JP2006180266A - 無線基地局、送信電力制御方法および送信電力制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 システムの構成および制御を複雑化することなく、無線基地局における通信用スロットの使用状況に応じて適切に下り共通制御チャネルの送信電力を制御することが可能な無線基地局、送信電力制御方法および送信電力制御プログラムを提供する。
【解決手段】 無線基地局は、複数の無線端末局が通信相手の無線基地局を決定する基準となる共通の制御チャネルを各無線端末局に送信する無線基地局であって、無線基地局に接続できる無線端末局の数に影響を与える無線基地局の状態を検出し、検出した無線基地局の状態に基づいて制御チャネルの送信電力を決定する無線制御部１００と、制御チャネルを生成する図示しない制御チャネル生成部を含む制御用スロット処理部６と、生成した制御チャネルを決定した送信電力で送信する送信部１４とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線基地局、送信電力制御方法および送信電力制御プログラムに関し、特に、複数の無線端末局が通信相手の無線基地局を決定する基準となる共通の制御チャネルを各無線端末局に送信する無線基地局、送信電力制御方法および送信電力制御プログラムに関する。

移動体通信システム（たとえば、Personal Handy-Phone System：以下、ＰＨＳ）では、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Multiple Access/Time Division Duplex）方式で通信を行なっている。ＰＨＳでは、１フレームが８スロットで構成され、上り（無線端末局から無線基地局への通信方向）４スロットおよび下り（無線基地局から無線端末局への通信方向）４スロットで構成される。通常、上りおよび下りの４対のスロットのうち、１対のスロットには、各無線端末局で共通の制御チャネル（以下、共通制御チャネルという）が割り当てられ、３対のスロットには、各無線端末局で別個の制御チャネル（以下、個別制御チャネルという）および通話チャネルが割り当てられる。また、無線基地局および無線端末局は１または複数の周波数の無線信号を送受信し、これらの各周波数（以下、無線チャネルという）ごとにフレームおよびスロットが存在する。

無線端末局は通話チャネルおよび個別制御チャネル用のスロット（以下、通信用スロットという）の割り当てを無線基地局から受けることにより、無線基地局と個別に通信を行なうことができる。各無線端末局は通信用スロットの割り当てを受けるために無線基地局から送信される下り共通制御チャネルを受信して無線基地局の情報を取得する。そして、各無線端末局は無線基地局の情報に基づいて上り共通制御チャネルを無線基地局に送信することにより通信用スロットの割り当てを無線基地局に要求する（以下、無線端末局のアクセスという）。

ここで、一般に、無線端末局は下り共通制御チャネルを複数の無線基地局から受信して、下り共通制御チャネルの受信電力が最も大きい無線基地局を通信相手として選択する。このため、通信システムのトラフィック分散を図る目的で無線基地局の通信可能領域（以下、カバーエリアという）が重なるように複数の無線基地局を配置しても、各無線端末局において受信電力が最も大きい下り共通制御チャネルを送信している無線基地局に無線端末局のアクセスが集中する現象が生じる。

図４は、特定の無線基地局に無線端末局のアクセスが集中する現象を示す図である。同図を参照して、無線基地局ＣＳ＿Ａおよび無線基地局ＣＳ＿Ｂのカバーエリアが重なっている。無線端末局ＰＳ＿Ａ〜無線端末局ＰＳ＿Ｄは無線基地局ＣＳ＿Ａおよび無線基地局ＣＳ＿Ｂからそれぞれ等しい距離に位置している。しかしながら、建築物等の影響で恒常的にまたは自動車等の影響で一時的に、無線基地局ＣＳ＿Ｂから送信される下り共通制御チャネルの無線端末局ＰＳ＿Ａ〜無線端末局ＰＳ＿Ｄにおける受信電力の方が無線基地局ＣＳ＿Ａよりも大きい場合には、無線端末局ＰＳ＿Ａ〜無線端末局ＰＳ＿Ｄはすべて無線基地局ＣＳ＿Ｂを通信相手として選択するため、無線基地局ＣＳ＿Ｂに無線端末局のアクセスが集中してしまう。

ここで、無線端末局のアクセスが集中している無線基地局ＣＳ＿Ｂは通信用スロットの空きがない場合が多いため、無線基地局ＣＳ＿Ｂからスロット割り当てを拒否された無線端末局が無線基地局ＣＳ＿Ａにアクセスを行なう動作が頻発する。そうすると、上り共通制御チャネル送信の繰り返しによる干渉が増大し、また、無線基地局および無線端末局の通信確立時間が増大するという問題が生じる。

特許文献１記載の移動体通信システムでは、下り共通制御チャネル送信器の出力が可変であり、検出手段が各上り共通制御チャネル受信器の受信頻度を検出すると、下り共通制御チャネル出力制御手段はこの検出手段にて検出された各上り共通制御チャネル受信器の受信頻度に反比例して各下り共通制御チャネル送信器における出力を変更する。すなわち、受信頻度の高い上り共通制御チャネルに対応する下り共通制御チャネルの出力を低下させるとともに、受信頻度の低い上り共通制御チャネルに対応する下り共通制御チャネルの出力を高くする。このような構成により、上り共通制御チャネルのトラフィック分散を図ることができる。

また、特許文献２記載の移動体通信システムでは、無線端末局の使用頻度が減る時間帯に達したときに、制御局において各無線基地局のカバーエリアにおける無線端末局の使用率の検出を行ない、無線端末局の使用率が低下した場合、中心となる１つの無線基地局の送信電力を変化させて送信電力を上げ、かつ中心となる無線基地局に隣接する無線基地局に対しては、送信を停止させる送信電力制御を制御局が行なう。このような構成により、無線端末局の使用頻度の減少に応じて無線基地局の送信電力を変更することができ、システム全体の消費電力を軽減することができる。

