(57)【要約】【課題】無線通信システムにおける複数の無線基地局の中の特定の無線基地局に移動無線端末の接続数が著しく増加した際に、その無線基地局のビーコン信号電力を下げて接続端末数を減少させることができる。しかしこれに伴い、無線基地局と隣接する他の無線基地局と遠距離で接続することになる移動無線端末が発生し、それらの移動無線端末においては無線通信品質の大きな劣化が生じた。【解決手段】各無線基地局１１１、１１２の無線通信状況に関する情報を互いの通信によって共有し、この共有情報を用いて、自局から発するビーコン信号の送信電力と、自局と接続する移動無線端末１２１〜１２４との無線伝送速度とを制御する。【選択図】図１
2009124461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線基地局と、前記無線基地局のいずれかと無線通信する複数の移動無線端末とを有する無線通信システムにおいて、前記移動無線端末は前記複数の無線基地局が送信するビーコン信号の受信電力を比較することにより接続する無線基地局を選択するよう機能するとき、前記無線基地局は自局に接続された移動無線端末数に応じて、自局から発するビーコン信号の送信電力と、自局と接続する移動無線端末との無線伝送速度とを制御することを特徴とする無線基地局。
【請求項２】
前記無線基地局は自局に接続された移動無線端末の台数が所定の閾値よりも少ない場合は、自局から発するビーコン信号の送信電力を増大させるとともに、自局と接続する移動無線端末との無線伝送速度を下げるように制御することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
各無線基地局の無線通信状況に関する情報を互いの通信によって共有し、この共有情報を用いて、自局から発するビーコン信号の送信電力と、自局と接続する移動無線端末との無線伝送速度とを制御することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
【請求項４】
前記無線基地局の無線通信状況に関する情報には、各無線基地局が接続する移動無線端末の台数情報とビーコン信号の電力情報を含むことを特徴とする請求項３に記載の無線基地局。
【請求項５】
接続する移動無線端末の台数を低減させる無線基地局に対しては少なくともビーコン信号の送信電力を低下させるよう制御し、接続する移動無線端末の台数を増加させる無線基地局に対しては少なくとも移動無線端末との無線伝送速度を低下させるよう制御することを特徴とする請求項４に記載の無線基地局。
【請求項６】
複数の無線基地局と、前記無線基地局のいずれかと無線通信する複数の移動無線端末と、前記複数の無線基地局と有線接続されたサーバ装置からなり、前記移動無線端末は前記無線基地局が送信するビーコン信号の受信電力を比較して接続する無線基地局を選択するよう機能するとき、前記サーバ装置は前記無線基地局のそれぞれに接続中の移動無線端末の台数情報を前記複数の無線基地局から受信し、それらの台数情報によって前記複数の無線基地局のそれぞれにおけるビーコン信号の送信電力と移動無線端末との無線伝送速度とを制御する信号を作成し、この制御信号を各無線基地局に送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
前記制御信号は、接続する移動無線端末の台数を低減させる無線基地局に対しては少なくともビーコン信号の送信電力を低下させるよう制御し、接続する移動無線端末の台数を増加させる無線基地局に対しては少なくとも移動無線端末との無線伝送速度を低下させるよう制御する制御信号であることを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記制御信号は、接続する移動無線端末の台数を増加させる無線基地局に対しては少なくともビーコン信号の送信電力を増大させるとともに移動無線端末との無線伝送速度を低下させるよう制御する制御信号であることを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の無線基地局と複数の移動無線端末が通信を行う際に、各無線基地局に接続する移動無線端末の台数が平均化するような機能を持たせた無線基地局および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル無線通信技術の高度化により、高速伝送が可能な無線通信システムが企業や一般家庭で広く利用されるようになってきている。代表的なものとしてIEEE802.11a、同11b、同11g、さらに同11nなどの無線LANシステムがあげられる。
