(57)【要約】【課題】ピコセル等のセルに割り当てる周波数チャネルを動的に制御する際、セル数の増大とともに周波数チャネルの制御時間が増加することを抑制する。【解決手段】統轄局１０は、集中制御局１の配下の無線基地局２と非配下の無線基地局２がそれぞれ形成するセルの重複関係を示すセル重複情報を取得し、セル重複情報に基づいて、各々のセルが重複し、且つ、各々異なる集中制御局１の配下の無線基地局２の組合せから、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局２を選抜し、該選抜された無線基地局２に対して使用する周波数チャネルを割り当てる。集中制御局１は、統轄局１０で決定された特定の無線基地局２の使用周波数チャネルを遵守しながら、各無線基地局２のセル間で生じ得る周波数チャネルの干渉を回避もしくは軽減するように、配下の各無線基地局２に周波数チャネルを割り当てる。【選択図】図１
2008131151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己の配下にある無線基地局に対して移動局との通信に使用する周波数チャネルを割り当てる集中制御局と、
複数の前記集中制御局を配下に有する統轄局とを備え、
前記統轄局は、
前記集中制御局の配下の無線基地局と非配下の無線基地局がそれぞれ形成するセルの重複関係を示すセル重複情報を取得するセル重複情報取得手段と、
前記セル重複情報に基づいて、各々のセルが重複し、且つ、各々異なる前記集中制御局の配下の無線基地局の組合せから、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局を選抜し、該選抜された無線基地局に対して使用する周波数チャネルを割り当てる周波数チャネル決定手段とを有し、
前記集中制御局は、
前記統轄局で決定された特定の無線基地局の使用周波数チャネルを遵守しながら、各無線基地局のセル間で生じ得る周波数チャネルの干渉を回避もしくは軽減するように、配下の各無線基地局に周波数チャネルを割り当てる周波数チャネル割当て制御手段を有する、
ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
前記統轄局は、
前記セル重複情報で示される重複しているセルの重複数を示す重複数情報を取得する重複数情報取得手段を有し、
前記周波数チャネル決定手段は、前記重複数情報に基づいて、セルの重複数の最も多い無線基地局から、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局を選ぶ、
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】
自己の配下にある無線基地局に対して移動局との通信に使用する周波数チャネルを割り当てる集中制御局を統轄する制御局装置であって、
前記集中制御局の配下の無線基地局と非配下の無線基地局がそれぞれ形成するセルの重複関係を示すセル重複情報を取得するセル重複情報取得手段と、
前記セル重複情報に基づいて、各々のセルが重複し、且つ、各々異なる前記集中制御局の配下の無線基地局の組合せから、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局を選抜し、該選抜された無線基地局に対して使用する周波数チャネルを割り当てる周波数チャネル決定手段と、
を備えたことを特徴とする制御局装置。
【請求項４】
前記セル重複情報で示される重複しているセルの重複数を示す重複数情報を取得する重複数情報取得手段をさらに備え、
前記周波数チャネル決定手段は、前記重複数情報に基づいて、セルの重複数の最も多い無線基地局から、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局を選ぶ、
ことを特徴とする請求項３に記載の制御局装置。
【請求項５】
自己の配下にある無線基地局に対して移動局との通信に使用する周波数チャネルを割り当てる制御局装置であって、
複数の前記制御局装置を配下に有する統轄局で決定された特定の無線基地局の使用周波数チャネルを遵守しながら、各無線基地局のセル間で生じ得る周波数チャネルの干渉を回避もしくは軽減するように、配下の各無線基地局に周波数チャネルを割り当てる周波数チャネル割当て制御手段を備えたことを特徴とする制御局装置。
【請求項６】
自己の配下にある無線基地局に対して移動局との通信に使用する周波数チャネルを割り当てる集中制御局を有する移動通信システムにおける周波数チャネル制御方法であって、
前記集中制御局の配下の無線基地局と非配下の無線基地局がそれぞれ形成するセルの重複関係を示すセル重複情報を取得するセル重複情報取得過程と、
前記セル重複情報に基づいて、各々のセルが重複し、且つ、各々異なる前記集中制御局の配下の無線基地局の組合せから、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局を選抜し、該選抜された無線基地局に対して使用する周波数チャネルを割り当てる周波数チャネル決定過程と、
前記周波数チャネル決定過程で決定された特定の無線基地局の使用周波数チャネルを遵守しながら、各無線基地局のセル間で生じ得る周波数チャネルの干渉を回避もしくは軽減するように、前記集中制御局の配下の各無線基地局に周波数チャネルを割り当てる周波数チャネル割当て制御過程と、
を含むことを特徴とする周波数チャネル制御方法。
【請求項７】
前記セル重複情報で示される重複しているセルの重複数を示す重複数情報を取得する重複数情報取得過程をさらに含み、
前記周波数チャネル決定過程において、前記重複数情報に基づいて、セルの重複数の最も多い無線基地局から、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局を選ぶ、
ことを特徴とする請求項６に記載の周波数チャネル制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システム、制御局装置及び周波数チャネル制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
