(57)【要約】本発明は、階層型無線アクセスシステムの同期方法であって、アクセス層におけるアクセスポイントの管理ユニット及びその下にリンクされるアクセスポイントを含む階層型無線アクセスシステムに利用され、前記アクセスポイントの管理ユニットは一つのタイミングサーバーが有し、前記アクセスポイントは一つのタイミング顧客端が有し、前記タイミングサーバーがタイミング情報を生成して、その下にリンクされる各アクセスポイントのタイミング顧客端サーバー配り、前記タイミング顧客端サーバーが前記タイミング情報をローカルでのタイミング基準信号として、リカバリーすることを公開している。上記はアクセスポイント管理ユニットとアクセスポイントの間に、クロック同期を実現し、システムの正常運営を保証できる。本発明はさらに階層型無線アクセスシステムに基づくネットワーク管理、スケジューリング、周波数割当、フロー制御などの方法も提供している。
2011526443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
階層型無線アクセスシステムの同期方法であって、
アクセス層におけるアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクされるアクセスポイントを含む階層型無線アクセスシステムに利用され、前記アクセスポイント管理ユニットは一つのタイミングサーバーを有し、前記アクセスポイントは一つのタイミング顧客端を有し、前記タイミングサーバーがタイミング情報を生成して、その下にリンクされる各アクセスポイントのタイミング顧客端に配り、前記タイミング顧客端が前記タイミング情報をローカルのタイミング基準信号として、リカバリーすることを特徴とする同期方法。
【請求項２】
請求項1に記載の同期方法であって、
前記タイミングサーバーはグループ分けタイミングサーバーで、即ちToPサーバーであり、前記タイミング顧客端はグループ分けタイミング顧客端で、即ちToP顧客端である；前記ToPサーバーはGPS受信モジュール或いは外部同期クロックソースが出力したタイミング基準シグナルによって、ハードウェ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よって、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、グループ分けタイミング情報パケットを各ToP顧客端に送信する；前記ToP顧客端が前記タイミング情報パケットを受信してから、タイミング情報をリカバリーし、それに前記アクセスポイントにおけるベースバンドと無線周波数モジュールに送信して、前記ベースバンドと無線周波数モジュールのタイミング基準シグナルにすることを特徴とする同期方法。
【請求項３】
請求項1に記載の同期方法であって、
前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスゲートウエー機能を有するマスタアクセスポイント管理ユニットであり、前記マスタアクセスポイント管理ユニットとその下にリンクされるアクセスポイントの間は、通信ケーブル或いは電力線を伝送媒体とする；又は、
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エー機能を有するマスタアクセスポイント管理ユニット及び前記マスタアクセスポイント管理ユニットと接続する一つ又は複数のスレーブアクセスポイント管理ユニットを含み、下にリンクされるアクセスポイントに直接接続するマスタ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は、電力線変調復調機能を有し、直接接続した下にリンクされるアクセスポイントまでの伝送媒体として電力線を利用することを特徴とする同期方法。
【請求項４】
請求項1に記載の同期方法であって、
前記タイミングサーバーとタイミング顧客端において、前記タイミング情報のサービス品質QoSのタイプをリアルタイム業務と同じ又はリアルタイム業務より高い優先度クラスに配置し、アクセスポイント管理ユニットとアクセスポイント側にてそれぞれ当該QoSタイプが対応するスケジューリング策略を実行し、リアルタイム業務と同じ又はリアルタイム業務より優れた要求に基づいて、タイミング情報の配布とルーティングを行うことを特徴とする同期方法。
【請求項５】
請求項4に記載の同期方法であって、
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の間に、エンド・ツー・エンドのフロー制御メカニズムを実現し、アクセスポイントとアクセスポイント管理ユニットの間に同期されない場合、前記フロー制御メカニズムを起動し、同期してから、また正常プロセスによってデータを送信することを特徴とする同期方法。
【請求項６】
請求項1ないし5のいずれかに記載の同期方法であって、
前記階層型無線アクセスシステムはまた以下の同期性機能を高める方法の中の一つ或いは複数を採用する：
パワーオン時の初期化の場合、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ーは、サブネットにてブロードキャストの形式で、下にリンクされるアクセスポイントへタイミング情報データを最短パケットで送信する；
ネットワークに新しく加入するアクセスポイントは、初期アクセスの状態において、前記アクセスポイント管理ユニットのみとの間に、基本的なタイミング情報パケットと状態配置情報を伝送する；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同期状態情報のフィードバック状況によって、アクセスポイントが正常にパワーオンできるかどうかを制御する；
疎結合フェーズロックループ、狭帯域ループフィルタ及び適応フィルタのアルゴリズムを利用して、イーサネットのジッタとワンダーを取り除く；適応のHOLDOVERを保持するアルゴリズムを利用して、ネットワークの同期品質を自動的に検出し、それに同期性能が最適な状態での制御パラメーターをオートメモリする；ネットワークの品質が悪くなる場合、自動的にHOLDOVERモードに切り替えて、メモした制御パラメーターを使って、目前の制御パラメーターをリフレッシュする；
前記アクセスポイント管理ユニットは、すべてのノードのデータを伝送する帯域幅の占有率が設定する閾値より低い場合、ToP情報メッセージの送信頻度を調整して、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にて速度の連続測定を実現し、混雑になっていない場合、データパケットを正常的に各アクセスポイントにルーティングし、いったん混雑になると、策略に基づいたパケット損失メカニズムを実施し、かつ高い優先度クラスの業務が性能保証を得られるように保障することを特徴とする同期方法。
【請求項７】
階層型無線アクセスシステムにおけるフロー制御方法であって、
前記階層型無線アクセスシステムはアクセス層におけるアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクされるアクセスポイントを含み、当該フロー制御方法は以下の内容を含み：
メディアグループ分けデータ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、データパケットが分類且つマーキングされ、宛先アドレスによって各アクセスポイントの行列に入って、相応するアクセスポイントに送信され、かつ、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の間にエンド・ツー・エンドのフロー制御を構築することを特徴とする同期方法。
【請求項８】
請求項7に記載の同期方法であって、
前記アクセスポイント管理ユニットには、各下にリンクされるアクセスポイントのダウンリンクの保証帯域幅と使用可能な最大帯域幅を設置する；
前記アクセスポイント管理ユニットはダウンリンクのフローを制御するとき、各下にリンクされるアクセスポイントに基づくフローを識別と統計し、その下にリンクされるアクセスポイントの統計フローが設定した保証帯域幅以内にあれば、当該下にリンクされるアクセスポイントのデータを正常に記憶と転送する；その下にリンクされるアクセスポイントの統計フローが設定した保証帯域幅より大きいが使用可能な最大帯域幅より小さければ、加重平均アルゴリズムを使って、余剰帯域をオーバーロードの下にリンクされるアクセスポイント行列に分配し、それから、下にリンクされるアクセスポイントの統計フローが依然としてオーバーロードであるなら、当該アクセスポイントのベストエフォートBE業務行列のデータパケットを優先に廃棄することを特徴とする同期方法。
【請求項９】
請求項7又は8に記載の同期方法であって、
前記アクセスポイント管理ユニットには、各下にリンクされるアクセスポイントのアップリンクの保証帯域幅と使用可能な最大帯域幅を設置する；
前記アクセスポイントはアップリンクのフローを制御し、アップ帯域幅によって、各端末ユーザーの帯域を分配する場合、分配したアップのフローが前記使用可能な最大帯域幅を超えないように保障する；
前記アクセスポイント管理ユニットは総アップ帯域幅がそれの処理能力の負荷閾値を超えると検出する場合、アップリンクフローがアップ保証帯域幅を超えたアクセスポイントにフロー制御メッセージを送信し、前記アクセスポイントが前記フロー制御メッセージを受信してから、アップ帯域幅を前記保証帯域幅の範囲以内に低減することを特徴とする同期方法。
【請求項１０】
階層型無線アクセスシステムにおいて同期状態に基づくスケジューリング方法であって、前記階層型無線アクセスシステムはアクセス層のアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクされるアクセスポイントを含み、当該スケジューリング方法は以下の内容を含み：
前記アクセスポイントに複種の同期状態及びそれに対応するスケジュール方式を配置し、かつ、各種同期状態のタイミング精度に関連する判定条件も配置する；
前記アクセスポイントは前記アクセスポイント管理ユニットが分配するタイミング情報のデータパケットを受信してから、中のタイミング情報をリカバリーして、それに目前のタイミング精度を検出し、前記判定条件に結びつき目前の同期状態を確定し、それから目前同期状態が対応するスケジューリング方式によって、アップとダウンスケジューリングを行うことを特徴とするスケジューリング方法。  
【請求項１１】
請求項10に記載のスケジューリング方法であって、
前記同期状態はロック状態、自由振動状態と少なくとも一つの中間状態を含み、前記中間状態が対応するタイミング精度はロック状態と自由振動状態の間に介する；
前記アクセスポイントが目前の同期状態をタイミング精度が要求に満足するロック状態と確定する場合、正常なアップとダウンスケジューリングを行う；
前記アクセスポイントが目前の同期状態を正常の作業ができない自由振動状態で、且つ隣接地域があると確定する場合、受信発信機を切るが、当該アクセスポイントと属するアクセスポイント管理ユニットとの間のリンクの正常作業を維持する；
前記アクセスポイントが目前の同期状態を中間状態で、且つ隣接地域があると確定する場合、アップにて、最後のn個符号を使用不可能な状態にマーキングし、n=1，2，3...であることを特徴とするスケジューリング方法。
【請求項１２】
請求項11に記載のスケジューリング方法であって、
前記中間状態はまた少なくとも第一状態と第二状態に分かれて、前記第二状態は第一状態が一つの設定された周期を維持した後に入る状態である；
前記アクセスポイントは目前の同期状態を第一状態で、且つ隣接地域があると確定する場合、アップにて、最後の一つ或いは複数の符号を使用不可能な状態にマーキングし、ダウンにて、正常なスケジューリングを行う；
前記アクセスポイントは目前の同期状態を第二状態で、且つ隣接地域があると確定する場合、アップにて、最後のN個符号を使用不可能な状態にマーキングし、ダウンにて、最大送信電力をディレーティング状態に設置することを特徴とするスケジューリング方法。
【請求項１３】
請求項12に記載のスケジューリング方法であって、
前記アクセスポイントはタイミング精度が一つのタイミング精度閾値より大きい、又は大きいか等しいと判定する場合、或いは前記第二状態が別の設定した周期に維持した後に、自由振動状態に入ると判定することを特徴とするスケジューリング方法。
【請求項１４】
請求項11又は12に記載のスケジューリング方法であって、
前記階層型無線アクセスシステムはWiMAX時間分割二重システムであり、前記アクセスポイントはピコ基地局で、即ちPico BS、n=1であることを特徴とするスケジューリング方法。
【請求項１５】
請求項10、11又は12に記載のスケジューリング方法であって、
前記アクセスポイントが起動するとき、先に送信機部分を含まない最小システムのパワーオンセルフテストと正常な起動過程を行って、それからタイミング顧客端のタイミングアルゴリズムの収束条件によって、目前の同期状態を検出して、マーキングする；
その後、前記アクセスポイントは定期的に同期状態の検出と更新を行うと同時に、検出した目前同期状態によって、スケジューリング策略の更新と実行を行うことを特徴とするスケジューリング方法。
【請求項１６】
請求項10、11又は12に記載のスケジューリング方法であって、
前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスゲートウエー機能を有するマスタアクセスポイント管理ユニットであり、前記マスタアクセスポイント管理ユニットとそれの下にリンクされるアクセスポイントの間に、通信ケーブル或いは電力線を伝送媒体とする；又は、
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エー機能を有するマスタアクセスポイント管理ユニット及び前記マスタアクセスポイント管理ユニットと接続する一つ又は複数のスレーブアクセスポイント管理ユニットを含み、下にリンクされるアクセスポイントに直接接続するマスタ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は、電力線変調復調機能を有し、直接接続した下にリンクされるアクセスポイントまでの伝送媒体として電力線を利用することを特徴とするスケジューリング方法。
【請求項１７】
請求項10、11又は12に記載のスケジューリング方法であって、
前記アクセスポイントはまた同期状態を所属するマスタアクセスポイント管理ユニットに報告し、前記マスタ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隣接地域情報を下にリンクされるアクセスポイントに知らせ、前記隣接地域情報には隣接地域の有無と隣接地域の同期状態情報を含むことを特徴とするスケジューリング方法。
【請求項１８】
階層型無線アクセスシステムにおける分散式のネットワーク管理システムであって、網要素管理システムとネットワーク管理センターを含み、
前記ネットワーク管理システムが管理するアクセス層網要素は階層型アーキテクチャに基づき、アクセス層におけるマスタアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクされるアクセスポイントを含み、前記ネットワーク管理システムにはマスタアクセスポイント管理ユニットに駐留する第一ネットワーク管理エージェントモジュール及びアクセスポイントに駐留する第二ネットワーク管理エージェントモジュールを含み、その中、
前記第一ネットワーク管理エージェントモジュールは網要素管理システム及び下にリンクされるアクセスポイントとの交互に利用され、本マスタアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクされる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；
