(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なう無線通信システムにおいて、
前記基地局若しくは端末局は、
通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視する干渉状態監視手段と、
前記干渉状態監視手段により監視に基づき干渉波の送信元を判別する送信元判別手段と、
前記送信元判別手段により判別した前記干渉波の送信元に対して該干渉の存在を通知する干渉通知手段と
を具備し、
前記干渉状態監視手段は、
前記基地局に設けられ、該基地局の無線エリア以外の他の基地局の無線エリアに属する端末局からの運用通知に対応して自局における該他の基地局の無線エリアに属する端末局からの干渉状態を監視し、
前記送信元判別手段は、
前記他の基地局の無線エリアに属する端末局を干渉波の送信元として判別し、
前記干渉通知手段は、
前記送信元判別手段により判別した前記干渉波の送信元に対して該干渉の存在を前記基地局若しくは端末局を監視するセンタ局を介して通知する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なうとともに、前記基地局若しくは端末局を監視するセンタ局を設けた無線通信システムにおいて、
前記基地局若しくは端末局は、
通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視する干渉状態監視手段と、
前記干渉状態監視手段により監視に基づき干渉波の送信元を判別する送信元判別手段と、
前記送信元判別手段により判別した前記干渉波の送信元を前記センタ局に通知する干渉通知手段と
を具備し、
前記センタ局は、
前記干渉通知手段による前記干渉波の送信元の通知に基づき前記基地局および端末局に対して通信に用いる周波数の変更を指示する周波数変更指示手段と、
前記周波数変更指示手段による周波数の変更が指示された周波数配置の履歴を記憶管理する周波数変更履歴管理手段と
を具備し、
前記周波数変更指示手段は、
前記周波数変更履歴管理手段に記憶管理される周波数配置の履歴を参照して前記基地局および端末局に対して通信に用いる周波数の変更を指示する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なう無線通信システムの制御方法において、
前記基地局若しくは端末局は、
通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、
この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視するとともに、該監視に基づき干渉波の送信元を判別し、
該判別した前記干渉波の送信元に対して該干渉の存在を通知し、
前記基地局は、
該基地局の無線エリア以外の他の基地局の無線エリアに属する端末局からの運用通知に対応して該運用通知を発した端末局からの干渉状態を監視するとともに、該監視に基づき該運用通知を発した端末局からの端末局の干渉波の有無を判別し、
前記干渉波があると判別された場合は、前記運用通知を発した端末局に対して該干渉の存在を前記基地局若しくは端末局を監視するセンタ局を介して通知する
ことを特徴とする無線通信システムの制御方法。
【請求項４】
隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なうとともに、前記基地局若しくは端末局を監視するセンタ局を設けた無線通信システムの制御方法において、
前記基地局若しくは端末局は、
通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、
この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視するとともに、該監視に基づき干渉波の送信元を判別し、該判別した前記干渉波の送信元を前記センタ局に通知し、
前記センタ局は、
前記干渉波の送信元の通知に基づき前記基地局および端末局に対して通信に用いる周波数の変更を指示するとともに、該周波数の変更が指示された周波数配置の履歴を記憶管理し、
該管理した周波数配置の履歴を参照して前記基地局および端末局に対して通信に用いる周波数の変更を指示する
ことを特徴とする無線通信システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なう無線通信システムおよびその制御方法に関し、詳しくは、この無線通信システムにおける回線品質の監視を基地局若しくは端末局で容易に行うことができるようにするとともに、システムの運用、保守、管理を容易に行うことができるようにした無線通信システムおよびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ミリ波帯を用いた加入者無線システムが注目されている。その中でも、Ｐ−ＭＰ（Point to MultiPoint)システムは、マルチメディアユーザという多数のユーザを対象にしたシステムとして注目されている。
【０００３】
図１２は、このＰ−ＭＰシステムの概要を示すシステム構成図であり、ＡＴＭ網３１等をバックボーンとするネットワークと基地局３２が接続され、その１つの基地局３２に複数の加入者端末局３３、３４が双方向の無線回線で映像やデータ等の各種の情報を送受するものである。
