(57)【要約】【課題】移動端末装置による干渉の影響を考慮してチャネル割り当てを実施できるようにし、チャネル使用率の悪化を防ぐとともにパフォーマンスの向上を図ること。【解決手段】複数の基地局が自律的に干渉回避を行う移動通信システムにおいて、移動端末装置と基地局の位置とに基づいて他基地局に与える干渉の影響を考慮したチャネル割当てを行うことにより、システム全体でのチャネル使用率を向上させるようにする。すなわち、移動端末装置が通信範囲に含む基地局の数を、干渉の影響を評価する指標とする。そうして、単一の基地局のみカバーし、他基地局へ干渉の影響を与えない位置に存在する移動端末装置については優先的にチャネルを多く割り当てる。逆に、複数の基地局を通信範囲に含む位置に存在する移動端末装置には必要最低限のチャネル割当てにとどめ、余剰チャネルが発生した場合にのみ追加チャネルを割当てる。【選択図】      図９
2011087247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律分散方式でセル配置される複数の基地局を具備する移動通信システムにおいて、
前記複数の基地局の位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、
前記基地局ごとに形成されるセル間を移動する移動端末装置の位置情報と、前記移動端末装置から送信される電波の範囲を示す通信範囲情報とを前記移動端末装置ごとに取得する端末情報取得手段と、
前記基地局の位置情報と、前記移動端末装置の位置情報と、前記移動端末装置の通信範囲情報とに基づいて、前記通信範囲に含まれる基地局の数を前記移動端末装置ごとに算出する算出手段と、
移動端末装置ごとのチャネル割当て数を、前記通信範囲に含まれる基地局の数に基づいて動的に可変するチャネル制御手段とを具備することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
前記チャネル制御手段は、前記通信範囲に含まれる基地局の数が少ない移動端末装置ほど前記チャネル割当て数の優先度を高く設定することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項３】
前記チャネル制御手段は、予め規定される最小限の数のチャネルを前記優先度によらず各移動端末装置に割り当てることを特徴とする請求項２に記載の移動通信システム。
【請求項４】
前記チャネル制御手段は、前記優先度の最も高い移動端末装置に対しその要求する数のチャネルを最大限に割り当てることを特徴とする請求項２に記載の移動通信システム。
【請求項５】
前記チャネル制御手段は、前記優先度が同じ移動端末装置に対して前記チャネルを均等に追加することを特徴とする請求項２に記載の移動通信システム。
【請求項６】
自律分散方式でセル配置される複数の基地局を具備する移動通信システムに設けられ、前記複数の基地局に接続される制御装置において、
前記複数の基地局の位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、
前記基地局ごとに形成されるセル間を移動する移動端末装置の位置情報と、前記移動端末装置から送信される電波の範囲を示す通信範囲情報とを前記移動端末装置ごとに取得する端末情報取得手段と、
前記基地局の位置情報と、前記移動端末装置の位置情報と、前記移動端末装置の通信範囲情報とに基づいて、前記通信範囲に含まれる基地局の数を前記移動端末装置ごとに算出する算出手段と、
移動端末装置ごとのチャネル割当て数を、前記通信範囲に含まれる基地局の数に基づいて動的に可変するチャネル制御手段とを具備することを特徴とする制御装置。
【請求項７】
前記チャネル制御手段は、前記通信範囲に含まれる基地局の数が少ない移動端末装置ほど前記チャネル割当て数の優先度を高く設定することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記チャネル制御手段は、予め規定される最小限の数のチャネルを前記優先度によらず各移動端末装置に割り当てることを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記チャネル制御手段は、前記優先度の最も高い移動端末装置に対しその要求する数のチャネルを最大限に割り当てることを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記チャネル制御手段は、前記優先度が同じ移動端末に対して前記チャネルを均等に追加することを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
【請求項１１】
自律分散方式でセル配置される複数の基地局を具備し、
前記複数の基地局の位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、
前記基地局ごとに形成されるセル間を移動する移動端末装置の位置情報と、前記移動端末装置から送信される電波の範囲を示す通信範囲情報とを前記移動端末装置ごとに取得する端末情報取得手段と、
前記基地局の位置情報と、前記移動端末装置の位置情報と、前記移動端末装置の通信範囲情報とに基づいて、前記通信範囲に含まれる基地局の数を前記移動端末装置ごとに算出する算出手段と、
