(57)【要約】【課題】隣接する無線基地局に迅速にハンドオーバでき、安定して通信できる通信制御方法、通信システムおよび無線基地局を提供する。【解決手段】アダプティブアレイアンテナを備えた複数の無線基地局１を含む通信システムにおける通信制御方法であって、第１無線基地局１−１と通信中の無線通信装置３が、第１と無線基地局１−１と隣接する第２無線基地局との干渉領域に位置したら、第２無線基地局１−２へハンドオーバするように、第１無線基地局１−１の送信を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アダプティブアレイアンテナを備えた複数の無線基地局を含む通信システムにおける通信制御方法であって、
無線通信装置と通信中の第１無線基地局において、前記無線通信装置からの送信信号の受信の有無を検出し、
前記無線通信装置からの送信信号を受信できなかった場合には、前記無線通信装置が前記第１無線基地局と隣接する第２無線基地局へハンドオーバするように、前記第１無線基地局の送信を制御する、ことを特徴とする通信制御方法。
【請求項２】
前記無線通信装置からの送信信号を受信できなかった場合に、前記第１無線基地局の送信を停止または送信出力を低減する、ことを特徴とする請求項１に記載の通信制御方法。
【請求項３】
アダプティブアレイアンテナを備えた複数の無線基地局と、当該複数の無線基地局を制御する通信制御装置とを含む通信システムにおける通信制御方法であって、
前記各無線基地局について、隣接する無線基地局から通信干渉を受ける干渉領域を示す位置情報と、少なくとも前記干渉領域に当該無線基地局がビームを向けるための重み係数と、を対応させて干渉テーブルに記憶し、
無線通信装置が前記複数の無線基地局のうち、第１無線基地局と通信中に、少なくとも、当該第１無線基地局が適用している重み係数を取得して、その取得した重み係数と前記干渉テーブルに記憶されている対応する無線基地局の重み係数との比較に基づいて、前記無線通信装置が干渉領域に位置するか否かを判定し、
その結果、前記無線通信装置が干渉領域に位置する場合には、当該無線通信装置が前記第１無線基地局と隣接する第２無線基地局へハンドオーバするように、前記第１無線基地局の送信を制御する、ことを特徴とする通信制御方法。
【請求項４】
前記無線通信装置と通信中の前記第１無線基地局において、前記無線通信装置からの送信信号の受信の有無を検出し、
前記無線通信装置からの送信信号を受信できなかった場合に、前記無線通信装置が干渉領域に位置するか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の通信制御方法。
【請求項５】
前記無線通信装置が干渉領域に位置する場合に、前記第１無線基地局の送信を停止または送信出力を低減する、ことを特徴とする請求項３または４に記載の通信制御方法。
【請求項６】
アダプティブアレイアンテナを備えた複数の無線基地局と、当該複数の無線基地局を制御する通信制御装置とを含む通信システムであって、
前記複数の無線基地局の各々は、
ビーム生成に適用している重み係数を前記通信制御装置へ送信するとともに、前記通信制御装置からの干渉領域判定結果を受信する通信制御装置通信手段を有し、
前記通信制御装置は、
前記各無線基地局から送信された前記重み係数を受信する受信手段と、
前記各無線基地局について、隣接する無線基地局から通信干渉を受ける干渉領域を示す位置情報と、少なくとも前記干渉領域に当該無線基地局がビームを向けるための重み係数と、を対応して記憶する干渉テーブルと、
無線通信装置が前記複数の無線基地局のうち、第１無線基地局と通信中に、少なくとも、当該第１無線基地局が適用している重み係数を取得して、その取得した重み係数と前記干渉テーブルに記憶されている対応する無線基地局の重み係数との比較に基づいて、前記無線通信装置が干渉領域に位置するか否かを判定する干渉領域判定手段と、
前記干渉領域判定手段による干渉領域判定結果を、前記第１無線基地局へ送信する送信手段と、を有し、
前記干渉領域判定手段により、前記無線通信装置が前記干渉領域に位置すると判定された場合に、前記無線通信装置が前記第１無線基地局と隣接する第２無線基地局へハンドオーバするように、前記第１無線基地局における送信を制御するよう構成したことを特徴とする通信システム。
【請求項７】
アダプティブアレイアンテを備えた無線基地局であって、
通信中の無線通信装置からの送信信号の受信の有無を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段により、前記無線通信装置からの送信信号を受信できなかった場合に、当該無線通信装置が隣接する無線基地局へハンドオーバするように、送信を制御する送信制御手段と、
