JP2013207564A - Radio communication system and radio communication method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication system and a radio communication method, capable of reducing the possibility of congestion in a base station that performs radio communication with a relay device if the relay device is installed in an area having a large communication amount.SOLUTION: In a radio communication system including a plurality of base stations 20, a relay device 30 and a control station 10, each of the plurality of base stations 20 periodically transmits information related to a communication amount to the control station 10. The control station 10, based on the received information related to the communication amount of each base station 20, determines a base station 20 with which the relay device 30 performs radio communication at a predetermined period, and controls to perform radio communication circularly with the plurality of base stations 20. The relay device 30 performs radio communication only with the base station 30 determined by the control station 10 at each predetermined period.

Description

本発明は、無線通信システムおよび無線通信方法に関するものである。   The present invention relates to a wireless communication system and a wireless communication method.

無線端末が基地局と通信するためには、基地局からの無線電波が届く範囲(サービスエリア)に無線端末が位置する必要がある。しかし、山岳地帯や高層ビル等が建ち並ぶ市街地には障害物が多いため無線電波が届きにくい領域が存在する。このような電波が届かない領域をカバーするためには、基地局と無線端末との間の無線電波を中継する中継装置(レピータ)が必要となる。   In order for a wireless terminal to communicate with a base station, it is necessary for the wireless terminal to be located in a range (service area) where radio waves from the base station can reach. However, there are areas where it is difficult for radio waves to reach because there are many obstacles in urban areas where mountainous areas and high-rise buildings are lined up. In order to cover such a region where radio waves do not reach, a relay device (repeater) that relays radio waves between the base station and the wireless terminal is required.

中継装置は、通常、1台の基地局と無線通信を行う。中継装置は、基地局が送信する下り信号(ダウンリンク信号)を受信して当該中継装置のセル内の無線端末に送信し、また、セル内の無線端末が送信する上り信号(アップリンク信号)を受信して基地局に送信する。   The relay apparatus normally performs wireless communication with one base station. The relay apparatus receives a downlink signal (downlink signal) transmitted from the base station and transmits it to a radio terminal in the cell of the relay apparatus, and an uplink signal (uplink signal) transmitted from the radio terminal in the cell Is transmitted to the base station.

このように、電波が届きにくい領域に中継装置を設置し、中継装置が基地局と無線端末との間の無線電波を中継することにより、サービスエリアを広げることができる(例えば、特許文献1参照)。   Thus, a service area can be expanded by installing a relay device in an area where radio waves are difficult to reach, and the relay device relays radio waves between the base station and the wireless terminal (see, for example, Patent Document 1). ).

特開2010−56711号公報JP 2010-56711 A

しかしながら、中継装置はセル内に位置する複数の無線端末の無線通信を中継することから通常の無線端末に比べて通信量が多い。したがって、中継装置と無線通信を行う基地局の通信量が大きく増え、要求される通信量が基地局の処理能力を超えると、当該基地局のセル内に位置する無線端末が通信できなくなったりつながりにくくなったりする場合がある(以下、このような状態を「輻輳」という)。   However, since the relay device relays wireless communication of a plurality of wireless terminals located in the cell, the communication amount is larger than that of a normal wireless terminal. Therefore, if the communication amount of the base station that performs wireless communication with the relay device greatly increases and the requested communication amount exceeds the processing capacity of the base station, wireless terminals located in the cell of the base station may not be able to communicate. It may become difficult (hereinafter, such a state is referred to as “congestion”).

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、中継装置と無線通信を行う基地局が輻輳する可能性を低減できる無線通信システムおよび無線通信方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention made in view of such a point is to provide a wireless communication system and a wireless communication method capable of reducing the possibility of congestion of a base station that performs wireless communication with a relay apparatus.

上記目的を達成する第1の観点に係る無線通信システムの発明は、複数の基地局、中継装置および制御局を備える無線通信システムにおいて、前記複数の基地局の各々は、定期的に通信量に関する情報を前記制御局に送信し、前記制御局は、前記受信した各基地局の通信量に関する情報を基に、前記中継装置が、所定期間毎に無線通信を行う前記基地局を決定し、前記複数の基地局と巡回して無線通信を行うよう制御し、前記中継装置は、前記制御局が決定した基地局のみと前記所定期間毎に無線通信を行う、ことを特徴とする。   An invention of a wireless communication system according to a first aspect for achieving the above object is a wireless communication system comprising a plurality of base stations, a relay device, and a control station, wherein each of the plurality of base stations relates to a communication amount periodically. Information is transmitted to the control station, the control station determines the base station in which the relay device performs wireless communication every predetermined period based on the received information on the communication amount of each base station, Control is performed so as to perform radio communication with a plurality of base stations, and the relay apparatus performs radio communication only with the base station determined by the control station at each predetermined period.

上述したように本発明の解決手段をシステムとして説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。   As described above, the solution of the present invention has been described as a system. However, the present invention can also be realized as a method, a program, and a storage medium storing the program, which are substantially equivalent to these. It should be understood that these are also included.

