(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の範囲に配置され、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置と、
前記複数の基地局装置に接続され、前記基地局装置の位置情報を含む基地局情報および前記端末装置の位置情報を含む端末情報に基づいて前記端末装置が帰属する基地局装置を設定し、当該基地局装置が帰属する前記端末装置に送信する制御を行う制御局装置と
を備えた無線通信システムにおいて、
前記制御局装置は、
前記基地局情報に含まれる位置情報および前記端末情報に含まれる位置情報に基づいて前記複数の基地局装置を複数のセルグループに分割する手段と、
前記端末情報に含まれる位置情報に基づいて前記端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を決定する制御を行う手段と、
前記セルグループを構成する前記基地局装置の数および前記基地局装置に帰属する前記端末装置の数に応じて、前記基地局装置における送信方法の選択または送信電力の調整により、前記セルグループごとに前記端末装置が帰属する基地局装置の通信エリアを分離させる制御を行う手段と、
前記端末装置が帰属するセルグループごとに時分割で送信期間を割り当て、セルグループごとの送信期間に前記端末装置が帰属する基地局装置が同時に送信する制御を行う手段と
を備え、前記端末装置から通知される前記端末情報に含まれる位置情報の変化に応じて、前記端末装置が帰属するセルグループの基地局装置およびその通信エリアを変更する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記制御局装置は、前記セルグループの１つの基地局装置に複数の端末装置の帰属を可能とし、１つの基地局装置に複数の端末装置が帰属するセルグループについては、割り当てられた前記送信期間ごとに複数の端末装置に１つずつ順番に送信する制御を行う手段を含む
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
所定の範囲に配置され、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置と、
前記複数の基地局装置に接続され、前記基地局装置の位置情報を含む基地局情報および前記端末装置の位置情報を含む端末情報に基づいて前記端末装置が帰属する基地局装置を設定し、当該基地局装置が帰属する前記端末装置に送信する制御を行う制御局装置と
を備えた無線通信システムにおいて、
前記制御局装置は、
前記基地局情報および前記端末情報に基づいて前記複数の基地局装置を複数のセルグループに分割する手段と、
前記端末情報に基づいて前記端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を決定する制御を行う手段と、
前記基地局装置における送信方法の選択または送信電力の調整により、前記セルグループごとに前記端末装置が帰属する基地局装置の通信エリアを分離させる制御を行う手段と、
前記端末装置が帰属するセルグループごとに時分割で送信期間を割り当て、セルグループごとの送信期間に前記端末装置が帰属する基地局装置が同時に送信する制御を行う手段と、
１つの端末装置が複数のセルグループの各１つの基地局装置に帰属可能とし、１つの端末装置が帰属する複数のセルグループについては優先度に応じた順番で、それぞれ当該端末装置が帰属するセルグループの基地局装置が送信する制御を行う手段と
を備え、前記端末装置から通知される前記端末情報の変化に応じて、前記端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を変更する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
所定の範囲に配置され、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置と、
前記複数の基地局装置に接続され、前記基地局装置の位置情報を含む基地局情報および前記端末装置の位置情報を含む端末情報に基づいて前記端末装置が帰属する基地局装置を設定し、当該基地局装置が帰属する前記端末装置に送信する制御を行う制御局装置と
を備えた無線通信システムの無線通信方法において、
前記制御局装置は、
前記基地局情報に含まれる位置情報および前記端末情報に含まれる位置情報に基づいて前記複数の基地局装置を複数のセルグループに分割するステップと、
前記端末情報に含まれる位置情報に基づいて前記端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を決定する制御を行うステップと、
前記セルグループを構成する前記基地局装置の数および前記基地局装置に帰属する前記端末装置の数に応じて、前記基地局装置における送信方法の選択または送信電力の調整により、前記セルグループごとに前記端末装置が帰属する基地局装置の通信エリアを分離させる制御を行うステップと、
前記端末装置が帰属するセルグループごとに時分割で送信期間を割り当て、セルグループごとの送信期間に前記端末装置が帰属する基地局装置が同時に送信する制御を行うステップと
を実行し、前記端末装置から通知される前記端末情報に含まれる位置情報の変化に応じて、前記端末装置が帰属するセルグループの基地局装置およびその通信エリアを変更する