移動端末装置ごとのチャネル割当て数を、前記通信範囲に含まれる基地局の数に基づいて動的に可変するチャネル制御手段とを具備する移動通信システムに設けられ、前記基地局ごとに形成されるセル間を移動する移動端末装置において、
自装置の位置情報を前記移動通信システムに通知する通知手段と、
前記移動通信システムから割り当てられた数のチャネルで前記基地局と通信する無線通信手段とを具備することを特徴とする移動端末装置。
【請求項１２】
前記通知手段は、自装置の通信範囲に含まれる基地局の数を前記移動通信システムに通知することを特徴とする請求項１１に記載の移動端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばマイクロセル方式でエリアを形成する移動通信システムの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムのエリアを形成する方式には、大別してマクロセル方式とマイクロセル方式とがある。前者の代表的なものはいわゆるセルラフォンシステムであり、無線セルの半径は数ｋｍにもおよぶ。これに対し、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）やＸＧＰ（eXtended Global Platform）は後者の方式を採用し、セル半径は高々数１００ｍ程度と非常に小さい。
【０００３】
マイクロセル方式では多数の基地局が必要なので、置局設計無しで基地局を設置できるようにすることが望まれる。そこで、基地局ごとの自律的な制御によりセル間干渉を回避できるようにした方式（自律分散制御方式）が採用される。ＸＧＰでは一つの移動端末装置に複数のチャネルを割り当てることができ、割り当てチャネル数を最大限に制御することでベストエフォート型の通信を実現することが可能となる。
【０００４】
自律分散制御方式では、移動端末装置からのチャネル要求に対して基地局の自律的な判断により、その時点で未使用のチャネルを割り当てることで干渉を回避するようにしている。しかしながら一つの移動端末装置が多数のチャネルを占有している状態では他の移動端末装置に割り当てるためのチャネルが残っていない場合もある。例えば一つの移動端末装置が或る基地局と接続しているとき、この移動端末装置からの電波が届く範囲（以下、通信範囲と称する）にある他の基地局はその移動端末装置に割り当てられたチャネルを使用することができない。このような事情から自律分散制御方式ではチャネル使用率の悪化を招きやすく、結果としてシステム全体のチャネル使用率が下がってしまう場合がある。
【０００５】
特許文献１に、ＴＤＤセルラ通信システムにおいてタイム・スロットの割り当てを機動的に変化させて通信資源（リソース）の利用効率を図ろうとする技術が開示されている。しかしこの文献の技術は、基地局が自律的にキャリアセンスを行い、その結果に基づいてチャネル割当てを行う自律分散制御方式に特有な上記事情を考慮するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３３３６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自律分散制御方式を採用する既存の移動通信システムでは、個々の基地局は他の基地局への影響を考慮することなく自律した制御のもとでチャネル割当てを行う。よって、位置によっては干渉源となり得る移動端末装置へも他の移動端末装置と同様のチャネル割当てを行うと、システム全体で見たチャネル使用率が悪化し、パフォーマンスが低下する。この問題はベストエフォート型の移動通信システムにおいて顕著となる。極端な例では、二つの基地局（基地局Ａ，Ｂとする）を通信範囲に含む移動端末装置に一方の基地局（基地局Ａ）が全てのチャネルを割り当てたとする。そうすると他方の基地局（基地局Ｂ）の自律的な干渉回避により、結果として基地局Ｂでは全てのチャネルを使用することができなくなる。
【０００８】
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、移動端末装置による干渉の影響を考慮してチャネル割り当てを実施できるようにし、これによりチャネル使用率の悪化を防ぐとともにパフォーマンスの向上を図った移動通信システムとその制御装置および移動端末装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、自律分散方式でセル配置される複数の基地局を具備する移動通信システムにおいて、前記複数の基地局の位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、前記基地局ごとに形成されるセル間を移動する移動端末装置の位置情報と、前記移動端末装置から送信される電波の範囲を示す通信範囲情報とを前記移動端末装置ごとに取得する端末情報取得手段と、前記基地局の位置情報と、前記移動端末装置の位置情報と、前記移動端末装置の通信範囲情報とに基づいて、前記通信範囲に含まれる基地局の数を前記移動端末装置ごとに算出する算出手段と、移動端末装置ごとのチャネル割当て数を、前記通信範囲に含まれる基地局の数に基づいて動的に可変するチャネル制御手段とを具備することを特徴とする移動通信システムが提供される。
