図面 (/)

技術 無線通信システム及び中継装置

出願人 株式会社日立国際電気
発明者 柳澤慶
出願日 2015年2月5日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2015-021066
公開日 2016年8月8日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2016-144175
状態 特許登録済
技術分野 無線中継システム 移動無線通信システム
主要キーワード Data領域 中継波 セグメント分割 MS方式 無線中継システム 同期確立処理 セグメント方式 MAP領域
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年8月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

BS2台構成の中継局において、必要に応じてBSを1台のみで動作させるので消費電力を低下させ、中継区間スループット向上を実現する技術を提供する。

解決手段

無線通信システム100において、第1の方式で通信を行う場合は、中継局20は第1及び第2の中継局BS21、22を動作させ、指向性アンテナ23、25が用いられる。第2の方式で通信を行う場合は、1台のBS(第1の中継局BS21)で2台のMS(基地局MS11、端末局MS31)と無指向性アンテナ24を用いて1対2接続がなされる。

概要

背景

FDM(直交波周波数分割多重:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を用いた無線中継システムにおいて、最大3段中継を一つの周波数チャネルで行うことを想定し、周波数チャネルを3セグメントに分割し各中継区間で異なるセグメントを使用する方式が提案されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に開示の技術では、一つのチャネル帯域を複数のセグメントに分割して周波数の有効利用を図るセグメント方式及び複数の中継局を介して基地局間の通信を中継する技術について開示されている。

ここで、図4に3段中継方式無線通信システム200の構成及びフレームフォーマットを示す。図示の無線通信システム200では、基地局210はMS(移動局機能付き無線部)211を1台、第1の中継局220は2台のBS基地局機能付き無線部)221、222、第2の中継局230は2台のMS231、232、端末局240はBS241を1台を備えて構成されている。MSは移動局機能を備えた無線部であり、BSに対する無線送受信を行う。BSは基地局機能を備えた無線部であり、MSに対する無線送受信を行う。

第1の中継区間261はフレームフォーマット251の通りseg0、第2の中継区間262はフレームフォーマット252の通りseg1、第3の中継区間263はフレームフォーマット253の通りseg2を使用することで同一チャネルでの中継が可能となる。

概要

BS2台構成の中継局において、必要に応じてBSを1台のみで動作させるので消費電力を低下させ、中継区間のスループット向上を実現する技術を提供する。無線通信システム100において、第1の方式で通信を行う場合は、中継局20は第1及び第2の中継局BS21、22を動作させ、指向性アンテナ23、25が用いられる。第2の方式で通信を行う場合は、1台のBS(第1の中継局BS21)で2台のMS(基地局MS11、端末局MS31)と無指向性アンテナ24を用いて1対2接続がなされる。

目的

本発明は、このような従来の事情に鑑みなされたもので、上記課題を解決することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

複数の通信装置間中継する中継局を有する無線通信システムであって、前記中継局は、複数の無線機を備え、周波数チャネルを3セグメント分割し前記複数の無線機を用いて中継を行う第1の方式と、前記複数の無線機のうち1台の無線機のみを使用しセグメント分割せずに中継を行う第2の方式とを通信状況に応じて切り替えることを特徴とする無線通信システム。

請求項2

前記中継局は、前記第1の方式で動作する際は指向性アンテナを用いて通信を行い、前記第2の方式で動作する際は無指向性アンテナを使用して通信を行うことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。

請求項3

前記中継局は、前記通信状況として前記第1及び第2の方式におけるスループットを比較することで、良好なスループットの方式を通信方式として決定することを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信システム。

請求項4

前記中継局は、受信CNRから最適なMCSを決定し、決定したMCSを用いて計測したスループットが所定の品位を満たさない場合、MCSを変更してスループットの計測を再度行うことを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。

