JP2010050768A - 無線基地局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自由なエリア展開が可能で、エリア設計の自由度が大幅に改善されると共に、設備投資削減を図ること。
【解決手段】この無線基地局装置１は、サービスエリアに張り出して設置され、各設置エリアに応じた所要のキャリア数及びセクタ数が割当てられた複数の送受信部３−１〜３−ｎと、ソフターハンドオーバー可能範囲を設定変更可能で、前記送受信部３−１〜３−ｎとの間で送受信される信号を変復調する変復調部２と、サービスエリアに張り出した前記各送受信部３−１〜３−ｎがケーブル５−１〜５−ｎを介して接続され、前記変復調部２と前記送受信部３−１〜３−ｎとの接続を切替える切替スイッチ４とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数セクタでサービスエリアを構築する無線基地局装置に係り、特に張出し装置によりエリア展開する無線基地局装置に関する。

従来、基地局変復調部と送受信増幅部とが一体化された無線基地局装置が主流であり、かかる無線基地局装置を中心とした複数セクタでサービスエリアを構築していた。図８（ａ）に示す無線基地局装置がサービスエリアの中心に配置され、図８（ｂ）に示すように無線基地局装置を中心としてサービスエリアが複数のセクタ（同図には６セクタが示されている）に分割されていた。各セクタは、図８（ｃ）に示すように、複数キャリア（同図には４キャリアが示されている）で多重することができる。図８に示す無線基地局装置は、４キャリア６セクタで構成される２４セル分の能力を有し、サービスエリア内で通信している移動局をキャリア番号とセクタ番号とで特定される管理ユニットで管理している。サービスエリア内のあるセクタから他のセクタへ移動する移動局に対してセクタ間のソフトハンドオーバー（ソフターハンドオーバー）を実施する。

最近、電波の到達しない地下等のエリアでの使用、ルーラルエリアでの経済的なエリア設計などを目的として、無線送受信部及び送受信増幅部を備えた装置（張出し装置：ＯＦ−ＴＲＸ）を、光ファイバー等のケーブルで接続して基地局変復調部（ＭＤＥ）から数十Ｋｍ以上も離れた場所に張り出してエリア構築するようになってきた。図９（ａ）は無線基地局装置の光張出し構成を示しており、図９（ｂ）は光張出し構成下でのサービスエリアの概念図を示している。光張出し装置（ＯＦ−ＴＲＸ）だけを切り出して自由にサービスエリアを構築することができる。
特表２００１−５１９６３５号公報 特開２００７−１６６３５３号公報

しかしながら、従来の無線基地局装置は、設計段階で決められたキャリア数、セクタ数を基本にしてエリア設計しなければならないので、エリア設計の自由度が低いという課題があった。

張出し構成の場合、張出し装置の設置場所を自由に選んでエリア展開することができるが、設計段階でセクタ数の上限が決められていたので、１つの無線基地局装置でセクタ数の上限を超えてエリア展開することができなかった。また、同一セクタ内でのキャリア数の上限も決められていたので、キャリア数の上限を超えて同一セクタにキャリアを多重することができなかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、自由なエリア展開が可能で、エリア設計の自由度が大幅に改善されると共に、設備投資削減を図ることのできる無線基地局装置を提供することを目的とする。

本発明の無線基地局装置は、サービスエリアに張り出して設置され、各設置エリアに応じた所要のキャリア数及びセクタ数が割当てられた複数の送受信部と、ソフターハンドオーバー可能範囲を設定変更可能で、前記送受信部との間で送受信される信号を変復調する変復調部と、サービスエリアに張り出した前記各送受信部がケーブルを介して接続され、前記変復調部と前記送受信部との接続を切替える切替スイッチとを具備したことを特徴とする。

この構成によれば、変復調部がソフターハンドオーバー可能範囲を設定変更可能であると共に、変復調部と送受信部との間は切替スイッチが接続を切替えるので、サービスエリアに張り出して設置された送受信部に各設置エリアに応じた所要のキャリア数及びセクタ数を割当てることができ、自由なエリア展開が可能で、エリア設計の自由度が大幅に改善されると共に、設備投資削減を図ることができる。