【００１０】
このような手段を講じることにより、移動端末装置ごとに、通信範囲に含む基地局の数を指標として、割り当てチャネル数が動的に可変される。通信範囲に含む基地局の数は、移動端末装置による干渉のおよぶ領域を示す指標となる。つまり、通信範囲に含む基地局の数が多ければ多いほど、チャネル割当ての優先度を低くし、割り当てチャネル数を少なくすることで干渉による影響のおよぶ範囲を小さくすることができるようになる。つまり、複数基地局を通信範囲に含む移動端末装置についてはチャネル割当て数を減らし、他基地局への干渉源とならない移動端末装置についてはチャネル割当て数を増やすことにより、チャネル使用率の悪化を防ぎ、システム全体のパフォーマンスを向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、移動端末装置による干渉の影響を考慮してチャネル割り当てを実施できるようになり、よってチャネル使用率の悪化を防ぐとともにパフォーマンスの向上を図った移動通信システムとその制御装置および移動端末装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係わる移動通信システムの実施の形態を示すシステム図。
【図２】本発明に係わる移動通信システムの第１の実施の形態を示す機能ブロック図。
【図３】ＸＧＰにおけるチャネル割当てを説明するための図。
【図４】ＸＧＰにおけるチャネル割当てを説明するための図。
【図５】ＸＧＰにおけるチャネル割当てを説明するための図。
【図６】ＸＧＰにおけるチャネル割当てを説明するための図。
【図７】移動端末装置の位置に応じたチャネル割当て優先度の例を示す図。
【図８】チャネル割当て優先度に基づいて決定されたチャネル割当ての一例を示す図。
【図９】移動端末装置へのチャネル割当て数を決定する処理手順を示すフローチャート。
【図１０】チャネル追加割当て処理における手順の一例を示すフローチャート。
【図１１】基地局の位置情報と移動端末装置の位置情報とを収集する一例を示す図。
【図１２】基地局の位置情報と移動端末装置の位置情報とを収集する他の例を示す図。
【図１３】本発明に係わる移動通信システムの第２の実施の形態を示す機能ブロック図。
【図１４】本発明に係わる移動通信システムの第３の実施の形態を示す機能ブロック図。
【図１５】チャネル制御部２０６を基地局ＢＳ１１，ＢＳ１２が備えるケースでの処理手順を示すシーケンス図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態につき説明する。この実施形態ではＸＧＰを想定した説明を行うが、本発明はこの種のシステムに限定されるものではない。ＸＧＰのセル設計は旧来のＰＨＳ方式を拡張し、１個の制御チャネル周波数をさらに時間方向に数十個に分割し、他の基地局が使っていないタイミングを自律的に発見し使用することで基地局同士で共有するようになっている。よってセル（基地局のエリア）同士が重なってしまっても干渉が発生することがなく、重なった部分では移動端末装置側の選択により自動的にマイクロセル化される。しかしながら複数の基地局に電波の届く移動端末装置に多くのチャネルが占有されると他の移動端末装置への割り当てチャネルリソースが少なくなり、システム全体でのパフォーマンスが低下する。以下ではこれを解決可能な実施形態につき説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、この発明に係わる移動通信システムの実施の形態を示すシステム図である。このシステムは通信ネットワーク１００と、これに接続される制御装置Ｇ１１，Ｇ１２とを中核として形成される。通信ネットワーク１００は例えばキャリアの私設網などであり、具体的にはＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク、ＩＰ−ＶＰＮ（IP-Virtual Private Network）接続サービスなどのパケット通信網、あるいはＩＳＤＮ（Integrated Service Digital Network）などである。通信ネットワーク１００をインターネット３００に接続するにはゲートウェイ２００が設けられる。また通信ネットワーク１００には、制御装置Ｇ１１，Ｇ１２を遠隔からリモート制御したり、各種通信サービスを提供したりするためのサーバ装置４００が設けられる。
【００１５】
制御装置Ｇ１１は個別回線を介して基地局ＢＳ１１を収容する。制御装置Ｇ１２は別の個別回線を介して基地局ＢＳ１２を収容する。すなわち基地局ＢＳ１１，ＢＳ１２はそれぞれ別の制御装置の配下にある。もちろん各制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は基地局ＢＳ１１，ＢＳ１２だけでなく、複数の基地局を収容する。つまり複数の基地局は制御装置Ｇ１１，Ｇ１２のいずれかに分配して収容される。
【００１６】
ＢＳ１１，ＢＳ１２を含む各基地局はそれぞれ無線ゾーン（以下セルと称する）を形成し、このセルに在圏する移動端末装置ＭＳ（ＭＳ１１，ＭＳ１２）を無線チャネルを介して収容する。移動端末装置ＭＳ１１，ＭＳ１２はその移動に伴って各セル間をハンドオーバし、接続先の基地局を切り替える。制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は通信ネットワーク１００を介して相互間に通信リンクを形成することもでき、移動端末装置ＭＳ１１，ＭＳ１２はこのリンクを介して互いと通信することができる。さらには、ゲートウェイ２００を介してインターネット３００にアクセスすることも可能である。
