JP4708162B2 - 無線通信システム及び無線通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム及び無線通信制御方法に関する。

従来より、無線接続サービスにおいて広域をカバーする広域セル方式の無線通信システムが知られている。その広域セル方式の無線通信システムの運用においては、単一のシステムを多数のユーザで共用することから、所望のネットワーク性能が得られない場合がある。また、多数のユーザからの負荷が少数の基地局にかかるために、基地局の処理能力がボトルネックとなる可能性がある。さらに、ビル影や屋内などに局所的に生じた電波の不感地帯に対して、干渉を抑制しながら対処するには、セルサイズが広大すぎる、基地局の設置コストが高い等の問題点がある。

それらの問題点に対処するための一方式として、広域セルよりも小さなピコセルを用いるピコセル方式が知られている。そのピコセル方式においては、上記電波の不感地帯にピコセルを配置することにより、サービスエリアの面的な拡張を低コストで実現することができる。また、通信トラヒックの高い場所にピコセルを配置することにより、ユーザからの負荷をピコセル基地局へ分散させることが可能となる。ピコセル方式を実現する従来のシステムとしては、セルラシステム、無線ＬＡＮシステム、成層圏プラットホーム等の異なる複数の無線通信システムを構築し、又、それら複数の無線通信システムの端末機能を有する無線端末を準備し、該無線端末が適宜接続する無線通信システムを切り替えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、広域セル方式の無線通信システムとしてセルラシステムを構築し、ピコセル方式の無線通信システムとして無線ＬＡＮシステムを構築する。
特開２００３−８７２７２号公報

しかし、上述したピコセル方式を実現する従来のシステムでは、広域セル方式とピコセル方式ではそれぞれ無線通信システムが異なるので、無線端末は複数の無線通信システムに対応しなければならず、端末コストや消費電力の増大といった問題が生じる。また、異なる無線通信システム間のハンドオーバ時には、単一の無線通信システム間のハンドオーバ時に比べて処理が複雑になる等のシステムにかかる負荷の増大も懸念される。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、広域セル方式とピコセル方式を、その無線接続サービスエリアが重なり合った環境においても、干渉を回避もしくは軽減しつつ、単一の無線通信システムで実現することのできる無線通信システム及び無線通信制御方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る無線通信システムは、特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置し、前記各セルを形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記各セルにおける干渉状況に基づき、前記各無線基地局が使用する周波数チャネル又は前記各無線基地局の送信電力を集中的に制御する集中制御局であり、前記無線基地局は、移動局装置に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信し、前記移動局装置は、所望の無線基地局から受信した前記制御信号と所望の無線基地局以外の無線基地局から受信した前記制御信号との干渉状況を表す干渉状況値を算出し、干渉状況値を前記集中制御局へ通知する、ことを特徴とする。

本発明に係る無線通信システムは、特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置し、前記各セルを形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御手段を、前記各ピコセルを形成するためのピコセル無線基地局ごとに備え、前記ピコセル無線基地局は、前記広域セルを形成するための広域セル無線基地局、他のピコセル無線基地局および移動局装置からのそれぞれの受信信号に基づいて、広域セル無線基地局、ピコセル無線基地局および移動局装置に係る各干渉状況値を算出し、周波数チャネルの空きを調べ、干渉状況値および周波数チャネルの空きに基づいて自局が使用する周波数チャネルおよび送信電力を決定し、決定した周波数チャネルおよび送信電力を他の無線基地局および移動局装置へ報知し、決定した周波数チャネルおよび送信電力を使用し、他のピコセル無線基地局から周波数チャネルおよび送信電力の通知を受けると、前記干渉状況値の算出および周波数チャネルの空きの調査を行う、ことを特徴とする。

本発明に係る無線通信システムは、特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置し、前記各セルを形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御手段を前記無線基地局ごとにと、前記各セルにおける干渉状況を集中的に把握して前記各無線基地局へ通知する集中制御局と、を備え、前記制御手段は、前記集中制御局から通知された干渉状況に基づき、自局が使用する周波数チャネルおよび送信電力を決定し、前記無線基地局は、移動局装置に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信し、前記移動局装置は、所望の無線基地局から受信した前記制御信号と所望の無線基地局以外の無線基地局から受信した前記制御信号との干渉状況を表す干渉状況値を算出し、干渉状況値を前記集中制御局へ通知する、ことを特徴とする。

