(57)【要約】【課題】  無線通信システムにおいて、通信端末に機能を追加する必要なく、かつ、極端にネットワーク負荷が高い場合であっても、効率的に輻輳を改善して通信端末からのアクセスを受け付ける。【解決手段】  基地局１と、基地局１の通信エリア３に属する複数の通信端末２とからなる無線通信システムにおいて、通信端末２は、基地局１へ無線によりランダムにフレームを送信する。基地局１は、アンテナにより通信端末２から送信されるランダムアクセスのフレームを受信し、受信したランダムアクセスのフレームから輻輳状態を検出する。基地局１は、輻輳の発生を検出した場合、通信エリア３内においてランダムアクセスのフレームを受信可能なエリアを輻輳状態に応じて限定し、この限定したエリアを時間により変動させる。【選択図】      図１
2007036442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と、該基地局の通信エリアに属する複数の通信端末とからなる無線通信システムにおいて、
前記通信端末は、
前記基地局へ無線によりランダムにフレームを送信する無線通信手段を備え、
前記基地局は、
前記通信端末から送信される無線通信のフレームを受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信したランダムアクセスのフレームから輻輳状態を検出する輻輳検出処理部と、
前記輻輳検出処理部により検出された輻輳状態に応じてランダムアクセスのフレームを受信可能な通信エリアを限定し、この限定する通信エリアを時間により変動させる受信エリア制御処理部とを備える、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記輻輳検出処理部は、前記アンテナにおいて通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調できない場合、または、前記アンテナにおいて通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調した結果のビット誤りが一定以上である場合を送信フレームの衝突とみなし、単位時間における送信フレームの衝突回数が該単位時間における最大受信可能フレーム数に占める割合により輻輳状態を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
基地局と、該基地局の通信エリアに属する複数の通信端末とからなる無線通信システムの前記基地局であって、
前記通信端末から送信される無線通信のフレームを受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信したランダムアクセスのフレームから輻輳状態を検出する輻輳検出処理部と、
前記輻輳検出処理部により検出された輻輳状態に応じてランダムアクセスのフレームを受信可能な通信エリアを限定し、この限定する通信エリアを時間により変動させる受信エリア制御処理部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項４】
前記輻輳検出処理部は、前記アンテナにおいて通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調できない場合、または、前記アンテナにおいて通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調した結果のビット誤りが一定以上である場合を送信フレームの衝突とみなし、単位時間における送信フレームの衝突回数が該単位時間における最大受信可能フレーム数に占める割合により輻輳状態を検出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の基地局。
【請求項５】
基地局と、該基地局の通信エリアに属する複数の通信端末とからなる無線通信システムに用いられる無線通信制御方法であって、
前記通信端末が、
前記基地局へ無線によりランダムにフレームを送信し、
前記基地局が、
アンテナにより前記通信端末から送信されるランダムアクセスのフレームを受信し、
受信したランダムアクセスのフレームから輻輳状態を検出し、
検出された輻輳状態に応じてランダムアクセスのフレームを受信可能な通信エリアを限定し、この限定する通信エリアを時間により変動させる、
ことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項６】
