JP6672126B2 - 通信システムの制御方法、制御装置および制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信システム、通信システムの制御方法および通信装置に関する。

通信システムには、例えば、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Orthogonal Frequency Division Multiplex）等の変調方式を用いて、スマートフォン等の複数の携帯通信端末との間で通信を行うアクセスポイントやセルラ基地局等の基地局間において大量のデータを同一の周波数帯域で伝送するものがある。

また、基地局が通信を担当するセル内の複数の携帯通信端末へ下り方向の信号を送信する場合、隣接するセルの基地局からの信号との干渉をマルチセルＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）を用いて抑制する技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

"D. Gesbert et al., "Multi-cell MIMO cooperative networks: A new look at interference" IEEE Journal on selected areas in communications, Vol. 28, No. 9, pp.1380-1408, December 2010

各基地局が同一の周波数帯域でデータを伝送する場合、基地局の数が増加するに従い、基地局間において信号の干渉が発生する確率が増加するため、システム全体における周波数利用効率が劣化するという問題がある。

また、マルチセルＭＩＭＯを用いる技術は、基地局から複数の携帯通信端末への下り方向の信号と隣接するセルの基地局からの信号との間の干渉を抑制するものである。すなわち、マルチセルＭＩＭＯの技術は、例えば、複数の携帯通信端末から基地局への上り方向の信号と隣接するセルの基地局からの信号との間の干渉等に対して適用することが困難な場合がある。

本発明は、システム全体における干渉の発生を抑制できる通信システムの制御方法、制御装置および制御プログラムを提供することを目的とする。

第１の発明は、同一の周波数帯域でデータ信号を伝送する一対の通信装置を複数組有する通信システムの各組の少なくとも一方の通信装置からデータ信号の品質を示す品質情報を取得し、取得した品質情報が良好なデータ信号から並べた品質情報とデータ信号の送信電力とを含む一覧を生成し、品質情報と所定の品質との差分を各組で伝送されるデータ信号毎に算出し、品質情報が所定の品質未満のデータ信号がある場合、所定の品質未満のデータ信号の品質情報が所定の品質以上となるように、品質情報が所定の品質以上のデータ信号を送信する通信装置のうち、品質情報が良好なデータ信号を送信する通信装置から順に、算出した差分の範囲内でデータ信号の送信電力を制御することを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、送信電力を制御する処理では、品質情報が所定の品質以上のデータ信号を送信する通信装置に対して、算出した差分の範囲内でデータ信号の送信電力を所定量ずつ減少させることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、一覧を生成する処理では、取得した品質情報に含まれるＳＩＮＲ（Signal-to-Interference plus Noise power Ratio）またはＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）の値が大きなデータ信号から並べた品質情報とデータ信号の送信電力とを含む一覧を生成し、送信電力を制御する処理では、品質情報が所定の品質以上のデータ信号を送信する通信装置のうち、ＳＩＮＲまたはＲＳＳＩの値が大きなデータ信号を送信する通信装置から順に、算出した差分の範囲内でデータ信号の送信電力を制御することを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかにおいて、送信電力を制御する処理では、通信システムが通信システムの周波数帯域と異なる周波数帯域でデータ信号を伝送する他のシステムと隣接して設置され、かつ各組で伝送されるデータ信号の品質情報が所定の品質以上の場合、他のシステムの周波数帯域と重畳しない範囲内で通信システムの周波数帯域を制御することを特徴とする。

第５の発明は、同一の周波数帯域でデータ信号を伝送する一対の通信装置を複数組有する通信システムの各組の少なくとも一方の通信装置からデータ信号の品質を示す品質情報を取得する取得部と、取得した品質情報が良好なデータ信号から並べた品質情報とデータ信号の送信電力とを含む一覧を生成する生成部と、品質情報と所定の品質との差分を各組で伝送されるデータ信号毎に算出する算出部と、品質情報が所定の品質未満のデータ信号がある場合、所定の品質未満のデータ信号の品質情報が所定の品質以上となるように、品質情報が所定の品質以上のデータ信号を送信する通信装置のうち、品質情報が良好なデータ信号を送信する通信装置から順に、算出した差分の範囲内でデータ信号の送信電力を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

第６の発明は、同一の周波数帯域でデータ信号を伝送する一対の通信装置を複数組有する通信システムの各組の少なくとも一方の通信装置からデータ信号の品質を示す品質情報を取得し、取得した品質情報が良好なデータ信号から並べた品質情報とデータ信号の送信電力とを含む一覧を生成し、品質情報と所定の品質との差分を各組で伝送されるデータ信号毎に算出し、品質情報が所定の品質未満のデータ信号がある場合、所定の品質未満のデータ信号の品質情報が所定の品質以上となるように、品質情報が所定の品質以上のデータ信号を送信する通信装置のうち、品質情報が良好なデータ信号を送信する通信装置から順に、算出した差分の範囲内でデータ信号の送信電力を制御する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明は、システム全体における干渉の発生を抑制できる。