【０００３】
これらの無線通信システムが企業、大型店舗、各種の大型施設、あるいは屋外の比較的広い地域で使用される際には、収容する移動無線端末数を増加させるため、および無線電波の届く領域を拡大するために、複数の無線基地局が平面的に分散して設置される。一方、移動無線端末は上記の建物や地域内を移動するために、最も通信条件の良い無線基地局を選択切替えしながら通信を継続させることになる。
【０００４】
よく知られるようにこれらの基地局選択は、各無線基地局から送信されるビーコン信号と呼ばれる接続制御用の信号を用いて行われる。すなわち、移動無線端末は複数の無線基地局からのビーコン信号の受信強度を検出し、その強度の最も高い無線基地局を選択して安定な無線通信を行わせようと機能する。なお移動無線端末の移動に伴って頻繁な基地局接続切替え（ハンドオーバー）が好ましくない場合には、上記の信号強度比較において多少のヒステリシスを設定することがあるが、基本的にビーコンの信号強度で判定すること自体には変わりがない。
【０００５】
しかし上記のような手法では大きな問題が生じる可能性がある。一つの無線基地局が複数の移動無線端末と通信を行うと、一定の無線通信速度を複数無線端末に分配させるので、当然ながら接続台数に反比例して通信速度が低下する。さらに各移動無線端末は通常、無線電波の停止時間を見つけて自機用の無線通信時間を確保させるアクセス要求を送信しているので、台数増加に伴って上記アクセス要求信号の衝突確率が急速に高まり、通信機会確立までの遅延が増加し、結果として台数による反比例よりもさらに大きな通信速度低下が生じる。
【０００６】
したがって、各無線基地局が収容する移動無線端末の台数が、基地局ごとに大きく偏らないようにして、通信負荷が平均化することが望ましい。上記のビーコン信号強度による基地局選択は、この要求には全く応えることができない方式であると言える。
【０００７】
そこでこの問題に対して、無線基地局間での通信負荷の平均化を行わせようとする方式が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００８】
特許文献１では、各無線基地局が自局の通信状況（例えば移動無線端末に提供可能な通信速度などの通信負荷情報）を移動無線端末に通知し、通信移動端末は複数の無線基地局からの通信状況情報を比較することによって低負荷の無線基地局を選択させやすくすることが述べられている。
【０００９】
また特許文献２では、通信負荷の大きな無線基地局は送信するビーコン信号の電力を下げ、逆に通信負荷に余裕のある局はビーコン信号の電力を上げる方法が記載されている。これにより無線移動端末は実際には近い無線基地局であっても、多数の端末で込み合っている無線基地局はビーコン電力を下げているので、他の無線基地局を選択する可能性を高めることを可能にしている。
【特許文献１】特開２００３−３２４４４９号公報
【特許文献２】特開２００６−６０３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の特許文献１および特許文献２はそれぞれ無線基地局の負荷分散の解決方法を提示しているが、実用上の課題が残る。まず特許文献１では、無線基地局の通信負荷状況を移動無線端末に伝えるための新たな仕組みを用意しなければならず、無線基地局、移動無線端末ともに追加的コスト負担が生じる。またそれぞれ上記の仕組みを導入した無線基地局や移動無線端末は適切に動作することが期待できるが、既存の移動無線端末は反応しないばかりか、新たなプロトコルに対して誤動作の危険が生じる。当然、新規端末と既存端末の混在ができないため、既に無線通信システムを運用している施設においては、すべての無線基地局や移動無線端末を一斉に交換しなければならないという導入上の障壁が存在する。
【００１１】
また特許文献２では、確かにビーコン信号の強度制御により、各移動無線端末から無線基地局までの見かけ上の距離が変わるので、無線基地局に接続される移動無線端末数を効果的に増減制御できることが期待できる。また移動無線端末は従来の基地局選択アルゴリズムのまま動作すればよいので、既存の端末がそのまま利用できるという利点も大きい。
【００１２】
