JP3707952B2

JP3707952B2 - Wireless communication system and control method thereof

Info

Publication number: JP3707952B2
Application number: JP10270099A
Authority: JP
Inventors: 哲中山; 靖雄岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: JPH11355840A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なう無線通信システムおよびその制御方法に関し、詳しくは、この無線通信システムにおける回線品質の監視を基地局若しくは端末局で容易に行うことができるようにするとともに、システムの運用、保守、管理を容易に行うことができるようにした無線通信システムおよびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ミリ波帯を用いた加入者無線システムが注目されている。その中でも、Ｐ−ＭＰ（Point to MultiPoint)システムは、マルチメディアユーザという多数のユーザを対象にしたシステムとして注目されている。
【０００３】
図１２は、このＰ−ＭＰシステムの概要を示すシステム構成図であり、ＡＴＭ網３１等をバックボーンとするネットワークと基地局３２が接続され、その１つの基地局３２に複数の加入者端末局３３、３４が双方向の無線回線で映像やデータ等の各種の情報を送受するものである。
【０００４】
このシステムでは、周波数帯域の有効利用を図ることから、図１３に示すように、１つのオムニセルもしくは複数のセクタよりなるセル単位で、ある周期的な繰り返し周波数パターンを用いて基地局３２と各加入者端末局３３、３４との間で通信を行なうようになっている。図１３では、Ｆ１〜Ｆ７という７つの周波数の繰り返しで１つのオムニセル４１を構成した場合を示している。
【０００５】
基地局３２と各加入者端末局３３、３４との間では、図１４に示すようなフレーム構成で各種の情報が送受される。
【０００６】
すなわち、基地局３２から加入者端末局に向かう下り方向については、図１４（ａ）に示すように、オーバヘッド（ＯＨ）５０１を先頭に、制御チャンネル（ＣＣ）５０２、加入者端末局単位の通話スロットであるユーザデータ（ＤＡＴ１〜ＤＡＴ３）５０３〜５０６が１つのフレームとなって送信される。
【０００７】
これに対し、各加入者端末局３３、３４から基地局３２に向かう上り方向については、図１１（ｂ）に示すように、ガードビット（Ｇ）５１１、オーバヘッド（ＯＨ）５１２、制御チャンネル（ＣＣ）５１３から成るスロットを先頭に、ガードビット（Ｇ）５１４，オーバヘッド（ＯＨ）５１５，ユーザデータ５１６から成る上り回線ユーザデータ（ＵＳＲ０〜ＵＳＲ３）５１７〜５２０が１つのフレームとなって送信される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような加入者無線システムにおいては、図１３に示したように、１つのオムニセル４１内での通信を１つの基地局がカバーするのであるが、システム全体から見た場合、隣接する基地局間では同一周波数で繰り返されるセルが存在する。さらに、基地局３２は、オムニセル４１内の複数の加入者端末局に電波を照射する必要性から、アンテナの特性が水平方向にブロードな特性になるように設定されている。
【０００９】
このため、基地局３２は隣接する複数の基地局方向からの干渉を受けることになり、その干渉によって回線品質が低下するという問題が生じする。
【００１０】
このような干渉を同避する方法としては、
１）周波数繰り返し数を極力多くとり、与干渉局と非干渉局の距離を離す
２）基地局と加入者端末局との間に高低差を設け、基地局側アンテナの垂直方向の指向性によって干渉波を抑圧する
などの方法が考えられる。
【００１１】
しかし、システムが多数の加入者端末局を対象としている関係で、上記のような対策を採用可能な運用環境でない場合が多い。
【００１２】
そこで、従来においては、次善の策として、送受信データの誤り率を監視し、その誤り率の監視結果を参考にして干渉の度合いを間接的に検出するようにしていた。
【００１３】
しかし、従来の送受信データの誤り率を監視する方法においては、回線品質が劣化しない限り、干渉度合いが分からず、更には、機器故障によるものなのか、干渉が原因であるのか、あるいは別の原因であるのかが切り分けできないという問題があり、このため加入者端末を新設する場合等においては、この新設する加入者端末による他の局への干渉を的確に判断することができず、システムの運用、保守、管理が難しいという問題があった。
【００１４】
そこで、この発明は、隣接する無線エリアでの干渉の度合いを直接に検出して回線品質を監視することができるようにするとともに、システムの運用、保守、管理を容易に行うことができるようにした無線通信システムおよびその制御方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なう無線通信システムにおいて、前記基地局若しくは端末局は、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視する干渉状態監視手段と、前記干渉状態監視手段により監視に基づき干渉波の送信元を判別する送信元判別手段と、前記送信元判別手段により判別した前記干渉波の送信元に対して該干渉の存在を通知する干渉通知手段とを具備し、前記干渉状態監視手段は、前記基地局に設けられ、該基地局の無線エリア以外の他の基地局の無線エリアに属する端末局からの運用通知に対応して自局における該他の基地局の無線エリアに属する端末局からの干渉状態を監視し、前記送信元判別手段は、前記他の基地局の無線エリアに属する端末局を干渉波の送信元として判別し、前記干渉通知手段は、前記送信元判別手段により判別した前記干渉波の送信元に対して該干渉の存在を前記基地局若しくは端末局を監視するセンタ局を介して通知することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２の発明は、隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なうとともに、前記基地局若しくは端末局を監視するセンタ局を設けた無線通信システムにおいて、前記基地局若しくは端末局は、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視する干渉状態監視手段と、前記干渉状態監視手段により監視に基づき干渉波の送信元を判別する送信元判別手段と、前記送信元判別手段により判別した前記干渉波の送信元を前記センタ局に通知する干渉通知手段とを具備し、前記センタ局は、前記干渉通知手段による前記干渉波の送信元の通知に基づき前記基地局および端末局に対して通信に用いる周波数の変更を指示する周波数変更指示手段と、前記周波数変更指示手段による周波数の変更が指示された周波数配置の履歴を記憶管理する周波数変更履歴管理手段とを具備し、前記周波数変更指示手段は、前記周波数変更履歴管理手段に記憶管理される周波数配置の履歴を参照して前記基地局および端末局に対して通信に用いる周波数の変更を指示することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項３の発明は、隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なう無線通信システムの制御方法において、前記基地局若しくは端末局は、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視するとともに、該監視に基づき干渉波の送信元を判別し、該判別した前記干渉波の送信元に対して該干渉の存在を通知し、前記基地局は、該基地局の無線エリア以外の他の基地局の無線エリアに属する端末局からの運用通知に対応して該運用通知を発した端末局からの干渉状態を監視するとともに、該監視に基づき該運用通知を発した端末局からの端末局の干渉波の有無を判別し、前記干渉波があると判別された場合は、前記運用通知を発した端末局に対して該干渉の存在を前記基地局若しくは端末局を監視するセンタ局を介して通知することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項４の発明は、隣接する基地局が同じ繰り返しパターンの周波数を用いて各基地局の無線エリア内の複数の端末局との間で双方向通信を行なうとともに、前記基地局若しくは端末局を監視するセンタ局を設けた無線通信システムの制御方法において、前記基地局若しくは端末局は、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視するとともに、該監視に基づき干渉波の送信元を判別し、該判別した前記干渉波の送信元を前記センタ局に通知し、前記センタ局は、前記干渉波の送信元の通知に基づき前記基地局および端末局に対して通信に用いる周波数の変更を指示するとともに、該周波数の変更が指示された周波数配置の履歴を記憶管理し、該管理した周波数配置の履歴を参照して前記基地局および端末局に対して通信に用いる周波数の変更を指示することを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
