JP2014017587A - 無線通信ネットワークエリア設計方法、コンピュータプログラム及び無線通信ネットワークエリア設計装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイト増設の際のセル間の隙間の少ないシームレスなセル設計を容易にする。
【解決手段】無線通信ネットワークエリア設計方法は、既存サイトのセル半径を半分に低減するセル半径低減工程（ＡＣ）と、隣接する既存サイトの中間地点に新たなサイトを増設するサイト増設工程（ＡＤ）と、新たなサイトのアンテナ方位角を既存サイトのアンテナ方位角に揃えるアンテナ設定工程（ＡＥ）と、新たなサイトのセル半径をセル半径低減工程（ＡＣ）で低減された既存サイトのセル半径と同一半径に設定するセル半径設定工程（ＡＦ）を含む。
【選択図】図１０

Description

本明細書で論じられる実施態様は、無線通信ネットワークエリアにおける無線基地局の配置設計に関する。

移動通信ネットワークのトラヒック容量を増大させる手法として、例えば、利用周波数の追加、変復調方式の変更、セルを構成するセクタ数の増大及び無線基地局の設置箇所の増設が考えられる。なお、本明細書及び添付図面において無線基地局の設置場所を「サイト」と表記することがある。

なお、移動通信システムにおけるセルの制御に関連する技術として、移動機が、基地局から通知されたセル形状変更に係る情報により、基地局がセル形状変更を行った後の自機の位置がセル外になるかどうかをセル外になる前に検出することが知られている。移動機は、その検出した結果を基地局に通知し、基地局は、移動機から通知された検出結果に基づいてセル形状変更を中止する。

他の関連技術として、トラヒックの増減に応じて、通話ゾーンを拡大／縮小し、通話チャネルの数を変更することが知られている。また、他の関連技術として、波数干渉を低減し、かつサービスエリアの状態変化に追従して、アンテナパタンを自動更新する無線制御装置および通信方法を提供する。

他の関連技術として、複数のセクター・アンテナの出力から得られる所定のパラメータの値に基づき，複数の基地局装置と，複数のセクター・アンテナとの接続を切り替えてセルの構成を変更することが知られている。

また、他の関連技術として、基地局にアンテナの垂直面内の指向性を任意に変化させることが可能な指向性変更回路と、指向性変更回路を制御する制御装置を設けることが知られている。これにより基地局が移動局と通信できるゾーンの大きさを必要時に容易に変更することが可能になる。また、複数の基地局のゾーンを一括に制御することにより、多数の呼が発生した場合、呼の発生に応じたゾーンの設定を制御を動的に行うことが知られている。

他の関連技術として、場所、時間によるトラヒック変動に応じて基地局の送信電力を制御することにより、セル半径またはセル面積を変えることによって、少数のセルで通信需要に適応することが知られている。また、他の関連技術として、コグニティブ無線基地局の置局自由度を保つと共に無線通信相手の通信可能性に配慮した基地局間の電波干渉対策を講じることが知られている。大きさの異なる通信エリアを提供する複数の無線メディアに係る電波の与干渉の有無を判断し、最大の通信エリアを提供する無線メディアが与干渉有りの場合に、無線メディアの送信電力を無線通信することが可能な最小レベルまで下げる。

特開２００３−８７８４０号公報 特開平５−２５９９６７号公報 特開２００７−３６４８７号公報 特開２００７−１６６３５３号公報 特開平８−４７０４３号公報 特開２００４−３４３８０７号公報 特開２００８−２５２５１３号公報

従来のサイトの配置設計では、トラヒックの増加箇所に応じて、適宜、新規サイトが増設されていた。このためサイトの配置やセル半径に規則性がなくなり、その結果、セル間のオーバーラップの設計作業が複雑になっていた。本明細書に開示される方法、コンピュータプログラム又は装置は、サイト増設の際のサイトやセル間の隙間の少ないシームレスなセル設計を容易にすることを目的とする。また、本明細書に開示される方法、コンピュータプログラム又は装置は、既存サイトの場所を有効活用することを他の目的とする。

方法の一観点によれば、３セクタ構成によりセルが構成されるエリア内に無線基地局を設置するサイトの配置を決定する無線通信ネットワークエリア設計方法が与えられる。無線通信ネットワークエリア設計方法は、既存サイトのセル半径を半分に低減するセル半径低減工程と、隣接する既存サイトの中間地点に新たなサイトを増設するサイト増設工程とを含む。無線通信ネットワークエリア設計方法は、新たなサイトのアンテナ方位角を既存サイトのアンテナ方位角に揃えるアンテナ設定工程と、新たなサイトのセル半径をセル半径低減工程で低減された既存サイトのセル半径と同一半径に設定するセル半径設定工程を含む。