例えば、本発明を方法として実現させた第2の観点に係る無線通信方法の発明は、複数の基地局、中継装置および制御局を備える無線通信システムの無線通信方法であって、前記複数の基地局の各々は、定期的に通信量に関する情報を前記制御局に送信するステップと、前記制御局は、前記受信した各基地局の通信量に関する情報を基に、前記中継装置が、所定期間毎に無線通信を行う前記基地局を決定し、前記複数の基地局と巡回して無線通信を行うよう制御するステップと、前記中継装置は、前記制御局が決定した基地局のみと前記所定期間毎に無線通信を行うステップと、を含むこと特徴とする。   For example, the invention of the radio communication method according to the second aspect that implements the present invention as a method is a radio communication method of a radio communication system including a plurality of base stations, a relay device, and a control station, wherein the plurality of bases Each of the stations periodically transmits information related to the communication amount to the control station, and the control station determines that the relay device performs the predetermined period based on the received information related to the communication amount of each base station. Determining the base station to perform wireless communication at a time, and controlling to perform wireless communication by patrol with the plurality of base stations, and the relay device includes only the base station determined by the control station and the predetermined period. And performing wireless communication.

本発明によれば、通信量が多い領域に中継装置を設置しても、当該中継装置と無線通信を行う基地局が輻輳する可能性を低減できる無線通信システムおよび無線通信方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a wireless communication system and a wireless communication method capable of reducing the possibility that a base station that performs wireless communication with the relay device is congested even if the relay device is installed in an area where there is a large amount of communication. it can.

本発明の第1実施形態に係る無線通信システムの概略図である。1 is a schematic diagram of a radio communication system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows schematic structure of the base station which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows schematic structure of the relay apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る無線通信システムにおいて中継装置がアダプティブアレイアンテナを備える場合の様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode in case the relay apparatus is provided with an adaptive array antenna in the radio | wireless communications system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る無線通信システムにおける無線通信の様子を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the mode of the radio | wireless communication in the radio | wireless communications system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る無線通信システムにおいて輻輳直前状態の基地局が存在する様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode that the base station of the state just before congestion exists in the radio | wireless communications system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る無線通信システムにおける無線通信の様子を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the mode of the radio | wireless communication in the radio | wireless communications system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る無線通信システムにおいて各基地局の通信量を示す概略図である。It is the schematic which shows the traffic of each base station in the radio | wireless communications system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る無線通信システムにおける無線通信の様子を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the mode of the radio | wireless communication in the radio | wireless communications system which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る無線通信システムの概略図である。図1に示す無線通信システムは、制御局10、基地局20−1〜20−6および中継装置30を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of a radio communication system according to the first embodiment of the present invention. The wireless communication system shown in FIG. 1 includes a control station 10, base stations 20-1 to 20-6, and a relay device 30.

図1は、基地局20−1〜20−6で囲まれた領域の中心付近に、いずれの基地局20からも電波が届きにくい領域があり、当該領域に中継装置30を設置した状況を示している。中継装置30は、基地局20−1〜20−6と無線端末(図示せず)との間の無線通信を中継する。   FIG. 1 shows a situation where there is an area where radio waves are difficult to reach from any base station 20 near the center of the area surrounded by the base stations 20-1 to 20-6, and the relay device 30 is installed in the area. ing. The relay device 30 relays wireless communication between the base stations 20-1 to 20-6 and a wireless terminal (not shown).

制御局10は、無線回線の回線接続制御やハンドオーバ制御等を行う。   The control station 10 performs radio channel connection control, handover control, and the like.

また、制御局10は、基地局20−1〜20−6および中継装置30の各々と有線で接続される。制御局10は、基地局20−1〜20−6および中継装置30にタイミング制御信号を送信し、基地局20−1〜20−6が中継装置30と無線通信を行うタイミングを制御する。このタイミング制御信号には、各基地局20の識別情報と当該各基地局20が中継装置30と無線通信を行うタイミング(例えば、無線通信を行う順序)を示す情報とが対応付けられたタイミング情報と、当該タイミング制御信号で指示するタイミングが適用される時間(例えば、時間であったり、フレーム番号)を示す適用タイミング情報等が含まれる。さらに、制御局10は、タイミング制御信号で指示した各タイミングに対応する基地局20が中継装置30に対してダウンリンク信号を送信できるよう、タイミング情報と適用タイミング情報に含めた情報を利用して算出したタイミングでダウンリンクデータを各基地局20−1〜20−6に対して送信する。   Further, the control station 10 is connected to each of the base stations 20-1 to 20-6 and the relay device 30 by wire. The control station 10 transmits timing control signals to the base stations 20-1 to 20-6 and the relay device 30, and controls the timing at which the base stations 20-1 to 20-6 perform wireless communication with the relay device 30. Timing information in which the identification information of each base station 20 and information indicating the timing at which each base station 20 performs wireless communication with the relay device 30 (for example, the order in which wireless communication is performed) are associated with this timing control signal. And application timing information indicating the time (for example, time or frame number) to which the timing indicated by the timing control signal is applied. Further, the control station 10 uses the information included in the timing information and the application timing information so that the base station 20 corresponding to each timing indicated by the timing control signal can transmit a downlink signal to the relay device 30. Downlink data is transmitted to each base station 20-1 to 20-6 at the calculated timing.