前記基地局は、前記アンテナにおいて通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調できない場合、または、前記アンテナにおいて通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調した結果のビット誤りが一定以上である場合を送信フレームの衝突とみなし、単位時間における送信フレームの衝突回数が該単位時間における最大受信可能フレーム数に占める割合により輻輳状態を検出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信制御方法。
【請求項７】
基地局と、該基地局の通信エリアに属する複数の通信端末とからなる無線通信システムの前記基地局上で実行される無線通信制御プログラムであって、
アンテナにより受信したランダムアクセスのフレームから輻輳状態を検出するステップと、
検出された輻輳状態に応じてランダムアクセスのフレームを受信可能な通信エリアを限定し、この限定する通信エリアを時間により変動させるステップと、
の各処理をコンピュータに実行させることを特徴とする無線通信制御プログラム。
【請求項８】
基地局と、該基地局の通信エリアに属する複数の通信端末とからなる無線通信システムの前記基地局上で実行される無線通信制御プログラムを記緑したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
アンテナにより受信したランダムアクセスのフレームから輻輳状態を検出するステップと、
検出された輻輳状態に応じてランダムアクセスのフレームを受信可能な通信エリアを限定し、この限定する通信エリアを時間により変動させるステップと、
の各処理をコンピュータに実行させる無線通信制御プログラムを記録することを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、基地局、無線通信制御方法、無線通信制御プログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線アクセスシステムにおいて、ネットワークの負荷、すなわち、輻輳状態に応じて、ランダムアクセスにおける再送待機時間や割り当てスロット数を変動させ、通信トラフィックの量を制御する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２４４９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述する従来技術においては、再送待機時間や割り当てスロット数の変動を指示するための制御情報を基地局から加入者局（通信端末）へ通知する必要があった。しかし、これには、無線通信のスロットを使用しなければならないため、限られたスロット数を有効に活用できないという問題があった。また、非常に多くの加入者局がアクセスを試みるような極端にネットワーク負荷が高い場合には、制御情報の通知によりかえってネットワークの負荷が増大してしまい、輻輳が改善されない可能性があった。さらに、全ての加入者局に、基地局から指示された再送待機時間や割り当てスロット数の変動に従ってランダムアクセスを行うための機能を追加しなければならなかった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、無線通信システムにおいて、通信端末に機能を追加する必要なく、かつ、極端にネットワーク負荷が高い場合であっても、効率的に輻輳を改善して通信端末からのアクセスを受け付けることができる無線通信システム、基地局、無線通信制御方法、無線通信制御プログラム及び記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、基地局と、該基地局の通信エリアに属する複数の通信端末とからなる無線通信システムにおいて、前記通信端末は、前記基地局へ無線によりランダムにフレームを送信する無線通信手段を備え、前記基地局は、前記通信端末から送信される無線通信のフレームを受信するアンテナと、前記アンテナにより受信したランダムアクセスのフレームから輻輳状態を検出する輻輳検出処理部と、前記輻輳検出処理部により検出された輻輳状態に応じてランダムアクセスのフレームを受信可能な通信エリアを限定し、この限定する通信エリアを時間により変動させる受信エリア制御処理部とを備える、ことを特徴とする無線通信システムである。