また、特許文献３記載の移動体通信システムでは、制御局が、複数の無線基地局から受信した通話呼量または通信品質を判別し、この判別結果に従って下り制御信号の送信電力の変更を無線基地局へ要求する。すなわち、通話量または通話品質の変化に応じて、無線基地局での下り制御信号の送信電力を制御することにより、通話量が輻輳または通話品質が劣化した場合に、見かけ上電界強度ゾーン圏外へ無線端末局を位置させ、待ち受け状態にある無線端末局を対象にデュアルモード条件で動作する他の一方のシステムのアナログサービスへ移行させ、新たな呼接続による輻輳や通話品質劣化を軽減することができる。

また、特許文献４記載の移動体通信システムでは、無線基地局の立ち上げ時に下り共通制御チャネルの送信電力を零から規定値まで順次増大させることにより、無線基地局のカバーエリアを段階的に構成し、各無線端末局の行なう位置登録の時期をずらすことができ、無線基地局の立ち上げ時のスループットの低下及び無線基地局の過負荷を防止することができる。
特開平５−４８５３３号公報 特開平７−１７０５６６号公報 特開平１１−２５１９９５号公報 特開２０００−６８９２８号公報

しかしながら、特許文献１記載の移動体通信システムでは、上り共通制御チャネルの受信頻度を各無線基地局間で均等にすべく下り共通制御チャネルの送信電力を増減させる構成であるため、無線基地局において各ユーザが個別に使用する通信用スロットの使用状況に応じて適切に下り共通制御チャネルの送信電力を制御することができないという問題点があった。すなわち、特許文献１記載の移動体通信システムでは、上り共通制御チャネルの受信頻度を各無線基地局間で均等にしても、ある無線基地局で通信用スロットが全て使用されている場合には、無線端末局は上り共通制御チャネルを送信しても通信用スロットの割り当てを無線基地局から拒否される。このため、無線端末局は他の無線基地局に上り共通制御チャネルを再度送信することになり、無線端末局および無線基地局の通信確立時間が増大し、また、移動体通信システム全体の消費電力が増大してしまうという問題点があった。

また、特許文献２記載の移動体通信システムでは、各無線基地局のカバーエリアにおける無線端末局の使用率を集計して無線基地局の送信電力制御を行なう制御局を配置する必要があるため、システムの構成および制御が複雑化するという問題点があった。

また、特許文献３記載の移動体通信システムでは、各無線基地局の通話呼量または通信品質に基づいて無線基地局の送信電力制御を行なう制御局を配置する必要があるため、システムの構成および制御が複雑化するという問題点があった。

また、特許文献４記載の移動体通信システムでは、無線基地局の立ち上げ後に下り共通制御チャネルの送信電力が固定されるため、無線基地局における通信用スロットの使用状況に応じて適切に下り共通制御チャネルの送信電力を制御することができないという問題点があった。

それゆえに、本発明の目的は、システムの構成および制御を複雑化することなく、無線基地局における通信用スロットの使用状況に応じて適切に下り共通制御チャネルの送信電力を制御することが可能な無線基地局、送信電力制御方法および送信電力制御プログラムを提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる無線基地局は、複数の無線端末局が通信相手の無線基地局を決定する基準となる共通の制御チャネルを各無線端末局に送信する無線基地局であって、無線基地局に接続できる無線端末局の数に影響を与える無線基地局の状態を検出し、検出した無線基地局の状態に基づいて制御チャネルの送信電力を決定する無線制御部と、制御チャネルを生成する制御チャネル生成部と、生成した制御チャネルを決定した送信電力で送信する送信部とを備える。

好ましくは、無線制御部は、無線基地局の管理するリソースの割当要求および解放要求を検出するリソース要求検出部と、検出した割当要求および解放要求に基づいて無線端末局にリソースを割り当てるリソース割当部と、リソース割当部が行なうリソース割り当てに基づいて制御チャネルの送信電力を決定する送信電力制御部とを含む。

より好ましくは、送信電力制御部は、無線基地局の管理するリソースのうち無線端末局に割り当てられていない未使用のリソース数が所定値未満である場合には制御チャネルの初期送信電力から未使用のリソース数に応じた電力値だけ小さい電力値に制御チャネルの送信電力を決定する。

より好ましくは、無線基地局および無線端末局はフレームを時分割した複数個のスロットのうちのいずれかを使用して通信を行ない、リソース割当部は、スロットを無線基地局の管理するリソースとして無線端末局に割り当てる。

好ましくは、無線基地局は、さらに、無線端末局から送信された無線信号を受信する受信部を備え、無線制御部は、受信した無線信号から干渉波の受信電力を検出する干渉波測定部と、干渉波の受信電力に基づいて制御チャネルの送信電力を決定する送信電力制御部とを含む。

より好ましくは、干渉波測定部は、無線基地局が対応する複数の周波数における干渉波の受信電力をそれぞれ検出し、送信電力制御部は、干渉波の受信電力が所定の電力値以下である周波数の数が所定値未満である場合には制御チャネルの初期送信電力から、干渉波の受信電力が所定の電力値以下となった周波数の数に応じた電力値だけ小さい電力値に制御チャネルの送信電力を決定する。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる送信電力制御方法は、複数の無線端末局が通信相手の無線基地局を決定する基準となる共通の制御チャネルを各無線端末局に送信する無線基地局における送信電力制御方法であって、無線基地局に接続できる無線端末局の数に影響を与える無線基地局の状態を検出し、検出した無線基地局の状態に基づいて制御チャネルの送信電力を決定する無線制御ステップと、制御チャネルを生成する制御チャネル生成ステップと、生成した制御チャネルを決定した送信電力で送信する送信ステップとを含む。

好ましくは、無線制御ステップは、無線基地局の管理するリソースの割当要求および解放要求を検出するリソース要求検出ステップと、検出した割当要求および解放要求に基づいて無線端末局にリソースを割り当てるリソース割当ステップと、リソース割当ステップにおいて行なわれるリソース割り当てに基づいて制御チャネルの送信電力を決定する送信電力制御ステップとを含む。

より好ましくは、送信電力制御ステップにおいては、無線基地局の管理するリソースのうち無線端末局に割り当てられていない未使用のリソース数が所定値未満である場合には制御チャネルの初期送信電力から未使用のリソース数に応じた電力値だけ小さい電力値に制御チャネルの送信電力を決定する。

