JP4097133B2

JP4097133B2 - Wireless communication network system and method for controlling wireless network system

Info

Publication number: JP4097133B2
Application number: JP2002335699A
Authority: JP
Inventors: 子朗二瓶; 正博柏村; 利和諏訪; 晃一加藤
Original assignee: Clarion Co Ltd; Electronic Navigation Research Institute
Current assignee: Electronic Navigation Research Institute; Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2022-11-19
Also published as: JP2004172900A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信ネットワークシステムおよび無線ネットワークシステムの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線ネットワークシステムにおいては、運用可能な移動局数の増大を図るために、同一の基地局において複数の互いに周波数の異なるチャネルを利用可能とすべく、複数の無線通信機を設け、
各周波数帯域における運用可能移動体数×周波数チャネル数
に相当する移動局数を運用可能な移動局数とし、容量の確保を図るものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、各基地局における複数の無線通信機は、周波数帯域の異なるそれぞれの通信エリアが互いにほぼ半径相当量だけ重なるように配置し、移動局側において送信電力を基地局の無線データ通信装置との相対距離が大きくなるに従い減少させる方法も提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３５５３１５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の同一の基地局において複数の互いに周波数の異なるチャネルを利用可能とした、無線ネットワークシステムにおける基地局の配置態様においては、隣接した基地局における同一の周波数帯域に属する無線データ通信装置の間で相互干渉が発生し、データ通信効率が低下し、期待した容量増加を見込めないという可能性があった。
【０００６】
また、上述した移動局側において送信電力を基地局の無線データ通信装置との相対距離が大きくなるに従い減少させる方法においては、移動局間の干渉を回避することはできるものの、基地局間の干渉を回避することはできないという問題点があった。また、各基地局における複数の無線通信機は、周波数帯域の異なるそれぞれの通信エリアが互いにほぼ半径相当量だけ重なるように配置されているため、運用エリアを拡げるためには、基地局数の増加を図らなければならないという問題点もあった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、移動局相互並びに基地局相互の干渉に基づく混信による通信品質の劣化を回避し、移動局の収容台数の増加を図り、運用エリアの確保を容易とすることができる無線ネットワークシステム、無線ネットワークシステムの制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、使用周波数帯域を複数の周波数帯域に隙間なく分割し、それぞれ無線通信装置を有し、相互に重なり合うサービスエリアには異なる周波数帯域を割り当て、相互に重なり合わないサービスエリア同士には全てに同一の周波数帯域を割り当ててなる複数の基地局と、前記基地局との間で前記複数の周波数帯域のうちいずれかの周波数帯域を利用して通信を行う移動体端末と、前記複数の周波数帯域のうちいずれか同一の周波数帯域が割り当てられた複数の基地局を統括的に管理する複数の管制局と、前記複数の管制局を統括的に管理することにより、同一の周波数帯域が割り当てられた複数の基地局において前記周波数帯域を利用した通信を同時に実行させると共に、異なる周波数帯域が割り当てられた複数の基地局において、他の周波数帯域を利用した通信と排他的に実行させる主管制局と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、主管制局は、複数の管制局を統括的に管理することにより、同一の周波数帯域が割り当てられた複数の基地局において前記周波数帯域を利用した通信を同時に実行させると共に、異なる周波数帯域が割り当てられた複数の基地局において、他の周波数帯域を利用した通信と排他的に実行させる。
【００１０】
これにより、管制局は、複数の周波数帯域のうちいずれか同一の周波数帯域が割り当てられた複数の基地局を統括的に管理し、複数の基地局と各基地局のサービスエリアに在圏する移動体端末との間の通信を同時に実行させる。
このとき、異なる周波数帯域が割り当てられた複数の基地局において、他の周波数帯域を利用した通信と排他的に実行されるので、基地局間の干渉の影響を受けることなく、各基地局は自己のサービスエリア内に在圏する移動体端末との間で確実に通信を行える。
【００１１】
この場合において、前記管制局は、サービス権を受けて対応する前記基地局に対し、前記一つの周波数帯域を利用した通信を開始させるに先立ってサービス開始指示を与えるサービス開始指示部と、前記サービス開始指示を与えた全ての前記基地局から第１サービス終了報告を受信した場合に、前記主管制局に対し、第２サービス終了報告を送信する終了報告部と、を備え、前記主管制局は、前記複数の周波数帯域のうちいずれかの周波数帯域を利用した通信を開始させるべく、前記サービス権を与えるサービス権付与部と、前記第２サービス終了報告を受信して、当該第２サービス終了報告を送信した管制局から他の管制局に前記サービス権を移行するサービス権移行部と、を備え、前記基地局は、前記サービス開始指示に従って前記一つの周波数帯域を利用して前記移動体端末との間で通信を開始し、当該通信の完了時に前記第１サービス終了報告を前記管制局に送信するサービス提供部を備えるようにしてもよい。
【００１２】
また、全ての前記複数の基地局のサービスエリアを合わせると、全ての前記移動体端末が存在し得る領域をカバーするようにしてもよい。
【００１３】
