JP2007166411A - サービスエリア構築方法及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線端末側に特別な作り込みを行うことなく、同一無線周波数の無線基地局間の干渉を回避することができるサービスエリア構築方法及び無線通信システムを得ることを目的とする。
【解決手段】無線周波数が同一の無線ＬＡＮ基地局同士を相互に隣接する位置に配置して、ＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御が有効な仮想的なセルエリアを複数構築するとともに、無線周波数が異なる複数の仮想的なセルエリアを相互に隣接する位置に配置する。これにより、無線端末５側に特別な作り込みを行うことなく、同一無線周波数の無線ＬＡＮ基地局間の干渉を回避することができるようになる。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の無線基地局を所定の位置に配置して、無線通信のサービスエリアを面状に構築するサービスエリア構築方法及び無線通信システムに関するものである。

従来のサービスエリア構築方法は、無線周波数がｆ１〜ｆ４の無線基地局を所定の位置に配置して、無線通信のサービスエリアを面状に構築する場合（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮでは、互いに干渉しない無線周波数が４チャネルに制約されている）、図６に示すように、例えば、無線周波数ｆ１の無線基地局Ａ１に着目すると、無線周波数ｆ１の無線基地局Ａ１の周囲に、無線周波数がｆ２〜ｆ４の無線基地局を配置するようにする（例えば、特許文献１参照）。

図中、六角形の斜線領域は、無線周波数ｆ１の無線基地局Ａ１が無線端末と無線通信を実施することができるセル領域である。
この場合、無線周波数ｆ１の無線基地局Ａ１のセル領域の周囲には、無線端末との無線通信は実施することができないが、衝突回避機能が付加されているアクセス制御方式である搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ：Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）のアクセス制御が有効な領域（以下、「ＣＳＭＡ／ＣＡ有効領域」という）が形成される。
また、ＣＳＭＡ／ＣＡ有効領域の周囲には、ＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御が有効に動作せず、例えば、無線周波数ｆ１の無線基地局Ａ１と無線周波数ｆ１の無線基地局Ｂ１，Ｃ１間で干渉が発生して、希望波を正しく復調することができない領域（以下、「干渉領域」という）が形成される。

したがって、従来のサービスエリア構築方法では、無線周波数ｆ１の無線基地局Ａ１と無線周波数ｆ１の無線基地局Ｂ１，Ｃ１間で干渉が発生して、希望波を正しく復調することができなくなることがある。
このため、無線周波数ｆ１の無線基地局Ａ１と無線基地局Ｂ１，Ｃ１間の干渉を回避するには、干渉関係にある一方の無線基地局のサービスを中止することができるようにする必要がある。
ただし、この場合、一方の無線基地局のサービスの中止に対処できるようにするためには、無線端末側に特別な作り込みが必要になる。

特開２００２−２４７０５３号公報（第３頁、第７図）

従来のサービスエリア構築方法は以上のように構成されているので、ＣＳＭＡ／ＣＡ有効領域の周囲に、例えば、無線周波数ｆ１の無線基地局Ａ１と無線基地局Ｂ１，Ｃ１間で干渉が発生する干渉領域が形成される。このため、干渉関係がある一方の無線基地局のサービスの中止に対処できるようにするために、無線端末側に特別な作り込みを行わなければ、希望波を正しく復調することができなくなるなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、無線端末側に特別な作り込みを行うことなく、同一無線周波数の無線基地局間の干渉を回避することができるサービスエリア構築方法及び無線通信システムを得ることを目的とする。

この発明に係るサービスエリア構築方法は、無線周波数が同一の無線基地局同士を相互に隣接する位置に配置して、衝突回避機能が付加されているアクセス制御方式が有効な仮想的なセルエリアを複数構築するとともに、無線周波数が異なる複数の仮想的なセルエリアを相互に隣接する位置に配置するようにしたものである。

