JP2004274432A - 無線アクセスシステム - Google Patents

Abstract

【課題】基地局装置で加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレート（ＦＥＲ）を測定し、フレームエラーレートに基づいて送信電力制御を行うことにより、高速通信環境下であっても基地局装置側の送信電力制御に係る負荷を軽減し、加入者局装置からの送信電力の適正化を図り、伝送品質を向上してシステムとして保証している通信品質を提供することができる無線アクセスシステムを提供する。
【解決手段】基地局装置１が、任意の加入者局装置２からの信号を受信してフレームエラーレートを測定し、測定結果をデジタル値に変換して通常の下りフレームに含めて加入者局装置２に送信し、加入者局装置２が、予めフレームエラーレート規定値と、送信電力制限値とを記憶し、フレームエラーレートが規定値を満たすように送信電力制限値の範囲内で送信電力を調整する無線アクセスシステムである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加入者回線による無線アクセスシステムに係り、特に基地局装置側で最適なフレームエラーレートとなるように加入者局装置の送信電力を制御できる無線アクセスシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線アクセスシステムには、ＷＬＬ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ｌｏｏｐ）あるいはＦＷＡ（Ｆｉｘｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）と呼ばれる無線を使った加入者回線がある。このうち電気通信事業者が設置する基地局装置と複数の利用者宅地側に設置される加入者局装置とを結ぶ無線伝送路により構成される１対多方式の無線設備は、Ｐ−ＭＰ（Ｐｏｉｎｔ−Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ）方式と呼ばれている。
【０００３】
Ｐ−ＭＰ方式は準ミリ波帯、ミリ波帯といった高い周波数を使用し、高利得なアンテナを用いて見通し内の通信を行うもので、この標準規格は社団法人電波産業会で定めたＡＲＩＢ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ａｎｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ）−ＳＴＤ５９で規格化されているものである。この標準規格によれば、周波数は２２ＧＨｚ帯／２６ＧＨｚ帯／３８ＧＨｚ帯であるため、降雨・降雪などの天候状況に影響を受けやすく、無線回線のＣ／Ｎ値劣化を及ぼすため、基地局装置及び加入者局装置における回線の安定化は重要な問題となっている。尚、上記の無線アクセスシステムの概要については、「ＮＩＫＫＥＩ ＣＯＭＭＵＮｌＣＡＴＩＯＮＳ１９９９．９．６」の高速無線アクセス「ＦＷＡ」の将来性ｐ１０６〜ｐ１１２に記載されている。
【０００４】
また、特に基地局装置においては、多数の加入者局装置からの上り回線の無線信号を受信するので、セル内の他の加入者局装置とのチャネルによる干渉や、自通信のマルチパスからの干渉を受けやすく、伝送路条件の悪化に対応できる送信電力を必要とする一方で、干渉を避けるために必要最小限の送信電力に抑える制御も必要である。
【０００５】
従来の無線アクセスシステムでは、加入者局装置からデータが送信されると、基地局装置がデータを受信し、その際に受信レベルとして受信信号電界強度（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：ＲＳＳＩを測定し、最適受信レベルと測定された受信レベルＲＳＳＩとを比較して最適かどうか判断し、最適でない場合に、最適受信レベルと測定された受信レベルＲＳＳＩの大小関係又はその差分に伴い送信レベルの増減を指令する送信レベルコントロール指示を作成して加入者局装置に送信し、加入者局装置が送信レベルコントロール指示に従って、信レベルを増減して基地局装置にデータを送信する方法が一般的であった。
【０００６】
尚、無線の送信電力制御に関する従来技術としては、平成９年（１９９７年）１２月１６日公開の特開平９−３２６７５３号「送信電力制御方式」（出願人：三菱電機株式会社、発明者：鈴木 邦之）がある。
この従来技術は、送受信機を有する複数の基地局と、前記基地局と無線通信を行う移動局から構成されるセルラー方式の移動通信システムにおける送信電力制御方法であって、基地局又は移動局の一方の無線局Ａにおいて、相手局（無線局Ｂ）から送信された信号強度を測定し、この結果をメッセージにして無線局Ｂに送信し、無線局Ｂではメッセージを検出して検出された値に応じて送信電力値を決定する送信電力制御方式であり、これにより、無線局Ａ（基地局）側の負荷を軽減できるものである。（特許文献１参照）
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−３２６７５３号公報（第３−６頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の無線アクセスシステムでは、基地局装置が多数の加入者局に対して、それぞれ受信レベルＲＳＳＩが最適かどうか判断し、最適でない場合は最適な送信レベルにするための送信レベルコントロール指示を加入者局装置に送信するので、特に加入者局が多い場合、基地局装置における負担が大きいという問題点があった。
【０００９】
特に、ＦＷＡシステムを構成する装置では、データ通信速度がきわめて高速であるため、基本的なデータ通信を行う為の処理に要するＣＰＵパワーが大きく、できる限りそれ以外の処理の軽減が望まれているので、加入者局装置側の送信電力制御のための負荷軽減が望まれている。
【００１０】
