身の候補周波数を受信した後、当該アクセスポイントは、前記候補周波数の信号品質を検出し、不合格と検出された場合、前記アクセスポイント管理ユニットに対して新たな周波数を選択するよう通知し、上記のステップが再度実行される。合格と検出された場合、終了まで、正常な動作の処理が進む。
【００９９】
更に、前記アクセスポイントは、起動された後、まず、最小システムにおいて、電源をオンにするときの自己検査を行い、その後、ハンドシェイク認証を開始して、前記アクセスポイント管理ユニットに正規の周波数資源を申請し、前記アクセスポイントが付属するアクセスポイント管理ユニットが配布した候補周波数を受信した後、前記アクセスポイントは、トランシーバの電源をオンにして、受信信号の強さの指示、即ち、ＲＳＳＩ（ｒｅｃｅｉｖｅｄ  ｓｉｇｎａｌ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）信号の検出を行い、前記候補周波数の干渉信号が所定閾値以下であると検出された場合、合格と判定し、そうでない場合、不合格と判定する。
【０１００】
更に、前記アクセスポイント管理ユニットがネットワーク構築においてＰＵＳＣ（Ｐａｔｉａｌ  Ｕｓａｇｅ  ｏｆ  ＳｕｂＣａｒｒｉｅｒ）  Ｓｅｇｍｅｎｔ方式を用いる場合、候補周波数およびセグメントが次の手順により前記アクセスポイントのために選択される。まず、各アクセスポイントの隣接するセルのリストが取得され、隣接するセルの関係が最も単純であるアクセスポイントを選択し、このアクセスポイントのために、ランダムに周波数およびセグメントを選択する。次に、その隣接するセルのリストにおけるアクセスポイントのために周波数およびセグメントを選択し、隣接する複数のアクセスポイントであって互いに干渉する複数のアクセスポイントに異なる周波数およびセグメントを分配する。このように、各アクセスポイントに対して周波数およびセグメントが順序良く選択される。
【０１０１】
更に、前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスポイントが新たに追加されたとき、新たに追加されたアクセスポイントに隣接するセルの周波数情報と選択可能な周波数資源とを取得し、当該新たに追加されたアクセスポイントのために、当該新たに追加されたアクセスポイントに隣接するセルの周波数と異なる周波数を選択する。
【０１０２】
更に、前記アクセスポイント管理ユニットがネットワークの構築にＰＵＳＣ  Ａｌｌ  ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ方式を用いる場合、候補周波数が次の手順により前記アクセスポイントのために選択される。まず、各アクセスポイントの隣接するセルのリストを取得し、隣接するセルの関係が最も単純であるアクセスポイントを選択し、このアクセスポイントのために、ランダムに周波数およびセグメントを選択する。次に、隣接するセルのリストにおけるアクセスポイントのために周波数を選択し、隣接する複数のアクセスポイントであって互いに干渉する複数のアクセスポイントに異なる周波数を分配する。このように、各アクセスポイントに対して周波数が順序良く選択される。
【０１０３】
更に、前記アクセスポイント管理ユニットは、前記付属のアクセスポイントの周波数情報を保存し、異常が発生して前記付属のアクセスポイントが再起動されたとき、保存された当該アクセスポイントの周波数情報の履歴を当該アクセスポイントにフィードバックする。
【発明の効果】
【０１０４】
要するに、本発明による技術的解決手段には、以下の技術的な利点がある。
【０１０５】
階層型ネットワーク管理構造がサポートされ、ＡＧＷ−ＬｉｔｅがＢＭＵに統合される構造を提供し、よって、システムの拡張可能性およびネットワーク性能が大幅に向上され、大容量ネットワークの構築にとって有利である。ネットワーク管理情報の階層型伝送及びＢＭＵに付属するアクセスポイント内部情報のローカルルーティングにおける大部分の流量は、ローカルネットワークの内部で制御され、よって、ネットワーク管理コストおよび伝送帯域幅を節約し、対象領域におけるユーザの内部資源に対するアクセスへの満足度、例えば、アクセス遅延、交換遅延、及びジッタ、についての満足度が向上し、さらに、伝送に対する要求が低下した。
【０１０６】
アクセスポイントとＢＭＵとの間に柔軟なインタフェースおよび媒体を用いることができる。ツイストペアケーブル、光ファイバーおよび電力線などの複数の媒体を柔軟に採用することをサポートするＢＭＵ＋Ｐｉｃｏ  ＢＳ構造は、異なる場面で適用することができ、配置の工事および高速ネットワーク構築を容易にする。さらに、電力線を伝送媒体として用いることが好ましい。電力線に基づくアクセスポイントを用いるとき、トランクアンプの追加またはフィルターの変更を行うことなく、局所的に分散型パッシブ・アンテナシステムを配置することができる。
【０１０７】
ＢＭＵ階層型構造に基づくＴｏＰクロック分配構造を用いることが可能である。アクセスポイントは、ＢＭＵが配置したＧＰＳクロックを共有できる。ツイストペアケーブル、ケーブル、光ファイバーおよび電力線を介した、タイミング情報の伝送がサポートされる。アクセスポイントでタイミング情報の復元が完了した後は、各アクセスポイントに対してＧＰＳモジュールまたは装着アンテナを配置することは必要なく、工事の難度およびコストが低減され、プロバイダーのＣＡＰＥＸおよびＯＰＥＸが削減される。
【０１０８】
電力線システムの干渉信号により生じる不確定性のために、本発明は、リンク状態およびタイミング信号の復元品質に従って、システムの知的な適応スケジューリング機構を実現することができ、システムの頑健な動作を保証し、システムの環境適応能力およびシステムの使用可能性を大幅に向上することができる。階層型マスターＢＭＵ上にローカルネットワーク管理の集中代理機能を実現し、システムの維持に便利し、分散型ネットワーク管理よりシステムの維持可能性、信頼性及び拡張可能性を向上することができる。
【０１０９】
ＡＧＷ−Ｌｉｔｅおよび集中型ＡＳＮ−ＧＷに基づくデュアル・ホーム（ｄｕａｌ−ｈｏｍｅｄ）の機構を提供し、システムの信頼性を保証することができる。正常の状態で、室内カバレッジのＰｉｃｏ  ＢＳは、ＡＧＷ−Ｌｉｔｅゲートウェイに属し、異常が発生すると、自動的に集中型のＡＳＮ−ＧＷに切替えられる。
【０１１０】
ＢＭＵは、ＢＭＵに付属するＰｉｃｏ  ＢＳに対する負荷モニターおよび管理をサポートする。ネットワーク構築の初期状態で設定されるＰＵＳＣ  Ｓｅｇｍｅｎｔネットワーク構築方式は、ＰＵＳＣ  Ａｌｌ  Ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌにスムーズに移行して、システム容量の拡張がサポートされる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】ＷｉＭＡＸ移動ネットワークの構造を示す図である。
【図２】従来のＰｉｃｏ  ＢＳ構造に基づく室内カバレッジネットワークを示す図である。
【図３】信号ソース基地局＋分散型パッシブ・アンテナシステム構造に基づく室内カバレッジネットワークを示す図である。
【図４】信号ソース基地局＋分散型アクティブ・アンテナシステム構造に基づく室内カバレッジネットワークを示す図である。
【図５】本発明の実施形態におけるＢＭＵ階層型構造に基づくＷｉＭＡＸネットワークの構造を示す図である。
【図６Ａ】１つの実施形態におけるツイストペアケーブル／光ファイバーに基づくＷｉＭＡＸアクセスポイント管理システムを示す図である。
【図６Ｂ】図６ＡでのＢＭＵにおける機能モジュール図である。
【図６Ｃ】他の１つの実施形態における電力線伝送に基づくＷｉＭＡＸアクセスポイント管理システムを示す図である。
【図６Ｄ】図６ＢでのＷｉＭＡＸアクセスポイント管理システムを示す他の図であり、マスターＢＭＵおよびスレーブＢＭＵのモジュール構成、ならびに、ＢＭＵとＰｉｃｏ  ＢＳとの間の電力線の接続の態様を示す。
【図７】ＢＭＵとＰｉｃｏ  ＢＳとの間のタイミング機構を実現するタイミングサブシステムを示す図である。
【図８Ａ】１つの応用例における隣接基地局のネットワーキングを示す図である。
【図８Ｂ】電力線伝送に基づく室内カバレッジシステムにより定義される精度要求を示す図である。
【図９】８０２．１６ｅに基づくＷｉＭＡＸ  ＴＤＤシステムのフレーム構造を示す図である。
【図１０】電力線伝送に基づく同期状態のスケジューリング方法のフローチャートである。
【図１１】ＢＭＵとＰｉｃｏ  ＢＳとの間の流量制御を示す図である。
【図１２】階層型ＷｉＭＡＸアクセスポイントに基づくネットワーク管理システムを示す図である。
【図１３】本発明における無線アクセスシステムの課金ポリシを示す図である。
【図１４】本発明の実施形態におけるＰｉｃｏ  ＢＳの自動的な周波数分配を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０１１２】
以下に添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下はＷＩＭＡＸを例とするが、本発明は、ＷｉＭＡＸシステムだけではなく、ＯＦＤＭＡ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ；直交周波数分割多元接続）に基づく他のＴＤＤおよびＦＤＤシステム、例えばＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、長期進化）システム、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ（ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ−ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ；時分割同期符号分割多元接続）システム、およびＵＭＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ；ウルトラ・モバイル・ブロードバンド）システムなどにも適用することができ、かつ、全ての無線室内カバレッジ技術に適用することができる。適用可能な場合は、カバレッジ制限がある場合および容量制限がある場合を含み、所期のカバレッジ制限がある場合から後の容量制限がある場合へのスムーズな移行を柔軟に実現し、既存の設備投資を保護し、ＢＭＵの集中された点のみで維持およびアップグレードを実現して、維持コストを削減する。
【０１１３】
本実施形態を検討する前に、以下の概念を明確にする必要がある。
【０１１４】
アクセスポイントは、対象領域が主に室内であることを考慮し、本実施形態では、ＷｉＭＡＸ基地局であり、主にＰｉｃｏ  ＢＳの形式である。しかし、他のシステムの基地局または他の形式のアクセスポイントであってもよい。
【０１１５】
アクセスポイント管理ユニットは、本発明ではビル管理システム（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ；ＢＭＵ）とも呼ばれ、既存のビル管理システムに属さず、室内Ｐｉｃｏ  ＢＳに対する集中管理を行う機能エンティティとして専用に用いられされながら、小容量のアクセスゲートウェイ（Ｌｉｇｈｔ  ＡＳＮ−ＧＷ，以下、ＡＧＷ−Ｌｉｔｅと略称する）の機能を統合する。
【０１１６】
階層型の分割とは、ＷｉＭＡＸネットワークの全体が、ＣＳＮおよびＡＳＮに分割され、ＡＳＮは、さらに、複数の階層に分割され、これら複数の階層が、集中型ＡＳＮ−ＧＷ、分散型ＡＧＷ−Ｌｉｔｅ、基地局、および顧客構内設備（ｃｕｓｔｏｍｅｒ  ｐｒｅｍｉｓｅｓ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を含む、ことを意味する。
【０１１７】
電力線伝送とは、ビルにおける部屋の照明、電化製品、および廊下に交流低圧電源（１１０ＶＡＣ／２２０ＶＡＣ）を提供する電力線ネットワークである。
【０１１８】
まず、本実施形態におけるＷｉＭＡＸアクセスネットワークの構造を説明する。
【０１１９】
図５は、本発明で提案されたＢＭＵ階層型構造に基づくＷｉＭＡＸアクセスネットワークを示し、主に、室内カバレッジの場合に適用され、ローカル領域の室内外混合カバレッジの場合にも適用される。以下、主に、室内カバレッジの主なタイプの基地局であるＰｉｃｏ  ＢＳを例として説明する。
