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JP5029512B2 - 基地局装置、無線通信管理装置および無線通信システム - Google Patents

基地局装置、無線通信管理装置および無線通信システム Download PDF

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Description

本発明は、基地局装置無線通信管理装置および無線通信システムに関する。例えば、基地局装置の1例として、フェムトセルを構成するフェムト基地局が挙げられる。
近年、セルラー網やWiMAX(IEEE802.16)のように広域をカバーする無線通信システムの開発が進められている。このような無線通信システムの基地局(マクロ基地局)の無線通信エリアとともに、マクロ基地局より狭い無線通信エリアであるファムトセル(Femto Cell)を設けるシステムが開発されている。フェムトセルシステムは、マクロ基地局だけを設置した場合に生じる電波不感エリアを解消することや、より無線通信エリアを拡大するためのシステムである。フェムトセルシステムにおいては、加入者宅やビル等の建物内に小型のフェムト基地局を設置する。
図1を参照に、マクロ基地局BSは無線通信キャリア網N4に接続されている。マクロ基地局BSの無線通信エリアC0内の無線端末(例えば移動体端末)MS1は、マクロ基地局BSと無線R6を用い通信可能である。無線端末MS1は、無線通信キャリア網N4を介し他の無線端末やアプリケーションサーバとの通信を行うことができる。フェムトセルC1を有する無線通信システムにおいては、マクロ基地局BSとともにフェムト基地局FBSが設置される。図1では、例として、マクロ基地局BSの無線通信エリアC0内にフェムト基地局FBSが設置されている。フェムト基地局FBSは、インターネット等のネットワークを介し無線通信キャリア網N4と接続される。無線フェムト基地局FBSは、マクロ基地局BSに対し、送信電力が小さく、安価であるため、加入者が簡単に設置することができる。このため、加入者が、加入者宅内等で無線エリアを占有することができる。マクロ基地局BSとフェムト基地局FBSとが同じ周波数、無線方式を用いることにより、無線端末MS2はフェムト基地局FBSと無線R1を用い通信することもできる。
特許文献1には、基地局と無線端末との間の無線チャネル毎に干渉波の特徴を学習し、チャネル割当てを行う技術が開示されている。特許文献2には、セルラー無線チャネルの割当てを選択順序でおこなうシステムにおいて、ハンドオーバの失敗の回数により、選択順序の初期値を異ならせる技術が開示されている。特許文献3には、マクロ基地局と、マクロ基地局のセル内に配置されマクロ基地局の通信速度より早いマイクロ基地局とを有するシステムにおいて、より高速の通信が求められる場合、マイクロ基地局を経由して通信を行う技術が開示されている。
特開平9−224283号公報 特開平8−251655号公報 特開2002−204470号公報
図2を参照に、フェムトセルを有する無線通信システムの課題について説明する。図2において、無線端末MS1はフェムト基地局FBSを設置したオーナーの端末(つまり、使用可能として登録された端末)、無線端末MS2は他の端末(つまり、使用可能として登録されていない端末)とする。フェムト基地局FBSを設置することにより、オーナーはマクロ基地局BSの電波が届かない場所においても、フェムト基地局FBSを介し無線通信キャリア網N4と接続することができる。しかしながら、電波が例えば加入者宅から漏れると、マクロ基地局BSの無線通信エリアに干渉を及ぼし、マクロ基地局BSと他の無線端末MS2とが無線通信を行う無線R6の無線品質が劣化してしまう。また、例えば、フェムト基地局FBSがオーナーの無線端末MS1としか接続しない構成とした場合、無線端末MS2は、フェムト基地局FBSと無線R2を用い接続を要求するが、フェムト基地局FBSに接続を拒否される。このように、フェムト基地局FBSと無線端末MS2との間で接続要求と接続拒否という不要な動作が繰り返されてしまう。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、フェムト基地局の周辺への干渉を抑制することを目的とする。
本基地局装置は、他の基地局と無線通信可能な無線端末からの無線通信の接続要求に対し接続可否を判定する接続判定部と、前記接続判定部が接続不可とした頻度を算出する頻度算出部と、前記接続不可とした頻度に基づき、送信電力を変更する電力変更部と、を具備する。本基地局装置によれば、接続不可とした頻度に基づき送信電力を変更することにより、基地局装置の無線通信エリアを他の無線端末との干渉の少ない範囲とすることができる。
本基地局装置は、他の基地局と無線通信可能な無線端末からの無線通信の接続要求に対し接続可否を判定する接続判定部と、前記接続判定部が接続不可とした頻度を算出する頻度算出部と、前記接続不可とした頻度に関する情報をネットワークを介し無線通信管理装置に送信する情報送信部と、前記接続不可とした頻度に関する情報に基づき前記無線通信管理装置が生成した指示に関する情報を前記ネットワークを介し受信する指示受信部と、前記指示に関する情報に基づき、送信電力を変更する電力変更部と、を具備する。
本無線通信管理装置は、基地局装置にネットワークを介し接続された無線通信管理装置であって、前記基地局装置が他の基地局と無線通信可能な無線端末からの無線通信の接続要求に対し接続不可と判定した頻度に関する情報を前記ネットワークを介し受信する情報受信部と、前記接続不可とした頻度に関する情報に基づき、送信電力を変更させる指示に関する情報を生成する指示情報生成部と、前記指示に関する情報を前記ネットワークを介し前記基地局装置に送信する指示送信部と、を具備する。
本無線通信システムは、基地局装置と、前記基地局装置にネットワークを介し接続された無線通信管理装置と、を具備する無線通信システムであって、前記基地局装置は、他の基地局と無線通信可能な無線端末からの無線通信の接続要求に対し接続可否を判定する接続判定部と、前記接続判定部が接続不可とした頻度を算出する頻度算出部と、前記接続不可とした頻度に関する情報を前記ネットワークを介し前記無線通信管理装置に送信する情報送信部と、前記無線通信管理装置から指示に関する情報を前記ネットワークを介し受信する指示受信部と、前記指示に関する情報に基づき、送信電力を変更する電力変更部と、を備え、前記無線通信管理装置は、前記接続不可とした頻度に関する情報に基づき、前記基地局装置が前記無線端末に無線通信を行う送信電力を変更させる指示に関する情報を生成する指示情報生成部を備える。本無線通信システムによれば、管理装置が送信電力を決定することにより、他の基地局装置の情報を考慮し、送信電力を決定することができる。