しかしこの特許文献２の方法は新たな課題を発生させてしまう。本来は最も条件の良い無線基地局と通信していた移動無線端末は、その局のビーコン信号低下により、今まで選択しなかった距離的に遠い無線基地局、あるいは通信条件の良くない無線基地局と通信を開始することになる。その結果、無線伝送品質の低下に伴う通信誤りの増加によって、正常な通信を損なう可能性が高まるという問題が生じる。もともと各無線基地局は、最高の到達距離と通信速度を提供するために、通常の動作状態では通信規格内の最大電力で送信しており、隣接無線基地局のビーコン信号強度が下がったからといって、自局の送信電力（ビーコン信号、データ通信信号とも）をそれ以上増大させるわけにはいかないのである。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、複数の無線基地局の通信負荷の平均化のために、遠方の基地局と通信を行うことになった移動無線端末に対して、通信品質の劣化を低減する無線基地局および無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の目的を達成するために、本発明の無線基地局は、少なくとも複数の無線基地局と、無線基地局のいずれかと無線通信する複数の移動無線端末とからなる通信システムにおいて、移動無線端末は複数の無線基地局が送信するビーコン信号の受信電力を比較して接続する無線基地局を選択するよう機能するとき、無線基地局は自局に接続された移動無線端末数に応じて、自局から発するビーコン信号の送信電力と、自局と接続する移動無線端末との無線伝送速度とを制御することを特徴とする。これにより、複数の無線基地局における移動無線端末台数を平均化する方向に制御することが可能になるとともに、制御前よりも遠方の無線基地局と接続することになった移動無線端末に対して、通信品質の劣化を低減する方法を提供することが可能となる。また移動無線端末に対しては新たな機能や回路の追加を必要としないので、既存の移動無線端末をそのまま利用できるという特長を有する。
【００１５】
また本発明の無線基地局は、無線基地局は自局に接続された移動無線端末の台数が所定の閾値よりも少ない場合は、自局から発するビーコン信号の送信電力を増大させるとともに、自局と接続する移動無線端末との無線伝送速度を下げるように制御することが望ましい。これにより、ビーコン信号の送信電力を増大させる接続移動無線端末台数の閾値を各無線基地局にあらかじめ設定するだけで、無線基地局間で情報を共有する必要がないので無線通信システムの構成を簡略化できる。
【００１６】
また本発明の無線基地局は、各無線基地局の無線通信状況に関する情報を互いの通信によって共有し、この共有情報を用いて、自局から発するビーコン信号の送信電力と、自局と接続する移動無線端末との無線伝送速度とを制御するようにしてもよい。これにより、無線基地局間で無線通信状況をリアルタイムで共有できるので、より細かい制御が可能となる。
【００１７】
また本発明の無線基地局は、互いに共有する無線基地局の無線通信状況に関する情報に、各無線基地局が接続する移動無線端末の台数情報とビーコン信号の電力情報を含むのが望ましい。これにより、各無線基地局は無線通信システム全体の端末接続状況を把握し、各無線基地局に接続する移動無線端末の台数の平均化のために効果的なビーコン信号の送信電力制御、および移動無線端末との無線伝送速度制御とが可能になる。
【００１８】
また本発明の無線基地局は、接続する移動無線端末の台数を低減させる無線基地局に対しては少なくともビーコン信号の送信電力を低下させるよう制御し、接続する移動無線端末の台数を増加させる無線基地局に対しては少なくとも移動無線端末との無線伝送速度を低下させるよう制御してもよい。これにより、接続する移動無線端末を減らしたい無線基地局は、見かけ上狭い通信可能領域に範囲を狭め、その結果接続端末数を低減することができる。一方ビーコン信号の電力を低下させた無線基地局の近傍に位置する無線基地局には、それまでは接続していなかった遠方の移動無線端末が新たに接続するため、無線伝送条件の良くない状態での通信が行われるが、無線伝送速度を低下させることによりそれらの移動無線端末とも安定した通信を維持できる。
【００１９】
本発明の無線通信システムは、複数の無線基地局と、無線基地局のいずれかと無線通信する複数の移動無線端末と、複数の無線基地局と有線接続されたサーバ装置からなり、移動無線端末は無線基地局が送信するビーコン信号の受信電力を比較して接続する無線基地局を選択するよう機能するとき、サーバ装置は無線基地局のそれぞれに接続中の移動無線端末の台数情報を複数の無線基地局から受信し、それらの台数情報によって複数の無線基地局のそれぞれにおけるビーコン信号の送信電力と移動無線端末との無線伝送速度とを制御する基地局制御信号を作成し、この基地局制御信号を各無線基地局に送信することを特徴とする。これにより、ビーコン信号の送信電力と移動無線端末との無線伝送速度との制御方法の導出はサーバ装置のみが実行すればよく、個々の無線基地局はサーバ装置からの基地局制御信号を受信してそれに基づいて動作するだけでよいので、無線基地局での処理負担を軽減することができる。