【０１２０】
図５に示すように、ＡＳＮは、顧客構内設備ＣＰＥ  ５０１、アクセスポイントＰｉｃｏ  ＢＳ  ５０２、アクセスポイント管理ユニットＢＭＵ、および集中型ＡＳＮ−ＧＷ  ５０７の４つの階層を含む階層型構造を用いる。ここで、ＢＭＵは、マスターＢＭＵ  ５０３（Ｍａｓｔｅｒ  ＢＭＵ）とスレーブＢＭＵ  ５０４（Ｓｌａｖｅ  ＢＭＵ）とに分割され、スレーブＢＭＵ  ５０４がカスケードインタフェースまたは直接的にマスターＢＭＵ  ５０３に接続されることによりネットワーク規模を拡張することをサポートする。Ｐｉｃｏ  ＢＳとマスターＢＭＵ  ５０３及びスレーブＢＭＵ  ５０４との間には標準のＲ６インタフェースを用いる。マスターＢＭＵ５０３とＣＳＮ２０６との間には標準のＲ３インタフェースを用いる（Ｒ３は論理インタフェースであり、ＳＤＨまたはＰＤＮネットワークを介してマスターＢＭＵとＣＳＮとを接続する）。複数のマスターＢＭＵ  ２０３の間及びマスターＢＭＵと集中型ＡＳＮ−ＧＷ  ５０７との間には標準のＲ４インタフェース（未図示）を用いて接続する。スレーブＢＭＵ  ２０４の間及びスレーブＢＭＵ  ２０４とマスターＢＭＵ  ２０３との間には標準のＲ６インタフェースを用いる。なお、スレーブＢＭＵはオプションである。ＰＤＮ／ＳＤＨ  ５０５、ＣＳＮ（コネクションサービスネットワーク）５０６及び集中型ＡＳＮ−ＧＷ  ５０７の全ては、集約層およびバックボーンネットワーク層である。
【０１２１】
マスターＢＭＵとスレーブＢＭＵとの間には、各種のネットワーキングの形式が柔軟にサポートされ得る。各種のネットワーキング形式は、図７に示すような星型ネットワーク、チェーン型ネットワーク、およびツリー型混合ネットワークを含む。マスターＢＭＵとスレーブＢＭＵとの間の伝送媒体として、光ファイバー、ツイストペアケーブル、同軸ケーブルなどの通信ケーブルを用いることができる。マスターＢＭＵとＰｉｃｏ  ＢＳとの間およびスレーブＢＭＵとＰｉｃｏ  ＢＳとの間の伝送媒体としては、光ファイバー、ツイストペアケーブル、同軸ケーブル及び電力線などを用いることができる。
【０１２２】
ＡＳＮ−ＧＷは集中された点であり、無線アクセス側のプロトコル終了の制御ノードであり、無線資源管理、切替え（交換）管理、ページング管理及びＩＰネットワークのルーティングプロトコル処理などの機能を実現するので、従来の技術案には、一般的に、集中的に配置する方式を用いる。この方式では、ＡＳＮ−ＧＷは、集約層およびバックボーン層に位置する。本発明において、ネットワーク配置の構造上で階層型の配置方式を提案し、重要な室内対象領域において、階層型構造を採用するＢＭＵが基地局の近くに配置され、アクセス層に配置される。ＢＭＵは、中容量または小容量のＡＳＮ−ＧＷ機能モジュール（集中型で配置されるＡＳＮ−ＧＷと区別するため、以下、ＡＧＷ−Ｌｉｔｅと略称する）と統合される。ＢＭＵは、アクセスポイントのデータを処理してルーティングし、また、アクセスポイントのネットワーク管理を実行する。シームレスカバレッジの要求を考慮し、本発明では、集約層またはバックボーン層に集中型のＡＳＮ−ＧＷを配置する。
【０１２３】
既存の２Ｇ／３Ｇネットワークであれ未来の４Ｇネットワークであれ、室内はサービス流量が発生する主要な領域である。ＮＴＴ  ＤｏＣｏＭｏ（日本の株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ）の現在のネットワークの統計データからわかるように、ユーザの分布において、室内での使用が７０％を占め、当該部分の室内ユーザの行動は概して静的または低速である。ＡＧＷ−Ｌｉｔｅを分散型で配置させる方式を用いると、同一のマスターＢＭＵ（それにカスケード接続されたスレーブＢＭＵを含む）が管理する基地局の間のデータおよび制御面シナリングの相互作用は、直接的にＢＭＵにより処理され転送され、中央のＣＳＮノードにルーティングされる必要がない。即ち、ＷｉＭＡＸプロトコルは各アクセスポイントのビルで終了され、データおよび制御面シグナリングの相互作用は、直接的にＩＰデータネットワークにアクセスさせられ、集中型ＡＳＮ−ＧＷ配置における容量の要求を大幅に削減する。
【０１２４】
企業ネットワーク、重要なビルまたはグループは、概して、サービス流量が発生する主要な領域である。企業ネットワークにおいては、大部分の流量がイントラネット（Ｉｎｔｒａｎｅｔ）内で発生する。中興通訓（Ｚｈｏｎｇｘｉｎｇ  Ｔｅｌｅｃｏｍ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、中国の通信企業）のイントラネットのデータストリーム量の統計によると、５０％の流量がイントラネット内で発生する。ネットワーク通信において階層型ＢＭＵ構造を採用し、ＡＧＷ−Ｌｉｔｅの配置を用いることで、ＷｉＭＡＸプロトコルは各アクセスポイントのビルで終了され、当該部分の流量はＡＧＷ−Ｌｉｔｅ内部で消化され、伝送ネットワークに対するストレスが低下する。従来の集中型ＡＳＮ−ＧＷ配置を用いると、伝送帯域幅の占有およびと運行コストは５０％増加する。
【０１２５】
本発明は、Ｐｉｃｏ  ＢＳのＡＧＷ−Ｌｉｔｅおよび集中型ＡＳＮ−ＧＷへのデュアル・ホーミングをサポートし、システムの信頼性を向上させる。デフォルト状態で、Ｐｉｃｏ  ＢＳは、ＢＭＵ内蔵のＡＧＷ−Ｌｉｔｅにホーミングされ、ＡＧＷ−Ｌｉｔｅが故障すると、Ｐｉｃｏ  ＢＳの流量はオンラインＲ６リンク検出を通じて自動的に故障を識別し、集中型ＡＳＮ−ＧＷに切替える。
【０１２６】
図６Ａは、１つの実施形態において、ツイストペアケーブル／光ファイバーを介してアクセスポイントに接続されたＢＭＵの配置を示す。ＷｉＭＡＸのＦＤＤシステム、及び他の非ＷｉＭＡＸの無線アクセスシステムも、図６に示す構成により実現できる。
【０１２７】
当該無線アクセスシステムは、主に、Ｐｉｃｏ  ＢＳ  ６０１と集中型マスターアクセスポイント管理ユニットＢＭＵ  ６０３とを含む。Ｐｉｃｏ  ＢＳ  ６０１は、標準のＲ６インタフェースを介してビル内部のＬＡＮ（スイッチ６０２ａを含む）を通してマスターＢＭＵ  ６０３に接続される。このシステムの物理的なインタフェースは、電気的なインタフェースまたは光学的インタフェースであってよく、物理レートは１００Ｍｂｐｓまたは１０００Ｍｂｐｓであってよい。ベアリング媒体は、光ファイバーであってよいし、ツイストペアケーブルであってもよい。本態様においては、ただ１つのＢＭＵ  ６０３、即ち、マスターＢＭＵを配置するだけでよい。ネットワークの拡張は汎用のスイッチにより実現でき、スレーブＢＭＵを配置する必要はない。ＢＭＵ  ６０３は一般的にＷｉＭＡＸ基地局が存在する建物の近くに配置される。但し、これは単なる例であり、ＢＭＵは付属のアクセスポイントのケーブル資源が到達できる場所に配置されることができる。また、隣接する複数の小さいビルに対して、１つのＢＭＵを設置してもよい。
【０１２８】
図６Ｂに示すように、当該マスターＢＭＵにおける機能モジュールは、マスター制御交換モジュール６０３１と、マスター制御交換モジュール６０３１に接続された、アクセスゲートウェイ機能モジュール６０３５、ＴｏＰ（ｔｉｍｉｎｇ  ｏｖｅｒ  ｐａｃｋｅｔ）サーバ６０３３、および集中ネットワーク管理機能モジュール６０３２と、ＴｏＰサーバ６０３３に接続されたクロックソース６０３４と、を含む。
【０１２９】
マスター制御交換モジュール６０３１は、通信インタフェースを有し、この通信インタフェースは、ＢＭＵに付属するアクセスポイント及び／または他のマスター制御交換モジュールと相互作用して、当該ＢＭＵに付属する基地局のデータ（ユーザ面データ、クロックデータ等を含む）およびシナリングの相互作用を処理し転送する。複数の基地局を結合して１つの論理的ＷｉＭＡＸチャネルを形成する必要がある場合、マスター制御交換モジュールは、当該論理チャネルのＭＡＣおよびレイヤ３プロトコルの集中処理機能を更に完成する。
【０１３０】
集中ネットワーク管理機能モジュール６０３２は、ネットワーク管理エージェントモジュールとも呼ばれ、ＢＭＵの操作および維持の情報を処理する。
【０１３１】
クロックソース６０３４は、内蔵のＧＰＳ受信機であってよい。あるいは、ＧＰＳ受信モジュールの代わりに他のクロックモジュールをＢＭＵに配置してタイミング情報を生成してもよい。あるいは、外部同期クロックソースを入力することでタイミング情報を生成してもよい。以上を考慮し、このモジュールはオプションである。
【０１３２】
ＴｏＰサーバ機能モジュール６０３３は、ＴｏＰサーバとも呼ばれ、クロック情報を複数のＴｏＰクライアントに配布する。もちろん、本発明は他のタイミングサーバを用いてもよい。
【０１３３】
アクセスゲートウェイ（ＡＧＷ−Ｌｉｔｅ）機能モジュール６０３５は、小容量アクセスゲートウェイとも呼ばれ、マスターＢＭＵ  ６０３にオプションで統合され、その機能は集中型アクセスゲートウェイと類似し、基地局アクセス情報の集約およびトンネルプロトコル処理などを行い、コアネットワークＣＳＮおよびインターネットにＲ３インタフェースを提供しながら、ルーティング・スイッチングに関連する情報を対応する集中型アクセスゲートウェイに提供する。ＡＧＷ−Ｌｉｔｅは、ローカル無線資源を処理する機能及びローカル流量の自己ルーティング機能を有する。また、ＡＧＷ−Ｌｉｔｅは、付属する基地局のトンネル処理の終了処理、複数の付属基地局に対する流量整形および流量制御、ならびに基地局に基づくデータストリームスケジューリング処理を更に完成する。
【０１３４】
本例の場合、Ｎ階およびＮ＋１階のＰｉｃｏ  ＢＳは、ＰＵＳＣ（Ｐａｒｔｉａｌｌｙ  Ｕｓｅｄ  Ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ、部分的に用いられるサブチャネル）Ｓｅｇｍｅｎｔ（セグメント）またはＰＳＣＨ  ＡＬＬ  Ｓｕｂ−ｃｈａｎｎｅｌの方式により、ユーザの電話トラフィック量に従って、計数され配置される。カバレッジ制限のある領域に対して、ＰＵＳＣ  Ｓｅｇｍｅｎｔ方式を用いてネットワーキングして、周波数スペクトルの利用効率を向上させる。Ｐｉｃｏ  ＢＳの間のサブチャネル分配方式は、Ｐｉｃｏ  ＢＳの間の相対的な位置関係に従ってＢＭＵ側に自動的に生成してよい。これにより、各Ｐｉｃｏ  ＢＳに独立してサブチャネルを設定するために必要な工事開通および維持時間を削減し、プロバイダーのコストおよび高速快速なネットワークの構築を容易にし、プロバイダーのＯＰＥＸ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｅｘｐｅｎｓｅ、経営コスト）を削減することができる。
【０１３５】
本実施形態は、物理的に離れた複数のＰｉｃｏ  ＢＳにより形成される１つの論理セルグループをサポートする。例えば、図６のＰｉｃｏ  ＢＳ  Ａ、Ｐｉｃｏ  ＢＳ  Ｂ、Ｐｉｃｏ  ＢＳ  Ｃが論理セルグループ１を形成し、Ｐｉｃｏ  ＢＳ  Ｄ、Ｐｉｃｏ  ＢＳ  Ｅが論理セルグループ２を形成すると仮定することができる。同じセルグループ内のＰｉｃｏ  ＢＳは、同一のＷｉＭＡＸ  Ｃｈａｎｎｅｌ（チャネル）の異なるサブチャネルを共有し、異なるセルグループに対して異なるＷｉＭＡＸ  Ｃｈａｎｎｅｌが分配される。ＢＭＵは、セルグループ１および２に属するＰｉｃｏ  ＢＳの間の位置関係に従ってサブチャネルを分配する一方、Ｐｉｃｏ  ＢＳ  Ａ〜Ｅの間の干渉を最小化することを保証する。
【０１３６】
カバレッジ制限のある領域に対して、Ｐｉｃｏ基地局を信号ソースとして用いることができ、結合器または出力分割器６０４及び分散型パッシブ・アンテナシステム６０５を用いて対象範囲を拡大でき、結合器または出力分割器６０４は、無線周波数ケーブルを介して、分散型パッシブ・アンテナシステム６０５に接続されることができる。
【０１３７】
図６Ｃは、他の実施形態において、伝送資源として用いられる電力線を介してアクセスポイントに接続されたＢＭＵ配置を示す図である。図６Ｃは、図６Ａと相補的であり、Ｐｉｃｏ  ＢＳとＢＭＵとの間の電力線に基づく伝送を可能とし、計画されたＰｉｃｏ  ＢＳに配線を新たに追加することが不可能である場合に適用される。
【０１３８】
