(57)【要約】【課題】無線基地局のカバーエリアに存在する端末局が増加した場合でも通信速度の低下を軽減することができる無線システムおよびその通信制御方法を提供する。【解決手段】制御装置８は、あらかじめ設定したトラフィック条件と無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）のトラフィックデータを照合し、前記設定トラフィック条件に対応して、無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）が具備しているビーム可変アンテナ１ａ、１ｂのビームパターンを設定する制御情報を無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）に送信し、前記ビーム可変アンテナ１ａ、１ｂのビームパターンを制御してカバーエリアを拡大又は縮小させ、端末局Ｔの数が増加した場合でも通信速度の低下を軽減することができる。【選択図】  図１
2004253849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末局との間で無線通信する複数の無線基地局と、
前記複数の無線基地局と前記端末局との間の無線通信を監視制御する制御装置とからなる無線通信システムにおいて、
前記各無線基地局は、
自局との間で通信する前記端末局の数と、自局と前記端末局との間の実効伝送速度とからトラフィックデータを算出する算出手段と、
前記端末局に対してアンテナのビームパターンが可変可能なビーム可変アンテナとを具備し、
前記制御装置は、
前記複数の無線基地局から送信される前記トラフィックデータと、あらかじめ設定したトラフィック条件とを照合し、両者の差が大きい場合、トラフィックデータが小さい方の前記無線基地局の前記ビーム可変アンテナのビームパターンを拡大し、トラフィックデータが大きい方の前記無線基地局の前記ビーム可変アンテナのビームパターンを縮小するよう制御信号を出力するビーム制御手段を具備する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記制御装置の前記ビーム制御手段は、
第１の無線基地局とこれに隣接する第２の無線基地局の前記トラフィックデータを比較し、前記第１および第２の無線無線基地局のトラフィック量の差が少なくなるよう前記ビーム可変アンテナのビームパターンを制御して、前記第１および第２の無線基地局のカバーエリアを拡大又は縮小させることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線基地局のいずれか１つが、前記制御装置を兼ねていることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
複数の端末局との間で無線通信し、前記端末局に対してアンテナのビームパターンが可変可能なビーム可変アンテナとを具備する複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局と前記端末局との間の無線通信を監視制御する制御装置とからなる無線通信システムの通信制御方法において、
前記各無線基地局は、
自局との間で通信する前記端末局の数と、自局と前記端末局との間の実効伝送速度とからトラフィックデータを算出し、
前記制御装置は、
前記複数の無線基地局から送信される前記トラフィックデータと、あらかじめ設定したトラフィック条件とを照合し、両者の差が大きい場合、トラフィックデータが小さい方の前記無線基地局の前記ビーム可変アンテナのビームパターンを拡大し、トラフィックデータが大きい方の前記無線基地局の前記ビーム可変アンテナのビームパターンを縮小する
ことを特徴とする無線通信システムの通信制御方法。
【請求項５】
前記制御装置は、
第１の無線基地局とこれに隣接する第２の無線基地局の前記トラフィックデータを比較し、前記第１および第２の無線無線基地局のトラフィック量の差が少なくなるよう前記ビーム可変アンテナのビームパターンを制御して、前記第１および第２の無線基地局のカバーエリアを拡大又は縮小させる
