JP2004253849A - Wireless communication system and communication control method therefor - Google Patents

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泰 山崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wireless system in which a reduction in a communication speed is decreased even when the number of terminal stations existing in a coverage area of a wireless base station is increased and to provide a communication control method therefor. <P>SOLUTION: A control apparatus 8 collates a preset traffic condition with traffic data of wireless base stations BS(#1, #2), transmits control information to set a beam pattern of beam variable antennas 1a, 1b provided in the wireless base stations BS(#1, #2) in accordance with the setting traffic condition to the wireless base stations BS(#1, #2), and controls the beam pattern of the beam variable antennas 1a, 1b to magnify or reduce the coverage area thereby decreasing the reduction in the communication speed even when the number of the terminal stations T is increased. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【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
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless communication system and a communication control method thereof.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a configuration diagram of a wireless communication system using a conventional wireless LAN system as an example.
[0003]
In FIG. 8, a conventional wireless communication system includes a wireless base station BSa connected to a higher-level network (LAN, backbone line, etc.) and a terminal station Ta (# 1 to # 1) performing data communication between the wireless base station BSa and the wireless base station BSa. #N), the wireless base station BSa transmits and receives a packet signal to and from the terminal station Ta by wireless communication via the antenna 2a.
[0004]
FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of the above-described radio base station BSa. In FIG. 9, a radio base station BSa performs a bridge function for connecting to a higher-level network such as a LAN or a backbone line.
[0005]
The radio base station BSa modulates and demodulates a radio signal modulated at a predetermined frequency and a modulation rate with the terminal station Ta via the antenna 2a by the RF processing unit 3a, and converts it into a transmission / reception baseband signal. The antenna 2a usually uses a dipole-type omnidirectional antenna or a parabolic-type directional antenna, and the radio base station BSa communicates with the terminal station Ta within the coverage area of the antenna 2a. Perform communication.
[0006]
The communication control unit 4a monitors signals from the RF processing unit 3a and the MAC processing unit 5a, and sets a modulation speed at which a predetermined wireless communication quality is obtained in the RF processing unit 3a. Further, the base station sets the transmission speed of the baseband signal corresponding to the modulation speed in the MAC processing unit 5a, and transmits and receives packet signals to and from a higher-level network via the network interface 7a.
[0007]
The transmission rate at which packet signals are transmitted and received between the radio base station BSa and the terminal station Ta is a modulation rate determined by the radio communication quality, but as the number of terminal stations Ta increases (however, the maximum number of terminal stations Ta is The same frequency is shared and transmitted and received by a plurality of terminal stations Ta, so that the communication allocation time for each terminal station Ta decreases, and the throughput (effective transmission speed) decreases.
[0008]
In order to prevent a decrease in the throughput per terminal station Ta per station, it is conceivable to limit the number of terminal stations Ta accommodated per radio base station BSa, but the coverage area of the antenna 2a of the radio base station BSa can be changed. Since the number of terminal stations Ta in the coverage area cannot be reduced, the throughput (effective transmission rate) cannot be improved.
[0009]
For example, in a wireless communication system having wireless base stations in which an unspecified number of terminal stations called hot spots come and go, and the number of terminal stations increases and decreases, the coverage area cannot be reduced to reduce the number of terminal stations accommodated. However, the radio base station has to communicate with the increased number of terminal stations even if the transmission speed is reduced.
[0010]
As a method of preventing a decrease in transmission speed due to such an increase in the number of terminal stations, there is a method of increasing the number of communication channels by using a frequency band different from the frequency band in use. However, this method requires radio transceivers (circuits and antennas) corresponding to a plurality of frequency bands on the terminal station side, so that the terminal station side is complicated and expensive (for example, Non-Patent Document 1). reference.).
[0011]
In addition, since the frequency band to be added is limited, operating the wireless communication system by increasing the frequency band is not sufficient as a measure against a decrease in transmission speed.
[0012]
Furthermore, since the radio base station has a communication system in which the antenna coverage area is fixed, it is difficult to improve the communication speed by limiting the number of terminal stations that can be accommodated.