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項５】
所定の範囲に配置され、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置と、
前記複数の基地局装置に接続され、前記基地局装置の位置情報を含む基地局情報および前記端末装置の位置情報を含む端末情報に基づいて前記端末装置が帰属する基地局装置を設定し、当該基地局装置が帰属する前記端末装置に送信する制御を行う制御局装置と
を備えた無線通信システムの無線通信方法において、
前記制御局装置は、
前記基地局情報および前記端末情報に基づいて前記複数の基地局装置を複数のセルグループに分割するステップと、
前記端末情報に基づいて前記端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を決定する制御を行うステップと、
前記基地局装置における送信方法の選択または送信電力の調整により、前記セルグループごとに前記端末装置が帰属する基地局装置の通信エリアを分離させる制御を行うステップと、
前記端末装置が帰属するセルグループごとに時分割で送信期間を割り当て、セルグループごとの送信期間に前記端末装置が帰属する基地局装置が同時に送信する制御を行うステップと、
１つの端末装置が複数のセルグループの各１つの基地局装置に帰属可能とし、１つの端末装置が帰属する複数のセルグループについては優先度に応じた順番で、それぞれ当該端末装置が帰属するセルグループの基地局装置が送信する制御を行うステップと
を実行し、前記端末装置から通知される前記端末情報の変化に応じて、前記端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を変更する
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
所定の範囲に配置され、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置と、
前記複数の基地局装置に接続され、前記基地局装置の位置情報を含む基地局情報および前記端末装置の位置情報を含む端末情報に基づいて前記端末装置が帰属する基地局装置を設定し、当該基地局装置が帰属する前記端末装置に送信する制御を行う制御局装置と
を備えた無線通信システムの制御局装置において、
前記基地局情報に含まれる位置情報および前記端末情報に含まれる位置情報に基づいて前記複数の基地局装置を複数のセルグループに分割する手段と、
前記端末情報に含まれる位置情報に基づいて前記端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を決定する制御を行う手段と、
前記セルグループを構成する前記基地局装置の数および前記基地局装置に帰属する前記端末装置の数に応じて、前記基地局装置における送信方法の選択または送信電力の調整により、前記セルグループごとに前記端末装置が帰属する基地局装置の通信エリアを分離させる制御を行う手段と、
前記端末装置が帰属するセルグループごとに時分割で送信期間を割り当て、セルグループごとの送信期間に前記端末装置が帰属する基地局装置が同時に送信する制御を行う手段と
を備え、前記端末装置から通知される前記端末情報に含まれる位置情報の変化に応じて、前記端末装置が帰属するセルグループの基地局装置およびその通信エリアを変更する構成である
ことを特徴とする制御局装置。
【請求項７】
請求項６に記載の制御局装置において、
前記セルグループの１つの基地局装置に複数の端末装置の帰属を可能とし、１つの基地局装置に複数の端末装置が帰属するセルグループについては、割り当てられた前記送信期間ごとに複数の端末装置に１つずつ順番に送信する制御を行う手段を含む
ことを特徴とする制御局装置。
【請求項８】
所定の範囲に配置され、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置と、
前記複数の基地局装置に接続され、前記基地局装置の位置情報を含む基地局情報および前記端末装置の位置情報を含む端末情報に基づいて前記端末装置が帰属する基地局装置を設定し、当該基地局装置が帰属する前記端末装置に送信する制御を行う制御局装置と
を備えた無線通信システムの制御局装置において、
前記基地局情報および前記端末情報に基づいて前記複数の基地局装置を複数のセルグループに分割する手段と、
前記端末情報に基づいて前記端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を決定する制御を行う手段と、
前記基地局装置における送信方法の選択または送信電力の調整により、前記セルグループごとに前記端末装置が帰属する基地局装置の通信エリアを分離させる制御を行う手段と、
前記端末装置が帰属するセルグループごとに時分割で送信期間を割り当て、セルグループごとの送信期間に前記端末装置が帰属する基地局装置が同時に送信する制御を行う手段と、
１つの端末装置が複数のセルグループの各１つの基地局装置に帰属可能とし、１つの端末装置が帰属する複数のセルグループについては優先度に応じた順番で、それぞれ当該端末装置が帰属するセルグループの基地局装置が送信する制御を行う手段と