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線通信システムであって、前記輻輳検出処理部は、前記アンテナにおいて通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調できない場合、または、前記アンテナにおいて通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調した結果のビット誤りが一定以上である場合を送信フレームの衝突とみなし、単位時間における送信フレームの衝突回数が該単位時間における最大受信可能フレーム数に占める割合により輻輳状態を検出する、ことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、基地局と、該基地局の通信エリアに属する複数の通信端末とからなる無線通信システムの前記基地局であって、前記通信端末から送信される無線通信のフレームを受信するアンテナと、前記アンテナにより受信したランダムアクセスのフレームから輻輳状態を検出する輻輳検出処理部と、前記輻輳検出処理部により検出された輻輳状態に応じてランダムアクセスのフレームを受信可能な通信エリアを限定し、この限定する通信エリアを時間により変動させる受信エリア制御処理部と、を備えることを特徴とする基地局である。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基地局であって、前記輻輳検出処理部は、前記アンテナにおいて通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調できない場合、または、前記アンテナにおいて通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調した結果のビット誤りが一定以上である場合を送信フレームの衝突とみなし、単位時間における送信フレームの衝突回数が該単位時間における最大受信可能フレーム数に占める割合により輻輳状態を検出する、ことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明は、基地局と、該基地局の通信エリアに属する複数の通信端末とからなる無線通信システムに用いられる無線通信制御方法であって、前記通信端末が、前記基地局へ無線によりランダムにフレームを送信し、前記基地局が、アンテナにより前記通信端末から送信されるランダムアクセスのフレームを受信し、受信したランダムアクセスのフレームから輻輳状態を検出し、検出された輻輳状態に応じてランダムアクセスのフレームを受信可能な通信エリアを限定し、この限定する通信エリアを時間により変動させる、ことを特徴とする無線通信制御方法である。
【００１０】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の無線通信制御方法であって、前記アンテナにおいて通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調できない場合、または、前記アンテナにおいて通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調した結果のビット誤りが一定以上である場合を送信フレームの衝突とみなし、単位時間における送信フレームの衝突回数が該単位時間における最大受信可能フレーム数に占める割合により輻輳状態を検出する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項７に記載の発明は、基地局と、該基地局の通信エリアに属する複数の通信端末とからなる無線通信システムの前記基地局上で実行される無線通信制御プログラムであって、アンテナにより受信したランダムアクセスのフレームから輻輳状態を検出するステップと、検出された輻輳状態に応じてランダムアクセスのフレームを受信可能な通信エリアを限定し、この限定する通信エリアを時間により変動させるステップと、の各処理をコンピュータに実行させることを特徴とする無線通信制御プログラムである。
【００１２】
