(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれがセルを形成する複数の無線基地局と、当該複数の無線基地局のいずれかのセルに属し、自身が属する前記セルを形成する前記無線基地局と無線通信を行う無線端末局とを備えた無線通信システムにおける前記無線基地局の無線通信方法であって、
定められた複数の周波数帯域毎に、前記無線端末局との間で送受信される無線信号を検出するアンテナの指向性を変化させるように定められた複数の受信ウェイト毎に、前記無線端末局との間で送受信される無線信号の信号強度を測定する測定ステップと、
前記測定ステップにおいて測定した測定結果に基づいて、前記複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域を決定する周波数帯域決定ステップと、
前記周波数帯域決定ステップによって決定された前記周波数帯域を利用して、前記無線信号を送受信する通信ステップと、
を備えることを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
前記受信ウェイトは、予め定められた角度毎に分割されたブロック毎に、当該ブロックの方向から到来する前記無線信号を受信するように定められている
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
前記測定ステップにおいて、前記無線端末局との間で送受信される無線信号の信号強度および利用頻度を測定し、
前記周波数帯域決定ステップにおいて、前記複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域が存在しない場合、相対的に利用頻度が小さい周波数帯域を決定する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項４】
前記測定ステップにおいて測定した測定結果に基づいて、定められた変調方式および符号化率のうち、スループットが最大である変調方式および符号化率を決定する変調符号化方式決定ステップを備え、
前記通信ステップにおいて、前記変調符号化方式決定ステップにおいて決定した前記変調方式および符号化率により前記無線信号を送受信する
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の無線通信方法。
【請求項５】
それぞれがセルを形成する複数の無線基地局と、当該複数の無線基地局のいずれかのセルに属し、自身が属する前記セルを形成する前記無線基地局と無線通信を行う無線端末局とを備えた無線通信システムにおける前記無線端末局の無線通信方法であって、
定められた複数の周波数帯域毎に、前記無線基地局との間で送受信される無線信号を検出するアンテナの指向性を変化させるように定められた複数の受信ウェイト毎に、前記無線基地局との間で送受信される無線信号の信号強度を測定する測定ステップと、
前記測定ステップにおいて測定された測定結果に基づいて前記無線基地局により決定された、前記複数の周波数帯域のうち一定レベル以下の信号強度の周波数帯域を利用して、前記無線信号を送受信する通信ステップと、
を備えることを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
前記受信ウェイトは、予め定められた角度毎に分割されたブロック毎に、当該ブロックの方向から到来する前記無線信号を受信するように定められている
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信方法。
【請求項７】
前記測定ステップにおいて、前記無線基地局との間で送受信される無線信号の信号強度および利用頻度を測定し、
前記通信ステップにおいて、前記無線基地局により、前記複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域が存在しない場合に決定された、相対的に利用頻度が小さい周波数帯域を利用して、前記無線信号を送受信する
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の無線通信方法。
【請求項８】
それぞれがセルを形成する複数の無線基地局と、当該複数の無線基地局のいずれかのセルに属し、自身が属する前記セルを形成する前記無線基地局と無線通信を行う無線端末局とを備えた無線通信システムにおける前記無線基地局であって、
定められた複数の周波数帯域毎に、前記無線端末局との間で送受信される無線信号を検出するアンテナの指向性を変化させるように定められた複数の受信ウェイト毎に、前記無線端末局との間で送受信される無線信号の信号強度を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された測定結果に基づいて、前記複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域を決定する周波数帯域決定部と、
前記周波数帯域決定部によって決定された前記周波数帯域を利用して、前記無線信号を送受信する通信部と、
を備えることを特徴とする無線基地局。
【請求項９】
前記受信ウェイトは、予め定められた角度毎に分割されたブロック毎に、当該ブロックの方向から到来する前記無線信号を受信するように定められている
ことを特徴とする請求項８に記載の無線基地局。
【請求項１０】
前記測定部は、前記無線端末局との間で送受信される無線信号の信号強度および利用頻度を測定し、
前記周波数帯域決定部は、前記複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域が存在しない場合、相対的に利用頻度が小さい周波数帯域を決定する
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の無線基地局。
【請求項１１】
前記測定部によって測定された測定結果に基づいて、定められた変調方式および符号化率のうち、スループットが最大である変調方式および符号化率を決定する変調符号化方式決定部を備え、
前記通信部は、前記変調符号化方式決定部によって決定された前記変調方式および符号化率により前記無線信号を送受信する
ことを特徴とする請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載の無線基地局。
【請求項１２】
それぞれがセルを形成する複数の無線基地局と、当該複数の無線基地局のいずれかのセルに属し、自身が属する前記セルを形成する前記無線基地局と無線通信を行う無線端末局とを備えた無線通信システムにおける前記無線端末局であって、
定められた複数の周波数帯域毎に、前記無線基地局との間で送受信される無線信号を検出するアンテナの指向性を変化させるように定められた複数の受信ウェイト毎に、前記無線端末局との間で送受信される無線信号の信号強度および利用頻度を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された測定結果に基づいて前記無線基地局により決定された、前記複数の周波数帯域のうち一定レベル以下の信号強度の周波数帯域を利用して、前記無線信号を送受信する通信部と、
を備えることを特徴とする無線端末局。
【請求項１３】
前記受信ウェイトは、予め定められた角度毎に分割されたブロック毎に、当該ブロックの方向から到来する前記無線信号を受信するように定められている
ことを特徴とする請求項１２に記載の無線端末局。
【請求項１４】
前記測定部は、他の前記無線基地局が形成するセルに属する前記無線端末局から送信される無線信号を検出するように定められた複数の受信ウェイト毎に、前記無線信号の信号強度および利用頻度を測定し、
前記通信部は、前記無線基地局により、前記複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域が存在しない場合に決定された、相対的に利用頻度が小さい周波数帯域を利用して、前記無線信号を送受信する
ことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の無線端末局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信方法、無線基地局および無線端末局に関する。
本願は、２００９年７月９日に日本に出願された特願２００９−１６２７２７号と、２００９年８月１９日に日本に出願された特願２００９−１９０２３０号とに基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
それぞれがセルを形成する複数の無線基地局と、いずれかのセルに属する無線端末局とからなり、無線端末局が自身の属するセルの無線基地局と通信を行う無線通信システムの利用が増加している。
このセルで構成される無線通信システムにおいて、同一の周波数帯域を用いた複数のセルが近接することにより、セル間において通信の干渉が発生することになる。
これを解決する方法としては、干渉を起こす隣接したセルの無線基地局の各々が異なる周波数帯域を用いて通信を行う方法が有効である（特許文献１参照）。
【０００３】
また、セル内の無線端末局との通信に空間多重を用いることにより、無線通信の高速化を目的とし、無線局（無線基地局及び無線端末局）が複数のアンテナを具備し、これらを用いて多重してデータパケットを送受信するＭＩＭＯ（Multi input Multi output）技術を用いた無線ＬＡＮシステムがＩＥＥＥ８０２．１１ｎ（非特許文献１参照）で策定中である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎで用いられる多重伝送は、無線基地局（ＡＰ：access point）と無線端末局（ＳＴＡ：Station）間の１対向において行われ、送信対象とするデータを複数のアンテナに分配し、並行して送信、すなわち空間多重して送信することにより通信速度を向上する。この空間多重通信を行うために、無線基地局は、無線基地局と無線端末局間のチャネル推定結果を予め知る必要がある。チャネルの状況は、時間とともに変動するため、空間多重通信を行う直前のチャネル推定結果を知ることが望ましい。
【０００４】
ＭＩＭＯ技術による通信品質の向上を目的に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、送信ビームフォーミングがオプションとして検討されている。図４１は送信ビームフォーミング時のパケット信号の送信の動作を示すタイムチャートである。無線基地局ＡＰはチャネル推定のための信号（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ信号）を要求する信号を送信し、これを受信した無線端末局ＳＴＡはＳｏｕｎｄｉｎｇ信号を送信する。Ｓｏｕｎｄｉｎｇ信号を受信した無線基地局ＡＰは、これをもとにチャネルを推定し、推定結果に基づき送信ビームフォーミング、すなわち適切な方向へ送信ビームを向けて、データパケットを複数のアンテナから送信する。
【０００５】
近年、ＭＩＭＯ技術を応用した無線システムとして、無線基地局と複数の無線端末局が同一無線チャネルを空間多重して１対多の通信を行うことにより無線空間リソースを有効利用できるＭＵ（Multi User）−ＭＩＭＯと呼ばれる技術の検討が進められている（非特許文献２参照）。ＭＵ−ＭＩＭＯは無線基地局が複数の無線端末局宛てのデータパケットを空間多重して通信を行う。図４２は、非特許文献２のＭＵ−ＭＩＭＯ技術の動作を示すタイムチャートとネットワーク構成を示す図である。無線基地局ＡＰは、パケット信号を送信する際、ランダムな時間キャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であればパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信する。呼出信号により指定された無線端末局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２は、応答信号を送信する。無線基地局ＡＰは、応答信号を受信して無線端末局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２とのチャネルの推定を行い、推定結果に基づき、無線基地局が具備する複数のアンテナを用いて、各無線端末局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２にとって最適な方向に複数のビームを向けて、それぞれの宛先にパケット信号を送信する。
【０００６】
図示する例では、無線基地局ＡＰのアンテナ数を４、無線端末局ＳＴＡのアンテナ数を２としている。一般に空間多重の最大数はアンテナ数に等しいことから、無線基地局ＡＰの最大空間多重数は４、無線端末局の最大空間多重数は２となる。従来のＭＩＭＯ技術では、多重伝送が無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ間の１対向において行われることから、無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ間の最大空間多重数はＳＴＡの空間多重数の制限から２であり、無線基地局ＡＰの能力を発揮できなかった。一方、ＭＵ−ＭＩＭＯでは、多重伝送が無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ間の１対多で行われることから、無線基地局ＡＰは２つの無線端末局ＳＴＡとそれぞれ空間多重数２の多重伝送、すなわち合計４の空間多重伝送を行うことができ、無線基地局の能力を最大限発揮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１４５４６０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】IEEE P802.11n/D7.0 Draft STANDARD for Information Technology-Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) specifications Amendment 5: Enhancements for Higher Throughput
【非特許文献２】Lin X. Cai, “A Distributed Multi-User MIMO MAC Protocol for Wireless Local Area Networks,” IEEE GLOBECOM 2008 proceedings.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に、携帯電話や無線ＬＡＮなどの無線通信システムでは、１つの無線基地局と複数の無線端末局で構成されるセルを、無線ネットワークの最小単位とみなす。セルを面的に展開することにより、無線ネットワークの広域化が可能となる。携帯電話システムでは、セル間で干渉が生じないように、周波数チャネルや拡散符号を各セルに割り当てる設計がなされている。
しかしながら、特許文献１に記載されているように、自身の無線基地局に所属する無線端末局から送信される無線信号のみを用い、周波数帯域の選択を行う場合、自身に所属する無線端末局に対する他の無線基地局および無線端末局からの干渉を考慮した周波数帯域の選択は困難であった。
【００１０】
一方、無線ＬＡＮでは、周波数帯域が少ないこと、ユーザが個別に周波数帯域を選択することなどの理由から、同一の周波数帯域を複数のセルで共用するケースが、特に都市部や集合住宅などにおいて一般的である。
また、空間多重通信において、従来のＭＵ−ＭＩＭＯ技術では、同一の周波数チャネルを複数のセルで共用するケース、すなわちオーバーラップセル環境を考慮していないため、複数のセル間で空間多重により通信する仕組みはない。図４２に示す例では、無線基地局ＡＰは、たまたま２つの無線端末局宛ての送信パケットを保持していたため、無線基地局の最大空間多重数で送信し、無線空間リソースを有効利用しているが、１つの無線端末局宛ての送信パケットのみ保持している場合は、空間多重数は２に留まり、空間多重による無線空間リソースの有効利用が不十分であるという問題がある。
【００１１】
また、本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、複数の無線基地局と複数の無線端末局とによって形成されるセル間での干渉を回避もしくは抑圧させるものであり、特に、オーバーラップセル環境において、空間多重に必要な情報をセル間で交換することにより、セル間で空間多重により通信することができる無線通信方法、無線基地局および無線端末局を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、パケット信号の送受信を行う無線基地局と無線端末局が接続される無線ネットワークによりセルが構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記無線端末局に対して異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する無線通信方法であって、前記セルが複数存在する場合において、前記無線基地局が、前記無線端末局各々に対して呼出信号を送信し、前記無線端末局は、前記無線基地局より送信された呼出信号に対する応答信号を、前記呼出信号の送信元である無線基地局に対して送信し、前記各セルの前記無線基地局は、自セル及び自セルの周辺にある他のセルである周辺セルに属する前記無線端末局とのチャネルの推定を行い、前記周辺セルの無線端末局方面にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成し、自セルの無線端末局に対して空間多重送信を行うことを特徴とする。