なお、システム全体の構成は、図１２のものと同じとし、また各無線エリアの周波数繰り返しパターンも図１３のものと同じであるものとして説明する。
【００３２】
図１は、この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法を適用した１つの加入者端末局３３の構成を示すブロック図である。
【００３３】
図１において、この加入者端末局３３は、屋外装置（ＯＤＵ）１１と屋内装置（ＩＤＵ）１２とから構成されている。
【００３４】
屋外装置１１は、アンテナ１１１、送受分波器１１２、高出力増幅器１１３、周波数混合器１１４、増幅器１１５ａ，１１５ｂ、低雑音増幅器１１６、周波数混合器１１７、分配器１１８、局部発振器１１９、送受ＩＦ信号分離器１２０とから構成されている。
【００３５】
屋内装置１２は、送受ＩＦ信号分離器１２１、変調器１２２、復調器１２３、誤り訂正回路１２４、ベースバンド回路１２５、ディジタルサービスユニット１２６、中央演算処理装置１２７とから構成されている。
【００３６】
基地局も同様の構成になっており、その相違点は、端末局においてはディジタルサービスユニット１２６がユーザの情報機器に接続され、基地局においてはＡＴＭ網などのネットワークに接続されていることである。
【００３７】
アンテナ１１１で受信された基地局からの無線信号は、送受分離器１１２を経て低雑音増幅器１１６で増幅された後、周波数混合器１１７で局部発振回路１１９からの中間周波数信号と混合され、さらに増幅器１１５ｂで増幅され、送受ＩＦ信号分離器１２０、１２１を経て復調器１２３に入力されることにより復調される。
【００３８】
復調されたデータは、誤り訂正回路１２４でデータ誤りが訂正された後、ベースバンド回路１２５でベースバンド信号に変換され、ディジタルサービスユニット１２６を経てユーザ所有のパーソナルコンピュータや映像機器等の情報機器に入力される。
【００３９】
ここで、復調器１２３は、データを復調した際に、着信レベルを検出し、その着信レベルを示す着信レベルインジケータ信号ＲＳＳＩを中央演算処理装置１２７に入力する。
【００４０】
また、誤り訂正回路１２４は、データの誤り率を検出し、その検出結果の信号ＥＲＲＯＲＤＥＴＥＣＴを中央演算処理装置１２７に入力する。
【００４１】
一方、上り方向のデータ、すなわち、ユーザ所有の情報機器から出力されたデータは、ディジタルサービスユニット１２６、ベースバンド回路１２５、誤り訂正回路１２４を経て変調器１２２に入力され、搬送波信号によって変調された後、送受ＩＦ信号分離器１２１、１２０、増幅器１１５ａ、周波数混合器１１４、高出力増幅器１１３、送受分波器１１２を経てアンテナ１１１から無線信号となって基地局に向けて送信される。
【００４２】
ここで、端末局３３の中央演算処理装置１２７は、他の無線エリア（オムニセルム）から基地局３２の干渉を検出するために、制御チャネルによって通達される基地局３２の中央演算処理装置１２７の指示に従って、予め定めた周期で上り無線回線フレームの１つまたは複数の通話スロット（各ユーザデータのスロット）を予約するという形態で空きの状態にする。
【００４３】
すなわち、図２に示すように、タイミングＡではＵＳＲ３の通話スロットを予約して送信データが全く無い空き状態を作り出し、同様に、タイミングＢではＵＳＲ２の通話スロット，タイミングＣではＵＳＲ１の通話スロット，タイミングＤではＵＳＲ０の通話スロット，タイミングＥでは制御チャンネルのスロットを順次予約するという形態で送信データが全く無い空き状態を作り出す。
【００４４】
そして、この空き状態における基地局３２の受信レベルをその復調器１２３に検出させる。
【００４５】
なお、制御チャンネルを予約状態とするタイミングでは、ＵＳＲ０のスロットに制御チャンネルを移し、制御チャンネルの機能を維持させる。この場合、制御チャンネルについては、回線制御の関係で予約状態にする制御を行なわないようにすることもある。なお、図２においては、予約状態のスロットを符号２１で示している。
【００４６】
本来であれば、他の無線エリアからの干渉波が無い場合、着信レベルは機器固有の最低値を示す筈であるが、干渉波が存在する場合、干渉波の着信レベルが検出される。これによって、自局の干渉状態を直接に判断することができる。自局の干渉状態が分かれば、通常状態の回線品質を判断することが可能になる。
【００４７】
これは、各端末局においても同様であり、各端末局は基地局からの指示に従い干渉度合いの検出動作を実行するようにしてもよい。どのような時期に指示を出すかは、通信状態の混み具合や電波伝播状態などを考慮して決めるようにすればよい。
【００４８】
また、基地局においても、上記と同様の手法を用いることにより自局の干渉状態を直接に判断することができる。
【００４９】
なお、上記手法においては、端末局若しくは基地局において、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視するように構成したので、干渉が発生している場合は、この空き状態のスロットで受信している信号（干渉元の端末局若しくは基地局のＩＤ）から干渉元の端末局若しくは基地局を判別することができる。
【００５０】
図３は、この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法を適用して構成した通信システムの一実施の形態の全体構成を示すブロック図である。
【００５１】
図３において、この通信システムは、複数の端末局１００−１（端末局１）、端末局１００−２（端末局２）と、各端末局１００−１、１００−２と無線で接続される複数の基地局２００−１（基地局１）、基地局２００−２（基地局２）と、これら複数の基地局２００−１、２００−２を収容するとともにネットワーク４００に接続される無線設備収容設備３００と、無線設備収容設備３００に接続され、この無線システム全体を監視制御する監視制御センタ５００を具備して構成される。
【００５２】
さて、上記構成をとる通信システムにおいて、新たな無線局（基地局または端末局）を設置する場合は、従来、干渉源となる他の無線局の有無や伝搬状況の確認のために、現地調査を行い、実際に即した回線設計を行うとともに、干渉の問題がある場合には対策を施した上で現地に据え付けを行っていた。
【００５３】
ところで、最近、無線通信システムにおいては、無線局の計画から設置、サービスまでの期間短縮のために無線免許の簡素化が進められる傾向にある。
【００５４】
しかしながら、干渉対策に関しては、上記従来の手法に頼るしかなく、このために多大な時間を要していた。
【００５５】
そこで、この通信システムにおいては、システム運用上で干渉を積極的に監視し、他の無線局の通信に影響を与えるような干渉源となる無線局に対してはこれを通知することで、無線局設置時の干渉の発見と回避対策を迅速に行うことができるように構成されている。
【００５６】
図４は、上記無線局の干渉のイメージを示す図である。
【００５７】
図４において、基地局１および２がサービスするサービスエリア１−１、２−１内にそれぞれ複数の端末局が設置される。ここで、基地局１は、サービスエリア１−１内の端末局１と通信するが、紺基地局１には、遠方の同一周波数を使用する端末局２からの干渉波も着信する場合がある。
【００５８】
この端末局２からの干渉波が基地局１における端末局１の受信レベルに対して無視できないレベルで基地局１に着信した場合、基地局１では端末局１との通信が困難となり、干渉波の問題が発生する。
【００５９】
従来の手法においてはこの干渉波の問題が発生しないように現地調査を行い、干渉が予測され回線設計上問題となる場合にはその対策を施していたので、このために多大な労力と期間を要していた。
【００６０】
図５は、セル間干渉を説明する図である。図５においては、図１３と同様に、６角セルを基本とし、そのセル単位が１つの基地局のサービスエリアとなる。
【００６１】
なお、図５においてＦ１〜Ｆ７は、各周波数チャネルを示す。ここで、隣り合ったセルにおいては、同一周波数を使用しないように配置するが、使用周波数が有限であるため、ある程度離れたセルでは同一周波数を使用せざるを得ない。