本発明に係る無線通信システムは、特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置し、前記各セルを形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御手段を備え、第１の前記制御手段は、前記各セルにおける干渉状況に基づき、前記各無線基地局が使用する周波数チャネルを集中的に制御する集中制御局であり、前記無線基地局は、移動局装置に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信し、前記移動局装置は、所望の無線基地局から受信した前記制御信号と所望の無線基地局以外の無線基地局から受信した前記制御信号との干渉状況を表す干渉状況値を算出し、干渉状況値を前記集中制御局へ通知し、第２の前記制御手段は、前記各無線基地局において自律分散的に送信電力を制御するものであり、前記各無線基地局および移動局装置からのそれぞれの受信信号に基づいて、各無線基地局および移動局装置に係る各干渉状況値を算出し、干渉状況値に基づいて自局が使用する送信電力を決定する、ことを特徴とする。

本発明に係る無線通信制御方法は、特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置した無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、前記各セルを形成するための無線基地局が、移動局装置に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信する過程と、前記移動局装置が、所望の無線基地局から受信した前記制御信号と所望の無線基地局以外の無線基地局から受信した前記制御信号との干渉状況を表す干渉状況値を算出し、干渉状況値を集中制御局へ通知する過程と、前記集中制御局が、前記各無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように、前記各セルにおける干渉状況に基づき、前記各無線基地局が使用する周波数チャネル又は前記各無線基地局の送信電力を集中的に制御する過程と、を有することを特徴とする。

本発明に係る無線通信制御方法は、特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置した無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、前記各セルを形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御過程を、前記各ピコセルを形成するためのピコセル無線基地局ごとに設け、前記ピコセル無線基地局が、前記広域セルを形成するための広域セル無線基地局、他のピコセル無線基地局および移動局装置からのそれぞれの受信信号に基づいて、広域セル無線基地局、ピコセル無線基地局および移動局装置に係る各干渉状況値を算出し、周波数チャネルの空きを調べ、干渉状況値および周波数チャネルの空きに基づいて自局が使用する周波数チャネルおよび送信電力を決定し、決定した周波数チャネルおよび送信電力を他の無線基地局および移動局装置へ報知し、決定した周波数チャネルおよび送信電力を使用し、他のピコセル無線基地局から周波数チャネルおよび送信電力の通知を受けると、前記干渉状況値の算出および周波数チャネルの空きの調査を行う、ことを特徴とする。

本発明に係る無線通信制御方法は、特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置した無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、前記各セルを形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御過程を前記無線基地局ごとに設け、前記無線基地局が、移動局装置に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信し、前記移動局装置が、所望の無線基地局から受信した前記制御信号と所望の無線基地局以外の無線基地局から受信した前記制御信号との干渉状況を表す干渉状況値を算出し、干渉状況値を集中制御局へ通知し、前記集中制御局が、前記各セルにおける干渉状況を集中的に把握して前記各無線基地局へ通知し、前記無線基地局が、前記集中制御局から通知された干渉状況に基づき、自局が使用する周波数チャネルおよび送信電力を決定する、ことを特徴とする。
本発明に係る無線通信制御方法は、特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置した無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、前記各セルを形成するための無線基地局が、移動局装置に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信する過程と、前記移動局装置が、所望の無線基地局から受信した前記制御信号と所望の無線基地局以外の無線基地局から受信した前記制御信号との干渉状況を表す干渉状況値を算出し、干渉状況値を集中制御局へ通知する過程と、前記集中制御局が、前記各無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように、前記各セルにおける干渉状況に基づき、前記各無線基地局が使用する周波数チャネルを集中的に制御する過程と、前記無線基地局が、前記各無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように自律分散的に送信電力を制御する過程と、を有し、前記無線基地局が、前記各無線基地局および移動局装置からのそれぞれの受信信号に基づいて、各無線基地局および移動局装置に係る各干渉状況値を算出し、干渉状況値に基づいて自局が使用する送信電力を決定する、ことを特徴とする。

本発明によれば、広域セル方式とピコセル方式を、その無線接続サービスエリアが重なり合った環境においても、干渉を回避もしくは軽減しつつ、単一の無線通信システムで実現することができる。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。図１において、広域セル基地局１は、特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セル１００を形成する。小型無線基地局２（ピコセル基地局）は、広域セル１００と同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって、広域セル１００よりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセル２００を形成する。小型無線基地局２は、ユーザ宅等の任意の場所に、例えばユーザ自身が設置することができる。広域セル基地局１及び小型無線基地局２は、共に本無線通信システムの基地局装置であって、同一の無線通信システムの無線基地局機能を有する。従って、本無線通信システムの無線端末装置である移動局装置３は、唯一の無線通信システムの端末機能を有するのみで、広域セル基地局１及び小型無線基地局２の双方に無線接続することができる。