本基地局装置は、他の基地局と無線通信可能な無線端末からの無線通信の接続要求に対し接続可否を判定する接続判定部と、前記接続要求に対し接続不可であることを前記無線端末に通知する通知部と、前記接続要求に対し接続不可とする頻度に基づき生成された指示に関する情報を管理装置からネットワークを介し受信する指示受信部と、前記指示に関する情報に基づき、送信電力を変更する電力変更部と、を具備する。
基地局装置は、他の基地局装置と無線通信可能な無線端末からの無線通信の接続要求に対し、前記の基地局装置が接続不可としたことに関する情報である接続不可情報と前記の基地局装置を識別する識別情報とを受信する情報受信部と、前記接続不可情報と前記識別情報とをネットワークを介し前記無線通信管理装置に送信する情報送信部と、を具備する。
本無線通信管理装置は、第1および第2基地局装置とネットワークを介し接続された無線通信管理装置であって、無線端末からの無線通信の接続要求に対し、前記第1基地局装置が接続不可としたことに関する情報である接続不可情報と前記第1基地局装置を識別する識別情報とを、前記第2基地局装置から前記ネットワークを介し受信する情報受信部と、前記接続不可情報と前記識別情報とから、前記第1基地局装置が接続不可とした頻度を算出し、前記頻度に基づき、前記第1基地局装置の送信電力を変更させる指示に関する情報を生成する指示情報生成部と、前記指示に関する情報を前記第1基地局装置に送信する指示送信部と、を具備する。
本無線通信システムは、第1および第2基地局装置と、前記第2基地局装置とネットワークを介し接続された無線通信管理装置と、を具備する無線通信システムであって、前記第1基地局装置は、無線端末からの無線通信の接続要求に対し接続可否を判定する接続判定部と、前記接続要求に対し接続不可であることと自己の識別を示す識別情報とを前記無線端末に通知する通知部と、指示に関する情報を管理装置から前記ネットワークを介し受信する指示受信部と、前記指示に関する情報に基づき、送信電力を変更する電力変更部と、を備え、前記第2基地局装置は、前記第1基地局装置が接続要求に対し接続不可としたことに関する情報である接続不可情報と前記第1基地局装置を識別する識別情報とを前記無線端末から受信する情報受信部と、前記接続不可情報と前記識別情報とを前記ネットワークを介し前記無線通信管理装置に送信する情報送信部と、を備え、前記無線通信管理装置は、前記接続不可情報と前記識別情報とから、前記第1基地局装置が接続不可とした頻度を算出し、前記頻度に基づき、前記第1基地局装置の送信電力を変更させる指示に関する情報を生成する指示情報生成部を備える。本無線通信システムによれば、接続不可情報を管理装置が収集し、管理装置が接続不可とする頻度の算出し送信電力を決定する。これにより、基地局装置は、接続不可とした頻度を算出しなくともよい。
本基地局装置、無線端末、無線通信管理装置および無線通信システムによれば、接続不可とした頻度に基づき送信電力を変更することにより、基地局装置の無線通信エリアを他の無線端末との干渉の少ない範囲とすることができる。
以下、図面を参照に、本発明の実施例について説明する。
図3は、実施例1に係る無線通信システムの概要を示す図である。図3を参照に、フェムト基地局FBSはマクロ基地局BS(他の基地局)の無線通信エリア内に設置され、マクロ基地局BSより無線通信エリアが狭い。無線端末MS1およびMS2は、マクロ基地局BSと無線R6を用い通信可能である。無線端末MS1は、フェムト基地局FBSに登録され、フェムト基地局FBSと無線通信可能な無線端末である。一方、無線端末MS2は、フェムト基地局FBSに登録されておらず、フェムト基地局FBSと無線通信不可な無線端末である。無線端末MS2がフェムト基地局FBSに無線通信の接続を要求する。しかし、無線端末MS2は接続可能として登録された端末ではないため、フェムト基地局FBSは、接続を拒否する。フェムト基地局FBSは、接続不可の情報を保持し、接続不可の頻度が多い場合、送信電力を小さくする。これにより、フェムトセルC1´の範囲が小さくなる。よって、フェムト基地局FBSと他の無線端末MS2との干渉が小さくなる。
以下、実施例1の詳細について説明する。図4は実施例1のフェムト基地局FBSに含まれる基地局装置10の機能ブロック図である。図4を参照に、基地局装置10は、アンテナ12を備えている。アンテナ12は、無線端末と電波の送受信を行う。アンテナ12には、送受信を行うための無線インターフェース(IF)14が接続される。無線インターフェース14は、例えばWiMAXネットワークに用いられる基地局装置の場合、IEEE802.16標準に準拠し、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)やOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)による無線フレームの送信が行われる。
ネットワークインターフェース(IF)16は、ネットワークN2からDL(Down Link)パケット(無線端末むけのパケット)を受信する、またUL(Up Link)パケット(無線通信キャリア網向けのパケット)を送信する。パケット識別/バッファ26は、無線端末およびコネクション単位でパケットを識別し、識別したパケットをSDU(Service Data Unit)としてバッファに一時保管する。スケジューラ20は、バッファに保管されたパケットをチェックし、DLサブフレーム内のスロット割当てを行う。つまり送信待ちのSDUに対し送信スロットの割当てを行う。例えば、WiMAXの場合は、送信スロット割当ての結果として、MAP情報が作成される。PDU(Protocol Data Unit)生成部24は、送信スロットに割り当てられたSDUをPDUに変換する。これにより、MAC(Media Access Control)ヘッダやCRC(Cyclic Redundancy Check)コードが付与される。送信処理部22は、PDUの符号化、変調、無線フレームの生成を行う。処理された無線信号は、無線インターフェース14からアンテナ12を介し無線端末に送信される。