【００２０】
また本発明の無線通信システムは、制御信号は接続する移動無線端末の台数を低減させる無線基地局に対しては少なくともビーコン信号の送信電力を低下させるよう制御し、接続する移動無線端末の台数を増加させる無線基地局に対しては少なくとも移動無線端末との無線伝送速度を低下させるよう制御する制御信号であってもよい。これにより、接続する移動無線端末を減らしたい無線基地局は、見かけ上狭い通信可能領域に範囲を狭め、その結果接続端末数を低減することができる。一方ビーコン信号の電力を低下させた無線基地局の近傍に位置する無線基地局には、それまでは接続していなかった遠方の移動無線端末が新たに接続するため、無線伝送条件の良くない状態での通信が行われるが、無線伝送速度を低下させることによりそれらの移動無線端末とも安定した通信を維持できる。
【００２１】
また本発明の無線通信システムは、制御信号は、接続する移動無線端末の台数を増加させる無線基地局に対しては少なくともビーコン信号の送信電力を増大させるとともに移動無線端末との無線伝送速度を低下させるよう制御する制御信号であってもよい。これにより、ビーコン信号の送信電力を変更する無線基地局と無線伝送速度を変更する無線基地局が同一となり制御がより容易となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、複数の無線基地局における移動無線端末の接続台数を平均化する方向に制御することが可能になるとともに、制御前よりも遠方の無線基地局と接続することになった移動無線端末に対して、通信品質の劣化を低減する無線基地局および無線通信システムを提供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】
【００２３】
以下、本発明による無線基地局の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態における無線基地局を適用する無線通信システムの基本構成を示しており、外部網との接続点１０１、固定設置された無線基地局１１１、１１２、無線基地局１１１、１１２を互いに接続するとともに接続点１０１を経由して外部網接続させるための有線伝送路１０２、無線基地局１１１あるいは無線基地局１１２と接続する移動無線端末１２１、１２２、１２３、１２４から構成されている。カバーエリア１３１は無線基地局１１１のビーコン信号の届く範囲、すなわち移動無線端末が無線基地局１１１と通信可能な範囲、またカバーエリア１３２は無線基地局１１２のビーコン信号の届く範囲、すなわち移動無線端末が無線基地局１１２と通信可能な範囲を示す。境界線２００は移動無線端末が受信するビーコン信号の強度を比較して、どちらの無線基地局への接続を選択するかの境界を示すものであり、境界線２００より左側に位置する移動無線端末は無線基地局１１１に、右側に位置する移動無線端末は無線基地局１１２に接続することになる。
【００２５】
接続点１０１は、例えばこの無線通信システムが無線ＬＡＮであればインターネット網に接続され、構内の携帯電話網であれば全国の公衆携帯電話網に接続される。
【００２６】
図１における初期状態では、移動無線端末１２１は境界線２００の左側なので、無線基地局１１１と接続しており、一方、移動無線端末１２２、１２３、１２４は境界線２００の右側なので、無線基地局１１２と接続している。つまり無線基地局１１１には１台の移動無線端末、無線基地局１１２には３台の移動無線端末が接続している。ここで無線基地局１１２は接続端末の平均値２台に近づけるために、自局のビーコン信号強度を下げることが望ましいと判断し、強度低下を実施する。
【００２７】
無線基地局１１２がビーコン信号の送信電力を低下させた後の無線基地局１１２のカバーエリアがカバーエリア１３３として表示されている。この状況では、新しい境界線である境界線２０１は元の境界線２００に比べて無線基地局１１２に近づく方向に移動することになる。
【００２８】
この結果、それまで無線基地局１１２に接続していた移動無線端末１２４は、新たな境界線２０１の左側となるので、無線基地局１１１と接続しなおすことになる。これにより無線基地局１１１、１１２とも２台ずつの端末との接続となり、接続台数の平均化がもたらされる。