を有することを特徴とする無線基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信制御方法、通信システムおよび無線基地局に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体通信システムとして、セルラーシステムが知られており、また、最近では、例えば、ＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)などの高速無線通信の規格化も進められている。
【０００３】
セルラーシステムにおいては、隣接する無線基地局で異なる周波数帯域を用いることにより、隣接する無線基地局からの電波が干渉しないようにしている。このため、セルラーシステムでは、異なる複数の周波数帯域を使用して、無線通信網を構築している。
【０００４】
これに対し、ＷｉＭＡＸにおいては、同一周波数上で、上りおよび下りを時間分割して送受信するＴＤＤ(Time Division Duplexing)を採用している。このため、ＷｉＭＡＸでは、無線基地局間におけるフレーム構造を同期させることにより、他の端末からの送信波が、他の無線基地局と通信している端末の、無線基地局送信波の干渉波とならないようにしている。
【０００５】
しかしながら、ＷｉＭＡＸのような広帯域の周波数を使用する無線通信システムでは、有限な周波数の有効利用の観点から、セルラーシステムのように、隣接する無線基地局に異なる周波数帯域を割り当てることは困難になることが想定される。このため、隣接する無線基地局間において同一周波数帯域を用いると、無線基地局間がフレーム同期していることから、隣接する無線基地局間に通信干渉領域が生じることになる。
【０００６】
このように、通信干渉領域が生じると、この領域に存在する端末は、隣接する無線基地局からの送信波を同時に受信することになるため、それぞれの受信強度が同程度となる領域では、各々の送信波を分離することが困難となって、隣接する無線基地局にハンドオーバできず、不通状態になることが懸念される。
【０００７】
なお、干渉による不感領域を低減するものとして、複数の無線基地局アンテナにアダプティブアレーを適用して、複数の無線基地局の方向にヌルを形成するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３０８０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献１に開示のものは、複数の無線基地局から同時送信した電波を端末で合成して伝送品質を高める複局同時送受信のサイトダイバーシチ方式に関するもので、端末が一つの無線基地局と通信するシステムには適用できない。
【０００９】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、隣接する無線基地局に迅速にハンドオーバでき、安定して通信できる通信制御方法、通信システムおよび無線基地局を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する請求項１に係る通信制御方法の発明は、アダプティブアレイアンテナを備えた複数の無線基地局を含む通信システムにおける通信制御方法であって、
無線通信装置と通信中の第１無線基地局において、前記無線通信装置からの送信信号の受信の有無を検出し、
前記無線通信装置からの送信信号を受信できなかった場合には、前記無線通信装置が前記第１無線基地局と隣接する第２無線基地局へハンドオーバするように、前記第１無線基地局の送信を制御する、ことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の通信制御方法において、
前記無線通信装置からの送信信号を受信できなかった場合に、前記第１無線基地局の送信を停止または送信出力を低減する、ことを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、請求項３に係る通信制御方法の発明は、アダプティブアレイアンテナを備えた複数の無線基地局と、当該複数の無線基地局を制御する通信制御装置とを含む通信システムにおける通信制御方法であって、
前記各無線基地局について、隣接する無線基地局から通信干渉を受ける干渉領域を示す位置情報と、少なくとも前記干渉領域に当該無線基地局がビームを向けるための重み係数と、を対応させて干渉テーブルに記憶し、
無線通信装置が前記複数の無線基地局のうち、第１無線基地局と通信中に、少なくとも、当該第１無線基地局が適用している重み係数を取得して、その取得した重み係数と前記干渉テーブルに記憶されている対応する無線基地局の重み係数との比較に基づいて、前記無線通信装置が干渉領域に位置するか否かを判定し、
その結果、前記無線通信装置が干渉領域に位置する場合には、当該無線通信装置が前記第１無線基地局と隣接する第２無線基地局へハンドオーバするように、前記第１無線基地局の送信を制御する、ことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の通信制御方法において、
前記無線通信装置と通信中の前記第１無線基地局において、前記無線通信装置からの送信信号の受信の有無を検出し、