本態様では、マスターＢＭＵ  ６０３は、カスケードインタフェースを介して１つのスレーブＢＭＵ  ６０２ｃに接続され、当該スレーブＢＭＵ  ６０２ｃは、さらに、順番に１以上のＢＭＵ  ６０２ｃにカスケード接続されていてよく、もちろん、星型およびツリー型などの他のネットワーキング方式もサポートされる。スレーブＢＭＵは、マスターＢＭＵと当該ＢＭＵが管理するＰｉｃｏ  ＢＳとの間の電力線による伝送の中継機能と、データおよびタイミング情報をルーティングし転送する機能とを実現する。マスターＢＭＵとスレーブＢＭＵとは、光ファイバーまたはツイストペアケーブルなどの使用可能な伝送資源を用いて互いに接続される。スレーブＢＭＵは、管理されるＰｉｃｏ  ＢＳに電力線を介して接続される。上記の実施形態と同様、本実施形態は、物理的に離れた複数のＰｉｃｏ  ＢＳが１つの論理セルグループを形成することをサポートし、ここでは、その説明を省略する。付属のアクセスポイントが少ない場合、スレーブＢＭＵを設置せずに、直接、マスターＢＭＵと付属のアクセスポイントとの間の伝送媒体として電力線を用いてもよい。
【０１３９】
図６Ｄは、図６Ｂと同様のＷｉＭＡＸアクセスポイント管理システムを示し、具体的に、マスターＢＭＵおよびスレーブＢＭＵのモジュール構成、ならびにスレーブＢＭＵとＰｉｃｏ  ＢＳとの間の電力線による接続を示す。Ｐｉｃｏ  ＢＳ６０１は、電源コンセント６０６に近く配置することができ、スレーブＢＭＵとＰｉｃｏ  ＢＳとの間のデータ伝送および電源提供は、電力線６０８により実行される。室内の電力線の配置の複雑性に鑑み、異なる部屋およびビルの階では、異なる相の電力にアクセスする可能性があり、同一の変圧器の三相電流は結合器６０７により結合され、素早く単純な工事の配置にとって有用である。
【０１４０】
マスターＢＭＵに配置された機能モジュールは、マスター制御交換モジュール６０３１と、マスター制御交換モジュール６０３１に接続された、小容量アクセスゲートウェイ６０３５、ＴｏＰサーバ６０３３、ネットワーク管理エージェントモジュール６０３２、および電力線伝送インタフェースモジュール６０３６と、ＴｏＰサーバ６０３３に接続されるクロックソース６０３４と、を含む。上記の実施形態、即ち、図６ＢにおけるマスターＢＭＵと比べ、本実施形態では、１つの電力線伝送インタフェースモジュール６０３６を追加した。電力線伝送インタフェースモジュール６０３６は、マスター変調／復調装置により実現され、マスター制御交換モジュールと電力線との間に配置され、電力線伝送機能、リンク検出、および適応処理機能を完成し、後の処理の基礎として同期状態をマスター制御交換モジュールに提供する。また、上記の実施形態に基づいて、ＢＭＵの間のカスケーディング機能をマスター制御交換モジュール６０３１に追加する必要がある。ＴｏＰサーバは、さらに、各ＴｏＰクライアントが送信する同期状態情報を受信し、隣接するセルの同期状態情報を各ＴｏＰクライアントに配布することができる。他のモジュール機能は上記の実施形態を参照する。
【０１４１】
スレーブＢＭＵ６０２ｃは、マスターＢＭＵ  ６０３と比べて、ネットワーク管理エージェントモジュール６０３２および小容量アクセスゲートウェイ６０３５を含まない。即ち、スレーブＢＭＵ６０２ｃに配置された機能モジュールは、マスター制御交換モジュール６０３１と、マスター制御交換モジュール６０３１に接続されたＴｏＰサーバ６０３３および電力線伝送インタフェースモジュール６０３６と、だけを含み、ＴｏＰサーバ６０３３に接続されたクロックソース６０３４をオプションで含む。各モジュール機能は、マスターＢＭＵを参照する。
【０１４２】
上記のネットワーク構造に基づいて、以下、本発明の同期方法を詳細に説明する。
【０１４３】
Ｐｉｃｏ  ＢＳの設置過程および維持における要求およびコストを削減するため、本実施形態は、ＢＭＵ側にクロック生成モジュール、例えばＧＰＳ受信機を装着して、ＰＰ１Ｓ（工業用信号測定変換器）タイミング情報を生成する。ＢＭＵにＧＰＳモジュールを配置することにより、基地局側にＧＰＳ受信機を配置することの困難性およびコストを削減して、高速なネットワークの構築ならびに初期投資および維持コストの削減にとって有利である。生成されたタイミング情報は、イーサーネットパケットを介して各Ｐｉｃｏ  ＢＳに配布され、その後、Ｐｉｃｏ  ＢＳは、タイミング情報を復元する。具体的には、ＢＭＵと基地局との間の伝送が電力線に基づく場合、ＴｏＰサーバが送信したＴｏＰタイミング情報パケットは、マスター制御スイッチおよびマスター変調復調設備を介してＰｉｃｏ  ＢＳに伝送される。ＢＭＵと基地局との間の伝送が光ファイバーまたはツイストペアケーブルに基づく場合、ＴｏＰサーバが送信したＴｏＰタイミング情報パケットは、マスター制御スイッチおよびスイッチを介してＰｉｃｏ  ＢＳに伝送される。
【０１４４】
図７は、ＢＭＵとＰｉｃｏ  ＢＳとの間でタイミング機構を実現するタイミングサブシステムを示す図である。ＢＭＵ７０７には、ＧＰＳクロック生成モジュール７０１、およびＧＰＳクロック生成モジュール７０１に接続されるＴｏＰサーバ７０２が含まれる。ＴｏＰサーバモジュールがＢＭＵ側のネットワークインタフェース７０４を介してＰｉｃｏ  ＢＳに接続される。Ｐｉｃｏ  ＢＳ側で相互接続されたモジュール、つまり、ネットワークインタフェース７０５、ＴｏＰ受信モジュール（またはＴｏＰクライアントと呼ばれる）７０３、ならびにベースバンドおよび無線周波数モジュール７０６が、Ｐｉｃｏ  ＢＳ  ７０８に含まれる。
【０１４５】
ここで、ＧＰＳクロック生成モジュール７０１は、システム全体のタイミングの基準であり、タイミング基準信号をＴｏＰサーバ７０２に出力し、タイミング基準信号は、ＰＰ１Ｓ信号および他の関連情報（例えばＴＯＤ、位置情報など）を含む。
【０１４６】
ＴＯＰサーバ７０２は、タイミング基準信号に基づいてハードウエアタイムスタンプを生成し、各Ｐｉｃｏ  ＢＳのアドレス情報に従って、ＢＭＵ側のネットワークインタフェース７０４およびＰｉｃｏ  ＢＳ側のネットワークインタフェース７０５を介して、ＴｏＰタイミング情報パケットをＰｉｃｏ  ＢＳに送信する。
【０１４７】
ＴＯＰ受信モジュール７０３は、Ｐｉｃｏ  ＢＳ側のネットワークインタフェース７０４が受信したタイミングパケットに従って、ジッタおよび遅延の推定を行ない、タイミング信号を復元し、当該タイミング信号をベースバンドおよび無線周波数モジュール７０６に出力し、当該タイミング信号は、ベースバンドおよび無線周波数モジュール７０６のタイミング基準信号として用いられる。
【０１４８】
図７において、Ｆｓはサンプリング周波数を示す。ＰＰ１Ｓは１秒当たりのパルス信号を示す。Ｃｔｒｌは制御情報、例えばＴｏＰモジュールのロッキング状態、リンク状態などの情報を示す。
【０１４９】
上記のタイミング復元機構は、各基地局側にＧＰＳ受信機を配置することの困難性およびコストを減少して、高速なネットワークの構築ならびに初期投資および維持コストの削減にとって有利である。
【０１５０】
更に、本実施形態は、下記のＴｏＰ同期方法に対する最適化措置のうちの１以上を用いることができる。
【０１５１】
［ネットワークＱｏＳ保証］
Ｔｏｐ受信モジュール側のクロック復元の性能が安定して最適化された状態にあることを保証するため、ＥＭＳ（Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ、要素管理システム）サーバ側にデフォルトのＱｏＳポリシを設定するとき、ＴｏＰ情報と関連するメッセージ優先順位がリアルタイムデータのメッセージ優先順位と同じまたは最も高い優先度に設定され、ＢＭＵ側およびＰｉｃｏ  ＢＳ側に同期し、遅延およびジッタが合理的な範囲内になることを統計的に保証する。タイミング情報は、ＴｏＰモジュール（ＴｏＰサーバおよびＴｏＰクライアントを含む）において指定されたＱｏＳ型としてマーク付けされ、ＱｏＳラベル情報に基づくスケジューリングポリシの実行は、ＢＭＵ側および基地局側で保証され、タイミング情報は、リアルタイムサービスの要求に従って、分配されルーティングされる。保証された帯域幅は、各Ｐｉｃｏ  ＢＳノードの上りおよび下りに対し、ネットワーク管理を通して設定され、ＴｏＰ情報の確実な伝送のために十分な帯域幅を保証する。さらに、専用のハードウエアアコプロセッサをＰｉｃｏ ＢＳで用いて、抽出および処理を実現し、ソフトウエアによる不確実な遅延および影響を低下させることもできる。
【０１５２】
［ＴｏＰの収束速度の最適化］
現在のＩＥＥＥ１５８８の収束速度に対するネットワーク負荷の影響が大きいので、ＴｏＰの収束速度の最適化に対して、下記のスケジューリング機構を用いることが考えられる。主に、以下の方法を用いる。電源がオンにされて初期化されるとき、ＢＭＵ側のＴＯＰサーバ同期パケットは、最短のパケットの形式で、サブネットワーク内に同報送信される。このようなメッセージに対して、ＢＭＵのマスター制御交換モジュールの処理ポリシは、すべての他のサービスに優先する。指定されたＰｉｃｏ  ＢＳノードに対して、ＢＭＵ側がＰｉｃｏ  ＢＳノードと同期していない間、流量制御機構をオプションで起動し、非制御面情報の渋滞によるジッタおよび遅延を最小化し、ＴｏＰ情報を確実に伝送することを保証し、ＴｏＰが初めに同期する間のネットワーク負荷が合理的な負荷範囲（６０％〜７０％）にあることを保証し、即ち、バーストメッセージまたはネットワーク渋滞による影響を避ける。同期された後、ＢＭＵおよびＰｉｃｏ  ＢＳは、通常どおりデータパケットを送信する。
【０１５３】
［新たに追加されたＳＬＡＶＥノードの同期処理機構］
新規に追加されたネットワークＰｉｃｏ  ＢＳ  ＳＬＡＶＥノードは、初期アクセス状態において、マスターＢＭＵと自身との間で、基本的なＴｏＰ情報メッセージおよび状態設定情報のみを伝送し、媒体面データを伝送あるいは運ぶことがないので、渋滞を除去し、同期処理を加速する。ＢＭＵは、Ｐｉｃｏ  ＢＳの同期状態情報のフィードバックに従って、基地局が正常に電源をオンにされて起動できるか否かをはんていし、媒体ストリームの経路を確立する。マスターＢＭＵは、全てのノードのデータ伝送の帯域幅の占有率が設定された閾値より小さいときに、サブネットワーク内の全てのノードの同期性能に従って、ＴｏＰメッセージの送信頻度を調節し、同期性能を最適化する。
【０１５４】
［デジタル同期位相ロックループアルゴリズムを用いた最適化］
ルーズに結合された位相ロックループアルゴリズム、ナローバンドループアルゴリズムおよび適応フィルターアルゴリズムを用いて、イーサーネットの大きいジッタおよびフラッタが除去される。適応ＨＯＬＤＯＶＥＲ（保持）アルゴリズムを用いて、自動的にネットワークの同期品質を検出する。ネットワーク品質が劣化されると、自動的にＨＯＬＤＯＶＥＲ状態に切替えられる。最適な同期条件における制御パラメータは、学習および訓練の手法を採用したＨＯＬＤＯＶＥＲアルゴリズムを用いて、自動的に記憶される。ＨＯＬＤＯＶＥＲ状態で、これらの記憶されたパラメータを用いて制御パラメータを更新し、システムが非常に良い維持性能を有するようにする。
【０１５５】
［同期性能のネットワーク管理と処理構造］
ＷｉＭＡＸシステムは、ネットワークの同期性能に対する要求が高いので、１つのノードが同期から外れると、ＴＤＤのタイムシーケンスが混乱し、結果として、システム全体との干渉が増加し、システム全体の性能が急速に劣化する。このため、ネットワーク管理の前景のエージェントが１つのノードにおける性能の劣化を検出すると、システム制御は、リアルタイムで各ノードの同期状態をモニターする手段を用いて、当該ノードに対して異常処理機構を適用し、当該ノードの伝送出力を減少させ、セルのカバレッジ半径を減少させ、よって、隣接するセルとの干渉を減少させる。規定時間内に、ネットワークの同期性能が復元されない場合、基地局のＲＦ出力を自動的に閉じて、バックグラウンドがアラームされて、関係者に通知される。
【０１５６】
また、ＢＭＵは、ネットワークの負荷状況に従って、アイドルのとき（例えば、夜明け前）に、本サブネットワークの異常ノードの初期化フローを開始し、そのノードの同期の復元処理を加速してもよい。
【０１５７】
流量制御機構について、以下、詳細に説明する。
【０１５８】
