JP2003507956A - 基地局における電力増幅のための方法及び装置 - Google Patents

基地局における電力増幅のための方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも第１の基地局（ＢＳ１）を備え、マルチキャリア電力増幅器の共通セット（４０９乃至４１２）が、異なるセルの第１の基地局（ＢＳ１）によって送信される無線信号を増幅するために利用され、地上セルラー無線通信ネットワークに関連する。本発明は、電力制御又は間欠送信のようなダウンリンク電力制御機能や、適応チャネル割当てを第１の基地局（ＢＳ１）によってサービスされるセルに適用する場合に、第１の基地局（ＢＳ１）がサポートすべきトータル最大出力電力を削減する事ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムと関連する方法及び装置（arrangement）に関す
る。より詳細には、本発明は、地上セルラー無線通信ネットワークにおける、高
い柔軟性を有し、効率的な手法において基地局の電力増幅資源を利用した無線信
号の送信方法に関連する。本発明は、本方法を実行するために必須の手段を備え
る地上無線通信ネットワークを含む。本発明は、基地局の電力増幅資源をディメ
ンジョニングする方法も含む。
【０００２】
【従来の技術】
地上無線通信システムにおける基地局にかかるコストの実質は、基地局によっ
て送信される無線信号の電力増幅に関連するものである。
【０００３】 従来、基地局はいわゆるシングルキャリア電力増幅器（ＳＣＰＡ）を搭載し、
各ＳＣＰＡは単一無線周波数キャリアを増幅するものであり、セル境界に位置す
る移動体端末との通信をサポートするために十分な電力を伝達できるように設計
されていた。
【０００４】 基地局の電力増幅部を設計する他の手法は、より一般的となってきているが、
いわゆるマルチキャリア電力増幅器（ＭＣＰＡ）を搭載することである。ＭＣＰ
Ａは、複数の無線周波数キャリアを備える無線信号を増幅できる。典型的に、単
一セルにサービスする基地局は、一つのＭＣＰＡもしくは、パラレルに動作する
ＭＣＰＡの１グループを備える。その一方で、複数の（セクター）セルにサービ
スする基地局は、一つのＭＣＰＡもしくは、各セルについてパラレルに動作する
ＭＣＰＡの１グループを備える。
【０００５】 基地局でＭＣＰＡをＳＣＰＡの代わりに利用する利点はいくつかある。ＭＣＰ
Ａを利用することによる第１の利点は、ダウンリンク電力制御（ＤＰＣ）及び間
欠送信（discontinuous transmission:ＤＴＸ）のような機能からもたらされる
利益として、所定数の無線周波数キャリアをサポートするために必要なトータル
出力電力を統計的に削減することができる。ＤＰＣ機能を利用することにより、
統計的に約４から６ｄＢの出力電力削減を見積もることができ、ＤＴＸ機能では
、統計的に約３から４ｄＢの削減を見積もることができる。そして、トータルで
は約十倍となる。このことは、所定数のキャリアをサポートするために設計され
たＭＣＰＡは、同数のキャリアを複数のＳＣＰＡでサポートする場合に必要とさ
れるトータル出力電力と比較すると、相当に低い出力電力で伝達可能であること
を意味する。
【０００６】 ＤＰＣ及びＤＴＸ機能によってもたらされる統計的削減効果をフルに達成する
ために、セル内の無線周波数キャリアの数が高いものでなくてはならない。
【０００７】 米国特許第５，８５４，６１１号は、単一セルにサービスするＡＭＰＳ基地局
を開示する。ここでは、複数の狭アンテナビーム、例えば１０ビームが、セル内
の無線カバーエリアを提供するために利用される。基地局は、複数の線形電力増
幅器を組み合わせた第１の電力共有ネットワークを備え、当該複数の線形電力増
幅器は、第２の電飾共有ネットワークとも組み合わされている。第１の電力共有
ネットワークは、その入力ポートの一つから受信した入力信号を、実質的に等価
な電力レベルにおいて、互いに位相をずらせて、対応する複数の線形電力増幅器
へ等しく分配する。当該線形増幅器は、第１の電力ネットワークからの各出力信
号をそれぞれ独立して増幅する。第２の電力共有ネットワークは、位相がずらさ
れた増幅信号を受信し、位相のずらされた増幅された入力信号の結合電力レベル
と比較して平均的な電力レベルを有する出力信号を、第２の電力共有ネットワー
クへ提供する。第２の電力共有ネットワークからの出力信号は、狭アンテナビー
ムの一つにおいて拡散される。米国特許第５，８５４，６１１号に開示される基
地局及びアンテナシステムは、各狭アンテナビームのための大して役に立たない
専用電力増幅器の必要を排除し、狭アンテナビームの利用に関連する利益を提供
する。
【０００８】 米国特許第４，６１８，８１３号は、電力増幅装置を記載する。ここで、複数
の出力ターミナルに独立して提供される複数の入力ターミナルへの信号は、複数
の増幅器による出力電力許容量を共有する。特許明細書は、電力増幅装置のマル
チビーム衛星通信システムへの適用について端的に議論している。
【０００９】 ［発明の要約］ 本発明によって扱われる課題は、地上無線通信ネットワークの基地局における
、コスト効率が高く、柔軟性を有する無線信号電力増幅を実行する方法をいかに
して提供するかということである。
【００１０】 マルチキャリア電力増幅器の共通セットを、異なるセル内の基地局によって送
信される無線信号の増幅に利用する方法及び装置によって当該課題は本質的に解
決される。
【００１１】 より詳細には、以下の方法によって上記課題は解決される。少なくとも第１の
無線信号と第２の無線信号を備える低電力無線信号の第１のセットを生成する。
第１の無線信号は、セルラー無線通信ネットワークの第１のセルで利用するため
に割り当てられた周波数を有する無線キャリアコンポーネントを構成するために
生成される。第２の無線信号は、セルラー無線通信ネットワークの第２のセルで
利用するために割り当てられた周波数を有する無線キャリアコンポーネントを構
成するために生成される。無線信号の第１のセットに対応する増幅無線信号の第
２のセットは、マルチキャリア電力増幅器の共通セットを利用して無線信号の第
１のセットを増幅することにより生成される。増幅無線信号の第２のセットは、
関連するアンテナビームにおいて拡散され、第１の無線信号に対応する増幅無線
信号は、第１のセルと関連するアンテナビームにおいて拡散され、第２の無線信
号に対応する増幅無線信号は第２のセルと関連するアンテナビームにおいて拡散
される。
【００１２】 本発明の一般的な目的は、地上セルラー無線通信ネットワークの基地局におい
てコスト効率が高く柔軟な、無線信号電力増幅方法を提供することにある。
【００１３】 別の目的は、所定数の無線キャリアにサービスするため、又は、所定の最大ト
ータル出力電力を与えられたより多くの無線キャリアにサービスするために伝達
すべき最大トータル出力電力を削減することにある。
【００１４】 更に別の目的は、基地局によってサービスされる異なるセル間の出力電力の再
割当てを可能とすることにある。
【００１５】 更に、別の目的は、セル内で利用可能な出力電力と、無線周波数キャリアの数
を、セルでの容量要求の変化に応じて適応させることである。
【００１６】 本発明による一般的な利益は、地上セルラー無線通信ネットワークの基地局に
おいてコスト効率が高く柔軟な、無線信号電力増幅方法が提供されることにより
もたらされる。
【００１７】 本発明によりもたらされるより明確な利益は、所定数の無線キャリアにサービ
スする基地局のトータル最大出力電力が削減されることである。これは、基地局
の装置コスト、電力消費、サイズ及び重量が削減できることを意味する。
【００１８】 本発明によりもたらされる別の利益は、基地局によってサービスされる異なる
セル間の出力電力の再割当てが可能となることである。
【００１９】 本発明によりもたらされる更に別の利益は、セル内で利用可能な出力電力と、
無線周波数キャリアの数を、セルでの容量要求の変化に応じて適応させられるこ
とである。
【００２０】 本発明は、典型的な実施形態及び、添付した図面を参照してより詳細に以下に
記載される。
【００２１】 ［実施形態の詳細な説明］ 図１は、地上セルラー無線通信ネットワーク１０１（以下セルラーネットワー