上記問題点を解決する１つの方法として、基地局装置で、任意の加入者局からの受信レベルとしてＲＳＳＩを測定して測定結果を加入者局に送信し、加入者局で、基地局装置から送信される測定結果の受信レベルと最適な受信レベルとの差分に応じて送信電力を調整する無線アクセスシステムが提案されている。平成１３年（２００１年）７月１２日出願の特願２００１−２１１７４１号「送信電力制御方法及び無線アクセスシステム」（出願人：株式会社日立国際電気）がある。
【００１１】
また、別の解決方法として、基地局装置で、任意の加入者局からの受信レベルＲＳＳＩとビットエラーレート（ＢＥＲ）を測定して加入者局に送信し、加入者局で、基地局装置から送信されるエラーの有無情報と、受信レベルと最適な受信レベルとの差分に応じて送信電力を調整する無線アクセスシステムが提案されている。平成１３年（２００１年）１２月２５日出願の特願２００１−３９１５２２号「無線アクセスシステム」（出願人：株式会社日立国際電気）がある。
【００１２】
上記２つの提案は、基地局装置では、ＲＳＳＩ又はＲＳＳＩとＢＥＲの測定のみを行い、測定結果を加入者局に送信し、加入者局側で、ＲＳＳＩ又はＲＳＳＩとＢＥＲに基づく送信電力調整を行うものであるので、基地局装置側の負荷を軽減することができるものとなっている。
【００１３】
しかしながら、基地局装置で測定した受信レベルＲＳＳＩに基づいて加入者局側の送信電力制御を行う方法では、無線周波数近傍の干渉波がある環境、特に干渉波が多いとき、あるいは干渉波レベルが大きいときの、干渉波のレベルのＲＳＳＩレベルへの影響が考慮されていなかった。
【００１４】
一方、干渉波レベルのＲＳＳＩレベルへの影響を考慮して、基地局装置で測定したＢＥＲ（ビットエラーレート）基づいて加入者局側の送信電力制御を行う方法では、データ通信速度がきわめて高速である場合に、ビットエラーレート測定に係る負荷が大きくなることが考慮されていなかった。
【００１５】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、基地局装置で加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレート（ＦＥＲ）を測定し、フレームエラーレートに基づいて送信電力制御を行うことにより、高速通信環境下であっても基地局装置側の送信電力制御に係る負荷を軽減し、加入者局装置からの送信電力の適正化を図り、伝送品質を向上してシステムとして保証している通信品質を提供することができる無線アクセスシステムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも１つの基地局装置と基地局装置と無線通信を行う少なくとも１つの加入者局装置とを有する無線アクセスシステムであって、
基地局装置が、任意の加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレートを測定し、測定結果を加入者局装置に送信する基地局装置であり、
加入者局装置が、基地局装置から送信される測定結果を受信し、測定結果が規定のフレームエラーレートを満たすように送信電力を調整する加入者局装置であることを特徴としており、高速通信環境下であっても基地局装置側の送信電力制御に係る負荷を軽減し、加入者局装置からの送信電力の適正化を図ることができる。
【００１７】
本発明は、請求項１記載の無線アクセスシステムにおいて、基地局装置が、任意の加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレートを測定し、測定結果をデジタル値に変換し、デジタル値を通常の無線通信のために基地局装置から加入者局装置へ送信する下りフレームに含めて送信する基地局装置であることを特徴としており、基地局装置と加入者局装置間の伝送負荷を増すこと無く加入者局装置における送信電力制御の為の情報を送信して加入者局装置からの送信電力の適正化を図ることができる。
【００１８】
本発明は、請求項１又は請求項２記載の無線アクセスシステムにおいて、加入者局装置が、予め基地局装置における規定のフレームエラーレートと、自己の送信電力の制限値とを記憶し、受信した測定結果が規定のフレームエラーレートを満たしていない場合に、送信電力の制限値の範囲内で送信電力を調整して制御する加入者局装置であることを特徴としており、高速通信環境下であっても基地局装置で正確に測定されたフレームエラーレートに基づき、規定のフレームエラーレートを満たすことができるように加入者局装置からの送信電力の適正化を図ることができる。
【００１９】
本発明は、請求項３記載の無線アクセスシステムにおいて、基地局装置に通信網を介して接続されて基地局装置及び加入者局装置を管理する管理センターを備え、
加入者局装置が、送信電力の制限値の範囲内で送信電力を調整しても、受信した測定結果が規定のフレームエラーレートを満たさない場合には、管理センターに障害発生の通知を行う加入者局装置であることを特徴としており、送信電力の制限範囲内の調整で規定のフレームエラーレートを満たすことができないような状況に陥る障害発生をいち早く通報できる。
【００２０】
本発明は、少なくとも１つの基地局装置と基地局装置と無線通信を行う少なくとも１つの加入者局装置とを有する無線アクセスシステムであって、
基地局装置が、任意の加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレートを測定し、測定結果が加入者局装置に対応付けて定められている規定のフレームエラーレートを満たすように、加入者局装置に対応付けて定められた送信電力の制限値の範囲内で送信電力を調整するための制御情報を特定し、制御情報を加入者局装置に送信する基地局装置であり、
加入者局装置が、基地局装置から送信される制御情報を受信し、制御情報に従って送信電力を調整する加入者局装置であることを特徴としており、高速通信環境下であっても基地局装置側の送信電力制御に係る負荷を軽減し、加入者局装置からの送信電力の適正化を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
尚、以下で説明する機能実現手段は、当該機能を実現できる手段であれば、どのような回路又は装置であっても構わず、また機能の一部又は全部をソフトウェアで実現することも可能である。更に、機能実現手段を複数の回路によって実現してもよく、複数の機能実現手段を単一の回路で実現してもよい。