前記第二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の交互に利用され、本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ことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項18に記載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にて部分的なネットワーク管理機能を実現し、前記マスタアクセスポイント管理ユニットと網要素管理システムとはネットワーク管理情報を交互し、本マスタ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と同時に、前記マスタアクセスポイント管理ユニットとそれの下にリンクされるアクセスポイントとはネットワーク管理情報を交互し、下にリンクされる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ことを特徴とするネットワーク管理方法。
【請求項２０】
請求項19に記載のネットワーク管理方法であって、
前記ネットワーク管理はソフトウェアバージョンの管理とメンテナンスを含み、前記ソフトウェアバージョンの管理とメンテナンスは以下の処理の一種或いは複種を含み：
前記マスタアクセスポイント管理ユニットと各アクセスポイントには、ファイルの形でそのシステム配置データを保存し、前記ファイルに対して、インポートとエクスポートの操作を行い、網要素管理システムにても前記ファイルのコピーを保存する；
運行メンテナンスの人員は現場で前記マスタアクセスポイント管理ユニットとアクセスポイントに対して、配置と更新を行い、生成する新しい配置ファイルを網要素管理システムにアップロードする；
運行メンテナンスの人員はリモートで前記マスタアクセスポイント管理ユニット及び/又はアクセスポイントシステムのバージョンに対して、アップグレードし、網要素管理システムより新しいバージョンのコンテンツを目標マスタアクセスポイント管理ユニットに統一的に発行され、それにバージョンの分配及びアクティベーションプロセスを制御し、アクセスポイントと関連する新しいバージョンのコンテンツはまた前記マスタアクセスポイント管理ユニットより下にリンクされるアクセスポイントに分配する；
運行メンテナンスの人員はリモートで仮想プライベートネット方式で網要素管理システム顧客端に接続し、又は直接に網要素管理システム顧客端にて前記マスタアクセス管理ユニットのシステム配置を検出し、システム配置に対し更新を行う；
前記マスタアクセスポイント管理ユニットには二つのシステムバージョンが保存されてあって、リモート更新が失敗する場合、自動的に前の使用可能なバージョンにロールバックすることを特徴とするネットワーク管理方法。
【請求項２１】
請求項19に記載のネットワーク管理方法であって、
前記ネットワーク管理は性能統計を含み、前記性能統計は以下の処理の一種又は複種を含み：
前記マスタアクセス管理ユニットは下にリンクされるアクセスポイントシステムの業務無線リソースの運行状況をリアルタイムで収集し、システムリソースとユーザー業務の使用状況を動的に観察及び追跡する；
前記マスタ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リソースの応用状況を調べ、無線周波数発信パワーを調べ及び更新する；
前記マスタアクセス管理ユニットは性能統計データにおける無線リソースの運行状況によって、自動的にデータ分析を行い、あるアクセスポイントが持続周期内にて、無線リソース利用率のオーバーロードと混雑が出現すれば、網要素管理システムにシステム容量アラーム通知を送信することを特徴とするネットワーク管理方法。
【請求項２２】
請求項19に記載のネットワーク管理方法であって、
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以下の処理の一種又は複種を含み：
前記マスタアクセス管理ユニットは下にリンクされる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、一旦異常が検出されると、異常情報をファイルにメモして、それに異常データを網要素管理システムにアップロードする；前記網要素管理システムは関連するアラームと異常報告情報によって、システムエラーを診断する；
前記マスタアクセス管理ユニットと前記網要素管理システムの間に、アラーム遮断機能を有するフィルターを設置し、非緊急のアラーム情報を前記マスタアクセス管理ユニットに遮断して保存し、重大なアラームオプションだけを前記網要素管理システムに知らせる；
前記網要素管理システムは指定区域のマスタアクセス管理ユニットをポーリングし、前記マスタアクセス管理ユニットは規定された時間に故障情報を報告することを特徴とするネットワーク管理方法。
【請求項２３】
階層型無線アクセスシステムにおける周波数割当方法であって、前記階層型無線アクセスシステムはアクセス層におけるアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクされるアクセスポイントを含み、当該周波数割当方法は以下の内容を含み：
アクセスポイントは起動して正常に作業してから、所属するアクセスポイント管理ユニットに周波数ポイント資源を申し込む；
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隣接関係によって、各アクセスポイントの候補周波数ポイントを確定し、それに相応するアクセスポイントに送信する；
アクセスポイントは自分の候補周波数ポイントを受信してから、前記候補周波数ポイントのシグナル品質に対し検査し、検査に合格しなかったら、前記アクセスポイント管理ユニットに改めて周波数ポイントを選ぶように知らせて、前のステップに戻り、検査に合格したら、正常な作業プロセスに入って、エンドすることを特徴とする周波数割当方法。
【請求項２４】
請求項23に記載のネットワーク管理方法であって、
前記アクセスポイントが起動するとき、まず最小システムのパワーオンセルフテストと正常起動を行い、それから前記アクセスポイント管理ユニットまでのハンドシェイク認証プロセスを開始させ、合法的な周波数ポイント資源を申し込む；所属するアクセスポイント管理ユニットが分配する候補周波数ポイントを受信してから、受信機を起動して、受信シグナルの強度を指示して、即ちRSSIシグナル検査を行い、前記候補周波数ポイントの干渉シグナルがプリセット閾値より小さい又は小さいか等しいならば、検査に合格と判断し、さもないと、検査に不合格と判断することを特徴とするネットワーク管理方法。
【請求項２５】
請求項23又は24に記載のネットワーク管理方法であって、
前記アクセスポイント管理ユニットは部分的にサブチャンネルセグメント即ちPUSC Segment方式でネットを構築する場合、以下方式を採用して、アクセスポイントのために候補周波数ポイントとセグメントを選び：
先に、各アクセスポイントの隣接地域リストを取得し、隣接地域関係がもっとも簡単なアクセスポイントを選んで、それのために周波数ポイントとセグメントをランダムに選び、それからそれの隣接地域リストにおけるアクセスポイントのために周波数ポイントとセグメントを選び、隣接するアクセスポイントにそれぞれ違う周波数ポイントとセグメントを配分することを保証しなければならず、上記方式によって、各アクセスポイントのために順番に候補周波数ポイントとセグメントを選ぶことを特徴とするネットワーク管理方法。
【請求項２６】
請求項23又は24に記載のネットワーク管理方法であって、
前記アクセスポイント管理ユニットは新しく増加するアクセスポイントがある場合に、新しく増加するアクセスポイントの隣接地域関係リストによって、当該新しく増加するアクセスポイントの隣接区域周波数ポイント情報と選択可能な周波数ポイント資源を取得し、前記新しく増加するアクセスポイントのために、一つの当該新しく増加するアクセスポイントの隣接区域周波数ポイントと違う周波数ポイントを選ぶことを特徴とするネットワーク管理方法。
【請求項２７】
請求項23又は24に記載のネットワーク管理方法であって、
前記アクセスポイント管理ユニットは部分使用サブチャンネルオールサブチャンネル 即ちPUSC ALL subchannel方式でネットを構築する場合、以下方式を採用して、アクセスポイントのために候補周波数ポイントを選び：
先に、各アクセスポイントの隣接地域リストを取得し、隣接地域関係がもっとも簡単なアクセスポイントを選んで、それのために周波数ポイントをランダムに選び、それからそれの隣接地域リストにおけるアクセスポイントのために周波数ポイントを選び、隣接するアクセスポイントにそれぞれ違う周波数ポイントを配分することを保証しなければならず、上記方式によって、各アクセスポイントのために順番に候補周波数ポイントを選ぶことを特徴とするネットワーク管理方法。
【請求項２８】
請求項23又は24に記載のネットワーク管理方法であって、
前記アクセスポイント管理ユニットは下にリンクされるアクセスポイントの周波数ポイント情報を保存し、下にリンクされるアクセスポイントにて異常が出現してリスタートした後に、当該アクセスポイントを保存した歴史周波数ポイント情報を当該アクセスポイントにフィードバックすることを特徴とするネットワーク管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線アクセスシステムを提供し、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ものである。      
【背景技術】
【０００２】
既存のWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access、マイクロ波アクセス世界の相互接続)モバイルネットワークアーキテクチャは図1の示したように、当該アーキテクチャにはWiMAXの端末CPE(Customer Premises Equipment、ユーザー端設備)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エー、本文にアクセスゲートウエーとも略称する)103、WiMAXのCSN(接続サービスネットワーク)、及び、PDN(Packet Data Network、パケットデータネットワーク)、或いは、SDH(Synchronous Digital Hierarchy、同期デジタル体系)105を含む。その中、CPE 101、BS 102とASN-GW 103はWiMAXのASN(Access Service Network、接続サービスネットワーク)を構成する。相互接続の面では、CPE 101とBS 102の間は、標準的なR1インターフェースであり、BS 102とASN-GW 103の間は、標準的なR6インターフェースであり、多数のBS 102の間は標準的なR8インターフェースを使い、多数のASN-GW 103の間は標準的なR4インターフェースを使い、ASN-GW 103とCSN 104の間はR3インターフェースで相互に接続し、PDN/SDH 105はWiMAXの伝送ベアラーネットワークである。
【０００３】
WiMAXシステム無線周波数の目前の主流周波数バンドが2.3/2.5/3.5GHzであるので、伝統的な統合式マクロ基地局における屋外が屋内をカバレッジ方式を採用すれば、密集した都市に対して、貫通損失が大きく、普通に18〜25dBで予算し、それゆえ、単純に屋外が屋内をカバレッジ方式を採用すれば、必ず屋外カバレッジ半径の減少をもたらすに違いなく、屋外サイト数の増加は、ネットワーク構築のコストを増やし、ネットワーク快速敷設の困難を大きくさせる。また、トラフィック集中のホットスポット、企業とビジネスビルにとって、容量需要が高く、カバレッジ区域のSN比が高く、高次変調16QAMひいては64QAMの要求を満足できる必要があるので、伝統的な屋外マクロ基地局とマイクロ基地局の方式を使うなら、要求に満足できない。
【０００４】
そのほか、トラフィック集中のホットスポット、企業とビジネスビルディングに対して、容量需要が高く、カバレッジ区域のSN比が高く、高次変調16QAMひいては64QAMの要求を満足できる必要があるので、伝統的な屋外マクロ基地局とマイクロ基地局の方式を使うなら、要求に満足できない。
【０００５】
総合的にいえば、WiMAX及び後続の4Gネットワーク建設にとって、市街地と密集市街地に対して、屋内カバレッジの補充としてPico Cell(ピコセル)方式を使うことと薦める。目前既存のPico Cell方案はまたベースバンド池＋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)に基づく改進方案と設備管理の検討に重点とする。
【０００６】
目前モバイルシステムが採用するアクセスポイントデプロイメントの通常方法は以下のように：
案1、カバレッジ区域内、多数の独立配置したアクセスポイントPico BSを採用し；アクセスポイントは伝送ネットワークとセントラルマシンルームのアクセスゲートウエーを通じて接続する。伝統的なPico BSアーキテクチャに基づいて構築する屋内カバレッジネットワークの示しである。
【０００７】
本案のネットワーク構成は図2のように示し、各カバレッジ区域(図の示すように一つのフロアのある区域)に一つのPico BS 201をデプロイする；多数の独立配置したアクセスポイントPico BS 201の間には集約した交換台又はルーター202を通じて接続を実現する；交換台又はルーター202は伝送ネットワークPDN/SDH 203までのR6インターフェースを提供する。Pico BS 201ごとにGPSモジュールの配置が必要となり、TDD(時分割二重)システムの同期問題を解決し、システムネットワークの干渉を防ぐ。一つの区域以内のアクセスポイントが物理的な位置で隣接するが、お互いに論理通路の通信がなく、即ち、ビル全体またはビルグループにローカルアクセス管理ユニットがなく、基地局間の切替制御情報、及び区域内アクセスポイント間のユーザーのユーザー面の情報交換を含んたPico BS 201の間の通信は、すべてPDN/SDH 203ルートを通じて、セントラルマシンルームノードのASN-GW 204に着いてから、またCSN 205に接続して、処理したあと宛先基地局に送信しなければならぬ、これはSDH/PDHネットワークの帯域幅にとって、極大な浪費となる。同時に、パブリックネットワークのルート経由が必要であるので、遅延とジッターなど性能の悪化を起こし、ユーザーの感受にとって、極大な下がりとなる。ビジネスビルと中大容量のCBD(セントラルビジネス区域)区域に、大部分ユーザーの切替業務はフロアーの間、フロアーとエレベーターの間、通路など重複するカバレッジエリアに発生し、しかも切替要求は非常に頻繁で、伝統的なPico BS構築に、Pico BSはツイストペア線、光ファイバー又は同軸などのインターフェースを支持すべきで、GPSアンテナを配置して、同期問題を解決する必要があり、これは屋内のデプロイメントに大きな困難をもたらし、ネットワーク性能の最適化に不利になって、それにたくさんの場景を解決できなく又は代価が非常に大きい。
【０００８】
案2、一つのカバレッジ区域に、Pico/Micro/Pico BSを使ってソースを提供し、パッシプ分散式システムを通じて、無線周波数シグナルを複数のアンテナユニットに配布し、各アンテナユニットのパワーはアクセスポイントのパワーに相当する。ソース基地局＋分散式パッシプアンテナシステムアーキテクチャに基づく屋内カバレッジネットワークであり、小規模の屋内カバレッジネットワークに適用される。
【０００９】
本案のネットワーク構成は図3のように示し、Signal Source BS(シグナルソース基地局)301はMicro BS(マイクロ基地局)である可能性があるが、Pico BSである可能性もある。具体的には屋内カバレッジの規模とネットワークトポロジー状況によって決定する。ソース基地局はRF(Radio frequency、無線周波数)シグナルをPower Divider(電力分配器)302とCoupler(カプラー)303に提供する。階層ごとに配布して、カバレッジ区域の天井アンテナ304と壁掛けアンテナ305にシグナルを提供し、アンテナの類型選択は具体的に屋内の地形とネットワークの規格によって確定する。電力分配器302がカプラー303との区別は、電力分配器302がパワーの等分を実現するが、カプラー303が要求によってパワーのそれぞれのインターフェースへの比例配分を実現できる。Pico/Micro/Pico BSを使ってソースを提供し、パッシプ分散式システムを通じて、無線周波数シグナルを複数のアンテナユニットに配布し、各アンテナユニットのパワーはアクセスポイントのパワーに相当する。本案の問題はソース基地局から大きなパワーを提供する必要があり、パッシプ分散式システムの伝送損耗が大きいから、中等又は大規模の屋内カバレッジシステムネット構築に適合ではなく、そのほかに、セル拡大は大きな工事建設と配置作業量が必要となる。