また、所定の周波数帯域が割り当てられ、それぞれ無線通信装置を有し、サービスエリアを提供する複数の基地局と、前記サービスエリア内で、当該サービスエリアを提供する基地局と当該基地局に割り当てられた周波数帯域を利用して通信を行う移動体端末と、同一の周波数帯域が割り当てられた複数の基地局を統括的に管理する複数の管制局と、前記管制局を統括的に管理し、前記基地局と前記移動体端末との間の通信を管理する主管制局と、を備えた無線ネットワークシステムの制御方法において、使用周波数帯域を複数の周波数帯域に隙間なく分割し、相互に重なり合うサービスエリアには異なる周波数帯域を割り当て、相互に重なり合わないサービスエリア同士には全てに同一の周波数帯域を割り当てる周波数割当過程と、前記複数の管制局を統括的に管理することにより、同一の周波数帯域が割り当てられた複数の基地局において前記周波数帯域を利用した通信を同時に実行させると共に、異なる周波数帯域が割り当てられた複数の基地局において、他の周波数帯域を利用した通信と排他的に実行させる通信制御過程と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
この場合において、前記通信制御過程は、前記複数の周波数帯域のうちいずれかの周波数帯域を利用した通信を開始させるべく、前記主管制局によりいずれかの管制局にサービス権を与えるサービス権付与過程と、前記サービス権を受けて、対応する前記基地局に対し、前記一つの周波数帯域を利用した通信を開始させるに先立って、前記管制局にサービス開始指示を与えさせるサービス開始指示過程と、前記サービス開始指示を与えた全ての前記基地局から第１サービス終了報告を受けた場合に、前記管制局に前記主管制局に対し、第２サービス終了報告を送信させる終了報告過程と、前記第２サービス終了報告を受けて、前記他の周波数帯域を利用した通信に移行させるべく、前記主管制局に新たな前記サービス権を発行させるサービス権移行過程と、を備えるようにしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、実施形態の無線通信ネットワークシステムの概要構成図である。
【００１７】
この図１に示す無線通信ネットワークシステム１０は、移動可能な複数の移動局１１と、互いに使用周波数帯域の異なる３台のスペクトル拡散方式の無線通信機２１、２２、２３をそれぞれ有する複数の基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと、複数の管制局１３、１４、１５と、これらの管制局１３、１４及び１５を総括的に管理する主管制局１６と、図示しないデータベースを備えたファイルサーバ１７と、を備えている。
【００１８】
複数の移動局１１のそれぞれは、ＧＰＳ（Global Positioning System）測量によって自局位置を測位可能な測位手段としての図示しないＧＰＳ測位装置を備える。
【００１９】
また、各移動局１１はそれぞれ無線通信機１８を有する。この無線通信機１８は、基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのそれぞれが有する無線通信機２１、２２、２３と同様にスペクトル拡散無線通信機である。
【００２０】
無線通信機２１、２２、２３は、図３に示すように、互いに異なる周波数帯域を用いたサービスエリア２４（中心周波数ｆ１）、サービスエリア２５（中心周波数ｆ２）、サービスエリア２６（中心周波数ｆ３）を有している。
【００２１】
無線通信機２１、２２、２３は、各サービスエリア２４、２５、２６内で同一周波数帯域を使用している移動局１１の無線通信機１８（図１参照）と、ボーリングプロトコルを用いて無線データ通信が実施される。すなわち、移動局１１の無線通信機１８は、基地局１２Ａ、基地局１２Ｂあるいは基地局１２Ｃに属する無線通信機２１、無線通信機２２もしくは無線通信機２３と、無線データリンクにより接続される。これにより、ＧＰＳ測位装置により測位された移動局１１の位置情報が、通信が実行されている無線通信機２１、２２、２３を介して基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃへ送信されることとなる。
【００２２】
ここで、無線通信機２１、２２、２３のそれぞれが通信に使用する各周波数帯域は、図３に示すように、電波法で許可されている周波数帯域Ｗ０を複数（本実施の形態では３つ）に分割した、中心周波数ｆ１の周波数帯Ｗ１、中心周波数ｆ２の周波数帯Ｗ２あるいは中心周波数ｆ３の周波数帯Ｗ３のうち、互いに相異なるいずれかの周波数帯域である。
【００２３】
各周波数帯域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３に許容されたチャネル数（許容チャネル数）の和が、無線通信ネットワークシステム１０の無線データ通信におけるチャネル容量となる。このように、周波数帯域Ｗ０を分割することにより、無線通信ネットワークシステム１０のチャネル容量、つまり無線通信ネットワークシステム１０における稼働可能な移動局１１の台数の増大が図られている。
【００２４】
図１に示すように、上記基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、前記管制局１３、１４、１５、主管制局１６およびファイルサーバ１７はＬＡＮ１９により接続される。基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに送信された移動局１１の位置情報は、リアルタイムでファイルサーバ１７のデータベースに保存される。
【００２５】
各管制局１３、１４、１５は、移動局１１、基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを、それらの無線通信機で使用される周波数帯域毎に管理する。
【００２６】
つまり、図２に示すように、管制局１３は、移動局１１の無線通信機１８と無線通信機２１との間で使用される周波数帯域Ｗ１について、移動局１１、基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを管理する。そして、この周波数帯域Ｗ１を使用する移動局１１の情報および基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの情報を把握する。また、管制局１３は、周波数帯域Ｗ１を使用して、移動局１１が現在通信を実施している基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの無線通信機２１とは異なった他の基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの無線通信機２１へ通信の実行を切り換えるハンドオフを制御する。
【００２７】