【００２２】
本発明に係る無線アクセスシステムは、基地局装置が、任意の加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレートを測定し、測定結果をデジタル値に変換し、デジタル値を通常の無線通信のために基地局装置から加入者局装置へ送信する下りフレームに含めて加入者局装置に送信し、加入者局装置が、予め基地局装置における規定のフレームエラーレートと、自己の送信電力の制限値とを記憶し、基地局装置から送信される測定結果を受信し、受信した測定結果が規定のフレームエラーレートを満たしていない場合に、送信電力の制限値の範囲内で測定結果が規定のフレームエラーレートを満たすように送信電力を調整し、送信電力の制限値の範囲内で送信電力を調整しても、受信した測定結果が規定のフレームエラーレートを満たさない場合には、管理センターに障害発生の通知を行うものなので、高速通信環境下であっても基地局装置側の送信電力制御に係る負荷を軽減し、基地局装置と加入者局装置間の伝送負荷を増すこと無く、加入者局装置からの送信電力の適正化を図り、送信電力制御不能な障害発生をいち早く通報できる。
【００２３】
次に、本発明の実施の形態に係る無線アクセスシステム（本システム）の構成例について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線アクセスシステムの一構成例を示す構成ブロック図である。
本実施例の形態の無線アクセスシステム（本システム）の一構成例としては、図１に示すように、複数の加入者局装置２（図１では加入者局（１）２−１、加入者局（２）２−２）と、基地局装置１と、基地局装置１に接続する記憶装置４と、専用線を用いたＡＴＭ網などの基幹ネットワーク６と、基地局装置１を基幹ネットワーク６に接続するためのルータ５と、基幹ネットワーク６に接続される管理センター（ネットワーク管理サイト）７とから構成されている。
【００２４】
本システムの各構成の説明の前に、加入者局装置２と基地局装置１との送受信される無線フレームのフレーム構成について図２を用いて説明する。図２は、無線フレームの構成を示すフォーマット図である。
無線フレームは、図２に示すように、報知信号、要求信号、許可信号、ＡＣＫ／ＮＡＣ（単にＡＣＫ情報と呼ぶ）、データ信号によって構成されている。
【００２５】
報知信号は、基地局装置１と加入者局装置２との間の同期確保のために、基地局装置１から全加入者局装置２に対して一定間隔で送信される制御チャネルである。
要求信号は、ひとつの加入者局装置２が無線区間へのデータ送信を行う際に、基地局装置１に対して送信開始要求を行う制御チャネルである。
許可信号は、基地局装置１が要求信号に対して送信許可を与えるための制御チャネルである。
ＡＣＫ／ＮＡＣ（単にＡＣＫ情報と呼ぶ）は、データ信号に対してＡＣＫ／ＮＡＣを返送するための制御チャネルである。
データ信号は、実際にユーザーが送受信しているデータチャネルである。
【００２６】
次に、本システムの各部について説明する。
基幹ネットワーク６及びルータ５は、無線アクセスシステムを構成する為の一般的なネットワーク及びルータである。
【００２７】
本システムの加入者局装置２は、無線アクセスシステムにおける加入者局装置の一般的な動作として基地局装置１と無線通信を行うことに加えて、本発明の特徴部分として、基地局装置１で測定されて送信されるフレームエラーレート（ＦＥＲ）情報に基づいて、送信電力を制御する加入者局装置である。
【００２８】
具体的に加入者局装置２は、パラボラアンテナなどの狭ビームアンテナを備え、無線アクセスシステムにおける加入者局装置の一般的な動作として、基地局装置１から一定間隔で送信される図２に示した無線フレームにおける報知信号を受信し、加入者局装置２がデータ送信を行う際には無線フレームにおける要求信号を用いて送信要求を行い、基地局装置１から無線フレームにおける許可信号を用いて許可が為されれば、データを送受信することができる。
【００２９】
そして、本発明の加入者局装置２の特徴部分として、加入者局装置２は、基地局装置１で測定されて送信される自己装置からの上り信号におけるフレームエラーレート（ＦＥＲ）に関する情報を受信して、その値がフレームエラーレート（ＦＥＲ）の規定値を満たしているか否かを判断し、規定値を満たしていない場合に、自己装置の定められた上限である送信電力レベル（送信電力制限値）の範囲内で送信電力を調整して制御するものである。
【００３０】
ここで、フレームエラーレート（ＦＥＲ）の規定値は、無線アクセスシステムが通信品質として保証している伝送レート（フレームエラーレート）で、基地局装置１と加入者局装置２間の伝送路状況等によって異なり、システムとして予め定められているもので、各加入者局装置２によって異なる。
【００３１】
よって、フレームエラーレート（ＦＥＲ）規定値は、予め加入者局装置２毎に設定されて加入者局装置２に記憶させておくか、又は、管理センター７から基地局装置１を介して各加入者局装置２に通知されるようにしてもよい。
【００３２】
また、送信電力制限値は、加入者局装置２の規模や性能に依存する値であり、予め加入者局装置２毎に設定されて記憶されているものとする。
【００３３】
加入者局装置２における具体的な送信電力の制御方法としては、基地局装置１で測定されて送信されるＦＥＲ情報がＦＥＲ規定値よりも大きく、通信保証品質を満たしていない場合、一般的には、送信電力が小さいと考えられるので、送信電力を微量ずつ増加させてみる制御を行う。但し、送信電力は、予め加入者局装置２毎に制限されている送信電力（送信電力制限値）を超えることなく、送信電力制限値の範囲内で制御を行いながら、フレームエラーレート（ＦＥＲ）が規定値を満たすように調整する。
尚、送信電力制御の詳細および、制御を行うための具体的構成例については、後述する。
【００３４】
そして、加入者局装置２において、基地局装置１から送信されるフレームエラーレート（ＦＥＲ）の情報に基づいて送信電力が調整されて変更されると、加入者局装置２は、変更されて設定された送信電力の情報（送信電力設定値と呼ぶ）を無線フレームの要求信号の特定のフィールドを用いて基地局装置１に通知するものである。