この発明によれば、無線周波数が同一の無線基地局同士を相互に隣接する位置に配置して、衝突回避機能が付加されているアクセス制御方式が有効な仮想的なセルエリアを複数構築するとともに、無線周波数が異なる複数の仮想的なセルエリアを相互に隣接する位置に配置するように構成したので、無線端末側に特別な作り込みを行うことなく、同一無線周波数の無線基地局間の干渉を回避することができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による無線通信システムを示す構成図であり、図において、無線ＬＡＮ基地局１は無線周波数がｆ１の無線基地局であり、無線ＬＡＮ基地局２は無線周波数がｆ２の無線基地局である。また、無線ＬＡＮ基地局３は無線周波数がｆ３の無線基地局であり、無線ＬＡＮ基地局４は無線周波数がｆ４の無線基地局である。
無線ＬＡＮ基地局１〜４が面状に配置されることにより、無線通信のサービスエリアが構築される。
無線端末５は無線ＬＡＮ基地局１〜４と無線通信を実施する携帯電話やモバイルＰＣなどの端末である。
サービスエリア構築装置６は無線周波数が同一の無線ＬＡＮ基地局同士を相互に隣接する位置に配置して、ＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御が有効な仮想的なセルエリアを複数構築するとともに、無線周波数が異なる複数の仮想的なセルエリアを相互に隣接する位置に配置する処理を実施する。実際には、複数の仮想的なセルエリアが相互に隣接するように、無線通信のサービスエリアを構築する多数の無線ＬＡＮ基地局（既に配置されている多数の無線ＬＡＮ基地局）の無線周波数を設定する処理を実施する。

図２はこの発明の実施の形態１によるサービスエリア構築方法を示すフローチャートであり、図３はこの発明の実施の形態１によるサービスエリア構築方法が適用されることにより配置された無線ＬＡＮ基地局による無線通信のサービスエリアを示す説明図である。
図において、六角形のセル１１ａは無線周波数ｆ１の無線ＬＡＮ基地局１ａが無線端末５と無線通信を実施することができる領域であり、六角形のセル１１ｂは無線周波数ｆ１の無線ＬＡＮ基地局１ｂが無線端末５と無線通信を実施することができる領域であり、六角形のセル１１ｃは無線周波数ｆ１の無線ＬＡＮ基地局１ｃが無線端末５と無線通信を実施することができる領域である。
なお、セル１１ａはセル１１ｂ，１１ｃと２辺を接するように隣接した位置関係で配置されており、セル１１ａ，１１ｂ，１１ｃが無線ＬＡＮのＩＥＥＥ８０２．１１で定められているＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス制御（衝突回避機能が付加されているアクセス制御方式）が有効な仮想的なセルエリア（以下、「仮想セル１０」という）を構成している。

六角形のセル１２ａは無線周波数ｆ２の無線ＬＡＮ基地局２ａが無線端末５と無線通信を実施することができる領域であり、六角形のセル１２ｂは無線周波数ｆ２の無線ＬＡＮ基地局２ｂが無線端末５と無線通信を実施することができる領域であり、六角形のセル１２ｃは無線周波数ｆ２の無線ＬＡＮ基地局２ｃが無線端末５と無線通信を実施することができる領域である。
なお、セル１２ａはセル１２ｂ，１２ｃと２辺を接するように隣接した位置関係で配置されており、セル１２ａ，１２ｂ，１２ｃがＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス制御が有効な仮想的なセルエリア（以下、「仮想セル２０」という）を構成している。

六角形のセル１３ａは無線周波数ｆ３の無線ＬＡＮ基地局３ａが無線端末５と無線通信を実施することができる領域であり、六角形のセル１３ｂは無線周波数ｆ３の無線ＬＡＮ基地局３ｂが無線端末５と無線通信を実施することができる領域であり、六角形のセル１３ｃは無線周波数ｆ３の無線ＬＡＮ基地局３ｃが無線端末５と無線通信を実施することができる領域である。
なお、セル１３ａはセル１３ｂ，１３ｃと２辺を接するように隣接した位置関係で配置されており、セル１３ａ，１３ｂ，１３ｃがＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス制御が有効な仮想的なセルエリア（以下、「仮想セル３０」という）を構成している。