[0013]
In addition, there is a proposal for rotating an antenna to move a cover area and responding to a change in a terminal station (mobile phone) within the cover area (for example, see Patent Document 1).
[0014]
However, this method is merely a measure to follow the change in the number of mobile phones by simply rotating the antenna and changing the coverage area, and is a method of controlling traffic between adjacent base stations or terminal stations. It is not intended to cope with density fluctuations between base stations by expanding or reducing the coverage area.
[0015]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-225105 (4 pages, FIG. 4)
[0016]
[Non-Patent Document 1] Nikkei Communication July 15, 2002, p77-p79
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
In this conventional wireless communication system, the antenna has a fixed beam pattern, and the wireless communication coverage area cannot be changed.
[0018]
In addition, a common frequency band is allocated and used between the wireless base station and a plurality of terminal stations, and when the number of terminal stations increases within the coverage area of the wireless base station, the wireless base station and the plurality of terminal stations are used. Since there is an upper limit on the transmission speed that can be transmitted to and from a station, in a system where the transmission speed is distributed (shared) by a plurality of terminal stations, a situation occurs in which the transmission speed per terminal station is insufficient. There was a problem.
[0019]
The present invention solves this problem. In order to limit the number of terminal stations existing in the antenna coverage area of the radio base station, the antenna coverage area is enlarged or reduced according to the traffic volume of the radio base station. It is an object of the present invention to provide a wireless communication system capable of adaptively changing a coverage area and reducing a decrease in communication speed even when the number of terminal stations increases as a whole system, and a communication control method thereof.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a wireless communication system according to the present invention includes a plurality of wireless base stations that wirelessly communicate with a plurality of terminal stations, and a wireless communication between the plurality of wireless base stations and the terminal stations. In a wireless communication system comprising a control device for monitoring and controlling, each of the wireless base stations, the number of the terminal stations communicating with the own station, the effective transmission rate between the own station and the terminal station, And a variable beam antenna capable of changing a beam pattern of an antenna with respect to the terminal station, wherein the control device is configured to control the traffic data transmitted from the plurality of radio base stations. And a predetermined traffic condition, and when the difference between the two is large, the beam pattern of the beam variable antenna of the radio base station having smaller traffic data is changed. Large, and characterized by comprising a beam control means for outputting a control signal so as to reduce the beam pattern of the beam variable antenna of the radio base station having a larger traffic data.
[0021]
In addition, the control method for a wireless communication system according to the present invention includes a plurality of wireless base stations that perform wireless communication with a plurality of terminal stations and include a beam variable antenna capable of changing an antenna beam pattern with respect to the terminal stations. And a control device for monitoring and controlling the wireless communication between the plurality of wireless base stations and the terminal station, wherein each of the wireless base stations includes The number of the terminal stations to communicate, and calculates the traffic data from the effective transmission rate between itself and the terminal station, the control device, the traffic data transmitted from the plurality of wireless base stations, Check the traffic conditions set in advance, if the difference between the two is large, expand the beam pattern of the beam variable antenna of the radio base station of the smaller traffic data, Communication control method for a wireless communication system, characterized in that said towards La Fick data is large reduces the beam pattern of the beam variable antenna of the radio base station.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication system in which the present invention is applied to a wireless LAN system. The wireless base station BS (# 1, # 2) and the wireless base station BS (# 1, # 2) ), A control device 8 for controlling the radio base stations BS (# 1, # 2), a radio base station BS (# 1, # 2), and a LAN (local area) to which the control device 8 is connected. Network) 9, an upper network BN of the LAN 9, and a number of terminal stations T (# 1 to # 11) installed in the cover area C of the beam variable antennas 1a and 1b.
[0024]
The variable beam antennas 1a and 1b of the radio base stations BS (# 1 and # 2) are variably controlled in the range of the cover area C according to the beam control signal from the control device 8. For example, the variable beam antenna 1a is changed to cover areas C (#a) and C (#b). The beam variable antenna 1b is changed to cover areas C (#c) and C (#d). The coverage areas C (#a) and C (#c) have the same coverage area (width or diameter of the same extent), and the radio base stations BS (# 1) and (# 2) This is a cover area when the traffic volume is the same.