将来の移動通信システムでは、広帯域な信号を高い周波数帯を用いて通信することが考えられるため、１台の基地局でカバーできるセルサイズは縮小することが予想される。このため、従来の基地局配置では電波の不感地帯が生まれ通信できないエリアが発生したり、高速な通信を提供するためトラヒックの場所的な偏りが大きくなることなどが懸念される。このような電波不感地帯や高トラヒックに柔軟に対応するために、簡易的な基地局を用いて、セルサイズの小さいピコセルを局所的に面的配置するシステムが検討されている。
【０００３】
従来の周波数チャネル割当て方法としては、例えば特許文献１に記載の方法が知られている。特許文献１記載の方法では、多角形の形状を想定したセルを間断なく配置した環境において、セル間の干渉をトラヒック量等から推定し、複数のセル間における干渉が大きい場合には同一周波数帯域が割り当てられるセルの距離間隔を大きくし、逆に干渉が小さい場合には同一周波数帯域が割り当てられるセルの距離間隔を小さくしている。
【特許文献１】特開２００５−２７１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ピコセルシステムでは、通常、ピコセルは不規則に配置されるため、従来の多角形セルが規則的に並ぶゾーン構成を想定した置局設計の適用は困難であり、もし十分な置局設計がなされなかった場合には、重複したセル間の干渉により、通信品質の劣化が生じる恐れがある。このため、ピコセルシステムにおける周波数チャネル割当てにおいては、ピコセルに割り当てる周波数チャネルを動的に制御することが望まれるが、ピコセル数が増大した場合に、周波数チャネルの制御時間の増加を抑制することが課題となる。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ピコセル等のセルに割り当てる周波数チャネルを動的に制御する際、セル数の増大とともに周波数チャネルの制御時間が増加することを抑制することのできる移動通信システム、制御局装置及び周波数チャネル制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る移動通信システムは、自己の配下にある無線基地局に対して移動局との通信に使用する周波数チャネルを割り当てる集中制御局と、複数の前記集中制御局を配下に有する統轄局とを備え、前記統轄局は、前記集中制御局の配下の無線基地局と非配下の無線基地局がそれぞれ形成するセルの重複関係を示すセル重複情報を取得するセル重複情報取得手段と、前記セル重複情報に基づいて、各々のセルが重複し、且つ、各々異なる前記集中制御局の配下の無線基地局の組合せから、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局を選抜し、該選抜された無線基地局に対して使用する周波数チャネルを割り当てる周波数チャネル決定手段とを有し、前記集中制御局は、前記統轄局で決定された特定の無線基地局の使用周波数チャネルを遵守しながら、各無線基地局のセル間で生じ得る周波数チャネルの干渉を回避もしくは軽減するように、配下の各無線基地局に周波数チャネルを割り当てる周波数チャネル割当て制御手段を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る移動通信システムにおいては、前記統轄局は、前記セル重複情報で示される重複しているセルの重複数を示す重複数情報を取得する重複数情報取得手段を有し、前記周波数チャネル決定手段は、前記重複数情報に基づいて、セルの重複数の最も多い無線基地局から、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局を選ぶことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る制御局装置は、自己の配下にある無線基地局に対して移動局との通信に使用する周波数チャネルを割り当てる集中制御局を統轄する制御局装置であって、前記集中制御局の配下の無線基地局と非配下の無線基地局がそれぞれ形成するセルの重複関係を示すセル重複情報を取得するセル重複情報取得手段と、前記セル重複情報に基づいて、各々のセルが重複し、且つ、各々異なる前記集中制御局の配下の無線基地局の組合せから、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局を選抜し、該選抜された無線基地局に対して使用する周波数チャネルを割り当てる周波数チャネル決定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る制御局装置においては、前記セル重複情報で示される重複しているセルの重複数を示す重複数情報を取得する重複数情報取得手段をさらに備え、前記周波数チャネル決定手段は、前記重複数情報に基づいて、セルの重複数の最も多い無線基地局から、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局を選ぶことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る制御局装置は、自己の配下にある無線基地局に対して移動局との通信に使用する周波数チャネルを割り当てる制御局装置であって、複数の前記制御局装置を配下に有する統轄局で決定された特定の無線基地局の使用周波数チャネルを遵守しながら、各無線基地局のセル間で生じ得る周波数チャネルの干渉を回避もしくは軽減するように、配下の各無線基地局に周波数チャネルを割り当てる周波数チャネル割当て制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る周波数チャネル制御方法は、自己の配下にある無線基地局に対して移動局との通信に使用する周波数チャネルを割り当てる集中制御局を有する移動通信システムにおける周波数チャネル制御方法であって、前記集中制御局の配下の無線基地局と非配下の無線基地局がそれぞれ形成するセルの重複関係を示すセル重複情報を取得するセル重複情報取得過程と、前記セル重複情報に基づいて、各々のセルが重複し、且つ、各々異なる前記集中制御局の配下の無線基地局の組合せから、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局を選抜し、該選抜された無線基地局に対して使用する周波数チャネルを割り当てる周波数チャネル決定過程と、前記周波数チャネル決定過程で決定された特定の無線基地局の使用周波数チャネルを遵守しながら、各無線基地局のセル間で生じ得る周波数チャネルの干渉を回避もしくは軽減するように、前記集中制御局の配下の各無線基地局に周波数チャネルを割り当てる周波数チャネル割当て制御過程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る周波数チャネル制御方法においては、前記セル重複情報で示される重複しているセルの重複数を示す重複数情報を取得する重複数情報取得過程をさらに含み、前記周波数チャネル決定過程において、前記重複数情報に基づいて、セルの重複数の最も多い無線基地局から、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局を選ぶことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ピコセル等のセルに割り当てる周波数チャネルを動的に制御する際、セル数が増大したとしても、複数の集中制御局による負荷分散で対応すると共に、異なる集中制御局配下の無線基地局間のセル重複に対して適切に周波数チャネルの割り当てを行うことができる。これにより、例えばピコセル基地局数の増大によってピコセル数が増大したとしても、複数の集中制御局による負荷分散で対処することが可能になるので、周波数チャネルの制御時間が増加することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システムの構成を示すブロック図である。図１に示す移動通信システムは、集中制御局１と無線基地局２と移動局３と統轄局１０とを有する。
【００１５】
図１において、統轄局１０は複数の集中制御局１を統轄する。統轄局１０は各集中制御局１に通信回線を介して接続されている。集中制御局１の配下には、複数の無線基地局２が設けられている。集中制御局１は、各無線基地局２に通信回線を介して接続されている。各無線基地局２は、無線接続サービスエリアであるセル１００をそれぞれに形成している。移動局３は、在圏しているセル１００の無線基地局２と無線接続することができる。
【００１６】
図１の例では３つのセル１００は互いに重複して配置されている。このため、各無線基地局２のセル間で周波数チャネルの干渉が生じる可能性があり、干渉対策を講じることが望ましい。そこで、本実施形態では、統轄局１０および集中制御局１が周波数チャネルの割当を調整し、各無線基地局２のセル間で生じ得る周波数チャネルの干渉を回避もしくは軽減することを図る。
【００１７】
以下、本実施形態に係る周波数チャネル割当て制御の構成について詳細に説明する。
【００１８】
ピコセル方式の移動通信システムのように基地局が任意に設置及び廃止される場合には、全ての基地局間の位置関係を正確に把握することができないので、セル同士が重複して配置されていたとしても、その重複しているセル間の位置関係を基地局間の位置関係から知ることは難しい。そのため、本実施形態では、移動局３がアクセス可能な無線基地局２をアクセス可能局リストとしてリスト化し、統轄局１０および集中制御局１は、そのアクセス可能局リストに基づいて、各無線基地局２のセル間のエリアの重複関係を推定し、同一周波数チャネルを用いた場合に周波数チャネル干渉が発生し得るか判定し、その判定結果から各セルに割り当てる周波数チャネルを決定する。
【００１９】
図２は、図１に示す移動局３の構成を示すブロック図である。
図２において、移動局３は、受信電波計測部２１とアクセス可能局リスト作成部２２とアクセス可能局リスト送信部２３とを有する。
受信電波計測部２１は、自移動局３で受信される電波の信号強度を計測する。この計測により、受信電波の信号強度が無線基地局２毎に計測される。
【００２０】
アクセス可能局リスト作成部２２は、その計測された基地局毎の受信信号強度に基づいて、自移動局３からアクセス可能な無線基地局２を判定し、自移動局３からアクセス可能な無線基地局２を記載したアクセス可能局リストを作成する。ここで、アクセス可能とは、無線基地局からの制御信号を復調して解析し、基地局情報を読み取ることができることを指す。つまり、干渉を及ぼす可能性のある無線基地局が存在したとしても、該無線基地局からの受信信号強度が低い場合は干渉局として検出されない。
【００２１】
アクセス可能局リスト送信部２３は、その作成されたアクセス可能局リストを、自移動局３が接続中の無線基地局２に送信する。無線基地局２は、移動局３から受信したアクセス可能局リストを集中制御局１に送信する。
【００２２】
図３には、アクセス可能局リストの例が示されている。図３に示される移動通信システムの例（図３には集中制御局１は図示していない）では、４つの無線基地局２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが存在し、それぞれ対応するセル１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄが形成されている。それらセル１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄは重複して配置されている。具体的には、セル１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは互いに重複して配置されている。また、セル１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄは互いに重複して配置されている。セル１００Ａと１００Ｄは重複していない。また、図３の例では、３台の移動局３ａ、３ｂ、３ｃが存在している。移動局３ａはセル１００Ａと１００Ｂの重複エリアに在圏している。移動局３ｂはセル１００Ａと１００Ｂと１００Ｃの重複エリアに在圏している。移動局３ｃはセル１００Ｃと１００Ｄの重複エリアに在圏している。
【００２３】
