JP4989289B2 - 無線通信制御装置及び無線通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、同一の無線周波数を用いる無線通信チャネルを地理的に離れた箇所で繰り返し利用することによって同時期に収容できる移動端末の数を増大させることができる移動体通信システムにおいて用いられる無線通信制御装置及び無線通信制御方法に関する。

従来、移動端末、及び当該移動端末と無線通信を実行する無線基地局とを含む移動体通信システムでは、複数の無線基地局が同一の無線通信チャネルを地理的に離れた箇所で繰り返し利用する方法が用いられている。特に、第２世代移動体通信システムでは、ＦＤＭＡシステムにおいて音声通信を行うことを前提としたダイナミックチャネル割当方法が検討されている。

ダイナミックチャネル割当方法では、概して、所定の条件、具体的には、信号対干渉波比（例えば、ＣＩＲ）が所定の閾値を超える無線通信チャネルが移動端末に割り当てられる。ここで、複数の無線通信チャネルが当該所定の条件を満足する場合、何れの無線通信チャネルを移動端末に割り当てるかなどによって移動体通信システム全体のキャパシティが変化する。

このようなダイナミックチャネル割当方法のひとつとして、Autonomous Reuse Partitioning（ＡＲＰ）が知られている（例えば、特許文献１）。ＡＲＰによれば、移動体通信システム内における無線通信チャネルの検索順序（以下、チャネル検索順序）が統一される。各無線基地局は、統一されたチャネル検索順序にしたがって無線通信チャネルを検索し、最初に所定の条件を満足する無線通信チャネルを移動端末に割り当てる。

このように無線通信チャネルを移動端末に割り当てることにより、無線通信チャネルごとに最適な“チャネル再利用距離”が自律的に設定されるため、移動体通信システムが同時期に収容できる移動端末の数を増大させることができる。

つまり、ＡＲＰが用いられる移動体通信システムでは、移動端末から受信した無線信号の受信レベルにしたがって無線通信チャネルが割り当てられる。このため、無線基地局の近傍に位置する移動端末には、チャネル検索順序によって定められる割当順位が早い無線通信チャネルが高い頻度で割り当てられる。
特許第３３７６３８７号公報（第７−８頁、第２図）

ところで、ＡＲＰが用いられる移動体通信システムでは、各セル（無線基地局）が取り扱うトラフィック量が少なく、移動体通信システムのシステム負荷が低い場合、割り当てられる無線通信チャネルを分散することによって移動端末のスループットの向上が期待できる。

しかしながら、システム負荷が低い場合でも、上述した従来の移動体通信システムでは、受信した無線信号の強度が強い移動端末、つまり、無線基地局の近傍に位置する移動端末には、割当順位が早い無線通信チャネルが高い頻度で割り当てられる。

このため、無線基地局の近傍に多数の移動端末が位置する場合など、不必要に被干渉量（具体的には、干渉電力）が高い無線通信チャネルが選択されることによって、移動端末のスループットが向上しないといった問題があった。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、移動体通信システムのシステム負荷に応じて、移動端末のスループットを向上させることができる無線通信制御装置及び無線通信制御方法を提供することを目的とする。

上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、同一の無線周波数を用いる無線通信チャネル（無線通信チャネルＣＨ）を地理的に離れた箇所で繰り返し利用することによって同時期に収容できる移動端末（移動端末２００Ａ〜２００Ｃ）の数を増大させることができる移動体通信システム（移動体通信システム１）において用いられる無線通信制御装置（例えば、無線基地局１００Ａ）であって、前記移動体通信システムにおいて取り扱われるトラフィック量に基づいて定められるシステム負荷を判定するシステム負荷判定部（システム負荷判定部１１１）と、前記無線通信チャネルを介して前記移動端末から受信した無線信号の受信レベルに対して設定される閾値に基づいて、前記移動体通信システム内において予め定められたチャネル検索順序にしたがって前記無線通信チャネルを前記移動端末に割り当てるチャネル割当部（チャネル割当部１１５）とを備え、前記チャネル割当部は、前記システム負荷の低下に応じて、少なくとも一部の前記無線通信チャネルを介して前記移動端末から受信する無線信号の受信レベルに対して設定される前記閾値を上昇させることを要旨とする。