[0025]
These cover areas C (#a to #d) are information when the radio base station BS (# 1, # 2) detects the number of accommodation stations of the terminal station T covered by the beam variable antennas 1a, 1b, and the like. The data is transmitted to the control device 8 via the LAN 9 as traffic data.
[0026]
The control device 8 sets the coverage area of the beam variable antennas 1a and 1b based on the received traffic data. Then, the setting information is adjusted as a result of being sent back to the radio base stations BS (# 1, # 2) as a beam control signal to control the beam variable antennas 1a, 1b.
[0027]
In this communication system, between the terminal stations T arranged in the communication range of the beam variable antenna 1a or 1b (for example, the terminal stations 1 (# 1) and (# 4), or the terminal stations T (# 6) and (# 11 In the communication of)), the radio base station BS (# 1) or (# 2) relays the message signal.
[0028]
Further, between a terminal station T (for example, (# 1)) arranged in the communication range of the beam variable antenna 1a and a terminal station T (for example, (# 6)) arranged in the communication range of the beam variable antenna 1b. , The radio base stations BS (# 1) and (# 2) relay message signals.
[0029]
Further, communication between the terminal station T (for example, (# 1)) arranged in the communication range of the beam variable antenna 1a and a device (not shown) connected to the upper network BN is performed by the radio base station BS (# 1). ) Relays the message signal. Similarly, the communication between the terminal station T (for example, (# 6)) arranged in the communication range of the beam variable antenna 1b and the device connected to the upper network BN is performed by the radio base station BS (# 2). Relay.
[0030]
Then, the radio base stations BS (# 1 and # 2) respectively transmit information communicating with any of the terminal stations T (# 1 to # 11) and information on the transmission speed (modulation speed) of the radio communication. It is transmitted to the control device 8 as traffic data.
[0031]
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the radio base stations BS (# 1, # 2), and FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the control device 8.
[0032]
Hereinafter, the configurations and operations of the radio base stations BS (# 1, # 2) and the control device 8 will be described with reference to FIGS.
[0033]
The wireless base station BS in FIG. 2 includes a variable beam antenna 1, an antenna beam control circuit 2, an RF processing unit 3, a communication control unit 4, a MAC processing unit 5, a communication management table 6, and a network interface 7.
[0034]
In FIG. 2, a radio packet signal transmitted and received by the radio base station BS to and from the terminal station T as a bridge device with the LAN 9 is input / output as a baseband signal via the network interface 7. Further, in the MAC processing unit 5, data relating to MAC control for transmitting the wireless packet signal is set, and the baseband signal is modulated and demodulated to a predetermined frequency and modulation speed by the RF processing unit 3, and the beam variable antenna 1 Sent from
[0035]
The wireless packet signal received by the variable beam antenna 1 is demodulated into a baseband signal by the RF processing unit 3, and data related to MAC control is read. Then, the communication control unit 4 sets data relating to MAC control in the baseband signal via the MAC processing unit 5 according to the read contents, and transmits the data to the network interface 7. When transmitting to the terminal station T, the power is transmitted to the RF processing unit 3 again.
[0036]
In the variable beam antennas 1a and 1b, the radiation beam pattern of the radio wave is controlled by the antenna beam control circuit 2, and the coverage area is enlarged or reduced. As the beam variable antenna 1, a phased array antenna, a patch antenna, a parabolic antenna whose mechanical structure changes, or the like is used.
[0037]
The antenna beam control circuit 2 operates according to a beam control signal transmitted from the control device 8 connected to the LAN 9, and the beam control signal is set based on the traffic amount between the radio base station BS and the terminal station T. .
[0038]
In the wireless LAN communication, the identification information of each terminal station T is set by the MAC address, and the MAC processing unit 5 of the wireless base station BS extracts the MAC address of the terminal station T from the received signal demodulated by the RF processing unit 3. You.