なお、図1は、あくまで本願に係る無線通信システムの一例を示すものであり、基地局の台数は6台に限るものではなく、また、中継装置の台数も1台に限るものではない。また、基地局20−1〜20−6は同種の装置であり、総称する場合は基地局20と記載する。以後、符号については同様に取り扱う。同種の装置等を区別する場合はハイフン後の数字で区別し、総称する場合はハイフン前の数字のみを記載する。   Note that FIG. 1 is merely an example of the wireless communication system according to the present application, and the number of base stations is not limited to six, and the number of relay devices is not limited to one. The base stations 20-1 to 20-6 are the same type of devices, and are collectively referred to as the base station 20 when collectively referred to. Hereinafter, the code is handled in the same manner. When distinguishing devices of the same type, the numbers after the hyphen are distinguished, and when referring generically, only the numbers before the hyphen are described.

図2は、本発明の第1実施形態に係る基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。基地局20は、通信部21と制御部22と記憶部23とを備える。   FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the base station according to the first embodiment of the present invention. The base station 20 includes a communication unit 21, a control unit 22, and a storage unit 23.

通信部21は、アンテナを介して中継装置30または無線端末と無線通信を行う。通信部21は、ダウンリンク信号については、制御部22からベースバンド周波数の信号を受け取り、無線信号にアップコンバートしてから、アンテナを介して中継装置30または無線端末に送信する。通信部21は、アップリンク信号については、アンテナを介して中継装置30または無線端末から無線信号を受信し、ベースバンド周波数にダウンコンバートしてから、制御部22に出力する。   The communication unit 21 performs wireless communication with the relay device 30 or the wireless terminal via the antenna. The communication unit 21 receives a baseband frequency signal from the control unit 22 for the downlink signal, up-converts the signal to a radio signal, and transmits the radio signal to the relay device 30 or the radio terminal via the antenna. For the uplink signal, the communication unit 21 receives a radio signal from the relay device 30 or the radio terminal via the antenna, down-converts it to a baseband frequency, and then outputs it to the control unit 22.

制御部22は、ダウンリンクについては、制御局10からダウンリンクデータを受け取り、ベースバンド信号に変換してから通信部21に出力する。制御部22は、アップリンクについては、通信部21からベースバンド信号を受け取り、アップリンクデータに変換してから制御局10に出力する。   For the downlink, the control unit 22 receives downlink data from the control station 10, converts it into a baseband signal, and outputs the baseband signal to the communication unit 21. For the uplink, the control unit 22 receives the baseband signal from the communication unit 21, converts it into uplink data, and outputs the uplink data to the control station 10.

制御部22は、制御局10からタイミング制御信号を受信し、当該タイミング制御信号が指示するタイミングにしたがって基地局20が中継装置30と無線通信を行うように、基地局20を制御する。   The control unit 22 receives the timing control signal from the control station 10 and controls the base station 20 so that the base station 20 performs wireless communication with the relay device 30 according to the timing indicated by the timing control signal.

制御部22は、基地局20の通信量を監視する。制御部22は、通信量が所定の閾値を超えている場合は、それ以上通信量が増えると輻輳する危険性が高い状態(以下「輻輳直前状態」と称する)であると判定し、輻輳直前状態である旨を制御局10に通知する。なお、監視する通信量は、アップリンクの通信量であっても、ダウンリンクの通信量であってもよい。   The control unit 22 monitors the communication amount of the base station 20. When the traffic volume exceeds a predetermined threshold, the control unit 22 determines that the traffic is more likely to be congested when the traffic volume is further increased (hereinafter referred to as a “pre-congestion status”). The control station 10 is notified of the state. Note that the amount of traffic to be monitored may be the amount of uplink traffic or the amount of downlink traffic.

記憶部23は、輻輳直前状態であるか否かを判定するための閾値を記憶する。記憶部23が記憶する閾値は、1つでもよいし、複数の閾値であってもよい。例えば、記憶部23が2つの閾値T1およびT2(T1<T2)を有する場合は、基地局20の通信量について、通信量<T1の場合は通信量「小」、T1≦通信量<T2の場合は通信量「普通」、T2≦通信量の場合は通信量「大」などのように、3段階の判定をするようにしてもよい。   The memory | storage part 23 memorize | stores the threshold value for determining whether it is a state immediately before congestion. The threshold value stored in the storage unit 23 may be one or a plurality of threshold values. For example, when the storage unit 23 has two threshold values T1 and T2 (T1 <T2), the communication amount of the base station 20 is such that the communication amount is “small” when the communication amount <T1, and T1 ≦ communication amount <T2. In this case, the determination may be made in three stages, such as “normal” traffic volume, and “large” traffic volume if T2 ≦ communication volume.

図3は、本発明の第1実施形態に係る中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。中継装置30は、通信部31と制御部32と記憶部33とアダプティブアレイアンテナ34とを備える。   FIG. 3 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the relay device according to the first embodiment of the present invention. The relay device 30 includes a communication unit 31, a control unit 32, a storage unit 33, and an adaptive array antenna 34.