このような無線通信制御装置によれば、移動体通信システムのシステム負荷の低下に応じて、移動端末への無線通信チャネルの割当に用いられる受信レベルの閾値が上昇する。

このため、移動体通信システムのシステム負荷が低い場合、受信レベルの閾値の上昇によって、干渉の少ない無線通信チャネルが移動端末に割り当てられる。つまり、移動端末に割り当てられる無線通信チャネルを分散することによって移動端末のスループットが向上できる場合において、チャネル検索順序によって定められる割当順位にしたがって不必要に被干渉量（具体的には、干渉電力）が高い無線通信チャネルが選択されることによって、移動端末のスループットが向上しないといった問題を解決することができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記チャネル割当部は、干渉雑音レベル、所要ＳＩＮＲ及び割当マージンにより決定される割当閾値を超えるか否かに基づいて、前記無線通信チャネルを前記移動端末に割り当て、前記システム負荷の低下に応じて、前記割当マージンを上昇させる割当マージン設定部（割当マージン設定部１１６）を備えることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記割当マージン設定部は、前記システム負荷の上昇に応じて、前記割当マージンを低下させることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記移動端末は、バッテリ（バッテリ２１０）を搭載し、前記バッテリの状態を示すバッテリ状態情報を前記移動端末から取得する情報取得部（情報取得部１１２）をさらに備え、前記割当マージン設定部は、前記情報取得部が取得した前記バッテリ状態情報に基づいて、前記割当マージンを設定することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記移動端末は、通常モードと、前記通常モードよりも前記バッテリの持続時間を延長させる長寿命モードとを有し、前記バッテリ状態情報は、前記移動端末が前記通常モードまたは前記長寿命モードの何れで動作しているかを示す動作モード情報を含み、前記割当マージン設定部は、前記移動端末が前記長寿命モードで動作している場合、割当マージンを前記通常モードよりも大きくすることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記無線信号の生成に用いられる変調コードセットを設定する変調コードセット設定部（ＭＣＳ設定部１１４）をさらに備え、前記変調コードセット設定部は、前記システム負荷の上昇に応じて、変調後のデータレートが低くなる前記変調コードセットを選択することを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第６の特徴に係り、前記変調コードセット設定部は、前記移動端末が送信する前記無線信号の送信電力が送信電力閾値以下の場合、前記データレートが低くなる前記変調コードセットの選択を中止することを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第７の特徴に係り、前記変調コードセット設定部は、前記システム負荷の上昇に応じて前記送信電力閾値を低下させることを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記チャネル割当部は、シンボルが直交する前記無線信号を用いる直交チャネル、または前記シンボルが完全に直交していない前記無線信号を用いる準直交チャネルを前記無線通信チャネルとして割当可能であり、前記システム負荷の上昇に応じて、前記直交チャネルの使用率を低下させる使用率設定部（使用率設定部１１７）を備えることを要旨とする。

本発明の第１０の特徴は、同一の無線周波数を用いる無線通信チャネルを地理的に離れた箇所で繰り返し利用することによって同時期に収容できる移動端末の数を増大させることができる移動体通信システムにおいて用いられる無線通信制御方法であって、前記移動体通信システムにおいて取り扱われるトラフィック量に基づいて定められるシステム負荷を判定するステップと、前記無線通信チャネルを介して前記移動端末から受信した無線信号の受信レベルに対して設定される閾値に基づいて、前記移動体通信システム内において予め定められたチャネル検索順序にしたがって無線通信チャネルを前記移動端末に割り当てるステップとを備え、前記無線通信チャネルを割り当てるステップでは、前記システム負荷の低下に応じて、少なくとも一部の前記無線通信チャネルを介して前記移動端末から受信する無線信号の受信レベルに対して設定される前記閾値を上昇させることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、移動体通信システムのシステム負荷に応じて、移動端末のスループットを向上させることができる無線通信制御装置及び無線通信制御方法を提供することができる。

次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（移動体通信システムの全体概略構成）
図１は、本実施形態に係る移動体通信システムの全体概略構成図である。図１に示すように、移動体通信システム１は、コアネットワーク１０、無線基地局１００Ａ，１００Ｂ、及び移動端末２００Ａ〜２００Ｃによって構成される。なお、移動体通信システム１に含まれる無線基地局及び移動端末の数量は、図１に示した数量に限定されるものではない。

本実施形態では、移動体通信システム１は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ（モバイルＷｉＭＡＸ）にしたがった無線通信方式に準拠している。また、移動体通信システム１では、同一の無線周波数を用いる無線通信チャネルＣＨを地理的に離れた箇所で繰り返し利用することによって同時期に収容できる移動端末の数を増大させることができる。

具体的には、移動体通信システム１では、Autonomous Reuse Partitioning（ＡＲＰ、例えば、特許第３３７６３８７号公報）が用いられる。ＡＲＰでは、信号対干渉比（ＣＩＲ）が所定の閾値を上回る場合、複数の無線基地局（無線通信制御装置）において、同一の無線周波数が再利用される、つまり、無線通信チャネルＣＨごとに最適な“チャネル再利用距離”が自律的に設定される。