前記無線通信装置からの送信信号を受信できなかった場合に、前記無線通信装置が干渉領域に位置するか否かを判定することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載の通信制御方法において、
前記無線通信装置が干渉領域に位置する場合に、前記第１無線基地局の送信を停止または送信出力を低減する、ことを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、上記目的を達成する請求項６に係る通信システムの発明は、アダプティブアレイアンテナを備えた複数の無線基地局と、当該複数の無線基地局を制御する通信制御装置とを含む通信システムであって、
前記複数の無線基地局の各々は、
ビーム生成に適用している重み係数を前記通信制御装置へ送信するとともに、前記通信制御装置からの干渉領域判定結果を受信する通信制御装置通信手段を有し、
前記通信制御装置は、
前記各無線基地局から送信された前記重み係数を受信する受信手段と、
前記各無線基地局について、隣接する無線基地局から通信干渉を受ける干渉領域を示す位置情報と、少なくとも前記干渉領域に当該無線基地局がビームを向けるための重み係数と、を対応して記憶する干渉テーブルと、
無線通信装置が前記複数の無線基地局のうち、第１無線基地局と通信中に、少なくとも、当該第１無線基地局が適用している重み係数を取得して、その取得した重み係数と前記干渉テーブルに記憶されている対応する無線基地局の重み係数との比較に基づいて、前記無線通信装置が干渉領域に位置するか否かを判定する干渉領域判定手段と、
前記干渉領域判定手段による干渉領域判定結果を、前記第１無線基地局へ送信する送信手段と、を有し、
前記干渉領域判定手段により、前記無線通信装置が前記干渉領域に位置すると判定された場合に、前記無線通信装置が前記第１無線基地局と隣接する第２無線基地局へハンドオーバするように、前記第１無線基地局における送信を制御するよう構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、上記目的を達成する請求項７に係る無線基地局に発明は、アダプティブアレイアンテを備えた無線基地局であって、
通信中の無線通信装置からの送信信号の受信の有無を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段により、前記無線通信装置からの送信信号を受信できなかった場合に、当該無線通信装置が隣接する無線基地局へハンドオーバするように、送信を制御する送信制御手段と、
を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、無線通信装置と通信中に、該無線通信装置が干渉領域に位置すると、隣接する無線基地局へハンドオーバするように、送信を制御するようにしたので、無線通信装置が干渉領域に存在する時間（不通時間）を低減して、無線通信装置を隣接する無線基地局へ迅速にハンドオーバでき、安定して通信することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る通信システムの原理を説明するための図である。図１に示す通信システムは、複数の無線基地局１−１，１−２，・・・と、これらを制御する通信制御装置２とを有している。各無線基地局１−１，１−２，・・・（以下、一つの無線基地局を指す場合には、無線基地局１とも記す）は、同一周波数帯域を使用して、無線基地局間でフレーム同期したＴＤＤにより、当該無線基地局１の通信エリアに存在する端末（無線通信装置）３と無線通信するようになっているとともに、各無線基地局１は、複数のアンテナを有し、通信している端末３に対して、アンテナの指向性を制御してリンク状況を改善するアダプティブアレイアンテナを採用している。
【００２０】
本実施の形態では、例えば、図１（ａ）に示すように、無線基地局１−１が端末３と通信中に、端末３からの送信信号を受信できなかった場合には、その旨を通信制御装置２に通知して、通信制御装置２において、端末３が干渉領域に位置するか否かを判定する。その結果、図１（ａ）に示すように、端末３が隣接する無線基地局１−２との干渉領域に位置する場合には、その旨を通信中の無線基地局１−１に送信し、これにより、無線基地局１−１において、端末３への送信を停止、または送信出力を低減して、図１（ｂ）に示すように、端末３が無線基地局１−２へハンドオーバするように、制御する。
【００２１】
図２は、図１に示す通信システムにおける各無線基地局１および通信制御装置２の要部の概略構成を示す機能ブロック図である。各無線基地局１は、同様に構成されており、端末と無線通信する端末通信手段１１と、通信制御装置２と有線または無線により通信する通信制御装置通信手段１２と、全体の動作を制御する制御手段１３とを有している。端末通信手段１１は、通信中の端末からの受信信号に基づいて算出される重み係数に基づいて、アンテナの指向性を制御するビーム生成手段１５を有している。
【００２２】
通信制御装置２は、無線基地局１と通信する送信手段および受信手段を含む無線基地局通信手段２１と、干渉領域判定手段２２と、干渉テーブル２３と、全体を制御する制御手段２５とを有している。