六角形のセル１４ａは無線周波数ｆ４の無線ＬＡＮ基地局４ａが無線端末５と無線通信を実施することができる領域であり、六角形のセル１４ｂは無線周波数ｆ４の無線ＬＡＮ基地局４ｂが無線端末５と無線通信を実施することができる領域であり、六角形のセル１４ｃは無線周波数ｆ４の無線ＬＡＮ基地局４ｃが無線端末５と無線通信を実施することができる領域である。
なお、セル１４ａはセル１４ｂ，１４ｃと２辺を接するように隣接した位置関係で配置されており、セル１４ａ，１４ｂ，１４ｃがＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス制御が有効な仮想的なセルエリア（以下、「仮想セル４０」という）を構成している。

六角形のセル１１ｄは無線周波数ｆ１の無線ＬＡＮ基地局１ｄが無線端末５と無線通信を実施することができる領域であり、六角形のセル１１ｅは無線周波数ｆ１の無線ＬＡＮ基地局１ｅが無線端末５と無線通信を実施することができる領域であり、六角形のセル１１ｆは無線周波数ｆ１の無線ＬＡＮ基地局１ｆが無線端末５と無線通信を実施することができる領域である。
なお、セル１１ｄはセル１１ｅ，１１ｆと２辺を接するように隣接した位置関係で配置されており、セル１１ｄ，１１ｅ，１１ｆがＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス制御が有効な仮想的なセルエリア（以下、「仮想セル５０」という）を構成している。

六角形のセル１２ｄは無線周波数ｆ２の無線ＬＡＮ基地局２ｄが無線端末５と無線通信を実施することができる領域であり、六角形のセル１２ｅは無線周波数ｆ２の無線ＬＡＮ基地局２ｅが無線端末５と無線通信を実施することができる領域であり、六角形のセル１２ｆは無線周波数ｆ２の無線ＬＡＮ基地局２ｆが無線端末５と無線通信を実施することができる領域である。
なお、セル１２ｄはセル１２ｅ，１２ｆと２辺を接するように隣接した位置関係で配置されており、セル１２ｄ，セル１２ｅ，１２ｆがＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス制御が有効な仮想的なセルエリア（以下、「仮想セル６０」という）を構成している。

仮想セル１０は無線周波数ｆ１の領域、仮想セル２０は無線周波数ｆ２の領域、仮想セル３０は無線周波数ｆ３の領域、仮想セル４０は無線周波数ｆ４の領域、仮想セル５０は無線周波数ｆ１の領域、仮想セル６０は無線周波数ｆ２の領域であり、仮想セル１０の周辺に隣接するように仮想セル２０，３０，４０，６０が配置されている。
ただし、仮想セル１０と仮想セル５０の間には仮想セル２０が配置されており、仮想セル１０と仮想セル５０は隣接して配置されている関係にない。

次に動作について説明する。
例えば、４チャネルの無線周波数を用いて、無線通信のサービスエリアを構築する場合、サービスエリア構築装置６は、最初に、無線通信のサービスエリアを構築する多数の無線ＬＡＮ基地局を無線周波数別に分類する（ステップＳＴ１）。
次に、サービスエリア構築装置６は、無線周波数がｆ１の無線ＬＡＮ基地局１ａ，１ｂ，１ｃ（無線ＬＡＮ基地局１ｄ，１ｅ，１ｆ）を相互に隣接する位置に配置して、無線ＬＡＮ基地局１ａ，１ｂ，１ｃ（無線ＬＡＮ基地局１ｄ，１ｅ，１ｆ）のセル１１ａ，１１ｂ，１１ｃ（セル１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ）からなる仮想セル１０（仮想セル５０）を形成する（ステップＳＴ２）。

サービスエリア構築装置６は、同様にして、無線周波数がｆ２の無線ＬＡＮ基地２ａ，２ｂ，２ｃ（無線ＬＡＮ基地局２ｄ，２ｅ，２ｆ）を相互に隣接する位置に配置して、無線ＬＡＮ基地局２ａ，２ｂ，２ｃ（無線ＬＡＮ基地局２ｄ，２ｅ，２ｆ）のセル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ（セル１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ）からなる仮想セル２０（仮想セル６０）を形成する。
また、サービスエリア構築装置６は、同様にして、無線周波数がｆ３の無線ＬＡＮ基地局３ａ，３ｂ，３ｃを相互に隣接する位置に配置して、無線ＬＡＮ基地局３ａ，３ｂ，３ｃのセル１３ａ，１３ｂ，１３ｃからなる仮想セル３０を形成するとともに、無線周波数がｆ４の無線ＬＡＮ基地局４ａ，４ｂ，４ｃを相互に隣接する位置に配置して、無線ＬＡＮ基地局４ａ，４ｂ，４ｃのセル１４ａ，１４ｂ，１４ｃからなる仮想セル４０を形成する。