より好ましくは、無線基地局および無線端末局はフレームを時分割した複数個のスロットのうちのいずれかを使用して通信を行ない、リソース割当ステップにおいては、スロットを無線基地局の管理するリソースとして無線端末局に割り当てる。

好ましくは、送信電力制御方法は、さらに、無線端末局から送信された無線信号を受信する受信ステップを含み、無線制御ステップは、受信した無線信号から干渉波の受信電力を検出する干渉波測定ステップと、干渉波の受信電力に基づいて制御チャネルの送信電力を決定する送信電力制御ステップとを含む。

より好ましくは、干渉波測定ステップにおいては、無線基地局が対応する複数の周波数における干渉波の受信電力をそれぞれ検出し、送信電力制御ステップにおいては、干渉波の受信電力が所定の電力値以下である周波数の数が所定値未満である場合には制御チャネルの初期送信電力から、干渉波の受信電力が所定の電力値以下となった周波数の数に応じた電力値だけ小さい電力値に制御チャネルの送信電力を決定する。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる送信電力制御プログラムは、複数の無線端末局が通信相手の無線基地局を決定する基準となる共通の制御チャネルを各無線端末局に送信する無線基地局における送信電力制御プログラムであって、コンピュータに、無線基地局に接続できる無線端末局の数に影響を与える無線基地局の状態を検出し、検出した無線基地局の状態に基づいて制御チャネルの送信電力を決定する無線制御ステップと、制御チャネルを生成する制御チャネル生成ステップと、生成した制御チャネルを決定した送信電力で送信する送信ステップとを実行させる。

好ましくは、無線制御ステップは、無線基地局の管理するリソースの割当要求および解放要求を検出するリソース要求検出ステップと、検出した割当要求および解放要求に基づいて無線端末局にリソースを割り当てるリソース割当ステップと、
リソース割当ステップにおいて行なわれるリソース割り当てに基づいて制御チャネルの送信電力を決定する送信電力制御ステップとを含む。

より好ましくは、送信電力制御ステップにおいては、無線基地局の管理するリソースのうち無線端末局に割り当てられていない未使用のリソース数が所定値未満である場合には制御チャネルの初期送信電力から未使用のリソース数に応じた電力値だけ小さい電力値に制御チャネルの送信電力を決定する。

より好ましくは、無線基地局および無線端末局はフレームを時分割した複数個のスロットのうちのいずれかを使用して通信を行ない、
リソース割当ステップにおいては、スロットを無線基地局の管理するリソースとして無線端末局に割り当てる。

好ましくは、無線制御ステップは、無線端末局から受信した無線信号から干渉波の受信電力を検出する干渉波測定ステップと、干渉波の受信電力に基づいて制御チャネルの送信電力を決定する送信電力制御ステップとを含む。

より好ましくは、干渉波測定ステップにおいては、無線基地局が対応する複数の周波数における干渉波の受信電力をそれぞれ検出し、送信電力制御ステップにおいては、干渉波の受信電力が所定の電力値以下である周波数の数が所定値未満である場合には制御チャネルの初期送信電力から、干渉波の受信電力が所定の電力値以下となった周波数の数に応じた電力値だけ小さい電力値に制御チャネルの送信電力を決定する。

本発明によれば、システムの構成および制御を複雑化することなく、無線基地局における通信用スロットの使用状況に応じて適切に下り共通制御チャネルの送信電力を制御することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

［構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る無線基地局の構成を示す機能ブロック図である。

同図を参照して、この無線基地局は、アンテナ１と、スイッチ２と、受信部３と、復調部４と、無線制御部１００と、無線信号処理部１０１と、中央制御部７と、回線制御部８と、変調部１３と、送信部１４とを備える。

無線制御部１００は、干渉波測定部９と、リソース割当部１０と、送信電力制御部１１と、リソース要求検出部１２とを含む。

無線信号処理部１０１は、通信用スロット処理部５と、制御用スロット処理部６とを含む。

［上りの基本動作］
アンテナ１は、無線端末局から受信した無線信号をスイッチ２へ出力する。

スイッチ２は、アンテナ１から受けた無線信号を受信部３へ出力するか、あるいは送信部１４から受けた送信信号をアンテナ１へ出力するかを図示しない制御信号に応じて切り替える。

受信部３は、スイッチ２から受けたＲＦ（Radio Frequency）帯の無線信号に含まれる各無線チャネルの信号のうち、図示しない制御信号で指定された無線チャネルの信号を抽出してベースバンド信号に周波数変換する。そして、受信部３は、アナログ信号であるベースバンド信号をデジタル信号である受信データに変換し、復調部４へ出力する。また、受信部３は、スイッチ２から受けた無線信号から無線基地局が対応する各無線チャネルの信号をそれぞれ抽出して干渉波測定部９へ出力する。

干渉波測定部９は、受信部３から受けたアナログ信号である各無線チャネルの信号をそれぞれデジタル信号に変換し、得られたデジタル値を干渉波の受信電力として、所定の閾値と比較する。そして、干渉波測定部９は、干渉波の受信電力が所定の閾値以下となる無線チャネル（以下、無干渉チャネルという）を表わす干渉情報をリソース割当部１０および送信電力制御部１１へ出力する。

復調部４は、受信部３から受けた受信データを復調し、復調データとして通信用スロット処理部５および制御用スロット処理部６へ出力する。

通信用スロット処理部５は、後述のリソース割当部１０から受けたリソース割当情報に基づいて、復調部４から受けた復調データのうち使用中の通信用スロットにおける復調データを抽出し、リソース要求検出部１２へ出力する。

ここで、リソースとは、無線基地局が無線端末局との通信で使用する有限の資源をいい、通信用スロットはリソースの一種である。また、リソースの使用状況は無線基地局に接続できる無線端末局の数を表す一つの指標である。

また、通信用スロット処理部５は、抽出した復調データのうち上り通話チャネルに対応する復調データに種々の信号処理を行ない、中央制御部７へ出力する。ここで、信号処理とは、たとえば誤り訂正復号化処理や、復調データが音声データである場合には音声符号化方式の変換等の処理のことをいう。