【００１０】
案3、一つのカバレッジ区域に、Pico/Micro/Pico BS(表記501)を使ってソースを提供し、アクティブ分散式システムを通じて、無線周波数シグナルを複数のアンテナユニットに配布し、各アンテナユニットのパワーはアクセスポイントのパワーに相当する。ソース基地局＋分散式アクティブアンテナシステムアーキテクチャに基づく屋内カバレッジネットワークであり、中大規模の屋内カバレッジネットワークに適用される。
【００１１】
本案のネットワーク構成は図4のように示し、シグナルソース基地局401、電力分配器402、カプラー403及び天井アンテナ404と壁掛けアンテナ405の接続方式と機能は、図3に示すパッシプアンテナシステムアーキテクチャの屋内カバレッジネットワークと同じである。図4に示すアクティブ分散式システムとパッシプ分散式システムの最大な区別は、シグナルの衰えが激しい中間幹線の位置に、Trunk Amplifier(幹線アンプ)404を配置して、回線伝送がもたらす損耗を抵抗する。802.16eがTDDシステムであるので、時間の同期に厳しい要求があって、幹線アンプ404が送受信タイムシーケンス同期シグナルを取り出し、それぞれの回線遅延がもたらす符号送受信タイムシーケンスを補償できる。Pico/Micro/Pico BSを使ってソースを提供し、アクティブ分散式システムを通じて、無線周波数シグナルを複数のアンテナユニットに配布し、各アンテナユニットのパワーはアクセスポイントのパワーに相当する。本案は伝送回線の中に幹線アンプ404を増加して回線の損耗を補償する必要があり、中大規模の屋内カバレッジネットワークに適用される。しかし、欠点は後期の容量拡大に不利となり、そのほかにTDDシステムは既存システムとの共存問題を解決する必要があり、もたらした中間ノードのコストも増やし、また、メンテナンスと容量拡大のコスト、作業量も大きくなって、システム信頼性などの関連問題をもたらす可能性がある。
【００１２】
以上、Wimaxシステムを例とするが、ほかに既存の屋内カバレッジ場景或いは屋外内マルチカバレッジ場景の無線アクセスシステムと方法も、同様に以下の欠点がある：
1)屋内ケーブルリソースに対する要求が高く、十分の光ファイバー、ツイストペア線又は同軸ケーブルなどの分散式システムが必要となる；一部分の運営業者(特に新興マーケットにおけるトランスナショナル運営業者)は、ほとんどのビルに光ファイバーも、ツイストペア線リソースもなく、快速にネットワーキングと配置コストの低減が難しい。
【００１３】
2)一部分のすでに2G/3G屋内カバレッジを持っている運営業者は、既存の分散式システムを共有すると考えれば、TDDシステムの特殊性を考慮して、屋内アンテナ、濾波器などの大幅に改造することが必要で、工事作業量が巨大であり、それに改造には既存のネットワーク業務を中止しなければならないので、ネットワークの円滑なアップグレードを実現できなくなる。
【００１４】
3)独立の屋内配布工事を新しく設立し、配置することが難しく、また既存の空間構成を改造する必要があるので、工事協調の困難が存在する。
【００１５】
4)Pico BSにGPSを配置する方式を使って、中大容量の屋内カバレッジ場景にとって、複数のPico BSを配置するなら、設置の作業量が巨大で、メンテナンスのコストも非常に高い。
【００１６】
5)単独のPico BSアクセスポイントは管理問題とローカルメンテナンス問題、切替性能低下の問題がある。
【００１７】
6)単独のPico BSアクセスポイントの間における情報交互は伝送効率の低下をもたらす。
【００１８】
7)単独のPico BSアクセスポイントは性能統計、バージョンアップグレードのときに、集中ネットワーク管理ところの性能隘路と拡張性問題をもたらす。
【００１９】
8)屋内分散式システムは容量拡大問題、規模と性能問題がある。
【発明の開示】
【００２０】
本発明が解決しようとするもう一つの技術課題は、階層型無線アクセスシステムの同期方法を提供し、アクセスポイント管理ユニットとアクセスポイントの間にクロック同期が実現でき、システムの正常動作を保証することである。
【００２１】
上記の技術課題を解決するために、本発明は階層型無線アクセスシステムの同期方法を披露し、アクセス層におけるアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクされるアクセスポイントを含む階層型無線アクセスシステムに利用され、前記アクセスポイント管理ユニットは一つのタイミングサーバーを有し、前記アクセスポイントは一つのタイミング顧客端を有し、前記タイミングサーバーがタイミング情報を生成して、その下にリンクされる各アクセスポイントのタイミングサーバーに配り、前記タイミング顧客端は前記タイミング情報をローカルでのタイミング基準シグナルとしてリカバリーする。
【００２２】
さらに、上記同期方法はまた以下の特徴がある：
前記タイミングサーバーはグループ分けタイミングサーバーで、即ちToPサーバーであり、前記タイミング顧客端はグループ分けタイミング顧客端で、即ちToP顧客端である；前記ToPサーバーはGPS受信モジュール或いは外部同期クロックソースから出力したタイミング基準シグナルによって、ハードウェアの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よって、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、グループ分けのタイミング情報パケットを各ToP顧客端に送信する；前記ToP顧客端が前記タイミング情報パケットを受信してから、タイミング情報をリカバリーし、それに前記アクセスポイントにおけるベースバンドと無線周波数モジュールに送信し、前記ベースバンドと無線周波数モジュールのタイミング基準シグナルにする。
【００２３】
さらに、上記同期方法はまた以下の特徴がある：
前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスゲートウエー機能を有するマスタアクセスポイント管理ユニットであり、前記マスタアクセスポイント管理ユニットとその下にリンクされるアクセスポイントの間に、通信ケーブル或いは電力線を伝送媒体とする；又は、
前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスゲートウエー機能を有するマスタアクセスポイント管理ユニット及び前記マスタアクセスポイント管理ユニットと接続する一つ又は複数のスレーブアクセスポイント管理ユニットを含み、リンクされるアクセスポイントに直接接続するマスタ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は、電力線変調復調機能を有し、直接接続した下にリンクされるアクセスポイントまでの伝送媒体として電力線を利用する。
【００２４】
さらに、上記同期方法はまた以下の特徴がある：
前記タイミングサーバーとタイミング顧客端において、前記タイミング情報のサービス品質QoSのタイプをリアルタイム業務と同じ又はリアルタイム業務より高い優先度クラスに配置し、アクセスポイント管理ユニットとアクセスポイント側にそれぞれ当該QoSタイプが対応するスケジューリング策略を実行し、リアルタイム業務と同じ又はリアルタイム業務より高い優先度クラスの要求によって、タイミング情報の配布とルーティングを行う。
【００２５】
さらに、上記同期方法はまた以下の特徴がある：
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の間に、エンド・ツー・エンドのフロー制御メカニズムを実現し、アクセスポイントとアクセスポイント管理ユニットの間に同期されてない場合、前記フロー制御メカニズムを起動し、同期してから、また正常プロセスによってデータを送信する。
【００２６】
さらに、上記同期方法はまた以下の特徴がある：前記階層型無線アクセスシステムはまた以下同期性機能を高める方法の中の一つ或いは複数を採用する：
パワーオン初期化の場合、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ーは、サブネットにブロードキャストの形式を通じて、リンクされるアクセスポイントにタイミング情報データを最短パケットで送信する；
新しくネットワークに加入するアクセスポイントは、初期アクセスの状態で、前記アクセスポイント管理ユニットのみとの間に、基本的なタイミング情報パケットと状態配置情報を伝送する；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同期状態情報のフィードバック状況によって、アクセスポイントが正常にパワーオンできるかどうかを制御する；
疎結合フェーズロックループ、狭帯域ループフィルタ及びアダプティブフィルタのアルゴリズムを利用して、イーサネットのジッタとワンダーを取り除く；ホールドオーバ (HOLDOVER)を保持するアダプティブアルゴリズムを利用して、ネットワークの同期品質を自動的に検出し、それに同期性能が最適な状態での制御パラメーターをオートメモリする；ネットワークの品質が悪くなる場合、自動的にHOLDOVERモードに切り替えて、メモした制御パラメーターを使って、目前の制御パラメーターをリフレッシュする；
前記アクセスポイント管理ユニットは、すべてのノードデータ伝送帯域幅占有率が設定する閾値より低い場合、ToP情報メッセージの送信頻度を調整して、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にて速度の連続測定を実現し、混雑状態にならない場合、データパケットを正常的に各アクセスポイントにルーティングし、いったん混雑状態になると、策略に基づくパケット損失メカニズムを実施し、かつ高い優先度クラスの業務が性能保証を得られると保障する。
【００２７】
本発明が解決しようとするもう一つの技術課題は、階層型無線アクセスシステムのフロー制御方法を提供し、フローを制御でき、システムの正常動作を保証することである。
【００２８】
上記技術課題を解決するために、本発明は階層型無線アクセスシステムにおけるフロー制御方法を提供し、前記階層型無線アクセスシステムはアクセス層におけるアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクされるアクセスポイントを含み、当該フロー制御方法は以下の内容を含み：
メディアグループ分けデータ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、パケットデータが分類されてマーキングされ、宛先アドレスによって各アクセスポイントの行列に入って、相応するアクセスポイントに送信し、かつ、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の間にエンド・ツー・エンドのフロー制御を構築する。
【００２９】
さらに、上記フロー制御方法はまた以下の特徴がある：
前記アクセスポイント管理ユニットには、各リンクされるアクセスポイントのダウンリンクの保証帯域幅と使用可能な最大帯域幅を設置する；
前記アクセスポイント管理ユニットはダウンリンクのフローを制御するとき、各リンクされるアクセスポイントに基づくフローを識別と統計し、その下にリンクされるアクセスポイントのフロー統計が設定した保証帯域幅以内にあれば、当該リンクされるアクセスポイントのデータを正常に記憶と転送する；その下にリンクされるアクセスポイントのフロー統計が設定した保証帯域幅より大きいが使用可能な最大帯域幅より小さければ、加重平均アルゴリズムを使って、余剰帯域をオーバーロードのリンクされるアクセスポイント行列に分配し、それから、リンクされるアクセスポイントのフロー統計が依然としてオーバーロードするなら、当該アクセスポイントのベストエフォート(BE)業務行列のデータパケットを優先に廃棄する。
【００３０】
さらに、上記フロー制御方法はまた以下の特徴がある：
前記アクセスポイントの管理ユニットには、各リンクされるアクセスポイントのアップリンクの保証帯域幅と使用可能な最大帯域幅を設置する；
前記アクセスポイントはアップリンクのフローを制御し、アップリンク帯域幅によって、各端末ユーザーの帯域幅を分配する場合、分配したアップリンクのフローが前記使用可能な最大帯域幅を超えないと保障する；
前記アクセスポイント管理ユニットは総アップリンク帯域幅がその処理能力の負荷閾値を超えると検出する場合、アップリンクのフローがアップリンク保証帯域幅を超えたアクセスポイントにフロー制御メッセージを送信し、前記アクセスポイントが前記フロー制御メッセージを受信してから、アップリンク帯域幅を前記保証帯域幅の範囲以内に低減する。
【００３１】
本発明が解決しようとするもう一つの技術課題は、階層型無線アクセスシステムにおける同期状態に基づいたスケジューリング方法を提供し、同期精度の要求を下がり、システムの壮健性を高めることである。
【００３２】
上記技術課題を解決するために、本発明は階層型無線アクセスシステムにおける同期状態に基づいたスケジューリング方法を提供し、前記階層型無線アクセスシステムはアクセス層のアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクされるアクセスポイントを含み、当該スケジューリング方法は以下の内容を含み：
前記アクセスポイントに複数の同期状態及びそれに対応するスケジュール方式を配置し、かつ、同期状態毎のタイミング精度に関連する判定条件も配置する；
前記アクセスポイントは前記アクセスポイント管理ユニットから分配するタイミング情報のデータパケットを受信してから、中のタイミング情報をリカバリーして、それに目前のタイミング精度を検出し、前記判定条件と結びつき目前の同期状態を確定し、それから目前同期状態が対応するスケジューリング方式によって、アップリンクとダウンリンクスケジューリングを行う。  
【００３３】
さらに、上記スケジューリング方法はまた以下の特徴がある：  
前記同期状態はロック状態、自由振動状態と少なくとも一つの中間状態を含み、前記中間状態が対応するタイミング精度はロック状態と自由振動状態の間に介する；
前記アクセスポイントが目前の同期状態をタイミング精度の要求に満足するロック状態と確定する場合、正常なアップリンクとダウンリンクスケジューリングを行う；
前記アクセスポイントが目前の同期状態を正常動作不能の自由振動状態で、且つ隣接地域があると確定する場合、受信発信機を切るが、本アクセスポイントと属するアクセスポイント管理ユニット間のリンクの正常動作を維持する
前記アクセスポイントが目前の同期状態を中間状態で、且つ隣接地域があると確定する場合、アップリンクにて、最後のn個符号を使用不可能な状態にマーキングし、n=1，2，3...である。
【００３４】
さらに、上記スケジューリング方法はまた以下の特徴がある：
前記中間状態はまた少なくとも第一状態と第二状態に分かれて、前記第二状態は第一状態が一つの設定された周期を維持した後に入る状態である；
前記アクセスポイントは目前の同期状態を第一状態で、且つ隣接地域があると確定する場合、アップリンクにて、最後の一つ或いは複数の符号を使用不可能な状態にマーキングし、ダウンリンクにて、正常なスケジューリングを行う；
前記アクセスポイントは目前の同期状態を第二状態で、且つ隣接地域があると確定する場合、アップリンクにて、最後のN個符号を使用不可能な状態にマーキングし、ダウンリンクにて、最大送信電力をディレーティング状態に設置する。
【００３５】
さらに、上記スケジューリング方法はまた以下の特徴がある：