サービスエリア構築装置６は、上記のようにして、仮想セル１０，２０，３０，４０，５０，６０を形成すると、相互に無線周波数が異なる仮想セル１０，２０，３０，４０，６０を相互に隣接する位置に配置する（ステップＳＴ３）。
この際、仮想セル１０と仮想セル５０は、無線周波数がｆ１で同一であるので、仮想セル１０と仮想セル５０が隣接しないように、仮想セル１０と仮想セル５０の間に仮想セル２０を配置する。

ここでは、サービスエリア構築装置６が相互に無線周波数が異なる仮想セル１０，２０，３０，４０，６０が相互に隣接するように無線ＬＡＮ基地局１〜４を配置するものについて示したが、実際には、相互に無線周波数が異なる仮想セル１０，２０，３０，４０，６０が相互に隣接するように、無線通信のサービスエリアを構築する多数の無線ＬＡＮ基地局（既に配置されている多数の無線ＬＡＮ基地局）の無線周波数を設定する処理を実施する。

図４は無線ＬＡＮ基地局１ａに関する電波状況を示す説明図である。
無線ＬＡＮ基地局１ａのセル１１ａは、上述したように、実用的なスループットで、無線端末５とＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御によって無線通信を実施することができる領域である。
通信に用いられる電波は伝播距離によって減衰するので、無線ＬＡＮ基地局１ａのセル１１ａの外側には、実用的なスループットでは無線通信を実施することができないが、ＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御が有効に動作して、無線ＬＡＮ基地局１ｂ，１ｃとの干渉を回避することができるＣＳＭＡ／ＣＡ有効領域１０Ａが存在する。
ＣＳＭＡ／ＣＡ有効領域１０Ａの外側には、電波が更に減衰するため、ＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御も有効に動作しなくなるが、無線周波数が同一の無線ＬＡＮ基地局１と干渉が発生する干渉領域１０Ｂが存在する。
干渉領域１０Ｂの外側は、電波が一層減衰するため、無線周波数が同一の無線ＬＡＮ基地局１との干渉が発生しなくなる。

図５は複数の無線ＬＡＮ基地局を直線状に配置した場合の電波状況を示す説明図であり、図において、図４と同一符号は同一または相当部分を示している。
無線周波数がｆ１で同一である無線ＬＡＮ基地局１ａと無線ＬＡＮ基地局１ｃが隣接して配置されているが、無線ＬＡＮ基地局１ｃは、無線ＬＡＮ基地局１ａのＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御が有効に作用するＣＳＭＡ／ＣＡ有効領域１０Ａの中に入るように配置されているので、ＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御の下で、無線ＬＡＮ基地局１ａと無線ＬＡＮ基地局１ｃが互いに干渉することなく、正常に無線通信が行われる。
この場合、無線ＬＡＮ基地局１ａのセル１１ａと無線ＬＡＮ基地局１ｃのセル１１ｃは、仮想的に一つのセルとして動作していると見なすことができる。図３の例では、無線ＬＡＮ基地局１ａ，１ｂ，１ｃのセル１１ａ，１１ｂ，１１ｃから仮想セル１０が構成されている。

無線ＬＡＮ基地局２ａと無線ＬＡＮ基地局２ｅは、無線ＬＡＮ基地局１ａの干渉領域１０Ｂの中に配置されているが、無線ＬＡＮ基地局２ａ，２ｅの無線周波数はｆ２であり、無線ＬＡＮ基地局１ａの無線周波数ｆ１と異なるため、無線ＬＡＮ基地局１ａと干渉が発生することはない。
また、無線ＬＡＮ基地局２ｃは、無線ＬＡＮ基地局１ａのＣＳＭＡ／ＣＡ有効領域１０Ａの中に配置されているが、無線ＬＡＮ基地局２ｃの無線周波数はｆ２であり、無線ＬＡＮ基地局１ａの無線周波数ｆ１と異なるため、無線ＬＡＮ基地局１ａと干渉が発生することはない。