を備え、前記端末装置から通知される前記端末情報の変化に応じて、前記端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を変更する構成である
ことを特徴とする制御局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置の中から、端末装置が帰属する１つの基地局装置を適宜選択し、各基地局装置がそれぞれ帰属する端末装置に対して送信を行う無線通信システム、無線通信方法および制御局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線アクセスの大容量化、高速化が検討されている。多数の端末を収容する無線通信システムでは、各端末に対して高速な通信を提供するために、６ＧＨｚ帯以上の高周波数帯を用いて広帯域な無線通信を行う構成が検討されている。高周波数帯は、その電波特性により距離による減衰が大きく、また人体等の遮蔽物による損失が生じ得る。
【０００３】
高周波数帯は、主にスモールセルにおいて用いられると考えられる。高周波数帯を用いるスモールセルの主な設置環境は、人が密集する高トラヒックエリアとなることが予想される。そのような環境では、人、その他の障害物の影響により無線環境が時々刻々と変化すると考えられる。
【０００４】
上記のような環境変化に対応するために、端末の受信電力を向上するＭａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯ技術（非特許文献１）、分散アンテナシステム技術（非特許文献２）がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“ドコモ５Ｇホワイトペーパー  ２０２０年以降の５Ｇ無線アクセスにおける要求条件と技術コンセプト”、株式会社ＮＴＴドコモ、２０１４年９月
【非特許文献２】松川隆介、小原辰徳、安達文幸、“分散アンテナネットワークにおける動的チャネル割り当て法に関する一検討”、信学技報、ＲＣＳ２０１１−１３４、２０１１年８月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の通り、高周波数帯を利用することにより電波の距離減衰および遮蔽損失の影響が大きくなる。また、適用環境をスモールセルと想定した場合、障害物の移動による環境の変化によって、高周波数帯では伝搬環境への影響が大きくなる。したがって、高周波数帯の利用においては、（１）端末の受信電力が常に大きい状態を維持できるようにすることが必要である。また、予期・予測できない環境の変化による通信リンク断に対応するために、（２）障害物による影響を受ける確率の低減および（３）通信リンク断となった場合を想定した冗長通信リンクの確保が必要である。
【０００７】
非特許文献１に記載のＭａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯ技術を用いることにより、端末における受信電力を向上することが可能である。しかし、障害物による遮蔽に対応することは難しく、Ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯを適用したセルの中心以外に端末が存在する場合には、遮蔽による影響は避けられない。
【０００８】
非特許文献２に記載の分散アンテナシステム技術は、複数アンテナからの干渉を考慮しつつ複数の周波数チャネルを動的に切り替えることにより、干渉を制御しつつ端末が受信可能な受信電力を提供する。しかし、高周波数帯においては広帯域な周波数チャネルの設定が主であり、周波数チャネル数を多く確保できない場合には適用できない。
【０００９】
また、スモールセルにおいては細かな置局設計が困難であり、無線環境が変化しやすい場合においてはさらに難度が高くなる。したがって、簡易に置局できるようにすることも課題の１つである。ランダムに多くの基地局を配置することができれば、置局は容易になると考えられるが、そのように基地局を配置すると、干渉の発生によりほとんど通信できない場合が生ずる。
【００１０】
本発明は、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置の中から、端末装置が帰属する基地局装置を適宜選択し、各基地局装置がそれぞれ帰属する端末装置に対して、障害物による遮蔽の影響を最小限に抑え、かつ干渉を抑えた送信を可能とする無線通信システム、無線通信方法および制御局装置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】
【００１１】
第１の発明は、所定の範囲に配置され、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置と、複数の基地局装置に接続され、基地局装置の位置情報を含む基地局情報および端末装置の位置情報を含む端末情報に基づいて端末装置が帰属する基地局装置を設定し、当該基地局装置が帰属する端末装置に送信する制御を行う制御局装置とを備えた無線通信システムにおいて、制御局装置は、基地局情報に含まれる位置情報および端末情報に含まれる位置情報に基づいて複数の基地局装置を複数のセルグループに分割する手段と、端末情報に含まれる位置情報に基づいて端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を決定する制御を行う手段と、セルグループを構成する基地局装置の数および基地局装置に帰属する端末装置の数に応じて、基地局装置における送信方法の選択または送信電力の調整により、セルグループごとに端末装置が帰属する基地局装置の通信エリアを分離させる制御を行う手段と、端末装置が帰属するセルグループごとに時分割で送信期間を割り当て、セルグループごとの送信期間に端末装置が帰属する基地局装置が同時に送信する制御を行う手段とを備え、端末装置から通知される端末情報に含まれる位置情報の変化に応じて、端末装置が帰属するセルグループの基地局装置およびその通信エリアを変更する構成である。