通信システムの一実施形態を示す図である。 図１に示した制御装置および基地局の一例を示す図である。 図２に示した品質テーブルの一例を示す図である。 図２に示した通信システムＳＹＳにおける制御処理の一例を示す図である。 図４に示した制御処理により更新された品質テーブルの一例を示す図である。 図４に示した制御処理により更新された品質テーブルの別例を示す図である。 図１に示した通信システムがガードバンドを周波数帯域として利用する場合の一例を示す図である。

以下、図面を用いて実施形態について説明する。

図１は、通信システムの一実施形態を示す。

図１に示した通信システムＳＹＳは、制御装置１００および４つの基地局ＢＳ（ＢＳ（１）−ＢＳ（４））を有する。

制御装置１００は、例えば、サーバ等のコンピュータ装置であり、ネットワーク等を介して、基地局ＢＳ（１）、ＢＳ（３）に接続される。制御装置１００は、制御装置１００に含まれるハードディスク装置等の記憶装置に記憶される制御プログラムを実行することにより、基地局ＢＳの動作を制御する。制御装置１００の動作については、図２、図４で説明する。

基地局ＢＳは、例えば、電話線等の物理的な回線の代わりに、音声等のデータを含む信号ｓｉｇ１または信号ｓｉｇ３の電磁波を同一の周波数帯域で送受信する通信装置である。そして、基地局ＢＳ（１）と基地局ＢＳ（２）との一組は、ＯＦＤＭの変調方式でデータを変調した信号ｓｉｇ１を、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式で双方向に伝送する。また、基地局ＢＳ（３）と基地局ＢＳ（４）との一組は、ＯＦＤＭの変調方式でデータを変調した信号ｓｉｇ３を、信号ｓｉｇ１と同じ周波数帯域のＦＤＤ方式で双方向に伝送する。そして、基地局ＢＳ（２）および基地局ＢＳ（４）は、端末局として電話線等の回線を介して接続された固定電話機等の通信機器に音声等のデータを出力する。基地局ＢＳの動作については、図２で説明する。信号ｓｉｇ１、ｓｉｇ３は、データ信号の一例である。

なお、図１に示した通信システムＳＹＳでは、制御装置１００に接続された基地局ＢＳ（１）、ＢＳ（３）を通信システムＳＹＳの上流側とし、基地局ＢＳ（２）、ＢＳ（４）の端末局を通信システムＳＹＳの下流側とする。これにより、基地局ＢＳ（１）から基地局ＢＳ（２）に送信される信号ｓｉｇ１は、“下り方向の信号ｓｉｇ１”とも称され、基地局ＢＳ（２）から基地局ＢＳ（１）に送信される信号ｓｉｇ１は、“上り方向の信号ｓｉｇ１”とも称される。同様に、基地局ＢＳ（３）から基地局ＢＳ（４）に送信される信号ｓｉｇ３は、“下り方向の信号ｓｉｇ３”とも称され、基地局ＢＳ（４）から基地局ＢＳ（３）に送信される信号ｓｉｇ３は、“上り方向の信号ｓｉｇ３”とも称される。

また、図１に示すように、基地局ＢＳ（２）と基地局ＢＳ（３）との間の距離は、基地局ＢＳ（１）と基地局ＢＳ（２）との間の距離および基地局ＢＳ（３）と基地局ＢＳ（４）との間の距離より短いとする。そして、基地局ＢＳ（２）および基地局ＢＳ（３）は、互いに同じ周波数帯域で信号ｓｉｇ１と信号ｓｉｇ３とをそれぞれ送受信する。このため、基地局ＢＳ（２）は、下り方向の信号ｓｉｇ１とともに下り方向の信号ｓｉｇ３を受信し、基地局ＢＳ（３）は、上り方向の信号ｓｉｇ３とともに上り方向の信号ｓｉｇ１を受信する場合がある。

なお、基地局ＢＳ（１）−ＢＳ（４）の各々は、例えば、アクセスポイントやセルラ基地局等でもよく、各基地局ＢＳの配下のセル内のスマートフォン等の複数の携帯通信端末との間で無線通信を行ってもよい。

また、図１に示した通信システムＳＹＳは、６以上の複数の基地局ＢＳ、すなわち３以上の複数組を有してもよい。また、基地局ＢＳは、信号ｓｉｇ１または信号ｓｉｇ３をＴＤＤ（Time Division Duplex）方式で伝送してもよい。

図２は、図１に示した制御装置１００および基地局ＢＳ（１）の一例を示す。

制御装置１００は、例えば、コンピュータ装置であり、制御部１０、記憶部２０およびＩＦ（Interface）部３０を有する。

制御部１０は、プロセッサ等であり、制御装置１００の記憶部２０に記憶された制御プログラムを実行することで、取得部１１および算出部１２として動作するとともに、制御装置１００の各要素を制御する。