図３においては、移動局３ａは無線基地局２Ａと２Ｂとにアクセス可能であるので、無線基地局２Ａと２Ｂを記載したアクセス可能局リスト２００ａを作成する。移動局３ｂは無線基地局２Ａと２Ｂと２Ｃとにアクセス可能であるので、無線基地局２Ａと２Ｂと２Ｃを記載したアクセス可能局リスト２００ｂを作成する。移動局３ｃは無線基地局２Ｃと２Ｄとにアクセス可能であるので、無線基地局２Ｃと２Ｄを記載したアクセス可能局リスト２００ｃを作成する。各アクセス可能局リスト２００ａ、２００ｂ、２００ｃは、それぞれの移動局が接続中の無線基地局を介して集中制御局１に送られる。
【００２４】
図４は、図１に示す集中制御局１の構成を示すブロック図である。
図４において、集中制御局１は、制御開始通知部３１とアクセス可能局リスト受信部３２とアクセス可能局リスト判定部３３とアクセス可能局リスト判定結果通知部３４と周波数チャネル通知受信部３５と周波数チャネル割当て制御部３６と使用周波数チャネル通知部３７とを有する。
【００２５】
制御開始通知部３１は、自集中制御局１の配下の無線基地局２に対して周波数チャネル割当て動作の開始を通知する。この通知によって、無線基地局２は接続中の移動局３に対してアクセス可能局リストを要求する。この要求によって、移動局３はアクセス可能局リストを作成する。
【００２６】
アクセス可能局リスト受信部３２は、自集中制御局１の配下の各無線基地局２を介して、各移動局３で作成されたアクセス可能局リストを受信する。
アクセス可能局リスト判定部３３は、その受信されたアクセス可能局リスト中に、自集中制御局１の配下にない無線基地局２が含まれているか判定する。
【００２７】
アクセス可能局リスト判定結果通知部３４は、その判定の結果から、アクセス可能局リスト中に含まれていた自集中制御局１の配下にない無線基地局２を統轄局１０へ報告する。この報告内容は、アクセス可能局リスト中に含まれていた非配下の無線基地局２と、当該アクセス可能局リストを作成した配下の無線基地局２との組を含む。さらに、その報告内容は、報告する組に含まれる配下の無線基地局２の重複数を含む。この重複数は、報告する組に含まれる配下の無線基地局２のセルが重複する、他の無線基地局２（自集中制御局１の配下、非配下の両方を含む）のセルの数である。
【００２８】
例えば、図３の例では、無線基地局２Ａは、移動局３ｂのアクセス可能局リスト２００ｂ中に、他の２つの無線基地局２Ｂ，２Ｃとともに記載されている。そして、移動局３ａのアクセス可能局リスト２００ａ中には無線基地局２Ａが記載されているが他の無線基地局は１つであり、移動局３ｃのアクセス可能局リスト２００ｂ中には無線基地局２Ａが記載されていない。これにより、無線基地局２Ａの重複数は、無線基地局２Ａとともに最も多くの他の無線基地局が記載されているアクセス可能局リスト２００ｂから、２となる。
【００２９】
周波数チャネル通知受信部３５は、統轄局１０から周波数チャネルの通知を受信する。この通知は、統轄局１０で決定された特定の無線基地局２に割り当てる周波数チャネルを知らせるものである。
周波数チャネル割当て制御部３６は、アクセス可能局リスト受信部３２で受信されたアクセス可能局リストと、周波数チャネル通知受信部３５で受信された周波数チャネルの通知とに基づいて、各無線基地局２に周波数チャネルを割り当てる。
使用周波数チャネル通知部１４は、その割当て結果の周波数チャネルの情報を各無線基地局２に通知する。
【００３０】
図５は、図１に示す統轄局１０の構成を示すブロック図である。
図５において、統轄局１０は、制御開始通知部４１とアクセス可能局リスト判定結果受信部４２と周波数チャネル決定部４３と周波数チャネル通知部４４とを有する。
【００３１】
制御開始通知部４１は、自統轄局１０の配下の集中制御局１に対して周波数チャネル割当て動作の開始を通知する。この通知によって、集中制御局１は配下の無線基地局２に対して周波数チャネル割当て動作の開始を通知する。
【００３２】
アクセス可能局リスト判定結果受信部４２は、自統轄局１０の配下の集中制御局１から、アクセス可能局リスト中に含まれていた非配下の無線基地局２の報告を受信する。
周波数チャネル決定部４３は、その報告に基づいて、特定の無線基地局２に割り当てる周波数チャネルを決定する。その特定の無線基地局２は、各々のセルが重複し、且つ、各々異なる集中制御局１配下の無線基地局２の組合せから選ばれる。
周波数チャネル通知部４４は、周波数チャネル決定部４３により決定された特定の無線基地局２に割り当てる周波数チャネルを集中制御局１に通知する。
【００３３】
次に、図６を参照して、本実施形態に係る周波数チャネル割当て制御の全体の処理の流れを説明する。図６は、本実施形態に係る周波数チャネル割当て制御の全体の処理の流れを示すシーケンスチャートである。
図６において、まず、統轄局（ＧＭ）１０および集中制御局（ＣＭ）１は、周波数チャネル割当て動作の開始を通知する（ステップＳ１）。この周波数チャネル割当て動作の開始は、統轄局１０が定期的に指示してもよく、或いは、各集中制御局１がイベント駆動的に指示し、それを統轄局１０経由で他の集中制御局１に指示するようにしてもよい。
【００３４】
次いで、無線基地局（ＢＳ）２は、周波数チャネル割当て動作の開始の通知を受信すると、接続中の移動局（ＳＳ）３に対してアクセス可能局リストを要求する（ステップＳ２）。移動局３は、その要求を受けてアクセス可能局リストを作成し（ステップＳ３）、作成したアクセス可能局リストを送信する（ステップＳ４）。そのアクセス可能局リストは、無線基地局２を介して集中制御局１に転送される。
【００３５】
次いで、集中制御局１は、各移動局３からのアクセス可能局リストを受信すると、そのアクセス可能局リストを調べ、自局の配下にない無線基地局２が含まれているかを判定する。集中制御局１は、その判定結果から、アクセス可能局リスト中に含まれていた自局の配下にない無線基地局２を統轄局１０へ報告する（ステップＳ５）。この報告内容は、アクセス可能局リスト中に含まれていた非配下の無線基地局２と、当該アクセス可能局リストを作成した配下の無線基地局２との組を特定する非配下基地局情報を含む。さらに、その報告内容は、報告する組に含まれる配下の無線基地局２の重複数を示す重複数情報を含む。この重複数は、報告する組に含まれる配下の無線基地局２のセルが重複する、他の無線基地局２（自集中制御局１の配下、非配下の両方を含む）のセルの数である。なお、非配下基地局情報は、集中制御局１の配下の無線基地局２と非配下の無線基地局２がそれぞれ形成するセルの重複関係を示すセル重複情報である。また、重複数情報は、セル重複情報で示される重複しているセルの重複数を示す。