【０００４】
このシステムでは、周波数帯域の有効利用を図ることから、図１３に示すように、１つのオムニセルもしくは複数のセクタよりなるセル単位で、ある周期的な繰り返し周波数パターンを用いて基地局３２と各加入者端末局３３、３４との間で通信を行なうようになっている。図１３では、Ｆ１〜Ｆ７という７つの周波数の繰り返しで１つのオムニセル４１を構成した場合を示している。
【０００５】
基地局３２と各加入者端末局３３、３４との間では、図１４に示すようなフレーム構成で各種の情報が送受される。
【０００６】
すなわち、基地局３２から加入者端末局に向かう下り方向については、図１４（ａ）に示すように、オーバヘッド（ＯＨ）５０１を先頭に、制御チャンネル（ＣＣ）５０２、加入者端末局単位の通話スロットであるユーザデータ（ＤＡＴ１〜ＤＡＴ３）５０３〜５０６が１つのフレームとなって送信される。
【０００７】
これに対し、各加入者端末局３３、３４から基地局３２に向かう上り方向については、図１１（ｂ）に示すように、ガードビット（Ｇ）５１１、オーバヘッド（ＯＨ）５１２、制御チャンネル（ＣＣ）５１３から成るスロットを先頭に、ガードビット（Ｇ）５１４，オーバヘッド（ＯＨ）５１５，ユーザデータ５１６から成る上り回線ユーザデータ（ＵＳＲ０〜ＵＳＲ３）５１７〜５２０が１つのフレームとなって送信される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような加入者無線システムにおいては、図１３に示したように、１つのオムニセル４１内での通信を１つの基地局がカバーするのであるが、システム全体から見た場合、隣接する基地局間では同一周波数で繰り返されるセルが存在する。さらに、基地局３２は、オムニセル４１内の複数の加入者端末局に電波を照射する必要性から、アンテナの特性が水平方向にブロードな特性になるように設定されている。
【０００９】
このため、基地局３２は隣接する複数の基地局方向からの干渉を受けることになり、その干渉によって回線品質が低下するという問題が生じする。
【００１０】
このような干渉を同避する方法としては、
１）周波数繰り返し数を極力多くとり、与干渉局と非干渉局の距離を離す
２）基地局と加入者端末局との間に高低差を設け、基地局側アンテナの垂直方向の指向性によって干渉波を抑圧する
などの方法が考えられる。
【００１１】
しかし、システムが多数の加入者端末局を対象としている関係で、上記のような対策を採用可能な運用環境でない場合が多い。
【００１２】
そこで、従来においては、次善の策として、送受信データの誤り率を監視し、その誤り率の監視結果を参考にして干渉の度合いを間接的に検出するようにしていた。
【００１３】
しかし、従来の送受信データの誤り率を監視する方法においては、回線品質が劣化しない限り、干渉度合いが分からず、更には、機器故障によるものなのか、干渉が原因であるのか、あるいは別の原因であるのかが切り分けできないという問題があり、このため加入者端末を新設する場合等においては、この新設する加入者端末による他の局への干渉を的確に判断することができず、システムの運用、保守、管理が難しいという問題があった。
【００１４】
そこで、この発明は、隣接する無線エリアでの干渉の度合いを直接に検出して回線品質を監視することができるようにするとともに、システムの運用、保守、管理を容易に行うことができるようにした無線通信システムおよびその制御方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なう無線通信システムにおいて、前記基地局若しくは端末局は、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視する干渉状態監視手段と、前記干渉状態監視手段により監視に基づき干渉波の送信元を判別する送信元判別手段と、前記送信元判別手段により判別した前記干渉波の送信元に対して該干渉の存在を通知する干渉通知手段とを具備し、前記干渉状態監視手段は、前記基地局に設けられ、該基地局の無線エリア以外の他の基地局の無線エリアに属する端末局からの運用通知に対応して自局における該他の基地局の無線エリアに属する端末局からの干渉状態を監視し、前記送信元判別手段は、前記他の基地局の無線エリアに属する端末局を干渉波の送信元として判別し、前記干渉通知手段は、前記送信元判別手段により判別した前記干渉波の送信元に対して該干渉の存在を前記基地局若しくは端末局を監視するセンタ局を介して通知することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２の発明は、隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なうとともに、前記基地局若しくは端末局を監視するセンタ局を設けた無線通信システムにおいて、前記基地局若しくは端末局は、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視する干渉状態監視手段と、前記干渉状態監視手段により監視に基づき干渉波の送信元を判別する送信元判別手段と、前記送信元判別手段により判