(57)【要約】      （修正有）【課題】適応変調方式を採用する基地局および端末間の無線通信において、消費電力の更なる削減を図ることが可能な無線通信システム、基地局および無線通信方法を提供する。【解決手段】無線通信システムの代表的な構成は、ネットワーク１０４に接続された基地局１１０ａと、基地局１１０ａと無線通信を行う端末１０２ａとを含み、基地局１１０ａは、ネットワーク１０４のトラフィックに応じて端末１０２ａとの無線通信における変調方式を選択する。【選択図】図２
2015188169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続された基地局と、該基地局と無線通信を行う端末とを含む無線通信システムであって、
前記基地局は、前記ネットワークのトラフィックに応じて前記端末との無線通信における変調方式を選択することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記基地局は、前記ネットワークのトラフィックが高いほど、低値の変調方式を選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記基地局は、前記ネットワークに接続され該基地局間の通信を管理するネットワークセンターの管理サーバに該ネットワークのトラフィックを問い合わせることを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
ネットワークに接続された基地局と、該基地局と無線通信を行う端末とを含む無線通信システムであって、
前記基地局は、複数の無線通信部を備え、使用する該無線通信部の数を前記ネットワークのトラフィックに応じて減らすことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
ネットワークに接続され端末との無線通信を行う基地局であって、
前記ネットワークのトラフィックに応じて前記端末との無線通信における変調方式を選択することを特徴とする基地局。
【請求項６】
ネットワークに接続された基地局と、該基地局と無線通信を行う端末との無線通信方法であって、
前記基地局は、前記ネットワークのトラフィックに応じて前記端末との無線通信における変調方式を選択することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークに接続された基地局と、基地局と無線通信を行う端末とを含む無線通信システムおよび無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基地局と端末における無線通信では、通信品質を維持しつつ、通信環境の変化に応じて適応的に変調方式を変えることで通信速度を向上させる適応変調方式が採用されている。適応変調方式では、ビットレートの低いものから順に、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature PSK）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ等が用いられている。
【０００３】
適応変調方式では、端末から基地局に送信される上り通信信号の信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Ratio）やビットエラーレート、すなわち電波強度や信号品質に基づいて基地局と端末との間の通信環境を推測する。そして、より良い通信環境の下ではより高い通信レートを有する変調方式を選択し、通信環境の悪い状況下では低い通信レートを有する変調方式を選択する。これにより、基地局と端末間において安定した無線通信を行うことが可能となる。
【０００４】
また例えば特許文献１では、受信部からの回線品質情報に基づいて、当該回線品質で一定の通信品質を満足し最高の伝送速度となる変調方式を第一変調方式として決定し、送信データのトラフィック量を送信可能な最低の伝送速度となる変調方式を第二変調方式として決定し、第一変調方式と第二変調方式の内、伝送速度が低い方を送信変調方式として選択とする変調方式制御方法が開示されている。特許文献１によれば、伝搬路状況に加えて送信データのトラフィック量を考慮して変調方式を決定することにより、通信品質を保持しつつ、消費電力を低減することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６５９３９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ネットワークにパケット回線を用いた無線通信システムでは、携帯電話などの端末との無線通信を行う基地局をバックホールと呼ばれる基幹通信網に接続し、このバックホールを介して基地局を管理するネットワークセンター（ネットワークオペレーションセンター：ＮＯＣ）と接続されている。