ことを特徴とする請求項４記載の無線通信システムの通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムおよびその通信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の無線ＬＡＮシステムを例にした無線通信システムの構成図である。
【０００３】
図８において、従来の無線通信システムは、上位ネットワーク（ＬＡＮ，バックボーン回線等）に接続される無線基地局ＢＳａと、この無線基地局ＢＳａとの間でデータ通信を行う端末局Ｔａ（＃１〜＃ｎ）から構成され、無線基地局ＢＳａは端末局Ｔａへアンテナ２ａを介して無線通線によるパケット信号を送受信している。
【０００４】
図９は、上記した無線基地局ＢＳａの機能構成を示すブロック図である。図９において、無線基地局ＢＳａは、上位のネットワークであるＬＡＮやバックボーン回線との間を接続するブリッジ機能を果たしている。
【０００５】
無線基地局ＢＳａは、端末局Ｔａとの間で、アンテナ２ａを介して所定の周波数と変調速度で変調された無線信号をＲＦ処理部３ａで変復調し、送受信ベースバンド信号に変換する。アンテナ２ａは、通常、ダイポール型の無指向性アンテナ、もしくは、パラボラ型の様な指向性アンテナを使用し、無線基地局ＢＳａは、そのアンテナ２ａのカバーエリア内にある端末局Ｔａとの間で通信を行う。
【０００６】
通信制御部４ａは、ＲＦ処理部３ａとＭＡＣ処理部５ａの信号を監視し、所定の無線通信品質が得られる変調速度をＲＦ処理部３ａに設定する。また、その変調速度に対応したベースバンド信号の伝送速度をＭＡＣ処理部５ａに設定して、ネットワークインタフェース７ａを介して、上位のネットワークとパケット信号を送受信する。
【０００７】
無線基地局ＢＳａと端末局Ｔａとの間のパケット信号を送受信する伝送速度は、無線通信品質によって決定される変調速度であるが、端末局Ｔａが増えると（ただし、端末局Ｔａの最大数は定められている）、同一の周波数を複数の端末局Ｔａで共用して送受信することになり、端末局Ｔａ毎の通信割り当て時間が減少し、スループット（実効伝送速度）が低下してしまう。
【０００８】
端末局Ｔａの１局あたりのスループットの低下を防ぐには、無線基地局ＢＳａあたりの端末局Ｔａの収容数を制限することが考えられるが、無線基地局ＢＳａのアンテナ２ａのカバーエリアは変えられないので、そのカバーエリア内の端末局Ｔａの数を減らすことができないため、スループット（実効伝送速度）を改善できない。
【０００９】
例えば、ホットスポットと呼ばれる不特定多数の端末局が出入りして、端末局数が増減する無線基地局を有する無線通信システムでは、カバーエリアを縮小して収容する端末局数を減らすことができないので、無線基地局は、その増加してしまった端末局との間では伝送速度を低下してでも通信せざるを得なかった。
【００１０】
このような端末局の増加による伝送速度の低下を防ぐ方法として、使用中の周波数帯とは別の周波数帯を使用して、通信チャネル数を増やす方法がある。しかしながら、この方法では端末局側に複数の周波数帯に対応した無線送受信機（回路およびアンテナ）を必要とするため、端末局側が複雑、且つ、高価になる欠点がある（例えば、非特許文献１参照。）。
【００１１】
また、追加する周波数帯も限られているため、周波数帯を増やして無線通信システムを運用するのは、伝送速度の低下対策としては不十分であった。
【００１２】
更に、無線基地局ではアンテナのカバーエリアが固定された通信システムになっているため、端末局の収容数を制限して通信速度を改善させることが困難である。
【００１３】
また、アンテナを回転させてカバーエリアを移動させ、カバーエリア内の端末局（携帯電話機）の変化に対応する提案がある（例えば、特許文献１参照。）。
【００１４】
しかし、この方法は、単にアンテナを回転させてカバーエリアを変化させることによって、携帯電話機数の変動に追随するのみの対策であって、隣り合った基地局との間でトラフィックもしくは、端末局の密度の変動を基地局間で連携してカバーエリアを拡大縮小して対策するものではない。
【００１５】
【特許文献１】特開平１１−２２５１０５号公報（４ページ、第４図）
【００１６】
