JP2007243505A - 移動体通信システム、無線基地局装置及びそれに用いる送信電力制御方法並びにそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 小型無線基地局装置で設置場所の変更が生じた場合でも、他セルへの干渉を低減可能な無線基地局装置を提供する。
【解決手段】 電力測定部１４は受信した基準信号から算出した基準信号受信電力値を伝播損失測定部１５に通知する。伝播損失測定部１５は基準信号送信電力値と電力測定部１４から通知される基準信号受信電力値との差から伝播損失値を算出し、伝播損失値から基地局間の伝播状態を把握し、算出した伝播損失値を電力制御部１２に通知する。電力制御部１２は基準となる干渉電力許容値に対して通知された伝播損失値分、送信電力値を上げる制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は移動体通信システム、無線基地局装置及びそれに用いる送信電力制御方法並びにそのプログラムに関し、特に無線基地局装置における送信電力の制御方法に関する。

近年、移動体通信システムにおいては、通信事業者側が通話可能なエリアの拡大に努めてきているため、ここ数年間で携帯電話の利用者数が飛躍的に増加してきている。しかしながら、通話エリアが拡大されたにも関わらず、未だ無線基地局装置がカバーできないエリア、すなわち不感地域も存在する。これら不感地域を削減するために、通信事業者は新たな無線基地局装置を設置する必要があるが、これには莫大な設備投資が要求されるため、この問題を解決することは困難である。

この問題を解決する手段としては、家庭用の小型無線基地局装置の需要がある。家庭用の小型無線基地局装置が一般に普及するのであれば、通信事業者側は新たな無線基地局装置を設置するための設備投資を行うことなく、不感地域を削減することができる。

また、昨今の利用者は高速で通信容量の多いサービスを必要としているため、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で提案されているＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）等の通信方式によって無線基地局装置との通信を行うことで、広帯域通信の帯域確保が比較的容易となる利点がある。

一方、従来の無線基地局装置における送信電力の制御方法としては、無線基地局装置内で電界レベルを測定し、外部のシュミレータにてその測定結果から送信パワーの算出などを行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この制御方法は、外部のシュミレータを用いるため、上記のような家庭用の小型無線基地局装置には適用することができない。

特開平１１−１２７０９９号公報

上述した従来の送信電力の制御方法では、通信事業者が新たな基地局を設置する設備投資を必要とせず、無線基地局装置がカバーできない不感地域を削減する方法として、家庭用等の小型無線基地局装置の普及があげられる。しかしながら、その小型無線基地局装置の設置場所は、その所有者側に一任されてしまうため、カバーするセル範囲を適時行わないと、新たに小型無線基地局装置が追加設置された場合、既存セルに対して干渉となる。

また、小型無線基地局装置自身も、既存セルから干渉を受けることによって、受信特性に関して期待する特性が得られない。または、設置後故障等によって運用が停止した場合には、カバーしていたセル内のユーザの呼切断の可能性が高くなるという問題がある。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、小型無線基地局装置で設置場所の変更が生じた場合でも、他セルへの干渉を低減させることができる移動体通信システム、無線基地局装置及びそれに用いる送信電力制御方法並びにそのプログラムを提供することにある。

本発明による移動体通信システムは、所有者毎に任意に設置される無線基地局装置にて自装置の送信電力を制御する移動体通信システムであって、
前記無線基地局装置は、他の装置からの基準信号電力を測定する電力測定手段と、その測定した基準信号電力を基に基地局間の伝播損失を算出する伝播損失測定手段と、この算出した伝播損失を基に自装置の送信電力を制御する制御手段とを備えている。

本発明による無線基地局装置は、自装置の送信電力を制御する無線基地局装置であって、
他の装置からの基準信号電力を測定する電力測定手段と、その測定した基準信号電力を基に基地局間の伝播損失を算出する伝播損失測定手段と、この算出した伝播損失を基に自装置の送信電力を制御する制御手段とを備えている。