別した前記干渉波の送信元を前記センタ局に通知する干渉通知手段とを具備し、前記センタ局は、前記干渉通知手段による前記干渉波の送信元の通知に基づき前記基地局および端末局に対して通信に用いる周波数の変更を指示する周波数変更指示手段と、前記周波数変更指示手段による周波数の変更が指示された周波数配置の履歴を記憶管理する周波数変更履歴管理手段とを具備し、前記周波数変更指示手段は、前記周波数変更履歴管理手段に記憶管理される周波数配置の履歴を参照して前記基地局および端末局に対して通信に用いる周波数の変更を指示することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項３の発明は、隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なう無線通信システムの制御方法において、前記基地局若しくは端末局は、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視するとともに、該監視に基づき干渉波の送信元を判別し、該判別した前記干渉波の送信元に対して該干渉の存在を通知し、前記基地局は、該基地局の無線エリア以外の他の基地局の無線エリアに属する端末局からの運用通知に対応して該運用通知を発した端末局からの干渉状態を監視するとともに、該監視に基づき該運用通知を発した端末局からの端末局の干渉波の有無を判別し、前記干渉波があると判別された場合は、前記運用通知を発した端末局に対して該干渉の存在を前記基地局若しくは端末局を監視するセンタ局を介して通知することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項４の発明は、隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なうとともに、前記基地局若しくは端末局を監視するセンタ局を設けた無線通信システムの制御方法において、前記基地局若しくは端末局は、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視するとともに、該監視に基づき干渉波の送信元を判別し、該判別した前記干渉波の送信元を前記センタ局に通知し、前記センタ局は、前記干渉波の送信元の通知に基づき前記基地局および端末局に対して通信に用いる周波数の変更を指示するとともに、該周波数の変更が指示された周波数配置の履歴を記憶管理し、該管理した周波数配置の履歴を参照して前記基地局および端末局に対して通信に用いる周波数の変更を指示することを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
なお、システム全体の構成は、図１２のものと同じとし、また各無線エリアの周波数繰り返しパターンも図１３のものと同じであるものとして説明する。
【００３２】
図１は、この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法を適用した１つの加入者端末局３３の構成を示すブロック図である。
【００３３】
図１において、この加入者端末局３３は、屋外装置（ＯＤＵ）１１と屋内装置（ＩＤＵ）１２とから構成されている。
【００３４】
屋外装置１１は、アンテナ１１１、送受分波器１１２、高出力増幅器１１３、周波数混合器１１４、増幅器１１５ａ，１１５ｂ、低雑音増幅器１１６、周波数混合器１１７、分配器１１８、局部発振器１１９、送受ＩＦ信号分離器１２０とから構成されている。
【００３５】
屋内装置１２は、送受ＩＦ信号分離器１２１、変調器１２２、復調器１２３、誤り訂正回路１２４、ベースバンド回路１２５、ディジタルサービスユニット１２６、中央演算処理装置１２７とから構成されている。
【００３６】
基地局も同様の構成になっており、その相違点は、端末局においてはディジタルサービスユニット１２６がユーザの情報機器に接続され、基地局においてはＡＴＭ網などのネットワークに接続されていることである。
【００３７】
アンテナ１１１で受信された基地局からの無線信号は、送受分離器１１２を経て低雑音増幅器１１６で増幅された後、周波数混合器１１７で局部発振回路１１９からの中間周波数信号と混合され、さらに増幅器１１５ｂで増幅され、送受ＩＦ信号分離器１２０、１２１を経て復調器１２３に入力されることにより復調される。
【００３８】
復調されたデータは、誤り訂正回路１２４でデータ誤りが訂正された後、ベースバンド回路１２５でベースバンド信号に変換され、ディジタルサービスユニット１２６を経てユーザ所有のパーソナルコンピュータや映像機器等の情報機器に入力される。
【００３９】
ここで、復調器１２３は、データを復調した際に、着信レベルを検出し、その着信レベルを示す着信レベルインジケータ信号ＲＳＳＩを中央演算処理装置１２７に入力する。
【００４０】
また、誤り訂正回路１２４は、データの誤り率を検出し、その検出結果の信号ＥＲＲＯＲ  ＤＥＴＥＣＴを中央演算処理装置１２７に入力する。
【００４１】
一方、上り方向のデータ、すなわち、ユーザ所有の情報機器から出力されたデータは、ディジタルサービスユニット１２６、ベースバンド回路１２５、誤り訂正回路１２４を経て変調器１２２に入力され、搬送波信号によって変調された後、送受ＩＦ信号分離器１２１、１２０、増幅器１１５ａ、周波数混合器１１４、高出力増幅器１１３、送受分波器１１２を経てアンテナ１１１から無線信号となって基地局に向けて送信される。