取得部１１は、基地局ＢＳ（１）−ＢＳ（４）の各々におけるＳＩＮＲ（Signal-to-Interference plus Noise power Ratio）、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）および設定されている送信電力を含むデータを取得するための制御指示を、ネットワークＮＷを介して基地局ＢＳ（１）および基地局ＢＳ（３）に送信する。そして、取得部１１は、基地局ＢＳ（１）−ＢＳ（４）のＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力のデータを、ネットワークＮＷを介して基地局ＢＳ（１）および基地局ＢＳ（３）から取得する。制御部１０は、取得したＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力を用いて品質テーブルＴＬを生成し、生成した品質テーブルＴＬを記憶部２０に記憶する。ＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力は、品質情報の一例である。品質テーブルＴＬについては、図３で説明する。

なお、取得部１１が取得する基地局ＢＳ（２）、ＢＳ（４）の端末局の送信電力については、制御装置１００の制御指示に基づいて、基地局ＢＳ（１）および基地局ＢＳ（３）それぞれが決定した基地局ＢＳ（２）、ＢＳ（４）の送信電力でもよい。

算出部１２は、例えば、品質テーブルＴＬを記憶部２０から読み出し、読み出した品質テーブルＴＬを用いて、取得した各組のＳＩＮＲから組毎に予め設定されている所定のＳＩＮＲを差し引いた差分を組毎に算出する。所定のＳＩＮＲは、所定の品質の一例である。

そして、制御部１０は、例えば、算出された各組の差分を用いて、取得したＳＩＮＲが所定のＳＩＮＲより大きいか否か、すなわち各組の基地局ＢＳにおいて送信電力を引き下げた場合でも所定のＳＩＮＲ以上のＳＩＮＲを達成できる余力を有するか否かを判定する。制御部１０は、余力を有する組の基地局ＢＳに対して、信号ｓｉｇ１または信号ｓｉｇ３の送信電力を所定量減少させる制御指示を出力する。そして、余力を有する組の基地局ＢＳの送信電力を減らすことにより、余力を有する組の基地局ＢＳに隣接する組の基地局ＢＳにおいて、余力を有する組の基地局ＢＳからの信号ｓｉｇ１または信号ｓｉｇ３の受信電力が減り干渉の発生を抑制できる。制御部１０の動作については、図４で説明する。

記憶部２０は、ハードディスク装置またはメモリ等であり、制御プログラムや品質テーブルＴＬ等を記憶する。

なお、制御プログラムは、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスクやＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の可搬型記憶媒体に記録して頒布されてもよい。あるいは、制御プログラムは、ＩＦ部３０を介して、ネットワークＮＷ等を通じてダウンロードされ、記憶部２０に格納されてもよい。

ＩＦ部３０は、ネットワークインタフェース等であり、ネットワークＮＷとの間でデータを送受信する。また、ＩＦ部３０は、ネットワークＮＷを介して、各基地局ＢＳのＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力を含むデータを、基地局ＢＳ（１）および基地局ＢＳ（３）の各々から受信する。また、ＩＦ部３０は、制御部１０からの制御指示を含む信号を、基地局ＢＳ（１）および基地局ＢＳ（３）に送信する。

基地局ＢＳ（１）は、アンテナＡＴ、送受信部５０、制御部６０およびＩＦ部７０を有する。なお、基地局ＢＳ（２）−ＢＳ（４）についても、基地局ＢＳ（１）と同様の要素を有する。

送受信部５０は、例えば、ＩＦ部７０および制御部６０を介して、固定電話機等の通信機器から音声等を含むデータを受信し、受信したデータに対してＯＦＤＭの変調方式で変調し、信号ｓｉｇ１を生成する。送受信部５０は、アンテナＡＴを介して、生成した信号ｓｉｇ１をＦＤＤ方式で基地局ＢＳ（２）に送信する。

一方、送受信部５０は、アンテナＡＴを介して、基地局ＢＳ（２）により送信された上り方向の信号ｓｉｇ１をＦＤＤ方式で受信し、受信した信号ｓｉｇ１に対してＯＦＤＭの復調処理を実行し、復調したデータを制御部６０に出力する。また、送受信部５０は、例えば、受信した信号ｓｉｇ１のＳＩＮＲおよびＲＳＳＩを測定する機能を有し、測定したＳＩＮＲおよびＲＳＳＩの値を制御部６０に出力する。

制御部６０は、プロセッサ等であり、基地局ＢＳ（１）に含まれるメモリ等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、基地局ＢＳ（１）の各要素を制御する。

制御部６０は、例えば、基地局ＢＳ（１）の送信電力を所定量減少させる制御指示を制御装置１００から受信した場合、設定されている送信電力から所定量減少させた送信電力を、基地局ＢＳ（１）に設定する。また、制御部６０は、基地局ＢＳ（２）の送信電力を所定量減少させる制御指示を制御装置１００から受信した場合、基地局ＢＳ（２）に設定した送信電力から所定量を減少させた送信電力を、基地局ＢＳ（２）の新たな送信電力として決定する。そして、制御部６０は、送受信部５０を介して、決定した送信電力を含む信号ｓｉｇ１を基地局ＢＳ（２）に送信し、基地局ＢＳ（２）に対して決定した送信電力を設定させる。