本明細書に開示される方法、コンピュータプログラム又は装置によれば、サイト増設の際のセル間の少ないシームレスなセル設計が容易になる。

（Ａ）は無線通信ネットワークの一例の説明図であり、（Ｂ）はセルのセクタ構成の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、無線通信ネットワークエリア設計方法の第１例の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、無線通信ネットワークエリア設計方法の第１例の説明図である。 無線通信ネットワークエリア設計方法の第１例の説明図である。 無線通信ネットワークエリア設計装置のハードウエア構成の一例の説明図である。 無線通信ネットワークエリア設計装置の機能構成の第１例の説明図である。 サイト情報の一例の説明図である。 トラヒック容量情報の一例の説明図である。 トラヒック情報の一例の説明図である。 無線通信ネットワークエリア設計装置の動作の第１例の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は無線通信ネットワークエリアの設計作業の説明図である。 無線通信ネットワークエリアの設計作業の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、無線通信ネットワークエリア設計方法の第２例の説明図である。 無線通信ネットワークエリア設計装置の機能構成の第２例の説明図である。 無線通信ネットワークエリア設計装置の動作の第２例の説明図である。

＜１．第１実施例＞
＜１．１．無線通信ネットワーク＞
以下、添付する図面を参照して好ましい実施例について説明する。本明細書に開示される無線通信ネットワークエリア設計方法は、図１の（Ａ）に例示する無線通信ネットワークにおいて無線基地局の設置場所を増設するために使用される。なお、以下の説明及び添付図面において無線通信ネットワークエリア設計方法を「エリア設計方法」と表記することがある。また、ネットワークを「ＮＷ」と表記することがある。

無線通信ＮＷ１は、無線基地局２ａ〜２ｃと、移動局３と、ＮＷ上位装置４を備える。参照符号５ａ〜５ｃは、それぞれ無線基地局２ａ〜２ｃによってカバーされるセルを示す。以下の説明及び添付図面において無線基地局２ａ〜２ｃ及びセル５ａ〜５ｃを、それぞれ総称して「無線基地局２」及び「セル５」と表記することがある。

ＮＷ上位装置４は、無線基地局２の制御や無線基地局２と固定交換網との間のトラヒックの中継を行う装置であってよい。例えば、無線通信ＮＷ１が、3GPP（Third Generation Partnership Project）で標準化された第３世代移動通信システムである場合には、ＮＷ上位装置４はRNC(Radio Network Controller)であってよい。また、無線通信ＮＷ１が、LTE(Long Term Evolution)方式に従う通信システムである場合には、ＮＷ上位装置４は、MME(Mobility Management Entity)であってよい。また、ＮＷ上位装置４は、S-GW(Serving System Architecture Evolution Gateway)であってもよい。但し、本明細書に開示される方法、コンピュータプログラム及び方法は、次に述べる３セクタ構成のセルが使用される無線通信ＮＷであれば、他の方式の通信システムにおけるＮＷ設計にも広く適用可能である。

図１の（Ｂ）は、無線通信ＮＷ１のセル５のセクタ構成の説明図である。添付の各図面において描かれたプロット点はサイトを示す。サイト６に設置された無線基地局２のアンテナ方位角は、それぞれ矢印７ａ〜７ｃの方向に向けられている。無線基地局２は、アンテナ方位角７ａ〜７ｃへ電波を３分割して発信することにより、セル５は３つのセクタ８ａ〜８ｃで構成されるいわゆる「３セクタ構成」を有する。以下の説明では、新規サイトの増設前における既存サイトのセルのセル半径を「Ｒ」と表記する。

＜１．２．無線通信ネットワークエリア設計方法＞
以下、図２の（Ａ）及び図２の（Ｂ）、図３の（Ａ）及び図３の（Ｂ）及び図４を参照して、エリア設計方法の第１例を説明する。図２の（Ａ）は、新規サイトが増設される対象エリアのサイト増設前の様子を示す。サイト４０ａ及び４０ｂは既存サイトであり、セクタ４１ａ１〜４１ａ３はサイト４０ａのセルを構成し、セクタ４１ｂ１〜４１ｂ３はサイト４０ｂのセルを構成する。