【００４２】
ここで、端末局３３の中央演算処理装置１２７は、他の無線エリア（オムニセルム）から基地局３２の干渉を検出するために、制御チャネルによって通達される基地局３２の中央演算処理装置１２７の指示に従って、予め定めた周期で上り無線回線フレームの１つまたは複数の通話スロット（各ユーザデータのスロット）を予約するという形態で空きの状態にする。
【００４３】
すなわち、図２に示すように、タイミングＡではＵＳＲ３の通話スロットを予約して送信データが全く無い空き状態を作り出し、同様に、タイミングＢではＵＳＲ２の通話スロット，タイミングＣではＵＳＲ１の通話スロット，タイミングＤではＵＳＲ０の通話スロット，タイミングＥでは制御チャンネルのスロットを順次予約するという形態で送信データが全く無い空き状態を作り出す。
【００４４】
そして、この空き状態における基地局３２の受信レベルをその復調器１２３に検出させる。
【００４５】
なお、制御チャンネルを予約状態とするタイミングでは、ＵＳＲ０のスロットに制御チャンネルを移し、制御チャンネルの機能を維持させる。この場合、制御チャンネルについては、回線制御の関係で予約状態にする制御を行なわないようにすることもある。なお、図２においては、予約状態のスロットを符号２１で示している。
【００４６】
本来であれば、他の無線エリアからの干渉波が無い場合、着信レベルは機器固有の最低値を示す筈であるが、干渉波が存在する場合、干渉波の着信レベルが検出される。これによって、自局の干渉状態を直接に判断することができる。自局の干渉状態が分かれば、通常状態の回線品質を判断することが可能になる。
【００４７】
これは、各端末局においても同様であり、各端末局は基地局からの指示に従い干渉度合いの検出動作を実行するようにしてもよい。どのような時期に指示を出すかは、通信状態の混み具合や電波伝播状態などを考慮して決めるようにすればよい。
【００４８】
また、基地局においても、上記と同様の手法を用いることにより自局の干渉状態を直接に判断することができる。
【００４９】
なお、上記手法においては、端末局若しくは基地局において、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視するように構成したので、干渉が発生している場合は、この空き状態のスロットで受信している信号（干渉元の端末局若しくは基地局のＩＤ）から干渉元の端末局若しくは基地局を判別することができる。
【００５０】
図３は、この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法を適用して構成した通信システムの一実施の形態の全体構成を示すブロック図である。
【００５１】
図３において、この通信システムは、複数の端末局１００−１（端末局１）、端末局１００−２（端末局２）と、各端末局１００−１、１００−２と無線で接続される複数の基地局２００−１（基地局１）、基地局２００−２（基地局２）と、これら複数の基地局２００−１、２００−２を収容するとともにネットワーク４００に接続される無線設備収容設備３００と、無線設備収容設備３００に接続され、この無線システム全体を監視制御する監視制御センタ５００を具備して構成される。
【００５２】
さて、上記構成をとる通信システムにおいて、新たな無線局（基地局または端末局）を設置する場合は、従来、干渉源となる他の無線局の有無や伝搬状況の確認のために、現地調査を行い、実際に即した回線設計を行うとともに、干渉の問題がある場合には対策を施した上で現地に据え付けを行っていた。
【００５３】
ところで、最近、無線通信システムにおいては、無線局の計画から設置、サービスまでの期間短縮のために無線免許の簡素化が進められる傾向にある。
【００５４】
しかしながら、干渉対策に関しては、上記従来の手法に頼るしかなく、このために多大な時間を要していた。
【００５５】
そこで、この通信システムにおいては、システム運用上で干渉を積極的に監視し、他の無線局の通信に影響を与えるような干渉源となる無線局に対してはこれを通知することで、無線局設置時の干渉の発見と回避対策を迅速に行うことができるように構成されている。
【００５６】
図４は、上記無線局の干渉のイメージを示す図である。
【００５７】
図４において、基地局１および２がサービスするサービスエリア１−１、２−１内にそれぞれ複数の端末局が設置される。ここで、基地局１は、サービスエリア１−１内の端末局１と通信するが、紺基地局１には、遠方の同一周波数を使用する端末局２からの干渉波も着信する場合がある。
【００５８】
この端末局２からの干渉波が基地局１における端末局１の受信レベルに対して無視できないレベルで基地局１に着信した場合、基地局１では端末局１との通信が困難となり、干渉波の問題が発生する。
【００５９】
従来の手法においてはこの干渉波の問題が発生しないように現地調査を行い、干渉が予測され回線設計上問題となる場合にはその対策を施していたので、このために多大な労力と期間を要していた。
【００６０】
図５は、セル間干渉を説明する図である。図５においては、図１３と同様に、６角セルを基本とし、そのセル単位が１つの基地局のサービスエリアとなる。