無線インターフェース14で受信されたULの無線信号は、受信処理部30に入力する。受信処理部30は、無線信号に対し、受信フレームの抽出、復調、複合化を行う。識別部32は、制御メッセージとユーザデータとの振り分けを行う。SDU再生部34は、ユーザデータをPDUからSDUに変換する。これにより、PDUからデフラグメント、デパッキング、MACヘッダおよびCRCコードの除去を行う。ネットワークインターフェース16は、SDUをネットワークN2に送信する。
接続判定部44は、識別部32で振り分けられた制御メッセージから、無線端末50からの無線通信の接続要求に対し接続可否を判定する。保持部48は接続不可に関する情報を保持する。頻度算出部46は、接続判定部44が接続不可とした頻度を算出する。干渉検出部47は、無線端末に干渉を及ぼしているかを検出する。電力変更部40は、無線インターフェース14が無線端末に送信する送信電力を変更する。品質検出部42は、無線端末50との無線通信状態の品質(通信品質)を検出する。
図5は、それぞれ無線端末MS1およびMS2である無線端末50aおよび50の機能ブロック図である。図5を参照に、無線端末50は、アンテナ52、無線インターフェース54、アプリケーション56、スケジューラ60、送信処理部62、PDU生成部64、送信データバッファ66、受信処理部70、識別部72およびSDU再生部74を備えている。アプリケーション56は、無線端末50内の電話機能や通信機能等のアプリケーションを行う。アプリケーション56からのデータ送信およびデータ受信の際の各構成の動作は、図4の基地局装置10の対応する構成の動作と同じであり説明を省略する。品質計測部92は、通信品質を測定する。情報送信部90は品質計測部92から得た通信品質に関する情報を基地局装置10に送信する。
図6は、実施例1に係る無線通信システムのシーケンス図である。無線端末50は、基地局装置10に登録されていない。図6を参照に、無線端末50と基地局装置10とは、初期設定を行う(ステップS10)。例えば、WiMAXの場合、以下のようにIEEE802.16に準拠し初期設定を行う。まず、基地局装置10は、無線端末50にブロードキャストするプリアンブル、DL−MAPおよびUL−MAP等の情報を送信する。無線端末50は、基地局装置10にULサブフレームの中のレンジング領域を使用して、イニシャルレンジングコードを送信する。基地局装置10は、ステップS12のレンジングリクエスト受信のためのULスロットを割り当てる。その結果をUL−MAP中のCDMA(Code Division Multiple Access)アロケーションIEで、無線端末50に送信する。以上により、初期設定が終了する。
無線端末50は、基地局装置10に接続要求を送信する(ステップS12)。例えば、無線端末50は、CDMAアロケーションIEに割り当てられたULスロットを用いてレンジングリクエストメッセージを基地局装置10に送信する。基地局装置10は、接続要求に対し、無線端末50の登録の有無を判断する(ステップS20)。基地局装置10は無線端末50に接続不可の接続可否情報を送信する(ステップS30)。例えば、基地局装置10は、レンジング失敗として、レンジングステータスを2に設定したレンジングレスポンスメッセージを無線端末50に送信する。
基地局装置10は、干渉が生じていることを検出する(ステップS40)。干渉の検出の有無は、基地局装置10が接続不可とした頻度により判定する。基地局装置10は、無線端末50への送信電力を変更する(ステップS50)。
図7は基地局装置10が行う動作を示すフローチャートである。図7を参照に、図6のステップS20において、接続判定部44は、制御メッセージ内の識別を行う(ステップS22)。接続判定部44は、無線端末50の識別子を抽出する(ステップS24)。例えば、レンジングリクエストに含まれる無線端末50のMACアドレスを抽出する。接続判定部44は、保持部48に記憶されている無線端末の登録情報を参照する(ステップS26)。接続判定部44は、無線端末50が登録された端末かを判定する(ステップS28)。すなわち、無線端末50の登録情報が保持部48に登録されているかを判定する。
ステップS28においてYesの場合、接続判定部44は、無線端末50に接続可を送信する(ステップS32)。その後終了する。ステップS28においてNoの場合、接続判定部44は、無線端末50に接続不可を送信する(ステップS30)。
図6のステップS40において、頻度算出部46は、接続判定部44が接続不可とした回数をカウントし、接続不可とした頻度を計算する(ステップS42)。例えば、頻度算出部46は、ある期間(例えば1時間、1日または1週間)において、接続不可とした回数を、接続不可とした頻度とすることができる。つまり、所定期間内に接続不可とした回数を頻度とすることができる。干渉検出部47は、接続不可とした頻度が所定の閾値以上かを判定する(ステップS44)。Noの場合、干渉検出部47は、基地局装置10の送信による干渉検出せず終了する。Yesの場合、干渉検出部47は、基地局装置10の送信による干渉を検出する。電力変更部40は、無線端末50への送信電力を変更する(ステップS50)。例えば、電力変更部40は、送信電力を所定の段階に設定しておき、ステップS50のたびに送信電力の段階を1ステップづつ小さくすることができる。また、接続不可とした頻度を考慮し、例えば、頻度がより大きい場合は送信電力がより小さくなるように送信電力を変更することもできる。このように、電力変更部40は、頻度が大きい場合、送信電力を小さく変更する。
次に無線通信状態の品質(通信品質)に基づき送信電力を変更する動作を説明する。図8は、実施例1に係る無線通信システムのシーケンス図である。無線端末50aは基地局装置10に登録されている。図8を参照に、無線端末50は基地局装置10に接続を行う(ステップS58)。無線端末50aと基地局装置10との接続方法は、図6のステップS10からS20、図7のステップS22からS28と同じである。無線端末50aは基地局装置10に登録されているため、図7のステップS28において、Yesと判定され、基地局装置10は無線端末50aに接続可を送信する(ステップS32)。例えば、レンジングレスポンスのレンジングステータスはサクセスである3が設定される。