新規サイトの増設に際し、既存サイト４０ａ及び４０ｂのセル半径が半分の長さに低減される。すなわち既存サイト４０ａ及び４０ｂのセル半径は「Ｒ／２」になる。図２の（Ｂ）は、既存サイト４０ａ及び４０ｂのセル半径が「Ｒ／２」になり、セクタ４１ａ１〜４１ａ３及びセクタ４１ｂ１〜４１ｂ３の大きさが減縮した状態を示す。既存サイト４０ａ及び４０ｂのセル半径の低減は、例えば、無線基地局２による送信電力を低減することによって実現してよい。送信電力の低減によりセル半径を低減することで、既存のアンテナを有効利用できる。

次に、新規サイトの配置位置が決定される。図３の（Ａ）に示すように、新規サイト５０ａ、５０ｂ、５０ｃ…配置位置は、隣接する既存サイト４０ａ、４０ｂ…の中間地点に設定される。すなわち、新規サイトの配置位置は、隣接する一対の既存サイトを結ぶ直線上で且つこれらの既存サイトからそれぞれ等距離の位置に設定される。例えば、新規サイト５０ａの配置位置は、隣接する一対の既存サイト４０ａ及び４０ｂを結ぶ直線上で、且つ既存サイト４０ａ及び４０ｂからそれぞれ等距離の位置に設定される。新規サイト５０ａに隣接する既存サイト４０ａ及び４０ｂと、新規サイト５０ａとの間の距離は「（３／４）×Ｒ」となる。

次に、新規サイト５０ａ、５０ｂ、５０ｃ…におけるアンテナ方位角が決定される。新規サイト５０ａ、５０ｂ、５０ｃ…におけるアンテナ方位角は、既存サイト４０ａ、４０ｂ…のアンテナ方位角に揃えられる。例えば、新規サイト５０ａ、５０ｂ、５０ｃ…において３方向に向けられたアンテナ方位角は、既存サイト４０ａ、４０ｂ…において３方向に向けられたアンテナ方位角とそれぞれ同じ方向に向けられる。アンテナの実際の向きは設置位置毎に微調整されるが、新規サイト５０ａ、５０ｂ、５０ｃのアンテナと既存サイト４０ａ、４０ｂのアンテナの向きは概ね同じ方向を向くように、既存サイト４０ａ、４０ｂのアンテナの向きに基づいて定められる。

また、新規サイト５０ａ、５０ｂ、５０ｃ…におけるセル半径が決定される。新規サイト５０ａ、５０ｂ、５０ｃのセル半径は、セル半径低減後の既存サイト４０ａ、４０ｂのセル半径と同じ「ｒ／２」である。例えば、新設するサイトに設置する無線基地局２の送信電力を調整することでセル半径を調整してよい。また、例えば、無線基地局２を新設する際に適切なゲインのアンテナを選択することによってセル半径を選択してもよい。

以上の工程により配置位置、アンテナ方位角及びセル半径が決定された新規サイトのセルを構成するセクタを図３の（Ｂ）に示す。例えば、セクタ５０ａ１、５０ａ２及び５０ａ３は、新規サイト５０ａのセルを構成する。なお、上記の既存サイトのセル半径の低減、並びに新規サイトの配置位置、アンテナ方位角及びセル半径の決定の各工程の順序は、上記の順序でなくともよい。これらの工程を実行する順序は特に限定されない。

その後、新規サイトを増設した対象エリア内のトラヒック容量の設計値が、所望のトラヒック容量以上であるか否かが判断される。例えば、対象エリア内の各部分における設計値が目標値以上であるか否かを判断する。サイト増設前後の増加率やサイト増設後のトラヒック容量によって目標値を指定してよい。また、例えば、対象エリア内の各部分における発生トラヒックの測定値や予測値がトラヒック容量の設計値以下であるか否かを判断することで、トラヒック容量の設計値が所望のトラヒック容量以上であるか否かを判断してもよい。

対象エリア内の全域で設計値が所望のトラヒック容量以上である場合には、無線通信ネットワークエリアの設計が終了する。対象エリア内のいずれかのエリアで設計値が所望のトラヒック容量以上でない場合は、設計値が所望のトラヒック容量以上でないエリアでサイトの増設が再帰的に繰り返される。その際に、先に行った工程で増設された新規サイトと既存サイトの両方を既存サイトとみして、セル半径の低減、並びに新規サイトの配置位置、アンテナ方位角及びセル半径の決定が再帰的に繰り返される。

