特許 6547470 親局通信装置、光通信ネットワークシステム、及び通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6547470

(24)【登録日】2019年7月5日

(45)【発行日】2019年7月24日

(54)【発明の名称】親局通信装置、光通信ネットワークシステム、及び通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/44 20060101AFI20190711BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/44 200

   H04L12/44 B

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-137703(P2015-137703)

(22)【出願日】2015年7月9日

(65)【公開番号】特開2017-22514(P2017-22514A)

(43)【公開日】2017年1月26日

【審査請求日】2018年5月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100180275

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 倫太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100161861

【弁理士】

【氏名又は名称】若林 裕介

(74)【代理人】

【識別番号】100090620

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 宣幸

(72)【発明者】

【氏名】中平 佳裕

【審査官】 野元 久道

(56)【参考文献】

【文献】 再公表特許第２０１４／０７７１６８（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１０３５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０５０８９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０９７３７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ １２／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線通信端末と無線信号を送受信する無線アンテナを有する複数の無線アンテナ装置と、無線アンテナ装置を介して無線通信端末との信号の送受信処理を行う信号処理装置との間のデータ伝送を行う光通信ネットワークシステムを構成する親局通信装置において、
それぞれの上記無線アンテナ装置に接続された子局通信装置と、スター型ネットワークにより接続し、上記信号処理装置から供給されたデータを処理して上記子局通信装置への下り信号として送出する処理、及びそれぞれの上記子局通信装置から受信した上り信号を処理して上記信号処理装置に送信するものであって、上記子局通信装置からの上り信号の受信を行う際には上記子局通信装置への上り信号送信許可を行うデータ送受信処理部と、
上記データ送受信処理部が処理する下り信号を参照して、上記無線通信端末への通信制御信号を抽出し、抽出した通信制御信号に基づいて、上記無線通信端末から送信される上り信号を予測し、上記予測の結果に基づいて、上記データ送受信処理部を制御して、当該無線通信端末が接続する上記無線アンテナ装置に対応する上記子局通信装置へ、上記予測の結果に基づいた上り信号の送信許可を送信させる帯域制御処理手段と
を有することを特徴とする親局通信装置。

【請求項2】

上記データ送受信処理部が処理する下り信号を参照して、上記無線通信端末への上り信号送信に係る資源割当の通知信号を取得し、取得した資源割当の通信信号に基づいて、上記無線通信端末から送信される上り信号のデータ量を予測し、予測した上り信号のデータ量を考慮した上り信号の送信許可を予め上記子局通信装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の親局通信装置。

【請求項3】

上記データ送受信処理部が処理する下り信号を参照して、上記無線通信端末への上り信号送信に係る資源割当の通知信号を取得し、取得した資源割当の通信信号に基づいて、上記無線通信端末から送信される上り信号のデータ量及び送信タイミングを予測し、予測した上り信号のデータ量及び送信タイミングを考慮した上り信号の送信許可を、予め上記子局通信装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の親局通信装置。

【請求項4】

無線通信端末と無線信号を送受信する無線アンテナを有する複数の無線アンテナ装置と、無線アンテナ装置を介して無線通信端末との信号の送受信処理を行う信号処理装置との間をスター型ネットワークにより接続する光通信ネットワークシステムにおいて、
それぞれの上記無線アンテナ装置に接続された子局通信装置と、上記信号処理装置と接続すると共にそれぞれの上記子局通信装置とスター型ネットワークにより接続する親局通信装置とを備え、
上記親局通信装置として請求項１〜３のいずれかに記載の親局通信装置を適用したことを特徴とする光通信ネットワークシステム。

【請求項5】

無線通信端末と、上記無線通信端末と無線信号を送受信する無線アンテナを有する複数の無線アンテナ装置と、上記無線アンテナ装置を介して上記無線通信端末との信号の送受信処理を行う信号処理装置と、それぞれの上記無線アンテナ装置と親局通信装置との間をスター型ネットワークにより接続する光通信ネットワークシステムとを備える通信システムにおいて、上記光通信ネットワークシステムとして請求項４に記載の光通信ネットワークシステムを適用したことを特徴とする通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、親局通信装置、光通信ネットワークシステム、及び通信システムに関し、例えば、無線通信端末（例えば、携帯電話端末）と接続する基地局から上位側（コア側）の有線区間のネットワークに適用し得る。

【背景技術】

【0002】

従来の携帯電話等のデジタル無線通信端末と接続するための基地局設備（通信キャリア側の通信設備）として、Ｃ−ＲＡＮ（Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と呼ばれる通信システムがある。