また、制御部６０は、ＳＩＮＲ等を取得する制御指示を制御装置１００から受信した場合、送受信部５０により測定された信号ｓｉｇ１のＳＩＮＲおよびＲＳＳＩ、および基地局ＢＳ（１）の送信電力のデータを、ネットワークＮＷを介して制御装置１００に送信する。また、制御部６０は、基地局ＢＳ（２）のＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力を取得する指示を含む信号ｓｉｇ１を、送受信部５０を介して基地局ＢＳ（２）に送信する。そして、制御部６０は、基地局ＢＳ（２）から受信した上り方向の信号ｓｉｇ１に含まれる基地局ＢＳ（２）のＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力のデータを制御装置１００に送信する。

なお、制御部６０は、基地局ＢＳ（２）からＳＩＮＲおよびＲＳＳＩを取得する代わりに、基地局ＢＳ（２）のＳＩＮＲおよびＲＳＳＩを推定してもよい。例えば、制御部６０は、基地局ＢＳ（２）に設定している送信電力と、送受信部５０が測定したＳＩＮＲおよびＲＳＳＩとを用いて、基地局ＢＳ（１）と基地局ＢＳ（２）との間の伝搬路における信号ｓｉｇ１の伝搬損失を算出する。そして、制御部６０は、算出した伝搬損失と、基地局ＢＳ（１）の送信電力とを用いて、基地局ＢＳ（２）におけるＳＩＮＲおよびＲＳＳＩを推定する。制御部６０は、推定した基地局ＢＳ（２）のＳＩＮＲおよびＲＳＳＩを、基地局ＢＳ（２）に設定している送信電力とともに制御装置１００に送信してもよい。

ＩＦ部７０は、例えば、入出力インタフェースまたはネットワークインタフェース等であり、ネットワークＮＷを介して制御装置１００との間でデータを送受信する。また、ＩＦ部７０は、電話線等の回線を用いて１または複数の固定電話機等の通信機器と接続され、各通信機器との間で音声等のデータを送受信する。

図３は、図２に示した品質テーブルＴＬの一例を示す。品質テーブルＴＬは、信号の領域と、最低受信感度の領域と、送信電力の領域と、所定ＳＩＮＲの領域と、ＲＳＳＩの領域と、ＳＩＮＲの領域とをそれぞれ含む複数のエントリーを有する。信号の領域には、例えば、“ｓｉｇ１（上り）”等のように各組の基地局ＢＳが伝送する信号を識別する情報と、伝搬方向を示す情報とが格納される。

なお、制御装置１００の制御部１０は、例えば、ＲＳＳＩおよびＳＩＮＲの領域に格納されるＲＳＳＩまたはＳＩＮＲの値が大きい、すなわち通信環境が良好で、他の組からの信号の干渉による影響が小さい信号から信号の領域に格納する。

最低受信感度の領域には、各組の基地局ＢＳに要求される最低の受信感度の値が格納される。なお、最低受信感度の領域に格納される値は、例えば、制御装置１００に含まれるキーボード等の入力装置を用いて、通信システムＳＹＳの管理者等による入力操作により予め入力されることが好ましい。

送信電力の領域には、信号の領域に格納される信号を送信する基地局ＢＳに設定されている送信電力が格納される。所定ＳＩＮＲの領域には、信号の領域に格納される信号に対して要求される品質を示す所定のＳＩＮＲの値が格納される。なお、所定ＳＩＮＲの領域に格納される値は、例えば、制御装置１００の入力装置を用いて、通信システムＳＹＳの管理者等による入力操作により予め入力されることが好ましい。

ＲＳＳＩおよびＳＩＮＲの領域には、信号の領域に格納される信号を受信した基地局ＢＳの送受信部５０が測定したＲＳＳＩおよびＳＩＮＲの値が格納される。

図４は、図２に示した通信システムＳＹＳにおける制御処理の一例を示す。図４に示した処理は、制御装置１００が基地局ＢＳ（１）、ＢＳ（２）の組に対して制御処理を実行する場合を示す。すなわち、図４に示した処理は、通信システムの制御方法および制御プログラムの一実施形態である。なお、制御装置１００が基地局ＢＳ（３）、ＢＳ（４）の組に対して制御処理を実行する場合についても、図４と同様の処理が実行される。

ステップＳ１００では、取得部１１は、各基地局ＢＳにおけるＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力のデータを取得するための制御指示を、ネットワークＮＷを介して基地局ＢＳ（１）および基地局ＢＳ（３）にそれぞれ送信する。