例えば図３の（Ｂ）の例において、既存サイト４０ｎと新規サイト５０ｍのカバレッジ内のトラヒック容量の設計値がトラヒック容量以上でない場合を想定する。この場合に、既存サイト４０ｎと新規サイト５０ｍのセル半径を「Ｒ／２」から「Ｒ／４」に低減する。そして、サイト４０ｎ及びサイト５０ｍと隣接サイトとを結ぶ直線上であって、且つサイト４０ｎ及びサイト５０ｍから（３／８）×Ｒ離れた地点に、セル半径「Ｒ／４」の新規サイトを増設する。新規サイトを増設した後の対象エリアの様子を図４に示す。

以後、対象エリア内の全域で設計値が所望のトラヒック容量以上になるまで、セル半径の低減、並びに新規サイトの配置位置、アンテナ方位角及びセル半径の決定が繰り返される。

＜１．３．無線通信ネットワークエリア設計装置＞
以下、上記のエリア設計方法を実行する無線通信ネットワークエリア設計装置について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において無線通信ネットワークエリア設計装置を「エリア設計装置」と表記することがある。

＜１．３．１．ハードウエア構成＞
図５は、エリア設計装置１０のハードウエア構成の一例の説明図である。エリア設計装置１０は、プロセッサ１１と、補助記憶装置１２と、メモリ１３と、入力部１４と、出力部１５と、媒体読取部１６と、ネットワークインタフェース１７を備える。なお、図５に示すハードウエア構成は実施例の説明のための例示にすぎない。上記のエリア設計方法を実行するものであれば、本明細書に記載されるエリア設計装置１０は、他のどのようなハードウエア構成を採用してもよい。

プロセッサ１１は、補助記憶装置１２に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、上記のエリア設計方法に従う情報処理を実行する。補助記憶装置１２は、エリア設計方法に従う情報処理をプロセッサ１１に実行させるためのコンピュータプログラムであるエリア設計プログラムが格納される。補助記憶装置１２は、エリア設計プログラムや、その実行に使用されるデータを記憶するための不揮発性記憶装置や、読み出し専用メモリ（ROM: Read Only Memory）やハードディスクなどを含んでいてもよい。メモリ１３には、プロセッサ１１が現在実行しているプログラムや、このプログラムによって一時的に使用されるデータが記憶される。メモリ１３は、ランダムアクセスメモリ（RAM: Random Access Memory）を含んでいてよい。

入力部１４は、ユーザによる入力操作を受け付ける入力装置である。入力部１４は、例えば、キーパッド、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル等であってよい。出力部１５は、エリア設計装置１０によって処理された信号を出力する出力装置である。例えば、出力部１５は、情報を可視的に表示する表示デバイスであってよい。出力部１５は、例えば、液晶ディプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイなどの表示装置であってよい。または、出力部１５は、音声信号を出力するスピーカやその駆動回路であってよい。

媒体読取部１６は、コンピュータに読み取り可能な可搬型記録媒体に記憶されたデータを読み取る入力装置である。媒体読取部１６は、例えばＣＤ−ＲＯＭドライブ装置やＤＶＤ−ＲＯＭドライブ装置、フレキシブルディスクドライブ装置、ＣＤ−Ｒドライブ装置や、ＤＶＤ−Ｒドライブ装置、ＭＯドライブ装置、フラッシュメモリ装置へのアクセス装置であってよい。ネットワークインタフェース１７は、通信ネットワークに接続され、通信ネットワークを介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。

エリア設計プログラムは、機械可読記録媒体に格納されてもよい。機械可読記録媒体に格納されたエリア設計プログラムは、媒体読取部１６により読み取られて補助記憶装置１２にインストールされてもよい。また、エリア設計プログラムは、ネットワークインタフェースを介してプログラム提供者からダウンロードされ、補助記憶装置１２にインストールされてもよい。

＜１．３．２．機能構成＞
続いて、上記ハードウエア構成によって実現される機能について説明する。図６は、エリア設計装置１０の機能構成の第１例の説明図である。なお、図６の機能構成図は、エリア設計装置１０について本明細書において以下に説明される機能に関係する構成を中心に示している。エリア設計装置１０は、図示の構成要素以外の他の構成要素を含んでいてよい。図１４の機能構成図についても同様である。

エリア設計装置１０は、データ入力部２０と、セル半径低減部２１と、サイト増設部２２と、アンテナ設定部２３と、セル半径設定部２４と、判定部２５と、データ出力部２６と、データ格納部２７を備える。