また、請求項８に記載の発明は、基地局と、該基地局の通信エリアに属する複数の通信端末とからなる無線通信システムの前記基地局上で実行される無線通信制御プログラムを記緑したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、アンテナにより受信したランダムアクセスのフレームから輻輳状態を検出するステップと、検出された輻輳状態に応じてランダムアクセスのフレームを受信可能な通信エリアを限定し、この限定する通信エリアを時間により変動させるステップと、の各処理をコンピュータに実行させる無線通信制御プログラムを記録することを特徴とする記録媒体である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基地局と、該基地局の通信エリアに属する複数の通信端末とからなる無線通信システムにおいて、通信端末が基地局へランダムアクセスを用いて通信を行う場合に、基地局は通信端末からのアクセス状況を基に輻輳状態を検知し、ランダムアクセスのフレームを受信可能な通信エリアを輻輳状態に応じた範囲に限定するとともに、この限定した通信エリアを時間により変動させる。このように、基地局においてランダムアクセスを受け付ける通信端末の数を絞るため、基地局から通信端末に制御を指示する必要がない。よって、制御信号の送出による帯域圧迫が生じずフレームを有効に活用できるため、極端にネットワーク負荷が高い場合であっても、通信端末から基地局に向けて送信されるフレームの衝突確率を低下させて効率的に輻輳を改善し、通信端末からのアクセスを受け付けることができる。また、通信端末に輻輳制御のための機能を追加する必要もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の無線通信システムの一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、無線通信システムの全体構成を表す概略図である。
無線通信システムは、基地局１と、通信エリア３に存在する複数の通信端末２からなる。通信エリア３とは、基地局１と通信端末２とが無線により通信可能なエリアである。本実施の形態においては、基地局１と通信端末２との間の無線通信には、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）／ＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割複信）方式などが用いられる。これにより、基地局１は、同一周波数の電磁波を時間により分割して複数の通信端末２と通信を行う。
【００１５】
通信端末２は、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants：情報携帯端末）、携帯電話端末、無線タグなどであり、ランダムアクセス方式を用いた通信を行う。例えば、基地局１は、通信端末２から通信の要求を受け、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式における時分割されたフレーム（スロット）を割り当て、通信を行うものとする。この場合、通信端末２は、時分割されたフレームのうちランダムアクセスのためのフレームを用いて、基地局１へ通信の要求を示す信号を送出する。この信号の送出はランダムに行われるため、複数の通信端末２が同じタイミングのフレームを用いて基地局１へ信号を送出することがあり、信号は衝突してしまう。ランダムアクセス方式においては、衝突したフレームを無効とし、それぞれの通信端末２はランダムな遅延時間後にフレームの再送を行う。このように、通信端末２は、ランダムにフレームを基地局１へ送信する機能を有する。
【００１６】
図２は、基地局１の内部構成を示すブロック図である。
基地局１は、アンテナ１１と、制御処理部１２とを備える。アンテナ１１は、通信端末２との間の無線通信のフレームを送受信する。制御処理部１２は、輻輳検出処理部１３及び受信エリア制御処理部１４を備える。輻輳検出処理部１３は、アンテナ１１が受信したランダムアクセスのフレームから輻輳状態を検出する。受信エリア制御処理部１４は、輻輳検出処理部１３が輻輳状態を検出した場合に、アンテナ１１のチルト角や半値幅を変化させて指向性を変えることにより、通信エリア３内において通信端末２から送信されるランダムアクセスのフレームを受信可能なエリアを輻輳状態に応じて限定し、この限定するエリアを時間により変動させる。
【００１７】
次に、図３〜図６を用いて、無線通信システムの受信可能エリア制御を説明する。
図３は、通信エリア３内のランダムアクセスの受信可能エリアを扇形のエリア単位に制御する「パターンＡ」を説明するための図である。