【0003】

Ｃ−ＲＡＮでは、基地局機能は、無線の信号処理を行うＢＢＵ（Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ Ｕｎｉｔ）と、アンテナ部分である複数のＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）に分離され、両者は通常光ファイバで直接接続される。また、Ｃ−ＲＡＮでは、１台のＢＢＵで、複数台のＲＲＨを収容する構成としている。Ｃ−ＲＡＮでは、この様な構成とする事で、サイズが大きく重量の重いＢＢＵだけを、通信キャリアのビル内（例えば、電話局の局舎内）に設置し、比較的重量の軽いアンテナ部分（ＲＲＨ）を、屋外（例えば、電柱やマンションの屋上等）に設置することができる。電柱やマンションの構造上、設置可能な装置の重量やスペースは制限されるため、屋外に設置する装置はより小型で軽量であることが望ましい。

【0004】

また、従来のＣ−ＲＡＮでは、隣接するセルや端末間で協調して干渉雑音を小さくするＣＯＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ−ｐｏｉｎｔ）と呼ばれる技術が適用される。Ｃ−ＲＡＮでは、は特にＣｏＳ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）技術が関係する。Ｃ−ＲＡＮでは、例えば、ＲＲＨの送信電力が端末の送信電力より遥かに大きい事に着目し、端末が通信すべきＲＲＨに送信している間、隣接するＲＲＨは送信を停止するといった手段でＣｏＳ（ＣＯＭＰ）が実現される。

【0005】

さらに、従来のＣ−ＲＡＮではＢＢＵとＲＲＨとの間の通信にスター型ネットワークであるＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｉ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を適用することが検討されつつある。ＰＯＮは、光ファイバを用いたアクセス網の形式で、スプリッタにより、１：Ｎの多分岐光ファイパと時分割多重分離や波長多重分離技術等を用いて、複数の加入側終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ： ＯＮＵ）を、１台の局側終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ：ＯＬＴ）で収容する構成となっている。

【0006】

従来、Ｃ−ＲＡＮでＲＲＨとＢＢＵを接続するための接続手段は、通常専用線（ＲＲＨごとの専用の光ファイバ）が用いられていたが、ＰＯＮを適用することで、局側終端装置と複数の加入側終端装置との間の光ファイバー数や距離を低減することができる。従来、Ｃ−ＲＡＮにＰＯＮを適用した技術としては、例えば、特許文献１の記載技術がある。

【0007】

特許文献１の記載技術では、各ＢＢＵ−ＲＲＨ区間をＰＯＮで構成している。すなわち、特許文献１の記載技術では、ＢＢＵにＰＯＮのＯＬＴが接続されており、各ＲＲＨにＰＯＮのＯＮＵが接続されている。したがって、特許文献１の記載技術では、上流側から順に、ＢＢＵ、ＯＬＴ、ＯＮＵ、ＲＲＨ、ユーザ端末（以下、「Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ」、「ＵＥ」とも呼ぶ）の順に接続されている。

【0008】

しかしながら、ＲＲＨとＢＢＵとの間をＰＯＮで接続する場合には、２つの課題がある。第１の課題は、Ｃ−ＲＡＮでＲＲＨとＢＢＵを接続する信号の形式であるＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）は、デジタル信号ではあるが、アナログ信号をＡ／Ｄ変換しただけの信号に近く、パケットベースではない（符号化されていない）ため、ＰＯＮではそのまま伝送できないことである、また第２の課題としては、ＣＰＲＩを伝送するための帯域が実質的な情報量の１０倍程度必要となる点である。

【0009】

従来、上述の第１の課題を解決する方法としては、ＯＬＴと各ＯＮＵとの間で、固定周期でパケットを送受信する事で、実質的に専用線の様な固定帯域の伝送線路を提供する方法がある。また、従来、上述の第２の課題に対する解決方法としては、ＣＰＲＩの信号を可逆圧縮（符号化）し、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等のパケットに挿入して、ＰＯＮの区間を伝送する方法がある（特許文献１参照）。さらに、従来、上述の第２の課題に対する解決方法としては、ＲＲＨとＢＢＵ間の通信トラフィックに応じてＰＯＮで送受信するパケットの量やタイミングを変化させることで、より効率的なデータ伝送を行う方法がある（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０１４−１０３５０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、従来のＲＲＨとＢＢＵとの間をＰＯＮで接続する通信システムでは、ＲＲＨ（ＵＥ）からＢＢＵへの上り信号の送信の都度、ＰＯＮ区間での通信制御（ＯＮＵとＯＬＴとの間の通信制御）が発生する。例えば、従来のＲＲＨとＢＢＵとの間をＰＯＮで接続する通信システムでは、ＲＲＨ（ＵＥ）からＢＢＵへの上り信号を送信する場合、ＲＲＨ側のＯＮＵから送信すべきトラヒック量をＯＬＴにＲＥＰＯＲＴ信号として伝え、ＯＬＴからＯＮＵに送信可能時刻をＧＲＡＮＴ信号（ＧＡＴＥ信号）で通知する分の遅延が発生する。すなわち、従来のＲＲＨとＢＢＵとの間をＰＯＮで接続する通信システムでは、ＢＢＵとＲＲＨとの間の通信制御に加えて、ＰＯＮ区間での通信制御が発生するため、ＰＯＮを利用しない場合と比較して、通信の遅延やスループットの低下が発生しやすくなる。