データ入力部２０は、エリア設計プログラムの実行に使用されるサイト情報３０、トラヒック容量情報３１、目標トラヒック容量情報３２及びトラヒック情報３３の入力を受け付ける。

サイト情報３０は、既存サイトの設置位置、セル半径及びアンテナ方位角に関する情報を含む。図７は、サイト情報３０の一例の説明図である。サイト情報３０は、情報要素「サイトＩＤ」、「サイト位置」、「セル半径」及び「アンテナ方位角」を含む。サイトＩＤは、各既存サイトの識別子である。情報要素「サイト位置」は、各既存サイトの位置の緯度及び経度を示す。情報要素「セル半径」は、各既存サイトにおけるセル半径を示す。情報要素「アンテナ方位角」は、各既存サイトにおいて３方向に向けられた３つのアンテナのうちの１つのアンテナ方位角を示す。例えば図７の第２行は、サイトＩＤが「サイト２」である既存サイトの位置が、北緯「35度41分21.17秒」及び東経「139度42分5.88秒」であり、そのセル半径が「5km」であることを示す。この既存サイトのアンテナ方位角は、基準方位角より時計回りに「60度」回転している。

トラヒック容量情報３１は、新規サイトが増設される対象エリアにおける現在のトラヒック容量の設計値に関する情報を含む。図８は、トラヒック容量情報３１の一例の説明図である。トラヒック容量情報３１は、情報要素「区画位置」と「トラヒック容量」を含む。情報要素「区画位置」は、対象エリア内の各単位区画の緯度及び経度を示す。情報要素「トラヒック容量」は現在のサイト配置における各単位区画でのトラヒック容量を示す。例えば図８の第１行は、北緯「35度41分57.58秒」及び東経「139度42分40.80秒」にある単位区画のトラヒック容量が「500Mbps」であることを示す。

目標トラヒック容量情報３２は、対象エリアで実現するトラヒック容量の目標値に関する情報を含む。目標トラヒック容量情報３２は、各単位区画におけるトラヒック容量の目標値を含んでいてよい。この場合、目標トラヒック容量情報３２のデータ構造はトラヒック容量情報３１と同様であってよい。また、目標トラヒック容量情報３２は、現在のトラヒック容量の設計値に対する比率の形式で、各単位区画におけるトラヒック容量の目標を指定してもよい。この場合のトラヒック容量の目標は、例えば「現在のトラヒック容量の設計値の○○倍」のように指定される。

トラヒック情報３３は、対象エリアで発生するトラヒック量の情報を含む。図９は、トラヒック情報３３の一例の説明図である。情報要素「区画位置」は、対象エリア内の各単位区画の緯度及び経度を示す。情報要素「トラヒック容量」は各単位区画でのトラヒック発生量を示す。トラヒック発生量は、トラヒックの測定値であってもよく、将来予想されるトラヒックの予測値であってもよい。入力されたサイト情報３０、トラヒック容量情報３１、目標トラヒック容量情報３２及びトラヒック情報３３は、データ格納部２７に格納される。例えば図９の第１行は、北緯「35度42分7.65秒」及び東経「139度42分46.59秒」にある単位区画のトラヒック発生量が「134Mbps」であることを示す。

セル半径低減部２１、サイト増設部２２、アンテナ設定部２３及びセル半径設定部２４は、上述のエリア設計方法に従って、新規サイトの増設とこれに伴う既存サイト及び新規サイトの設定を行う。セル半径低減部２１は、サイト情報３０で指定されるセル半径に関する情報に基づき、既存サイトのセル半径を半分に低減することにより既存サイトのセル半径を決定する。サイト増設部２２は、サイト情報３０で指定される既存サイトの位置情報に基づき、新規サイトの配置位置を決定する。アンテナ設定部２３は、サイト情報３０で指定されるアンテナ方位角の情報に基づき、新規サイトのアンテナ方位角を決定する。セル半径設定部２４は、既存サイトのセル半径に応じて新規サイトのセル半径を決定する。

判定部２５は、対象エリア内のトラヒック容量の設計値と目標値を比較する。また判定部２５は、対象エリア内のトラヒック容量の設計値と、トラヒック情報３３で指定されるトラヒック発生量を比較する。判定部２５は、設計値が目標値又はトラヒック発生量より小さい場合に新規サイトの増設とこれに伴う既存サイト及び新規サイトの設定が実行されるようにプロセッサの動作を制御する。サイトの配置の設計が完了した場合に、データ出力部２６は設計データを出力する。