通信部31は、アダプティブアレイアンテナ34を介して基地局20と無線通信を行い、アンテナ35を介して無線端末と無線通信を行う。通信部31は、ダウンリンク信号については、アダプティブアレイアンテナ34を介して基地局20から無線信号を受信し、アンテナ35を介して無線端末に送信する。通信部31は、アップリンク信号については、アンテナ35を介して無線端末から無線信号を受信し、アダプティブアレイアンテナ34を介して基地局20に送信する。   The communication unit 31 performs wireless communication with the base station 20 via the adaptive array antenna 34 and performs wireless communication with the wireless terminal via the antenna 35. For the downlink signal, the communication unit 31 receives a radio signal from the base station 20 via the adaptive array antenna 34 and transmits it to the radio terminal via the antenna 35. The communication unit 31 receives an uplink signal from the wireless terminal via the antenna 35 and transmits the uplink signal to the base station 20 via the adaptive array antenna 34.

制御部32は、制御局10からタイミング制御信号を受信し、当該タイミング制御信号が指示するタイミングにしたがって中継装置30がいずれかの基地局20と無線通信を行うように、中継装置30を制御する。   The control unit 32 receives the timing control signal from the control station 10 and controls the relay device 30 so that the relay device 30 performs wireless communication with any of the base stations 20 according to the timing indicated by the timing control signal. .

記憶部33は、基地局20−1〜20−6のそれぞれに対して、アダプティブアレイアンテナ34の指向性を決定する重み付けパラメータを記憶する。中継装置30の設置場所を固定して使用する場合は、アダプティブアレイアンテナ34の重み付けパラメータは時間に対して変動しないので、中継装置30の設置時などに調整して決定した各基地局20−1〜20−6に対する値を記憶部33に記憶しておくことができる。   The memory | storage part 33 memorize | stores the weighting parameter which determines the directivity of the adaptive array antenna 34 with respect to each of the base stations 20-1 to 20-6. When the installation location of the relay device 30 is fixed, the weighting parameter of the adaptive array antenna 34 does not vary with time, so that each base station 20-1 adjusted and determined when the relay device 30 is installed is used. Values for ˜20-6 can be stored in the storage unit 33.

アダプティブアレイアンテナ34は、複数のアンテナを備え、各アンテナの受信信号の振幅と位相に適切な重み付けをして合成することにより、アダプティブアレイアンテナ34の指向性を制御することができる。   The adaptive array antenna 34 includes a plurality of antennas, and the directivity of the adaptive array antenna 34 can be controlled by combining the amplitude and phase of the received signal of each antenna with appropriate weighting.

アダプティブアレイアンテナ34は、例えば、指向性を基地局20−1の方向に向けることにより、基地局20−1からの信号を高レベルで受信し、その他の基地局20−2〜20−6からの信号を低レベルに抑圧することができる。アダプティブアレイアンテナ34の指向性をどの方向に向けるかは、制御部32が制御する。中継装置30の設置場所を固定して使用する場合は、制御部32は、アダプティブアレイアンテナ34の指向性を向ける基地局20に対応する重み付けパラメータを記憶部33から読み出して指向性を設定することができる。この場合、制御部32は、複雑な演算をして重み付けパラメータを算出する必要がないため、小さい回路規模で構成することが可能になる。   The adaptive array antenna 34 receives a signal from the base station 20-1 at a high level, for example, by directing directivity toward the base station 20-1, and from the other base stations 20-2 to 20-6. Can be suppressed to a low level. The control unit 32 controls in which direction the directivity of the adaptive array antenna 34 is directed. When the installation location of the relay device 30 is fixed, the control unit 32 reads the weighting parameter corresponding to the base station 20 that directs the directivity of the adaptive array antenna 34 from the storage unit 33 and sets the directivity. Can do. In this case, the control unit 32 does not need to calculate a weighting parameter by performing a complicated calculation, and thus can be configured with a small circuit scale.

なお、中継装置30は、アダプティブアレイアンテナ34を備えることにより、基地局20−1〜20−6との無線通信におけるSN比(Signal to Noise Ratio)を改善することができるが、アダプティブアレイアンテナ34を備えることは本発明の必須要件ではない。通常のアンテナを備えている場合であっても、中継装置30は、特定の基地局20と無線通信を行うことはできる。   Note that the relay device 30 includes the adaptive array antenna 34, so that the SN ratio (Signal to Noise Ratio) in the wireless communication with the base stations 20-1 to 20-6 can be improved. It is not an essential requirement of the present invention. Even when a normal antenna is provided, the relay device 30 can perform radio communication with a specific base station 20.

図4は、本発明の第1実施形態に係る無線通信システムにおいて、中継装置30がアダプティブアレイアンテナ34を備え、アダプティブアレイアンテナ34の指向性を基地局20−1〜20−6のそれぞれに向けた様子を重ね合わせた図である。例えば、基地局20−1と中継装置30とを囲う楕円は、中継装置30のアダプティブアレイアンテナ34の指向性を基地局20−1の方向に向けている状態を示す。中継装置30は、アダプティブアレイアンテナ34の重み付けパラメータを制御することにより、アダプティブアレイアンテナ34の指向性を基地局20−1〜20−6のうちのいずれかの方向に向けることができる。   FIG. 4 shows a wireless communication system according to the first embodiment of the present invention, in which the relay device 30 includes an adaptive array antenna 34, and directivity of the adaptive array antenna 34 is directed to each of the base stations 20-1 to 20-6. FIG. For example, an ellipse surrounding the base station 20-1 and the relay device 30 indicates a state in which the directivity of the adaptive array antenna 34 of the relay device 30 is directed toward the base station 20-1. The relay apparatus 30 can direct the directivity of the adaptive array antenna 34 in any one of the base stations 20-1 to 20-6 by controlling the weighting parameter of the adaptive array antenna 34.