【００１２】
第１の発明の無線通信システムにおいて、制御局装置は、セルグループの１つの基地局装置に複数の端末装置の帰属を可能とし、１つの基地局装置に複数の端末装置が帰属するセルグループについては、割り当てられた送信期間ごとに複数の端末装置に１つずつ順番に送信する制御を行う手段を含む。
【００１３】
第２の発明は、所定の範囲に配置され、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置と、複数の基地局装置に接続され、基地局装置の位置情報を含む基地局情報および端末装置の位置情報を含む端末情報に基づいて端末装置が帰属する基地局装置を設定し、当該基地局装置が帰属する端末装置に送信する制御を行う制御局装置とを備えた無線通信システムにおいて、制御局装置は、基地局情報および端末情報に基づいて複数の基地局装置を複数のセルグループに分割する手段と、端末情報に基づいて端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を決定する制御を行う手段と、基地局装置における送信方法の選択または送信電力の調整により、セルグループごとに端末装置が帰属する基地局装置の通信エリアを分離させる制御を行う手段と、端末装置が帰属するセルグループごとに時分割で送信期間を割り当て、セルグループごとの送信期間に端末装置が帰属する基地局装置が同時に送信する制御を行う手段と、１つの端末装置が複数のセルグループの各１つの基地局装置に帰属可能とし、１つの端末装置が帰属する複数のセルグループについては優先度に応じた順番で、それぞれ当該端末装置が帰属するセルグループの基地局装置が送信する制御を行う手段とを備え、端末装置から通知される端末情報の変化に応じて、端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を変更する構成である。
【００１５】
第３の発明は、所定の範囲に配置され、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置と、複数の基地局装置に接続され、基地局装置の位置情報を含む基地局情報および端末装置の位置情報を含む端末情報に基づいて端末装置が帰属する基地局装置を設定し、当該基地局装置が帰属する端末装置に送信する制御を行う制御局装置とを備えた無線通信システムの無線通信方法において、制御局装置は、基地局情報に含まれる位置情報および端末情報に含まれる位置情報に基づいて複数の基地局装置を複数のセルグループに分割するステップと、端末情報に含まれる位置情報に基づいて端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を決定する制御を行うステップと、セルグループを構成する基地局装置の数および基地局装置に帰属する端末装置の数に応じて、基地局装置における送信方法の選択または送信電力の調整により、セルグループごとに端末装置が帰属する基地局装置の通信エリアを分離させる制御を行うステップと、端末装置が帰属するセルグループごとに時分割で送信期間を割り当て、セルグループごとの送信期間に端末装置が帰属する基地局装置が同時に送信する制御を行うステップとを実行し、端末装置から通知される端末情報に含まれる位置情報の変化に応じて、端末装置が帰属するセルグループの基地局装置およびその通信エリアを変更する。
第４の発明は、所定の範囲に配置され、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置と、複数の基地局装置に接続され、基地局装置の位置情報を含む基地局情報および端末装置の位置情報を含む端末情報に基づいて端末装置が帰属する基地局装置を設定し、当該基地局装置が帰属する端末装置に送信する制御を行う制御局装置とを備えた無線通信システムの無線通信方法において、制御局装置は、基地局情報および端末情報に基づいて複数の基地局装置を複数のセルグループに分割するステップと、端末情報に基づいて端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を決定する制御を行うステップと、基地局装置における送信方法の選択または送信電力の調整により、セルグループごとに端末装置が帰属する基地局装置の通信エリアを分離させる制御を行うステップと、端末装置が帰属するセルグループごとに時分割で送信期間を割り当て、セルグループごとの送信期間に端末装置が帰属する基地局装置が同時に送信する制御を行うステップと、１つの端末装置が複数のセルグループの各１つの基地局装置に帰属可能とし、１つの端末装置が帰属する複数のセルグループについては優先度に応じた順番で、それぞれ当該端末装置が帰属するセルグループの基地局装置が送信する制御を行うステップとを実行し、端末装置から通知される端末情報の変化に応じて、端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を変更する。