【0012】

また、ＯＬＴと各ＯＮＵとの間の通信で用いるパケットの信号を、固定周期でパケットを送受信する事で、実質的に専用線の様な固定帯域の伝送線路を提供する場合、ＯＮＵは常に固定帯域を確保するための制御信号の送受信を短いサイクルで行うためスリープ時間を長くすることが難しくなる。結果として、ＯＮＵでは、スリープ時間を確保する事で省電力制御が不利になる。一般に、長いサイクルで連続送信、連続休止をしたほうが省電力の効果は高い。

【0013】

以上のような問題に鑑みて、無線通信端末と無線信号を送受信する無線アンテナを有する無線アンテナ装置（例えば、ＲＲＨ）と、無線アンテナ装置を介して無線通信端末との信号の送受信処理を行う信号処理装置（例えば、ＢＢＵ）との間をＰＯＮで接続する際に、高速かつ効率的な通信を可能とする親局通信装置（例えば、ＯＬＴ）、光通信ネットワークシステム（例えば、ＰＯＮ）、及び通信システムが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0014】

第１の本発明は、無線通信端末と無線信号を送受信する無線アンテナを有する複数の無線アンテナ装置と、無線アンテナ装置を介して無線通信端末との信号の送受信処理を行う信号処理装置との間のデータ伝送を行う光通信ネットワークシステムを構成する親局通信装置において、（１）それぞれの上記無線アンテナ装置に接続された子局通信装置と、ＰＯＮにより接続し、上記信号処理装置から供給されたデータを処理して上記子局通信装置への下り信号として送出する処理、及びそれぞれの上記子局通信装置から受信した上り信号を処理して上記信号処理装置に送信するものであって、上記子局通信装置からの上り信号の受信を行う際には上記子局通信装置への上り信号送信許可を行うデータ送受信処理部と、（２）上記データ送受信処理部が処理する下り信号を参照して、上記無線通信端末への通信制御信号を抽出し、抽出した通信制御信号に基づいて、上記無線通信端末から送信される上り信号を予測し、上記予測の結果に基づいて、上記送受信処理部を制御して、当該無線通信端末が接続する上記子局無線アンテナ装置に対応する上記子局通信装置へ、上記予測の結果に基づいた上り信号の送信許可を送信させる帯域制御処理手段とを有することを特徴とする。

【0015】

第２の本発明は、無線通信端末と無線信号を送受信する無線アンテナを有する複数の無線アンテナ装置と、無線アンテナ装置を介して無線通信端末との信号の送受信処理を行う信号処理装置との間をＰＯＮにより接続する光通信ネットワークシステムにおいて、それぞれの上記無線アンテナ装置に接続された子局通信装置と、上記信号処理装置と接続すると共にそれぞれの上記子局通信装置とＰＯＮにより接続する親局通信装置とを備え、上記親局通信装置として第１の本発明の記載親局通信装置を適用したことを特徴とする光通信ネットワークシステム。

【0016】

第３の本発明は、無線通信端末と、上記無線通信端末と無線信号を送受信する無線アンテナを有する複数の無線アンテナ装置と、上記無線アンテナ装置を介して上記無線通信端末との信号の送受信処理を行う信号処理装置と、それぞれの上記無線アンテナ装置と親局通信装置との間をＰＯＮにより接続する光通信ネットワークシステムとを備える通信システムにおいて、上記光通信ネットワークシステムとして第２の本発明の光通信ネットワークシステムを適用したことを特徴とする通信システム。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、無線通信端末と無線信号を送受信する無線アンテナを有する無線アンテナ装置と、無線アンテナ装置を介して無線通信端末との信号の送受信処理を行う信号処理装置との間をＰＯＮで接続する際に、高速かつ効率的な通信を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態に係る通信システムの動作例について示したシーケンスである。

【図2】実施形態に係る通信システムの全体構成について示したブロック図である。

【図3】実施形態に係る通信システムを構成する各装置の内部構成及びデータ（信号）の流れについて示したブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による親局通信装置、光通信ネットワークシステム、及び通信システムの一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

【0020】

（Ａ−１）実施形態の構成
図２は、実施形態に係る通信システム１の全体構成について示したブロック図である。

【0021】

図３は、通信システム１を構成する各装置の内部構成、及びパケットの流れについて示した説明図（ブロック図）である。

【0022】

通信システム１は、ユーザが所持する無線通信端末としてのＵＥ３０を、コア側ネットワークＮに接続させるＣ−ＲＡＮの形式の通信システムである。

【0023】

通信システム１は、電話局の局舎内に配置された信号処理装置としてのＢＢＵ１０と、ＢＢＵ１０の配下に接続された３つのアンテナ装置としてのＲＲＨ２０（２０−１、２０−２、２０−３）とを有している。そして、通信システム１では、各ＲＲＨ２０が１つのセルＣを構成し、当該セルＣ内のＵＥ２０と接続する。この実施形態では、図２に示すように、ＲＲＨ２０−１、２０−２、２０−３がそれぞれセルＣ−１、Ｃ−２、Ｃ−３を構成している。なお、この実施形態では、ＢＢＵ１０の配下に接続するＲＲＨ２０の数（セルの数）は限定されないものである。また、ＢＢＵ１０は、上位側ネットワークとしてのコア側ネットワークＮに接続されている。