【００１７】
図１のシステムにはこのほかパーソナルコンピュータ（ＰＣ）や固定電話機（ＴＥＬ）を制御装置Ｇ１１，Ｇ１２に接続するための中継ユニットが設けられる。特に、音声通話ソフトウェアをインストールすればＰＣを電話機として利用することも可能である。さらに、無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に準拠するアクセスポイント（図示せず）が制御装置Ｇ１１，Ｇ１２に接続されることもある。
【００１８】
制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は、通信端末間のエンド・ツウ・エンドの通信を実現するため、対向装置（ゲートウェイ２００や通信相手方の制御装置など）間での交換処理あるいはプロトコル変換などの種々の制御を担う。また制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は基地局を経由して通信される信号（音声データや映像、画像データなどのデジタル信号、各種サービスを行なうためのデータなど）を、通信ネットワーク１００を経由して指定の通信種別に従って処理する。
【００１９】
図２は、この発明に係わる移動通信システムの実施の形態を示す機能ブロック図である。図２において、移動端末装置ＭＳ１１、ＭＳ１２は現在位置を取得する位置取得部１０１を備える。位置取得部１０１は例えばＧＰＳ（Global Positioning System）を応用したもので、取得した端末位置情報は無線通信部１０２により在圏先の基地局（ＢＳ１１，ＢＳ１２）に通知される。
【００２０】
基地局ＢＳ１１、ＢＳ１２は、現在位置を取得する位置取得部２０１を備える。さらに、基地局ＢＳ１１、ＢＳ１２は他の基地局の位置情報を取得する他基地局情報取得部２０２と、移動端末装置の位置情報および送信電波範囲情報を取得する端末情報取得部２０３とを備える。基地局ＢＳ１１は、他基地局情報取得部２０２により基地局ＢＳ１２の位置情報を取得し、端末情報取得部２０３で移動端末装置ＭＳ１１の位置情報および送信電波範囲を取得する。これらの情報は位置情報管理部２０４に保持される。基地局ＢＳ１２も同様に、基地局ＢＳ１１の位置情報と、移動端末装置ＭＳ１２の送信電波範囲とを位置情報管理部２０４に保持する。また基地局ＢＳ１１、ＢＳ１２は無線通信部２０５を備え、移動端末装置ＭＳ１１、ＭＳ１２の無線通信部１０２と無線チャネルを介して通信する。
【００２１】
制御装置Ｇ１１は、情報収集部３０１、チャネル制御部３０２、チャネル割当て通知部３０３を備える。情報収集部３０１は基地局ＢＳ１１、ＢＳ１２の位置情報管理部２０４から基地局ＢＳ１１、ＢＳ１２の位置情報、移動端末装置ＭＳ１１、ＭＳ１２の位置情報および送信電波範囲を収集し、保持する。チャネル制御部３０２は、情報収集部３０１により収集された情報に基づいて移動端末装置ＭＳ１１，ＭＳ１２にそれぞれ割り当てるチャネル数を決定する。決定されたチャネル数は、チャネル割当て通知部３０３により基地局ＢＳ１１、ＢＳ１２に通知される。基地局ＢＳ１１、ＢＳ１２の無線通信部２０５と移動端末装置ＭＳ１１、ＭＳ１２の無線通信部１０２は、チャネル割当て通知部３０３から通知された割当てチャネル数に基づいて無線通信を行う。
【００２２】
図３〜図６は、ＸＧＰにおけるチャネル割当てを説明するための図である。ＸＧＰでは、（周波数軸方向：９００ｋＨｚ）×（時間軸方向：６２５μｓ）を通信のための最小単位と定義しており、この最小単位をＰＲＵ（Physical Resource Unit）と称する。チャネル割当てはこのＰＲＵを単位として行われ、ＰＲＵは図３に示すように時間方向に４個、周波数方向に９個または１０個、合計で最大４０個が配列される。
【００２３】
図４に示すように或る基地局において、例えば４０個のＰＲＵのうちいくつかが移動端末装置との通信に割り当てられ、使用中であったとする。この状態から例えば３個のＰＲＵを要求するメッセージが移動端末装置から基地局に与えられると、基地局はキャリアセンスを行い、自身が使用中のＰＲＵと、周辺基地局で使用中のＰＲＵを確認する。そののち、図５に示すように、基地局は未使用のＰＲＵのうちから３個を要求元の移動端末装置に割り当てる制御を行う。しかしながら図６に示すように全てのＰＲＵが一つの移動端末装置に割り当てられている状態では新たな割り当て要求に対処することができなくなる。
【００２４】
そこでこの実施形態では、移動端末装置と基地局の位置とに基づいて他基地局に与える干渉の影響を考慮したチャネル割当てを行うことにより、システム全体でのチャネル使用率を向上させるようにする。すなわち、移動端末装置が通信範囲に含む基地局の数を、干渉の影響を評価する指標とする。そうして、単一の基地局のみカバーし、他基地局へ干渉の影響を与えない位置に存在する移動端末装置については優先的にチャネルを多く割り当てる。逆に、複数の基地局を通信範囲に含む位置に存在する移動端末装置には必要最低限のチャネル割当てにとどめ、余剰チャネルが発生した場合にのみ追加チャネルを割当てるようにする。
