JP2004320554A - Radio communication system, radio base station, and radio terminal device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システム、無線基地局及び無線端末装置に係り、特に、同一の周波数帯を用いる複数の無線基地局の通信可能エリア相互間の干渉を最小にするため、同一の周波数帯を用いる複数の無線基地局のそれぞれの最適な電波出力の調整を自動的に行うことを可能にした無線通信システム、無線基地局及び無線端末装置（以下、単に、無線端末という）に関する。
【従来の技術】
一般に、無線通信システムは、１または複数の無線基地局を備えて無線端末に対する通信のサービス行うことができるものであるが、１つの無線端末に接続可能な無線端末の数には制限がある。無線ＬＡＮシステムの例を挙げると、１つの基地局には、理論上、２５３台の無線端末を接続することができるが、多数台の無線端末を無線基地局に接続することになるとスループットが落ちるので、実際の使用状態では２０台から３０台に限られている。このため、多数の無線端末が存在する場合、無線端末の数に応じて、無線基地局を増設する必要がある。この場合、新規に増設する無線基地局は、既設の無線基地局と異なる周波数に設定しなければ互いに干渉してしまうことになる。
前述したような問題を解決することのできる従来技術として、例えば、特許文献１等に記載された技術が知られている。この従来技術は、無線基地局に対する周波数帯域（チャンネル）の割り当ての変更を行うことにより、無線基地局相互間の干渉を回避することを可能とするというものである。前述したような従来技術をＩＥＥＥ８０２．１１ａの５ＧＨｚ帯を利用する無線ＬＡＮシステムに利用した場合、現在の日本では４チャンネルの周波数を利用することができるので、４台の無線基地局を設置することにより干渉を回避することができる。
しかし、例えば、無線端末が１００台以上あり、１台の無線基地局に２０台程度の無線端末を配分すると、５台の無線基地局を設置しなければならないことになる。そのような場合、３台までの無線基地局には重複しない周波数帯を割り当てることができるが、どれか２台は、同一の周波数帯を割り当てなければならないことになりこれらの無線基地局間で干渉が発生する。
また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの２．４ＧＨｚ帯を利用する無線ＬＡＮシステムは、１４チャンネル分の周波数帯を利用することができる。しかし、これらのチャンネルは、互いに干渉しない完全に独立した通信チャンネルではなく、近いチャンネルでは一部周波数帯が重複するため干渉が起こる。例えば、１チャンネルと２チャンネルとで４０％程度、１チャンネルと３チャンネルとで３０％程度、１チャンネルと４チャンネルとで２０％程度、１チャンネルと５チャンネルとで１０％程度干渉する。このため、完全に独立した干渉しない周波数帯を割り当てようとすると、例えば、１、６、１１、１４チャンネルの４チャンネル分しか利用することができないことになる。従って、この場合にも、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの５ＧＨｚ帯を利用する場合と同様な問題が生じる。前述したような無線ＬＡＮシステムの場合、いずれも、規格でチャンネルの割り当て数が決められているので、チャンネル数を増加させることができない。
多数の無線端末を接続する無線通信システムは、無線端末の数が増加するに従って無線基地局を増設する必要があるが、無線基地局が割り当てられている周波数帯（チャンネル）の数よりも多くなると、同一のチャンネルを使用する無線基地局を設けなければならないことになり、それらの無線基地局相互間で干渉が発生する。また、他の無線システムや、ノイズなどの外部の要因により、使用できない周波数帯が存在する場合、幾つかのチャンネルしか使用することができず、実質的に使用できるチャンネル数が基地局のチャンネル数を下回ることが起こり得る。
チャンネル割り当てを行わずに、同一周波数帯での干渉を回避する方法として、同一周波数帯を使用する無線基地局を離したり、電波出力を下げる方法がある。しかし、無線基地局を離すことは、物理的に難しいし、無線端末も同様に移動しなければならず、実用的ではない。また、無線基地局の電波出力を下げるにしても、どの程度電波出力を下げればよいのかの判断は人手ににより行わなければならず、全ての無線端末が通信できるように電波出力を設定する必要があるので工数もかかるし、設定ミスが起こりやすい。
【特許文献１】
特開２００２−２１７９１８号公報
【発明が解決しようとする課題】
前述した特許文献１に記載された従来技術は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの５ＧＨｚ帯を利用する無線ＬＡＮシステムに適用した場合、現在の日本では４チャンネル分しか利用できないので、５台以上の無線基地局を設置しなければならない場合に互いに重なることのない利用周波数帯を割り当てることができず干渉が発生するという問題が生じる。
また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの２．４ＧＨｚ帯を利用する無線ＬＡＮシステムに適用した場合、１４チャンネル分利用できるが、近いチャンネルでは一部周波数帯が重複するため干渉が起こるので、干渉しない周波数帯を割り当てるには４チャンネル分しか利用することができず、この場合にも、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの５ＧＨｚ帯を利用する場合と同様の問題が生じる。
また、１つの無線基地局に接続できる無線端末の数には制限があるので、無線端末の数が増えると無線基地局を増やさなければならず、無線基地局の数がチャンネル数より増えると、互いに重なることのない利用周波数帯を割り当てることができず、同一のチャンネルが割り当てられた基地局を設けなければならず、これらの基地局相互間で干渉が発生するという問題が生じる。
さらに、チャンネル割当てを行わずに、同一周波数帯を使用する無線基地局相互間での干渉を回避することを可能にする同一周波数帯の無線基地局を物理的に離したり、電波出力を下げるという従来技術の方法は、電波出力をどの程度下げればよいのかの判断を人手に委ねなければならず、設定ミスが起こりやすいし、全ての無線端末が通信できるように電波出力を設定する必要があるので工数がかかるという問題が生じる。
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、利用周波数帯やチャンネル数が限定された無線通信システムにおいて、無線基地局の電波出力を自動的に制御することによって複数の無線基地局同士の干渉を回避するための設定にかかる工数を低減すると共に、設定ミスを低減することを可能とした無線通信システム、無線基地局及び無線端末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局の１つを介して通信を行う複数の無線端末とにより構成される無線通信システムにおいて、前記複数の無線基地局が、有線網を介して他の無線基地局に接続されており、各無線基地局は、前記有線網に接続する有線通信部と、無線によって無線端末と通信する無線通信部と、自己の通信可能領域にある周波数帯の電波を発信する無線端末を検出する制御装置と、前記検出した無線端末及び有線網を介して他の無線基地局が検出した無線端末の情報を格納する記憶装置とを備え、前記制御装置が、前記記憶装置内の無線端末の情報及び無線端末からの指示に基づいて、自基地局の電波出力を制御する手段を備えることにより達成される。
無線基地局は、同一の周波数帯を使用する無線基地局を探索し、干渉がどの無線端末で発生しているかを判定し、干渉が発生している無線端末は、干渉しないよう、干渉する無線基地局のうち遠い無線基地局の電波出力を下げるよう命令する。全ての干渉が発生している無線端末が同様の操作を行えば、最終的には干渉を回避することができる。また、無線端末が移動する場合でも、無線基地局は、無線端末が移動したという情報を検知し、前述と同様の操作を行えば、干渉を回避することができる。
また、前記目的は、有線網を介して他の無線基地局に接続されている複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局の１つを介して通信を行う複数の無線端末とにより構成される無線通信システムにおける無線基地局において、前記有線網に接続する有線通信部と、無線によって無線端末と通信する無線通信部と、自己の通信可能領域にある周波数帯の電波を発信する無線端末を検出する制御装置と、前記検出した無線端末及び有線網を介して他の無線基地局が検出した無線端末の情報を格納する記憶装置とを備え、前記制御装置が、前記記憶装置内の無線端末の情報及び無線端末からの指示に基づいて、自基地局の電波出力を制御する手段を備えることにより達成される。