ク１０１と呼ぶ）、移動端末ＭＳ１乃至ＭＳ４のセットを備える、無線通信シス
テム１００の一部を示す。図１に示される無線通信システム１００において、セ
ルラーネットワーク１０１と移動端末ＭＳ１乃至ＭＳ４の間の通信は、ＴＩＡ／
ＥＩＡ ＩＳ−１３６エアインタフェース規定に基づくものである。セルラーネ
ットワーク１０１は、移動通信交換局ＭＳＣ１及びＭＳＣ１に接続された基地局
ＢＳ１乃至ＢＳ３を備える。基地局ＢＳ１乃至ＢＳ３は、移動通信交換局ＭＳＣ
１によってサービスされる地理的エリアにおいて無線カバーエリアを提供する。
移動通信交換局ＭＳＣ１は、移動通信交換局ＭＳＣ１によってサービスされる地
理的エリアに位置する移動局ＭＳ１乃至ＭＳ４への呼及び当該移動局ＭＳ１乃至
ＭＳ４からの呼の交換を行う。ここで、注意すべきは、図１は本発明を図示する
ために必要とみなされる要素のみを含むものであって、典型的なセルラーネット
ワークは、いくつかの移動通信交換局、より多くの基地局、さらには、ホームロ
ケーションレジスタのような他のタイプのノードを備えるものである。
【００２２】 周波数の再利用は、セルラーネットワークの鍵となる概念である。これは、周
波数のグループを、セルのような制限的な地理的カバーエリアでの利用のために
割り当てる技術である。異なるセル内の呼者が、互いに干渉することなく同一周
波数を同時に利用できるように、等価な周波数グループを含むセルは地理的に分
離される。図１は、移動通信交換局ＭＳＣ１によってサービスされる地理的エリ
アが、５つのセルＣ１乃至Ｃ５に分割される態様を示している。Ｃ１乃至Ｃ５に
おいて、各無線カバーエリアは基地局ＢＳ１乃至ＢＳ３のいずれかによって提供
される。基地局ＢＳ２とＢＳ３は、セルＣ４及びＣ５のそれぞれにおいて無線カ
バーエリアを提供する。すなわち、基地局ＢＳ２とＢＳ３は、一つのセルにおい
て無線カバーエリアを提供する。その一方で、基地局ＢＳ１（以下において第1
の基地局ＢＳ１として引用する）は、三つのセルＣ１乃至Ｃ３において無線カバ
ーエリアを提供する。すなわち、基地局ＢＳ１は、複数のセル内において無線カ
バーエリアを提供する。基地局ＢＳ１乃至ＢＳ３のいずれか一つからの、移動局
ＭＳ１乃至ＭＳ４への無線信号の送信は、ダウンリンク方向において発生すると
いえる。その一方、移動局ＭＳ１乃至ＭＳ４のいずれか一つからの、基地局ＢＳ
１乃至ＢＳ３のいずれか一つへの無線信号の送信は、アップリンク方向において
発生するといえる。
【００２３】 周波数プラニングは、セルラーネットワーク内のセルに、独立した無線周波数
を割り当てることによって実行される処理である。現在、大半の周波数プラニン
グは、事前に（a priori）なされている。すなわち、固定周波数プランが、各セ
ルラーネットワークのオペレータによって”ハードワイヤード（hard-wired）”
的に設置されている。これは、固定チャネル割当て（fixed channell allocatio
n:ＦＣＡ）としても知られている。図２は、ＦＣＡ手法の一例であって、周波数
再利用のための”４／１２”セルパターンと呼ばれる形態を示す図である。”４
／１２”セルパターンは、図１のセルラーネットワーク１０１に適用される。こ
の再利用パターンでは、セルラーネットワーク１０１に割り当てられる全周波数
帯域が、ＦＡ１乃至ＦＡ３、ＦＢ１乃至ＦＢ３、ＦＣ１乃至ＦＣ３及びＦＤ１乃
至ＦＤ３の１２の周波数グループに分割される。各セルは、図２に示すパターン
に対応した周波数グループが割り当てられる。すなわち、たとえば、セルＣ１乃
至Ｃ５は、周波数グループＦＡ１乃至ＦＡ３、ＦＢ２及びＦＤ１が割り当てられ
る。
【００２４】 適応チャネル割当て（adaptive channel allocation:ＡＣＡ）は、ネットワー
クの容量を最大限に利用するために、セルラーネットワーク全体で、周波数を動
的に割り当てる方法である。ＡＣＡ手法では、より多くの周波数が、より負荷の
少ないセルからビジーなセルに割り当てられる。さらに、チャネルはすべてのリ
ンクが十分な品質を有するように割り当てられることができる。異なるＡＣＡ手
法を統合する技術は、国際出願番号ＷＯ９７／３２４４４及び米国特許第５，４
９１，８３７号に記載された手法により提案されている。ここで、セル内におい
て周波数を利用可能とすると言ったセル内での利用のための周波数割当と、実際
に割り当てられた周波数を利用して無線周波数キャリアの送信を実行することと
は相違するといえよう。しかしながら、周波数を割り当てることと、実際に周波
数を無線送信のために利用することの２つのステップは、本質的には同時に発生
してもよい。
【００２５】 セルラーネットワーク１０１内の基地局ＢＳ１乃至ＢＳ３のそれぞれのコスト
の実質的な部分は、基地局から送信される無線信号の電力増幅に関連する。電力
増幅装置に関連するコストは、本質的に基地局が伝達しようとするトータル最大
出力電力に比例する。すなわち、基地局において利用可能な出力電力を可能な限
り効果的に利用し、必要とされるトータル最大出力電力を最小化することが重要
となる。基地局が、より少ないトータル最大出力電力を伝達するように設計され
ることにより、装置のコストのみならず、電力消費、サイズ及び、重量が削減さ
れる。
【００２６】 電力削減機能には、数多くのものが存在し、たとえば、電力制御、及び間欠送
信（音声作動送信:voice operated transmissionとも呼ばれる。）を無線キャリ
アに適用することにより、平均的な無線キャリア信号電力を減少することができ
る。これらの電力削減機能は、セルラーネットワーク内の干渉レベルを減少させ
、バッテリーパワーを節約することにより移動局の動作時間を改善するために利
用されてきた。このような電力削減機能が、ダウンリンク方向において基地局に
よって送信される無線キャリアに適用されると、基地局が特定数の無線キャリア
をサポートするために必要とするトータル最大出力電力を統計的に削減する事が
できる。必要とされるトータル出力電力の統計的な削減は、たとえば、出力電力
が、各キャリア上の各タイムスロットに個別に設定されるならば、到底起こり得
ないこととなり、もし、十分な数の無線キャリアが存在する場合は、すべての無
線キャリアが同時に最大出力電力を要求するような最悪状況が発生するであろう
。最悪のケースが発生する可能性は非常に低いので、最悪の場合に対処するため
に基地局を十分な出力電力を提供するように設計しなくてもよい。その代わりに
、十分低いが皆無ではない可能性を有する状況、すなわち、基地局が十分な出力
電力を供給できないような状況が発生した場合に備えて、基地局を十分な出力電
力を提供するように設計できる。
【００２７】 図３は、ダウンリンク方向において電力制御が各無線キャリア上の各タイムス
ロットに個別に適用された場合に、要求されるトータル出力電力ＰＲＥＤ１（ｄ
Ｂ）の統計的な減少の見積もりを無線キャリアの数Ｎの関数として示す図である
。
【００２８】 図３に示されるように、もし、無線周波数キャリアの数が十分高いならば、ダ
ウンリンク電力制御機能の利用による、要求される出力電力における統計的な減
少は、およそ４ｄＢと見積もられる。このように、たとえば１５個の無線キャリ
アをサポートするように設計された電力増幅器は、５個の無線キャリアをサポー
トするように設計された電力増幅器と比較して、無線キャリアそれぞれについて
十分低い出力電力を伝達することができる。
【００２９】 本発明は、セル内にわずかな無線キャリアしか存在しない場合に、ダウンリン
ク方向における電力削減機能の利用による利益を十分に享受するために、基地局
が伝達すべきトータル最大出力電力をさらに減少させるための方法を提供する。
【００３０】 図１のセルラーネットワーク１０１のような地上セルラー無線通信ネットワー
クに共通する状態は、所定の時間帯（time period）の経過とともに、セルから
セルへと変動する容量要求（capacity demand）である。もし、セルＣ１がスポ
ーツセンターをカバーし、セルＣ２がショッピングエリアをカバーし、セルＣ３
がオフィスエリアをカバーするならば、セルＣ１乃至Ｃ３における容量要求は、
大幅に変動するものと予測される。さらに、ある時点においては、容量要求は３