図5に、中継装置30が、無線通信を行う基地局20を所定期間毎に切り換えて、基地局20−1〜20−6と巡回して無線通信を行うシーケンスを示す。   FIG. 5 shows a sequence in which the relay device 30 switches the base station 20 that performs wireless communication at predetermined intervals and circulates with the base stations 20-1 to 20-6 to perform wireless communication.

制御局10は、各基地局20−1〜20−6が中継装置30と無線通信を行うタイミングを指示するタイミング制御信号を、基地局20−1〜20−6および中継装置30に送信する(図5の101)。   The control station 10 transmits to each of the base stations 20-1 to 20-6 and the relay device 30 a timing control signal that indicates the timing at which each of the base stations 20-1 to 20-6 performs wireless communication with the relay device 30 ( 101 in FIG.

受信したタイミング制御信号で指示されたタイミングを適用する時間になると、最初に中継装置30と無線通信を行うよう指示された基地局20−1は、1番目にダウンリンク信号を中継装置30に送信する(図5の102)。続いて、中継装置30は、アップリンク信号を基地局20−1へ送信する(図5の103)。中継装置30は、図5のステップ102および103が実行される期間においては、アダプティブアレイアンテナ34の指向性を基地局20−1の方向に向けることにより、基地局20−1との間の無線通信のSN比を改善することができる。   When it is time to apply the timing indicated by the received timing control signal, the base station 20-1 first instructed to perform radio communication with the relay device 30 first transmits a downlink signal to the relay device 30. (102 in FIG. 5). Subsequently, the relay device 30 transmits an uplink signal to the base station 20-1 (103 in FIG. 5). In the period in which steps 102 and 103 in FIG. 5 are executed, the relay device 30 directs the directivity of the adaptive array antenna 34 toward the base station 20-1 to perform radio communication with the base station 20-1. Communication SN ratio can be improved.

以後、基地局20−2〜20−6について、同様の処理を繰り返す(図5の104〜113)。中継装置30から基地局20−6へのアップリンク信号の送信(図5の113)が終了すると、制御局10がタイミング制御信号を送信する処理に戻り、同じ処理を繰り返す。このように、中継装置30は、基地局20−1〜20−6を巡回して所定の期間毎に無線通信を行う。なお、タイミングに変更がない場合は、制御局10がタイミング制御信号を送信する処理は省略して、図5の102〜113の処理のみを繰り返すようにしてもよい。   Thereafter, the same processing is repeated for the base stations 20-2 to 20-6 (104 to 113 in FIG. 5). When the transmission of the uplink signal from the relay apparatus 30 to the base station 20-6 (113 in FIG. 5) ends, the control station 10 returns to the process of transmitting the timing control signal and repeats the same process. As described above, the relay device 30 circulates the base stations 20-1 to 20-6 and performs wireless communication every predetermined period. If there is no change in timing, the process of transmitting the timing control signal by the control station 10 may be omitted, and only the processes 102 to 113 in FIG. 5 may be repeated.

このように、本実施形態によれば、中継装置30を設置した場合に、ある特定の基地局20の通信量だけを増大させるのではなく、複数の基地局20に通信量を分散することができるため、通信量が多い領域に中継装置30を設置しても、中継装置30と無線通信を行う基地局20が輻輳する可能性を低減できる。   As described above, according to the present embodiment, when the relay device 30 is installed, it is possible not to increase the communication amount of a specific base station 20 but to distribute the communication amount to a plurality of base stations 20. Therefore, even if the relay device 30 is installed in an area where there is a large amount of communication, the possibility that the base station 20 that performs wireless communication with the relay device 30 is congested can be reduced.

(第2実施形態)
図6は、本発明の第2実施形態に係る無線通信システムにおいて、輻輳直前状態の基地局が存在する様子を示す図である。図6は、基地局20−2が、セル内に無線端末の数が多いなどの理由により通信量が多く、輻輳直前状態となっている例を示す。図6において、基地局20−2と中継装置30とを囲う楕円は記載されていないが、これは、中継装置30が無線中継装置20−1〜20−6と巡回して無線通信を行う際に、輻輳直前状態の基地局20−2とは無線通信を行わないこと、すなわち、中継装置30がアダプティブアレイアンテナ34の指向性を基地局20−2に向けるタイミングがないことを示している。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which a base station in a state immediately before congestion exists in the wireless communication system according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 shows an example in which the base station 20-2 has a large amount of communication due to a large number of wireless terminals in the cell and is in a state immediately before congestion. In FIG. 6, an ellipse surrounding the base station 20-2 and the relay device 30 is not described. This is because the relay device 30 circulates with the radio relay devices 20-1 to 20-6 to perform wireless communication. In addition, it indicates that wireless communication is not performed with the base station 20-2 in a state immediately before congestion, that is, there is no timing for the relay device 30 to direct the directivity of the adaptive array antenna 34 to the base station 20-2.

図7に、図6の状態において、中継装置30が基地局20−1〜20−6と巡回して無線通信を行うシーケンスを示す。   FIG. 7 shows a sequence in which the relay device 30 circulates with the base stations 20-1 to 20-6 to perform wireless communication in the state of FIG.