図8を参照に、基地局装置10は、任意または周期的に無線端末50aに通信品質の通知を要求する(ステップS14)。例えば、基地局装置10は通信品質である無線チャネル品質のレポートレクエストを送信する。また、例えば、WiMAXでは、無線端末50aから基地局装置10に周期的に無線チャネル品質を送信するフィードバックチャネルであるCQICHを設定することもできる。CQICHを設定すると、毎回のレポートリクエストはしなくともよくなる。無線端末50aの品質計測部92は通信品質を計測する。無線端末50aは、基地局装置10に通信品質を通知する(ステップS16)。例えば、無線端末50aは基地局装置10にリポートレスポンスメッセージを送信する。なお、通信品質とは、無線端末50が受信した基地局装置10の電波の例えば受信電波強度(RSSI)または信号対雑音比(SNR(Signal to Noise Ratio)、SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)またはCINR(Carrier to Interference plus Noise Ratio))とすることができる。基地局装置10は通信品質の低下を検出する(ステップS60)。通信品質の低下を検出すると、基地局装置10は無線端末50aへの送信電力を変更する(ステップS55)。
図9は基地局装置10が行う動作を示すフローチャートである。図9を参照に、図8のステップS60において、基地局装置10の識別部32は、メッセージを識別する(ステップS62)。識別部32は、通信品質に関する情報を抽出し品質検出部42に出力する(ステップS64)。品質検出部42は、通信品質が所定の閾値以下かを判定する(ステップS66)。Noの場合、終了する。Yesの場合、電力変更部40は、無線端末50への送信電力を変更する(ステップS55)。図7のステップS50と同様に、送信電力の変更は、送信電力を所定の段階に設定しておき、ステップS55のたびに送信電力の段階を1ステップづつ大きくすることができる。また、通信品質低下の程度を考慮し、例えば、通信品質の低下がより大きい場合は送信電力がより大きくなる制御を行うこともできる。このように、電力変更部40は、通信品質が低下した場合、送信電力を大きく変更する。
実施例1によれば、図7を参照に、ステップS28のように、接続判定部44は、無線端末50からの無線通信の接続要求に対し接続可否を判定する。ステップS42のように、頻度算出部46は、接続判定部44が接続不可とした頻度を算出する。電力変更部40は、ステップS44およびS50のように、接続不可とした頻度に基づき、無線端末50に無線通信を行う送信電力を変更する。このように、接続不可とした頻度に基づき送信電力を変更することにより、基地局装置10の通信エリアを他の無線端末との干渉の少ない範囲とすることができる。実施例1では、接続不可の頻度が多いとき送信電力を小さくする制御を行っているが、例えば、接続不可の頻度が少ないとき送信電力を大きくする制御を加えてもよい。
また、図9を参照に、ステップS66のように、品質検出部42は、無線通信状態の品質を検出し、品質が低下しているかを判定する。ステップS55のように、電力変更部40は、無線通信状態の品質に基づいて送信電力を変更する。このように、無線通信状態の品質に基づき送信電力を変更することにより、基地局装置10の通信エリアを通信品質が確保された範囲とすることができる。実施例1では、通信品質が低下したとき送信電力を大きくする制御を行っているが、例えば、通信品質が向上したとき送信電力を小さくする制御を加えてもよい。
さらに、登録されていない無線端末50との接続不可の頻度が増加することによる送信電力を小さくする制御、登録された無線端末50aとの通信品質の低下による送信電力を大きくする制御を繰り返すことにより、基地局装置10の通信エリアを適切な大きさとすることができる。基地局装置10は、管理装置等との情報の送受信を行わないため、自律的に基地局装置10の通信エリアを適切な大きさとすることができる。
実施例2は、無線通信キャリア網に接続された無線通信管理装置が基地局装置の送信電力を決定する例である。図10は、実施例2に係る無線通信システムの概要を示す図である。図10を参照に、フェムト基地局FBSは、接続不可の頻度が多い場合、無線通信管理装置80に接続不可の頻度が多いことを通知する(ステップS70)。管理装置80は、基地局装置10の送信電力を決定し、基地局装置10に指示する(ステップS72)。基地局装置10は管理装置80の指示で送信電力を変更する。これにより、フェムトセルC1´の範囲が小さくなる。よって、フェムト基地局FBSと他の無線端末MS2との干渉が小さくなる。
以下、実施例2の詳細について説明する。図11は実施例2のフェムト基地局に含まれる基地局装置10aの機能ブロック図である。図11を参照に、情報送信部49は、干渉検出部47が検出した干渉検出を示す情報(接続不可とした頻度に関する情報)、および品質検出部42が検出した品質低下を検出したことを示す情報(無線通信状態の品質に関する情報)を、ネットワークIF16およびネットワークN2を介し管理装置80に出力する。指示受信部38は、管理装置80が生成した指示に関する情報を、ネットワークN2およびネットワークIF16を介し受信する。その他の構成は実施例1の図4と同じであり説明を省略する。
図12は、実施例2の管理装置80の機能ブロック図である。ネットワークIF82は無線通信キャリア網N4を介しネットワークN2に接続し、基地局装置10から情報を入出力する。情報受信部84は、基地局装置10からネットワークN2を介し、接続不可とした頻度に関する情報を受信する。指示情報生成部86は、接続不可とした頻度に関する情報および保持部112の情報に基づき送信電力を決定し、基地局装置10aに送信電力を変更させる指示に関する情報(指示情報)を生成する。保持部112は、各フェムト基地局やマクロ基地局の位置等の情報を保持している。指示送信部88は、送信電力変更の指示情報をネットワークN2を介し基地局装置10に送信する。