前記アクセスポイントはタイミング精度が一つのタイミング精度閾値より大きい、或いは、大きい又は等しいと判定する場合、或いは前記第二状態が別の設定の周期を維持した後に、自由振動状態に入ると判定する。
【００３６】
さらに、上記スケジューリング方法はまた以下の特徴がある：
前記階層型無線アクセスシステムはWiMAX時分割二重システムであり、前記アクセスポイントはピコ基地局で、即ちPico BS、n=1である。
【００３７】
さらに、上記スケジューリング方法はまた以下の特徴がある：
前記アクセスポイントが起動するとき、先に送信機部分を含まない最小システムのパワーオンセルフテストと正常な起動過程を行って、それからタイミング顧客端のタイミングアルゴリズムの収束条件によって、目前の同期状態を検出して、それにマーキングする；
その後、前記アクセスポイントは定期的に同期状態の検出と更新を行うと同時に、検出した目前同期状態によって、スケジューリングの更新と実行を行う。
【００３８】
さらに、上記スケジューリング方法はまた以下の特徴がある：
前記アクセスポイント管理ユニットは、アクセスゲートウエー機能を有するマスタアクセスポイント管理ユニットであり、前記マスタアクセスポイント管理ユニットとその下にリンクされるアクセスポイントの間には、通信ケーブル或いは電力線を伝送媒体とする；又は、
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エー機能を有するマスタアクセスポイント管理ユニット及び前記マスタアクセスポイント管理ユニットと接続する一つ又は複数のスレーブアクセスポイント管理ユニットを含み、リンクされるアクセスポイントに直接接続するマスタ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は、電力線変調復調機能を有し、直接接続する下にリンクされるアクセスポイントまでの伝送媒体として電力線を利用する。
【００３９】
さらに、上記スケジューリング方法はまた以下の特徴がある：
前記アクセスポイントはまた同期状態を所属するマスタアクセスポイント管理ユニットに報告し、前記マスタ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隣接地域情報を下にリンクされるアクセスポイントに知らせ、前記隣接地域の情報は隣接地域の有無と隣接地域の同期状態情報を含む。
【００４０】
本発明が解決しようとするもう一つの技術課題は、階層型無線アクセスシステムにおける分散式ネットワーク管理システムを提供し、大部分のフローをローカルネットワーク内部に制御し、ネットワーク管理と伝送帯域幅を節約することである。
【００４１】
上記技術課題を解決するために、本発明は階層型無線アクセスシステムにおける分散式ネットワーク管理システムを提供し、網要素管理システムとネットワーク管理センターを含み、その中、
前記ネットワーク管理システムが管理するアクセス層の網要素は階層型アーキテクチャに基づき、アクセス層におけるマスタアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクされるアクセスポイントを含み、前記ネットワーク管理システムはマスタアクセスポイントの管理ユニットに駐留する第一ネットワーク管理エージェントモジュール及びアクセスポイントに駐留する第二ネットワーク管理エージェントモジュールを含み、その中、
前記第一ネットワーク管理エージェントモジュールは網要素管理システム及び下にリンクされるアクセスポイントとの交互に利用され、本マスタアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクされる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；
前記第二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の交互に利用され、本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。
【００４２】
本発明が解決しようとするもう一つの技術課題は、階層型無線アクセスシステムにおける分散式ネットワーク管理方法を提供し、網要素管理システムと中堅網の負荷を下られ、同時にネットワーク管理の性能と信頼性を高めることである。
【００４３】
上記技術課題を解決するために、本発明は上記ネットワーク管理システムにおけるネットワーク管理方法を提供し、マスタ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に部分的なネットワーク管理機能を実現し、前記マスタアクセスポイント管理ユニットと網要素管理システムはネットワーク管理情報を交互し、本マスタ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と同時に、前記マスタアクセスポイント管理ユニットとその下にリンクされるアクセスポイントとネットワーク管理情報を交互し、下にリンクされる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。
【００４４】
さらに、上記ネットワーク管理方法はまた以下の特徴がある：
前記ネットワーク管理はソフトウェアバージョンの管理とメンテナンスを含み、前記ソフトウェアバージョンの管理とメンテナンスは以下の処理の一つ或いは多数を含み：
前記マスタアクセスポイント管理ユニットと各アクセスポイントには、ファイルの形でそのシステム配置データを保存し、前記ファイルに対して、インポートとエクスポートの操作を行い、網要素管理システムにも前記ファイルのコピーを保存する；
操作とメンテナンスの人員は現場で前記マスタアクセスポイント管理ユニットとアクセスポイントに対して、配置と更新を行い、生成する新しい配置ファイルを網要素管理システムにアップロードする；
操作とメンテナンスの人員はリモートで前記マスタアクセスポイント管理ユニット及び/又はアクセスポイントシステムのバージョンに対して、アップグレードし、網要素管理システムより新しいバージョンのコンテンツを目標マスタアクセスポイント管理ユニットに統一的に発行され、それにバージョンの分配及び活性化プロセスを制御し、アクセスポイントと関連する新しいバージョンのコンテンツはまた前記マスタアクセスポイント管理ユニットにより下にリンクされるアクセスポイントに分配する；
操作とメンテナンスの人員はリモートで仮想プライベートネットワーク方式で網要素管理システムの顧客端にアクセスし、又は直接に網要素管理システムの顧客端で前記マスタアクセス管理ユニットのシステム配置を検出し、システム配置を更新する；
前記マスタアクセスポイント管理ユニットに二つのシステムバージョンが保存されてあって、リモート更新が失敗する場合、自動的に前の使用可能なバージョンにロールバックする。
【００４５】
さらに、上記ネットワーク管理方法はまた以下の特徴がある：
前記ネットワーク管理は性能統計を含み、前記性能統計は以下の処理の一つ又は多数を含み：
前記マスタアクセス管理ユニットは下にリンクされるアクセスポイントシステムの業務無線リソースの運行状況をリアルタイムで収集し、システムリソースとユーザー業務の使用状況を動的に観察及び追跡する；
前記マスタ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リソースの応用状況を調べ、無線周波数発信パワーを調べ及び更新する；
前記マスタアクセス管理ユニットは性能統計データにおける無線リソースの運行状況によって、自動的にデータ解析を行い、あるアクセスポイントは持続周期以内に、無線リソースの利用率がオーバーロードと混雑状態が出現すれば、網要素管理システムにシステム容量アラーム通知を送信する。
【００４６】
さらに、上記ネットワーク管理方法はまた以下の特徴がある：
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以下の処理の一つ又は多数を含み：
前記マスタアクセス管理ユニットは下にリンクされる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、一旦異常が検出されると、異常情報をファイルにメモして、それに異常データを網要素管理システムにアップロードする；前記網要素管理システムは関連するアラームと異常報告情報によって、システムエラーを診断する；
前記マスタアクセスポイント管理ユニットと前記網要素管理システムの間にて、アラーム遮断機能を有するフィルターを設置し、非緊急のアラーム情報を前記マスタアクセス管理ユニットに遮断して保存し、重大なアラームオプションだけを前記網要素管理システムに知らせる；
前記網要素管理システムは指定区域のマスタアクセス管理ユニットをポーリングし、前記マスタアクセス管理ユニットは規定された時間に故障情報を報告する。
【００４７】
本発明が解決しようとするもう一つの技術課題は、階層型無線アクセスシステムにおける周波数割当方法を提供し、マスタアクセスポイント管理ユニットが協力する周波数自動化配置と管理を実現できることである。
【００４８】
上記技術課題を解決するために、本発明は階層型無線アクセスシステムにおける周波数割当方法を提供し、前記階層型無線アクセスシステムはアクセス層のアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクされるアクセスポイントを含み、当該周波数割当方法は以下の内容を含み：
アクセスポイントは起動して正常に動作してから、所属するアクセスポイント管理ユニットに周波数ポイント資源を申し込む；
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隣接関係によって、各アクセスポイントの候補周波数ポイントを確定し、それに相応するアクセスポイントに送信する；
アクセスポイントは自分の候補周波数ポイントを受信してから、前記候補周波数ポイントのシグナル品質を検査し、検査に合格しなかったら、前記アクセスポイント管理ユニットに改めて周波数ポイントを選ぶように知らせて、前のステップに戻り；検査に合格したら、正常な動作プロセスに入って、エンドする。
【００４９】
さらに、上記周波数割当方法はまた以下の特徴がある：
前記アクセスポイントが起動するとき、まず最小システムのパワーオンセルフテストと正常起動を行い、それから前記アクセスポイント管理ユニットまでのハンドシェイク認証プロセスを開始させ、合法的な周波数ポイント資源を申し込む；所属するアクセスポイント管理ユニットが分配する候補周波数ポイントを受信してから、受信機を起動して、受信シグナルの強さを指示して、即ちRSSIシグナル検査を行い、前記候補周波数ポイントの干渉シグナルがプリセット閾値より小さい又は小さいか等しいならば、検査に合格と判断し、さもないと、検査に不合格と判断する。
【００５０】
さらに、上記周波数割当方法はまた以下の特徴がある：
前記アクセスポイント管理ユニットは部分使用サブチャンネルセグメント即ちPUSC Segment方式でネットワークを構築する場合、以下方式を採用して、アクセスポイントのために候補周波数ポイントとセグメントを選び：先に、各アクセスポイントの隣接地域リストを取得し、隣接地域関係がもっとも簡単なアクセスポイントを選んで、それのために周波数ポイントとセグメントをランダムに選び、それからそれの隣接地域リストにおけるアクセスポイントのために周波数ポイントとセグメントを選び、隣接するしかも干渉が発生可能のアクセスポイントにそれぞれ違う周波数ポイントとセグメントを選分配し、上記方式によって、各アクセスポイントのために順番に候補周波数ポイントとセグメントを選ぶこと。
【００５１】
さらに、上記周波数割当方法はまた以下の特徴がある：
前記アクセスポイント管理ユニットは新しく増加するアクセスポイントがある場合に、新しく増加するアクセスポイントの隣接地域関係リストによって、当該新しく増加するアクセスポイントの隣接区域周波数ポイント情報と選択可能な周波数ポイント資源を取得し、前記新しく増加するアクセスポイントのために、一つの当該新しく増加するアクセスポイントの隣接区域周波数ポイントと違う周波数ポイントを選ぶ。
【００５２】
さらに、上記周波数割当方法はまた以下の特徴がある：
前記アクセスポイント管理ユニットは部分使用サブチャンネルオールサブチャンネル即ちPUSC ALL subchannel方式でネットワークを構築する場合、以下方式を採用して、アクセスポイントのために候補周波数ポイントを選び：先に、各アクセスポイントの隣接地域リストを取得し、隣接地域関係がもっとも簡単なアクセスポイントを選んで、それのために周波数ポイントをランダムに選び、それからそれの隣接地域リストにおけるアクセスポイントのために周波数ポイントを選び、隣接するしかも干渉が発生可能のアクセスポイントにそれぞれ違う周波数ポイントを分配し、上記方式によって、各アクセスポイントのために順番に候補周波数ポイントを選ぶ。
【００５３】
さらに、上記周波数割当方法はまた以下の特徴がある：
前記アクセスポイント管理ユニットは下にリンクされるアクセスポイント周波数ポイント情報を保存し、リンクされるアクセスポイントが異常が出現してリスタートした後に、当該アクセスポイントを保存した歴史周波数ポイント情報を当該アクセスポイントにフィードバックする。
【００５４】
以上述べたところを総合すれば、本発明の技術方案は以下の技術メリットがある：
階層型のネットワーク管理アーキテクチャを支持し、AGW-LiteがBMUに集約するメカニズムを提供し、システムのスケーラビリティとネットワーク性能を大いに向上させ、大容量ネットワークの構築に有利である。ネットワーク管理情報の階層型伝送、及びBMUの下にリンクされるアクセスポイントの内部情報のローカルルーティングは、大部分のフローをローカルネットワーク内部に制御し、ネットワーク管理と伝送帯域幅を節約する。カバレッジ区域内ユーザーの内部リソースへのアクセスの感受を向上させ、アクセス遅延と切替遅延及びジッタを含み、伝送の要求を下る；
アクセスポイントとBMUの間は、機動的なインターフェースとメディア形式を採用でき、ツイストペア線、光ファイバーと電力線など多種類のメディアで機動的にアクセスするBMU+Pico BSアーキテクチャを支持し、それぞれの応用場景に適応し、工程配備とネットワークの快速構築に有利であり、電力線を伝送メディアとして採用することが好ましい。電力線に基づくアクセスポイントを使う場合、近くで無縁分散式アンテナシステムを配備でき、本線アンプの増加、及びフィルターの改造も必要はない。
【００５５】
BMU階層型アーキテクチャに基づくToPクロック配布メカニズムを採用でき、アクセスポイントがBMU配置するGPSクロックを共有し、タイミング情報がツイストペア線、ケーブル、光ファイバーひいては電力線での伝送を支持し、アクセスポイントにてタイミング情報の回復を完成し、アクセスポイントごとにGPSモジュールの配置とアンテナの設置が必要なく、工程の困難とコストが下がり、運営業者のCAPEXとOPEXを下げる。
【００５６】
電力線システムの干渉シグナル導入の不確定性によって、本発明はリンク状態とタイミングシグナル回復の品質によって、システムの適応型インテリジェントスケジューリングメカニズムを実現することを支持でき、システムのロバスト性を保証し、システムの環境適応能力を大いに向上させ、システムの信頼性を高める。
【００５７】
階層型のマスタBMUにてローカルネットワーク管理の集中代理機能を実現することができ、システムのメンテナンスを便利にさせ、分散式のネットワーク管理を通じて、システムのメンテナンス性、信頼性及びスケーラビリティを向上する。
【００５８】
AGW-Liteと集中式ASN-GWに基づくデュアルホーミングメカニズムを提供し、システムの信頼性を保証する；正常状態で、屋内カバレッジのPico BSがAGW-Liteゲートウエーに帰属し、異常状態で自動的に集中ポイントのASN-GWに切り替えられる。
【００５９】
BMUはPico BSに付属する負荷に対する監視と管理を支持し、ネットワーク構築の初期に、PUSC Segment方式を配置し、円滑にPUSC ALL Subchannelまでアップグレードすることができ、システム容量の拡大を支える。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】WiMAXモバイルネットワークアーキテクチャを示した図