なお、データ入力部２０の上記動作は、図５に示す入力部１４及び／又は媒体読取部１６とプロセッサ１１との協働によって実現される。セル半径低減部２１、サイト増設部２２、アンテナ設定部２３、セル半径設定部２４及び判定部２５の上記動作は、プロセッサ１１によって実行される。データ出力部２６の上記動作は、出力部１５とプロセッサ１１との協働によって実現される。データ格納部２７の記憶領域は補助記憶装置１２又はメモリ１３に設けられる。

＜１．３．３．動作＞
続いて、図１０を参照してエリア設計装置１０の動作の第１例を説明する。図１０を参照して説明する一連の動作は複数の手順を含む方法と解釈してもよい。この場合に「オペレーション」を「ステップ」と読み替えてもよい。図１５に示す動作も同様である。オペレーションＡＡにおいて入力部１４は、サイト情報３０、トラヒック容量情報３１、目標トラヒック容量情報３２及びトラヒック情報３３の入力を受け付ける。

オペレーションＡＢにおいて判定部２５は、対象エリアにおける現在のトラヒック容量が目標値よりも小さいか否かを判断する。現在のトラヒック容量が目標値よりも小さい場合（オペレーションＡＢ：Ｙ）に動作はオペレーションＡＣへ進む。現在のトラヒック容量が目標値以上の場合（オペレーションＡＢ：Ｎ）に動作は終了する。

オペレーションＡＣにおいてセル半径低減部２１は、対象エリアの既存サイトのセル半径を半分に低減する。オペレーションＡＤにおいてサイト増設部２２は、新規サイトの配置位置を決定する。オペレーションＡＥにおいてアンテナ設定部２３は、新規サイトのアンテナ方位角を決定する。オペレーションＡＦにおいてセル半径設定部２４は、新規サイトのセル半径を決定する。なお、オペレーションＡＣ〜ＡＦの順序は図１０の例示に限定されない。オペレーションＡＣ〜ＡＦはどの順序で実行されてもよい。

オペレーションＡＧにおいて判定部２５は、サイト増設後の対象エリア内のトラヒック容量の設計値を算出する。オペレーションＡＨにおいて判定部２５は、対象エリア内の全域で設計値が目標値以上である場合（オペレーションＡＨ：Ｙ）に動作はオペレーションＡＩへ進む。設計値が目標値以上でないエリアがある場合（オペレーションＡＨ：Ｎ）に動作はオペレーションＡＣへ戻る。その後、設計値が目標値以上でないエリアにおいて、オペレーションＡＣ〜ＡＧが繰り返される。その場合、先にオペレーションＡＤ〜ＡＦで増設された新規サイトと既存サイトの両方を既存サイトとみなす。

オペレーションＡＩにおいて判定部２５は、対象エリア内の全域で設計値がトラヒック発生量以上であるか否かを判断する。設計値がトラヒック発生量以上である場合（オペレーションＡＩ：Ｙ）に動作はオペレーションＡＪへ進む。設計値がトラヒック発生量以上でないエリアがある場合（オペレーションＡＩ：Ｎ）に動作はオペレーションＡＣへ戻る。その後、設計値がトラヒック発生量以上でないエリアにおいて、オペレーションＡＣ〜ＡＧが繰り返される。その場合、先にオペレーションＡＤ〜ＡＦで増設された新規サイトと既存サイトの両方を既存サイトとみなす。オペレーションＡＪにおいてデータ出力部２６は既存サイト及び新規サイトの設定を指定する設計データを出力する。その後、動作は終了する。

＜１．４．設計作業の例＞
図１１の（Ａ）及び図１１の（Ｂ）及び図１２を参照して、無線通信ネットワークエリアの設計作業の例を模式的に説明する。図１１の（Ａ）は、サイト増設前の無線通信ネットワークのサイト配置を示す。一点鎖線６０で囲まれたエリアは首都圏エリアを示し、二点鎖線６１で囲まれたエリアは繁華街エリアを示す。

いま、首都圏エリア６０におけるトラヒック量が３年後に３倍になると予測し、繁華街エリア６１におけるトラヒック量が３年後に１０倍になると予測する。そこで、トラヒック容量の設計目標値を、首都圏エリア６０及び繁華街エリア６１でそれぞれ現在の設計値の３倍及び１０倍に設定する。

