JP2000253444A - 基地局装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレームの使用効率の劣化を抑え、同時に立
ち上げられる基地局数を増加させる。 【解決手段】 本発明は、基地局立ち上げ時に、周囲で
基地局が検出されない周波数を使用する際、その基地局
固有のチャネルのタイミングを決定するにあたり、基地
局が検出されている他の周波数の基地局に同期をとって
タイミングを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の基地局が存在
する無線通信システムに利用する。本発明は各基地局が
使用する基地局固有のチャネル配置周波数およびまたは
チャネル配置タイミングを決定する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の基地局が存在する無線通信システ
ムでは、基地局を地理的に広い範囲に展開する場合に、
チャネル配置周波数（以下、単に周波数という）および
チャネル配置タイミング（以下、単にタイミングとい
う）の双方で各基地局が基地局固有のチャネルを棲み分
ける方法がある。すなわち、相互にチャネルが検出され
る基地局間では、この基地局固有のチャネルが同じ周波
数の同じタイミングを使用しないように棲み分ける。

【０００３】図２はマルチフレームを用いたチャネル構
成を示す図である。例えば、図２のように、基地局が周
波数およびタイミングの双方でフレームを棲み分けてい
るマルチフレーム構成の無線通信システムがある。ここ
で、フレーム構成としては、図２のＡのように、各フレ
ームを１つの基地局が占有して使用する場合や、図２の
Ｂのように、フレームの一部は各基地局が固定的に占有
するが、その他の部分は、他の基地局間で共有して使用
できる場合がある。

【０００４】各基地局は立ち上げ時に、全周波数につい
て、周囲の基地局からの信号を検出し、周囲の基地局が
フレームを配置しているタイミングと重複しないタイミ
ングにフレームを配置する。ここでは、フレームそのも
のが基地局固有のチャネルとなっている。

【０００５】図３は基地局間でフレームの配置タイミン
グをずらす形のチャネル構成を示す図である。あるいは
図３のように、各基地局がフレーム内に高優先度チャネ
ルを持っており、この高優先度チャネルのみ、他の基地
局との間で干渉が発生しないように、同一周波数の基地
局との間でフレームの配置タイミングをずらす方法があ
る。図２、図３のいずれの場合も１周波数あたりで棲み
分け可能な基地局数には上限があり、全ての周波数で配
置可能なタイミングが存在しない場合には、基地局は立
ち上げ不能となる。

【０００６】従来は、このような無線通信システムにお
いて、新規に基地局を立ち上げる際、周囲で基地局が検
出されなかった周波数を使用するとき、他の基地局から
直接干渉を受けることがないため、任意のタイミングに
基地局固有のチャネルを配置している。

【０００７】また、タイミングを決定する際、周囲の複
数の基地局が検出されている周波数を使用する場合に
は、任意の検出された基地局に同期をとって、基地局固
有のチャネルのタイミングを決定している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、基
地局立ち上げ時に、周囲で基地局が検出されない周波数
を使用する場合に、基地局固有のチャネルを任意のタイ
ミングに配置しており、使用する周波数で基地局が複数
検出されている場合には、タイミング決定の際同期をと
る対象とする基地局の選択基準は特に無く、任意の基地
局に同期をとっている。

【０００９】図８は従来の未使用の周波数を使用する場
合のチャネル設定を説明するための図である。図９は複
数の基地局が検出されている周波数を使用する場合のチ
ャネル設定を説明するための図である。このような方法
では、図８、図９に示すように、基地局立ち上げ時に周
囲の基地局を検出したとき、相互に同期がとれていない
複数の同一周波数の基地局が検出されることが多く発生
し、これらのタイミングの間隔が基地局固有のチャネル
の長さの整数倍ではなくなるため、棲み分け周期内に無
駄な隙間が多く発生し、結果的にシステム全体で立ち上
げられる基地局数が減少する。

【００１０】例えば、図８および図９では、基地局１−
１と１−２とはその距離が離れているため、相互に同期
しない。そこに基地局１−３が新規にチャネルを設定し
ようとすれば、基地局１−３では、基地局１−１および
１−２の双方が検出されるため、この双方と干渉しない
チャネルを設定せざるを得ない。このとき、基地局１−
１と１−２とが相互に同期していないため、そのチャネ
ル配置に規則性はなく、基地局１−３その他の基地局が
新規にチャネルを設定しようとした場合に、無駄となる
隙間が多く発生する可能性がある。