さらに、前記目的は、複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局の１つを介して通信を行う複数の無線端末とにより構成される無線通信システムにおける無線端末において、自無線端末の電波出力を制御する機能と、接続される無線基地局の電波出力を制御するように命令する機能とを有する制御装置を備えることにより達成される。
【発明の実施の形態】
以下、本発明による無線通信システム、無線基地局及び無線端末の実施形態を図面により詳細に説明する。
図１は一般的な無線通信システムの構成例を示すブロック図、図２は本発明により改善された無線通信システムの構成例を示すブロック図であり、まず、図１、図２を参照して、本発明の基本的な考え方について説明する。図１、図２において、１１ａ、１１ｂは無線基地局、１２ａ〜１２ｉは無線端末、１３ａ〜１３ｄは電波出力範囲（各基地局のサービスエリア）である。
図１に示す一般的な無線通信システムの例は、２つの無線基地局１１ａ、１１ｂを備えて構成される。無線基地局１１ａ、１１ｂは、例えば、ターミナルアダプタ、無線ＬＡＮのアクセスポイント等であり、相互に有線網により接続されており、互いに通信して情報の交換をすることができる。無線端末１２ａ〜１２ｉは、例えば、無線ＬＡＮインターフェースを備えるパーソナルコンピュータ、周辺機器等である。図１には、無線基地局１１ａの電波出力範囲１３ａと無線基地局１１ｂの電波出力範囲１３ｂとを示しており通信可能な範囲を表している。また、図１に示す例は、無線基地局１１ａと無線基地局１１ｂとが同一の周波数帯に割り当てられているものとする。
そして、無線端末１２ａ〜１２ｄは、無線基地局１１ａの電波出力範囲１３ａ内にあり、無線基地局１１ｂの電波出力範囲１３ｂの外側にあるため、無線基地局１１ａとの間で干渉を受けることなく通信を行うことのできるエリアにある。一方、無線端末１２ｆ〜１２ｉは、無線基地局１１ｂの電波出力範囲１３ｂ内にあり、無線基地局１１ａの電波出力範囲１３ａの外側にあるため、無線基地局１１ｂとの間で干渉を受けることなく通信を行うことのできるエリアにある。すなわち、１つの無線基地局の電波出力範囲内にある無線端末は、干渉を受けることがない。無線端末１２ｅは、無線基地局１１ａ及び１１ｂの両方の電波出力範囲１３ａ及び１３ｂの内側にあるため、干渉エリア内に入っていることになる。このため、無線端末１２ｅは、通信を行う場合、通信していない無線基地局の電波による干渉を受けることになる。この結果、システム全体の通信効率が大きく低下する。前述のように、無線端末が複数の無線基地局の電波出力範囲内に存在する場合に干渉が発生する。
本発明は、無線基地局の電波出力範囲を調整して、複数の無線基地局の電波出力範囲が重ならないように改善したものである。図２に示すように、本発明の場合、無線基地局１１ａの電波出力範囲１３ａを電波出力範囲１３ｃに、無線基地局１１ｂの電波出力範囲１３ｂを電波出力範囲１３ｄに調整し、変更する。これにより、無線基地局１１ａ、１１ｂの電波出力範囲１３ｃ、１３ｄが重なることがなくなる。そして、この場合、無線端末１２ｅは、無線基地局１１ａの電波出力範囲１３ｃ内にあるが、無線基地局１１ｂの電波出力範囲１３ｄの外側となり、干渉エリアから外れることになり、干渉がなくなる。
図３は本発明の一実施形態による無線基地局の構成例を示すブロック図である。図３において、１１は無線基地局、８１はアンテナ部、８２は無線通信部、８３は制御装置、８４は有線通信部、８５は記憶装置、８６は無線端末情報、８７は有線網、８８は電波制御部である。
本発明の実施形態による無線基地局１１は、図３に示すように、無線信号を授受するアンテナ部８１、無線信号の変調や復調を行う無線通信部８２、有線網８７との間で情報の授受を行う有線通信部８４、有線と無線との間の制御を行う制御装置８３、自無線基地局の識別情報や周波数帯の情報が蓄積されていたり、無線端末情報８６を記憶する記憶装置８５等から構成されて有線網８７に接続されている。
図４は記憶装置８５内に格納されている無線端末情報８６の内容を説明する図である。この無線端末情報は、図４に表として示すように、自無線基地局名と、同一周波数帯を使用している自無線基地局と有線で通信している無線基地局名と、それらの無線基地局のチャンネル情報と、無線端末の名称と、電波の品質の指標値と、応答の有無と等の情報である。
これらの情報は、無線通信を介して無線端末から自無線基地局へ取り込まれる情報と、有線網を介して他の無線基地局から自無線基地局へ取り込まれる情報とがある。このため、一方の無線基地局からは電波が届かないので、存在を確認できない同じ周波数帯で通信を行う無線端末でも、有線網を介して、他方の無線基地局の情報から存在を確認することができる。例えば、図１、図２に示した無線基地局１１ａは、無線端末１２ｆの情報を無線端末１１ｂから有線網を介して情報を取り込むことができる。また、図３に示す記憶装置８５は、新しい無線端末を検出したら、その検出した無線端末情報を新たに取り込むこともできる。なお、電波の品質の指標値として、図４に示しているＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）比以外に、Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ率等を使用することもできる。
また、図３に示す制御装置８３は有線から無線へ、無線から有線へ情報を送信する機能だけでなく、有線や無線から記憶装置８５へ、記憶装置８５から有線や無線へ情報を送信する機能も有する。これらの情報には、無線基地局名、無線基地局のチャンネル情報、無線端末の名称、電波の品質の指標値、応答の有無等の情報などがある。また、制御装置８３内にある電波制御部８８は、干渉を回避する処理を行ったり、干渉を判定する処理を行ったりして無線基地局の電波出力を調整する機能を有している。
図５は本発明の一実施形態による無線端末の構成例を示すブロック図である。図５において、１２は無線端末、１３１はアンテナ部、１３２は無線通信部、１３３は制御装置、１３５は記憶装置、１３６は無線基地局情報、１３８は電波制御部である。
本発明の実施形態による無線端末１２は、図５に示すように、無線信号を授受するアンテナ部１３１、無線信号の変調や復調を行う無線通信部１３２、無線通信部１３２と記憶装置１３５と間の制御を行う制御装置１３３、自無線端末の識別情報や周波数帯情報が蓄積されていたり、無線基地局の情報を記憶する記憶装置１３５等から構成されている。また、記憶装置１３５内には、無線基地局情報１３６が記憶される。
図６は記憶装置１３５内に格納されている無線基地局情報１３６の内容を説明する図である。この無線基地局情報は、図６に表として示すように、自無線端末の電波出力範囲内にある無線基地局の数、基地局の名称、電波の品質を確認することができるＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）比、応答の有無等の情報である。また、図５に示す制御装置１３３は、無線から記憶装置１３５へ、記憶装置１３５から無線へ情報を送信する機能も有する。さらに、制御装置１３３内の電波制御部１３８は、自無線端末に近い無線基地局を判定する処理を行い、無線端末の電波出力を調整する制御を行う。なお、ここでいう自無線端末に近い無線基地局とは、物理的な距離による近い、遠いということではなく、電波の強度で測定した品質で表されるものであり、品質が良い無線基地局を近い無線基地局であるとするもので、必ずしも物理的な距離とは対応しない。
図７は無線基地局１１内の制御装置８３の電波制御部８８で行われる干渉を回避する処理動作を説明するフローチャートであり、次に、これについて説明する。なお、この処理は、無線基地局の電源が投入されたことをトリガとして開始される。
（１）処理が開始されると、まず、有線で接続されている無線基地局同士が通信を行い、同一の周波数帯を使用していて干渉するチャンネルに設定されている他の無線基地局を探索する。干渉するチャンネルに設定された他の基地局が無ければ、以下の処理は行わない。なお、初期状態では各無線基地局と無線基地局に接続する各無線端末との電波出力を最大にしておく。これは、初期状態で無線基地局から検索できる無線端末を最大限にすることにより、無線基地局に接続できない無線端末が発生することを防止するためである（ステップ３０１）。
（２）次に、無線基地局は、干渉がどの無線端末に対して起こるのかを、図８に示すフローを参照して後に説明する干渉判定の処理により判定する（ステップ３０２）。
（３）ステップ３０２での判定の結果、全ての無線端末において干渉が発生していないか否かを調べ、全ての無線端末で干渉が発生していなければ、設定が完了したものとしてここでの処理を終了する（ステップ３０４、３０７）。
（４）ステップ３０４の調べで、１つ以上の無線端末で干渉が発生していた場合、各無線端末も、干渉が発生していることを検出することができるので、干渉の発生を検出した各無線端末は、エリア内にある無線基地局の中から自無線端末から一番近い無線基地局を検索する。一番近い無線基地局は、電波出力の大きい無線基地局とみなすことができ、この判定方法については、図９に示すフローによる近無線基地局判定の処理により後に説明する。各無線端末は、一番近くに存在する無線基地局を特定することができたら、干渉する無線基地局のうち無線端末から遠くに存在する無線基地局の電波出力を落とすようにその無線基地局に対して命令を送信する（ステップ３０５）。
