JP2007036442A - Wireless communication system, base station, wireless communication control method and program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a radio communication system, a base station, a radio communication control method, a radio communication control program, and a recording medium.
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)。
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。 In the above-described prior art, it is necessary to notify the subscriber station (communication terminal) of control information for instructing a change in the retransmission standby time and the number of assigned slots. However, this has a problem in that a limited number of slots cannot be used effectively because a slot for wireless communication must be used. In addition, when the network load is extremely high such that a large number of subscriber stations try to access, the network load may be increased by the notification of the control information, and the congestion may not be improved. Furthermore, it has been necessary to add a function for performing random access to all the subscriber stations in accordance with changes in the retransmission standby time and the number of assigned slots instructed from the base station.
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。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to add a function to a communication terminal in a wireless communication system, and even when the network load is extremely high, An object of the present invention is to provide a wireless communication system, a base station, a wireless communication control method, a wireless communication control program, and a recording medium that can efficiently improve congestion and accept an access from a communication terminal.
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。
In order to solve the above-described problem, the invention according to
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。
The invention according to
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。
The invention according to
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。
The invention according to
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。 The invention according to claim 5 is a radio communication control method used in a radio communication system including a base station and a plurality of communication terminals belonging to a communication area of the base station, wherein the communication terminal A frame is randomly transmitted by radio to a base station, the base station receives a random access frame transmitted from the communication terminal via an antenna, detects a congestion state from the received random access frame, and is detected. A wireless communication control method characterized by limiting a communication area in which a random access frame can be received according to a congestion state, and changing the limited communication area with time.
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。 The invention according to claim 6 is the wireless communication control method according to claim 5, wherein the antenna detects received power that is equal to or higher than a communicable power level, and the received frame cannot be demodulated, or , A case where the antenna detects a received power that is equal to or higher than a communicable power level and a bit error as a result of demodulating the received frame is a certain value or more is regarded as a transmission frame collision. The congestion state is detected based on a ratio to the maximum number of receivable frames in the unit time.
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。 The invention according to claim 7 is a wireless communication control program executed on the base station of a wireless communication system comprising a base station and a plurality of communication terminals belonging to the communication area of the base station, A step of detecting a congestion state from a random access frame received by an antenna, a step of limiting a communication area in which a random access frame can be received according to the detected congestion state, and a step of changing the limited communication area with time And a wireless communication control program that causes a computer to execute the processes.
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。 The invention according to claim 8 describes a radio communication control program executed on the base station of a radio communication system including a base station and a plurality of communication terminals belonging to a communication area of the base station. A computer-readable recording medium, wherein a congestion state is detected from a random access frame received by an antenna, and a communication area in which a random access frame can be received is limited according to the detected congestion state. The recording medium is characterized by recording a wireless communication control program that causes a computer to execute each of the steps of changing a limited communication area depending on time.
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。 According to the present invention, in a wireless communication system including a base station and a plurality of communication terminals belonging to the communication area of the base station, when the communication terminal performs communication using random access to the base station, The congestion state is detected based on the access status from the communication terminal, the communication area capable of receiving the random access frame is limited to a range corresponding to the congestion state, and the limited communication area is changed with time. Thus, since the number of communication terminals that accept random access in the base station is reduced, there is no need to instruct control from the base station to the communication terminals. As a result, it is possible to effectively use frames without causing bandwidth compression due to transmission of control signals, so that even when the network load is extremely high, the collision probability of frames transmitted from the communication terminal to the base station is reduced. Thus, it is possible to efficiently improve congestion and accept access from a communication terminal. Further, it is not necessary to add a function for congestion control to the communication terminal.
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。
Hereinafter, an embodiment of a wireless communication system of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of a wireless communication system.
The wireless communication system includes a
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。
The
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。
FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the
The
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。
Next, receivable area control of the wireless communication system will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a diagram for explaining a “pattern A” for controlling a random access receivable area in the
An electromagnetic wave used for wireless communication between the
When a period from a certain time T j to a time T j + 1 is defined as a superframe #j, a previous period of the superframe #j is a superframe # j-1, and a next period of the superframe #j is a superframe # j + 1. To do. In the figure, each super frame is composed of k
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。
The congestion
It should be noted that the congestion
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。
Congestion level CL j-1 in the super frame # j-1 is a value in a range of the congestion level 0. A random access receivable area in
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。
The congestion
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。
Receivable areas for random access in the
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。
In the pattern A j -2 in the
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。
The congestion
In each control cycle of superframes # j-1, j, j + 1, the range of the receivable area for random access is different, but the maximum receivable frame number for random access is the same.