基地局に対する同期管理を有効に完成するため、ＢＭＵに付属する基地局の隣接セル情報、ＢＭＵに付属する基地局のＴＴＧ（ｔｒａｎｓｍｉｔ／ｒｅｃｅｉｖｅ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｇａｐ；送信／受信移行間隔）およびＲＴＧ（ｒｅｃｅｉｖｅ／ｔｒａｎｓｍｉｔ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｇａｐ；受信／送信移行間隔）のデフォルトパラメータ、基地局の定格を下げられた電力のデフォルトパラメータなどの情報を、ローカルにＢＭＵに保持し記憶する必要があり、これらのパラメータはＢＭＵから基地局に送信される。ＢＭＵおよび基地局は、定期的に、同期状態情報を更新して、ＢＭＵに付属する基地局が有効で確実なスケジューリング処理を一様に実現できるようにする。ＢＭＵは、基地局を補助して、動的なスケジューリングを完成し、基地局のＴＤＤ上り−下り比およびＲＴＧ／ＴＴＧのタイムシーケンスパラメータを一様に設定する。通常は、基地局は、汎用のスケジューリング機構を用いる。
【０１５９】
図８Ａに示すように、ＢＳ１およびＢＳ２は、隣接する２つの室内基地局である。同じ周波数のネットワーキングでは、隣接する領域の干渉を防止できないことを鑑み、異なる周波数ネットワーキングを用いることが推奨される。各基地局が異なる周波数で動作すると仮定し、基地局ＢＳ１は周波数ｆ１で動作し、基地局ＢＳ２は周波数ｆ２で動作し、ＭＳ１およびＭＳ２は隣接する領域にある２つの端末ユーザであるとし、ＭＳ１がＢＳ１でアクセスされ、ＭＳ２がＢＳ２でアクセスされるとする。基地局ＢＳ１およびＢＳ２が互いに同期していない場合またはＢＳ１とＢＳ２との間の同期の精度が非常に低い場合、隣接する基地局の信号が互いに干渉するか、あるいは、端末の間でさえ互いに干渉して、システムが正常に運行できなくなる可能性がある。
【０１６０】
上述の干渉は次の２つのタイプに分類される。
【０１６１】
（１）隣接する装置間の漂遊干渉。隣接する基地局の感度を低下させる。
（２）隣接する装置間の強い干渉。装置間が同期しないため受信機がブロックされる。
【０１６２】
具体的には、干渉は以下のようなタイプに分類される。
【０１６３】
（１）基地局ＢＳ１によりＭＳ２に対して下りの干渉が生じる。
（２）基地局ＢＳ１によりＢＳ２に対して上りの受信リンクの干渉が生じる。
（３）基地局ＢＳ２によりＭＳ１に対して下りの干渉が生じる。
（４）基地局ＢＳ２によりＢＳ１に対して上りの受信リンクの干渉が生じる。
（５）ＭＳ１とＭＳ２との間の送受信の干渉。
【０１６４】
各種のネットワーキングの分析により、８０２．１６ｅ  ＲＣＴ測定規範は、隣接する基地局のタイミング精度が＋／−  １μｓであることを要求する。すなわち、全ての基地局が必ずＧＰＳ受信機を有していなければならないことを要求する。室内カバレッジでは、全ての基地局がＧＰＳ受信機およびアンテナシステムを有することは難しい。室内カバレッジの場合の具体的な状況を分析すると、室内カバレッジにとって、マルチパス伝送が多いが、マルチパス遅延が小さく、室内カバレッジ半径が１００ｍの場合に一般にマルチパス遅延は５μｓ以下である。ＲＣＴ測定規範によると、５／１０ＭＨｚシステムにおいて、ＲＴＧが６０μｓに設定され、ＴＴＧが１０５．７１４２８５７μｓに設定されることで、室内カバレッジの基地局のタイミング精度の要求を、少なくとも＋／−  ２０μｓに適切に低下させることができる。
【０１６５】
＋／−  ２０μｓの精度要求の場合で、ＴｏＰ方法を用いて、ＢＭＵと基地局との間でタイミング情報が伝送され復元される。イーサーネットを介してＴｏＰタイミング情報を伝送する場合、システムタイミングは、＋／−  （１〜５）μｓの精度に達することができ、リンクが劣化した場合でも、＋／−  ２０μｓ精度の範囲内にあって、システム性能とネットワーキング構成の要求を満足することができる。電力線を介してＴｏＰタイミング情報を伝送する場合、システム性能は相対的に複雑になり、リンクが正常の場合、タイミングは、＋／−  ２０μｓの精度範囲に達することができ、リンクの品質が劣化した場合、＋／−（３０〜５０）μｓの精度範囲内にある可能性がある。この場合であって、ＲＣＴでＲＴＧが６０μｓと規定される場合には、システムが正常に運行できない可能性がある。図８Ｂに示すように、基地局Ｂ１とＢ２とは異なる周波数を使用するけれども、基地局の前置フィルターの設計の原理を考慮すると、特に、１つのプロバイダーが連続の周波数スペクトルを持つ場合、Ｂ１およびＢ２のフィルターは、いずれも、連続する帯域幅のワイドバンドフィルターを用いる。ＭＳ２の上りは、ＢＳ１に対してバンド内の干渉を引き起こす可能性があり、バンド内の干渉が深刻である場合、システムの受信感度が大幅に低下する。
【０１６６】
図９は８０２．１６ｅ  ＷｉＭＡＸ  ＴＤＤシステムに基づくフレーム形式を示す図である。フレーム形式は、時間および周波数（サブキャリア）の２つの次元に基づいて定義される。８０２．１６ｅプロトコルにおいて、１つのフレームは、通常、時間の次元に従う、選択可能なフレーム長さの定義を有する。例えば、２ｍｓ、５ｍｓ、および１０ｍｓなどである。１つのフレームは、さらに、異なるチャネル帯域幅（例えば、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ）に従って、異なるサブキャリアの数の定義を有する（例えば、５１２個のサブキャリアは５ＭＨｚの帯域幅に対応し、１０２４個のサブキャリアは１０ＭＨｚの帯域幅に対応）。サブキャリアは、与えられた置換モードに従って、サブチャネルのグループを形成する。１個のサブチャネルは、特定の数のサブキャリア数を含む。例えば、１０ＭＨｚの帯域幅に対して、１個の下りのサブチャネルは、２４個のデータサブキャリアおよび４個のパイロットサブキャリアを含み、使用可能なデータサブチャネルは３０個である。上りのフレームは、３５個のサブチャネルにより構成され、各サブチャネルは２４個のサブキャリアにより構成される。上りおよび下りの残りは、ガードサブキャリア（ｇｕａｒｄ  ｓｕｂ−ｃａｒｒｉｅｒ）である。
【０１６７】
本システムはＴＤＤシステムであり、同一のチャネルの上りと下りとで同一の周波数を用い、時分割複信方式であり、異なる符号比に従って、上りおよび下りの符号帯域幅は異なる。システムと端末との相互接続の要求、トランシーバの動作モードにおける切替え要求、および無線伝播などの特性を考慮すると、基地局の信号の送受信の移行期間において、ＲＴＧおよびＴＴＧを維持して、システムの正常な切替を保証することが必要である。８０２．１６ｅ  ＲＣＴ（Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｎｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｔｅｓｔ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の規定において、５／１０ＭＨｚシステムに対して、ＲＴＧを６０μｓ（マイクロ秒）に設定し、ＴＴＧを１０５．７１４２８５７μｓに設定することとが規定されている。
【０１６８】
図９に示すように、下りのフレームにおいて、１番目の符号は、固定されたシステムがオーバーヘッドするように、プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）領域であり、端末の同期に使用される。ＰＵＳＣ置換モードでは、プリアンブル領域の他は、２個の符号＊１個のサブチャネルにより１つのスロットが形成される。スロットは、下りのシステムにおけるマルチユーザスケジューリングのための基本単位である。伝送される異なるＰＤＵ（プロトコルデータユニット；ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｄａｔａ  ｕｎｉｔ）のサイズおよびＱｏＳの要求に従って、システムは、異なる下りバースト（Ｂｕｒｓｔ）を分配し組み合わせて、システム性能の要求を満足する。上りのフレームでは、類似したモードが用いられ、上りのＰＵＳＣ置換モードにおいて、３個の符号＊１個のサブチャネルにより１つのスロットが形成される点のみが異なる。
【０１６９】
電力線に基づいて伝送する場合、最適化された適応上りスケジューリングアルゴリズムが用いられる。基地局およびＢＭＵの流量制御機構と、基地局とＢＭＵとの間のエンド・ツー・エンドのＱｏＳ機構とに基づいて、信号の品質が劣化した場合、最後のＮ個の符号を使用不可とマーク付けして、最後のＮ個の符号のスロット間隔において分散した端末による上りのバースト信号の送信を防止することができる。このように、最大のシステム送受信ガードピリオドは、Ｍｉｎ（ＴＴＧ，ＲＴＧ＋Ｎ＊Ｔｓｙｍｂｏｌ）であり、システムのタイミング精度に対する要求が低減され、端末の間および端末と基地局との間における干渉の発生が避けられ、タイミング情報の信頼性を保証し、システムの頑健性を向上させる。
【０１７０】
５ＭＨｚ／１０ＭＨｚの８０２．１６ｅシステムにとって、５ｍｓのフレームおよび１／８ＣＰ（ｃｙｃｌｉｃ  ｐｒｅａｍｂｌｅ）を用いる場合、Ｔｓｙｍｂｏｌは、１０２．８５７１μｓである。下り対上りの符号比が３１：１６である場合、Ｎ＝１であってよく、つまり、ガードピリオドは、Ｍｉｎ（ＴＴＧ，ＲＴＧ＋１＊  Ｔｓｙｍｂｏｌ）＝ＴＴＧ＝１０５．７１４２８５７μｓである。スケジューリングされない１個の上り符号の他は、３１個の下り符号および１５個の上り符号がスケジューリングされ、ＰＵＳＣ置換モードの要求を満足しつつ、さらに、上りの周波数スペクトルの効率はほとんど変化しない。他の符号比については、Ｎはより大きい値であってよい。しかし、これは、ＴＴＧがガードピリオドのさらなる拡張を制限することから、意味がない。適応スケジューリングアルゴリズムを用いた後、基地局のシステムにおいて許される最大のタイミング精度は、５０μｓであり、これは、システムの干渉に抵抗する能力を大幅に向上させる。
【０１７１】
図１０は、電力線に基づくクロックリ復元性能のスケジューリング方法の１つの例である。ここでは、複数の同期状態および対応するスケジューリングモードが基地局に設定され、タイミング精度と関連する判定条件がさらに各同期状態について設定される。本例において、基地局のタイミングクライアントのクロック復元回路の同期状態（基地局の同期状態とも呼ぶ）は、複数のタイプに分類され、各状態及びその判定方法は以下の通りである。
【０１７２】
システムのタイミングアルゴリズムが完全に収束し、（タイミングアルゴリズムの収束条件に従って計算される）タイミング精度がｔ１（ｔ１のデフォルト値は２０μｓである）より高い場合、状態はロック状態と判定される。すなわち、基地局はＢＭＵと同期している。他の場合は、基地局はＢＭＵにが同期していないと判定される。
【０１７３】
システムのタイミングアルゴリズムが完全に収束しておらず、タイミング精度がｔ１より低いけれどもｔ２（ｔ２＞ｔ１，ｔ２のデフォルト値は５０μｓである）より高い場合、状態は、劣化ロック状態であると判定される。
【０１７４】
劣化ロック状態が与えられた期間Ｔ１だけ維持された後、状態は保持状態に入ると判定される。
【０１７５】
保持状態が他の期間Ｔ２だけ維持された後、状態は自由振動状態に入ると判定される。
【０１７６】
タイミング精度がｔ２より低い場合、直接、状態が自由振動状態に入ると判定される。
【０１７７】
図１０に示すように、電力線に基づくクロック復元性能のスケジューリング方法は、以下のステップを含む。
【０１７８】
ステップＡ１０において、基地局が起動されるとき、最小システムの電源をオンにするときの自己検査および正常な起動処理を行う。これは、ＴｏＰ方法を用いてＢＭＵと基地局との間でタイミング情報を伝送し復元することを含む。
【０１７９】
最小システムは、基地局の送信機の部分を含まない。電源をオンにする処理において不合理な周波数を採用することで他の基地局と干渉が生じることを防ぐためである。
【０１８０】
ステップＡ１１において、最小システムが正常に運行した後、基地局によって、ＴｏＰクライアントの同期状態が検出され、ロック状態であれば、ステップＡ１２に進み、そうでなければ、ステップＡ１３に進む。
【０１８１】
ステップＡ１２において、同期状態をロック状態とマーク付けした後、ステップＡ１８を実行する。
【０１８２】
ステップＡ１３において、基地局は、ＴｏＰクライアントの同期状態が劣化ロック状態であるか否かを判定し、劣化ロック状態であれば、ステップＡ１４に進み、そうでなければステップＡ１５に進む。
【０１８３】
ステップＡ１４において、同期状態を劣化ロックとマーク付けし、スケジューリング機構を控えめな（ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ）スケジューリングに設定し、上りの控えめなスケジューリングを実行した後、ステップＡ１８を実行する。