請求項5

複数の無線機を備え、周波数チャネルを3セグメント分割し前記複数の無線機を用いて中継を行う第1の方式と、前記複数の無線機のうち1台の無線機のみを使用しセグメント分割せずに中継を行う第2の方式とを通信状況に応じて切り替えて、複数の通信装置間を中継することを特徴とする中継装置

技術分野

0001

本発明は、無線通信システム及び中継装置係り周波数チャネルを複数セグメントに分割し各中継区間で異なるセグメントを使用する機能を備えた無線通信システム及び中継装置に関する。

背景技術

0002

FDM(直交波周波数分割多重:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を用いた無線中継システムにおいて、最大3段中継を一つの周波数チャネルで行うことを想定し、周波数チャネルを3セグメントに分割し各中継区間で異なるセグメントを使用する方式が提案されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に開示の技術では、一つのチャネル帯域を複数のセグメントに分割して周波数の有効利用を図るセグメント方式及び複数の中継局を介して基地局間の通信を中継する技術について開示されている。

0003

ここで、図4に3段中継方式の無線通信システム200の構成及びフレームフォーマットを示す。図示の無線通信システム200では、基地局210はMS(移動局機能付き無線部)211を1台、第1の中継局220は2台のBS基地局機能付き無線部)221、222、第2の中継局230は2台のMS231、232、端末局240はBS241を1台を備えて構成されている。MSは移動局機能を備えた無線部であり、BSに対する無線送受信を行う。BSは基地局機能を備えた無線部であり、MSに対する無線送受信を行う。

0004

第1の中継区間261はフレームフォーマット251の通りseg0、第2の中継区間262はフレームフォーマット252の通りseg1、第3の中継区間263はフレームフォーマット253の通りseg2を使用することで同一チャネルでの中継が可能となる。

先行技術

0005

特開2013−098963号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、二段中継時においては方式上使用するセグメントは二つとなり、一つのセグメントが使用されることがなく無駄となってしまうという課題があった。また、第1の中継局220において、二つのBS221、222がハードウェアで測定したRSSI(受信強度:Received Signal Strength Indicator)を元に受信AGC自動利得制御:Automatic Gain Control)およびMSの送信電力制御を行う構成の場合、基地局210のMS211からの送信波と第2の中継局230のMS231からの送信波の強いほうを元に上記制御をおこなうため、誤動作する可能性があり別の技術が求められていた。

0007

特許文献1に開示の技術にあっては、回り込み送信波による受信品質劣化を低減することはできるものの上記課題については考慮されておらず別の技術が必要とされていた。

0008

本発明は、このような従来の事情に鑑みなされたもので、上記課題を解決することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明に係る装置は、複数の通信装置間を中継する中継局を有する無線通信システムであって、前記中継局は、複数の無線機を備え、周波数チャネルを3セグメント分割し前記複数の無線機を用いて中継を行う第1の方式と、前記複数の無線機のうち1台の無線機のみを使用しセグメント分割せずに中継を行う第2の方式とを通信状況に応じて切り替える。
また、前記中継局は、前記第1の方式で動作する際は指向性アンテナを用いて通信を行い、前記第2の方式で動作する際は無指向性アンテナを使用して通信を行ってもよい。
また、前記中継局は、前記通信状況として前記第1及び第2の方式におけるスループットを比較することで、良好なスループットの方式を通信方式として決定してもよい。
また、前記中継局は、受信CNRから最適なMCSを決定し、決定したMCSを用いて計測したスループットが所定の品位を満たさない場合、MCSを変更してスループットの計測を再度行ってもよい。
本発明に係る装置は、中継装置であって、複数の無線機を備え、周波数チャネルを3セグメント分割し前記複数の無線機を用いて中継を行う第1の方式と、前記複数の無線機のうち1台の無線機のみを使用しセグメント分割せずに中継を行う第2の方式とを通信状況に応じて切り替えて、複数の通信装置間を中継する。

発明の効果

0010

以上、本発明によると、BS2台構成の中継局において、必要に応じてBSを1台のみで動作させるので消費電力を低下させ、中継区間のスループット向上を実現する技術を提供できる。