この基幹通信網の帯域使用率が高い、すなわちトラフィックが高い場合、基地局と端末間との無線通信に高値変調（変調多値数が高い）方式を採用しても、基幹通信網において通信速度が低下してしまうため、高速通信を提供することができない。すると、基地局および端末において、高速通信を行うべく送信出力や受信ゲインを上げるために使用される電力は無駄に消費されていることとなる。したがって、特許文献１のような従来の無線通信方法では、消費電力の削減の観点において未だ改良の余地があった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み、適応変調方式を採用する基地局および端末間の無線通信において、消費電力の更なる削減を図ることが可能な無線通信システム、基地局および無線通信方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明にかかる無線通信システムの代表的な構成は、ネットワークに接続された基地局と、基地局と無線通信を行う端末とを含む無線通信システムであって、基地局は、ネットワークのトラフィックに応じて端末との無線通信における変調方式を選択することを特徴とする。
【０００９】
上記基地局は、ネットワークのトラフィックが高いほど、低値の変調方式を選択するとよい。また上記基地局は、ネットワークに接続され基地局間の通信を管理するネットワークセンターの管理サーバにネットワークのトラフィックを問い合わせるとよい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる無線通信システムの他の構成は、ネットワークに接続された基地局と、基地局と無線通信を行う端末とを含む無線通信システムであって、基地局は、複数の無線通信部を備え、使用する無線通信部の数をネットワークのトラフィックに応じて減らすことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために本発明にかかる基地局の代表的な構成は、ネットワークに接続され端末との無線通信を行う基地局であって、ネットワークのトラフィックに応じて端末との無線通信における変調方式を選択することを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するために本発明にかかる無線通信方法の代表的な構成は、ネットワークに接続された基地局と、基地局と無線通信を行う端末との無線通信方法であって、基地局は、ネットワークのトラフィックに応じて端末との無線通信における変調方式を選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、災害発生時に、適応変調方式を採用する基地局および端末間の無線通信において、消費電力の更なる削減を図ることが可能な無線通信システム、基地局および無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態にかかる無線通信システムの概略構成を例示する図である。
【図２】図１に示す基地局の構成を例示する機能ブロック図である。
【図３】本実施形態の無線通信システムにおける基地局の動作を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
図１は、本実施形態にかかる無線通信システム１００の概略構成を例示する図である。なお、本実施形態では、図１に示す無線通信システム１００について詳述しながら、それに含まれる基地局、ならびにかかる基地局および無線通信システム１００における無線通信方法においても併せて説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の無線通信システム１００は、基地局１１０ａ・１１０ｂと、かかる基地局１１０ａ・１１０ｂとそれぞれ無線通信を行う端末１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃを含んで構成される。基地局１１０ａ・１１０ｂは、ネットワーク１０４（バックホール・基幹通信網）に接続されていて、このネットワーク１０４を介してＮＯＣ１０６（ネットワークセンター）の管理サーバや各種のネットワークサーバ（ともに不図示）に接続されている。ＮＯＣ１０６は、基地局１１０ａ・１１０ｂの間の通信を管理するものであり、例えば発呼時に発信先の端末が位置登録している基地局を教える交換器としての役割を有している。