つのセルのすべてにおいて同時にそのピークには至らない。セルＣ１における容
量要求は、スポーツセンターにおいて何らかの大きなイベントがあったときにの
み高くなるであろうから、基本的には１週間のうち幾晩かがこれに該当するだろ
う。セルＣ２における容量要求は、買い物の時間帯においてのみ高くなるであろ
う。たとえば、ランチタイムや平日の夕方早い時間帯などである。セルＣ３にお
ける容量要求は、就業時間帯においてのみ高くなるであろう。何らかの適応チャ
ネル割当手法を適用することにより、セルラーネットワーク１０１は、セル内で
の容量要求の変化に対応してセルＣ１乃至Ｃ３のそれぞれに割り当てられた周波
数のセットを適用する事ができるであろう。しかしながら、もし、例えばサッカ
ーの試合と関連した過剰な容量要求のために、セルＣ１に１以上の追加の周波数
が割り当てられていた場合は、第１の基地局ＢＳ１は、追加された周波数につい
てもダウンリンク送信をサポートするために、セルＣ１内において十分な出力電
力を伝達しなければならない。このように、セルＣ１内で追加の周波数を割り当
てて過剰な容量要求をサポートするＡＣＡ手法によって提供される恩恵に浴する
ためには、第１の基地局ＢＳ１は、滅多に利用されないセルＣ１における余剰の
出力電力容量（spare output power capacity）を伴うように設計される必要が
あるだろう。
【００３１】 本発明は、セルＣ１に割り当てられた追加の周波数を、セルＣ１における余剰
出力電力容量を利用することなくサポートするために、第１の基地局ＢＳ１が十
分な出力電力をセルＣ１に供給できるようにするための課題を解決する手段を提
供する。
【００３２】 本発明の基本的な原理は、地上セルラーネットワークの異なるセルにおいて基
地局から送信される無線信号を増幅するために、マルチキャリア電力増幅器の共
通のセットを利用することである。
【００３３】 本発明の基本的原理は、ダウンリンク電力削減機能を利用して、要求される基
地局のトータル最大出力電力のさらなる統計的削減を実現するため、及び／又は
、適応チャネル割当手法を利用して割り当てられた追加の周波数をサポートする
ために、セル内における余剰出力電力容量を伴う基地局の設計の必要性を排除す
るために、本発明の異なる実施形態にも適用することができる。
【００３４】 個々のセルをそれぞれサービスするためにマルチキャリア電力増幅器の個々の
セットを利用する代わりに、１以上のセルにサービスするために、マルチキャリ
ア電力増幅器の共通セット（common set）を利用するので、マルチキャリア電力
増幅器の共通セットは、マルチキャリア電力増幅器の個別セット（individual s
et）のそれぞれが扱っていた無線周波数キャリアの数と比較して、より多くの数
の無線周波数キャリアを扱うことができる。従って、図３と関連して上述したよ
うに、ダウンリンク電力制御、もしくは、間欠送信のようなダウンリンク電力削
減機能を伴ったマルチキャリア電力増幅器の共通セットの利用は、基地局におい
て要求されるトータル最大出力電力の削減につながる。
【００３５】 １以上のセルにサービスするためのマルチキャリア電力増幅器の共通セットの
利用は、マルチキャリア電力増幅器の共通セットにより生成される様々な量のト
ータル出力電力を、異なるセル間で分配することをも基地局に可能とする。よっ
て、すべてのセルにおけるトータル電力需要がマルチキャリア電力増幅器の共通
セットが生成可能な最大出力電力を越えない限り、出力電力を追加の周波数のサ
ポートがあるセルに分配することが可能である。
【００３６】 図１に示す地上セルラー無線通信ネットワーク１０１に適用される本発明の典
型的な第１の実施形態は、図４から図７を参照して記載される。
【００３７】 図４は、第１の基地局ＢＳ１及び移動通信交換局ＭＳＣ１の構成をより詳細に
示した図であり、本発明の第１の実施形態に対応するものである。
【００３８】 第１の基地局ＢＳ１は、無線信号生成手段４０１と、電力増幅器４０２と、ア
ンテナシステム４０３を備える。無線信号生成手段は、３つのマルチキャリア送
受信機４０５から４０７に接続されたデジタルベースバンドユニット４０４を備
える。
【００３９】 電力増幅器４０２は、複数の入力ポート４２０乃至４２３及び出力ポート４２
４乃至４２７を有する電力共有ネットワーク（power sharing network）４０８
、それぞれが入出力を有するマルチキャリア電力増幅器の共通セット４０９乃至
４１２、複数の入力ポート４２８乃至４３１及び出力ポート４３２乃至４３５を
有する逆電力共有ネットワーク（inverse power sharing network）４１３を含
む。各増幅器４０９乃至４１２は、その入力ポートが、電力共有ネットワーク４
０８の出力ポート４２４乃至４２７のいずれか一つと接続され、その出力が逆電
力共有ネットワーク４１３の入力ポート４２８乃至４３１のいずれか一つと接続
されている。
【００４０】 アンテナシステム４０３は、第１のアンテナ４１４、第２のアンテナ４１５及
び第３のアンテナ４１６を含む。アンテナ４１４乃至４１６は、３つのセルＣ１
乃至Ｃ３の異なる一つとそれぞれが関連づけられ、関連するセルをカバーするア
ンテナビーム４１７乃至４１９を提供する。
【００４１】 第１の基地局ＢＳ１はまた、第１の基地局ＢＳ１全体の動作を制御し、移動通
信交換局ＭＳＣ１との通信を処理するための１以上の制御プロセッサ（図４中に
は不図示）を備える。
【００４２】 移動通信交換局ＭＳＣ１は、１以上の制御プロセッサ４４０を備え、１以上の
メモリユニット４４１に格納されたプログラム命令を実行する。
【００４３】 第１の基地局ＢＳ１及び移動通信交換局ＭＳＣ１は、例えば、オプティカルフ
ァイバーや無線リンクを使って互いに通信する。
【００４４】 図５Ａは、本発明の第１の実施形態に対応したセルラーネットワーク１０１に
おける無線信号の送信処理のフローチャートである。
【００４５】 ステップ５０１において、低電力無線信号の第１のセットＳ１１乃至Ｓ１３が
、無線信号生成手段４０１によって生成される。低電力無線信号の第１のセット
Ｓ１１乃至Ｓ１３は、第１の無線信号Ｓ１１、第２の無線信号Ｓ１２及び第３の
無線信号Ｓ１３を含む。第１の無線信号Ｓ１１は、第１のセルＣ１と関連づけら
れ、第１のセルＣ１において利用するために割り当てられた周波数を有する無線
キャリアコンポーネントを構成するように生成されている。同様にして、第２の
無線信号Ｓ１２は、第２のセルＣ２と関連づけられ、第２のセルＣ２において利
用するために割り当てられた周波数を有する無線キャリアコンポーネントを構成
するように生成されている。さらに、第３の無線信号Ｓ１３も、第３のセルＣ３
と関連づけられ、第３のセルＣ３において利用するために割り当てられた周波数
を有する無線キャリアコンポーネントを構成するように生成されている。
【００４６】 ベースバンドユニット４０４は、移動通信交換局ＭＳＣ１から、どの無線キャ
リアコンポーネントが３つの信号Ｓ１１乃至Ｓ１３のそれぞれに含まれるべきで
あるかに関する命令を受信し、前記信号Ｓ１１乃至Ｓ１３に対応する３つのデジ
タルベースバンド信号を生成する。デジタル信号は、対応するデジタルベースバ
ンド信号をＤＡ変換及び無線周波数変換することにより３つの信号Ｓ１１乃至Ｓ
１３を生成する３つのマルチキャリア送受信機４０５乃至４０７へパスされる。
【００４７】 ステップ５０２乃至５０４において、電力増幅器４０２において、無線信号の
第１のセットＳ１１乃至Ｓ１３を増幅することにより、無線信号の第１のセット
Ｓ１１乃至Ｓ１３に対応する増幅無線信号の第２のセットＳ２１乃至Ｓ２３が生
成される。すなわち、無線信号の第２のセットＳ２１乃至Ｓ２３は、無線信号の
第１のセットＳ１１乃至Ｓ１３の各信号を増幅したものである。
【００４８】 ステップ５０２において、無線信号の第３のセットＳ３１乃至Ｓ３４が、電力
共有ネットワーク４０８によって出力ポート４２４乃至４２７において提供され
る。電力共有ネットワーク４０８は、無線信号の第１のセットＳ１１乃至Ｓ１３
を、入力ポート４２０乃至４２２において受信し、無線信号の第１のセットＳ１
１乃至Ｓ１３の各信号の一部を、出力ポート４２４乃至４２７のそれぞれに分配
する。無線信号の第１のセットＳ１１乃至Ｓ１３の各信号は、実質的に均等な電