次に、ステップＳ１１０では、取得部１１は、ステップＳ１００で送信した制御指示に対する各基地局ＢＳのＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力のデータを、ネットワークＮＷを介して基地局ＢＳ（１）および基地局ＢＳ（３）からそれぞれ受信する。そして、制御部１０は、受信した各基地局ＢＳのＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力を用いて、図３に示した品質テーブルＴＬを生成し、生成した品質テーブルＴＬを記憶部２０に記憶する。

次に、ステップＳ１２０では、算出部１２は、ステップＳ１１０で生成された品質テーブルＴＬを記憶部２０から読み出す。そして、算出部１２は、読み出した品質テーブルＴＬのＳＩＮＲの領域に格納されたＳＩＮＲから、所定ＳＩＮＲの領域に格納された所定のＳＩＮＲを減算した差分を、信号の領域に格納された信号毎に算出する。

次に、ステップＳ１３０では、制御部１０は、品質テーブルＴＬのうち１番目の列に格納された信号を伝送する基地局ＢＳの組から順に処理対象の組とする。そして、制御部１０は、ステップＳ１２０で算出された差分に基づいて、処理対象の組の基地局ＢＳに設定された送信電力から１ｄＢ等の所定量を引き下げた場合でも所定のＳＩＮＲ以上のＳＩＮＲの余力を有するか否かを判定する。

例えば、図３に示した品質テーブルＴＬにおいて、信号の領域に“ｓｉｇ１（上り）”が格納された上り方向の信号ｓｉｇ１の場合、ＳＩＮＲの領域に格納された基地局ＢＳ（１）のＳＩＮＲは、２５ｄＢであり、所定ＳＩＮＲの領域に格納された所定のＳＩＮＲは、１５ｄＢである。すなわち、ＳＩＮＲの差分は、＋１０ｄＢとなる。この場合、例えば、上り方向の信号ｓｉｇ１を送信する基地局ＢＳ（２）の送信電力を１ｄＢの所定量引き下げた場合でも、基地局ＢＳ（１）におけるＳＩＮＲは２４ｄＢとなる。すなわち、基地局ＢＳ（２）は、所定のＳＩＮＲ以上を達成できる余力を有することを示す。このように、処理対象の組の基地局ＢＳにＳＩＮＲの余力がある場合、制御装置１００の処理は、ステップＳ１４０の処理に移る。

一方、例えば、信号の領域に“ｓｉｇ３（上り）”が格納された３番目の列の上り方向の信号ｓｉｇ３の場合、ＳＩＮＲの領域に格納された基地局ＢＳ（４）におけるＳＩＮＲは、２０ｄＢであり、所定ＳＩＮＲの領域に格納された所定のＳＩＮＲは、２０ｄＢである。すなわち、ＳＩＮＲの差分は、０ｄＢとなる。この場合、上り方向の信号ｓｉｇ３を送信する基地局ＢＳ（４）の送信電力を１ｄＢの所定量引き下げた場合、基地局ＢＳ（３）におけるＳＩＮＲは１９ｄＢとなり、所定のＳＩＮＲ未満となる。すなわち、基地局ＢＳ（４）は、所定のＳＩＮＲ以上を達成できる余力がないことを示す。このように、処理対象の組の基地局ＢＳにＳＩＮＲの余力がない場合、制御装置１００の処理は、ステップＳ１８０に移る。

なお、所定量は、基地局ＢＳが設置される場所や、通信システムＳＹＳに要求される通信の品質や処理能力等に基づいて、ステップＳ１２０で算出されたＳＩＮＲの差分の範囲内で適宜設定されることが好ましい。

ステップＳ１４０では、制御部１０は、品質テーブルＴＬのうちＳＩＮＲの領域に格納されたＳＩＮＲの値が、所定ＳＩＮＲ領域に格納された所定のＳＩＮＲ未満、すなわちステップＳ１２０で算出された差分が負の値となる基地局ＢＳがあるか否かを判定する。

例えば、図３に示した品質テーブルＴＬにおいて、信号の領域に“ｓｉｇ３（下り）”が格納された４番目の列の下り方向の信号ｓｉｇ３の場合、基地局ＢＳ（３）におけるＳＩＮＲは、１０ｄＢであり、所定ＳＩＮＲの領域に格納された所定のＳＩＮＲの２０ｄＢより小さい値を示す。この場合、図１に示した通信システムＳＹＳにおいて、基地局ＢＳ（２）と基地局ＢＳ（３）との間の距離が他の基地局ＢＳとの距離と比べて短いことから、制御部１０は、例えば、基地局ＢＳ（２）が送信する上り方向の信号ｓｉｇ１が基地局ＢＳ（３）に漏れ込み、干渉が発生していると判定する。そして、ＳＩＮＲが所定ＳＩＮＲ未満となる基地局ＢＳがある場合、制御装置１００の処理は、ステップＳ１５０に移る。

一方、ＳＩＮＲが所定のＳＩＮＲ未満となる基地局ＢＳがない場合、制御部１０は、全ての基地局ＢＳの組において送信電力が適切に設定されていると判断する。この場合、制御装置１００の処理は、ステップＳ１８０に移る。