【非特許文献１】日経コミュニケーション  ２００２年７月１５日号、ｐ７７−ｐ７９
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の無線通信システムでは、アンテナは、ビームパターンが固定しており、無線通信できるカバーエリアの変更ができない構成であった。
【００１８】
また、無線基地局と複数の端末局との間で共通の周波数帯域を時間配分して使っており、無線基地局のカバーエリア内に端末局が増えてくると、無線基地局と複数の端末局との間の伝送可能な伝送速度には上限があるので、伝送速度を複数の端末局で配分（シェア）しているシステムでは、端末局あたりの伝送速度が不足するような事態が発生する問題があった。
【００１９】
本発明は、この問題点を解決するもので、無線基地局のアンテナカバーエリアに存在する端末局の数を限定できるよう、無線基地局のトラフィック量に応じてアンテナカバーエリアを拡大又は縮小しアンテナカバーエリアを適応的に変化させ、システム全体として端末局の数が増加した場合でも通信速度の低下を軽減することができる無線通信システムおよびその通信制御方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、複数の端末局との間で無線通信する複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局と前記端末局との間の無線通信を監視制御する制御装置とからなる無線通信システムにおいて、前記各無線基地局は、自局との間で通信する前記端末局の数と、自局と前記端末局との間の実効伝送速度とからトラフィックデータを算出する算出手段と、前記端末局に対してアンテナのビームパターンが可変可能なビーム可変アンテナとを具備し、前記制御装置は、前記複数の無線基地局から送信される前記トラフィックデータと、あらかじめ設定したトラフィック条件とを照合し、両者の差が大きい場合、トラフィックデータが小さい方の前記無線基地局の前記ビーム可変アンテナのビームパターンを拡大し、トラフィックデータが大きい方の前記無線基地局の前記ビーム可変アンテナのビームパターンを縮小するよう制御信号を出力するビーム制御手段を具備することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の無線通信システムの制御方法は、複数の端末局との間で無線通信し、前記端末局に対してアンテナのビームパターンが可変可能なビーム可変アンテナとを具備する複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局と前記端末局との間の無線通信を監視制御する制御装置とからなる無線通信システムの通信制御方法において、前記各無線基地局は、自局との間で通信する前記端末局の数と、自局と前記端末局との間の実効伝送速度とからトラフィックデータを算出し、前記制御装置は、前記複数の無線基地局から送信される前記トラフィックデータと、あらかじめ設定したトラフィック条件とを照合し、両者の差が大きい場合、トラフィックデータが小さい方の前記無線基地局の前記ビーム可変アンテナのビームパターンを拡大し、トラフィックデータが大きい方の前記無線基地局の前記ビーム可変アンテナのビームパターンを縮小することを特徴とする無線通信システムの通信制御方法。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１は、本発明を無線ＬＡＮシステムに適用した無線通信システムの構成を示すブロック図であって、無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）と、この無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）のビーム可変アンテナ１ａ、１ｂ、無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）を制御する制御装置８、無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）および制御装置８が接続されるＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）９、このＬＡＮ９の上位ネットワークＢＮ、ならびにビーム可変アンテナ１ａ、１ｂのカバーエリアＣに設置される多数の端末局Ｔ（＃１〜＃１１）から構成される。
