(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線部と、前記複数の無線部を制御する制御部とを有する無線基地局と、前記無線基地局の無線部と無線通信を行う無線端末とを具備する無線通信システムであって、
前記無線端末は、
前記無線部からの電波の受信電力レベルを測定する測定手段と、
前記受信電力レベルの基準レベルを設定する基準レベル設定手段と、
前記測定手段が測定する前記受信電力レベルが、前記基準レベル設定手段が設定する前記基準レベルを上回った時又は下回った時に前記無線部に前記受信電力レベルを通知する第１の通知手段と
を備え、
前記無線基地局の各々の無線部は、
前記無線端末から通知される前記無線部からの電波の受信電力レベルを前記制御部に通知する第２の通知手段と、
前記制御部の判定に基づいて前記電波の指向特性を制御することで他の無線部と連携して前記無線端末との間で無線による連携通信を行う連携通信手段と
を備え、
前記無線基地局の制御部は、
前記第２の通知手段が通知する前記受信電力レベルを記憶する記憶手段と、
前記連携通信の実施対象とする前記受信電力レベルの範囲を設定する受信電力レベル範囲設定手段と、
前記記憶手段が記憶する前記各々の無線部の受信電力レベルと、前記受信電力レベル範囲設定手段が設定する範囲とに基づいて、前記無線端末に対する前記連携通信を実施するか否かを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記基準レベル設定手段は、複数の段階に分けて前記基準レベルを設定す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】
前記受信電力レベル範囲設定手段は、前記無線部の出力電力に応じて前記受信電力レベル範囲を設定す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】
無線端末との間で無線通信を行う複数の無線部と、前記複数の無線部を制御する制御部とを具備する無線基地局であって、
前記無線基地局の各々の無線部は、
前記無線端末から通知される前記無線部からの電波の受信電力レベルを前記制御部に通知する通知手段と、
前記制御部の判定に基づいて前記電波の指向特性を制御することで他の無線部と連携して前記無線端末との間で無線による連携通信を行う連携通信手段と
を備え、
前記無線基地局の制御部は、
前記通知手段が通知する前記受信電力レベルを記憶する記憶手段と、
前記連携通信の実施対象とする前記受信電力レベルの範囲を設定する受信電力レベル範囲設定手段と、
前記記憶手段が記憶する前記各々の無線部の受信電力レベルと、前記受信電力レベル範囲設定手段が設定する範囲とに基づいて、前記無線端末に対する前記連携通信を実施するか否かを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする無線基地局。
【請求項５】
前記受信電力レベル範囲設定手段は、前記無線部の出力電力に応じて前記受信電力レベル範囲を設定することを特徴とする請求項４記載の無線基地局。
【請求項６】
無線端末との間で無線通信を行う複数の無線部と、前記複数の無線部を制御する制御部とを具備する無線基地局であって、前記無線基地局の各々の無線部は、前記無線端末から通知される前記無線部からの電波の受信電力レベルを前記制御部に通知し、前記制御部の判定に基づいて前記電波の指向特性を制御することで他の無線部と連携して前記無線端末との間で無線による連携通信を行い、前記無線基地局の制御部は、前記無線部から通知される前記受信電力レベルを記憶し、前記連携通信の実施対象とする前記受信電力レベルの範囲を設定し、前記記憶された前記各々の無線部の受信電力レベルと、前記設定された範囲とに基づいて、前記無線端末に対する前記連携通信を実施するか否かを判定する無線基地局に接続される無線端末であって、
前記無線部からの電波の受信電力レベルを測定する測定手段と、