[0039]
The communication control unit 4 monitors the operation of the MAC processing unit 5, stores the MAC address of the communicating terminal station T in the communication management table 6, and stores the MAC address of the communicating terminal station T via the network interface 7. The address is transmitted as traffic data to the control device 8 connected to the LAN.
[0040]
In addition, the communication control unit 4 stores the set conditions extracted by the MAC processing unit 5 from the beam control signal from the control device 8 received via the network interface 7 in the communication management table 6, and controls the antenna beam control. Send to circuit 2.
[0041]
The setting condition of the beam control signal from the control device 8 is to control the beam width according to the traffic amount. The traffic amount is determined by the fact that the number of the terminal stations T accommodated by the radio base station BS is a predetermined value. By controlling the beam radiation patterns of the beam variable antennas 1a and 1b so as not to exceed the number, the cover area is enlarged or reduced.
[0042]
3, the control device 8 connected to the LAN 9 includes a network interface 78, a MAC processing unit 58, a communication control unit 48, and a communication management table 68.
[0043]
The control device 8 receives the traffic data transmitted from each wireless base station BS via the network interface 78. Then, the communication control unit 48 receives the traffic data (MAC address) extracted by the MAC processing unit 58 and stores it in the communication management table 68. Then, the number of terminal stations T communicating with each wireless base station BS is totaled.
[0044]
The communication management table 68 stores the number of terminal stations T accommodated for each radio base station BS and the transmission speed (modulation speed) between the radio base station BS and the terminal station T in a table. The controller 8 monitors the traffic data of the adjacent radio base stations BS while referring to the communication management table 68, and spreads the beam pattern between these radio base stations BS so that the traffic amount is averaged. Is controlled so that the number of terminal stations T accommodated is equal to or close to the same number.
[0045]
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a configuration example of an antenna cover area according to the present invention. When the radio base stations BS (# 10) and (# 11) are installed adjacent to each other, the coverage area C (#x, #y, #z) of the radio base station BS (# 10) and the radio base station The cover diameter of the coverage area C (#k, #m, #n) of the BS (# 11) changes according to the traffic volume, and the traffic volume of each of the radio base stations BS (# 10) and (# 11) decreases. It shows that they are controlled to be the same.
[0046]
FIG. 5 shows the traffic amount for each coverage area C (#x, #y, #z, #k, #m, #n) of the radio base stations BS (# 10) and (# 11) corresponding to FIG. FIG. 3 is a diagram represented by a terminal station T accommodated. For example, the terminal stations T accommodated in the cover area C (#x) are three stations # 7, # 8, and # 9, and the corresponding terminal stations T accommodated in the cover area C (#k). Have the same number as the three stations # 10, # 11, and # 12. Similarly, in the cover areas C (#y) and (#m), and (#z) and (#n), the number of terminal stations T accommodated may be the same in three stations. It is shown.
[0047]
FIG. 6 shows that, in the communication system of FIG. 1, the control device 8 controls the respective coverage areas C (#a, #b) and (#c, #c, It is the figure which made the table the state of the traffic amount at the time of changing #d).
[0048]
FIG. 7 shows a beam variable antenna according to the number of terminal stations T accommodated by each of the radio base stations BS (# 1 and # 2) and the traffic amount based on the effective transmission speed with the terminal stations T. 9 is a flowchart illustrating an operation procedure for changing a cover area C by adjusting one beam.
[0049]
Hereinafter, an operation of adjusting the beam of the beam variable antenna 1 to change the cover area C will be described with reference to FIGS. 1, 6, and 7.
[0050]
In FIG. 1, the operation of complementing the coverage area between the radio base stations BS (# 1) and (# 2) is as follows. First, the radio base stations BS (# 1) and (# 2) A signal for requesting a reception response is transmitted to # 1 to # 11). Then, the number of terminal stations T that have responded is counted, and it is checked how many terminal stations T exist in the cover area C in which the own beam variable antennas 1a and 1b transmit and receive.