【００２９】
ところでこのとき、移動無線端末１２４はカバーエリア１３１の内側なので無線基地局１１１からのビーコン信号は受信できるが、もともとは無線基地局１１２と接続するのが適当であったように無線基地局１１１からは遠く、そのため無線基地局１１１からの無線電波は減衰が大きく、結果的に無線信号品質の低下が予想される。具体的には、低い信号対雑音比（ＣＮ比）によって、伝送誤りの増加が生じる。
【００３０】
そこで本発明では、接続端末数の平均化のために遠方の移動無線端末まで接続することになった無線基地局（この図面では無線基地局１１１）は、無線伝送速度を下げることによって伝送誤りの増加を防ぐようにしている。周知の通り、デジタル変調の施された無線信号では、同じ送信電力であれば伝送する周波数帯域幅が狭くなるほど単位周波数帯域当たりの無線電力密度が高まるのでＣＮ比が向上し、結果として伝送誤り率を低下させることができる。
【００３１】
以上のように接続する移動無線端末数の平均化のために、移動無線端末数を減らしたい無線基地局はビーコン信号の送信電力を下げ、その結果遠方の移動無線端末が新たに接続される無線基地局は伝送速度を下げることにより通信品質を保つことが可能になる。結果的に無線基地局１１１に接続する移動無線端末は本来の速度性能を低下させて使用することになるが、この電力・速度制御を行わないで接続端末数が多い状態によって生じる帯域共有による速度低下とアクセス競合による遅延時間増大で生じる速度低下の方が通常顕著な性能低下として現れる。
【００３２】
次に図１で示した本実施の形態の動作を図２の無線信号強度の変化を表す図を用いて説明する。横軸は移動無線端末の位置を示し、縦軸はその位置における受信信号強度を示す。まず初期状態では位置ａに設置された無線基地局１１１の無線信号（ビーコン信号およびデータ信号）は信号曲線３０１で表され、位置ｂに設置された無線基地局１１２の無線信号（ビーコン信号およびデータ信号）は信号曲線３０２で表されている。このときの境界線２００は両無線基地局のほぼ中央である位置ｃにある。
【００３３】
移動無線端末１２４は位置ｄにあり、無線基地局１１１からのビーコン信号の受信強度であるレベルＹと、無線基地局１１２からのビーコン信号の受信強度であるレベルＸとの比較により、レベルＸの方が大きいので、移動無線端末１２４は無線基地局１１２を選び接続する。その後はレベルＸでビーコン信号、データ信号の受信を継続する。
【００３４】
その後、前述した接続端末数平均化のために無線基地局１１２がビーコン信号の送信電力を低下させ、そのときのビーコン信号は信号曲線３０３で表されている（無線基地局１１２のデータ信号は信号曲線３０２のままでよい）。この時点では両無線基地局の境界線２０１は信号曲線３０１と信号曲線３０３が交差する位置ｅに移動する。すると位置ｄの移動無線端末１２４は、無線基地局１１１からのレベルＹと無線基地局１１２からのレベルＺとを比較することになり、レベルＹの方が大きいので無線基地局１１１に接続を切替える。このため今までは無線基地局１１２からのレベルＸのデータ信号で動作していた通信が、無線基地局１１１からのレベルＹのデータ信号に変わり、信号強度が低下することになる。結果的に復調データ信号の誤り率増加を招く。
【００３５】
この誤り率増加を防ぐために、移動無線端末との接続距離が広がることになる無線基地局１１１は、信号曲線３０１を維持したままで、無線データの伝送速度を下げてＣＮ比の低下を防止する。もちろん無線基地局１１１に接続する移動無線端末は、そのビーコン信号に含まれる情報によって伝送速度を知ることができるので、必要な受信信号の周波数帯域幅に狭めて受信ＣＮ比を高める動作が行われる。
【００３６】
上記の手法によれば、接続端末数の平均化動作は無線基地局の機能のみで実現され、移動無線端末側は従来通りの無線基地局選択アルゴリズムを実行するだけでよい。すなわち移動無線端末には何の回路追加もソフト追加も必要がなく、さらに無線基地局と移動無線端末間の通信プロトコルの変更する必要がないので、コスト負担がなく、また現在使用中の移動無線端末をそのまま継続して使用できるという大きな利点を有する。
【００３７】