【００１６】
第５の発明は、所定の範囲に配置され、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置と、複数の基地局装置に接続され、基地局装置の位置情報を含む基地局情報および端末装置の位置情報を含む端末情報に基づいて端末装置が帰属する基地局装置を設定し、当該基地局装置が帰属する端末装置に送信する制御を行う制御局装置とを備えた無線通信システムの制御局装置において、基地局情報に含まれる位置情報および端末情報に含まれる位置情報に基づいて複数の基地局装置を複数のセルグループに分割する手段と、端末情報に含まれる位置情報に基づいて端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を決定する制御を行う手段と、セルグループを構成する基地局装置の数および基地局装置に帰属する端末装置の数に応じて、基地局装置における送信方法の選択または送信電力の調整により、セルグループごとに端末装置が帰属する基地局装置の通信エリアを分離させる制御を行う手段と、端末装置が帰属するセルグループごとに時分割で送信期間を割り当て、セルグループごとの送信期間に端末装置が帰属する基地局装置が同時に送信する制御を行う手段とを備え、端末装置から通知される端末情報に含まれる位置情報の変化に応じて、端末装置が帰属するセルグループの基地局装置およびその通信エリアを変更する構成である。
【００１７】
第５の発明の制御局装置において、セルグループの１つの基地局装置に複数の端末装置の帰属を可能とし、１つの基地局装置に複数の端末装置が帰属するセルグループについては、割り当てられた送信期間ごとに複数の端末装置に１つずつ順番に送信する制御を行う手段を含む。
【００１８】
第６の発明は、所定の範囲に配置され、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する複数の基地局装置と、複数の基地局装置に接続され、基地局装置の位置情報を含む基地局情報および端末装置の位置情報を含む端末情報に基づいて端末装置が帰属する基地局装置を設定し、当該基地局装置が帰属する端末装置に送信する制御を行う制御局装置とを備えた無線通信システムの制御局装置において、基地局情報および端末情報に基づいて複数の基地局装置を複数のセルグループに分割する手段と、端末情報に基づいて端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を決定する制御を行う手段と、基地局装置における送信方法の選択または送信電力の調整により、セルグループごとに端末装置が帰属する基地局装置の通信エリアを分離させる制御を行う手段と、端末装置が帰属するセルグループごとに時分割で送信期間を割り当て、セルグループごとの送信期間に端末装置が帰属する基地局装置が同時に送信する制御を行う手段と、１つの端末装置が複数のセルグループの各１つの基地局装置に帰属可能とし、１つの端末装置が帰属する複数のセルグループについては優先度に応じた順番で、それぞれ当該端末装置が帰属するセルグループの基地局装置が送信する制御を行う手段とを備え、端末装置から通知される端末情報の変化に応じて、端末装置が帰属するセルグループの基地局装置を変更する構成である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、端末装置の分布に応じて、端末装置が帰属するセルグループおよび基地局装置を柔軟に切り替え、かつ端末装置に近い基地局装置に帰属させることも可能となる。これにより、端末装置は常に高い受信電力を確保することができ、通信距離が短くなることにより基地局装置と端末装置との間に障害物が介入する確率を低減することで、遮蔽損失が発生する確率も低減させることができる。また、端末装置で高い受信電力を確保できれば、周辺の他の基地局装置が同時に送信しても、端末装置は一定以上の信号対干渉雑音比を確保することができる。
【００２０】
本発明では、複数の基地局装置に対してセルグループを構成することで、多数の基地局装置が設置されても、セルグループごとに通信可能な状態とすることができる。加えて、セルグループの時分割送信およびセルグループ内の干渉制御により干渉を低減することにより、基地局装置を高密度に配置した場合においても通信可能な状態を実現する。さらに、基地局装置の管理を制御局装置において一元化することにより、基地局装置による周辺情報の収集と制御局装置によるそれらの管理が可能となり、置局設計なく自由に基地局装置を配置しても無線通信システムを適切に運用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の無線通信システムの実施例構成を示す図である。
【図２】制御局装置１００の構成例を示す図である。
【図３】セルグループの構成例１を示す図である。
【図４】セルグループの構成例１に基づくスケジューリングの例を示す図である。
【図５】セルグループの構成例２を示す図である。
【図６】セルグループの構成例２に基づくスケジューリングの例を示す図である。
【図７】基地局装置１１〜１９の構成例を示す図である。