【００２４】
無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）のビーム可変アンテナ１ａ、１ｂは、制御装置８からのビーム制御信号にしたがって、そのカバーエリアＣの範囲が可変制御される。例えば、ビーム可変アンテナ１ａは、カバーエリアＣ（＃ａ）とＣ（＃ｂ）に可変される。また、ビーム可変アンテナ１ｂは、カバーエリアＣ（＃ｃ）とＣ（＃ｄ）に可変される。カバーエリアＣ（＃ａ）およびカバーエリアＣ（＃ｃ）は、それぞれのカバーエリアが同じ範囲（広さ、もしくは同程度の直径）であり、無線基地局ＢＳ（＃１）および（＃２）のトラフィック量が同程度の場合である時のカバーエリアである。
【００２５】
これらのカバーエリアＣ（＃ａ〜＃ｄ）は、無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）が、ビーム可変アンテナ１ａ、１ｂが受け持つ端末局Ｔの収容局数等を検出した時の情報をトラフィックデータとしてＬＡＮ９を介して制御装置８に送信する。
【００２６】
制御装置８は、受信したトラフィックデータを基にしてビーム可変アンテナ１ａ、１ｂのカバーエリアを設定する。そして、その設定情報をビーム制御信号として無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）に送り返してビーム可変アンテナ１ａ、１ｂを制御することによって調整される。
【００２７】
この通信システムにおいて、ビーム可変アンテナ１ａ又は１ｂの通信範囲に配置される端末局Ｔ間（例えば、端末局１（＃１）と（＃４）、又は端末局Ｔ（＃６）と（＃１１））の通信は、それぞれ無線基地局ＢＳ（＃１）又は（＃２）がメッセージ信号を中継する。
【００２８】
また、ビーム可変アンテナ１ａの通信範囲に配置される端末局Ｔ（例えば、（＃１））とビーム可変アンテナ１ｂの通信範囲に配置される端末局Ｔ（例えば、（＃６））との間の通信は、無線基地局ＢＳ（＃１）および（＃２）がメッセージ信号を中継する。
【００２９】
また、ビーム可変アンテナ１ａの通信範囲に配置される端末局Ｔ（例えば、（＃１））と上位ネットワークＢＮに接続される装置（図示せず）との通信は、無線基地局ＢＳ（＃１）がメッセージ信号を中継する。同様に、ビーム可変アンテナ１ｂの通信範囲に配置される端末局Ｔ（例えば、（＃６））と上位ネットワークＢＮに接続される装置との通信は、無線基地局ＢＳ（＃２）がメッセージ信号を中継する。
【００３０】
そして、無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）は、それぞれどの端末局Ｔ（＃１〜＃１１）との間で通信している情報と、無線通信の伝送速度（変調速度）の情報をトラフィックデータとして制御装置８に送信している。
【００３１】
図２は、無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）の機能構成を示すブロック図で、図３は、制御装置８の機能構成を示すブロック図である。
【００３２】
以下、図２および図３を参照して、無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）と制御装置８の構成と動作を説明する。
【００３３】
図２の無線基地局ＢＳは、ビーム可変アンテナ１、アンテナビーム制御回路２、ＲＦ処理部３、通信制御部４、ＭＡＣ処理部５、通信管理テーブル６、ネットワークインタフェース７によって構成されている。
【００３４】
図２において、無線基地局ＢＳがＬＡＮ９とのブリッジ装置として端末局Ｔとの間で送受信する無線パケット信号は、ネットワークインタフェース７を介してベースバンド信号として入出力される。そして、さらにＭＡＣ処理部５において、無線パケット信号を伝送するためのＭＡＣ制御に関するデータが設定され、そのベースバンド信号は、ＲＦ処理部３で所定の周波数および変調速度に変復調され、ビーム可変アンテナ１から送信される。