本発明による送信電力制御方法は、所有者毎に任意に設置される無線基地局装置の送信電力を制御する送信電力制御方法であって、
前記無線基地局装置が、他の装置からの基準信号電力を測定する電力測定処理と、その測定した基準信号電力を基に基地局間の伝播損失を算出する伝播損失測定処理と、この算出した伝播損失を基に前記無線基地局装置の送信電力を制御する制御処理とを実行している。

本発明による送信電力制御方法のプログラムは、所有者毎に任意に設置される無線基地局装置の送信電力を制御する送信電力制御方法のプログラムであって、
コンピュータに、他の装置からの基準信号電力を測定する電力測定処理と、その測定した基準信号電力を基に基地局間の伝播損失を算出する伝播損失測定処理と、この算出した伝播損失を基に前記無線基地局装置の送信電力を制御する制御処理とを実行させている。

すなわち、本発明の無線基地局装置は、その設置場所が変更された場合、他の無線基地局装置からの基準信号電力を測定し、伝播損失を算出した結果を基に、自装置の送信電力を制御することで、他の無線基地局装置の無線ゾーン（セル）への干渉を低減させ、自装置のセル半径の最適化を行うことを特徴としている。

これによって、本発明の無線基地局装置では、上記の問題を解決するために、他の無線基地局装置から送信される基準信号の受信電力値から伝播損失を算出し、自装置の総送信電力を制御することで、無線基地局装置同士が互いに本制御を行うことによって、他セルへの干渉電力を低減させた最適なセル半径を制御することが可能となる。つまり、本発明の無線基地局装置では、小型無線基地局装置で設置場所の変更が生じた場合でも、送信電力を制御することで、他セルへの干渉を低減させることが可能となる。

より具体的に説明すると、本発明の無線基地局装置では、送受信部から他の無線基地局装置からの送信電力制御用の基準信号を抽出し、その基準信号を電力測定部に対して送信する。電力測定部では、他の無線基地局装置の基準信号の電力値を測定し、伝播損失測定部に通知する。伝播損失測定部では基準信号受信電力値から基地局装置間の伝播損失を測定し、電力制御部に通知する。電力制御部では、通知された伝播損失から自装置の送信電力を制御する。この制御を無線基地局装置間にて互いに行うことで、自装置から他セルへの干渉電力を抑制することが可能となる。

上記のように、本発明の無線基地局装置では、他の無線基地局装置からの基準信号から伝播損失を算出し、自装置の送信電力を制御することで、他セルへの干渉電力を互いに低減し、最適なセル半径で動作することが可能となる。

つまり、本発明の無線基地局装置では、小型無線基地局装置の所有者が設置場所を任意に行っても、その装置から他セルへの干渉電力を互いに低減し、最適なセル半径で動作することが可能となる。この場合、本発明の無線基地局装置では、システム運用者が特別に複雑な設計や制御を行うことなしに、小型無線基地局装置を配置することが可能となる。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、小型無線基地局装置で設置場所の変更が生じた場合でも、他セルへの干渉を低減させることができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による無線基地局装置の構成を示すブロック図である。図１において、無線基地局装置１は送信データ生成部１１と、電力制御部１２と、送受信部１３と、電力測定部１４と、伝播損失測定部１５と、基準信号生成部１６と、アンテナ１７とから構成されている。尚、無線基地局装置１において、送信データ生成部１１、電力制御部１２、送受信部１３、電力測定部１４、伝播損失測定部１５、基準信号生成部１６各々の処理動作はコンピュータがプログラムを実行することでも実現可能である。

送信データ生成部１１は、図示せぬ上位装置より通知されるデータを送信用のデータとして生成し、電力制御部１２に送信する。電力制御部１２は、送信データ生成部１１から受信した送信データを、伝播損失測定部１５から通知される伝播損失値によって、基準となる電力に対して損失分を加味した電力となる制御を行い、そのデータを送受信部１３に転送する。

送受信部１３は、電力制御部１４から受信した送信データと、基準信号生成部１６から受信した基準信号との加算処理を行い、その加算処理を行ったデータをアンテナ１７から送信する。また、送受信部１３は、アンテナ１７を通して受信したデータから他の無線基地局装置（図示せず）の基準信号を抽出し、その基準信号を電力測定部１４に送信する。電力測定部１４は、受信した他の無線基地局装置の基準信号の電力値を定期的に算出し、伝播損失測定部１５に通知する。