前記受信電力レベルの基準レベルを設定する基準レベル設定手段と、
前記測定手段が測定する前記受信電力レベルが、前記基準レベル設定手段が設定する前記基準レベルを上回った時又は下回った時に前記無線部に前記受信電力レベルを通知する通知手段と
を備えることを特徴とする無線端末。
【請求項７】
前記基準レベル設定手段は、複数の段階に分けて前記基準レベルを設定することを特徴とする請求項６記載の無線端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線通信システム、無線基地局及び無線端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線通信システムは、無線部と制御部が一体となった基地局が一般的であるが、近年、複数の無線部を１つの制御部が収容するという分離型基地局が提案されている。この構成において、ハンドオーバー、マクロダイバーシティなど様々なサービス品質向上を可能とする。その中でも、連携ＡＡＳ（Adaptive Antenna System）という技術は、複数無線部を利用して、複数の無線部の間に位置する１つの無線端末の通信の品質を向上することができる。
【０００３】
しかしながら、どの無線端末に対して連携ＡＡＳを行うかは１つの重要な課題である。例えば、電波の状況が向上できない無線端末に対しても連携ＡＡＳを実施すると、制御部の配下の無線端末だけの処理能力、メモリなどのリソースを無駄使いし、逆に、サービス品質が悪化の原因になるおそれがある。したがって、有効に連携ＡＡＳを実施するために、適切な端末決定方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７１４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
連携ＡＡＳを実施可能とする無線端末を決定する一つの解決手段として、無線端末のＧＰＳ（Global Positioning System）機能などの位置情報とその位置の受信電力（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）を使用して、正確な位置情報と電波状況のマップを予め作成し、その後、実際の無線端末の位置情報を判断することで、無線端末決定を行う方法が考えられる。
【０００６】
しがしながら、全ての無線端末にはＧＰＳ機能などが搭載されていると限らない。ＧＰＳ機能が必須となると、ＧＰＳ機能が搭載されていない無線端末に対して連携ＡＡＳを実施することができない。また、頻繁に位置情報を取得すると処理の負荷が高くなり、電池容量の急低下のおそれがある。一方、位置情報を十分に取得することができない場合、タイムリーな連携ＡＡＳを実施することが困難である。
【０００７】
本実施形態の目的は、有効に連携ＡＡＳを実施することができる無線通信システム、無線基地局及び無線端末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係る無線通信システムは、無線端末と、前記無線端末との間で無線通信を行う複数の無線部と、前記無線部を制御する制御部とを具備する無線通信システムであって、前記無線端末は、前記無線部からの電波の受信電力レベルを測定する測定手段と、前記受信電力レベルを通知するための基準レベルを設定する設定手段と、前記測定手段により測定された前記受信電力レベルが前記基準レベルを上回った時又は下回った時に前記無線部に通知する通知手段とを備え、前記無線部は、前記無線端末から通知される前記無線部からの電波の受信電力レベルを前記制御部に通知する通知手段と、前記制御部からの制御に従って他の無線部と連携して前記無線端末との間で無線による連携通信を行う連携通信手段とを備え、前記制御部は、前記無線部から通知される前記受信電力レベルを収集する収集手段と、前記連携通信の実施対象とする前記受信電力レベルの範囲を設定する設定手段と、前記収集手段により収集された前記無線部の受信電力レベルと、前記設定手段により設定された範囲とに基づいて、前記無線端末に対する前記連携通信を実施するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記連携通信を実施すると判定された場合に、前記無線端末に対して前記連携通信を実施させ、それ以外の場合には前記連携通信を実施させないように制御する制御手段とを備える。