[0051]
That is, the radio base station BS (# 1) transmits a polling signal from the beam variable antenna 1a to each terminal station T (# 1 to # 4) for the cover area C (#a) set by default. When a response signal is transmitted from the terminal station T (# 1 to # 4) to this request, the MAC processing unit 5 of the radio base station BS (# 1) transmits the response signal from the terminal station T (# 1 to # 4). The MAC address included in the response signal is extracted (step s1 in FIG. 7).
[0052]
Next, the communication control unit 4 of the radio base station BS (# 1) stores the extracted MAC addresses of the terminal stations T (# 1 to # 4) in the communication management table 6, and also stores the extracted MAC addresses of the terminal stations T (# 1 to # 4). The number of # 4) is counted (step s2 in FIG. 7).
[0053]
Further, the MAC processing unit 5 monitors the baseband signal demodulated by the RF processing unit 3 while reading the MAC address, and checks the radio base station BS (# 1) and the terminal stations T (# 1 to # 4). Read the transmission speed between. The transmission speed (48 Mbps in this case) obtained here is recorded in the communication management table 6 as a part of the traffic data.
[0054]
Next, the communication control unit 4 reads the MAC address and the transmission speed of the terminal station T (# 1 to # 4) from the communication management table 6, and controls the traffic data through the MAC processing unit 5, the network interface 7, and the LAN 9 as traffic data. Transmit to the device 8.
[0055]
Similarly, the radio base station BS (# 2) also sends a polling signal from the beam variable antenna 1b to each terminal station T (# 5 to # 11) for the cover area C (#c) set by default. Send. Then, the MAC address and the transmission speed (also 48 Mbps) of the terminal station T (# 5 to # 11) obtained from the response signal are stored in the communication management table 6 of the radio base station BS (# 2), and The number of terminal stations T is totaled and transmitted to the control device 8 as traffic data together with the transmission speed.
[0056]
In the control device 8, when receiving traffic data from each of the radio base stations BS (# 1, # 2) via the network interface 78, the MAC processing unit 58 extracts the traffic data and receives the traffic data. Reference numeral 48 stores the MAC address data of the terminal station T accommodated for each radio base station BS (# 1, # 2) in the communication management table 68.
[0057]
Cover areas (#a) and (#c) in FIG. 6 are diagrams showing the contents of the communication management table 68 at this time. The transmission speed between the radio base station BS (# 1, # 2) and the terminal station T included in the traffic data is not shown in this figure, but is similarly stored in the communication management table 68. I have.
[0058]
Therefore, the communication control unit 48 of the control device 8 determines from the communication management table 68 the number of terminal stations T accommodated by each radio base station BS (# 1, # 2) and the transmission speed between the terminal stations T. And calculates the effective transmission speed with the terminal station T (step s3 in FIG. 7).
[0059]
In the radio base station BS (# 1), the transmission rate between the terminal stations T (# 1 to # 4) is 48 Mbps, and the number of terminal stations T accommodated is 4, so the effective transmission rate is: 48 ÷ 4 = 12 (Mbps). On the other hand, the effective transmission rate of the wireless base station BS (# 2) is 48 ÷ 7 = 6.8 (Mbps).
[0060]
The communication control unit 48 stores the obtained effective transmission speed in the communication management table 68 (step s4 in FIG. 7).
[0061]
Subsequently, the communication control unit 48 reads the number of the terminal stations T of the radio base station BS (# 1) from the communication management table 68 and checks whether the number is equal to or less than the reference value “7”. Then, since the number of terminal stations in the coverage area C (#a) of the beam variable antenna 1a is "4" (default value) and is equal to or less than the reference value "7", it is not necessary to change the coverage area C (#a). It is determined that there is not, and then the same determination is made for the wireless base station BS (# 2) (NO in step s5 in FIG. 7).
[0062]
Next, since the number of terminal stations T of the radio base station BS (# 2) is "7" (step s5 in FIG. 7 is YES), the communication control unit 48 further checks the effective transmission rate.