力レベルを有し、位相が互いにずれるように出力ポート４２４乃至４２７のそれ
ぞれにおいて部分的に分配される。このように、無線信号の第３のセットにおけ
る信号Ｓ３１乃至Ｓ３４のそれぞれは、たとえば、第１の無線信号のＳ１１の同
等な部分を含むであろう。しかしながら、信号Ｓ３１およびＳ３２における第１
の無線信号のＳ１１の一部は、互いに位相がシフトしているであろう。
【００４９】 ステップ５０３において、無線信号の第４のセットＳ４１乃至Ｓ４４は、マル
チキャリア電力増幅器の共通セット４０９乃至４１２における増幅器の一つにお
いて、無線信号の第３のセットＳ３１乃至Ｓ３４の各信号を増幅する事によって
与えられる。
【００５０】 ステップ５０４において、無線信号の第２のセットＳ２１乃至Ｓ２３は、逆電
力共有ネットワーク４１３からその出力ポート４３２乃至４３４において提供さ
れる。逆電力共有ネットワーク４１３は、無線信号の第４のセットＳ４１乃至Ｓ
４４にたいし電力共有ネットワーク４０８の逆処理を実行する。このように、逆
電力共有ネットワーク４１３は、第１の無線信号Ｓ１１から派生した第３のセッ
トＳ３１乃至Ｓ３４における各信号の内容を再結合することにより、たとえば、
第１の信号Ｓ１１に対応する無線信号の第２のセットの信号である信号Ｓ２１を
提供する。
【００５１】 ステップ５０５において、無線信号の第１のセットＳ１１乃至Ｓ１３に対応す
る無線信号の第２のセットＳ２１乃至Ｓ２３は、関連するアンテナビーム４１７
乃至４１９において拡散される。すなわち、第１の無線信号Ｓ１１に対応する増
幅無線信号である信号Ｓ２１は、第１のアンテナ４１４によってアンテナビーム
４１７にて拡散され、第１の無線信号Ｓ１２に対応する増幅無線信号である信号
Ｓ２２は、第２のアンテナ４１５によってアンテナビーム４１８にて拡散され、
第１の無線信号Ｓ１３に対応する増幅無線信号である信号Ｓ２３は、第３のアン
テナ４１６によってアンテナビーム４１９にて拡散される。
【００５２】 図６および図７は、図４における電力増幅ユニット４０２の構成の一例示す図
である 図６は、１８０度３ｄＢハイブリッドカプラー６０１を示す。もしハイブリッ
ドカプラー６０１への入力信号が、Ｓ６１およびＳ６２であるならば、出力信号
Ｓ６３およびＳ６４は、以下の式で表される。
【００５３】 Ｓ６３＝（１／√２）＊（Ｓ６１−Ｓ６２） （１） Ｓ６４＝（１／√２）＊（Ｓ６１＋Ｓ６２） （２）
【００５４】 図７は、１８０度３ｄＢハイブリッドカプラー６０１を利用したいわゆるバト
ラーマトリックス（Butler matrixes）として設計されてもよい、電力共有ネッ
トワーク４０８および逆電力共有ネットワーク４１３の構成を示す図である。
【００５５】 図４および図７から明らかなように、電力共有ネットワーク４０８は、４つの
入力ポート４２０乃至４２３を備える一方で、これらの入力ポート４２０乃至４
２２のうち３つのみが、無線信号の第１のセットＳ１１乃至Ｓ１３を受信するた
めに利用される。
【００５６】 電力共有ネットワーク４０８および逆電力共有ネットワーク４１３を、４入力
４出力を有するバトラーマトリックスとして設計する主な理由は、２ｎの入力ポ
ートと、たとえば、２、４，８又は１６の出力ポートを有するバトラーマトリッ
クスは、他の数のポートを有するバトラーマトリックスよりも、損失が少なくな
るからである。
【００５７】 図４および図７において、電力共有ネットワーク入力ポート４２３は、グラン
ドに接続されている。その一方で、逆電力共有ネットワーク４１３の出力ポート
４３５は、モニター４３６に接続されている。モニター４３６は、出力４３５が
信号を受信していないこと、すなわち、出力ポート４３５がグランドレベルにあ
ることを検査する。もし、実際に出力ポート４３５においてグランドレベル以外
の信号がモニターによって受信されれば、これは、電力増幅ユニット４０２で誤
動作が発生していることを示すものであり、モニターは、事業人員およびメンテ
ナンス人員に対しエラー指示を行ってもよい。
【００５８】 セルラーネットワーク１０１は、すべてのセルＣ１乃至Ｃ５のダウンリンク方
向における送信に電力制御を適用する。ダウンリンク方向において電力制御を適
用することは、ダウンリンク方向の無線キャリア上のタイムスロットに対する送
信電力を、十分な信号強度で無線端末へ無線信号を到達させるために必要な実行
電力に適応にさせることを意味する。ＴＩＡ／ＥＩＡ−１３６−１３１−Ａの“
デジタルトラヒックチャネルレイヤー１”では、高速電力制御（Fast Power Con
trol:FPC）ビットがアップリンクおよびダウンリンク方向における利用のために
規定されている。移動端末は、受信信号品質を測定し、アップリンク方向で対応
するタイムスロット上で送信する際にＦＰＣビットを１又は０にセットすること
により、第１の基地局に送信電力の増加もしくは減少を要求する。第１の基地局
ＢＳ１は、幾つかの連続するＦＰＣビット内の受信した増加／減少要求を統合し
、ダウンリンク送信電力が調整されるべきかを決定する。よって、移動端末は、
第１の基地局ＢＳ１に、別のＦＰＣビットパターンを送信することにより現在の
出力電力を維持するように要求することができる。
【００５９】 第１の基地局ＢＳ１は、ダウンリンク方向において電力制御を適用することに
より、要求される出力電力において上述した統計的削減の利益を享受するように
設計される。第１の基地局ＢＳ１は、たとえば、セルＣ１乃至Ｃ３のそれぞれに
おける５つの無線周波数キャリアの送信を同時にサポートするように設計されて
もよい。すなわち、電力増幅ユニット４０２は、１５個の無線周波数キャリアの
送信を同時にサポートするトータル最大出力電力を伝達するように設計される。
アンテナフィーダーは、単一無線周波数キャリアのダウンリンク送信のために、
基本的に１１ワットはフィードされる必要がある。よって、ダウンリンク電力制
御のような電力削減機能がない場合は、電力増幅ユニットは、約１６５ワットの
トータル最大出力電力を伝達するように設計されなければならない。１５個の無
線周波数キャリアに対するダウンリンク電力制御の利用により、必要とされる出
力電力を約３，９ｄＢ又は２．５倍に統計的に削減可能となる。よって、電力増
幅ユニット４０２は、約６６ワットを伝達するように設計されればよい。
【００６０】 また、３つのセルにおける５つの無線周波数キャリアの送信を同時にサポート
するように設計されているが、各セルについて独立の電力増幅ユニットを有する
基地局は、もしダウンリンク電力削減機能を利用しなければ、やはり１６５ワッ
トのトータル最大出力電力を伝達するように設計されなければならないだろう。
ダウンリンク電力制御を各セルにおいて利用すれば、各独立した電力増幅ユニッ
トにおいて必要とされる出力電力を約２ｄＢ又は１．６倍だけ統計的に削減する
ことができ、トータル最大出力電力は、約１０３ワットとなるであろう。
【００６１】 図８は、電力増幅ユニット４０２をディメンジョニングする、すなわち、最大
出力電力を選択するための方法をより一般的に示した図である。
【００６２】 ステップ８０１において、電力増幅ユニット４０２が電力増幅を行うセルのセ
ットＣ１乃至Ｃ３における無線周波数キャリアの所定の最大数ＮＭＡＸまで同時
送信するために、電力増幅ユニット４０２の必要なトータル出力電力ＰＲＥＱの
統計的な分配が決定される。この特定の例において、電力増幅ユニット４０２は
、第１の基地局ＢＳ１によってサービスされる３つのセルＣ１乃至Ｃ３のすべて
において、第１の基地局ＢＳ１によって送信されるすべての無線周波数キャリア
の電力増幅を実行する。すなわち、電力増幅ユニット４０２は、最大１５個の無
線周波数キャリアをサポートすることが必要となる。
【００６３】 たとえば、図９は、無線周波数を１５個まで利用する第１の基地局ＢＳ１が、
阻止可能性（blocking probability）が１％となるようなトラヒック状況下で動
作している場合に、電力増幅ユニット４０２に必要とされる出力電力の累積的分
配機能９０１を示す図である。横軸に沿って、必要とされるトータル出力電力Ｐ ＲＥＱ が、１５キャリアに対する最大送信電力に対応するトータル出力電力、す
なわち１６５ワットと比較してトータル出力がどの程度減少するかと関連して示