基地局１と通信端末２間の無線通信に使用される電磁波は、スーパーフレームという周期に時分割される。スーパーフレームは、さらに、制御周期という周期に時分割され、制御周期は、さらに、フレームという周期に時分割される。
ある時間Ｔｊから時間Ｔｊ＋１までの周期をスーパーフレーム＃ｊとしたとき、スーパーフレーム＃ｊの前の周期をスーパーフレーム＃ｊ−１、スーパーフレーム＃ｊの次の周期をスーパーフレーム＃ｊ＋１とする。同図においては、各スーパーフレームは、ｋ個の制御周期＃１〜＃ｋからなり、各制御周期＃１〜＃ｋは、３個のフレームからなる。各フレームは、通信端末２からの要求を受けて基地局１が割り当てたスロットにより通信端末２と通信を行う領域（フレーム）と、ランダムアクセス（ＲＡ）のために用いられる領域（フレーム）とを有する。なお、無線ＬＡＮ（Local Area Network）などのように、フレーム内の全てがランダムアクセスの領域からなる場合もある。
【００１８】
基地局１の輻輳検出処理部１３は、アンテナ１１が通信端末２から受信したランダムアクセスのフレームにより輻輳状態を検出する。この輻輳状態の検出は、単位時間内におけるランダムアクセスのフレームの衝突回数が、この単位時間におけるランダムアクセスの最大受信可能フレーム数に占める割合を用いる。ここでは、単位時間におけるランダムアクセスの最大受信可能フレーム数と、この最大受信可能フレーム数から単位時間におけるランダムアクセスのフレームの衝突回数を減算した差分数との比を用いる。すなわち、単位時間におけるランダムアクセスの最大受信可能フレーム数をｐ、単位時間におけるランダムアクセスのフレームの衝突回数をｑとした場合、（ｐ−ｑ）／ｐにより輻輳レベル（ＣＬ：Congestion Level）を算出する。あるいは、同じ単位時間内におけるランダムアクセスの最大受信可能フレーム数と、ランダムアクセスのフレームの衝突回数との比、すなわち、ｑ／ｐを用いてもよい。そして、輻輳レベルが所定の閾値を超えた場合に、輻輳が発生したと判断する。ここでは、輻輳レベルの値により、輻輳なしを示す「輻輳レベル０」、輻輳が発生していることを示す「輻輳レベル１」、重度の輻輳が発生していることを示す「輻輳レベル２」の３段階に分けられるものとする。
なお、輻輳検出処理部１３は、アンテナ１１において通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調できない場合に、送信フレームの衝突が発生したと判断する。あるいは、アンテナ１１において通信可能電力レベル以上の受信電力を検出し、且つ受信したフレームを復調した結果のビット誤りが一定以上である場合に、送信フレームの衝突が発生したと判断することでもよい。また、ここでは、単位時間を１つのスーパーフレームの周期とする。
【００１９】
スーパーフレーム＃ｊ−１における輻輳レベルＣＬｊ−１は、輻輳レベル０の範囲の値である。スーパーフレーム＃ｊ−１における通信エリア３内のランダムアクセスの受信可能エリアをパターンＡｊ−１に示す。網掛けの範囲が通信エリア３における受信可能エリア示しており、すなわち、スーパーフレーム＃ｊ−１においては、通信エリア３全体がランダムアクセスの受信可能エリアである。
【００２０】
基地局１の輻輳検出処理部１３は、スーパーフレーム＃ｊが開始する時間Ｔｊにおける輻輳レベルＣＬｊを算出する。輻輳レベルＣＬｊの算出には、スーパーフレーム＃ｊ−１におけるランダムアクセスの最大受信可能フレーム数及び衝突回数が用いられる。輻輳検出処理部１３が算出した輻輳レベルＣＬｊが「輻輳レベル２」の範囲の値であったとすると、受信エリア制御処理部１４は、スーパーフレーム＃ｊにおいては、通信エリア３を扇形に４分割したエリア３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの順に、制御周期単位でランダムアクセスの受信可能エリアを移動させる。これにより、スーパーフレーム＃ｊにおいて、ランダムアクセスの受信可能エリアは通信エリア３全体をｍ周（ｍは１以上の整数）する。
【００２１】
スーパーフレーム＃ｊの各制御周期＃１〜ｋにおける通信エリア３内のランダムアクセスの受信可能エリアを、パターンＡｊ−１〜Ａｊ−ｋに示す。スーパーフレーム＃ｊの制御周期＃１におけるパターンＡｊ−１では、エリア３ａがランダムアクセスの受信可能エリアである。すなわち、受信エリア制御処理部１４は、スーパーフレーム＃ｊの制御周期＃１におけるフレーム＃１〜＃３内のランダムアクセス領域では、エリア３ａに存在する通信端末２から送信されるフレームのみを受信するよう、アンテナ１１の指向性を制御する。