集中制御局４は、各小型無線基地局２に通信接続されている。広域セル基地局１及び集中制御局４は、公衆網５にそれぞれ通信接続されている。

図１に示されるように、広域セル１００とピコセル２００とは重なり合って配置されている。その重なり方は、広域セル１００内に、ピコセル２００全体が包含されてもよく、或いはピコセル２００が部分的に包含されてもよい。また、ピコセル２００同士が重なり合って配置されてもよい。また、広域セル１００内に配置するピコセル２００は、一つであってもよく、或いは複数であってもよい。

上述したように本無線通信システムにおいては、同一の無線通信システムの広域セル１００とピコセル２００が重なり合って配置され、さらにはピコセル２００同士が重なり合って配置される場合がある。このために広域セル１００及びピコセル２００において同時に同じ周波数帯を用いるときには、各セル１００，２００で使用される周波数チャネルは互いに干渉を与え合うことが起こり得る。本実施形態においては、その干渉を回避あるいは軽減するために、各セル１００，２００を形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御手段を設ける。具体的には、広域セル基地局１及び各小型無線基地局２がそれぞれ用いる周波数チャネル又は送信電力を調整する制御手段を設ける。
なお、「周波数帯」とは、ある無線通信システム全体に割り当てられた無線周波数帯域全体を指す。また、「周波数チャネル」とは、その周波数帯をさらに細分化したものを指す。例えば、ある無線通信システム全体に割り当てられた「周波数帯」が5.15GHz〜5.25GHzであったとすると、その周波数帯の中で使用可能な「周波数チャネル」としては例えば各々幅が約20MHzで中心の周波数が5.17GHz、5.19GHz、5.21GHz、5.23GHzの四種類を選択することができる。

以下、実施例を挙げて本実施形態に係る無線通信制御処理を詳細に説明する。なお、各実施例の説明においては、図１に例示されるように広域セル１００内に２つのピコセル２００が配置されている場合を例に挙げて説明する。

図２は、本発明の実施例１に係る無線通信制御処理手順を示すシーケンスチャートである。本実施例１においては、集中制御局４が集中的に周波数チャネル及び送信電力の調整を行う。

図２において、各基地局１，２及び各移動局装置３は通常動作中である（ステップＳ０）。集中制御局４は、定期的に、或いはイベントトリガ発生時（例えば、新規の小型無線基地局２の設置完了時）に、周波数チャネル切り替え・送信電力制御手順を開始し（ステップＳ１）、配下の広域セル基地局１及び各小型無線基地局２に対して、周波数チャネル切り替え・送信電力制御手順の起動を通知する（ステップＳ２）。

次いで、その通知を受信した広域セル基地局１及び各小型無線基地局２は、移動局装置３に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信する（ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５）。その制御信号は一定の周期で送信される。各移動局装置３は、受信した制御信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator））を測定して、干渉状況を表す値（例えば、Ｃ／Ｉ値（Carrier to Interference Ratio））を算出する。そして、その算出した干渉状況値を、最寄りの基地局１，２（例えば、受信信号強度が最大である基地局）に通知する（ステップＳ６，Ｓ８）。その通知を受けた基地局１，２は、受け取った干渉状況値を集中制御局４に転送する（ステップＳ７，Ｓ９）。図２の例では、移動局装置３（Ａ）の干渉状況値は、小型無線基地局２（Ａ）を介して集中制御局４に通知される。また、移動局装置３（Ｂ）の干渉状況値は、小型無線基地局２（Ｂ）を介して集中制御局４に通知される。

次いで、集中制御局４は、その受信した干渉状況値に基づき、周波数チャネル間の干渉を回避あるいは軽減するように、広域セル基地局１及び各小型無線基地局２の周波数チャネル及び送信電力を決定する（ステップＳ１０）。次いで、集中制御局４は、広域セル基地局１及び各小型無線基地局２に対して、決定した周波数チャネル及び送信電力を通知する（ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３）。