【０１８４】
ステップＡ１５において、ＴｏＰクライアントの同期状態が保持状態であるか否かを判定し、保持状態であればステップＡ１６に進み、そうでなければステップＡ１７に進む。
【０１８５】
ステップＡ１６において、同期状態を保持状態とマーク付けし、スケジューリング機構を控えめなスケジューリングに設定し、上りの控えめなスケジューリングを実行した後、ステップＡ１８を実行する。
【０１８６】
ステップＡ１７において、同期状態を自由振動状態とマーク付けし、基地局の伝送リンクのデフォルト状態を閉状態に設定し、Ｒ６インタフェースのネットワークリンクの正常な通信を維持し、ネットワーク管理者が故障位置を特定してシステムを維持できるよう、適切な時間内にアラーム情報を報告し、そしてステップＡ１８を実行する。
【０１８７】
ステップＡ１８において、基地局は、状態情報をマスターＢＭＵに報告し、マスターＢＭＵは、付属の基地局に対して、当該基地局に隣接するセルの情報を通知し、この隣接するセルの情報は、隣接するセルの有無の情報の他にも、さらに、隣接するセルの同期状態の情報を含み、隣接する基地局の同期のために同期状態情報が用いられる。
【０１８８】
基地局は、隣接するセルの情報を受信したのち、以下のステップを実行する。
【０１８９】
ステップＡ１９において、本基地局がロック状態にあるか否かを判定し、ロック状態であればステップＡ２０に進み、そうでなければステップＡ２１に進む。
【０１９０】
ステップＡ２０において、上りおよび下りの正常なスケジューリングを行い、全ての上り符号はすべて使用可能な状態であり、送受信リンクは、正常に動作し、そして、ステップＡ２７を実行する。
【０１９１】
ステップＡ２１において、本基地局に隣接するセルがあるか否かを判定し、なければステップＡ２０に進み、あればステップＡ２２に進む。
【０１９２】
ステップＡ２２において、基地局が劣化ロック状態であるか否かを判定し、劣化ロック状態であればステップＡ２６に進み、そうでなければステップＡ２３に進む。
【０１９３】
ステップＡ２３において、基地局が保持状態であるか否かを判定し、保持状態であればステップＡ２４に進み、そうでなければステップＡ２５に進む。
【０１９４】
ステップＡ２４において、最大の伝送電力の定格を低下させた状態に設定し、例えば、６ｄＢ（デシベル）低下させ、この具体的なポリシはバックグラウンドで設定しておき、そして、ステップＡ２６を実行する。
【０１９５】
ステップＡ２５において、システムが孤島状態で運行しておらず、同期状態が自由振動モードである場合に、トランシーバの電源をオフにし、Ｒ６インタフェースリンクの正常な運行を維持し、ステップＡ１１に戻って、システムが正常な状態に復元するまでステップＡ１１を実行する。
【０１９６】
ステップＡ２６において、基地局の下りのスケジューリングを正常に実行し、上りの最後のＮ個の符号を使用不可の状態にマーク付けし、上りの控えめなスケジューリングに進み、そしてステップＡ２７を実行する。
【０１９７】
ステップＡ２７において、システムのクロック状態を続けてモニターし、ステップＡ１１に戻る。
【０１９８】
上記のステップＡ１９、Ａ２２、Ａ２３、およびＡ２５において基地局の同期状態を判定した後、判定された同期状態が前の基地局の同期状態と異なる場合、同期状態をさらに更新する必要がある。
【０１９９】
上記の状態検出は定期的に行われ、スケジューリングポリシの更新および実行は、フレームを最小の実行周期として行われる。
【０２００】
上記のスケジューリングを実現するため、アクセスポイントにおけるＴｏＰクライアントは、
複数の設定された同期状態および対応するスケジューリングモード情報と、各同期状態のタイミング精度および関連する判定条件とを保存する設定情報保存ユニットと、
受信したタイミング情報に従ってタイミング信号を復元し、復元したタイミング信号をベースバンドおよび無線周波数モジュールに出力し、同時に、タイミングアルゴリズムの収束条件を同期状態判定ユニットに出力するタイミング信号復元ユニットと、
タイミングアルゴリズムの収束条件に従って現在のタイミング精度を判定し、設定された同期状態の判定条件と組み合わせて、現在の同期状態を判定し、判定した同期状態をスケジューリング制御ユニットに出力する同期状態判定ユニットと、
現在の同期状態に従って、対応するスケジューリングモードを判定し、判定したスケジューリングモードを実行するスケジューリング制御ユニットと、を含む必要がある。
【０２０１】
上記のスケジューリング方法の例から分かるように、電力線を介した伝送の品質が継続して異常である場合、基地局のタイミング精度が低下し、この場合、ＢＭＵ側は、スケジューリングポリシを統一し、管理されるＷｉＭＡＸ基地局のスケジューリング機構を協調させて、基地局間の干渉を最小化し、伝送の信頼性を保証する。ＢＭＵに付属する基地局の間でサービス性能が改善されると、室内カバレッジネットワークのＫＰＩ（ｋｅｙ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｉｎｄｉｃａｔｏｒ；重要業績評価指標）を大幅に向上させる。ＫＰＩは、遅延の減少、ジッタの減少、ならびに切替えの中断および完成時間の減少を含む。これにより、ユーザの満足度が向上する。ローカルのタイミング精度が極めて劣化するか、あるいは使用不可になる場合、ネットワーク全体の品質の低下は、伝送電力を低下させるか、あるいは基地局を閉じることにより避けられる。
【０２０２】
なお、上記の状態設定および対応するスケジューリングモードは、単なる例示に過ぎず、他の実施の形態では、劣化ロック状態および保持状態を組み合わせて１つの状態とすることができ、この状態では、上りの最後のＮ個の符号を使用不可とマーク付けされる。さらに上述の状態の名称も本実施形態における名称に限定されない。なぜなら、名称は、単に異なるタイミング精度の状態を区別するためだけに用いられるからである。
【０２０３】
［流量制御］
電力線に基づいて伝送する場合において、スレーブＢＭＵに付属するＰｉｃｏ  ＢＳが実際には電力線の帯域幅を共有する機構（例えば、ＴＤＭＡまたはＣＳＭＡ技術）であり、バースト干渉の可能性がある。一方、ＢＭＵとネットワーク側との間は、高帯域幅および高信頼性の頑健な伝送ネットワークであり、したがって、Ｒ３／Ｒ４インタフェースとＲ６インタフェースとの間には潜在的に非対称的な特徴が存在する。あるＰｉｃｏ  ＢＳが高いバースト流量を有すると、ＢＭＵに付属する他の基地局の流れがブロックされ、ネットワークのクラッシュを引き起こす可能性がある。
【０２０４】
タイミング情報、制御面情報およびユーザ面情報のイーサーネットおよび電力線による伝送の性能を保証するために、マスターＢＭＵおよびＰｉｃｏ  ＢＳは、流量制御機能及び同期イーサーネットＱｏＳのポリシ定義と電力線ＱｏＳのポリシ定義とのマチングをサポートし、電力線ネットワークおよびイーサーネットネットワークでの処理機構がＴｏＰパケットの確実かつ優先的な伝送を有効に保証できることを保証する必要がある。システムの指標および性能要求に従って、ＢＭＵおよびＰｉｃｏ  ＢＳにおいて、流量制御パラメータと、タイミングデータ、制御面データ、およびユーザ面データに対応するＱｏＳ情報などの他のパラメータとが設定される。Ｐｉｃｏ  ＢＳ側およびＢＭＵ側にエンド・ツー・エンドの流量制御を実現できる。さらに、テストにより証明されるように、流量制御機構を実現した後、Ｒ６インタフェースおよびタイミング情報の伝送性能は、よく保証され得る。
【０２０５】
１つの例を参照しながらＢＭＵとＰｉｃｏ  ＢＳとの間の流量制御の方法を説明する。図１１は、ＢＭＵとＰｉｃｏ  ＢＳとの間の流量制御を示す図である。公正の原則を用いて、ＢＭＵは、ＢＭＵに付属するＰｉｃｏ  ＢＳがネットワーク帯域幅を共用する均等な機会を保証し、ネットワーク渋滞の場合に高い優先度のサービスが性能保証を得られることを保証する。媒体グループデータがＢＭＵに達するとき、パケットは分類されてマーク付けされ、そして、パケットのターゲットアドレスに従って各Ｐｉｃｏ  ＢＳのキューに入る。ＢＭＵの分配モジュールにおいて、連続的なレートの測定が実現され、渋滞がない場合は、パケットは、通常、各Ｐｉｃｏ  ＢＳにルーティングされ、渋滞がある場合、ポリシに基づくパケット破棄機構が実行される。具体的な説明は以下の通りである。
【０２０６】
各Ｐｉｃｏ  ＢＳの上りおよび下りについてＥＭＳ側で保証帯域幅および最大使用可能な帯域幅が設定される。
【０２０７】
下りの流量制御がＢＭＵ側で実行され、ＢＭＵは、各Ｐｉｃｏ  ＢＳの流量を特定して計算する。Ｐｉｃｏ  ＢＳの計算された流量が保証帯域幅の範囲内にある場合、当該Ｐｉｃｏ  ＢＳのデータを正常に記憶し転送する。Ｐｉｃｏ  ＢＳの計算された流量が保証帯域幅の範囲外にあるけれども最大使用可能な帯域幅より小さい場合、ＢＭＵが計算した最大残り帯域幅（例えば、ＢＭＵにより用いられる下りの帯域幅を、ＢＭＵの最大の下りの運行帯域幅から減算することで得られる差分、または、用いられた下りの帯域幅を、最大の下りの運行帯域幅と百分率を単位とする負荷の閾値との積から減算した差分）は、加重平均アルゴリズムを採用することで、過負荷のＰｉｃｏ  ＢＳのキューに分配される。当該Ｐｉｃｏ  ＢＳの流量が依然として過負荷である場合、当該基地局のＢＥ（ベストエフォート；ｂｅｓｔ  ｅｆｆｏｒｔ）サービスキューのデータメッセージが先に破棄される。
【０２０８】
上りの帯域幅の制御がＰｉｃｏ  ＢＳで実行される。基本的な原則は、下りの場合と同様であるけれども、Ｐｉｃｏ  ＢＳは上り帯域幅に従って各端末ユーザに帯域幅を分配するとき、分配された上り流量が最大使用可能な帯域幅を超えないことを厳しく保証する点で異なる。上り帯域幅の総計がその処理能力の負荷閾値（ＥＭＳによって設定されてよく、アルゴリズムのシミュレーションおよび実際の測定の経験値によると、７０％〜７５％の範囲が適切であることが証明されている）を超えることをＢＭＵ側が検出した場合、上りの保証帯域幅を超えた候補Ｐｉｃｏ  ＢＳリストを特定し、リスト中のＰｉｃｏ  ＢＳに流量制御メッセージを送信して、Ｐｉｃｏ  ＢＳ側において、保証帯域幅の与えられた範囲内まで帯域幅を低下させる。
【０２０９】
実際のテストによって、ＢＭＵおよびＰｉｃｏ  ＢＳに基づく流量制御ポリシは、ネットワーク全体の渋滞を有効に防止し、システムの頑健性を大幅に向上できることが示されている。
【０２１０】
［ネットワーク管理］
図１２は、階層に基づくＷｉＭＡＸアクセスポイント管理システムを示す。室内カバレッジのシステムでは、一般に、１０以上または数十のＰｉｃｏ  ＢＳ８０１が１つのサイト（例えば、摩天楼、ＣＢＤ商業ビル）に配置されることが要求され、１つの都市においては数千個のＰｉｃｏ  ＢＳを配置する必要がある。従来のネットワーク管理構造は、集中型構造を用いられる。集中型の管理では、ＥＭＳ（Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ、ネットワーク要素管理システム）サーバが中央設備室に配置され、信頼性のためにサイトの外でバックアップの配置を行う方式が採用され、性能の拡張性のために複数の高性能のＥＭＳサーバを用いて、負荷を分担する方式でカスケードおよび拡張が実現される。従来のネットワーク管理技術によると、集中型のネットワークに対する性能の要求はきわめて高い。この要求は、リアルタイム処理能力、ネットワークストーム抑制能力及び保存能力を含む。
【０２１１】
本発明は分散型ネットワーク管理システムを提供して、階層型ＢＭＵ構造に基づいて、ＢＭＵおよびＰｉｃｏ  ＢＳ側にネットワーク管理機能の一部を実現する。
【０２１２】
本発明のネットワーク管理は、４つの部分に分割される。すなわち、Ｐｉｃｏ  ＢＳのローカルネットワーク管理機能（Ｐｉｃｏ  ＢＳ上のネットワーク管理エージェントモジュールにより実現される）と、ＢＭＵのローカル集中ネットワーク管理エージェント機能（ＢＭＵのネットワーク管理エージェントモジュールより実現される）と、ＥＭＳサーバ側のネットワーク管理機能と、ＮＭＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｃｅｎｔｅｒ；ネットワーク管理センター）のネットワーク管理機能との４つの部分である。