【００１１】ここで、無駄となる隙間が発生している状
況とは、規則性をもってチャネルを配置すればＮ個のチ
ャネルを設定するのに十分な棲み分け周期であるのに、
規則性を無視してチャネルを配置したために、棲み分け
周期内にＮ個未満のチャネルしか設定できなくなってし
まう状況をいう。

【００１２】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、棲み分け周期内に無駄となる隙間の発生を減
少させることができる基地局装置を提供することを目的
とする。すなわち、本発明は、棲み分け周期の使用効率
の劣化を抑え、同時に立ち上げられる基地局数を増加さ
せることができる基地局装置を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、基地局立ち上
げ時に、周囲で基地局が検出されない周波数を使用する
際、その基地局固有のチャネルのタイミングを決定する
にあたり、基地局が検出されている他の周波数の基地局
に同期をとってタイミングを決定することを特徴とす
る。

【００１４】これにより、直接的には相互に同期がとれ
ていない複数の基地局が、他の周波数の基地局を介して
間接的に同期をとることができる。したがって、広い範
囲にわたって多くの基地局が連続的に同期をとることに
なり、これらの基地局固有のチャネルのタイミングの間
隔が基地局固有のチャネルの長さの整数倍になることか
ら、タイミングの隙間の発生を減少させることができ
る。

【００１５】また、基地局立ち上げ時に、複数の基地局
が検出されている周波数を使用するとき、それらの基地
局の基地局固有のチャネルのタイミングの間隔が全て基
地局固有のチャネルの整数倍になっていない場合には、
他の周波数の受信電力が最大の基地局をタイミングの基
準として、その基地局の基地局固有のチャネルのタイミ
ングと、基地局固有のチャネルの整数倍のタイミングの
間隔をとって、新規基地局の基地局固有のチャネルのタ
イミングを決定する。

【００１６】したがって、相互に同期がとれている基地
局間の距離が、システム全体で平均的に短くなる。その
ため、新規に基地局を立ち上げるとき、相互に同期がと
れている複数の基地局が検出される確率が相対的に高く
なることから、タイミングの隙間の発生を抑えることが
できる。

【００１７】すなわち、本発明は、複数の基地局間で相
互に干渉しない周波数およびまたはタイミングを自律的
に設定する手段を備えた基地局装置である。

【００１８】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記自律的に設定する手段は、所望する周波数以外の他の
周波数について既に配置されたチャネルの有無を検出す
る手段と、この検出する手段の検出結果にしたがって前
記他の周波数に既に配置されたチャネルがあるときには
当該チャネルに同期して自己のタイミングを設定する手
段とを含むところにある。

【００１９】このとき、前記他の周波数に既に配置され
たチャネルが複数あるときにはそのうちの最大受信電力
のものを選択する手段を備え、前記自己のチャネル配置
タイミングを設定する手段は、前記選択する手段により
選択されたチャネルと自己のタイミングの間隔が自己の
チャネルが占有する時間長の整数倍となるように自己の
タイミングを設定する手段を含むことが望ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図１を参照し
て説明する。図１は本発明の基地局装置の要部ブロック
構成図である。なお、本発明の基地局装置が適用される
無線通信システムでは、図８および図９で示したよう
に、複数の基地局１−１、１−２、１−３、１−４が配
置されている。

【００２１】本発明は、図１に示すように、複数の基地
局１−１、１−２、１−３、１−４間で相互に干渉しな
い周波数およびまたはタイミングを自律的に設定するチ
ャネル設定部１０を備えた基地局装置である。

【００２２】ここで、本発明の特徴とするところは、チ
ャネル設定部１０は、所望する周波数以外の他の周波数
について既に配置されたチャネルの有無を検出するチャ
ネル検出部１１と、このチャネル検出部１１の検出結果
にしたがって前記他の周波数に既に配置されたチャネル
があるときには当該チャネルに同期して自己のタイミン
グを設定するタイミング設定部１３とを含むところにあ
る。

【００２３】前記他の周波数に既に配置されたチャネル
が複数あるときにはそのうちの最大受信電力のものを選
択する最大受信電力選択部１２を備え、タイミング設定
部１３は、最大受信電力選択部１２により選択されたチ
ャネルとのタイミングの間隔が自己のチャネルが占有す
る時間長の整数倍となるように自己のタイミングを設定
する。