されている。第１の基地局ＢＳ１が１％程度の阻止可能性を伴って動作するのは
、ビジーな時間帯のみであることに注意すべきである。ステップ８０２において
、電力増幅ユニット４０２は、ステップ８０１において決定された統計的分配に
基づいてディメンジョニングされる。無線周波数キャリアの所定の最大数の同時
送信のために、電力増幅ユニット４０２が十分な出力電力を提供できない可能性
をゼロではないが許容範囲内のものとするトータル最大出力電力を伝達するため
に、電力増幅ユニット４０２はディメンジョニングされる。この特定の場合、第
１の基地局ＢＳ１が阻止可能性が１％となるトラヒック状況下において動作する
場合に、十分な出力電力を供給できないような、５％の可能性は許容され、よっ
て、図９の累積的分配機能９０１に基づいて、電力増幅ユニット４０２は、６６
ワット、すなわち１６５ワットよりも３．９ｄＢ少ないトータル最大出力電力を
伝達するように設計される。
【００６４】 セルラーネットワーク１０１は、セルＣ１乃至Ｃ３のそれぞれにおいて利用す
るために割り当てられた周波数のセットを容量要求の変化に対応できるようにす
る、適応チャネル割り当て手法をさらに採用する。図１のセルラーネットワーク
１０１において利用されるチャネル割り当て手法は、現在の容量要求に対応する
ために追加の周波数を要求するセルにおいて利用する流用チャネルを一時的に割
り当てる可能性によって補完される図２の固定チャネル割り当て手法に基づいて
いる。このように、ある時点において、セルに割り当てられた周波数のセットは
、他のセルでの利用のために流用された周波数を除き、固定チャネル割り当て手
法に基づいて割り当てられた周波数の基本的なセットと、他のセルから流用され
た追加の周波数のセットをも備える。
【００６５】 図５Ｂと５Ｃは、本発明の第１の実施形態に対応したセルラーネットワーク１
０１において利用される適応チャネル割り当て手法を示す。
【００６６】 図５Ｂのステップ５１０において、セルＣ１乃至Ｃ３のうち選択されたセルに
おける通信要求は、移動通信交換局ＭＳＣ１において受信される。選択されたセ
ルとは、例えばセルＣ１であってもよい。
【００６７】 ステップ５１１において、移動通信交換局ＭＳＣ１は、選択されたセルＣ１に
おける利用のために割り当てられた周波数のセットが、通信要求にサービスする
ために十分であるかどうかを決定する。
【００６８】 周波数のセットが十分であると決定されると（分岐におけるＹＥＳ）、ステッ
プ５１２において、すでに利用されている周波数上で空きタイムスロット（利用
可能なタイムスロット：available timeslot）があるかどうかなど、余剰容量が
あるかどうかのチェックが実行される。もし、空きタイムスロットがすでに利用
されている周波数上に存在する場合は（分岐におけるＹＥＳ）当該空きタイムス
ロットがステップ５１３において、通信要求にサービスするために割り当てられ
る。空きタイムスロットを有する割り当てられた周波数が幾つかある場合は、移
動通信交換局ＭＳＣ１は、追加の周波数のセットの周波数にタイムスロットを割
り当てる前に、周波数の基本セットの周波数にタイムスロットを割り当てようと
する。
【００６９】 もし、ステップ５１２において、すでに利用されている周波数上に空きタイム
スロットが存在しないと決定されると（分岐におけるＮＯ）、新しい周波数が使
用状態（active use）に移行する。よって、ステップ５１４では、セルＣ１に割
り当てられているが使用状態にない周波数が選択され、ステップ５１５では、選
択された周波数が使用状態（active use）にあるものとして登録される。また、
ステップ５１６では、選択された周波数上のタイムスロットが、通信要求にサー
ビスするために割り当てられる。
【００７０】 ステップ５１１において、セルＣ１に現在割り当てられている周波数のセット
が、通信要求にサービスするには不十分な場合は（分岐におけるＮＯ）、移動通
信交換局ＭＳＣ１は、ステップ５１７へ処理を進め、セルラーネットワーク１０
１での利用のために割り当てられているが、セルＣ１の近傍において現在通信に
使用されてない周波数の候補セットを決定する。本発明の第１の実施形態では、
周波数の候補セットにおける一つの候補周波数を含めば十分である。ステップ５
１７では、移動通信交換局ＭＳＣ１は、メモリユニット４４１内に格納されてい
る構成データ（configuration data）を利用して、セルＣ１の近傍にあるセルが
どれであるかを決定し、周波数の登録されたステータスを検査する。すなわち、
それらがメモリユニット４４１において、通信のために使用状態（アクティブユ
ース：active use）として、あるいは、未使用状態（アクティブでない：inacti
ve）として登録されているかどうかを確かめる。候補周波数の認定は、二つのス
テップにおいて実行される。第１に、潜在的な候補周波数が、セルＣ１のすぐ近
傍に位置するセルおよび、好ましくは、第１の基地局ＢＳ１によってサービスさ
れる他のセルＣ２およびＣ３のいずれかに割り当てられた周波数の基本的セット
に属する周波数の中から識別される。そして、チェックされる。セルＣ１の再利
用距離、すなわち、”４／１２”セル再利用パターンに対応する周波数の同一の
基本セットが割り当てられた２つのセル間の距離に対応する距離内に位置するい
かなるセルにおいても、潜在的な候補周波数が使用状態にないかがチェックされ
る。これにより、セルＣ１での使用のために一時的に候補周波数が割り当てられ
た場合でも、セルラーネットワーク１０１において重大な追加の同一チャネル干
渉が発生しないことが保証される。
【００７１】 ステップ５１８において、移動通信交換局ＭＳＣ１は、候補周波数を追加の周
波数としてセルＣ１での利用のために一時的に割り当てる。セルＣ１への候補周
波数の一時的な割り当てを有効とするためには、候補周波数は、一時的に割り当
て解除される。すなわち、セルＣ１における近傍のセルで、利用不可（unavaila
ble）というマークがなされる。よって、候補周波数がセルＣ１に割り当てられ
ている限り、セルＣ１の近傍セルにおいては通信のために利用されることはない
。
【００７２】 ステップ５１９では、追加の周波数上のタイムスロットが、通信要求にサービ
スするために割り当てられる。
【００７３】 図５Ｃは、通信セッションが終了する場合に実行される処理のシーケンスを示
す。
【００７４】 図５Ｃのステップ５３０では、タイムスロットがリリースされる。ステップ５
３１では、リリースされたタイムスロットが、無線周波数キャリアにおいて利用
される最後のタイムスロットであるかどうかのチェックが実行される。もし、タ
イムスロットが最後のタイムスロットでない場合（分岐におけるＮＯ）、すなわ
ち、無線周波数キャリアが依然として通信のために利用されている状態では、ス
テップ５３２において、タイムスロットは空きスロットとしてマークされる。も
し、ステップ５３１において、タイムスロットが最後のタイムスロットであると
決定された場合には（分岐におけるＹＥＳ）、ステップ５３３において、無線周
波数キャリアが追加周波数であるか、つまり、セルＣ１において一時的に割り当
てられたものであるかどうかをチェックする。もし、無線周波数キャリアが追加
の周波数でない場合（分岐におけるＮＯ）、ステップ５３４において、無線周波
数キャリアは使用中でない（アクティブでない：inactive）ものとして登録され
る。もし、無線周波数キャリアが追加の周波数である場合は、ステップ５３５に
おいて、無線周波数キャリアはセルＣ１から割り当て解除される。すなわち、当
該周波数は、周波数が前記セルに割り当てられた周波数の基本セットの一部であ
るところのセルＣ１の近傍セルにおいて再び利用可能となる。
【００７５】 セルＣ１において一時的に割り当てられた追加の周波数の割り当て解除の別の
方法では、タイムスロットがリリースされるたびに、継続中の通信セッションを
処理するために、セルにおいて周波数の基本セット内で十分な容量があるかどう
かをチェックし。もし、十分である場合は、通信セッションを追加の周波数から
周波数の基本セット内の周波数に移動し、追加の周波数の割り当て解除をしても
よい。
【００７６】 上述の本発明の第１の実施形態とは別に、本発明の追加の実施形態となる、第