【００１３】
本発明の一実施形態は、パケット信号の送受信を行う無線基地局と無線端末局が接続される無線ネットワークによりセルが構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記無線端末局に対して異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する無線通信方法であって、前記セルが複数存在する場合において、前記無線基地局は、自身が所属する第１のセルの周辺に存在する第２のセルの無線端末局または前記第２のセルの無線基地局が送信するパケット信号を受信した際、該受信パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶し、前記第１のセルの無線基地局がパケット信号を送信する際、前記第１のセルの無線基地局は無線基地局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として前記送信するパケット信号の宛先アドレスと前記第２のセルの無線端末局および前記第２のセルの無線基地局のアドレスを含む呼出信号を送信し、前記呼出信号により指定された前記第１のセルの無線端末局と、前記第２のセルの無線端末局と、前記第２のセルの無線基地局は、応答信号を送信し、前記第１のセルの無線基地局は、前記応答信号を受信して前記第１のセルの無線端末局と前記第２のセルの無線端末局と前記第２のセルの無線基地局とのチャネルの推定を行い、該推定結果から、前記第２のセルの無線端末局と前記第２のセルの無線基地局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、前記パケット信号の宛先である前記第１のセルの無線端末局に対して空間多重送信を行うことを特徴とする。
【００１４】
本発明の一実施形態は、パケット信号の送受信を行う無線基地局と無線端末局が接続される無線ネットワークによりセルが構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記無線端末局に対して異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する無線通信方法であって、前記無線基地局が同一セル内の無線端末局にパケット信号を送信するセルが複数存在する場合において、前記無線基地局は、自身が所属する第１のセルの周辺に存在する第２のセルの無線端末局が送信するパケット信号を受信した際、該パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶し、前記第１のセルの無線基地局がパケット信号を送信する際、前記第１のセルの無線基地局は無線基地局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として前記送信するパケット信号の宛先アドレスと前記第２のセルの無線端末局のアドレスを含む呼出信号を送信し、前記第１のセルの無線基地局が送信する前記呼出信号を受信した前記第１のセルならびに前記第２のセルの無線端末局は応答信号を送信し、該応答信号を受信した前記第１のセルならびに前記第２のセルの無線基地局は前記無線端末局それぞれとのチャネルの推定を行い、該推定結果から、前記第１のセルの無線基地局は前記第２のセルの無線端末局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、前記送信するパケット信号の宛先である前記第１のセルの無線端末局に対して空間多重送信を行い、前記第２のセルの無線基地局は、前記第１のセルの無線端末局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、前記第２のセルの無線端末局に対して空間多重送信を行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明の一実施形態は、パケット信号の送受信を行う無線基地局と無線端末局が接続される無線ネットワークによりセルが構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記無線端末局に対して異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する無線通信方法であって、前記無線基地局が同一セル内の無線端末局にパケット信号を送信するセルが複数存在する場合において、最初に呼出信号を送信するべき第１のセルの無線基地局は無線基地局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として前記第１のセルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信し、前記呼出信号を受信した前記第１のセル以外の周辺セルの無線基地局は、前記呼出信号受信から第１の期間の間、ランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば前記周辺セルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信し、各セルの無線基地局より送信された呼出信号により指定されたそのセルに属する無線端末局は、前記第１の期間が経過した時点で、応答信号を送信し、各セルの無線基地局は、自セルおよび周辺セルの無線端末局より送信された該応答信号を受信して自セルおよび周辺セルに属する各無線端末局とのチャネルの推定を行い、該推定結果から、各無線基地局は、周辺セルの無線端末局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、自セルの無線基地局は前記送信パケット信号を宛先である自セルの無線端末局へ空間多重送信を行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明の一実施形態は、パケット信号の送受信を行う無線基地局と無線端末局が接続される無線ネットワークによりセルが構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記無線端末局に対して異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する無線通信方法であって、前記無線基地局が同一セル内の無線端末局にパケット信号を送信するセルが複数存在する場合において、前記無線基地局は、自身が所属する第１のセルの周辺に存在する第２のセルの無線基地局が送信するパケット信号を受信した際、該パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶し、最初に呼出信号を送信するべき第１のセルの無線基地局は無線基地局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として前記第１のセルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスと周辺セルの無線基地局アドレスを含む最初の呼出信号を送信し、前記最初の呼出信号を受信した前記第１のセル以外の周辺セルの無線基地局は、前記呼出信号受信から第２の期間の後、制御信号として自セルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信し、前記周辺セルの無線基地局が送信した呼出信号を受信した他の前記第１のセル以外の周辺セルの無線基地局は、前記呼出信号受信から第２の期間の後、制御信号として自セルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信し、各セルの無線基地局より送信された呼出信号により指定されたそのセルに属する無線端末局は、前記第２の期間が経過した時点で、応答信号を送信し、各セルの無線基地局は、自セルおよび周辺セルの無線端末局より送信された前記応答信号を受信して自セルおよび周辺セルに属する各無線端末局とのチャネルの推定を行い、該推定結果から、各無線基地局は、周辺セルの無線端末局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、自セルの無線基地局は前記送信パケット信号を宛先である自セルの無線端末局に対して空間多重送信を行うことを特徴とする。
【００１７】
本発明の一実施形態は、パケット信号の送受信を行う無線基地局と無線端末局が接続される無線ネットワークによりセルが構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記無線端末局に対して異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する無線通信方法であって、前記無線基地局が同一セル内の無線端末局にパケット信号を送信するセルが複数存在する場合において、前記無線基地局は、自身が所属する第１のセルの周辺に存在する第２のセルの無線基地局が送信するパケット信号を受信した際、該パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶し、最初に呼出信号を送信するべき第１のセルの無線基地局は無線基地局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として前記第１のセルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスと周辺セルの無線基地局アドレスを含む最初の呼出信号を送信し、前記最初の呼出信号を受信した前記無線端末局は、前記呼出信号受信から第２の期間の後、応答信号を送信し、各セルの無線基地局は、前記無線端末局より送信された前記応答信号を受信して前記無線端末局とのチャネルの推定を行い、前記応答信号を受信した前記第１のセル以外の周辺セルの無線基地局は、前記応答信号受信から第２の期間の後、制御信号として自セルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信し、前記呼出信号を受信した前記第１のセル以外の周辺セルの無線端末局は、前記呼出信号受信から第２の期間の後、応答信号を送信し、各セルの無線基地局は、前記無線端末局より送信された前記応答信号を受信して前記無線端末局とのチャネルの推定を行い、前記応答信号を受信した他の前記第１のセル以外の周辺セルの無線基地局は、前記応答信号受信から第２の期間の後、制御信号として自セルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信し、前記呼出信号を受信した他の前記第１のセル以外の周辺セルの無線端末局は、前記呼出信号受信から第２の期間の後、応答信号を送信し、各セルの無線基地局は、前記無線端末局より送信された前記応答信号を受信して前記無線端末局とのチャネルの推定を行い、各セルの無線基地局は、自セルおよび周辺セルに属する各無線端末局とのチャネルの推定結果から、各無線基地局は、周辺セルの無線端末局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、自セルの無線基地局は前記送信パケット信号を宛先である自セルの無線端末局に対して空間多重送信を行うことを特徴とする。
【００１８】
本発明の実施形態において、前記最初の呼出信号に含まれるアドレス順に、前記無線基地局が前記呼出信号を順次送信してもよい。
【００１９】
本発明は、パケット信号の送受信を行う無線基地局と無線端末局が接続される無線ネットワークにより構成されるセルを有し、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記無線端末局に対して異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する無線通信システムであって、前記セルが複数存在する場合において、前記無線基地局が、前記無線端末局各々に対して呼出信号を送信し、前記無線端末局各々は、各セルの前記無線基地局より送信された呼出信号に対する応答信号を、前記呼出信号の送信元である無線基地局に対して送信し、前記各セルの前記無線基地局は、自セル及び自セルの周辺にある他のセルである周辺セルに属する前記無線端末局とのチャネルの推定を行い、前記周辺セルの無線端末局方面にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成し、自セルの無線端末局に対して空間多重送信を行うことを特徴とする。
【００２０】
本発明の他の実施形態は、パケット信号の送受信を行う無線基地局と無線端末局が接続される無線ネットワークによりセルが構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記無線端末局に対して異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する無線通信システムであって、前記セルが複数存在する場合において、前記無線基地局は、自身が所属する第１のセルの周辺に存在する第２のセルの無線端末局または前記第２のセルの無線基地局が送信するパケット信号を受信した際、該受信パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶し、前記第１のセルの無線基地局がパケット信号を送信する際、前記第１のセルの無線基地局は無線基地局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として前記送信するパケット信号の宛先アドレスと前記第２のセルの無線端末局および前記第２のセルの無線基地局のアドレスを含む呼出信号を送信し、前記呼出信号により指定された前記第１のセルの無線端末局と、前記第２のセルの無線端末局と、前記第２のセルの無線基地局は、応答信号を送信し、前記第１のセルの無線基地局は、前記応答信号を受信して前記第１のセルの無線端末局と前記第２のセルの無線端末局と前記第２のセルの無線基地局とのチャネルの推定を行い、該推定結果から、前記第２のセルの無線端末局と前記第２のセルの無線基地局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、前記パケット信号の宛先である前記第１のセルの無線端末局に対して空間多重送信を行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明の他の実施形態は、パケット信号の送受信を行う無線基地局と無線端末局が接続される無線ネットワークによりセルが構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記無線端末局に対して異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する無線通信システムであって、前記無線基地局が同一セル内の無線端末局にパケット信号を送信するセルが複数存在する場合において、前記無線基地局は、自身が所属する第１のセルの周辺に存在する第２のセルの無線端末局が送信するパケット信号を受信した際、該パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶し、前記第１のセルの無線基地局がパケット信号を送信する際、前記第１のセルの無線基地局は無線基地局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として前記送信するパケット信号の宛先アドレスと前記第２のセルの無線端末局のアドレスを含む呼出信号を送信し、前記第１のセルの無線基地局が送信する前記呼出信号を受信した前記第１のセルならびに前記第２のセルの無線端末局は応答信号を送信し、該応答信号を受信した前記第１のセルならびに前記第２のセルの無線基地局は前記無線端末局それぞれとのチャネルの推定を行い、該推定結果から、前記第１のセルの無線基地局は前記第２のセルの無線端末局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、前記送信するパケット信号の宛先である前記第１のセルの無線端末局に対して空間多重送信を行い、前記第２のセルの無線基地局は、前記第１のセルの無線端末局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、前記第２のセルの無線端末局に対して空間多重送信を行うことを特徴とする。
【００２２】