コアネットワーク１０は、無線基地局１００Ａと無線基地局１００Ｂとを接続する。無線基地局１００Ａ，１００Ｂは、移動端末２００Ａ〜２００Ｃと無線通信チャネルＣＨを設定してデータを送受信する。無線基地局１００Ａは、セルＣ１を形成する。また、無線基地局１００Ｂは、セルＣ２を形成する。本実施形態において、無線基地局１００Ａ，１００Ｂは、無線通信制御装置を構成する。

移動端末２００Ａ〜２００Ｃは、移動可能な無線通信端末である。移動端末２００Ａ〜２００Ｃは、無線通信チャネルＣＨを用いてデータを送受信する。また、移動端末２００Ａ〜２００Ｃは、移動端末の動作に必要な電力を蓄えるバッテリ２１０を搭載する。移動端末２００Ａは、バッテリ２１０の動作に関して、ノーマルモード（通常モード）と、ノーマルモードよりもバッテリ２１０の持続時間を延長させるロングライフモード（長寿命モード）とを有する。

（無線通信制御装置の機能ブロック構成）
次に、本実施形態において無線通信制御装置を構成する無線基地局１００Ａの機能ブロック構成について説明する。なお、無線基地局１００Ｂも無線基地局１００Ａと同様の機能ブロック構成を有する。

（１）全体構成
図２は、無線基地局１００Ａの全体機能ブロック構成図である。なお、以下、本発明との関連がある部分について主に説明する。したがって、無線基地局１００Ａは、当該装置としての機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略した機能ブロック（電源部など）を備える場合があることに留意されたい。

図２に示すように、無線基地局１００Ａは、無線通信部１０１、ベースバンド信号処理部１０３、ネットワーク接続部１０５及び通信制御部１１０を備える。

無線通信部１０１は、ベースバンド信号処理部１０３から入力されるベースバンド信号を無線信号に変換して送信する。また、無線通信部１０１は、受信した無線信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号処理部１０３に出力する。

ベースバンド信号処理部１０３は、無線通信部１０１と接続されている。ベースバンド信号処理部１０３は、データ、具体的には、ユーザデータや制御データなどのベースバンド信号を無線通信部１０１に送信したり、入力されるベースバンド信号から制御信号及び情報信号を検出したりする。

ネットワーク接続部１０５は、コアネットワーク１０と接続するための接続インターフェースによって構成される。

通信制御部１１０は、無線通信部１０１において送受信される無線信号、及びベースバンド信号処理部１０３を介して送受信されるベースバンド信号に関する制御を実行する。

（２）通信制御部１１０の詳細機能ブロック構成
図３は、通信制御部１１０の詳細機能ブロック構成図である。図３に示すように、通信制御部１１０は、システム負荷判定部１１１、情報取得部１１２、受信信号状態測定部１１３、ＭＣＳ設定部１１４、チャネル割当部１１５、割当マージン設定部１１６及び使用率設定部１１７を備える。

システム負荷判定部１１１は、移動体通信システム１において取り扱われるトラフィック量に基づいて定められるシステム負荷を判定する。

システム負荷判定部１１１は、情報取得部より与えられる情報、例えば、移動体通信システム１内の周辺セルにおける過去Ｎフレームでの平均フレーム使用率、平均送信待ちユーザ数、送信バッファ内のデータ蓄積量、或いはユーザからの伝送速度に対するリクエストなどに基づく予想トラフィック量を示す情報に基づいて、移動体通信システム１のシステム負荷を判定する。

具体的には、システム負荷判定部１１１は、情報取得部１１２がコアネットワーク１０を介して取得したトラフィック量を示す情報を用いて移動体通信システム１のシステム負荷を判定する。なお、システム負荷判定部１１１は、トラフィック量を示す情報に代えて、移動体通信システム１のシステム負荷の高低を示す情報を取得してもよい。

また、システム負荷判定部１１１は、自セルにおけるシステム負荷を測定し、測定したシステム負荷を示す情報を、他セルを構成する無線基地局の情報取得部（不図示）に対して送信する。

情報取得部１１２は、通信制御部１１０の動作に用いられる各種情報を取得する。特に、本実施形態では、上述したように、コアネットワーク１０を介して、移動体通信システム１において取り扱われるトラフィック量を示す情報を取得する。

また、情報取得部１１２は、移動端末２００Ａ〜２００Ｃに搭載されるバッテリ２１０の状態を示すバッテリ状態情報を移動端末２００Ａ〜２００Ｃから取得する。バッテリ状態情報には、移動端末２００Ａ〜２００Ｃがノーマルモードまたはロングライフモードの何れで動作しているかを示す動作モード情報が含まれる。

受信信号状態測定部１１３は、無線通信部１０１が受信した無線信号の状態を測定する。具体的には、受信信号状態測定部１１３は、無線通信部１０１が受信した無線信号の信号対干渉波比（ＣＩＲ）や信号対干渉電力・雑音電力比（ＳＩＮＲ）などを測定する。