図面の簡単な説明

0011

発明の実施形態に係る、無線通信システム及び使用されるフレームフォーマットを示す図である。
発明の実施形態に係る、無線通信システム及び使用されるフレームフォーマットを示す図である。
発明の実施形態に係る、中継局立ち上げ時の動作フローを示すフローチャートである。
背景技術に係る、無線通信システム及び使用されるフレームフォーマットを示す図である。

実施例

0012

次に、本発明を実施するための形態(以下、単に「実施形態」という)を、図面を参照して具体的に説明する。以下に説明する実施形態では、二段中継において、中継局がBS2台構成であるとき、以下の二つの構成を状況によって切り替える。
(1)指向性アンテナを用いた3セグメント化の通常中継方式(第1の方式)。
(2)無指向性アンテナを用いた複数MS方式(第2の方式)。

0013

図1は、本実施形態に係る無線通信システム100の構成及び第1の方式を用いた中継方式のイメージを示した図である。図2は、無線通信システム100の構成及び第2の方式を用いた中継方式のイメージを示した図である。

0014

無線通信システム100は、基地局10、中継局20、及び端末局30を備える。図示の構成では、基地局10は基地局MS11を備える。中継局20は、第1及び第2の中継局BS21、22を備える。端末局30は端末局MS31を備える。ここで、第1の中継局BS21は指向性アンテナ23と無指向性アンテナ24とを備える。また、第2の中継局BS22は指向性アンテナ25を備える。

0015

第1の方式においては、第1の中継区間(1)41aおよび第2の中継区間(1)42aにおけるフレームフォーマット51、52に示す通り、一つの周波数チャネル50が3セグメントに分割されたセグメント(seg0〜2)のうち、seg0、seg1を使用し、seg2を使用することなく通信が行われる。

0016

具体的には、第1の中継区間(1)41aの通信には、seg0が用いられる。seg0では周波数チャネル50全体としてのPreamble領域の後に、FCH、DL/ULMAP領域が設けられ、つづいて、Burst DLData領域が設けられている。さらに制御領域につづいて、Burst UL Data領域が設けられている。そして所定時間後に第2の中継区間(1)42aに用いられるseg1の区間が続く。このseg1においても、seg0と同様のデータ等の配置がなされている。

0017

中継局20は、第1及び第2の中継局BS21、22を動作させ、それぞれ指向性アンテナ23、25を用いて送受信を行う。このため長距離通信に有利な構成となる。

0018

一方、図2の第2の方式においては、複数のセグメントに分割することなく、周波数チャネル60全体を使用して送受信がなされる。具体的には、周波数チャネル60では、まずPreamble領域が設けられ、つぎに、共通のFCH、DL/ULMAP領域が設けられている。つづいて、第1の中継区間(2)41b用のDL Data(Burst DL Data)61と第2の中継区間(2)42b用のDL Data(Burst DL Data)62とが同じ期間に並列に配置される。つづいて、共通の制御領域の後に、DL Data61、62同様に、第1の中継区間(2)41b用のUL Data(Burst UL Data)63と第2の中継区間(2)42b用のUL Data(Burst UL Data)64とが同じ期間に並列に配置される。

0019

中継局20では第1の中継局BS21のみが動作し、指向性アンテナ23、25の替わりに、第1の中継局BS21に備わる無指向性アンテナ24が用いられる。

0020

なお、第1及び第2の方式では、アンテナゲインが異なるため、受信CNR(搬送波対雑音比:Carrier vs. Noise Ratio)も異なり、MCS(Modulation and Coding Scheme)も異なる。例えば、第2の方式で無駄なく周波数チャネル60全体を使用していても、CNRが悪く低MCSで通信している環境下では、アンテナゲインが高い第1の方式のほうが高MCSで通信をすることができ、結果として1セグメント無駄にしていても、第1の方式のほうが良好なスループットが得られる可能性がある。