また本発明は、上記無線基地局装置において、前記サービスエリアは、前記各送受信部に割当てたキャリアとセクタとの組合せからなる管理ユニットの集合で構成され、前記変復調部は、ソフターハンドオーバー実施時に、管理ユニットに付与されたユニット番号をソフターハンドオーバー可能範囲内で指定して信号を送出し、前記切替スイッチは、前記変復調部から指示されるユニット番号に基づいて前記変復調部と前記送受信部との接続を切替えることを特徴とする。

この構成により、変復調部はユニット番号だけを意識したソフターハンドオーバーが可能になり、個々の送受信部に対するキャリア数及びセクタ数の割当て状況を変復調部において管理する必要がなくなる。

また本発明は、上記無線基地局装置において、前記切替スイッチは、各送受信部に割当てたキャリア、セクタ及び送信周波数帯に関する情報を前記各送受信部との通信によって収集し、収集情報からサービスエリアの管理ユニット構成を把握してソフターハンドオーバー可能範囲を決めることを特徴とする。

この構成により、実際に自由にエリア展開した各送受信部からキャリア、セクタ及び送信周波数帯に関する情報を収集してソフターハンドオーバー可能範囲を決めることができる。したがって、変復調部に固定的にソフターハンドオーバー可能範囲及びセル構成を設定する場合に比べて、エリア設計の自由度が向上する。

上記無線基地局装置において、前記変復調部は、前記切替スイッチからサービスエリアの管理ユニット構成とソフターハンドオーバー可能範囲に関する情報とが通知されるようにしても良い。

また、上記無線基地局装置において、前記変復調部は、前記送受信部から送信する信号の送信電力を、最大送信電力との相対値で指定し、前記送受信部は、自己の最大送信電力に対して指定された相対値から送信電力を決定するようにしても良い。

また本発明は、サービスエリアに張り出して設置された送受信部に設置エリアに応じた所要のキャリア数及びセクタ数を割当て、前記送受信部に割当てたキャリア数及びセクタ数からソフターハンドオーバー可能範囲を求めて変復調部に設定し、前記変復調部と前記送受信部との間に設置した切替スイッチを介して前記変復調部と前記送受信部との接続を切替えるサービスエリアの構成切替え方法を提供する。

本発明によれば、自由なエリア展開が可能で、エリア設計の自由度が大幅に改善すると共に、設備投資削減を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置の構成図である。
本実施の形態に係る無線基地局装置１は、変復調部２と、張出し装置である複数の送受信部３−１〜３−ｎと、切替スイッチ４とを主に備えて構成されている。切替スイッチ４は、変復調部２に近接して設けられており、光ファイバー等で構成され最大数十Ｋｍの長さを有するケーブル５−１〜５−ｎの端部が接続された張出し装置側端子と、信号ライン６の端部が接続された変復調側端子とを備える。

本実施の形態の無線基地局装置１は、従来の無線基地局装置の能力（例えば、４キャリア６セクタ対応）と同等の能力を有するものとするが、後述するように能力範囲内であれば、１セクタに割当てるキャリア数は４キャリアに制限されず、エリア展開するセクタ数は６セクタに制限されない。

ここで、無線基地局装置１が管轄するサービスエリアは、同一キャリア内で面的に展開される複数セクタで分割することができ、各セクタは複数のキャリアで多重することができる。したがって、サービスエリアは、サービスエリアを面的に分割している各セクタに付与したセクタ番号と、各セクタに割り当てたキャリアを特定するキャリア番号と、の組合わせで特定される管理ユニットの集合として管理することができる。本明細書では各管理ユニットに付したユニット番号をセル番号（ＣＩＤ）ということとする。

変復調部２は、ソフターハンドオーバー可能範囲の設定を設定変更可能であり、セル番号を用いて送受信部３−１〜３−ｎに対する指示を与える一方、送受信部３−１〜３−ｎから受信した信号を処理する。変復調部２は、各送受信部３−１〜３−ｎに割当てたキャリア数およびセクタ数を意識することなく、セル番号で各管理ユニットを管理するため、個々の送受信部３−１〜３−ｎに割当てたキャリア数およびセクタ数に関する情報を固定的に設定する必要がない。