基地局20−1〜20−6は、定期的に基地局20−1〜20−6の通信量を監視する。例えば、基地局20−2のセル内の無線端末が増えるなどして基地局20−2通信量が増え、通信量が所定の閾値を超えると、基地局20−2は、輻輳直前状態であることを検出する(図7の201)。基地局20−2は、輻輳直前状態を検出すると、基地局20−2が輻輳直前状態であることを制御局10に通知する(図7の202)。   The base stations 20-1 to 20-6 regularly monitor the traffic of the base stations 20-1 to 20-6. For example, if the base station 20-2 traffic volume increases due to an increase in the number of wireless terminals in the cell of the base station 20-2 and the traffic volume exceeds a predetermined threshold, the base station 20-2 is in a state immediately before congestion. This is detected (201 in FIG. 7). When the base station 20-2 detects a state immediately before congestion, the base station 20-2 notifies the control station 10 that the base station 20-2 is in a state immediately before congestion (202 in FIG. 7).

制御局10は、タイミング制御信号を、基地局20−1〜20−6および中継装置30に送信する(図7の203)。この際、制御局10は、中継装置30が輻輳直前状態にある基地局20−2との無線通信をしないように、基地局20−1および基地局20−3〜20−6を巡回するようなタイミングとなるタイミング制御信号を基地局20−1〜20−6および中継装置30に送信する。   The control station 10 transmits a timing control signal to the base stations 20-1 to 20-6 and the relay device 30 (203 in FIG. 7). At this time, the control station 10 circulates the base station 20-1 and the base stations 20-3 to 20-6 so that the relay device 30 does not perform wireless communication with the base station 20-2 in a state immediately before congestion. A timing control signal at a proper timing is transmitted to the base stations 20-1 to 20-6 and the relay device 30.

受信したタイミング制御信号で指示されたタイミングを適用する時間になると、最初に中継装置30と無線通信を行うよう指示された基地局20−1は、ダウンリンク信号を中継装置30に送信する(図7の204)。続いて、中継装置30は、アップリンク信号を基地局20−1へ送信する(図7の205)。中継装置30は、図7のステップ204および205が実行される期間においては、アダプティブアレイアンテナ34の指向性を基地局20−1の方向に向けることにより、基地局20−1との間の無線通信のSN比を改善することができる。   When it is time to apply the timing indicated by the received timing control signal, the base station 20-1 first instructed to perform wireless communication with the relay device 30 transmits a downlink signal to the relay device 30 (see FIG. 7 of 204). Subsequently, the relay device 30 transmits an uplink signal to the base station 20-1 (205 in FIG. 7). During the period in which steps 204 and 205 in FIG. 7 are executed, the relay device 30 directs the directivity of the adaptive array antenna 34 toward the base station 20-1 to establish radio communication with the base station 20-1. Communication SN ratio can be improved.

基地局20−2は、中継装置30とは無線通信を行わないため、図7の205のステップに続いて、基地局20−3が、ダウンリンク信号を中継装置30に送信する(図7の206)。続いて、中継装置30は、アップリンク信号を基地局20−3へ送信する(図7の207)。中継装置30は、図7のステップ206および207が実行される期間においては、アダプティブアレイアンテナ34の指向性を基地局20−3の方向に向けることにより、基地局20−3との間の無線通信のSN比を改善することができる。   Since the base station 20-2 does not perform radio communication with the relay device 30, the base station 20-3 transmits a downlink signal to the relay device 30 following the step 205 in FIG. 7 (FIG. 7). 206). Subsequently, the relay device 30 transmits an uplink signal to the base station 20-3 (207 in FIG. 7). During the period in which steps 206 and 207 in FIG. 7 are executed, the relay device 30 directs the directivity of the adaptive array antenna 34 toward the base station 20-3 to thereby establish radio communication with the base station 20-3. Communication SN ratio can be improved.

以後、基地局20−4〜20−6について、同様の処理を繰り返す(図7の208〜213)。中継装置30から基地局20−6へのアップリンク信号の送信(図7の213)が終了すると、制御局10がタイミング制御信号を送信する処理に戻り、同じ処理を繰り返す。なお、タイミングに変更がない場合は、制御局10がタイミング制御信号を送信する処理は省略して、図7の204〜213の処理のみを繰り返すようにしてもよい。   Thereafter, the same processing is repeated for the base stations 20-4 to 20-6 (208 to 213 in FIG. 7). When the transmission of the uplink signal from the relay apparatus 30 to the base station 20-6 (213 in FIG. 7) ends, the control station 10 returns to the process of transmitting the timing control signal and repeats the same process. If there is no change in timing, the process of transmitting the timing control signal by the control station 10 may be omitted, and only the processes of 204 to 213 in FIG. 7 may be repeated.

このように、本実施形態によれば、中継装置30が、輻輳直前状態の基地局20−2をとばして、無線通信を行う基地局20を巡回することにより、輻輳直前状態にある基地局20−2が輻輳することを避け、通信量が多い領域に中継装置30を設置しても、中継装置30と無線通信を行う基地局20が輻輳する可能性を低減できる。   As described above, according to the present embodiment, the relay device 30 skips the base station 20-2 in the state immediately before the congestion and circulates the base station 20 that performs wireless communication, so that the base station 20 in the state immediately before the congestion is present. -2 can be avoided, and even if the relay device 30 is installed in an area where there is a large amount of traffic, the possibility that the base station 20 that performs wireless communication with the relay device 30 may be congested can be reduced.