【００２２】
制御周期＃２におけるパターンＡｊ−２では、エリア３ｂがランダムアクセスの受信可能エリアである。受信エリア制御処理部１４は、スーパーフレーム＃ｊの制御周期＃２における各フレーム内のランダムアクセス領域では、エリア３ｂに存在する通信端末２から送信されるフレームのみを受信するよう、アンテナ１１の指向性を制御する。また、制御周期＃ｋにおけるパターンＡｊ−ｋでは、エリア３ｄがランダムアクセスの受信可能エリアである。
【００２３】
基地局１の輻輳検出処理部１３は、スーパーフレーム＃ｊ＋１が開始する時間Ｔｊ＋１において輻輳レベルＣＬｊ＋１を算出する。輻輳レベルＣＬｊ＋１の算出には、スーパーフレーム＃ｊにおけるランダムアクセスの最大受信可能フレーム数及び衝突回数が用いられる。輻輳検出処理部１３が算出した輻輳レベルＣＬｊ＋１が「輻輳レベル１」の範囲の値であったとすると、受信エリア制御処理部１４は、スーパーフレーム＃ｊ＋１においては、通信エリア３を扇形に２分割したエリア３ｅ、３ｆの順に、制御周期単位でランダムアクセスの受信可能エリアを移動させる。エリア３ｅは、エリア３ａ及び３ｂを併せたエリアに相当し、エリア３ｆは、エリア３ｃ及び３ｄを併せたエリアに相当する。このように、受信エリア制御処理部１４は、ランダムアクセスの受信可能エリアを輻輳レベルに応じて限定し、この限定する受信可能エリアを時間により変動させる。
なお、スーパーフレーム＃ｊ−１、ｊ、ｊ＋１の各制御周期において、ランダムアクセスの受信可能エリアの範囲は異なっているが、ランダムアクセスの最大受信可能フレーム数は同一である。
【００２４】
図４は、通信エリア３内のランダムアクセスの受信可能エリアを同心円状のエリア単位に制御する「パターンＢ」を説明するための図である。
スーパーフレーム＃ｊ−１における通信エリア３内のランダムアクセスの受信可能エリアをパターンＢｊ−１に示す。スーパーフレーム＃ｊ−１における輻輳レベルＣＬｊ−１は、輻輳レベル０の範囲の値であり、通信エリア３全体がランダムアクセスの受信可能エリアである。
【００２５】
基地局１の輻輳検出処理部１３は、時間Ｔｊにおける輻輳レベルＣＬｊを算出する。算出した値が「輻輳レベル２」の範囲であったとすると、受信エリア制御処理部１４は、スーパーフレーム＃ｊにおいては、通信エリア３を同心円状に４分割したエリア３ｇ、３ｈ、３ｉ、３ｊの順に、制御周期単位でランダムアクセスの受信可能エリアを移動させる。これにより、スーパーフレーム＃ｊにおいて、ランダムアクセスの受信可能エリアは通信エリア３全体をカバーする。
【００２６】
スーパーフレーム＃ｊの各制御周期＃１〜ｋにおける通信エリア３内のランダムアクセスの受信可能エリアを、パターンＢｊ−１〜Ｂｊ−ｋに示す。スーパーフレーム＃ｊの制御周期＃１におけるパターンＢｊ−１では、エリア３ｇがランダムアクセスの受信可能エリアである。同様に、制御周期＃２におけるパターンＢｊ−２では、エリア３ｈがランダムアクセスの受信可能エリア、制御周期＃３におけるパターンＢｊ−３では、エリア３ｉがランダムアクセスの受信可能エリア、制御周期＃ｋにおけるパターンＢｊ−ｋでは、エリア３ｊがランダムアクセスの受信可能エリアである。
【００２７】
基地局１の輻輳検出処理部１３は、スーパーフレーム＃ｊ＋１が開始する時間Ｔｊ＋１において輻輳レベルＣＬｊ＋１を算出する。輻輳検出処理部１３が算出した輻輳レベルＣＬｊ＋１が「輻輳レベル１」の範囲の値であったとすると、受信エリア制御処理部１４は、スーパーフレーム＃ｊ＋１においては、通信エリア３を同心円状に２分割したエリア３ｋ、３ｌの順に、制御周期単位でランダムアクセスの受信可能エリアを移動させる。エリア３ｋは、エリア３ｇ及び３ｈを合わせたエリアに相当し、エリア３ｌは、エリア３ｉ及び３ｊを合わせたエリアに相当する。
【００２８】
図５は、通信エリア３を分割した各セクタについてランダムアクセスの受信可能エリアを扇形のエリア単位に制御する「パターンＣ」を説明する。
パターンＣにおいては、通信エリア３を４つのセクタ４−１〜４−４に分割し、この各セクタ毎に、パターンＡと同様にランダムアクセスの受信可能エリアを変更する。
スーパーフレーム＃ｊ−１における通信エリア３内のランダムアクセスの受信可能エリアをパターンＣｊ−１に示す。スーパーフレーム＃ｊ−１における輻輳レベルＣＬｊ−１は、輻輳レベル０の範囲の値であり、セクタ４−１〜４−４全体、すなわち、通信エリア３全体がランダムアクセスの受信可能エリアである。