次いで、広域セル基地局１及び各小型無線基地局２は、それぞれ集中制御局４から通知された周波数チャネル及び送信電力を設定し、それぞれ移動局装置３に向けて自己の周波数チャネルを報知する（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６）。その周波数チャネルを報知する制御信号は一定の周期で送信される。次いで、広域セル基地局１及び各小型無線基地局２は、一斉に、周波数チャネル及び送信電力を変更する（ステップＳ１７）。その後、各基地局１，２及び各移動局装置３は通常動作を再開する（ステップＳ１８）。

なお、集中制御局４は広域セル基地局１及び各小型無線基地局２の周波数チャネルのみ、或いは送信電力のみを決定し、これにより各セル１００，２００における周波数チャネル間の干渉を回避あるいは軽減するようにしてもよい。

また、上記した干渉状況観測用の制御信号を用いずに、受信した無線信号に基づいて受信信号強度を測定し、干渉状況値を算出してもよい。

上述した実施例１によれば、集中制御局４によって集中的に周波数チャネル及び送信電力の調整を行うので、その調整管理を一括して行うことができる。

図３は、本発明の実施例２に係る無線通信制御処理手順を示すシーケンスチャートである。本実施例２においては、各小型無線基地局２が自律分散的に周波数チャネル及び送信電力の調整を行う。なお、図３においては、新たに小型無線基地局２（Ｂ）が設置された場合を例示している。

図３において、広域セル基地局１、小型無線基地局２（Ａ）及び各移動局装置３は通常動作中である（ステップＳ３０）。新設された小型無線基地局２（Ｂ）は、電源がオンされると（ステップＳ３１）、集中制御局４との間で、ネゴシエーションを行い、同期を確立する（ステップＳ３２）。

次いで、小型無線基地局２（Ｂ）は、干渉状況の観測を行う（ステップＳ３３）。この干渉状況の観測においては、広域セル基地局１、小型無線基地局２（Ａ）及び各移動局装置３からのそれぞれの受信信号強度を測定する。そして、測定したＲＳＳＩに基づき、広域セル基地局１、小型無線基地局２（Ａ）及び各移動局装置３に係る各干渉状況値（例えばＣ／Ｉ値）を算出する。また、周波数チャネルの空きを調べる。

次いで、小型無線基地局２（Ｂ）は、その干渉状況の観測結果に基づき、周波数チャネル間の干渉を回避あるいは軽減するように、自局が使用する周波数チャネル及び送信電力を決定する（ステップＳ３４）。次いで、小型無線基地局２（Ｂ）は、その決定した自局の周波数チャネル及び送信電力を制御情報により各基地局１，２及び各移動局装置３に報知する（ステップＳ３５）。その後、小型無線基地局２（Ｂ）は、ステップＳ３４で決定した周波数チャネル及び送信電力で通常動作を開始する（ステップＳ３６）。

次いで、小型無線基地局２（Ｂ）からの周波数チャネル及び送信電力の通知を受けた小型無線基地局２（Ａ）は、該通知によって小型無線基地局２（Ｂ）の開設に伴う周波数チャネル及び送信電力の設定を認識し、これにより干渉状況の観測を行う（ステップＳ４１）。この干渉状況の観測においては、上記ステップＳ３３と同様の観測処理を行う。また、周波数チャネルの空きを調べる。また、現在接続中の移動局装置３があれば、その移動局装置３で観測された干渉状況値を受け取る（ステップＳ４２）。図３の例では、移動局装置３（Ａ）で観測された干渉状況値を受け取る。

次いで、小型無線基地局２（Ａ）は、その干渉状況の観測結果に基づき、周波数チャネル間の干渉を回避あるいは軽減するように、自局が使用する周波数チャネル及び送信電力を決定する（ステップＳ４３）。次いで、小型無線基地局２（Ａ）は、その決定した自局の周波数チャネル及び送信電力を制御情報により各基地局１，２及び各移動局装置３に報知する（ステップＳ４４）。その後、小型無線基地局２（Ａ）は、ステップＳ４３で決定した周波数チャネル及び送信電力で通常動作を再開する（ステップＳ４５）。

なお、小型無線基地局２は、上記した小型無線基地局２の開設時以外に、例えば定期的に、周波数チャネル及び送信電力の調整を自律的に行ってもよい。

上述した実施例２によれば、各小型無線基地局２によって自律分散的に周波数チャネル及び送信電力の調整を行うので、集中制御局４にはその調整にかかる処理が不要であり、集中制御局４の装置コストを最も低く抑えることができる。