【００６２】
図５においては中央のＦ４の周波数チャネルを使用しているセルが同一周波数を使用する６つのセルから干渉を受けている様相を示している。このように無線局を多く設置した場合は干渉源の早期発見とその対処が重要になる。
【００６３】
図６は、図３に示したこの発明に係わる通信システムにおける干渉通知処理を示すシーケンス図である。
【００６４】
図６においては、図４に示した設置形態を想定し、端末局２が設置工事中である場合を考える。
【００６５】
図４に示す端末局２には、ノートブックパソコン等の設置操作装置１００ａが接続される。
【００６６】
端末局２の設置工事が終了し、端末局２に電源が投入されると、端末局２から基地局２に対して運用開始通知が送出される。
【００６７】
基地局２は、この端末局２からの運用開始通知を受信すると、端末局２が正規のものであるかを確かめるために、監視制御センタ５００に対して認証、すなわち、端末局ＩＤの照合を行う。ここで、端末局２から送出された運用通知は、基地局１においても所定のしきい値以上のレベルで着信され、基地局１においては、この端末局２から送出された運用通知により干渉発生が検出され、同時に、干渉源が端末局２であると特定される。
【００６８】
この基地局１における干渉検知と干渉源の特定処理は、図１乃至図２において説明したように、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視するとともに、この空き状態のスロットで受信している端末局ＩＤから干渉源を特定する手法を採用する。
【００６９】
監視制御センタ５００では、端末局２の認証応答に先立ち、基地局２に隣接する同一周波数を用いる基地局に対して干渉通知要求を行う。この干渉通知要求には、認証応答すべき端末局２の端末局ＩＤが含まれている。
【００７０】
この干渉通知要求に対して、基地局１においては、端末局２の干渉を検出しているため、監視制御センタ５００に対して端末局２の端末局ＩＤと基地局１の基地局ＩＤを付して干渉ありの干渉通知応答を行う。
【００７１】
また、基地局２においては、端末局２をサービスしようとしているため、対象外の干渉通知応答を監視制御センタ５００に対して行う。
【００７２】
これにより、監視制御センタ５００では、端末局２は正規ＩＤを有しているものの、基地局１に対して干渉を与えているため、基地局２に対する認証応答を基地局１の基地局ＩＤを付して干渉通知ありで返答する。
【００７３】
干渉通知ありの認証応答を受けた基地局２は、干渉ありの応答を端末局２に対して返答し、端末局２は干渉ありを設置操作装置１００ａに通知する。
【００７４】
端末局２の設置工事者は、設置操作装置１００ａの画面表示を見て、干渉があることおよび干渉を与えている基地局ＩＤを知ることができる。
【００７５】
これにより、端末局２の設置工事者は、端末局２のアンテナ交換等の干渉対策を実施し、再度、端末局２の運用を開始する。
【００７６】
端末局２は、基地局２に対して運用開始通知を送出し、基地局２は、この端末局２からの運用開始通知を受信すると、監視制御センタ５００に対して端末局ＩＤを照合する認証を行う。
【００７７】
監視制御センタ５００では、端末局２の認証応答に先立ち、基地局２に隣接する同一周波数を用いる基地局に対して端末局２の端末局ＩＤが付された干渉通知要求を行う。
【００７８】
ここで、基地局１が端末局２の干渉を検出していないと、監視制御センタ５００に対して基地局１の基地局ＩＤを付して干渉なしの干渉通知応答を行い、また、基地局２においては、端末局２をサービスしようとしているため、対象外の干渉通知応答を監視制御センタ５００に対して行う。
【００７９】
これにより、監視制御センタ５００では、端末局２は正規ＩＤを有しておりかつ干渉もないことから基地局２に対する認証応答を干渉通知なしで返答する。
【００８０】
干渉通知なしの認証応答を受けた基地局２は、運用許可の応答を端末局２に対して返答し、端末局２は運用開始を設置操作装置１００ａに通知する。
【００８１】
そして、端末局２の設置工事者は、設置操作装置１００ａの画面表示を見て、端末局２の運用開始を知ることができる。
【００８２】
このようにこの実施の形態の通信システムにおいては、システム運用上で干渉を積極的に監視し、他の無線局の通信に影響を与えるような干渉源となる無線局に対してはこれを通知するように構成したので、迅速な干渉検出、対策が可能になり、システムの運用、保守、管理を容易に行うことができる。
【００８３】
図７は、この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法を適用して構成した通信システムの他の実施の形態の全体構成を示すブロック図である。
【００８４】
なお、図７においては、図３に示す構成と同一の機能を有する部分には説明の便宜上図３で用いた符号と同一の符号を付する。
【００８５】
図７において、この通信システムは、複数の端末局１００−１（端末局１）、端末局１００−２（端末局２）と、各端末局１００−１、１００−２と無線で接続される複数の基地局２００−１（基地局１）、基地局２００−２（基地局２）と、これら複数の基地局２００−１、２００−２を収容するとともにネットワーク４００に接続される無線設備収容設備３００と、無線設備収容設備３００に接続され、この無線システム全体を監視制御する監視制御センタ５００と、監視制御センタ５００に接続され、干渉検出された周波数配置の履歴を格納するデータベース６００を具備して構成される。
【００８６】
この図７に示す通信システムにおいては、システム運用上で干渉を監視制御センタで監視し、干渉が発生したセルやその周辺のセルにおいて干渉が問題とならないように、各セルの基地局、端末の周波数配置を決定し、各セルに自動的に周波数を割り当てることで、干渉の回避を迅速に行うことができるように構成されている。
【００８７】
図８は、図７に示したこの発明に係わる通信システムにおける干渉回避処理を示すシーケンス図である。
【００８８】
図８においても、図４に示した設置形態を想定し、端末局２が設置工事中である場合を考えている。
【００８９】
図８に示す端末局２には、ノートブックパソコン等の設置操作装置１００ａが接続される。
【００９０】
端末局２の設置工事が終了し、端末局２に電源が投入されると、端末局２から基地局２に対して運用開始通知が送出される。
【００９１】
基地局２は、この端末局２からの運用開始通知を受信すると、端末局２が正規のものであるかを確かめるために、監視制御センタ５００に対して認証、すなわち、端末局ＩＤの照合を行う。ここで、端末局２から送出された運用通知は、基地局１においても所定のしきい値以上のレベルで着信され、基地局１においては、この端末局２から送出された運用通知により干渉発生が検出され、同時に、干渉源が端末局２であると特定される。
【００９２】
この基地局１における干渉検知と干渉源の特定処理は、図１乃至図２において説明したように、通話もしくは制御スロットの内の１つもしくは複数を予約することによって該当スロットを空きの状態とし、この空き状態のスロットの着信レベルを検出することによって自局における干渉状態を監視するとともに、この空き状態のスロットで受信している端末局ＩＤから干渉源を特定する手法を採用する。
【００９３】
監視制御センタ５００では、端末局２の認証応答に先立ち、基地局２に隣接する同一周波数を用いる基地局に対して干渉通知要求を行う。この干渉通知要求には、認証応答すべき端末局２の端末局ＩＤが含まれている。
【００９４】
この干渉通知要求に対して、基地局１においては、端末局２の干渉を検出しているため、監視制御センタ５００に対して端末局２の端末局ＩＤと基地局１の基地局ＩＤを付して干渉ありの干渉通知応答を行う。
【００９５】
また、基地局２においては、端末局２をサービスしようとしているため、対象外の干渉通知応答を監視制御センタ５００に対して行う。
【００９６】
これにより、監視制御センタ５００では、端末局２は正規ＩＤを有しているものの、基地局１に対して干渉を与えているため、基地局１を中心として、ある範囲にある全てのセルに対して干渉の計算を行い、該干渉を避けるべく各セルの基地局、端末の周波数配置を決定する。
【００９７】
ここで、上記干渉の計算は以下のようにして行われる。すなわち、ある基地局での干渉を計算するときは、そこからある距離以内にある全てのセルからの干渉を考慮する。
【００９８】
例えば、図５において、中央の周波数Ｆ４の周波数チャネルを使用しているセルは、同一周波数を使用する隣接した６つのセルからの干渉を受けている。この６つの干渉による搬送波対干渉雑音電力比の総合Ｃ／Ｎは、式（１）のようになる。
【００９９】
【式１】