制御用スロット処理部６は、復調部４から受けた復調データのうちの共通制御チャネル用のスロット（以下、制御用スロットという）における復調データである上り共通制御チャネルを抽出し、リソース要求検出部１２へ出力する。

リソース要求検出部１２は、通信用スロット処理部５から受けた復調データのうち上り個別制御チャネルに対応する復調データから、使用中の通信用スロットの無線端末局による解放要求を検出する。また、リソース要求検出部１２は、制御用スロット処理部６から受けた上り共通制御チャネルから無線端末局による通信用スロットの割当要求を検出する。そして、リソース要求検出部１２は、通信用スロットの割当要求および解放要求の内容を表わすリソース要求情報をリソース割当部１０へ出力する。

リソース割当部１０は、リソース要求検出部１２から受けたリソース要求情報から通信用スロットの使用状況を把握し、通信用スロットの使用状況および干渉波測定部９から受けた干渉情報に基づいて各無線チャネルにおける通信用スロットのうちのいずれを無線端末局に割り当てるかを決定する。ここで、リソース割当部１０は、無干渉チャネルの通信用スロットを優先的に無線端末局に割り当てる。そして、リソース割当部１０は、どの無線チャネルのどの通信用スロットを無線端末局に割り当てるかを表わすリソース割当情報を生成し、通信用スロット処理部５および送信電力制御部１１へ出力する。

送信電力制御部１１は、干渉波測定部９から受けた干渉情報に基づいて、無干渉チャネル数を検出する。また、送信電力制御部１１は、リソース割当部１０から受けたリソース割当情報に基づいて、現在無線端末局との通信に使用していない通信用スロット（以下、空きスロットという）の数を検出する。

そして、送信電力制御部１１は、無干渉チャネル数および空きスロット数に基づいて、下り共通制御チャネルの送信電力を決定し、決定した送信電力を表す送信電力情報を制御用スロット処理部６へ出力する。

中央制御部７は、通信用スロット処理部５において信号処理された受信データを受けて、各通信用スロットにおける受信データをＩ’回線用のデータフレームに挿入する処理を行ない、データフレームを回線制御部８へ出力する。

回線制御部８は、Ｉ’回線との通信プロトコル処理を行ない、中央制御部７から受けたデータフレームをＩ’回線へ出力する。

［下りの基本動作］
回線制御部８は、Ｉ’回線との通信プロトコル処理を行ない、Ｉ’回線から受けたデータフレームを中央制御部７へ出力する。

中央制御部７は、回線制御部８から受けたデータフレームを通信用スロットで送信するデータに変換する処理を行ない、変換した送信データを通信用スロット処理部５へ出力する。

通信用スロット処理部５は、中央制御部７から受けた送信データに種々の信号処理を行ない、下り通話チャネルとして変調部１３へ出力する。ここで、信号処理とは、たとえば誤り訂正符号化処理または送信データが音声データである場合には音声符号化方式の変換等の処理のことをいう。また、通信用スロット処理部５は、下り個別制御チャネルを生成して変調部１３へ出力する。

ここで、通信用スロット処理部５は、リソース割当部１０から受けたリソース割当情報に基づいて、下り通話チャネルおよび下り個別制御チャネルを各無線チャネルの通信用スロットのいずれかに挿入する。

制御用スロット処理部６に含まれる図示しない制御チャネル生成部は、下り共通制御チャネルを生成して変調部１３へ出力する。制御用スロット処理部６は、下り共通制御チャネルを送信するタイミングおよび送信電力制御部１１から受けた送信電力情報を表わす制御チャネル送信情報を送信部１４へ出力する。

変調部１３は、通信用スロット処理部５から受けた下り通話チャネルおよび下り個別制御チャネルならびに制御用スロット処理部６から受けた下り共通制御チャネルを変調し、変調データとして送信部１４へ出力する。

送信部１４は、変調部１３から受けたデジタル信号である変調データをアナログ信号に変換し、アナログ信号をＲＦ帯に周波数変換した送信信号を増幅してスイッチ２へ出力する。ここで、送信部１４は、制御用スロット処理部６から受けた制御チャネル送信情報に基づいて下り共通制御チャネルに対応する送信信号の電力を変更する。

スイッチ２は、アンテナ１から受けた無線信号を受信部３へ出力するか、あるいは送信部１４から受けた送信信号をアンテナ１へ出力するかを図示しない制御信号に応じて切り替える。

アンテナ１は、スイッチ２から受けた送信信号を無線信号として無線端末局へ送信する。

［動作］
次に、本実施の形態に係る無線基地局が下り共通制御チャネルの送信電力を制御する際の動作について図面を用いて説明する。

図２は、本実施の形態に係る無線基地局の動作手順を定めたフローチャートである。無線制御部１００および無線信号処理部１０１は、フローチャートの各ステップを備えるプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。

アンテナ１は、無線端末局から受信した無線信号をスイッチ２へ出力する（Ｓ１）。

スイッチ２は、アンテナ１から受けた無線信号を受信部３へ出力するか、あるいは送信部１４から受けた送信信号をアンテナ１へ出力するかを図示しない制御信号に応じて切り替える（Ｓ１）。

受信部３は、スイッチ２から受けたＲＦ（Radio Frequency）帯の無線信号に含まれる各無線チャネルの信号のうち、図示しない制御信号で指定された無線チャネルの信号を抽出してベースバンド信号に周波数変換する。そして、受信部３は、アナログ信号であるベースバンド信号をデジタル信号である受信データに変換し、復調部４へ出力する（Ｓ１）。また、受信部３は、スイッチ２から受けた無線信号から無線基地局が対応する各無線チャネルの信号をそれぞれ抽出して干渉波測定部９へ出力する（Ｓ２）。

復調部４は、受信部３から受けた受信データを復調し、復調データとして通信用スロット処理部５および制御用スロット処理部６へ出力する。

干渉波測定部９は、受信部３から受けたアナログ信号である各無線チャネルの信号をそれぞれデジタル信号に変換し、得られたデジタル値を干渉波の受信電力として、所定の閾値と比較する。そして、干渉波測定部９は、無干渉チャネルを表わす干渉情報をリソース割当部１０および送信電力制御部１１へ出力する（Ｓ２）。