【００６１】
なお、図５においてＦ１〜Ｆ７は、各周波数チャネルを示す。ここで、隣り合ったセルにおいては、同一周波数を使用しないように配置するが、使用周波数が有限であるため、ある程度離れたセルでは同一周波数を使用せざるを得ない。
【００６２】
図５においては中央のＦ４の周波数チャネルを使用しているセルが同一周波数を使用する６つのセルから干渉を受けている様相を示している。このように無線局を多く設置した場合は干渉源の早期発見とその対処が重要になる。
【００６３】
図６は、図３に示したこの発明に係わる通信システムにおける干渉通知処理を示すシーケンス図である。
【００６４】
図６においては、図４に示した設置形態を想定し、端末局２が設置工事中である場合を考える。
【００６５】
図４に示す端末局２には、ノートブックパソコン等の設置操作装置１００ａが接続される。
【００６６】
端末局２の設置工事が終了し、端末局２に電源が投入されると、端末局２から基地局２に対して運用開始通知が送出される。
【００６７】
基地局２は、この端末局２からの運用開始通知を受信すると、端末局２が正規のものであるかを確かめるために、監視制御センタ５００に対して認証、すなわち、端末局ＩＤの照合を行う。ここで、端末局２から送出された運用通知は、基地局１においても所定のしきい値以上のレベルで着信され、基地局１においては、この端末局２から送出された運用通知により干渉発生が検出され、同時に、干渉源が端末局２であると特定される。
【００６８】
この基地局１における干渉検知と干渉源の特定処理は、図１乃至図２において説明したように、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視するとともに、この空き状態のスロットで受信している端末局ＩＤから干渉源を特定する手法を採用する。
【００６９】
監視制御センタ５００では、端末局２の認証応答に先立ち、基地局２に隣接する同一周波数を用いる基地局に対して干渉通知要求を行う。この干渉通知要求には、認証応答すべき端末局２の端末局ＩＤが含まれている。
【００７０】
この干渉通知要求に対して、基地局１においては、端末局２の干渉を検出しているため、監視制御センタ５００に対して端末局２の端末局ＩＤと基地局１の基地局ＩＤを付して干渉ありの干渉通知応答を行う。
【００７１】
また、基地局２においては、端末局２をサービスしようとしているため、対象外の干渉通知応答を監視制御センタ５００に対して行う。
【００７２】
これにより、監視制御センタ５００では、端末局２は正規ＩＤを有しているものの、基地局１に対して干渉を与えているため、基地局２に対する認証応答を基地局１の基地局ＩＤを付して干渉通知ありで返答する。
【００７３】
干渉通知ありの認証応答を受けた基地局２は、干渉ありの応答を端末局２に対して返答し、端末局２は干渉ありを設置操作装置１００ａに通知する。
【００７４】
端末局２の設置工事者は、設置操作装置１００ａの画面表示を見て、干渉があることおよび干渉を与えている基地局ＩＤを知ることができる。
【００７５】
これにより、端末局２の設置工事者は、端末局２のアンテナ交換等の干渉対策を実施し、再度、端末局２の運用を開始する。
【００７６】
端末局２は、基地局２に対して運用開始通知を送出し、基地局２は、この端末局２からの運用開始通知を受信すると、監視制御センタ５００に対して端末局ＩＤを照合する認証を行う。
【００７７】
監視制御センタ５００では、端末局２の認証応答に先立ち、基地局２に隣接する同一周波数を用いる基地局に対して端末局２の端末局ＩＤが付された干渉通知要求を行う。
【００７８】
ここで、基地局１が端末局２の干渉を検出していないと、監視制御センタ５００に対して基地局１の基地局ＩＤを付して干渉なしの干渉通知応答を行い、また、基地局２においては、端末局２をサービスしようとしているため、対象外の干渉通知応答を監視制御センタ５００に対して行う。
【００７９】
これにより、監視制御センタ５００では、端末局２は正規ＩＤを有しておりかつ干渉もないことから基地局２に対する認証応答を干渉通知なしで返答する。
【００８０】
干渉通知なしの認証応答を受けた基地局２は、運用許可の応答を端末局２に対して返答し、端末局２は運用開始を設置操作装置１００ａに通知する。
【００８１】
そして、端末局２の設置工事者は、設置操作装置１００ａの画面表示を見て、端末局２の運用開始を知ることができる。
【００８２】
このようにこの実施の形態の通信システムにおいては、システム運用上で干渉を積極的に監視し、他の無線局の通信に影響を与えるような干渉源となる無線局に対してはこれを通知するように構成したので、迅速な干渉検出、対策が可能になり、システムの運用、保守、管理を容易に行うことができる。
【００８３】
図７は、この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法を適用して構成した通信システムの他の実施の形態の全体構成を示すブロック図である。
【００８４】
なお、図７においては、図３に示す構成と同一の機能を有する部分には説明の便宜上図３で用いた符号と同一の符号を付する。
【００８５】