切替スイッチ４は、変復調部２からセル番号で指示された送信信号を、当該セル番号を管轄する送受信部に接続されたケーブル５へ振り分ける。また、送受信部３−１〜３−ｎからケーブル５−１〜５−ｎ経由で受信した信号を変復調部２へ出力する。

送受信部３−１〜３−ｎに割当てるキャリア数及びセクタ数は、無線基地局装置１の能力範囲内であればキャリア数及びセクタ数は制限されない。したがって、サービスエリアのトラヒック状況等に応じて、各設置エリアで最適化されるようにキャリア数及びセクタ数を割当てた送受信部３−１〜３−ｎを配置することができる。

図２は変復調部２及び切替スイッチ４の機能ブロック図である。
変復調部２は、ベースバンド信号処理部１１、共通制御部１２、セル構成情報管理部１３及び伝送路インターフェース１４を主な構成要素とする。ベースバンド信号処理部１１は、送信データの符号化、フレーム化、拡散変調、受信データの復号化等の機能、適応変調（ＡＭＣ）、スケジューリング、ソフターハンドオーバー等の機能を備える。共通制御部１２は、呼処理制御機能、監視制御機能を備える。セル構成情報管理部１３は、切替スイッチ４からセル構成情報を取得し、ベースバンド信号処理部１１にソフターハンドオーバー可能範囲を設定する共に、伝送路インターフェース１４を経由して無線制御装置２０へセル構成情報を通知する。無線制御装置２０は、セル構成情報に基づいてソフトハンドオーバー可能な範囲を認識し、ベースバンド信号処理部１１に対してソフトハンドオーバーの指示を与える。

切替スイッチ４は、スイッチ部１５と、セル構成情報取得部１６とを備える。スイッチ部１５は、上記した張出し装置側端子と変復調側端子とを備え、張出し装置側端子と変復調側端子との間の接続を切り替える機能部である。スイッチ部１５は、セル構成情報取得部１６から与えられるセル構成情報に基づいて接続先を切り替え制御する。セル構成情報取得部１６は、送受信部３−１〜３−ｎと個別に通信して各送受信部３−１〜３−ｎに割当てられているキャリア数、セクタ数、送信周波数帯に関する情報を収集する機能を有する。各送受信部３−１〜３−ｎに割当てたキャリア数及びセクタ数からセル構成を把握することができ、セクタ数及び送信周波数帯からソフターハンドオーバー可能な範囲を把握することができる。

図３及び図４はサービスエリアのセル構成およびセル番号の割り付けを示す図である。図３（ａ）は１キャリア１セクタ対応である２４台の送受信部をエリア展開してサービスエリアを構築した場合を例示している。図３（ｂ）は１キャリア２４セクタで構成されるセル構成に対して付与されるセル番号を示している。２４の管理ユニットには連続番号を付与している。２４台の送受信部が同一の送信周波数帯であるとすると、ソフターハンドオーバー可能な範囲は２４セクタとなる。すなわち、ソフターハンドオーバー可能な範囲は、ＣＩＤ＝１〜２４となる。

図４（ａ）には８キャリア３セクタ対応である３台の送受信部でエリア展開したサービスエリアを構築した場合を例示している。図４（ｂ）は８キャリア３セクタで構成されるセル構成に対して付与されたセル番号を示している。３台の送受信部が同一の送信周波数帯であるとすると、キャリア＃１ではＣＩＤ＝１〜３がソフターハンドオーバー可能な範囲となる。キャリア＃２〜キャリア＃８についても同様にソフターハンドオーバー可能な範囲が定められる。

次に、以上のように構成された本実施の形態に係る無線基地局装置１の動作について、図５に示す張出し構成を例にして説明する。図５（ａ）に示す張出し構成では、４キャリア１セクタ対応である６台の送受信装部３−１〜３−６をエリア各所に設置してサービスエリアを構築している。セクタ１〜セクタ３に設置した送受信装部３−１〜３−３は送信周波数帯が２ＧＨｚであるが、セクタ４〜セクタ６に設置した送受信装部３−４〜３−６は送信周波数帯が１．７ＧＨｚである。図５に示す張出し構成では、送受信部３−１〜３−６に割付けたキャリア数及びセクタ数が同一であるが、本発明は各設置エリアのトラヒック等に応じて最適なキャリア数及びセクタ数を割付けるので、エリアによっては割付けたキャリア数及びセクタ数が異なることになる。