ＭＣＳ設定部１１４は、無線通信部１０１が送信する無線信号の生成に用いられる変調コードセット（Modulation and Coding Scheme）を設定する。本実施形態において、ＭＣＳ設定部１１４は、変調コードセット設定部を構成する。

ＭＣＳ設定部１１４は、システム負荷判定部１１１によって判定されたシステム負荷の上昇に応じて、変調多値数の高い、或いは高い符号化率の変調コードセットの使用を制限する。

また、ＭＣＳ設定部１１４は、移動端末２００Ａ〜２００Ｃが送信する無線信号の送信電力が所定の送信電力閾値以下の場合、変調後のデータレートが低くなる変調コードセットの選択を中止することができる。さらに、ＭＣＳ設定部１１４は、システム負荷の上昇に応じて送信電力閾値を低下させることができる。

チャネル割当部１１５は、移動体通信システム１内において予め定められたチャネル検索順序にしたがって無線通信チャネルＣＨを移動端末２００Ａ〜２００Ｃに割り当てる。具体的には、チャネル割当部１１５は、ＡＲＰに基づいて移動体通信システム１において統一されたチャネル検索順序にしたがって無線通信チャネルＣＨを検索し、最初に所定の条件を満足する無線通信チャネルＣＨを移動端末２００Ａ〜２００Ｃに割り当てる。

本実施形態では、チャネル割当部１１５は、無線通信チャネルＣＨを介して移動端末２００Ａ〜２００Ｃから受信した無線信号の受信レベルに対して設定される閾値に基づいて無線通信チャネルＣＨを移動端末２００Ａ〜２００Ｃに割り当てる。

具体的には、チャネル割当部１１５は、移動端末２００Ａ〜２００Ｃから受信した無線信号のＳＩＮＲの閾値に基づいて無線通信チャネルＣＨを移動端末２００Ａ〜２００Ｃに割り当てる。

ここで、図８は、無線基地局１００Ａが送受信する無線信号のフレーム構成を示す。図８に示すように、無線基地局１００Ａが送受信する無線信号のフレームＦは、プリアンブルＰＡ、ゾーンＺ１及びゾーンＺ２によって構成される。チャネル割当部１１５は、移動端末から受信した無線信号のＳＩＮＲが所定の閾値を満たす場合、ゾーンＺ１に含まれる無線通信チャネルＣＨに当該移動端末を割り当てる。また、無線信号のＳＩＮＲが当該所定の閾値を満たさないものの、ゾーンＺ２に移動端末を割り当てるか否かの判定に用いられる閾値を満たす場合、チャネル割当部１１５は、ゾーンＺ２に含まれる無線通信チャネルＣＨに当該移動端末を割り当てる。ゾーンＺ２に移動端末を割り当てるか否かの判定に用いられる閾値も満たさない場合、チャネル割当部１１５は、当該移動端末に無線通信チャネルＣＨを割り当てずにブロックする。

本実施形態では、チャネル割当部１１５は、干渉雑音レベル、所要ＳＩＮＲ及び割当マージンにより決定される割当閾値を超えるか否かに基づいて、無線通信チャネルＣＨを移動端末２００Ａ〜２００Ｃに割り当てる。なお、割当閾値は、所要ＳＩＮＲまたは割当マージンの何れかを制御することによって変化させてもよい。

さらに、チャネル割当部１１５は、移動体通信システム１のシステム負荷の低下に応じて、受信レベルに対して設定される閾値を上昇させることができる。具体的には、チャネル割当部１１５は、チャネル検索順序によって定められる割当順位が早い無線通信チャネルＣＨを介して受信する無線信号の受信レベルに対して設定される当該閾値を上昇させる。なお、チャネル割当部１１５は、割当順位の早い無線通信チャネルＣＨが空きの状態では、割当順位の遅い無線通信チャネルＣＨが使用される状態を生じないように無線通信チャネルＣＨを移動端末に割り当てる。

また、ゾーン内に割り当てられた複数の移動端末（ユーザ）の状態に応じて、リソース、具体的には、ゾーンに含まれる所定数のサブチャネルＣＨｓを移動端末に配分してもよい。例えば、チャネル割当部１１５は、各移動端末の送信及び受信ビットレートに基づいて、サブチャネルＣＨｓの数、或いはゾーンに割り当てる移動端末の数を決定することができる。

さらに、チャネル割当部１１５は、移動端末に割り当てるサブチャネルＣＨｓの単位（割当単位）を固定し、移動端末に割当可能なサブチャネルＣＨｓを割当単位ごとに割り当ててもよい。例えば、チャネル割当部１１５は、セクタＳＣ１（〜ＳＣ３）内において無線通信を実行している移動端末数に応じて、移動端末に複数のサブチャネルＣＨｓを割り当てることができる。