図７において、この通信システムは、複数の端末局１００−１（端末局１）、端末局１００−２（端末局２）と、各端末局１００−１、１００−２と無線で接続される複数の基地局２００−１（基地局１）、基地局２００−２（基地局２）と、これら複数の基地局２００−１、２００−２を収容するとともにネットワーク４００に接続される無線設備収容設備３００と、無線設備収容設備３００に接続され、この無線システム全体を監視制御する監視制御センタ５００と、監視制御センタ５００に接続され、干渉検出された周波数配置の履歴を格納するデータベース６００を具備して構成される。
【００８６】
この図７に示す通信システムにおいては、システム運用上で干渉を監視制御センタで監視し、干渉が発生したセルやその周辺のセルにおいて干渉が問題とならないように、各セルの基地局、端末の周波数配置を決定し、各セルに自動的に周波数を割り当てることで、干渉の回避を迅速に行うことができるように構成されている。
【００８７】
図８は、図７に示したこの発明に係わる通信システムにおける干渉回避処理を示すシーケンス図である。
【００８８】
図８においても、図４に示した設置形態を想定し、端末局２が設置工事中である場合を考えている。
【００８９】
図８に示す端末局２には、ノートブックパソコン等の設置操作装置１００ａが接続される。
【００９０】
端末局２の設置工事が終了し、端末局２に電源が投入されると、端末局２から基地局２に対して運用開始通知が送出される。
【００９１】
基地局２は、この端末局２からの運用開始通知を受信すると、端末局２が正規のものであるかを確かめるために、監視制御センタ５００に対して認証、すなわち、端末局ＩＤの照合を行う。ここで、端末局２から送出された運用通知は、基地局１においても所定のしきい値以上のレベルで着信され、基地局１においては、この端末局２から送出された運用通知により干渉発生が検出され、同時に、干渉源が端末局２であると特定される。
【００９２】
この基地局１における干渉検知と干渉源の特定処理は、図１乃至図２において説明したように、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視するとともに、この空き状態のスロットで受信している端末局ＩＤから干渉源を特定する手法を採用する。
【００９３】
監視制御センタ５００では、端末局２の認証応答に先立ち、基地局２に隣接する同一周波数を用いる基地局に対して干渉通知要求を行う。この干渉通知要求には、認証応答すべき端末局２の端末局ＩＤが含まれている。
【００９４】
この干渉通知要求に対して、基地局１においては、端末局２の干渉を検出しているため、監視制御センタ５００に対して端末局２の端末局ＩＤと基地局１の基地局ＩＤを付して干渉ありの干渉通知応答を行う。
【００９５】
また、基地局２においては、端末局２をサービスしようとしているため、対象外の干渉通知応答を監視制御センタ５００に対して行う。
【００９６】
これにより、監視制御センタ５００では、端末局２は正規ＩＤを有しているものの、基地局１に対して干渉を与えているため、基地局１を中心として、ある範囲にある全てのセルに対して干渉の計算を行い、該干渉を避けるべく各セルの基地局、端末の周波数配置を決定する。
【００９７】
ここで、上記干渉の計算は以下のようにして行われる。すなわち、ある基地局での干渉を計算するときは、そこからある距離以内にある全てのセルからの干渉を考慮する。
【００９８】
例えば、図５において、中央の周波数Ｆ４の周波数チャネルを使用しているセルは、同一周波数を使用する隣接した６つのセルからの干渉を受けている。この６つの干渉による搬送波対干渉雑音電力比の総合Ｃ／Ｎは、式（１）のようになる。
【００９９】
【式１】
0003707952.tif 000002
このｉ番目の干渉波からの搬送波対干渉雑音電力比Ｃ／Ｕｉは、式（２）から求めることができる。
【０１００】
【式２】
0003707952.tif 000003
ここで
Ｄ／Ｕｉ；希望波対干渉波電力比
であり、Ｄ／Ｕｉは、式（３）から求めることができる。
【０１０１】
【式３】
0003707952.tif 000004
ここで、
Ｐｒ  ；希望波受信電力（ｄＢｍ）
Ｐti  ；与干渉局送信電力（ｄＢｍ）
Ｌfti ；与干渉局送信フィーダ損失（ｄＢ）
Ｇati ；与干渉局送信アンテナ利得（ｄＢｉ）
Ｌdi  ；与干渉局から被干渉局への干渉波伝搬損失（ｄＢ）
である。ここで、Ｌdiは式（４）から求めることができる。
【０１０２】
【式４】
0003707952.tif 000005
ここで、
ｄｉ；干渉距離（ｍ）
λ  ；波長（ｍ）
である。
【０１０３】
また、
Ｇar  ；被干渉局受信アンテナ利得（ｄＢｉ）
Ｌfr  ；被干渉局受信フィーダ損失（ｄＢ）
δＧai；与干渉局および被干渉局双方で見込むことのできるアンテナによる干渉波抑圧量（ｄＢ）
である。ここで、端末局のアンテナの指向性と建物の遮蔽により、δＧaiは＋数ｄＢ見込むことができる。
【０１０４】
監視制御センタ５００は、上記干渉の計算に基づき該干渉を避けるべく各セルの基地局、端末の周波数配置を決定する。そして、各基地局に対してこの周波数配置になるように周波数の切り替えを指令する周波数配置通知を行う。
【０１０５】
各基地局では、この監視制御センタ５００から通知された周波数配置通知に基づき周波数の切り替えを行う。