通信用スロット処理部５は、後述のリソース割当部１０から受けたリソース割当情報に基づいて、復調部４から受けた復調データのうち使用中の通信用スロットにおける復調データを抽出し、リソース要求検出部１２へ出力する（Ｓ３）。

制御用スロット処理部６は、復調部４から受けた復調データのうちの制御用スロットにおける復調データである上り共通制御チャネルを抽出し、リソース要求検出部１２へ出力する（Ｓ３）。

リソース要求検出部１２は、通信用スロット処理部５から受けた復調データのうち上り個別制御チャネルに対応する復調データから、使用中の通信用スロットの無線端末局による解放要求を検出する。また、リソース要求検出部１２は、制御用スロット処理部６から受けた上り共通制御チャネルから無線端末局による通信用スロットの割当要求を検出する。そして、リソース要求検出部１２は、通信用スロットの割当要求および解放要求の内容を表わすリソース要求情報をリソース割当部１０へ出力する（Ｓ３）。

リソース割当部１０は、リソース要求検出部１２から受けたリソース要求情報から通信用スロットの使用状況を把握し、通信用スロットの使用状況および干渉波測定部９から受けた干渉情報に基づいて各無線チャネルにおける通信用スロットのうちのいずれを無線端末局に割り当てるかを決定する。ここで、リソース割当部１０は、無干渉チャネルの通信用スロットを優先的に無線端末局に割り当てる。そして、リソース割当部１０は、どの無線チャネルのどの通信用スロットを無線端末局に割り当てるかを表わすリソース割当情報を生成し、通信用スロット処理部５および送信電力制御部１１へ出力する（Ｓ４）。

送信電力制御部１１は、干渉波測定部９から受けた干渉情報に基づいて、無干渉チャネル数を検出する。また、送信電力制御部１１は、リソース割当部１０から受けたリソース割当情報に基づいて、空きスロット数を検出する（Ｓ５）。

そして、送信電力制御部１１は、無干渉チャネル数および空きスロット数に基づいて、下り共通制御チャネルの送信電力を決定し、決定した送信電力を表す送信電力情報を制御用スロット処理部６へ出力する（Ｓ６）。

制御用スロット処理部６に含まれる図示しない制御チャネル生成部は、下り共通制御チャネルを生成して変調部１３へ出力する（Ｓ７）。また、制御用スロット処理部６は、下り共通制御チャネルを送信するタイミングおよび送信電力制御部１１から受けた送信電力情報を表わす制御チャネル送信情報を送信部１４へ出力する（Ｓ８）。

変調部１３は、通信用スロット処理部５から受けた下り通話チャネルおよび下り個別制御チャネルならびに制御用スロット処理部６から受けた下り共通制御チャネルを変調し、変調データとして送信部１４へ出力する。

送信部１４は、変調部１３から受けたデジタル信号である変調データをアナログ信号に変換し、アナログ信号をＲＦ帯に周波数変換した送信信号を増幅してスイッチ２へ出力する。ここで、送信部１４は、制御用スロット処理部６から受けた制御チャネル送信情報に基づいて下り共通制御チャネルに対応する送信信号の電力を変更する（Ｓ９）。

スイッチ２は、アンテナ１から受けた無線信号を受信部３へ出力するか、あるいは送信部１４から受けた送信信号をアンテナ１へ出力するかを図示しない制御信号に応じて切り替える。

アンテナ１は、スイッチ２から受けた送信信号を無線信号として無線端末局へ送信する（Ｓ１０）。

次に、本実施の形態に係る無線基地局における送信電力制御部１１が下り共通制御チャネルの送信電力を決定する際の動作について図面を用いて説明する。

図３は、本実施の形態に係る送信電力制御部１１の動作手順を定めたフローチャートである。送信電力制御部１１は、フローチャートの各ステップを備えるプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。

送信電力制御部１１は、干渉波測定部９から受ける干渉情報またはリソース割当部１０から受けるリソース割当情報が更新されると（Ｓ１１でＹＥＳ）、送信電力低減係数Ｃｏｕｔを０に初期化する（Ｓ１２）。

送信電力制御部１１は、空きスロット数が２未満である場合には（Ｓ１３でＹＥＳ）、Ｃｏｕｔを以下の式（１）に基づいて更新する（Ｓ１４）。

Ｃｏｕｔ＝２０−（空きスロット数×１０） ・・・（１）
送信電力制御部１１は、無干渉チャネルが１０未満である場合には（Ｓ１５でＹＥＳ）、Ｃｏｕｔを以下の式（２）に基づいて更新する（Ｓ１６）。

Ｃｏｕｔ＝Ｃｏｕｔ＋（１０−無干渉チャネル数） ・・・（２）
送信電力制御部１１は、本実施の形態に係る無線基地局が下り共通制御チャネルを送信する際の通常の送信電力（以下、初期送信電力という）の（１００−Ｃｏｕｔ）％を下り共通制御チャネルの送信電力として決定する（Ｓ１７）。

次に、本実施の形態に係る送信電力制御部１１が下り共通制御チャネルの送信電力を決定する際の動作の具体例を説明する。初期送信電力は５００ｍＷとする。

まず、リソース割当部１０から受けるリソース割当情報が表わす空きスロット数が１に更新され、干渉波測定部９から受ける干渉情報が表わす無干渉チャネル数が５に更新された場合について説明する。

送信電力制御部１１は、干渉波測定部９から受ける干渉情報またはリソース割当部１０から受けるリソース割当情報が更新されると（Ｓ１１でＹＥＳ）、送信電力低減係数Ｃｏｕｔを０に初期化する（Ｓ１２）。

送信電力制御部１１は、リソース割当部１０から受けるリソース割当情報から空きスロット数が１であると検出すると（Ｓ１３でＹＥＳ）、Ｃｏｕｔ＝２０−（１×１０）＝１０と更新する（Ｓ１４）。

送信電力制御部１１は、干渉波測定部９から受ける干渉情報から無干渉チャネルが５であると検出すると（Ｓ１５でＹＥＳ）、Ｃｏｕｔ＝Ｃｏｕｔ＋（１０−５）＝１５と更新する（Ｓ１６）。

