JP4685646B2 - 基地局装置及び無線通信システム及び周波数割当方法 - Google Patents
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Description
図3は、基地局装置100の構成例を示している。図3に示す基地局装置100は、周波数帯域FCに対応した第1の無線通信回路11、周波数帯域F1,F2,・・・,Fmに対応した第2の無線通信回路12−1,・・・,12−N(N>m)、送信制御回路13、受信制御回路14、制御部15を備えている。
まず図3を用いて基地局装置100がデータを送受信する場合の動作を説明する。アプリケーションデータ等の情報データを送信する場合、この情報データは上位レイヤから送信制御回路13に入力される。また、制御部15が生成する制御データを送信する場合も同様に、この制御データは、制御部15から送信制御回路13に入力される。以後、この情報データ及び制御データをあわせて送信データと称する。
続いて、図9を用いて基地局装置100と移動局201,202,・・・との間で行われる無線通信について説明する。図9は、基地局装置100と移動局201,202の間の無線通信のシーケンスを示す図である。なお図9では、例えば移動局201が基地局装置100に対して無線通信開始を要求することで無線通信が開始される場合の例を示しているが、基地局装置100が移動局201に対して無線通信開始を要求してもよい。
続いて図10のフローチャートを用いて、基地局装置100の制御部15が行う周波数検出処理Aを説明する。
制御部15は、一定の周期が経過する毎に周波数検出結果記憶部152を参照して、記憶されている周波数帯域F1,・・・,Fmの中から周波数検出処理Aを行っていない周波数帯域を1つ選択する(ステップS101)。ここでは周波数帯域F1を選択したものとする。次いで制御部15は、選択した周波数帯域F1の周波数使用状態フラグ157を参照し、この周波数帯域F1の周波数使用状態フラグ157が「0」であるか否か(即ち、周波数帯域F1が使用可能か否か)を判断する(ステップS102)。
続いて、図11乃至図14のフローチャートを用いて基地局装置100の制御部15が行う周波数変更評価処理B1を説明する。図11は、周波数変更評価処理B1のフローチャートを示す。なお、この周波数変更評価処理B1は、基地局装置100が移動局201,202,・・・のいずれかと通信を行っている間に一定の周期の経過をもって実行される。
続いて、図12乃至図14を用いて上述した評価処理C1を説明する。なお、ここでは周波数変更評価処理に続いて移動局201に対して評価処理を行う場合について説明する。
次に、図13を用いて評価処理C1の変形例を説明する。図12に示す評価処理C1では、ステップS122において平均通信頻度158の値が閾値Th2以上であるか否かを判断しているが、図13に示す評価処理C2では、その代わりに平均通信頻度158の値が閾値Th4以下であるか否かを判断している点が異なっている(ステップS126)。つまり、この評価処理C2では、移動局201,202,・・・の通信状態を評価し、少量の情報データを低い頻度で通信する移動局が存在する場合に、周波数帯域F1,・・・,Fmのいずれかを使用して通信を行うよう周波数帯域を変更している。
続いて、図14を用いて評価処理C2の別の変形例を説明する。図14に示す評価処理C3は、図13に示す評価処理C2とほぼ同じ処理を行っているが、評価処理C2のステップS123で行っている平均情報データ長159の値と閾値Th3の比較を行っていない点が異なっている。つまり、この評価処理C3では、移動局201,202,・・・の通信状態を評価し、平均通信頻度158の値が低い移動局が存在する場合に、周波数帯域F1,・・・,Fmのいずれかを使用して通信を行うよう周波数帯域を変更している。
図15のフローチャートを用いて、本実施例に係る周波数変更評価処理B2を説明する。
基地局装置100と移動局201,202,・・・とが通信している間に一定の周期が経過すると、基地局装置100の制御部15は、周波数変更評価処理B2を開始する。まず制御部15は、通信状態記憶部153を参照して、周波数帯域FCに対する利用効率評価処理D1を行う(ステップS201)。この利用効率評価処理D1については後述する。