【００２３】
干渉テーブル２３には、本実施の形態では、互いに隣接する無線基地局１−１および無線基地局１−２による干渉領域を示す位置情報と、該干渉領域に無線基地局１−１がビームを向けるための第１重み係数と、無線基地局１−２がビームを向けるための第２重み係数とを対応させて、例えば図３に示す記録フォーマットで、記憶しておく。
【００２４】
ここで、図３に示す記録フォーマットは、位置情報に対して、関連する無線基地局数と、無線基地局数に応じた識別子と、データポインタとを有している。各々の無線基地局の重み係数は、識別子に続くデータポインタが示すアドレスに記憶する。例えば、アドレスＰ１，Ｐ２で示すように、基地局識別子、位置情報、搬送波帯域情報、アンテナ数、データポインタを保持したアドレスを設け、そのデータポインタに、アドレスＰ３，Ｐ４で示すように、対応する無線基地局に配されたアンテナの識別子と対応させて重み係数を記憶する。なお、別に無線基地局の識別子毎のインディックスファイルを生成し、個々の無線基地局に関係する重み係数を有する情報にリンクできるようにしてもよい。例えば、無線基地局の識別子１に対して、重み情報として、アドレスＰ１をリンクさせる。
【００２５】
本実施の形態では、端末３と通信中の無線基地局の重み係数に対して、端末３が干渉領域に位置するか否かを判定するため、端末３と通信中の無線基地局から、該当する第１重み係数が存在するかを容易に検索できるようにするため、好ましくは、無線基地局毎にデータポインタ（例えば、アドレスＰ１）を集めた集合を作っておく。また、伝搬特性は、搬送波周波数に応じて異なるので、例えば、図４に示すように、搬送波周波数に応じて、探索の分岐ができるように構造化しておく。
【００２６】
以下、図５に示すフローチャートを参照しながら、本実施の形態の具体的動作について説明する。
【００２７】
例えば、無線基地局１−１が端末３と通信する場合には、無線基地局１−１は、端末３からの受信信号に基づいて、ビーム生成手段１５により端末３にビームを向けるのに適用する重み係数を算出するととともに（ステップＳ５１）、端末３に対して帯域を割り当てて（ステップＳ５２）、通信を開始する。
【００２８】
その後、通信中において、無線基地局１−１の端末通信手段１５により、端末３からの送信信号を受信でなかった場合には（ステップＳ５３）、その時点でビーム生成に適用している重み係数を、通信制御装置通信手段１２により通信制御装置２に送信して、通信制御装置２に、端末３が干渉領域に位置するか否かを問い合わせる。
【００２９】
通信制御装置２では、無線基地局通信手段２１を介して、無線基地局１−１からの干渉領域の問い合わせを受信したら、その時点において、隣接する無線基地局１−２がビーム生成に適用している重み係数を、無線基地局通信手段２１を介して、無線基地局１−２から取得する。そして、干渉領域判定手段２２において、無線基地局１−１および無線基地局１−２から取得した実際の重み係数と、干渉テーブル２３に格納されている第１重み係数および第２重み係数との比較に基づいて、同じ組み合わせがあるか否かを検索し、同じ組み合わせあれば干渉領域に位置すると判定し、同じ組み合わせがなければ、干渉領域に位置していないと判定する（ステップＳ５４）。
【００３０】
ここで、端末３が無線基地局１−２との干渉領域に位置していると判定された場合には、その旨を、無線基地局通信手段２１を介して無線基地局１−１へ送信する。これにより、無線基地局１−１の端末制御手段１１において、端末３への送信を停止、または送信出力を低減するように送信を制御して（ステップＳ５５）、図１（ｂ）に示したように、端末３が無線基地局１−２へハンドオーバするように促す。
【００３１】
すなわち、干渉領域では、端末３は、無線基地局１−１および隣接する無線基地局１−２の受信強度が同程度となって、信号を混在して受信することになるため、どちらの信号も受信（解読）することができなくなるが、上述したように、無線基地局１−１から端末３への送信を停止、または送信出力を低減すると、端末３では、無線基地局１−１の受信強度は低くなるので、無線基地局１−２からの受信強度が変わらない場合には、無線基地局１−１の信号は、無線基地局１−２の信号に埋没することになる。その結果、端末３は、これまで無線接続していた無線基地局１−１の信号は受信できない代わりに、無線基地局１−２の信号を受信できるようになるので、無線基地局１−２に対して、無線基地局１−１からのハンドオーバ要求が上がることになる。これにより、端末３は、無線基地局１−１から無線基地局１−２へのハンドオーバを、スムーズに行うことが可能となる。
【００３２】
なお、無線基地局１−１は、端末３に対する送信電力の低減、もしくは停止を行った後、端末３の送信状況を追跡し、一定期間、他の無線基地局へのハンドオーバが確認できない場合には、送信電力を戻して、通信を再開する。また、ステップＳ５４において、端末３が無線基地局１−２との干渉領域に位置していないと判定された場合には、例えば、無線基地局１−１の端末制御手段１１において、端末３への送信出力を増大するように制御する。