送信電力制御部１１は、初期送信電力の（１００−１５）＝８５％である４２５ｍＷを下り共通制御チャネルの送信電力として決定する（Ｓ１７）。

さらに、リソース割当部１０から受けるリソース割当情報が表わす空きスロット数が３に更新され、干渉波測定部９から受ける干渉情報が表わす無干渉チャネル数が１５に更新された場合について説明する。

送信電力制御部１１は、干渉波測定部９から受ける干渉情報またはリソース割当部１０から受けるリソース割当情報が更新されると（Ｓ１１でＹＥＳ）、送信電力低減係数Ｃｏｕｔを０に初期化する（Ｓ１２）。

送信電力制御部１１は、リソース割当部１０から受けるリソース割当情報から空きスロット数が３であると検出すると、Ｃｏｕｔを更新しない（Ｓ１３でＮＯ）。

送信電力制御部１１は、干渉波測定部９から受ける干渉情報から無干渉チャネルが１５であると検出すると、Ｃｏｕｔを更新しない（Ｓ１５でＮＯ）。

送信電力制御部１１は、初期送信電力をそのまま下り共通制御チャネルの送信電力として決定する（Ｓ１７）。

ところで、特許文献１記載の移動体通信システムでは、無線基地局において各ユーザが個別に使用する通信用スロットの使用状況に応じて適切に下り共通制御チャネルの送信電力を制御することができないという問題点があった。すなわち、ある無線基地局で通信用スロットが全て使用されている場合には、無線端末局および無線基地局の通信確立時間が増大し、また、移動体通信システム全体の消費電力が増大してしまうという問題点があった。

また、特許文献４記載の移動体通信システムでは、無線基地局の立ち上げ後に下り共通制御チャネルの送信電力が固定されるため、無線基地局における通信用スロットの使用状況に応じて適切に下り共通制御チャネルの送信電力を制御することができないという問題点があった。

しかしながら、本実施の形態に係る無線基地局では、送信電力制御部１１が、干渉波測定部９から受ける干渉情報が更新されると、干渉情報に基づいて無干渉チャネル数を検出する。また、送信電力制御部１１は、リソース割当部１０から受けるリソース割当情報が更新されると、リソース割当情報に基づいて空きスロット数を検出する。

そして、送信電力制御部１１は空きスロット数が２未満である場合には無干渉チャネル数に応じた値だけ送信電力低減係数を大きくする。また、送信電力制御部１１は無干渉チャネル数が１０未満である場合には無干渉チャネル数に応じた値だけ送信電力低減係数を大きくする。

さらに、送信電力制御部１１は、送信電力低減係数を０より大きくして下り共通制御チャネルの送信電力を初期送信電力より小さくした後に、干渉波測定部９から受ける干渉情報またはリソース割当部１０から受けるリソース割当情報が更新され、空きスロット数が２未満でなく、かつ、無干渉チャネル数が１０未満でなくなると、送信電力低減係数を０として下り共通制御チャネルの送信電力を初期送信電力に戻す。

したがって、本実施の形態に係る無線基地局では、無線基地局における通信用スロットの使用状況に応じて適切に下り共通制御チャネルの送信電力を制御することができる。さらに、本実施の形態に係る無線基地局では、無線基地局の通信環境に応じて適切に下り共通制御チャネルの送信電力を制御することができる。

また、特許文献２記載の移動体通信システムでは、各無線基地局のカバーエリアにおける無線端末局の使用率を集計して無線基地局の送信電力制御を行なう制御局を配置する必要があるため、システムの構成および制御が複雑化するという問題点があった。

また、特許文献３記載の移動体通信システムでは、各無線基地局の通話呼量または通信品質に基づいて無線基地局の送信電力制御を行なう制御局を配置する必要があるため、システムの構成および制御が複雑化するという問題点があった。

しかしながら、本実施の形態に係る無線基地局では、送信電力制御部１１が無干渉チャネル数および空きスロット数に基づいて下り共通制御チャネルの送信電力を決定するため、送信電力制御を行なう制御局を配置する必要がなく、システムの構成および制御が複雑化することを防ぐことができる。

［変形例］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下の変形例も含まれる。

（１） 干渉波の受信電力の測定単位
本発明の実施の形態に係る無線基地局における送信電力制御部１１は、干渉波測定部９から受けた干渉情報に基づいて、無干渉チャネル数を検出する構成としたが、これに限定するものではない。各無線チャネルの各通信用スロットにおいて、干渉波の有無を検出する構成とすることができる。

この場合、干渉波測定部９は、どの無線チャネルにおけるどの通信用スロットにおいて干渉波の受信電力が所定の閾値以下となっているかを表わす干渉情報をリソース割当部１０および送信電力制御部１１へ出力する。そして、送信電力制御部１１は、干渉波測定部９から受けた干渉情報に基づいて、干渉波の受信電力が所定の閾値以下となる各無線チャネルの通信用スロットの数を検出する。また、図３のフローチャートにおけるステップ１５において、送信電力制御部１１は干渉波の受信電力が所定の閾値以下となっている通信用スロット数が所定値未満である場合にはそのスロット数に応じた値だけ送信電力低減係数を大きくして、下り共通制御チャネルの送信電力を初期送信電力より小さくする。

なお、前述のようにＰＨＳではＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式で通信を行なっているため、すべての上り通信用スロットで無線端末局から無線信号が送信されているとは限らないが、受信部３は、各無線チャネルにおけるすべての上り通信用スロットの信号を干渉波測定部９に出力する。

このような構成により、各無線チャネルにおける干渉波の受信電力の時間的な変動にさらに正確に対応した下り共通制御チャネルの送信電力の制御を行なうことができる。

（２） 下り共通制御チャネルの送信電力を決定する基準
本発明の実施の形態に係る無線基地局における送信電力制御部１１は無干渉チャネル数および空きスロット数に基づいて下り共通制御チャネルの送信電力を決定する構成としたが、これに限定するものではない。無干渉チャネル数および空きスロット数に限らず、無線基地局に接続できる無線端末局の数に影響を与える無線基地局の状態を表わすものであればどんなものでもよい。