ステップＳ１５０では、制御部１０は、所定のＳＩＮＲ以上を示す処理対象の組の基地局ＢＳに対して、所定量減少させた送信電力を設定させる制御指示を、ネットワークＮＷを介して基地局ＢＳ（１）に送信する。

次に、ステップＳ１６０では、取得部１１は、ステップＳ１５０の処理後における各基地局ＢＳのＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力のデータを再取得するための制御指示を、ネットワークＮＷを介して基地局ＢＳ（１）および基地局ＢＳ（３）にそれぞれ送信する。

次に、ステップＳ１７０では、取得部１１は、ステップＳ１６０で送信した制御指示に対する各基地局ＢＳのＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力のデータを、ネットワークＮＷを介して基地局ＢＳ（１）および基地局ＢＳ（３）からそれぞれ受信する。そして、制御部１０は、受信した各基地局ＢＳのＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力を、図３に示した品質テーブルＴＬの送信電力、ＲＳＳＩおよびＳＩＮＲの領域に格納し更新する。この場合、制御装置１００の処理は、ステップＳ１２０に移る。

ステップＳ１８０では、制御部１０は、次の処理対象があるか否かを判定する。次の処理対象がある場合、制御装置１００の処理は、ステップＳ１３０に移る。一方、次の処理対象がない場合、制御装置１００は制御処理を終了する。そして、制御装置１００は、通信システムＳＹＳに新たな基地局ＢＳの組が設置される、あるいは制御装置１００の入力装置を介して管理者等からの制御指示を受けた等の場合に、ステップＳ１００からステップＳ１８０の処理を実行する。

一方、ステップＳ２００では、基地局ＢＳ（１）の制御部６０は、ステップＳ１００で制御装置１００により送信された制御指示に基づいて、基地局ＢＳ（１）、ＢＳ（２）のＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力のデータを含む信号を、ネットワークＮＷを介して制御装置１００に送信する。

次に、ステップＳ２１０では、制御部６０は、ステップＳ１５０で制御装置１００により送信された制御指示に基づいて、基地局ＢＳ（１）または基地局ＢＳ（２）に設定されている送信電力から所定量を減少させた値を、新たな送信電力として決定する。

なお、制御部６０は、ステップＳ１５０で制御装置１００により送信された制御指示に基づいて、同じ組の基地局ＢＳ（１）、ＢＳ（２）の送信電力を所定量減少させてもよい。

次に、ステップＳ２２０では、制御部６０は、ステップＳ２１０で決定した送信電力を基地局ＢＳ（２）に設定させる制御指示を含む信号ｓｉｇ１を、送受信部５０を介して基地局ＢＳ（２）に送信する。なお、ステップＳ２１０で決定した送信電力が基地局ＢＳ（１）に対するものである場合、制御部６０は、基地局ＢＳ（１）に設定する。

次に、ステップＳ２３０では、制御部６０は、ステップＳ１６０で制御装置１００により送信された制御指示に基づいて、基地局ＢＳ（１）、ＢＳ（２）のＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力のデータを含む信号を、ネットワークＮＷを介して制御装置１００に送信する。基地局ＢＳ（１）は、制御処理を終了する。

そして、基地局ＢＳ（１）は、制御装置１００からの制御指示を受信する度に、ステップＳ２００からステップＳ２３０の処理を実行する。

一方、ステップＳ３００では、基地局ＢＳ（２）の制御部６０は、ステップＳ２３０で基地局ＢＳ（１）により送信された信号ｓｉｇ１に含まれる制御指示に基づいて、新たな送信電力を基地局ＢＳ（２）に設定する。

そして、基地局ＢＳ（２）は、制御装置１００からの制御指示を受信する度に、ステップＳ３００の処理を実行する。

図５は、図４に示した制御処理により更新された品質テーブルＴＬの一例を示す。図５に示した品質テーブルＴＬにおいて、信号の領域に“ｓｉｇ１（上り）”が格納された上り方向の信号ｓｉｇ１を送信する基地局ＢＳ（２）の送信電力は、図３に示した品質テーブルＴＬの４０ｄＢｍから３０ｄＢｍに減少している。これは、図３の品質テーブルＴＬが示すように、上り方向の信号ｓｉｇ１を送信する基地局ＢＳ（２）のＳＩＮＲの差分は＋１０ｄＢであり、図４に示した処理のステップＳ１５０では、１ｄＢの所定量ずつ基地局ＢＳの送信電力を減少させることから、制御装置１００が、基地局ＢＳ（２）に対して送信電力の制御指示を１０回送信したことを示す。