【図２】伝統のPico BSアーキテクチャに基づく屋内カバレッジネットワークを示した図
【図３】ソース基地局+分散式パッシブアンテナシステムに基づく屋内カバレッジネットワークを示した図
【図４】ソース基地局+分散式アクティブアンテナシステムに基づく屋内カバレッジネットワークを示した図
【図５】本発明実施例のBMU階層型アーキテクチャに基づくWiMAXネットワーク構成を示した図
【図６Ａ】一つの実施例がツイストペア線/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した図
【図６Ｂ】図6A中のBMUにおける機能モジュールを示した図
【図６Ｃ】もう一つの実施例が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した図
【図６Ｄ】図6B中のWiMAXアクセスポイント管理システムのもう一つを示した図。具体的にマスタ、スレーブBMUモジュールの構成、及びスレーブBMUとPico BSの間の電力線接続方式を示した図
【図７】BMUとPico BSの間にタイミングメカニズムを実現するタイミングサブシステムを示した図
【図８Ａ】本発明ひとつの応用例の隣接基地局ネットワーキングを示した図
【図８Ｂ】電力線伝送に基づく屋内カバレッジシステム精度要求の定義を示した図
【図９】802.16e WiMAX TDDシステムに基づくフレーム構成を示した図
【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プロセスを示した図
【図１１】BMUとPico BSの間にフロー制御を示した図
【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した図。
【図１３】本発明無線アクセスシステムの費用計算策略を示した図
【図１４】本発明実施例のPico BS自動周波数割当のプロセスを示した図
【発明を実施するための形態】
【００６１】
以下、図面と実施例に基づき、本発明をさらに詳しく説明する。説明したいのは、以下WiMAXを例とするが、ただし本発明はWiMAXシステムに限るものではなく、OFDMA(直交周波数分割多重アクセス)に基づくほかのTDDとFDDシステムにも適用し、例えばLTE(Long Term Evolution、ロングタームエボリューション)、TD-SCDMA(時分割同期符号分割多重アクセス)とUMB(Ultra Mobile Broadband、ウルトラモバイルブロードバンド)など、すべての無線屋内カバレッジ技術に広汎に適用できる。適用場景は限定カバレッジ場景、限定容量場景を含み、初期の限定カバレッジから後期の限定容量までの円滑なアップグレードを柔軟に実現でき、既存の設備投資を保護し、ただBMU集中点だけでメンテナンスアップグレードを実現し、メンテナンスコストを下げる。
【００６２】
本実施例を検討する前に、いくつかの概念を明確にする必要がある：
アクセスポイントは、カバレッジ区間の重点が屋内であるので、本実施例はWiMAX基地局であって、主にPico BS方式を使うが、他のシステムの基地局或いは他の形式のアクセスポイントでもよい。
【００６３】
アクセスポイント管理ユニットは、本発明はビル管理システム(Building Management Unit BMU)とも称される。従来のビル管理システムに属されなく、屋内Pico BSの集中管理機能の実体として専用されるものであるとともに、小容量のアクセスゲートウエー(Light ASN-GW、以下AGW-Liteと略称する)の機能を統合する。
【００６４】
階層型は、WiMAX全体ネットワークの配置がCSNとASNに分けることを指す；ASN内部にまた集中式ASN-GW、分散式AGW-Lite、基地局とユーザー端設備などいくつかの段階に分ける。
【００６５】
電力線伝送は、ビル内に室内照明、電器と廊下へ交流低電圧電源(110VAC/220VAC)を提供する電力線路ネットワークを指す。
【００６６】
先に本実施例WiMAXアクセスネットワークの架構について説明する：
図5は本発明が提供するBMU階層型架構に基づくWiMAXアクセスネットワークであり、本発明に主に屋内カバレッジ場景に適用され、局部区域の屋内屋外のマルチカバレッジ場景にも適用され、以下の解明は主に屋内カバレッジの主要基地局類型Pico BSを例として述べる。
【００６７】
図のように、ASNが階層型構成を使って、ユーザー端設備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と集中式ASN-GW 507四つの段階を含む；その中、BMUはまたマスタBMU 503(Master BMU)とスレーブBMU 504(Slave BMU)に分けられ、スレーブBMU 504がカスケードインターフェースを通じて、又は直接にマスタBMU 503に接続する方式でネットワーク規模を拡大するのを支持する。Pico BSはマスタBMU 503及びスレーブBMU 504との間は標準のR6インターフェースであり、マスタBMU 503とCSN 206の間に標準のR3インターフェースを使って、接続し(R3は論理インターフェースで、SDH又はPDNネットワークを通じて、マスタBMUとCSNに接続する)、複数のマスタBMU 203の間及びマスタBMUと集中式ASN-GW 507の間は標準のR4インターフェースを使って接続する(図に略す)。スレーブBMU 204の間及びスレーブBMU 204とマスタBMU 203の間は、標準のR6インターフェースを使う。スレーブBMUは選択可能である。PDN/SDH 505、CSN(接続サービスネットワーク)506及び集中式ASN-GW 507はともにアセンブルと中堅層網要素である。
【００６８】
マスタ、スレーブBMUの間は各種類のネットワーキング形式をアジャイルに支えられ、図7に示すようなスターネットワーク構造、及びチェーンネットワーク、ツリーハイブリッドネットワークを含む。本発明のマスタ、スレーブBMUの間には、光ファイバー、ツイストペア線、同軸ケーブル及び電力線などの伝送メディアを使う。
【００６９】
ASN-GWが無線アクセス側の協議終了の集中点と制御ノードに属するので、無線リソース管理、切替管理、呼び出す管理及びIPネットワークとのルーティング協議処理などの機能を実現し、伝統的な方案には、一般的に集中配置の方式を採用し、当該方式のもとでASN-GWがアセンブルと中堅層における。本発明にはネットワーク配置の架構において、階層型の配置方式を提出し、重点の屋内カバレッジ区域に、BMUが基地局に近づいて配置され、分散式構成を使って、取付位置がアクセス層における；BMUが中小容量のASN-GW機能モジュール(集中に配置するASN-GWと区別するため、以下AGW-Liteと略称する)を統合した。BMUがアクセスポイントのデータを処理とルーティング転送し、またアクセスポイントに対してネットワーク管理を行う。本発明は同時に、シームレスカバレッジの需要を考慮し、アセンブルと中堅層に集中式のASN-GWを配置する。
【００７０】
従来の2/3Gネットワークにしても将来の4Gネットワークにしても、屋内はしばしば業務フローが発生する重要な区域であって、NTTDoCoMo現在ネットワークにおける統計データによればユーザー分布に屋内での使用が70%を占める；それに当該屋内ユーザーの行為は一般的に静止で、低速に移動することであり；AGW-Liteを分散式で配置する方式を採用して、同じマスタBMU(そのカスケードのスレーブBMUを含む)管理に属する基地局の間のデータと制御プレーンシグナリング交互は直接にBMUを通じて処理と転送され、中心CSNノードにルーティングする必要はない。即ち、WiMAX協議を各アクセスポイントビルに終了させ、直接にIPデータネットワークに接続させ、ASN-GWを集中的に配置する容量の要求を大いに下げる。
【００７１】
企業ネットワーク、重点カバレッジビル又は集団ユーザーにとって、しばしば業務フローが発生する重要な区域であって、と同時に、企業ネットユーザーには、大部分のフローがネット内のユーザーの間に発生する；中興通信内部の企業ネットワークのデータフローの統計によって、50%近くのフローは企業ネット内部に発生する；ネットワーク通信は階層型BMU架構とAGW-Liteの配置を使って、WiMAX協議を各アクセスポイントビルに終了させ、当該部分のフローをAGW-Lite内部に消化され、伝送ネットワークの圧力を減少する。伝統的な集中式ASN-GW配置考案を採用すれば、伝送帯域幅の占用と運行コストは50%近く増える。
【００７２】
本発明はPico BSがAGW-Liteと集中式のASN-GWにダブルベストされ、システムの信頼性を高め、デフォルトで、Pico BSがBMU内蔵のAGW-Liteに帰属される；AGW-Lite故障の場合、Pico BSのフローはオンラインR6リンクテストの方式を通じて、自動的に故障を識別し、集中式のASN-GWに切り替える。
【００７３】
図6Aは本実施例が提出するツイストペア線/光ファイバーリソースがアクセスポイントの利用可能場景に基づくBMU配置解決方案であり、WiMAXのFDDシステム、及びほかの非WiMAXの無線アクセスシステムにとって、図6のような架構を使っても実現できる。
【００７４】
当該無線アクセスシステムは主に、Pico BS 601、集中的なマスタアクセスポイント管理ユニットBMU 603、Pico BS 601とマスタBMU 603の間にビル内部のLAN(交換台602aを含む)で接続し、標準のR6インターフェースを使い、物理インターフェースが電気インターフェース或いは光インターフェースを使ってもよく、物理速度が100Mbps又は1000Mbpsでもよい。負荷メディアは光ファイバーでよく、ツイストペア線でもよい。この解決案のもとで、一つのBMU 603のみを配置して、即ちマスタBMUであり、ネットワーク間の拡大は通用の交換台を採用してよく、スレーブBMUを配置する必要はない。BMU 603は一般的にWiMAX基地局が所在の建物、例えばビルに近くて配置され、しかしこれはただ一つの実施例だけであり、BMUがリンクされるアクセスポイントのケーブルリソースが到達できる場所に配置されてもよい。また、比較に小さくて隣接するビルにとって、複数のビルで一つのBMUを配置してもよい。
【００７５】
図6Bの示すように、当該マスタBMUにおける機能モジュールはメインコントロール交換モジュール6031、メインコントロール交換モジュール6031と連続するアクセスゲートウエー機能モジュール6035、グループ分けタイミングサーバー(ToP Server、TP即ちTiming Over Packet)6033と集中ネットワーク管理機能モジュール6032、ToPサーバー6033と連続するクロックソース6034を含む。その中：
メインコントロール交換モジュール6031は、前記アクセスポイント管理ユニットにリンクされるアクセスポイントと/またはほかのメインコントロール交換モジュールと交互する通信インターフェースを有し、当該BMUにリンクされる基地局のデータ(ユーザー側データ、クロックデータなどを含む)とシグナリングと交互する処理と転送を完成するに使用される。複数の基地局がバインディングして一つの論理的なWiMAXチャンネルを形成する必要があれば、メインコントロール交換モジュールはまた、当該論理チャンネルのMACと段階3協議の集中処理機能を完成する。
【００７６】
集中ネットワーク管理機能モジュール6032は、ネットワーク管理代理モジュールとも称し、BMUの操作メンテナンス情報処理を完成するに使用される。
【００７７】
クロックソース6034は、内蔵のGPS受信機でもよく、GPS受信モジュールの代わりにBMUにほかのクロックモジュールを配置し、タイミング情報を生成し、又は外部同期クロックソースの入力によってタイミング情報を生成してもよい。即ち当該モジュールは選択可能である。
【００７８】
ToPサーバー機能モジュール6033は、ToPサーバーとも称し、クロック情報を複数のToP顧客端に配布することに使用される。もちろん本発明はほかのタイミングサーバーを使ってもよい。
【００７９】
アクセスゲートウエー(AGW-Lite)機能モジュール6035は、小容量アクセスゲートウエーとも称し、選択可能でマスタBMU 603に統合され、その機能が集中式アクセスゲートウエーと類似で、基地局アクセス情報の統合とトンネル協議処理などを完成するに使用され、核心ネットCSNとインターネットまでのR3インターフェースを提供するとともに、ルーティング切り替え関係情報を対応する集中式アクセスゲートウエーに提供する。AGW-Liteはまたローカル無線リソース処理機能及びローカルフローのセルフルーティング機能を担当する。AGW-Liteはまたリンクされる基地局トンネル処理の終了処理、複数のリンクされる基地局に対するフロー整形とフロー制御、及び基地局に基づくデータ流のスケジューリング処理を完成する。
【００８０】
この場景で、フロアNとフロアN+1のPico BSは、ユーザートラフィックの統計と配置によって、PUSC(Partially Used Subchannel、サブチャンネルを部分的に使う)Segment(セグメント)の配置方式を使ってもよいが、PUSCすべてのサブチャンネルの配置方式を使ってもよい；限定カバレッジ区域に対して、PUSC Segment方式でネットワーキングして、周波数スペクトルの利用効率を高める。Pico BSの間のサブチャンネルの配布方式は、BMU側にてPico BSの間の相対位置関係によって自動的に生成され、各Pico BSにて単独に配置する工事開通とメンテナンス時間を減少し、運営業者の経済と快速ネットワーク架構に有利で、運営業者のOPEX(Operating Expense、運営コスト)を下げる。
【００８１】
本実施例は物理的に分離した複数のPico BSが論理エリアグループを組立てることを支持し、例えば、仮定に図6にPico BS A、Pico BS B、Pico BS Cから論理エリアグループ1となる；Pico BS D、Pico BS Eから論理エリアグループ2となり、エリアグループ内のPico BSが同じ一つのWiMAX Channel(チャンネル)のそれぞれのサブチャンネルを共有し、それぞれのエリアグループがそれぞれのWiMAX Channelを配布する；BMUがエリアグループ1、2の下位Pico BSの間の位置関係によって、サブチャンネルの配布を行い、と同時に、Pico BS A〜Eの間の干渉を最小限まで下がることと保障する。
【００８２】
限定カバレッジ区域に対して、またPico基地局をシグナルソースとして使ってもよく、カプラー又は電力分配器604及び分散パシップ分散式アンテナシステム605を通じてカバレッジ範囲を拡大し、カプラー又は電力分配器604とパシップ分散式アンテナシステム605の間に無線周波数ケーブルで連続できる。
【００８３】
図6Cはもう一つの実施例が電力線を伝送リソースとしてのアクセスポイント場景までのBMU配置を示した図であり、Pico BSとBMUの間に電力線に基づく伝送の可能性を提供し、図6Aと補い合う解決案を形成し、規格するPico BSアクセスポイントの位置に配線を新しく増加できない場合に適用する。
【００８４】
当該解決案で、マスタBMU 603のカスケードインターフェースが一つのスレーブBMU 602cと連続し、当該スレーブBMU 602cはまた再び順番に一つ又は複数のBMU 602cとカスケードでき、もちろんほかのスターとツリーのネットワーキング方式も支持する。スレーブBMUはマスタBMUと当該BMUが管理するPico BSの間の電力線伝送の中継機能及びデータ、タイミング情報のルーティング転送機能を実現する。マスタ、スレーブBMUの間に光ケーブル或いはツイストペア線など多種類利用可能な伝送リソースで相互接続する。スレーブBMUとそれの管理するPico BSの間に電力線を使って接続する。前記の実施例と同じ、本実施例は物理的に分離した複数のPico BSが論理エリアグループを組立てることを支持し、ここで再び説明しない。下にリンクされるアクセスポイントが少ない場合、スレーブBMUを設置しなくてもよく、直接にマスタBMUとリンクされるアクセスポイントの間に電力線を伝送メディアとして使う。