【０００９】
本実施形態に係る無線基地局は、無線端末との間で無線通信を行う複数の無線部と、前記無線部を制御する制御部とを具備する無線基地局であって、前記無線部は、前記無線端末から通知される前記無線部からの電波の受信電力レベルを前記制御部に通知する通知手段と、前記制御部からの制御に従って他の無線部と連携して前記無線端末との間で無線による連携通信を行う連携通信手段とを備え、前記制御部は、前記無線部から通知される前記受信電力レベルを収集する収集手段と、前記連携通信の実施対象とする前記受信電力レベルの範囲を設定する設定手段と、前記収集手段により収集された前記無線部の受信電力レベルと、前記設定手段により設定された範囲とに基づいて、前記無線端末に対する前記連携通信を実施するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記連携通信を実施すると判定された場合に、前記無線端末に対して前記連携通信を実施させ、それ以外の場合には前記連携通信を実施させないように制御する制御手段とを備える。
【００１０】
本実施形態に係る無線端末は、無線端末との間で無線通信を行う複数の無線部と、前記無線部を制御する制御部とを具備する無線基地局であって、前記無線部は、前記無線端末から通知される前記無線部からの電波の受信電力レベルを前記制御部に通知し、前記制御部からの制御に従って他の無線部と連携して前記無線端末との間で無線による連携通信を行い、前記制御部は、前記無線部から通知される前記受信電力レベルを収集し、前記連携通信の実施対象とする前記受信電力レベルの範囲を設定し、前記収集された前記無線部の受信電力レベルと、前記設定された範囲とに基づいて、前記無線端末に対する前記連携通信を実施するか否かを判定し、前記連携通信を実施すると判定された場合に、前記無線端末に対して前記連携通信を実施させ、それ以外の場合には前記連携通信を実施させないように制御する制御手段とを備える無線基地局に収容される無線端末であって、前記無線部からの電波の受信電力レベルを測定する測定手段と、前記受信電力レベルを通知するための基準レベルを設定する設定手段と、前記測定手段により測定された前記受信電力レベルが前記基準レベルを上回った時又は下回った時に前記無線部に通知する通知手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る無線通信システムを示す概略図。
【図２】図１の無線通信システムの構成を示すブロック図。
【図３】無線端末の移動により電波状況が変化する様子を示す図。
【図４】図３の場合におけるこの無線通信システムの動作を示すシーケンス図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る無線通信システム、無線基地局及び無線端末を説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る無線通信システムを示す概略図である。
【００１４】
この無線通信システムは、制御部Ｇ１と複数の無線部Ｒ１〜Ｒ３とを備える分離型の無線基地局と、無線端末ＭＳ１とを備える。制御部Ｇ１は、アクセスネットワークＮＷに接続され、複数の無線部Ｒ１〜Ｒ３を管理する。無線端末ＭＳ１は、無線基地局の２つ以上の無線部の間に位置する場合、連携ＡＡＳ（Adaptive Antenna Systems）という技術を用いて複数の無線部との通信を実施することで、通信品質を向上することができる。