一方、図５に示した品質テーブルＴＬにおいて、信号の領域に“ｓｉｇ３（下り）”が格納された下り方向の信号ｓｉｇ３を受信する基地局ＢＳ（４）のＳＩＮＲは、図３に示した品質テーブルＴＬの１０ｄＢから２０ｄＢに増加している。これは、基地局ＢＳ（２）が送信する上り方向の信号ｓｉｇ１の送信電力が小さくなったことにより、基地局ＢＳ（３）において上り方向の信号ｓｉｇ１による干渉の発生が抑制されたことを示す。これにより、通信システムＳＹＳは、システム全体におけるスループットおよび周波数利用効率を向上させることができる。

また、図５に示した品質テーブルＴＬに格納される信号の順序は、図３に示した品質テーブルＴＬと同一のため、制御装置１００は、制御処理を常に同じ順序で各基地局ＢＳに実行でき、所定の時間内で制御処理を終了させることができる。

なお、図４に示した制御処理のステップＳ１７０において、制御部１０は、ステップＳ１１０の場合と同様に、ステップＳ１６０で再取得したＳＩＮＲまたはＲＳＳＩの値が大きい、すなわち通信環境が良好で、他の組からの信号の干渉による影響が小さい信号から順に、品質テーブルＴＬに格納して並び変えてもよい。この場合、制御部１０は、ステップＳ１７０の処理後のステップＳ１３０において、１列目に格納された信号を送信する基地局ＢＳの組を処理対象の組とすることが好ましい。

図６は、図４に示した制御処理により更新された品質テーブルＴＬの別例を示す。図６に示した品質テーブルＴＬを用いることにより、制御装置１００は、通信環境が良好で、信号の干渉による影響が小さい組から順に制御処理を実行でき、図５に示した品質テーブルＴＬを用いる場合と比べて、送信電力を容易に最適化できる。

また、図１に示した通信システムＳＹＳは、防災無線システム等の他の通信システムが隣接する場合、通信システムＳＹＳの周波数帯域と他の通信システムの周波数帯域との間にガードバンドを設けて設置される。そして、制御装置１００が図４に示した制御処理を通信システムＳＹＳに実行することにより、他の通信システムに対しても信号ｓｉｇ１または信号ｓｉｇ３の漏れ込みによる干渉の発生を抑制できる。この場合、制御装置１００は、図４に示した制御処理を実行した後、ガードバンドを通信システムＳＹＳの周波数帯域として利用してもよい。

図７は、図１に示した通信システムＳＹＳがガードバンドを周波数帯域として利用する場合の一例を示す。図７の縦軸は受信電力を示し、横軸は周波数を示す。

図７（ａ）では、周波数ｆ３から周波数ｆ４の周波数帯域は、制御装置１００が制御処理を実行する前の通信システムＳＹＳの周波数帯域のスペクトルを網掛けの領域で示す。また、周波数ｆ１から周波数ｆ２の周波数帯域は、他の通信システムの周波数帯域のスペクトルを実線で示す。また、周波数ｆ２から周波数ｆ３の周波数帯域は、ガードバンドを示す。図７（ａ）では、通信システムＳＹＳの周波数帯域のスペクトルは、ＯＦＤＭの変調方式のものを示し、受信電力Ｐ２を有する。そして、通信システムＳＹＳのスペクトルのうち、受信電力Ｐ１以下の周波数ｆ２から周波数ｆ３と周波数ｆ４から周波数ｆ５との周波数帯域は、マルチパス等の影響により生じた成分を示す。

図７（ｂ）は、制御装置１００が、通信システムＳＹＳに制御処理を実行した後、通信システムＳＹＳの周波数帯域をガードバンドまで拡張した場合の通信システムＳＹＳの周波数帯域のスペクトルを網掛けの領域で示す。図７（ｂ）に示すように、通信システムＳＹＳの拡張前の周波数ｆ３から周波数ｆ４の周波数帯域における受信電力は、制御装置１００の制御処理により受信電力Ｐ２から受信電力（Ｐ２−Ｐ１）に減少する。これにより、マルチパス等の影響による周波数ｆ２−ｆ３と周波数ｆ４−ｆ５との周波数帯域における受信電力は、通信システムＳＹＳの受信電力（Ｐ２−Ｐ１）および他の通信システムの受信電力と比べて非常に小さくなる。これにより、マルチパス等の影響が抑制されることから、制御装置１００は、通信システムＳＹＳの周波数帯域を、ガードバンドを含む周波数ｆ２から周波数ｆ４の周波数帯域に拡張しても、信号ｓｉｇ１等の漏れ込みによる他の通信システムとの干渉を回避できる。また、通信システムＳＹＳは、周波数帯域を拡張することによりスループットおよび周波数利用効率を向上させることができる。