【０２１３】
Ｐｉｃｏ  ＢＳの操作および維持におけるＥＭＳサーバに対する要求を低下させるため、ネットワーク管理エージェントモジュールがＢＭＵおよびＰｉｃｏ  ＢＳの前景に存在することでネットワーク管理エージェント機能を実現し、ＢＭＵのネットワーク管理エージェントモジュールは、ＥＭＳ及び付属のアクセスポイントのネットワーク管理エージェントモジュールと相互作用することで、このマスターアクセスポイント管理ユニット及びこのマスターアクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントに対するネットワーク管理を実現する。Ｐｉｃｏ  ＢＳのネットワーク管理エージェントモジュールは、ＢＭＵと相互作用することで、本アクセスポイントのネットワーク管理を実現する。ネットワーク管理機能は、性能統計と、ソフトウエアバージョンの管理および維持と、アラーム情報処理と、構成管理と、故障診断とのうちの１以上を含む。
【０２１４】
ソフトウエアバージョンの管理および維持は以下の処理を含む。
【０２１５】
１）ＢＭＵおよび各Ｐｉｃｏ  ＢＳは、それぞれのシステム設定データをファイルの形式で保存し、当該ファイルはインポートおよびエクスポートされ得る。システムのリモート運行維持は、ＥＭＳおよびＮＭＣが当該ファイルの１つのコピーを保存すること、ＢＭＵおよびＰｉｃｏ  ＢＳは運行維持者により現場で設定されて新たなプロファイルを形成すること、および、当該新たなプロファイルをＥＭＳにアップロードすることを意味する。また、運行維持者は、ローカルの設備室のネットワーク管理ユニットにリモートでＶＰＮを介して接続することで、つまり、図におけるＥＭＳクライアントにアクセスすることで、システムの構成を確認し、あるいは、このＥＭＳクライアントにおいてＢＭＵのシステム構成を確認し、ＢＭＵのシステム構成に問題があれば、リモートでシステム構成を更新してもよい。
【０２１６】
２）ＢＭＵ運行維持システムは、ローカルおよびリモートでバージョンを更新する機能を有する。運行維持者は、現場でシステムのバージョンを更新してもよいし、リモートでＢＭＵのシステムのバージョンを更新してもよい。ＢＭＵは２つのシステムバージョンを保存することができ、リモートでの更新に失敗した時、ＢＭＵは、自動的に前の使用可能なバージョンに戻る。これにより、システムの使用可能性は大きく向上した。
【０２１７】
３）リモートでバージョンを更新する間、ＥＭＳは、新規バージョンの内容をターゲットのＢＭＵに一様に配布し、バージョンの配布及び活性化の流れを制御する。
【０２１８】
階層型ネットワーク管理構造は、従来の集中ネットワーク管理構造と比較して、更新の効率を向上させる。例えば、ＥＭＳが１００００個の付属のＰｉｃｏ  ＢＳを有するとし、階層型アクセスポイント構造に従って、５００個のＢＭＵがあり、各ＢＭＵが２０個の付属のＰｉｃｏ  ＢＳを有することを仮定する。１００００個の基地局に対するバージョンの更新をＥＭＳが直接サポートする場合、１００００のバージョンデータのコピーの配布が必要である。一方、階層型ネットワーク構造では、５００のバージョンデータのコピーを配布するだけでよい。ＢＭＵにバージョンデータが配布された後、Ｐｉｃｏ  ＢＳに関連する当該新規バージョンの内容は、ＢＭＵによって付属のＰｉｃｏ  ＢＳに配布される。これにより、バックボーンの伝送ネットワークの負荷が９５％減少し、ＢＭＵおよびＰｉｃｏ  ＢＳからなるローカルエリアネットワークの内部で大部分の負荷を制御するが、ローカルエリアネットワークの内部は、常に帯域幅に余裕がありＱｏＳが保証される。このように、バージョン管理の観点から、階層型ネットワーク管理構造の性能および信頼性が大幅に向上した。
【０２１９】
性能統計は、主に以下の内容を含む。
【０２２０】
１）ＢＭＵは、付属の基地局のシステムの無線サービス資源の運行状況をリアルタイムで収集し、システム資源およびユーザのサービス使用状況を動的に観察および追跡して、システム資源を制御し管理することができる。
【０２２１】
２）ＢＭＵは、あるＰｉｃｏ  ＢＳ上の無線周波数資源の適用状況を確認し、無線周波数の送信電力を確認して更新し、ネットワーキングの要求に応じて、対象範囲を適切に調整することができる。
【０２２２】
３）上記の性能統計データにおける無線資源の運行状況に従って、ＢＭＵは、自動的にデータの分析を行い、ある基地局において連続する期間の間（当該機関はＥＭＳにより設定されることができ、推薦されるデフォルト値は７〜１５日である）、無線資源の利用の過負荷状態および渋滞が生じ多場合に、システム容量のアラームが送信され、ネットワーク管理者が無線資源の設定を最適化するか否かを決定するための重要な判断基準となる。
【０２２３】
アラーム情報処理は以下の内容を含む。
【０２２４】
１）ＢＭＵは、付属の基地局のシステム運行状態情報をリアルタイムで收集し、異常が検出されたら、異常の情報をファイルに記録し、当該異常のデータをＥＭＳにアップロードする。すると、運行維持者は、現場でまたはリモートで、異常情報を検出して診断できる。ＥＭＳは、関連するアラームおよび報告された異常情報に従って、システムエラーを診断する。
【０２２５】
２）ネットワークのアラームのストームを抑制するために、アラームのスクリーニングのオプションがＥＭＳのフィルター（ＥＭＳとＢＭＵとの間に設けられる）により設定され、緊急ではないアラーム情報をスクリーニングして（選んで）ＢＭＵ側に保存し、緊急のアラームのみがＥＭＳに通知される。故障位置の特定の要求に従い、ＥＭＳは、ある指定された時間内に与えられた領域内のＢＭＵによって報告された故障情報をポーリングし、よって、ＥＭＳサーバの負荷およびＥＭＳサーバの処理容量に対する要求を最小化する。
【０２２６】
ラディウス・サーバ（Ｒａｄｉｕｓ  Ｓｅｒｖｅｒ）は、Ｐｉｃｏ  ＢＳの位置管理機能に対して、正規のＰｉｃｏ  ＢＳがネットワークにアクセスすることを保証する。
【０２２７】
安全性のために、ネットワーク管理センター（ＥＭＳおよびＮＭＣ）とＢＭＵとの間では、ＩＰＳＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）方式を用いてネットワーク管理情報を運搬し、ネットワーク管理センターからパブリックネットワークへは、ファイアウォールが配置される。
【０２２８】
本発明で提案されるネットワーク管理方法は、階層型管理機能をよりよく実現し、ネットワークストームを抑制し、分散型ネットワーク管理の容量の拡張を実現することができる。
【０２２９】
図１３は、本発明の無線アクセスシステムの課金ポリシを示す図である。階層型アクセスポイント管理ネットワーク構造に基づいて、ＣＳＮ側において柔軟な課金ポリシを定義することができる。課金ポリシは、ユーザに基づく課金ポリシ、基地局に基づく課金ポリシ、及びＢＭＵに基づく課金ポリシなどを含んでいてよい。基地局に基づく課金ポリシおよびＢＭＵに基づく課金ポリシは、企業のネットワークに適用できる。プロバイダーの経営の場面および経営ポリシに従って、ＢＭＵおよびＡＡＡ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ，ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ，およびａｃｏｕｎｔｉｎｇ；認証、許可、およびアカウンティング）サーバは、異なる課金措置を定義し、ＢＭＵ内部のＡＧＷ−Ｌｉｔｅモジュールは、ユーザ情報、ユーザの所在地の基地局、および詳細な電話料リストを含む課金情報を生成する。電話料リストは、データについての情報、時間情報、サービス品質情報、及びアイドルモード情報などを含むことができる。
【０２３０】
図１４は、本発明の実施形態における、Ｐｉｃｏ  ＢＳの自動的な周波数の分配を示すフローチャートである。従来のＷｉＦｉの自動的な周波数の分配とは、主に、マスターＢＭＵの協力の下、自動的な設定および管理を容易に実現できる点で異なる。
【０２３１】
基地局側において、正確な周波数分配作業を行うためには、バックグラウンドのＥＭＳサーバがＢＭＵを介して転送した正規の周波数資源リストを取得する必要がある。具体的には、この周波数分配は、以下のステップを含む。
【０２３２】
ステップ１２０１において、Ｐｉｃｏ  ＢＳシステムが起動されるとき、最小システムにおいて電源をオンにするときの自己検査および正常な起動処理を行い、この最小システムは、基地局の送信機の部分を含まない。これは、主に、電源をオンにする処理において不合理な周波数を採用することで他の基地局と干渉が生じることを防ぐためである。
【０２３３】
ステップ１２０２において、最小システムが正常に運行した後、基地局のシステムは、ＢＭＵへのハンドシェイク認証処理を開始し、正規の周波数資源を申請する。
【０２３４】
ステップ１２０３において、ＢＭＵ側は、ＢＭＵに付属する各ノードに協力して、基地局の間の隣接関係に主に従った周波数資源の選択を実現し、推奨される候補周波数を基地局に送信する。
【０２３５】
ＢＭＵ側の援助による基地局の周波数分配は、次の場合に適用できる。つまり、（１）初期ネットワーク構築において、ＰＵＳＣ  Ｓｅｇｍｅｎｔ方式でネットワークを構築する場合、（２）ネットワーク容量の拡張において、基地局の数を増加させ、新たに追加された基地局と既存の基地局とに対する周波数資源の再分配を考慮する場合、（３）基地局の容量の拡張において、ＰＵＳＣ  ＳｅｇｍｅｎｔからＰＵＳＣ  Ａｌｌ  ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ方式への更新の場合、および（４）基地局の異常のための再起動フローの場合に適用できる。
【０２３６】
最初の３つの場合は、ＥＭＳは、ＢＭＵの援助により周波数の設定が完了した後にＢＭＵ側に同期して、ＢＭＵ側が対応する自動処理ポリシを選択できるようにする必要がある。４番目の場合において、ＢＭＵが用いる処理ポリシは、保存された当該基地局の周波数情報の履歴を基地局に返送することである。
【０２３７】
以下、Ｎｅｉｇｈｂｏｒｌｉｓｔ（ＢＳｉ）を基地局ｉの隣接セルのリストであると定義し、Ｆｒｅｑ（ＢＳｉ）を基地局ＢＳｉのＦｒｅｑ／Ｓｅｇ（周波数／セグメント）設定情報であると定義し、Ｆｒｅｑ（ＢＭＵ）をＢＭＵが選択可能な全てのＦｒｅｑ／Ｓｅｇ資源であると定義する。
【０２３８】
（１）の場合の処理ポリシは、次のとおりである。初期ネットワーク構築時のＢＳｎに対して、ＢＭＵは、まず、各基地局ＢＳｎのＮｅｉｇｈｂｏｒｌｉｓｔ（ＢＳｎ）を取得する。次に、隣接関係が一番簡単な基地局ＢＳｉを選択する。このような基地局ＢＳｉは、しばしば、ある領域の端部に物理的に配置された基地局であり、Ｆｒｅｑ／Ｓｅｇ（ＢＳｉ）がプログラムによりランダムに選択される。次に、周波数分配プログラムが自動的に実行され、Ｎｅｉｇｈｂｏｒｌｉｓｔ（ＢＳｉ）における基地局のＦｒｅｑ／Ｓｅｇ（ＢＳ∈Ｎｅｉｇｈｂｏｒｌｉｓｔ（ＢＳｉ））を、隣接する基地局が異なる周波数Ｆｒｅｑ／Ｓｅｇを用いるという原則に基づいて、決定する。全ての基地局に対して周波数およびセグメントの情報が分配されるまで、反復プログラムが実行される。
【０２３９】
（２）の場合の処理ポリシは、次のとおりである。新たに追加された基地局ＢＳｎに対して、ＢＭＵは、Ｎｅｉｇｈｂｏｒｌｉｓｔ（ＢＳｎ）に従って、Ｆｒｅｑ（Ｎｅｉｇｈｂｏｒｌｉｓｔ（ＢＳｎ））を取得する。Ｆｒｅｑ（ＢＭＵ）∩Ｆｒｅｑ（Ｎｅｉｇｈｂｏｒｌｉｓｔ（ＢＳｎ））の補集合から、ランダムに周波数を選択してＢＳｎに送信する。即ち、当該基地局に隣接するセルの周波数と異なる１つの周波数が、ＢＭＵにより選択可能なすべてのＦｒｅｑ／Ｓｅｇから選択されて、当該基地局に分配される。
【０２４０】
（３）の場合の処理ポリシは、実質的に（１）の場合の処理ポリシと同一である。唯一の違いは、分配された周波数情報が、周波数およびセグメントから周波数に変更されることである。初期ネットワーク構築時のＢＳｎに対して、ＢＭＵは、まず、各基地局ＢＳｎのＮｅｉｇｈｂｏｒｌｉｓｔ（ＢＳｎ）を取得する。次に、隣接関係が一番簡単な基地局ＢＳｉを選択する。このような基地局ＢＳｉは、しばしば、ある領域の端部に物理的に配置された基地局であり、Ｆｒｅｑ（ＢＳｉ）がプログラムによりランダムに選択される。次に、周波数分配プログラムが自動的に実行され、Ｎｅｉｇｈｂｏｒｌｉｓｔ（ＢＳｉ）における基地局のＦｒｅｑ（ＢＳ∈Ｎｅｉｇｈｂｏｒｌｉｓｔ（ＢＳｉ））を、隣接する基地局が異なる周波数を分配されるという原則に基づいて、決定する。すべての基地局に対して周波数情報が分配されるまで、反復プログラムが実行される。