(第3実施形態)
図8は、本発明の第3実施形態に係る無線通信システムにおいて、各基地局20−1〜20−6における通信量を、記憶部23において記憶される閾値を用いて、「小」、「普通」、「大」と、3段階に判定した結果を示す。図8において、中継装置30が基地局20−1〜20−6と巡回して無線通信を行う際に、通信量の大きい基地局20との無線通信を行わず、通信量の小さい基地局20と優先的に無線通信を行う、すなわち、中継装置30がアダプティブアレイアンテナ34の指向性を通信量の小さい基地局20−2に継続的に向けることを示している。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating the communication amount in each of the base stations 20-1 to 20-6 using the threshold value stored in the storage unit 23 in the wireless communication system according to the third embodiment of the present invention. The results of the determination in three levels, “normal” and “large”, are shown. In FIG. 8, when the relay device 30 circulates with the base stations 20-1 to 20-6 to perform wireless communication, the base station 20 that does not perform wireless communication with the base station 20 with a large communication amount and does not have a large communication amount It is shown that the wireless communication is preferentially performed, that is, the relay device 30 continuously directs the directivity of the adaptive array antenna 34 to the base station 20-2 with a small communication amount.

図9に、図8の状態において、中継装置30が基地局20−1〜20−6と巡回して無線通信を行うシーケンスを示す。   FIG. 9 shows a sequence in which the relay device 30 circulates with the base stations 20-1 to 20-6 to perform wireless communication in the state of FIG.

基地局20−1〜20−6は、定期的に基地局20−1〜20−6の通信量を監視し、監視結果となる通信量に関する情報(ここでは、「小」、「普通」、「大」と、3段階に判定した結果を示す情報)を制御局10に通知する(図9の301)。   The base stations 20-1 to 20-6 periodically monitor the traffic volume of the base stations 20-1 to 20-6, and information on the traffic volume as a monitoring result (here, “small”, “normal”, “Large” and information indicating the result of the determination in three stages) are notified to the control station 10 (301 in FIG. 9).

制御局10は、タイミング制御信号を、基地局20−1〜20−6および中継装置30に送信する(図9の302)。この際、制御局10は、中継装置30が、通信量が「小」と判定された基地局20−2と少なくとも次のタイミング制御信号の送信まで継続的に無線通信するように、タイミング制御信号を基地局20−1〜20−6および中継装置30に送信する。   The control station 10 transmits a timing control signal to the base stations 20-1 to 20-6 and the relay device 30 (302 in FIG. 9). At this time, the control station 10 transmits a timing control signal so that the relay device 30 continuously performs wireless communication with the base station 20-2 whose communication amount is determined to be “small” until at least the next timing control signal is transmitted. Are transmitted to the base stations 20-1 to 20-6 and the relay device 30.

受信したタイミング制御信号で指示されたタイミングを適用する時間になると、中継装置30と無線通信を行うよう指示された基地局20−2は、ダウンリンク信号を中継装置30に送信する(図9の303)。続いて、中継装置30は、アップリンク信号を基地局20−2へ送信する(図9の304)。中継装置30は、図9のステップ304および305が実行される期間においては、アダプティブアレイアンテナ34の指向性を基地局20−2の方向に向けることにより、基地局20−2との間の無線通信のSN比を改善することができる。   When it is time to apply the timing indicated by the received timing control signal, the base station 20-2 instructed to perform wireless communication with the relay device 30 transmits a downlink signal to the relay device 30 (FIG. 9). 303). Subsequently, the relay device 30 transmits an uplink signal to the base station 20-2 (304 in FIG. 9). During the period in which Steps 304 and 305 in FIG. 9 are executed, the relay device 30 directs the directivity of the adaptive array antenna 34 toward the base station 20-2, so that the relay device 30 is wireless with the base station 20-2. Communication SN ratio can be improved.

次の通信量に関する情報を送信するタイミングとなると、基地局20−1〜20−6は、監視結果となる通信量に関する情報を制御局10に通知する(図9の305)。   When it is time to transmit information related to the next traffic, the base stations 20-1 to 20-6 notify the control station 10 of information related to the traffic that is the monitoring result (305 in FIG. 9).

制御局10は、タイミング制御信号を、基地局20−1〜20−6および中継装置30に送信する(図9の306)。この際、制御局10は、中継装置30が、通信量が「小」と判定された基地局20−1と、基地局20−3とのうち、予め設定されている優先順位(たとえば、巡回する際に先に送受信するタイミングとなる基地局20を優先する、といった設定を行う)を用いて、いずれか(ここでは、基地局20−1とする。)と少なくとも次のタイミング制御信号の送信まで継続的に無線通信するように、タイミング制御信号を基地局20−1〜20−6および中継装置30に送信する。   The control station 10 transmits a timing control signal to the base stations 20-1 to 20-6 and the relay device 30 (306 in FIG. 9). At this time, the control station 10 determines that the relay device 30 has a preset priority order (for example, cyclic) between the base station 20-1 and the base station 20-3 whose traffic is determined to be “small”. The base station 20 that is the timing to transmit and receive first is set), and at least the next timing control signal is transmitted (in this case, the base station 20-1). The timing control signal is transmitted to the base stations 20-1 to 20-6 and the relay device 30 so as to continuously perform wireless communication.