0021

そこで、中継局20を立ち上げる時、二つの方式でそれぞれ最大スループットを測定し、結果が良好な方式で動作することとする。

0022

図3は中継局立ち上げ時の動作フローを示すフローチャートである。中継局20は、中継局立ち上げ時において、まず第2の方式の通信方式で起動する(S10)。

0023

中継局20は、端末局30との間で同期確立処理を行う(S12)。同期確立処理が出来ない場合は(S12のN)、中継局20は通信方式を第1の方式に切り替え、以降第1の方式で動作する(S14)。

0024

同期確立が出来た場合(S12のY)、中継局20は第2の方式の受信CNRから適切なMCSを決定する(S16)。つづいて、中継局20は、決定したMCSを用いて第2の方式のスループットを測定する(S18)。ここで、スループットの測定の結果、PLR(Point of Local Repair)<1e−3でなければ(S20のN)、中継局20はMCSを一段下げて(S22)、再度、第2の方式のスループットを測定する処理に戻る(S18)。

0025

PLR<1e−3であれば(S20のY)、中継局20は第2の方式の測定したスループットの結果を保持する(S24)。

0026

つづいて、中継局20は通信方式を第1の方式に切り替え(S26)、第1の方式の受信CNRから適切なMCSを決定し(S28)、決定したMCSを用いて第1の方式のスループットを測定する(S30)。

0027

スループットの測定の結果、PLR<1e−3でなければ(S32のN)、中継局20はMCSを一段下げて(S34)、再度、第1の方式のスループットを測定する処理に戻る(S30)。

0028

PLR<1e−3であれば(S32のY)、中継局20は第1の方式の測定したスループットの結果を保持する(S36)。

0029

つづいて、中継局20は、保持している第1の方式及び第2の方式のスループットを比較する(S38)。第1の方式のスループットが第2の方式のスループットより大きい場合(S38のY)、中継局20は、以降第1の方式で送受信の動作を行う(S40)。第1の方式のスループットが第2の方式のスループット以下の場合(S38のN)、中継局20は、通信方式を第2の方式に切り替え、以降第2の方式で送受信の動作を行う(S42)。

0030

以上のように、本実施形態の無線通信システム100では、中継局20が第1及び第2の中継局BS21、22を有し、第1の方式として、周波数チャネルを3セグメント分割することでいわゆるインバンド中継を行う。そして、二段中継時に必要に応じて、第1及び第2の中継局BS21、22のうち1台のみ(第1の中継局BS21)を動作させ、セグメント分割せず、通常のBS−MS間の1対2接続を行う中継する第2の方式に状況に応じて切り替えることができる。つまり、二段中継時、中継局20が第1及び第2の中継局BS21、22で動作している場合は、指向性アンテナ23、25を用い、1台のBS(第1の中継局BS21)で2台のMS(基地局MS11、端末局MS31)と1対2接続時は無指向性アンテナ24を用いる。その結果、第2の方式が適用できる環境(無指向性アンテナ24を用いる場合)では、消費電力を低下でき、中継区間のスループットを向上させることができる。また、中継波干渉を考慮する必要がなく、運用の自由度を増やすことができる。特に可搬型中継システムにおいて効果的である。

0031

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、上述の実施形態では、第1の方式及び第2の方式の各最大スループットを比較するために、受信CNR毎に適切なMCSを決定する処理がなされた。しかし、例えば起動時間を優先する様な場合や簡易的な機能を実装する場合には、第1の方式及び第2の方式の各スループットを一度だけ測定し比較する処理が適用されてもよい。

0032

10基地局
11 基地局MS
20中継局(中継装置)
21 第1の中継局BS
22 第2の中継局BS
23、25指向性アンテナ
24無指向性アンテナ
30端末局
31 端末局MS
41a、41b 第1の中継区間
42a、42b 第2の中継区間
50、60周波数チャネル
51、52フレームフォーマット
61、62 DL Data
63、64 UL Data
100 無線通信システム

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