切替スイッチ４は、システム起動又はリセット等をトリガにして、セル構成情報取得部１６がケーブル５−１〜５−６経由で送受信装部３−１〜３−６と通信し、各送受信部３−１〜３−６に割当てられているキャリア数、セクタ数、送信周波数帯に関する情報を収集する。

セル構成情報取得部１６は、各送受信部３−１〜３−６のキャリア数及びセクタ数から図５（ｂ）に示すセル構成情報を生成する。セル構成情報には各管理ユニットに対するセル番号が付与される。本例では、サービスエリアを６セクタで構成しているが、送受信部３−１〜３−３と、送受信部３−４〜３−６とで送信周波数帯が異なるので、ソフターハンドオーバー可能な範囲は３セクタとなる。セル構成情報取得部１６は、ソフターハンドオーバー可能範囲をセル番号で規定した情報を生成してセル構成情報に追加する。具体的には、セル番号＝１〜３、７〜９、１３〜１５、１９〜２１をキャリア＃１〜＃４についてのソフターハンドオーバー可能範囲として定める。同様に、セル番号＝４〜６、１０〜１２、１６〜１８、２２〜２４をキャリア＃１〜＃４についてのソフターハンドオーバー可能範囲として定める。

セル構成情報取得部１６は、以上のようなセル構成情報を生成した後、送受信部３−１〜３−６とセル番号との対応関係をスイッチ部１５に設定する。スイッチ部１５では変復調部２からセル番号で指示された送信信号を上記セル番号−送受信部の対応関係に基づいて該当ケーブルに分配する。さらに、セル構成情報取得部１６は、生成したセル構成情報を変復調部２へ通知する。

変復調部２は、セル構成情報管理部１３がセル構成情報取得部１６から通知されたセル構成情報を取り込む。セル構成情報管理部１３は、セル構成情報をベースバンド信号処理部１１に設定する。この結果、ベースバンド信号処理部１１は、ソフターハンドオーバー可能範囲をセル番号で認識する。ベースバンド信号処理部１１は、ソフターハンドオーバー可能範囲を変更設定可能に構成されており、送受信部が追加設定されてセル構成が変化した場合には、セル構成情報管理部１３から新しいソフターハンドオーバー可能範囲が設定される。また、セル構成情報管理部１３は、セル構成情報を上位装置である無線制御装置２０へ通知する。無線制御装置２０は、切替スイッチ４から変復調部２経由で通知されたセル構成情報からセル構成を把握し、基地局間のソフトハンドオーバー等の制御に用いる。

本実施の形態では、基地局間のソフトハンドオーバーについては無線制御装置２０の主導で行われ、セクタ間のソフターハンドオーバーについては変復調部２のベースバンド信号処理部１１の主導で行われる。

移動局は、現在通信中のセルと周辺セルの受信レベルの差が予め設定された閾値以下になると、無線基地局装置１に対して周囲のセクタとの間に通信チャネルを新たに接続することを要請する。移動局から無線送信された信号は通信チャネルの確立しているいずれかの送受信部３−１〜３−６で受信され、当該送受信部に接続されたいずれかのケーブル５−１〜５−６及び切替スイッチ４を経由してベースバンド信号処理部１１に取り込まれる。

ベースバンド信号処理部１１では、移動局からソフターハンドオーバーのためのチャネル接続要求を検出すると、現在の通信チャネルのセル番号からソフターハンドオーバー可能範囲を上記セル構成情報から認識する。ベースバンド信号処理部１１は、ソフターハンドオーバー可能範囲から同時接続するセクタ（セル番号）を決定する。同時接続するセル番号を指定した送信信号をスイッチ部１５へ出力する。たとえば、移動局にセクタ１（セル番号＝１）とセクタ２（セル番号＝２）とを同時接続する場合、移動局との通信チャネルにセル番号＝１を指定した送信信号とセル番号＝２を指定した送信信号とを生成してスイッチ部１５へ出力する。