また、管制局１４は、移動局１１の無線通信機１８と無線通信機２２との間で使用される周波数帯域Ｗ２について、移動局１１、基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを管理する。そして、この周波数帯域Ｗ２を使用する移動局１１の情報および基地局１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃの情報を把握する。また、管制局１４は、周波数帯域Ｗ２を使用して移動局１１が現在通信を実施している基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの無線通信機２２とは異なった他の基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの無線通信機２２へ通信の実行を切り換えるハンドオフを制御する。
【００２８】
さらに、管制局１５は、移動局１１の無線通信機１８と無線通信機２３との間で使用される周波数帯域Ｗ３について、移動局１１、基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを管理し、この周波数帯域Ｗ３を使用する移動局１１の情報、並びに基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの情報を把握する。また、管制局１５は、周波数帯域Ｗ３を使用して移動局１１が現在通信を実施している基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの無線通信機２３とは異なった他の基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの無線通信機２３へ通信の実行を切り換えるハンドオフを制御する。
【００２９】
主管制局１６は、管制局１３、１４及び１５を総括的に管理して、移動局１１、基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの運用状態を一元的に管理する。つまり、主管制局１６は、各周波数帯域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３毎にそれぞれ管制局１３、１４、１５を管理することによって、全ての移動局１１の情報、基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの情報を把握する。この場合において、主管制局１６は、同一の周波数帯域（例えば、周波数帯域Ｗ２）を使用している基地局および対応する当該基地局の無線通信機（上述の例の場合、無線通信機２２）が同時刻に一斉にサービスを開始するように制御を行っている。
【００３０】
また、主管制局１６は、同一または異なった基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃについて、移動局１１が現在通信を行っているいずれかの周波数帯域の無線通信機（例えば、無線通信機２１）から他の周波数帯域の無線通信機（例えば、無線通信機２３）に通信対象を切り換えるハンドオフを制御する。
【００３１】
次にサービスエリアパターンの構築について図４ないし図６を参照して説明する。
【００３２】
さて、図４に示すように、各基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのそれぞれにおいて、無線通信機２１はサービスエリア２４の中心位置に、無線通信機２２はサービスエリア２５の中心位置に、無線通信機２３はサービスエリア２６の中心位置にそれぞれ設置される。
【００３３】
更に、これらの無線通信機２１、２２、２３は、図５に示すように、それぞれのサービスエリア２４、２５、２６が互いに重なり、かつ、同一の周波数帯域のサービスエリアは互いに所定距離隔離されて配置される。さらに全てのサービスエリアを重ね合わせた全サービスエリアは全ての移動局１１が存在し得る領域をカバーするように基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、配置されている。このように無線通信機２１、２２、２３が配置された複数の基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃについて、サービスエリア２４、２５、２６の重なり状況が、図６に示されている。
【００３４】
図６において、例えば符号ｆ１−１は、中心周波数ｆ１（周波数帯域Ｗ１）を利用して通信を行う第１番目のサービスエリアであることを表している。
【００３５】
次に図７および図８を参照して実施形態の無線通信ネットワークシステムの動作を説明する。
【００３６】
図７は、実施形態の処理タイミングチャートである。また、図８は、実施形態の動作説明図である。
【００３７】
本実施形態においては、各周波数帯域間の干渉を避けるべく、周波数帯域単位で基地局サービスの同期をとっている。
【００３８】
すなわち、同一の時間帯においては、主管制局１６は、管制局１３、１４、１５を統括的に管理し、複数の基地局において、いずれか一つの周波数帯域を利用した通信を他の周波数帯域を利用した通信と排他的に実行させている。
【００３９】
より具体的には、まず時刻ｔ１になると主管制局１６は、サービス権付与部として機能し、中心周波数ｆ１の周波数帯域Ｗ１の無線通信を管轄している管制局１３に対してサービス権を付与する（ステップＳ１）。
【００４０】
サービス権を受けた管制局１３は、サービス開始指示部として機能し、ブロードキャストにより自己が管理している全ての基地局２１（サービスエリア２４に対応）に対し、サービス開始指示を出力する（ステップＳ２）
これにより各基地局２１はサービス提供部として機能し、各基地局２１に収容されている移動局１１の無線通信機１８は、無線通信を行うこととなる。
【００４１】
ここで、無線通信機１８における無線通信を説明する。
【００４２】
図９に移動局１１の無線通信機１８の概要構成ブロック図を示す。
【００４３】
移動局１１の無線通信機１８は、受信時には、制御部２８が送受信切換器３０を受信用に切り換えた時に、通信アンテナ２９で受信した信号をＲＦ（Radio Frequency）およびＩＦ（Intermediate Frequency）の増幅器３１で増幅し、データ復調器３２で復調し、信号処理器３３で処理し、受信データとして取り込む。
【００４４】
また、送信時には、移動局１１の無線通信機１８は、制御部２８が送受信切換器３０を送信用に切り換えたときには、送信用データを信号処理器３４で処理し、その処理された信号をデータ変調器３５で変調し、ＲＦおよびＩＦの増幅器３６で増幅して、送受信切換器３０を介し通信アンテナ２９から基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの無線通信機２１、２２、２３へ送信する。
【００４５】
そして、各基地局２１は、サービス提供部として機能し、収容されている全ての移動局１１の無線通信機１８との間で所定の無線通信が完了すると、管制局１３に対し、当該サービス権に対応する無線通信が完了したことを示す第１サービス終了報告を送信する（ステップＳ３）。