【００８５】
図6Dも図6B中のWiMAXアクセスポイント管理システムであり、具体的にマスタ、スレーブBMUモジュールの構成、及びスレーブBMUとPico BSの間の電力線接続方式を示す。Pico BS 601は電源コンセント606の近くに取り付けてよく、スレーブBMUとPico BSの間のデータ伝送と電力供給はすべて電力線608のメディアで負荷する。屋内電力線配置の複雑性を考慮して、それぞれの部屋とフロアがそれぞれの位相に接続する可能性があり、同じ一つのトランスの三相電力がカプラー607を使ってカップリングして、工事の快速で簡単に配置することに便利である。
【００８６】
マスタBMUに配置する機能モジュールは、メインコントロール交換モジュール6031、メインコントロール交換モジュール6031と連続する小容量アクセスゲートウエー6035、ToPサーバー6033、ネットワーク管理代理モジュール6032と電力線伝送インターフェースモジュール6036、ToPサーバー6033と連続するクロックソース6034を含む。前記の実施例、即ち図6BにおけるマスタBMUと比べ、一つの電力線伝送インターフェースモジュール6036を増加し、当該モジュールが変調復調マスタ設備で実現され、メインコントロール交換モジュールと電力線の間に接続され、電力線伝送機能、リンクテストと適応処理機能を完成するに利用され、それにメインコントロール交換モジュールに同期状態を後続処理の根拠として提供する。そのほか、メインコントロール交換モジュール6031は前記実施例のもとで、BMU間のカスケード機能を増加する必要がある。ToPサーバーはまた各ToP顧客端が送信する同期状態情報を受信して、かつ隣接地区の同期状態情報を各ToP顧客端に送信する。ほかのモジュール機能は前記実施例を参照できる。
【００８７】
スレーブBMU 602cとマスタBMU 603と比べ、ネットワーク管理代理モジュール6032と小容量アクセスゲートウエー6035を含まなく、即ちそれの配置する機能モジュールはただメインコントロール交換モジュール6031、メインコントロール交換モジュール6031と接続するToPサーバー6033と電力線伝送インターフェースモジュール6036を含み、選択可能に、ToPサーバー6033と連続するクロックソース6034を含む。各モジュールの機能はマスタBMUを参照できる。
【００８８】
上記ネットワーク架構に基づき、以下は本発明の同期方法について、詳しく説明する。
【００８９】
Pico BSがプロセスインストールとメンテナンスに対する要求とコストを減少するには、本実施例がBMU側にGPSクロック生成モジュール、たとえGPS受信機を配置し、PPIS(工業信号測定コンバータ)タイミング情報を生成することに利用される。BMUにGPSモジュールを配置することによって、基地局側にGPS受信機を配置する取付困難と取付コストを減少し、ネットワークの快速架構と初期投資の低下とメンテナンスコストの減少に有利である。生成するタイミング情報はイーサネットグループ分けパケットを通じて各Pico BSに配布し、Pico BSがまたタイミング情報をリカバリーする。具体的に、BMUと基地局の間に電力線による伝送の場景に対して、ToPサーバーが送信するToPタイミング情報パケットはメインコントロール交換台と変調復調マスタ設備を通ってPico BSに伝送する。BMUと基地局の間に光ファイバー或いはツイストペア線による伝送する場景に対して、ToPサーバーが送信するToPタイミング情報パケットはメインコントロール交換台と交換台を通ってPico BSに伝送する。
【００９０】
図7はBMUとPico BSの間にてタイミングメカニズムを実現するタイミングサブシステムを示した図である。BMU 707にGPSクロック生成モジュール701、GPSクロック生成モジュール701と接続するToPサーバー702、ToPサーバーモジュールがBMU側のネットワークインターフェース704を通じて、Pico BSと接続する。Pico BS 708に二つずつ接続されるPico BS側のネットワークインターフェース705、ToP受信モジュール(或いはToP顧客端と称す)703、ベースバンドと無線周波数ユニット706を含み、その中：
GPSクロック生成モジュール701は全体システムのタイミング基準として、タイミング基準シグナルをToPサーバー702に出力し、その中、タイミング基準シグナルがPPISシグナルとほかの関係情報(例えばTOD、位置情報など)を含む。
【００９１】
ToPサーバー702はタイミング基準シグナルによって、ハードウェアのタイムスタンプを生成し、各Pico BSのアドレス情報によって、BMU側とPico BS側のネットワークインターフェース704、705を通じて、ToPタイミング情報パケットをPico BSに送信する。
【００９２】
ToP受信モジュール703はPico BS側のネットワークインターフェース704に受信されるタイミング情報パケットにより、ジッタと遅延の予測をし、タイミングシグナルをリカバリーして、当該タイミングシグナルをベースバンドと無線周波数モジュールに出力し、ベースバンドと無線周波数モジュール706のタイミング基準シグナルとする。
【００９３】
図にはFsがサンプリング周波数を示し、PPISが秒パズルシグナルを示し、Ctrlが制御情報を示し、たとえばToPモジュールのロック状態、リンク状態などの情報を示す。
【００９４】
上記タイミングリカバリーメカニズムは基地局側ごとにGPS受信機を配置する取付困難と取付コストを減少し、ネットワークの快速架構と初期投資の低下とメンテナンスコストの減少に有利である。
【００９５】
さらに、本実施例は以下のToP同期方法に対する最適化対策における一種又は多種を利用してもよい。
【００９６】
ネットワークQoS(Quality of Service、サービス品質)保証：
ToP受信モジュール側クロックリカバリーの性能が安定と最適の状態に達すると保証するには、EMS(Element Management System、ネットソース管理システム)サーバー側にQoSデフォルトのポリシーを設定する場合、ToP情報に関連するメッセージ優先順位をリアルタイムデータメッセージと同じ又は最優先順位に設定し、BMU側とPico BS側に同期し、統計意義では遅延とジッタが合理的な範囲にあると保証する。ToPモジュール(ToPサーバーとToP顧客端を含む)にタイミング情報を指定するQoS類型と標記し、それぞれBMUと基地局側にQoSタッグ情報に基づくスケジューリング対策を実行すると保証し、リアルタイム業務の要求によって、タイミング情報の配布とルーティングを行う。ネットワーク管理を通じて各Pico BSノードのアップとダウンリンクの承諾帯域幅を設定することにより、ToP情報を有効に伝送する十分の帯域幅を保証する。と同時に、Pico BSにて専用のハードウェアコプロセッサを使って抽出と処理し、ソフトウェアがもたらす確定できない遅延と影響を下がる。
【００９７】
ToPの収束速度の最適化：
目前IEEE1588の収束速度はネットワーク負荷がもたらす影響が大きいから、ToP収束速度に対する最適化を考え、以下のスケジューリングメカニズムを使う。主に以下の手段を採用する：パワーオンの初期化時に、BMU側のToP Server同期パケットは最短パケットでサブネットにブロードキャストで送信する。この類のメッセージに対して、BMUのメインコントロールと交換モジュール処理政策がすべてのほかの業務より優先である；と同時に、指定するPico BSノードに対して、BMU側とPico BSノードの間に同期しない限り、フロー制御メカニズムをオプショナルに起動し、できるだけ非制御面メッセージのトラフィックがもたらすジッタと遅延を減少し、ToP情報の信頼性を保証し、TOPが初期同期のときに、ネットワークの負荷が合理的な負荷範囲(60%〜70%)にあると保証する：即ち、ネットワークが突然のメッセージ送信からもたらすネットワークトラフィックの影響を受けない；同期後、BMUとPico BSは正常プロセスによってデータパケットを送信する。
【００９８】
新規増加したSLAVEノードの同期処理メカニズム：
ネットワークに新しく入るPico BS SLAVEノードが初期アクセス状態で、マスタBMUのみと基本のToP情報メッセージと状態配置情報を伝送し、メディア側のデータを伝送及び負荷しなく、トラフィックしないと保証し、同期プロセスを速める；BMU側はPico BSの同期状態情報のフィードバック状況によって、基地局が正常にパワーオン起動できるかどうかを制御し、メディアストリーム通路を設立する；マスタBMUはサブネット内のすべてのノードの同期性能によって、すべてのノード伝送データ帯域幅占有率が設定する閾値より低い場合、ToP情報メッセージの送信頻度を調節し、同期性能を最適化する。
【００９９】
デジタル同期フェーズロックループのアルゴリズムでの最適化：
疎結合フェーズロックループと狭帯域ループフィルタ及び適応フィルターのアルゴリズムで、イーサネットに大きなジッタとドリフトをフィルタする；及び適応のHOLDOVER(保持アルゴリズム)で、自動的にネットリンクの同期品質をテストする。ネットワークの品質が悪化する場合、自動的にHOLDOVER状態に切り替える。HOLDOVERアルゴリズムが勉強と訓練の方法を使って、自動的に同期性能が最適状況での制御パラメーターをメモする。HOLDOVER状態でこれらメモしたパラメーターを利用して、制御パラメーターを更新し、システムが非常によい維持性能に達する。
【０１００】
同期性能のネットワーク管理と処理メカニズム：
WiMAXシステムはネットワーク同期性能に対する要求が高いので、いずれのノードが失歩すれば、TDDタイミングの混乱によって、ネットワーク全体の干渉を増えさせ、性能が急に激しく悪化する。したがって、システム制御は各ノードの同期状態をリアルタイムで監視する手段で、ネットワーク管理フロント代理はあるノードの同期性能が下げると検出する場合、このノードに異常処理メカニズムを使って、このノードの送信パワーを低下させ、エリアカバレッジの半径を小さくする。こうすれば隣接するエリアへの干渉を低める；規定時間に、ネットワーク同期性能がまだ回復しなければ、自動的に基地局のRF出力をクローズする手段で、バックステイジに警告し、関係者に処理させると知らせる。
【０１０１】
ほかに、BMUはネットワークの負荷状況によって、フリー(例えば夜明けの時間帯)のときに、本サブネット異常ノードの初期化プロセスを起動し、それの同期リカバリープロセスを加速する。
【０１０２】
フロー制御メカニズムは、下文に詳しく紹介する。
【０１０３】
基地局に対する同期管理を有効的に完成するため、BMUローカルに下位に属する基地局の隣接エリアの情報、TTG(送受転換隙間)とRTG(送受転換隙間)のデフォルトパラメータ、基地局電力ディレーティングのデフォルトパラメータなどの情報を駐留とストレージする必要があり、これらのパラメータがBMUから基地局に配布する。BMUと基地局の間に定期的に同期状態情報を更新し、BMUの下位に属する基地局が有効で信頼できるスケジューリング処理を統一に実現させる。BMUが基地局を協力して、動態のスケジューリングを完成し、基地局のTDDアップダウンリンク比率とRTG/TTGタイミングパラメータを統一に配置する。正常状況で、基地局は通用のスケジューリングメカニズムを使う。
【０１０４】
図8Aの示すように、BS1とBS2は隣接する二つの屋内基地局であり、同一周波数ネットワークの隣接区域の干渉を避けられないことを配慮し、違う周波数ネットワーキング方式を使うと薦める；先に各基地局が違う周波数に作業すると仮定し、基地局BS1がf1周波数で作業し、基地局BS2がf2周波数で作業する；MS1、MS2は隣接区域の二つの端末ユーザーであり、MS1がBS1にアクセスし、MS2がBS2にアクセスする。基地局BS1とBS2は同期しない又は同期精度が低いなら、隣接する基地局シグナルは相互干渉、ひいては端末間の相互干渉を出現され、システムが正常に動作できなくなる。
【０１０５】
前記干渉は二種類に分けられる：
(1)隣接設備のスプリアス干渉、隣接基地局の感度が低下させる；
(2)隣接設備の強い干渉、設備間が同期しないため受信機渋滞をもたらす。
【０１０６】
具体的に干渉は以下のように、いくつかの状況に詳しく分けられる：
(1)基地局BS1がMS2に対するダウンリンク干渉
(2)基地局BS1がBS2に対するアップリンク受信リンクの干渉
(3)基地局BS2がMS1に対するダウンリンク干渉
(4)基地局BS2がBS1に対するアップリンク受信リンクの干渉
(5)MS1とMS2の間の送受干渉
各ネットワーキングの状況分析によって、802.16e RCTテスト規則には、隣接基地局のタイミング精度が+/-1μsに達すると要求し、したがって、すべての基地局が必ずGPS受信機を配置しなければならない。屋内カバレッジ場景にとって、すべての基地局もGPS受信機とアンテナシステムを配置することが難しい。屋内カバレッジ場景の具体的な状況を分析する：屋内カバレッジシステムにとって、マルチパス伝播が豊かであるが、マルチパス遅延が一般的に小さくて、屋内カバレッジ半径が100m区間にあるによって、マルチパス遅延は普通5μs以下にある。RCTテスト規則の規定によって、5/10MHzシステムに対して、RTGが60μsで設置され、TTGが105.7142857μsで設置され、こうすれば、屋内カバレッジ基地局のタイミング精度要求を適当に下がり、少なくとも+/-20μs精度要求まで下がる。
【０１０７】
+/-20μs精度要求の状況で、ToP方法でBMUと基地局の間にタイミング情報を伝送とリカバリーする。イーサネットに基づくToPタイミング情報を伝送する状況で、システムタイミングが+/-(1〜5)μs精度に達して、リンク悪化の状況でも+/-20μs精度の範囲内にあり、システム性能とネットワーキングの要求を満足できる。電力線に基づくToPタイミング情報を伝送する場合、システム性能が相対的に複雑で、リンクの正常状態で、タイミングが+/-20μs精度範囲に達し、リンク品質悪化の状況で、+/-(30〜50)μs精度範囲にあるかもしれない。こんな状況で、RCTが規定するRTGが60μsである場合、システムが正常に動作できない可能性もある。図8Bの示すように、基地局B1とB2が違う周波数を使って、基地局前置フィルターの設計原理を考え、特に一つの運営業者が連続の周波数スペクトルを有する場合、B1とB2のフィルターはともに連続帯域幅のブロードバンドフィルタを使って、MS2のアップリンクはBS1に帯域内干渉をもたらす可能性があり、ひどい状況ではシステムの受信感度を大いに低下させる。
【０１０８】
図9は802.16e WiMAX TDDシステムのフレーム格式を示した図である。フレーム格式が時間と周波数(サブキャリア)二つの寸法によって定義される。時間寸法によって、802.16e協議に一つのフレームは通常2ms、5ms、10msなどオプションナル長さを定義する。違うチャンネル帯域幅(例えば5MHz、10MHz)によって、違うサブキャリア数定義(512個サブキャリアが5MHz帯域幅に対応し、1024個サブキャリアが10MHz帯域幅に対応する)がある。サブキャリアが一定の置換モードでサブチャンネルグループを組み立て、一つのサブチャンネルに一定数のサブキャリア数を含み、例えば、10MHzに対して、一つのサブチャンネルに24個データサブキャリア、四つのパイロットサブキャリアを含み、利用可能なデータサブチャンネルが30ある；アップリンクフレームは35個サブチャンネルで、サブチャンネルごとに24個サブキャリアがあり；アップとダウンリンク余剰したのはすべて保護サブキャリアである。
【０１０９】
TDDシステムであるので、同一チャンネルのアップとダウンリンクは同一周波数ポイントを使って、TDM方式でそれぞれの符号比によって、アップとダウンリンクの符号帯域幅が違う。システムと端末のドッキング需要、送受信機作業モードの切替需要、無線伝播などの特性を考慮し、基地局送受シグナル転換期間に、予めRTGとTTGを保留し、システムの切替作業を正常にさせる。802.16e RCT(Radio Conformance Test Specification、無線周波数一致性テスト規則)には、5/10MHzシステムに対して、RTGが60μsで設置され、TTGが105.7142857μsで規定される。