本発明の他の実施形態は、パケット信号の送受信を行う無線基地局と無線端末局が接続される無線ネットワークによりセルが構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記無線端末局に対して異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する無線通信システムであって、前記無線基地局が同一セル内の無線端末局にパケット信号を送信するセルが複数存在する場合において、最初に呼出信号を送信するべき第１のセルの無線基地局は無線基地局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として前記第１のセルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信し、前記呼出信号を受信した前記第１のセル以外の周辺セルの無線基地局は、前記呼出信号受信から第１の期間の間、ランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば前記周辺セルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信し、各セルの無線基地局より送信された呼出信号により指定されたそのセルに属する無線端末局は、前記第１の期間が経過した時点で、応答信号を送信し、各セルの無線基地局は、自セルおよび周辺セルの無線端末局より送信された該応答信号を受信して自セルおよび周辺セルに属する各無線端末局とのチャネルの推定を行い、該推定結果から、各無線基地局は、周辺セルの無線端末局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、自セルの無線基地局は前記送信パケット信号を宛先である自セルの無線端末局へ空間多重送信を行うことを特徴とする。
【００２３】
本発明の他の実施形態は、パケット信号の送受信を行う無線基地局と無線端末局が接続される無線ネットワークによりセルが構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記無線端末局に対して異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する無線通信システムであって、前記無線基地局が同一セル内の無線端末局にパケット信号を送信するセルが複数存在する場合において、前記無線基地局は、自身が所属する第１のセルの周辺に存在する第２のセルの無線基地局が送信するパケット信号を受信した際、該パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶し、最初に呼出信号を送信するべき第１のセルの無線基地局は無線基地局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として前記第１のセルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスと周辺セルの無線基地局アドレスを含む最初の呼出信号を送信し、前記最初の呼出信号を受信した前記第１のセル以外の周辺セルの無線基地局は、前記呼出信号受信から第２の期間の後、制御信号として自セルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信し、前記周辺セルの無線基地局が送信した呼出信号を受信した他の前記第１のセル以外の周辺セルの無線基地局は、前記呼出信号受信から第２の期間の後、制御信号として自セルの無線端末に送信するパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信し、各セルの無線基地局より送信された呼出信号により指定されたそのセルに属する無線端末局は、前記第２の期間が経過した時点で、応答信号を送信し、各セルの無線基地局は、自セルおよび周辺セルの無線端末局より送信された前記応答信号を受信して自セルおよび周辺セルに属する各無線端末局とのチャネルの推定を行い、該推定結果から、各無線基地局は、周辺セルの無線端末局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、自セルの無線基地局は前記送信パケット信号を宛先である自セルの無線端末局に対して空間多重送信を行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明の他の実施形態は、パケット信号の送受信を行う無線基地局と無線端末局が接続される無線ネットワークによりセルが構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記無線端末局に対して異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する無線通信システムであって、前記無線基地局が同一セル内の無線端末局にパケット信号を送信するセルが複数存在する場合において、前記無線基地局は、自身が所属する第１のセルの周辺に存在する第２のセルの無線基地局が送信するパケット信号を受信した際、該パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶し、最初に呼出信号を送信するべき第１のセルの無線基地局は無線基地局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として前記第１のセルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスと周辺セルの無線基地局アドレスを含む最初の呼出信号を送信し、前記最初の呼出信号を受信した前記無線端末局は、前記呼出信号受信から第２の期間の後、応答信号を送信し、各セルの無線基地局は、前記無線端末局より送信された前記応答信号を受信して前記無線端末局とのチャネルの推定を行い、前記応答信号を受信した前記第１のセル以外の周辺セルの無線基地局は、前記応答信号受信から第２の期間の後、制御信号として自セルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信し、前記呼出信号を受信した前記第１のセル以外の周辺セルの無線端末局は、前記呼出信号受信から第２の期間の後、応答信号を送信し、各セルの無線基地局は、前記無線端末局より送信された前記応答信号を受信して前記無線端末局とのチャネルの推定を行い、前記応答信号を受信した他の前記第１のセル以外の周辺セルの無線基地局は、前記応答信号受信から第２の期間の後、制御信号として自セルの無線端末局に送信するパケット信号の宛先アドレスを含む呼出信号を送信し、前記呼出信号を受信した他の前記第１のセル以外の周辺セルの無線端末局は、前記呼出信号受信から第２の期間の後、応答信号を送信し、各セルの無線基地局は、前記無線端末局より送信された前記応答信号を受信して前記無線端末局とのチャネルの推定を行い、各セルの無線基地局は、自セルおよび周辺セルに属する各無線端末局とのチャネルの推定結果から、各無線基地局は、周辺セルの無線端末局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、自セルの無線基地局は前記送信パケット信号を宛先である自セルの無線端末局に対して空間多重送信を行うことを特徴とする。
【００２５】
本発明の実施形態において、前記最初の呼出信号に含まれるアドレス順に、前記無線基地局が前記呼出信号を順次送信してもよい。
【００２６】
本発明の実施形態において、前記呼出信号に、前記無線基地局が空間多重可能な余裕数を含んでもよい。
【００２７】
本発明の実施形態において、前記呼出信号に宛先無線端末局のアンテナ数を含んでもよい。
【００２８】
本発明の実施形態において、前記呼出信号に、前記宛先無線端末局と前記第２の無線基地局以外の無線局の送信を禁止する前記第３の期間を含んでもよい。
【００２９】
本発明の実施形態において、前記呼出信号に、前記パケット信号長を含んでもよい。
【００３０】
本発明の実施形態において、前記呼出信号に、前記宛先無線端末局が前記パケット信号の確認信号を送信する時間を含んでもよい。
【００３１】
本発明の実施形態において、前記呼出信号受信時に、前記無線端末局が周波数オフセットを測定してもよい。
【００３２】
本発明の実施形態において、前記応答信号に、前記無線端末局が前記呼出信号の受信時にチャネル推定した結果を含んでもよい。
【００３３】
本発明の実施形態において、前記無線基地局は、前記無線端末局それぞれのチャネル推定結果の相関値が閾値以下の前記無線端末局を選択してもよい。
【００３４】
本発明の実施形態において、前記無線基地局は、前記応答信号の受信電力が閾値以下の前記無線端末局は選択しないようにしてもよい。
【００３５】
本発明の実施形態において、前記無線基地局は、送信する前記パケット信号を蓄積し、データ量が閾値を越えた場合には、前記最初の呼出信号を送信してもよい。
【００３６】
本発明の実施形態において、前記無線基地局は、前記チャネル推定結果から決定した送信パケットの宛先アドレスと空間多重可能な余裕数を含む了承信号を送信してから、前記第２のセルの無線端末局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、前記パケット信号の宛先無線端末局へ空間多重送信を行うようにしてもよい。
【００３７】
本発明の実施形態において、前記了承信号に、前記宛先無線端末局と前記周辺の無線基地局以外の無線局の送信を禁止する第４の期間を含んでもよい。
【００３８】
本発明の実施形態において、前記呼出信号に、前記パケット信号長を含んでもよい。
【００３９】
本発明の実施形態において、前記了承信号に、前記宛先無線端末局が前記パケット信号の確認信号を送信する時間を含んでもよい。
【００４０】
また、本発明の他の実施形態は、それぞれがセルを形成する複数の無線基地局と、複数の無線基地局のいずれかのセルに属し、自身が属するセルを形成する無線基地局と無線通信を行う無線端末局とを備えた無線通信システムにおける無線基地局の無線通信方法であって、定められた複数の周波数帯域毎に、無線端末局との間で送受信される無線信号を検出するように定められた複数の受信ウェイト毎に、無線端末局との間で送受信される無線信号の信号強度を測定する測定ステップと、測定ステップにおいて測定した測定結果に基づいて、複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域を決定する周波数帯域決定ステップと、周波数帯域決定ステップによって決定された周波数帯域を利用して、無線信号を送受信する通信ステップと、を備えることを特徴とする。
【００４１】
また、本発明の実施形態において、上述の受信ウェイトは、予め定められた角度毎に分割されたブロック毎に、ブロックの方向から到来する無線信号を受信するようにしてもよい。
【００４２】
また、本発明の実施形態において、上述の測定ステップにおいて、無線端末局との間で送受信される無線信号の信号強度および利用頻度を測定し、周波数帯域決定ステップにおいて、複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域が存在しない場合、相対的に利用頻度が小さい周波数帯域を決定してもよい。
【００４３】
また、本発明の実施形態において、上述の測定ステップにおいて測定した測定結果に基づいて、定められた変調方式および符号化率のうち、スループットが最大である変調方式および符号化率を決定する変調符号化方式決定ステップを備え、通信ステップにおいて、変調符号化方式決定ステップにおいて決定した変調方式および符号化率により無線信号を送受信してもよい。
【００４４】
また、本発明の他の実施形態は、それぞれがセルを形成する複数の無線基地局と、複数の無線基地局のいずれかのセルに属し、自身が属するセルを形成する無線基地局と無線通信を行う無線端末局とを備えた無線通信システムにおける無線端末局の無線通信方法であって、定められた複数の周波数帯域毎に、無線基地局との間で送受信される無線信号を検出するように定められた複数の受信ウェイト毎に、無線基地局との間で送受信される無線信号の信号強度を測定する測定ステップと、測定ステップにおいて測定された測定結果に基づいて基地局により決定された、複数の周波数帯域のうち一定レベル以下の信号強度の周波数帯域を利用して、無線信号を送受信する通信ステップと、を備えることを特徴とする。
【００４５】
また、本発明の実施形態において、上述の受信ウェイトは、予め定められた角度毎に分割されたブロック毎に、ブロックの方向から到来する無線信号を受信するようにしてもよい。
【００４６】
また、本発明の実施形態において、測定ステップにおいて、無線基地局との間で送受信される無線信号の信号強度および利用頻度を測定し、通信ステップにおいて、無線基地局により、複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域が存在しない場合に決定された、相対的に利用頻度が小さい周波数帯域を利用して、無線信号を送受信する。
【００４７】
また、本発明の他の実施形態は、それぞれがセルを形成する複数の無線基地局と、複数の無線基地局のいずれかのセルに属し、自身が属するセルを形成する無線基地局と無線通信を行う無線端末局とを備えた無線通信システムにおける無線基地局であって、定められた複数の周波数帯域毎に、無線端末局との間で送受信される無線信号を検出するように定められた複数の受信ウェイト毎に、無線端末局との間で送受信される無線信号の信号強度を測定する測定部と、測定部によって測定された測定結果に基づいて、複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域を決定する周波数帯域決定部と、周波数帯域決定部によって決定された周波数帯域を利用して、無線信号を送受信する通信部と、を備えることを特徴とする。
【００４８】
また、本発明の実施形態において、上述の受信ウェイトは、予め定められた角度毎に分割されたブロック毎に、ブロックの方向から到来する無線信号を受信するようにしてもよい。
【００４９】
また、本発明の実施形態において、上述の測定部は、無線端末局との間で送受信される無線信号の信号強度および利用頻度を測定し、周波数帯域決定部は、複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域が存在しない場合、相対的に利用頻度が小さい周波数帯域を決定する。
【００５０】
また、本発明の実施形態において、上述の測定部によって測定された測定結果に基づいて、定められた変調方式および符号化率のうち、スループットが最大である変調方式および符号化率を決定する変調符号化方式決定部を備え、通信部は、変調符号化方式決定部によって決定された変調方式および符号化率により無線信号を送受信する。
【００５１】
また、本発明の他の実施形態は、それぞれがセルを形成する複数の無線基地局と、複数の無線基地局のいずれかのセルに属し、自身が属するセルを形成する無線基地局と無線通信を行う無線端末局とを備えた無線通信システムにおける無線端末局であって、定められた複数の周波数帯域毎に、無線基地局との間で送受信される無線信号を検出するように定められた複数の受信ウェイト毎に、無線端末局との間で送受信される無線信号の信号強度および利用頻度を測定する測定部と、測定部によって測定された測定結果に基づいて基地局により決定された、複数の周波数帯域のうち一定レベル以下の信号強度の周波数帯域を利用して、無線信号を送受信する通信部と、を備えることを特徴とする。
【００５２】
また、本発明の実施形態において、上述の受信ウェイトが、予め定められた角度毎に分割されたブロック毎に、ブロックの方向から到来する無線信号を受信するようにしてもよい。
【００５３】
また、本発明の実施形態において、上述の測定部は、他の無線基地局が形成するセルに属する無線端末局から送信される無線信号を検出するように定められた複数の受信ウェイト毎に、無線信号の信号強度および利用頻度を測定し、通信部は、無線基地局により、複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域が存在しない場合に決定された、相対的に利用頻度が小さい周波数帯域を利用して、無線信号を送受信する。
【発明の効果】
【００５４】
本発明によれば、近接したセル間における通信の干渉を回避もしくは抑圧することができ、特にオーバーラップセル環境において、空間多重に必要な情報をセル間で交換することにより、セル間で空間多重により通信することができ、無線空間リソースの有効利用が可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態による無線通信システムの装置構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１、第２および第３の実施形態による無線基地局の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によって取得されるデータ例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態によって取得されるデータ例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態によって変更されるセルの範囲を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による無線通信システムの動作例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第４の実施形態による無線基地局の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施形態による無線端末局の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施形態による無線通信システムの動作例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第４の実施形態によるセルの例を示す図である