【００４６】
続いて管制局１３は、終了報告部として機能し、図７に示すように、時刻ｔ２において、サービス開始指示を出力した全ての基地局２１が無線通信を終了し、全ての基地局２１から第１サービス終了報告を受信すると、付与されたサービス権を返還すべく、主管制局１６に対し、第２サービス終了報告を送信する（ステップＳ４）。
【００４７】
これにより主管制局６は、サービス権移行部およびサービス権付与部として機能し、中心周波数ｆ２の周波数帯域Ｗ２の無線通信を管轄している管制局１４に対してサービス権を付与する（ステップＳ５）。
【００４８】
サービス権を受けた管制局１４は、ブロードキャストにより自己が管理している全ての基地局２２（サービスエリア２５に対応）に対し、サービス開始指示を出力する（ステップＳ６）
これにより各基地局２２に収容されている移動局１１の無線通信機１８は、上述したような手順で無線通信を行うこととなる。
【００４９】
そして、各基地局２２は収容されている全ての移動局１１の無線通信機１８との間で所定の無線通信が完了すると、管制局１４に対し、当該サービス権に対応する無線通信が完了したことを示す第１サービス終了報告を送信する（ステップＳ７）。
【００５０】
続いて管制局１４は、図７に示すように、時刻ｔ３において、サービス開始指示を出力した全ての基地局２２が無線通信を終了し、全ての基地局２２から第１サービス終了報告を受信すると、付与されたサービス権を返還すべく、主管制局１６に対し、第２サービス終了報告を送信する（ステップＳ８）。
【００５１】
これにより主管制局６は、中心周波数ｆ３の周波数帯域Ｗ３の無線通信を管轄している管制局１５に対してサービス権を付与する（ステップＳ９）。
【００５２】
サービス権を受けた管制局１５は、ブロードキャストにより自己が管理している全ての基地局２３（サービスエリア２６に対応）に対し、サービス開始指示を出力する（ステップＳ１０）
これにより各基地局２３に収容されている移動局１１の無線通信機１８は、上述したような手順で無線通信を行うこととなる。
【００５３】
そして、各基地局２３は収容されている全ての移動局１１の無線通信機１８との間で所定の無線通信が完了すると、管制局１５に対し、当該サービス権に対応する無線通信が完了したことを示す第１サービス終了報告を送信する（ステップＳ１１）。
【００５４】
続いて管制局１５は、図７に示すように、時刻ｔ４において、サービス開始指示を出力した全ての基地局２３が無線通信を終了し、全ての基地局２２から第１サービス終了報告を受信すると、付与されたサービス権を返還すべく、主管制局１６に対し、第２サービス終了報告を送信する（ステップＳ１２）。
【００５５】
これにより主管制局６は、再び中心周波数ｆ１の周波数帯域Ｗ１の無線通信を管轄している管制局１３に対してサービス権を付与し（ステップＳ１３）、以下、同様の処理を繰り返すこととなる。
【００５６】
以上の説明のように、本実施形態によれば、複数の周波数帯域に対応する複数の無線通信装置を有し、互いに同一の周波数帯域でサービスエリアが重ならないように複数の基地局数を配置し、この複数の基地局において、移動体端末との間で無線通信を行わせるに際し、いずれか一つの前記周波数帯域を利用した通信を他の周波数帯域を利用した通信と排他的に実行させるので、同一周波数帯域を利用して無線通信を行っている基地局は、同時並行してサービスを行うことができ、移動局の収容台数を大幅に増加させることが可能となる。
【００５７】
また、主管制局が、管制局を介していずれか一つの前記周波数帯域を利用した通信を他の周波数帯域を利用した通信と排他的に実行させることにより、各周波数帯域間での同期を確実にとることができ、確実に各周波数帯域間の干渉を防止でき、確実な運用可能移動対数の増加を図ることができる。
【００５８】
さらに図５および図６に示したサービスエリア配置を採ることにより、従来と比較して、同一の基地局数でより広い運用エリアの確保が可能となっている。
【００５９】
さらにまた、移動局を、当該移動局の位置座標および当該移動局の無線通信機が通信を実施している基地局の無線通信機からの電波状況に基づき、基地局から他の基地局における異なる周波数帯域の無線通信機にハンドオフ可能に構成することにより、移動局がいずれかの基地局との通信中に他の基地局に接近した場合に、当該移動局の無線通信機と当該通信中の基地局における異なる周波数帯域の無線通信機との通信の混信を積極的に回避するように構成することも可能である。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、使用周波数帯域を複数の周波数帯域に隙間なく分割し、それぞれ無線通信装置を有し、相互に重なり合うサービスエリアには異なる周波数帯域を割り当て、相互に重なり合わないサービスエリア同士には全てに同一の周波数帯域を割り当て、サービスエリアの各々に在圏している移動体端末の位置を収集すべく、サーバが基地局の各々と通信する際には、同一の周波数帯域が割り当てられた複数の基地局において割り当てられた周波数帯域を利用した通信を同時に実行させることから、同一周波数帯域を利用して無線通信を行っている基地局は、同時並行してサービスを行うことができ、移動局の収容台数を大幅に増加させることができる。
【００６１】
また、異なる周波数帯域が割り当てられた複数の基地局における通信を、他の周波数帯域を利用した通信と排他的に実行させることから、割り当てられた周波数帯域が互いに干渉を起こす隣接する周波数帯域であっても、相互干渉を防ぐための帯域を設けることなく、隣接して配置された基地局同士で通信に混信が生じることがないので、割り当てられた周波数帯域を無駄なく利用でき、サービスエリアに収容可能な移動体端末の数を増加させることができる。
【００６２】
さらに同一の基地局数でより広い運用エリアの確保が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無線通信ネットワークシステムの概要構成図である。
【図２】無線通信ネットワークにおける使用システムにおけるデータ通信の流れを示す図である。
【図３】周波数帯域の割り当て状態の説明図である。
【図４】各サービスエリアにおける無線通信機の無線通信機の配置状況を示す図である。
【図５】サービスエリアと周波数帯域割り当てを説明するための図である。
【図６】サービスエリアの配置例を説明するための図である。
【図７】実施形態の処理タイミングチャートである。
【図８】実施形態の動作説明図である。
【図９】移動局の無線通信機の概要構成ブロック図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio communication network system and a control method for the radio network system.