（５）ステップ３０５での命令を干渉を受けている無線端末から受信した無線基地局、すなわち、命令を発した無線端末から遠い電波出力の小さい無線基地局は、自基地局の電波出力を落とし、ステップ３０２からの処理に戻って処理を繰り返し、ステップ３０４の調べで、全ての無線端末で干渉が発生していなければ、設定が完了したものとして処理を終了し、そうでなければ、ステップ３０５、３０６、３０２、……の処理を繰り返す（ステップ３０６）。
前述した電波出力の低減は、徐々に電波出力を落としていくように行う。また、前述したステップ３０５、３０６、３０２、……の処理を繰り返しても、全ての無線端末で干渉が起こらないようすることができない場合がある。そのような場合、前述した図７の干渉回避の処理における干渉が起こるかどうかの判定のステップ３０２を何回以上行ったら、打ち切るということを決めておけば、完全には干渉を抑えられないが、干渉エリアが最小となるように電波出力を設定することができる。
なお、３つ以上の無線基地局が同一の周波数帯に設定されて設置されている場合にも、図７により説明した処理を行うことにより、同様に干渉を回避することができる。
図８は無線基地局１１内の制御装置８３の電波制御部８８で行われる無線基地局側の干渉判定の処理動作を説明するフローチャートであり、次に、これについて説明する。なお、この処理は、図７におけるステップ３０２の処理の詳細であり、また、同一の周波数帯を使用する無線基地局として、無線基地局１１ａと無線基地局１１ｂとの２台の無線基地局があるとした場合を例としたものである。
（１）まず、無線基地局１１ａと無線基地局１１ｂとのそれぞれの無線基地局は、自無線基地局の電波出力範囲内にある無線端末を検出し、その検出結果を有線により授受して、それに基づいて、各無線基地局で検出した無線端末が重複しているか否かを判断する（ステップ４０１、４０２）。
（２）ステップ４０２の判断で、各無線基地局で重複している無線端末が存在する場合、干渉があり、干渉エリアに無線端末が存在していることを示しているので、干渉エリアに無線端末が存在することを判定して処理を終了する（ステップ４０３、４０５）。
（３）ステップ４０２の判断で、各無線基地局で重複している無線端末が存在しなかった場合、干渉が無く、非干渉エリアにだけ無線端末が存在していることを示しているので、非干渉エリアに無線端末が存在していることを判定して処理を終了する（ステップ４０４、４０５）。
なお、前述のステップ４０２の処理での無線端末が存在しているか否かの判断は、図４により説明した無線基地局内の記憶装置内の無線端末情報に保存されてある無線端末名、電波の品質の指標値であるＳ／Ｎ比、応答の有無の情報を記述した表から判断することができる。この表は、無線通信部から自無線基地局の電波出力範囲内にある無線端末の情報を取得し、有線通信部から他の干渉するチャンネルに設定された無線基地局の電波範囲内にある無線端末の情報を取得して蓄積されたものである。
また、応答の有無は、例えば、ｐｉｎｇコマンドを送信して応答があるか否かを検出して判断することができる。無線端末名の識別は、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス等の無線端末固有につけられた識別子で識別することができる。
図９は無線端末１２内の制御装置１３３の電波制御部１３８で行われる近無線基地局判定の処理動作を説明するフローチャートであり、次に、これについて説明する。なお、この処理は、図７におけるステップ３０５の処理の詳細である。
（１）まず、各無線端末は、無線基地局を検出し、無線基地局を何台検出したのかを調べる（ステップ５０１、５０２）。
（２）ステップ５０２の調べで、検出した無線基地局が１台のみであった場合、その検出した無線基地局がその無線端末に最も近い無線基地局であり干渉は生じていないことが判り、これで近無線基地局の判定の処理を終了する（ステップ５０３）。
（３）ステップ５０２の調べで、無線基地局を２台以上検出した場合、無線端末の電波出力を下げ、ステップ５０１からの処理に戻って処理を繰り返し、ステップ５０２の調べで、検出した無線基地局が１台のみとなった場合、設定が完了したものとして処理を終了し、そうでなければ、ステップ５０１、５０２、５０４、５０１、……の処理を繰り返す。また、この処理の中で、すでに図７により説明したように、遠い無線基地局に対して、電波出力を下げるように命令を送信する（ステップ５０４）。
前述した電波出力の低減は、徐々に電波出力を落としていくように行う。そして、最初に検出した無線基地局で最も近い無線基地局と判断した無線基地局以外の無線基地局を遠い無線基地局と判断する。無線基地局を何台検出したのかの判断は、図６により説明した無線端末内の記憶装置内に無線基地局情報として保存している自無線端末が受信できる電波出力を発している無線基地局の数、名称、電波の品質、応答の有無等の情報を示した表を用いて判断することができる。この近無線基地局判定の処理において、無線端末に最も近い無線基地局を判定するだけでなく、無線端末の電波出力を最大値から徐々に下げるよう調整するようにしているので、無線端末が無線基地局と干渉しない効果もある。
前述までで、無線端末が固定されている場合に、干渉を回避することができるように、無線基地局及び無線端末の電波の出力を設定することができることを説明してきた。次に、無線端末が移動した場合の設定について説明する。
図１０は無線基地局が検出し、記憶装置８５内に格納されている時系列の無線端末情報８６の内容を説明する図である。
無線端末が移動すると、無線基地局は、移動した無線端末の電波の品質の指標値が急に変化したことを検出して、無線端末が移動したことが判る。無線端末の電波の品質の指標値が急に変化したことを判別するために、無線基地局内の記憶装置に格納されている無線端末情報の表は、図１０に示すように時系列で保存することができるようにされている。
図１０に示す例には、時刻ｔ＝０、１、２で無線基地局が検出した無線端末の情報を示している。この図において、無線端末ＰＣ４について注目すると、時刻ｔ＝０のとき、基地局Ａの電波の品質の指標値であるＳ／Ｎ比が０ｄＢで基地局ＢのＳ／Ｎ比が７５ｄＢで干渉が無いことを示している。そして、時刻ｔ＝１、ｔ＝２の時、基地局ＡのＳ／Ｎ比が５ｄＢ、１０ｄＢと上昇し、基地局ＢのＳ／Ｎ比が７５ｄＢ、６５ｄＢと低下するため、干渉が起こっていることが判る。これにより、各無線基地局は、無線端末ＰＣ４が移動したと判断することができる。無線基地局は、無線端末が移動したことを受け、無線基地局の電波出力を上下させる。この無線基地局の電波出力を上下させる方法については、図１１に示すフローを参照して後述する。
なお、無線端末が移動したことを判断するため、各基地局は、数分に１度データを記憶装置に取り込み、数回分のデータを記憶保持する。記憶装置は、数回分のデータを記憶保持する記憶容量を有するが、満杯になった場合、古いデータを削除し、新しいデータを書き込むことができる機能を有しているものとする。このデータを取り込む頻度は、無線端末の移動する頻度に依存するものなので、移動する頻度が高ければ、数十秒に１度、頻度が低ければ１０分に１度などと設定すればよい。
図１１は無線基地局１１内の制御装置８３の電波制御部８８での無線端末が移動した場合の干渉回避のための処理動作を説明するフローチャート、図１２は無線端末が移動した例を示す図であり、次に、これらの図を参照して無線端末が移動した場合の干渉回避のための処理について説明する。
（１）無線端末、各無線基地局の電波出力を現在の状態のままとして処理を開始する。干渉するチャンネルに設定された基地局がなければ、ここでの処理は実行しない（ステップ１１０１）。
（２）処理が開始されると、まず、無線端末がどの基地局とも接続することができなくなっているかを調べる。これは、例えば、図１２に示しているように、図２に示した状態から無線端末１２ｆが１２ｋへと移動した場合、この無線端末が、無線基地局１１ａの電波出力範囲１３ｃと、無線基地局１１ｂの電波出力範囲１１ｂとの外側になってしまい、最も近い無線基地局の電波出力を上げる必要があるからである（ステップ１１０２）。
（３）ステップ１１０２の調べの結果、無線端末がどの基地局にも接続できなくなっている場合、この処理を開始した全ての無線基地局は、電波出力を上げる。また、無線基地局に接続することができない無線端末も電波出力を上げる（ステップ１１０３、１１０４）。
（４）その後、ステップ１１０２での調べからの処理を繰り返す。この結果、全ての無線基地局は、電波出力を徐々に上げていくことになり、また、無線基地局に接続することのできない無線端末も電波出力を最大にして、再び無線基地局に接続できるまで待機することになる。なお、このとき、余計な無線基地局も、電波出力を上げてしまい、電波干渉が発生する可能性があるが、電波干渉が発生した場合には、後に説明する処理により、干渉を回避することができる。また、無線端末が移動する場合に、近無線基地局を判定する処理については、図１３に示すフローを用いて後で説明する。
