(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの基地局が複数の周波数帯域を利用し、かつ各周波数帯域ごとに時分割多重方式により複数の端末にそれぞれスロットを割り当てて通信を行う無線通信システムにおいて、
前記端末は、
当該端末に割り当てられたスロットにおけるスロットエラー数と、前記基地局が利用する各周波数帯域の干渉電力と、前記基地局から受信する所望波電力とを測定する第１のステップと、
前記スロットエラー数が閾値を超えている場合に干渉回避を行う第２のステップと、
前記スロットエラー数が閾値以下の場合に前記干渉電力と前記所望波電力とを比較して、前記所望波電力が前記干渉電力より大きい周波数帯域を抽出する第３のステップと、
前記第３のステップで抽出された前記所望波電力が前記干渉電力より大きい周波数帯域のいずれかのスロットに切り替える第４のステップと
を有し、
前記第３のステップは、前記所望波電力が前記干渉電力より大きい周波数帯域が複数ある場合に、収容される端末数が最も少ない周波数帯域を選択する
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、一つの基地局が複数の周波数帯域を利用し、かつ各周波数帯域ごとに時分割多重方式により複数の端末にそれぞれスロットを割り当てて通信を行う無線通信システムにおいて、各端末が周波数帯域の切り替えにより干渉回避を行う無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、本発明が適用される無線通信システムの構成例を示す。
図２において、無線通信システムは、複数の基地局１−１〜１−３のサービスエリア（セル）が一部重複するように各基地局を配置し、広いエリアに渡って無線通信サービスを提供する、いわゆるセルラー方式の構成である。この構成では、各基地局１−１〜１−３に固有の周波数帯域が割り当てられ、各基地局１−１〜１−３は割り当てられた周波数帯域を用いてセル内の端末２−１〜２−５とそれぞれ無線通信を行う。さらに、各基地局１−１〜１−３は、各周波数帯域を時間的に区切ったスロットをそれぞれ端末に割り当てることにより、各基地局と複数の端末がそれぞれ通信することができる（時分割多重方式）。
【０００３】
このセルラー方式では、地理的に離れたセルに同一の周波数帯域を割り当てることによって、周波数利用効率を高める「周波数の繰り返し利用」が行われる。このとき、同一の周波数帯域を利用するセル間の距離が小さい場合には、干渉が生じるために通信品質が劣化する。たとえば、図２の無線通信システムでは、基地局１−１が周波数ｆ１，ｆ２を使用し、基地局１−２が周波数ｆ２，ｆ３を使用し、基地局１−３が周波数ｆ１，ｆ３を使用し、基地局１−１と端末２−１，２−２が周波数ｆ１で通信し、基地局１−２と端末２−３が周波数ｆ２で通信し、基地局１−３と端末２−４，２−５が周波数ｆ１で通信し、基地局１−３と端末２−６が周波数ｆ３で通信する。このとき、例えば周波数ｆ１の端末２−１と端末２−４が同一時間のスロットを使用する場合に干渉が生じる。
【０００４】
非特許文献１では、かかる干渉を回避して通信品質を改善する技術を開示している。ここでは、図３に示すフローチャートのように、基地局との間でチャネル（周波数帯域とスロットの組み合わせにより一意に定まる）を確立した端末が、当該端末に割り当てられたスロットにおけるエラー数（スロットエラー数）を測定し、このスロットエラー数が閾値を超えた場合には、干渉回避動作を実施する。すなわち、(1) 同一周波数帯域の他のスロットへ切り替える、(2) 他の周波数帯域のスロットへ切り替える、(3) 他の基地局へ切り替える、(4) 自動再接続を行う、のいずれかの方法により干渉を回避して通信品質を改善する。
【０００５】
たとえば、図２の無線通信システムの状況では、周波数ｆ１を使用する端末２−４，２−５において、スロットエラー数が閾値を超えた場合には、(1) 同一周波数帯域の他のスロットへ切り替える、(2) 他の周波数帯域のスロットへ切り替える（ｆ１→ｆ３）等の干渉回避動作が行われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】社団法人電波産業会「第二世代コードレス電話システム標準規格」、平成18年５月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術では、同一の周波数帯域および同一時間のスロットに割り当てられた端末は相互に干渉を与えるため、当該周波数帯域およびスロットを使用する端末が一斉に干渉回避動作を行う場合がある。特に、隣接する基地局にそれぞれ多数の端末が接続しており、かつ、それらが同一周波数帯域のスロットを時分割により使用して通信をしている場合には、それぞれのスロットエラー数が閾値を超える可能性が高い。このとき、それらの端末（図２の端末２−４，２−５）が (2)他の周波数帯域のスロットへ切り替える方法で干渉回避を行うと、切り替え先の周波数帯域（図３のｆ３）に端末が集中し、その周波数帯域における最大収容数を超えて接続できない端末が生じる場合がある。この状況を図４を参照して説明する。
【０００８】
図４(1) において、周波数ｆ１に割り当てられた端末が４個、周波数ｆ２に割り当てられた端末が５個、それぞれの最大収容数（スロット数）を６個とする。ここで、周波数ｆ２に割り当てられた端末２１〜２５は、隣接するセルで同じ周波数ｆ２および同一時間のスロットを使用する端末があれば、その端末との間で干渉が生じる。このとき、端末２３，２４，２５と基地局との距離が遠いために受信レベルが小さい場合には、端末２３，２４，２５における干渉レベルが相対的に大きくなり、スロットエラー数が閾値を超えることになる。そのため、この３個の端末を周波数ｆ１のスロットへ切り替えしようとする場合、周波数ｆ１にはすでに４個の端末が割り当てられているために、最大収容数を超える１つの端末を収容することができないことになる。
【０００９】
ところで、基地局自体の最大収容数（各周波数帯域の最大収容数の合計）は12個であり、各周波数ｆ１，ｆ２に割り当てられている端末の合計９個を上回っている。そこで、図４(2) に示すように、例えば周波数ｆ１に割り当てられている端末１１〜１４の中に、基地局との距離が近いために周波数ｆ２においても所定以上の受信レベルが見込める端末１１があり、その端末１１を周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り替えた場合には、周波数ｆ１におけるその分のスロットに空きができ、周波数ｆ２から周波数ｆ１に切り替えが必要な端末２５に割り振ることが可能になる。このように、周波数ｆ１から周波数ｆ２へ１つの端末を切り替え、周波数ｆ２から周波数ｆ１へ３つの端末を切り替えることにより、すべての端末の収容が可能になる。
【００１０】
なお、図２の無線通信システムの状況では、端末２−４，２−５を干渉が大きい周波数ｆ１から周波数ｆ３に切り替えると、周波数ｆ３に３個の端末が集中するため、端末２−６を周波数ｆ３から干渉の小さい周波数ｆ１へ切り替えておくようなものである。
【００１１】
本発明は、周波数帯域ごとに収容する端末数を平均化し、スロットエラー数が閾値を超えた端末を確実に干渉の小さい周波数帯域に切り替えることを可能にする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】
【００１２】
本発明は、一つの基地局が複数の周波数帯域を利用し、かつ各周波数帯域ごとに時分割多重方式により複数の端末にそれぞれスロットを割り当てて通信を行う無線通信システムにおいて、端末は、当該端末に割り当てられたスロットにおけるスロットエラー数と、基地局が利用する各周波数帯域の干渉電力と、基地局から受信する所望波電力とを測定する第１のステップと、スロットエラー数が閾値を超えている場合に干渉回避を行う第２のステップと、スロットエラー数が閾値以下の場合に干渉電力と所望波電力とを比較して、所望波電力が干渉電力より大きい周波数帯域を抽出する第３のステップと、第３のステップで抽出された所望波電力が干渉電力より大きい周波数帯域のいずれかのスロットに切り替える第４のステップとを有する。
【００１５】
さらに、本発明の無線通信方法の第３のステップは、所望波電力が干渉電力より大きい周波数帯域が複数ある場合に、収容される端末数が最も少ない周波数帯域を選択する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、干渉波の影響が小さくスロットエラー数が閾値以下の端末が、所望波電力より干渉電力が小さい周波数帯域に積極的に切り替えることにより、干渉波の影響が小さい周波数帯域のスロットが空き、スロットエラー数が閾値を超える周波数帯域の端末を受け入れやすくなる。すなわち、切り替え先の周波数帯域において最大収容数を超える可能性が低くなる。
【００１７】
また、所望波電力より干渉電力が小さい複数の周波数帯域の中で、干渉電力が最小の周波数帯域を選択することにより、当該端末が後にスロットエラー数に基づいて周波数帯域を切り替える可能性が小さくなる。
【００１８】
また、所望波電力より干渉電力が小さい複数の周波数帯域の中で、干渉電力が最大の周波数帯域を選択することにより、干渉波の影響の小さい周波数帯域を残すことができ、スロットエラー数が閾値を超える周波数帯域の端末を受け入れやすくなる。