【0024】

そして、通信システム１では、ＢＢＵ１０とＲＲＨ２０−１、２０−２、２０−３との間の有線区間がＰＯＮ２（光通信ネットワークシステム）により接続されている。ＰＯＮ２は、電話局の局舎内でＢＢＵ１０の配下（下流側）に接続されるＯＬＴ４０（親局通信装置）と、各ＲＲＨ２０に接続されるＯＮＵ５０（子局通信装置）とを有している。ＰＯＮ２では、ＯＬＴ４０に接続された光ファイバ６０がスプリッタ５０により分岐され、それぞれＯＮＵ５０−１、５０−２、５０−３に接続されている。この実施形態では、図２に示すように、ＲＲＨ２０−１、２０−２、２０−３に、それぞれＯＮＵ５０−１、５０−２、５０−３が接続されている。すなわち、各ＯＮＵ５０は、対応するＲＲＨ２０と同じロケーション（例えば、マンションの屋上や電柱の上等）で各ＲＲＨ２０の上流側に接続されている。

【0025】

なお、ＰＯＮ２を構成するＯＬＴ４０及びＯＮＵ５０のインタフェースとしては種々のＰＯＮやＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のインタフェース（例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されるインタフェース）を適用することができる。

【0026】

すなわち、通信システム１では、図２に示すように上流側から順に、ＢＢＵ１０、ＯＬＴ４０、ＯＮＵ５０、ＲＲＨ２０、ＵＥ３０の順に接続されている。

【0027】

この実施形態では図３に示すように、ＵＥ３０は、ＲＲＨ２０と無線通信するためのＵＥ無線通信処理部３１、及びＵＥアプリケーション３２を有しているものとする。ＵＥ３０は、例えば、スマートホンやモバイルルータ等のユーザが所持するモバイル通信端末である。なお、ＵＥ３０としては種々の無線通信端末を適用することができる、この実施形態では説明を簡易とするため図３に示す構成であるものとして説明する。ＵＥ３０は、ＲＲＨ２０及びＢＢＵ１０を介してコア側のネットワーク（例えば、インターネット等のネットワーク）に接続する。ＵＥアプリケーション３２は、コア側ネットワークＮ（または、コア側ネットワークＮを経由した他のネットワーク）に接続される他の通信装置やサーバと通信することにより機能するアプリケーションソフトウェアである。

【0028】

次に、図３を用いて、ＢＢＵ１０の内部構成について説明する。図３に示すようにこの実施形態のＢＢＵ１０は、上りパケット構成機能１１、下り無線信号情報構成機能１２、統計情報保持機能１３、要求ＲＢ受付機能１４、上り必要ＲＢ量予想機能１５、及びＲＢ割当スケジューリング機能１６を有している。なお、図３では、ＢＢＵ１０の機能で、ＰＯＮ２の区間のデータ伝送処理に直接関係のない機能（例えば、ＵＥ３０に係るハンドオーバ制御機能等）の構成については図示を省略している。

【0029】

上りパケット構成機能１１は、ＲＲＨ２０（ＵＥ３０）から、ＰＯＮ２を経由してＲＲＨ２０（ＵＥ３０）から受信した上り信号を処理して、上流側（コア側ネットワークＮ）に送信する上りパケットを生成して送信（コア側ネットワークＮに送信）する。上りパケット構成機能１１は、コア側ネットワークＮにパケットを送出する際に、当該パケットのコピーを統計情報保持機能１３及び要求ＲＢ受付機能１４に供給する。上りパケット構成機能１１は、自装置宛に送信された制御信号については、コア側ネットワークＮに送信せずに統計情報保持機能１３や要求ＲＢ受付機能１４に供給する。

【0030】

下り無線信号情報構成機能１２は、上流側（コア側ネットワークＮ）から受信した下り方向のパケットを処理して、ＵＥ３０（ＲＲＨ２０）に送信する無線信号のデータ構成（例えば、無線通信用に符号化済の無線信号のデータ構成）を行い、下流側（ＯＬＴ４０）に送出する。すなわち、下り無線信号情報構成機能１２は、生成した下り方向の無線信号のデータ（情報）について、ＰＯＮ２を介してＲＲＨ２０（ＵＥ３０）に送信する処理を行う。