【００２５】
このように、移動端末装置と基地局の位置から干渉源となる移動端末装置を割り出し、干渉源の移動端末装置へのチャネル割当てを抑えることによってチャネル使用率低下を防ぎ、システム全体のパフォーマンス向上を実現することが可能となる。以下に、具体的に説明する。
【００２６】
図７は、移動端末装置の位置に応じたチャネル割当て優先度の例を示す図である。図７において、移動端末装置ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３、ＭＳ４の通信範囲はそれぞれＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４で示され、各範囲の広さは例えば各移動端末装置の送信電力により決まる。移動端末装置ＭＳ１は基地局ＢＳ１と接続し、移動端末装置ＭＳ２、ＭＳ３は基地局ＢＳ３と接続し、移動端末装置ＭＳ４は基地局ＢＳ２と接続しているとする。
【００２７】
図７の例では、移動端末装置ＭＳ１は基地局ＢＳ１を、移動端末装置ＭＳ３は基地局ＢＳ３を通信範囲に含み、いずれも単一の基地局を通信範囲に含むことになる。よって移動端末装置ＭＳ１へのチャネル割当ての優先度は最も高くなる。これに対し移動端末装置ＭＳ２は基地局ＢＳ２、ＢＳ３の両方を通信範囲に含むので、仮に移動端末装置ＭＳ２が基地局ＢＳ３に接続すると、基地局ＢＳ２は移動端末装置ＭＳ２に割当てられたチャネルを使用することができなくなる。つまり移動端末装置ＭＳ２は基地局ＢＳ２への干渉源となる。そこでこの実施形態では、干渉源となる移動端末装置ＭＳ２については、単一の基地局を通信範囲に含むＭＳ１、ＭＳ３よりもチャネル割当ての優先度を低く設定するようにする。
【００２８】
さらに、移動端末装置ＭＳ４は３台の基地局ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３を通信範囲に含むので、干渉の影響度が最も大きくなることから、優先度を最も低く設定する。このように、基地局および移動端末装置の位置と、移動端末装置の通信範囲とから各移動端末装置が基地局を通信範囲に含む数を算出し、他基地局への干渉影響度が小さい移動端末装置が高い優先度を持つようにチャネル割当て優先度を決定する。
【００２９】
図８は、チャネル割当て優先度に基づいて決定されたチャネル割当ての一例を示す図である。通信範囲がカバーする基地局の数（基地局カバー数）に応じて、チャネル割当ての優先度が高、中、低の３段階にわたって設定される。なお、チャネル優先度に関わらず、全ての移動端末装置にはシステムで規定されている必要最低限のチャネル（例の場合では１ｃｈ）を必ず割当てるようにする。
【００３０】
単一の基地局を通信範囲に含む移動端末装置ＭＳ１、ＭＳ３についてはチャネル割当ての優先度が高いので、要求された数のチャネルが優先的に割当てられる。この時、同一の優先度の移動端末装置が複数あり、チャネルリソースが要求チャネル数の総和に満たない場合は、同一優先度の移動端末装置で均等にチャネル割当てを行う。
【００３１】
複数基地局を通信範囲に含む移動端末装置ＭＳ２、ＭＳ４については、チャネル割当て優先度が高い移動端末装置ＭＳ１、ＭＳ３へのチャネル割当てが完了し、余剰チャネルが存在した場合にのみ、チャネル割当て優先度に従ってチャネルを追加で割り当てる。図８では、移動端末装置ＭＳ２のほうが移動端末装置ＭＳ４よりもチャネル割当て優先度が高いので、移動端末装置ＭＳ２へのチャネル追加割当てが優先して行われる。移動端末装置ＭＳ２の要求チャネル数が３ｃｈであるのに対して、チャネルリソースが足りなかったために２ｃｈのチャネル割当てとなっている（○囲み）。また、移動端末装置ＭＳ４については最も優先度が低いため、要求チャネル数３ｃｈに対して追加チャネル割当ては行われず、必要最低限のチャネルである１ｃｈのみが割り当てられている（○囲み）。
【００３２】
なお図８の例では優先度を高、中、低の３段階としたが、３段階に限らず２段階としたり、逆に４段階以上の多段階にわたって優先度を決めることももちろん可能である。段階数をいくつにするかはシステム条件や環境によって決定することができる。
【００３３】
図９は、移動端末装置へのチャネル割当て数を決定する処理手順を示すフローチャートである。処理が開始されると、基地局は、まず各移動端末装置に対してシステムで規定された必要最低限の数のチャネルを割り当てる（ステップＳ１０１）。次に、基地局は位置情報管理部２０４の保持する情報に基づいて、通信範囲に含む基地局数を移動端末装置ごとに算出し、通信範囲に含む基地局数に基づいたチャネル割当て優先度を決定する（ステップＳ１０２）。このとき、同一優先度の移動端末装置数を予めカウントして保持しておくことにより、均等なチャネル割当てを実現することができる。
【００３４】
必要最低限のチャネル割当て（ステップＳ１０１）と優先度決定（ステップＳ１０２）処理とが全ての移動端末装置につき完了すると（ステップＳ１０３でＮｏ）、余剰チャネルの有無、すなわち未使用のＰＲＵの有無が確認される（ステップＳ１０４）。余剰チャネルがあれば、チャネル割当て優先度に基づいたチャネルの追加割当て処理が実施される（ステップＳ１０５）。チャネル追加割当てが完了すると、基地局は各移動端末装置との間の無線通信における報知タイミングを契機としてチャネル数の変更を指示し（ステップＳ１０６）、新たに割り当てた数のチャネルで通信を開始する。一方、ステップＳ１０４で余剰チャネルが無ければ（Ｎｏ）チャネル追加割当て処理は実施されず、基地局と移動端末装置との通信が継続される。