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。
FIG. 4 is a diagram for explaining a “pattern B” for controlling a receivable area for random access in the
A random access receivable area in
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。
The congestion
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。
Random access receivable areas in the
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。
The congestion
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。
FIG. 5 illustrates a “pattern C” for controlling the receivable area of random access for each sector into which the
In pattern C,
A random access receivable area in the
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。
The congestion
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。
Random access receivable areas in the
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。
The congestion
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。
FIG. 6 illustrates a “pattern D” for controlling the receivable area of random access for each sector into which the
In the pattern D, the
It shows a receivable area of the random access in the
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。
The congestion
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。
Random access receivable areas in the
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。
The congestion
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。
In addition, according to the said embodiment, according to the congestion level, the receivable area of random access is made into the area which divided the
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。
According to the above embodiment, in a communication system including the
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。
The
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。 In addition to ROM, “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. That means. Furthermore, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) inside a computer system that becomes a client or a system when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.
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。
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case is also used to hold a program for a certain period of time. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
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
DESCRIPTION OF
Claims (8)
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。 In a wireless communication system comprising a base station and a plurality of communication terminals belonging to the communication area of the base station,
The communication terminal is
Wireless communication means for randomly transmitting a frame wirelessly to the base station,
The base station
An antenna for receiving a wireless communication frame transmitted from the communication terminal;
A congestion detection processing unit that detects a congestion state from a random access frame received by the antenna;
A communication area that can receive a random access frame according to a congestion state detected by the congestion detection processing unit, and a reception area control processing unit that varies the limited communication area with time.
A wireless communication system.
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 The congestion detection processing unit detects reception power that is higher than a communicable power level at the antenna and cannot demodulate a received frame, or detects reception power that is higher than a communicable power level at the antenna and receives When the bit error resulting from demodulating the received frame is more than a certain value, it is considered as a transmission frame collision, and the congestion state is detected based on the ratio of the number of transmission frame collisions per unit time to the maximum number of receivable frames per unit time. ,
The wireless communication system according to claim 1.
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。 The base station of a wireless communication system comprising a base station and a plurality of communication terminals belonging to a communication area of the base station,
An antenna for receiving a wireless communication frame transmitted from the communication terminal;
A congestion detection processing unit that detects a congestion state from a random access frame received by the antenna;
A reception area control processing unit that limits a communication area in which a random access frame can be received according to a congestion state detected by the congestion detection processing unit, and changes the communication area to be limited according to time;
A base station comprising:
ことを特徴とする請求項3に記載の基地局。 The congestion detection processing unit detects reception power that is higher than a communicable power level at the antenna and cannot demodulate a received frame, or detects reception power that is higher than a communicable power level at the antenna and receives When the bit error resulting from demodulating the received frame is more than a certain value, it is considered as a transmission frame collision, and the congestion state is detected based on the ratio of the number of transmission frame collisions per unit time to the maximum number of receivable frames per unit time. ,
The base station according to claim 3.
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。 A wireless communication control method used in a wireless communication system comprising a base station and a plurality of communication terminals belonging to the communication area of the base station,
The communication terminal is
Randomly transmit a frame by radio to the base station,
The base station is
Receiving a random access frame transmitted from the communication terminal by an antenna;
Detect congestion from received random access frames,
Limit the communication area that can receive a random access frame according to the detected congestion state, and change the limited communication area with time,
A wireless communication control method.
ことを特徴とする請求項5に記載の無線通信制御方法。 The base station detects received power that is higher than a communicable power level at the antenna and cannot demodulate a received frame, or detects received power that is higher than a communicable power level at the antenna and receives the received frame. When the bit error as a result of demodulating is equal to or more than a certain value is considered as a transmission frame collision, the congestion state is detected by the ratio of the number of transmission frame collisions per unit time to the maximum number of receivable frames per unit time.
The wireless communication control method according to claim 5.
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。 A wireless communication control program executed on the base station of a wireless communication system comprising a base station and a plurality of communication terminals belonging to the communication area of the base station,
Detecting a congestion state from a random access frame received by an antenna;
Limiting a communication area in which a random access frame can be received according to the detected congestion state, and changing the limited communication area with time;
A wireless communication control program that causes a computer to execute each of the processes.
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。
A computer-readable recording medium storing a radio communication control program executed on the base station of a radio communication system including a base station and a plurality of communication terminals belonging to a communication area of the base station,
Detecting a congestion state from a random access frame received by an antenna;
Limiting a communication area in which a random access frame can be received according to the detected congestion state, and changing the limited communication area with time;
A recording medium that records a wireless communication control program that causes a computer to execute the processes described above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005214248A JP2007036442A (en) | 2005-07-25 | 2005-07-25 | Wireless communication system, base station, wireless communication control method and program, and recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=37795182
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009147592A (en) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Wireless communication system, wireless terminal, congestion control method, and computer program |
-
2005
- 2005-07-25 JP JP2005214248A patent/JP2007036442A/en active Pending
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JP4572229B2 (en) * | 2007-12-13 | 2010-11-04 | 日本電信電話株式会社 | Wireless communication system, wireless terminal, congestion control method, and computer program |
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