【0031】

統計情報保持機能１３は、供給された上り方向のパケットを分析（例えば、ＲＲＨ２０ごとに使用された帯域の推移等）を算出して保持する。

【0032】

要求ＲＢ受付機能１４は、各ＲＲＨ２０（各ＵＥ３０）からのリソースブロック（以下、「ＲＢ」とも呼ぶ）の要求を受け付ける機能を担っている。ＲＢとは資源としての無線帯域を割当てる単位である。ＢＢＵ１０では、ＵＥ３０から上り方向のＲＢ要求（以下、「上りＲＢ要求」と呼ぶ）を受付けて、当該上りＲＢ要求に応じてＵＥ３０に対するＲＢ（上り方向の無線帯域）を割当てる処理を行う。すなわち、各ＵＥ３０は、上り方向のデータ送信を行う際に、ＢＢＵ１０から所定量のデータ送信（上り方向のＲＢ）を許可する通知（以下、「上りＲＢ通知」と呼ぶ）を取得する必要がある。要求ＲＢ受付機能１４は、上りパケット構成機能１１から、上り方向のパケット（データ）が供給されると、当該上り方向のパケットを分析して上りＲＢ要求を抽出する処理を行う。

【0033】

上り必要ＲＢ量予想機能１５は、例えば、統計情報保持機能１３で保持されている統計情報と、要求ＲＢ受付機能１４で受付した上りＲＢ要求の履歴とに基づいて、次に各ＵＥ３０から要求される上り方向のＲＢ量を予測する処理を行う。上り必要ＲＢ量予想機能１５による予測処理については種々の予測アルゴリズムを適用することができるため詳しい説明については省略する。

【0034】

ＲＢ割当スケジューリング機能１６は、上り必要ＲＢ量予想機能１５が行った予測に基づいて、上り方向のＲＢを割り当てるスケジューリングを行う。

【0035】

そして、下り無線信号情報構成機能１２は、ＲＢ割当スケジューリング機能１６で行われたスケジューリングの結果に基づいて、各ＵＥ３０宛に、上り方向のＲＢを割り当てるための上りＲＢ通知を生成（上りＲＢ通知の信号を生成）して送信する。

【0036】

次に、ＯＬＴ４０の内部構成について説明する。

【0037】

ＯＬＴ４０は、データ送受信処理部としてのパケット処理部４１、パケット情報複製機能４２、上りＲＢ情報抽出機能４３、及び動的帯域割当計算機能部４４を有している。

【0038】

パケット処理部４１は、ＢＢＵ１０から供給された下り方向のパケットを処理（いずれかのＯＮＵ５を宛先とするＰＯＮ２上のパケットに変換）して、ＰＯＮ２上に送出する処理を行う。また、パケット処理部４１は、いずれかのＯＮＵ５０から受信したパケットを処理（ＢＢＵ１０に送信可能なパケットに変換）して、ＢＢＵ１０へ送信する。

【0039】

パケット処理部４１は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈに規定されるＧＥ−ＰＯＮ上のパケット処理構成のうち、動的帯域割当に係る処理構成（上りＲＢ情報抽出機能４３、及び動的帯域割当計算機能部４４）を除外した処理構成により実現することができる。

【0040】

パケット情報複製機能４２は、ＢＢＵ１０からパケット処理部４１に供給される下り方向のパケットを複製して、上りＲＢ情報抽出機能４３に供給する処理を行う。

【0041】

上りＲＢ情報抽出機能４３は、パケット情報複製機能４２から供給されたパケット（ＢＢＵ１０からの下り方向のパケット）から、上りＲＢ通知を抽出する処理を行う。そして、上りＲＢ情報抽出機能４３は、抽出した上りＲＢ通知を動的帯域割当計算機能部４４に供給する。

【0042】

動的帯域割当計算機能部４４は、ＰＯＮ２上の各ＯＮＵ５０に対して上り方向のデータ送信の帯域割当を行い、各ＯＮＵ５０からの上り信号が割り当てた帯域以下となるようにパケット処理部４１を制御する処理を行う。具体的には、動的帯域割当計算機能部４４は、各ＯＮＵ５０からの上り信号が割り当てた帯域以下となるように、パケット処理部４１が各ＯＮＵ５０に送信するＧＲＡＮＴ信号（ＧＡＴＥ信号）の送信タイミング及び内容（各ＧＲＡＮＴ信号で許可する上り信号のデータ量）を制御する。なお、動的帯域割当計算機能部４４が行う動的帯域割当の具体的方式については限定されないものであり、例えば、種々のＧＥ−ＰＯＮ上のＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）アルゴリズムを一部に利用するようにしてもよい。

【0043】

そして、動的帯域割当計算機能部４４は、パケット処理部４１が各ＯＮＵ５０から受信したＲＥＰＯＲＴ信号の内容と、上りＲＢ情報抽出機能４３から供給された上りＲＢ通知の内容も考慮して、各ＯＮＵ５０に対して割当てる処理を行う。動的帯域割当計算機能部４４が上りＲＢ通知の内容を考慮した動的帯域割当を行う処理の詳細については後述する。