【００３５】
図１０は、チャネル追加割当て処理における手順の一例を示すフローチャートである。チャネル追加割当て処理は、各移動端末装置について設定されたチャネル割当て優先度に基づいて実施される。チャネル割当て優先度が高い移動端末装置に対してチャネル追加が可能な状況下においては、優先度の低い移動端末装置に対するチャネルの追加割り当てを行わない。
【００３６】
図１０において、選択した移動端末装置（判断対象の移動端末装置）より優先度が高く、かつ割当てチャネル数が要求チャネル数に満たない他移動端末装置があれば（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、選択した移動端末装置へのチャネル追加は保留される（ステップＳ２０２）。そして、余剰チャネルに残りがあり（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、かつ要求チャネル数に未達の移動端末装置が存在する場合（ステップＳ２０４でＹｅｓ）には、チャネル追加割当て処理が継続される。余剰チャネルが存在しないか、全ての移動端末装置について要求チャネル数の割当てが完了すれば、チャネルの追加割当て処理を終了する。
【００３７】
一方、ステップＳ２０１で、選択した移動端末装置より優先度が高い他移動端末装置が存在しないか、または優先度の高い移動端末装置に対して全て要求チャネル数を割当て済みであれば（ステップＳ２０１でＮｏ）、チャネルの追加割当処理が実施される（ステップＳ２０５）。このステップでは、同じ優先度の移動端末装置の数に基づいて、同じ優先度の移動端末装置に対して均等になるように追加チャネルが割り当てられる。チャネル追加割当てののち、チャネル未割当て時と同様に余剰チャネルの確認（ステップＳ２０３）、要求チャネル数未達の移動端末装置確認（ステップＳ２０４）を行い、チャネル追加割当てが行えなくなるまで処理が継続される。
【００３８】
図１１は、基地局の位置情報と移動端末装置の位置情報とを収集する一例を示す図である。この例では、移動端末装置ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３、ＭＳ４はそれぞれＧＰＳなどを用いて現在位置情報を取得し、接続中の基地局ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３に対して規定の送信電波の無線インタフェースＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３、ＩＦ４を介して現在位置情報を通知する。各基地局は、収集した情報を位置情報管理部２０４に保持するとともに、周囲の基地局の位置情報から通信範囲に含まれる基地局の数を移動端末装置ごとに算出し、その数に基づいてチャネル割当て優先度を決定する。
【００３９】
図１２は、基地局の位置情報と移動端末装置の位置情報とを収集する他の例を示す図である。この例では、移動端末装置自身が周囲の基地局を検出し、自らの通信範囲に含む基地局情報を接続先の基地局に直接通知するようにする。図１２において、移動端末装置ＭＳ１は、自身の送信電波範囲において接続可能な基地局ＢＳ１、ＢＳ３、ＢＳ４を検出し、自らの位置情報の代わりに自身が通信範囲に含む基地局数を通知する。このようにして、チャネル制御部３０２においてチャネル優先度を決定する際に、移動端末装置の位置情報を用いることなく、各移動端末装置から通知された通信範囲に含まれる基地局数に基づいてチャネル割当て優先度を決定することができる。
【００４０】
以上述べたようにこの実施形態では、複数の基地局が自律的に干渉回避を行う移動通信システムにおいて、移動端末装置と基地局の位置とに基づいて他基地局に与える干渉の影響を考慮したチャネル割当てを行うことにより、システム全体でのチャネル使用率を向上させるようにする。すなわち、移動端末装置が通信範囲に含む基地局の数を、干渉の影響を評価する指標とする。そうして、単一の基地局のみカバーし、他基地局へ干渉の影響を与えない位置に存在する移動端末装置については優先的にチャネルを多く割り当てる。逆に、複数の基地局を通信範囲に含む位置に存在する移動端末装置には必要最低限のチャネル割当てにとどめ、余剰チャネルが発生した場合にのみ追加チャネルを割当てるようにする。
【００４１】
このように、移動端末装置と基地局の位置関係から干渉源となる移動端末装置を特定することができ、干渉源となる移動端末装置へのチャネル割当ての優先度を低くすることによってチャネル使用率の低下を防ぐことができる。これによりシステム全体でのパフォーマンス向上を実現することが可能となる。
【００４２】
［第２の実施形態］