【０１０６】
その後、監視制御センタ５００では、基地局２に隣接する同一周波数を用いる基地局に対して端末局２の端末局ＩＤが付された干渉通知要求を行う。
【０１０７】
ここで、基地局１が端末局２の干渉を検出していないと、監視制御センタ５００に対して基地局１の基地局ＩＤを付して干渉なしの干渉通知応答を行い、また、基地局２においては、端末局２をサービスしようとしているため、対象外の干渉通知応答を監視制御センタ５００に対して行う。
【０１０８】
これにより、監視制御センタ５００では、端末局２は正規ＩＤを有しておりかつ干渉もないことから基地局２に対する認証応答を干渉通知なしで返答する。
【０１０９】
干渉通知なしの認証応答を受けた基地局２は、運用許可の応答を端末局２に対して返答し、端末局２は運用開始を設置操作装置１００ａに通知する。
【０１１０】
そして、端末局２の設置工事者は、設置操作装置１００ａの画面表示を見て、端末局２の運用開始を知ることができる。
【０１１１】
なお、監視制御センタ５００では、上記干渉によって周波数配置の変更が行われた場合は、この変更が行われた周波数配置をデータベース６００に蓄えておき、この周波数配置の変更の履歴を次の干渉計算のときに用いる。この周波数配置の変更の履歴を干渉計算に用いることによって、干渉計算の計算結果の精度が向上する。
【０１１２】
次に、この発明の更に他の実施の形態について説明する。
【０１１３】
この実施の形態においては、図４に示した設置形態を想定し、またシステム構成は図７に示した構成を想定している。また、この実施の形態においては図５に示したオムニセルの７周波繰り返しセル構成を採用し、図９に示すように７周波＋予備の３周波を用いている。
【０１１４】
さて、図４に示した設置形態において、端末局１および端末局２のアンテナは、パラボラアンテナであるため、鋭い指向性を有している。そのため例えば、端末局１が被干渉局となるのは、端末局１が通信する基地局１と与干渉基地局２が同一方向にある場合にのみ干渉問題が発生する。更に、端末局２が与干渉基地局１の正面になる場合は、端末局２からの電波は基地局２が設置されている建物により遮蔽されると考えられる。また逆に基地局１が被干渉局となる場合も同様である。これにより、端末局１および２のアンテナの指向性と建物の遮蔽によりほとんど場合干渉は発生しない。
【０１１５】
このように図５のセル配置では、端末局の鋭い指向性を考慮して干渉計算することにより、所要Ｃ／Ｉを満足している。しかし、ごくまれに建物の形状等により、干渉が発生する場合がある。
【０１１６】
そこで、この実施の形態においては、各基地局で干渉を監視し、干渉が発生した場合は、各基地局の周波数配置を自動的に変更するように構成されている。
【０１１７】
図１０は、この実施の形態による干渉通知による周波数自動変更処理を示すシーケンス図である。
【０１１８】
また、図１１は、図１０に示すシーケンス処理による周波数変更過程を示す図である。
【０１１９】
図９において、図４に示した基地局１の方向を向いている端末局２が基地局２と通信し、端末局２が基地局１への与干渉局となり、その干渉波レベルがある値以上になった場合を考える（図１１（ａ）参照）。
【０１２０】
この場合、基地局１はこの干渉を検出し、監視制御センタ５００へ干渉検出を通知する。この干渉検出通知には、基地局１の基地局ＩＤおよび与干渉局である端末局２の端末局ＩＤが含まれている。
【０１２１】
監視制御センタ５００では、この干渉検出通知を受信すると、データベース６００に蓄積されている過去の周波数配置履歴を参照して干渉計算を行う。ここでは、データベース６００に蓄積されている過去の周波数配置履歴が空なので、予備周波数Ｆ８を基地局１に割り当てる。そしてこの結果をデータベース６００に保存する。
【０１２２】
監視制御センタ５００は、その後、基地局１に周波数変更を通知する。この周波数変更通知には、変更すべき周波数Ｆ８を示す情報が含まれている。この周波数変更通知を受けた基地局１は、今まで使用していた周波数Ｆ４を周波数Ｆ８に変更する（図１１（ｂ）参照）。そして、基地局１はこの周波数変更を完了したら監視制御センタ５００に対して周波数設定完了通知を返す。この結果、このシステムの周波数配置は図１１（ａ）から図１１（ｂ）に変更される。
【０１２３】
次に、図１１（ｂ）の状態で、基地局２の方向を向いている端末局３が基地局３と通信し、端末局３が基地局２への与干渉局となり、その干渉波レベルがある値以上になった場合を考える（図１１（ｃ）参照）。
【０１２４】
この場合、基地局２はこの干渉を検出し、監視制御センタ５００へ干渉検出を通知する。この干渉検出通知には、基地局２の基地局ＩＤおよび与干渉局である端末局３の端末局ＩＤが含まれている。
【０１２５】
監視制御センタ５００では、この干渉検出通知を受信すると、データベース６００に蓄積されている過去の周波数配置履歴を参照して干渉計算を行う。ここでは、予備周波数をできるだけ残すように与干渉側の基地局３に基地局１で使用している予備の周波数Ｆ８を割り当てて干渉計算を行い、基地局１に影響がないかを検証する。そして、影響がある場合は、基地局２に次の予備周波数Ｆ９を割り当てる。そしてこの結果をデータベース６００に保存する。
【０１２６】