図４は、本発明の実施例３に係る無線通信制御処理手順を示すシーケンスチャートである。本実施例３においては、上記した実施例１と実施例２の組合せの一例であって、集中制御局４が干渉状況を収集して各基地局１，２に転送し、各基地局１，２がその干渉状況から自律分散的に周波数チャネル及び送信電力の調整を行う。なお、図４において、図２及び図３の各ステップに対応する部分には同一の符号を付している。

図４において、各基地局１，２及び各移動局装置３は通常動作中である（ステップＳ０）。集中制御局４は、上記図２と同様に、周波数チャネル切り替え・送信電力制御手順を開始して各基地局１，２から干渉状況値を収集する（ステップＳ１〜Ｓ９）。次いで、集中制御局４は、その収集した干渉状況値を各基地局１，２に転送する（ステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５３）。

次いで、各基地局１，２は、それぞれ集中制御局４から受け取った干渉状況値に基づき、周波数チャネル間の干渉を回避あるいは軽減するように、自局が使用する周波数チャネル及び送信電力を決定する（ステップＳ４３）。次いで、各基地局１，２は、それぞれ決定した周波数チャネル及び送信電力を設定し、それぞれ移動局装置３に向けて自己の周波数チャネルを報知する（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６）。次いで、各基地局１，２は、一斉に、周波数チャネル及び送信電力を変更する（ステップＳ１７）。その後、各基地局１，２及び各移動局装置３は通常動作を再開する（ステップＳ１８）。

なお、各移動局装置３に対して予め周波数チャネルを変更する旨を通知しておくことにより、ステップＳ１７の周波数チャネルの切り替えを円滑に行うことができる。

上述した実施例３によれば、集中制御局４によって干渉状況を収集して、各基地局１，２における自律分散的な周波数チャネル及び送信電力の調整に利用するので、詳細な干渉状況に基づいて調整を行うことができる。また、集中制御局４は干渉状況の収集及び転送を行うのみであり、集中制御局４の装置コストを低く抑えることができる。

図５は、本発明の実施例４に係る無線通信制御処理手順を示すシーケンスチャートである。本実施例４においては、上記した実施例３と同様に実施例１と実施例２の組合せの一例であって、集中制御局４が干渉状況を収集して各基地局１，２の周波数チャネルを決定し、各基地局１，２がその周波数チャネルにおける干渉状況を観測して自律分散的に送信電力の調整を行う。なお、図５において、図２及び図３の各ステップに対応する部分には同一の符号を付している。

図５において、各基地局１，２及び各移動局装置３は通常動作中である（ステップＳ０）。集中制御局４は、上記図２と同様に、周波数チャネル切り替え・送信電力制御手順を開始して各基地局１，２から干渉状況値を収集する（ステップＳ１〜Ｓ９）。次いで、集中制御局４は、その収集した干渉状況値に基づき、周波数チャネル間の干渉を回避あるいは軽減するように、各基地局１，２の周波数チャネルを決定する（ステップＳ１０ａ）。

次いで、集中制御局４は、各基地局１，２に決定した周波数チャネルを通知する（ステップＳ１１ａ，Ｓ１２ａ，Ｓ１３ａ）。次いで、各基地局１，２は、それぞれ集中制御局４から通知された周波数チャネルを設定し、それぞれ移動局装置３に向けて自己の周波数チャネルを報知する（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６）。次いで、各基地局１，２は、一斉に周波数チャネルを変更する（ステップＳ１７ａ）。

次いで、各基地局１，２は、それぞれに、上記図３と同様の干渉状況の観測を行う（ステップＳ４１）。次いで、各基地局１，２は、それぞれの干渉状況の観測結果に基づき、周波数チャネル間の干渉を回避あるいは軽減するように、自局が使用する送信電力を決定し、その決定に従って送信電力を制御する（ステップＳ４３ａ）。その後、各基地局１，２及び各移動局装置３は通常動作を再開する（ステップＳ１８）。

なお、各基地局１，２は、定期的に、送信電力の調整を自律的に行ってもよい。

上述した実施例４によれば、集中制御局４によって集中的に周波数チャネルのみの調整を行い、送信電力については各基地局１，２で自律分散的に調整するので、周波数チャネルの調整管理を一括して行うことができるとともに、送信電力の調整を各基地局１，２のリアルタイムな干渉状況に基づいて行うことができる。また、集中制御局４は送信電力の調整を行わないので、その負荷が軽減される。