伝播損失測定部１５は、基準信号の送信電力値と電力測定部１４から通知される受信電力値との差分を算出し、これを基地局間の伝播損失値として電力測定部１２に通知する。基準信号生成部１６は、システムで決められた送信電力値で基準信号を生成して送受信部１３に送信する。

図２は本発明の一実施例による移動体通信システムの動作を示す図であり、図３は図１の無線基地局装置１における送信電力の制御処理を示すフローチャートである。これら図１〜図３を参照して本発明の一実施例による移動体通信システムの動作、つまり無線基地局装置１ａ−１，１ａ−２，１ｂ−１，１ｂ−２における送信電力の制御方法について説明する。

尚、無線基地局装置１ａ−１，１ａ−２，１ｂ−１，１ｂ−２は上記の図１に示す無線基地局装置１と同様の構成となっており、無線基地局装置１ｂ−１，１ｂ−２は無線基地局装置１ａ−１，１ａ−２において送信電力の制御後の装置を示す。また、図３に示す処理は、無線基地局装置１のコンピュータがプログラムを実行することで実現される。

既存の無線基地局装置１ａ−１のセルＡのセル半径を２００ａとする。新たに無線基地局装置１ａ−２が設置され、そのセルＢのセル半径を２１０ａとする。新たに無線基地局装置１ａ−２が設置されたことによって、互いの無線基地局装置１ａ−１，１ａ−２がカバーする領域が広く、この領域においては干渉量が多く、システムとして許容される干渉許容値４００ｄを上回っている。

この状態において、無線基地局１ａ−１は無線基地局１ａ−２から送信される基準信号１０１をアンテナ１７から受信し、送受信部１４へ送信する。送受信部１４では受信した基準信号１０１を抽出し、その基準信号１０１を電力測定部１４へ送信する（図３ステップＳ１）。

電力測定部１４では定期的に電力値を算出しており、受信した基準信号１０１から算出した基準信号受信電力値４００ａを伝播損失測定部１５に通知する（図３ステップＳ２，Ｓ３）。伝播損失測定部１５では基準信号送信電力値４００ｂと電力測定部１４から通知される基準信号受信電力値４００ａとの差から伝播損失値４００ｃを算出する（図３ステップＳ４）。

基準信号送信電力値４００ｂはシステムで予め定められているのでこの値を用いる。伝播損失測定部１５は伝播損失値４００ｃから基地局間の伝播状態を把握し（図３ステップＳ５）、算出した伝播損失値４００ｃを電力制御部１２に通知する。

電力制御部１２では基準となる干渉電力許容値４００ｄに対して通知された伝播損失値４００ｃ分、送信電力値４００ｅを上げる制御を行う（図３ステップＳ６）。電力制御部１２で基準とする干渉電力許容値４００ｄはシステムで決められた値とし、その値は無線基地局装置１ａ−１が許容される干渉電力の最大値とする。

上記のように、送信電力値４００ｅを干渉電力許容値４００ｄから伝播損失値４００ｃ分、高い送信電力値とすることで、他の無線基地局装置１ｂ−２での受信電力値４００ｆは干渉電力許容値４００ｄ以内となることで、干渉を抑制することができる。本制御を無線基地局装置１ａ−１，１ａ−２同士が互いに行うことによって、制御後の無線基地局装置１ｂａ−１のセルＡのセル半径が２００ｂとなり、新たに設置された無線基地局装置１ｂ−２のセルＢのセル半径が２１０ｂａとなり、他セルへの干渉電力を低減させた最適なセル半径を制御することが可能となる（図２参照）。

このように、本実施例では、無線基地局装置１ａ−１，１ａ−２の所有者が設置場所を任意に行っても、他セルへの干渉電力を互いに低減し、最適なセル半径で動作することができる。この場合、本実施例では、システム運用者が特別に複雑な設計や制御を行うことなく、無線基地局装置１ａ−１，１ａ−２を配置することができる。