１の実施形態に変更、修正および代用を加えたものがある。
【００７７】 図４および図７に開示される特定の実施形態とは別に、第１の基地局ＢＳ１の
電力増幅ユニットを実現する代替的な方法がいくつか存在する。電力増幅ユニッ
トの他の構成の一例は、米国特許第５，８５４，６１１号、及び、米国特許第４
，６１８，８１３号に見いだせる。
【００７８】 図４に示すような、単一アンテナビームを利用してセルのそれぞれにサービス
する第１の基地局ＢＳ１を有する代わりに、いくつかの狭アンテナビームを各セ
ルのサービスに利用することができる。本発明のこの実施形態においては、無線
信号の第１及び第２のセットが、各セルと関連づけられた１のみならず、いくつ
かの無線信号を含むことができる。無線信号の第１のセットにおいては、一つの
低電力無線信号が存在し、各狭アンテナビームのための対応する無線信号の第２
のセットの増幅無線信号が存在するであろう。
【００７９】 ３つのセルＣ１乃至Ｃ３にサービスする代わりに、第１の基地局ＢＳ１は、２
つのセル、又は、３以上のセルにサービスするように適応されてもよい。さらに
、第１の基地局ＢＳ１は、たとえば、セルＣ１乃至Ｃ３の少なくとも一つとオー
バーラップするエリア内に無線カバーエリアを提供する追加の傘型セル（umbrel
la cell）をサービスすることにより、階層的セル構造で配置されたいくつかの
セルにサービスするように適応されてもよい。
【００８０】 本発明の第１の実施形態において、移動通信交換局ＭＳＣ１及びより詳細には
制御プロセッサ４４０とメモリユニット４４１は数多くの異なるタスクを実行し
、特に、無線信号の第１のセットＳ１１乃至Ｓ１３の各信号内に、無線信号生成
手段４０１によって包含される無線キャリアコンポーネントのセットを制御する
ための制御手段、セルＣ１乃至Ｃ３で利用するために割り当てられた周波数のセ
ットを適応するための適応手段、あるいは、どの周波数が現在通信のために使用
状態にあるかを登録する登録手段として機能する。これらのタスクのいくつかが
、例えば、地上セルラーネットワーク内の基地局制御装置（ＢＳＣ）や、無線ネ
ットワーク制御装置（ＲＮＣ）において実行されてもよい。
【００８１】 本発明の文脈において、基地局からの送信のために、所望のトータル出力電力
の統計的削減を達成するために、ダウンリンク方向においていかなる電力削減機
能を適用するのも可能である。また、さらに大きな統計的削減を達成するために
、いくつかの異なる電力削減機能を結合して適用してもよい。このように、ＧＳ
Ｍ地上セルラーネットワークに本発明を適用する場合、ＧＳＭ規格に対応したダ
ウンリンク電力制御及び間欠送信の両方を利用することができるし、より好まし
くは利用するべきである。また、例えば、現在ＴＩＡ／ＥＩＡ ＩＳ−１３６規
格において規定されているアップリンク間欠送信手法に基づいて、将来改訂され
るＴＩＡ／ＥＩＡ ＩＳ−１３６規格に、ある種のダウンリンク間欠送信手法を
追加することや、ダウンリンク電力制御と間欠送信を適用し、その利益を享受す
るために、上述した本発明の第１の実施形態を修正することも考えられる。
【００８２】 本発明の第１の実施形態では、電力増幅器４０２から得られるタイムスロット
における所望の出力電力が、電力増幅器４０２の電力増幅性能を越える場合、電
力増幅器４０２は、タイムスロット内のすべてのアクティブな無線周波数キャリ
アでバーストを送信するために十分な出力電力を供給することができないであろ
う。
【００８３】 電力増幅器４０２が十分な出力電力を伝達できない状況の発生に対応する一つ
の方法は、電力増幅器４０２の電力増幅能力を越えないように、１以上のいくつ
かのアクティブな無線周波数キャリアでバーストの送信を控えることである。バ
ーストが送信されないキャリアは、例えばランダムに選択することができる。
【００８４】 これらの状況に対応する他の方法は、バーストをすべてのアクティブな無線周
波数キャリアで送信しつつ、電力増幅器４０２の電力増幅能力を越えないように
、１以上のいくつかのアクティブな無線周波数キャリアで、電力を減少すること
である。例えば、すべてのアクティブな無線周波数キャリアの送信電力を、等し
く減少させることができる。もし、すべてのアクティブな無線周波数キャリアの
送信電力を削減すると、無線周波数キャリアのいくつかにおける送信電力を増加
させることが可能となるので、最低送信電力を有するキャリアの送信電力を最初
に増加させる。また、すべてのアクティブな無線周波数キャリアの送信電力を減
少させる代わりに、最も強い無線周波数キャリアの送信電力を最初に減少させる
こともできる。
【００８５】 本発明の第１の実施形態において利用される適応チャネル割当て手法は、数多
くある異なるＡＣＡ手法の一例であるが、本発明の文脈において利用することが
できる。
【００８６】 選択されたセルの近傍のセルにおける周波数が実際に通信に利用されているか
という移動通信交換局の認識に基づいて選択されたセルに割り当てる追加の周波
数を選択する代わりに、選択されたセルに現在割り当てられていない周波数にお
ける干渉レベルの選択されたセル内での測定結果に基づいて当該追加の周波数を
選択することができる。この手法では、当該セルに割り当てるために選択された
追加の周波数は、測定により干渉レベルが所定のレベル以下であると判定された
周波数である。選択されたセルでの利用のために割り当てられた周波数のセット
が、通信要求にサービスするのに不十分だと検知されると、選択されたセルでの
通信要求の受信に基づいて測定が開始される。しかしながら、通信要求にサービ
スするために不要な遅延を招かないために、干渉レベル測定は、好ましくは継続
的に実行される。測定は、国際公開済みの国際特許出願ＷＯ９７／３２４４４号
で提案されているように、選択されたセルにサービスする基地局において走査型
受信機（scanning receiver）によって実行されてもよい。
【００８７】 当業者が理解するように、本発明は、ＥＩＡ／ＴＩＡ ＩＳ−１３６規格に対
応した地上セルラー無線通信ネットワークにのみ適用されるものではない。よっ
て、セルラーネットワークが、いくつかのセルにサービスする基地局を有する限
り、例えば、ＧＳＭ、ＰＤＣ、ＡＭＰＳ，ＴＡＣＳ、ＮＭＴもしくはＩＳ−９５
規格及びＥＤＧＥやＧＰＲＳのようなこれらの規格の発展型に準拠するセルラー
ネットワークにおいても本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 地上セルラー無線通信ネットワークの一部の構成の概略図である。
【図２】 周波数の再利用のための”４／１２”セルパターンを示す図である。
【図３】 ダウンリンク方向における電力削減機能の利用による要求される全最大出力電
力における統計的削減を示す図である。
【図４】 本発明の第１の実施形態に対応した、図１の第１の基地局及び移動通信交換局
の構成の概略を示すブロック図である。
【図５Ａ】、
【図５Ｂ】、
【図５Ｃ】 図１のセルラーネットワークにおいて適用される本発明の第１の実施形態に対
応した方法のフローチャートである。
【図６】 １８０度３ｄＢハイブリッドカプラーのブロック図である。
【図７】 第1の基地局における電力増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図８】 第１の基地局において電力増幅ユニットをディメンジョニングするための方法
のフローチャートである。
【図９】 要求された出力電力の累積的分配機能を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ストルト， トマス スウェーデン国 ストックホルム エス− 117 67， シェビュルンスヴェーゲン 25 Ｆターム(参考） 5K060 CC04 CC11 DD04 HH06 HH35 JJ21 5K067 AA42 AA43 BB04 EE10 GG08

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも第１の基地局（ＢＳ１）を備える地上セルラー無線通
    信ネットワーク（１０１）であって、 前記第１の基地局（ＢＳ１）は、 少なくとも第１の無線信号（Ｓ１１）と第２の無線信号（Ｓ１２）を備える