[0002]
[Prior art]
In the conventional wireless network system, in order to increase the number of mobile stations that can be operated, a plurality of wireless communication devices are provided so that a plurality of channels having different frequencies can be used in the same base station,
There has been proposed a system that secures a capacity by setting the number of mobile stations corresponding to the number of operable mobiles in each frequency band × the number of frequency channels to the number of operable mobile stations (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
Furthermore, the plurality of radio communication devices in each base station are arranged so that the respective communication areas having different frequency bands overlap each other by an amount equivalent to the radius, and the mobile station side transmits the transmission power to the radio data communication device of the base station. A method of reducing the relative distance as the distance increases is also proposed.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-355315
[Problems to be solved by the invention]
In the arrangement of base stations in a wireless network system in which a plurality of channels having different frequencies can be used in the same conventional base station, the wireless data communication apparatuses belonging to the same frequency band in adjacent base stations There is a possibility that mutual interference occurs, data communication efficiency decreases, and the expected increase in capacity cannot be expected.
[0006]
Further, in the above-described method for reducing the transmission power as the relative distance between the base station and the wireless data communication apparatus increases, interference between mobile stations can be avoided in the method of reducing the transmission power as the relative distance between the base station and the radio data communication apparatus increases. There was a problem that could not be avoided. In addition, since a plurality of wireless communication devices in each base station are arranged such that respective communication areas having different frequency bands overlap each other by an amount equivalent to the radius, in order to expand the operation area, the number of base stations is increased. There was also a problem of having to plan.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to avoid deterioration in communication quality due to interference caused by interference between mobile stations and between base stations, increase the number of mobile stations accommodated, and facilitate the securing of an operation area. A wireless network system and a method for controlling the wireless network system are provided.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the use frequency band is divided into a plurality of frequency bands without any gaps, each having a wireless communication device, a different frequency band is allocated to the overlapping service area, and the service areas that do not overlap each other A plurality of base stations to which the same frequency band is allotted, a mobile terminal that performs communication using any one of the plurality of frequency bands with the base station, and A plurality of control stations that collectively manage a plurality of base stations to which any one of the plurality of frequency bands is assigned, and a plurality of control stations that collectively manage the same frequency band A plurality of base stations to which different frequency bands are assigned while simultaneously performing communication using the frequency band in a plurality of base stations to which is assigned Oite, and the communication using the other frequency bands and a main control station for exclusively executing, comprising the.
[0009]
According to the above configuration, the main control station performs communication using the frequency band at the same time in a plurality of base stations to which the same frequency band is assigned by managing the plurality of control stations in an integrated manner, A plurality of base stations to which different frequency bands are assigned are executed exclusively with communication using other frequency bands.
[0010]
As a result, the control station centrally manages a plurality of base stations to which any one of the plurality of frequency bands is assigned, and moves within the service area of each base station and each base station. The communication with the body terminal is executed at the same time.
At this time, since a plurality of base stations to which different frequency bands are allocated are executed exclusively with communication using other frequency bands, each base station is not affected by interference between base stations. Can reliably communicate with mobile terminals located in the service area.
[0011]
In this case, the control station receives a service right, and gives a service start instruction to the corresponding base station before starting communication using the one frequency band, and the service An end report unit that transmits a second service end report to the main control station when the first service end report is received from all the base stations that have given start instructions. In order to start communication using any one of the plurality of frequency bands, a service right granting unit for granting the service right, and receiving the second service end report, the second service end report A service right transfer unit that transfers the service right from the control station that transmitted the service to another control station, and the base station transmits the one according to the service start instruction. Using a frequency band starts communication with the mobile terminal, it may be the first service completion report when the the communication completion as comprising a service providing unit to be transmitted to the control station.
[0012]
Further, when the service areas of all the plurality of base stations are combined, an area where all the mobile terminals may exist may be covered.
[0013]
In addition, a predetermined frequency band is allocated, each has a wireless communication device, and a plurality of base stations that provide a service area, and a base station that provides the service area and the base station are allocated to the service area. A mobile terminal that communicates using the same frequency band, a plurality of control stations that collectively manage a plurality of base stations to which the same frequency band is allocated, and the control station that manages the control station, In a control method of a radio network system comprising a base station and a main control station that manages communication between the mobile terminals, service areas that overlap each other by dividing a use frequency band into a plurality of frequency bands without gaps Assigning different frequency bands, and assigning the same frequency band to all service areas that do not overlap each other, In a plurality of base stations to which different frequency bands are allocated, while simultaneously performing communication using the frequency bands in a plurality of base stations to which the same frequency band is allocated. And a communication control process that is executed exclusively with communication using other frequency bands.
[0014]
In this case, the communication control process includes a service right granting process in which the main control station gives a service right to any control station in order to start communication using any one of the plurality of frequency bands. A service start instruction process for giving a service start instruction to the control station prior to starting communication using the one frequency band for the corresponding base station upon receiving the service right; and An end report process for causing the control station to transmit a second service end report to the main control station when receiving a first service end report from all the base stations that have given service start instructions; A service for receiving a service end report and issuing a new service right to the main control station in order to shift to communication using the other frequency band. And the transition process, may be provided with a.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wireless communication network system according to an embodiment.
[0017]
A wireless communication network system 10 shown in FIG. 1 includes a plurality of mobile stations 11 and a plurality of base stations each having three spread spectrum wireless communication devices 21, 22, and 23 having different use frequency bands. 12A, 12B, 12C, a plurality of control stations 13, 14, 15; a main control station 16 that collectively manages these control stations 13, 14, and 15; a file server 17 having a database (not shown); It has.
[0018]
Each of the plurality of mobile stations 11 includes a GPS positioning device (not shown) as positioning means capable of positioning its own position by GPS (Global Positioning System) surveying.