【００１８】
図２は、図１に示す基地局１１０ａの構成を例示する機能ブロック図である。なお、本実施形態では基地局１１０ａを例示して説明するが、これに限定するものではなく、基地局１１０ｂを図１に示す構成とすることも可能であり、基地局１１０ａ・１１０ｂの少なくとも一方が図２に示す構成であればよい。
【００１９】
図２に示すように、基地局１１０ａは、制御部１１２、有線通信部１１４、第１無線通信部１１６および第２無線通信部１１８を含んで構成される。制御部１１２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路（不図示）により当該基地局１１０ａ全体を管理および制御する。また本実施形態では、制御部１１２は、後述するトラフィック取得部１１２ａおよび変調方式選択部１１２ｂとしても機能する。
【００２０】
有線通信部１１４は、ネットワーク１０４に有線接続されている。これにより、ネットワーク１０４を介してＮＯＣ１０６（図１参照）との通信が行われる。第１無線通信部１１６は、第１通信アンテナ１１６ａを介して端末１０２ａ・１０２ｂとの無線通信を行う。第２無線通信部１１８は、第２通信アンテナ１１８ａを介して端末１０２ａ・１０２ｂとの無線通信を行う。なお、本実施形態では、第１無線通信部１１６および第２無線通信部１１８、すなわち複数の無線通信部を備える構成を例示するがこれに限定するものではなく、基地局１１０ａが備える無線通信部の数は１つでもよいし、３つ以上であってもよい。
【００２１】
また上述したように、本実施形態の基地局１１０ａでは、制御部１１２は、トラフィック取得部１１２ａおよび変調方式選択部１１２ｂとしても機能する。トラフィック取得部１１２ａは、有線通信部１１４によるネットワーク１０４を介したＮＯＣ１０６との通信により、ネットワーク１０４のトラフィックを取得する。変調方式選択部１１２ｂは、ネットワーク１０４のトラフィックに応じて端末１０２ａ・１０２ｂとの無線通信における変調方式を選択する。
【００２２】
図３は、本実施形態の無線通信システム１００における基地局１１０ａの動作を例示するフローチャートである。なお、図３では、基地局１１０ａとの無線通信を行う端末１０２ａ・１０２ｂのうち、端末１０２ａを例示して説明するが、これに限定するものではなく、端末１０２ｂとの無線通信において同様の処理を行うことも可能である。
【００２３】
本実施形態の無線通信システム１００では、端末１０２ａから基地局１１０ａとの無線通信の開始要求（通信開始要求）が送信されると、図３に示すように、基地局１１０ａは、第１無線通信部１１６によってその通信開始要求を受信する（ステップＳ２０２）。通信開始要求を受信したら、基地局１１０ａの制御部１１２はトラフィック取得部１１２ａとして機能し、ネットワーク１０４のトラフィックを問い合わせるトラフィック要求通知を、有線通信部１１４によってネットワーク１０４を介してＮＯＣ１０６に送信する（ステップＳ２０４）。
【００２４】
ＮＯＣ１０６では、基地局１１０ａからのトラフィック要求通知を受信したら、ネットワーク１０４のトラフィック（帯域使用状況・回線負荷状態）をトラフィック状況通知として基地局１１０ａに送信し、基地局１１０ａのトラフィック取得部１１２ａは、有線通信部１１４によってこのトラフィック状況通知を受信する（ステップＳ２０６）。トラフィック状況通知を受信したら、基地局１１０ａの制御部１１２は変調方式選択部１１２ｂとして機能し、かかるトラフィック状況通知を参照し、ネットワーク１０４のトラフィックに応じて端末１０２ａとの無線通信における変調方式を選択する。
【００２５】
詳細には、本実施形態では、変調方式選択部１１２ｂは、ネットワーク１０４のトラフィック（帯域使用状況）に第１閾値、およびその第１閾値よりも大きい第２閾値を設定する。そして、トラフィック状況通知においてネットワーク１０４のトラフィックが第１閾値未満であった場合（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、すなわちトラフィックが低かった場合、高値の変調方式、例えば６４ＱＡＭを端末１０２ａとの無線通信における変調方式として選択する（ステップＳ２１０）。
【００２６】
一方、ネットワーク１０４のトラフィックが第１閾値未満でなかった場合、すなわち第１閾値以上であった場合（ステップＳ２０８のＮＯ）、変調方式選択部１１２ｂは、そのトラフィックが第２閾値未満であるかを判断する（ステップＳ２１２）。そして、帯域トラフィックが第２閾値未満であった場合（ステップＳ２１２のＹＥＳ）、変調方式選択部１１２ｂは、トラフィックが低くはないが高くもない状態であると判断し、ステップＳ２１０において選択される変調方式よりも低値の変調方式、例えば１６ＱＡＭを端末１０２ａとの無線通信における変調方式として選択する（ステップＳ２１４）。