【００３５】
ビーム可変アンテナ１で受信された無線パケット信号は、ＲＦ処理部３でベースバンド信号に復調され、ＭＡＣ制御に関するデータが判読される。そして通信制御部４は、その判読内容にしたがって、ＭＡＣ処理部５を介してそのベースバンド信号にＭＡＣ制御に関するデータを設定し、ネットワークインタフェース７に送力する。また、端末局Ｔに送信する場合は、再びＲＦ処理部３に送力する。
【００３６】
ビーム可変アンテナ１ａ、１ｂは、電波の放射ビームパターンがアンテナビーム制御回路２によって制御され、カバーエリアが拡大又は縮小される。このビーム可変アンテナ１には、フェーズドアレイアンテナや、パッチアンテナ、また機構的構造が変化するパラボラアンテナ等が用いられる。
【００３７】
アンテナビーム制御回路２は、ＬＡＮ９に接続された制御装置８から送信されるビーム制御信号によって動作し、そのビーム制御信号は、無線基地局ＢＳと端末局Ｔとの間のトラフィック量によって設定される。
【００３８】
無線ＬＡＮ通信では、各端末局Ｔの識別情報がＭＡＣアドレスにより設定され、無線基地局ＢＳのＭＡＣ処理部５では、ＲＦ処理部３で復調された受信信号から端末局ＴのＭＡＣアドレスが抽出される。
【００３９】
通信制御部４は、ＭＡＣ処理部５の動作を監視し、通信中の端末局ＴのＭＡＣアドレスを通信管理テーブル６に記憶させるとともに、ネットワークインタフェース７を介してその通信中の端末局ＴのＭＡＣアドレスをＬＡＮ接続された制御装置８にトラフィックデータとして送信する。
【００４０】
また、通信制御部４は、ネットワークインタフェース７を介して受信した制御装置８からのビーム制御信号からＭＡＣ処理部５によって抽出された設定された条件を通信管理テーブル６に記憶させるとともに、アンテナビーム制御回路２に送出する。
【００４１】
制御装置８からのビーム制御信号の設定条件は、トラフィック量に応じてビームの広さを制御するもので、トラフィック量は、無線基地局ＢＳが収容している端末局Ｔの数が、所定の数を超えないようにビーム可変アンテナ１ａ、１ｂのビーム放射パターンを制御してカバーエリアを拡大又は縮小する。
【００４２】
図３において、ＬＡＮ９に接続される制御装置８は、ネットワークインタフェース７８、ＭＡＣ処理部５８、通信制御部４８、および通信管理テーブル６８によって構成されている。
【００４３】
制御装置８は、ネットワークインタフェース７８を介して各無線基地局ＢＳから送信されたトラフィックデータを受信する。すると、ＭＡＣ処理部５８によって抽出されたトラフィックデータ（ＭＡＣアドレス）を通信制御部４８が受信して、通信管理テーブル６８に記憶する。そして、各無線基地局ＢＳ毎に通信している端末局Ｔの数を集計する。
【００４４】
通信管理テーブル６８は、無線基地局ＢＳ毎に端末局Ｔの収容数と、無線基地局ＢＳと端末局Ｔとの間の伝送速度（変調速度）を表にして記憶している。制御装置８は、この通信管理テーブル６８を参照しながら隣接する無線基地局ＢＳのトラフィックデータを監視し、これらの無線基地局ＢＳの間で、トラフィック量が平均化するようにビームパターンの広さを制御して、端末局Ｔの収容数が同数、または同数に近い数になるようにする。
【００４５】
図４は、本発明によるアンテナカバーエリアの構成例を示す概念図である。無線基地局ＢＳ（＃１０）と（＃１１）が隣接して設置されている場合に、無線基地局ＢＳ（＃１０）のカバーエリアＣ（＃ｘ、＃ｙ、＃ｚ）と無線基地局ＢＳ（＃１１）のカバーエリアＣ（＃ｋ、＃ｍ、＃ｎ）がトラフィック量に応じてカバー径が変化し、それぞれの無線基地局ＢＳ（＃１０）と（＃１１）のトラフィック量が同じになるよう制御されていることを示している。
【００４６】
図５は、図４に対応した無線基地局ＢＳ（＃１０）および（＃１１）の各カバーエリアＣ（＃ｘ、＃ｙ、＃ｚ、＃ｋ、＃ｍ、＃ｎ）に対するトラフィック量を収容される端末局Ｔで表した図である。例えば、カバーエリアＣ（＃ｘ）に収容される端末局Ｔは、＃７，＃８，＃９の３局であり、これに対応するカバーエリアＣ（＃ｋ）に収容される端末局Ｔは、＃１０，＃１１，＃１２の３局のように同数になっている。同様にして、カバーエリアＣ（＃ｙ）と（＃ｍ）、および（＃ｚ）と（＃ｎ）も、収容している端末局Ｔの数は、３局で同じトラフィック量であることが示されている。