無線ＬＡＮ基地局１ｆは、無線ＬＡＮ基地局１ａと同一の無線周波数ｆ１であるが、無線ＬＡＮ基地局１ａと十分に離れている位置に配置（無線ＬＡＮ基地局１ａの干渉領域１０Ｂの外側に配置）されているため、無線ＬＡＮ基地局１ａと干渉が発生することはない。
したがって、上記のように、無線ＬＡＮ基地局１〜４を配置して、無線通信のサービスエリアを構築すれば、無線端末５は、一般的な無線ＬＡＮの端末局であればよく、干渉を回避するための特別な作り込みを必要としない。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、無線周波数が同一の無線ＬＡＮ基地局同士を相互に隣接する位置に配置して、ＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御が有効な仮想的なセルエリアを複数構築するとともに、無線周波数が異なる複数の仮想的なセルエリアを相互に隣接する位置に配置するように構成したので、無線端末５側に特別な作り込みを行うことなく、同一無線周波数の無線ＬＡＮ基地局間の干渉を回避することができる効果を奏する。
したがって、使用することが可能な無線周波数が少なく、例えば、４チャネルの無線周波数を用いて、無線通信のサービスエリアを構築する場合でも、干渉を生じない面状のサービスエリアを構築することができる。

この発明の実施の形態１による無線通信システムを示す構成図である。 この発明の実施の形態１によるサービスエリア構築方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１によるサービスエリア構築方法が適用されることにより配置された無線ＬＡＮ基地局による無線通信のサービスエリアを示す説明図である。 無線ＬＡＮ基地局１ａに関する電波状況を示す説明図である。 複数の無線ＬＡＮ基地局を直線状に配置した場合の電波状況を示す説明図である。 従来のサービスエリア構築方法が適用されることにより配置された無線ＬＡＮ基地局による無線通信のサービスエリアを示す説明図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ 無線ＬＡＮ基地局（無線基地局）、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ 無線ＬＡＮ基地局（無線基地局）、３，３ａ，３ｂ，３ｃ 無線ＬＡＮ基地局（無線基地局）、４，４ａ，４ｂ，４ｃ 無線ＬＡＮ基地局（無線基地局）、５ 無線端末、６ サービスエリア構築装置、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ 無線ＬＡＮ基地局のセル、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ 無線ＬＡＮ基地局のセル、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 無線ＬＡＮ基地局のセル、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 無線ＬＡＮ基地局のセル、１０，２０，３０，４０，５０，６０ 仮想セル。

Claims (4)

1. 複数の無線基地局を面状に配置して、無線通信のサービスエリアを構築するに際して、無線周波数が同一の無線基地局同士を相互に隣接する位置に配置して、衝突回避機能が付加されているアクセス制御方式が有効な仮想的なセルエリアを複数構築するとともに、無線周波数が異なる複数の仮想的なセルエリアを相互に隣接する位置に配置するサービスエリア構築方法。
2. 衝突回避機能が付加されているアクセス制御方式が、無線ＬＡＮに用いられる搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式であることを特徴とする請求項１記載のサービスエリア構築方法。
3. 無線通信のサービスエリアを構築している複数の無線基地局と、上記無線基地局と無線通信を実施する無線端末とを備えた無線通信システムにおいて、上記複数の無線基地局を面状に配置して、無線通信のサービスエリアを構築するに際して、無線周波数が同一の無線基地局同士を相互に隣接する位置に配置して、衝突回避機能が付加されているアクセス制御方式が有効な仮想的なセルエリアを複数構築するとともに、無線周波数が異なる複数の仮想的なセルエリアを相互に隣接する位置に配置するサービスエリア構築装置を設けたことを特徴とする無線通信システム。
4. 衝突回避機能が付加されているアクセス制御方式が、無線ＬＡＮに用いられる搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式であることを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。

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