（５）ステップ１１０２の調べの結果、無線端末が無線基地局に接続することができる状態になった場合、干渉判定の処理により干渉がどの無線端末で起こるかを判定する。この干渉判定は、無線端末が移動しない場合について図８により説明したのと同様の方法で行うことができる（ステップ１１０５）。
（６）ステップ１１０５の判定の結果により、次に、無線端末で干渉が発生していないか否かを調べる（ステップ１１０６）。
（７）無線端末で干渉が発生している場合、無線端末は、近無線基地局判定の処理フローにより、遠い無線基地局を判断し、遠い無線基地局の出力を下げるよう命令する。この無線端末が移動する場合における近無線基地局判定の処理については、図１３に示すフローを用いて後で説明する（ステップ１１０７）。
（８）ステップ１１０７による命令を受けた該当する遠い無線基地局は、電波出力を下げる（ステップ１１０８）。
（９）無線基地局が出力を下げたことにより、どの無線基地局にも接続することのできない無線端末が発生する可能性があるので、再び、ステップ１１０２からの処理に戻って、処理を繰り返し、ステップ１１０６の調べの結果、全ての無線端末で干渉が発生していないことが判れば、干渉回避の設定を完了する（ステップ１１０９）。
図１３は無線端末１２内の制御装置１３３の電波制御部１３８での無線端末が移動する場合における近無線基地局の判定の処理動作を説明するフローチャートであり、次にこれについて説明する。
（１）各無線端末は、通信可能な無線基地局を検出し、無線基地局を何台検出したのかを調べる（ステップ１２０１、１２０２）。
（２）ステップ１２０２の調べで、検出した無線基地局が１台のみであった場合、検出したその無線基地局がその無線端末に最も近い無線基地局であり干渉が生じていないことが判り、ここでの近無線基地局の判定を終了する（ステップ１２０３）。
（３）ステップ１２０２の調べで、無線基地局を２台以上検出した場合、無線端末の電波出力を下げると共に、遠い無線基地局に対して、その無線基地局り電波出力を下げるように命令し、ステップ１２０１からの処理に戻って処理を繰り返す（ステップ１２０４）。
（４）前述の処理の繰り返しの処理により、無線端末は、徐々に電波出力を下げ、遠い無線基地局も徐々に無線出力を下げる。この繰り返しは、ステップ１２０２の処理で、無線基地局を１台だけ検出するまで続けて、処理を終了する。
（５）また、ステップ１２０２の調べで、無線基地局を１台も検出することができなかった場合、無線端末は、電波出力を上げ、ステップ１２０１からの処理に戻って処理を繰り返す（ステップ１２０５）。
（６）前述の処理の繰り返しの処理により、無線端末は、徐々に電波出力を上げて、最大とする。この繰り返しは、ステップ１２０２の処理で、無線基地局を１台だけ検出するまで続けて、処理を終了する。また、無線端末の電波出力を最大まで上げても、基地局を検出できない場合がある。その場合、無線基地局の電波範囲の外に移動したか、あるいは、基地局が電源を切ったことを意味しているので、無線端末の電波処理が最大になったら、そこでこのフローを終了する。
前述した近無線基地局の判定の処理は、無線端末に最も近い無線基地局を判定するだけでなく、無線端末の電波出力を最大値から徐々に下げるよう調整しており、無線端末からの電波が２つ以上の無線基地局と干渉しないという効果も得ることができる。
次に、実際に無線端末が移動して干渉を回避する具体例について説明する。図１２に示しているように、まず、無線端末１２ｉが移動し、無線端末１２ｊの位置に移動したものとして説明する。
この場合、図１１に示す干渉回避フローにおけるステップ１１０２の処理で、どの無線基地局にも接続できない無線端末は無く、ステップ１１０５の処理の干渉がどの無線端末で起こるかの判定で全ての無線端末で干渉が生じていないので干渉回避設定完了となる。すなわち、無線基地局の電波出力を変えることなく設定完了となる。
また、他の例として、図１２に示しているように、無線端末１２ｆが移動し、無線端末１２ｋの位置に移動した場合について、図１１により説明したフローを用いて説明する。
電波出力は、現在の状態から開始する（ステップ１１０１）。ステップ１１０２の処理で、無線基地局１１ａ、１１ｂの両方の電波出力の範囲の外側なので、無線端末１２ｋがどの基地局にも接続できないと判断され、ステップ１１０３の処理で、それまで無線端末１２ｋに説明していた無線基地局を含む全ての無線基地局は、電波出力を上げる。そして、ステップ１１０４の処理で、無線端末１２ｋは、電波出力を最大とする。無線端末１２ｋが無線基地局１１ｂと接続できれば、ステップ１１０６の処理で、移動した無線端末１２ｋで干渉が発生していないかを判定する。この場合、干渉が発生していないので設定を完了する。
前述した処理を行うことにより、無線基地局１１ｂの電波出力の範囲が無線端末の移動前は１３ｄであったのが、無線端末の移動後に１３ｅとなり、無線端末は、無線基地局１１ｂの出力電波内に存在することができ干渉も発生しない。
図１４は無線端末が移動した他の例を示す図である。この例は、無線端末１２ｆが無線端末１２ｋへと移動しさらに、１２ｌへと移動した場合の例であり、この場合に、干渉を回避する処理、図１１のフローにより説明する。
無線端末が１２ｋまで移動した後、無線端末が１２ｌまで移動すると、ステップ１１０２の処理で移動した無線端末がどの無線基地局にも接続できないと判断できるので、ステップ１１０３の処理で、近い無線基地局１１ａを含む全ての無線基地局の無線出力を上げる。そして、ステップ１１０４の処理で、無線端末は、近い無線基地局を判断しに行き、近い無線基地局を１１ａと判断する。これによって、無線基地局１１ａの電波出力の範囲は、１３ｃから１３ｆへと拡大し、無線端末１２ｌは、無線基地局１１ａと接続可能となる。
さらに、無線端末１２ｌが１２ｍへと移動すると、ステップ１１０５の処理での干渉判定フローの実行後、ステップ１１０６の処理において、無線端末１２ｍで干渉が発生すると判断するすることができるため、ステップ１１０７の処理で、遠い無線基地局を判断して、遠い無線基地局を１１ｂと判断する。そして、ステップ１１０８の処理で、遠い無線基地局である無線基地局１１ｂが電波出力を下げる。この結果、無線基地局１１ｂの電波出力の範囲は１３ｅから１３ｇへと縮小する。以上により、無線端末１２ｍの干渉を回避することができる。
前述した操作を行っても、全ての端末で干渉が起こらないようすることができない場合がある。そのような場合、図１１に示すフローで干渉が起こるかどうかを判定するステップ１１０５の処理を何回以上行ったら、打ち切るということを決めておけば、完全には干渉を抑えられないが、干渉エリアが最小となるように電波出力を設定することができる。なお、前述までで、同一の周波数帯を使用する２台の無線基地局が設置されている場合について説明してきたが、同一の周波数帯を使用する３台以上の無線基地局が設置されている場合も、前述した干渉回避フローにより同様に干渉を回避することができる。
前述した本発明の実施形態によれば、同一の周波数帯に無線基地局が複数存在しても自動的に干渉を最小にすることができるので、いつでも品質の良い通信を行うことができる。また、設定にかかかる工数を低減することができると共に、設定ミスを減らすことができる。さらに、無線端末が移動する場合でも、移動する度に同様の操作を行うことにより自動的に干渉を最小にすることができる。
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、利用周波数帯やチャンネル数が限定された無線通信システムにおいて、無線基地局の電波出力を自動的に制御することによって複数の無線基地局同士の干渉を回避することができ、回避のための設定にかかる工数を低減すると共に、設定ミスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明により改善された無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による無線基地局の構成例を示すブロック図である。
【図４】記憶装置内に格納されている無線端末情報の内容を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態による無線端末の構成例を示すブロック図である。
【図６】記憶装置内に格納されている無線基地局情報の内容を説明する図である。
【図７】無線基地局内の制御装置の電波制御部で行われる干渉を回避する処理動作を説明するフローチャートである。
【図８】無線基地局内の制御装置の電波制御部で行われる無線基地局側の干渉判定の処理動作を説明するフローチャートである。
【図９】無線端末内の制御装置の電波制御部で行われる近無線基地局判定の処理動作を説明するフローチャートである。
【図１０】無線基地局が検出し、記憶装置内に格納されている時系列の無線端末情報の内容を説明する図である。
【図１１】無線基地局内の制御装置の電波制御部での無線端末が移動した場合の干渉回避のための処理動作を説明するフローチャートである。
【図１２】無線端末が移動した例を示す図である。
【図１３】無線端末内の制御装置の電波制御部での無線端末が移動する場合における近無線基地局の判定の処理動作を説明するフローチャートである。
【図１４】無線端末が移動した他の例を示す図である。
【符号の説明】