【００４７】
図６は、図１の通信システムにおいて、制御装置８がトラフィック量に応じて無線基地局ＢＳ（＃１）および（＃２）の各カバーエリアＣ（＃ａ、＃ｂ）と（＃ｃ、＃ｄ）を変化させる時のトラフィック量の状態を表にした図である。
【００４８】
図７は、無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）それぞれが収容する端末局Ｔの数、ならびにそれらの端末局Ｔとの間の実効伝送速度を基準にしたトラフィック量に応じてビーム可変アンテナ１のビームを調整してカバーエリアＣを変更する動作手順を表したフローチャートである。
【００４９】
以下、図１、図６、図７を参照してビーム可変アンテナ１のビームを調整してカバーエリアＣを変更する動作を説明する。
【００５０】
図１において、無線基地局ＢＳ（＃１）と（＃２）との間でカバーエリアを補完する動作は、先ず、無線基地局ＢＳ（＃１）と（＃２）が各端末局Ｔ（＃１〜＃１１）に対して受信応答を要求する信号を送信する。そして、応答のあった端末局Ｔの数を数えて、自身のビーム可変アンテナ１ａ、１ｂが送受信するカバーエリアＣ内にどれだけ端末局Ｔが存在するかを調べる。
【００５１】
即ち、無線基地局ＢＳ（＃１）では、デフォルトで設定されたカバーエリアＣ（＃ａ）を対象としてビーム可変アンテナ１ａからポーリング信号を各端末局Ｔ（＃１〜＃４）に送信する。この要求に対し、端末局Ｔ（＃１〜＃４）から応答信号が送信されると、無線基地局ＢＳ（＃１）のＭＡＣ処理部５は端末局Ｔ（＃１〜＃４）からの応答信号に含まれるＭＡＣアドレスを抽出する（図７のステップｓ１）。
【００５２】
次に、無線基地局ＢＳ（＃１）の通信制御部４は、通信管理テーブル６に抽出した端末局Ｔ（＃１〜＃４）のＭＡＣアドレスを記憶すると共に、端末局Ｔ（＃１〜＃４）の数を集計する（図７のステップｓ２）。
【００５３】
また、ＭＡＣ処理部５は上記のＭＡＣアドレスの判読とともに、ＲＦ処理部３で復調されたベースバンド信号を監視して、無線基地局ＢＳ（＃１）と端末局Ｔ（＃１〜＃４）との間の伝送速度を判読する。ここで得られた伝送速度（ここでは４８Ｍｂｐｓとする。）は、トラフィックデータの一部として通信管理テーブル６に記録される。
【００５４】
次に、通信制御部４は、端末局Ｔ（＃１〜＃４）のＭＡＣアドレスと伝送速度を通信管理テーブル６から読出し、トラフィックデータとしてＭＡＣ処理部５、ネットワークインタフェース７、ＬＡＮ９を介して制御装置８に送信する。
【００５５】
また、同様に、無線基地局ＢＳ（＃２）でも、デフォルトで設定されたカバーエリアＣ（＃ｃ）を対象としてビーム可変アンテナ１ｂからポーリング信号を各端末局Ｔ（＃５〜＃１１）に送信する。そして、その応答信号によって求めた端末局Ｔ（＃５〜＃１１）のＭＡＣアドレスおよび伝送速度（同じく４８Ｍｂｐｓとする。）を無線基地局ＢＳ（＃２）の通信管理テーブル６に記憶すると共に、端末局Ｔの数を集計し、伝送速度と一緒にトラフィックデータとして制御装置８に送信する。
【００５６】
制御装置８では、ネットワークインタフェース７８を介して各無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）からのトラフィックデータを受信すると、ＭＡＣ処理部５８がそのトラフィックデータを抽出し、それを受けて通信制御部４８は、各無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）毎に収容する端末局ＴのＭＡＣアドレスデータを通信管理テーブル６８に記憶する。
【００５７】
図６のカバーエリア（＃ａ）と（＃ｃ）は、この時の通信管理デーブル６８の内容を示した図である。なお、トラフィックデータに含まれる無線基地局ＢＳ（＃１、＃２）と端末局Ｔとの間の伝送速度は、この図には表記していないが、同様に通信管理テーブル６８に記憶されている。
【００５８】