【０１１０】
図の示すように、ダウンリンクフレームに、第一個符号はPreambleのプレフィックスエリアで、システムがオーバーヘッドを固定し、端末同期に使用される；ダウンリンクフレーム、PUSC(部分的にサブチャンネルを使う)置換モードで、第一個Preamble区域以外に、ほかの区域は二つの符号*一つのサブチャンネルで一つのSlotタイムスロットを組み立てる；Slotはダウンリンクシステムが複数ユーザースケジューリングを行う基本単位である；違う伝送待ちPDU(協議データユニット)の大きさとQoS要求によって、システムは違うダウンリンクBurst(突発)に配布組合せて、システム性能の要求を満足する。アップリンクフレーム、類似の方式を採用するが、ただアップリンクPUSC置換モードで、三つの符号*一つのサブチャンネルで一つのSlotタイムスロットを組み立てる。
【０１１１】
電力線に基づく伝送の場合、最適の適応アップリンクスケジューリングアルゴリズムを使って、基地局とBMUのフロー制御メカニズム、及び基地局とBMUの間のエンドツーエンドのQoSメカニズムに基づいて、シグナルの品質が悪化する場合に、最後N個符号を使用不可能状態と標記し、最後N個符号タイムスロット区間の配布端末にてアップリンク突発Burstシグナルを送信することと避ける。これによって、最大のシステム送受の保護間隔はMin(TTG、RTG+N*Tsymbol)であり、システムタイミング精度への要求をさがり、端末間、端末と基地局の間の干渉状況の発生率を避けて、タイミング情報の信頼性を保障でき、システムのロバスト性を大いに高める。
【０１１２】
5MHz/10MHzの802.16e システムに対して、5msフレームを使う場合、1/8CP(循環プレフィックス)で、Tsymbolは102.8571μsである；符号比のダウンリンク：アップリンクは31：16であれば、N=1にして、即ち保護間隔Min(TTG、RTG+1*Tsymbol)＝TTG=105.7142857μsである；一つのアップリンク符号アイドルを除いてスケジューリングしないほか、ダウンリンクの31個符号とアップリンクの15個符号のスケジューリングがありえ、PUSC置換モードを満足するとともに、アップリンク周波数スペクトル効率もほとんど大きな変化はない。ほかの符号比の場合、N値はまたさらに大きい値を取ってもよいが、意義が大きくなく、TTGがすでに保護間隔のさらなる拡大を制限する。適応スケジューリングアルゴリズムを使ってから、基地局システムは許容可能な最大タイミング精度が50μsに達せ、システムの干渉抵抗能力を大いに高める。
【０１１３】
図10は電力線に基づくクロックリカバリー性能のスケジューリング方法の一つの1実例である。先に、基地局に多種類の同期状態及び対応するスケジューリング方式を配置し、それにすべての同期状態のタイミング精度に関連する判定条件を配置する必要がある。当該実例に、基地局タイミング顧客端クロック回復回線の同期状態(基地局の同期状態ともいう)を多種類に分けて、各状態及びその判定方法は以下のように：
システムタイミングアルゴリズムが完全に収束すれば、タイミング精度(タイミングアルゴリズムの収束状況によって、タイミング精度を計算できる)がt1（t1デフォルトは20μs）より最適で、ロック状態と判定され、或いはこのときに基地局がBMUと同期といってもよい、ほかの状態であれば、基地局とBMUは同期しない。
【０１１４】
システムタイミングアルゴリズムが未完全収束であれば、タイミング精度がt1より劣るが、t2より最適で(t2＞t1、t2デフォルト50μsである)、劣化ロック状態と判定する；
劣化ロック状態は一定の周期T１を維持してから、保持状態に入ると判定する；
保持状態はもう一つの周期T２を維持してから、自由振動状態に入ると判定する。
【０１１５】
タイミング精度はt2より劣るなら、直接に自由振動状態に入ると判定する。
【０１１６】
図10の示すように、電力線クロックリカバリー性能のスケジューリング方法は以下のステップを含み：
ステップA10、基地局が起動するとき、先に最小システムのパワーオンセルフテストと正常に起動し、中にはToP方法でBUMと基地局間にてタイミング情報の送信とリカバリーを含む；
最小システムは基地局の発信機部分を含まず、おもにパワーオンの時不適切な周波数ポイントがそれの基地局に干渉を生成することを防止する。
ステップA11、最小システムが正常に動作してから、基地局がToP顧客端の同期状態をテストし、ロック状態であれば、ステップA12に転入し、さもないと、ステップA13転入にする；
ステップA12、同期状態をロック状態と標記し、それからステップA18を執行する；
ステップA13、基地局はさらにToP顧客端の同期状態が劣化ロック状態であるかどうかを判断し、劣化ロック状態であれば、ステップA14に転入し、さもないと、ステップA15に転入する；
ステップA14、同期状態を劣化ロック状態と標記し、スケジューリングメカニズムを保守スケジューリングに設置し、アップリンク保守スケジューリングプロセスを執行し、それからステップA18を執行する；
ステップA15、さらにToP顧客端の同期状態が保持状態であるかどうかを判断し、保持状態であれば、ステップA16に転入し、さもないと、ステップA17に転入する；
ステップA16、同期状態を保持と標記し、スケジューリングメカニズムを保守スケジューリングに設置し、アップリンク保守スケジューリングプロセスを執行し、それからステップA18を執行する；
ステップA17、同期状態を自由振動状態と標記し、基地局の送信するリンクデフォルトはクローズとなり、R6インターフェースネットワークリンクの正常通信を維持し、適時に警告情報を送信し、ネットワーク管理者が故障の定位及びシステムのメンテナンスに便し、ステップA18を執行する；
ステップA18、基地局は同時に状態情報をマスタBMUに送信し、マスタBMUが当該基地局の隣接区域情報を下位に付属する基地局に知らせ、前記隣接区域情報が隣接区域あるかないかの情報以外に、また隣接区域の同期状態情報を含み、隣接する基地局の同期状態情報を同期するに利用される；
基地局は隣接区域の情報を受信してから、以下のプロセスを執行する：
ステップA19、本基地局がロック状態にあるかどうかを判断し、であれば、ステップA20に転入し、さもないと、ステップA21に転入する；
ステップA20、正常なアップリンクとダウンリンクスケジューリングプロセスを行い、すべてのアップリンク符号は使用可能な状態で、送受リンクも正常に動作し、それからステップA27を執行する；
ステップA21、さらに本基地局が隣接区域あるかどうかを判断し、なければ、ステップA20に転入し、さもないと、ステップA22に転入する；
ステップA22、さらに基地局が劣化ロック状態であるかどうかを判断し、であれば、ステップA26に転入し、さもないと、ステップA23に転入する；
ステップA23、さらに基地局が保持状態にあるかどうかを判断し、であれば、ステップA24に転入し、さもないと、ステップA25に転入する；
ステップA24、最大送信パワーをディレーティング状態と設置し、たとえば6dB（デシベル）を低下し、具体的な策略はバックステージで配置でき、それからステップA26を執行する；
ステップA25、システムが孤島作業状態でもなく、同期状態も自由振動モードであれば、送受機をクローズし、R6インターフェースリンクの正常作業を維持し、ステップA11に戻して続けて執行し、システムが正常にリカバリーを待つ；
ステップA26、基地局ダウンリンクスケジューリングプロセスが正常で、アップリンクの最後のN個符号を使用不可能状態と標記し、アップリンク保守スケジューリングプロセスに入って、それからステップA27を執行する；
ステップA27、システムクロック状態を続けて監視し、ステップA11に戻る。
【０１１７】
上記ステップA19、A22、A23とA25において、基地局の同期状態を判断してから、基地局の前の同期状態と違うなら、また同期状態を更新すべきである。
【０１１８】
上記状態検出はタイミングで行うことであり、フレームが最小の執行周期によって、スケジューリング処理対策の更新と執行を行う。
【０１１９】
上記スケジューリングを実現するには、アクセスポイントにToP顧客端は以下の内容を含む必要がある：
配置情報保存ユニット、配置する多種類の同期状態及びそれに対応するスケジューリング方式情報、及び各種の同期状態のタイミング精度と関連する判定条件を保存に利用される；
タイミングシグナルリカバリーユニット、受信したタイミング情報パケットによって、タイミングシグナルをリカバリーして、ベースバンドと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状況を同期状態判定ユニットに出力するに利用される；
同期状態判定ユニット、タイミングアルゴリズムの収束状況によって、目前のタイミング精度を確定し、設置する同期状態判定条件を結び合い、目前の同期状態を確定して、スケジューリング制御ユニットに出力するに利用される；
スケジューリング制御ユニット、目前の同期状態によって対応するスケジューリング方式を確定して執行するに利用される。
【０１２０】
上記スケジューリング方法実例からわかるが、電力線伝送品質が持続に異常する場合に、基地局がタイミング精度の下がる状況があり、こんな状況でのBMU側はスケジューリング政策を統一し、管轄するWiMAX基地局のスケジューリングメカニズムを協調し、基地局の間の干渉を最小までに下がると保障し、伝送の信頼性を保障する。BMUの下位にリンクする基地局の間の業務性能の改善は、屋内カバレッジネットワークKPI(核心性能指標)を大いに高め、遅延減少、ジッタ減少及び切替中断と完成時間減少を含み、ユーザーの満足度を向上する。局部のタイミング精度がきわめて劣化、又は使用不可能になる場合に、送信パワーを下げる、ひいては基地局をクローズする方式を使って、全局ネットワーク品質の低下を避ける。
【０１２１】
説明したいのは、上記状態設置と相応するスケジューリング方式はただ例示の一つであり、ほかの実施例に、劣化ロック状態と保持状態を一つに組み合わせてよく、この状態で、アップリンクの最後のN個符号を使用不可能と標記する。且つ、上記の状態の名称も上記実施例の名称に限らなく、名称はただいくつかのタイミング精度のそれぞれの状態を区別するためだけである。
【０１２２】
フロー制御
電力線に基づく伝送の場景にとって、スレーブBMUにリンクするPico BS考慮すれば実際に電力線帯域幅共有のメカニズム(たとえば、TDMA或いはCSMA技術)であり、それに突発干渉がある可能性も存在する。BMUとネットワーク側の間はロバスト伝送ネットワークであり、高い帯域幅と高い信頼性があるので、R3/R4インターフェースとR6インターフェースの間に潜在の対称しない特徴が存在する。あるPico BSに割合に大きい突発フローがあれば、BMUにリンクするほかの基地局のフローをトラフィックする可能性があり、ネットワークのブレイクダウンを招く。
【０１２３】
タイミング情報をさらによく保障するには、制御側情報とユーザー側情報はイーサネットと電力線伝送における性能が、マスタBMUとPico BSにてフロー制御機能を支持し、及びイーサネットQoSと電力線QoSの策略定義のマッチを同期し、電力線ネットワークとイーサネットでの処理機能がToP情報パケットの信頼性と優先伝送を有効に保障することと保証する。システム指標と性能の要求によって、BMU側とPico BS側にフロー制御パラメーターを配置し、及びタイミング、制御側、ユーザー側データが対応するQoS情報などのパラメーターを配置する。Pico BSとBMU側にてエンド・ツー・エンドのフロー制御が実現でき；実験の結果から、フロー制御メカニズムを実現してから、R6インターフェースの伝送性能をよく保障できることが明らかになった；と同時に、タイミング情報の伝送性能をよく保障できる。
【０１２４】
以下、一つの実施例を通じて、BMUとPico BSの間のフロー制御方法を説明する。図11はBMUとPico BSフロー制御の示し図である。BMUが公正原則を使って、下にリンクするPico BSがネットワーク帯域幅を共有する機会の均等性を保障し、且つネットワークがトラフィックする場合、高い優先順位の業務が性能保障を得られると保証する。メディアグループ分けデータがBMUに到着するとき、データパケットは分類され且つ標記され、宛先アドレスによって各Pico BS行列に入る。BMUの配布モジュールにて速度の連続測定を実現し、トラフィックがない場合、データパケットを正常に各Pico BSにルーティングする；一旦トラフィックが発生したら、策略に基づくパケット損失メカニズムを実施し、具体的に以下のようにする：
EMS側に各Pico BS基地局のアップリンクとダウンリンク各自の保障帯域幅と最大限使用可能な帯域幅を設置する；
ダウンリンクのフロー制御はBMU側にて執行し、BMUが各Pico BS基地局によるフローを識別と統計し、Pico BSの統計フローが設定する保障帯域幅の範囲内にあれば、当該Pico BSのデータを正常にストレージと転送する；Pico BSの統計フローが設定する保障帯域幅の範囲より大きいが最大利用可能の帯域幅より小さい場合、BMU統計の最大余剰帯域幅(BMUダウンリンクの最大作業帯域幅マイナスBMUすでに使用するダウンリンク帯域幅と等しいならば、或いはダウンリンク最大作業帯域にかける一%を単位とする負荷閾値、それから、すでに使用するダウンリンク帯域幅を減ると等しい)によって、加重平均方でオーバーロードのPico BS行列に配布する；当該Pico BSのフローが依然としてオーバーロードであれば、優先的に当該基地局BE（ベストエフォート）業務行列のデータメッセージを捨てる；
アップリンクの帯域幅制御に対しPico BSにて執行し、基本原則がダウンリンク処理と同じ、違うのは：Pico BSはアップリンク帯域幅によって各端末のユーザーに帯域幅を配布するとき、配布するアップリンクフローが最大使用可能な帯域幅を越えないと厳しく保障する。BMU側は総アップリンク帯域がその処理能力の負荷閾値を超えると発見したら（EMSにより配置でき、アルゴリズムシミュレーションと実際テスト経験値によるが、一般的には、70%〜75%の間に設置するのが適当である）、アップリンク保障帯域幅を超える候補Pico BSリストを識別し、フロー制御メッセージをリスト中のPico BSに送信し、Pico BS側に帯域幅を設定する保障帯域の範囲内に下げる。
【０１２５】
実際の実験検証によって、BMUとPico BSに基づくフロー制御策略は、ネットワーク全体のトラフィックを有効に避けられ、システムのロバスト性を大いに高める。
【０１２６】
ネットワーク管理
図12は階層型WiMAXに基づくアクセスポイントネットワーク管理システムである。屋内カバレッジシステムがしばしば一つのスタンド(たとえば高層ビル、CBDビジネスビル)に十個あまり、ひいては数十個Pico BS 801が必要となる；一つの都市にしばしば一万以上のPico BSを配置が必要；伝統的なネットワーク管理架構が集中式架構を使う；EMS(Element Management System、ネットソース管理システム)サーバーがセンターマシンルームにあり、信頼性を考慮して、リモート障害回復のバックアップ配置方式を使う；性能の拡大性を考慮して、複数の高い性能のEMSサーバーで負荷分担の方式でカスケードと拡大を実現する。伝統的なネットワーク管理方案によって、集中ネットワーク管理の性能要求が極めて高く、リアルタイム処理能力、ネットワークストーム制御能力及びストレージ能力を含む。
【０１２７】
本発明は階層型ネットワーク管理システムを提供し、階層型BMU架構に基づき、BMUとPico BS側に一部のネットワーク管理機能を実現する。
【０１２８】
本発明のネットワーク管理は四つの部分に分けて、Pico BSのローカルネットワーク管理機能(Pico BSのネットワーク管理代理モジュールで実現)、BMUのローカル集中ネットワーク管理代理機能モジュール(BMUのネットワーク管理代理モジュールで実現)、EMSサーバー側のネットワーク管理機能、及びネットワーク管理センターのNMC(Network Management Center)のネットワーク管理機能を含む。