【０２４１】
プロバイダーの一部は多くの周波数資源を有しないこともあり得ることを考慮し、本発明は、隣接セルリストを設定する間、物理的に隣接するけれども、隣接する領域において優れて隔離されているような基地局について、論理的には隣接しないものとして扱う。
【０２４２】
ステップ１２０４において、受信機を起動して当該周波数のＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ、受信信号強度指示）信号を検出し、ステップ１２０５を実行する。
【０２４３】
ステップ１２０５において、当該周波数の干渉信号が予め設定された閾値より小さい場合、当該周波数を使用できるものとして、ステップ１２０６を実行する。干渉信号を検出するフローにおいて厳しい干渉が検出されると、即ち、当該周波数の干渉信号が予め設定された閾値以上であると、新たに周波数を再度選択するためにステップ１２０３に進む。
【０２４４】
ステップ１２０６において、システムは、正常に動作し、基地局のトランシーバ回路を開始する。
【０２４５】
ステップ１２０７において、ネットワーク管理の無線パラメータの設定に従って上り処理および下り処理を行ない、フロー全体が終了する。
【０２４６】
上記の自動的な周波数分配のフローは、ネットワーク管理インタフェースにより有効または無効とされて、複雑度が異なるネットワーク環境に適応することができる。
【０２４７】
要するに、本発明は、室内カバレッジに焦点をあてた無線アクセスシステムにおいて階層型構造を提供し、この階層型構造のために具体的な解決案を提案する。本発明が提案する構造は、少なくとも以下の技術的効果を持つ。
【０２４８】
１）Ｐｉｃｏ  ＢＳアクセスポイントとＢＭＵとの間の柔軟なインタフェースおよび媒体は、工事配置と高速なネットワーク構築にとって有利である。
【０２４９】
２）階層型ネットワーク管理構造をサポートして、システムの拡張可能性およびネットワーク性能を大きく向上させ、大容量ネットワーク構築にとって有利である。ネットワーク管理情報の階層型の伝送およびＢＭＵ側の基地局の内部情報のローカルなルーティングのうちのほとんどの流量は、ローカルネットワーク内部で制御され、ネットワーク管理および伝送帯域幅が節約される。
【０２５０】
３）ＢＭＵがＰｉｃｏ  ＢＳの近くに設置され、シナリング相互作用がローカルエリアネットワーク内で完成される。ＢＭＵに付属する基地局の間の媒体面の相互作用の性能は大きく改善される。この性能は、遅延の減少およびジッタの減少、ならびに、アクセス時間、切替え中断、および完成時間の減少を含み、ユーザ満足度が向上される。
【０２５１】
４）基地局は、ＢＭＵによって設定されるＧＰＳクロックを共有する。ツイストペアケーブル、ケーブル、光ファイバー、および電力線を介したタイミング情報の伝送をサポートする。基地局でタイミング情報の復元を完成し、各基地局においてＧＰＳモジュールまたはアンテナを配置することは必要ない。よって、室内のケーブルの敷設およびアンテナの設置の工事の困難性およびコストが減少し、プロバイダーのＣＡＰＥＸ（資本支出）およびＯＰＥＸ（運営コスト）が減少する。
【０２５２】
５）電力線のシステムの干渉信号による不確定性のため、本発明は、リンク状態およびタイミング信号の復元の品質に従って、システムの知的で適応的なスケジューリング機構を実現でき、システムが頑健に運行することを保証し、システムの環境適応能力を向上させ、システムの使用可能性を向上させることができる。
【０２５３】
６）ＰＵＳＣ  ＳｅｇｍｅｎｔからＰＵＳＣ  ＡＬＬ  Ｓｕｂ−Ｃｈａｎｎｅｌまでのアップグレードがサポートされる。
【０２５４】
７）Ｐｉｃｏ  ＢＳは、ローカルな範囲でＤＡＳ（分散型アンテナシステム）に結合することができ、アンテナがユーザのユニットに近く、よって、システムのカバレッジ性能を改善し、さらに、高次変調の割合の増加により、システムの平均スループットを向上させることができる。
【０２５５】
本発明は、無線アクセスシステムに適用して、室内の配置の困難性、工事量および維持管理の間の矛盾を解決し、集中した位置にある基地局にＧＰＳクロックメッセージパケットを配布し、基地局の間で間接的な同期を実現することができる。電力線に基づく伝送のネットワーク品質については、復元タイミング品質に基づく動的スケジューリング機構を提案して、タイミング精度が比較的に高い場合に、比較的な大きいインタフェース容量を提供し、タイミング精度が低い場合にシステム容量を低下させることでシステムの確かな運行を保証する。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
2011526442.tif 000016
【図１１】
2011526442.tif 000017
【図１２】
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【図１３】
2011526442.tif 000019
【図１４】
2011526442.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月2日(2011.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
方式３：１つの対象領域には、Ｐｉｃｏ／Ｍｉｃｒｏ  ／Ｐｉｃｏ  ＢＳ（４０１）を用いて信号ソースを提供し、アクティブ分散型システムを介してＲＦ信号が複数のアンテナユニットに分配され、各アンテナユニットの電力は、アクセスポイントの電力に等しい。この方式は、信号ソース基地局＋分散型アクティブ・アンテナシステム構造に基づく室内カバレッジネットワークであり、中大型の室内カバレッジネットワーキングに適用できる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
図５に示すように、ＡＳＮは、顧客構内設備ＣＰＥ  ５０１、アクセスポイントＰｉｃｏ  ＢＳ  ５０２、アクセスポイント管理ユニットＢＭＵ、および集中型ＡＳＮ−ＧＷ  ５０７の４つの階層を含む階層型構造を用いる。ここで、ＢＭＵは、マスターＢＭＵ  ５０３（Ｍａｓｔｅｒ  ＢＭＵ）とスレーブＢＭＵ  ５０４（Ｓｌａｖｅ  ＢＭＵ）とに分割され、スレーブＢＭＵ  ５０４がカスケードインタフェースまたは直接的にマスターＢＭＵ  ５０３に接続されることによりネットワーク規模を拡張することをサポートする。Ｐｉｃｏ  ＢＳとマスターＢＭＵ  ５０３及びスレーブＢＭＵ  ５０４との間には標準のＲ６インタフェースを用いる。マスターＢＭＵ５０３とＣＳＮ５０６との間には標準のＲ３インタフェースを用いる（Ｒ３は論理インタフェースであり、ＳＤＨまたはＰＤＮネットワークを介してマスターＢＭＵとＣＳＮとを接続する）。複数のマスターＢＭＵ  ５０３の間及びマスターＢＭＵと集中型ＡＳＮ−ＧＷ  ５０７との間には標準のＲ４インタフェース（未図示）を用いて接続する。スレーブＢＭＵ  ５０４の間及びスレーブＢＭＵ  ５０４とマスターＢＭＵ  ５０３との間には標準のＲ６インタフェースを用いる。なお、スレーブＢＭＵはオプションである。ＰＤＮ／ＳＤＨ  ５０５、ＣＳＮ（コネクションサービスネットワーク）５０６及び集中型ＡＳＮ−ＧＷ  ５０７の全ては、集約層およびバックボーンネットワーク層である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
マスターＢＭＵとスレーブＢＭＵとの間には、各種のネットワーキングの形式が柔軟にサポートされ得る。各種のネットワーキング形式は、星型ネットワーク、チェーン型ネットワーク、およびツリー型混合ネットワークを含む。マスターＢＭＵとスレーブＢＭＵとの間の伝送媒体として、光ファイバー、ツイストペアケーブル、同軸ケーブルなどの通信ケーブルを用いることができる。マスターＢＭＵとＰｉｃｏ  ＢＳとの間およびスレーブＢＭＵとＰｉｃｏ  ＢＳとの間の伝送媒体としては、光ファイバー、ツイストペアケーブル、同軸ケーブル及び電力線などを用いることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
スレーブＢＭＵ６０２ｂは、マスターＢＭＵ  ６０３と比べて、ネットワーク管理エージェントモジュール６０３２および小容量アクセスゲートウェイ６０３５を含まない。即ち、スレーブＢＭＵ６０２ｂに配置された機能モジュールは、マスター制御交換モジュール６０２１と、マスター制御交換モジュール６０２１に接続されたＴｏＰサーバ６０２３および電力線伝送インタフェースモジュール６０２６と、だけを含み、ＴｏＰサーバ６０２３に接続されたクロックソース６０２４をオプションで含む。各モジュール機能は、マスターＢＭＵを参照する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４７】
ＴＯＰ受信モジュール７０３は、Ｐｉｃｏ  ＢＳ側のネットワークインタフェース７０５が受信したタイミングパケットに従って、ジッタおよび遅延の推定を行ない、タイミング信号を復元し、当該タイミング信号をベースバンドおよび無線周波数モジュール７０６に出力し、当該タイミング信号は、ベースバンドおよび無線周波数モジュール７０６のタイミング基準信号として用いられる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末と、
アクセスポイントと、
集中型アクセスゲートウェイと、を含み、さらに、
アクセス層に設けられ、分散型構造を用いる、複数のマスターアクセスポイント管理ユニットであって、前記集中型アクセスゲートウェイ及び／またはコアネットワークと相互作用する通信インタフェースを有し、１以上のアクセスポイントが付属し、付属のアクセスポイントの間のデータおよび信号を処理し転送するとともに、その付属のアクセスポイントに対し、アクセスゲートウェイ機能と、ローカル操作および維持と、ネットワーク管理機能と、を提供する、複数のマスターアクセスポイント管理ユニットと、
を含むことを特徴とする階層型無線アクセスシステム。
【請求項２】
前記マスターアクセスポイント管理ユニットのアクセスゲートウェイ機能は、その中のアクセスゲートウェイ機能モジュールＡＧＷ−Ｌｉｔｅにより実現され、当該アクセスゲートウェイ機能モジュールＡＧＷ−Ｌｉｔｅに付属するアクセスポイントのアクセス情報を集約し、トンネルプロトコルの処理を行い、ルート切替え情報を対応する集中型アクセスゲートウェイに供給し、前記集中型アクセスゲートウェイ及び／またはコアネットワークとの通信インタフェースを提供し、また、ローカル無線資源処理、ローカル流量のセルフルーティング、付属のアクセスポイントトンネル処理の終了処理、付属のアクセスポイントの流量整形と流量制御、およびアクセスポイントに基づくデータストリームスケジューリング処理のうちの１以上の機能をさらに実現する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスシステム。
【請求項３】
１以上のスレーブアクセスポイント管理ユニットを更に含み、
前記スレーブアクセスポイント管理ユニットは、直接またはカスケード接続された後、前記マスターアクセスポイント管理ユニットに接続され、１つのスレーブアクセスポイント管理ユニットに接続されたマスターアクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントの一部は、当該スレーブアクセスポイント管理ユニットに付属し、前記付属のアクセスポイントの間の相互作用の信号およびデータを処理し転送し、
前記アクセスポイントと直接的に接続されるマスターアクセスポイント管理ユニットおよびスレーブアクセスポイント管理ユニットは、電力線変調復調機能を有し、前記付属のアクセスポイントに直接的に接続する伝送媒体として当該電力線を用いる。前記マスターアクセスポイント管理ユニットとスレーブアクセスポイント管理ユニットとの間の伝送媒体としては通信ケーブルを用いる、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスシステム。
【請求項４】
前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、その付属のアクセスポイントと直接またはスイッチを介して接続され、