【図１１】本発明の第４の実施形態によって取得されるデータ例を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態による無線基地局の構成例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態による無線端末局の構成例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態による無線通信システムの動作例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第６の実施形態による無線端末局の構成例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第６の実施形態による無線通信システムの動作例を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第８の実施形態による基地局が記憶するテーブルのデータ例を示す図である。
【図１８】本発明の第９の実施形態の無線ネットワーク構成図である。
【図１９】第９の実施形態におけるパケット信号の送信の動作を示すタイムチャートである。
【図２０】第１０の実施形態の無線ネットワーク構成図である。
【図２１】図２０に示すシステムのパケット信号の送信の動作を示すタイムチャートである。
【図２２】本発明の第１１の実施形態のパケット信号の送信の動作を示すタイムチャートである。
【図２３】第１２の実施形態のパケット信号の送信の動作を示すタイムチャートである。
【図２４】応答信号を順次送信する場合の動作を示すタイムチャートである。
【図２５】第１３の実施形態における呼出信号に送信元の無線基地局が空間多重可能な余裕数を含む場合の動作を示すタイムチャートである。
【図２６】第１４の実施形態における呼出信号に宛先無線端末局のアンテナ数を含む場合の動作を示すタイムチャートである。
【図２７】第１５の実施形態における呼出信号に、呼出信号により指定された無線端末局と無線基地局以外の送信を禁止する区間を含む場合の動作を示すタイムチャートである。
【図２８】第１６の実施形態における呼出信号にパケット信号長を含む場合の動作を示すタイムチャートである。
【図２９】第１７の実施形態における呼出信号に確認信号ＡＣＫを送信する時間を含む場合の動作を示すタイムチャートである。
【図３０】第１８の実施形態における呼出信号受信時に無線端末局が周波数オフセットを測定する場合の動作を示すタイムチャートである。
【図３１】第１９の実施形態における呼出信号に、無線端末局が呼出信号の受信時にチャネル推定した結果を含む場合の動作を示すタイムチャートである。
【図３２】第２０の実施形態における無線基地局が、無線端末局を選択する動作を示すフローチャートである。
【図３３】第２１の実施形態における無線基地局が、応答信号を受信した際の処理動作を示すフローチャートである。
【図３４】第２２の実施形態の無線基地局が、呼出信号を送信する動作を示すフローチャートである。
【図３５】第２３の実施形態における無線基地局が、パケット信号の宛先無線端末局へ空間多重送信を行う場合の動作を示すタイムチャートである。
【図３６】第２４の実施形態における了承信号に、了承信号により指定された無線端末局と無線基地局以外の送信を禁止する区間を含む場合の動作を示すタイムチャートである。
【図３７】第２５の実施形態における了承信号にパケット信号長を含む場合の動作を示すタイムチャートである。
【図３８】第２６の実施形態における了承信号に確認信号ＡＣＫを送信する時間を含む場合の動作を示すタイムチャートである。
【図３９】第２７の実施形態におけるパケット信号の送信動作を示すタイムチャートである。
【図４０】第２８の実施形態における呼出信号の送信元無線基地局と、呼出信号により指定された無線端末局と周辺の無線基地局とを除く無線局の送信を禁止する区間を、応答信号に含む場合のタイムチャートである。
【図４１】送信ビームフォーミング時のパケット信号の送信の動作を示すタイムチャートである。
【図４２】ＭＵ−ＭＩＭＯ技術の動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
本発明の第１から第８の実施形態における課題および課題を解決するための技術思想について以下に説明する。
近年、それぞれがセルを形成する複数の無線基地局と、複数の無線基地局のいずれかのセルに属し、自身が属するセルを形成する無線基地局と無線通信を行う無線端末局とを備えた無線通信システムが増加している。このような複数のセルが近接すると、それぞれのセル間での無線通信の干渉が発生する。
このような干渉を回避する技術として、セルごとに異なる周波数帯域を割り当てる方法が有効である。例えば、特許文献１には、無線基地局が、定められた周波数帯域毎の自身の周辺セルの無線基地局および無線端末局が送信する信号の信号強度を測定し、信号強度が閾値以下である周波数帯域を自律分散的に自局に割り当てる技術が記載されている。
【００５７】
しかしながら、自身の無線基地局に所属する無線端末局から送信される無線信号のみを用いて周波数帯域の選択を行なう場合、自身に所属する無線端末局に対する他の無線基地局からの干渉信号を考慮した周波数帯域の選択は困難であった。また、ある周波数帯域において自身の周辺の信号強度が低い場合に、その周波数帯域を利用して通信を行っても、無線通信におけるスループットを最大化できるとは限らない。例えば、第１の利用周波数帯域と第２の利用周波数帯域とが存在する環境において各周波数帯域の信号強度を測定した結果、第１の利用周波数帯域の信号強度は５０ｄＢであり、第２の利用周波数帯域の信号強度は８０ｄＢであったとする。この結果を用いて、従来の方法によって空き周波数帯域を決定する場合、信号強度の低い第２の利用周波数帯域が選択されることとなる。この場合、各利用周波数帯域の利用頻度が同等の場合は、信号強度を用いて決定した結果が最大のスループットを達成することが可能である。しかし、利用頻度に差がある場合、例えば、第１の利用周波数帯域の利用頻度が２０％であり第２の利用周波数帯域の利用頻度が６０％であった場合、利用頻度が低い第２の利用周波数帯域を選択する方が、スループットが増加する。このように、ある周波数帯域の信号強度が小さくても、その周波数帯域の利用頻度が大きいためにその周波数帯域における干渉が大きくなる場合があり、利用する周波数帯域を信号強度のみを用いて決定する方法では、必ずしもスループットが最大になるとは限らない。
【００５８】
本発明の第１から第８の実施形態は、このような状況に鑑みてなされたもので、複数の無線基地局と複数の無線端末局とによって形成される複数のセル間での無線通信の干渉を回避および干渉を考慮した通信方式の決定によりスループットを向上させる無線通信方法、無線基地局および無線端末局を提供する。本発明は、複数の無線基地局と複数の無線端末局とによって形成される複数のセル間での無線通信の干渉を回避および干渉を考慮した通信方式の決定によりスループットを向上させる技術に関する。この無線通信方法、無線基地局および無線端末局の実施形態の各々を以下に説明する。
【００５９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、本実施形態による無線通信方法の概要を説明する。本実施形態では、それぞれがセルを形成する複数の無線基地局と、これらの無線基地局のいずれかと無線通信を行う無線端末局とを備えた無線通信システムにおいて、無線基地局と無線端末局との間で送受信される無線信号の信号強度および利用頻度が周波数帯域毎に測定される。無線基地局は、測定された信号強度および利用頻度に基づいて、自身のセルに属する無線端末局とのスループットが最大となる周波数帯域を決定し、決定した周波数帯域を利用して無線端末局と通信を行う。このように、周波数帯域の利用頻度の情報を取得することにより時系列情報に基づいて周波数帯域を決定することができるため、信号強度のみに基づいて周波数帯域を決定することに比べて、よりスループットが高くなる周波数帯域を利用することが可能である。なぜならば、信号強度が大きくても周波数帯域の利用頻度が低い場合、その周波数帯域を利用して無線通信を行うことによりスループットの向上が期待できるからである。
【００６０】
さらに、本実施形態では、無線基地局の受信ウェイトを変更してセルの指向性を変化させ、変更した受信ウェイトのそれぞれにおいて信号強度等を計測するようにしても良い。これにより、固定されたセルにおいてのみ信号強度等を計測することに比べて、より広範囲に亘って情報を取得し、より精度良くスループットの大きい周波数帯域を決定することができる。ここで、受信ウェイトを変更する際、無線基地局は、定められた到来方向毎の指向性を有するセルを形成して信号強度等を計測するようにしても良い。これにより、受信ウェイトを変更する回数を低減して情報を取得することが可能である。さらに、従来では、無線基地局が信号強度等を計測していたことに対して、本実施形態では、無線端末局が信号強度等の計測を行なうようにしても良い。これにより、無線基地局の周辺のみで信号強度等の計測を行なうよりも、広範囲に亘って情報を取得することが可能である。
【００６１】
ここで、本実施形態の説明においては、無線基地局と無線端末局とを備えた無線通信システムについて説明し、かかる無線通信システムを構成する無線基地局と無線端末局とを単独で取り上げた形でのさらなる説明は省略する。ここで、無線基地局は、局舎や屋外や屋内に固定して設置するような固定設置型の無線基地局のみならず、移動可能な装置であっても良い。
【００６２】
＜第１の実施形態＞
まず、本発明による第１の実施形態について説明する。本実施形態は、無線基地局の受信ウェイトごとに信号強度および利用頻度を測定し、測定した情報を用いて周波数帯域を決定する。図１は、本発明の第１の実施形態における無線通信システムの一例を示す構成図である。図１において、セル１は、無線基地局１１０のセルであり、無線端末局１１１〜１１３が属している。セル２は、無線基地局１２０のセルであり、無線端末局１２１〜１２３が属している。セル３は、無線基地局１３０のセルであり、無線端末局１３１〜１３３が属している。
【００６３】
図２に、第１の実施形態における無線基地局の構成の一例を示すブロック図を示す。図１の無線基地局１１０、１２０、１３０のいずれの無線基地局も、図２に示した構成を備えている。無線基地局は、少なくとも１つのアンテナ素子１０１−１（〜１０１−Ｎ）と、測定信号受信部１０２と、無線信号処理部１０３と、信号強度測定部１０４と、信号利用頻度測定部１０５と、情報記憶部１０６と、受信ウェイト決定部１０７と、周波数帯域決定部１０８とを有している。
【００６４】
測定信号受信部１０２は、無線基地局周辺の他セルからの無線信号を受信する。
無線信号処理部１０３は、測定信号受信部１０２が受信した無線信号を、アナログ信号とデジタル信号との双方向に変換させる。
信号強度測定部１０４は、利用対象の一部もしくは全周波数帯域について無線基地局周辺に存在する他セルの無線基地局もしくは無線端末局の信号強度を測定する。
【００６５】
信号利用頻度測定部１０５は、利用対象の一部もしくは全周波数帯域について、当該端末局周辺に存在する他セルの無線基地局もしくは無線端末局からの無線信号を一定時間間隔で測定し、利用頻度を測定する。利用頻度とは、一定時間間隔で測定した全測定時間のうち、ある信号強度以上の信号が使用できるかどうかを示す値である。
情報記憶部１０６には、信号強度測定部１０４および信号利用頻度測定部１０５によって測定された情報が記憶される。図３は、変更した受信ウェイト毎、周波数帯域毎に測定され情報記憶部１０６に記憶された信号強度とその平均値とのデータ例を示す図である。図４は、変更した周波数帯域毎に測定され情報記憶部１０６に記憶された平均信号強度および平均信号利用頻度のデータ例を示す図である。ここでは、受信ウェイト毎、周波数帯域毎に測定され信号強度と、周波数帯域毎に測定された平均信号強度および平均信号利用頻度とのデータが別テーブルに記憶された例を示すが、受信ウェイト毎、周波数帯域毎に平均信号強度と平均信号利用頻度との情報が取得され、記憶されるようにして良い。
【００６６】
受信ウェイト決定部１０７は、アンテナ素子１０１−１〜１０１−Ｎのアンテナの受信ウェイトを決定し、受信ウェイトをかけることによってアンテナの指向性を制御し、セルの範囲を変更する。無線基地局１１０に受信ウェイトをかけた上でのセルの範囲の一例を図５に示す。符号２１は、第１の受信ウェイトを用いた場合の無線基地局１１０のセルの範囲を示す。符号２２は、第２の受信ウェイトを用いた場合の無線基地局１１０のセルの範囲を示す。符号２３は、第３の受信ウェイトを用いた場合の無線基地局１１０のセルの範囲を示す。このように、受信ウェイトをかけてセルの範囲を変更することにより、受信ウェイトをかけない場合と異なる範囲に位置する無線端末局からの無線信号を受信することが可能となる。
周波数帯域決定部１０８は、情報記憶部１０６に記憶された情報に基づいて、通信に利用する周波数帯域を決定する。例えば、図３のデータ例に基づいて周波数帯域を決定する場合には、最も受信信号強度が低い第１の周波数帯域を通信に利用すると決定する。あるいは、図４のデータ例に基づいて周波数帯域を決定する場合には、最も平均信号利用頻度が低い第２の周波数帯域を通信に利用すると決定する。
【００６７】
このような無線通信システムでは、複数の無線基地局のセル間での干渉を低減させるために、各セルに異なる周波数帯域を割り当てる。例えば、図１の無線基地局１１０のセル１と無線基地局１２０のセル２とはオーバーラップしている。セルがオーバーラップしている場所にいる無線端末局（例えば、無線端末局１１１、無線端末局１２２、無線端末局１１３、無線端末局１３１）にとっては、自身が属する無線基地局のセルとは異なる他のセルの無線基地局からの電波が干渉信号となり、自身が属する無線基地局との通信の妨げになる。そこで、通信の妨げを回避するために、各セルに異なる周波数帯域を割り当てることで無線信号の干渉を回避する。
【００６８】
これに対し、無線基地局１２０のセル２と無線基地局１３０のセル３とは、セルがオーバーラップしていないため、同一の周波数帯域を使用しても他セルの無線基地局からの電波の干渉は発生しない。そこで、無線基地局１２０と無線基地局１３０とに同一の周波数帯域を割り当てた上で、各セルに属する無線基地局と、そのセルに属する無線端末局との間でデータ通信を行っている。すなわち、セル１に属する無線基地局１１０は、セル１に属する無線端末局１１１〜１１３と第１の周波数帯域を用いてデータ通信を行い、セル２に属する無線基地局１２０は、セル２に属する無線端末局１２１〜１２３と第２の周波数帯域を用いてデータ通信を行い、セル３に属する無線基地局１３０は、セル３に属する無線端末局１３１〜１３３と第２の周波数帯域を用いてデータ通信を行う。ここで、任意のセルをＫ（Ｋは任意の正の整数）とし、セルＫに属する無線基地局の数をＮＫとすると、セルＫに属する無線基地局１Ｋ０は、無線端末局１Ｋ１、１Ｋ２、・・・、１ＫＬ、・・・、１ＫＮＫ（１≦Ｌ≦ＮＫ）とデータ通信を行うものとなる。
【００６９】
次に、本実施形態による無線通信システムの動作例を説明する。図６は、本実施形態における無線基地局１１０が受信ウェイトを変更し、他セルに属する無線基地局もしくは無線端末局からの無線信号を測定する動作例を示すフローチャートである。無線基地局１１０が測定処理を開始すると（ステップＦ０１）、測定信号受信部１０２は、計測を行なうように定められた周波数帯域を決定し、決定した周波数帯域の無線信号の受信を開始する（ステップＦ０２）。受信ウェイト決定部１０７は、計測を行なう通信ウェイトを決定し、決定した受信ウェイトをアンテナにかける。
【００７０】
信号強度測定部１０４は、受信ウェイトがかけられた状態で、無線基地局の周辺に存在する他セルに属する無線基地局や無線端末局からの信号の信号強度を測定する。信号強度測定部１０４は、測定した信号強度が一定レベル以上となる信号強度を検出し、情報記憶部１０６に記憶させる（ステップＦ０４）。信号利用頻度測定部１０５は、無線基地局の周辺に存在する他セルに属する無線基地局や無線端末局からの信号利用頻度を測定し、情報記憶部１０６に記憶させる。
【００７１】
受信ウェイト決定部１０７は、予め定められた全ての受信ウェイトによる測定が行われたか否かを判定する（ステップＦ０５）。受信ウェイト決定部１０７が、予め定められた全ての受信ウェイトによる測定が行われておらず、測定を行なっていない受信ウェイトが存在すると判定すると（ステップＦ０５：Ｎｏ）、ステップＦ０３に戻り、受信ウェイトを変更しステップＦ０４において新たな受信ウェイトで再び信号強度と利用頻度との測定および記憶し、ステップＦ０３〜ステップＦ０５までの処理を繰り返し行う。
【００７２】
ステップＦ０５において、受信ウェイト決定部１０７が、予め定められた全ての受信ウェイトによる測定が行われており、測定を行なっていない受信ウェイトが存在しないと判定すると（ステップＦ０５：Ｙｅｓ）、周波数帯域決定部１０８は、定められた周波数帯域の区分の全てについて測定を行なったか否かを判定する。ここでは、例えば、ステップＦ０１において変数ｉを初期化（ｉ＝０）し、ステップＦ０２において周波数帯域を切り替える度に変数ｉをインクリメントする。ステップＦ０６においては、変数ｉと、定められた周波数帯域の区分の数Ｎｆｉとを比較する。周波数帯域決定部１０８は、ｉがＮｆｉを超えている場合、定められた周波数帯域の全てについて測定を行なったと判定し、ｉがＮｆｉ以下である場合、定められた周波数帯域の全てについて測定を行なっていないと判定する（ステップＦ０６）。
【００７３】