図１３は、本発明に係わる移動通信システムの第２の実施の形態を示す機能ブロック図である。図１３において図２と共通する箇所には同じ符号を付して示し、以下では異なる部分についてのみ説明する。図１３に示すゲートウェイ２００は、情報収集部４０１、チャネル制御部４０２、チャネル割当て通知部４０３を備える。情報収集部４０１は基地局ＢＳ１１、ＢＳ１２の位置情報管理部２０４から制御装置Ｇ１１を介して基地局ＢＳ１１、ＢＳ１２の位置情報、移動端末装置ＭＳ１１、ＭＳ１２の位置情報および送信電波範囲を収集し、保持する。チャネル制御部４０２は、情報収集部４０１により収集された情報に基づいて移動端末装置ＭＳ１１，ＭＳ１２にそれぞれ割り当てるチャネル数を決定する。決定されたチャネル数は、チャネル割当て通知部４０３により制御装置Ｇ１１を介して基地局ＢＳ１１、ＢＳ１２に通知される。
【００４３】
すなわちこの実施形態は、図２における情報収集部、チャネル制御部、チャネル割当て通知部をゲートウェイ２００に備えるものとなっている。このような構成によっても第１の実施形態と同様に、移動端末装置の位置情報に基づく割り当てチャネル数の優先度を決定することができ、第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能になる。
【００４４】
［第３の実施形態］
図１４は、本発明に係わる移動通信システムの第３の実施の形態を示す機能ブロック図である。図１４において図２、図１３と共通する箇所には同じ符号を付して示し、以下では異なる部分についてのみ説明する。この実施形態では、各基地局ＢＳ１１，ＢＳ１２にチャネル制御部２０６を備えるようになっている。チャネル制御部２０６は、位置情報管理部２０４に保持された情報に基づいて移動端末装置に割当てるチャネル数を決定する。すなわちこの実施形態は、図２におけるチャネル制御部を各基地局ＢＳ１１，ＢＳ１２が備えるものとなっている。
【００４５】
図１５は、図１４に示すようにチャネル制御部２０６を基地局ＢＳ１１，ＢＳ１２が備えるケースでの処理手順を示すシーケンス図である。図１５では複数の基地局ＢＳ１〜ＢＳ４が存在するとし、このうち基地局ＢＳ１に収容される移動端末装置を対象とする。さらに、基地局ＢＳ１に収容される移動端末装置を、ＢＳ１のみを送信範囲に含むもの（ＭＳ群１）と、複数の基地局を送信範囲に含むもの（ＭＳ群２）とにグループ分けして説明する。
【００４６】
基地局ＢＳ１は、隣接する基地局との間で連携してチャネル制御を行なうために、基地局位置情報を予め取得する。基地局ＢＳ１は初回起動時、又は十分長い間隔を持った定期的確認タイミングで基地局位置情報取得要求（Ｓ３０１）を周囲の基地局（ＢＳ２〜ＢＳ４）に送信する。その応答である基地局位置情報取得応答（Ｓ３０２）を受信すると、基地局ＢＳ１はこの応答（Ｓ３０２）に含まれる基地局位置情報により、隣接基地局を把握する（Ｓ３０３）。なお基地局位置取得情報（Ｓ３０１）を送信する基地局（ＢＳ２〜ＢＳ４）は、ＩＰアドレス等によりＢＳ１と同じエリアに区切られた基地局群とする。図１５の例では、基地局ＢＳ２〜ＢＳ４の全ての基地局が隣接基地局として判定されたものとして説明する。
【００４７】
基地局ＢＳ１は、報知タイミングで移動端末装置へのチャネル制御を開始し（Ｓ３０４）、ＢＳ１に収容された全ての移動端末装置に端末位置情報取得要求（Ｓ３０５）を送信する。ＢＳ１に収容された移動端末装置は、端末位置情報取得要求（Ｓ３０５）の受信を契機として、移動端末装置に内蔵されたＧＰＳ等により取得した端末位置情報を端末位置情報取得応答（Ｓ３０６）で基地局ＢＳ１に通知する。
【００４８】
基地局ＢＳ１は通知された各移動端末装置の位置情報と隣接基地局位置情報とに基づいて、移動端末装置をＭＳ群１と、ＭＳ群２とにグループ化する。基地局ＢＳ１は、全移動端末装置に対して通信に必要な最低チャネルを確保し、チャネル割当て通知（Ｓ３０７）により移動端末装置に通知するとともに、基地局ＢＳ１のみを送信電波範囲に含むＭＳ群１の移動端末装置について、ＢＳ１の空きチャネルがある限り追加チャネル割当てを行う（Ｓ３０８）。
【００４９】
チャネル割当て通知は、チャネル番号に対応するビットマップ情報を移動端末装置に通知することによって、移動端末装置が使用可能なチャネル番号を通知する。このようにして、基地局ＢＳ１のみを送信電波範囲に含むＭＳ群１に対してチャネルが優先的に与えられる。
【００５０】
基地局ＢＳ１は、ＭＳ群１の全移動端末装置について追加チャネル割当てを完了した状態で空きチャネルが残っている場合に（Ｓ３０９）、複数基地局を送信電波範囲に含むＭＳ群２についての追加チャネル割当てを実施する。
【００５１】
ＭＳ群２に含まれる移動端末装置について、移動端末装置が送信電波範囲に含む基地局の数により優先度を決定し、送信電波範囲に含む基地局数の少ない移動端末装置から順に追加チャネル割当てを行う。ここで、移動端末装置の優先度は、移動端末装置が送信電波範囲に含む基地局数により一意に決定するものとする。
【００５２】
基地局ＢＳ１は、隣接基地局（ＢＳ２〜ＢＳ４）に対し、追加チャネル割当てを実施する移動端末装置の優先度を含む端末情報を付与したチャネル確保要求（Ｓ３１０）を送信する。チャネル確保要求（Ｓ３１０）を送信する隣接基地局（ＢＳ２〜ＢＳ４）は、追加チャネル割当てを行う移動端末装置が送信電波範囲に含む基地局群とする。これらの隣接基地局（ＢＳ２〜ＢＳ４）は、ＢＳ１がチャネル割当てを実施することで干渉の影響を受けることになり、使用不可チャネルが発生する基地局群である。