１１、１１ａ、１１ｂ 無線基地局
１２、１２ａ〜１２ｍ 無線端末
１３ａ〜１３ｄは電波出力範囲（各基地局のサービスエリア）
８１、１３１ アンテナ部
８２、１３２ 無線通信部
８３、１３３ 制御装置
８４ 有線通信部
８５、１３５ 記憶装置
８６ 無線端末情報
８７ 有線網
８８、１３８ 電波制御部
１３６ 無線基地局情報TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless communication system, a wireless base station, and a wireless terminal device. In particular, in order to minimize interference between communicable areas of a plurality of wireless base stations using the same frequency band, the same frequency band is used. The present invention relates to a wireless communication system, a wireless base station, and a wireless terminal device (hereinafter, simply referred to as a wireless terminal) that are capable of automatically adjusting the optimal radio output of each of a plurality of wireless base stations to be used.
[Prior art]
Generally, a wireless communication system includes one or a plurality of wireless base stations and can provide communication service to wireless terminals. However, the number of wireless terminals that can be connected to one wireless terminal is limited. To give an example of a wireless LAN system, one base station can theoretically connect 253 wireless terminals, but when many wireless terminals are connected to a wireless base station, throughput decreases. Therefore, in an actual use state, the number is limited to 20 to 30 units. Therefore, when there are a large number of wireless terminals, it is necessary to add wireless base stations according to the number of wireless terminals. In this case, the newly added wireless base stations will interfere with each other unless they are set to a different frequency from the existing wireless base station.
As a conventional technique capable of solving the above-described problem, for example, a technique described in
However, for example, if there are 100 or more wireless terminals and about 20 wireless terminals are allocated to one wireless base station, five wireless base stations must be installed. In such a case, non-overlapping frequency bands can be assigned to up to three wireless base stations, but any two must be assigned the same frequency band, and between these wireless base stations. Interference occurs.
Further, a wireless LAN system using the 2.4 GHz band of IEEE 802.11b can use a frequency band of 14 channels. However, these channels are not completely independent communication channels that do not interfere with each other, and interference occurs because some frequency bands overlap in close channels. For example, interference is about 40% between
In a wireless communication system that connects a large number of wireless terminals, it is necessary to increase the number of wireless base stations as the number of wireless terminals increases. However, if the number of frequency bands (channels) to which the wireless base stations are allocated increases, the number of wireless base stations increases. Therefore, a radio base station using the same channel must be provided, and interference occurs between the radio base stations. Also, if there is a frequency band that cannot be used due to other wireless systems or external factors such as noise, only some of the channels can be used, and the number of usable channels is substantially the number of channels of the base station. It is possible to fall below.
As a method of avoiding interference in the same frequency band without performing channel assignment, there are methods of separating a radio base station using the same frequency band or reducing a radio wave output. However, it is physically difficult to separate the wireless base station, and the wireless terminal must move as well, which is not practical. Also, even if the radio wave output of the wireless base station is lowered, it is necessary to manually determine how much the radio wave output should be reduced, and it is necessary to set the radio wave output so that all wireless terminals can communicate. Because of this, man-hours are required and setting mistakes are likely to occur.