また、チャネル割当部１１５は、シンボルが直交する無線信号を用いる直交チャネル、またはシンボルが完全に直交していない無線信号を用いる準直交チャネルを無線通信チャネルＣＨとして割り当てることができる。

本実施形態では、チャネル割当部１１５は、無線基地局に近いエリアＡ１（図１参照）に位置する移動端末に対して、準直交チャネルを優先して割り当てる。具体的には、チャネル割当部１１５は、エリアＡ１における準直交チャネルの使用率が９０％程度となるように移動端末に無線通信チャネルＣＨを割り当てる。

また、チャネル割当部１１５は、エリアＡ１の外側に位置するエリアＡ２における準直交チャネルの使用率が６０％程度となるように移動端末に無線通信チャネルＣＨを割り当て、エリアＡ２の外側に位置するエリアＡ３における準直交チャネルの使用率が３０％程度となるように移動端末に無線通信チャネルＣＨを割り当てる。エリアＡ３は、当該セル（例えば、セルＣ２）内で最も外側に位置し、隣接セル（例えば、セルＣ１）と重なっている部分を有する。

割当マージン設定部１１６は、割当マージンを設定する。具体的には、割当マージン設定部１１６は、図９に示すテーブルにしたがって割当マージンを設定する。図９に示すように、割当マージン設定部１１６は、移動体通信システム１のシステム負荷の低下に応じて、割当マージンを上昇させる。また、割当マージン設定部１１６は、当該システム負荷の上昇に応じて、割当マージンを低下させる。

また、割当マージン設定部１１６は、情報取得部１１２が取得したバッテリ状態情報に基づいて割当マージンを設定することができる。具体的には、割当マージン設定部１１６は、図１０に示すテーブルにしたがって割当マージンを設定する。図１０に示すように、割当マージン設定部１１６は、移動端末２００Ａ〜２００Ｃがロングライフモードで動作している場合、割当マージンをノーマルモード通常モードよりも大きくする。

使用率設定部１１７は、直交チャネルや準直交チャネルの使用率を設定する。本実施形態では、使用率設定部１１７は、移動体通信システム１のシステム負荷の上昇に応じて、直交チャネルの使用率を低下させる。

（無線通信制御装置の動作）
次に、本実施形態において無線通信制御装置を構成する無線基地局１００Ａの動作について説明する。具体的には、無線基地局１００Ａが移動端末２００Ａに無線通信チャネルＣＨを割り当てる動作について説明する。

（１）動作例１
図４は、無線基地局１００Ａが、移動体通信システム１のシステム負荷に応じて割当マージンを設定し、移動端末２００Ａから受信した無線信号の受信レベルの閾値と、設定した割当マージンとに基づいて移動端末２００Ａに無線通信チャネルＣＨを割り当てる動作を示す。

図４に示すように、ステップＳ１０において、無線基地局１００Ａは、移動体通信システム１においてシステム負荷を示す情報に基づいて、移動体通信システム１のシステム負荷を判定する。

ステップＳ２０において、無線基地局１００Ａは、割当マージンを設定する。具体的には、無線基地局１００Ａは、図９に示すテーブルにしたがって割当マージンを設定する。

ステップＳ３０において、無線基地局１００Ａは、移動体通信システム１内において予め定められたチャネル検索順序にしたがって無線通信チャネルＣＨを移動端末２００Ａに割り当てる。具体的には、無線基地局１００Ａは、ＡＲＰに基づいて移動体通信システム１において統一されたチャネル検索順序にしたがって無線通信チャネルＣＨを検索し、干渉雑音レベル、所要ＳＩＮＲ及び割当マージンにより決定される割当閾値を超える無線通信チャネルＣＨを移動端末２００Ａに割り当てる。

（２）動作例２
図５は、移動体通信システム１のシステム負荷に加え、無線基地局１００Ａが、移動端末２００Ａの動作モード（ノーマルモード通常モードまたはロングライフモード）に基づいて移動端末２００Ａに無線通信チャネルＣＨを割り当てる動作を示す。

図５に示すように、ステップＳ１１０において、無線基地局１００Ａは、移動体通信システム１のシステム負荷を判定する。

ステップＳ１２０において、無線基地局１００Ａは、移動端末２００Ａの動作モードを取得する。具体的には、無線基地局１００Ａは、移動端末２００Ａに搭載されるバッテリ２１０の状態を示すバッテリ状態情報を移動端末２００Ａから取得する。バッテリ状態情報には、移動端末２００Ａがノーマルモードまたはロングライフモードの何れで動作しているかを示す動作モード情報が含まれる。

ステップＳ１３０において、無線基地局１００Ａは、取得した動作モードに基づいて割当マージンを設定する。具体的には、無線基地局１００Ａは、図１０に示すテーブルにしたがって割当マージンを設定する。