【００１９】
また、所望波電力より干渉電力が小さい複数の周波数帯域の中で、収容される端末数が最少の周波数帯域を選択することにより、当該周波数帯域においてスロットエラー数が閾値を超えて干渉回避が必要になる端末数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の無線通信方法における干渉回避処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明が適用される無線通信システムの構成例を示す図である。
【図３】従来の無線通信方法における干渉回避処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】従来技術の課題とその解決方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の無線通信方法における干渉回避処理手順の一例を示す。本処理手順の特徴は、各端末に割り当てた周波数帯域およびスロットでスロットエラー数が閾値を超える前に、他の周波数帯域へ切り替えるステップを設けるところにある。
【００２２】
図１において、端末は、基地局との間での通信に使用するチャネル（周波数帯域とスロットの組合せにより一意に定まる）を確立すると、当該チャネルにおけるスロットエラー数、基地局が使用する各周波数帯域ｉ（ｉは１〜Ｎ）の干渉電力Ｋi および所望波電力Ｐの測定を開始する（ステップＳ１）。各周波数帯域の干渉電力Ｋi は、当該端末が使用している周波数帯域のスロット以外の時間において他の周波数帯域の干渉電力を測定し、時間平均をとる。また、所望波電力Ｐは、当該端末が使用しているチャネルにおいて基地局から届いた信号の受信電力を測定する。
【００２３】
端末は、測定したスロットエラー数が閾値を超えているか否かを判断し、閾値を超えている場合には（ステップＳ２：Yes ）、従来の干渉回避動作 (1)〜(4) のいずれかによりチャネルの変更を行う（ステップＳ３）。一方、スロットエラー数が閾値以下の場合には（ステップＳ２：No）、各周波数帯域の干渉電力Ｋi と所望波電力Ｐを比較する（ステップＳ４）。すべての周波数帯域で干渉電力Ｋi が所望波電力Ｐ以上の場合（Ｋi ≧Ｐ）には、端末はそのままのチャネルを用いて通信を継続する。一方、干渉電力Ｋi が所望波電力Ｐより小さい周波数帯域ｉがあれば（Ｋi ＜Ｐ）、当該条件を満たす周波数帯域ｉのいずれかのスロットに切り替える（ステップＳ５）。
【００２４】
このように、干渉波の影響が小さくスロットエラー数が閾値以下の端末が、所望波電力Ｐより干渉電力Ｋi が小さい周波数帯域ｉに積極的に切り替え、干渉波の影響が小さい周波数帯域のスロットを空けることにより、スロットエラー数が閾値を超える周波数帯域の端末を受け入れやすくすることができる。
【００２５】
なお、Ｋi ＜Ｐの条件を満たす周波数帯域が複数あった場合には、端末の切り替え先としてＫi が最も小さい周波数帯域を選択してもよい。この場合には、切り替えた後の周波数帯域におけるスロットエラー数が小さいと考えられるため、当該端末が後にスロットエラー数に基づいて周波数帯域を切り替える可能性が小さい。
【００２６】
また、Ｋi ＜Ｐの条件を満たす周波数帯域の中でＫi が最も大きい周波数帯域を選択してもよい。この場合には、干渉波の影響の小さい周波数帯域を残すことができ、スロットエラー数が閾値を超える周波数帯域の端末を受け入れやすくすることができる。
【００２７】
さらに、Ｋi ＜Ｐの条件を満たす周波数帯域の中で、収容される端末数が最も少ない周波数帯域を選択してもよい。このためには、各周波数帯域の干渉電力Ｋi に加えて、各周波数帯域のスロットの利用状況を取得する必要がある。たとえば、周波数帯域ごとに、信号が検出されるスロットの数を測定し、信号が検出されないスロットの数が最も大きい周波数帯域を端末数が最も少ない周波数帯域とみなすこともできる。この場合には、当該周波数帯域においてスロットエラー数が閾値を超えて干渉回避が必要になる端末数を少なくすることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１−１〜１−３  基地局
２−１〜２−６  端末
１１〜１４  周波数ｆ１の端末
２１〜２５  周波数ｆ２の端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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