JP4559270B2 - 無線通信システム - Google Patents
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Description
この図は、3セクタ化された基地局1−1〜1−7から同一周波数帯f1のビーム化した電波を送信させた場合の状況を示している。網掛けの部分がビーム化された電波を示し、互いに干渉しない方向に電波が送信されている。ビームの送信方向を時刻毎に切り替えることにより全方位をカバーする。
本発明の目的は、以上の点に鑑み、各基地局から送信するビームの方位を各移動局の状態をリアルタイムに把握しながら高精度に決定し、基地局間の電波干渉の影響を抑えることのできる無線システムを提供することにある。
(1)第一の実施の形態
図2に、本発明の一実施形態の構成図を示す。図2において、ネットワーク網7に接続された統合基地局6は、複数の局地基地局4と光ファイバ5により接続される。局地基地局4は、複数の移動局(2−1〜2−2)の中から選択した移動局(2−1)に対して、可変指向性アンテナ3によりビーム形成した電波を使用し無線通信を行う。
送信側高周波回路(TX)15は、増幅、周波数変換等の処理を行い、デュプレクサ(DUP)8を介して、アンテナモジュール3より下り回線信号を送信する。
復調器(DEM)17は、受信信号の復調処理を行う。
復号器(DEC)18は誤り訂正復号を行い、アクセス回線インタフェース(LIF)19を介して有線ネットワーク通信網に信号を送信する。
次に、移動局のスケジューリング動作について図11の移動局の配置図を例にして、詳細に説明していく。
以下、時刻T0でのスケジューリング動作を、図10に示したアルゴリズムを使用し順に説明していく。ここでは、一例として、各局地基地局の割当て既定数を1とする。最初にスケジュール対象となる移動局を優先順位の高い順にソートするため、移動局は2−2、2−5、2−6、2−1、2−3、2−4の順にソートされる。次に、有線順位の高い順に割当候補を選択するため、最初は移動局2−2を選択する。他の移動局はまだ割り当たっていないため、条件判定により割当対象から外されることなく、局地基地局4−1のスケジュールに割当てられる。次に移動局2−5を選択する。局地基地局4−3にはまだ移動局が割当たっていないが、局地基地局4−3のエリア(2)は、割当済みの移動局2−2がいる基地局4−1のエリア(7)と干渉するため割当対象から外される。次に移動局2−6を選択する。局地基地局4−3にはまだ移動局が割り当たっておらず、局地基地局4−3のエリア(4)は、割当済みの移動局2−2がいる基地局4−1のエリア(6)と干渉しないため、移動局2−6は局地基地局4−3のスケジュールに割当てられる。次に移動局2−1を選択する。局地基地局4−1には、移動局2−2が割当済みのため割当対象から外される。次に2−3を選択する。局地基地局4−2にはまだ移動局が割り当たっていないが、局地基地局4−2のエリア(9)は、割当済みの移動局2−6がいる基地局4−3のエリア(4)と干渉するため割当対象から外される。次に2−4を選択する。局地基地局4−2にはまだ移動局が割りあたっておらず、局地基地局4−2のエリア(12)は、割当済みの移動局2−2、2−6がいるエリアと干渉しないため、移動局2−4は局地基地局4−2のスケジュールに割当てられる。全ての基地局に移動局が割当たったため、スケジューリング処理を完了にする。以上のスケジューリングの結果、局地基地局間の送信ビームがお互い強い干渉とならないように、移動局へのパケットスケジューリングを決定することが出来る。
図16に、本実施の形態において移動局が移動した状態を示す図を示す。図15中で局地基地局4−1のエリア(6)にいた移動局2−1が、図16に示すように局地基地局4−1のエリア(7)に移動した場合、統合基地局3の復調器17で復調した移動局2−1からの信号は、エリア(7)の指向性で受信した信号強度が一番強くなるため、復調器17は、移動局2−1のビーム情報として局地基地局4−1のエリア(7)であることをスケジューリング制御回路(SCH)20に通知する。スケジューリング制御回路(SCH)20は移動局管理テーブル(AT_TBL)の位置情報を更新し、以降このテーブルに従いスケジューリング処理を行う。上記のように、本方式ではリアルタイムに移動局の位置を把握しながら、各局地基地局から送信されるビームが互いに強い干渉を与えないように制御することが可能である。
次に、本発明の他の実施形態を示す。本実施形態では、第一の実施形態で示した統合基地局のスケジューリング処理を移動局にて算出した情報を基に行うことを特徴とする。具体的には、移動局管理テーブルのエリア情報の生成、干渉判定情報の生成を移動局側で行う。これにより、実際に移動局が受信した電波状態に基づいたテーブルの作成が可能となり、干渉回避のスケジューリング精度を高めることが出来る。移動局での上記情報の算出は、局地基地局から各エリアに周期的に送信されるパイロット信号を使用して行う。
2 移動局
3 アンテナモジュール
4 局地基地局
5 光ファイバ
6 統合基地局
7 ネットワーク網
8 デュプレクサ
9 受信側高周波回路
10 マルチプレクサ
11 電気−光変換素子