【００３５】
尚、加入者局装置２では、送信電力制御を行っても制限されている送信電力の最大（送信電力制限値）までの範囲内で規定のフレームエラーレート（ＦＥＲ）（ＦＥＲ規定値）に満たないときには、加入者局装置２の故障あるいは基地局装置１への干渉波が異常に発生していると判断して、基地局装置１、ルータ５、基幹ネットワーク６を介して管理センター７に加入者局装置の障害発生、あるいは基地局装置周辺の伝搬環境に対する障害発生を通知する。
或いは、加入者局装置２が基地局装置１に特定加入者局装置の障害発生、あるいは基地局装置周辺の伝搬環境に対する障害発生を通知し、基地局装置１がルータ５、基幹ネットワーク６を介して管理センター７に障害発生を通知するようにしても構わない。
【００３６】
本システムの基地局装置１は、無線アクセスシステムにおける基地局装置の一般的な動作として配下の加入者局装置２と無線通信を行うことに加えて、本発明の特徴部分として、配下の加入者局装置２からの上り信号のフレームエラーレート（ＦＥＲ）を測定して各加入者局装置２に測定結果を通知する基地局装置である。
【００３７】
基地局装置１は、複数の加入者局装置２をカバーするような広角なアンテナを備えている。
また、基地局装置１は、ルータ５を介してＡＴＭ網などの基幹ネットワーク６に接続され、基幹ネットワーク６を介して管理センター７との通信が可能となっている。
【００３８】
また、基地局装置１には、記憶装置４が接続されており、各種管理情報として、加入者管理情報テーブル４１と、ＦＥＲログ情報テーブル４２が記憶されている。
加入者管理情報テーブル４１は、加入者局装置２に関する送信電力制御を行うための各種情報を記憶するテーブルである。
【００３９】
ここで、加入者管理情報テーブル４１の具体的構成及び記憶データ例について、図３を使って説明する。図３は、本発明の加入者管理情報テーブル例を示すテーブル図である。
本発明の加入者管理情報テーブル４１は、図３に示すように、加入者局装置２の識別子である加入者局ＩＤに対応付ける形で、一般的管理情報であるデータリンク層レベルのアドレスであるＭＡＣアドレス及び運用中か否かを示す運用フラグに加え、本発明の特徴部分である加入者局装置送信電力情報及びＦＥＲ現在値を記憶する。
【００４０】
加入者局装置送信電力情報は、各加入者局装置２においてＦＥＲ情報に基づいて設定された送信電力の設定値情報（送信電力設定値）であり、各加入者局装置２から基地局装置１に随時送信された情報が記憶されるようになっている。尚、図３では、加入者局装置送信電力情報として具体的な数値ではなく、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３という形で、加入者局装置２毎に異なる数値であることを示している。
【００４１】
ＦＥＲ現在値は、各加入者局装置２のフレームエラーレート（ＦＥＲ）測定結果のリアルタイムな情報であり、基地局装置１で各加入者局装置２からの上りデータで測定される毎に更新されて記憶されるようになっている。尚、図３では、ＦＥＲ現在値として具体的な数値ではなく、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３という形で、加入者局装置２毎に異なる数値であることを示している。
【００４２】
ＦＥＲログ情報テーブル４２は、加入者局装置２に関するフレームエラーレート（ＦＥＲ）の情報のログを時系列に記憶するテーブルである。
ここで、ＦＥＲログ情報テーブル４２の具体的構成及び記憶データ例について、図４を使って説明する。図４は、本発明のＦＥＲログ情報テーブル例を示すテーブル図である。
本発明のＦＥＲログ情報テーブル４２は、図４に示すように、加入者局装置２の識別子である加入者局ＩＤに対応付ける形で、基地局装置１における各測定時間のＦＥＲ情報を時系列的に記憶する。
【００４３】
そして、基地局装置１の動作は、無線アクセスシステムにおける基地局装置の一般的な動作として、一定間隔で図２に示した無線フレームにおける報知信号を送信し、任意の加入者局装置２からの無線フレームにおける要求信号を用いた送信要求を受け取ると、データチャネルの割り当てなど行い、当該加入者局装置２に対して無線フレームにおける許可信号を用いて許可を行い、当該加入者局装置２とのデータ送受信を行う。
【００４４】
そして、本発明の基地局装置１の特徴部分として、各加入者局装置２から基地局装置１方向への上りデータ（要求信号、データ信号など）におけるフレームエラーレート（ＦＥＲ）を定期的に測定し、測定したリアルタイムのフレームエラーレート（ＦＥＲ）に関する情報を各加入者局装置２に送信すると共に、当該ＦＥＲの測定結果を加入者ＩＤに対応づけて記憶装置４の加入者管理情報テーブル４１（図３参照）及びＦＥＲログ情報テーブル４２（図４参照）に記憶する。
【００４５】
ここで、フレームエラーレート（ＦＥＲ）の測定は、一般的に送信側でフレーム構成の何れかに誤り検出用の誤り検出符号（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ：ＣＲＣ）を挿入して送信し、受信時にこのＣＲＣビットをチェックすることでエラーの有無を判断し、フレームエラーレート（ＦＥＲ）を算出することになる。
尚、基地局装置１におけるフレームエラーレートの測定は、加入者局装置２から既知のＰＮパターン等を送信し、それに対してエラーレートを測定する方法であっても良い。また、既知のパターンはＰＮパターンに限定せず、既知であれば何でも良く、特に特定しない。
【００４６】
よって、従来のビットエラーレート（ＢＥＲ）測定では、一般的に１フレームに数百〜数万ビット以上のデータがあるために測定母数が膨大で、フレームエラーレート（ＦＥＲ）測定に対して１０の２乗〜４乗以上の差がでる。
即ち、フレームエラーレート（ＦＥＲ）の測定は、ビットエラーレート（ＢＥＲ）測定と比べると測定に必要な処理のＣＰＵ付加を大幅に軽減できることになる。
【００４７】