ステップＳ１４０において、無線基地局１００Ａは、ＡＲＰに基づいて移動体通信システム１において統一されたチャネル検索順序にしたがって無線通信チャネルＣＨを検索し、干渉雑音レベル、所要ＳＩＮＲ及び割当マージンにより決定される割当閾値を超える無線通信チャネルＣＨを移動端末２００Ａに割り当てる。

（３）変更例１
図６は、図４に示した動作例１、及び図５に示した動作例２に適用できる無線基地局１００Ａの動作の変更例を示す。

図６に示す動作フローは、図４に示したステップＳ１０とステップＳ２０との間、または図５に示したステップＳ１１０とステップＳ１２０との間において実行される。

ステップＳ１１において、無線基地局１００Ａは、移動体通信システム１のシステム負荷が所定の閾値よりも高いか否かを判定する。

移動体通信システム１のシステム負荷が所定の閾値よりも高い場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ１２において、無線基地局１００Ａは、移動端末２００Ａに送信する無線信号の生成に用いられる変調コードセット（Modulation and Coding Scheme）の上限値を設定する。

具体的には、無線基地局１００Ａは、システム負荷の上昇に応じて、変調後のデータレートが低くなる変調コードセットを選択する。また、無線基地局１００Ａは、システム負荷が所定の閾値よりも高い場合、変調コードセットの上限値を設定する。

（４）変更例２
図７は、図４に示した動作例１、及び図５に示した動作例２に適用できる無線基地局１００Ａの動作の変更例を示す。

図７に示す動作フローは、上述した変更例１と同様に、図４に示したステップＳ１０とステップＳ２０との間、または図５に示したステップＳ１１０とステップＳ１２０との間において実行される。

ステップＳ１１Ａにおいて、無線基地局１００Ａは、移動体通信システム１のシステム負荷が所定の閾値よりも高いか否かを判定する。

移動体通信システム１のシステム負荷が所定の閾値よりも高い場合（ステップＳ１１ＡのＹＥＳ）、ステップＳ１２Ａにおいて、無線基地局１００Ａは、移動端末２００Ａが送信する無線信号の送信電力が所定の送信電力閾値以下か否かを判定する。

移動端末２００Ａが送信する無線信号の送信電力が所定の送信電力閾値以下の場合（ステップＳ１２ＡのＹＥＳ）、ステップＳ１３Ａにおいて、無線基地局１００Ａは、移動端末２００Ａに送信する無線信号の生成に用いられる変調コードセット（Modulation and Coding Scheme）の上限値を設定する。

具体的には、無線基地局１００Ａは、変調後のデータレートが低くなる変調コードセットの選択を中止することができる。

（作用・効果）
無線基地局１００Ａ（１００Ｂ）によれば、移動体通信システム１のシステム負荷の低下に応じて、移動端末２００Ａ〜２００Ｃから受信した無線信号の受信レベル（ＳＩＮＲ）の閾値が上昇する。

本実施形態では、チャネル割当部１１５は、移動端末２００Ａ〜２００Ｃから受信した無線信号の受信レベルが、閾値と当該閾値に上乗せされる割当マージンとの合計値を超えるか否かに基づいて、無線通信チャネルＣＨを移動端末２００Ａ〜２００Ｃに割り当てる。また、割当マージン設定部１１６は、システム負荷の低下に応じて、当該割当マージンを上昇させる。

このため、移動体通信システム１のシステム負荷が低い場合、当該受信レベルの閾値、具体的には、閾値と割当マージンとの合計値の上昇によって、干渉の少ない無線通信チャネルＣＨが移動端末２００Ａ〜２００Ｃに割り当てられる。

つまり、移動端末２００Ａ〜２００Ｃに割り当てられる無線通信チャネルＣＨを分散することによって移動端末２００Ａ〜２００Ｃのスループットが向上できる場合において、ＡＲＰに基づくチャネル検索順序によって定められる割当順位にしたがって不必要に被干渉量（具体的には、干渉電力）が高い無線通信チャネルＣＨが選択されることによって、移動端末２００Ａ〜２００Ｃのスループットが向上しないといった問題を解決することができる。また、干渉の少ない無線通信チャネルＣＨが移動端末２００Ａ〜２００Ｃに割り当てられるため、移動端末２００Ａ〜２００Ｃの送信電力を抑制することができる。

本実施形態では、割当マージン設定部１１６は、システム負荷の上昇に応じて、割当マージンを低下させる。割当マージンが低下すると、干渉の多い無線通信チャネルＣＨが移動端末２００Ａ〜２００Ｃに割り当てられる。つまり、チャネル検索順序によって定められる割当順位が早い無線通信チャネルＣＨの利用率が高くなり、当該割当順位が遅い無線通信チャネルＣＨの利用率が低くなる。このため、ＡＲＰが用いられている場合において、システム負荷が低いでも効率よくユーザデータなどを伝送することができる。