スイッチ部１５は、接続先として指定されたセル番号から当該送信信号を送出すべき送受信部（ケーブル）を選択し、選択した送受信部に信号を分配する。たとえば、セル番号１が指定された送信信号はセクタ１の送受信部３−１にベースバンド信号処理部１１を接続し、セル番号２が指定された送信信号はセクタ２の送受信部３−２にベースバンド信号処理部１１を接続する。ベースバンド信号処理部１１から送信信号が入力した送受信部３−１と送受信部３−２はセル番号から特定される送信周波数帯に周波数変換してそれぞれ無線送信する。

このようにして、移動局と無線基地局装置１との間に２つの通信チャネルが確立し、移動局は送受信部３−１と送受信部３−２の２つから同一信号を受信することができる。

また、送受信部３−１〜３−６が無線送信する信号の送信電力は、ベースバンド信号処理部１１が指示している。ベースバンド信号処理部１１は、送受信部３−１〜３−６に対して最大送信電力からの相対値（％）で送信信号（ＩＱ信号）の送信電力を指示している。たとえば、セクタ１の送受信部３−１の最大送信電力が１０Ｗであれば、「送信電力＝９０％」といった送信電力指示値を伝送フォーマットの所定位置に設定して送受信部３−１へ送信する。送受信部３−１は、伝送フォーマットから送信周波数帯を決定すると共に送信電力指示値を取り出し、送信電力指示値で指定された相対値（９０％）と自身の最大送信電力（１０Ｗ）とから計算式：１０Ｗ×９０％＝９Ｗにて送信電力を決定して送信信号（ＩＱ信号）を送出する。

このように、ベースバンド信号処理部１１が送受信部３−１〜３−６の最大送信電力に対する相対値で送信電力を指示するように構成することで、個々の送受信部３−１〜３−６の出力のばらつきまでベースバンド信号処理部１１で考慮して送信電力を決定する必要がなくなり、処理の簡素化を図ることができる。

図６は、２４セクタ構成のサービスエリアを構築する場合に、４キャリア６セクタ対応の従来の無線基地局装置によるエリア展開（同図（ａ））と、本実施の形態の無線基地局装置１によるエリア展開（同図（ｂ））とを示している。従来は、４キャリア６セクタ対応の無線基地局装置を３台用いなければ２４セクタのエリア展開ができなかった。しかも、１台の無線基地局装置が２４セルの能力を持つので、４８セル（＝２４セル×３−２４セル）分の能力が余ることとなり能力を十分に使いきれていなかった。本実施の形態の無線基地局装置１の場合、図３（ａ）に示す張出し構成とすることで、２４セルの能力を持つ１台の無線基地局装置で２４セクタ分のエリア展開が可能である。この結果、本発明によれば無線基地局装置の設置台数を２台も削減することができる。

図７は、１セクタを７キャリアで構成する場合に、４キャリア６セクタ対応の従来の無線基地局装置で構築した例（同図（ａ））と、本実施の形態の無線基地局装置１により構築した例（同図（ｂ））とを示している。従来構成では、１台の無線基地局装置で４キャリアまでしか対応できないので、４キャリア６セクタ対応の無線基地局装置をもう一台設置している。本実施の形態の無線基地局装置１の場合、送受信部の能力にもよるが１セクタに割付けるキャリア数は自由に設定可能であるので、１セクタに７キャリアを割付けることが可能である。したがって、７キャリア１セクタ対応の１台の送受信部で対応可能である。この結果、本発明によれば無線基地局装置の設置台数を削減することができる。

以上のように本実施の形態によれば、変復調部２と送受信部３−１〜３−ｎとの間に切替スイッチ４を設けたことにより、送受信部３−１〜３−ｎにキャリア数及びセクタ数を自由に割付けてエリア展開することが可能になり、無線基地局装置１の能力を最大限効率的に使用でき、基地局設置数削減による設備投資削減を図ることができる。