そして、フレームエラーレート（ＦＥＲ）に関する情報を加入者局装置２に送信する際は、無線アクセスシステムのトラフィックに影響を与えない程度の間隔で、無線フレームによる報知信号、許可信号、或いはＡＣＸ／ＮＡＣの送信フレームを用いて、加入者局装置２に送信する。また、送信間隔は、例えば、数十秒から数分程度として、過度にトラフィックに負荷をかけないように行う。
【００４８】
また、実際にフレームエラーレート（ＦＥＲ）に関する情報を送信する場合には、ＦＥＲの測定結果をデジタル値に変換し、デジタル値を許可信号、或いはＡＣＫ／ＮＡＣ情報（単にＡＣＫ情報と呼ぶ）、データ情報などの通常の無線通信でやりとりを行う下りフレームに含めて加入者局装置２に送信するようになっている。
尚、如何なるフレームにＦＥＲの測定結果を組み込むかについては、フレームエラーレートのディジタル値（ＦＥＲ情報）のビット数に応じて許可信号或いはＡＣＫ情報、又はデータ情報送信フレームのどれかを選んで送信するようにしてもよい。
【００４９】
ここで、基地局装置１から加入者局装置２に送信される下りフレームのフォーマットについて図５を使って説明する。図５は、本発明の無線アクセスシステムにおける基地局装置から送信される下りフレームのフォーマット図である。
基地局装置１から加入者局装置２に送信される下りフレームは、図５に示すように、送信するデータを組み込むデータ部と、ＦＥＲ測定結果をデジタル変換により１６進の値としたＦＥＲ情報と、受信したデータを正しく受信したか否かを示すＡＣＫ情報とから構成されている。尚、データ部は無い場合もある。
ここで、データ部とＡＣＫ情報の送信フレームは、従来から送信しているもので、本実施例では、データ部とＡＣＫ情報の送信フレームにＦＥＲ情報を組み入れて送信するものであり、ＦＥＲ情報送信のための特別なフレームを送信するわけではない。
【００５０】
そして、本発明の基地局装置１は、各加入者局装置から要求信号を用いて通知される各加入者局装置における送信電力設定値を受信し、当該送信電力設定値を加入者ＩＤに対応づけて記憶装置４の加入者管理情報テーブル４１（図３参照）に記憶する。
【００５１】
そして、本発明の基地局装置１では、各加入者局装置２からの要求信号を監視し、一定期間要求信号を受信しない加入者局装置２がある場合には、当該加入者局装置２に障害が発生したと判断して、ルータ５及び基幹ネットワーク６を介して管理センター７に障害発生の通知を行う。
【００５２】
ここで、管理センター７への通知の方法の一例としては、ＴＣＰ／ＩＰネットワークにおいて、ルータやコンピュータ、端末など、ネットワークに接続された通信機器をネットワーク経由で監視・制御するためのプロトコルとして知られているＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用い、ＳＮＭＰ−ＴＲＡＰメッセージで管理センター７に通知を行う。尚、ＳＮＭＰを用いる場合、記億装置４の加入者管理情報テーブル４１及びＦＥＲログ情報テーブル４２は、ＳＮＭＰの制御の対象となる機器の管理情報データベースでるところのＭＩＢ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ）に相当する。
【００５３】
また、基地局装置１は、記憶装置４の加入者管理情報テーブル４１及びＦＥＲログ情報テーブル４２を定期的に、又は管理センター７から指示によりチェックし、各加入者局装置２の状況として送信電力情報（送信電力設定値）、或いは送信電力情報とフレームエラーレート（ＦＥＲ）現在値の両方の情報を同時に管理センター７に通知している。
なお、管理センター７への各加入者局装置２の状況報告は、任意の加入者局装置２が異常と判断された場合にのみ、基地局装置１が管理センター７に行うものであってもよい。
【００５４】
また、基地局装置１は、管理センター７からの要求に応じて、指定された加入者局装置２に関して記憶装置４のＦＥＲログ情報テーブル４２に蓄積されたＦＥＲのログ情報を管理センター７に送信する。
【００５５】
管理センター７は、無線アクセスシステムのネットワーク管理を行うサイトであり、管理専用のＰＣ又はサーバーなどの処理装置を備えたものである。
そして、管理センター７は、基幹ネットワーク６及びルータ５等を介して複数の基地局装置１（図１では１つの基地局装置１のみ記載）に接続され、複数の基地局装置１および当該基地局装置１管理下の複数の加入者局装置２の状況を監視し、障害があれば障害発生の通知を受けて表示等の報知を行うものである。
【００５６】
また、管理センター７は各基地局装置１に対して、管理下の加入者局装置１の加入者ＩＤ、ＭＡＣアドレス、運用フラグなどの一般的な加入者管理情報を通知して、各基地局装置１において記憶装置４の加入者管理情報テーブル４１およびＦＥＲログ情報テーブル４２に設定されるようになっている。
【００５７】
また、管理センター７は、障害が発生した加入者局装置２を管理する基地局装置１に対して該当の加入者局装置２に関するＦＥＲのログ情報を要求し、基地局装置１から送信されるＦＥＲのログ情報を受信して記憶し、障害解析などに利用する。
【００５８】
次に、本発明の無線アクセスシステムの動作について、図１を使って説明する。
本発明の無線アクセスシステムでは、管理センター７から各基地局装置１に対して、管理下の加入者局装置１の加入者ＩＤ及び一般的な加入者管理情報が通知されて、各基地局装置１において記憶装置４の加入者管理情報テーブル４１およびＦＥＲログ情報テーブル４２に設定されている。
【００５９】
そして、基地局装置１において、定期的に任意の加入者局装置２からの上りデータ（要求信号、データ信号など）を受信すると、フレームエラーレート（ＦＥＲ）を測定し、測定結果をデジタル値に変換して当該加入者局装置２に送信すると共に、測定結果をリアルタイムなＦＥＲ情報として加入者ＩＤに対応づけて記憶装置４の加入者管理情報テーブル４１（図３参照）及びＦＥＲログ情報テーブル４２（図４参照）に記憶される。
【００６０】
基地局装置１から送信されたフレームエラーレート（ＦＥＲ）情報は、加入者局装置２で受信され、加入者局装置２において、ＦＥＲ情報の値がＦＥＲ規定値の範囲内におさまるように、また送信電力の制限値を超えないように送信電力が調整されて設定され、送信電力設定値が基地局装置１に通知（送信）される。