[0019]
Each mobile station 11 has a wireless communication device 18. The wireless communication device 18 is a spread spectrum wireless communication device, similar to the wireless communication devices 21, 22, and 23 included in the base stations 12A, 12B, and 12C.
[0020]
As shown in FIG. 3, the wireless communication devices 21, 22, and 23 include a service area 24 (center frequency f1), a service area 25 (center frequency f2), and a service area 26 (center frequency f3) using different frequency bands. have.
[0021]
The wireless communication devices 21, 22, and 23 are connected to the wireless communication device 18 (see FIG. 1) of the mobile station 11 that uses the same frequency band in each service area 24, 25, and 26, and wireless data is transmitted using a boring protocol. Communication is carried out. That is, the wireless communication device 18 of the mobile station 11 is connected to the wireless communication device 21, the wireless communication device 22, or the wireless communication device 23 belonging to the base station 12A, the base station 12B, or the base station 12C through a wireless data link. Thereby, the position information of the mobile station 11 measured by the GPS positioning device is transmitted to the base stations 12A, 12B, and 12C via the wireless communication devices 21, 22, and 23 that are performing communication.
[0022]
Here, each frequency band used for communication by each of the wireless communication devices 21, 22, and 23 includes a plurality of frequency bands W0 permitted by the Radio Law (three in this embodiment) as shown in FIG. ), The frequency band W1 having the center frequency f1, the frequency band W2 having the center frequency f2, or the frequency band W3 having the center frequency f3, which are different from each other.
[0023]
The sum of the number of channels allowed for each frequency band W1, W2, and W3 (allowable channel number) is the channel capacity in the wireless data communication of the wireless communication network system 10. Thus, by dividing the frequency band W0, the channel capacity of the wireless communication network system 10, that is, the number of mobile stations 11 that can operate in the wireless communication network system 10 is increased.
[0024]
As shown in FIG. 1, the base stations 12A, 12B, 12C, the control stations 13, 14, 15, the main control station 16, and the file server 17 are connected by a LAN 19. The location information of the mobile station 11 transmitted to the base stations 12A, 12B, and 12C is stored in the database of the file server 17 in real time.
[0025]
The control stations 13, 14, and 15 manage the mobile station 11 and the base stations 12A, 12B, and 12C for each frequency band used in their wireless communication devices.
[0026]
That is, as shown in FIG. 2, the control station 13 uses the mobile station 11, the base stations 12A, 12B, and 12C for the frequency band W1 used between the radio communication device 18 and the radio communication device 21 of the mobile station 11. Manage. And the information of the mobile station 11 which uses this frequency band W1, and the information of base station 12A, 12B, 12C are grasped | ascertained. In addition, the control station 13 uses the frequency band W1, and other base stations 12A, 12B, 12A, 12B, The handoff for switching the execution of communication to the 12C wireless communication device 21 is controlled.
[0027]
In addition, the control station 14 manages the mobile station 11 and the base stations 12A, 12B, and 12C with respect to the frequency band W2 used between the wireless communication device 18 and the wireless communication device 22 of the mobile station 11. And the information of the mobile station 11 which uses this frequency band W2, and the information of base station 12A, 12B and 12C are grasped | ascertained. In addition, the control station 14 uses the frequency band W2 and other base stations 12A, 12B, 12C different from the radio communication devices 22 of the base stations 12A, 12B, 12C with which the mobile station 11 is currently communicating. The handoff for switching the execution of communication to the wireless communication device 22 is controlled.
[0028]
Further, the control station 15 manages the mobile station 11 and the base stations 12A, 12B, and 12C for the frequency band W3 used between the radio communication device 18 and the radio communication device 23 of the mobile station 11, and this frequency band. Information on the mobile station 11 using W3 and information on the base stations 12A, 12B, and 12C are grasped. In addition, the control station 15 uses the frequency band W3 and other base stations 12A, 12B, 12C different from the radio communication device 23 of the base stations 12A, 12B, 12C with which the mobile station 11 is currently communicating. The handoff for switching the execution of communication to the wireless communication device 23 is controlled.
[0029]
The main control station 16 comprehensively manages the control stations 13, 14 and 15, and centrally manages the operation states of the mobile station 11 and the base stations 12A, 12B, and 12C. That is, the main control station 16 manages the control stations 13, 14, and 15 for each frequency band W1, W2, and W3, respectively, so that information on all the mobile stations 11 and information on the base stations 12A, 12B, and 12C are obtained. To grasp. In this case, the main control station 16 uses a base station that uses the same frequency band (for example, the frequency band W2) and a radio communication device of the corresponding base station (in the above example, the radio communication device 22). Controls to start services all at the same time.
[0030]
In addition, the main control station 16 uses the same or different base stations 12A, 12B, and 12C from the radio communication device (for example, the radio communication device 21) of any frequency band with which the mobile station 11 is currently communicating. The handoff for switching the communication target to the wireless communication device (for example, the wireless communication device 23) in the frequency band of the above is controlled.
[0031]
Next, the construction of the service area pattern will be described with reference to FIGS.
[0032]
As shown in FIG. 4, in each of the base stations 12A, 12B, and 12C, the wireless communication device 21 is at the center position of the service area 24, the wireless communication device 22 is at the center position of the service area 25, and 23 are installed at the center position of the service area 26, respectively.
[0033]
Further, as shown in FIG. 5, these wireless communication devices 21, 22, and 23 have their service areas 24, 25, and 26 overlapped with each other, and service areas of the same frequency band are separated from each other by a predetermined distance. Be placed. Furthermore, the base stations 12A, 12B, and 12C are arranged so that all service areas obtained by superimposing all service areas cover an area where all mobile stations 11 can exist. FIG. 6 shows the overlapping state of the service areas 24, 25, and 26 for the plurality of base stations 12A, 12B, and 12C in which the wireless communication devices 21, 22, and 23 are arranged as described above.