まず、首都圏エリア６０をカバーするサイト４０ａ〜４０ｇのセルにおいて、上述のエリア設計方法に従って既存サイト４０ａ〜４０ｇのセル半径の低減及び新規セルの増設を１度行う。新規セルが増設された様子を図１１の（Ｂ）に示す。首都圏エリア６０におけるサイトの密度が４倍になるため、トラヒック容量は４倍に増大する。したがって、この時点で首都圏エリア６０における目標が達成される。

一方で、繁華街エリア６１では目標値である１０倍にトラヒック容量の増大が達していない。このため、繁華街エリア６１をカバーするサイト５０ｉ、５０ｊ及び５０ｋのセルにおいて、サイト５０ｉ、５０ｊ及び５０ｋのセル半径の低減及び新規セルの増設を再度行う。新規セルが増設された様子を図１２に示す。この結果、繁華街エリア６１のトラヒック容量は、サイト増設前の図１１の（Ａ）の状態と比較して４×４＝１６倍に増大する。このため、繁華街エリア６１における目標も達成され、対象エリアの全体で設計作業が完了する。

＜１．５．第１実施例の効果＞
本実施例によれば、既存サイトを流用したままサイトを増設する際に利用可能な、セルを隙間無く配置するための効率的かつ規則的なサイト配置及びセル半径の設定方法が提供される。この結果、セル間のオーバーラップの設計作業が容易になるため、設計作業の効率が向上する。これによりサイト増設のための投資費用が低減される。また、既存サイトを流用する設計作業の効率が向上することにより既存サイトの有効活用が促進される。この結果、サイト増設のための投資費用が低減される。

＜２．第２実施例＞
続いて、エリア設計方法及びエリア設計装置１０の他の実施例について説明する。図１３の（Ａ）及び図１３の（Ｂ）は、エリア設計方法の第２例の説明図である。図１３の（Ａ）は、新規サイトの増設に際し、既存サイト４０ａ及び４０ｂのセル半径が「Ｒ／２」に低減された様子を示す。

本実施例では、新規サイトの増設の際に、既存サイト４０ａ及び４０ｂのアンテナ方位角を時計回り及び反時計回りのいずれかの方向に６０度回転させる。図２の（Ｂ）に示す第１実施例のセクタの状態に比べると、図１３の（Ａ）のセクタ４１ａ１〜４１ａ３及びセクタ４１ｂ１〜４１ｂ３の位置は時計回りに６０度回転した位置にある。

次に、新規サイトの配置位置が決定される。図１３の（Ｂ）は新規サイトを配置した後の状態を示す。新規サイトの配置位置は、第１実施例と同様に、隣接する一対の既存サイトを結ぶ直線上で且つこれらの既存サイトからそれぞれ等距離の位置に設定される。また、新規サイトのアンテナ方位角も、第１実施例と同様に、既存サイト４０ａ、４０ｂ…のアンテナ方位角に揃えられる。

新規サイトのセル半径も、第１実施例と同様に、セル半径低減後の既存サイト４０ａ、４０ｂのセル半径と同じ「Ｒ／２」に設定される。このように、既存サイトのアンテナ方位角及びセル半径と、新規サイトの配置位置、アンテナ方位角及びセル半径を設定しても、第１実施例と同様にセルを隙間無く効率的に配置することができる。

図１４は、エリア設計装置１０の機能構成の第２例の説明図である。図６に示す構成要素と同様の構成要素には図６で使用した参照符号と同じ参照符号を付す。エリア設計装置１０は、アンテナ方位角変更部２８を備える。アンテナ方位角変更部２８は、新規サイトの増設の際に、既存サイトのアンテナ方位角を時計回り及び反時計回りのいずれかの方向に６０度回転させる。アンテナ方位角変更部２８の動作は、図５に示すプロセッサ１１によって実現される。

図１５は、エリア設計装置１０の動作の第２例の説明図である。オペレーションＢＡ〜ＢＣの動作は、図１０のオペレーションＡＡ〜ＡＣと同様である。オペレーションＢＤにおいてアンテナ方位角変更部２８は、既存サイトのアンテナ方位角を６０度回転させる。オペレーションＢＥ〜ＢＫの動作は、図１０のオペレーションＡＤ〜ＡＪと同様である。なお、なお、オペレーションＢＣ〜ＢＧの順序は図１０の例示に限定されない。オペレーションＢＣ〜ＢＧはどの順序で実行されてもよい。

本実施例によっても、既存サイトを流用したままサイトを増設する際に利用可能な、セルを隙間無く配置するための効率的かつ規則的なサイト配置及びセル半径の設定方法が提供される。また本実施例によれば、第１実施例と異なるアンテナ方位角を使用するセル配置を設計することが可能となる。このため、設計者は、実際の電波状況に応じていずれか好ましいアンテナ方位角のセル配置を選択することができる。