【００３６】
次いで、統轄局１０は、各集中制御局１からの非配下基地局情報および重複数情報を受信すると、その非配下基地局情報および重複数情報に基づいて特定の無線基地局２に割り当てる周波数チャネルを固定すべく決定する（ステップＳ６）。この周波数チャネル固定処理では、各々のセルが重複し、且つ、各々異なる集中制御局１配下の無線基地局２の組合せから、周波数チャネルを固定する対象の無線基地局２を選抜する。さらには、セルの重複数の最も多い無線基地局２から選ぶ。そして、その選抜された無線基地局２に対しては、周波数チャネルを固定すべく、統轄局１０で周波数チャネルの割当てを行う。なお、ステップＳ６の周波数チャネル固定処理の詳細については後述する。次いで、統轄局１０は、決定した特定の無線基地局２に割り当てる周波数チャネルを集中制御局１に通知する（ステップＳ７）。
【００３７】
次いで、集中制御局１は、統轄局１０から受信した特定の無線基地局２に割り当てる周波数チャネルの通知と、各移動局３から受信したアクセス可能局リストとに基づいて、各無線基地局２に周波数チャネルを割り当てる（ステップＳ８）。このステップＳ８の周波数チャネル割当て処理の詳細については後述する。次いで、集中制御局１は、各無線基地局２にそれぞれ割り当てた周波数チャネルを通知する（ステップＳ９）。
【００３８】
次いで、無線基地局２および移動局３は、集中制御局１により割り当てられた周波数チャネルに変更する（ステップＳ１０）。
【００３９】
次に、本実施形態に係る周波数チャネル固定処理（図６のステップＳ６）について説明する。
【００４０】
まず、図７を参照して、本実施形態に係る周波数チャネル固定処理の概略を説明する。図７は、本実施形態に係る周波数チャネル固定処理の概略を説明するための説明図である。図７において、統轄局１０の配下には３つの集中制御局１−１，１−２，１−３が設けられている。集中制御局１−１，１−２，１−３の配下には、それぞれ３つの無線基地局２が設けられている。集中制御局１−１配下の無線基地局２Ａが形成するセル１００Ａと、集中制御局１−２配下の無線基地局２Ｂが形成するセル１００Ｂとは重複している。集中制御局１−２配下の無線基地局２Ｃが形成するセル１００Ｃと、集中制御局１−３配下の無線基地局２Ｄが形成するセル１００Ｄとは重複している。
【００４１】
図７の例では、集中制御局１−１は、無線基地局２Ａのアクセス可能局リストから非配下の無線基地局２Ｂを発見し、「無線基地局２Ａ，無線基地局２Ｂ」の組を非配下基地局情報として統轄局１０に送信する。集中制御局１−２は、無線基地局２Ｂのアクセス可能局リストから非配下の無線基地局２Ａを発見し、又、無線基地局２Ｃのアクセス可能局リストから非配下の無線基地局２Ｄを発見し、「無線基地局２Ｂ，無線基地局２Ａ」の組と「無線基地局２Ｃ，無線基地局２Ｄ」の組とを非配下基地局情報として統轄局１０に送信する。集中制御局１−３は、無線基地局２Ｄのアクセス可能局リストから非配下の無線基地局２Ｃを発見し、「無線基地局２Ｄ，無線基地局２Ｃ」の組を非配下基地局情報として統轄局１０に送信する。
【００４２】
統轄局１０は、各集中制御局１−１，１−２，１−３から受信した非配下基地局情報に基づいて、各々のセルが重複し、且つ、各々異なる集中制御局１配下の無線基地局２の組合せとして「無線基地局２Ａ，無線基地局２Ｂ」、「無線基地局２Ｃ，無線基地局２Ｄ」の２組を発見する。次いで、統轄局１０は、その発見した組に含まれるいずれか一方の無線基地局２に対して、固定する周波数チャネルを割り当てる。図７の例では、統轄局１０は、「無線基地局２Ａ，無線基地局２Ｂ」の組に関しては、無線基地局２Ｂに対して周波数チャネルを割り当て、無線基地局２Ｂに割り当てた周波数チャネルを各集中制御局１−１，１−２，１−３に通知する。また、統轄局１０は、「無線基地局２Ｃ，無線基地局２Ｄ」の組に関しては、無線基地局２Ｄに対して周波数チャネルを割り当て、無線基地局２Ｄに割り当てた周波数チャネルを各集中制御局１−１，１−２，１−３に通知する。
【００４３】
各集中制御局１−１，１−２，１−３は、統轄局１０から通知された無線基地局２Ｂの使用周波数チャネルと無線基地局２Ｄの使用周波数チャネルを遵守して、その他の配下の無線基地局２に対する周波数チャネルの割当てを行う。
【００４４】
次に、図８を参照して、本実施形態に係る周波数チャネル固定処理の詳細を説明する。図８は、図１に示す統轄局１０の動作フローを示すフローチャートである。
図８において、ステップＳ２１では、統轄局１０は、各集中制御局１から受信した非配下基地局情報に基づいて、各々のセルが重複し、且つ、各々異なる集中制御局１配下の無線基地局２の組合せをリスト化する。このリストのことを固定対象リストと称する。ステップＳ２２では、統轄局１０は、各集中制御局１から受信した重複数情報に基づいて、固定対象リスト中で最も重複数の多い無線基地局２を周波数チャネルの固定対象に選択し、該無線基地局２に周波数チャネルを割り当てる。そして、その割り当て済みの無線基地局２が含まれる組合せについては固定対象リストから削除する。
【００４５】
ステップＳ２３では、先に割り当て済みの無線基地局２を制御しない方の集中制御局１配下から、最も重複数の多い無線基地局２を周波数チャネルの固定対象に選択し、該無線基地局２に周波数チャネルを割り当てる。そして、その割り当て済みの無線基地局２が含まれる組合せについては固定対象リストから削除する。
【００４６】
ステップＳ２４では、全組合せに対して、片方の無線基地局２の周波数チャネルが割り当て済みか判断する。全組合せに対して、片方の無線基地局２の周波数チャネルが割り当て済みの場合には、リストは空になっている。
【００４７】
ステップＳ２４の判断の結果、リストが空ではなく、未だ両方の無線基地局２ともに周波数チャネルが未割り当ての組合せが残っている場合には、ステップＳ２２に戻る。一方、リストが空であり、全組合せに対して片方の無線基地局２の周波数チャネルが割り当て済みの場合には、ステップＳ２５で、割り当て済みの無線基地局２の使用周波数チャネルを全集中制御局１に通知する。
【００４８】
なお、統轄局１０は、使用周波数チャネルを固定化する無線基地局２には、それぞれ異なる周波数チャネルを割り当てる。
【００４９】