    低電力無線信号の第１のセット（Ｓ１１乃至Ｓ１３）を生成するように適応され
    た無線信号生成手段（４０１）と、 前記無線信号の第１のセット（Ｓ１１乃至Ｓ１３）に対応する増幅無線信号
    の第２のセット（Ｓ２１乃至Ｓ２３）を、マルチキャリア電力増幅器の共通セッ
    ト（４０９乃至４１２）を利用して前記無線信号の第１のセットを増幅すること
    により生成するように適応された電力増幅部（４０２）と、 前記増幅無線信号の第２のセット（Ｓ２１乃至Ｓ２３）を、関連するアンテ
    ナビーム（４１７乃至４１９）において拡散するように適応されたアンテナシス
    テム（４０３）とを備え、 前記セルラー無線通信ネットワーク（１０１）は、さらに 無線信号生成手段（４０１）によって前記無線信号の第１のセット（Ｓ１１
    乃至Ｓ１３）の各信号に包含された無線キャリアコンポーネントを制御する制御
    手段（４４０，４４１）を備え、 前記制御手段（４４０、４４１）が、セルラー無線通信ネットワーク（１０１
    ）の第１のセル（Ｃ１）で利用するために割り当てられた周波数を有する無線キ
    ャリアコンポーネントを構成するために、第１の無線信号（Ｓ１１）を生成する
    ように、無線信号生成手段（４０１）に命令するように適応されており、前記ア
    ンテナシステム（４０３）が、前記第１のセル（Ｃ１）と関連するアンテナビー
    ム（４１７）において前記第１の無線信号（Ｓ１１）に対応する増幅無線信号（
    Ｓ２１）を拡散するように適応されており、 前記制御手段（４４０、４４１）が、セルラー無線通信ネットワーク（１０１
    ）の第２のセル（Ｃ２）で利用するために割り当てられた周波数を有する無線キ
    ャリアコンポーネントを構成するために、第２の無線信号（Ｓ１２）を生成する
    ように、無線信号生成手段（４０１）に命令するように適応されており、前記ア
    ンテナシステム（４０３）が、前記第２のセル（Ｃ２）と関連するアンテナビー
    ム（４１８）において前記第２の無線信号（Ｓ１２）に対応する増幅無線信号（
    Ｓ２２）を拡散するように適応されていることを特徴とする地上セルラー無線通
    信ネットワーク。
  2. 【請求項２】 前記電力増幅部（４０２）が、マルチキャリア電力増幅器の共通
    セット（４０９乃至４１２）に加えて、電力共有ネットワーク（４０８）と逆電
    力共有ネットワーク（４１３）を備え、前記電力共有ネットワーク（４０８）と
    前記逆電力共有ネットワーク（４１３）が、複数の入力及び出力ポート（４２０
    乃至４３５）を有し、マルチキャリア電力増幅器の共通セット内の増幅器（４０
    ９乃至４１２）が、それぞれ電力共有ネットワーク（４０８）の出力ポートに接
    続された入力ポートと、逆電力共有ネットワーク（４１３）の入力ポートに接続
    された出力ポートを有し、 前記電力共有ネットワーク（４０８）が、入力ポート（４２０乃至４２２）に
    おいて無線信号の第１のセット（Ｓ１１乃至Ｓ１３）を受信し、無線信号の第１
    のセット（Ｓ１１乃至Ｓ１３）の各信号の一部を出力ポート（４２４乃至４２７
    ）に分配して、無線信号の第３のセット（Ｓ３１乃至Ｓ３４）を、前記出力ポー
    ト（４２４乃至４２７）に提供するように適応され、 前記マルチキャリア電力増幅器の共通セット（４０９乃至４１２）が、各マル
    チキャリア電力増幅器において、入力ポートにおいて受信した前記無線信号の第
    ３のセットの信号を増幅することにより、無線信号の第４のセット（Ｓ４１乃至
    Ｓ４４）を提供するように適応され、 逆電力共有ネットワーク（４１３）が、入力ポート（４２８乃至４３１）で前
    記無線信号の第４のセットを受信し、前記電力共有ネットワーク（４０８）の逆
    処理を実行することにより、無線信号の第２のセット（Ｓ２１乃至Ｓ２３）を出
    力ポート（４３２乃至４３４）に提供するように適応される ことを特徴とする請求項１に記載の地上セルラー無線通信ネットワーク（１０１
    ）。
  3. 【請求項３】 前記電力共有ネットワーク（４０８）が、前記無線信号の第１の
    セット（Ｓ１１乃至Ｓ１３）の各信号の一部を、実質的に同等な電力レベルで、
    出力ポート（４２４乃至４２７）のそれぞれに提供することを特徴とする請求項
    ２に記載の地上セルラー無線通信ネットワーク（１０１）。
  4. 【請求項４】 前記電力共有ネットワーク（４０８）が、前記無線信号の第１の
    セット（Ｓ１１乃至Ｓ１３）の各信号の一部を、相互に位相を交差させて出力ポ
    ート（４２４乃至４２７）のそれぞれに提供することを特徴とする請求項２又は
    請求項３に記載の地上セルラー無線通信ネットワーク（１０１）。
  5. 【請求項５】 前記電力増幅部（４０２）が、前記第１の基地局（ＢＳ１）によ
    ってサービスされる少なくとも第１のセル（Ｃ１）及び第２のセル（Ｃ２）を含
    むセルのセット（Ｃ１乃至Ｃ３）にてダウンリンクで送信されたすべての無線周
    波数キャリアを電力増幅するように適応され、前記セルラー無線通信ネットワー
    ク（１０１）が、ダウンリンク電力制御又は間欠送信のような、電力削減機能を
    、前記セルのセット（Ｃ１乃至Ｃ３）のダウンリンク方向での送信に対し適用す
    るように適応されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項
    に記載の地上セルラー無線通信ネットワーク（１０１）。
  6. 【請求項６】 前記第１及び第２のセル（Ｃ１、Ｃ２）の少なくとも一つにて利
    用するために割り当てられた周波数のセットを、前記少なくとも一つのセルにお
    ける容量要求の予想される変化又は実際の変化に応じて適応させるための適応手
    段（４４０、４４１）を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれ
    か１項に記載の地上セルラー無線通信ネットワーク。
  7. 【請求項７】 前記少なくとも一つのセル（Ｃ１、Ｃ２）のうち、所定のセル（
    Ｃ１）における通信要求を受信するための受信手段（４４０、４４１）と、 前記所定のセル（Ｃ１）で利用するために割り当てられた現在の周波数セット
    が、通信要求にサービスするために十分であるかを決定し、もし、現在の周波数
    セットが十分でない場合は、前記所定のセル（Ｃ１）で利用するための少なくと
    も一つの追加の周波数を割り当てるように適応された適応手段と（４４０、４４
    １）と を備えることを特徴とする請求項６に記載の地上セルラー無線通信ネットワーク
    。
  8. 【請求項８】 前記所定のセル（Ｃ１）の近傍において現在通信に利用されてい
    る周波数を登録するための登録手段（４４０，４４１）と、 地上セルラー無線通信ネットワーク（１０１）での利用のために割り当てられ
    ているが、所定のセル（Ｃ１）の近傍で現在通信に利用されていない少なくとも
    一つの周波数を備える周波数の候補セットを決定し、前記周波数の候補セットか
    ら少なくとも一つの追加の周波数を選択するように適応された適応手段（４４０
    、４４１）と を備えることを特徴とする請求項７に記載の地上セルラー無線通信ネットワーク
    。
  9. 【請求項９】 前記所定のセル（Ｃ１）に現在割り当てられていない周波数セッ
    トの前記所定のセル（Ｃ１）における干渉レベルを測定するための測定手段と、 少なくとも一つの追加の周波数を、測定手段（ＢＳ１）で測定され、所定のレ
    ベルよりも干渉レベルが低い周波数として選択するように適応された適応手段（
    ４４０，４４１）と を備えることを特徴とする請求項７に記載の地上セルラー無線通信ネットワーク
    （１０１）。
  10. 【請求項１０】 前記測定手段が、継続的に前記所定のセル（Ｃ１）における干
    渉レベルを測定することを特徴とする請求項９に記載の地上セルラー無線通信ネ
    ットワーク（１０１）。
  11. 【請求項１１】 第１の基地局（ＢＳ１）が接続され、少なくとも一つの制御手