そこで、制御装置８の通信制御部４８は、通信管理テーブル６８から各無線基地局ＢＳ（＃１，＃２）が収容している端末局Ｔの数、および端末局Ｔとの間の伝送速度を読出し、端末局Ｔとの実効伝送速度を算出する（図７のステップｓ３）。
【００５９】
無線基地局ＢＳ（＃１）では、端末局Ｔ（＃１〜＃４）との間の伝送速度は４８Ｍｂｐｓであり、収容する端末局Ｔの数は４であるので、その実効伝送速度は、４８÷４＝１２（Ｍｂｐｓ）となる。一方、無線基地局ＢＳ（＃２）の実効伝送速度は、４８÷７＝６．８（Ｍｂｐｓ）となる。
【００６０】
通信制御部４８は、この求めた実効伝送速度を通信管理テーブル６８に格納する（図７のステップｓ４）。
【００６１】
続いて、通信制御部４８は、通信管理テーブル６８から無線基地局ＢＳ（＃１）の端末局Ｔの数を読み出し、基準値「７」以下か否かを調べる。すると、ビーム可変アンテナ１ａのカバーエリアＣ（＃ａ）の端末局の数が「４」（デフォルト値）であり、基準値「７」以下であるためカバーエリアＣ（＃ａ）を変える必要はないと判断して、次に、無線基地局ＢＳ（＃２）について同様に判断する（図７のステップｓ５がＮＯ）。
【００６２】
次に、通信制御部４８は、無線基地局ＢＳ（＃２）の端末局Ｔの数は「７」であるので（図７のステップｓ５がＹＥＳ）、実効伝送速度を更に調べる。
【００６３】
通信制御部４８は、通信管理テーブル６８から無線基地局ＢＳ（＃２）の実効伝送速度「６．８Ｍｂｐｓ」を読み出し、実効伝送速度の基準値「７Ｍｂｐｓ」以下（図７のステップｓ６がＹＥＳ）と判断する。そこで、通信制御部４８は、無線基地局ＢＳ（＃１）のビーム可変アンテナ１ａのビームパターンを広げ、端末局Ｔの数を増加することができるか否かの判断する。
【００６４】
通信制御部４８は、通信管理テーブル６８から無線基地局ＢＳ（＃１）の実効伝送速度「１２Ｍｂｐｓ」を読み出し、基準値「７Ｍｂｐｓ」以上と判断する（図８のステップｓ８がＹＥＳ）。その結果、無線基地局ＢＳ（＃１）の端末局Ｔの数を増加できると判断する。そして、無線基地局ＢＳ（＃１）が無線基地局ＢＳ（＃２）の端末局Ｔのうち少なくとも１局を収容できることがわかり、無線基地局ＢＳ（＃１）と（＃２）のビーム可変アンテナ１ａ、１ｂのカバーエリアを拡大又は縮小するためのビームパターンを変更する（図７のステップ９）。
【００６５】
以下は、ステップ９におけるビームパターン制御の詳細説明である。
【００６６】
制御装置８の通信制御部４８は、ネットワークインタフェース７８を介して無線基地局ＢＳ（＃１）のビーム可変アンテナ１ａに対してビーム拡大の制御信号を、また、無線基地局ＢＳ（＃２）のビーム可変アンテナ１ｂに対してビーム縮小の制御信号を送信する。
【００６７】
無線基地局ＢＳ（＃１）では、ネットワークインタフェース７を介して制御装置８からカバーエリアを拡大するビーム制御信号を受信すると、ＭＡＣ処理部５を監視していた通信制御部４は、通信管理テーブル６を参照してカバーエリアＣ（＃ｂ）とするパラメータをアンテナビーム制御回路２に設定して、前述のポーリング信号による動作と同様にして、カバーエリアＣ（＃ｂ）で再度ポーリング信号を端末局Ｔ（＃１〜＃５）に対して送信する。
【００６８】
そして、無線基地局８の通信制御部４は、端末局Ｔ（＃１〜＃５）からの応答信号を受信すると端末局Ｔ（＃１〜＃５）のＭＡＣアドレスを判読して、収容している端末局Ｔ（＃１〜＃５）が５局になったことを検出する。そして、その端末局Ｔ（＃１〜＃５）のＭＡＣアドレスを通信管理テーブル６に記憶すると共に同様に実効伝送速度（４８÷５＝９．６Ｍｂｐｓ）を求め、カバーエリアＣ（＃ｂ）でのトラフィックデータを作成して、制御装置８に送信する。
【００６９】
一方、無線基地局ＢＳ（＃２）は、上述した無線基地局ＢＳ（＃１）と同様の手順でカバーエリアＣ（＃ｄ）に設定したときのトラフィックデータ、即ち、収容している端末局Ｔ（＃６〜＃１１）の６局のＭＡＣアドレスと、実効伝送速度（４８÷６＝８．０Ｍｂｐｓ）を通信管理テーブル６に記憶すると共に、そのトラフィックデータを制御装置８に送信する。
【００７０】