周波数帯域決定部１０８が、定められた周波数帯域の全てについて測定を行なっていないと判定すれば（ステップＦ０６：Ｎｏ）、ステップＦ０２に戻り、測定信号受信部１０２は、無線信号を受信する周波数帯域を切り替え、ステップＦ０２〜ステップＦ０６までの処理を繰り返し行う。ステップＦ０６において、周波数帯域決定部１０８が、定められた周波数帯域の全てについて測定を行なったと判定すれば（ステップＦ０６：Ｙｅｓ）、周波数帯域決定部１０８は、情報記憶部１０６に記憶された情報を読み出し、読み出した情報に基づいて最もスループットの高い周波数帯域を決定する（ステップＦ０７）。測定信号受信部１０２は、周波数帯域決定部１０８によって決定された周波数帯域の無線信号を利用した通信を行う。このようにしてセルにおいて利用する周波数帯域を決定することにより、そのセルに属する無線基地局もしくは無線端末局のスループットを上昇させることができる。
【００７４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明による第２の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態における受信ウェイト決定部１０７による受信ウェイトの選択方法の例において、変更する受信ウェイトの数を削減することにより、最大のスループットとなる周波数帯域を検出するスピードを上げる例である。この場合、無線基地局から無線端末局へ最大のスループットが達成される送信ウェイトを検出用の受信ウェイトとして用いることにより、信号検出ウェイトの変更数を削減する。
【００７５】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明による第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第２の実施形態と同様に、受信ウェイト決定部１０７による受信ウェイトの選択方法の例において、変更する受信ウェイトの数を削減する。ここでは、無線基地局は電波の到来方向をθ度ずつのブロックに分け、それぞれのブロックにおける受信ウェイトを信号検出ウェイトとして用いることにより、信号検出ウェイトの変更数を削減する。
【００７６】
この場合、例えば、無線基地局は、電波の到来方向をθ度ずつのブロックに分け、それぞれのブロックにおける通信相手となる無線端末局の信号強度と、通信相手以外の干渉局の信号強度の双方を、各周波数チャネルに対して記憶する。例えば、θ＝６０度とし、６つの到来方向ブロックに対して、所望信号のレベルと、干渉信号のレベルもしくは、信号利用頻度を記憶する。
【００７７】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明による第４の実施形態について説明する。本実施形態においては、無線端末局が定期的に他セルに属する無線基地局もしくは無線端末局からの無線信号の信号強度および信号利用頻度を測定し、測定した情報を定期的に自身のセルに属する無線基地局に通知する。通知信号を受信した無線基地局は、該通知信号を用いて周波数帯域を決定する。
【００７８】
本実施形態における装置構成は、第１の実施形態において図１を用いて説明した装置構成と同様であり、無線基地局１１０と、無線基地局１２０と、無線基地局１３０と、それらのセルのいずれかに属する複数の無線端末局とを備えている。図７は、本実施形態の無線基地局の構成例を示すブロック図である。本実施形態における無線基地局１１０、１２０、１３０のいずれの無線基地局も、図７の構成からなっている。本実施形態の無線基地局は、少なくとも１つのアンテナ素子３０１−１（〜３０１−Ｎ）と、受信信号切り替え部３０２と、通知信号受信部３０３と、データ信号受信部３０４と、無線信号処理部３０５とを少なくとも有して構成される。
【００７９】
受信信号切り替え部３０２は、アンテナ素子３０１によって受信される無線端末局からのデータ信号（通知信号以外）と、無線端末局からの通知信号（無線基地局と無線端末局間で終端される無線信号であって、周波数決定に用いる無線信号）とを受信して切り替える。受信信号切り替え部３０２は、アンテナ素子３０１を介して受信した受信信号がデータ信号であればデータ信号受信部３０４に転送し、通知信号であれば通知信号受信部３０３に転送する。
【００８０】
通知信号受信部３０３は、無線端末局から通知される通知信号を受信する。
データ信号受信部３０４は、無線端末局から通知されるデータ信号を受信する。
無線信号処理部３０５は、受信したアナログ信号とデジタル信号との双方向に変換する。受信した信号を無線信号処理部でデジタル信号へ変化した信号は上位のレイヤに送信される。
【００８１】
図８は、本実施形態の無線端末局の構成例を示すブロック図である。本実施形態においては、無線基地局に属する無線端末局１１１〜１１３、１２１〜１２３、１３１〜１３３のいずれの無線端末局も図８の構成からなっている。無線端末局は、少なくとも一つのアンテナ素子４０１−１（〜４０１−Ｎ）と、送受信切り替え部４０２と、測定信号受信部４０３と、無線信号処理部４０４と、信号強度測定部４０５と、信号利用頻度測定部４０６と、取得指示部４０７と、情報記憶部４０８と、送信部４０９とを少なくとも有して構成される。
【００８２】
送受信切り替え部４０２は、送信と受信を切り替える。
測定信号受信部４０３は、無線端末局周辺の他セルからの無線信号を受信する。
信号強度測定部４０５では、利用対象の一部もしくは全周波数帯域について当該無線端末局周辺に存在する他セルの無線基地局もしくは無線端末局の信号強度を測定する。また、信号強度測定部４０５は、信号強度の測定結果から他セルの電波が存在していない場合、空いている周波数帯域を検出する空き周波数検出手段を提供する場合もある。
【００８３】
信号利用頻度測定部４０６は、利用対象の一部もしくは全周波数帯域について無線端末局周辺に存在する他セルの無線基地局もしくは無線端末局の無線信号を一定時間測定し、利用頻度を測定する。信号利用頻度測定部４０６は、信号利用頻度の結果から他セルの電波が存在していない場合、空いている周波数帯域を検出する場合もある。
【００８４】
取得指示部４０７は、信号強度測定部４０５と信号利用頻度測定部４０６とに対して、定期的に測定を指示する。
情報記憶部４０８には、信号強度測定部４０５と信号利用頻度測定部４０６とが測定した情報が記憶される。
送信部４０９は、情報記憶部４０８に記憶された情報を、定期的に自身のセルに属する無線基地局に対して送信し、通知する。
【００８５】
図９は、本実施形態における無線端末局が情報を取得し、無線基地局に通知する動作例を示すフローチャートである。無線通信システムが処理を開始する際には（ステップＦ２１）、まず、図４において示したように、無線端末局は、周波数帯域や受信ウェイトを変更して、各無線端末局の周辺に存在する他セルに属する無線基地局や無線端末局からの無線信号の信号強度もしくは信号利用頻度の測定を行う（ステップＦ２２）。ここでは、セル１に属する無線端末局を用いて具体的に説明する。図１０は、セル１に属する無線端末局のセルを示している。
【００８６】
無線端末局１１１の周辺に存在する他セルに属する無線基地局および無線端末局は、無線基地局１２０、無線端末局１２２、１３１である。一方、無線端末局１１３においては、無線基地局１３０、無線端末局１３１、１３３である。無線端末局１１２においては、周辺には他セルに属する無線基地局もしくは無線端末局は存在しない。各無線端末局は、測定した情報を、情報記憶部４０８に記憶させる（ステップＦ２３）。送信部４０９は、ステップＦ２３において２０８に記憶させた情報を、自セルに属する無線基地局に通知信号として送信し、情報の通知を行う（ステップＦ２４）。無線基地局は、この通知信号を受信し情報を取得する（ステップＦ２５）。このようなステップＦ２２〜Ｆ２５までの処理を一定間隔で繰りかえすことにより、無線基地局は、自身のセルに属する無線端末局に対する他セルからの干渉の情報を更新する。このような動作により、無線基地局は自身のセルに属する無線端末局周辺の情報を取得することが可能となる。
【００８７】
図１１は、無線基地局がこのように取得した情報のデータ例を示す図である。ここでは、第１の周波数帯域と、第２の周波数帯域とにおいて、無線端末局１１１〜１１３に無線端末局周辺の他セルに属する無線基地局もしくは無線端末局から送信される無線信号の信号強度および信号利用頻度が示されている。また、ここでは、信号強度が低いと、無線信号を利用しているかどうか判断することが困難であるため、ある閾値以下の信号強度については、信号利用頻度の結果を破棄している。この例では、信号強度が１３０ｄＢｍ以下である場合に信号利用頻度の結果を破棄した。周波数帯域決定部１０８は、このようなデータを用いて周波数帯域の決定を行う。例えば、閾値以上の信号強度の信号利用頻度の結果を比較して、最も信号利用頻度が低い第２の周波数帯域を用いて通信を行う。このように、信号利用頻度が低い周波数帯域を利用することによってスループットが上昇する。
【００８８】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明による第５の実施形態について説明する。本実施形態においては、第４の実施形態のように無線端末局が測定を行なう場合において、無線端末局が定期的に無線基地局に通知を行わず、無線基地局から無線端末局に通知要求をした場合のみ無線端末局が無線基地局に通知する場合について示すものである。本実施形態における装置構成は、図１に示した第１の実施形態と同様である。
【００８９】
図１２は、本実施形態の無線基地局の構成例を示すブロック図である。無線基地局１１０、１２０、１３０のいずれの無線基地局も、図１２に示す構成からなっている。無線基地局は、少なくとも１つのアンテナ素子５０１−１（〜５０１−Ｎ）と、受信信号切り替え部５０２と、通知信号受信部５０３と、データ信号受信部５０４と、無線信号処理部５０５と、送受信切り替え部５０６と、通知要求部５０７と、送信部５０８とを、少なくとも有して構成される。ここでは、第４の実施形態における無線基地局と同様の構成については説明を省略する。
【００９０】
送受信切り替え部５０６は、通知信号やデータ信号を受信する場合、受信に切り替え、通知要求をする場合は、送信に切り替える。
通知要求部５０７は、無線基地局自身のセルに属する無線端末局から情報を収集するために、無線端末局に対して要求信号を生成する。
送信部５０８は、前記通知要求部５０７で生成された要求信号を送信する。
【００９１】
図１３は、本実施形態の無線端末局の構成例を示すブロック図である。無線端末局１１１〜１１３、１２１〜１２３、１３１〜１３３のいずれの無線端末局も、図１３の構成からなっている。図１３に示すように、無線端末局は、少なくとも一つのアンテナ素子６０１−１（〜６０１−Ｎ）と、送受信切り替え部６０２と、測定信号受信部６０３と、無線信号処理部６０４と、信号強度測定部６０５と、信号利用頻度測定部６０６と、取得指示部６０７と、情報記憶部６０８と、送信部６０９と、要求信号受信部６１０とを少なくとも有して構成される。ここでは、第４の実施形態における無線端末局と同様の構成については説明を省略する。要求信号受信部６１０は、前記無線基地局から送信された要求信号を受信する。要求信号受信部６１０は、要求信号が受信された場合、情報記憶部で記憶された情報を、送信部を介して無線基地局に送信する。
【００９２】
図１４は、本実施形態における無線端末局が情報を取得し、無線基地局に通知するまでの動作例を示すフローチャートである。無線端末局は、各無線端末局の周辺に存在する他セルに属する無線基地局や無線端末局からの無線信号の信号強度もしくは信号利用頻度を測定および取得を行う（ステップＦ３２）。ここでは、端末周辺の他セルの無線基地局および無線端末局として、セル１に属する端末を用いて説明する。各無線端末局は、測定もしくは取得した情報を記憶する（ステップＦ３３）。無線端末局は、Ｆ３２とＦ３３との処理を定期的に繰り返し、情報の更新を行う。ここで、無線基地局が自身のセルに属する無線端末局に対して情報通知の要求を行った場合、当該要求を受信した無線端末局は、記憶する情報を無線基地局に通知する（ステップＦ３４）。
【００９３】
情報を通知された無線基地局は、通知信号を受信して情報を取得する（ステップＦ３５）。無線基地局は、情報の更新を行う際、無線端末局に対して通知要求を行うことで、自身のセルに属する無線端末局の情報を更新する。本実施形態では、このような処理によって、無線端末局が定期的に無線基地局に通知を行わず、無線基地局から無線端末局に通知要求をした場合のみ無線端末局が無線基地局に通知を行う。通知された無線基地局は、第４の実施形態と同様に、信号強度および信号利用頻度の測定結果より信号利用頻度が低い周波数帯域を利用することによってスループットを上昇させる。
【００９４】
＜第６の実施形態＞
次に、本発明による第６の実施形態について説明する。本実施形態においては、第４、５の実施形態のように無線端末局が測定を行なう場合において、無線端末局が定期的に当該無線端末局の周辺に存在する他セルに属する無線基地局もしくは無線端末局からの無線信号から信号強度もしくは信号利用頻度の測定を行わず、無線基地局から無線端末局に通知要求をした場合のみ無線端末局が測定を行い、無線基地局に通知する場合について示すものである。本実施形態における装置構成は、図１に示した第１の実施形態と同様である。
【００９５】
図１５は、本実施形態の無線端末局の構成例を示すブロック図である。無線基地局１１１〜１１３、１２１〜１２３、１３１〜１３３のいずれの無線端末局も図１５の構成からなっている。無線端末局は、少なくとも一つのアンテナ素子７０１−１（〜７０１−Ｎ）と、送受信切り替え部７０２と、測定信号受信部７０３と、無線信号処理部７０４と、信号強度測定部７０５と、信号利用頻度測定部７０６と、情報記憶部７０７と、送信部７０８と、要求信号受信部７０９とを少なくとも有して構成される。ここでは、第５の実施形態の無線端末局の構成と同様の機構の説明は省略する。要求信号受信部７０９は、無線基地局から送信された要求信号を受信する。要求信号が受信された場合、測定信号受信部が、受信された無線信号の測定を行う。
【００９６】
図１６は、本実施形態において、無線基地局が無線端末局に対して通知要求を行い、無線基地局が無線端末局から送信された無線信号を受信し情報を取得するまでの動作例を示すフローチャートである。まず、無線基地局が無線端末局に対して無線端末局周辺の他セルの信号情報を要求する（ステップＦ４７）。次に、各無線端末局の周辺に存在する他セルに属する無線基地局や無線端末局からの無線信号の信号強度もしくは信号利用頻度の測定を行う（ステップＦ４２）。ここでは、端末周辺の他セルの無線基地局および無線端末局として、セル１に属する端末を用いて説明する。次に、各無線端末局は、測定もしくは取得した情報を記憶する（ステップＦ４３）。
【００９７】
要求を受信した無線端末局は、記憶した情報を無線基地局に通知を行う（ステップＦ４４）。通知された無線基地局は、通知信号を受信して情報を取得する（ステップＦ４５）。無線基地局は、情報の更新を行う際、端末に対して通知要求を行うことで自身のセルに属する無線端末局の情報を更新する。このような処理によって、無線端末局が定期的に無線基地局に通知を行わず、無線基地局から無線端末局に通知要求をした場合のみ無線端末局が無線基地局に通知を行う。通知された無線基地局は第４もしくは第５の実施形態と同様に、信号強度および信号利用頻度の測定結果より信号利用頻度が低い周波数帯域を利用することによってスループットが上昇する。
【００９８】
＜第７の実施形態＞
次に、本発明による第７の実施形態について説明する。本実施形態においては、第４、５、６の実施形態で示す無線端末局の測定する信号強度および信号利用頻度を複数の受信ウェイトによって測定した結果を用いて周波数を決定する。無線端末局から無線基地局へ情報を通知する方法は、第４、５、６の実施形態の方法のどの方法を用いてもよい。無線端末局の受信ウェイトを変更し用いることによって、より広範囲の無線信号の情報を通知することが可能となるため、よりスループットが上昇する。
【００９９】
＜第８の実施形態＞
次に、本発明による第８の実施形態について説明する。本実施形態においては、無線基地局が自身のセルに属する無線端末局から無線端末局周辺の他セルに属する無線基地局もしくは無線端末局からの無線信号の信号強度を用いて、無線基地局が自身のセルに属する無線端末局のスループットが最大になる変調方式および符号化率を決定する場合である。他セルに属する無線基地局もしくは無線端末局と変調方式および符号化率が異なれば、干渉が低減することから、信号利用頻度が低い周波数帯域を利用すると同様にスループットが上昇する。例えば、無線基地局が図１７に示すようなテーブルを予め記憶し、記憶したテーブルを参照して、測定した信号強度および雑音電力の比である受信信号対雑音比に基づいて変調方式および符号化率を決定することにより、通信量を増加させることが可能である。
【０１００】
以上説明したように、第１から第８の実施形態によれば、特に複数の無線基地局及び複数の無線端末局が自律分散で動作する無線通信システムにおいて、無線端末局および無線基地局が、他セルに属する無線基地局もしくは無線端末局からの信号の信号強度、信号利用頻度を測定もしくは取得し、無線基地局は、取得した情報を用いて自セルのスループットが最も上昇する周波数帯域の変更もしくは多値変調や符号化率の調整を行うことで、通信量を増加させることが可能となる。
【０１０１】
また、本実施形態によれば、無線基地局および無線端末局が受信可能な信号を用いて周波数帯域の選択を行うことで、自身の無線基地局が所属する端末に対する干渉信号まで考慮して、より有効な周波数帯域の選択を行なうことが可能である。