【００６１】
基地局装置１では、加入者局装置からの送信電力設定値を受信し、当該送信電力設定値が加入者ＩＤに対応づけて記憶装置４の加入者管理情報テーブル４１（図３参照）に記憶される。
【００６２】
上記のように、基地局装置１と加入者局装置２との間のＦＥＲ情報及び送信電力設定値のやり取りによって加入者局装置２からの送信電力を制御する過程で、基地局装置１が各加入者局装置２からの要求信号を監視し、一定期間要求信号を受信しない加入者局装置２がある場合には、当該加入者局装置２に障害が発生したと判断して、ルータ５及び基幹ネットワーク６を介して管理センター７に障害発生の通知を行い、管理センター７で障害発生を報知するような表示等を行う。
【００６３】
また、加入者局装置２において、送信電力制御の過程で、送信電力制限値に達してもフレームエラーレート（ＦＥＲ）がＦＥＲ規定値に満たないときには、加入者局装置２の故障あるいは基地局装置１への干渉波が異常に発生していると判断して、加入者局装置２が基地局装置１又は管理センター７に加入者局装置の障害、あるいは基地局装置周辺の伝搬環境に対する障害を通知し、管理センター７で障害発生の表示などによる報知を行う。
【００６４】
次に、本発明の無線アクセスシステムにおける加入者局装置２の構成例について、図６を使って説明する。図６は、本発明の無線アクセスシステムにおける加入者局装置の構成例を示すブロック図である。
本発明の無線アクセスシステムにおける加入者局装置２の構成例としては、図６に示すように、アンテナ２１と、可変ＡＴＴ（Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）２３を有するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部２２と、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部２４と、ベースバンド（Ｂａｓｅ ｂａｎｄ）部２５と、送信レベル設定手段２７を有する制御部２６とから構成されている。
【００６５】
次に、本発明の無線アクセスシステムにおける加入者局装置２を構成する各部について具体的に説明する。
アンテナ２１は、基地局装置１と無線通信を行うもので、受信した無線信号を可変ＡＴＴ２３ｂに出力し、可変ＡＴＴ２３ａから入力した無線信号を送出するようになっている。
【００６６】
ＲＦ部２２は、無線高周波信号の送受信を行い、高周波信号と中間周波信号との周波数変換を行うもので、本発明の特徴部分である送信電力制御のための高周波信号の電力調整を行う可変ＡＴＴ２３ａと、可変ＡＴＴ２３ｂを有している。
可変ＡＴＴ２３は、電気信号を減衰させるアッテネータであって、入力される設定位置に従って減衰率を変化させることができる一般的な可変アッテネータであり、可変ＡＴＴ２３ａは、ＩＦ部２４からの送信信号を高周波信号に変換した信号を減衰してアンテナ２１に出力するものであり、可変ＡＴＴ２３ｂは、アンテナ２１からの受信高周波信号を減衰してから中間周波への変換を行わせるものである。
【００６７】
ＩＦ部２４は、中間周波信号を扱う一般的なＩＦ部であり、ＲＦ部２２からの受信中間周波信号からベースバンド信号を取り出し、またベースバンド部２５からの送信ベースバンド信号を中間周波に変換してＲＦ部２２に出力するものである。
【００６８】
ベースバンド部２５は、ベースバンド信号の変調及び復調を行う一般的なベースバンド部であり、制御部２６から入力したデータをベースバンド信号に変調してＩＦ部２４に出力し、ＩＦ部２４から入力したベースバンド信号からデータを復調して制御部２６に出力するようになっている。
【００６９】
制御部２６は、加入者局装置２全体の制御を行うものであるが、本発明の特徴部分として、基地局装置１から送信されるＦＥＲの測定結果に従い、基地局装置１におけるＦＥＲが向上するように送信電力を設定する送信レベル設定手段２７を有するものである。
【００７０】
送信レベル設定手段２７は、予めフレームエラーレート（ＦＥＲ）の規定値と送信電力制限値とを記憶しておき、基地局装置１から受信したＦＥＲの測定結果がＦＥＲ規定値を満たすよう、また、送信電力が送信電力制限値を超えないように送信電力を設定するものである。
【００７１】
具体的な送信電力制御方法の例としては、前回のＦＥＲ情報を記憶しておき、例えば、現在の送信電力Ｐに対してＦＥＲを小さくするための送信電力の上昇分としてΔＰだけ電力を上昇させるように、可変ＡＴＴ２３ａの減衰率を調整するレベル設定データが生成されて可変ＡＴＴ２３ａに出力され、可変ＡＴＴ２３ａの減衰率が変化して、送信電力がΔＰだけ上げられて、次のデータは送信されるようになっている。
そして、ΔＰ電力上昇の結果、受信したＦＥＲが改善されれば、更にΔＰだけ上昇させて、次のデータは送信されるようになっている。
【００７２】
但し、この時現在の送信電力Ｐが既に規定の最大電力に達していたなら、これ以上送信電力を上げることはできないため、基地局装置１又は管理センター７に加入者局装置の障害、あるいは基地局装置周辺の伝搬環境に対する障害を通知する処理を行う。
【００７３】
本発明の実施の形態の無線アクセスシステムによれば、基地局装置１では、任意の加入者局装置２からの受信フレームでフレームエラーレート（ＦＥＲ）を測定して、測定結果を当該加入者局装置２に送信し、加入者局装置２では、受信したＦＥＲの測定結果が、予め設定されているフレームエラーレート（ＦＥＲ）の規定値の範囲内であるか判断し、範囲内でない場合に送信電力を送信電力制限値の範囲内で制御して基地局装置１にデータを送信するので、基地局装置１における送信電力制御のための負荷を軽減しながら、かつ無線通信におけるデータ伝送レートが適正化されて、システムとして保証している伝送レート（ＦＥＲ規定値）を満たした通信品質を提供できる効果がある。
【００７４】