【００５３】
チャネル確保要求（Ｓ３１０）を受信した隣接基地局は、自身のチャネル使用状況に基づいてチャネル追加を許容するか否かを決定し、チャネル確保応答（Ｓ３１１）でＢＳ１に対して応答を返す。チャネル追加を許容するかの判断は、空きチャネルがあるかどうか、および、追加チャネル未割当てでありチャネル確保要求（Ｓ３１０）で指定された移動端末装置より優先度の高い移動端末装置があるか否かに基づいて決定する。
【００５４】
隣接基地局（ＢＳ２〜ＢＳ４）のそれぞれは、空きチャネルがあり、チャネル確保要求（Ｓ３１０）により指定された移動端末装置より優先度の高い移動端末装置が存在しない場合には、チャネル確保応答（ＯＫ）を送信する（Ｓ３１１）。基地局ＢＳ１は、チャネル確保要求（Ｓ３１０）を送信した全ての隣接基地局（ＢＳ２〜ＢＳ４）からチャネル確保応答（ＯＫ）を受け取った場合（Ｓ３１２）、移動端末装置に対して追加チャネル割当て通知を送信する（Ｓ３１３）。
【００５５】
隣接基地局（ＢＳ２〜ＢＳ４）に空きチャネルがない場合は、これらの基地局（ＢＳ２〜ＢＳ４）は追加チャネル割当て（ＮＧ）を送信する。基地局ＢＳ１は、１つでも追加チャネル割当て（ＮＧ）を受信した場合、移動端末装置へのチャネル追加割り当て動作を行わない。チャネル確保応答（ＮＧ）を受け取った移動端末装置については、基地局ＢＳ１は隣接基地局のチャネル使用状況により追加チャネル割当て不可として、追加チャネル割当て候補から除く。
【００５６】
さらに、チャネル確保要求（Ｓ３１０）により指定された移動端末装置より優先度の高い移動端末装置が存在した場合、優先度の高い移動端末装置へのチャネル追加割当てが完了するまでチャネル確保応答（Ｓ３１１）の送信を保留する。このようにして、隣接基地局間で連携して優先度の高い移動端末装置から順に追加チャネル割当てを行う。以上の追加チャネル割当て動作を、ＢＳ１の空きチャネルがなくなるか、ＭＳ群２に含まれる移動端末装置で追加チャネル割当てが必要な移動端末装置が無くなるまで繰り返す。
【００５７】
以上の処理手順により、第１の実施形態と同様に、移動端末装置の位置情報に基づく割り当てチャネル数の優先度を決定することができ、第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能になる。
【００５８】
以上説明したように第１〜第３の実施形態によれば、移動端末装置による干渉の影響を考慮してチャネル割り当てを実施できるようになり、よってチャネル使用率の悪化を防ぐとともにパフォーマンスの向上を図った移動通信システムとその制御装置および移動端末装置を提供することが可能となる。
【００５９】
本願発明の特徴的事項を以下にまとめる。  
（１）  それぞれの移動端末装置がその通信範囲に複数の基地局を含むか否かを、移動端末装置と基地局の位置情報、および移動端末装置の送信電波範囲から判定し、その結果に基づいて移動端末装置ごとのチャネル割当て数を変更する。移動端末装置、基地局の位置はＧＰＳなどを用いて取得することができる。基地局の位置は固定的であるので予めシステムに記憶させるようにしてもよい。
【００６０】
（２）  複数基地局を通信範囲に含む移動端末装置には必要最低限の数のチャネルを割り当てる。  
（３）  通信範囲に唯一つの基地局（単一基地局）を含む移動端末装置には、高い優先度でチャネルを割り当てる。  
（４）  単一基地局を通信範囲に含む移動端末装置が存在しないか、または、それらの移動端末装置から要求されたチャネル数を割当て済みの場合のみ、複数基地局を通信範囲に含む移動端末装置に対し追加でチャネルを割り当てる。
【００６１】
（５）  複数基地局を通信範囲に含む移動端末装置については、その通信範囲に含む基地局の数に応じて優先度を決定し、カバーしている基地局の少ない移動端末装置から優先的にチャネル追加割当てを行う。つまり通信範囲に含む基地局の数が多い移動端末装置ほど、チャネル割当ての優先度を低くする。  
（６）  移動端末装置のチャネル割当て数は、無線チャネルの報知タイミングごとに変更する。なお、システム条件に基づいてチャネル数の割り当ての変更のタイミングを動的に変化させることも可能である。  
（７）  基地局、移動端末装置の位置情報に代えて、移動端末装置が自身の通信範囲内に確認できる基地局の数を直接システムに通知するようにしても良い。  
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１００…通信ネットワーク、２００…ゲートウェイ、３００…インターネット、４００…サーバ装置、Ｇ１１，Ｇ１２…制御装置、ＢＳ１１，ＢＳ１２…基地局、ＭＳ１１，ＭＳ１２…移動端末装置、１０１…位置取得部、１０２…無線通信部、２０１…位置取得部、２０２…他基地局情報取得部、２０３…端末情報取得部、２０４…位置情報管理部、２０５…無線通信部、２０６…チャネル制御部、３０１…情報収集部、３０２…チャネル制御部、３０３…チャネル割当て通知部、４０１…情報収集部、４０２…チャネル制御部、４０３…チャネル割当て通知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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