【0044】

以上のように、ＯＬＴ４０では、上りＲＢ情報抽出機能４３及び動的帯域割当計算機能部４４により帯域制御処理手段が実現されている。

【0045】

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の通信システム１の動作を説明する。

【0046】

図１は、通信システム１の動作の例について示したシーケンス図である。

【0047】

図１では、ＲＲＨ２０−１により構成されるセルＣ−１に接続するＵＥ３０が上り方向のデータ送信を行う例について示している。

【0048】

図１では、初期状態において、ＯＬＴ４０とＯＮＵ５０−１との間の初期コネクションは確立しているものとして説明する。また、図１では、初期状態において、ＢＢＵ１０とＲＲＨ２０−１との間の初期コネクションは確立しているものとして説明する。

【0049】

上述のような初期状態において、ＵＥ３０がＲＲＨ２０−１と無線通信可能な状態となってセルＣ−１に参加し、ＵＥ３０とＢＢＵ１０との間でのコネクションが確立したものとする（Ｓ１０１）。このときのＵＥ３０とＢＢＵ１０との間の接続シーケンスについては種々のＣ−ＲＡＮと同様の処理を適用することができるため詳しい説明については省略する。

【0050】

次に、ＢＢＵ１０の上り必要ＲＢ量予想機能１５では、ＵＥ３０に対して、必要であると予想される上り方向のＲＢが算出される。そして、ＢＢＵ１０では、ＲＢ割当スケジューリング機能１６により、上り必要ＲＢ量予想機能１５で予想されたＲＢに対する調整及びスケジューリング（送信時刻の決定）が行われる。このとき、ＲＢ割当スケジューリング機能１６では、他の端末に対して予想された上り方向のＲＢも考慮して、当該ＵＥ３０に対する最終的なＲＢの量を決定する。以下では、ＲＢ割当スケジューリング機能１６が当該ＵＥ３０に対して最終的に決定した上り方向のＲＢの量を「Ａ」と表すものとする。以上のように、ＲＢ割当スケジューリング機能１６は、上り必要ＲＢ量予想機能１５により必要と予想されたＲＢに基づいて、最終的に割当てるＲＢの量と時刻（当該量のデータ送信タイミング）を決定する。そして、ＲＢ割当スケジューリング機能１６により決定されたＲＢの量Ａと時刻が設定された上りＲＢ通知が、下り無線信号情報構成機能１２により下り信号として構成され、ＵＥ３０宛に送出される（Ｓ１０２）。

【0051】

そして、ＵＥ３０宛の上りＲＢ通知（量Ａ）はＯＬＴ４０、ＯＮＵ５０−１、及びＲＲＨ２０−１を経由して、ＵＥ３０のＵＥ無線通信処理部３１に到達することになる（Ｓ１０３〜Ｓ１０５）。

【0052】

このとき、ＯＬＴ４０では、パケット処理部４１により、ＵＥ３０宛の上りＲＢ通知（量Ａ）が複製されて上りＲＢ情報抽出機能４３に供給される。そして、上りＲＢ情報抽出機能４３では、当該上りＲＢ通知（量Ａ）が抽出されて、動的帯域割当計算機能部４４に転送される。そして、動的帯域割当計算機能部４４は、量Ａに相当する上り方向の帯域（ＰＯＮ２上の帯域）をＵＥ３０（ＯＮＵ５０−１）に対して割当てる（Ｓ１０６）。このとき、動的帯域割当計算機能部４４は、上りＲＢ通知で指定されたＲＢの量をＰＯＮ２上の単位（ＰＯＮ２上で帯域（データ量）を表す単位）に変換する変換式を用いた処理を行うようにしてもよい。例えば、動的帯域割当計算機能部４４は、上りＲＢ通知に設定されたＲＢの量（値）に所定の係数を乗じることで、ＰＯＮ２上の単位に変換するようにしてもよい。また、このとき、動的帯域割当計算機能部４４は、上りＲＢ通知に設定された時刻を考慮して、実際にＵＥ３０から送出されるデータをＯＮＵ５０−１が転送するタイミング（以下、「予想転送タイミング」と呼ぶ）を予想して、ＧＲＡＮＴ信号に反映するようにしてもよい。例えば、動的帯域割当計算機能部４４は、上りＲＢ通知に設定された時刻に、一定時間の遅延を加えた時刻（上りＲＢ通知に設定された時刻から一定時間経過後の時刻）を予想転送タイミングとして設定するようにしてもよい。

【0053】

次に、パケット処理部４１は、動的帯域割当計算機能部４４により割り当てられた帯域（データ量）のデータ送信を、予想転送タイミングに許可する旨のＧＲＡＮＴ信号（制御信号）を、ＯＮＵ５０−１宛に送信する（Ｓ１０７）。

【0054】

一方、ＵＥ３０のＵＥアプリケーション３２においては、量ＢのＲＢに相当する上り方向のデータ送信を行うイベントが発生したものとする。そして、ＵＥアプリケーション３２は、ＵＥ無線通信処理部３１に対して、量Ｂに相当するデータを供給する（Ｓ１０８）。