【００３３】
したがって、本実施の形態において、各無線基地局１の端末通信手段１１は、当該無線基地局１と通信中の端末からの送信信号の受信の有無を検出する信号検出手段と、通信中の端末に対して送信を制御する送信制御手段とを構成している。
【００３４】
以上のように、本実施の形態では、無線基地局１−１が端末３と通信中に、端末３からの送信信号を受信できなかった場合には、通信制御装置２において、干渉テーブル２３を参照して、端末３が干渉領域に位置するか否かを判定し、干渉領域に位置する場合には、隣接する無線基地局１−２へハンドオーバするように、無線基地局１−１の送信を制御するようにしたので、端末３が干渉領域に存在する時間（不通時間）を低減して、端末３を隣接する無線基地局１−２へ迅速にハンドオーバすることができ、通信の安定性を確保することができる。
【００３５】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、隣接する無線基地局が同一周波数帯域を使用するものとしたが、使用周波数帯域が異なる場合でも、隣接する無線基地局からの送信波が妨害波となるような場合には、本発明を有効に適用することができる。また、上記実施の形態では、端末３と通信中の無線基地局１−１側において、端末３からの送信信号を受信できなかった場合、通信制御装置２において、干渉テーブル２３を用いて、端末３が干渉領域に位置するか否かを判定するようにしたが、干渉テーブル２３を用いることなく、端末３と通信中の無線基地局１−１側において、端末３からの送信信号を受信できなかった場合には、干渉領域に位置する可能性が高いものとして、端末３への送信を制御して、端末３の隣接する無線基地局へのハンドオーバを促すように構成することもできる。また、上記実施の形態において、端末３と通信中の無線基地局１−１側において、端末３からの送信信号の受信の有無を検出することなく、無線基地局１−１において適用している重み係数と干渉テーブルの記憶内容との比較に基づいて、端末３が干渉領域に位置するか否かを判定することもできる。
【００３６】
また、上述した実施の形態では、干渉テーブル２３に、互いに隣接する無線基地局１−１および無線基地局１−２による干渉領域を示す位置情報と、該干渉領域に無線基地局１−１がビームを向けるための第１重み係数と、無線基地局１−２がビームを向けるための第２重み係数とを対応させて記憶したが、各無線基地局について、隣接する無線基地局から通信干渉を受ける干渉領域を示す位置情報と、少なくとも当該無線基地局が干渉領域にビームを向けるための重み係数と、を対応させて記憶するようにしてもよい。この場合には、通信中の無線基地局１−１から取得した重み係数と、干渉テーブル２３に記憶されている対応する無線基地局１−１の重み係数との比較に基づいて、例えば、アンテナ毎に重み係数の差分値を算出し、重み係数の差分値の分散が一定値内の場合は、端末３は干渉領域に位置していると判定すればよい。この場合、隣接するどの無線基地局が干渉を引き起こす可能性のある電波を送出しているか限定できないが、他の無線基地局との干渉を起す可能性がある領域に端末３が存在する可能性は高いことを意味することになる。なお、この判定方法を採用する場合には、好ましくは、無線基地局１−１が端末３に対する送信を制御して、端末３が無線基地局１−２にハンドオーバした場合には、干渉と判断した際の無線基地局１−１の重み係数と、ハンドオーバ先の無線基地局１−２の重み係数とを対応させて、干渉テーブル２３に登録する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る通信システムの原理を説明するための図である。
【図２】図１に示す通信システムにおける各無線基地局および通信制御装置の要部の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図２に示す干渉テーブルの記録フォーマットの一例を示す図である。
【図４】図３に示す記録フォーマットの変形例を示す図である。
【図５】図１に示す通信システムの具体的動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１−１，１−２  無線基地局
２  通信制御装置
３  端末（無線通信装置）
１１  端末通信手段
１２  通信制御装置通信手段
１３  制御手段
１５  ビーム生成手段
２１  無線基地局通信手段
２２  干渉領域判定手段
２３  干渉テーブル
２５  制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008252330.tif 000005
【図４】
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【図５】
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