【０１２９】
Pico BSの操作メンテナンスがEMSサーバーに対する要求を減少するため、BMUとPico BSフロントでネットワーク管理代理モジュールを留めネットワーク管理代理機能を実現し、BMUのネットワーク管理代理モジュールがEMS及びリンクするアクセスポイントのネットワーク管理代理モジュールと交互することに利用され、本マスタアクセスポイント管理ユニット及びその下にリンクする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。前記Pico BSのネットワーク管理代理モジュールはBMUと交互して、本アクセスポイントのネットワーク管理機能を実現するに利用される。前記ネットワーク管理機能は性能統計、ソフトウェアのバージョン管理とメンテナンス、警告情報処理、配置管理と故障診断などの機能における一種又は多種類を含む。その中：
バージョン管理とメンテナンスは主に以下のいくつかの方面を含む：
1)BMUと各Pico BS中にファイル形でそのシステム配置データを保存し、当該ファイルはインポートとエクスポートされることができる。リモート運行メンテナンスシステムは即ちEMSとNMCが当該ファイルの一つのコピーを保存し、運行メンテナンスの人員が現場でBMUとPico BSを配置でき、配置完成してから新しい配置ファイルを生成し、当該配置ファイルはEMSにアップロードされる。ほかに、運行メンテナンス人員はリモートでVPN方式でマシンルームのローカルネット管理、即ち図におけるEMS顧客端にアクセスし、或いはEMS顧客端にてBMUのシステム配置を検査でき、BMUのシステム配置に問題があれば、リモートでシステム配置を更新できる。
【０１３０】
2)BMU運行保全システムはローカルとリモートバージョン更新機能を提供する。運行メンテナンス人員は現場でシステムのバージョンをアップグレードできるし、リモートでBMUのシステムバージョンをアップグレードしてもよい。BMUに二つのシステムバージョンを保存でき、リモート更新が失敗になる場合、BMUが自動的に前の使用可能なバージョンにロールバックし、システムの使用性を極めて強める。
【０１３１】
3)リモートでバージョン更新する場合、EMSから統一に新しいバージョン内容を宛先BMUに配布し、それにバージョンの配布とアクティブプロセスを制御する。
【０１３２】
階層型ネットワーク管理構成は、伝統的な集中ネットワーク管理架構に対し、アップグレードの効率を高め、たとえばEMSに10000個Pico BSがつけられ、階層型のアクセスポイント架構によって、500BMUがあると仮定し、BMUごとに20個Pico BSがつけ；EMSが10000個基地局のバージョンアップグレードを直接に支持し、10000バージョンデータを配布する必要がある；階層型ネットワーク架構は、500バージョンデータだけを配布してよい。BMUに配布してから、Pico BSに関連する新しいバージョンの内容はBMUからリンクするPico BSに配布する；中堅伝送ネットワークに対する負荷は95%を減少し、大部分の負荷をBMUとPico BSからなるローカルネットワーク内部に制御し、ローカルネットワーク内部はしばしば帯域幅の余裕があり、QoSを保障できる；したがって、バージョン管理の角度から分析すれば、性能と信頼性を大いに高める。
【０１３３】
性能統計は主に以下の内容を含む：
1)BMUはリアルタイムで下にリンクする基地局システムの業務無線リソースの運行状況を収集し、システムリソースとユーザーの業務使用状況を動態的に監視及び追跡して、システムリソースの制御と管理に便する。
2)BMUはあるPico BSにおける無線周波数リソースの利用状況をしらべ、無線周波数送信電力を調べと更新ができ、ネットワーキングの要求によってカバレッジの範囲に対し適当に調整する。
3）上記性能統計データ中の無線リソースの運行状況により、BMUが自動的にデータ分析を行い：ある基地局は持続周期に(当該周期がEMSにより配置でき、デフォルトで7〜15日と薦める)無線リソース利用率がオーバーロードとトラフィックになれば、システム容量の警告通知を送信し、ネットワーク管理者が無線リソース配置の最適化をするかどうかの重要決定の根拠となる。
【０１３４】
警告情報処理が以下の内容を含み：
1)BMUがリアルタイムで下にリンクする基地局のシステム運行状態の情報を収集し、異常が検出されたら、異常情報をファイルにメモして、異常データをEMSにアップロードし、運行メンテナンス人員は現場またはリモートで異常情報を検査して診断する。EMSは関係警告と異常報告情報によってシステムエラーを診断する。
【０１３５】
2)ネットワーク警告ストームを抑えるために、EMSのフィルター(EMSとBMUの間に設置する)を通じて、警告遮断オプションを設置し、非緊急の警告情報をBMU側に遮断で保存し、重大の警告オプションのみをEMSに知らせる；故障定位の要求によって、EMS側にて指定区域のBMUが規定時間に故障情報報告することをポーリングし、最大限にEMSサーバーの負荷と処理能力要求を下がる。
【０１３６】
認証サーバー(Radius Server)はPico BSに対する位置管理機能を実現し、合法的なPico BSがネットワークにアクセスを保障する。
【０１３７】
安全性を考慮し、ネットワーク管理センター(EMSとNMC)とBMUの間にIPSEC(Internet Protocol Security、インターネット協議安全)方式でネットワーク管理情報を負荷し、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の方向でファイアウォールを配置する。
【０１３８】
本発明が提出するネットワーク方法は、階層型管理機能をよく実現し、ネットワークストームを抑え、分散式ネットワーク管理容量拡大方案を実現できる。
【０１３９】
図13は本発明の無線アクセスシステムのアカウント対策を示した図である。階層型に基づくアクセスポイント管理ネットワーク架構は、CSN側に柔軟なアカウント対策を定義でき、その中アカウント対策は、ユーザーに基づくアカウント対策、基地局に基づくアカウント対策及びBMUに基づくアカウント対策などを含む。基地局に基づくアカウント対策とBMUに基づくアカウント対策は企業ネットワーク応用の場景に適用される。運営業者の運営場景と経営戦略によって、BMUとAAA(認証、AUとアカウントサーバー)にてそれぞれのアカウント措置を定義し、BMU内部のAGW-Liteモジュールにてアカウント情報を生成し、ユーザー情報、ユーザー所在の基地局と通話代明細書を含む。通話代明細書には、データ情報、時間情報、サービス品質情報とアイドルモード情報などを含めてもよい。
【０１４０】
図14は本発明実施例のPico BSの自動周波数割当のプロセス図である。伝統的なWifiの自動周波数割当と比べ、主な区別はマスタBMU補助での自動化配置と管理を便利に実現できる。
【０１４１】
基地局側に、バックステージEMSサーバーがBMUを通って転送する合法的な周波数リソースリストを取得してから、正確な周波数割当作業を行い、具体的に以下のステップを含み：
ステップ1201、Pico BSシステム起動する場合、まず最小システムのパワーオンのセルフテストと正常起動プロセスを行う；その中、最小システムが基地局の送信機部分を含まなく、主にパワーオンするときに合理ではない周波数ポイントでほかの基地局に干渉することを防ぐ；
ステップ1202、最小システムが正常に動作してから、基地局システムはBMUまでの握手認証プロセスを起動し、合法的な周波数ポイントリソースを申し込む；
ステップ1203、BMU側BMUに属する各ノードの周波数ポイントリソースの選択を補助に実現し、主に各基地局間の隣接関係によって選んで、推薦する候補周波数を参照として基地局に提供する；
BMU側基地局の周波数割当を補助に実現し、以下の集中応用場景を考慮でき：(1)初期ネットワーク建設、PUSC Segment方式でネットワーキングする；(2)ネットワーク容量拡大、基地局数を増加し、新規増加する基地局と既存の基地局は如何に周波数リソースの新たに配布するか；(3)基地局容量拡大、PUSC SegmentからPUSC All subchannel方式までアップグレード；(4)基地局の異常リスタートプロセス。
【０１４２】
最初の三つの場景はEMSと協力して周波数ポイント配置を完成してから、BMU側に同期し、BMU側が対応する自動処理策略を選ぶことに便する。第四種の場景にBMUが使用する処理対策は、保存した当該基地局の歴史周波数ポイント情報を基地局フィードバックする。
【０１４３】
以下Neighborlist(BSi)を基地局iの隣接区域リストと定義する；Freq(BSi)は基地局BSiのFreq/Seg(周波数ポイントとセグメント)配置情報である；Freq(BMU)は選択可能なすべてのFreq/Segリソースである。
【０１４４】
場景(1)の処理策略：初期ネットワーク建設時のBSnに対して、BMUがまず各基地局BSnの隣接区域関係リストNeighborlist(BSn)取得する；隣接区域関係が一番簡単な基地局BSiを選んで、しばしば物理位置がわりにエッジの基地局であり、プログラムがランダムにFreq/Seg(BSi)を選ぶ；周波数割当プログラムが自動的に執行し、当該基地局隣接区域リストにおける基地局のFreq/Seg(BS∈Neighborlist(BSi))を確定し、原則は隣接する基地局が違う周波数ポイントFreq/Segを使う；すべての基地局の周波数とセグメント情報配布を完成するまで反復プログラムを執行する。
【０１４５】
場景(2)の処理対策：新規増加する基地局BSnに対して、BMUが新規増加する基地局BSnの隣接区域関係リストNeighborlist(BSn)によって、BSnの隣接区域周波数ポイント情報Freq(Neighborlist(BSn))を得る；Freq(BMU)n))の補集合からランダムに周波数ポイントを選んでBSnに送信する。即ち、BMUから選択可能なすべてのFreq/Segから一つの当該基地局隣接区域の周波数ポイントと違う周波数ポイントを選んで当該基地局に配布する。
【０１４６】
場景(3)の処理策略は場景(1)とほぼ同じ、唯一な区別は配布する周波数情報を場景(1)の周波数ポイントとセグメントから周波数ポイントに変更し：初期ネットワーク建設時のBSnに対して、BMUがまず各基地局BSnの隣接区域関係リストNeighborlist(BSn)取得する；隣接区域関係が最も簡単な基地局BSiを選んで、しばしば物理位置が相対的にエッジする基地局であり、プログラムがランダムにFreq(BSi)を選ぶ；周波数割当プログラムが自動的に執行し、当該基地局隣接区域リストにおける基地局のFreq(BS∈Neighborlist(BSi))を確定し、原則は隣接する基地局に違う周波数を配布する；反復プログラムがすべての基地局の周波数情報配布を完成するまで執行する。
【０１４７】
一部分の運営業者がたくさんの周波数ポイントリソースを有しないことを考慮し、本発明は隣接区域リストを設置するときに、規格中の基地局の間が物理的に隣接するが、隣接区域の隔離度がよく、配置するときにも、論理上の隣接区域ではないと認める。
【０１４８】
ステップ1204、受信機を起動して当該周波数ポイントのRSSI(Received Signal Strength Indication、受信シグナル強度指示)シグナル検査を行い、ステップ1205を執行する；
ステップ1205、当該周波数ポイントの干渉シグナルがプリセット閾値より小さいなら、当該周波数を使用できると示し、ステップ1206を執行する；干渉シグナル検査プロセスにて強い干渉を発見したら、即ち当該周波数の干渉シグナルがプリセット閾値より大きい、或いは大きい又は等しくの場合、改めて周波数選択プロセス1203に入る；
ステップ1206、システムが正常な作業プロセスを行い、基地局の送受信機電路を起動する；
ステップ1207、ネットワーク管理の無線パラメーター配置によって、ダウンリンクとアップリンクの処理し始め、エンドする。
【０１４９】
上記周波数自動割当プロセスは、ネットワーク管理インターフェースを通じて、有効又は失敗させ、それぞれ複雑なネットワーク環境に適応させる。
【０１５０】
以上述べたところを総合すれば、本発明は屋内カバレッジを主とする無線アクセスシステムにて階層型架構と具体的な解決方案を提出し、具体的に以下の技術効果がある：
1)Pico BSアクセスポイントとBMUの間に柔軟なインターフェースとメディア形式は、工事配置と快速建設に有利である；
2)階層型ネットワーク管理架構を支持し、システムの拡大能力とネットワーク性能を大いに高め、大容量ネットワーク建設に有利である。ネットワーク管理情報の階層型伝送、及びBMU基地局内部情報のローカルルーティングは、大部分のフローをローカルネットワーク内部に制御し、ネットワーク管理と伝送帯域幅を節約する；
3)BMUがPico BSの近くで取り付け、シグナリング交互をローカルネットワーク内で完成し、BMUにリンクする基地局の間のメディア側の交互性能が大いに改善し、アクセス時間、遅延減少、ジッタ減少及び切替中断と完成時間減少を含み、ユーザーの満足度を向上する；
4)基地局がBMU配置するGPSクロックを共有し、タイミング情報のツイストペア線、ケーブル、光ファイバーひいては電力線による伝送を支持し、基地局にてタイミング情報のリカバリーを完成し、基地局ごとにGPSモジュールを配置することと、アンテナを取り付けることも必要なく、屋内ケーブルリソースの配置とアンテナ取り付けの工事困難及びコストを下がり、運営業者のCAPEX(資本性支出)とOPEX(収益性支出)を低下する。
5)電力線システムの干渉シグナル導入の不確定特徴によって、本発明はリンク状態とタイミングシグナルリカバリーの品質によって、システムの適応インテリジェントスケジューリングメカニズムの実現を支持し、システムのロバスト性を保障し、システムの環境適応能力を大いに高め、システムの信頼性を向上する。
6)PUSC SegmentからPUSCまですべてのサブチャンネルネットワーキング方式でのアップグレードを支持する。
7)Pico BSが局部範囲にてDAS(分散式アンテナシステム)システムの結合を通じて、アンテナがユーザーユニットに近づけ、システムカバレッジ性能がよく改善でき、同時に高次変調の比率が増加し、システムの平均スループットを向上する。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明は無線アクセスシステムに応用され、屋内配置困難、工事量とメンテナンス管理の間の矛盾をよく解決でき、集中点にてGPSクロック情報パケットを基地局まで配布し、基地局間の間接同期を実現する。電力線伝送のネットワーク品質に対して、タイミング品質をリカバリーによる動態スケジューリングメカニズムを提出し、タイミング精度比較的高い状況で、割合に高いアイドル容量を提供し、タイミング精度低い状況で、システム容量を低下することで、システムの安定運行を保障する。
【図１】
2011526443.tif 000003
【図２】
2011526443.tif 000004
【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】
2011526443.tif 000009
【図６Ｃ】
2011526443.tif 000010
【図６Ｄ】
2011526443.tif 000011
【図７】
2011526443.tif 000012
【図８Ａ】
2011526443.tif 000013
【図８Ｂ】
2011526443.tif 000014
【図９】
2011526443.tif 000015
【図１０】
2011526443.tif 000016
【図１１】
2011526443.tif 000017
【図１２】
2011526443.tif 000018
【図１３】
2011526443.tif 000019
【図１４】
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【国際調査報告】
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