このｉ番目の干渉波からの搬送波対干渉雑音電力比Ｃ／Ｕｉは、式（２）から求めることができる。
【０１００】
【式２】

ここで
Ｄ／Ｕｉ；希望波対干渉波電力比
であり、Ｄ／Ｕｉは、式（３）から求めることができる。
【０１０１】
【式３】

ここで、
Ｐｒ；希望波受信電力（ｄＢｍ）
Ｐti ；与干渉局送信電力（ｄＢｍ）
Ｌfti ；与干渉局送信フィーダ損失（ｄＢ）
Ｇati ；与干渉局送信アンテナ利得（ｄＢｉ）
Ｌdi ；与干渉局から被干渉局への干渉波伝搬損失（ｄＢ）
である。ここで、Ｌdiは式（４）から求めることができる。
【０１０２】
【式４】

ここで、
ｄｉ；干渉距離（ｍ）
λ ；波長（ｍ）
である。
【０１０３】
また、
Ｇar ；被干渉局受信アンテナ利得（ｄＢｉ）
Ｌfr ；被干渉局受信フィーダ損失（ｄＢ）
δＧai；与干渉局および被干渉局双方で見込むことのできるアンテナによる干渉波抑圧量（ｄＢ）
である。ここで、端末局のアンテナの指向性と建物の遮蔽により、δＧaiは＋数ｄＢ見込むことができる。
【０１０４】
監視制御センタ５００は、上記干渉の計算に基づき該干渉を避けるべく各セルの基地局、端末の周波数配置を決定する。そして、各基地局に対してこの周波数配置になるように周波数の切り替えを指令する周波数配置通知を行う。
【０１０５】
各基地局では、この監視制御センタ５００から通知された周波数配置通知に基づき周波数の切り替えを行う。
【０１０６】
その後、監視制御センタ５００では、基地局２に隣接する同一周波数を用いる基地局に対して端末局２の端末局ＩＤが付された干渉通知要求を行う。
【０１０７】
ここで、基地局１が端末局２の干渉を検出していないと、監視制御センタ５００に対して基地局１の基地局ＩＤを付して干渉なしの干渉通知応答を行い、また、基地局２においては、端末局２をサービスしようとしているため、対象外の干渉通知応答を監視制御センタ５００に対して行う。
【０１０８】
これにより、監視制御センタ５００では、端末局２は正規ＩＤを有しておりかつ干渉もないことから基地局２に対する認証応答を干渉通知なしで返答する。
【０１０９】
干渉通知なしの認証応答を受けた基地局２は、運用許可の応答を端末局２に対して返答し、端末局２は運用開始を設置操作装置１００ａに通知する。
【０１１０】
そして、端末局２の設置工事者は、設置操作装置１００ａの画面表示を見て、端末局２の運用開始を知ることができる。
【０１１１】
なお、監視制御センタ５００では、上記干渉によって周波数配置の変更が行われた場合は、この変更が行われた周波数配置をデータベース６００に蓄えておき、この周波数配置の変更の履歴を次の干渉計算のときに用いる。この周波数配置の変更の履歴を干渉計算に用いることによって、干渉計算の計算結果の精度が向上する。
【０１１２】
次に、この発明の更に他の実施の形態について説明する。
【０１１３】
この実施の形態においては、図４に示した設置形態を想定し、またシステム構成は図７に示した構成を想定している。また、この実施の形態においては図５に示したオムニセルの７周波繰り返しセル構成を採用し、図９に示すように７周波＋予備の３周波を用いている。
【０１１４】
さて、図４に示した設置形態において、端末局１および端末局２のアンテナは、パラボラアンテナであるため、鋭い指向性を有している。そのため例えば、端末局１が被干渉局となるのは、端末局１が通信する基地局１と与干渉基地局２が同一方向にある場合にのみ干渉問題が発生する。更に、端末局２が与干渉基地局１の正面になる場合は、端末局２からの電波は基地局２が設置されている建物により遮蔽されると考えられる。また逆に基地局１が被干渉局となる場合も同様である。これにより、端末局１および２のアンテナの指向性と建物の遮蔽によりほとんど場合干渉は発生しない。
【０１１５】
このように図５のセル配置では、端末局の鋭い指向性を考慮して干渉計算することにより、所要Ｃ／Ｉを満足している。しかし、ごくまれに建物の形状等により、干渉が発生する場合がある。
【０１１６】
そこで、この実施の形態においては、各基地局で干渉を監視し、干渉が発生した場合は、各基地局の周波数配置を自動的に変更するように構成されている。
【０１１７】
図１０は、この実施の形態による干渉通知による周波数自動変更処理を示すシーケンス図である。
【０１１８】
また、図１１は、図１０に示すシーケンス処理による周波数変更過程を示す図である。
【０１１９】
図９において、図４に示した基地局１の方向を向いている端末局２が基地局２と通信し、端末局２が基地局１への与干渉局となり、その干渉波レベルがある値以上になった場合を考える（図１１（ａ）参照）。
【０１２０】
この場合、基地局１はこの干渉を検出し、監視制御センタ５００へ干渉検出を通知する。この干渉検出通知には、基地局１の基地局ＩＤおよび与干渉局である端末局２の端末局ＩＤが含まれている。
【０１２１】
監視制御センタ５００では、この干渉検出通知を受信すると、データベース６００に蓄積されている過去の周波数配置履歴を参照して干渉計算を行う。ここでは、データベース６００に蓄積されている過去の周波数配置履歴が空なので、予備周波数Ｆ８を基地局１に割り当てる。そしてこの結果をデータベース６００に保存する。
【０１２２】
監視制御センタ５００は、その後、基地局１に周波数変更を通知する。この周波数変更通知には、変更すべき周波数Ｆ８を示す情報が含まれている。この周波数変更通知を受けた基地局１は、今まで使用していた周波数Ｆ４を周波数Ｆ８に変更する（図１１（ｂ）参照）。そして、基地局１はこの周波数変更を完了したら監視制御センタ５００に対して周波数設定完了通知を返す。この結果、このシステムの周波数配置は図１１（ａ）から図１１（ｂ）に変更される。
【０１２３】
次に、図１１（ｂ）の状態で、基地局２の方向を向いている端末局３が基地局３と通信し、端末局３が基地局２への与干渉局となり、その干渉波レベルがある値以上になった場合を考える（図１１（ｃ）参照）。
【０１２４】
この場合、基地局２はこの干渉を検出し、監視制御センタ５００へ干渉検出を通知する。この干渉検出通知には、基地局２の基地局ＩＤおよび与干渉局である端末局３の端末局ＩＤが含まれている。
【０１２５】
監視制御センタ５００では、この干渉検出通知を受信すると、データベース６００に蓄積されている過去の周波数配置履歴を参照して干渉計算を行う。ここでは、予備周波数をできるだけ残すように与干渉側の基地局３に基地局１で使用している予備の周波数Ｆ８を割り当てて干渉計算を行い、基地局１に影響がないかを検証する。そして、影響がある場合は、基地局２に次の予備周波数Ｆ９を割り当てる。そしてこの結果をデータベース６００に保存する。
【０１２６】
監視制御センタ５００は、その後、基地局２に周波数変更を通知する。この周波数変更通知には、変更すべき周波数Ｆ９を示す情報が含まれている。この周波数変更通知を受けた基地局２は、今まで使用していた周波数Ｆ４を周波数Ｆ９に変更する（図１１（ｄ）参照）。そして、基地局２はこの周波数変更を完了したら監視制御センタ５００に対して周波数設定完了通知を返す。この結果、このシステムの周波数配置は図１１（ｃ）から図１１（ｄ）に変更される。
【０１２７】
このようにこの実施の形態の通信システムにおいては、システム運用上で干渉を監視制御センタで監視し、干渉が発生したセルやその周辺のセルにおいて干渉が問題とならないように、各セルの無線機の周波数配置を決定し、各セルに自動的に周波数を割り当てるように構成したので、干渉の回避を迅速に行うことが可能になり、システムの運用、保守、管理を容易に行うことができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、ある周期で予約スロットを設け、そのスロットにおける干渉波着信レベルから自局の干渉状態を検出するように構成するとともに、システム運用上で干渉を積極的に監視し、他の無線局の通信に影響を与えるような干渉源となる無線局に対してはこれを通知若しくは干渉を避ける周波数配置を自動決定して各セルに自動的に周波数を割り当てるように構成したので、干渉の回避を迅速に行うことが可能になり、システムの運用、保守、管理を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用した加入者端末局の一実施の形態を示すブロック図。
【図２】干渉波検出動作の手順を説明する無線回線フレーム構成図。
【図３】この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法を適用して構成した通信システムの一実施の形態の全体構成を示すブロック図。
【図４】図３に示した無線通信システムにおける無線局の干渉のイメージを示す図。
【図５】図３に示した無線通信システムにおけるセル間干渉を説明する図。
【図６】図３に示した無線通信システムにおける干渉通知処理を示すシーケンス図。
【図７】この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法を適用して構成した通信システムの他の実施の形態の全体構成を示すブロック図。
【図８】図７に示した無線通信システムにおける干渉回避処理を示すシーケンス図。
【図９】この発明で形態で採用する周波繰り返しパターンを示す図。
【図１０】この発明に係わる無線通信システムおよびその制御方法を適用して構成した通信システムにおける干渉通知による周波数自動変更のシーケンス図。
【図１１】図１０に示すシーケンス処理による周波数変更過程を示す図。
【図１２】この発明が対象とする無線システムの全体構成図。
【図１３】オムニセルの周波数繰り返しパターンの例を示す図。
【図１４】基地局と加入者端末局の無線回線フレーム構成図。
【符号の説明】
１１屋外装置（ＯＤＵ）
１２屋内装置（ＩＤＵ）
３１ＡＴＭ網
３２基地局
３３、３４加入者端末局
４１オムニセル
１１１アンテナ（ＡＮＴ）
１１２送受分波器（ＤＰＬＸ）
１１３高出力増幅器（ＰＡ）
１１４周波数混合器
１１５ａ，１１５ｂ増幅器（ＡＭＰ）
１１６低雑音増幅器（ＬＮＡ）
１１７周波数混合器
１１８分配器（Ｈ）
１１９局部発振器
１２０送受ＩＦ信号分離器（ＳＰ）
１２１送受ＩＦ信号分離器（ＳＰ）
１２２変調器（ＭＯＤ）
１２３復調器（ＤＥＭ）
１２４誤り訂正回路（ＦＥＣ）
１２５ベースバンド回路（ＢＢ）
１２６ディジタルサービスユニット（ＤＳＵ）
１２７中央演算処理装置（ＣＰＵ）
ＲＳＳＩ着信レベルインジケータ
１００−１端末局（端末局１）
１００−２端末局（端末局２）
１００ａ設置操作装置
２００−１基地局（基地局１）
２００−２基地局（基地局２）
３００無線設備収容設備
４００ネットワーク
５００監視制御センタ
６００データベース[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio communication system in which adjacent base stations perform bidirectional communication with a plurality of terminal stations in the radio area of each base station using the same repetition pattern frequency, and a control method thereof. A wireless communication system and a control thereof capable of easily monitoring the channel quality in the wireless communication system at a base station or a terminal station and easily operating, maintaining and managing the system. Regarding the method.
[0002]
[Prior art]
At present, subscriber radio systems using the millimeter wave band are attracting attention. Among them, the P-MP (Point to MultiPoint) system has been attracting attention as a system targeting a large number of users called multimedia users.
[0003]
FIG. 12 is a system configuration diagram showing an outline of the P-MP system, in which a network having the ATM network 31 or the like as a backbone and a base station 32 are connected, and a plurality of subscriber terminal stations 33 are connected to the single base station 32. , 34 transmits and receives various information such as video and data via a bidirectional wireless line.
[0004]
In this system, since effective use of the frequency band is intended, as shown in FIG. 13, each base station 32 and each subscription are used in a unit of cells composed of one omnicell or a plurality of sectors using a certain cyclic repetition frequency pattern. Communication with the