１ 無線通信ネットワーク
２ａ〜２ｃ 基地局
５、５ａ〜５ｃ セル
６、５０ｉ、５０ｊ、５０ｋ サイト
８ａ〜８ｃ セクタ
１０ エリア設計装置
２０ データ入力部
２１ セル半径低減部
２２ サイト増設部
２３ アンテナ設定部
２４ セル半径設定部
２５ 判定部
２６ データ出力部
２８ アンテナ方位角変更部
４０ａ〜４０ｇ、４０ｎ 既存サイト
５０ａ〜５０ｃ、５０ｍ 新規サイト

Claims (6)

1. ３セクタ構成によりセルが構成されるエリア内に無線基地局を設置するサイトの配置を決定する無線通信ネットワークエリア設計方法であって、
   既存サイトのセル半径を半分に低減するセル半径低減工程と、
   隣接する既存サイトの中間地点に新たなサイトを増設するサイト増設工程と、
   新たなサイトのアンテナ方位角を既存サイトのアンテナ方位角に揃えるアンテナ設定工程と、
   新たなサイトのセル半径を前記セル半径低減工程で低減された既存サイトのセル半径と同一半径に設定するセル半径設定工程と、
   を含む無線通信ネットワークエリア設計方法。
2. 前記既存サイトのアンテナ方位角が６０°回転するようにアンテナ方位角を変更するアンテナ方位角変更工程を含み、
   前記アンテナ設定工程は、前記アンテナ方位角変更工程により変更された既存サイトのアンテナ方位角に新たなサイトのアンテナ方位角を揃えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信ネットワークエリア設計方法。
3. 前記セル半径低減工程、前記サイト増設工程、前記アンテナ設定工程及び前記セル半径設定工程の後のトラヒック容量が所望のトラヒック容量に至らないエリアを特定する工程を含み、
   特定された前記エリアにおいて、既存サイトに加えて前記サイト増設工程で増設された新たなサイトも既存サイトとみなして、前記セル半径低減工程、前記サイト増設工程、前記アンテナ設定工程及び前記セル半径設定工程を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の無線通信ネットワークエリア設計方法。
4. 前記セル半径低減工程、前記アンテナ方位角変更工程、前記サイト増設工程、前記アンテナ設定工程及び前記セル半径設定工程の後のトラヒック容量が所望のトラヒック容量に至らないエリアを特定する工程を含み、
   特定された前記エリアにおいて、既存サイトに加えて前記サイト増設工程で増設された新たなサイトも既存サイトとみなして、前記セル半径低減工程、前記アンテナ方位角変更工程、前記サイト増設工程、前記アンテナ設定工程及び前記セル半径設定工程を繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の無線通信ネットワークエリア設計方法。
5. ３セクタ構成によりセルが構成されるエリア内に無線基地局を設置するサイトの配置をコンピュータに決定させるコンピュータプログラムであって、
   既存サイトの位置、既存サイトのセル半径及び既存サイトのアンテナ方位角を少なくとも含むサイト情報の入力を受け付ける入力工程と、
   既存サイトのセル半径の設定値を半分に低減するセル半径低減工程と、
   隣接する既存サイトの中間地点に新たなサイトの増設箇所として指定するサイト増設工程と、
   新たなサイトのアンテナ方位角の設定値を既存サイトのアンテナ方位角に揃えるアンテナ設定工程と、
   新たなサイトのセル半径の設定値を前記セル半径低減工程で低減された既存サイトのセル半径と同一半径に設定するセル半径設定工程と、
   を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
6. ３セクタ構成によりセルが構成されるエリア内に無線基地局を設置するサイトの配置を決定する無線通信ネットワーク設計装置であって、
   既存サイトの位置、既存サイトのセル半径及び既存サイトのアンテナ方位角を少なくとも含むサイト情報の入力を受け付ける入力部と、
   既存サイトのセル半径の設定値を半分に低減するセル半径低減部と、
   隣接する既存サイトの中間地点に新たなサイトの増設箇所として指定するサイト増設部と、
   新たなサイトのアンテナ方位角の設定値を既存サイトのアンテナ方位角に揃えるアンテナ設定部と、
   新たなサイトのセル半径の設定値を前記セル半径低減部により低減された既存サイトのセル半径と同一半径に設定するセル半径設定部と、
   を備える無線通信ネットワークエリア設計装置。

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