続いて図16乃至図19を用いて、周波数帯域FCに対する利用効率評価処理D1について説明する。図16には、制御部15が行う利用効率評価処理D1のフローチャートを示している。
次に、図17に示す利用効率評価処理D1の変形例である利用効率評価処理D2について説明する。この利用効率評価処理D2では、利用効率Eを算出する代わりに、通信に周波数帯域FCを使用している移動局の数をカウントし(ステップS214)、この移動局の数と、あらかじめ決定しておいた閾値Th6を比較している(ステップS215)点が図16に示す利用効率評価処理D1と異なる。
続いて、図18及び図19を用いて、利用効率評価処理D1の別の変形例について説明する。利用効率評価処理D1の変形例である利用効率評価処理D3では、利用効率Eを算出する代わりに、各移動局の通信待ち頻度Fの合計を算出し(ステップS216)、この通信待ち頻度Fの合計と、あらかじめ決定しておいた閾値Th7を比較している(ステップS217)点が図16に示す利用効率評価処理D1と異なる。ここで、通信待ち頻度Fとは、移動局に対する送信データが存在するものの、周波数資源が他の移動局にて利用されているなどの理由により、送信データを送信できない状態がどれだけ続いているか、一定周期ごとにカウントしたものとする。なお、制御部15がこの利用効率評価処理D3を行う場合、図19に示すように、通信状態記憶部153は、図6の構成に加え、新たに通信待ち頻度Fを記憶できる構成をとる。
次に、図22乃至図24を用いて基地局装置100の制御部15が行う周波数変更評価処理B1中の評価処理C4について説明する。図22に示す評価処理C4は、周波数帯域を変更すると決定した際に、少量の情報データを高い頻度で通信する移動局が存在する場合に周波数帯域の変更を決定する点は、図12に示す評価処理C1と同じであるため、同一符号(ステップS121乃至S124)を付して説明は省略する。この評価処理C4では、周波数帯域の変更が決定し、変更後の周波数帯域を選択する際に、変更可能な周波数帯域が複数存在した場合、帯域幅が最も狭い周波数帯域を選択する(ステップS301)。
続いて、図23に示す評価処理C5を説明する。この評価処理C5は、移動局の通信状態を評価し、周波数帯域を変更すると決定した際に、少量の情報データを低い頻度で通信する移動局が存在する場合に周波数帯域の変更を決定する点は、図13に示す評価処理C2と同じであるため、同一符号(ステップS121、S126,S123,S124)を付して説明は省略する。この評価処理C5では、周波数帯域の変更が決定し、変更後の周波数帯域を選択する際に、変更可能な周波数帯域が複数存在した場合、帯域幅が最も小さい周波数帯域を選択する(ステップS302)。
次に、図24に示す評価処理C6を説明する。なお、ここでは移動局201に対して評価処理C6を行う場合について説明する。図24に示す評価処理C6の場合、まず制御部15は、周波数割当記憶部151を参照し、移動局201に対して使用している周波数帯域が、第1無線通信システムに割り当てられている周波数帯域FCであるか否かを判断する(ステップS311)。使用周波数帯域154が「FC」でない場合は、制御部15は周波数帯域の変更は行わないと決定し処理C6を終了する。
13,14,23,24・・・制御回路
15,25・・・制御部
111,112,121−1,122−1,211,212,221,222・・・アンテナ
113,114,123−1,124−1,213,214,223,224・・・無線処理回路
115,125−1,215,225・・・変調回路
116,126−1,216,226・・・復調回路
127−1・・・周波数検出回路
151,251・・・周波数割当記憶部
152・・・周波数検出結果記憶部
153・・・通信状態記憶部
Claims (15)
- 複数の移動局と通信可能な基地局装置において、
自装置に優先的に割り当てられた第1周波数帯域を使用して少なくとも1つの移動局と通信を行う少なくとも1つの第1の無線通信回路と、
自装置以外に優先的に割り当てられた複数の第2周波数帯域の少なくとも1つを使用して少なくとも1つの移動局と通信を行う複数の第2の無線通信回路と、