【００２７】
ネットワーク１０４のトラフィックが第２閾値未満でなかった場合、すなわち第２閾値以上であった場合（ステップＳ２１２のＮＯ）、変調方式選択部１１２ｂは、ネットワーク１０４のトラフィックが高い状態であると判断する。そして、変調方式選択部１１２ｂは、ステップＳ２１４において選択される変調方式よりも更に低値の変調方式、例えばＱＰＳＫを端末１０２ａとの無線通信における変調方式として選択する（ステップＳ２１６）。
【００２８】
上述したステップＳ２０８〜ステップＳ２１６において端末１０２ａとの無線通信における変調方式を選択したら、変調方式選択部１１２ｂは、選択した変調方式を変調方式決定通知として端末１０２ａに送信する（ステップＳ２１８）。これにより、かかる変調方式において基地局１１０ａと端末１０２ａとの無線通信が開始される（ステップＳ２１０）。
【００２９】
上記構成によれば、従来のような基地局１１０ａおよび端末１０２ａ間の通信品質だけでなく、ネットワーク１０４のトラフィックの状態を踏まえて変調方式を決定することができる。そして、本実施形態の無線通信システム１００のようにネットワーク１０４のトラフィックが高いほど低値の変調方式を選択することにより、余剰な送信出力や受信ゲインを低下させることができ、無線通信システム１００全体の消費電力の低減を図ることができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、ステップＳ２１０では６４ＱＡＭ、ステップＳ２１４では１６ＱＡＭ、ステップＳ２１６ではＱＰＳＫを選択する場合を例示して説明したが、これに限定するものではなく、各ステップにおいて選択する変調方式は適宜設定することが可能である。また上記説明した実施形態では、ネットワーク１０４のトラフィックが低かった場合には６４ＱＡＭを選択することとしたが、これに限定するものではない。例えば、トラフィックが低かった場合には、かかるトラフィックに加え、基地局１１０ａと端末１０２ａとの間の通信品質を更に参照して変調方式を選択する構成としてもよい。
【００３１】
更に上記実施形態では、基地局１１０ａの変調方式選択部１１２ｂにおいてＮＯＣ１０６からのトラフィック状況通知を参照し、トラフィックが第１閾値および第２閾値以上であるか否かを判断する構成としたが、これにおいても限定するものではない。例えば、ＮＯＣ１０６においてネットワーク１０４のトラフィック状況をレベル分けして基地局１１０ａに通知し、基地局１１０ａでは、そのレベルに応じて変調方式を決定することも可能である。また本実施形態では、第１閾値および第２閾値の２つの閾値によってトラフィックの高低を判断したが、これにおいても限定されず、閾値の数やレベル分けの数は任意に設定することが可能である。
【００３２】
ここで、本実施形態の基地局１１０ａは、上述したように複数の無線通信部を有する。このような構成の場合、使用する無線通信部の数を、ネットワーク１０４のトラフィックに応じて減らしてもよい。例えば、３つの無線通信部を有する基地局であったら、１０４のトラフィック（帯域使用状況）が、第１閾値未満であった（ステップＳ２０８のＹＥＳ）にはすべての無線通信部を使用し、第１閾値以上第２閾値未満であった場合（ステップＳ２１２のＹＥＳ）には１つの無線通信部を停止して２つの無線通信部を使用し、第２閾値以上であった場合（ステップＳ２１２のＮＯ）には２つの無線通信部を停止して１つの無線通信部を使用する。このような構成によっても、ネットワーク１０４のトラフィックが高い場合における無線通信部の消費電力を削減することができ、上記と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、ネットワークに接続された基地局と、基地局と無線通信を行う端末とを含む無線通信システムおよび無線通信方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１００…無線通信システム、１０２ａ…端末、１０２ｂ…端末、１０２ｃ…端末、１０４…ネットワーク、１０６…ＮＯＣ、１１０ａ…基地局、１１０ｂ…基地局、１１２…制御部、１１２ａ…トラフィック取得部、１１２ｂ…変調方式選択部、１１４…有線通信部、１１６…第１無線通信部、１１６ａ…第１通信アンテナ、１１８…第２無線通信部、１１８ａ…第２通信アンテナ
【図１】
2015188169.tif 000003
【図２】
2015188169.tif 000004
【図３】
2015188169.tif 000005