【００１５】
図２は、図１の構成における無線端末及び無線基地局のブロック図である。
【００１６】
無線端末ＭＳ１は、受信電力測定部３１、受信電力通知部３２、受信電力通知レベル設定部３３、及び連携ＡＡＳ機能処理部３４を備える。受信電力測定部３１は、各無線部Ｒ１〜Ｒ３からの電波の受信電力レベル（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）をそれぞれ測定している。受信電力通知部３２は、受信電力測定部３１で測定された受信電力レベルが、予め設定された基準レベルを上回った時又は下回った時に、各無線部Ｒ１〜Ｒ３へ通知する。受信電力通知レベル設定部３３は、上述した基準レベルの設定を行う。基準レベルは、例えば、受信電力（ＲＳＳＩ）レベルが、高レベル（ＲＳＳＩｍａｘ）、中レベルｘ（ＲＳＳＩｘ）、中レベルｙ（ＲＳＳＩｙ）、中レベルｚ（ＲＳＳＩｚ）、…、低レベル（ＲＳＳＩｍｉｎ）というような複数の段階に分けて定義することができる。この基準レベルの設定は、出荷時より予め無線端末ＭＳ１に設定されるものであっても、この無線通信システムで用いる際に初期設定されるものであってもよい。すなわち、この基準レベルの設定タイミングは特に限定されるものではなく、連携ＡＡＳ実施前に無線端末ＭＳ１に基準レベルが記憶されていればよい。連携ＡＡＳ機能処理部３４は、連携ＡＡＳ実施時に複数の無線部との通信を行う。
【００１７】
無線部Ｒ１〜Ｒ３は、受信電力通知部２１と連携ＡＡＳ機能処理部２２とを備える。受信電力通知部２１は、無線端末ＭＳ１から受信した受信電力（ＲＳＳＩ）通知を制御部Ｇ１へ通知する。また、連携ＡＡＳ機能処理部は、制御部Ｇ１からの指示により、無線端末ＭＳ１に対して連携ＡＡＳによる通信を実施する。
【００１８】
制御部Ｇ１は、受信電力収集部１１、連携ＡＡＳ実施対象レベル設定部１２、連携ＡＡＳ実施判定部１３、及び連携ＡＡＳ機能処理部を備える。受信電力収集部１１は、各無線部Ｒ１〜Ｒ３からの各端末ＭＳ１の受信電力（ＲＳＳＩ）情報を収集して記憶する。連携ＡＡＳ実施対象レベル設定部１２は、無線基地局の無線部Ｒ１〜Ｒ３の環境により、ハンドオーバーや連携ＡＡＳなどを実施する受信電力（ＲＳＳＩ）の範囲を設定可能とする。なお、この範囲は、各無線部の出力電力に応じて無線部毎に設定するようにしても良い。
【００１９】
連携ＡＡＳ実施判定部１３は、受信電力収集部１１により収集された受信電力（ＲＳＳＩ）の情報と、連携ＡＡＳ実施対象レベル設定部１２により設定された範囲とに基づいて、無線端末ＭＳ１に対して連携ＡＡＳによる通信を実施するか否かを判定する。連携ＡＡＳ機能処理部１４は、連携ＡＡＳ実施判定部１３により実施可能と判定された場合は、無線端末ＭＳ１に対して複数無線部を用いた連携ＡＡＳによる通信を実施させ、それ以外の場合には連携ＡＡＳによる通信を実施させないように制御する。
【００２０】
次に、このように構成された無線通信システムの動作について説明する。
【００２１】
図３では、無線端末ＭＳ１が２つの無線部Ｒ２と無線部Ｒ３との間を移動し、電波状況が変化する様子を示している。図４は、図３の場合におけるこの無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。  
ここでは、制御部Ｇ１の連携ＡＡＳ実施対象レベル設定部１２には、連携ＡＡＳ実施最小受信電力レベル（ＲＳＳＩｍｉｎ（ＡＡＳ））と連携ＡＡＳ実施最大受信電力レベル（ＲＳＳＩｍａｘ（ＡＡＳ））が、両方「中」と設定されているものとする。
【００２２】
（１）無線端末ＭＳ１が図３中３０１の位置で立ち上がった場合  
無線端末ＭＳ１が３０１で電源が入った時に、無線部Ｒ２へ「ＲＳＳＩレベル通知（高）」を通知し、無線部Ｒ３へ「ＲＳＳＩレベル通知（低）」を通知する。この状態では、制御部Ｇ１の受信電力収集部１１が保持する無線端末ＭＳ１の受信電力（ＲＳＳＩ）は、“２０１なし，２０２高，２０３低”であり、制御部Ｇ１の連携ＡＡＳ実施対象レベル設定部１２のＲＳＳＩｍｉｎ（ＡＡＳ）とＲＳＳＩｍａｘ（ＡＡＳ）の範囲内ではないため、制御部Ｇ１の連携ＡＡＳ実施判定部１３は、連携ＡＡＳによる通信を実施しないものと判定する。この場合は無線部Ｒ２のみと通信を行うことで、通信の品質が十分である。