前記複数の第2の無線通信回路における前記複数の第2周波数帯域の電力を定期的に検出して、前記複数の第2周波数帯域の使用有無を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出手段で検出された前記複数の第2周波数帯域の使用有無が履歴として記憶される周波数検出結果記憶手段と、
前記複数の移動局の通信中の単位時間あたりの情報データの平均通信頻度が当該移動局のIDと対応付けて記憶される通信状態記憶手段と、
前記周波数検出結果記憶手段を参照して過去N回の使用有無の検出結果から使用されていない未使用第2周波数帯域が存在すると判断し、かつ前記通信状態記憶手段を参照して前記第1周波数帯域を使用して通信中の移動局の前記平均通信頻度が一定値以下であると判断した場合、前記移動局との通信を前記第1周波数帯域から前記未使用第2周波数帯域へ変更する周波数変更制御手段と
を備えることを特徴とする基地局装置。 - 複数の移動局と通信可能な基地局装置において、
自装置に優先的に割り当てられた第1周波数帯域を使用して少なくとも1つの移動局と通信を行う少なくとも1つの第1の無線通信回路と、
自装置以外に優先的に割り当てられた複数の第2周波数帯域の少なくとも1つを使用して少なくとも1つの移動局と通信を行う複数の第2の無線通信回路と、
前記複数の第2の無線通信回路における前記複数の第2周波数帯域の電力を定期的に検出して、前記複数の第2周波数帯域の使用有無を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出手段で検出された前記複数の第2周波数帯域の使用有無が履歴として記憶される周波数検出結果記憶手段と、
前記複数の移動局の通信中の単位時間あたりの情報データの平均通信頻度及び前記情報データの単位回数あたりの平均データ長が当該移動
局のIDと対応付けて記憶される通信状態記憶手段と、
前記周波数検出結果記憶手段を参照して過去N回の使用有無の検出結果から使用されていない未使用第2周波数帯域が存在すると判断し、前記通信状態記憶手段を参照して前記第1周波数帯域を使用して通信中の移動局の前記平均通信頻度が一定値以上であり、かつ前記平均データ長が一定値以下であると判断した場合、前記移動局との通信を前記第1周波数帯域から前記未使用第2周波数帯域へ変更する周波数変更制御手段と を備えることを特徴とする基地局装置。 - 前記周波数変更制御手段は、前記未使用第2周波数帯域が複数存在した場合、当該第2周波数帯域の中から前記第1周波数帯域に近い帯域の未使用第2周波数帯域を選択して変更することを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の基地局装置。
- 前記周波数変更制御手段は、前記複数の第2周波数帯域の周波数帯域幅がそれぞれ異なり、かつ前記未使用第2周波数帯域が複数存在した場合、当該第2周波数帯域の中から最も帯域幅が狭い未使用第2周波数帯域を選択して変更することを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の基地局装置。
- 複数の移動局と通信可能な基地局装置において、
自装置に優先的に割り当てられた第1周波数帯域を使用して少なくとも1つの移動局と通信を行う少なくとも1つの第1の無線通信回路と、
自装置以外に優先的に割り当てられた複数の第2周波数帯域の少なくとも1つを使用して少なくとも1つの移動局と通信を行う複数の第2の無線通信回路と、
前記複数の第2の無線通信回路における前記複数の第2周波数帯域の電力を定期的に検出して、前記複数の第2周波数帯域の使用有無を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出手段で検出された前記第2周波数帯域の使用有無が履歴として記憶される周波数検出結果記憶手段と、
前記複数の移動局の通信中の単位時間あたりの情報データの平均通信頻度及び前記情報データの単位回数あたりの平均データ長が当該移動
局のIDと対応付けて記憶される通信状態記憶手段と、
前記周波数検出結果記憶手段を参照して過去N回の使用有無の検出結果から使用されていない未使用第2周波数帯域が複数存在すると判断し、前記通信状態記憶手段を参照して前記第1周波数帯域を使用して通信中の移動局の前記平均通信頻度が一定値以上であり、かつ前記平均データ長が一定値以上であると判断した場合、前記移動局との通信を前記第1周波数帯域から前記複数の未使用第2周波数帯域の中から最も帯域幅が広い未使用第2周波数帯域へ変更する周波数変更制御手段と