以上、図１から図７に示した実施形態では、制御装置１００は、通信システムＳＹＳの各組の基地局ＢＳからＳＩＮＲ、ＲＳＳＩおよび送信電力を含むデータを取得する。制御装置１００は、取得したデータを用いて、ＳＩＮＲが所定のＳＩＮＲ未満となる組の基地局ＢＳがある場合、ＳＩＮＲが所定のＳＩＮＲ以上の組の基地局ＢＳが送信する信号による干渉が発生していると判定する。そこで、制御装置１００は、所定のＳＩＮＲ未満の組のＳＩＮＲが所定のＳＩＮＲ以上となるように、ＳＩＮＲが所定のＳＩＮＲ以上の組の基地局ＢＳに対して、算出したＳＩＮＲから所定のＳＩＮＲを差し引いた差分の範囲内で送信電力を制御する。これにより、通信システムＳＹＳは、システム全体における干渉の発生を抑制でき、スループットおよび周波数利用効率を向上させることができる。

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。

１０，６０…制御部；２０…記憶部；３０，７０…ＩＦ部；５０…送受信部；ＡＴ…アンテナ；ＢＳ（１）−ＢＳ（４）…基地局；ＮＷ…ネットワーク；ｓｉｇ１，ｓｉｇ３…信号；ＳＹＳ…通信システム

Claims (6)

1. 同一の周波数帯域でデータ信号を伝送する一対の通信装置を複数組有する通信システムの前記各組の少なくとも一方の通信装置からデータ信号の品質を示す品質情報を取得し、
   取得した前記品質情報が良好なデータ信号から並べた前記品質情報とデータ信号の送信電力とを含む一覧を生成し、
   前記品質情報と所定の品質との差分を前記各組で伝送されるデータ信号毎に算出し、
   前記品質情報が前記所定の品質未満のデータ信号がある場合、前記所定の品質未満のデータ信号の前記品質情報が前記所定の品質以上となるように、前記品質情報が前記所定の品質以上のデータ信号を送信する前記通信装置のうち、前記品質情報が良好なデータ信号を送信する前記通信装置から順に、算出した前記差分の範囲内でデータ信号の送信電力を制御する
   ことを特徴とする通信システムの制御方法。
2. 請求項１に記載の通信システムの制御方法において、
   前記送信電力を制御する処理では、前記品質情報が前記所定の品質以上のデータ信号を送信する前記通信装置に対して、算出した前記差分の範囲内でデータ信号の送信電力を所定量ずつ減少させる
   ことを特徴とする通信システムの制御方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の通信システムの制御方法において、
   前記一覧を生成する処理では、取得した前記品質情報に含まれるＳＩＮＲ（Signal-to-Interference plus Noise power Ratio）またはＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）の値が大きなデータ信号から並べた前記品質情報とデータ信号の送信電力とを含む一覧を生成し、
   前記送信電力を制御する処理では、前記品質情報が前記所定の品質以上のデータ信号を送信する前記通信装置のうち、前記ＳＩＮＲまたはＲＳＳＩの値が大きなデータ信号を送信する前記通信装置から順に、算出した前記差分の範囲内でデータ信号の送信電力を制御する
   ことを特徴とする通信システムの制御方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の通信システムの制御方法において、
   前記送信電力を制御する処理では、前記通信システムが前記通信システムの周波数帯域と異なる周波数帯域でデータ信号を伝送する他のシステムと隣接して設置され、かつ前記各組で伝送されるデータ信号の前記品質情報が所定の品質以上の場合、前記他のシステムの周波数帯域と重畳しない範囲内で前記通信システムの周波数帯域を制御する
   ことを特徴とする通信システムの制御方法。
5. 同一の周波数帯域でデータ信号を伝送する一対の通信装置を複数組有する通信システムの前記各組の少なくとも一方の通信装置からデータ信号の品質を示す品質情報を取得する取得部と、
   取得した前記品質情報が良好なデータ信号から並べた前記品質情報とデータ信号の送信電力とを含む一覧を生成する生成部と、
   前記品質情報と所定の品質との差分を前記各組で伝送されるデータ信号毎に算出する算出部と、
   前記品質情報が前記所定の品質未満のデータ信号がある場合、前記所定の品質未満のデータ信号の前記品質情報が前記所定の品質以上となるように、前記品質情報が前記所定の品質以上のデータ信号を送信する前記通信装置のうち、前記品質情報が良好なデータ信号を送信する前記通信装置から順に、算出した前記差分の範囲内でデータ信号の送信電力を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする制御装置。
6. 同一の周波数帯域でデータ信号を伝送する一対の通信装置を複数組有する通信システムの前記各組の少なくとも一方の通信装置からデータ信号の品質を示す品質情報を取得し、
   取得した前記品質情報が良好なデータ信号から並べた前記品質情報とデータ信号の送信電力とを含む一覧を生成し、
   前記品質情報と所定の品質との差分を前記各組で伝送されるデータ信号毎に算出し、
   前記品質情報が前記所定の品質未満のデータ信号がある場合、前記所定の品質未満のデータ信号の前記品質情報が前記所定の品質以上となるように、前記品質情報が前記所定の品質以上のデータ信号を送信する前記通信装置のうち、前記品質情報が良好なデータ信号を送信する前記通信装置から順に、算出した前記差分の範囲内でデータ信号の送信電力を制御する
   処理をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。

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