【００２４】

【実施例】（第一実施例）本発明実施例で説明する無線
通信システムとしては、図２のように、マルチフレーム
で構成され、複数の周波数が使用されるものを想定す
る。この無線通信システムを想定した場合の基地局立ち
上げ手順を以下に示す。なお、図３のように、各基地局
の高優先度チャネルが重ならないようにフレームの配置
タイミングをずらす場合においても同様の手順が適用で
きる。図４は本発明実施例のチャネル設定部１０の動作
を示すフローチャートである。

【００２５】図４に示すように、基地局１は、立ち上げ
時に、チャネル検出部１１により全周波数について周囲
の基地局からの信号を検出し、フレームの使用状況を調
べて記憶しておく（Ｓ１）。これを参照して使用する周
波数を決定する。周波数を均等に使用することが望まし
いとして、検出された基地局数が最も少ない周波数を選
択する（Ｓ２、Ｓ７）。基地局が検出されなかった周波
数が存在する場合には、その周波数を使用するが（Ｓ
２、Ｓ３）、このとき、各周波数における基地局の検出
状況を調べる（Ｓ４）。他の周波数で基地局が検出され
たものがなければ、当該基地局は任意のタイミングにフ
レームを配置する（Ｓ６）。他の周波数で基地局が検出
されたものがあれば、そのいずれかの基地局に同期をと
ってフレームを配置する。ここでは伝搬遅延によるタイ
ミングのずれを最小限にするため、受信電力が最大とな
る基地局に同期をとることとする（Ｓ５）。これによ
り、各基地局のタイミングの間隔がフレーム長の整数倍
となる。

【００２６】また、未使用の周波数がない場合には（Ｓ
２）、基地局検出数が最小の周波数を選択し（Ｓ７）、
その周波数にチャネルを配置可能なタイミングがあれば
そのタイミングに決定する（Ｓ９）。もし、その周波数
にチャネルを配置可能なタイミングがなければ（Ｓ
８）、基地局検出数が少ないものから順に他に周波数の
候補を探し（Ｓ１０）、もし、他に周波数の候補がなけ
れば基地局立ち上げ不能と判断する（Ｓ１１）。

【００２７】図５は未使用の周波数を使用する場合の手
順を説明するための図である。図５を例に説明する。基
地局１−１が最初に立ち上がっていて周波数１を使用し
ているとする。基地局２−１が、周波数２を使用して立
ち上がるとき、周囲に同じ周波数２を使用している基地
局が存在しないため、基地局１−１に同期をとって、タ
イミングを決定する。

【００２８】次に、基地局１−２が周波数１を使用して
立ち上がるとする。基地局１−２は、周囲に同じ周波数
１を使用している基地局が検出されないため、基地局１
−１に同期する。これにより、基地局１−１と基地局１
−２とは間接的に同期がとれていることになる。

【００２９】次に、基地局１−３が、周波数１を使用し
て立ち上がる場合、基地局１−１、基地局１−２のどち
らに同期をとっても、タイミングに短い隙間が発生する
ことはない。

【００３０】（第二実施例）本発明第一実施例と同様
に、図２のように、マルチフレームで構成されていて、
複数の周波数が使用されるものについて説明する。図３
のように、各基地局の高優先度チャネルが重ならないよ
うにフレームの配置タイミングをずらす場合において
も、同様の手順が適用できる。

【００３１】基地局立ち上げ時に、使用する周波数にお
いて、複数の基地局が検出されて、これらの基地局のフ
レームの配置タイミングについて、これらの間隔が全て
フレーム長の整数倍になっていない場合に次のように当
該基地局のフレームの配置タイミングを決定する。

【００３２】まず、最大受信電力選択部１２により検出
された基地局の受信電力を測定する。タイミング設定部
１３は、最大受信電力選択部１２により選択された受信
電力が最大となる基地局を基準としてタイミングを決定
する。このとき、この基地局のフレームの配置タイミン
グを起点として、タイミングの間隔がフレーム長の整数
倍となるタイミングに空きがあれば、そのタイミングに
当該基地局のフレームを配置する。これにより、相互に
同期がとれている基地局が近い距離に存在する確率が高
くなり、今後新たな基地局が立ち上げられる際、タイミ
ングの隙間が発生する確率が低くなる。