【図８】端末装置２１〜２８の構成例を示す図である。
【図９】セルグループの構成例３を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の無線通信システムは、同一周波数チャネルを用いて端末装置に信号を送信する基地局装置を高密度に配置することを前提にする。これにより、端末装置は、いずれかの基地局装置が常に近い距離に存在し得ることになり、基地局装置から送信される高周波数帯の電波を常に一定以上の高い電力で受信することができる。
【００２３】
基地局装置は自由に設置されるものとし、設置された後に基地局装置が取得した情報を制御局装置に通知し、制御局装置が基地局装置を管理し制御することにより、同一のネットワークとして組み込まれる。これにより、基地局装置の簡易な設置を実現する。
【００２４】
制御局装置は、基地局装置を複数のグループ（セルグループと呼ぶ）に分割し、各基地局装置はセルグループ毎に時分割で端末装置に対して信号を送信する。制御局装置が決定するセルグループの構成は、基地局装置の設置場所、周辺環境、基地局同士が互いに与える干渉により決定する。セルグループを構成し、時分割送信を行うことにより、基地局装置を高密度に配置した場合においても干渉を一定以下に抑えた送信を行うことができる。  
【００２５】
以上の特徴を有する本発明の無線通信システムの詳細について具体的に説明する。
図１は、本発明の無線通信システムの実施例構成を示す。
図１において、本実施例の無線通信システムは、制御局装置１００、基地局装置１１〜１９、端末装置２１〜２８によって構成される。制御局装置１００と基地局装置１１〜１９は、光通信やイーサネット（登録商標）などの有線の通信手段または無線の通信手段を介して接続される。基地局装置１１〜１９と端末装置２１〜２８は、無線により接続される。一定の範囲内に存在する基地局装置の位置および数は任意の設定であり、端末装置の位置および数も変化があることを前提とする。
【００２６】
図２は、本発明の無線通信システムにおける制御局装置１００の構成例を示す。
図２において、制御局装置１００は、基地局送受信部１０１、情報収集部１０２、セルグループ構成部１０３、セルグループ調整部１０４、スケジューリング部１０５、ＮＷ（ネットワーク）送受信部１０６により構成される。
【００２７】
基地局送受信部１０１は、基地局装置と通信手段を介してデータ信号および制御信号を送受信する。ＮＷ送受信部１０６は、ネットワークとの間でデータ信号を送受信する。ネットワークから端末装置宛のデータ信号は、ＮＷ送受信部１０６および基地局送受信部１０１を介して基地局装置に送信され、基地局装置から端末装置に転送される。端末装置から送信されたデータ信号は、基地局装置、基地局送受信１０１、ＮＷ送受信部１０６を介してネットワークに転送される。基地局送受信部１０１は、基地局装置から送信された制御信号（基地局情報および端末情報）を情報収集部１０２に出力する。また、ＮＷ送受信部１０６は、端末装置へ送信するデータの有無をスケジューリング部１０５に通知する。スケジューリング部１０５への通知は、スケジューリング部１０５からの要求に基づいて行ってもよいし、定期的もしくは逐次的に行ってもよい。
【００２８】
情報収集部１０２は、基地局送受信部１０１から入力する基地局情報および端末情報を記憶する。基地局情報および端末情報は、セルグループ構成部１０３およびスケジューリング部１０５に出力され、各部における処理に利用される。
【００２９】
セルグループ構成部１０３は、情報収集部１０２から入力する基地局情報および端末情報に基づいて基地局装置のグループ化を行う。グループ化の方法は、基地局情報に含まれる基地局装置の位置情報、もしくは基地局装置が観測した周辺基地局装置からの干渉情報、または端末情報に含まれる端末装置の位置情報、端末装置における受信電力、信号対雑音電力比（ＳＮＲ）、信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ）、搬送波信号電力対雑音電力比（ＣＩＲ）、搬送波電力対干渉雑音電力比（ＣＩＮＲ）もしくはチャネル情報のうち１つもしくは複数を用いてグループ化してもよい。セルグループの総数は任意に決めてよい。グループ化した結果は、セルグループ情報として、基地局情報および端末情報とともにセルグループ調整部１０４に出力する。
【００３０】
本実施例の無線通信システムにおけるセルグループの構成例１を図３に示す。ここでは、セルグループの総数を３とした場合を示している。図１に示す無線通信システムの基地局１１〜１９の構成において、セルグループ＃１は基地局装置１１により構成され、セルグループ＃２は基地局装置１２，１４，１６，１８により構成され、セルグループ＃３は基地局装置１３，１５，１７，１９により構成される。これは一例であり、異なるセルグループ構成としてもよい。
【００３１】