user terminal stations

33 and 34. FIG. 13 shows a case where one omnicell 41 is configured by repeating seven frequencies F1 to F7.
[0005]
Various information is transmitted and received between the base station 32 and each of the

subscriber terminal stations

33 and 34 in a frame configuration as shown in FIG.
[0006]
That is, in the downlink direction from the base station 32 to the subscriber terminal station, as shown in FIG. 14 (a), the overhead (OH) 501 is set at the head, the control channel (CC) 502, and the communication for each subscriber terminal station. User data (DAT1 to DAT3) 503 to 506, which are slots, are transmitted as one frame.
[0007]
On the other hand, as shown in FIG. 11 (b), the guard bits (G) 511, overhead (OH) 512, control channel (CC ) Uplink user data (USR0 to USR3) 517 to 520 consisting of guard bits (G) 514, overhead (OH) 515, and user data 516 are transmitted as one frame, starting with the slot consisting of 513.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the subscriber radio system as described above, as shown in FIG. 13, one base station covers communication in one omnicell 41, but it is adjacent when viewed from the whole system. There are cells that repeat at the same frequency between base stations. Furthermore, the base station 32 is set so that the antenna characteristics are broad in the horizontal direction because it is necessary to irradiate the plurality of subscriber terminal stations in the omnicell 41 with radio waves.
[0009]
For this reason, the base station 32 receives interference from the direction of a plurality of adjacent base stations, and a problem arises that the line quality deteriorates due to the interference.
[0010]
As a method of avoiding such interference,
1) Increase the number of frequency repetitions as much as possible, and increase the distance between the interfering station and the non-interfering station
2) A height difference is provided between the base station and the subscriber terminal station, and interference waves are suppressed by the directivity of the base station side antenna in the vertical direction.
Such a method is conceivable.
[0011]
However, since the system is intended for a large number of subscriber terminal stations, it is often not an operational environment in which the above measures can be adopted.
[0012]
Therefore, conventionally, as a suboptimal measure, the error rate of transmission / reception data is monitored, and the degree of interference is indirectly detected with reference to the monitoring result of the error rate.
[0013]
However, in the conventional method of monitoring the error rate of transmitted / received data, unless the line quality deteriorates, the degree of interference is not known, and further, whether it is due to equipment failure, the cause of interference, or another cause Therefore, in the case of newly establishing a subscriber terminal, the interference with other stations by this newly established subscriber terminal cannot be accurately determined, and system operation There was a problem that it was difficult to maintain and manage.
[0014]
Accordingly, the present invention enables direct monitoring of the line quality by directly detecting the degree of interference in adjacent wireless areas, and also facilitates system operation, maintenance, and management. An object of the present invention is to provide a wireless communication system and a control method thereof.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a wireless communication in which adjacent base stations perform bidirectional communication with a plurality of terminal stations in the wireless area of each base station using the same repetition pattern frequency. In the system, the base station or terminal station reserves one or a plurality of communication or control slots to make the corresponding slot empty, and detects the incoming level of the empty slot by detecting the incoming level of the slot. Interference state monitoring means for monitoring interference state in A transmission source determination unit that determines a transmission source of the interference wave based on monitoring by the interference state monitoring unit, and an interference that notifies the transmission source of the interference wave determined by the transmission source determination unit of the presence of the interference The interference state monitoring means is provided in the base station and responds to an operation notification from a terminal station belonging to a radio area of another base station other than the radio area of the base station. Monitoring the interference state from the terminal station belonging to the radio area of the other base station, the source discriminating means discriminates the terminal station belonging to the radio area of the other base station as the source of the interference wave, The interference notification means notifies the existence of the interference to the transmission source of the interference wave determined by the transmission source determination means via a center station that monitors the base station or the terminal station. It is characterized by doing.
[0016]
The invention of claim 2 An adjacent base station performs bidirectional communication with a plurality of terminal stations in the radio area of each base station using the same repetition pattern frequency, and a center station for monitoring the base station or the terminal station is provided. In a wireless communication system, the base station or terminal station reserves one or more of a call or control slot to make the corresponding slot empty, and detects the incoming level of this empty slot Interference state monitoring means for monitoring the interference state in the own station, transmission source determination means for determining the transmission source of the interference wave based on the monitoring by the interference state monitoring means, and transmission of the interference wave determined by the transmission source determination means Interference notification means for notifying the center station of the source, and the center station transmits the interference wave by the interference notification means. Frequency change instruction means for instructing the base station and the terminal station to change the frequency used for communication based on the notification, and frequency change for storing and managing the history of frequency arrangement instructed to change the frequency by the frequency change instruction means The frequency change instruction means refers to the frequency allocation history stored and managed in the frequency change history management means to change the frequency used for communication to the base station and the terminal station. Instructions It is characterized by doing.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a control method for a radio communication system in which adjacent base stations perform bidirectional communication with a plurality of terminal stations in the radio area of each base station using the same repetition pattern frequency. The base station or terminal station reserves one or more of the call or control slots to make the corresponding slot empty, and detects the incoming level of this empty slot, thereby causing interference at the local station. The state is monitored, the transmission source of the interference wave is determined based on the monitoring, the presence of the interference is notified to the determined transmission source of the interference wave, and the base station In response to an operation notification from a terminal station belonging to a radio area of another base station other than the base station, an interference state from a terminal station that has issued the operation notification is monitored, and based on the monitoring, Determining whether there is an interference wave of the terminal station from the terminal station that has issued the notification for use, and if it is determined that the interference wave is present, the presence of the interference to the terminal station that has issued the operation notification Notification is made through a center station that monitors the station or terminal station .
[0018]
According to the invention of claim 4, adjacent base stations perform bidirectional communication with a plurality of terminal stations in the radio area of each base station using the same repetition pattern frequency. In addition, in the control method of a wireless communication system provided with a center station that monitors the base station or the terminal station, the base station or the terminal station reserves one or more of the corresponding slots by making a call or control slot reservation. , And the interference level in the local station is monitored by detecting the incoming level of the slot in the idle state, the transmission source of the interference wave is determined based on the monitoring, and the transmission of the determined interference wave is determined. The center station notifies the center station, and the center station instructs the base station and the terminal station to change the frequency used for communication based on the notification of the interference wave transmission source, and the change of the frequency is instructed. The frequency allocation history is stored and managed, and the base station and the terminal station are used for communication with reference to the managed frequency allocation history. Indicating the number of change It is characterized by doing.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a wireless communication system and a control method thereof according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0031]
The configuration of the entire system is assumed to be the same as that of FIG. 12, and the frequency repetition pattern of each radio area is assumed to be the same as that of FIG.
[0032]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of one subscriber terminal station 33 to which the radio communication system and the control method thereof according to the present invention are applied.
[0033]
In FIG. 1, the subscriber terminal station 33 includes an outdoor unit (ODU) 11 and an indoor unit (IDU) 12.
[0034]
The outdoor device 11 includes an antenna 111, a transmission / reception duplexer 112, a high output amplifier 113, a frequency mixer 114, amplifiers 115a and 115b, a low noise amplifier 116, a frequency mixer 117, a distributor 118, a local oscillator 119, and a transmission / reception IF signal. And a separator 120.
[0035]
The indoor device 12 includes a transmission / reception IF signal separator 121, a modulator 122, a demodulator 123, an error correction circuit 124, a baseband circuit 125, a digital service unit 126, and a central processing unit 127.
[0036]
The base station has the same configuration, and the difference is that the digital service unit 126 is connected to the user's information equipment in the terminal station, and is connected to a network such as an ATM network in the base station. .
[0037]
The radio signal from the base station received by the antenna 111 is amplified by the low noise amplifier 116 via the transmission / reception separator 112, and then mixed with the intermediate frequency signal from the local oscillation circuit 119 by the frequency mixer 117, and further the amplifier. The signal is amplified by 115b and demodulated by being input to the demodulator 123 via the transmission / reception IF

signal separators

120 and 121.
[0038]
The demodulated data is converted into a baseband signal by the baseband circuit 125 after the data error is corrected by the error correction circuit 124, and passed through the digital service unit 126 to an information device such as a personal computer or video equipment owned by the user. Entered.
[0039]
Here, when demodulating data, the demodulator 123 detects an incoming call level and inputs an incoming call level indicator signal RSSI indicating the incoming call level to the central processing unit 127.
[0040]
Further, the error correction circuit 124 detects an error rate of the data, and inputs a signal ERROR DETECT as a detection result to the central processing unit 127.
[0041]
On the other hand, uplink data, that is, data output from user-owned information equipment is input to the modulator 122 via the digital service unit 126, the baseband circuit 125, and the error correction circuit 124, and is modulated by the carrier signal. Thereafter, the signal is transmitted to the base station from the antenna 111 via the transmission / reception IF