また、適応変調や適応符号化を行う場合でも、無線基地局と端末間のチャネル情報を用いて適応変調や適応符号化を行うことに比べて、他のエリアからの干渉をも考慮して、より有効な変調方式あるいは符号化率を選択することが可能となる。
また、空間多重を用いる場合に、他セルの無線装置から自セル無線装置への干渉（通信品質劣化）も考慮して、他セルに対してヌルを向けることにより、他セルに属する無線装置（無線基地局、あるいは、無線端末局）間の干渉を排除することが可能となる。
【０１０２】
このとき、例えば、図１において、無線基地局ＡＰ１１０のセル１と無線基地局ＡＰ１３０のセル３のオーバーラップした領域に無線端末ＭＴ１１３とＭＴ１３１とが存在している。例えば、無線基地局ＡＰ１１０と無線基地局１３０とが同一の周波数帯域を選択した場合、無線基地局ＡＰ１１０が無線端末ＭＴ１３１に対してヌルを向け、一方、無線基地局ＡＰ１３０が無線端末ＭＴ１１３にヌルを向ける。また、同様に、無線端末ＭＴ１３１が無線基地局ＡＰ１１０に対してヌルを向け、一方、無線端末ＭＴ１１３が無線基地局ＡＰ１３０にヌルを向ける。このことにより、他セルの無線装置から自セルの無線装置への干渉（通信品質劣化）を低減することができる。この処理について後述する第９の実施形態から第２８の実施形態において説明する。
【０１０３】
なお、上記処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより無線通信を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１０４】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【０１０５】
上述した第１から第８の実施形態によれば、それぞれがセルを形成する複数の無線基地局と、複数の無線基地局のいずれかのセルに属し、自身が属するセルを形成する無線基地局と無線通信を行う無線端末局とを備えた無線通信システムにおける無線基地局が、定められた複数の周波数帯域毎に、無線端末局との間で送受信される無線信号を検出するように定められた複数の受信ウェイト毎に、無線端末局との間で送受信される無線信号の信号強度を測定し、測定した測定結果に基づいて、複数の周波数帯域のうち、一定レベル以下の信号強度の周波数帯域を決定し、決定した周波数帯域を利用して、無線信号を送受信するようにしたので、自身の無線基地局に所属する無線端末局から送信される無線信号のみでなく、受信ウェイトに応じて通信可能となるより広範囲の無線端末局から送信される無線信号の信号強度に基づいて利用する周波数帯域を決定することで、セル間での無線通信の干渉を回避および干渉を考慮した通信方式の決定により無線通信のスループットを向上させることが可能となる。
【０１０６】
次に、１つの無線基地局が複数の無線端末局と空間多重を利用した通信を行うため、第１から第８の実施形態における通信に用いる周波数帯域の選択を行う際、セルがオーバーラップした２つの無線基地局の各々が、オーバーラップした領域の自身のセルに属する無線端末局との通信に用いる周波数帯域として、同一の周波数帯域を選択した場合において、相互の異なるセル間における干渉を低減する、空間多重アクセスを行う無線パケット通信システムに用いて好適な多重無線アクセス制御方法及び多重無線アクセス制御システムの構成について、以下に説明する。
＜第９の実施形態＞
図１８は本発明の第９の実施形態の無線ネットワーク構成を示すブロック図である。図１８において、２つのセル（無線通信をカバーする通信エリア；以下、単にセルという、第１から第８の実施形態におけるセル）であるセル２０１、セル２０２は同一周波数チャネルを使用しており、互いに一部がオーバーラップしている。また、無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２はセル２０１に属し、無線基地局ＡＰ１と、無線端末局ＳＴＡ３はセル２０２に属し無線基地局ＡＰ２とそれぞれ通信を行う。また、無線端末局ＳＴＡ３はセル２０１とセル２０２のオーバーラップ領域に存在し、ビームフォーミングしない場合、無線基地局ＡＰ１および無線基地局ＡＰ２からの無線波が伝播する環境にある。
【０１０７】
第９の実施形態においては、無線基地局ＡＰ１は、複数のアンテナを具備し、セル内の無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２と、ＭＵ−ＭＩＭＯによる空間多重による無線パケット通信を行う。すなわち、無線基地局ＡＰ１は、複数のアンテナの出力を合成することにより、任意にアンテナの指向性を変化させ、またヌル点を作り出すことができる。これにより、無線基地局ＡＰ１は、空間的に離れた複数のビームを形成して、同一時刻、同一周波数で空間多重通信を行うことができる。
【０１０８】
また、無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２は、複数のアンテナを具備している。無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２は、複数のアンテナの出力を合成することにより、任意にアンテナの指向性を変化させ、またヌル点を作り出すことができる。これにより、無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２は、接続する無線基地局ＡＰ１に対してアンテナの指向性を変化させ、またヌル点を作り出すことができる。
【０１０９】
また、無線基地局ＡＰ１および無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２は、空間多重によるパケット信号を送信する前に、非空間多重の制御信号を送信し、この制御信号により、空間多重に必要な情報を自セルの無線基地局ＡＰ１と無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２間で交換するようにしている。また、制御信号を非空間多重、すなわち送信ビームを絞らずに送信することで、オーバーラップしている周辺のセル２０２の無線端末局ＳＴＡ３に報知することができる。
【０１１０】
図１９は、第９の実施形態におけるパケット信号の送信の動作を示すタイムチャートである。図１９において、無線基地局ＡＰ１は、周辺セルの無線端末局ＳＴＡ３からのパケット信号を受信した場合、パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶する。なお、図１８に示すとおり、無線基地局ＡＰ２からのパケット信号は無線基地局ＡＰ１には届かないため、無線基地局ＡＰ１は無線基地局ＡＰ２のアドレスを記憶しない。また、一般に無線ＬＡＮのパケット信号には宛先アドレス、送信元アドレス、属しているセルの無線基地局アドレスがヘッダ部に含まれている。
【０１１１】
無線基地局ＡＰ１は、１つないし複数の宛先の送信データが生起したとき、ランダムな時間間隔でキャリアセンスＣＳを行い、他の信号を検出しなかった場合、すなわちアイドル中の場合、１つないし複数の宛先アドレスと、記憶している１つないし複数の周辺セルの無線基地局及び無線端末局アドレスを含む呼出信号を送信する。図示する例では、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２は宛先無線端末局、無線端末局ＳＴＡ３は周辺セルの無線端末局である。
【０１１２】
呼出信号により指定された無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２、無線端末局ＳＴＡ３は、呼出信号受信後の所定期間（Ｔ１）経過後に、応答信号を送信する。応答信号として無線端末局毎に直交する符号、例えばＣＤＭＡ通信の拡散符号を用いる場合は、複数の無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２、無線端末局ＳＴＡ３は同時に送信してもよい。直交する符号を用いない場合は、無線端末局は呼出信号のアドレス順に、期間Ｔ１間隔で順次応答信号を送信してもよい。
【０１１３】
無線基地局ＡＰ１は、応答信号を受信して無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２、無線端末局ＳＴＡ３とのチャネルの推定を行う。なお、応答信号を同時に受信する場合は、無線端末局毎に割り当てた直交符号により応答信号を分離する。直交符号は、呼出信号により各無線端末局に割り当ててもよい。また、応答信号を順次受信する場合は、呼出信号により各無線端末局の応答信号送信時間を通知してもよい。
【０１１４】
無線基地局ＡＰ１は推定結果から、周辺セルの無線端末局方向へはヌル点を生成した上で、宛先無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２へパケット信号を空間多重により送信する。この結果、無線基地局ＡＰ１は、周辺セルの無線端末局ＳＴＡ３への干渉を抑制しつつ、空間多重によりパケット信号を送信することができる。また、周辺セルの無線端末局ＳＴＡ３は、呼出信号受信時にチャネルを推定し、無線基地局ＡＰ１方向にヌル点を生成することにより、無線基地局ＡＰ１からの干渉を更に抑制できる。
【０１１５】
宛先無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２は、誤りなくパケット信号を復号した場合は、パケット信号受信後の期間Ｔ１経過後に確認信号Ａｃｋを無線基地局ＡＰ１に送信する。このとき空間多重により同時に確認信号を送信してもよい。あるいは、呼出信号のアドレス順に、期間Ｔ１間隔で順次確認信号を送信してもよい。
【０１１６】
このように、第９の実施形態では、無線基地局ＡＰ１は、周辺セルの無線端末局ＳＴＡ３から応答信号を受信することによりチャネル推定することができるため、周辺セルの無線端末局ＳＴＡ３が行う通信への干渉を抑制しつつ、宛先無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２に対して空間多重によりパケット信号を送信することができる。
【０１１７】
＜第１０の実施形態＞
次に、図２０、図２１を参照して本発明の第１０の実施形態について説明する。図２０は、第１０の実施形態の無線ネットワーク構成図であり、図２１は、図２０に示すシステムのパケット信号の送信の動作を示すタイムチャートである。図２０において、無線基地局ＡＰ１と無線端末局ＳＴＡ１はセル２０１に属しており、無線基地局ＡＰ２と無線端末局ＳＴＡ２はセル２０２に属している。無線基地局ＡＰ１、無線基地局ＡＰ２、無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２は、セル２０１と周辺セルであるセル２０２のオーバーラップするエリアに存在する。
【０１１８】
図２１において、無線基地局ＡＰ１は、セル２０２の無線端末局ＳＴＡ２からのパケット信号を受信した場合、パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶する。また、無線基地局ＡＰ２は、セル２０１の無線端末局ＳＴＡ１からのパケット信号を受信した場合、パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶する。なお、一般に無線ＬＡＮのパケット信号には宛先アドレス、送信元アドレス、属しているセルの無線基地局アドレスがヘッダ部に含まれている。無線基地局ＡＰ１、無線基地局ＡＰ２は、１つないし複数の宛先の送信データが生起したとき、ランダムな時間間隔でキャリアセンスＣＳを行い、他の信号を検出しなかった場合、すなわちアイドル中の場合、１つないし複数の宛先アドレスと、記憶している１つないし複数の周辺セルの無線端末局アドレスを含む呼出信号を送信する。図示する例では、無線基地局ＡＰ１では無線端末局ＳＴＡ１宛の送信データが生起し、無線基地局ＡＰ２では無線端末局ＳＴＡ２宛ての送信データが生起している。また、「無線基地局ＡＰ１のランダム時間」＜「無線基地局ＡＰ２のランダム時間」の関係により、無線基地局ＡＰ１が呼出信号を送信している。
【０１１９】
呼出信号により指定された無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２は、呼出信号受信後の所定期間Ｔ１経過後に、応答信号を送信する。応答信号として無線端末局毎に直交する符号、例えばＣＤＭＡ通信の拡散符号を用いる場合は、複数の無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２は同時に送信してもよい。直交する符号を用いない場合、無線端末局は呼出信号のアドレス順に、期間Ｔ１間隔で順次応答信号を送信してもよい。
【０１２０】
無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２は、応答信号を受信して各無線端末局ＳＴＡ１、無線端末局ＳＴＡ２とのチャネルの推定を行う。なお、応答信号を同時に受信する場合は、無線端末局毎に割り当てた直交符号により応答信号を分離する。直交符号は、呼出信号により各無線端末局に割り当ててもよい。また、応答信号を順次受信する場合は、呼出信号により各無線端末局の応答信号送信時間を通知してもよい。
【０１２１】
無線基地局ＡＰ１は推定結果から、セル２０２の無線端末局ＳＴＡ２方向へはヌル点を生成した上で、宛先無線端末局ＳＴＡ１へパケット信号を送信する。また、無線基地局ＡＰ２は推定結果から、セル２０１の無線端末局ＳＴＡ１方向へはヌル点を生成した上で、宛先無線端末局ＳＴＡ２へパケット信号を送信する。この結果、無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２は、空間多重によりパケット信号を同時に送信することができる。
【０１２２】
セル２０１において、宛先無線端末局ＳＴＡ１は、誤りなくパケット信号を復号した場合は、パケット信号受信後の期間Ｔ１経過後に確認信号Ａｃｋを無線基地局ＡＰ１に送信する。セル２０２においても、同様に、無線端末局ＳＴＡ２は、誤りなくパケット信号を復号した場合は、パケット信号受信後Ｔ１経過後に確認信号Ａｃｋを無線基地局ＡＰ２に送信する。このとき空間多重により同時に確認信号を送信してもよい。あるいは、呼出信号のアドレス順に、期間Ｔ１間隔で順次確認信号を送信してもよい。
【０１２３】
このように、第１０の実施形態では、無線基地局ＡＰ１は、周辺セルであるセル２０２の無線端末局ＳＴＡ２から応答信号を受信することによりチャネル推定することができるため、セル２０２の無線端末局ＳＴＡ２への干渉を抑制しつつ、自セルの１つないし複数の宛先無線端末局に対して空間多重によりパケット信号を送信することができる。また、周辺セルの無線基地局ＡＰ２は、自セル（セル２０２）の無線端末局ＳＴＡ２宛てのパケット信号を保持していたとき、無線基地局ＡＰ１からの呼出信号を契機にセル２０１の無線端末局ＳＴＡ１と自セル（セル２０２）の無線端末局ＳＴＡ２が送信する応答信号を受信してそれぞれのチャネル推定を行うことで、セル２０１の無線基地局と空間多重により無線端末局ＳＴＡ２宛てのパケット信号を送信することができる。すなわち、オーバーラップセル環境において、セル間で無線空間リソースをシェアし有効利用が可能となる。
【０１２４】
＜第１１の実施形態＞
次に、図２２を参照して本発明の第１１の実施形態について説明する。第１１の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図２２は、本発明の第１１の実施形態のパケット信号の送信の動作を示すタイムチャートである。図２２において、無線基地局ＡＰは、１つないし複数の宛先の送信データが生起したとき、ランダムな時間間隔でキャリアセンスＣＳを行い、他の信号を検出しなかった場合、すなわちアイドル中の場合、１つないし複数の宛先アドレスを含む呼出信号を送信する。図示する例では、無線基地局ＡＰ１では無線端末局ＳＴＡ１宛の送信データが生起し、無線基地局ＡＰ２では無線端末局ＳＴＡ２宛ての送信データが生起している。また、「無線基地局ＡＰ１のランダム時間」＜「無線基地局ＡＰ２のランダム時間」の関係により、無線基地局ＡＰ１が最初の呼出信号を送信している。
【０１２５】
呼出信号を受信した無線基地局ＡＰ２は更に期間Ｔ２の間、キャリアセンスＣＳを継続する。図示する例では、「無線基地局ＡＰ２のランダム時間」＜「期間Ｔ２」の関係により、無線基地局ＡＰ２は呼出信号を送信している。なお、呼出信号には、期間Ｔ２の残り時間を含めてもよい。
【０１２６】
各呼出信号により指定された無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２は、期間Ｔ２経過後に、応答信号を送信する。応答信号として無線端末局毎に直交する符号、例えばＣＤＭＡ通信の拡散符号を用いる場合は、複数の無線端末局ＳＴＡは同時に送信してもよい。直交する符号を用いない場合は、無線端末局は呼出信号の送信順に、呼出信号に複数アドレスが含まれる場合はアドレス順に、期間Ｔ１間隔で順次応答信号を送信してもよい。
【０１２７】
無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２は、応答信号を受信して各無線端末局ＳＴＡとのチャネルの推定を行う。なお、応答信号を同時に受信する場合は、無線端末局毎に割り当てた直交符号により応答信号を分離する。直交符号は、呼出信号により各無線端末局に割り当ててもよい。また、応答信号を順次受信する場合は、呼出信号により各無線端末局の応答信号送信時間を通知してもよい。