[Patent Document 1]
JP 2002-217918 A
[Problems to be solved by the invention]
When the conventional technology described in
In addition, when applied to a wireless LAN system using the 2.4 GHz band of IEEE 802.11b, 14 channels can be used. However, some frequency bands are overlapped in a close channel, so interference occurs. In this case, only four channels can be used. In this case as well, the same problem as in the case of using the 5 GHz band of IEEE802.11a occurs.
In addition, since the number of wireless terminals that can be connected to one wireless base station is limited, if the number of wireless terminals increases, the number of wireless base stations must be increased, and if the number of wireless base stations is greater than the number of channels, The use frequency bands that do not overlap each other cannot be allocated, and base stations to which the same channel is allocated must be provided, which causes a problem that interference occurs between these base stations.
Furthermore, without assigning channels, it is possible to avoid the interference between wireless base stations using the same frequency band. In the method of the related art, it is necessary to leave the judgment of how much the radio wave output should be reduced to a human being, a setting error easily occurs, and it is necessary to set the radio wave output so that all wireless terminals can communicate. Therefore, there is a problem that the number of steps is increased.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to automatically control the radio wave output of a radio base station in a radio communication system in which the frequency band and the number of channels are limited. It is an object of the present invention to provide a wireless communication system, a wireless base station, and a wireless terminal capable of reducing setting steps for avoiding interference between stations and reducing setting errors.
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the object is to provide a wireless communication system comprising a plurality of wireless base stations and a plurality of wireless terminals communicating via one of the plurality of wireless base stations, The station is connected to another wireless base station via a wired network, and each wireless base station has a wired communication unit connected to the wired network, a wireless communication unit wirelessly communicating with a wireless terminal, and its own. A control device that detects a wireless terminal that transmits a radio wave in a frequency band in a communicable area, and a storage device that stores information on the detected wireless terminal and a wireless terminal detected by another wireless base station via a wired network. And the control device includes means for controlling the radio wave output of the own base station based on the information of the wireless terminal in the storage device and an instruction from the wireless terminal.
The wireless base station searches for a wireless base station that uses the same frequency band, determines which wireless terminal is causing the interference, and the wireless terminal that is causing the interference is configured to interfer with the wireless terminal so as not to interfere. An instruction is issued to lower the radio wave output of a remote base station among the base stations. If the same operation is performed by the wireless terminal in which all the interference is occurring, the interference can be finally avoided. Also, even when the wireless terminal moves, the wireless base station can avoid interference by detecting information that the wireless terminal has moved and performing the same operation as described above.
Further, the object is constituted by a plurality of wireless base stations connected to another wireless base station via a wired network, and a plurality of wireless terminals communicating via one of the plurality of wireless base stations. In a wireless base station in a wireless communication system, a wired communication unit that connects to the wired network, a wireless communication unit that wirelessly communicates with a wireless terminal, and a wireless terminal that emits radio waves in a frequency band in its own communicable area And a storage device for storing information of the detected wireless terminals and wireless terminals detected by other wireless base stations via a wired network, wherein the control device has a wireless device in the storage device. This is achieved by providing means for controlling the radio wave output of the base station based on the terminal information and the instruction from the wireless terminal.
Further, the object is to provide a wireless terminal in a wireless communication system including a plurality of wireless base stations and a plurality of wireless terminals communicating via one of the plurality of wireless base stations, This is achieved by providing a control device having a function of controlling the output and a function of instructing to control the radio wave output of the connected radio base station.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a wireless communication system, a wireless base station, and a wireless terminal according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a general wireless communication system, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a wireless communication system improved by the present invention. First, FIG. 1 and FIG. The basic concept of the present invention will be described. 1 and 2, reference numerals 11a and 11b denote wireless base stations, reference numerals 12a to 12i denote wireless terminals, and reference numerals 13a to 13d denote radio wave output ranges (service areas of the respective base stations).
The example of the general wireless communication system illustrated in FIG. 1 includes two wireless base stations 11a and 11b. The wireless base stations 11a and 11b are, for example, terminal adapters, wireless LAN access points, and the like, are connected to each other by a wired network, and can communicate with each other to exchange information. Each of the wireless terminals 12a to 12i is, for example, a personal computer or a peripheral device having a wireless LAN interface. FIG. 1 shows a radio wave output range 13a of the radio base station 11a and a radio wave output range 13b of the radio base station 11b, and shows a communicable range. In the example shown in FIG. 1, it is assumed that the radio base station 11a and the radio base station 11b are allocated to the same frequency band.
Since the wireless terminals 12a to 12d are within the radio wave output range 13a of the radio base station 11a and outside the radio wave output range 13b of the radio base station 11b, the radio terminals 12a to 12d do not receive interference with the radio base station 11a. It is in an area where communication is possible. On the other hand, since the wireless terminals 12f to 12i are within the radio wave output range 13b of the radio base station 11b and outside the radio wave output range 13a of the radio base station 11a, they do not receive interference with the radio base station 11b. It is in an area where communication is possible. That is, wireless terminals within the radio wave output range of one wireless base station do not receive interference. Since the wireless terminal 12e is inside the radio wave output ranges 13a and 13b of both the wireless base stations 11a and 11b, it is within the interference area. Therefore, when performing communication, the wireless terminal 12e is subject to interference by radio waves of wireless base stations that are not communicating. As a result, the communication efficiency of the entire system is greatly reduced. As described above, interference occurs when a wireless terminal is within the radio wave output range of a plurality of wireless base stations.
The present invention improves a radio output range of a radio base station so that radio output ranges of a plurality of radio base stations do not overlap. As shown in FIG. 2, in the case of the present invention, the radio output range 13a of the radio base station 11a is adjusted to the radio output range 13c, and the radio output range 13b of the radio base station 11b is adjusted to the radio output range 13d. As a result, the radio wave output ranges 13c and 13d of the wireless base stations 11a and 11b do not overlap. Then, in this case, the radio terminal 12e is within the radio wave output range 13c of the radio base station 11a, but outside the radio wave output range 13d of the radio base station 11b, is out of the interference area, and there is no interference.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a wireless base station according to an embodiment of the present invention. In FIG. 3, 11 is a wireless base station, 81 is an antenna unit, 82 is a wireless communication unit, 83 is a control device, 84 is a wired communication unit, 85 is a storage device, 86 is wireless terminal information, 87 is a wired network, and 88 is a wired network. Radio control unit.
As shown in FIG. 3, the
FIG. 4 is a diagram for explaining the contents of the wireless terminal information 86 stored in the storage device 85. As shown in the table of FIG. 4, the wireless terminal information includes the name of the own wireless base station, the name of the wireless base station that is communicating with the own wireless base station using the same frequency band by wire, and the names of those wireless base stations. The information includes channel information of a base station, a name of a wireless terminal, an index value of radio wave quality, presence / absence of a response, and the like.
These pieces of information include information taken into the own radio base station from the wireless terminal via wireless communication and information taken into the own radio base station from another wireless base station via the wired network. For this reason, since radio waves do not reach from one wireless base station, even a wireless terminal that communicates in the same frequency band whose presence cannot be confirmed must confirm the presence from the information of the other wireless base station via a wired network. Can be. For example, the wireless base station 11a shown in FIGS. 1 and 2 can take in information of the wireless terminal 12f from the wireless terminal 11b via a wired network. Further, when a new wireless terminal is detected, the storage device 85 shown in FIG. 3 can newly take in the detected wireless terminal information. As an index value of the radio wave quality, a packet error rate or the like may be used in addition to the S / N (Signal / Noise) ratio shown in FIG.