    段（４４０，４４１）、受信手段（４４０，４４１）及び登録手段（４４０，４
    ４１）を備える移動通信交換局（ＭＳＣ１）を備える異を特徴とする請求項１乃
    至請求項１０のいずれか１項に記載の地上セルラー無線通信ネットワーク（１０
    １）。
  12. 【請求項１２】 第１の基地局（ＢＳ１）が、測定手段を含むことを特徴とする
    請求項９又は請求項１０に記載の地上セルラー無線通信ネットワーク（１０１）
    。
  13. 【請求項１３】 無線信号（Ｓ２１乃至Ｓ２３）を、少なくとも第１の基地局（
    ＢＳ１）を備える地上セルラー無線通信ネットワーク（１０１）において送信す
    る方法であって、 前記方法は前記第１の基地局（ＢＳ１）において、 少なくとも第１の無線信号（Ｓ１１）と第２の無線信号（Ｓ１２）を備える
    低電力無線信号の第１のセット（Ｓ１１乃至Ｓ１３）を生成する工程（a）（５
    ０１）と、 前記無線信号の第１のセット（Ｓ１１乃至Ｓ１３）に対応する増幅無線信号
    の第２のセット（Ｓ２１乃至Ｓ２３）を、マルチキャリア電力増幅器の共通セッ
    ト（４０９乃至４１２）を利用して前記無線信号の第１のセットを増幅すること
    により生成する工程（ｂ）（５０２乃至５０４）と、 前記増幅無線信号の第２のセット（Ｓ２１乃至Ｓ２３）を、関連するアンテ
    ナビーム（４１７乃至４１９）において拡散する工程（ｃ）（５０５）とを備え
    、 第１の無線信号（Ｓ１１）が、セルラー無線通信ネットワーク（１０１）の第
    １のセル（Ｃ１）で利用するために割り当てられた周波数を有する無線キャリア
    コンポーネントを構成するために生成され、前記第１の無線信号（Ｓ１１）に対
    応する増幅無線信号（Ｓ２１）が、前記第１のセル（Ｃ１）と関連するアンテナ
    ビーム（４１７）において拡散され、 第２の無線信号（Ｓ１２）が、セルラー無線通信ネットワーク（１０１）の第
    ２のセル（Ｃ２）で利用するために割り当てられた周波数を有する無線キャリア
    コンポーネントを構成するために生成され、前記第２の無線信号（Ｓ１２）に対
    応する増幅無線信号（Ｓ２２）が前記第２のセル（Ｃ２）と関連するアンテナビ
    ーム（４１８）において拡散されることを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】 前記生成工程（ｂ）が、 無線信号の第１のセット（Ｓ１１乃至Ｓ１３）の各信号の一部を、無線信号の
    第３のセット（Ｓ３１乃至Ｓ３４）の各信号に分配することにより、無線信号の
    第３のセット（Ｓ３１乃至Ｓ３４）を提供する工程（ｄ）（５０２）と、 前記マルチキャリア電力増幅器の共通セット（４０９乃至４１２）の一つにお
    いて、前記無線信号の第３のセットの信号を増幅することにより、無線信号の第
    ４のセット（Ｓ４１乃至Ｓ４４）を提供する工程（e）（５０３）と、 前記無線信号の第４のセットに、前記工程（ｄ）の逆処理を実行することによ
    り、無線信号の第２のセット（Ｓ２１乃至Ｓ２３）を提供する工程（ｆ）（５０
    ４）と を備えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記無線信号の第１のセット（Ｓ１１乃至Ｓ１３）の各信号が
    、実質的に同等な電力レベルで部分的に分配されることを特徴とする請求項１４
    に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記無線信号の第１のセット（Ｓ１１乃至Ｓ１３）の各信号の
    一部が、位相が交差されて分配されることを特徴とする請求項１４又は請求項１
    ５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記セルラー無線通信ネットワーク（１０１）が、ダウンリン
    ク電力制御又は間欠送信のような電力削減機能を、前記第１の基地局（ＢＳ１）
    によってサービスされる少なくとも第１のセル（Ｃ１）及び第２のセル（Ｃ２）
    を含むセルのセット（Ｃ１乃至Ｃ３）のダウンリンク方向での送信に対し適用す
    ることを特徴とする請求項１３乃至請求項１６のいずれか１項に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記第１及び第２のセル（Ｃ１、Ｃ２）の少なくとも一つにて
    利用するために割り当てられた周波数のセットを、前記少なくとも一つのセルに
    おける容量要求の予想される変化又は実際の変化に応じて適応する工程（ｇ）（
    ５１１乃至５１８）をさらに備えることを特徴とする請求項１３乃至請求項１７
    のいずれか１項に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記工程（ｇ）が、 前記少なくとも一つのセル（Ｃ１、Ｃ２）のうち、所定のセル（Ｃ１）におけ
    る通信要求を受信する工程（ｈ）（５１０）と、 前記所定のセル（Ｃ１）で利用するために割り当てられた現在の周波数セット
    が、通信要求にサービスするために十分であるかを決定する工程（i）（５１１
    ）と、 前記所定のセル（Ｃ１）で利用するための少なくとも一つの追加の周波数を割
    り当てる工程（ｊ）（５１８）と を備えることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記工程（ｇ）が、 前記所定のセル（Ｃ１）の近傍において現在通信に利用されている周波数を登
    録する工程（ｋ）（５１５、５３２）と、 地上セルラー無線通信ネットワーク（１０１）での利用のために割り当てられ
    ているが、所定のセル（Ｃ１）の近傍で現在通信に利用されていない少なくとも
    一つの周波数を備える周波数の候補セットを決定する工程（ｌ）（５１７）とを
    備え、 工程（ｊ）において割り当てられた少なくとも一つの追加の周波数が、前記周
    波数の候補セットから選択されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記工程（ｇ）が更に、 前記所定のセル（Ｃ１）に現在割り当てられていない周波数セットの前記所定
    のセル（Ｃ１）における干渉レベルを測定する工程（ｍ）と、 前記工程（ｊ）において割り当てられた少なくとも一つの追加の周波数が、工
    程（ｍ）で測定され、所定のレベルよりも干渉レベルが低いと決定された周波数
    であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記測定工程（ｍ）が、継続的に実行されることを特徴とする
    請求項２１に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記測定工程（ｍ）における処理が、工程（ｈ）における通信
    要求を受信したことに応じて開始されることを特徴とする請求項２１に記載の方
    法。
  24. 【請求項２４】 請求項５に記載の地上セルラー無線通信ネットワーク（１０１
    ）の第１の基地局（ＢＳ１）における電力増幅部（４０２）をディメンジョニン
    グする方法であって、 セルのセット（Ｃ１、Ｃ２）において所定の最大数の無線周波数キャリアを同
    時に送信するために前記電力増幅部（４０２）に必要なトータル出力電力の統計
    的分配（９０１）を決定する工程（a）と 工程（a）において決定された統計的分配（９０１）に依存して、前記電力増
    幅部（４０２）をディメンジョニングする工程と を備えることを特徴とする方法。
  25. 【請求項２５】 前記電力増幅部（４０２）が、前記電力増幅部（４０２）が、
    所定の最大数の無線周波数キャリアを同時に送信するための十分な出力電力を提
    供できない可能性がゼロではないが許容可能なものを与えるトータル最大出力電
    力を伝達するために、工程（ｂ）においてディメンジョニングされることを特徴
    とする請求項２４に記載の方法。
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