受信したタイミング制御信号で指示されたタイミングを適用する時間になると、中継装置30と無線通信を行うよう指示された基地局20−1は、ダウンリンク信号を中継装置30に送信する(図9の307)。続いて、中継装置30は、アップリンク信号を基地局20−1へ送信する(図9の308)。中継装置30は、図9のステップ304および305が実行される期間においては、アダプティブアレイアンテナ34の指向性を基地局20−1の方向に向けることにより、基地局20−1との間の無線通信のSN比を改善することができる。以後、同様の処理を繰り返す。   When it is time to apply the timing indicated by the received timing control signal, the base station 20-1 instructed to perform wireless communication with the relay device 30 transmits a downlink signal to the relay device 30 (FIG. 9). 307). Subsequently, the relay device 30 transmits an uplink signal to the base station 20-1 (308 in FIG. 9). In the period in which steps 304 and 305 in FIG. 9 are executed, the relay device 30 directs the directivity of the adaptive array antenna 34 toward the base station 20-1 to thereby establish radio communication with the base station 20-1. Communication SN ratio can be improved. Thereafter, the same processing is repeated.

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, functions included in each member, each means, each step, etc. can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of means, steps, etc. can be combined or divided into one. Is possible.

また、上述の実施形態においては、中継装置30が制御局10と有線で接続されている場合を例に挙げて説明したが、有線で接続されていなくてもよい。この場合、中継装置30は、基地局20から無線通信によりタイミング制御信号を受信することができる。   In the above-described embodiment, the case where the relay device 30 is connected to the control station 10 by wire is described as an example. However, the relay device 30 may not be connected by wire. In this case, the relay device 30 can receive a timing control signal from the base station 20 by wireless communication.

また、上述の実施形態においては、中継装置30がアダプティブアレイアンテナを備えている構成を例に挙げて説明したが、中継装置30の代わりに基地局20がアダプティブアレイを備えていてもよいし、ともにアダプティブアレイアンテナを備えていてもよい。この場合、各基地局20は、中継装置30と無線通信を行うタイミングになると、アダプティブアレイアンテナの指向性を中継装置30の方向に向けることができる。   Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the relay device 30 includes an adaptive array antenna has been described as an example, but the base station 20 may include an adaptive array instead of the relay device 30. Both may include an adaptive array antenna. In this case, each base station 20 can direct the directivity of the adaptive array antenna toward the relay device 30 when it is time to perform wireless communication with the relay device 30.

10 制御局
20 基地局
21 通信部
22 制御部
23 記憶部
30 中継装置
31 通信部
32 制御部
33 記憶部
34 アダプティブアレイアンテナ
35 アンテナ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control station 20 Base station 21 Communication part 22 Control part 23 Memory | storage part 30 Relay apparatus 31 Communication part 32 Control part 33 Memory | storage part 34 Adaptive array antenna 35 Antenna

Claims (2)

複数の基地局、中継装置および制御局を備える無線通信システムにおいて、
前記複数の基地局の各々は、定期的に通信量に関する情報を前記制御局に送信し、
前記制御局は、前記受信した各基地局の通信量に関する情報を基に、前記中継装置が、所定期間毎に無線通信を行う前記基地局を決定し、前記複数の基地局と巡回して無線通信を行うよう制御し、
前記中継装置は、前記制御局が決定した基地局のみと前記所定期間毎に無線通信を行う、
ことを特徴とする無線通信システム。
In a wireless communication system comprising a plurality of base stations, relay devices and control stations,
Each of the plurality of base stations periodically transmits information related to traffic to the control station,
The control station determines the base station with which the relay apparatus performs wireless communication every predetermined period based on the received information regarding the communication amount of each base station, and circulates wirelessly with the plurality of base stations. Control to communicate,
The relay device performs wireless communication only with the base station determined by the control station for each predetermined period.
A wireless communication system.
複数の基地局、中継装置および制御局を備える無線通信システムの無線通信方法であって、
前記複数の基地局の各々は、定期的に通信量に関する情報を前記制御局に送信するステップと、
前記制御局は、前記受信した各基地局の通信量に関する情報を基に、前記中継装置が、所定期間毎に無線通信を行う前記基地局を決定し、前記複数の基地局と巡回して無線通信を行うよう制御するステップと、
前記中継装置は、前記制御局が決定した基地局のみと前記所定期間毎に無線通信を行うステップと、
を含むこと特徴とする無線通信システム。

A wireless communication method of a wireless communication system comprising a plurality of base stations, a relay device and a control station,
Each of the plurality of base stations periodically transmits information on traffic to the control station;
The control station determines the base station with which the relay apparatus performs wireless communication every predetermined period based on the received information regarding the communication amount of each base station, and circulates wirelessly with the plurality of base stations. Controlling to perform communication;
The relay device performs wireless communication with only the base station determined by the control station for each predetermined period;
A wireless communication system comprising:

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