図13は、実施例2に係る無線通信システムのシーケンス図である。ここで、無線端末50は、基地局装置10aに登録されていない無線端末である。図13を参照に、ステップS10からS40は実施例1の図6と同じであり説明を省略する。ステップS40において、基地局装置10aが干渉を検出すると、基地局装置10aは管理装置80に、干渉検出を通知する(ステップS70)。図13を参照に、管理装置80は、干渉検出の通知(すなわち接続不可とした頻度に関する情報)に基づき、送信電力を決定する(ステップS80)。管理装置80は、基地局装置10に、送信電力を変更させる指示情報を送信する(ステップS72)。基地局装置10aは、指示情報に基づき、無線端末50に出力する送信電力を変更する(ステップS50)。
図14は基地局装置10aが行う動作を示すフローチャートである。図14を参照に、ステップS22からS44までは実施例1の図7と同じであり説明を省略する。図14を参照に、ステップS44においてYesの場合、情報送信部49は、他の無線端末50との干渉を検出したことを示す情報を、管理装置80にネットワークN2を介し送信する(ステップS70)。基地局装置10aの指示受信部38は、管理装置80からネットワークN2を介し指示情報を受信する(ステップS72)。電力変更部40は、指示情報に基づき、無線端末50に出力する送信電力を変更する(ステップS50)。終了する。
図15は管理装置80が行う動作を示すフローチャートである。図13のステップS80において、管理装置80の情報受信部84は、基地局装置10aからネットワークN2を介し、干渉を検出したことを示す情報を受信する(ステップS70)。指示情報生成部86は、干渉を検出したことを示す情報、つまり接続不可とした頻度に関する情報に基づき、基地局装置10aが無線端末50に無線通信を行う送信電力を変更させる指示情報を生成する(ステップS85)。指示情報生成部86は、図7のステップS50の電力変更部40と同様に、送信電力を変更する指示情報を生成することができる。また、指示情報生成部86は、保持部112に保持しているマクロ基地局やフェムト基地局の位置に関する情報や現在の送信電力に関する情報に基づき、指示情報を生成することができる。例えば、マクロ基地局BSとフェムト基地局FBSとの距離、マクロ基地局BSの送信電力の大きさ、フェムト基地局FBSの送信電力の大きさからフェムト基地局FBS(すなわち基地局装置10)の最適な送信電力を決定することができる。指示送信部88は、指示情報を基地局装置10aにネットワークN2を介し送信する(ステップS72)。その後終了する。
次に通信品質に基づき送信電力を変更する動作を説明する。図16は、実施例2に係る無線通信システムのシーケンス図である。ここで、無線端末50は、基地局装置10に登録されている端末である。図16を参照に、ステップS58、S14、S16およびS60は実施例1の図8と同じであり説明を省略する。基地局装置10aは、通信品質の低下を検出すると、管理装置80にネットワークN2を介し、通信品質の低下を通知する(ステップS74)。管理装置80は、通信品質の低下検出の通知(すなわち無線通信の品質に関する情報)に基づき、送信電力を決定する(ステップS85)。管理装置80は、基地局装置10aにネットワークN2を介し、指示情報を送信する(ステップS76)。基地局装置10aは、指示情報に基づき、無線端末50に出力する送信電力を変更する(ステップS55)。
図17は基地局装置10aが行う動作を示すフローチャートである。図17を参照に、ステップS62からS66までは実施例1の図9と同じであり説明を省略する。ステップS66において、品質検出部42が通信品質の低下を検出すると、情報送信部49は、管理装置80に、通信品質の低下を通知する(ステップS74)。管理装置80の情報受信部84は、基地局装置10aから通信品質の低下を検出したことを示す情報を受信する。管理装置80の指示情報生成部86は、通信品質の低下を検出したことを示す情報に基づき、基地局装置10aが無線端末50に無線通信を行う送信電力を変更させる指示に関する情報(指示情報)を生成する(図16のステップS85)。ここで、指示情報生成部86は、図9のステップS55の電力変更部40と同様に、送信電力を変更する指示情報を生成することができる。また、指示情報生成部86は、保持部112に保持しているマクロ基地局やフェムト基地局の位置に関する情報や現在の送信電力に関する情報に基づき、指示情報を生成することができる。管理装置80の指示送信部88は、指示情報を基地局装置10aに送信する。指示受信部38は、管理装置80からネットワークN2を介し指示情報を受信する(ステップS76)。電力変更部40は、指示情報に基づき、無線端末50に出力する送信電力を変更する(ステップS55)。その後終了する。
実施例2によれば、図14のステップS70のように、基地局装置10aの情報送信部49が接続不可とした頻度に関する情報をネットワークN2を介し管理装置80に送信する。図15のステップS85のように、無線通信管理装置80の指示情報生成部86が接続不可とした頻度に関する情報に基づき送信電力を変更させる指示に関する情報を生成する。図14のステップS72のように、基地局装置10aの指示受信部38は、指示に関する情報を管理装置80からネットワークN2を介し受信する。ステップS50のように、電力変更部40は、指示に関する情報に基づき、送信電力を変更する。
これにより、管理装置80が送信電力を決定することにより、無線通信キャリア網の構成情報(他のマクロ基地局やフェムト基地局等の情報)を考慮し、送信電力を決定することができる。
また、図16のステップS72のように、基地局装置10aの情報送信部49は、通信状態の品質に関する情報をネットワークN2を介し管理装置80に送信する。ステップS85のように、管理装置80の指示情報生成部86は、品質に関する情報に基づき、送信電力を変更する指示に関する情報を生成する。ステップS76のように、基地局装置10aの指示受信部38は、指示に関する情報を管理装置80からネットワークN2を介し受信する。ステップS55のように、電力変更部40は、指示に関する情報に基づき、送信電力を変更する。
以上のように、通信品質情報に基づき送信電力を変更する場合も、管理装置80が送信電力を決定することができる。
なお、図13のステップS70において、基地局装置10aは管理装置80に、送信する接続不可とした頻度に関する情報として干渉を検出したことを示す情報を送信しているが、接続不可とした頻度を送信してもよい。この場合、管理装置80において、干渉の検出を行ってもよい。