そして、制御装置８は、この手順を繰り返し、図７のステップｓ５〜ｓ８のいずれかのステップで、Ｎｏの判断が得られると、その時点で、当該無線基地局ＢＳについてのビームパターンの設定を行って、再び無線基地局ＢＳからのトラフィックデータを監視する状態に復帰し、それ以降は、定常的に端末局Ｔとの間でメッセージを搭載したパケット信号の無線ＬＡＮ通信が開始される。
【００７１】
以上のビームパターン制御は、ビームの広がりを少しずつ変化させることによりきめ細かなカバーエリアの範囲を設定しているが、フェーズドアレイアンテナのように連続的なビームパターンの電子制御が可能でない、例えば、パッチアンテナや機械的構造を切り替えるように段階的にビームパターンが設定されるビーム可変アンテナでは、ビーム制御手順を簡略化すればよい。
【００７２】
例えば、２段階しかアンテナビームが調整できないビーム可変アンテナでは、その２つのビームパターンでトラフィックデータとして無線基地局ＢＳの収容する端末局Ｔと実効伝送速度をそれぞれ求め、隣り合った無線基地局ＢＳ間で収容される端末局Ｔの数の差が小さい方の組のビームパターンを選択して設定すればよい。
【００７３】
また、ビームパターンが連続的に制御できるアンテナでも、あらかじめビームパターンをいくつか設定しておき、その中から無線基地局ＢＳ間での収容端末局数の差が少ないビームパターンを選択する方法でもよい。そして、カバーエリアの広さを変更する際のトラフィック量の基準として実効伝送速度を用いてもよい。
【００７４】
更に、以上の説明では、無線基地局ＢＳで行う端末局Ｔの数の検出は、ＭＡＣアドレスを判読する手段によって行ったが、そのほか、端末局が識別できる方法であれば、例えば、パケット中の端末局Ｔと関連するＩＰアドレスによって検出しても良い。
【００７５】
また、以上の説明では、無線通信システムに制御装置８を独立して設置しているが、無線基地局ＢＳの１つ（例えば、＃１）が、制御装置８を兼ねるものであってもよい。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態を、無線ＬＡＮシステムの無線基地局を例に説明したが、本発明を携帯電話基地局、移動通信基地局等の無線通信システムに適用してもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、無線基地局のトラフィック量に応じて、アンテナカバーエリアを拡大・縮小し、アンテナカバーエリアを適応的に変化させ、端末局が増加した場合でも通信速度の低下を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線通信システムの構成を示したブロック図。
【図２】本発明の無線基地局の構成要素を示すブロック図。
【図３】本発明の制御装置の構成要素を示すブロック図。
【図４】本発明によるアンテナカバーエリアの構成例を示す概念図。
【図５】図４のカバーエリアを設定している通信管理テーブルの図。
【図６】アンテナビームパタンの制御に参照する通信管理テーブルの図。
【図７】本発明の制御装置によるアンテナビーム制御動作の手順を示すフローチャート。
【図８】従来の無線通信システムの構成を示したブロック図。
【図９】従来の無線基地局の構成要素を示すブロック図。
【符号の説明】
１  ビーム可変アンテナ
２  アンテナビーム制御回路
２ａ  アンテナ
３、３ａ  ＲＦ処理回路
４、４８、４ａ  通信制御部
５、５８、５ａ  ＭＡＣ処理部
６、６８  通信管理テーブル
７、７８、７ａ  ネットワークインタフェース
８  制御装置
９  ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）
ＢＳ  無線基地局
ＢＮ  上位ネットワーク
Ｔ、Ｔａ  端末局
Ｃ  アンテナカバーエリア
【図１】
2004253849.tif 000003
【図２】
2004253849.tif 000004
【図３】
2004253849.tif 000005
【図４】
2004253849.tif 000006
【図５】
2004253849.tif 000007
【図６】
2004253849.tif 000008
【図７】
2004253849.tif 000009
【図８】
2004253849.tif 000010
【図９】
2004253849.tif 000011