Also, the control device 83 shown in FIG. 3 has a function of transmitting information from a wired or wireless device to a wired or wireless device, as well as a function of transmitting information from a wired or wireless device to the storage device 85 or from the wired or wireless device. Also have. Such information includes the name of the wireless base station, channel information of the wireless base station, the name of the wireless terminal, an index value of radio wave quality, and information such as the presence or absence of a response. In addition, the radio wave control unit 88 in the control device 83 has a function of adjusting the radio wave output of the wireless base station by performing a process of avoiding interference and a process of determining interference.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a wireless terminal according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5, 12 is a wireless terminal, 131 is an antenna unit, 132 is a wireless communication unit, 133 is a control device, 135 is a storage device, 136 is wireless base station information, and 138 is a radio control unit.
As shown in FIG. 5, the
FIG. 6 is a diagram for explaining the contents of the wireless
FIG. 7 is a flowchart illustrating a processing operation for avoiding interference performed by the radio wave control unit 88 of the control device 83 in the
(1) When the process is started, first, wireless base stations connected by wire communicate with each other, and another wireless base station using the same frequency band and set to an interfering channel is determined. Explore. If there is no other base station set to the interfering channel, the following processing is not performed. In the initial state, the radio wave output between each wireless base station and each wireless terminal connected to the wireless base station is maximized. This is to prevent the occurrence of wireless terminals that cannot be connected to the wireless base station by maximizing the number of wireless terminals that can be searched from the wireless base station in the initial state (step 301).
(2) Next, the wireless base station determines to which wireless terminal the interference is caused by the interference determination process described later with reference to the flow shown in FIG. 8 (step 302).
(3) As a result of the determination in
(4) If it is determined in step 304 that interference has occurred in one or more wireless terminals, each wireless terminal can also detect that interference has occurred. Each wireless terminal searches for a wireless base station closest to its own wireless terminal from wireless base stations in the area. The nearest wireless base station can be regarded as a wireless base station having a large radio wave output, and this determination method will be described later with reference to a near wireless base station determination process according to the flow shown in FIG. When each wireless terminal can identify the nearest wireless base station, the wireless base station reduces the radio wave output of the wireless base station that is farther from the wireless terminal among the interfering wireless base stations. (Step 305).
(5) The radio base station that has received the command in step 305 from the radio terminal that has received the interference, that is, the radio base station that has a small radio output from the radio terminal that has issued the command drops the radio output of its own base station. , Returning to the processing from
The reduction of the radio wave output described above is performed such that the radio wave output is gradually reduced. Also, even if the processing of
Even when three or more wireless base stations are set and installed in the same frequency band, interference can be similarly avoided by performing the processing described with reference to FIG.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing operation of interference determination on the wireless base station side performed by the radio wave control unit 88 of the control device 83 in the
(1) First, each of the wireless base stations 11a and 11b detects a wireless terminal within the radio wave output range of its own wireless base station, and transmits and receives the detection result by wire. Based on this, it is determined whether or not the wireless terminals detected by each wireless base station are duplicated (
(2) If there is a duplicate wireless terminal in each wireless base station in the determination of step 402, it indicates that there is interference and that the wireless terminal is present in the interference area, It is determined that there is a terminal, and the process ends (steps 403 and 405).
(3) If there is no overlapping wireless terminal in each wireless base station in the determination in step 402, it indicates that there is no interference and the wireless terminal exists only in the non-interfering area. It is determined that a wireless terminal is present in the non-interference area, and the process is terminated (
The determination as to whether or not there is a wireless terminal in the above-described processing of step 402 is based on the wireless terminal name and the radio wave stored in the wireless terminal information in the storage device in the wireless base station described with reference to FIG. The determination can be made from a table describing information on the S / N ratio, which is an index value of quality, and the presence or absence of a response. This table shows that the information of the wireless terminals within the radio output range of the own radio base station is obtained from the radio communication unit, and the radio communication within the radio range of the radio base station set to another interfering channel is obtained from the wired communication unit. This is information obtained by acquiring terminal information.
The presence or absence of a response can be determined by, for example, transmitting a ping command and detecting whether or not there is a response. The identification of the wireless terminal name can be identified by an identifier, such as a MAC address or an IP address, uniquely attached to the wireless terminal.
FIG. 9 is a flowchart illustrating the processing operation of the near-radio base station determination performed by the radio wave control unit 138 of the control device 133 in the
(1) First, each wireless terminal detects a wireless base station and checks how many wireless base stations have been detected (
(2) If only one wireless base station is detected in the check in
(3) If two or more wireless base stations are detected in the check in
The reduction of the radio wave output described above is performed such that the radio wave output is gradually reduced. Then, radio base stations other than the radio base station determined to be the closest to the first detected radio base station are determined to be distant radio base stations. The number of detected radio base stations is determined by the radio base station emitting radio wave output that can be received by the own radio terminal stored as the radio base station information in the storage device in the radio terminal described with reference to FIG. Can be determined using a table showing information such as the number, name, quality of radio waves, presence / absence of response, and the like. In this near-wireless base station determination process, not only is the wireless base station closest to the wireless terminal determined, but the radio output of the wireless terminal is adjusted so as to gradually decrease from the maximum value. There is also an effect of not interfering with the base station.
Up to this point, it has been described that when the radio terminal is fixed, the radio wave output of the radio base station and the radio terminal can be set so as to avoid interference. Next, a setting when the wireless terminal moves will be described.
FIG. 10 is a diagram for explaining the contents of the time-series wireless terminal information 86 detected by the wireless base station and stored in the storage device 85.
When the wireless terminal moves, the wireless base station detects that the index value of the radio wave quality of the moved wireless terminal has changed abruptly, and thus knows that the wireless terminal has moved. The radio terminal information table stored in the storage device in the radio base station is stored in chronological order as shown in FIG. 10 in order to determine that the index value of radio wave quality of the radio terminal has suddenly changed. Have been able to be.
The example shown in FIG. 10 shows information on wireless terminals detected by the wireless base station at times t = 0, 1, and 2. In this figure, focusing on the wireless terminal PC4, at time t = 0, the S / N ratio, which is the index value of the radio wave quality of the base station A, is 0 dB, the S / N ratio of the base station B is 75 dB, and interference occurs. It indicates that there is no data. Then, at times t = 1 and t = 2, the S / N ratio of the base station A increases to 5 dB and 10 dB, and the S / N ratio of the base station B decreases to 75 dB and 65 dB. It turns out that there is. Thereby, each wireless base station can determine that the wireless terminal PC4 has moved. The radio base station raises and lowers the radio wave output of the radio base station in response to the movement of the radio terminal. The method of raising and lowering the radio wave output of the wireless base station will be described later with reference to the flow shown in FIG.
To determine that the wireless terminal has moved, each base station fetches data into the storage device once every few minutes, and stores and holds the data several times. The storage device has a storage capacity for storing and holding data for several times, but has a function of deleting old data and writing new data when it becomes full. Since the frequency of taking in the data depends on the frequency of movement of the wireless terminal, the frequency may be set once every several tens of seconds if the frequency of movement is high, and once every ten minutes if the frequency is low.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a processing operation for avoiding interference when a wireless terminal moves in the radio wave control unit 88 of the control device 83 in the
(1) The radio terminal and the radio base station start processing while keeping the radio wave output in the current state. If there is no base station set to the interfering channel, the process here is not executed (step 1101).
(2) When the processing is started, first, it is checked whether the wireless terminal cannot connect to any base station. For example, as shown in FIG. 12, when the wireless terminal 12f moves from the state shown in FIG. 2 to 12k, the wireless terminal transmits the radio wave output range 13c of the wireless base station 11a to the wireless base station 11a. This is because it is outside the radio wave output range 11b of the station 11b, and it is necessary to increase the radio wave output of the nearest wireless base station (step 1102).