以上の説明では、１つのベースバンド信号処理部１１で対応しているが、複数のベースバンド信号処理部で構成することもできる。このような構成とした場合、スイッチ部１５は複数のベースバンド信号処理部と複数の送受信部との間の接続を切り替える。

本発明は、張出し装置によりエリア展開する無線基地局装置に適用可能である。

本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置の構成図 図１に示す変復調部及び切替スイッチの機能ブロック図 １キャリア２４セクタで構築されたサービスエリアのセル構成およびセル番号の割り付けを示す図 ８キャリア３セクタで構築されたサービスエリアのセル構成およびセル番号の割り付けを示す図 ４キャリア６セクタで構築されたサービスエリアに対応した無線基地局装置の構成図 （ａ）４キャリア６セクタ対応の従来の無線基地局装置によるエリア展開図、（ｂ）一実施の形態の無線基地局装置によるエリア展開図 （ａ）４キャリア６セクタ対応の従来の無線基地局装置で１セクタを７キャリアで構成した概念図、（ｂ）一実施の形態の無線基地局装置で１セクタを７キャリアで構成した概念図 （ａ）変復調部と送受信増幅部とが一体化した無線基地局装置の構成図、（ｂ）無線基地局装置を中心としてサービスエリアが複数セクタ分割された状態を示す図、（ｃ）セル構成を示す概念図 （ａ）張出し構成の無線基地局装置の構成図、（ｂ）張出し構成の無線基地局装置で構築されたサービスエリアの概念図

符号の説明

１ 無線基地局装置
２ 変復調部
３−１〜３−ｎ 送受信部
４ 切替スイッチ
５−１〜５−ｎ ケーブル
６ ケーブル
１１ ベースバンド信号処理部
１２ 共通制御部
１３ セル構成情報管理部
１４ 伝送路インターフェース
１５ スイッチ部
１６ セル構成情報取得部
２０ 無線制御装置

Claims (7)

1. サービスエリアに張り出して設置され、各設置エリアに応じた所要のキャリア数及びセクタ数が割当てられた複数の送受信部と、
   ソフターハンドオーバー可能範囲を設定変更可能で、前記送受信部との間で送受信される信号を変復調する変復調部と、
   サービスエリアに張り出した前記各送受信部がケーブルを介して接続され、前記変復調部と前記送受信部との接続を切替える切替スイッチと、
   を具備したことを特徴とする無線基地局装置。
2. 前記サービスエリアは、前記各送受信部に割当てたキャリアとセクタとの組合せからなる管理ユニットの集合で構成され、
   前記変復調部は、ソフターハンドオーバー実施時に、管理ユニットに付与されたユニット番号をソフターハンドオーバー可能範囲内で指定して信号を送出し、
   前記切替スイッチは、前記変復調部から指示されるユニット番号に基づいて前記変復調部と前記送受信部との接続を切替える、ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
3. 前記切替スイッチは、各送受信部に割当てたキャリア、セクタ及び送信周波数帯に関する情報を前記各送受信部との通信によって収集し、収集情報からサービスエリアの管理ユニット構成を把握してソフターハンドオーバー可能範囲を決めることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線基地局装置。
4. 前記切替スイッチは、ソフターハンドオーバー時には前記変復調部から送出された信号を指示された複数ユニット番号に対応した複数の送受信部に分配することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の無線基地局装置。
5. 前記変復調部は、前記切替スイッチからサービスエリアの管理ユニット構成とソフターハンドオーバー可能範囲に関する情報とが通知されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線基地局装置。
6. 前記変復調部は、前記送受信部から送信する信号の送信電力を、最大送信電力との相対値で指定し、
   前記送受信部は、自己の最大送信電力に対して指定された相対値から送信電力を決定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線基地局装置。
7. サービスエリアに張り出して設置された送受信部に設置エリアに応じた所要のキャリア数及びセクタ数を割当て、
   前記送受信部に割当てたキャリア数及びセクタ数からソフターハンドオーバー可能範囲を求めて変復調部に設定し、
   前記変復調部と前記送受信部との間に設置した切替スイッチを介して前記変復調部と前記送受信部との接続を切替える、サービスエリアの構成切替え方法。
   
   
   
   

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