【０１２８】
無線基地局ＡＰ１は推定結果から、セル２０２で通信が行われる無線端末局ＳＴＡ２方向へはヌル点を生成した上で、宛先無線端末局ＳＴＡ１へパケット信号を送信する。また、無線基地局ＡＰ２は推定結果から、セル２０１で通信が行われる無線端末局ＳＴＡ１方向へはヌル点を生成した上で、宛先無線端末局ＳＴＡ２へパケット信号を送信する。この結果、無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２は、空間多重によりパケット信号を同時に送信することができる。
【０１２９】
宛先無線端末局は、誤りなくパケット信号を復号した場合は、パケット信号受信後の期間Ｔ１経過後に確認信号Ａｃｋを無線基地局ＡＰに送信する。このとき空間多重により同時に確認信号を送信してもよい。あるいは、呼出信号の送信順に、呼出信号に複数アドレスが含まれる場合はアドレス順に、期間Ｔ１間隔で順次確認信号を送信してもよい。
【０１３０】
このように、第１１の実施形態では、無線基地局ＡＰ１の周辺セルの無線基地局ＡＰ２は、無線基地局ＡＰ１の宛先無線端末局ＳＴＡ１への呼出信号を契機に、自セルの宛先無線端末局ＳＴＡ２への呼出信号を送信することができ、無線基地局ＡＰ１とＡＰ２は各無線端末局から応答信号を受信することによりそれぞれチャネル推定することができる。このため、セル２０１の無線基地局ＡＰ１とセル２０２の無線基地局ＡＰ２は空間多重によりパケット信号を同時に送信することができる。すなわち、オーバーラップセル環境において、セル間で無線空間リソースをシェアし有効利用が可能となる。
【０１３１】
＜第１２の実施形態＞
次に、図２３を参照して本発明の第１２の実施形態について説明する。第１２の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図２３は、第１２の実施形態のパケット信号の送信の動作を示すタイムチャートである。図２３において、無線基地局ＡＰ１は、セル２０２の無線基地局ＡＰ２からのパケット信号を受信した場合、パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶する。また、無線基地局ＡＰ２は、セル２０１の無線基地局ＡＰ１からのパケット信号を受信した場合、パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶する。なお、一般に無線ＬＡＮのパケット信号には宛先アドレス、送信元アドレス、属しているセルの無線基地局アドレスがヘッダ部に含まれている。
【０１３２】
無線基地局ＡＰ１は、１つないし複数の宛先の送信データが生起したとき、ランダムな時間間隔でキャリアセンスＣＳを行い、他の信号を検出しなかった場合、すなわちアイドル中の場合、１つないし複数の宛先アドレスと、記憶している１つないし複数の周辺の無線基地局ＡＰ２のアドレスを含む呼出信号を送信する。図示する例では、無線基地局ＡＰ１では無線端末局ＳＴＡ１宛の送信データが生起し、無線基地局ＡＰ２では無線端末局ＳＴＡ２宛ての送信データが生起している。また、「無線基地局ＡＰ１のランダム時間」＜「無線基地局ＡＰ２のランダム時間」の関係により、無線基地局ＡＰ１が最初の呼出信号を送信している。
【０１３３】
呼出信号を受信した無線基地局ＡＰ２は、期間Ｔ１経過後、１つないし複数の宛先アドレスを含む呼出信号を送信する。なお、請求項５記載の発明の実施の形態では、最初の呼出信号に複数の無線基地局のアドレスが含まれるとき、アドレス順にＴ１間隔で呼出信号を送信する。
【０１３４】
各呼出信号により指定された無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２は、最後の呼出信号の受信後期間Ｔ１経過後に、応答信号を送信する。応答信号として無線端末局毎に直交する符号、例えばＣＤＭＡ通信の拡散符号を用いる場合は、複数の無線端末局ＳＴＡは同時に送信してもよい。直交する符号を用いない場合は、無線端末局は呼出信号の送信順に、呼出信号に複数アドレスが含まれる場合はアドレス順に、期間Ｔ１間隔で順次応答信号を送信してもよい。図２４に応答信号を順次送信する場合のタイムチャートを示す。最初の呼出信号で指定された無線端末局ＳＴＡ１が応答信号を送信し、Ｔ１経過後、次の呼出信号で指定された無線端末局ＳＴＡ２が応答信号を送信する。
【０１３５】
無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２は、応答信号を受信して各無線端末局ＳＴＡ１〜３とのチャネルの推定を行う。なお、応答信号を同時に受信する場合は、無線端末局毎に割り当てた直交符号により応答信号を分離する。直交符号は、呼出信号により各無線端末局に割り当ててもよい。また、応答信号を順次受信する場合は、呼出信号により各無線端末局の応答信号送信時間を通知してもよい。
【０１３６】
無線基地局ＡＰ１は推定結果から、セル２０２で通信が行われる無線端末局ＳＴＡ２方向へはヌル点を生成した上で、宛先無線端末局ＳＴＡ１へパケット信号を送信する。また、無線基地局ＡＰ２は推定結果から、セル２０１で通信が行われる無線端末局ＳＴＡ１方向へはヌル点を生成した上で、宛先無線端末局ＳＴＡ２へパケット信号を送信する。この結果、無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２は、空間多重によりパケット信号を同時に送信することができる。
【０１３７】
宛先無線端末局ＳＴＡ１は、誤りなくパケット信号を復号した場合、パケット信号受信後Ｔ１経過後に確認信号Ａｃｋを無線基地局ＡＰ１に送信する。このとき空間多重により同時に確認信号を送信してもよい。あるいは、呼出信号の送信順に、呼出信号に複数アドレスが含まれる場合はアドレス順に、期間Ｔ１間隔で順次確認信号を送信してもよい。
【０１３８】
このように、第１２の実施形態では、無線基地局ＡＰ１の周辺セルの無線基地局ＡＰ２は、無線基地局ＡＰ１の最初の呼出信号を契機に、自セルの宛先無線端末局ＳＴＡ２への呼出信号を送信することができ、無線基地局ＡＰ１とＡＰ２は各無線端末局から応答信号を受信することによりそれぞれチャネル推定することができる。このため、セル２０１の無線基地局ＡＰ１とセル２０２の無線基地局ＡＰ２は空間多重によりパケット信号を同時に送信することができる。すなわち、オーバーラップセル環境において、セル間で無線空間リソースをシェアし有効利用が可能となる。また、呼出信号をＴ１間隔で順次送信できるため、第１１の実施形態と比べて、キャリアセンスＣＳのオーバーヘッドを削減できる。
【０１３９】
＜第１３の実施形態＞
次に、図２５を参照して第１３の実施形態について説明する。第１３の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図２５は、呼出信号に送信元の無線基地局が空間多重可能な余裕数を含む場合の動作を示すタイムチャートである。ここでは、無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２のアンテナ数は４とする。無線基地局ＡＰ２は無線基地局ＡＰ１からの呼出信号を受信し、無線基地局ＡＰ１の空間多重余裕数が２であることを知る。そこで、無線端末局ＳＴＡ２との通信に残りの空間多重数２を割り当てるとともに、空間多重余裕数０として、呼出信号を送信する。このため、空間多重余裕数を超えてパケット信号を送信することによるセル間干渉の発生を防止することができる。
【０１４０】
＜第１４の実施形態＞
次に、図２６を参照して第１４の実施形態について説明する。第１４の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図２６は、呼出信号に宛先無線端末局のアンテナ数を含む場合の動作を示すタイムチャートである。一般に、空間多重の最大数はアンテナ数に一致し、送信局のアンテナ数と受信局のアンテナ数が異なる場合は少ない方のアンテナ数に一致する。ここでは、無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２のアンテナ数は４とする。無線基地局ＡＰ２は、無線基地局ＡＰ１からの呼出信号を受信して無線基地局ＡＰ１の宛先無線端末局のアンテナ数が２であることを知り、空間多重余裕数が２であることを知る。そこで、無線端末局ＳＴＡ２との通信に残りの空間多重数２を割り当てる。このため、空間多重余裕数を超えてパケット信号を送信することによるセル間干渉の発生を防止することができる。
【０１４１】
＜第１５の実施形態＞
次に、図２７を参照して第１５の実施形態について説明する。第１５の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図２７は、呼出信号に呼出信号により指定された無線端末局と無線基地局以外の送信を禁止する区間を含む場合の動作を示すタイムチャートである。ここでは、呼出信号送信後から確認信号ＡＣＫ受信までの区間を送信禁止区間としている。これにより、他の無線局から干渉されることを防止できる。
【０１４２】
＜第１６の実施形態＞
次に、図２８を参照して第１６の実施形態について説明する。第１６の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図２８は、呼出信号にパケット信号長を含む場合の動作を示すタイムチャートである。無線基地局ＡＰ１は、パケット信号長を呼出信号に含めて送信する。無線基地局ＡＰ２は、通知されたパケット信号長と等しい長さのパケット信号を生成し送信する。例えば、パケット信号が短い場合はパディングし、長い場合は分割して送信する。これにより、パケット信号受信中にセル２０２の無線端末局が確認信号ＡＣＫを送信して干渉を与える事象を、防止することができる。
【０１４３】
＜第１７の実施形態＞
次に、図２９を参照して第１７の実施形態について説明する。第１７の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図２９は、呼出信号に確認信号ＡＣＫを送信する時間を含む場合の動作を示すタイムチャートである。ここでは、確認信号ＡＣＫを送信する時間を無線基地局ＡＰ１のパケット信号送信後としている。これにより、無線基地局ＡＰ１の送信するパケット信号長より無線基地局ＡＰ２の送信するパケット信号長が短い場合であっても、無線端末局ＳＴＡ２が無線基地局ＡＰ１のパケット信号送信中に確認信号ＡＣＫを送信して、無線端末局ＳＴＡ１に対して干渉を与える事象を、防止することができる。
【０１４４】
＜第１８の実施形態＞
次に、図３０を参照して第１８の実施形態について説明する。第１８の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図３０は、呼出信号受信時に無線端末局が周波数オフセットを測定する場合の動作を示すタイムチャートである。無線局は所定の周波数によりパケット信号を送信するが、誤差すなわち周波数オフセットが生じる。あらかじめ呼出信号受信時に周波数オフセットを測定することで、パケット信号受信時に周辺無線基地局からの干渉を精度よく除去することができる。
【０１４５】
＜第１９の実施形態＞
次に、図３１を参照して第１９の実施形態について説明する。第１９の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図３１は、呼出信号に、無線端末局が呼出信号の受信時にチャネル推定した結果を含む場合の動作を示すタイムチャートである。これにより無線基地局がチャネル推定する負荷を軽減し、パケット信号を速やかに送信することができる。
【０１４６】
＜第２０の実施形態＞
次に、図３２を参照して第２０の実施形態について説明する。この実施形態では、無線基地局は、チャネル推定結果のすべての組み合わせについて相関値を計算し、相関値が予め定められた閾値以下の組み合わせを選択する。閾値以下の組み合わせが存在しない場合、無線基地局は、空間多重通信を行わずに無線端末局を１つ選択する。図３２は、第２０の実施形態における無線基地局が、無線端末局を選択する動作を示すフローチャートである。図３２において、無線基地局は、チャネル推定結果のすべての組み合わせについて相関値を計算し（ステップＳ１）、予め定められた閾値以下の組み合わせがあるか否かを判定する（ステップＳ２）。相関が閾値以下の組み合わせが存在すれば、相関が閾値以下の組み合わせの無線端末局を選択し（ステップＳ３）、相関が閾値以下の組み合わせが存在しない場合は、無線端末局を１つ選択する（ステップＳ４）。
【０１４７】
このように、第２０の実施形態では、相関値が予め定められた閾値を越える無線端末局を選択しないことにより、無線基地局は、複数の無線端末局へ適切な送信ビームフォーミングにより空間多重して送信することができ、無線端末局がパケット信号を正しく復号する確率を向上させることができる。
【０１４８】
＜第２１の実施形態＞
次に、図３３を参照して第２１の実施形態について説明する。この実施形態では、無線基地局は、受信した応答信号の受信電力が閾値以下のとき、この応答信号を送信した無線端末局を、空間多重を行う無線端末局の選択肢から除外するものである。図３３は、第２１の実施形態における無線基地局が、応答信号を受信した際の処理動作を示すフローチャートである。図３３において、無線基地局は、応答信号を受信したとき、受信電力が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。受信電力が閾値以下であると判定した場合、無線基地局は、この応答信号を送信した無線端末局を選択肢から除外する（ステップＳ１２）。これにより、第２１の実施形態では、無線基地局は、受信電力が閾値以下である応答信号を送信した無線端末局を選択しないことで、空間多重通信の品質を向上させることができる。
【０１４９】
＜第２２の実施形態＞
次に、図３４を参照して、第２２の実施形態について説明する。この実施形態では、無線基地局は、送信するデータを蓄積し、データ量が閾値Ｌを越え、かつアイドルのときに、呼出信号を送信する。図３４は、第２２の実施形態の無線基地局が、呼出信号を送信する動作を示すフローチャートである。図３４において、無線基地局は、送信するデータを生起すると（ステップＳ２１）、データを蓄積し（ステップＳ２２）、データ量が予め決められた閾値Ｌを越えたか否かを判定する（ステップＳ２３）。データ量が閾値Ｌを越えていないと判定した場合は、ステップＳ２１の処理に戻る。一方、データ量が閾値Ｌを越えていると判定した場合は、無線基地局は、アイドル期間か否かを判定し（ステップＳ２４）、アイドル期間であると判定した場合は、呼出信号を送信する（ステップＳ２５）。このように、第２２の実施形態では、呼出信号の送信が遅延することにより、無線基地局でパケット信号が蓄積される確率が高くなり、空間多重数を大きくすることができる。
【０１５０】
＜第２３の実施形態＞
次に、図３５を参照して第２３の実施形態について説明する。第２３の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図３５は、無線基地局が、チャネル推定結果から決定した送信パケットの宛先アドレスと空間多重可能な余裕数を含む了承信号を送信してから、セル２０２の無線端末局方向にはアンテナの指向性におけるヌル点を生成した上で、パケット信号の宛先無線端末局へ空間多重送信を行う場合の動作を示すタイムチャートである。ここで了承信号は、呼出信号同様に順次期間Ｔ１間隔で送信される。無線基地局は呼出信号送信時に想定していた空間多重数をチャネル推定結果に応じて減じる場合がある。チャネル推定後に了承信号を送信することにより、チャネル推定結果から決定した空間多重余裕数が報知することができる。ここでは、無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２のアンテナ数は４とする。無線基地局ＡＰ２は無線基地局ＡＰ１からの了承信号を受信し、無線基地局ＡＰ１の空間多重余裕数が２であることを知る。そこで、無線端末局ＳＴＡ２との通信に残りの空間多重数２を割り当てるとともに、空間多重余裕数０として、呼出信号を送信する。このため、空間多重余裕数を超えてパケット信号を送信することによるセル間干渉の発生を防止することができる。また、チャネル推定結果から決定した空間多重余裕数をセル間で有効活用することができる。
【０１５１】
＜第２４の実施形態＞
次に、図３６を参照して第２４の実施形態について説明する。第２４の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図３６は、了承信号に、了承信号により指定された無線端末局と無線基地局以外の送信を禁止する区間を含む場合の動作を示すタイムチャートである。無線基地局は呼出信号送信時に想定していたパケット信号長をチャネル推定結果に応じて変更する場合がある。ここでは、了承信号送信後から確認信号ＡＣＫ受信までの区間を送信禁止区間としている。これにより、他の無線局から干渉されることを防止できる。また、チャネル推定結果から決定したパケット信号長を用いて送信禁止区間を設定することができる。
【０１５２】
＜第２５の実施形態＞