実施例3は、複数の基地局装置を有する例である。図18は、実施例3に係る無線通信システムの概要を示す図である。図18を参照に、無線端末MS2は、第1フェムト基地局FBS1には登録されておらず、第2フェムト基地局FBS2に登録されている。無線端末MS2が第1フェムト基地局FB1に接続要求を行い接続不可とされると、その情報を無線R4を介し第2フェムト基地局FBS2に報告する。第2フェムト基地局FBS2は、第1フェムト基地局FBS1が接続を拒否したことをネットワークN2を介し管理装置80bに送信する(ステップS96)。管理装置80bは、第1フェムト基地局FBS1が接続不可とした頻度が多くなると、第1フェムト基地局FBS1の送信電力の変更を決定し、第1フェムト基地局FBS1に指示する(ステップS72)。第1フェムト基地局FBS1は管理装置80bの指示で送信電力を変更する。これにより、フェムトセルC1´の範囲が小さくなる。よって、第1フェムト基地局FBS1と他の無線端末MS2との干渉が小さくなる。
以下、実施例3の詳細について説明する。図19は実施例3の第1基地局装置10bの機能ブロック図である。図19を参照に、情報送信部49はスケジューラ20に接続可否情報および識別情報を出力する。その他の構成は実施例2の図11と同じであり説明を省略する。
図20は、実施例3の無線端末50bの機能ブロック図である。図20を参照に、品質計測部92は、通信品質を計測する。接続制御部94は、第1基地局装置10bから接続不可の通知を受信すると、保持部96に第1基地局装置10bを認識するための識別情報を記憶させる。情報送信部90は品質計測部92から得た通信品質に関する情報、接続制御部94から得た第1基地局装置10bを識別する識別情報を第2基地局装置10cに送信する。その他の構成は、実施例1の図5と同じであり説明を省略する。
図21は、実施例3の第2基地局装置10cの機能ブロック図である。図21を参照に、情報制御部102は無線端末50bから接続不可情報と識別情報を取得し、保持部104に保持させる。情報送信部100は、接続不可情報と識別情報をネットワークN2を介し管理装置80bに送信する。その他の構成は実施例2の図11と同じであり説明を省略する。
図22は、実施例3の管理装置80bの機能ブロック図である。図22を参照に、干渉検出部110は情報受信部84が第2基地局装置80cから受信した接続不可情報と識別情報とから第1基地局装置10bと無線端末50bとの干渉を検出する。保持部112は、接続不可情報と識別情報を対応させ記憶する。その他の構成は実施例2の図12と同じであり説明を省略する。
図23は、実施例3に係る無線通信システムのシーケンス図である。ここで、無線端末50bは、第1基地局装置10bに登録されていない端末である。図23を参照に、ステップS10からステップS30までは、実施例2の図13と同じである。無線端末50bは、接続不可の接続可否通知を受信すると、接続不可とした基地局の識別子を保持する(ステップS90)。
無線端末50bが第2基地局装置10cの無線通信エリア内に入ると、無線端末50bは第2基地局装置10cに接続を試みる(ステップS10b〜S20b)。詳細は、ステップS10〜S20と同じであり説明を省略する。無線端末50bは、第2基地局装置10cに登録されているため、第2基地局装置10cは、無線端末50bに、接続可の接続可否通知を送信する(ステップS32b)。無線端末50bは、第2基地局装置10cに、第1基地局装置10bとの接続が接続不可であることを示す接続不可情報と、接続を不可とした基地局装置を識別するための識別情報とを送信する(ステップS94)。第2基地局装置10cは、第1基地局装置10bが接続不可としたことを管理装置80bに送信する(ステップS96b)。管理装置80bは、接続不可情報に基づき、第1基地局装置10bの送信電力を決定する(ステップS100)。管理装置80bは第1基地局装置10bに、送信電力の変更の指示に関する指示情報を送信知する(ステップS72)。第1基地局装置10bは管理装置80bに基づき、送信電力を変更する(ステップS50)。
図24は、第1基地局装置10bの動作を示すフローチャートである。図24を参照に、ステップS22からステップS32までは、実施例2の図14と同じであり、説明を省略する。なお、ステップS30において、情報送信部49は、無線端末50bの接続要求に対し接続不可であることを無線端末50bに送信する。ステップS30およびステップS32の後、指示受信部38が、管理装置80bから指示情報を受信する(ステップS72)。電力変更部40は、指示情報に基づき送信電力を変更する(ステップS50)。
図25は、無線端末50bの動作を示すフローチャートである。図25を参照に、送信処理部62は、実施例1の図6のステップS10と同じように、第1基地局装置10bに接続要求を送信する(ステップS12)。受信処理部70は、第1基地局装置10bから接続可否通知を受信する(ステップS32)。接続制御部94は、接続可否を判定する(ステップS33)。接続継続の場合、ステップS12に戻る。接続不可の場合、すなわち第1基地局装置10bとの接続を試みた場合、保持部96は、接続不可情報と基地局の識別情報とを保持する(ステップS90)。接続可の場合、すなわち第2基地局装置10cとの接続を試みた場合、接続制御部94は、保持部96に、接続不可とした基地局の識別情報があるかを判定する(ステップS93)。Noの場合、終了する。Yesの場合、情報送信部90は第2基地局装置10cに、接続不可情報と識別情報とを送信する(ステップS94)。終了する。識別情報は、例えばWiMAXの場合、第1基地局装置10bのBSIDとすることができる。第1基地局装置10bへの接続要求および接続不可情報の受信を複数回行った場合、保持部96は、接続不可情報として、接続不可となった回数を記憶してもよい。
図26は、第2基地局装置10cの動作を示すフローチャートである。ステップS22からステップS32までは、実施例2の図14と同じであり、説明を省略する。ステップS28においてNoの場合、接続不可を無線端末50bに送信する(ステップS30)。その後終了する。ステップS28においてYesの場合、接続可を無線端末50bに送信する(ステップS32)。その後、情報制御部102は、無線端末50bから接続不可情報と識別情報を受信する(ステップS94)。情報送信部100は、ネットワークN2を介し、管理装置80bに接続不可情報と識別情報を送信する(ステップS96)。