次に、図９〜図１２を参照して、本実施形態に係る周波数チャネル固定処理について具体的に説明する。図９〜図１２は、本実施形態に係る周波数チャネル固定処理を説明するための具体的な説明図である。なお、図９〜図１２においては無線基地局２のことを「ノード」と称する。
【００５０】
図９において、５つのノードａ〜ｅは、同じ集中制御局１配下に設けられている。また、５つのノードＡ〜Ｅは、ノードａ〜ｅとは異なる集中制御局１であって、同じ集中制御局１配下に設けられている。ノードａ〜ｅとノードＡ〜Ｅは、図１０に示されるセル重複関係を有している。図１０において、枝で接続されているノード間は、セルが重複している。例えば、ノードａのセルはノードｂ，ｃの各セルと重複している。また、異なる集中制御局１配下のノードｄとノードＡ間、ノードｅとノードＡ間、ノードｅとノードＢ間では、それぞれセルが重複している。
【００５１】
図１０から、各々のセルが重複し、且つ、各々異なる集中制御局１配下のノードの組合せは、「ノードｄ，ノードＡ」、「ノードｅ，ノードＡ」、「ノードｅ，ノードＢ」の３組である。この中で、最も重複数の多いノードはノードＡであり、その重複数は５である。ノードＡは、ノードｄ，ｅ，Ｂ，Ｃ，Ｄの５つのノード間でセルが重複している。このため、まずノードＡに周波数チャネルを割り当て、固定化する。そして、ノードＡが含まれる組合せ「ノードｄ，ノードＡ」、「ノードｅ，ノードＡ」を削除する。
【００５２】
次いで、残った組「ノードｅ，ノードＢ」で、ノードＡを制御しない方の集中制御局１配下から、最も重複数の多いノードｅを周波数チャネルの固定対象に選択し、該ノードｅに周波数チャネルを割り当て、固定化する。ノードｅとノードＡに割り当てる周波数チャネルは異なるようにする。この結果が図１１に示されている。
【００５３】
次いで、各集中制御局１は、その周波数チャネル固定結果を遵守して、配下のノードに対する周波数チャネル割当てを行う。ノードａ〜ｅに対する周波数チャネル割当てにおいては、図１２（１）に示されるように、固定されたノードｅ及びノードＡの使用周波数チャネルを考慮する。つまり、ノードｃには、固定されているノードｅの使用周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを割り当てる。また、ノードｄには、固定されているノードｅ及びノードＡの両方の使用周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを割り当てる。
【００５４】
同様に、ノードＡ〜Ｅに対する周波数チャネル割当てにおいては、図１２（２）に示されるように、固定されたノードｅ及びノードＡの使用周波数チャネルを考慮する。つまり、ノードＢには、固定されているノードｅ及びノードＡの両方の使用周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを割り当てる。また、ノードＣには、固定されているノードＡの使用周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを割り当てる。また、ノードＤには、固定されているノードＡの使用周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを割り当てる。
【００５５】
なお、上述の実施形態では、集中制御局１が非配下基地局情報および重複数情報を作成し統轄局１０に送信するようにしたが、集中制御局１から統轄局１０に全アクセス可能局リストを送信し、統轄局１０が、受信したアクセス可能局リストから、非配下基地局情報および重複数情報を作成するようにしてもよい。
【００５６】
上述したように本実施形態によれば、異なる集中制御局配下の無線基地局間でセル重複が発生している場合に、統轄局がそのセル重複に係る無線基地局の使用周波数チャネルを決定する。そして、集中制御局は、その決定された無線基地局の使用周波数チャネルを遵守して配下の無線基地局に対する周波数チャネルの割り当てを行うことで、配下の無線基地局と非配下の無線基地局との間のセル間で生じ得る周波数チャネルの干渉を回避もしくは軽減することができる。
【００５７】
これにより、無線基地局数の増大に対して複数の集中制御局による負荷分散で対応する場合に、異なる集中制御局配下の無線基地局間のセル重複が発生しても、適切に周波数チャネルの割り当てを行うことができる。従って、例えばピコセル基地局数の増大によってピコセル数が増大したとしても、複数の集中制御局による負荷分散で対処することが可能になるので、周波数チャネルの制御時間が増加することを抑制することができる。
【００５８】
次に、本実施形態に係る周波数チャネル割当て処理（図６のステップＳ８）について説明する。
集中制御局１は、配下の無線基地局２に接続中の各移動局３で作成されたアクセス可能局リストと、統轄局１０で決定された特定の無線基地局２に割り当てる周波数チャネルの通知とに基づいて、配下の各無線基地局２に割り当てる周波数チャネルを決定する。このとき、集中制御局１は、統轄局１０で決定された特定の無線基地局２の使用周波数チャネルを遵守しながら、各無線基地局２のセル間で生じ得る周波数チャネルの干渉を回避もしくは軽減するように、配下の各無線基地局２に周波数チャネルを割り当てる。
【００５９】
その周波数チャネルの割り当て方法としては、様々な方法が利用可能であるが、本実施形態では、彩色多項式を利用した方法を採用する。以下、図１３を参照して、本実施形態に係る彩色多項式を利用した周波数チャネル割当て方法を説明する。図１３は、本実施形態に係る周波数チャネル割当て処理の手順を示すフローチャートである。
【００６０】
図１３において、まずステップ３１では、集中制御局１は、各移動局３が作成したアクセス可能局リストに基づいて、各無線基地局２のセル間の重複関係を調べる。ステップＳ３２では、その調査結果から、無線基地局グラフを作成する。無線基地局グラフは、各無線基地局２のセル間において干渉が発生する可能性の有無を表す。
【００６１】