を備えることを特徴とする基地局装置。 - 前記通信状態記憶手段に記憶された前記平均通信頻度及び前記平均データ長をもとに、前記第1周波数帯域の利用効率を算出する周波数利用効率評価手段をさらに備え、
前記周波数変更制御手段は、前記周波数利用効率評価手段が算出した前記利用効率が一定値以上と判断した場合、前記第1周波数帯域を使用して通信中の少なくとも1つの移動局との通信を前記第1周波数帯域から前記未使用第2周波数帯域へ変更することを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項5
のいずれかに記載の基地局装置。 - 前記周波数変更制御手段は、前記周波数利用効率評価手段が算出した前記利用効率が一定値より小さいと判断した場合、前記移動局との通信を前記未使用第2周波数帯域から前記第1周波数帯域へ戻すことを特徴とする請求項6に記載の基地局装置。
- 前記第1周波数帯域を使用して通信中の移動局の数をカウントする周波数利用効率評価手段をさらに備え、
前記周波数変更制御手段は、前記周波数利用効率評価手段がカウントした前記移動局の数が一定値以上と判断した場合、前記第1周波数帯域を使用して通信中の少なくとも1つの移動局との通信を前記第1周波数帯域から前記未使用第2周波数帯域へ変更することを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項5のいずれかに記載の基地局装置。 - 前記周波数変更制御手段は、前記周波数利用効率評価手段が算出した移動局の数が一定値より小さいと判断した場合、前記移動局との通信を前記未使用第2周波数帯域から前記第1周波数帯域へ戻すことを特徴とする請求項8に記載の基地局装置。
- 前記通信状態記憶手段は、前記複数の移動局の通信待ち頻度を当該移動局のIDと対応付けてさらに記憶し、
前記通信状態記憶手段に記憶された前記通信待ち頻度の合計を算出する周波数利用効率評価手段をさらに備え、
前記周波数変更制御手段は、前記周波数利用効率評価手段が算出した前記通信待ち頻度の合計が一定値以上と判断した場合、前記第1周波数帯域を使用して通信中の少なくとも1つの移動局との通信を前記第1周波数帯域から前記未使用第2周波数帯域へ変更することを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項5のいずれかに記載の基地局装置。 - 前記周波数変更制御手段は、前記周波数利用効率評価手段が算出した通信待ち頻度の合計が一定値より小さいと判断した場合、前記移動局との通信を前記未使用第2周波数帯域から前記第1周波数帯域へ戻すことを特徴とする請求項10に記載の基地局装置。
- 複数の移動局と、前記移動局の少なくとも1つと通信を行う基地局装置とを備え、
前記移動局は、
前記基地局装置に優先的に割り当てられた第1周波数帯域を使用して前記基地局装置と通信を行う第1の移動局側無線通信回路と、
前記基地局装置以外に優先的に割り当てられた複数の第2周波数帯域の少なくとも1つを使用して前記基地局装置と通信を行う第2の移動局側無線通信回路とを備え
前記基地局装置は、
前記第1周波数帯域を使用して前記移動局の前記第1の移動局側無線通信回路と通信を行う第1の基地局側無線通信回路と、
前記複数の第2周波数帯域の少なくとも1つを使用して前記移動局の前記第2の移動局側無線通信回路と通信を行う複数の第2の基地局側無線通信回路と、
前記複数の第2の基地局側無線通信回路における前記複数の第2周波数帯域の電力を定期的に検出して、前記複数の第2周波数帯域の使用有無を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出手段で検出された前記複数の第2周波数帯域の使用有無が履歴として記憶される周波数検出結果記憶手段と、
前記複数の移動局の単位時間あたりの情報データの平均通信頻度が当該移動局のIDと対応付けて記憶される通信状態記憶手段と、