接続端末数を減らすためにビーコン信号の電力を下げるかどうかの判断は、いくつかの方法が考えられる。最も簡単な方法は、あらかじめ接続端末数に閾値を持たせる方法である。例えば１０台という閾値を持たせると、各無線基地局は自局に接続する移動無線端末数を常時監視し、それが１０台を超えればビーコン信号の電力を下げればよい。なおビーコン電力を下げた直後に接続端末数が１０台を下回ることになるので、このままではいわゆる発振動作状態となる。そこで閾値にヒステリシスを持たせることは言うまでもない。例えばビーコン電力を下げた以降は閾値を５台に下げ、この台数を下回る状態になるまではビーコン信号の電力を元に戻さないように動作させる。一方、隣接するカバーエリアの無線基地局は、隣の無線基地局がビーコン電力低下動作を行ったことを知って、無線伝送速度を低下させる動作を行うことになる。
【００３８】
上記の判断動作を実際のソフトウェアで実現する際のフローを図３に示す。図面中の数値ｎは無線基地局自局に接続中の移動無線端末台数、Ｎ１は一旦低下させたビーコン信号の送信電力を復帰させる判断となる移動無線端末接続台数の復帰用閾値、Ｎ２はビーコン信号の送信電力を低下させる判断となる移動無線端末接続台数の低下用閾値である。
【００３９】
まず動作開始ステップ４０１からパス５０１を経てビーコン電力標準値設定・無線速度標準値設定ステップ４０２を実行する。本実施の形態の無線通信システムではその規格内で最高の性能を発揮させることを目的に、ビーコン電力、無線速度の標準値は、それらの規格の最大値に設定している。無線基地局はこれに基づいてビーコン信号を送信することになる。
【００４０】
次にパス５０２を経て、自局接続端末数検出ステップ４０３を実行する。この結果ｎ台（ｎは自然数）であることを知る。
【００４１】
パス５０３を経て台数比較ステップ４０４を実行する。これは一旦ビーコン電力を低下した無線基地局が接続端末数の減少に応じて、ビーコン電力を標準値に復帰させることを目的としたものである。復帰判断用の台数閾値Ｎ１とｎとを比較する。ｎが閾値Ｎ１より大きければそのままパス５０６を選び、逆に小さければ復帰条件を満たしているので、パス５０４を経て、ビーコン電力標準値復帰ステップ４０５を実行する。この後パス５０５からパス５０６に合流する。
【００４２】
次に隣接無線基地局データ読込みステップ４０６を実行する。無線基地局同士は前述したように有線で接続されており、互いに情報を送受できる。自局は自らのカバーエリアと部分的に重なる隣接無線基地局をあらかじめ知っているので、有線伝送路１０２上を流れるデータの中から必要な隣接無線基地局の通信状況データを選択して読込むことができる。
【００４３】
この後パス５０７を経て、上記隣接無線基地局の中に既にビーコン電力を下げて運用中の局があるか否かの判定ステップ４０７を実行する。もしビーコン電力低下運用中の無線基地局があれば、自局のカバーエリアが実質的に広がっているので、パス５０８を経て無線速度低下設定ステップ４０８を実行し、パス５０９を経てパス５０２に合流し、次の判定サイクルに入る。
【００４４】
一方、該当の隣接無線基地局がなければパス５１０を経て無線速度標準復帰ステップ４０９を実行する。これは一旦無線通信速度を低下させた後、隣接無線基地局がビーコン電力を標準に戻せば、もはや自局の無線通信速度も低下させる必要がなくなるので、その無線速度を標準に戻すためのステップである。
【００４５】
次にパス５１１を経て台数比較ステップ４１０を実行する。ビーコン電力低下判断のための接続端末台数閾値Ｎ２と現在の接続端末台数ｎとを比較し、Ｎ２を上回っていれば接続端末数を減らすために、パス５１３を経てビーコン電力低下設定ステップ４１１を実行する。この後パス５１４を経てパス５０２に合流し、次の判定サイクルに入る。
【００４６】
一方、閾値Ｎ２未満であればビーコン電力は標準のままでよいので、パス５１２を経てパス５０２に合流し、次の判定サイクルに入る。
【００４７】
以上の処理フローによって本願の機能が実現されるが、ステップの順序やパスの設置はこれに限定されるものではない。
【００４８】
上記のように台数の閾値を固定させるのは処理ソフトの負担は小さくて済むが、通信システム全体として移動無線端末数が増加した場合に、多数の無線基地局で判断用の閾値Ｎ２を超えてしまい、本来優先的に接続端末数を減少させなければならない顕著に接続端末数の多い無線基地局にしかるべき制御が行えなくなる恐れもある。
【００４９】
このような状況でも合理的に動作させるために、互いに共有した接続端末台数情報より、通信システム全体に含まれる移動無線端末台数や、無線基地局当たりの平均端末台数を知り、それに基づいて電力制御の判断を行わせることが望ましい。例えば上記の閾値Ｎ２として、その都度の無線基地局当たりの平均端末台数の、例えば２倍の値を設定することが考えられる。あるいは接続端末数の多い順に所定の数の無線基地局のビーコン信号制御を行わせる制御も効果的である。