上述したように本実施形態によれば、広域セル基地局１及び各小型無線基地局２がそれぞれ用いる周波数チャネル又は送信電力を調整する制御手段を設けたので、同一の無線通信システムの広域セル１００とピコセル２００が重なり合って配置されていても、さらにはピコセル２００同士が重なり合って配置されたとしても、周波数チャネル間の干渉を回避あるいは軽減することができ、通信品質を良好に保つことが可能になる。

これにより、広域セル方式とピコセル方式を単一の無線通信システムで実現することができる。この結果として、以下に示す効果が得られる。
（１）ビル影や屋内など、局所的に電波の届かない地域においても、ピコセルの配置によって十分な受信信号強度が得られ、無線接続サービスエリアの拡張に寄与することができる。
（２）ユーザ数が膨大となった場合においても、一広域セル基地局では収容しきれないユーザをピコセル基地局によって収容することができるので、所望のネットワーク性能を維持しつつユーザ数の増大に対応することができる。
（３）周波数チャネル或いは送信電力を自動的に制御することができるので、ピコセル基地局の設置に際しての事前のセル設計やチャネル設計が不要となり、人的工数の削減に繋がる。
（４）広域セル方式とピコセル方式を同一の無線通信システムで実現することができるので、無線端末は唯一つの無線通信システムに対応すればよく、端末コストや消費電力の増大を防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、無線通信方式としては、例えば、時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続方式（ＦＤＭＡ）、符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ）、空間分割多元接続方式（ＳＤＭＡ）のいずれの多元接続方式を適用してもよい。また、セルのセクタ化やアレイアンテナの導入などによる空間分割を用いることにより、さらに効率的な運用も可能である。

本発明の一実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る無線通信制御処理手順を示すシーケンスチャートである。 本発明の実施例２に係る無線通信制御処理手順を示すシーケンスチャートである。 本発明の実施例３に係る無線通信制御処理手順を示すシーケンスチャートである。 本発明の実施例４に係る無線通信制御処理手順を示すシーケンスチャートである。

符号の説明

１…広域セル基地局、２…小型無線基地局（ピコセル基地局）、３…移動局装置、４…集中制御局、５…公衆網、１００…広域セル、２００…ピコセル

Claims (8)