前記周波数検出記憶手段を参照して過去N回の使用有無の検出結果から通信に使用されていない未使用第2周波数帯域が存在すると判断し、かつ前記通信状態記憶手段を参照して前記第1周波数帯域を使用して通信中の前記平均通信頻度が一定値以下であると判断した場合、前記移動局との通信を前記第1周波数帯域から前記未使用第2周波数帯域へ変更する周波数変更制御手段とを備える
ことを特徴とする無線通信システム。 - 複数の移動局と、前記移動局の少なくとも1つと通信を行う基地局装置とを備え、
前記移動局は、
前記基地局装置に優先的に割り当てられた第1周波数帯域を使用して前記基地局装置と通信を行う第1の移動局側無線通信回路と、
前記基地局装置以外に優先的に割り当てられた複数の第2周波数帯域の少なくとも1つを使用して前記基地局装置と通信を行う第2の移動局側無線通信回路とを備え
前記基地局装置は、
前記第1周波数帯域を使用して前記移動局の前記第1の移動局側無線通信回路と
通信を行う第1の基地局側無線通信回路と、
前記複数の第2周波数帯域の少なくとも1つを使用して前記移動局の前記第2の移動局側無線通信回路と通信を行う複数の第2の基地局側無線通信回路と、
前記複数の第2の基地局側無線通信回路における前記複数の第2周波数帯域の電力を定期的に検出して、前記複数の第2周波数帯域の使用有無を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出手段で検出された前記複数の第2周波数帯域の使用有無が履歴として記憶される周波数検出結果記憶手段と、
前記複数の移動局の単位時間あたりの情報データの平均通信頻度及び前記情報データの単位回数あたりの平均データ長が当該移動局のIDと対応付けて記憶される通信状態記憶手段と、
前記周波数検出記憶手段を参照して過去N回の使用有無の検出結果から通信に使用されていない未使用第2周波数帯域が存在すると判断し、前記通信状態記憶手段を参照して前記第1周波数帯域を使用して通信中の移動局の前記平均通信頻度が一定値以上であり、かつ前記平均データ長が一定値以下であると判断した場合、前記移動局との通信を前記第1周波数帯域から前記未使用第2周波数帯域へ変更する周波数変更手段とを備える
ことを特徴とする無線通信システム。 - 基地局装置と少なくとも1つの移動局との間で前記基地局装置に優先的に割り当てられた第1周波数帯域を使用して通信中に、前記基地局装置以外に優先的に割り当てられた複数の第2周波数帯域から未使用第2周波数帯域を検出して割り当てを変更する方法であって、
前記複数の第2周波数帯域の電力を定期的に検出して前記複数の第2周波数帯域の使用有無を検出し、
検出した前記複数の第2周波数帯域の使用有無を履歴として周波数検出結果記憶手段に記憶し、
前記移動局の単位時間あたりの情報データの平均通信頻度を算出し、
前記周波数検出結果記憶手段を参照して過去N回の使用有無の検出結果から通信に使用されていない前記未使用第2周波数帯域を検出し、かつ前記第1周波数帯域を使用して通信中の移動局の前記平均通信頻度が一定値以下である場合、前記移動局との通信に使用する周波数帯域を前記第1周波数帯域から前記未使用第2周波数帯域に変更する
ことを特徴とする周波数割当方法。 - 基地局装置と少なくとも1つの移動局との間で前記基地局装置に優先的に割り当てられた第1周波数帯域を使用して通信中に、前記基地局装置以外に優先的に割り当てられた複数の第2周波数帯域から未使用第2周波数帯域を検出して割り当てを変更する方法であって、
前記複数の第2周波数帯域の電力を定期的に検出して前記複数の第2周波数帯域の使用有無を検出し、
検出した前記複数の第2周波数帯域の使用有無を履歴として周波数検出結果記憶手段に記憶し、
前記移動局の単位時間あたりの情報データの平均通信頻度及び前記情報データの単位回数あたりの平均データ長を算出し、
前記周波数検出結果記憶手段を参照して過去N回の使用有無の検出結果から通信に使用されていない前記未使用第2周波数帯域を検出し、前記第1周波数帯域を使用して通信中の第1の移動局の前記平均通信頻度が一定値以上であり、かつ前記平均データ長が一定値以下である場合、前記移動局との通信に使用する周波数帯域を前記第1周波数帯域から前記未使用第2周波数帯域に変更する
ことを特徴とする周波数割当方法。
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