【0055】

このとき、ＵＥ無線通信処理部３１は、既に量Ａの上りＲＢ通知を取得しているので、量Ｂ＜量Ａであれば一度の送信で全てのデータ送信を行うことができる。しかし、ここでは、量Ｂ＞量Ａであるものとして以後の説明を行う。この場合、ＵＥ無線通信処理部３１は、ＢＢＵ１０に対して、量Ａの分だけデータ送信を行うと共に、不足分である量Ｂ−ＡのＲＢを要求する上りＲＢ要求を送信すると判断することになる。この場合、ＵＥ無線通信処理部３１では、量Ｂ−Ａの分のトラフィックデータが残留することになる。

【0056】

したがって、ここでは、ＵＥ３０（ＵＥ無線通信処理部３１）は、ＢＢＵ１０宛に、上りＲＢ通知で指定された時刻に、量Ａのデータ送信を行う際に、量Ｂ−Ａの分の上りＲＢ要求を付加するものとする（Ｓ１０９）。なお、上りＲＢ要求（量Ｂ−Ａ）については、量Ａのデータ送信の付加情報として取り扱われ、量Ａのデータ送信の範囲内で送信可能であるものとして以下の説明を行う。

【0057】

そして、ＵＥ３０から送出されたデータ（量Ａ）が、ＲＲＨ２０−１、ＯＮＵ５０−１及びＯＬＴ４０を経由してＢＢＵ１０に到達する（Ｓ１１０〜Ｓ１１２）。

【0058】

このとき、ＯＮＵ５０−１では、既に上述のステップＳ１０７でＯＬＴ４０から量ＡのＲＢに相当するデータ送信の許可（ＧＲＡＮＴ）を取得しているので、ＯＬＴ４０に別途許可（ＲＥＰＯＲＴ信号を送信して別途ＧＲＡＮＴを取得する処理）を行う必要がない。したがって、このとき、ＯＮＵ５０−１は、ＵＥ３０から送出されたデータ（量Ａ）を取得すると、遅滞なく当該データをＯＬＴ４０に送信することが可能となる。

【0059】

そして、ＢＢＵ１０では、ＵＥ３０から供給された量Ａのデータが、上りパケット構成機能１１により所定の処理（例えば、上りパケットの生成処理）が実行される。このとき、要求ＲＢ受付機能１４では、ＵＥ３０からの上りＲＢ要求が抽出され、上り必要ＲＢ量予想機能１５に供給される。そして、上り必要ＲＢ量予想機能１５及びＲＢ割当スケジューリング機能１６により、上りＲＢ要求（不足量Ｂ−Ａ）を勘案した上りＲＢの量とその時刻が決定される。このとき、ＲＢ割当スケジューリング機能１６により最終的に決定された上り方向のＲＢの量を「Ｃ」と表すものとする。そして、ＲＢ割当スケジューリング機能１６により決定されたＲＢの量Ｃと時刻が設定された上りＲＢ通知が、下り無線信号情報構成機能１２により下り信号として構成され、ＵＥ３０宛に送出される（Ｓ１１３）。

【0060】

そして、ＵＥ３０宛の上りＲＢ通知（量Ｃ）はＯＬＴ４０、ＯＮＵ５０−１、及びＲＲＨ２０−１を経由して、ＵＥ３０のＵＥ無線通信処理部３１に到達することになる（Ｓ１１４〜Ｓ１１６）。

【0061】

このとき、ＯＬＴ４０の動的帯域割当計算機能部４４は、上述のステップＳ１０６と同様に、上りＲＢ通知（量Ｃ）に相当する上り方向の帯域をＵＥ３０に対して割当てる（Ｓ１１７）。

【0062】

次に、パケット処理部４１は、動的帯域割当計算機能部４４により割り当てられた帯域（データ量）のデータ送信を、予想転送タイミングに許可する旨のＧＲＡＮＴ信号（制御信号）を、ＯＮＵ５０−１宛に送信する（Ｓ１１８）。

【0063】

そして、ＵＥ３０（ＵＥ無線通信処理部３１）は、ＢＢＵ１０宛に、上りＲＢ通知で指定された時刻に、量Ｂ−Ａのデータ送信を行う（Ｓ１１９）。なお、ここでは、Ｃ＞（Ｂ−Ａ）でありＵＥ無線通信処理部３１において、ＲＢの量の不足は生じないものとする。

【0064】

そして、ＵＥ３０から送出されたデータ（量Ｂ−Ａ）が、ＲＲＨ２０−１、ＯＮＵ５０−１及びＯＬＴ４０を経由してＢＢＵ１０に到達する（Ｓ１２０〜Ｓ１２２）。

【0065】

このとき、ＯＮＵ５０−１では、既に上述のステップＳ１１８でＯＬＴ４０から量ＣのＲＢに相当するデータ送信の許可（ＧＲＡＮＴ）を取得しているので、ＵＥ３０から送出されたデータ（量Ｂ−Ａ）を取得すると、遅滞なく当該データをＯＬＴ４０に送信することが可能となる。