次に、図３７を参照して第２５の実施形態について説明する。第２５の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図３７は、了承信号にパケット信号長を含む場合の動作を示すタイムチャートである。無線基地局ＡＰ１は、パケット信号長を呼出信号に含めて送信する。無線基地局ＡＰ２は、通知されたパケット信号長と等しい長さのパケット信号を生成し送信する。例えば、パケット信号が短い場合はパディングし、長い場合は分割して送信する。これにより、パケット信号受信中にセル２０２の無線端末局ＳＴＡ２が確認信号ＡＣＫを送信して干渉を与える事象を、防止することができる。
【０１５３】
＜第２６の実施形態＞
次に、図３８を参照して第２６の実施形態について説明する。第２６の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図３８は、了承信号に確認信号ＡＣＫを送信する時間を含む場合の動作を示すタイムチャートである。ここでは、確認信号ＡＣＫを送信する時間を無線基地局ＡＰ１のパケット信号送信後としている。これにより、無線基地局ＡＰ１の送信するパケット信号長より無線基地局ＡＰ２の送信するパケット信号長が短い場合であっても、無線端末局ＳＴＡ２が無線基地局ＡＰ１のパケット信号送信中に確認信号ＡＣＫを送信して、無線端末局ＳＴＡ１に対して干渉を与える事象を、防止することができる。また、チャネル推定結果から決定したパケット信号長を用いて確認信号ＡＣＫの送信時間を設定できる。
【０１５４】
＜第２７の実施形態＞
次に、図３９を参照して第２７の実施形態について説明する。第２７の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図３９は、パケット信号の送信動作を示すタイムチャートである。図３９において、無線基地局ＡＰ１は、周辺セルの無線基地局ＡＰ２からのパケット信号を受信した場合、パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶する。また、無線基地局ＡＰ２は、セル２０１の無線基地局ＡＰ１からのパケット信号を受信した場合、パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶する。なお、一般に無線ＬＡＮのパケット信号には宛先アドレス、送信元アドレス、属しているセルの無線基地局アドレスがヘッダ部に含まれている。
【０１５５】
無線基地局ＡＰ１は、１つないし複数の宛先の送信データが生起したとき、ランダムな時間間隔でキャリアセンスＣＳを行い、他の信号を検出しなかった場合、すなわちアイドル中の場合、１つないし複数の宛先アドレスと、記憶している１つないし複数の周辺の無線基地局のアドレスを含む呼出信号を送信する。図示する例では、無線基地局ＡＰ１では無線端末局ＳＴＡ１宛の送信データが生起し、無線基地局ＡＰ２では無線端末局ＳＴＡ２宛ての送信データが生起している。また、「無線基地局ＡＰ１のランダム時間」＜「無線基地局ＡＰ２のランダム時間」の関係により、無線基地局ＡＰ１が最初の呼出信号を送信する。
【０１５６】
呼出信号を受信した無線端末局ＳＴＡ１は、所定の期間Ｔ１経過後、応答信号を送信する。呼出信号に複数の無線端末局のアドレスが含まれる場合はアドレス順に、期間Ｔ１間隔で順次応答信号を送信してもよい。呼出信号を受信した無線基地局ＡＰ２は、当該呼出信号により指定された無線端末局の送信する応答信号を全て受信後期間Ｔ１経過後に、１つないし複数の宛先アドレスを含む呼出信号を送信する。
【０１５７】
呼出信号を受信した無線端末局ＳＴＡ２は、期間Ｔ１経過後、応答信号を送信する。呼出信号に複数の無線端末局のアドレスが含まれる場合はアドレス順に、期間Ｔ１間隔で順次応答信号を送信してもよい。なお、最初の呼出信号に複数の無線基地局のアドレスが含まれるとき、アドレス順に、同様にして、Ｔ１間隔で、呼出信号の送信と、呼出信号で指定された無線端末局の応答信号の送信を行う。
【０１５８】
無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２は、受信した応答信号から各無線端末局とのチャネルの推定を行う。無線基地局ＡＰ１は推定結果から、周辺セルで通信が行われる無線端末局ＳＴＡ２方向へはヌル点を生成した上で、宛先無線端末局ＳＴＡ１へパケット信号を送信する。また、無線基地局ＡＰ２は推定結果から、周辺セルで通信が行われる無線端末局ＳＴＡ１方向へはヌル点を生成した上で、宛先無線端末局ＳＴＡ２へパケット信号を送信する。この結果、無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２は、空間多重によりパケット信号を同時に送信することができる。
【０１５９】
宛先無線端末局は、誤りなくパケット信号を復号した場合は、パケット信号受信後Ｔ１経過後に確認信号Ａｃｋを無線基地局に送信する。このとき空間多重により同時に確認信号を送信してもよい。あるいは、呼出信号の送信順に、呼出信号に複数アドレスが含まれる場合はアドレス順に、期間Ｔ１間隔で順次確認信号を送信してもよい。
【０１６０】
以上説明したように、第２７の実施形態では、無線基地局ＡＰ１の周辺セルの無線基地局ＡＰ２は、無線基地局ＡＰ１の最初の呼出信号を契機に、自セルの宛先無線端末局ＳＴＡ２への呼出信号を送信することができ、無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２は各無線端末局から応答信号を受信することによりそれぞれチャネル推定することができる。このため、セル２０１の無線基地局ＡＰ１とセル２０２の無線基地局ＡＰ２は空間多重によりパケット信号を同時に送信することができる。すなわち、オーバーラップセル環境において、セル間で無線空間リソースをシェアし有効利用が可能となる。また、第１２の実施形態と異なり、無線端末局は、呼出信号の受信後、Ｔ１間隔で応答信号を送信するため、Ｔ１を十分短くすることにより、無線端末局の周辺の他の無線端末局がキャリアセンスの結果アイドルと判断し無線信号を送信して応答信号に干渉を与えることを防止できる。
【０１６１】
＜第２８の実施形態＞
次に、図４０を参照して、第２８の実施形態について説明する。第２８の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。図４０に、呼出信号の送信元無線基地局と、呼出信号により指定された無線端末局と周辺の無線基地局とを除く無線局の送信を禁止する区間を、応答信号に含む場合のタイムチャートを示す。ここでは、応答信号送信後から確認信号ＡＣＫ受信までの区間を送信禁止区間としている。これにより、応答信号送信後から確認信号ＡＣＫ受信までの間、無線端末局の周辺の無線局がパケット信号を送信して干渉を与えることを防止できる。
【０１６２】
＜第２９の実施形態＞
次に、第２９の実施形態について説明する。第２９の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。第２９の実施形態は、無線基地局が自身のセル内の無線端末局と通信する際に用いる周波数帯域の設定の処理が含まれている。無線基地局が無線端末局と通信する際に用いる周波数帯域の設定については、第１から第３の実施形態に示す処理のいずれを用いてもよい。また、無線基地局が自身のセル内の無線端末局と通信を行う際、自身のセル以外の無線端末局の方向に対してヌル点を生成する処理については、第９から第２８の実施形態に記載した動作により行う。
例えば、図２０において、無線基地局ＡＰ１及びＡＰ２は、第１から第３の実施形態で記載した処理により、それぞれ属する無線端末局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２との通信に用いる周波数帯域を決定する。
そして、無線基地局ＡＰ１は、自身が所属するセル２０１の周辺に存在するセル２０２の無線端末局ＳＴＡ２と通信を行う無線基地局ＡＰ２が送信するパケット信号を受信した際、受信した受信パケット信号に含まれる送信元アドレスを記憶する。
そして、無線基地局ＡＰ１は、例えば、第１２の実施形態に記載された図２３のタイムチャートの示す処理において、無線端末局ＳＴＡ１及びＳＴＡ２との通信におけるチャネル推定を行う。無線基地局ＡＰ１は、自身のセル内の無線端末局ＳＴＡ１にパケットを送信する際、記憶した無線端末局ＳＴＡ２のアドレスと、チャネル推定結果とから無線端末局ＳＴＡ２方向にヌル点を生成し、無線端末局ＳＴＡ１に対してパケット信号を送信する。
一方、無線基地局ＡＰ２は、無線基地局ＡＰ１と同様に、無線端末局ＳＴＡ１及びＳＴＡ２との通信におけるチャネル推定を行う。そして、無線基地局ＡＰ２は、無線端末局ＳＴＡ２にパケットを送信する際、記憶した無線端末局ＳＴＡ２のアドレスと、チャネル推定結果とから無線端末局ＳＴＡ１方向にヌル点を生成し、無線端末局ＳＴＡ２に対してパケット信号を送信する。
【０１６３】
＜第３０の実施形態＞
次に、第３０の実施形態について説明する。第３０の実施形態における無線ネットワーク構成図は、図２０に示す構成図と同じである。第３０の実施形態は、無線基地局が自身のセル内の無線端末局と通信する際に用いる周波数帯域の設定の処理が含まれている。無線基地局が無線端末局と通信する際に用いる周波数帯域の設定については、第４から第８の実施形態に示す処理のいずれを用いてもよい。また、無線基地局が自身のセル内の無線端末局と通信を行う際、自身のセル以外の無線端末局の方向に対してヌル点を生成する処理については、第９から第２８の実施形態に記載した動作により行う。
例えば、図２０において、無線基地局ＡＰ１及びＡＰ２は、第４から第８の実施形態で記載した処理により、それぞれ属する無線端末局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２から送信される、無線端末局ＳＴＡ１及びＳＴＡ２が測定した無線基地局各々とにおける通信の無線信号強度及び信号利用頻度により、それぞれ属する無線端末局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２との通信に用いる周波数帯域を決定する。
以降の、無線基地局ＡＰ１及びＡＰ２の各々が自信のセル内に属さない無線端末局方向にヌル点を生成する方法については、第２９の実施形態に記載された処理により行う。
第２９及び第３０の実施形態によれば、無線基地局が第１から第８の実施形態に示す処理により設定した、自身のセル内の無線端末局との通信に用いる周波数帯域が、複数のセルにてオーバーラップした場合、各セルの無線基地局の各々が、自身のセル内の無線端末局と通信する際、オーバーラップした他のセルに属する無線基地局の方向にヌル点を向ける。このため、無線基地局がオーバーラップした他のセルの無線基地局と同一の周波数帯域を選択した場合においても、相互の異なるセル間における干渉を低減する通信を行うことができる。
【０１６４】
以上説明したように、１つの無線基地局、ならびにこれと通信する複数の無線端末局で構成される単位であるセルが近接すると（オーバーラップセル環境）、セル間の干渉が発生するため、これを回避する必要がある。従来のＭＵ−ＭＩＭＯ技術では、同一の周波数チャネルを複数のセルで共用するケース、すなわちオーバーラップセル環境を考慮していないため、複数のセル間で空間多重により通信する仕組みがなかった。一方、ＭＵ−ＭＩＭＯ技術では、複数アンテナを使った無線通信方式であることから、無線波に指向性を持たせることが可能となるため、特定の方向に無線波を向けたり（ビームフォーミング）、無線波を向けなかったり（ヌル生成）することが可能である。本発明では、ＭＵ−ＭＩＭＯがオーバーラップセル環境にある場合、互いに属するセルが異なる無線基地局と無線端末局間でヌルを生成する際、初めに「呼出信号」、「応答信号」（ビームフォーミングをしていないので、異なるセルに属する無線基地局・無線端末局にも到達する）を用い、異なるセルに属する無線基地局・無線端末局を検知し合い、次に、異なるセルに属する無線基地局・無線端末局間では無線波が干渉し合わないようにヌルを生成する。その際、無線基地局・無線端末局が、同一セルあるいは異なるセルに属することを弁別するのに、無線基地局・無線端末局のアドレスを用いる。このようにすることによって、ＭＵ−ＭＩＭＯ（マルチユーザＭＩＭＯ）のオーバーラップセル環境下において、セル間の干渉を回避することが可能となる。
【０１６５】
なお、図１８、図２０に示す無線基地局ＡＰ１、ＡＰ２及び無線端末局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより多重無線アクセス制御処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１６６】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本発明は、オーバーラップセル環境において、空間多重に必要な情報をセル間で交換することにより、セル間で空間多重により通信することができるセル間多重無線アクセス制御が不可欠な用途にも適用できる。
【符号の説明】
【０１６８】
１、２、３  セル
１０１−１〜１０１−Ｎ  アンテナ素子
１０２  測定信号受信部
１０３  無線信号処理部
１０４  信号強度測定部
１０５  信号利用頻度測定部
１０６  情報記憶部
１０７  受信ウェイト決定部
１０８  周波数帯域決定部
１１０  無線基地局
１１１  無線端末局
１１２  無線端末局
１１３  無線端末局
１２０  無線基地局
１２１  無線端末局
１２２  無線端末局
１２３  無線端末局
１３０  無線基地局
１３１  無線端末局
１３２  無線端末局
１３３  無線端末局
３０１−１〜３０１−Ｎ  アンテナ素子
３０２  受信信号切り替え部
３０３  通知信号受信部
３０４  データ信号受信部
３０５  無線信号処理部
４０１−１〜４０１−Ｎ  アンテナ素子
４０２  送受信切り替え部
４０３  測定信号受信部
４０４  無線信号処理部
４０５  信号強度測定部
４０６  信号利用頻度測定部
４０７  取得指示部
４０８  情報記憶部
４０９  送信部
５０１−１〜５０１−Ｎ  アンテナ素子
５０２  受信信号切り替え部
５０３  通知信号受信部
５０４  データ信号受信部
５０５  無線信号処理部
５０６  送受信切り替え部
５０７  通知要求部
５０８  送信部
６０１−１〜６０１−Ｎ  アンテナ素子
６０２  送受信切り替え部
６０３  測定信号受信部
６０４  無線信号処理部
６０５  信号強度測定部
６０６  信号利用頻度測定部
６０７  取得指示部
６０８  情報記憶部
６０９  送信部
６１０  要求信号受信部
７０１−１〜７０１−Ｎ  アンテナ素子
７０２  送受信切り替え部
７０３  測定信号受信部
７０４  無線信号処理部
７０５  信号強度測定部
７０６  信号利用頻度測定部
７０７  情報記憶部
７０８  送信部
７０９  要求信号受信部
ＡＰ１、ＡＰ２  無線基地局
ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３  無線端末局
２０１、２０２  セル
【図１】
0005567707.tif 000002
【図２】
0005567707.tif 000003
【図３】
0005567707.tif 000004
【図４】
0005567707.tif 000005
【図５】
0005567707.tif 000006
【図６】
0005567707.tif 000007
【図７】
0005567707.tif 000008
【図８】
0005567707.tif 000009
【図９】
0005567707.tif 000010
【図１０】
0005567707.tif 000011
【図１１】
0005567707.tif 000012
【図１２】
0005567707.tif 000013
【図１３】
0005567707.tif 000014
【図１４】
0005567707.tif 000015
【図１５】
0005567707.tif 000016
【図１６】
0005567707.tif 000017
【図１７】
0005567707.tif 000018
【図１８】
0005567707.tif 000019
【図１９】
0005567707.tif 000020
【図２０】
0005567707.tif 000021
【図２１】
0005567707.tif 000022
【図２２】
0005567707.tif 000023
【図２３】
0005567707.tif 000024
【図２４】
0005567707.tif 000025
【図２５】
0005567707.tif 000026
【図２６】
0005567707.tif 000027
【図２７】
0005567707.tif 000028
【図２８】
0005567707.tif 000029
【図２９】
0005567707.tif 000030
【図３０】
0005567707.tif 000031
【図３１】
0005567707.tif 000032
【図３２】
0005567707.tif 000033
【図３３】
0005567707.tif 000034
【図３４】
0005567707.tif 000035
【図３５】
0005567707.tif 000036
【図３６】
0005567707.tif 000037
【図３７】
0005567707.tif 000038
【図３８】
0005567707.tif 000039
【図３９】
0005567707.tif 000040
【図４０】
0005567707.tif 000041
【図４１】
0005567707.tif 000042
【図４２】
0005567707.tif 000043