【００２９】
基地局１の輻輳検出処理部１３は、各セクタ４−１〜４−４について輻輳レベルＣＬｊを算出する。例えば、セクタ４−１の輻輳レベルＣＬｊの算出には、スーパーフレーム＃ｊ−１におけるセクタ４−１のランダムアクセスの最大受信可能フレーム数及び衝突回数が用いられる。セクタ４−１の輻輳レベルＣＬｊが「輻輳レベル２」の範囲の値であり、他のセクタ４−２〜４−４の輻輳レベルＣＬｊが「輻輳レベル０」の範囲の値であったとする。受信エリア制御処理部１４は、スーパーフレーム＃ｊにおいて、セクタ４−１については、セクタ４−１を扇形に４分割したエリア４−１ａ、４−１ｂ、４−１ｃ、４−１ｄの順に、制御周期単位でランダムアクセスの受信可能エリアを移動させる。これにより、スーパーフレーム＃ｊにおいて、ランダムアクセスの受信可能エリアは通信エリア３全体をカバーする。
【００３０】
スーパーフレーム＃ｊの各制御周期＃１〜ｋにおける通信エリア３内のランダムアクセスの受信可能エリアを、パターンＣｊ−１〜Ｃｊ−ｋに示す。スーパーフレーム＃ｊの制御周期＃１におけるパターンＣｊ−１では、エリア４−１ａ、及び、セクタ４−２、４−３、４−４がランダムアクセスの受信可能エリアである。また、制御周期＃２におけるパターンＣｊ−２では、エリア４−１ｂ、及び、セクタ４−２、４−３、４−４がランダムアクセスの受信可能エリア、制御周期＃３におけるパターンＣｊ−３では、エリア４−１ｃ、及び、セクタ４−２、４−３、４−４がランダムアクセスの受信可能エリア、制御周期＃ｋにおけるパターンＣｊ−ｋにおいては、エリア４−１ｄ、及び、セクタ４−２、４−３、４−４がランダムアクセスの受信可能エリアである。
【００３１】
基地局１の輻輳検出処理部１３は、スーパーフレーム＃ｊ＋１が開始する時間Ｔｊ＋１において各セクタ４−１〜４−４の輻輳レベルＣＬｊ＋１を算出する。セクタ４−１の輻輳レベルＣＬｊが「輻輳レベル１」の範囲の値であり、他のセクタ４−２〜４−４の輻輳レベルＣＬｊが「輻輳レベル０」の範囲の値であったとする。受信エリア制御処理部１４は、スーパーフレーム＃ｊ＋１においては、セクタ４−１を扇形に２分割したエリア４−１ｅ、４−１ｆの順に、制御周期単位でランダムアクセスの受信可能エリアを移動させる。エリア４−１ｅは、エリア４−１ａ及び４−１ｂを合わせたエリアに相当し、エリア４−１ｆは、エリア４−１ｃ及び４−１ｄを合わせたエリアに相当する。
【００３２】
図６は、通信エリア３を分割した各セクタについてランダムアクセスの受信可能エリアを同心円状のエリア単位に制御する「パターンＤ」を説明する。
パターンＤにおいては、通信エリア３を４つのセクタ４−１〜４−４に分割し、この各セクタ毎に、パターンＢと同様にランダムアクセスの受信可能エリアを変更する。
スーパーフレーム＃ｊ−１における通信エリア３内のランダムアクセスの受信可能エリアをパターンＤｊ−１に示す。スーパーフレーム＃ｊ−１における輻輳レベルＣＬｊ−１は、輻輳レベル０の範囲の値であり、セクタ４−１〜４−４全体、すなわち、通信エリア３全体がランダムアクセスの受信可能エリアである。
【００３３】
基地局１の輻輳検出処理部１３は、各セクタ４−１〜４−４について輻輳レベルＣＬｊを算出する。セクタ４−１の輻輳レベルＣＬｊが「輻輳レベル２」の範囲の値であり、他のセクタ４−２〜４−４の輻輳レベルＣＬｊが「輻輳レベル０」の範囲の値であったとする。受信エリア制御処理部１４は、スーパーフレーム＃ｊにおいて、セクタ４−１については、セクタ４−１を同心円状に４分割したエリア４−１ｇ、４−１ｈ、４−１ｉ、４−１ｊの順に、制御周期単位でランダムアクセスの受信可能エリアを移動させる。これにより、スーパーフレーム＃ｊにおいて、ランダムアクセスの受信可能エリアは通信エリア３全体をカバーする。
【００３４】
スーパーフレーム＃ｊの各制御周期＃１〜ｋにおける通信エリア３内のランダムアクセスの受信可能エリアを、パターンＤｊ−１〜Ｄｊ−ｋとする。スーパーフレーム＃ｊの制御周期＃１におけるパターンＤｊ−１では、エリア４−１ｇ、及び、セクタ４−２、４−３、４−４がランダムアクセスの受信可能エリアである。また、制御周期＃２におけるパターンＤｊ−２では、エリア４−１ｈ、及び、セクタ４−２、４−３、４−４がランダムアクセスの受信可能エリア、制御周期＃３におけるパターンＤｊ−３では、エリア４−１ｉ、及び、セクタ４−２、４−３、４−４がランダムアクセスの受信可能エリア、制御周期＃ｋにおけるパターンＤｊ−ｋにおいては、エリア４−１ｊ、及び、セクタ４−２、４−３、４−４がランダムアクセスの受信可能エリアである。