前記マスターアクセスポイント管理ユニットとこれに直接的に接続されたアクセスポイントとの間の伝送媒体として通信ケーブルが用いられるか、または、電力線変調復調機能を有して、前記マスターアクセスポイント管理ユニットとこれに直接的に接続されたアクセスポイントとの間の伝送媒体として電力線が用いられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスシステム。
【請求項５】
前記マスターアクセスポイント管理ユニット、または、前記マスターアクセスポイント管理ユニットおよびスレーブアクセスポイント管理ユニットは、前記付属のアクセスポイントが存在する建物に配置されるか、あるいは、前記付属のアクセスポイントのうちの１つのケーブル資源が到達できる場所に配置される、
ことを特徴とする請求項３に記載の無線アクセスシステム。
【請求項６】
前記マスターアクセスポイント管理ユニット、または、マスターアクセスポイント管理ユニットおよびスレーブアクセスポイント管理ユニットは、タイミング情報を生成し、生成したタイミング情報を付属の各アクセスポイントに配布するタイミングサーバを含み、
前記アクセスポイントは、前記タイミング情報を受信し復元し、復元したタイミング情報をローカルのタイミング基準信号とするタイミングクライアントを含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の無線アクセスシステム。
【請求項７】
前記タイミングサーバは、タイミング・オーバー・パケットサーバ、即ち、ＴｏＰサーバであり、前記タイミングクライアントは、タイミング・オーバー・パケットクライアント、即ち、ＴｏＰクライアントであり、
前記ＴｏＰサーバは、ＧＰＳ受信モジュールまたは外部同期クロックソースが出力するタイミング基準信号に基ついてハードウエアタイムスタンプを生成し、当該ハードウエアタイムスタンプをＴｏＰ情報パケットの形式で前記アクセスポイント管理ユニット側およびアクセスポイント側のネットワークインタフェースを介して各ＴｏＰクライアントに送信し、
前記ＴｏＰクライアントは、前記タイミング情報パケットを受信した後、タイミング情報を復元し、復元した情報を前記アクセスポイントにおけるベースバンドおよび無線周波数モジュールに送信する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線アクセスシステム。
【請求項８】
前記無線アクセスシステムは、室内カバレッジまたは室内外混合カバレッジの場合に適用される、
ことを特徴とする請求項３に記載の無線アクセスシステム。
【請求項９】
前記無線アクセスシステムは、ＷｉＭＡＸシステムのアクセスサービスネットワークであり、前記アクセスポイントは、ピコ基地局Ｐｉｃｏ  ＢＳであり、前記集中型アクセスゲートウェイは、アクセスサービスネットワークゲートウェイＡＳＮ−ＧＷであり、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、前記アクセスゲートウェイ機能モジュールを介して前記ＡＳＮ−ＧＷ及び／またはコネクションサービスネットワークのネットワーク要素と相互作用する
ことを特徴とする請求項８に記載の無線アクセスシステム。
【請求項１０】
前記無線アクセスシステムのマスターアクセスポイント管理ユニットとピコ基地局との間には、または、マスターアクセスポイント管理ユニットとピコ基地局及びスレーブアクセスポイント管理ユニットとの間には、標準のＲ６インタフェースを用い、前記マスターアクセスポイント管理ユニットとコネクションサービスネットワークのネットワーク要素との間には、標準のＲ３インタフェースを用い、複数のマスターアクセスポイント管理ユニットの間及びマスターアクセスポイント管理ユニットと集中型アクセスゲートウェイとの間には、標準のＲ４インタフェースを用いる、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線アクセスシステム。
【請求項１１】
前記無線アクセスシステムは、前記アクセスポイントを信号ソースとする１以上の結合器または出力分割器と、前記結合器または出力分割器に接続された分散型パッシブ・アンテナシステムとを更に含む、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の無線アクセスシステム。
【請求項１２】
前記無線アクセスシステムは、ＰＵＳＣ（部分的に用いられるサブチャネル）  ＡＬＬ  ＳｕｂＣｈａｎｎｅｌのネットワーキング方式を用いるか、あるいは、
前記無線アクセスシステムは、ＰＵＳＣ  Ｓｅｇｍｅｎｔのネットワーキング方式を用いるか、あるいは、
前記無線アクセスシステムは、カバレッジが制限された領域でＰＵＳＣ  Ｓｅｇｍｅｎｔのネットワーキング方式を用い、他の領域でＰＵＳＣ  ＡＬＬ  ＳｕｂＣｈａｎｎｅｌのネットワーキング方式を用いる、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の無線アクセスシステム。
【請求項１３】
前記無線アクセスシステムは、物理的に離れた複数のアクセスポイントを論理セルグループに組み立て、論理セルグループ内のアクセスポイントが同一のチャネルの異なるサブチャネルを共用し、異なる論理セルグループが異なるチャネルを分配され、前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、論理セルグループに従属するアクセスポイントの間の位置関係に従ってサブチャネルを分配する、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の無線アクセスシステム。
【請求項１４】
１以上の結合器を含み、当該結合きは、１つの変圧器の三相の電流を結合する、
ことを特徴とする請求項4に記載の無線アクセスシステム。
【請求項１５】
階層型無線アクセスシステムにおけるアクセスポイント管理ユニットであって、前記階層型無線アクセスシステムは、アクセス層に位置する前記アクセスポイント管理ユニットと前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントとを含み、前記アクセスポイント管理ユニッは、
前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントと相互作用する通信インタフェースを有し、前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントの信号の相互作用およびデータを処理し転送するマスター制御交換モジュールと、
前記マスター制御交換モジュールを介して、クロック情報を前記アクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントのタイミングクライアントに分配するタイミングサーバと、
を少なくとも含む、
ことを特徴とするアクセスポイント管理ユニット。
【請求項１６】
前記アクセスポイント管理ユニットは、スレーブアクセスポイント管理ユニットであり、前記マスター制御交換モジュールは、マスターアクセスポイント管理ユニットまたは他のスレーブアクセスポイント管理ユニットに接続される通信インタフェースを更に有する、
ことを特徴とする請求項１５に記載のアクセスポイント管理ユニット。
【請求項１７】
前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスゲートウェイ機能モジュールと統合されたマスターアクセスポイント管理ユニットであり、前記アクセスゲートウェイ機能モジュールは、前記マスターアクセスポイント管理ユニットに付属するアクセスポイントのアクセス情報を集約し、トンネルプロトコルの処理を行い、ルート切替え情報を対応する集中型アクセスゲートウェイに提供し、コアネットワークと相互作用する通信インタフェースを提供し、また、ローカル無線資源処理機能、ローカル流量のセルフルーティング、付属のアクセスポイントのトンネル処理を完了する機能、付属のアクセスポイントの流量整形と流量制御、およびアクセスポイントに基づくデータストリームスケジューリング処理のうちの一以上の機能を更に実現する、
ことを特徴とする請求項１５に記載のアクセスポイント管理ユニット。
【請求項１８】
前記マスターアクセスポイント管理ユニットは、集中ネットワーク管理機能モジュールをさらに含み、前記集中ネットワーク管理機能モジュールは、前記マスター制御交換モジュールに接続されて、ローカルネットワーク管理の集中代理機能を実現し、操作維持情報を処理し、かつ、この操作維持情報の処理は、性能統計、アラーム管理、バージョン管理、構成管理及び故障診断のうちの１以上の処理を含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載のアクセスポイント管理ユニット。
【請求項１９】
前記タイミングサーバは、タイミング・オーバー・パケットサーバ、即ち、ＴｏＰサーバであり、ＧＰＳ受信モジュールまたは外部同期クロックソースが出力するタイミング基準信号に基づいてハードウエアタイムスタンプを生成し、当該ハードウエアタイムスタンプを、ＴｏＰ情報パケットを介して前記付属のアクセスポイントのＴｏＰクライアントに送信する、
ことを特徴とする請求項１５〜１８の何れか１項に記載のアクセスポイント管理ユニット。
【請求項２０】
前記アクセスポイント管理ユニットは、クロックソースを含み、このクロックソースは、前記タイミングサーバに接続され、前記タイミングサーバに対してタイミング基準信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１５〜１８の何れか１項に記載のアクセスポイント管理ユニット。
【請求項２１】
前記アクセスポイント管理ユニットは、電力線変調復調機能モジュールをさらに含み、前記電力線変調復調機能モジュールは、マスター制御交換モジュールに接続され、電力線を介してアクセスポイントに接続され、電力線により伝送される信号を変調復調し、リンク検出及び／または適応的処理を行う、
ことを特徴とする請求項１５〜１８の何れか１項に記載のアクセスポイント管理ユニット。
【請求項２２】
電力線による伝送を採用する階層型無線アクセスシステムにおけるアクセスポイントであって、設定情報保存ユニット、タイミング信号復元ユニット、タイミング状態判定ユニット、およびスケジューリング制御ユニットを含み、
前記設定情報保存ユニットは、設定された複数のタイミング状態及び対応するスケジューリング方式の情報と、タイミング精度に関する各タイミング状態の判定条件情報とを保存し、
前記タイミング信号復元ユニットは、受信されたタイミング情報パケットに従ってタイミング信号を復元し、復元したタイミング信号をベースバンドおよび無線周波数モジュールに出力するとともに、タイミングアルゴリズムの収束条件をタイミング状態判定ユニットに出力し、 
前記タイミング状態判定ユニットは、タイミングアルゴリズムの収束条件に従って現在のタイミング精度を決定し、設定されたタイミング状態判定条件に従って、現在のタイミング状態を決定し、決定したタイミング状態をスケジューリング制御ユニットに出力し、
前記スケジューリング制御ユニットは、現在のタイミング状態に従って、対応するスケジューリング方式を決定し、上りのスケジューリングおよび下りのスケジューリングを実行する、
ことを特徴とするアクセスポイント。
【請求項２３】
前記設定情報保存ユニットに保存されたタイミング状態は、ロック状態、自由振動状態及び中間状態を含み、前記中間状態に対応するタイミング精度は、ロック状態に対応するタイミング精度と自由振動状態に対応するタイミング精度との間であり、
前記設定情報保存ユニットに保存されたロック状態に対応するスケジューリング方式は、正常な上りのスケジューリングおよび正常な下りのスケジューリングの方式であり、前記中間状態に対応するスケジューリング方式は、上りで最後の１つまたは複数の符号を使用不可の状態とマーク付けする方式を含み、前記自由振動状態に対応するスケジューリング方式は、トランシーバをオフにする方式を含む、
ことを特徴とする請求項２２に記載のアクセスポイント。
【国際調査報告】
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