【0066】

（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

【0067】

通信システム１では、ＯＬＴ４０が、ＢＢＵ１０からＵＥ３０宛に送信された上りＲＢ通知の内容を取得して分析し、その分析結果に基づいて、ＵＥ３０で必要となる帯域（データ量）を予め割当てるＧＲＡＮＴ信号を、対応するＯＮＵ５０（当該ＵＥ３０が接続するＲＲＨ２０に係るＯＮＵ５０）に送信する処理を行っている（例えば、図１のステップＳ１０６、Ｓ１０７参照）。これにより、ＯＮＵ５０では、ＵＥ３０から上りＲＢ通知に従った上り方向のデータ送信が行われた場合でも、予めＯＬＴ４０から取得しているデータ送信の許可（ＧＲＡＮＴ）を利用して、遅滞なく当該データをＯＬＴ４０に送信することが可能となる（例えば、図１のステップＳ１１１参照）。

【0068】

ここで、仮に、ＯＬＴ４０が、上りＲＢ通知に基づいて、先行的にＧＲＡＮＴ信号を送信する処理を行わない場合を想定する。この場合、ＯＮＵ５０は、ＵＥ３０から送出されたデータを取得してから、上り方向のデータ送信を要求（上り方向の帯域（リソース）を要求）するＲＥＰＯＲＴ信号をＯＬＴ４０に送信し、ＯＬＴ４０から当該ＲＥＰＯＲＴ信号に対応するＧＲＡＮＴ信号（上り方向のデータ送信の許可）を得た後、初めてデータ送信を開始することができる。これに対して、この実施形態の通信システム１のＯＮＵ５０は、予め取得しているＧＲＡＮＴ信号に従ってＵＥ３０からのデータを転送すればよいため、遅滞なく（極めて高効率に）上り方向のデータ転送処理を行うことができる。

【0069】

また、この実施形態の通信システム１では、ＯＬＴ４０とＯＮＵ５０との間で定期的に通信するのではなく、必要なときに必要なデータだけ転送されることから、結果的にＯＮＵ５０のスリープ時間を長くすることが可能となり、省電力な動作が可能なる。例えば、ＯＬＴ４０と各ＯＮＵ５０との間で、固定周期でパケットを送受信する事で、実質的に専用線の様な固定帯域の伝送線路を提供する場合は、ＯＮＵ５０のスリープ時間を長く取ることが難しいが、この実施形態のように、上りＲＢ通知に基づいて上り方向の帯域を確保することでＯＮＵ５０を効率的に動作させてスリープ時間をより長く確保できることになる。

【0070】

さらに、この実施形態の通信システム１では、ＯＬＴ４０がＢＢＵ１０からの下り信号を複製して分析し、ＵＥ３０からの上り信号に先んじて、ＯＮＵ５０との間の上り信号の帯域を確保するだけであるため、ＢＢＵ１０及びＲＲＨ２０については従来のＣ−ＲＡＮに対応した装置をそのまま適用することができる。言い換えると、ＢＢＵ１０及びＲＲＨ２０から見て、ＰＯＮ２の区間は単なる伝送路として見ることができるためその存在を意識せずに透過的に通信することが可能な構成となっている。したがって、例えば、既存の設備としてＢＢＵ１０及びＲＲＨ２０が存在する場合でも、後から有線区間にＰＯＮ２を挿入（又は既存の有線区間のＰＯＮをこの実施形態のＰＯＮ２に置き換え）するだけで、既存の設備について上述の各効果を奏することが可能となる。

【0071】

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

【0072】

（Ｂ−１）上記の実施形態では、Ｃ−ＲＡＮに準拠したＢＢＵ１０とＲＲＨ２０との間をＰＯＮ２で伝送する構成について示したが、ＰＯＮ２はＣ−ＲＡＮに限定されず、種々の無線基地局（アンテナ装置と信号処理装置に分離された基地局）の有線区間のデータ伝送に適用し得る。

【符号の説明】

【0073】

１…通信システム、２…ＰＯＮ、１０…ＢＢＵ、１１…上りパケット構成機能、１２…下り無線信号情報構成機能、１３…統計情報保持機能、１４…要求ＲＢ受付機能、１５…上り必要ＲＢ量予想機能、１６…ＲＢ割当スケジューリング機能、４０…ＯＬＴ、４１…パケット処理部、４２…パケット情報複製機能、４３…上りＲＢ情報抽出機能、４４…動的帯域割当計算機能部、５０…スプリッタ、６０…光ファイバ、５０、５０−１、５０−２、５０−３…ＯＮＵ、２０、２０−１、２０−２、２０−３…ＲＲＨ、３０…ＵＥ、３１…ＵＥ無線通信処理部、３２…ＵＥアプリケーション、Ｎ…コア側ネットワーク、Ｃ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３…セル。

【図1】

【図2】

【図3】