たとえば、無線基地局が通信できる無線端末局の数が通信用スロットではなく無線基地局が備える回路の規模またはＣＰＵ（Central Processing Unit）の処理量で制限される場合には、無線基地局が備える回路の使用率またはＣＰＵの処理量に基づいて下り共通制御チャネルの送信電力を決定する構成とすることができる。

すなわち、送信電力制御部１１は、無線基地局が備える回路の使用率またはＣＰＵの処理量が所定値以上である場合には、無線基地局が備える回路の使用率またはＣＰＵの処理量に応じた値だけ送信電力低減係数を大きくして、下り共通制御チャネルの送信電力を小さくする。そして、無線基地局が備える回路の使用率またはＣＰＵの処理量が所定値未満である場合には、無線基地局が備える回路の使用率またはＣＰＵの処理量に応じた値だけ送信電力低減係数を小さくして、下り共通制御チャネルの送信電力を大きくする構成とすることができる。

また、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式ではなくＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を採用する移動体通信システムにおいては、無線基地局が通信できる無線端末局の数が通信用スロットではなく拡散符号で制限される場合がある。このような場合には、無線基地局が無線端末局に割り当てることができる拡散符号の残数に基づいて下り共通制御チャネルの送信電力を決定する構成とすることができる。

（３） 無干渉チャネル数および空きスロット数
本発明の実施の形態に係る無線基地局における送信電力制御部１１は無干渉チャネル数および空きスロット数に基づいて下り共通制御チャネルの送信電力を決定する構成としたが、これに限定するものではない。無干渉チャネル数のみに基づいて下り共通制御チャネルの送信電力を決定する構成とすることができる。

なぜならば、干渉波の受信電力が所定の閾値より大きい無線チャネルでは、無線基地局および無線端末局の通信を正常に行なうことができないため、無干渉チャネル数は無線基地局に接続できる無線端末局の数に影響を与えるものだからである。

また、空きスロット数は無線基地局に接続できる無線端末局の数そのものであるため、空きスロット数のみに基づいて下り共通制御チャネルの送信電力を決定する構成とできることは言うまでもない。

（４） 無干渉チャネル数の検出
本発明の実施の形態に係る無線基地局における受信部３は、無線基地局が対応する各無線チャネルの信号をそれぞれ抽出し、干渉波測定部９は各無線チャネルの信号における干渉波の受信電力から無干渉チャネルを検出する構成としたが、これに限定するものではない。

無線基地局が無線端末局との通信で使用してない無線チャネルのみから無干渉チャネルを検出する構成とすることができる。この場合、リソース割当部１０が通信用スロットを１つも割り当てていない未使用の無線チャネルを受信部３および干渉波測定部９へ通知する。そして、受信部３および干渉波測定部９が未使用の無線チャネルのみについて干渉波の受信電力の測定および無干渉チャネル数の検出を行なう。

このような構成により、無線端末局との通信で使用中の無線チャネルおよび通信用スロットにおいて干渉波の受信電力を測定するために、無線基地局の構成および制御が複雑化することを防ぐことができる。また、無線基地局における無干渉チャネルの検出処理の迅速化を図ることができる。

（５） 通信用スロットの割当要求および解放要求の検出
本発明の実施の形態に係る無線基地局におけるリソース要求検出部１２は、上り個別制御チャネルから、使用中の通信用スロットの無線端末局による解放要求を検出する。また、リソース要求検出部１２は、上り共通制御チャネルから無線端末局による通信用スロットの割当要求を検出する。しかしながら、このような構成に限定するものではない。

リソース要求検出部１２が、Ｉ’回線から回線制御部８、中央制御部７および通信用スロット処理部５を介して受けたデータフレームに含まれる通信用スロットの割当要求および解放要求を検出する構成とすることができる。また、無線基地局が無線基地局内部における障害等に起因して自律的に通信用スロットの割当および解放を行ない、通信用スロットの割当要求および解放要求の内容を表わすリソース要求情報をリソース要求検出部１２がリソース割当部１０へ出力する構成とすることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る無線基地局の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る無線基地局の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る送信電力制御部１１の動作手順を定めたフローチャートである。 特定の無線基地局に無線端末局のアクセスが集中する現象を示す図である。

符号の説明

１ アンテナ、２ スイッチ、３ 受信部、４ 復調部、５ 無線基地局、６ 制御用スロット処理部、７ 中央制御部、８ 回線制御部、９ 干渉波測定部、１０ リソース割当部、１１ 送信電力制御部、１２ リソース要求検出部、１３ 変調部、１４ 送信部、１００ 無線制御部、１０１ 無線信号処理部。

Claims (18)