12 光−電気変換素子
13 デマルチプレクサ
14 下り回線固定ビーム形成回路
15 送信側高周波回路
16 上り回線用固定ビーム形成回路
17 復調器
18 復号器
19 アクセス回線インタフェース
20 スケジューリング制御回路
21 符号器
22 変調器
23 重み制御回路
24 乗算器
25 加算器
26 チャネル分離回路
27 比較器
28 セレクタ
29 レイク合成回路
30 復調回路
31 移動局管理テーブル
32 干渉判定テーブル
33 移動局選択回路
34 データバッファ
35 エリア測定回路
36 干渉測定回路
37 DATA処理部
38 演算部
Claims (9)
- 複数の移動局と無線信号の送受信を行なう複数の局地基地局と、
該複数の局地基地局と接続され、前記複数の局地基地局を経由して送られてきた前記移動局からの信号をネットワーク側に送信するとともにネットワーク側から前記移動局に対する信号を受信し、前記移動局に対する信号についてベストエフォート型の送信スケジューリングを行なう統合基地局と
を有する無線通信システムであって、
前記局地基地局は、
複数のアンテナ素子に給電する電気信号によって指向性が変化する可変指向性アンテナを備え、
前記統合基地局は、該統合基地局に接続されている全局地基地局について、
各移動局のIDに対する、スケジューリングの優先順位を表す割当優先情報と各移動局が位置する局地基地局のIDと該局地基地局内のエリア情報とを有する移動局管理テーブルと、
各局地基地局のエリア毎に、該エリアに干渉する複数のエリアの情報を保持する干渉判定テーブルと、
前記移動局管理テーブルに記憶された前記移動局の割当優先情報に従いスケジューリング対象の移動局を選択後、前記干渉判定テーブルを参照して、前記各局地基地局から前記各移動局へ送信する電波の相互干渉が抑えられるように前記移動局への送信信号のスケジューリングを行うスケジューリング制御部と、
前記スケジューリング制御部から通知されるスケジューリングのための情報に基いて、該当の局地基地局がスケジューリング結果に従ったビームを形成するために前記局地基地局の可変指向性アンテナに付与すべき重み係数を選択する重み制御部と、
を備え、
前記統合基地局は、前記重み制御部が選択した前記重み係数をそれぞれの前記複数の局地基地局へ送信し、それぞれの前記複数の局地基地局は、前記重み係数を受信して、該重み係数に基づき前記可変指向性アンテナの指向性を制御することを特徴とする無線通信システム。 - 前記統合基地局は、前記可変指向性アンテナに給電する電気信号を複数のビームパターンとして保持し、前記移動局の位置に応じて選択したビームパターンに切り替えることで、指向性が変化することを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
- 前記統合基地局は、前記移動局から放射された電波の到来方向を推定することにより、前記移動局の位置を推定し、前記移動局に送信するビームパターンを決定することを特徴とする請求項2記載の無線通信システム。
- 前記各移動局は前記局地基地局から放射される全ビームパターンの電波を受信し、受信状態の良いビームを前記統合基地局に通知し、前記統合基地局にて、前記移動局に送信するビームパターンを決定することを特徴とする請求項2記載の無線通信システム。
- 前記統合基地局は、全移動局に放射するビームパターンを集中管理することを特徴とする請求項3又は4記載の無線通信システム。
- 前記統合基地局のスケジューリング制御部は、
前記移動局管理テーブルから得られた移動局の優先順位に従い、前記干渉判定テーブルを参照して互いに強い干渉が及ぼさないビームが送信されるように移動局の選択を行うことにより、
各局地基地局が送信する電波が互いに干渉しないように移動局の組み合わせを決定することを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 - 前記各移動局は、前記各局地基地局から放射される電波を測定し、干渉となるビームパターンの判定を行い干渉エリア情報を前記統合基地局に通知し、
前記統合基地局は、通知された干渉エリア情報に基づき、前記干渉判定テーブルを設定し、設定された組み合わせ情報に基づき、各局地基地局が送信する電波が互いに干渉しないように移動局の組み合わせを決定することを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 - 請求項7記載の前記各移動局の電波測定において、各移動局が通信を行っている位置に応じて干渉測定対象とする電波のビームパターンを選択することを特徴とする請求項7記載の無線通信システム。
- 前記複数の局地基地局および前記統合基地局のそれぞれに、光−電気変換部および電気−光変換部を備え、前記複数の局地基地局および前記統合基地局を光ファイバで接続し、前記移動局からの信号および前記統合基地局から前記複数の局地基地局へ送信する前記重み係数を、光ファイバ経由で送受信することを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
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