特に、本発明の実施の形態の無線アクセスシステムでは、基地局装置１における測定を従来のようにＲＳＳＩとするのではなく、ＦＥＲ（フレームエラーレート）とすることにより、干渉波などを除去した希望波に対するエラーレートが測定できるので、無線周波数近傍の干渉波がある環境、特に干渉波が多いとき、あるいは干渉波レベルが大きい状況であっても、ＦＥＲは受信レベル（ＲＳＳＩ）のように干渉波のレベルの影響を受けないため、希望波に基づく加入者局装置２における送信電力を制御するために有効な情報を取得することができ、無線通信におけるデータ伝送レートが適正化されて、通信品質を向上できる効果がある。
【００７５】
また、本発明の実施の形態の無線アクセスシステムでは、基地局装置１における測定を従来のようにＢＥＲ（ビットエラーレート）とするのではなく、ＦＥＲ（フレームエラーレート）とすることにより、フレーム中に通常挿入されているＣＲＣビットのチェックでエラーレートが測定できるので、測定母体を小さくできるので、基地局装置１におけるフレームエラーレート（ＦＥＲ）測定のためのデータ処理に要するＣＰＵパワーを大幅に低減できる効果がある。
【００７６】
また、基地局装置１は、フレームエラーレート（ＦＥＲ）測定結果をデジタル値に変換してＦＥＲ情報とし、ＡＣＫ情報送信フレームや、許可信号などに含めて送信するので、わざわざＦＥＲ情報の送信用のフレームを生成することなく、基地局装置１から加入者局装置２への伝送負荷を増すこと無くＦＥＲ情報を送信することができる効果がある。
【００７７】
また、加入者局装置２毎に伝送路に応じたＦＥＲ規定値を予め設定して記憶しておき、基地局装置１から送信されるＦＥＲ情報がＦＥＲ規定値の範囲内におさまるように送信電力を調整して基地局装置１にデータを送信するので、伝送路の回線品質が異なる場合があっても、個々の加入者局装置２毎にＦＥＲ規定値を設定することができ、回線状況に特化した送信電力制御を行うことができる効果がある。
【００７８】
また、本発明の無線アクセスシステムによれば、加入者局装置２における送信電力制御の過程で、送信電力制限値に達してもフレームエラーレート（ＦＥＲ）がＦＥＲ規定値の範囲に満たないときには、加入者局装置２の故障あるいは基地局装置１への干渉波が異常に発生していると判断して、加入者局装置２が基地局装置１又は管理センター７に加入者局装置の障害、あるいは基地局装置周辺の伝搬環境に対する障害を通知し、管理センター７で障害発生の表示などによる報知を行うので、異常があるときにはすぐに管理センター７に通知され、障害に対して迅速に対応でき、システムの信頼性を向上できる効果がある。
【００７９】
また、本発明の無線アクセスシステムによれば、基地局装置１が、各加入者局装置２のＦＥＲ測定結果を時系列的に記憶装置４のＦＥＲログ情報テーブル４２に記憶させ、また各加入者局装置２から通知された送信電力情報（送信電力設定値）を記憶装置４の加入者管理情報テーブル４１に記憶させておき、定期的に、又は管理センター７から指示によりＦＥＲログ情報テーブル４２をチェックして、各加入者局装置２の状況として送信電力情報（送信電力設定値）、或いは送信電力情報とフレームエラーレート（ＦＥＲ）現在値の両方の情報を同時に管理センター７に通知するので、管理センター７で配下の基地局装置１及びその管理下の加入者局装置２の状況を監視でき、システムの運用管理能力が向上して安定したサービスを提供できる効果がある。
【００８０】
また、本発明の無線アクセスシステムによれば、管理センター７は、障害が発生した加入者局装置２を管理する基地局装置１に対して該当の加入者局装置２に関するＦＥＲのログ情報を要求し、基地局装置１は、指定された加入者局装置２に関して記憶装置４のＦＥＲログ情報テーブル４２に蓄積されたＦＥＲのログ情報を管理センター７に送信し、管理センター７はＦＥＲログ情報を受信して記憶し、障害解析などに利用するので、障害が起きたときには各加入者局装置のフレームエラーレートの履歴を参考にすることができ、障害の特定が容易になり、システムの運用管理能力が向上して安定したサービスを提供できる効果がある。
【００８１】
上記本発明の説明では、基地局装置１で各加入者局装置２からの上りデータ（フレーム）でフレームエラーレート（ＦＥＲ）を測定し、測定結果を加入者局装置２に送信して加入者局装置２で送信電力制御を行うものであったが、基地局装置１におけるフレームエラーレート（ＦＥＲ）の測定により、課題で説明した特願２００１−２１１７４１号又は特願２００１−３９１５２２号の提案で用いられるＲＳＳＩ測定やビットエラーレート（ＢＥＲ）測定に比べて充分基地局装置１の負荷を軽減できた場合には、従来のように、基地局装置１内で、各加入者局装置２に対する送信電力制御のための情報（送信レベルコントロール指示）を作成して各加入者局装置２に送信し、加入者局装置２では、受信した送信レベルコントロール指示に従って送信電力を変更するようにしても構わない。
【００８２】
その場合には、基地局装置１内に予め加入者局装置毎に定められたＦＥＲの規定値と送信電力上限値とを記憶しておき、任意の加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレート（ＦＥＲ）を測定し、当該フレームエラーレートの値と当該加入者局装置のＦＥＲ規定値とを比較して当該加入者局装置における送信電力上限値の範囲内で送信電力制御のための情報（送信レベルコントロール指示）を作成して当該加入者局装置２に送信する。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、基地局装置が、任意の加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレートを測定し、測定結果を加入者局装置に送信し、加入者局装置が、基地局装置から送信される測定結果を受信し、測定結果が規定のフレームエラーレートを満たすように送信電力を調整する無線アクセスシステムとしているので、高速通信環境下であっても基地局装置側の送信電力制御に係る負荷を軽減し、加入者局装置からの送信電力の適正化を図ることができ、伝送品質を向上してシステムとして保証している通信品質を提供することができる効果がある。
【００８４】