監視制御センタ５００は、その後、基地局２に周波数変更を通知する。この周波数変更通知には、変更すべき周波数Ｆ９を示す情報が含まれている。この周波数変更通知を受けた基地局２は、今まで使用していた周波数Ｆ４を周波数Ｆ９に変更する（図１１（ｄ）参照）。そして、基地局２はこの周波数変更を完了したら監視制御センタ５００に対して周波数設定完了通知を返す。この結果、このシステムの周波数配置は図１１（ｃ）から図１１（ｄ）に変更される。
【０１２７】
このようにこの実施の形態の通信システムにおいては、システム運用上で干渉を監視制御センタで監視し、干渉が発生したセルやその周辺のセルにおいて干渉が問題とならないように、各セルの無線機の周波数配置を決定し、各セルに自動的に周波数を割り当てるように構成したので、干渉の回避を迅速に行うことが可能になり、システムの運用、保守、管理を容易に行うことができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、ある周期で予約スロットを設け、そのスロットにおける干渉波着信レベルから自局の干渉状態を検出するように構成するとともに、システム運用上で干渉を積極的に監視し、他の無線局の通信に影響を与えるような干渉源となる無線局に対してはこれを通知若しくは干渉を避ける周波数配置を自動決定して各セルに自動的に周波数を割り当てるように構成したので、干渉の回避を迅速に行うことが可能になり、システムの運用、保守、管理を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用した加入者端末局の一実施の形態を示すブロック図。
【図２】干渉波検出動作の手順を説明する無線回線フレーム構成図。
【図３】この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法を適用して構成した通信システムの一実施の形態の全体構成を示すブロック図。
【図４】図３に示した無線通信システムにおける無線局の干渉のイメージを示す図。
【図５】図３に示した無線通信システムにおけるセル間干渉を説明する図。
【図６】図３に示した無線通信システムにおける干渉通知処理を示すシーケンス図。
【図７】この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法を適用して構成した通信システムの他の実施の形態の全体構成を示すブロック図。
【図８】図７に示した無線通信システムにおける干渉回避処理を示すシーケンス図。
【図９】この発明で形態で採用する周波繰り返しパターンを示す図。
【図１０】この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法を適用して構成した通信システムにおける干渉通知による周波数自動変更のシーケンス図。
【図１１】図１０に示すシーケンス処理による周波数変更過程を示す図。
【図１２】この発明が対象とする無線システムの全体構成図。
【図１３】オムニセルの周波数繰り返しパターンの例を示す図。
【図１４】基地局と加入者端末局の無線回線フレーム構成図。
【符号の説明】
１１    屋外装置（ＯＤＵ）
１２    屋内装置（ＩＤＵ）
３１    ＡＴＭ網
３２    基地局
３３、３４    加入者端末局
４１    オムニセル
１１１    アンテナ（ＡＮＴ）
１１２    送受分波器（ＤＰＬＸ）
１１３    高出力増幅器（ＰＡ）
１１４    周波数混合器
１１５ａ，１１５ｂ    増幅器（ＡＭＰ）
１１６    低雑音増幅器（ＬＮＡ）
１１７    周波数混合器
１１８    分配器（Ｈ）
１１９    局部発振器
１２０    送受ＩＦ信号分離器（ＳＰ）
１２１    送受ＩＦ信号分離器（ＳＰ）
１２２    変調器（ＭＯＤ）
１２３    復調器（ＤＥＭ）
１２４    誤り訂正回路（ＦＥＣ）
１２５    ベースバンド回路（ＢＢ）
１２６    ディジタルサービスユニット（ＤＳＵ）
１２７    中央演算処理装置（ＣＰＵ）
ＲＳＳＩ    着信レベルインジケータ
１００−１    端末局（端末局１）
１００−２    端末局（端末局２）
１００ａ    設置操作装置
２００−１    基地局（基地局１）
２００−２    基地局（基地局２）
３００    無線設備収容設備
４００    ネットワーク
５００    監視制御センタ
６００    データベース
【図１】
0003707952.tif 000006
【図２】
0003707952.tif 000007
【図３】
0003707952.tif 000008
【図４】
0003707952.tif 000009
【図５】
0003707952.tif 000010
【図６】
0003707952.tif 000011
【図７】
0003707952.tif 000012
【図８】
0003707952.tif 000013
【図９】
0003707952.tif 000014
【図１０】
0003707952.tif 000015
【図１１】
0003707952.tif 000016
【図１２】
0003707952.tif 000017
【図１３】
0003707952.tif 000018
【図１４】
0003707952.tif 000019