1. 特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置し、
   前記各セルを形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記各セルにおける干渉状況に基づき、前記各無線基地局が使用する周波数チャネル又は前記各無線基地局の送信電力を集中的に制御する集中制御局であり、
   前記無線基地局は、移動局装置に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信し、
   前記移動局装置は、所望の無線基地局から受信した前記制御信号と所望の無線基地局以外の無線基地局から受信した前記制御信号との干渉状況を表す干渉状況値を算出し、干渉状況値を前記集中制御局へ通知する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置し、
   前記各セルを形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御手段を、前記各ピコセルを形成するためのピコセル無線基地局ごとに備え、
   前記ピコセル無線基地局は、
   前記広域セルを形成するための広域セル無線基地局、他のピコセル無線基地局および移動局装置からのそれぞれの受信信号に基づいて、広域セル無線基地局、ピコセル無線基地局および移動局装置に係る各干渉状況値を算出し、周波数チャネルの空きを調べ、干渉状況値および周波数チャネルの空きに基づいて自局が使用する周波数チャネルおよび送信電力を決定し、決定した周波数チャネルおよび送信電力を他の無線基地局および移動局装置へ報知し、決定した周波数チャネルおよび送信電力を使用し、
   他のピコセル無線基地局から周波数チャネルおよび送信電力の通知を受けると、前記干渉状況値の算出および周波数チャネルの空きの調査を行う、
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置し、
   前記各セルを形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御手段を前記無線基地局ごとにと、
   前記各セルにおける干渉状況を集中的に把握して前記各無線基地局へ通知する集中制御局と、を備え、
   前記制御手段は、前記集中制御局から通知された干渉状況に基づき、自局が使用する周波数チャネルおよび送信電力を決定し、
   前記無線基地局は、移動局装置に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信し、
   前記移動局装置は、所望の無線基地局から受信した前記制御信号と所望の無線基地局以外の無線基地局から受信した前記制御信号との干渉状況を表す干渉状況値を算出し、干渉状況値を前記集中制御局へ通知する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
4. 特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置し、
   前記各セルを形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御手段を備え、
   第１の前記制御手段は、前記各セルにおける干渉状況に基づき、前記各無線基地局が使用する周波数チャネルを集中的に制御する集中制御局であり、
   前記無線基地局は、移動局装置に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信し、
   前記移動局装置は、所望の無線基地局から受信した前記制御信号と所望の無線基地局以外の無線基地局から受信した前記制御信号との干渉状況を表す干渉状況値を算出し、干渉状況値を前記集中制御局へ通知し、
   第２の前記制御手段は、前記各無線基地局において自律分散的に送信電力を制御するものであり、前記各無線基地局および移動局装置からのそれぞれの受信信号に基づいて、各無線基地局および移動局装置に係る各干渉状況値を算出し、干渉状況値に基づいて自局が使用する送信電力を決定する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
5. 特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置した無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、
   前記各セルを形成するための無線基地局が、移動局装置に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信する過程と、
   前記移動局装置が、所望の無線基地局から受信した前記制御信号と所望の無線基地局以外の無線基地局から受信した前記制御信号との干渉状況を表す干渉状況値を算出し、干渉状況値を集中制御局へ通知する過程と、
   前記集中制御局が、前記各無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように、前記各セルにおける干渉状況に基づき、前記各無線基地局が使用する周波数チャネル又は前記各無線基地局の送信電力を集中的に制御する過程と、
   を有することを特徴とする無線通信制御方法。
6. 特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置した無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、
   前記各セルを形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御過程を、前記各ピコセルを形成するためのピコセル無線基地局ごとに設け、
   前記ピコセル無線基地局が、
   前記広域セルを形成するための広域セル無線基地局、他のピコセル無線基地局および移動局装置からのそれぞれの受信信号に基づいて、広域セル無線基地局、ピコセル無線基地局および移動局装置に係る各干渉状況値を算出し、周波数チャネルの空きを調べ、干渉状況値および周波数チャネルの空きに基づいて自局が使用する周波数チャネルおよび送信電力を決定し、決定した周波数チャネルおよび送信電力を他の無線基地局および移動局装置へ報知し、決定した周波数チャネルおよび送信電力を使用し、
   他のピコセル無線基地局から周波数チャネルおよび送信電力の通知を受けると、前記干渉状況値の算出および周波数チャネルの空きの調査を行う、
   ことを特徴とする無線通信制御方法。
7. 特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置した無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、
   前記各セルを形成するための無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように制御する制御過程を前記無線基地局ごとに設け、
   前記無線基地局が、移動局装置に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信し、
   前記移動局装置が、所望の無線基地局から受信した前記制御信号と所望の無線基地局以外の無線基地局から受信した前記制御信号との干渉状況を表す干渉状況値を算出し、干渉状況値を集中制御局へ通知し、
   前記集中制御局が、前記各セルにおける干渉状況を集中的に把握して前記各無線基地局へ通知し、
   前記無線基地局が、前記集中制御局から通知された干渉状況に基づき、自局が使用する周波数チャネルおよび送信電力を決定する、
   ことを特徴とする無線通信制御方法。
8. 特定の無線通信方式の無線接続サービスエリアを提供する広域セルと、前記広域セルと同じ無線通信方式の無線接続サービスエリアであって前記広域セルよりも小さい無線接続サービスエリアを提供するピコセルとを重なり合うように配置した無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、
   前記各セルを形成するための無線基地局が、移動局装置に向けた干渉状況観測用の制御信号を送信する過程と、
   前記移動局装置が、所望の無線基地局から受信した前記制御信号と所望の無線基地局以外の無線基地局から受信した前記制御信号との干渉状況を表す干渉状況値を算出し、干渉状況値を集中制御局へ通知する過程と、
   前記集中制御局が、前記各無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように、前記各セルにおける干渉状況に基づき、前記各無線基地局が使用する周波数チャネルを集中的に制御する過程と、
   前記無線基地局が、前記各無線基地局が同時に同じ周波数帯を利用可能なように自律分散的に送信電力を制御する過程と、を有し、
   前記無線基地局が、前記各無線基地局および移動局装置からのそれぞれの受信信号に基づいて、各無線基地局および移動局装置に係る各干渉状況値を算出し、干渉状況値に基づいて自局が使用する送信電力を決定する、
   ことを特徴とする無線通信制御方法。

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