signal separators

121 and 120, the amplifier 115a, the frequency mixer 114, the high-power amplifier 113, and the transmission / reception duplexer 112.
[0042]
Here, the central processing unit 127 of the terminal station 33 indicates the instruction of the central processing unit 127 of the base station 32 notified by the control channel in order to detect interference of the base station 32 from other radio areas (omnicellum). Accordingly, one or a plurality of call slots (slots for each user data) of the uplink radio channel frame are reserved at a predetermined cycle.
[0043]
That is, as shown in FIG. 2, at the timing A, the USR3 speech slot is reserved to create a free state without any transmission data. Similarly, at the timing B, the USR2 speech slot, at the timing C, the USR1 speech slot, the timing D creates a free state in which there is no transmission data in the form of sequentially reserving a USR0 speech slot and timing E at a control channel slot.
[0044]
Then, the demodulator 123 is made to detect the reception level of the base station 32 in this idle state.
[0045]
At the timing when the control channel is reserved, the control channel is moved to the slot of USR0 and the function of the control channel is maintained. In this case, the control channel may not be controlled to be in a reserved state due to line control. In FIG. 2, the reserved slot is indicated by reference numeral 21.
[0046]
Originally, when there is no interference wave from another radio area, the incoming level should indicate the lowest value unique to the device, but when there is an interference wave, the incoming level of the interference wave is detected. Thereby, it is possible to directly determine the interference state of the own station. If the interference state of the local station is known, it is possible to determine the line quality in the normal state.
[0047]
The same applies to each terminal station, and each terminal station may execute an operation for detecting the degree of interference in accordance with an instruction from the base station. The timing for issuing the instruction may be determined in consideration of the busy state of communication and the state of radio wave propagation.
[0048]
Also, the base station can directly determine the interference state of the own station by using the same method as described above.
[0049]
In the above method, the terminal station or base station reserves one or more of the call or control slots to make the corresponding slot empty, and detects the incoming level of this empty slot. If the interference occurs, the interference source is determined from the signal (ID of the interference source terminal station or base station) received in the empty slot. Terminal stations or base stations can be discriminated.
[0050]
FIG. 3 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of a communication system configured by applying the radio communication system and the control method thereof according to the present invention.
[0051]
In FIG. 3, this communication system is wirelessly connected to a plurality of terminal stations 100-1 (terminal station 1), terminal station 100-2 (terminal station 2), and terminal stations 100-1 and 100-2. A plurality of base stations 200-1 (base station 1), a base station 200-2 (base station 2), and a plurality of base stations 200-1 and 200-2 and a wireless facility connected to the network 400 The equipment 300 is connected to the radio equipment accommodation equipment 300 and is configured to include a monitoring control center 500 that supervises and controls the entire radio system.
[0052]
When a new radio station (base station or terminal station) is installed in the communication system having the above configuration, a field survey is conventionally performed in order to confirm the presence / absence of other radio stations as interference sources and propagation conditions. In addition to designing the line in line with the actual situation, if there was an interference problem, it was installed on site after taking countermeasures.
[0053]
Recently, in wireless communication systems, there is a tendency to simplify wireless licenses in order to shorten the period from planning to installation and service of wireless stations.
[0054]
However, with respect to interference countermeasures, there is no choice but to rely on the above-mentioned conventional method, which takes a lot of time.
[0055]
Therefore, in this communication system, radio interference is actively monitored in system operation, and this is notified to a radio station that becomes an interference source that affects communication of other radio stations, thereby enabling wireless communication. It is configured to be able to quickly detect and avoid interference when installing stations.
[0056]
FIG. 4 is a diagram illustrating an image of interference of the wireless station.
[0057]
In FIG. 4, a plurality of terminal stations are installed in service areas 1-1 and 2-1 served by

base stations

1 and 2, respectively. Here, the base station 1 communicates with the terminal station 1 in the service area 1-1, but the base station 1 may also receive an interference wave from the terminal station 2 that uses the same distant frequency. .
[0058]
When the interference wave from the terminal station 2 arrives at the base station 1 at a level that cannot be ignored with respect to the reception level of the terminal station 1 in the base station 1, it becomes difficult for the base station 1 to communicate with the terminal station 1, and the interference wave Problems occur.
[0059]
In the conventional method, field surveys were conducted to prevent this interference problem from occurring, and countermeasures were taken when interference was predicted and caused problems in circuit design. It was necessary.
[0060]
FIG. 5 is a diagram for explaining inter-cell interference. In FIG. 5, as in FIG. 13, a hexagonal cell is basically used, and the cell unit is a service area of one base station.
[0061]
In FIG. 5, F1 to F7 indicate each frequency channel. Here, the adjacent cells are arranged so as not to use the same frequency. However, since the use frequency is finite, the same frequency must be used in cells that are separated to some extent.
[0062]
FIG. 5 shows a state in which a cell using the center F4 frequency channel is receiving interference from six cells using the same frequency. When many radio stations are installed in this way, early detection of interference sources and countermeasures are important.
[0063]
FIG. 6 is a sequence diagram showing interference notification processing in the communication system according to the present invention shown in FIG.
[0064]
In FIG. 6, assuming the installation form shown in FIG. 4, consider the case where the terminal station 2 is being installed.
[0065]
4 is connected to an installation operation device 100a such as a notebook personal computer.
[0066]
When the installation of the terminal station 2 is completed and the terminal station 2 is powered on, an operation start notification is sent from the terminal station 2 to the base station 2.
[0067]
When the base station 2 receives the operation start notification from the terminal station 2, the base station 2 authenticates the monitoring control center 500, that is, checks the terminal station ID, in order to confirm whether the terminal station 2 is authentic. Do. Here, the operation notification transmitted from the terminal station 2 is received at the base station 1 at a level equal to or higher than a predetermined threshold, and the base station 1 generates interference due to the operation notification transmitted from the terminal station 2. Are detected, and at the same time, the interference source is identified as the terminal station 2.
[0068]
The interference detection and interference source identification process in the base station 1 is performed as described above with reference to FIGS. 1 and 2, by reserving one or more of the call or control slots to make the corresponding slot empty. By detecting the incoming level of this empty slot, the interference state in the own station is monitored, and a method of identifying the interference source from the terminal station ID received in this empty slot is adopted.
[0069]
Prior to the authentication response of the terminal station 2, the monitoring control center 500 makes an interference notification request to the base station using the same frequency adjacent to the base station 2. This interference notification request includes the terminal station ID of the terminal station 2 that should make an authentication response.
[0070]
In response to this interference notification request, since the base station 1 detects the interference of the terminal station 2, the terminal station ID of the terminal station 2 and the base station ID of the base station 1 are attached to the monitoring control center 500. Then, an interference notification response with interference is performed.
[0071]
Further, since the base station 2 intends to serve the terminal station 2, the base station 2 sends a non-targeted interference notification response to the monitoring control center 500.
[0072]
As a result, in the supervisory control center 500, although the terminal station 2 has a regular ID, but interferes with the base station 1, the authentication response to the base station 2 is sent as the base station ID of the base station 1. And reply with interference notification.
[0073]
The base station 2 that has received the authentication response with the notification of interference returns a response with interference to the terminal station 2, and the terminal station 2 notifies the installation operation device 100a that there is interference.
[0074]
The installation worker of the terminal station 2 can know that there is interference and the base station ID that gives interference by looking at the screen display of the installation operation device 100a.
[0075]
Thereby, the installation worker of the terminal station 2 implements interference countermeasures such as antenna exchange of the terminal station 2 and starts operation of the terminal station 2 again.
[0076]
The terminal station 2 sends an operation start notification to the base station 2, and when the base station 2 receives the operation start notification from the terminal station 2, authentication for collating the terminal station ID with the monitoring control center 500 is performed. I do.
[0077]
Prior to the authentication response of the terminal station 2, the monitoring control center 500 makes an interference notification request with the terminal station ID of the terminal station 2 attached to the base station using the same frequency adjacent to the base station 2.
[0078]
Here, if the base station 1 has not detected the interference of the terminal station 2, the base station ID of the base station 1 is attached to the monitoring control center 500, and an interference notification response without interference is performed. 2, since the terminal station 2 is to be serviced, a non-target interference notification response is sent to the monitoring control center 500.
[0079]
As a result, in the supervisory control center 500, since the terminal station 2 has a regular ID and has no interference, it returns an authentication response to the base station 2 without notification of interference.
[0080]
The base station 2 that has received the authentication response without the interference notification returns an operation permission response to the terminal station 2, and the terminal station 2 notifies the installation operation device 100a of the start of operation.
[0081]
Then, the installation contractor of the terminal station 2 can know the start of operation of the terminal station 2 by looking at the screen display of the installation operation device 100a.
[0082]
As described above, in the communication system of this embodiment, interference is actively monitored in system operation, and this is notified to a radio station that becomes an interference source that affects communication of other radio stations. Thus, it is possible to quickly detect and take countermeasures against interference, and to easily operate, maintain, and manage the system.
[0083]
FIG. 7 is a block diagram showing an overall configuration of another embodiment of a communication system configured by applying the radio communication system and its control method according to the present invention.
[0084]
7, parts having the same functions as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals as those used in FIG. 3 for convenience of explanation.
[0085]
7, this communication system is wirelessly connected to a plurality of terminal stations 100-1 (terminal station 1), terminal station 100-2 (terminal station 2), and terminal stations 100-1 and 100-2. A plurality of base stations 200-1 (base station 1), a base station 200-2 (base station 2), and a plurality of base stations 200-1 and 200-2 and a wireless facility connected to the network 400 A facility 300, a monitoring control center 500 connected to the wireless facility accommodating facility 300 and monitoring and controlling the entire wireless system, and a database 600 connected to the monitoring control center 500 and storing a history of frequency arrangements detected by interference are provided. Configured.
[0086]
In the communication system shown in FIG. 7, the interference is monitored by the monitoring control center in the system operation, and the base station and terminal of each cell do not cause a problem in the cell in which the interference has occurred or its surrounding cells. By determining the frequency arrangement and automatically assigning the frequency to each cell, it is possible to quickly avoid interference.
[0087]
FIG. 8 is a sequence diagram showing interference avoidance processing in the communication system according to the present invention shown in FIG.
[0088]
Also in FIG. 8, the installation form shown in FIG. 4 is assumed, and the case where the terminal station 2 is being installed is considered.
[0089]
An installation operation device 100a such as a notebook personal computer is connected to the terminal station 2 shown in FIG.
[0090]
When the installation of the terminal station 2 is completed and the terminal station 2 is powered on, an operation start notification is sent from the terminal station 2 to the base station 2.
[0091]
When the base station 2 receives the operation start notification from the terminal station 2, the base station 2 authenticates the monitoring control center 500, that is, checks the terminal station ID, in order to confirm whether the terminal station 2 is authentic. Do. Here, the operation notification transmitted from the terminal station 2 is received at the base station 1 at a level equal to or higher than a predetermined threshold, and the base station 1 generates interference due to the operation notification transmitted from the terminal station 2. Are detected, and at the same time, the interference source is identified as the terminal station 2.
[0092]
The interference detection and interference source identification process in the base station 1 is performed as described above with reference to FIGS. 1 and 2, by reserving one or more of the call or control slots to make the corresponding slot empty. By detecting the incoming level of this empty slot, the interference state in the own station is monitored, and a method of identifying the interference source from the terminal station ID received in this empty slot is adopted.
[0093]
Prior to the authentication response of the terminal station 2, the monitoring control center 500 makes an interference notification request to the base station using the same frequency adjacent to the base station 2. This interference notification request includes the terminal station ID of the terminal station 2 that should make an authentication response.
[0094]
In response to this interference notification request, since the base station 1 detects the interference of the terminal station 2, the terminal station ID of the terminal station 2 and the base station ID of the base station 1 are attached to the monitoring control center 500. Then, an interference notification response with interference is performed.
[0095]
Further, since the base station 2 intends to serve the terminal station 2, the base station 2 sends a non-targeted interference notification response to the monitoring control center 500.
[0096]
As a result, in the monitoring control center 500, although the terminal station 2 has a regular ID, but interferes with the base station 1, all the cells in a certain range are centered on the base station 1. Interference is calculated for the base stations and terminals in each cell in order to avoid the interference.
[0097]
Here, the calculation of the interference is performed as follows. That is, when calculating interference at a certain base station, interference from all cells within a certain distance from the base station is taken into consideration.
[0098]
For example, in FIG. 5, a cell using the frequency channel of the center frequency F4 is subject to interference from six adjacent cells using the same frequency. The total C / N of the carrier-to-interference noise power ratio due to these six interferences is given by equation (1).
[0099]
[Formula 1]