図27は、管理装置80bの動作を示すフローチャートである。情報受信部84は、第2基地局装置10cからネットワークN2を介し、接続不可情報と識別情報とを受信する(ステップS74)。干渉検出部110は、接続不可情報と識別情報と、保持部112が保持している過去の接続不可情報および識別情報と、から第1基地局装置10bが接続不可とした頻度を算出する(ステップS102)。保持部112には、例えば第2基地局装置10c以外の基地局装置から受信した第1基地局装置10bの接続不可情報も記憶されている。よって、干渉検出部110は、第2基地局装置10c以外から受信した接続不可情報をも加え第1基地局装置10bが接続不可とした頻度を算出することができる。干渉検出部110は、接続不可とした頻度が所定の閾値以上かを判定する(ステップS104)。Noの場合、その後終了する。
Yesの場合、指示情報生成部86は、送信電力を変更する指示に関する指示情報を生成する(ステップS106)。指示情報生成部86は、実施例2と同様、第1基地局装置10b、第2基地局装置10cおよびマクロ基地局の位置情報や送信電力の大きさに関する情報から送信電力を決定することができる。例えば、第1基地局装置10bと第2基地局装置10cとが接近して設置されている場合、無線端末50bは、第1基地局装置10bと干渉が生じやすい。よって、第1基地局装置10bの送信電力をより小さくすることができる。また、第1基地局装置10bと第2基地局装置10cとが離れているにもかかわらず、無線端末50bと第1基地局装置10bとの干渉が多く発生する場合、第1基地局装置10bの送信電力が大きすぎることも考えられる。よって、第1基地局装置10bの送信電力をより小さくすることもできる。さらに、第1基地局装置10bの接続不可の頻度が高く、かつ接続不可情報を送信した基地局装置が多岐に渡る場合、第1基地局装置10bの送信電力が非常に大きい場合が考えられる。よって、第1基地局装置10bの送信電力を十分小さくすることもできる。指示送信部88は、ネットワークN2を介し指示情報を第1基地局装置10bに送信する(ステップS108)。
実施例3によれば、図24のステップS30のように、第1基地局装置10bの接続判定部44は、無線端末50bの接続要求に対し接続不可であることと自己の識別を示す識別情報とを無線端末50bに送信する。図25のステップS33およびS90のように、保持部96は、接続要求に対し、接続不可の場合、第1基地局装置10bを識別する識別情報を保持する。ステップS93およびS94のように、無線端末50bの送信処理部62は、接続不可情報と識別情報とを第2基地局装置10cに送信する。図26のステップS96のように、第2基地局装置10cの情報送信部100は、接続不可情報と識別情報とをネットワークN2を介し管理装置80bに送信する。図27のステップS104およびS106において、管理装置80bの指示情報生成部86は、接続不可情報と識別情報とから、第1基地局装置10bが接続不可とした頻度を算出し、この頻度に基づき、第1基地局装置10bが無線端末50bに無線通信を行う送信電力を変更させる指示に関する指示情報を生成する。図24のステップS50において、電力変更部40は、指示に関する情報に基づき、送信電力を変更する。
これにより、実施例3では、接続不可情報を管理装置80が収集し、管理装置80が接続不可とする頻度の算出し送信電力を決定する。よって、各フェムト基地局は、接続不可とした頻度を算出しなくともよい。また、接続不可とした頻度を判定する閾値を管理装置80bが設定できる。よって、送信電力を決定する際に、無線キャリアの意図をより反映することができる。
なお、無線端末50bの情報送信部90は、品質計測部92が測定した第1基地局装置10bからの通信品質に関する情報を第2基地局装置10cに送信してもよい。また、第2基地局装置10cの情報送信部100は、この通信品質に関する情報を管理装置80bへ送信してもよい。管理装置80bの指示情報生成部86は、実施例2と同様に、通信品質に関する情報に基づき、送信電力の変更を指示する生成してもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
図1はフェムトセルを説明する構成図である。 図2はフェムトセルの課題を説明するための図である。 図3は実施例1に係る無線通信システムの構成図である。 図4は実施例1の基地局装置の機能ブロック図である。 図5は実施例1の無線端末の機能ブロック図である。 図6は実施例1に係る無線通信システムのシーケンス図(その1)である。 図7は実施例1の基地局装置の動作を示すフローチャート(その1)である。 図8は実施例1に係る無線通信システムのシーケンス図(その2)である。 図9は実施例1の基地局装置の動作を示すフローチャート(その2)である。 図10は実施例2に係る無線通信システムの構成図である。 図11は実施例2の基地局装置の機能ブロック図である。 図12は実施例2の管理装置の機能ブロック図である。 図13は実施例2に係る無線通信システムのシーケンス図(その1)である。 図14は実施例2の基地局装置の動作を示すフローチャート(その1)である。 図15は実施例2の管理装置の動作を示すフローチャートである。 図16は実施例2に係る無線通信システムのシーケンス図(その2)である。 図17は実施例2の基地局装置の動作を示すフローチャート(その2)である。 図18は実施例3に係る無線通信システムの構成図である。 図19は実施例3の第1基地局装置の機能ブロック図である。 図20は実施例3の無線端末の機能ブロック図である。 図21は実施例3の第2基地局装置の機能ブロック図である。 図22は実施例3の管理装置の機能ブロック図である。 図23は実施例3に係る無線通信システムのシーケンス図である。 図24は実施例3の第1基地局装置の動作を示すフローチャートである。 図25は実施例3の無線端末の動作を示すフローチャートである。 図26は実施例3の第2基地局装置の動作を示すフローチャートである。 図27は実施例3の基地局装置の動作を示すフローチャートである。
符号の説明
10 基地局装置
10b 第1基地局装置
10c 第2基地局装置
38 指示受信部
40 電力変更部
42 品質検出部
44 接続判定部
46 頻度算出部