図１４には、図３に例示される３つのアクセス可能局リスト２００ａ、２００ｂ、２００ｃに基づいて作成された無線基地局グラフ３００が示されている。図１４の無線基地局グラフ３００において、ノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ無線基地局２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを表す。ノード間を接続する枝は、接続している２つのノードに対応する各無線基地局２間でセルの重複があることを表し、つまり、当該２つの無線基地局２のセル間で干渉が発生し得ることを表している。
【００６２】
無線基地局グラフの作成方法としては、同一アクセス可能局リスト中に記載された各無線基地局２のセル間には干渉が発生し得るものとして、当該ノード間を枝で接続する。これにより、図１４の無線基地局グラフ３００では、アクセス可能局リスト２００ａ中に記載された無線基地局２Ａと２Ｂ間、アクセス可能局リスト２００ｂ中に記載された無線基地局２Ａと２Ｂと２Ｃの各間、アクセス可能局リスト２００ｃ中に記載された無線基地局２Ｃと２Ｄ間のそれぞれ対応するノード間が枝で接続される。
【００６３】
なお、無線基地局グラフは、実質的に図１４に例示されるようにノードと枝とから構成されればよく、その表現方法には限定されない。例えば、図１５に例示されるように、行列形式で無線基地局グラフを構成してもよい。図１５には、図１４に示される無線基地局グラフ３００が行列形式で構成されている。図１５において、各行及び各列はノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応している。そして、ノードの組み合わせに対応する行列要素は当該ノード間の枝の有無を表し、行列要素“１”は枝有りを表し、行列要素“０”は枝無しを表す。例えば、ノードＡとノードＢの組み合わせに対応する１行２列の行列要素は“１”であり、当該ノードＡ、Ｂ間には枝が有ることを表す。一方、ノードＡとノードＤの組み合わせに対応する１行４列の行列要素は“０”であり、当該ノードＡ、Ｄ間には枝が無いことを表す。
【００６４】
無線基地局グラフにおいては、枝の両端の各ノードに対応する各無線基地局２のセル間で干渉発生の可能性ありが示されると共に、その干渉によって通信に悪影響の及ぶ移動局３が存在することが示されている。従って、その干渉を回避もしくは軽減するためには、無線基地局グラフ中の枝で接続された２つのノードに対応する各無線基地局２に対しては異なる周波数チャネルを割り当てればよい。但し、統轄局１０で決定された特定の無線基地局２の使用周波数チャネルは遵守する。
【００６５】
説明を図１３に戻す。ステップＳ３３〜Ｓ３６では、無線基地局グラフに基づき、無線基地局２に対する周波数チャネルの割当てを行う。ここで、自集中制御局２配下で利用可能な所定数の周波数チャネルで、各無線基地局２に対してセル間干渉を回避できる周波数チャネルの割当てが可能か判定する。本実施形態では、この問題をグラフ理論における彩色問題として扱う。つまり、無線基地局グラフ中の枝の両端の各ノードを異なる色で彩色する問題として扱う。彩色に使用可能な色の数は、利用可能な周波数チャネルの数である。利用可能な周波数チャネルの数は予め定められている。
【００６６】
先ず、ステップＳ３３では、無線基地局グラフに応じた彩色多項式P(k)を生成する。kは彩色に使用可能な色の数である。彩色多項式P(k)は、任意のグラフをk色で彩色する場合に、その塗り方の数を与える関数（彩色関数）である。与えられたグラフが単純グラフ（各ノード間を接続する枝が必ず１本のみであるグラフ）であれば、彩色関数は必ずkの多項式となる。また、彩色多項式P(k)の値が「k＝R」の条件で必ず１以上であることが保証されるのであれば、与えられたグラフはR色で彩色可能である。
【００６７】
本実施形態の無線基地局グラフは単純グラフであるので、必ず彩色多項式P(k)が生成可能である。従って、利用可能な周波数チャネルの数がRであるとき、「k＝R」の条件で彩色多項式P(k)の値が１以上になれば、少なくとも１つの塗り方が存在するので、無線基地局グラフはR色で彩色可能である。そして、無線基地局グラフがR色で彩色可能ならば、所定数Rの周波数チャネルで、各無線基地局２への周波数チャネルの割り当てを成功させることができると判定することができる。
【００６８】
ステップＳ３４では、「k＝R」の条件での彩色多項式P(k)の値P(R)が１以上であるか判断する。この結果、値P(R)が１未満ならば、無線基地局グラフの枝を切断する（ステップＳ３５）。このとき、切断する枝は、セル間の干渉の影響が小さいノード間の枝である。その枝切断後にステップＳ３３に戻り、彩色多項式P(k)を生成し直す。
【００６９】
ステップＳ３４の判断の結果、値P(R)が１以上ならば、無線基地局グラフはR色で彩色可能であるので、当該無線基地局グラフに基づき、各無線基地局２への周波数チャネルの割り当てを行う（ステップＳ３６）。このとき、まず、統轄局１０で使用周波数チャネルが決定された特定の無線基地局２に対して、その決定された周波数チャネルを割り当てる。次いで、残りの配下の無線基地局２に関し、無線基地局グラフ中の枝で接続された２つのノードに対応する各無線基地局２に対しては、異なる周波数チャネルを割り当てる。
【００７０】
ステップＳ３７では、各無線基地局２に対して、割り当てられた周波数チャネルを通知する。
【００７１】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、本発明は、ピコセル方式など、各種セル方式の無線通信システムに適用可能である。
【００７２】
また、上述の実施形態では、集中制御局を単独の装置として設けたが、無線基地局に集中制御局の機能を具備するようにしてもよい。この一実施例を図１６および図１７を参照して、以下に説明する。
【００７３】
図１６および図１７には、同一の移動通信システムにおけるマクロセルとピコセルが混在した移動通信システムの構成例が示されている。マクロセルは、ピコセルよりも広範な無線通信サービスエリアを提供する。マクロセルを形成するマクロセル基地局とピコセルを形成するピコセル基地局とでは送信出力及びアンテナが異なるが通信システムとしては同一のものである。
【００７４】