【００２３】
（２）無線端末ＭＳ１が図３中３０２の位置に移動した場合  
無線端末ＭＳ１が３０２に位置した時に、無線部Ｒ３へ「ＲＳＳＩレベル通知（中）」を通知する。この状態では、基地局の制御部Ｇ１の受信電力収集部１１が保持する無線端末ＭＳ１の受信電力（ＲＳＳＩ）は、“２０１なし，２０２高，２０３中”であり、３０１に位置した場合と同様に、制御部Ｇ１の連携ＡＡＳ実施判定部１３は、連携ＡＡＳによる通信を実施しないものと判定する。この場合も受信電力が十分高い無線部Ｒ２のみと通信を行うことで、通信の品質が十分である。
【００２４】
（３）無線端末ＭＳ１が図３中３０３の位置に移動した場合  
無線端末ＭＳ１が３０３に位置した時に、無線部Ｒ２へ「ＲＳＳＩレベル通知（中）」を通知する。この状態では、制御部Ｇ１の受信電力収集部１１が保持する無線端末ＭＳ１の受信電力（ＲＳＳＩ）は、“２０１なし，２０２中，２０３中”となり、制御部Ｇ１の連携ＡＡＳ実施対象レベル設定部１２のＲＳＳＩｍｉｎ（ＡＡＳ）とＲＳＳＩｍａｘ（ＡＡＳ）の範囲内であるため、制御部Ｇ１の連携ＡＡＳ実施判定部１３は、連携ＡＡＳを実施するものと判定する。その結果、無線部Ｒ２，Ｒ３から離れた位置でも、適切な端末決定による連携ＡＡＳを実施することで品質の良い通信を行うことができる。
【００２５】
（４）無線端末ＭＳ１が図３中３０４の位置に移動した場合  
無線端末ＭＳ１が３０４に位置した時に、無線部Ｒ２へ「ＲＳＳＩレベル通知（低）」を通知する。この状態では、基地局の制御部Ｇ１の受信電力収集部１１が保持する無線端末ＭＳ１の受信電力（ＲＳＳＩ）は、“２０１なし，２０２低，２０３中”となり、制御部Ｇ１の連携ＡＡＳ実施対象レベル設定部１２のＲＳＳＩｍｉｎ（ＡＡＳ）とＲＳＳＩｍａｘ（ＡＡＳ）の範囲内ではないため、制御部Ｇ１の連携ＡＡＳ実施判定部１３は、連携ＡＡＳを実施しないものとなる。連携ＡＡＳ機能処理部１４は、実施中の連携ＡＡＳによる通信を中止するように制御する。これは、受信電力（ＲＳＳＩ）がＲＳＳＩｍｉｎ（ＡＡＳ）以下に悪化すると連携ＡＡＳの効果が得られなくなり、処理能力やリソースの無駄使いになるおそれがあるためである。
【００２６】
以上述べたように、上記実施形態は、連携ＡＡＳ実施可能な無線端末を決定するために、ＧＰＳ機能等により取得される緯度・経度情報による無線端末の正確な位置情報を必要とすることなく、無線端末の必要最低限機能である受信電力（ＲＳＳＩ）を用いて実現する。さらに、無線端末は、定期的ではなく、受信電力（ＲＳＳＩ）が大きく変動した場合にのみ無線部へ通知することで、無駄な通信の発生を抑制し、処理の負荷を低減することができる。
【００２７】
したがって、処理能力や無線端末のＧＰＳ機能などの要求が緩和される。また、リアルタイムで、各無線端末の実際の電波状況により端末決定することで、確実性、柔軟性があり、有効に連携ＡＡＳを実施することが可能となる。
【００２８】
なお、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２９】
Ｇ１…制御部、Ｒ１〜Ｒ３…無線部、ＭＳ１…無線端末、ＮＷ…アクセスネットワーク、１１…受信電力測定部、１２…連携ＡＡＳ実施対象レベル設定部、１３…連携ＡＡＳ実施判定部、１４…連携ＡＡＳ機能処理部、２１…受信電力通知部、２２…連携ＡＡＳ機能処理部、３１…受信電力測定部、３２…受信電力通知部、３３…受信電力通知レベル設定部、３４…連携ＡＡＳ機能処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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