1. 複数の無線端末局が通信相手の無線基地局を決定する基準となる共通の制御チャネルを前記各無線端末局に送信する無線基地局であって、
   前記無線基地局に接続できる前記無線端末局の数に影響を与える前記無線基地局の状態を検出し、前記検出した無線基地局の状態に基づいて前記制御チャネルの送信電力を決定する無線制御部と、
   前記制御チャネルを生成する制御チャネル生成部と、
   前記生成した制御チャネルを前記決定した送信電力で送信する送信部とを備える無線基地局。
2. 前記無線制御部は、
   前記無線基地局の管理するリソースの割当要求および解放要求を検出するリソース要求検出部と、
   前記検出した割当要求および解放要求に基づいて前記無線端末局に前記リソースを割り当てるリソース割当部と、
   前記リソース割当部が行なうリソース割り当てに基づいて前記制御チャネルの送信電力を決定する送信電力制御部とを含む請求項１記載の無線基地局。
3. 前記送信電力制御部は、前記無線基地局の管理するリソースのうち前記無線端末局に割り当てられていない未使用のリソース数が所定値未満である場合には前記制御チャネルの初期送信電力から前記未使用のリソース数に応じた電力値だけ小さい電力値に前記制御チャネルの送信電力を決定する請求項２記載の無線基地局。
4. 前記無線基地局および前記無線端末局はフレームを時分割した複数個のスロットのうちのいずれかを使用して通信を行ない、
   前記リソース割当部は、前記スロットを前記無線基地局の管理するリソースとして前記無線端末局に割り当てる請求項２記載の無線基地局。
5. 前記無線基地局は、さらに、
   前記無線端末局から送信された無線信号を受信する受信部を備え、
   前記無線制御部は、
   前記受信した無線信号から干渉波の受信電力を検出する干渉波測定部と、
   前記干渉波の受信電力に基づいて前記制御チャネルの送信電力を決定する送信電力制御部とを含む請求項１記載の無線基地局。
6. 前記干渉波測定部は、前記無線基地局が対応する複数の周波数における干渉波の受信電力をそれぞれ検出し、
   前記送信電力制御部は、前記干渉波の受信電力が所定の電力値以下である前記周波数の数が所定値未満である場合には前記制御チャネルの初期送信電力から前記周波数の数に応じた電力値だけ小さい電力値に前記制御チャネルの送信電力を決定する請求項５記載の無線基地局。
7. 複数の無線端末局が通信相手の無線基地局を決定する基準となる共通の制御チャネルを前記各無線端末局に送信する無線基地局における送信電力制御方法であって、
   前記無線基地局に接続できる前記無線端末局の数に影響を与える前記無線基地局の状態を検出し、前記検出した無線基地局の状態に基づいて前記制御チャネルの送信電力を決定する無線制御ステップと、
   前記制御チャネルを生成する制御チャネル生成ステップと、
   前記生成した制御チャネルを前記決定した送信電力で送信する送信ステップとを含む送信電力制御方法。
8. 前記無線制御ステップは、
   前記無線基地局の管理するリソースの割当要求および解放要求を検出するリソース要求検出ステップと、
   前記検出した割当要求および解放要求に基づいて前記無線端末局に前記リソースを割り当てるリソース割当ステップと、
   前記リソース割当ステップにおいて行なわれるリソース割り当てに基づいて前記制御チャネルの送信電力を決定する送信電力制御ステップとを含む請求項７記載の送信電力制御方法。
9. 前記送信電力制御ステップにおいては、前記無線基地局の管理するリソースのうち前記無線端末局に割り当てられていない未使用のリソース数が所定値未満である場合には前記制御チャネルの初期送信電力から前記未使用のリソース数に応じた電力値だけ小さい電力値に前記制御チャネルの送信電力を決定する請求項８記載の送信電力制御方法。
10. 前記無線基地局および前記無線端末局はフレームを時分割した複数個のスロットのうちのいずれかを使用して通信を行ない、
    前記リソース割当ステップにおいては、前記スロットを前記無線基地局の管理するリソースとして前記無線端末局に割り当てる請求項８記載の送信電力制御方法。
11. 前記送信電力制御方法は、さらに、
    前記無線端末局から送信された無線信号を受信する受信ステップを含み、
    前記無線制御ステップは、
    前記受信した無線信号から干渉波の受信電力を検出する干渉波測定ステップと、
    前記干渉波の受信電力に基づいて前記制御チャネルの送信電力を決定する送信電力制御ステップとを含む請求項７記載の送信電力制御方法。
12. 前記干渉波測定ステップにおいては、前記無線基地局が対応する複数の周波数における干渉波の受信電力をそれぞれ検出し、
    前記送信電力制御ステップにおいては、前記干渉波の受信電力が所定の電力値以下である前記周波数の数が所定値未満である場合には前記制御チャネルの初期送信電力から前記周波数の数に応じた電力値だけ小さい電力値に前記制御チャネルの送信電力を決定する請求項１１記載の送信電力制御方法。
13. 複数の無線端末局が通信相手の無線基地局を決定する基準となる共通の制御チャネルを前記各無線端末局に送信する無線基地局における送信電力制御プログラムであって、コンピュータに、
    前記無線基地局に接続できる前記無線端末局の数に影響を与える前記無線基地局の状態を検出し、前記検出した無線基地局の状態に基づいて前記制御チャネルの送信電力を決定する無線制御ステップと、
    前記制御チャネルを生成する制御チャネル生成ステップと、
    前記生成した制御チャネルを前記決定した送信電力で送信する送信ステップとを実行させる送信電力制御プログラム。
14. 前記無線制御ステップは、
    前記無線基地局の管理するリソースの割当要求および解放要求を検出するリソース要求検出ステップと、
    前記検出した割当要求および解放要求に基づいて前記無線端末局に前記リソースを割り当てるリソース割当ステップと、
    前記リソース割当ステップにおいて行なわれるリソース割り当てに基づいて前記制御チャネルの送信電力を決定する送信電力制御ステップとを含む請求項１３記載の送信電力制御プログラム。
15. 前記送信電力制御ステップにおいては、前記無線基地局の管理するリソースのうち前記無線端末局に割り当てられていない未使用のリソース数が所定値未満である場合には前記制御チャネルの初期送信電力から前記未使用のリソース数に応じた電力値だけ小さい電力値に前記制御チャネルの送信電力を決定する請求項１４記載の送信電力制御プログラム。
16. 前記無線基地局および前記無線端末局はフレームを時分割した複数個のスロットのうちのいずれかを使用して通信を行ない、
    前記リソース割当ステップにおいては、前記スロットを前記無線基地局の管理するリソースとして前記無線端末局に割り当てる請求項１４記載の送信電力制御プログラム。
17. 前記無線制御ステップは、
    前記無線端末局から受信した無線信号から干渉波の受信電力を検出する干渉波測定ステップと、
    前記干渉波の受信電力に基づいて前記制御チャネルの送信電力を決定する送信電力制御ステップとを含む請求項１３記載の送信電力制御プログラム。
18. 前記干渉波測定ステップにおいては、前記無線基地局が対応する複数の周波数における干渉波の受信電力をそれぞれ検出し、
    前記送信電力制御ステップにおいては、前記干渉波の受信電力が所定の電力値以下である前記周波数の数が所定値未満である場合には前記制御チャネルの初期送信電力から前記周波数の数に応じた電力値だけ小さい電力値に前記制御チャネルの送信電力を決定する請求項１７記載の送信電力制御プログラム。

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