[0034]
In FIG. 6, for example, a symbol f <b> 1-1 represents a first service area in which communication is performed using the center frequency f <b> 1 (frequency band W <b> 1).
[0035]
Next, the operation of the wireless communication network system of the embodiment will be described with reference to FIG. 7 and FIG.
[0036]
FIG. 7 is a processing timing chart of the embodiment. FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation of the embodiment.
[0037]
In the present embodiment, the base station service is synchronized in frequency band units in order to avoid interference between the frequency bands.
[0038]
That is, in the same time zone, the main control station 16 comprehensively manages the control stations 13, 14, and 15, and a plurality of base stations perform communication using any one frequency band in other frequency bands. It is executed exclusively with communication using.
[0039]
More specifically, first, at time t1, the main control station 16 functions as a service right grant unit, and grants a service right to the control station 13 that has jurisdiction over the wireless communication in the frequency band W1 of the center frequency f1. (Step S1).
[0040]
The control station 13 that has received the service right functions as a service start instruction unit, and outputs a service start instruction to all base stations 21 (corresponding to the service area 24) managed by the broadcast station (step S2). )
Thereby, each base station 21 functions as a service providing unit, and the radio communication device 18 of the mobile station 11 accommodated in each base station 21 performs radio communication.
[0041]
Here, wireless communication in the wireless communication device 18 will be described.
[0042]
FIG. 9 shows a schematic configuration block diagram of the wireless communication device 18 of the mobile station 11.
[0043]
At the time of reception, the radio communication device 18 of the mobile station 11 receives RF (Radio Frequency) and IF (Intermediate Frequency) amplifiers for signals received by the communication antenna 29 when the control unit 28 switches the transmission / reception switch 30 for reception. Amplified by 31, demodulated by data demodulator 32, processed by signal processor 33, and taken in as received data.
[0044]
At the time of transmission, when the control unit 28 switches the transmission / reception switch 30 for transmission, the radio communication device 18 of the mobile station 11 processes the data for transmission by the signal processor 34, and the processed signal is converted into data. The signal is modulated by the modulator 35, amplified by the RF and IF amplifier 36, and transmitted from the communication antenna 29 to the radio communication devices 21, 22, and 23 of the base stations 12 A, 12 B, and 12 C via the transmission / reception switch 30.
[0045]
Each base station 21 functions as a service providing unit, and when predetermined wireless communication is completed with the wireless communication devices 18 of all the mobile stations 11 accommodated, the service right is given to the control station 13. A first service end report indicating that wireless communication corresponding to is completed (step S3).
[0046]
Subsequently, the control station 13 functions as an end report unit, and as shown in FIG. 7, at time t2, all the base stations 21 that output a service start instruction end wireless communication, When the 1 service end report is received, the second service end report is transmitted to the main control station 16 in order to return the granted service right (step S4).
[0047]
As a result, the main control station 6 functions as a service right transition unit and a service right grant unit, and grants a service right to the control station 14 having jurisdiction over the wireless communication in the frequency band W2 of the center frequency f2 (step S5). ).
[0048]
The control station 14 that has received the service right outputs a service start instruction to all the base stations 22 (corresponding to the service area 25) that it manages by broadcasting (step S6).
As a result, the wireless communication device 18 of the mobile station 11 accommodated in each base station 22 performs wireless communication according to the procedure described above.
[0049]
When each base station 22 completes predetermined wireless communication with the wireless communication devices 18 of all the mobile stations 11 accommodated, the wireless communication corresponding to the service right is completed with respect to the control station 14. A first service end report indicating this is transmitted (step S7).
[0050]
Subsequently, as shown in FIG. 7, when all the base stations 22 that output the service start instruction end the wireless communication and receive the first service end report from all the base stations 22, as shown in FIG. In order to return the granted service right, a second service end report is transmitted to the main control station 16 (step S8).
[0051]
As a result, the main control station 6 grants a service right to the control station 15 that has jurisdiction over the wireless communication in the frequency band W3 of the center frequency f3 (step S9).
[0052]
The control station 15 that has received the service right outputs a service start instruction to all the base stations 23 (corresponding to the service area 26) that it manages by broadcasting (step S10).
As a result, the wireless communication device 18 of the mobile station 11 accommodated in each base station 23 performs wireless communication according to the procedure described above.
[0053]
When each base station 23 completes predetermined wireless communication with the wireless communication devices 18 of all the mobile stations 11 accommodated, the wireless communication corresponding to the service right is completed with respect to the control station 15. A first service end report indicating this is transmitted (step S11).
[0054]
Subsequently, as shown in FIG. 7, the control station 15 receives the first service end report from all the base stations 22 when all the base stations 23 that output the service start instruction end the wireless communication at time t4. In order to return the granted service right, a second service end report is transmitted to the main control station 16 (step S12).
[0055]
As a result, the main control station 6 again grants the service right to the control station 13 that has jurisdiction over the wireless communication in the frequency band W1 of the center frequency f1 (step S13), and thereafter repeats the same processing. .
[0056]
As described above, according to the present embodiment, a plurality of radio communication apparatuses corresponding to a plurality of frequency bands are provided, and a plurality of base stations are arranged so that service areas do not overlap with each other in the same frequency band. In the plurality of base stations, when performing wireless communication with a mobile terminal, communication using any one of the frequency bands is executed exclusively with communication using another frequency band. Base stations that perform wireless communication using the same frequency band can perform services in parallel, and the number of mobile stations accommodated can be greatly increased.
