JP5408705B2 - 無線通信システム、基地局及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、基地局及び無線通信方法に係わり、特にデジタルコードレスシステムに好適に用いられる無線通信システム及び無線通信方法に関する。

図６に示すように、無線通信システムは、基地局CS1〜CS4の各エリア情報は固定（広範囲）で、トラフィックの多い場所に基地局CS4の他に基地局CS2,CS3を増設してそのまま運用する。図６では事務所に端末PS2〜PS6が集まっている場合を示している。代表外線に着信が入ると主装置ＭＥ、基地局CS1〜CS4を介して各無線端末PS1〜PS7へ一斉に着呼要求がかかるが、実際に周波数を使用すると同一エリア内で同じ周波数f1(MHz)を使用してしまう場合があり、着信に失敗する現象が発生する。

基地局CS1〜CS4は複数の無線端末PS1〜PS7を一斉に鳴動させるため、各基地局はほぼ同時に着信要求を送出する。無線端末PS1〜PS7のそれぞれで着信応答を基地局に返信した順番にキャリアセンス（キャリアセンスについては本発明の実施形態において説明する）を実施して通話に使用する周波数を決定するが、同時にキャリアセンスを実施するため、複数の基地局から複数の無線端末へ同じ周波数を割当ててしまう可能性が生じる。

図６では、基地局CS1から無線端末PS7へ周波数f1(MHz)を割り当て、基地局CS2から無線端末PS6へ同じ周波数f1(MHz)を割り当て、基地局CS3から無線端末PS1へ同じ周波数f1(MHz)を割り当てた場合を示している。基地局CS1と基地局CS2,CS3とは距離が離れているため着信をかけた場合に同じ周波数を割り当てる場合がある。そして、基地局CS2と基地局CS3とは距離は近いが同時に個別着信をかけた場合に同じ周波数を割り当てる場合がある。

着信中は通話中の状態と異なり、ハンドオーバやチャネル切り替え等の干渉回避の仕組みが無く、着信に失敗すると着信中に突然着信音が停止するような現象となる。

また着信に失敗して再度着信をかける場合でも鳴動端末の台数によって、狭いエリアで多数の周波数を使用してお互い送信ＩＭ（Inter-Modulation）を発生させ空き周波数が少なくなってしまう現象も発生する。狭いエリア内で複数の周波数を使用するとお互い干渉を起こし、未使用の周波数にスプリアスとして表れ、キャリアセンスレベルに到達すると基地局が着信時に割当てる周波数が無いと判定してしまう場合がある。この場合、着信鳴動は動作せず、鳴動がかかるまで時間がかかることになる。

上記の現象を回避するために、特定の基地局のエリア情報を調整してエリアを絞ったり、送信電力を低減させて送信ＩＭを低減させたりすることが可能だが、個別の調整が求められノウハウを必要とする。

無線通信システムは狭いエリア内で同時に複数の無線端末を鳴動させる場合は次の設定を手動で実施する。

１） トラフィックに適した基地局の増設
２） 各基地局のエリア情報の変更
３） 各基地局の送信電力の低減
本発明に関連する技術を開示するものとして、特許文献１には、ＰＨＳ通信システムにおいて、各基地局が他の基地局から放出されて捕捉された電波の強度を測定し、ＰＨＳ交換装置あるいは保守端末は各基地局が捕捉した電波の電界強度が大きい順に電界強度テーブルを作成し、各基地局の起動順序を自動的に決定することの記載がある。

特許文献２には、各基地局の無線送信電力を変化させる条件とその設定値を無線制御局に設定し、条件が満たされた場合に、基地局の無線送信電力を変更することの記載がある。

また特許文献３には、基地局が通話トラフィック量を測定し、通話トラフィック量に応じた送信部の送信出力の制御を行うことの記載がある。

特開２０００−３１２３７７号公報 特開平０９−０６５４１９号公報 特開平１１−１５４９０５号公報

上記のように、デジタルコードレスシステムにて、代表外線に着信が入った場合に複数端末を鳴動させ、かつ相手の電話番号を各端末のディスプレイに表示させたい場合に各基地局は鳴動端末全てに一斉に個別着信をかける。ビジネスで使用する場合は比較的狭いエリアでそれを実現する事象が多く、そのような環境下で同時に個別着信をかけた場合は通話チャネルがお互い干渉を起こし着信が鳴らない端末が発生したり、鳴動が極端に遅れたりする現象が発生する。

特に着信状態においてはチャネル切り替えやハンドオーバといった干渉回避動作をサポートしていないものが多く実用上問題となる。

本発明は、システム起動時にトラフィックの高い基地局を指定して、基地局間で電界強度を測定し合い、トラフィックに適する待受けエリア及び送信電力の調整を自動的に設定することにより、置局設計を簡略化し、周波数利用効率を向上させることにより、安定した着信動作を実現することを目的とする。

本発明に係わる無線通信方法は、第１の基地局と、該第１の基地局よりも電波の到達範囲の狭い、トラフィック対策用の第２の基地局とが配置される無線通信システムの無線通信方法において、
前記第１及び第２の基地局間で、無線通信システム起動時に電界強度を測定し合い、前記第１及び第２の基地局と接続される主装置が、測定された情報を解析して前記第２の基地局のエリア情報を上げ、送信電力を低くすることを特徴とする。

本発明に係わる無線通信システムは、第１の基地局と、該第１の基地局よりも電波の到達範囲の狭い、トラフィック対策用の第２の基地局とが配置され、前記第１及び第２の基地局とは、システム起動時に電界強度を測定し合い、前記第１及び第２の基地局から測定された情報を受けて解析し、前記第２の基地局のエリア情報を上げ、送信電力を低くするように設定する主装置を備えてなることを特徴とする。

本発明に係わる主装置は、第１の基地局と、該第１の基地局よりも電波の到達範囲の狭い、トラフィック対策用の第２の基地局とが配置され、前記第１及び第２の基地局と接続される主装置とを備えた無線通信システムに用いられる主装置であって、
無線通信システム起動時に第１及び第２の基地局との間で測定された電界強度を受けて解析し、前記第２の基地局のエリア情報を上げ、送信電力を低くするように設定することを特徴とする。

本発明の第一の効果は、トラフィックに対応したエリア設計が簡素化でき、送信電力のコントロールをすることにより周波数の利用効率を向上できることである。その結果、無線端末を一斉に鳴動させる動作を安定させることが可能となる。

本発明の第二の効果は、現行システムのハードウェアを変更することなくソフトウェアのみの変更により実現が可能となることである。

本発明に係わるデシタルコードレスシステムの構成を示す構成図である。 着信の動作を説明する図である。 本発明に係わるデシタルコードレスシステムでの置局設計の動作を説明する図である。 候補ＣＳテーブルを示す図である。 周波数利用効率の向上を説明するための図である。 背景技術となるデシタルコードレスシステムの構成を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態のデシタルコードレスシステムは、無線端末PS1〜PS7、基地局CS1〜CS4、主装置MEから構成される。主装置MEには外線（代表）が接続されており、外線着信が入ると複数の無線端末PS1〜PS７が一斉に鳴動する。基地局CS1、CS4は第１の基地局となり、基地局CS2,CS3は基地局CS1、CS4より電波の到達範囲（エリア）（図中、実線又は破線で示されている領域）が狭くなっている。

図２は着信動作を説明する図である。図２に示すように、代表外線に着信が入ると主装置ＭＥ、基地局CS1〜CS4を介して各無線端末PS1〜PS7へ一斉に着呼要求がかかる。デシタルコードレスシステムでは１台の基地局について３台の無線端末に着呼要求を送出する。ここでは、基地局CS3から無線端末PS1〜PS3に着呼要求を送出する場合を示している。無線端末PS1〜PS7のそれぞれで着信応答を基地局に返信した順番にキャリアセンスを実施して通話に使用する周波数を決定する。

キャリアセンスとは、1 slot（625μs）内で前縁，中央，後縁の３点で単発受信を行い、レベルの一番高いRSSI値とキャリアセンスレベル（44dBμV）を比較してそのslotが空slotかどうか判定する動作をいう。

狭いエリア内で同時に複数端末を鳴動するような環境下において、図１のように基地局CS1，CS4（エリア最大）にて広帯域のエリアをカバーし、稼動しているデジタルコードレスシステムを想定する。デジタルコードレスの基地局は1台につき3通話の制限があるため、トラフィックが多い場所の対応として基地局CS2，CS3を増設する。トラフィックのために増設する基地局CS2，CS3は置局設計上、お互いの距離を離さず密集させて設置される。

原則として広いセルを組み合わせる中にトラフィック対策の基地局をエリアを絞って設置することで干渉（送信ＩＭ）を回避する方針とする。これは、広いセル中にトラフィック対策のセルが包括されるように基地局CS2，CS3を配置しないと、エリアを絞った基地局からゾーン流出した際に圏外のエリアが大きくなり不都合が生じるためである。

以下、図３を用いて、本実施形態のデジタルコードレスシステムの動作について説明する。

システムデータにおいて基地局CS2,CS3,CS4をグループ化しておく（ステップＳ１１）。システムが起動すると（ステップＳ１２）、基地局CS2,CS3,CS4は自システム内のCSID（システムIDと称す）と受信電界強度（RSSIと称す）を紐付けしたテーブルデータを各々測定して主装置のソフトへ通知する（ステップＳ１３）。図４は各基地局CS1〜CS4で作成される候補ＣＳテーブルを示す。

主装置のソフトは受けたデータを解析して各々初期エリア情報を有する基地局と、トラフィック対策の基地局とに分類して、トラフィック対策の基地局CS2,CS3に関してはエリア情報を10dB上げ、送信電力を10dB下げる（ステップ１４）。

この状態で稼動することにより、複雑な調整をせずに狭いエリアでトラフィックが多い場合でも周波数利用効率を向上させることが可能となる。

デジタルコードレスシステムでは、無線端末は、基地局からエリア情報と呼ばれる無線上の動作を決定するパラメータを受信してシステムの指示に従う。エリア情報の例として以下のパラメータが存在する。

待受け選択レベル： 待受け状態においてこのレベル以上の電界強度（RSSI）を受信した基地局に対して待受け動作を実施する。

待受け保持レベル： 待受けした状態からこのレベルを下回るとゾーン流出と判断する。

無線端末は基地局（主装置）からエリア情報を受取り、無線端末が最低どのレベル以上の基地局に待ち受けるかを判定する。エリア情報を上げると各基地局毎のエリアが狭くなる。エリア情報を上げると各基地局毎のエリアが狭くなり、トラフィック対策として基地局を密集設置した場合に各基地局に待受ける無線端末の台数を均等に分散させることができる。

以下、送信電力を下げることによる効果について説明する。

デジタルコードレスの帯域（３００ｋＨｚ間隔）にて近傍のチャネル（周波数）を複数の無線端末で使用すると送信ＩＭが発生し、未使用のチャネルにも妨害波として認識される場合がある。特に狭いエリアに対してトラフィックが高い場合、この影響が大きくなる。

図５に示すように、送信電力を下げることにより送信ＩＭのレベルが低くなり、上記の問題の緩和が期待できる。ここで、送信ＩＭとは、送信の相互変調のことで、例えば近傍で３chと５chを使用する無線端末と基地局が存在すると、１ch、７chにも歪成分が発生し、その成分がキャリアセンスレベルを超えた場合、実際には使用されていないチャネルがキャリアありと判定されて使用できなくなってしまうことがある。

以上本発明の実施形態として、デジタルコードレスシステムについて説明したが、本発明はエリア情報，送信電力が調整可能な仕組みを有する基地局にて構成されている無線通信システムへの応用が可能である。

本実施形態では、デジタルコードレスシステムにて狭いエリア内で同時に複数端末を鳴動するような環境下において、システム起動時にトラフィックの高い基地局を指定して基地局間で電界強度を測定し合い、トラフィックに最適な待受けエリア及び送信電力の調整を自動的に設定することにより、置局設計を簡略化し、周波数利用効率を向上させることができる。

本発明は、無線通信システム、特にデジタルコードレスシステムに好適に用いることができる。

PS1〜PS7 無線端末
CS1〜CS4 基地局
ME 主装置

Claims (5)

1. 第１の基地局と、該第１の基地局よりも電波の到達範囲の狭い、トラフィック対策用の第２の基地局とが配置される無線通信システムの無線通信方法において、
   前記第１及び第２の基地局間で、無線通信システム起動時に電界強度を測定し合い、前記第１及び第２の基地局と接続される主装置が、測定された情報を解析して前記第２の基地局のエリア情報を上げ、送信電力を低くすることを特徴とする無線通信方法。
2. 前記無線通信システムは、デジタルコードレスシステムである請求項１に記載の無線通信方法。
3. 第１の基地局と、該第１の基地局よりも電波の到達範囲の狭い、トラフィック対策用の第２の基地局とが配置され、前記第１及び第２の基地局とは、システム起動時に電界強度を測定し合い、前記第１及び第２の基地局から測定された情報を受けて解析し、前記第２の基地局のエリア情報を上げ、送信電力を低くするように設定する主装置を備えてなる無線通信システム。
4. 前記無線通信システムは、デジタルコードレスシステムである請求項３に記載の無線通信システム。
5. 第１の基地局と、該第１の基地局よりも電波の到達範囲の狭い、トラフィック対策用の第２の基地局とが配置され、前記第１及び第２の基地局と接続される主装置とを備えた無線通信システムに用いられる主装置であって、
   無線通信システム起動時に第１及び第２の基地局との間で測定された電界強度を受けて解析し、前記第２の基地局のエリア情報を上げ、送信電力を低くするように設定する主装置。

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