47 干渉検討部
48 保持部
49 情報送信部
50 無線端末
80 管理装置
84 情報受信部
86 指示情報生成部
88 指示送信部
90 情報送信部
92 品質計測部
94 接続制御部
96 保持部
100 情報送信部
102 情報制御部
104 保持部
110 干渉検出部

Claims (10)

  1. 他の基地局と無線通信可能な無線端末からの無線通信の接続要求に対し接続可否を判定する接続判定部と、
    前記接続判定部が接続不可とした頻度を算出する頻度算出部と、
    前記接続不可とした頻度に基づき、送信電力を変更する電力変更部と、を具備することを特徴とする基地局装置。
  2. 前記無線端末との無線通信状態の品質を検出する品質検出部を具備し、
    前記電力変更部は、前記無線通信状態の品質に基づいて前記送信電力を変更することを特徴とする請求項1記載の基地局装置。
  3. 他の基地局と無線通信可能な無線端末からの無線通信の接続要求に対し接続可否を判定する接続判定部と、
    前記接続判定部が接続不可とした頻度を算出する頻度算出部と、
    前記接続不可とした頻度に関する情報をネットワークを介し無線通信管理装置に送信する情報送信部と、
    前記接続不可とした頻度に関する情報に基づき前記無線通信管理装置が生成した指示に関する情報を前記ネットワークを介し受信する指示受信部と、
    前記指示に関する情報に基づき、送信電力を変更する電力変更部と、を具備することを特徴とする基地局装置。
  4. 前記無線端末との無線通信状態の品質を検出する品質検出部を具備し、
    前記情報送信部は、前記通信状態の品質に関する情報をネットワークを介し前記無線通信管理装置に送信し、
    前記指示受信部は、前記通信状態の品質に関する情報に基づき管理装置が生成した指示に関する情報を前記ネットワークを介し受信することを特徴とする請求項3記載の基地局装置。
  5. 基地局装置にネットワークを介し接続された無線通信管理装置であって、
    前記基地局装置が他の基地局と無線通信可能な無線端末からの無線通信の接続要求に対し接続不可と判定した頻度に関する情報を前記ネットワークを介し受信する情報受信部と、
    前記接続不可とした頻度に関する情報に基づき、送信電力を変更させる指示に関する情報を生成する指示情報生成部と、
    前記指示に関する情報を前記ネットワークを介し前記基地局装置に送信する指示送信部と、
    を具備することを特徴とする無線通信管理装置。
  6. 基地局装置と、前記基地局装置にネットワークを介し接続された無線通信管理装置と、を具備する無線通信システムであって、
    前記基地局装置は、他の基地局と無線通信可能な無線端末からの無線通信の接続要求に対し接続可否を判定する接続判定部と、前記接続判定部が接続不可とした頻度を算出する頻度算出部と、前記接続不可とした頻度に関する情報を前記ネットワークを介し前記無線通信管理装置に送信する情報送信部と、前記無線通信管理装置から指示に関する情報を前記ネットワークを介し受信する指示受信部と、前記指示に関する情報に基づき、送信電力を変更する電力変更部と、を備え、
    前記無線通信管理装置は、前記接続不可とした頻度に関する情報に基づき、前記基地局装置が前記無線端末に無線通信を行う送信電力を変更させる指示に関する情報を生成する指示情報生成部を備えることを特徴とする無線通信システム。
  7. 他の基地局と無線通信可能な無線端末からの無線通信の接続要求に対し接続可否を判定する接続判定部と、
    前記接続要求に対し接続不可であることを前記無線端末に通知する通知部と、
    前記接続要求に対し接続不可とする頻度に基づき生成された指示に関する情報を管理装置からネットワークを介し受信する指示受信部と、
    前記指示に関する情報に基づき、送信電力を変更する電力変更部と、を具備することを特徴とする基地局装置。
  8. 他の基地局装置と無線通信可能な無線端末からの無線通信の接続要求に対し、前記の基地局装置が接続不可としたことに関する情報である接続不可情報との基地局装置を識別する識別情報とを受信する情報受信部と、
    前記接続不可情報と前記識別情報とをネットワークを介し前記無線通信管理装置に送信する情報送信部と、を具備することを特徴とする基地局装置。
  9. 第1および第2基地局装置とネットワークを介し接続された無線通信管理装置であって、
    無線端末からの無線通信の接続要求に対し、前記第1基地局装置が接続不可としたことに関する情報である接続不可情報と前記第1基地局装置を識別する識別情報とを、前記第2基地局装置から前記ネットワークを介し受信する情報受信部と、
    前記接続不可情報と前記識別情報とから、前記第1基地局装置が接続不可とした頻度を算出し、前記頻度に基づき、前記第1基地局装置の送信電力を変更させる指示に関する情報を生成する指示情報生成部と、
    前記指示に関する情報を前記第1基地局装置に送信する指示送信部と、
    を具備することを特徴とする無線通信管理装置。
  10. 第1および第2基地局装置と、前記第2基地局装置とネットワークを介し接続された無線通信管理装置と、を具備する無線通信システムであって、
    前記第1基地局装置は、無線端末からの無線通信の接続要求に対し接続可否を判定する接続判定部と、前記接続要求に対し接続不可であることと自己の識別を示す識別情報とを前記無線端末に通知する通知部と、指示に関する情報を管理装置から前記ネットワークを介し受信する指示受信部と、前記指示に関する情報に基づき、送信電力を変更する電力変更部と、を備え、
    前記第2基地局装置は、前記第1基地局装置が接続要求に対し接続不可としたことに関する情報である接続不可情報と前記第1基地局装置を識別する識別情報とを前記無線端末から受信する情報受信部と、前記接続不可情報と前記識別情報とを前記ネットワークを介し前記無線通信管理装置に送信する情報送信部と、を備え、
    前記無線通信管理装置は、前記接続不可情報と前記識別情報とから、前記第1基地局装置が接続不可とした頻度を算出し、前記頻度に基づき、前記第1基地局装置の送信電力を変更させる指示に関する情報を生成する指示情報生成部を備えることを特徴とする無線通信システム。
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