[0063]
The communication control unit 48 reads the effective transmission speed “6.8 Mbps” of the wireless base station BS (# 2) from the communication management table 68, and is equal to or less than the reference value “7 Mbps” of the effective transmission speed (YES in step s6 in FIG. 7). Judge. Therefore, the communication control unit 48 determines whether the beam pattern of the beam variable antenna 1a of the radio base station BS (# 1) can be expanded and the number of terminal stations T can be increased.
[0064]
The communication control unit 48 reads the effective transmission speed “12 Mbps” of the wireless base station BS (# 1) from the communication management table 68 and determines that the effective transmission speed is equal to or higher than the reference value “7 Mbps” (YES in step s8 in FIG. 8). As a result, it is determined that the number of terminal stations T of the radio base station BS (# 1) can be increased. Then, it is found that the radio base station BS (# 1) can accommodate at least one of the terminal stations T of the radio base station BS (# 2), and the beam variable between the radio base stations BS (# 1) and (# 2) is changed. The beam pattern for enlarging or reducing the coverage area of the antennas 1a and 1b is changed (Step 9 in FIG. 7).
[0065]
The following is a detailed description of the beam pattern control in step 9.
[0066]
The communication control unit 48 of the control device 8 transmits a beam expansion control signal to the beam variable antenna 1a of the radio base station BS (# 1) via the network interface 78, and transmits a control signal of the radio base station BS (# 2). A beam reduction control signal is transmitted to the beam variable antenna 1b.
[0067]
When the radio base station BS (# 1) receives a beam control signal for enlarging the coverage area from the control device 8 via the network interface 7, the communication control unit 4, which has been monitoring the MAC processing unit 5, changes the communication management table. 6, a parameter for the coverage area C (#b) is set in the antenna beam control circuit 2, and the terminal transmits the polling signal again in the coverage area C (#b) in the same manner as the operation by the polling signal described above. Transmit to the stations T (# 1 to # 5).
[0068]
When receiving the response signal from the terminal station T (# 1 to # 5), the communication control unit 4 of the wireless base station 8 reads the MAC address of the terminal station T (# 1 to # 5) and accommodates it. It is detected that the number of the terminal stations T (# 1 to # 5) has become five. Then, the MAC address of the terminal station T (# 1 to # 5) is stored in the communication management table 6, and the effective transmission speed (48/5 = 9.6 Mbps) is similarly obtained. Is generated and transmitted to the control device 8.
[0069]
On the other hand, the radio base station BS (# 2) sets the traffic data when the radio base station BS (# 2) is set in the cover area C (#d) in the same procedure as the radio base station BS (# 1), that is, the accommodated terminal station. The MAC addresses of the six stations T (# 6 to # 11) and the effective transmission speed (48/6 = 8.0 Mbps) are stored in the communication management table 6, and the traffic data is transmitted to the control device 8.
[0070]
Then, the control device 8 repeats this procedure, and if a determination of No is obtained in any of the steps s5 to s8 in FIG. 7, at that time, the beam pattern setting for the radio base station BS is performed. Then, the state returns to the state of monitoring the traffic data from the wireless base station BS again, and thereafter, the wireless LAN communication of the packet signal carrying the message is constantly started with the terminal station T.
[0071]
The above beam pattern control sets a fine coverage area range by changing the spread of the beam little by little, but it is not possible to electronically control a continuous beam pattern like a phased array antenna, for example, In the case of a patch antenna or a variable beam antenna in which a beam pattern is set stepwise so as to switch a mechanical structure, the beam control procedure may be simplified.
[0072]
For example, in a beam variable antenna in which the antenna beam can be adjusted only in two stages, the terminal station T accommodated by the radio base station BS and the effective transmission speed are obtained as traffic data using the two beam patterns, and the distance between adjacent radio base stations BS is determined. It is sufficient to select and set the beam pattern of the set with the smaller difference in the number of terminal stations T accommodated in.
[0073]
Further, even with an antenna whose beam pattern can be continuously controlled, a method in which several beam patterns are set in advance and a beam pattern having a small difference in the number of accommodated terminal stations between the radio base stations BS may be selected from among them. . Then, the effective transmission rate may be used as a reference of the traffic amount when changing the area of the cover area.