本発明によれば、基地局装置が、任意の加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレートを測定し、測定結果をデジタル値に変換し、デジタル値を通常の無線通信のために基地局装置から加入者局装置へ送信する下りフレームに含めて送信する上記無線アクセスシステムとしているので、基地局装置と加入者局装置間の伝送負荷を増すこと無く加入者局装置における送信電力制御の為の情報を送信して加入者局装置からの送信電力の適正化を図ることができ、伝送品質を向上してシステムとして保証している通信品質を提供することができる効果がある。
【００８５】
本発明によれば、加入者局装置が、予め基地局装置における規定のフレームエラーレートと、自己の送信電力の制限値とを記憶し、受信した測定結果が規定のフレームエラーレートを満たしていない場合に、送信電力の制限値の範囲内で送信電力を調整して制御する上記無線アクセスシステムとしているので、高速通信環境下であっても基地局装置で正確に測定されたフレームエラーレートに基づき、規定のフレームエラーレートを満たすことができるように加入者局装置からの送信電力の適正化を図ることができ、伝送品質を向上してシステムとして保証している通信品質を提供することができる効果がある。
【００８６】
本発明によれば、基地局装置に通信網を介して接続されて基地局装置及び加入者局装置を管理する管理センターを備え、加入者局装置が、送信電力の制限値の範囲内で送信電力を調整しても、受信した測定結果が規定のフレームエラーレートを満たさない場合には、管理センターに障害発生の通知を行う上記無線アクセスシステムとしているので、送信電力の制限範囲内の調整で規定のフレームエラーレートを満たすことができないような状況に陥る障害発生をいち早く通報でき、システムの信頼性を向上できる効果がある。
【００８７】
本発明によれば、基地局装置が、任意の加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレートを測定し、測定結果が加入者局装置に対応付けて定められている規定のフレームエラーレートを満たすように、加入者局装置に対応付けて定められた送信電力の制限値の範囲内で送信電力を調整するための制御情報を特定し、制御情報を加入者局装置に送信し、加入者局装置が、基地局装置から送信される制御情報を受信し、制御情報に従って送信電力を調整する無線アクセスシステムとしているので、高速通信環境下であっても基地局装置側の送信電力制御に係る負荷を軽減し、加入者局装置からの送信電力の適正化を図ることができ、伝送品質を向上してシステムとして保証している通信品質を提供することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線アクセスシステムの一構成例を示す構成ブロック図である。
【図２】無線フレームの構成を示すフォーマット図である。
【図３】本発明の加入者管理情報テーブル例を示すテーブル図である。
【図４】本発明のＦＥＲログ情報テーブル例を示すテーブル図である。
【図５】本発明の無線アクセスシステムにおける基地局装置から送信される下りフレームのフォーマット図である。
【図６】本発明の無線アクセスシステムにおける加入者局装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…基地局装置、 ２…加入者局装置、 ４…記憶装置、 ５…ルータ、 ６…基幹ネットワーク、 ７…管理センター、 ４１…加入者管理情報テーブル、４２…ＦＥＲログ情報テーブル

Claims (5)

1. 少なくとも１つの基地局装置と前記基地局装置と無線通信を行う少なくとも１つの加入者局装置とを有する無線アクセスシステムであって、
   前記基地局装置が、任意の加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレートを測定し、前記測定結果を前記加入者局装置に送信する基地局装置であり、
   前記加入者局装置が、前記基地局装置から送信される測定結果を受信し、前記測定結果が規定のフレームエラーレートを満たすように送信電力を調整する加入者局装置であることを特徴とする無線アクセスシステム。
2. 基地局装置が、任意の加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレートを測定し、前記測定結果をデジタル値に変換し、前記デジタル値を通常の無線通信のために前記基地局装置から前記加入者局装置へ送信する下りフレームに含めて送信する基地局装置であることを特徴とする請求項１記載の無線アクセスシステム。
3. 加入者局装置が、予め基地局装置における規定のフレームエラーレートと、自己の送信電力の制限値とを記憶し、受信した測定結果が前記規定のフレームエラーレートを満たしていない場合に、前記送信電力の制限値の範囲内で送信電力を調整して制御する加入者局装置であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線アクセスシステム。
4. 基地局装置に通信網を介して接続されて基地局装置及び加入者局装置を管理する管理センターを備え、
   加入者局装置が、送信電力の制限値の範囲内で送信電力を調整しても、受信した測定結果が規定のフレームエラーレートを満たさない場合には、前記管理センターに障害発生の通知を行う加入者局装置であることを特徴とする請求項３記載の無線アクセスシステム。
5. 少なくとも１つの基地局装置と前記基地局装置と無線通信を行う少なくとも１つの加入者局装置とを有する無線アクセスシステムであって、
   前記基地局装置が、任意の加入者局装置からの信号を受信してフレームエラーレートを測定し、前記測定結果が前記加入者局装置に対応付けて定められている規定のフレームエラーレートを満たすように、前記加入者局装置に対応付けて定められた送信電力の制限値の範囲内で送信電力を調整するための制御情報を特定し、前記制御情報を前記加入者局装置に送信する基地局装置であり、
   前記加入者局装置が、前記基地局装置から送信される制御情報を受信し、前記制御情報に従って送信電力を調整する加入者局装置であることを特徴とする無線アクセスシステム。

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