(3) As a result of the check in
(4) Thereafter, the processing from the check in
(5) If the result of the check in
(6) Based on the result of the determination in step 1105, it is next checked whether or not interference has occurred in the wireless terminal (step 1106).
(7) When interference occurs in the wireless terminal, the wireless terminal determines a distant wireless base station and instructs to reduce the output of the distant wireless base station according to the near wireless base station determination processing flow. The near-radio base station determination process when the wireless terminal moves will be described later using the flow shown in FIG. 13 (step 1107).
(8) The distant wireless base station receiving the instruction in
(9) Since there is a possibility that a wireless terminal that cannot be connected to any wireless base station may occur due to a decrease in the output of the wireless base station, the process returns to step 1102 again and repeats the process. If the result of the check in
FIG. 13 is a flowchart for explaining the processing operation of determination of a near-radio base station when the radio terminal moves in the radio wave control unit 138 of the control device 133 in the
(1) Each wireless terminal detects a communicable wireless base station and checks how many wireless base stations have been detected (steps 1201 and 1202).
(2) If only one wireless base station is detected in the check in step 1202, it is determined that the detected wireless base station is the wireless base station closest to the wireless terminal and no interference has occurred, The determination of the near radio base station here ends (step 1203).
(3) If two or more radio base stations are detected in the check in step 1202, the radio output of the radio terminal is reduced, and a distant radio base station is instructed to lower the radio output from the radio base station. , And returns to the processing from step 1201 to repeat the processing (step 1204).
(4) By repeating the above-described processing, the wireless terminal gradually lowers the radio output, and the distant radio base station also gradually lowers the radio output. This repetition is continued until only one wireless base station is detected in the process of step 1202, and the process ends.
(5) If no wireless base station is detected in the check in step 1202, the wireless terminal increases the radio wave output, returns to the processing from step 1201, and repeats the processing (step 1205). ).
(6) By repeating the above-described processing, the wireless terminal gradually increases the radio wave output to the maximum. This repetition is continued until only one wireless base station is detected in the process of step 1202, and the process ends. Further, even if the radio wave output of the wireless terminal is increased to the maximum, the base station may not be detected in some cases. In this case, it means that the radio terminal has moved out of the radio range of the radio base station or that the base station has been turned off. .
The above-described process of determining a near-wireless base station not only determines the closest wireless base station to the wireless terminal, but also adjusts the wireless terminal's radio output to gradually decrease from the maximum value. Does not interfere with two or more wireless base stations.
Next, a specific example in which the wireless terminal actually moves to avoid interference will be described. First, as illustrated in FIG. 12, a description will be given on the assumption that the wireless terminal 12i has moved and moved to the position of the wireless terminal 12j.
In this case, in the process of
As another example, a case where the wireless terminal 12f moves and moves to the position of the wireless terminal 12k as shown in FIG. 12 will be described using the flow described with reference to FIG.
The radio wave output starts from the current state (step 1101). In the process of
By performing the above-described processing, the range of the radio wave output of the wireless base station 11b is 13d before the movement of the wireless terminal, but becomes 13e after the movement of the wireless terminal. And no interference occurs.
FIG. 14 is a diagram illustrating another example in which the wireless terminal has moved. This example is a case where the wireless terminal 12f moves to the wireless terminal 12k and further moves to 12l. In this case, a process for avoiding interference and a flow of FIG. 11 will be described.
If the wireless terminal moves to 12l after moving to 12k, it can be determined that the wireless terminal that has moved in
Further, when the wireless terminal 12l moves to 12m, after executing the interference determination flow in the processing of step 1105, it can be determined in
Even if the above operation is performed, it may not be possible to prevent interference from occurring in all terminals. In such a case, if it is determined that the processing in step 1105 for determining whether or not interference occurs in the flow shown in FIG. 11 is performed more than once and then the processing is terminated, the interference cannot be completely suppressed. The radio wave output can be set to minimize the area. Although a case has been described above where two wireless base stations using the same frequency band are installed, three or more wireless base stations using the same frequency band are installed. In this case, interference can be avoided in the same manner by the above-described interference avoidance flow.
According to the above-described embodiment of the present invention, even if a plurality of wireless base stations exist in the same frequency band, interference can be automatically minimized, so that high-quality communication can be performed at any time. In addition, the number of steps required for setting can be reduced, and setting errors can be reduced. Further, even when the wireless terminal moves, interference can be automatically minimized by performing the same operation each time the wireless terminal moves.
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a wireless communication system in which the used frequency band and the number of channels are limited, interference between a plurality of wireless base stations is avoided by automatically controlling the radio wave output of the wireless base stations. This can reduce man-hours required for setting for avoidance and reduce setting errors.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a general wireless communication system.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a wireless communication system improved by the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a wireless base station according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating the contents of wireless terminal information stored in a storage device.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a wireless terminal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating the contents of wireless base station information stored in a storage device.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a processing operation for avoiding interference performed by a radio wave control unit of a control device in a wireless base station.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing operation of interference determination on the wireless base station side performed by the radio wave control unit of the control device in the wireless base station.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a near-radio base station determination processing operation performed by a radio wave control unit of a control device in a wireless terminal.
FIG. 10 is a diagram illustrating the content of time-series wireless terminal information detected by a wireless base station and stored in a storage device.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a processing operation for avoiding interference when a wireless terminal moves in a radio wave control unit of a control device in a wireless base station.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which a wireless terminal has moved.
FIG. 13 is a flowchart illustrating a processing operation of determination of a near radio base station when a radio terminal moves in a radio wave control unit of a control device in the radio terminal.
FIG. 14 is a diagram illustrating another example in which the wireless terminal has moved.
[Explanation of symbols]
11, 11a, 11b Radio base station
12, 12a-12m wireless terminal
13a to 13d are radio wave output ranges (service areas of each base station)
81, 131 Antenna part
82, 132 Wireless communication unit
83,133 control device
84 Wired communication unit
85, 135 storage device
86 wireless terminal information
87 wired network
88, 138 Radio control unit
136 Radio base station information
Claims (6)
前記有線網に接続する有線通信部と、無線によって無線端末装置と通信する無線通信部と、自己の通信可能領域にある周波数帯の電波を発信する無線端末装置を検出する制御装置と、前記検出した無線端末装置及び有線網を介して他の無線基地局が検出した無線端末装置の情報を格納する記憶装置とを備え、前記制御装置は、前記記憶装置内の無線端末装置の情報及び無線端末装置からの指示に基づいて、自基地局の電波出力を制御する手段を備えることを特徴とする無線基地局。A wireless communication system including a plurality of wireless base stations connected to another wireless base station via a wired network, and a plurality of wireless terminal devices communicating via one of the plurality of wireless base stations In the wireless base station in
A wired communication unit that connects to the wired network, a wireless communication unit that wirelessly communicates with the wireless terminal device, a control device that detects a wireless terminal device that transmits radio waves in a frequency band in its own communicable area, A storage device for storing information of the wireless terminal device detected by another wireless base station via a wired network and the wireless terminal device, wherein the control device includes information of the wireless terminal device in the storage device and the wireless terminal. A radio base station comprising means for controlling the radio wave output of the base station based on an instruction from a device.
自無線端末装置の電波出力を制御する機能と、接続される無線基地局の電波出力を制御するように命令する機能とを有する制御装置を備えることを特徴とする無線端末装置。In a wireless terminal device in a wireless communication system configured by a plurality of wireless base stations and a plurality of wireless terminal devices performing communication via one of the plurality of wireless base stations,
A wireless terminal device comprising: a control device having a function of controlling the radio wave output of its own radio terminal device and a function of instructing to control the radio wave output of a connected radio base station.
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