本発明の一実施例による無線基地局装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例による移動体通信システムの動作を示す図である。 図１の無線基地局装置における送信電力の制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１，１ａ−１，１ａ−２，
１ｂ−１，１ｂ−２ 無線基地局装置
１１ 送信データ生成部
１２ 電力制御部
１３ 送受信部
１４ 電力測定部
１５ 伝播損失測定部
１６ 基準信号生成部
１７ アンテナ
１０１，１０２ 基準信号
２００ａ，２００ｂ，
２１０ａ，２１０ｂ セル半径
４００ａ 基準信号受信電力値
４００ｂ 基準信号送信電力値
４００ｃ 伝播損失値
４００ｄ 干渉電力許容値
４００ｅ 送信電力値
４００ｆ 受信電力値

Claims (13)

1. 所有者毎に任意に設置される無線基地局装置にて自装置の送信電力を制御する移動体通信システムであって、
   前記無線基地局装置は、他の装置からの基準信号電力を測定する電力測定手段と、その測定した基準信号電力を基に基地局間の伝播損失を算出する伝播損失測定手段と、この算出した伝播損失を基に自装置の送信電力を制御する制御手段とを有することを特徴とする移動体通信システム。
2. 前記制御手段は、基準となる干渉電力許容値に対して前記算出した伝播損失分、送信電力値を上げる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の移動体通信システム。
3. 前記制御手段による前記送信電力値の制御を前記無線基地局装置各々が互いに行うことを特徴とする請求項２記載の移動体通信システム。
4. 前記伝播損失測定手段は、前記基準信号の送信電力値と前記電力測定手段で測定された基準信号電力値との差分を算出して前記基地局間の伝播損失を算出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の移動体通信システム。
5. 自装置の送信電力を制御する無線基地局装置であって、
   他の装置からの基準信号電力を測定する電力測定手段と、その測定した基準信号電力を基に基地局間の伝播損失を算出する伝播損失測定手段と、この算出した伝播損失を基に自装置の送信電力を制御する制御手段とを有することを特徴とする無線基地局装置。
6. 前記制御手段は、基準となる干渉電力許容値に対して前記算出した伝播損失分、送信電力値を上げる制御を行うことを特徴とする請求項５記載の無線基地局装置。
7. 前記制御手段による前記送信電力値の制御を、他の装置とともに互いに行うことを特徴とする請求項６記載の無線基地局装置。
8. 前記伝播損失測定手段は、前記基準信号の送信電力値と前記電力測定手段で測定された基準信号電力値との差分を算出して前記基地局間の伝播損失を算出することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか記載の無線基地局装置。
9. 所有者毎に任意に設置される無線基地局装置の送信電力を制御する送信電力制御方法であって、
   前記無線基地局装置が、他の装置からの基準信号電力を測定する電力測定処理と、その測定した基準信号電力を基に基地局間の伝播損失を算出する伝播損失測定処理と、この算出した伝播損失を基に前記無線基地局装置の送信電力を制御する制御処理とを実行することを特徴とする送信電力制御方法。
10. 前記制御処理において、基準となる干渉電力許容値に対して前記算出した伝播損失分、送信電力値を上げる制御を行うことを特徴とする請求項９記載の送信電力制御方法。
11. 前記制御処理による前記送信電力値の制御を前記無線基地局装置各々が互いに行うことを特徴とする請求項１０記載の送信電力制御方法。
12. 前記伝播損失測定処理において、前記基準信号の送信電力値と前記電力測定手段で測定された基準信号電力値との差分を算出して前記基地局間の伝播損失を算出することを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか記載の送信電力制御方法。
13. 所有者毎に任意に設置される無線基地局装置の送信電力を制御する送信電力制御方法のプログラムであって、
    コンピュータに、他の装置からの基準信号電力を測定する電力測定処理と、その測定した基準信号電力を基に基地局間の伝播損失を算出する伝播損失測定処理と、この算出した伝播損失を基に前記無線基地局装置の送信電力を制御する制御処理とを実行させるためのプログラム。

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