[0057]
In addition, the main control station executes synchronization using any one of the frequency bands via the control station exclusively with communication using another frequency band, thereby ensuring synchronization between the frequency bands. Therefore, it is possible to reliably prevent interference between the frequency bands, and to reliably increase the number of operable mobile logarithms.
[0058]
Furthermore, by adopting the service area arrangement shown in FIGS. 5 and 6, it is possible to secure a wider operation area with the same number of base stations as compared with the conventional case.
[0059]
Furthermore, the mobile station differs from the base station to another base station based on the position coordinates of the mobile station and the radio wave condition from the wireless communication device of the base station with which the wireless communication device of the mobile station is communicating. When the mobile station approaches another base station during communication with one of the base stations by configuring the frequency band radio communication device so that it can be handed off, the mobile station is in communication with the mobile station radio communication device. The base station can be configured to actively avoid interference in communication with wireless communication devices of different frequency bands.
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, the frequency band to be used is divided into a plurality of frequency bands without gaps, each having a wireless communication device, different frequency bands are assigned to service areas that overlap each other, and service areas that do not overlap each other are assigned to each other. Assign the same frequency band to all, and when the server communicates with each of the base stations to collect the location of the mobile terminal located in each of the service areas, the same frequency band is assigned. In addition, since the communication using the frequency band allocated in the plurality of base stations is simultaneously executed, the base stations performing the wireless communication using the same frequency band can perform services in parallel. The number of mobile stations that can be accommodated can be greatly increased.
[0061]
In addition, since communication at a plurality of base stations to which different frequency bands are assigned is executed exclusively with communication using other frequency bands, the assigned frequency bands are adjacent frequency bands that cause interference with each other. However, there is no interference in communication between adjacent base stations without providing a band to prevent mutual interference, so the allocated frequency band can be used without waste and accommodated in the service area. The number of possible mobile terminals can be increased.
[0062]
Furthermore, it is possible to secure a wider operation area with the same number of base stations.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wireless communication network system according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a flow of data communication in a usage system in a wireless communication network.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an allocation state of frequency bands.
FIG. 4 is a diagram illustrating an arrangement state of wireless communication devices of wireless communication devices in each service area.
FIG. 5 is a diagram for explaining service area and frequency band allocation;
FIG. 6 is a diagram for explaining an arrangement example of a service area.
FIG. 7 is a processing timing chart of the embodiment.
FIG. 8 is an operation explanatory diagram of the embodiment.
FIG. 9 is a schematic configuration block diagram of a radio communication device of a mobile station.

Claims

Divide the operating frequency band into multiple frequency bands without gaps, each having a wireless communication device , assigning different frequency bands to overlapping service areas, and the same frequency for all non-overlapping service areas A plurality of base stations to which bandwidth is allocated ;
A mobile terminal that communicates with the base station using any one of the plurality of frequency bands; and
A plurality of control stations that collectively manage a plurality of base stations to which any one of the plurality of frequency bands is assigned, and
By managing the plurality of control stations in an integrated manner, a plurality of base stations to which the same frequency band is assigned can simultaneously execute communication using the frequency band and a plurality of base stations to which different frequency bands are assigned. communication in the station, the main control station which exclusively perform the communication using the other frequency bands,
A wireless network system comprising:

The wireless network system according to claim 1,
The control station receives a service right and gives a service start instruction unit that gives a service start instruction to the corresponding base station before starting communication using the one frequency band, and gives the service start instruction An end report unit that transmits a second service end report to the main control station when receiving a first service end report from all the base stations,
The main control station receives the service right granting unit that gives the service right and the second service end report in order to start communication using any one of the plurality of frequency bands, and A service right transfer unit that transfers the service right from the control station that transmitted the second service end report to another control station,
The base station starts communication with the mobile terminal using the one frequency band according to the service start instruction, and transmits the first service end report to the control station when the communication is completed. With a service provider,
A wireless network system characterized by the above.

The wireless network system according to claim 1 or 2,
A radio network system characterized in that when the service areas of all the plurality of base stations are combined, an area where all the mobile terminals can exist is covered.

A predetermined frequency band is assigned to each of the plurality of base stations that each have a wireless communication device and provides a service area, and a base station that provides the service area and a frequency assigned to the base station within the service area. A mobile terminal that performs communication using a band; a plurality of control stations that collectively manage a plurality of base stations to which the same frequency band is allocated; And a control station for managing communication between the mobile terminal and a wireless network system comprising:
A frequency allocation process that divides a use frequency band into a plurality of frequency bands without gaps, assigns different frequency bands to mutually overlapping service areas, and assigns the same frequency band to all non-overlapping service areas;
By managing the plurality of control stations in an integrated manner, a plurality of base stations to which the same frequency band is assigned can simultaneously execute communication using the frequency band and a plurality of base stations to which different frequency bands are assigned. In the station, a communication control process to be executed exclusively with communication using other frequency bands,
A method for controlling a wireless network system, comprising:

The method of controlling a wireless network system according to claim 4,
Wherein the communication control process, in order to start the communication using one of the frequency bands of the plurality of frequency bands, and service granting process of providing a service rights to one of the control station by the main control station,
Receiving said service rights, with respect to the corresponding said base station, prior to starting the communication by use of the one frequency band, and the service start instruction the processes for giving a service start instruction to the control station,
An end report process for causing the control station to transmit a second service end report to the main control station when receiving a first service end report from all the base stations that have given the service start instruction;
In response to the second service end report, a service right transition process for causing the main control station to issue a new service right to shift to communication using the other frequency band;
A method for controlling a wireless network system, comprising: