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JP6684151B2 - Wireless communication system, base station, and wireless communication method - Google Patents
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JP6684151B2 - Wireless communication system, base station, and wireless communication method - Google Patents

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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関する。   The present invention relates to a wireless communication system, a base station, and a wireless communication method.

鉄道や自動車等の車両とともに高速に移動する移動局と、固定局との間の通信に対する需要が増加している。高速に移動する車両は、例えば移動速度が遅く、比較的自由な経路で移動を行う歩行者に比べて移動経路が制限されることが多い。このため、車両とともに移動する移動局と固定局との間の無線通信を行う場合には、電波の指向性を活用して移動経路に沿って通信エリアを形成することにより、信号強度の向上や干渉の抑圧が可能である。   There is an increasing demand for communication between fixed stations and mobile stations that move at high speed along with vehicles such as railways and automobiles. A vehicle moving at a high speed has a slow moving speed, and its moving route is often limited as compared with a pedestrian who moves on a relatively free route. Therefore, when wireless communication is performed between a mobile station that moves with a vehicle and a fixed station, the directivity of radio waves is used to form a communication area along the movement route to improve the signal strength. Interference can be suppressed.

一般的に、高い周波数の電波ほど指向性を絞りやすく、通信エリアを制限し易いという特徴がある。一方で、高い周波数の電波ほど様々な要因で伝搬減衰を受け、例えば周波数30GHz以上のミリ波帯の電波は降雨等の気象条件によって大きく減衰することが知られている。このため、屋外でミリ波等の高い周波数の電波を用いる場合には、減衰量の変化に対して様々な手法で制御が行われている。   In general, the higher the frequency of the radio wave, the easier it is to narrow the directivity and the more easily the communication area is limited. On the other hand, it is known that radio waves with a higher frequency undergo propagation attenuation due to various factors, and radio waves in the millimeter wave band with a frequency of 30 GHz or higher, for example, are greatly attenuated due to weather conditions such as rainfall. Therefore, when a radio wave having a high frequency such as a millimeter wave is used outdoors, various methods are used to control the change in the attenuation amount.

本技術分野の背景技術として、例えば、特開平11−136184号公報(特許文献1)及び特開2003−318795号公報(特許文献2)がる。特許文献1には、「無線送信基地局からの送信波により所定のサービスエリア20内でサービスを行うように設定された無線サービスシステムにおいて、前記送信波24の受信電界強度を測定する測定手段31と、前記サービスエリア20内の境界線付近に設けられ、前記受信電界強度の情報を前記無線送信基地局21に伝送する通信手段33を有する少なくとも一つの電界強度監視受信装置31と、前記受信電界強度情報の伝送を受けて、前記電界強度監視受信装置31で受信する前記受信電界強度が一定になるように送信波24の出力を制御する制御手段22を有する無線送信基地局21とから成る無線サービスシステム。」と記載されている(要約参照)。   Background arts of the present technical field include, for example, JP-A-11-136184 (Patent Document 1) and JP-A-2003-318795 (Patent Document 2). Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-242242 describes, "In a wireless service system set to perform a service within a predetermined service area 20 by a transmission wave from a wireless transmission base station, a measuring unit 31 for measuring a reception electric field strength of the transmission wave 24. And at least one electric field strength monitor / receiver 31 provided near the boundary in the service area 20 and having communication means 33 for transmitting the information of the received electric field strength to the wireless transmission base station 21, and the received electric field. Upon reception of the transmission of the strength information, the radio transmission base station 21 having a control means 22 for controlling the output of the transmission wave 24 so that the reception electric field strength received by the electric field strength monitoring receiver 31 becomes constant. Service system "(see summary).

また、特許文献2には、「制御手段106は気象情報獲得手段であるセンサー105から気象情報を受け取る。制御手段106は、気象情報に応じて無線部100(無線送信部102及び無線受信部103)の制御を行う。例えば制御手段106は、気象情報に応じて無線送信部102に含まれるアンプ部111の増幅量を変化させる。あるいは制御手段106は、気象情報に応じて無線受信部103に含まれるデジタル検波部117に具備された波形等化器の動作のON/OFF制御を行う。あるいは制御手段106は、気象情報に応じて無線受信部103に含まれる受信アンテナ113のアンテナ指向性の制御を行う。」と記載されている(要約参照)。   In addition, in Patent Document 2, "the control unit 106 receives weather information from a sensor 105 that is a weather information acquisition unit. The control unit 106 controls the wireless unit 100 (the wireless transmission unit 102 and the wireless reception unit 103 according to the weather information. The control unit 106 changes the amplification amount of the amplifier unit 111 included in the wireless transmission unit 102 according to the weather information, or the control unit 106 causes the wireless reception unit 103 to change according to the weather information. The ON / OFF control of the operation of the waveform equalizer included in the included digital detection unit 117 is performed, or the control unit 106 changes the antenna directivity of the reception antenna 113 included in the wireless reception unit 103 according to the weather information. Control is performed. ”(See the summary).

特開平11−136184号公報JP-A-11-136184 特開2003−318795号公報JP, 2003-318795, A

特許文献1に記載の技術は、実際に通信を行うための通信機とは別に受信強度を測定する測定手段及び当該測定結果を通知するための通信手段を用意する必要がある。   The technique described in Patent Document 1 needs to be provided with a measuring device for measuring the reception intensity and a communication device for notifying the measurement result separately from a communication device for actual communication.

また、無線通信では反射波等の影響により発生するフェージングによって受信信号強度は大きく変動するため、ある測定箇所における受信電力に基づいて送信電力の制御を行ったとしても、他の地点での受信信号電力が所望の値となるとは限らず、通信エリアを適切に制御することはできない。   Also, in wireless communication, the received signal strength fluctuates greatly due to fading that occurs due to the influence of reflected waves, so even if the transmission power is controlled based on the reception power at a certain measurement point, the reception signal at other points The power does not always reach a desired value, and the communication area cannot be controlled appropriately.

また、特許文献2に記載の技術のように受け取った気象情報に基づいて制御する方式は、気象条件と実際の伝搬環境との対応付けとしては降雨時には晴天時よりも減衰量が大きいといった大まかな関係以上の詳細な制御を行うことは実質的には困難である。   Further, the method of controlling based on the received meteorological information as in the technique described in Patent Document 2 is a rough method of associating the meteorological condition with the actual propagation environment such that the amount of attenuation is greater during rain than during fine weather. It is practically difficult to perform detailed control beyond the relationship.

本発明の一態様は、上記課題を解決するために、気象条件の変化等によって伝搬環境が変動する場合であっても、実際に通信を行うための通信機以外の測定手段を用意することなく、通信エリアを適切に制御することを目的とする。   According to an aspect of the present invention, in order to solve the above problems, even when the propagation environment changes due to changes in weather conditions, etc., without providing a measuring means other than a communication device for actually performing communication. , The purpose is to appropriately control the communication area.

上記課題を解決するため、本発明の一態様は以下の構成を採用する。経路上を移動する移動局と、指向性アンテナを有し、前記経路に沿って配置され、前記移動局と無線通信行う、複数の基地局と、前記複数の基地局と前記移動局との間の伝搬減衰を測定する測定部と、を含む無線通信システムであって、前記複数の基地局それぞれは、前記測定した伝搬減衰が大きいほど、当該基地局の前記指向性アンテナの向きを、当該指向性アンテナの指向性と前記経路とのなす角度が小さくなるよう、変更する、無線通信システム。   In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention adopts the following configuration. Between a mobile station moving on a path and a directional antenna, arranged along the path, and performing radio communication with the mobile station, between a plurality of base stations, and between the plurality of base stations and the mobile station. A measurement unit for measuring the propagation attenuation of the base station, wherein each of the plurality of base stations, the greater the measured propagation attenuation, the more the direction of the directional antenna of the base station, A wireless communication system that changes so that the angle formed by the directivity of a flexible antenna and the path is reduced.

本発明の一態様は、気象条件の変化等によって伝搬環境が変動する場合であっても、実際に通信を行うための通信機以外の測定手段を用意することなく、通信エリアを適切に制御することができる。   One embodiment of the present invention appropriately controls a communication area without preparing a measurement means other than a communication device for actual communication even when the propagation environment changes due to changes in weather conditions or the like. be able to.

実施例1における無線通信システムの構成例を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a configuration example of a wireless communication system in Example 1. FIG. 実施例1における無線通信システムの別の構成例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing another configuration example of the wireless communication system according to the first embodiment. 実施例1における基地局の構成例を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a configuration example of a base station in Embodiment 1. FIG. 実施例1における指向性制御処理の一例を示すシーケンス図である。FIG. 6 is a sequence diagram showing an example of directivity control processing in the first embodiment. 実施例1における指向性制御処理の別の一例を示すシーケンス図である。FIG. 8 is a sequence diagram showing another example of directivity control processing in the first embodiment. 実施例1における指向性制御情報作成のための判断関数を示すグラフである。5 is a graph showing a judgment function for creating directivity control information in Example 1.

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、以下で説明するブロック図において、各処理ブロックはあくまで例示であり、例えばそれぞれ別個の論理回路として実装されてもよいし、一つのプロセッサ上のソフトウェアとして実装されてもよいし、又は、論理回路及びソフトウェアの組み合わせとして実装されてもよい。また、同一の処理ブロックが複数併存している場合、各処理ブロックは別個に実装されていてもよいし、実装された一つの論理回路又はソフトウェアを時間多重で使用して複数の処理を行ってもよい。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that in the block diagram described below, each processing block is merely an example, and may be implemented as, for example, separate logic circuits, software on one processor, or logic. It may be implemented as a combination of circuits and software. Further, when the same processing block is present in plural, each processing block may be implemented separately, or a single implemented logic circuit or software may be used for time multiplexing to perform a plurality of processes. Good.

また、以下で説明するシーケンス図において、各処理やメッセージの通知はあくまで説明のための例示であり、特に順序性等の必要が無い範囲においては、例えば複数のメッセージの通知や処理を一つにまとめて同時に行ってもよいし、逆にメッセージの通知や処理を複数回行ってもよく、また順序が逆転してもよい。   Further, in the sequence diagram described below, each process and notification of a message are merely examples for description, and in a range where order or the like is not particularly necessary, for example, notification of a plurality of messages or processes are unified. They may be collectively performed at the same time, conversely, message notification and processing may be performed multiple times, and the order may be reversed.

以下、本発明の実施例の無線通信システムの構成を、図面を用いて説明する。図1は、無線通信システムの構成例を示すブロック図である。無線通信システムは1又は複数の制御局110を有する。無線通信システムが複数の制御局110を有する場合、各制御局110は制御局間インタフェース111(以下、単にインタフェース111とも呼ぶ。)にて接続される。   The configuration of the wireless communication system according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a wireless communication system. The wireless communication system has one or a plurality of control stations 110. When the wireless communication system has a plurality of control stations 110, each control station 110 is connected by an inter-control station interface 111 (hereinafter, also simply referred to as an interface 111).

無線通信システムは、さらに制御局110毎に基地局制御局間インタフェース121(以下、単にインタフェース121とも呼ぶ。)にて接続される複数の基地局120を有する。基地局120は経路140上を移動する1以上の移動局130との間で無線にて通信を行う。なお、基地局120と移動局130は、例えば、ミリ波を用いて無線通信を行うが、任意の周波数を用いて無線通信を行ってもよい。   The wireless communication system further includes a plurality of base stations 120 connected to each control station 110 by an inter-base station control station interface 121 (hereinafter, also simply referred to as an interface 121). The base station 120 wirelessly communicates with one or more mobile stations 130 moving on the route 140. Note that the base station 120 and the mobile station 130 perform wireless communication using, for example, millimeter waves, but may perform wireless communication using any frequency.

複数の基地局120は、例えば、経路140に沿って配置されている。また、複数の基地局120は、例えば、経路140上に連続した通信エリアを形成するように、即ち経路140上の任意の場所において移動局130が少なくとも1つの基地局120と通信可能なように、配置されている。   The plurality of base stations 120 are arranged along the route 140, for example. Further, the plurality of base stations 120 may, for example, form a continuous communication area on the route 140, that is, enable the mobile station 130 to communicate with at least one base station 120 at any place on the route 140. Has been placed.

制御局110は、例えば、プロセッサ(CPU)、メモリ、補助記憶装置、通信インタフェース、及び入出力インタフェースによって構成される計算機である。制御局110は、各基地局120に対して当該基地局120の動作のために必要となるパラメータ等を、インタフェース121を経由して出力する。制御局110はまた、基地局120からインタフェース121を経由して通信状況等の入力を受ける。制御局110はまた、インタフェース111を経由して互いに制御情報の入出力を受ける。   The control station 110 is, for example, a computer including a processor (CPU), a memory, an auxiliary storage device, a communication interface, and an input / output interface. The control station 110 outputs parameters and the like required for the operation of the base station 120 to each base station 120 via the interface 121. The control station 110 also receives an input of the communication status and the like from the base station 120 via the interface 121. The control station 110 also receives and outputs control information from each other via the interface 111.

制御局110はまた、移動局130に対して送信する送信データを、インタフェース121を経由して基地局120に対して入力する。制御局110はまた、インタフェース121を経由して基地局120が移動局130から受信した受信データの入力を受ける。   The control station 110 also inputs transmission data to be transmitted to the mobile station 130 to the base station 120 via the interface 121. The control station 110 also receives input of the reception data received by the base station 120 from the mobile station 130 via the interface 121.

基地局120は、信号処理機能と、無線信号を送受信する指向性アンテナと、を有する。なお、本実施例において基地局120が有する指向性アンテナを単にアンテナとも呼ぶ。基地局120では、信号処理機能によって無線通信を行うために必要な制御信号を作成し、アンテナから無線信号を送信する。基地局120ではまた、制御局110からインタフェース121を経由して入力された送信データを信号処理機能にて無線信号に変換し、アンテナから無線信号を送信する。   The base station 120 has a signal processing function and a directional antenna that transmits and receives a radio signal. The directional antenna included in the base station 120 in this embodiment is also simply referred to as an antenna. The base station 120 creates a control signal necessary for performing wireless communication by the signal processing function, and transmits the wireless signal from the antenna. The base station 120 also converts the transmission data input from the control station 110 via the interface 121 into a radio signal by a signal processing function, and transmits the radio signal from the antenna.

基地局120はまた、移動局130が送信した無線信号を受信し、信号処理機能によって受信データ信号に変換した後にインタフェース121を経由して制御局110に対して出力する。基地局120はまた、制御局110からインタフェース121を経由して動作に必要となるパラメータ等の入力を受ける。基地局120はまた、伝搬環境や通信状態等を示す情報を、インタフェース121を経由して制御局110に対して出力する。   The base station 120 also receives the radio signal transmitted by the mobile station 130, converts the radio signal into a reception data signal by a signal processing function, and then outputs the reception data signal to the control station 110 via the interface 121. The base station 120 also receives input from the control station 110 via the interface 121, such as parameters required for operation. The base station 120 also outputs information indicating the propagation environment, the communication state, etc. to the control station 110 via the interface 121.

移動局130は、信号処理機能と、無線信号を送受信するアンテナと、を有し、経路140上を移動する。移動局130は、基地局120が送信した無線信号を、アンテナを通じて受信し、信号処理機能にて受信処理を行う。移動局130はまた、信号処理機能にて作成した無線信号を、アンテナを通じて送信する。例えば、鉄道線路が経路140の一例であり、このとき移動局130は例えば列車に搭載されている。   The mobile station 130 has a signal processing function and an antenna for transmitting and receiving radio signals, and moves on the path 140. The mobile station 130 receives the radio signal transmitted by the base station 120 through an antenna and performs a reception process with a signal processing function. The mobile station 130 also transmits the radio signal created by the signal processing function through the antenna. For example, a railroad track is an example of the route 140, and at this time, the mobile station 130 is installed in, for example, a train.

ここで、制御局110から各基地局120に対して出力されるパラメータには、例えば基地局120における指向性アンテナの指向性を制御するための情報を含む。また、基地局120から制御局110に対して出力される伝搬環境を示す情報は、例えば移動局130が送信した無線信号の基地局120における受信電力値や信号対雑音電力比といった無線品質を示す情報含む。なお、各基地局120が制御局110の機能を有してもよい。即ち各基地局120が、自身が有する指向性アンテナの指向性を制御してもよい。このとき、無線通信システムは制御局110を含まなくてもよい。   Here, the parameter output from the control station 110 to each base station 120 includes, for example, information for controlling the directivity of the directional antenna in the base station 120. The information indicating the propagation environment output from the base station 120 to the control station 110 indicates the wireless quality such as the received power value or the signal-to-noise power ratio at the base station 120 of the wireless signal transmitted by the mobile station 130. Including information. Each base station 120 may have the function of the control station 110. That is, each base station 120 may control the directivity of its own directional antenna. At this time, the wireless communication system may not include the control station 110.

なお、図1の構成における基地局120はベースバンドの信号処理等を行う基地局センタユニットと、無線周波数の信号処理と無線信号の送受信等とを行う基地局リモートユニットとに分割することも可能である。図2は、この場合における無線通信システムの構成例を示すブロック図である。   The base station 120 in the configuration of FIG. 1 can also be divided into a base station center unit that performs baseband signal processing and the like, and a base station remote unit that performs radio frequency signal processing, radio signal transmission / reception, and the like. Is. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a wireless communication system in this case.

図1と異なる点を説明する。図2に示す構成例では、無線通信システムは、制御局110毎に基地局制御局間インタフェース121(以下、単にインタフェース121とも呼ぶ。)にて接続される1又は複数の基地局センタユニット122を有する。無線通信システムは、基地局センタユニット122毎に基地局内におけるインタフェース123で接続される1又は複数の基地局リモートユニット124を有する。基地局リモートユニット124は経路140上を移動する移動局130との間で無線にて通信を行う。   Differences from FIG. 1 will be described. In the configuration example illustrated in FIG. 2, the wireless communication system includes one or a plurality of base station center units 122 that are connected to each control station 110 by a base station control station interface 121 (hereinafter, also simply referred to as an interface 121). Have. The wireless communication system has, for each base station center unit 122, one or a plurality of base station remote units 124 connected by an interface 123 in the base station. The base station remote unit 124 wirelessly communicates with the mobile station 130 moving on the path 140.

図2の無線通信システムの各構成の動作は、図1の無線通信システムの基地局120の信号処理機能が分割され、インタフェース123にて結合される基地局センタユニット122及び基地局リモートユニット124が分割された処信号処理機能を有する点を除き同一である。具体的には、例えば、ベースバンドの信号処理を基地局センタユニット122が行い、無線周波数の信号処理を基地局リモートユニット124で行う。なお、別の処理分割が行われてもよい。   The operation of each component of the wireless communication system of FIG. 2 is divided into the signal processing function of the base station 120 of the wireless communication system of FIG. It is the same except that it has a divided signal processing function. Specifically, for example, base station signal processing is performed by the base station center unit 122, and radio frequency signal processing is performed by the base station remote unit 124. Note that another process division may be performed.

基地局センタユニット122と基地局リモートユニット124との間のインタフェース123を経由する送信信号及び受信信号は、例えばCPRI(Common Public Radio Interface)のようなベースバンドのデジタル信号であってもよいし、AD変換後の送信信号やDA変換前の受信信号をベースバンド、中間周波数、又は無線周波数の信号としてアナログ伝送してもよい。   The transmission signal and the reception signal via the interface 123 between the base station center unit 122 and the base station remote unit 124 may be baseband digital signals such as CPRI (Common Public Radio Interface). The transmission signal after AD conversion or the reception signal before DA conversion may be analog-transmitted as a baseband, intermediate frequency, or radio frequency signal.

図3は、図1の基地局120の構成例を示すブロック図である。基地局120は、例えば、演算部460、メモリ470、RF部450、及びネットワークインタフェース部410を含む。演算部460は、CPUや論理回路等からなり、メモリ470に格納されたプログラムを実行し、またメモリ470に格納された情報を利用し、通信を行うための信号処理を実行する。メモリ470は、不揮発性の記憶素子であるROM及び揮発性の記憶素子であるRAMを含む。ROMは、不変のプログラム(例えば、BIOS)などを格納する。RAMは、DRAM(Dynamic Random Access Memory)のような高速かつ揮発性の記憶素子であり、演算部460が実行する信号処理の実行時に使用されるデータを一時的に格納する。   FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the base station 120 of FIG. The base station 120 includes, for example, a calculation unit 460, a memory 470, an RF unit 450, and a network interface unit 410. The arithmetic unit 460 is composed of a CPU, a logic circuit, and the like, executes a program stored in the memory 470, and uses information stored in the memory 470 to perform signal processing for communication. The memory 470 includes a ROM which is a non-volatile storage element and a RAM which is a volatile storage element. The ROM stores an immutable program (for example, BIOS) and the like. The RAM is a high-speed and volatile storage element such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory), and temporarily stores data used when the signal processing executed by the arithmetic unit 460 is executed.

演算部460は、例えば、コントローラ400、制御チャネル部(Control Channel)420、1以上のユーザチャネル部(User Channel)430、及びチャネルモデム部(Channel Modem)440を含む。   The calculation unit 460 includes, for example, a controller 400, a control channel unit (Control Channel) 420, one or more user channel units (User Channel) 430, and a channel modem unit (Channel Modem) 440.

例えば、演算部460は、メモリ470にロードされたコントローラプログラムに従って動作することで、コントローラ400として機能し、メモリ470にロードされた制御チャネルプログラムに従って動作することで、制御チャネル部420として機能する。演算部460に含まれる他の部についても同様である。なお、演算部460に含まれる各部の機能の一部又は全部は、例えば、図示しないDSP、又は論理回路等によって実現されてもよい。   For example, the arithmetic unit 460 functions as the controller 400 by operating according to the controller program loaded in the memory 470, and functions as the control channel unit 420 by operating according to the control channel program loaded in the memory 470. The same applies to other units included in the calculation unit 460. Note that part or all of the functions of the respective units included in the arithmetic unit 460 may be realized by, for example, a DSP (not shown), a logic circuit, or the like.

コントローラ400は、基地局120の各部から情報を収集し、また基地局内の各部にパラメータ設定等を行うことによって、基地局120全体の動作を制御する。制御チャネル部420は、コントローラ400からの指示に従って、基地局120と移動局130との間で無線通信するために必要な制御信号を生成し、符号化等処理を行って送信制御チャネル信号としてチャネルモデム部440に出力する。また、制御チャネル部420は、コントローラ400からの指示に従って、チャネルモデム部440から入力された受信制御チャネル信号を復号し、復号結果をコントローラ400に通知する。   The controller 400 controls the overall operation of the base station 120 by collecting information from each unit of the base station 120 and setting parameters in each unit in the base station. The control channel unit 420 generates a control signal necessary for wireless communication between the base station 120 and the mobile station 130 according to an instruction from the controller 400, performs a process such as encoding, and performs a channel as a transmission control channel signal. Output to the modem unit 440. Further, the control channel unit 420 decodes the reception control channel signal input from the channel modem unit 440 according to the instruction from the controller 400, and notifies the decoding result to the controller 400.

ユーザチャネル部430は、コントローラ400からの指示に従って、ネットワークインタフェース部410から受け取った、通信データを含む送信ユーザ情報、を符号化し、送信ユーザチャネル信号としてチャネルモデム部440に出力する。   The user channel unit 430 encodes the transmission user information including the communication data received from the network interface unit 410 according to the instruction from the controller 400, and outputs it to the channel modem unit 440 as a transmission user channel signal.

また、ユーザチャネル部430は、コントローラ400からの指示に従って、チャネルモデム部440から入力された受信ユーザチャネル信号を復号し、復号結果として得られた受信ユーザ情報をネットワークインタフェース部410に出力する。なお、同時に通信する移動局毎、又は同時に通信するチャネル数毎に独立したユーザチャネル部430を設けてもよいし、同時に通信する移動局数又は同時に通信するチャネル数より少ないユーザチャネル部430を設け、ユーザチャネル部430が時多重処理を行ってもよい。   Further, the user channel unit 430 decodes the received user channel signal input from the channel modem unit 440 according to the instruction from the controller 400, and outputs the received user information obtained as the decoding result to the network interface unit 410. An independent user channel unit 430 may be provided for each mobile station that communicates at the same time, or for each number of channels that communicate at the same time, or a user channel unit 430 that is less than the number of mobile stations that communicate at the same time or the number of channels that communicate at the same time is provided. The user channel unit 430 may perform time multiplexing processing.

チャネルモデム部440は、コントローラ400からの指示に従って、制御チャネル部420から入力された送信制御チャネル信号及びユーザチャネル部430から入力された送信ユーザチャネル信号それぞれを通信リソースに割り当てて多重化し、デジタル変調処理を行う。   The channel modem unit 440 allocates the transmission control channel signal input from the control channel unit 420 and the transmission user channel signal input from the user channel unit 430 to communication resources, multiplexes them, and digitally modulates them according to an instruction from the controller 400. Perform processing.

また、チャネルモデム部440は、デジタル変調処理がなされた信号に必要に応じてプリコーディング処理を行って、送信アンテナ毎に対応するベースバンド送信信号としてRF部450に出力する。通信リソースとは、例えばリソースブロックと称される単位であり、通信に用いる時間範囲、周波数範囲、符号、アンテナ、及びプリコーディングベクトル等である。   Further, the channel modem section 440 performs precoding processing on the signal subjected to the digital modulation processing as necessary, and outputs it to the RF section 450 as a baseband transmission signal corresponding to each transmission antenna. A communication resource is, for example, a unit called a resource block, and is a time range, frequency range, code, antenna, precoding vector, etc. used for communication.

また、チャネルモデム部440は、受信アンテナ毎に対応する復元ベースバンド受信信号がRF部450から入力され、コントローラ400からの指示に従って、復元ベースバンド受信信号に対して復調処理を行い、チャネル毎に分割して、受信制御チャネル信号を制御チャネル部420に出力し、受信ユーザチャネル信号をユーザチャネル部430に出力する。   Further, the channel modem unit 440 receives the restored baseband received signal corresponding to each receiving antenna from the RF unit 450, performs demodulation processing on the restored baseband received signal according to the instruction from the controller 400, and performs the demodulation processing on each channel. It divides and outputs the received control channel signal to control channel section 420 and the received user channel signal to user channel section 430.

ネットワークインタフェース部410は、ネットワークインタフェースを含み、基地局120を経由して移動局130に送信する情報を入力として受け取り、送信ユーザ情報としてユーザチャネル部430に出力する。また、ネットワークインタフェース部410は、基地局に対する制御メッセージを制御局からの入力として受け取り、コントローラ400に出力する。また、ネットワークインタフェース部410は、基地局120が移動局130から受信した受信ユーザ情報をユーザチャネル部430から入力として受け取り、制御局110に出力する。さらに、ネットワークインタフェース部410は、制御局110に対する制御メッセージをコントローラ400から入力として受け取り、制御局110に出力する。   The network interface unit 410 includes a network interface, receives as input information to be transmitted to the mobile station 130 via the base station 120, and outputs it to the user channel unit 430 as transmission user information. The network interface unit 410 also receives a control message for the base station as an input from the control station and outputs it to the controller 400. Further, the network interface unit 410 receives the received user information received by the base station 120 from the mobile station 130 as an input from the user channel unit 430 and outputs it to the control station 110. Further, the network interface unit 410 receives a control message for the control station 110 as an input from the controller 400 and outputs it to the control station 110.

RF部450は、指向性アンテナ及び増幅器を含み、コントローラ400からの指示に従って、チャネルモデム部440から入力されたベースバンド送信信号を無線周波数の信号に変換し、指向性アンテナを通じて無線信号として送信する。無線周波数の信号は、マイクロ波帯の信号であってもよいし、ミリ波帯の信号であってもよいし、他の周波数の信号であってもよい。   The RF unit 450 includes a directional antenna and an amplifier, converts a baseband transmission signal input from the channel modem unit 440 into a radio frequency signal according to an instruction from the controller 400, and transmits the radio frequency signal as a radio signal through the directional antenna. . The radio frequency signal may be a microwave band signal, a millimeter wave band signal, or a signal of another frequency.

RF部450はまた、コントローラ400からの指示に従って指向性アンテナを通じて受信した無線信号をベースバンドデジタル信号に変換し、チャネルモデム部440へ出力する。RF部450はまた、コントローラ400からの指示に従って、指向性アンテナの指向性を制御する。アンテナの指向性制御は、例えば回転台等を用いて物理的に指向性アンテナ全体や一部の移動ないしは回転させてもよいし、複数の指向性アンテナ間の信号位相差を調整することによって指向性を制御してもよい。   The RF unit 450 also converts a radio signal received through the directional antenna into a baseband digital signal according to an instruction from the controller 400, and outputs the baseband digital signal to the channel modem unit 440. The RF unit 450 also controls the directivity of the directional antenna according to an instruction from the controller 400. The directivity of the antenna may be controlled by moving or rotating the whole or a part of the directional antenna physically by using, for example, a turntable, or by controlling the signal phase difference between the plurality of directional antennas. Sex may be controlled.

なお、基地局リモートユニット124は、RF部450の指向性アンテナを含む一部、又はRF部450によって構成される。基地局センタユニット122は、図3の基地局120の構成のうち、基地局リモートユニット124に含まれない構成を含む。また、移動局130のハードウェア構成は、例えば、基地局120のハードウェア構成と同様である。   The base station remote unit 124 is configured by a part of the RF unit 450 including the directional antenna or the RF unit 450. The base station center unit 122 includes the configuration of the base station 120 of FIG. 3 which is not included in the base station remote unit 124. The hardware configuration of the mobile station 130 is similar to that of the base station 120, for example.

図4は、無線通信システムにおける指向性制御処理の一例を示すシーケンス図である。図4及び後述する図5においては、図1の無線通信システムにおける処理の例を説明するが、図2の無線通信システムにおける処理についても同様である。   FIG. 4 is a sequence diagram showing an example of directivity control processing in the wireless communication system. 4 and FIG. 5 described later, an example of processing in the wireless communication system of FIG. 1 will be described, but the same applies to processing in the wireless communication system of FIG.

各制御局110は、まず、当該制御局110に接続されている各基地局120に対し通信を行うためのパラメータ設定を通知する(S310)。ここで、ステップS310におけるパラメータ設定は、各基地局120のアンテナの所定の指向性制御情報を含む。アンテナの指向性制御情報は、アンテナの角度を示す情報を含む。各基地局120は、アンテナの角度を、受信した指向性制御情報が示す角度に設定する。   Each control station 110 first notifies each base station 120 connected to the control station 110 of the parameter setting for communication (S310). Here, the parameter setting in step S310 includes predetermined directivity control information of the antenna of each base station 120. The antenna directivity control information includes information indicating the angle of the antenna. Each base station 120 sets the angle of the antenna to the angle indicated by the received directivity control information.

次いで、各基地局120は各移動局130に対して下り信号を送信する(S430)。下り信号は、送信電力固定の参照信号、及び当該基地局120における送信電力の情報の少なくとも一方を含んでもよい。   Next, each base station 120 transmits a downlink signal to each mobile station 130 (S430). The downlink signal may include at least one of a reference signal of fixed transmission power and information of transmission power in the base station 120.

各移動局130は各基地局120から送信された下り信号の受信電力を測定し、測定された受信電力に対応する受信品質値を作成する(S330)。ここで、受信品質値は、受信電力値そのものでもよいし、信号対雑音電力値のような受信電力と相関をもつ別の指標であってもよい。受信品質値は、伝搬環境を示す情報の一例である。また、受信電力値は、伝搬環境における伝搬減衰を示す値の一例であり、受信電力値が大きいほど伝搬減衰が小さく、良好な伝搬環境を示す。   Each mobile station 130 measures the reception power of the downlink signal transmitted from each base station 120 and creates a reception quality value corresponding to the measured reception power (S330). Here, the reception quality value may be the reception power value itself, or may be another index having a correlation with the reception power, such as a signal-to-noise power value. The reception quality value is an example of information indicating the propagation environment. Further, the received power value is an example of a value indicating the propagation attenuation in the propagation environment, and the larger the received power value, the smaller the propagation attenuation and the better the propagation environment.

また、受信品質値は値そのものであってもよいし、値を量子化したインデックス値であってもよい。また、受信品質値は一度の測定で得られた値から直接作成してもよいし、複数の測定結果を平均化して得られた値から作成してもよい。また、受信品質値は一つの基地局120が送信した下り信号210のみから作成されてもよいし、複数の基地局120が送信した下り信号210からそれぞれ作成されてもよい。   The reception quality value may be the value itself or an index value obtained by quantizing the value. Further, the reception quality value may be created directly from the value obtained by one measurement, or may be created from the value obtained by averaging a plurality of measurement results. Further, the reception quality value may be created only from the downlink signal 210 transmitted by one base station 120, or may be created respectively from the downlink signals 210 transmitted by a plurality of base stations 120.

次いで各移動局130は、各基地局120に対して上り信号を送信する(S340)。ステップS340の上り信号は、ステップS330の受信電力測定処理において作成された受信品質値を含む。   Next, each mobile station 130 transmits an uplink signal to each base station 120 (S340). The upstream signal in step S340 includes the reception quality value created in the reception power measurement process in step S330.

各基地局120は、各移動局130が送信した上り信号から受信品質値を抽出し、受信品質値に従う測定集約値を作成する(S350)。なお、ステップS350において、基地局120は、複数の受信品質値に対して平滑化処理を行って測定集約値を作成してもよいし、受信品質値それぞれを測定集約値としてもよい。ついで各基地局120は測定集約値として、当該基地局に接続されている制御局110に対して報告する(S360)。   Each base station 120 extracts a reception quality value from the uplink signal transmitted by each mobile station 130, and creates a measurement aggregate value according to the reception quality value (S350). In step S350, base station 120 may perform a smoothing process on a plurality of reception quality values to create a measurement aggregate value, or may use each reception quality value as a measurement aggregate value. Then, each base station 120 reports as a measurement aggregate value to the control station 110 connected to the base station (S360).

各制御局110は、報告された測定集約値に基づいて、当該制御局110に接続されている各基地局120からの送信信号の各移動局130への到達状況に対応する指向性制御評価値を作成する(S370)。指向性制御評価値の作成方法の詳細は後述する。   Each control station 110, based on the reported measurement aggregate value, the directivity control evaluation value corresponding to the arrival state of the transmission signal from each base station 120 connected to the control station 110 to each mobile station 130. Is created (S370). Details of the method of creating the directivity control evaluation value will be described later.

次いで各制御局110は、ステップS370で作成した指向性制御評価値、及び各基地局120に対してステップS310で通知した基地局120のアンテナの指向性制御情報に基づいて、基地局120毎のアンテナの指向性制御情報を作成する(S380)。指向性制御情報の作成方法の詳細は後述する。   Next, each control station 110, for each base station 120, based on the directivity control evaluation value created in step S370 and the antenna directivity control information notified to each base station 120 in step S310. Antenna directivity control information is created (S380). Details of the method of creating the directivity control information will be described later.

次いで各制御局110は、当該制御局に接続されている各基地局120に対して制御判定処理330において作成したアンテナの指向性制御情報を含むパラメータ設定を通知する(S390)。各基地局120は、アンテナの角度を、受信した指向性制御情報が示す角度に設定する。   Next, each control station 110 notifies each base station 120 connected to the control station of the parameter setting including the antenna directivity control information created in the control determination processing 330 (S390). Each base station 120 sets the angle of the antenna to the angle indicated by the received directivity control information.

以上のシーケンスにより、各基地局120のアンテナ指向性は移動局130における信号受信状況に応じて制御される。また、ステップS390の後に、ステップS320〜ステップS390の一連の処理が繰り返されてもよい。   Through the above sequence, the antenna directivity of each base station 120 is controlled according to the signal reception status in the mobile station 130. Further, after step S390, a series of processes of steps S320 to S390 may be repeated.

図5は、無線通信システムにおける指向性制御方法の別の一例を示すシーケンス図である。図4の処理との相違点を説明する。図5の例は、移動局130ではなく、基地局120が受信電力測定処理を行う点において、図4の例と異なる。   FIG. 5 is a sequence diagram showing another example of the directivity control method in the wireless communication system. Differences from the processing in FIG. 4 will be described. The example of FIG. 5 differs from the example of FIG. 4 in that the base station 120 performs the received power measurement processing, not the mobile station 130.

ステップS320に続いて、各移動局130は、各基地局120に対して上り信号220を送信する(S410)。ステップS410の上り信号は、例えば、送信電力固定の参照信号、及び移動局130における送信電力の情報の少なくとも一方を含んでもよい。   Following step S320, each mobile station 130 transmits an upstream signal 220 to each base station 120 (S410). The uplink signal in step S410 may include, for example, at least one of a reference signal of fixed transmission power and information of transmission power in the mobile station 130.

各基地局120は、各移動局130が送信した上り信号の受信電力を測定し、受信品質値を作成する(S420)。ステップS420において作成される受信品質値は、例えば、ステップS350において作成される受信品質値と同様である。   Each base station 120 measures the reception power of the uplink signal transmitted by each mobile station 130 and creates a reception quality value (S420). The reception quality value created in step S420 is similar to the reception quality value created in step S350, for example.

次いで基地局120は、ステップS310において、受信電力測定処理305にて作成された受信品質値を集約する。ステップS310以降の処理は図4の処理と同様である。   Next, in step S310, the base station 120 aggregates the reception quality values created by the received power measurement processing 305. The processing after step S310 is the same as the processing in FIG.

以下、ステップS370において制御局110が、基地局120から通知された測定集約値230に基づき、各基地局120からの経路140上の電波の到達範囲が広い程(伝搬減衰が小さいほど)大きく、狭い程(伝搬減衰が大きいほど)小さい値である指向性制御評価値を作成する処理の例を説明する。   Hereinafter, in step S370, the control station 110 is based on the measurement aggregate value 230 notified from the base station 120, the larger the reach range of the radio wave on the route 140 from each base station 120 (the smaller the propagation attenuation), the greater the An example of a process of creating a directivity control evaluation value that is smaller as it is narrower (as propagation attenuation is larger) will be described.

図4に例示した指向性制御処理が実行される場合、制御局110は、例えば、以下の(a)〜(e)の値のうち1つ以上の値を、大小関係を保存したまま合成することにより、指向性制御評価値を作成する。また、図5に例示した指向性制御処理が実行される場合、制御局110は、例えば、以下の(f)〜(g)の値のうち1つ以上の値を、大小関係を保存したまま合成することにより、指向性制御評価値を、作成する。   When the directivity control process illustrated in FIG. 4 is executed, the control station 110 combines, for example, one or more of the following values (a) to (e) while preserving the magnitude relationship. By doing so, a directivity control evaluation value is created. Further, when the directivity control processing illustrated in FIG. 5 is executed, the control station 110, for example, keeps one or more values among the following values (f) to (g) while keeping the magnitude relationship. By synthesizing, the directivity control evaluation value is created.

大小関係を保存したまま合成するとは、単純な加算をすること、及び所定の正の係数を乗じた後に加算することを含む。なお、例えば、指向性制御評価値の作成方法、即ち以下の(a)〜(g)のうち合成対象の値及び合成方法、は予め定められている。   Combining while maintaining the magnitude relation includes simple addition and multiplication after multiplication with a predetermined positive coefficient. Note that, for example, the method of creating the directivity control evaluation value, that is, the value to be combined and the combining method among the following (a) to (g) are predetermined.

(a)ステップS330において各移動局130が測定した受信電力が一定値以上である基地局120の数が大きいほど大きい値。
(b)ステップS330において各移動局130が測定した基地局120の受信電力値のうち、最大の受信電力値が大きいほど大きな値。
(c)ステップS330において各移動局130がN以上の基地局120からの受信電力を測定可能であった場合(Nは2以上の自然数)、N番目に受信電力が大きな基地局の受信電力値が大きいほど小さな値。
(d)ステップS340において、各移動局130からの上り信号によって基地局120に報告された受信電力値のうち、当該基地局120(自基地局)以外の基地局120からの下り信号受信電力値について、受信電力値が大きいほど大きな値。なお、上り信号に自基地局以外の複数の基地局120の下り信号受信電力値が含まれる場合、例えば、当該複数の下り受信信号電力値の合計値又は最大値が、(d)における自基地局以外の基地局120からの下り信号受信電力値として用いられる。
(e)ステップS340において、各移動局130からの上り信号によって基地局120に報告された受信電力値であって、一定値以上の受信電力値、を測定した基地局数が大きいほど大きい値。
(A) A larger value as the number of base stations 120 whose received power measured by each mobile station 130 in step S330 is a certain value or more.
(B) Among the received power values of the base station 120 measured by each mobile station 130 in step S330, the larger the maximum received power value, the larger the value.
(C) In step S330, when each mobile station 130 can measure the received power from N or more base stations 120 (N is a natural number of 2 or more), the received power value of the base station with the Nth largest received power is received. The larger the value, the smaller the value.
(D) In step S340, the downlink signal reception power value from the base station 120 other than the base station 120 (own base station) among the reception power values reported to the base station 120 by the uplink signal from each mobile station 130 About, the larger the received power value, the larger the value. When the uplink signal includes downlink signal reception power values of a plurality of base stations 120 other than the own base station, for example, the total value or maximum value of the plurality of downlink reception signal power values is the own base station in (d). It is used as a downlink signal reception power value from the base station 120 other than the station.
(E) In step S340, the received power value reported to the base station 120 by the upstream signal from each mobile station 130, and the larger the number of base stations that measured the received power value equal to or greater than a certain value, the larger the value.

(f)ステップS420における受信電力測定処理にて測定された受信電力値が大きいほど大きい値。
(g)ステップS420における受信電力測定処理にて基地局120が測定した受信電力値のうち、当該基地局120(自基地局)宛ではない信号の信号受信電力値が大きいほど大きい値。
(F) The larger the received power value measured in the received power measurement process in step S420, the larger the value.
(G) Among the received power values measured by the base station 120 in the received power measurement process in step S420, the larger the signal received power value of the signal that is not addressed to the base station 120 (own base station), the larger the value.

制御局110は、ステップS330の制御判定処理において、ステップS320の評価地作成処理で作成した指向性制御評価値から、基地局120にて適用中のアンテナ指向性制御情報に対する増分を導出する。ここで、アンテナ指向性制御情報は値が大きい程基地局120におけるアンテナの指向性中心と経路140との間のなす角度が大きく、値が小さいほど角度が小さいことを意味する値を示す。   In the control determination process of step S330, the control station 110 derives an increment for the antenna directivity control information being applied by the base station 120 from the directivity control evaluation value created by the evaluation site creation process of step S320. Here, the antenna directivity control information indicates a value that means that the larger the value, the larger the angle formed between the antenna directivity center in the base station 120 and the route 140, and the smaller the value, the smaller the angle.

経路140が直線である場合、アンテナの指向性中心と経路140とのなす角度とは、アンテナの指向性中心が示すベクトルと、経路140が示す一方の方向ベクトルと、のなす角度、及びアンテナの指向性中心が示すベクトルと、当該方向ベクトルと逆方向の方向ベクトルと、のなす角度のうち小さい角度である。   When the path 140 is a straight line, the angle formed by the directional center of the antenna and the path 140 is the angle formed by the vector indicated by the directional center of the antenna and one direction vector indicated by the path 140, and the angle of the antenna. It is the smaller of the angles formed by the vector indicated by the directivity center and the direction vector in the direction opposite to the direction vector.

経路140が直線でない場合、アンテナの指向性中心と経路140とのなす角度とは、アンテナの指向性中心が示すベクトルと、アンテナと経路140とを最短距離で結んだ経路140上の点における経路140の接線が示す一方の方向ベクトルと、のなす角度、及びアンテナの指向性中心が示すベクトルと、当該方向ベクトルと逆方向の方向ベクトルと、のなす角度のうち小さい角度である。   When the path 140 is not a straight line, the angle formed by the directivity center of the antenna and the path 140 is a path at a point on the path 140 that connects the vector and the antenna 140 with the shortest distance. The angle formed by one direction vector indicated by the tangent line of 140 and the vector formed by the directivity center of the antenna and the direction vector in the direction opposite to the direction vector is the smaller angle.

図6は、ステップS330の制御判定処理において、指向性制御評価値から指向性制御情報の増分を導出するための変換関数を示すグラフの例である。   FIG. 6 is an example of a graph showing a conversion function for deriving the increment of the directivity control information from the directivity control evaluation value in the control determination process of step S330.

変換関数は、指向性制御評価値が大きければ正の、指向性制御評価値が小さければ負の値をとるような広義単調増加関数であることが望ましい。変換関数は、例えばグラフaのように単純な比例関係でもよいし、グラフbのように閾値と指向性制御評価値との大小比較によって特定の値を選択するステップ関数であってもよいし、グラフaとグラフbの性質を組み合わせたグラフcのような関数であってもよい。なお、制御判定処理に用いられる変換関数は、例えば、予め1つ定められている。   The conversion function is preferably a broad-sense monotonically increasing function that takes a positive value if the directivity control evaluation value is large and takes a negative value if the directivity control evaluation value is small. The conversion function may be, for example, a simple proportional relationship as in the graph a, or may be a step function that selects a specific value by comparing the threshold value and the directivity control evaluation value as in the graph b, It may be a function such as the graph c in which the properties of the graph a and the graph b are combined. Note that, for example, one conversion function is used in advance in the control determination process.

制御局110は、ステップS330の制御判定処理において、上記のとおり変換関数と嗜好性制御評価値とを用いて指向性制御情報の増分を導出し、これに各基地局120にて適用中のアンテナ指向性制御情報を加算した結果を、各基地局120における新たなアンテナ指向性制御情報として作成する。   In the control determination process of step S330, the control station 110 derives the increment of the directivity control information by using the conversion function and the preference control evaluation value as described above, and the antenna being applied in each base station 120 to this. The result of adding the directivity control information is created as new antenna directivity control information in each base station 120.

大小関係を保存して上述の(a)〜(g)に含まれる1つ以上の値を合成した値を変換関数に代入した値を、指向性制御情報の増分とすることは、アンテナの指向性中心と経路140とのなす角度を小さくすること、即ち基地局120と移動局130との間の伝搬減衰が大きいほど指向性アンテナの指向性を経路140と平行に近づけること、を意味する。また、上述の合成対象に(b)及び(c)が含まれることは、最大の受信電力値とN番目の受信電力値の差が小さいほど、アンテナの指向性中心と経路とのなす角度を大きくすることを意味する。   The value obtained by substituting a value obtained by combining the one or more values included in the above (a) to (g) into the conversion function and storing the magnitude relationship as the increment of the directivity control information means that the antenna directivity is controlled. This means that the angle formed between the center of polarization and the path 140 is made smaller, that is, the greater the propagation attenuation between the base station 120 and the mobile station 130, the closer the directivity of the directional antenna becomes parallel to the path 140. In addition, the fact that (b) and (c) are included in the above synthesis targets means that the smaller the difference between the maximum received power value and the Nth received power value, the smaller the angle between the directivity center of the antenna and the path. It means to increase.

なお制御局110は、加算結果が所定の最大値よりも大きい場合には加算結果の代わりに当該最大値を選択し、加算結果が所定の最小値よりも小さい場合には加算結果の代わりに当該最小値を選択するクリップ処理を行ってもよい。   The control station 110 selects the maximum value instead of the addition result when the addition result is larger than the predetermined maximum value, and selects the maximum value instead of the addition result when the addition result is smaller than the predetermined minimum value. Clip processing for selecting the minimum value may be performed.

また、制御局110は、制御判定処理において、以上の指向性制御評価値以外の要素に基づいてアンテナ指向性制御情報を補正してもよい。制御局110は、例えば、一定時間範囲内に基地局120と通信を行う移動局130の数が多いほどアンテナ指向性制御情報を大きく、当該数が少ないほどアンテナ指向性制御情報を小さくするような補正を行うことにより、移動局130の密度が大きく通信間の干渉が発生する可能性が高い場合には通信エリアを狭くし、干渉が発生する可能性が低い場合には通信エリアを広くすることでき、ひいては通信の安定性を向上させることが可能である。   Further, the control station 110 may correct the antenna directivity control information based on an element other than the directivity control evaluation value described above in the control determination processing. The control station 110 increases the antenna directivity control information as the number of mobile stations 130 communicating with the base station 120 increases within a certain time range, and decreases the antenna directivity control information as the number decreases. By performing the correction, the communication area is narrowed when the density of the mobile stations 130 is high and the possibility of interference between communications is high, and the communication area is widened when the possibility of interference is low. Therefore, it is possible to improve the stability of communication.

以上により、本実施例の無線通信システムは、基地局120と移動局130との間の距離減衰が小さく通信可能な範囲が広いほど、基地局120のアンテナ指向性中心と経路140とが成す角度が大きくなるようにアンテナ指向性を制御し、基地局120と移動局130との通信可能な範囲が狭まるように制御する。   As described above, in the wireless communication system of the present embodiment, the smaller the distance attenuation between the base station 120 and the mobile station 130 and the wider the communicable range, the angle formed by the antenna directivity center of the base station 120 and the path 140. The antenna directivity is controlled so as to increase, and the communication range between the base station 120 and the mobile station 130 is controlled so as to be narrowed.

また逆に、本実施例の無線通信システムは、基地局120と移動局130との間の距離減衰が大きく通信可能な範囲が狭いほど、基地局120のアンテナ指向性中心と経路140とが成す角度が小さくなるようにアンテナ指向性を制御し、基地局120と移動局130との通信可能な範囲が広がるように制御する。   On the contrary, in the wireless communication system of the present embodiment, as the distance attenuation between the base station 120 and the mobile station 130 is large and the communicable range is narrow, the antenna directivity center of the base station 120 and the path 140 are formed. The antenna directivity is controlled so that the angle becomes small, and the range in which the base station 120 and the mobile station 130 can communicate is expanded.

これにより、気象条件の変化等によって伝搬環境が変動する場合であっても、実際に通信を行うための通信機以外の測定手段を用意する必要なく、通信エリアを適切に制御することが可能となる。具体的には、経路140上における電波の干渉を抑制しつつ、電波が経路140を網羅することが可能となる。このことは、特に気象条件による伝搬減衰の変動が大きな周波数30GHz以上のミリ波において特に顕著に効果が生じる。   As a result, even when the propagation environment changes due to changes in weather conditions, etc., it is possible to appropriately control the communication area without having to prepare a measuring means other than a communication device for actual communication. Become. Specifically, the radio waves can cover the path 140 while suppressing the interference of the radio waves on the path 140. This is particularly effective in the millimeter wave having a frequency of 30 GHz or more, which has a large variation in propagation attenuation due to weather conditions.

また、例えば、直接波をメインに用いる無線通信を想定する。直接波は距離減衰が緩やかであるため、経路上のある地点においていずれかの基地局と通信が可能である限界まで各基地局の送信波の出力を弱めても、当該地点において複数の基地局からの電波が干渉してしまう可能性がある。一方、本実施例の無線通信システムは、指向性アンテナの向きを制御することにより、基地局それぞれの送信波について、経路140上における距離減衰を大きくすることができる。つまり、本実施例の無線通信システムは、直接波をメインに用いる無線通信において、特に、通信エリアを適切に制御することができる。   In addition, for example, wireless communication mainly using direct waves is assumed. Since the direct wave has a gradual attenuation of distance, even if the output power of the transmitted wave of each base station is weakened to the limit that it is possible to communicate with any base station at a certain point on the route, multiple base stations will be present at that point. The radio waves from may interfere. On the other hand, in the wireless communication system of the present embodiment, by controlling the direction of the directional antenna, it is possible to increase the distance attenuation on the path 140 for the transmission waves of each base station. That is, the wireless communication system according to the present embodiment can appropriately control the communication area particularly in the wireless communication mainly using the direct wave.

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modifications and equivalent configurations within the spirit of the appended claims. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, part of the configuration of one embodiment may be replaced with the configuration of another embodiment. Further, the configuration of another embodiment may be added to the configuration of one embodiment. Further, a part of the configuration of each embodiment may be added / deleted / replaced with another configuration.

また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。   Further, each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized in hardware by designing a part or all of them in an integrated circuit, for example, and a processor realizes each function. It may be realized by software by interpreting and executing the program.

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に格納することができる。   Information such as a program, a table, and a file that realizes each function can be stored in a memory, a hard disk, a storage device such as SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, and a DVD.

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。   Further, the control lines and information lines are shown to be necessary for explanation, and not all the control lines and information lines necessary for mounting are shown. In reality, it can be considered that almost all configurations are connected to each other.

110 制御局、120 基地局、122 基地局CU、124 基地局RU、130 移動局、400 コントローラ、410 ネットワークインタフェース、420 制御チャネル部、430 ユーザチャネル部、440 チャネルモデム部、450 RF部、460 演算部、470 メモリ   110 control station, 120 base station, 122 base station CU, 124 base station RU, 130 mobile station, 400 controller, 410 network interface, 420 control channel unit, 430 user channel unit, 440 channel modem unit, 450 RF unit, 460 calculation Part, 470 memory

Claims (12)

経路上を移動する移動局と、
指向性アンテナを有し、前記経路に沿って配置され、前記移動局と無線通信行う、複数の基地局と、
前記複数の基地局と前記移動局との間の電波の伝搬減衰を測定する測定部と、を含む無線通信システムであって、
前記複数の基地局それぞれは、前記測定した伝搬減衰が大きいほど、当該基地局の指向性アンテナの向きを、当該指向性アンテナの指向性中心と前記経路とのなす角度が小さくなるよう、変更する、無線通信システム。
A mobile station moving along the path,
A plurality of base stations having a directional antenna, arranged along the path, and performing radio communication with the mobile station,
A wireless communication system including a measurement unit that measures propagation attenuation of radio waves between the plurality of base stations and the mobile station,
Each of the plurality of base stations changes the direction of the directional antenna of the base station such that the angle formed between the directional center of the directional antenna and the path becomes smaller as the measured propagation attenuation increases. , Wireless communication systems.
請求項1に記載の無線通信システムであって、
前記測定部は、前記複数の基地局それぞれと前記移動局との間の受信信号強度を測定し、
前記複数の基地局それぞれは、前記測定した受信信号強度のうち、最大の受信信号強度が強いほど、当該基地局の指向性アンテナの向きを、当該指向性アンテナの指向性中心と前記経路とのなす角度が大きくなるよう、変更する、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein
The measuring unit measures the received signal strength between each of the plurality of base stations and the mobile station,
Each of the plurality of base stations, of the measured received signal strength, the stronger the maximum received signal strength, the direction of the directional antenna of the base station, the directivity center of the directional antenna and the path A wireless communication system in which the angle is changed to be larger.
請求項1に記載の無線通信システムであって、
前記測定部は、前記複数の基地局それぞれと前記移動局との間の受信信号強度を測定し、
前記複数の基地局それぞれは、前記測定した受信信号強度に含まれる最大の受信信号強度と、前記測定した受信信号強度に含まれる前記最大の受信強度以外の第1受信信号強度と、の差が小さいほど、当該基地局の指向性アンテナの向きを、当該指向性アンテナの指向性中心と前記経路とのなす角度が大きくなるよう、変更する、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein
The measuring unit measures the received signal strength between each of the plurality of base stations and the mobile station,
Each of the plurality of base stations has a difference between a maximum received signal strength included in the measured received signal strength and a first received signal strength other than the maximum received signal strength included in the measured received signal strength. A wireless communication system that changes the orientation of the directional antenna of the base station such that the smaller the angle, the larger the angle formed by the directional center of the directional antenna and the path.
請求項1に記載の無線通信システムであって、
前記測定部は、前記複数の基地局それぞれと前記移動局との間の受信信号強度を測定し、
前記複数の基地局それぞれは、前記測定した受信信号強度が所定値以上である基地局の数が多いほど、当該基地局の指向性アンテナの向きを、当該指向性アンテナの指向性中心と前記経路とのなす角度が大きくなるよう、変更する、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein
The measuring unit measures the received signal strength between each of the plurality of base stations and the mobile station,
In each of the plurality of base stations, the larger the number of the base stations whose measured received signal strength is equal to or more than a predetermined value, the more the direction of the directional antenna of the base station is, A wireless communication system that changes so that the angle formed by
請求項1に記載の無線通信システムであって、
前記移動局は、ミリ波を用いて前記複数の基地局と無線通信を行う、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein
The mobile station is a wireless communication system in which millimeter waves are used to perform wireless communication with the plurality of base stations.
請求項1に記載の無線通信システムであって、
前記経路は鉄道線路であり、
前記複数の基地局は、前記経路上において連続した通信エリアを形成する、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein
The route is a railroad track,
The wireless communication system, wherein the plurality of base stations form a continuous communication area on the path.
経路上を移動する移動局と無線通信を行い、前記経路に沿って配置され、指向性アンテナを有する、基地局であって、
前記移動局は、1以上の他の基地局と無線通信を行い、
前記基地局は、
前記基地局と前記1以上の他の基地局からなる複数の基地局と、前移動局と、の間の伝搬減衰を取得し、
前記取得した伝搬減衰が大きいほど、前記指向性アンテナの向きを、前記指向性アンテナの指向性中心と前記経路とのなす角度が小さくなるよう、変更する、基地局。
A base station, which performs wireless communication with a mobile station moving on a path, is arranged along the path, and has a directional antenna,
The mobile station is in wireless communication with one or more other base stations,
The base station is
It gets a plurality of base stations consisting of the one or more other base stations and the base station, before Symbol mobile station, the propagation loss between,
A base station that changes the direction of the directional antenna such that the angle formed by the directional center of the directional antenna and the path decreases as the acquired propagation attenuation increases.
請求項7に記載の基地局であって、
前記複数の基地局それぞれと前記移動局との間の受信信号強度を取得し、
前記取得した受信信号強度のうち、最大の受信信号強度が強いほど、前記指向性アンテナの向きを、前記指向性アンテナの指向性中心と前記経路とのなす角度が大きくなるよう、変更する、基地局。
The base station according to claim 7,
Obtaining received signal strength between each of the plurality of base stations and the mobile station,
Among the acquired received signal strengths, the stronger the maximum received signal strength is, the more the direction of the directional antenna is changed so that the angle formed by the directional center of the directional antenna and the path becomes larger. Station.
請求項7に記載の基地局であって、
前記複数の基地局それぞれと前記移動局との間の受信信号強度を取得し、
前記取得した受信信号強度に含まれる最大の受信信号強度と、前記取得した受信信号強度に含まれる前記最大の受信強度以外の第1受信信号強度と、の差が小さいほど、前記指向性アンテナの向きを、前記指向性アンテナの指向性中心と前記経路とのなす角度が大きくなるよう、変更する、基地局。
The base station according to claim 7,
Obtaining received signal strength between each of the plurality of base stations and the mobile station,
The smaller the difference between the maximum received signal strength included in the acquired received signal strength and the first received signal strength other than the maximum received strength included in the acquired received signal strength, the smaller the directional antenna's A base station for changing the orientation so that an angle formed by the directivity center of the directional antenna and the path is increased.
請求項7に記載の基地局であって、
前記複数の基地局それぞれと前記移動局との間の受信信号強度を取得し、
前記取得した受信信号強度が所定値以上である基地局の数が多いほど、前記指向性アンテナの向きを、前記指向性アンテナの指向性中心と前記経路とのなす角度が大きくなるよう、変更する、基地局。
The base station according to claim 7,
Obtaining received signal strength between each of the plurality of base stations and the mobile station,
The orientation of the directional antenna is changed so that the angle formed by the directional center of the directional antenna and the path becomes larger as the number of base stations having the acquired received signal strength of a predetermined value or more increases. ,base station.
請求項7に記載の基地局であって、
ミリ波を用いて前記移動局と無線通信を行う、基地局。
The base station according to claim 7,
A base station that wirelessly communicates with the mobile station using millimeter waves.
指向性アンテナを有する基地局が、経路上を移動する移動局と無線通信を行う、方法であって、
前記移動局は、1以上の他の基地局と無線通信を行い、
前記方法は、前記基地局が、
前記基地局と前記1以上の他の基地局からなる複数の基地局と、前期移動局と、の間の伝搬減衰を取得し、
前記取得した伝搬減衰が大きいほど、前記指向性アンテナの向きを、前記指向性アンテナの指向性中心と前記経路とのなす角度が小さくなるよう、変更する、方法。
A method in which a base station having a directional antenna wirelessly communicates with a mobile station moving on a path,
The mobile station is in wireless communication with one or more other base stations,
In the method, the base station
A plurality of base stations consisting of the base station and the one or more other base stations, and the propagation attenuation between the previous period mobile station,
The method of changing the direction of the directional antenna such that the angle formed between the directional center of the directional antenna and the path becomes smaller as the obtained propagation attenuation is larger.
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