セルグループ調整部１０４は、セルグループ構成部１０３から入力する基地局情報および端末情報に基づいて、セルグループ内での帰属端末の選択、送信方法の選択、送信電力の調整を行う。帰属端末の選択は、端末情報に基づいて、端末装置の位置情報、端末装置における受信電力、信号対雑音電力比（ＳＮＲ）、信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ）、搬送波信号電力対雑音電力比（ＣＩＲ）、搬送波電力対干渉雑音電力比（ＣＩＮＲ）もしくはチャネル情報のうち１つもしくは複数を用いて行う。送信方法の選択は、基地局装置の設備および上記端末情報を考慮し、端末装置に対して送信ビームフォーミングを用いて送信するか、ＭＩＭＯ信号処置を用いて送信するか、それらを用いずに送信をするかについて選択することである。送信電力の調整は、セルグループ内の基地局装置の配置によって決定してもよいし、上記端末帰属の選択、送信方法の選択の結果を考慮して決定してもよい。上記の結果、調整されたパラメータセットはスケジューリング部１０５に出力される。
【００３２】
図３に示す各基地局装置との通信が成立する範囲（図中の六角形）は、セルグループ調整部１０４において調整された結果であり、セルグループを構成する基地局装置間での送信電力の調整、その他の干渉制御処理によって得られる範囲である。図３には、セルグループ調整部１０４において調整された帰属端末も示している。ここでは、基地局装置および端末装置の位置情報を用いて、端末装置に最も近い基地局装置を帰属先とした場合を示す。セルグループ＃１の基地局装置１１には端末装置２１が帰属する。セルグループ＃２の基地局装置１２には端末装置２４、基地局装置１４には端末装置２５、基地局装置１６には端末装置２２、基地局装置１８には端末装置２３が帰属する。セルグループ＃３の基地局装置１５には端末装置２６、基地局装置１７には端末装置２７、基地局装置１９には端末装置２８が帰属する。
【００３３】
スケジューリング部１０５は、セルグループ調整部１０４から入力する各基地局装置への帰属端末に関する情報とセルグループに関する情報を用いて、各セルグループの送信タイミングと送信期間、どの基地局装置がどの端末装置に送信を行うかを決定し、基地局送受信部１０１を制御する。その際、ＮＷ送受信部１０６から取得することができる端末装置へ送信するデータがどれくらい存在するかに関する情報を参照してもよい。
【００３４】
図４は、セルグループの構成例１に基づいたスケジューリングの例を示す。ここでは、セルグループ＃１，＃２，＃３の順番に送信を行うようにしているが、セルグループ間の送信順番は任意に決定してよい。セルグループ＃１の送信期間では、基地局装置１１が端末装置２１に送信し、セルグループ＃２の送信期間では、基地局装置１２，１４，１６，１８がそれぞれ端末装置２４，２５，２２，２３に同時に送信し、セルグループ＃３の送信期間では、基地局装置１５，１７，１９がそれぞれ端末装置２６，２７，２８に同時に送信するようにスケジューリングされる。ここで、基地局装置１３には帰属する端末装置が存在しないため、基地局装置１３は送信を行わない。図４に示す例は、全てのセルグループに均等の送信時間が設定されているが、各セルグループの送信時間は任意に決定してもよい。
【００３５】
図５は、セルグループの構成例２を示す。ここでは、図３に示すセルグループの構成例１において、端末装置の分布が変化した場合の制御例を示す。
【００３６】
図５において、端末装置が一部のエリアに固まった場合、制御局装置１００は端末装置２１〜２８から通知された端末情報に基づいて次のように帰属先を変更する。セルグループ＃１の基地局装置１１には帰属する端末装置はない。セルグループ＃２の基地局装置１２には端末装置２３が帰属し、基地局装置１６には端末装置２２，２７が帰属し、基地局装置１４，１８には帰属する端末装置はない。セルグループ＃３の基地局装置１３には端末装置２１，２４が帰属し、基地局装置１５には端末装置２５，２６が帰属し、基地局装置１９には端末装置２８が帰属し、基地局装置１７には帰属する端末装置はない。したがって、基地局装置１１，１４，１７，１８は、帰属する端末装置が存在しないため送信を行わない。また、セルグループ＃２，＃３は同時に送信を行う基地局装置が２局または３局であるため、送信電力を調整して送信する。ここでは、セルグループ＃２において、基地局装置１２，１６の送信電力を大きくして通信可能範囲を広げている。
【００３７】
図６は、セルグループの構成例２に基づくスケジューリングの例を示す。ここでは、セルグループ＃１は送信せず、セルグループ＃２，＃３が交互に送信を行うようにしているが、セルグループ間の送信順番は任意に決定してよい。セルグループの構成例２では、複数台の端末装置が帰属する基地局装置は、帰属する端末数分に応じて時分割で各端末装置に送信することになる。セルグループ＃２が送信するときは、最初の送信期間に基地局装置１２，１６がそれぞれ端末装置２３，２２に同時に送信し、次の送信期間に基地局装置１６が端末装置２７に送信する。セルグループ＃３が送信するときは、最初の送信期間に基地局装置１３，１５，１９がそれぞれ端末装置２１，２５，２８に同時に送信し、次の送信期間に基地局装置１３，１５がそれぞれ端末装置２４，２６に同時に送信するようにスケジューリングされる。
【００３８】
図７は、基地局装置１１〜１９の構成例を示す。
図７において、基地局装置は、端末送受信部１１１、基地局情報生成部１１２、制御局送受信部１１３から構成される。
【００３９】
端末送受信部１１１は、端末装置との間でデータ信号を送受信し、端末装置が送信する端末情報を受信して制御局送受信部１１３へ出力する。
【００４０】
基地局情報生成部１１２は、端末送受信部１１１に接続して他の基地局装置からの干渉や端末装置からの受信電力を測定して記憶し、測定結果と当該基地局装置の位置情報を含めて基地局情報として制御局送受信部１１３へ出力する。