【００５０】
またビーコン信号の電力制御や無線伝送速度の制御は、高低の２段階制御である必要はなく、各無線基地局の接続端末情報や、ビーコン信号の電力情報に基づいて３種類以上の細かい制御を行わせることが可能であり、それによって接続端末数と伝送速度の最適制御を実現することができる。
【００５１】
さらに移動無線端末における通信がリアルタイムの映像、音声信号である場合には、無線伝送速度の切替え制御と映像、音声の符号化・複合化方法や速度を連動して切替えることにより、支障なく通信を継続させることができる。一般的に映像、音声を無線やインターネットを介して通信する装置では、伝送路の品質や容量に応じて符号化・複合化速度を選べる仕組みが組込まれているので、これらの仕組みとの連動は格段の困難を伴わないと言える。例えば動画では数１０ｋｂｐｓ〜数１００ｋｂｐｓのものが、音声では数ｋｂｐｓ〜数１０ｋｂｐｓのものが広く使用されている。
【００５２】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１において無線基地局１１２は接続端末の平均値２台に近づけるために、自局のビーコン信号強度を下げる。この結果、接続端末数の平均化のために遠方の移動無線端末まで接続することになった無線基地局１１１は、無線伝送速度を下げることによって伝送誤りの増加を防ぐようにしている。
【００５３】
これに対して本実施の形態では、無線基地局１１１が接続端末の平均値２台に近づけるために、自局のビーコン信号強度を上げる。この結果、接続端末数の平均化のために遠方の移動無線端末まで接続することになった無線基地局１１１は、無線伝送速度を下げるようにしている。このようにすれば、ビーコン信号強度を変更する無線基地局と無線伝送速度を変更する無線基地局が同一となるために、ビーコン信号強度を変更する接続台数の閾値をあらかじめ各無線基地局に設定しておくだけで無線基地局間でビーコン信号強度の変更情報を共有する必要がないので、より簡単な無線通信システムを構築できる。
【００５４】
本実施の形態の基本的な動作原理そのものは、第１の実施の形態において図２で説明したものと同じであるので説明は省略する。ここでは、図４を用いて本実施の形態における無線通信システムの実際の動作フローを説明する。
【００５５】
図面中の数値ｎは無線基地局自局に接続中の移動無線端末台数、Ｎ３はビーコン信号の送信電力上昇判断の端末数閾値、Ｎ４はビーコン信号の送信電力を標準値に復帰させる判断基準となる端末数値閾値である。
【００５６】
まず動作開始ステップ６０１からパス７０１を経てビーコン電力標準値設定・無線速度標準値設定ステップ６０２を実行する。本実施の形態の無線通信システムでは、ビーコン電力を増大させて接続端末数を制御するために、ビーコン電力の標準値は送信可能な最大値より低く設定される。無線基地局はこれに基づいてビーコン信号を送信することになる。
【００５７】
次にパス７０２を経て、自局接続端末数検出ステップ６０３を実行する。この結果ｎ台（ｎは自然数）であることを知る。
【００５８】
パス７０３を経て台数比較ステップ６０４を実行する。これは無線基地局が接続端末数が閾値よりも少ない場合はビーコン電力を上昇させることを目的としたものである。電力増大判断用の台数閾値Ｎ３とｎとを比較する。ｎが閾値Ｎ３より大きければそのままパス７０６を選び、逆に小さければ電力増大の条件を満たしているので、パス７０４を経て、ビーコン電力増大設定ステップ６０５を実行する。この場合は、無線基地局は接続端末数の平均化のために遠方の移動無線端末まで接続することになるので通信品質維持のために無線速度を低下させる必要がある。このため、ビーコン電力増大設定ステップ６０５を実行した後、パス７０５を経て無線速度低下設定ステップ６０６を経由してパス７０２に合流する。
【００５９】
台数比較ステップ６０４でパス７０６が選択された場合は、次の台数比較ステップ６０７を実行する。ビーコン電力を標準値に復帰させるか否かの判断のための接続端末台数閾値Ｎ４と現在の接続端末台数ｎとを比較し、Ｎ４を上回っていれば接続端末数を減らすために、パス７０７を経てビーコン電力を標準値に復帰させるとともに無線速度も標準値に復帰させるステップ６０８を実行する。この後パス７０８を経てパス７０２に合流し、次の判定サイクルに入る。
【００６０】
一方、閾値Ｎ４未満であればビーコン電力は変更する必要がないので、パス７０９を経てパス７０２に合流し、次の判定サイクルに入る。
【００６１】