【００３３】図６は複数の基地局が検出されている周波
数を使用する場合の手順を説明するための図である。図
６の場合を例に説明する。基地局１−１と基地局１−２
が相互に同期しない距離にあって、同じ周波数１を使用
しているとする。基地局１−３が新たに立ち上がり、こ
れが周波数１を使用するとする。基地局１−３は、基地
局１−１、基地局１−２の両方が検出されているとす
る。このとき、基地局１−３は、これらのうちで受信電
力が高い基地局１−１を選択し、基地局１−１のフレー
ムの配置タイミングとの間隔がフレーム長の整数倍にな
るように、フレームの配置タイミングを決定する。

【００３４】この後、これらの基地局の周辺で、基地局
１−１が、同じ周波数１を使用して立ち上がるとき、基
地局１−１と基地局１−３とが近い距離にあることか
ら、基地局１−１と基地局１−３との両方が同時に検出
される確率が高い。したがって、相互に同期している複
数の基地局が同時に検出される確率が高くなり、タイミ
ングの隙間が発生する確率が低くなる。

【００３５】（実施例まとめ）計算機シミュレーション
により、本発明の効果を定量的に示す。計算機シミュレ
ーションの条件は次のとおりとする。ゾーン構成は、正
六角形のゾーンを敷き詰めた構成となっていて、ゾーン
半径は１００ｍであるとする。事業者数は２であり、各
事業者は同じゾーン構成で同じ位置に基地局を配置して
いる。基地局立ち上げ順はランダムである。周波数の数
は１６とする。計算機シミュレーションは、本発明第一
および第二実施例を組み合わせて実行する。

【００３６】基地局間同期半径（相互に基地局が検出さ
れて同期がとれる基地局間の距離）をパラメータとし
て、１周波数あたりの基地局の最大タイミング棲み分け
数が４、６の場合で計算機シミュレーションを行なっ
た。

【００３７】図７は本発明の効果を定量的に示す図であ
り、横軸に基地局同期半径（ｍ）をとり、縦軸に基地局
立ち上げ完了確率をとる。図７に示すように、本発明の
基地局装置を用いることにより、基地局棲み分け完了確
率が高くなり、多くの基地局が立ち上げられることが分
かる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
棲み分け周期内に無駄となる隙間の発生を減少させるこ
とができる。これにより、棲み分け周期の使用効率の劣
化を抑え、同時に立ち上げられる基地局数を増加させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基地局装置の要部ブロック構成図。

【図２】マルチフレームを用いたチャネル構成を示す
図。

【図３】基地局間でフレームの配置タイミングをずらす
形のチャネル構成を示す図。

【図４】本発明実施例のチャネル設定部の動作を示すフ
ローチャート。

【図５】未使用の周波数を使用する場合の手順を説明す
るための図。

【図６】複数の基地局が検出されている周波数を使用す
る場合の手順を説明するための図。

【図７】本発明の効果を定量的に示す図。

【図８】従来の未使用の周波数を使用する場合のチャネ
ル設定を説明するための図。

【図９】複数の基地局が検出されている周波数を使用す
る場合のチャネル設定を説明するための図。

【符号の説明】

１、１−１、１−２、１−３、１−４ 基地局 １０ チャネル設定部 １１ チャネル検出部 １２ 最大受信電力選択部 １３ タイミング設定部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の基地局間で相互に干渉しないチャ
   ネル配置周波数およびまたはチャネル配置タイミングを
   自律的に設定する手段を備えた基地局装置において、 前記自律的に設定する手段は、所望するチャネル配置周
   波数以外の他の周波数について既に配置されたチャネル
   の有無を検出する手段と、この検出する手段の検出結果
   にしたがって前記他の周波数に既に配置されたチャネル
   があるときには当該チャネルに同期して自己のチャネル
   配置タイミングを設定する手段とを含むことを特徴とす
   る基地局装置。
2. 【請求項２】 前記他の周波数に既に配置されたチャネ
   ルが複数あるときにはそのうちの最大受信電力のものを
   選択する手段を備え、 前記自己のチャネル配置タイミングを設定する手段は、
   前記選択する手段により選択されたチャネルと自己のチ
   ャネル配置タイミングの間隔が自己のチャネルが占有す
   る時間長の整数倍となるように自己のチャネル配置タイ
   ミングを設定する手段を含む請求項１記載の基地局装
   置。