本実施形態では、割当マージン設定部１１６は、情報取得部１１２が取得したバッテリ状態情報、具体的には動作モードに基づいて割当マージンを設定する。移動端末２００Ａ〜２００Ｃがロングライフモードで動作している場合、ノーマルモードで動作している場合よりも割当マージンが大きくなる。このため、ロングライフモードで動作している移動端末に対して高い送信電力を必要とする無線通信チャネルＣＨが割り当てられることを抑制できる。

本実施形態では、ＭＣＳ設定部１１４は、システム負荷の上昇に応じて、変調後のデータレートが低くなる変調コードセット（MCS）を選択する。変調後のデータレートが低くなる変調コードセットが選択されると、干渉の多い無線通信チャネルＣＨが移動端末２００Ａ〜２００Ｃに割り当てられる。つまり、チャネル検索順序によって定められる割当順位が早い無線通信チャネルＣＨの利用率が高くなり、当該割当順位が遅い無線通信チャネルＣＨの利用率が低くなる。

このため、移動端末が送信した無線信号の受信電力値が低い場合でも、常に最低レートの所要ＳＩＮＲで検索する方法と比較して、低システム負荷時において高いレートによる送信頻度を高くすることができ、システムスループットが高められる。また、常に高速レートの所要ＳＩＮＲから検索する方法と比較して、高システム負荷時に一部のユーザが高速で伝送可能であるが、通信を行うことができないユーザの発生を防ぐことができる。

また、ＭＣＳ設定部１１４は、移動端末が送信する無線信号の送信電力が送信電力閾値以下の場合、変調後のデータレートが低くなる変調コードセットの選択を中止する。さらに、ＭＣＳ設定部１１４は、システム負荷の上昇に応じて送信電力閾値を低下させることができる。このため、高い送信電力を必要とすることなく変調後のデータレートが高くなる変調コードセットを用いることができる場合には、当該移動端末のスループットを向上させることができる。

本実施形態では、使用率設定部１１７は、システム負荷の上昇に応じて、直交チャネルの使用率を低下させる。このため、準直交チャネルの使用率が上昇し、隣接セルとの干渉を少なくすることができる。つまり、準直交チャネルの使用率が上昇すると、干渉する他の無線通信チャネルＣＨから少しずつ干渉を受けるため、直交チャネルが用いられる場合よりも、特定の無線通信チャネルＣＨが受ける全体の被干渉量を抑制することができる。このため、移動体通信システム１全体としてのスループットが向上する。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

例えば、無線基地局１００Ａが複数のセクタ、具体的には、セクタＳＣ１〜セクタＳＣ３（図１参照）によって構成される場合、セクタの位置に応じて上述した動作の内容を変更してもよい。具体的には、海などに近接するため、海側には隣接するセル（セクタ）が存在しないセクタＳＣ１では、他のセル（セクタ）に与える干渉が少ないため、上述した動作をしないようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、バッテリ状態情報には、動作モードが含まれていたが、バッテリ状態情報は、バッテリ２１０の残量を示すバッテリ残量情報を含んでもよい。

さらに、上述した実施形態では、ＡＲＰにしたがったチャネル検索順序によって定められる割当順位にしたがって無線通信チャネルＣＨが割り当てられていたが、ＡＲＰを用いず、単に予め定められたチャネル検索順序にしたがって無線通信チャネルＣＨを割り当てても構わない。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施形態に係る移動体通信システムの全体概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線通信制御装置の全体機能ブロック構成図である。 本発明の実施形態に係る通信制御部の詳細機能ブロック構成図である。 本発明の実施形態に係る無線通信制御装置の動作フローである。 本発明の実施形態に係る無線通信制御装置の動作フローである。 本発明の変更例に係る無線通信制御装置の動作フローである。 本発明の変更例に係る無線通信制御装置の動作フローである。 本発明の実施形態に係る無線通信制御装置が送受信する無線信号のフレーム構成図である。 本発明の実施形態において用いられるシステム負荷と割当マージンとの対応関係を示すテーブルである。 本発明の実施形態において用いられるシステム負荷と割当マージン（移動端末の動作モードを含む）との対応関係を示すテーブルである。

符号の説明

１…移動体通信システム、１０…コアネットワーク、１００Ａ，１００Ｂ…無線基地局、１０１…無線通信部、１０３…ベースバンド信号処理部、１０５…ネットワーク接続部、１１０…通信制御部、１１１…システム負荷判定部、１１２…情報取得部、１１３…受信信号状態測定部、１１４…ＭＣＳ設定部、１１５…チャネル割当部、１１６…割当マージン設定部、１１７…使用率設定部、２００Ａ〜２００Ｃ…移動端末、２１０…バッテリ、Ａ１〜Ａ３…エリア、Ｃ１，Ｃ２…セル、ＣＨ…無線通信チャネル、ＣＨｓ…サブチャネル、Ｆ…フレーム、ＰＡ…プリアンブル、ＳＣ１〜ＳＣ３…セクタ

Claims (10)

1. 同一の無線周波数を用いる無線通信チャネルを地理的に離れた箇所で繰り返し利用することによって同時期に収容できる移動端末の数を増大させることができる移動体通信システムにおいて用いられる無線通信制御装置であって、
   前記移動体通信システムにおいて取り扱われるトラフィック量に基づいて定められるシステム負荷を判定するシステム負荷判定部と、
   前記無線通信チャネルを介して前記移動端末から受信した無線信号の受信レベルに対して設定される閾値に基づいて、前記移動体通信システム内において予め定められたチャネル検索順序にしたがって前記無線通信チャネルを前記移動端末に割り当てるチャネル割当部と
   を備え、
   前記チャネル割当部は、前記システム負荷の低下に応じて、前記チャネル検索順序によって定められる割当順位が早い無線通信チャネルを介して前記移動端末から受信する無線信号の受信レベルに対して設定される前記閾値を上昇させる無線通信制御装置。
2. 前記チャネル割当部は、干渉雑音レベル、所要ＳＩＮＲ及び割当マージンにより決定される割当閾値を超えるか否かに基づいて、前記無線通信チャネルを前記移動端末に割り当て、
   前記システム負荷の低下に応じて、前記割当マージンを上昇させる割当マージン設定部を備える請求項１に記載の無線通信制御装置。
3. 前記割当マージン設定部は、前記システム負荷の上昇に応じて、前記割当マージンを低下させる請求項２に記載の無線通信制御装置。
4. 前記移動端末は、バッテリを搭載し、
   前記バッテリの状態を示すバッテリ状態情報を前記移動端末から取得する情報取得部をさらに備え、
   前記割当マージン設定部は、前記情報取得部が取得した前記バッテリ状態情報に基づいて、前記割当マージンを設定する請求項２に記載の無線通信制御装置。
5. 前記移動端末は、通常モードと、前記通常モードよりも前記バッテリの持続時間を延長させる長寿命モードとを有し、
   前記バッテリ状態情報は、前記移動端末が前記通常モードまたは前記長寿命モードの何れで動作しているかを示す動作モード情報を含み、
   前記割当マージン設定部は、前記移動端末が前記長寿命モードで動作している場合、割当マージンを前記通常モードよりも大きくする請求項４に記載の無線通信制御装置。
6. 前記無線信号の生成に用いられる変調コードセットを設定する変調コードセット設定部をさらに備え、
   前記変調コードセット設定部は、前記システム負荷の上昇に応じて、変調後のデータレートが低くなる前記変調コードセットを選択する請求項１に記載の無線通信制御装置。
7. 前記変調コードセット設定部は、前記移動端末が送信する前記無線信号の送信電力が送信電力閾値以下の場合、前記データレートが低くなる前記変調コードセットの選択を中止する請求項６に記載の無線通信制御装置。
8. 前記変調コードセット設定部は、前記システム負荷の上昇に応じて前記送信電力閾値を低下させる請求項７に記載の無線通信制御装置。
9. 前記チャネル割当部は、シンボルが直交する前記無線信号を用いる直交チャネル、または前記シンボルが完全に直交していない前記無線信号を用いる準直交チャネルを前記無線通信チャネルとして割当可能であり、
   前記システム負荷の上昇に応じて、前記直交チャネルの使用率を低下させる使用率設定部を備える請求項１に記載の無線通信制御装置。
10. 同一の無線周波数を用いる無線通信チャネルを地理的に離れた箇所で繰り返し利用することによって同時期に収容できる移動端末の数を増大させることができる移動体通信システムにおいて用いられる無線通信制御方法であって、
    前記移動体通信システムにおいて取り扱われるトラフィック量に基づいて定められるシステム負荷を判定するステップと、
    前記無線通信チャネルを介して前記移動端末から受信した無線信号の受信レベルに対して設定される受信レベルの閾値に基づいて、前記移動体通信システム内において予め定められたチャネル検索順序にしたがって無線通信チャネルを前記移動端末に割り当てるステップと
    を備え、
    前記無線通信チャネルを割り当てるステップでは、前記システム負荷の低下に応じて、前記チャネル検索順序によって定められる割当順位が早い無線通信チャネルを介して前記移動端末から受信する無線信号の受信レベルに対して設定される前記閾値を上昇させる無線通信制御方法。

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