このように、第２の実施の形態では、ビーコン電力の標準値を送信可能な最大電力よりも低く抑えることにより、第１の実施の形態に比較してより簡単な手順で無線基地局の接続端末台数を平均化することが可能となる。さらに、無線基地局間でビーコン電力の変更情報を共有する必要がないために、より簡単な無線通信システムを構成することができる。
【００６２】
（第３の実施の形態）
図５は本発明の第３の実施の形態における無線基地局を適用する無線通信システムの基本構成を示しており、外部網との接続点１０１、固定設置された無線基地局１１１、１１２、１１３、１１４、無線基地局１１１〜１１４と有線接続されたサーバ装置１４０、無線基地局１１１〜１１４とサーバ装置１４０を互いに接続するとともに接続点１０１を経由して外部網に接続させる有線伝送路１０２、および無線基地局１１１〜１１４のいずれかに無線接続する多数の移動無線端末（図示せず）から構成されている。
【００６３】
図５のように無線基地局が２次元的に多数配置されて、それぞれのカバーエリア（図５ではカバーエリア１３１〜１３４）が複雑に重なり合っている場合には、各無線基地局が互いに情報を交換して、自局の最適ビーコン信号送信電力や無線伝送速度を判定するのは非常に大きな処理負荷が必要となる。またその制御アルゴリズムを改良する場合に、個々の無線基地局ごとにソフトウェアを更新しなければならず、無線通信システムの運用面でも負荷が大きい。
【００６４】
そこで図５の構成により、個々の無線基地局は単に自局の通信状況、すなわち接続端末数やビーコン信号の送信電力をサーバ装置１４０に有線で送出し、サーバ装置１４０が通信システム全体の現状を把握することによって各無線基地局へ制御信号を送り返すことを可能としている。これにより各無線基地局はサーバ装置１４０からの制御信号に基づいてビーコン信号の送信電力や無線伝送速度を受動的に設定すればよく、上記の制御アルゴリズム改良もサーバ装置１４０だけで済むので、極めて運用性に優れたシステムとなる。
【００６５】
以上説明したように、本発明によれば、複数の無線基地局の接続無線端末数が不均一になり通信負荷が無線基地局によってばらつくような状況であっても、無線基地局のビーコン送信電力と無線伝送速度を制御することにより、無線通信システムの通信負荷の平均化と通信品質の維持が可能となる。
【００６６】
なお、上記すべての実施の形態において、無線伝送速度を低下させる移動無線端末は対象の無線基地局に接続されたすべての移動無線端末と説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ビーコン送信電力の制御によって新たに接続された移動無線端末のみの無線伝送速度を低下させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、無線通信システムにおいて、複数の無線基地局の中の特定の無線基地局に移動無線端末の接続数が著しく増加した際に、その接続数を減少せしめ、しかもその影響で遠距離の無線基地局と通信することになった移動無線端末の通信品質低下を防止するものであって、複数の無線基地局と移動無線端末から構成されるごく一般的な無線通信システムに幅広く利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における無線通信システムの基本構成を示す図
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるビーコン信号の電力制御による信号強度の変化を表す図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるビーコン信号の電力強度、無線伝送速度制御の判断手順を示す図
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるビーコン信号の電力強度、無線伝送速度制御の判断手順を示す図
【図５】本発明の第３の実施の形態における無線通信システムの構成を示す図
【符号の説明】
【００６９】
１０１    （外部網との）接続点
１０２    有線伝送路
１１１〜１１４    無線基地局
１２１〜１２４    移動無線端末
１３１〜１３４    カバーエリア
１４０    サーバ装置
２００，２０１    （無線基地局選択の）境界線
３０１〜３０３    （受信信号の）信号曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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