図１６において、マクロセルを形成するマクロセル基地局２ａ，２Ａと、ピコセルを形成するピコセル基地局２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄとが設けられている。マクロセル基地局２ａ，２Ａは、集中制御局の機能を具備する。図１７には、図１６の移動通信システムの制御系統が示されている。統轄局１０の配下にはマクロセル基地局２ａ，２Ａが設けられている。マクロセル基地局２ａの配下にはピコセル基地局２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅが設けられている。マクロセル基地局２Ａの配下にはピコセル基地局２Ｂ，２Ｃ，２Ｄが設けられている。
【００７５】
マクロセル基地局２ａ，２Ａは、集中制御局として機能し、配下のピコセル基地局に対する周波数チャネルの割り当てを行う。このとき、上述の実施形態と同様に、統轄局１０で決定された特定の無線基地局の使用周波数チャネルは遵守する。図１６の例では、マクロセル基地局２ａ配下のピコセル基地局２ｄ，２ｅと、マクロセル基地局２Ａ配下のピコセル基地局２Ｄとの間で、ピコセルが重複している。従って、統轄局１０は、その重複のピコセルに係るピコセル基地局の使用周波数チャネルを決定し、マクロセル基地局２ａ，２Ａに通知する。
【００７６】
マクロセル基地局２ａ，２Ａは、統轄局１０から通知されたピコセル基地局の使用周波数チャネルを遵守して、配下のピコセル基地局に周波数チャネルを割り当てる。このとき、マクロセル基地局２ａ，２Ａは、自己の使用周波数チャネルも考慮する。つまり、マクロセル基地局２ａ，２Ａは、当然のことながら、自己が使用する周波数チャネルを有している。例えば、携帯電話サービスを提供するマクロセルの場合、通常、使用周波数チャネルは固定されている。従って、マクロセル基地局２ａ，２Ａは、その自己の使用周波数チャネルと、統轄局１０から通知されたピコセル基地局の使用周波数チャネルとを両方遵守しながら、自己も含めた各無線基地局のセル間で生じ得る周波数チャネルの干渉を回避もしくは軽減するように、配下のピコセル基地局に周波数チャネルを割り当てる。
【００７７】
このように、同一周波数帯に周波数チャネルが固定的に割当てられるマクロセルと、動的に割り当てられるピコセルとが混在する場合においても、上述の実施形態を同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態に係る移動通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す移動局３の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るアクセス可能局リストの例を示す図である。
【図４】図１に示す集中制御局１の構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示す統轄局１０の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る周波数チャネル割当て制御の全体の処理の流れを示すシーケンスチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る周波数チャネル固定処理の概略を説明するための説明図である。
【図８】図１に示す統轄局１０の動作フローを示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係る周波数チャネル固定処理を説明するための具体的な説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る周波数チャネル固定処理を説明するための具体的な説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る周波数チャネル固定処理を説明するための具体的な説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る周波数チャネル固定処理を説明するための具体的な説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る周波数チャネル割当て処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る無線基地局グラフの例を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る無線基地局グラフの他の例を示す図である。
【図１６】本発明の他の実施形態に係る移動通信システムの構成図である。
【図１７】図１６に示す移動通信システムの制御系統を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…集中制御局、２…無線基地局、３…移動局、１０…統轄局、２１…受信電波計測部、２２…アクセス可能局リスト作成部、２３…アクセス可能局リスト送信部、３１…制御開始通知部、３２…アクセス可能局リスト受信部、３３…アクセス可能局リスト判定部、３４…アクセス可能局リスト判定結果通知部、３５…周波数チャネル通知受信部、３６…周波数チャネル割当て制御部、３７…使用周波数チャネル通知部、４１…制御開始通知部、４２…アクセス可能局リスト判定結果受信部、４３…周波数チャネル決定部、４４…周波数チャネル通知部、１００…セル、３００…無線基地局グラフ
【図１】
2008131151.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008131151.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008131151.tif 000009
【図８】
2008131151.tif 000010
【図９】
2008131151.tif 000011
【図１０】
2008131151.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008131151.tif 000015
【図１４】
2008131151.tif 000016
【図１５】
2008131151.tif 000017
【図１６】
2008131151.tif 000018
【図１７】
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