【００３５】
基地局１の輻輳検出処理部１３は、スーパーフレーム＃ｊ＋１が開始する時間Ｔｊ＋１において各セクタ４−１〜４−４の輻輳レベルＣＬｊ＋１を算出する。セクタ４−１の輻輳レベルＣＬｊが「輻輳レベル１」の範囲の値であり、他のセクタ４−２〜４−４の輻輳レベルＣＬｊが「輻輳レベル０」の範囲の値であったとする。受信エリア制御処理部１４は、スーパーフレーム＃ｊ＋１においては、セクタ４−１を同心円状に２分割したエリア４−１ｋ、４−１ｌの順に、制御周期単位でランダムアクセスの受信可能エリアを移動させる。エリア４−１ｋは、エリア４−１ｇ及び４−１ｈを合わせたエリアに相当し、エリア４−ｌは、エリア４−１ｉ及び４−１ｊを合わせたエリアに相当する。
【００３６】
なお、上記実施の形態によれば、輻輳レベルに応じてランダムアクセスの受信可能エリアを、通信エリア３またはセクタを扇形、同心円状に４分割、２分割したエリアとし、制御周期毎に変化させているが、分割の形状、分割数、受信可能エリアを変動する周期はこれに限定するものではない。また、基地局１と通信端末２との間で用いられる無線通信方式は、ＴＤＭＡなどの時分割多重方式に限定するものではなく、例えば、アロハ（ＡＬＯＨＡ）方式などであってもよい。
【００３７】
上記実施の形態によれば、基地局１と、該基地局１の通信エリア３に属する複数の通信端末２とからなる通信システムにおいて、通信端末２が基地局１へランダムアクセスを用いて通信を行う場合に、基地局１は通信端末２からのアクセス状況を基に輻輳状態を検知し、アンテナ１１の指向性を制御することにより、ランダムアクセスの受信可能エリアを輻輳状態に応じた位置及び範囲に限定するとともに、この受信可能エリアを時間により変動させる。このように、基地局１においてランダムアクセスを受け付ける通信端末２の数を絞るため、基地局１から通信端末２に制御を指示する必要がない。よって、制御信号の送出による帯域圧迫が生じずフレームを有効に活用できるため、極端にネットワーク負荷が高い場合であっても、通信端末２から基地局１に向けて送信されるフレームの衝突確率を低下させて効率的に輻輳を改善し、通信端末２からのアクセスを受け付けることができる。また、通信端末２に輻輳制御のための機能を追加する必要もない。
【００３８】
なお、上述の基地局１及び通信端末２は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した基地局１の制御処理部１２、及び、通信端末２の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【００３９】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ＲＯＭの他に、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のシステムやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００４０】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態による無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】同実施の形態による基地局の内部構成を示すブロック図である。
【図３】同実施の形態による無線通信システムの受信可能エリア制御を説明するための図である。
【図４】同実施の形態による無線通信システムの受信可能エリア制御を説明するための図である。
【図５】同実施の形態による無線通信システムの受信可能エリア制御を説明するための図である。
【図６】同実施の形態による無線通信システムの受信可能エリア制御を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…基地局
１１…アンテナ
１２…制御処理部
１３…輻輳検出処理部
１４…受信エリア制御処理部
２…通信端末
３…通信エリア
４−１，４−２，４−３，４−４…セクタ
【図１】
2007036442.tif 000003
【図２】
2007036442.tif 000004
【図３】
2007036442.tif 000005
【図４】
2007036442.tif 000006
【図５】
2007036442.tif 000007
【図６】
2007036442.tif 000008