[0074]
Further, in the above description, the detection of the number of terminal stations T performed by the radio base station BS is performed by the means for reading the MAC address. The detection may be performed based on the IP address associated with the terminal station T.
[0075]
In the above description, the control device 8 is independently installed in the wireless communication system. However, one of the wireless base stations BS (for example, # 1) may also serve as the control device 8. .
[0076]
As described above, the embodiments of the present invention have been described by taking a wireless base station of a wireless LAN system as an example, but the present invention may be applied to a wireless communication system such as a mobile phone base station or a mobile communication base station.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the antenna coverage area is enlarged or reduced according to the traffic volume of the radio base station, the antenna coverage area is adaptively changed, and the communication speed is increased even when the number of terminal stations increases. Can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing components of a wireless base station according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing components of a control device of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a configuration example of an antenna cover area according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram of a communication management table in which a cover area in FIG. 4 is set.
FIG. 6 is a diagram of a communication management table referred to for controlling an antenna beam pattern.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of an antenna beam control operation by the control device of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional wireless communication system.
FIG. 9 is a block diagram showing components of a conventional radio base station.
[Explanation of symbols]
1 beam variable antenna
2 Antenna beam control circuit
2a antenna
3, 3a RF processing circuit
4, 48, 4a Communication control unit
5, 58, 5a MAC processing unit
6,68 Communication management table
7, 78, 7a Network interface
8 Control device
9 LAN (Local Area Network)
BS radio base station
BN upper network
T, Ta terminal station
C Antenna cover area

Claims (5)

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。
A plurality of wireless base stations for wireless communication with a plurality of terminal stations;
In a wireless communication system including a control device that monitors and controls wireless communication between the plurality of wireless base stations and the terminal station,
Each of the wireless base stations,
Calculating means for calculating traffic data from the number of the terminal stations communicating with the own station and an effective transmission rate between the own station and the terminal station;
A beam variable antenna capable of changing a beam pattern of an antenna for the terminal station,
The control device includes:
The traffic data transmitted from the plurality of radio base stations is compared with a preset traffic condition, and when the difference between the two is large, the beam pattern of the beam variable antenna of the radio base station having the smaller traffic data is used. And a beam control means for outputting a control signal to reduce a beam pattern of the beam variable antenna of the radio base station having larger traffic data.
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。
The beam control means of the control device,
The traffic data of the first radio base station and the traffic data of the second radio base station adjacent to the first radio base station are compared with each other, and the beam variable antenna of the beam variable antenna is reduced so that the difference in traffic volume between the first and second radio radio base stations is reduced. The wireless communication system according to claim 1, wherein a beam pattern is controlled to expand or reduce the coverage area of the first and second wireless base stations.
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。The wireless communication system according to claim 1, wherein one of the wireless base stations also serves as the control device. 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。
A plurality of radio base stations, comprising: a plurality of radio base stations comprising a beam variable antenna capable of performing radio communication with a plurality of terminal stations and changing an antenna beam pattern with respect to the terminal stations; and the plurality of radio base stations and the terminal stations. And a control device for monitoring and controlling the wireless communication between the communication control method of the wireless communication system comprising:
Each of the wireless base stations,
The traffic data is calculated from the number of the terminal stations communicating with the own station and the effective transmission speed between the own station and the terminal station,
The control device includes:
The traffic data transmitted from the plurality of radio base stations is compared with a preset traffic condition, and when the difference between the two is large, the beam pattern of the beam variable antenna of the radio base station having the smaller traffic data is used. And controlling the beam pattern of the beam variable antenna of the wireless base station having the larger traffic data.
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。
The control device includes:
The traffic data of the first radio base station and the traffic data of the second radio base station adjacent to the first radio base station are compared with each other, and the beam variable antenna of the beam variable antenna is reduced so that the difference in traffic volume between the first and second radio radio base stations is reduced. The communication control method for a wireless communication system according to claim 4, wherein the beam pattern is controlled to increase or decrease the coverage area of the first and second wireless base stations.
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