【００４１】
制御局送受信部１１３は、制御局装置との間でデータ信号を送受信し、端末情報および基地局情報を制御局装置に送信する。
【００４２】
以上の構成により、端末装置から送信されたデータ信号および端末情報は端末送受信部１１で受信され、基地局情報生成部１１２で生成された基地局情報とともに、制御局送受信部１１３から制御局装置に送信される。制御局装置から送信されたデータ信号は、制御局送受信部１１３に受信し、端末送受信部１１１を介して端末装置に送信される。
【００４３】
図８は、端末装置２１〜２８の構成例を示す。
図８において、端末装置は、基地局送受信部２１１、端末情報生成部２１２から構成される。
【００４４】
基地局送受信部２１１は、基地局装置から送信されたデータを受信し、基地局装置へデータおよび端末情報を送信する。端末情報生成部２１２は、端末装置の位置情報や環境情報を含む端末情報を基地局送受信部２１１に出力する。
【００４５】
ここで、端末情報は、上記のように端末装置から基地局装置を介して制御局装置に転送してもよいし、端末装置から直接制御局装置に送信する構成としてもよい。端末装置から制御局装置に端末情報を直接送信する場合には、端末装置および制御局装置に無線送受信部を備える。このとき、端末装置から基地局装置への送信に用いる周波数と、端末装置から制御局装置への送信に用いる周波数は、異なる周波数にしてもよいし同一の周波数でもよい。
【００４６】
以上のような構成および制御により、端末装置の分布に応じて柔軟に使用する基地局装置を切り替え、かつ端末装置が常に最も近い基地局装置に帰属して通信することができる。そのため、端末装置は常に高い受信電力を確保することができ、通信距離が短くなることにより基地局装置と端末装置との間に障害物が介入する確率が低減し、遮蔽損失が発生する確率も低減する。また、セルグループの時分割送信およびセルグループ内の干渉制御により干渉を低減することにより、基地局装置を高密度に配置した場合においても通信可能な状態を実現する。さらに、基地局装置の管理を制御局装置において一元化することにより、基地局装置による周辺情報の収集と制御局装置によるそれらの管理が可能となり、置局設計なく自由に基地局装置を配置しても無線通信システムを適切に運用することができる。
【００４７】
ところで、上記の実施例では、各端末装置が帰属するセルグループ／基地局装置は１つに限られていた。例えば、端末装置２１は、図３に示す例ではセルグループ＃１の基地局装置１１に帰属し、図５に示す例ではセルグループ＃３の基地局装置１３に帰属していた。ここで、他の実施例として、制御局装置は、端末装置を複数のセルグループ／基地局装置に帰属させ、優先度に応じて当該端末装置に信号を送信するセルグループ／基地局装置を決定する場合の制御例について以下に説明する。当該制御は、制御局装置のスケジューリング部（図２の１０５）によって行われる。
【００４８】
図９は、セルグループの構成例３を示す。ここでは、図３に示すセルグループの構成例１において、端末装置を複数のセルグループ／基地局装置に帰属させる場合の優先度制御例を示す。
【００４９】
図９において、端末装置２１は、セルグループ＃１の基地局装置１１、セルグループ＃２の基地局装置１４、セルグループ＃３の基地局装置１３のすべてに接続可能であるとする。制御局装置のスケジューリング部は、端末情報に基づき、端末装置２１が帰属すべきセルグループの優先度を決定する。優先度は、端末装置と基地局装置の距離、ＳＮＲ、ＳＩＮＲ、その他の受信状況を示す指標、各セルグループに帰属する端末数、各セルグループにより達成可能と予測されるキャパシティまたはスループットに基づいて決定する。
【００５０】
端末装置２１について決定されたセルグループの優先度は、例えば端末情報に基づいて    優先度１：セルグループ＃１
優先度２：セルグループ＃２
優先度３：セルグループ＃３
と決定したものとする。
【００５１】
端末装置２１に対する送信は、最初は優先度が最も高いセルグループ＃１の基地局装置１１が行う。遮蔽損失等、不慮、不可避な状況により、当該通信が成立しなかった場合、スケジューリング部は次に優先度が高いセルグループ＃２の基地局装置１４が端末装置２１に送信するように制御する。セルグループ＃２の送信においても、端末装置２１への通信が成立しない場合には、スケジューリング部は次の優先度のセルグループ＃３の基地局装置１３が端末装置２１に送信するように制御する。このような制御により、基地局装置と端末装置との間の通信環境の変化により通信リンクが断たれたとしても、即座にリンクを回復し、通信を継続することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１１〜１９  基地局装置
２１〜２８  端末装置
１００  制御局装置
１０１  基地局送受信部
１０２  情報収集部
１０３  セルグループ構成部
１０４  セルグループ調整部
１０５  スケジューリング部
１０６  ＮＷ送受信部
１１１  端末送受信部
１１２  基地局情報生成部
１１３  制御局送受信部
２１１  基地局送受信部
２１２  端末情報生成部
【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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