The carrier-to-interference noise power ratio C / Ui from the i-th interference wave can be obtained from Equation (2).
[0100]
[Formula 2]

here
D / Ui: Ratio of desired wave to interference wave power
D / Ui can be obtained from equation (3).
[0101]
[Formula 3]

here,
Pr: Received power of desired wave (dBm)
Pti: Interfering station transmission power (dBm)
Lfti: Interfering station transmission feeder loss (dB)
Gati: Interfering station transmitting antenna gain (dBi)
Ldi: interference wave propagation loss (dB) from the interfering station to the interfered station
It is. Here, Ldi can be obtained from equation (4).
[0102]
[Formula 4]

here,
di: Interference distance (m)
λ: Wavelength (m)
It is.
[0103]
Also,
Gar: Interfered station receiving antenna gain (dBi)
Lfr: Interfered station reception feeder loss (dB)
δGai: interference wave suppression amount (dB) by the antenna that can be expected at both the interfering station and the interfered station
It is. Here, δGai can be estimated to be several dB due to the antenna directivity of the terminal station and the shielding of the building.
[0104]
The supervisory control center 500 determines the frequency arrangement of the base stations and terminals of each cell to avoid the interference based on the calculation of the interference. Then, a frequency allocation notification is given to each base station instructing frequency switching so as to achieve this frequency allocation.
[0105]
Each base station performs frequency switching based on the frequency allocation notification notified from the monitoring control center 500.
[0106]
Thereafter, the supervisory control center 500 makes an interference notification request with the terminal station ID of the terminal station 2 attached to the base station using the same frequency adjacent to the base station 2.
[0107]
Here, if the base station 1 has not detected the interference of the terminal station 2, the base station ID of the base station 1 is attached to the monitoring control center 500, and an interference notification response without interference is performed. 2, since the terminal station 2 is to be serviced, a non-target interference notification response is sent to the monitoring control center 500.
[0108]
As a result, in the supervisory control center 500, since the terminal station 2 has a regular ID and has no interference, it returns an authentication response to the base station 2 without notification of interference.
[0109]
The base station 2 that has received the authentication response without the interference notification returns an operation permission response to the terminal station 2, and the terminal station 2 notifies the installation operation device 100a of the start of operation.
[0110]
Then, the installation contractor of the terminal station 2 can know the start of operation of the terminal station 2 by looking at the screen display of the installation operation device 100a.
[0111]
In the monitoring control center 500, when the frequency arrangement is changed due to the interference, the frequency arrangement in which the change is made is stored in the database 600, and the history of the frequency arrangement change is stored in the next interference calculation. Used when By using this history of frequency arrangement change for interference calculation, the accuracy of the calculation result of interference calculation is improved.
[0112]
Next, still another embodiment of the present invention will be described.
[0113]
In this embodiment, the installation form shown in FIG. 4 is assumed, and the system configuration is assumed to be the configuration shown in FIG. Further, in this embodiment, the omnicell 7-frequency repeating cell configuration shown in FIG. 5 is adopted, and 7 frequencies + 3 spare frequencies are used as shown in FIG.
[0114]
Now, in the installation form shown in FIG. 4, since the antennas of the terminal station 1 and the terminal station 2 are parabolic antennas, they have sharp directivity. Therefore, for example, the terminal station 1 becomes an interfered station, and the interference problem occurs only when the base station 1 with which the terminal station 1 communicates and the interfering base station 2 are in the same direction. Furthermore, when the terminal station 2 is in front of the interfering base station 1, it is considered that the radio wave from the terminal station 2 is shielded by the building where the base station 2 is installed. The same applies to the case where the base station 1 becomes an interfered station. As a result, almost no interference occurs due to the directivity of the antennas of the

terminal stations

1 and 2 and the shielding of the building.
[0115]
As described above, the cell arrangement of FIG. 5 satisfies the required C / I by performing interference calculation in consideration of the sharp directivity of the terminal station. However, interference may occur very rarely depending on the shape of the building.
[0116]
Therefore, in this embodiment, each base station is configured to monitor interference, and when interference occurs, the frequency arrangement of each base station is automatically changed.
[0117]
FIG. 10 is a sequence diagram showing an automatic frequency change process by interference notification according to this embodiment.
[0118]
FIG. 11 is a diagram showing a frequency changing process by the sequence process shown in FIG.
[0119]
In FIG. 9, the terminal station 2 facing the base station 1 shown in FIG. 4 communicates with the base station 2, the terminal station 2 becomes an interfering station for the base station 1, and the interference wave level has a certain value. Consider the case described above (see FIG. 11A).
[0120]
In this case, the base station 1 detects this interference and notifies the monitoring control center 500 of the interference detection. This interference detection notification includes the base station ID of the base station 1 and the terminal station ID of the terminal station 2 that is the interfering station.
[0121]
When the monitoring control center 500 receives this interference detection notification, the monitoring control center 500 refers to the past frequency arrangement history accumulated in the database 600 and performs interference calculation. Here, since the past frequency arrangement history stored in the database 600 is empty, the backup frequency F8 is assigned to the base station 1. Then, the result is stored in the database 600.
[0122]
Thereafter, the monitoring control center 500 notifies the base station 1 of the frequency change. This frequency change notification includes information indicating the frequency F8 to be changed. Receiving this frequency change notification, the base station 1 changes the frequency F4 used so far to the frequency F8 (see FIG. 11B). When the base station 1 completes the frequency change, it returns a frequency setting completion notification to the monitoring control center 500. As a result, the frequency arrangement of this system is changed from FIG. 11 (a) to FIG. 11 (b).
[0123]
Next, in the state of FIG. 11 (b), the terminal station 3 facing the base station 2 communicates with the base station 3, and the terminal station 3 becomes an interfering station for the base station 2, and its interference wave level. Let us consider a case where the value exceeds a certain value (see FIG. 11C).
[0124]
In this case, the base station 2 detects this interference and notifies the monitoring control center 500 of the interference detection. This interference detection notification includes the base station ID of the base station 2 and the terminal station ID of the terminal station 3 that is the interfering station.
[0125]
When the monitoring control center 500 receives this interference detection notification, the monitoring control center 500 refers to the past frequency arrangement history accumulated in the database 600 and performs interference calculation. Here, the spare frequency F8 used in the base station 1 is assigned to the interfering base station 3 so as to leave the spare frequency as much as possible, and interference calculation is performed to verify whether the base station 1 is affected. If there is an influence, the next backup frequency F9 is assigned to the base station 2. Then, the result is stored in the database 600.
[0126]
Thereafter, the supervisory control center 500 notifies the base station 2 of the frequency change. This frequency change notification includes information indicating the frequency F9 to be changed. Receiving this frequency change notification, the base station 2 changes the frequency F4 used so far to the frequency F9 (see FIG. 11D). When the base station 2 completes the frequency change, it returns a frequency setting completion notification to the monitoring control center 500. As a result, the frequency arrangement of this system is changed from FIG. 11 (c) to FIG. 11 (d).
[0127]
As described above, in the communication system according to this embodiment, in the system operation, the monitoring and control center monitors the interference, so that the interference is not a problem in the cell in which the interference has occurred and its surrounding cells. Since the frequency arrangement is determined and the frequency is automatically assigned to each cell, it is possible to quickly avoid interference, and the system operation, maintenance, and management can be easily performed.
[0128]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a reserved slot is provided at a certain period, and the interference state of the own station is detected from the interference wave arrival level in the slot, and the interference is actively monitored in the system operation. In addition, it is configured to automatically assign a frequency to each cell by notifying the radio station that becomes an interference source that affects the communication of other radio stations or automatically determining a frequency arrangement to avoid interference. As a result, it is possible to avoid interference quickly and to easily operate, maintain, and manage the system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a subscriber terminal station to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a configuration diagram of a radio channel frame for explaining a procedure of an interference wave detection operation.
FIG. 3 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of a communication system configured by applying a radio communication system and a control method thereof according to the present invention.
4 is a diagram showing an image of radio station interference in the radio communication system shown in FIG. 3;
5 is a diagram for explaining inter-cell interference in the wireless communication system shown in FIG. 3;
6 is a sequence diagram showing interference notification processing in the wireless communication system shown in FIG. 3;
FIG. 7 is a block diagram showing an overall configuration of another embodiment of a communication system configured by applying a radio communication system and a control method thereof according to the present invention.
8 is a sequence diagram showing interference avoidance processing in the wireless communication system shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a frequency repetition pattern employed in the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sequence diagram of automatic frequency change by notification of interference in a communication system configured by applying the radio communication system and the control method thereof according to the present invention.
11 is a diagram showing a frequency changing process by the sequence processing shown in FIG.
FIG. 12 is an overall configuration diagram of a wireless system targeted by the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing an example of an omnicell frequency repetition pattern.
FIG. 14 is a configuration diagram of radio channel frames of a base station and a subscriber terminal station.
[Explanation of symbols]
11 Outdoor unit (ODU)
12 Indoor unit (IDU)
31 ATM network
32 base station
33, 34 Subscriber terminal station
41 Omnicelle
111 Antenna (ANT)
112 Transmitter / Receiver (DPLX)
113 High power amplifier (PA)
114 frequency mixer
115a, 115b amplifier (AMP)
116 Low noise amplifier (LNA)
117 frequency mixer
118 Distributor (H)
119 Local oscillator
120 Transmit / receive IF signal separator (SP)
121 Transmit / receive IF signal separator (SP)
122 Modulator (MOD)
123 Demodulator (DEM)
124 Error correction circuit (FEC)
125 Baseband circuit (BB)
126 Digital Service Unit (DSU)
127 Central processing unit (CPU)
RSSI incoming call level indicator
100-1 Terminal station (terminal station 1)
100-2 Terminal station (terminal station 2)
100a Installation operation device
200-1 Base station (Base station 1)
200-2 Base station (base station 2)
300 Radio equipment accommodation equipment
400 network
500 Monitoring and control center
600 database

Claims

In a wireless communication system in which adjacent base stations perform bidirectional communication with a plurality of terminal stations in the wireless area of each base station using the same repetition pattern frequency,
The base station or terminal station is
Interference state monitoring means for reserving one or a plurality of communication slots or control slots to make the corresponding slot empty, and detecting an incoming level of the empty slot to monitor an interference state in the own station; ,
Transmission source discrimination means for discriminating the transmission source of the interference wave based on the monitoring by the interference state monitoring means;
Interference notifying means for notifying the existence of the interference to the source of the interference wave determined by the transmission source determining means;
Comprising
The interference state monitoring means includes
In response to an operation notification from a terminal station belonging to a radio area of another base station other than the radio area of the base station, the terminal station belonging to the radio area of the other base station in the own station Monitor the interference state of
The transmission source discrimination means is
A terminal station belonging to the radio area of the other base station is determined as an interference wave transmission source,
The interference notification means includes
Radio communications system that is characterized in that notification through the center station to monitor the presence of the interference the base station or the terminal station to the transmission source of the interference waves is determined by the source determination means.

An adjacent base station performs bidirectional communication with a plurality of terminal stations in the radio area of each base station using the same repetition pattern frequency, and a center station for monitoring the base station or the terminal station is provided. In a wireless communication system,
The base station or terminal station is
Interference state monitoring means for reserving one or a plurality of communication slots or control slots to make the corresponding slot empty, and detecting an incoming level of the empty slot to monitor an interference state in the own station; ,
Transmission source discrimination means for discriminating the transmission source of the interference wave based on the monitoring by the interference state monitoring means;
Interference notification means for notifying the center station of the source of the interference wave determined by the transmission source determination means;
Comprising
The center station
Frequency change instruction means for instructing the base station and the terminal station to change the frequency used for communication based on the notification of the interference wave transmission source by the interference notification means;
Wherein; and a frequency change history management means for storing and managing the history of the frequency arrangement change of frequency is instructed by the frequency change instruction means,
The frequency change instruction means includes
Radio communications system that is characterized in that instructing a change of the frequency used for communication to the base station and the terminal station with reference to the history of the frequency arrangement that is stored and managed in the frequency change history management means.

In a control method of a wireless communication system in which adjacent base stations perform bidirectional communication with a plurality of terminal stations in the wireless area of each base station using the same repetition pattern frequency,
The base station or terminal station is
Reserving one or more of a call or control slot to make that slot empty
By detecting the incoming level of this idle slot, the interference state in the local station is monitored, and based on the monitoring, the source of the interference wave is determined,
Notify the existence of the interference to the determined source of the interference wave,
The base station
In response to an operation notification from a terminal station belonging to a radio area of another base station other than the radio area of the base station, an interference state from the terminal station that issued the operation notification is monitored, and the operation is performed based on the monitoring. Determine the presence or absence of terminal station interference from the terminal station that issued the notification,
If it is determined that there is the interference wave, you and notifies through the center station to monitor the presence of the interference the base station or the terminal station to the terminal station which has issued the operation notification the method of radio communications systems.

An adjacent base station performs bidirectional communication with a plurality of terminal stations in the radio area of each base station using the same repetition pattern frequency, and a center station for monitoring the base station or the terminal station is provided. In a control method of a wireless communication system,
The base station or terminal station is
Reserving one or more of a call or control slot to make that slot empty
By detecting the incoming level of the slot in the empty state, the interference state in the own station is monitored, the transmission source of the interference wave is determined based on the monitoring, and the determined transmission source of the interference wave is sent to the center station. Notify
The center station
Instructing the base station and the terminal station to change the frequency used for communication based on the notification of the source of the interference wave, and storing and managing the history of the frequency arrangement instructed to change the frequency ,
The method of radio communications system that is characterized in that instructing a change of the frequency used for communication to the base station and the terminal station with reference to the history of the frequency arrangement that the administration.