JP2017092641A - Base station antenna and antenna control method - Google Patents

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仁志 石田
小野 豪
Takeshi Ono
豪 小野
松原 亮滋
Ryoji Matsubara
亮滋 松原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve throughput as an entire area through antenna control even if terminal distribution is uniform or biased.SOLUTION: The present invention relates to a base station antenna comprising a plurality of antenna elements. The base station antenna controls a mechanical tilt for changing a tilt angle by controlling a physical inclination of the plurality of antenna elements and a phase shifted tilt for changing a tilt angle by controlling a phase difference between the plurality of antenna elements in accordance with traffic volume or a radio resource use rate in a communication by the base station antenna.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、基地局アンテナ及びアンテナ制御方法に関するものである。   The present invention relates to a base station antenna and an antenna control method.

セルラシステムに代表される無線通信システムでは、サービスエリア内に多数の基地局が設置され、各基地局の通信エリア(カバレッジエリア)に応じて、サービスエリアは複数のセルに分割される。基地局が複数のセルに対応する通信機能を備え、各セルは、水平方向において指向性を有する複数の基地局アンテナによって、さらにセクタに分割される場合もある。また、セルとセクタを区別することなく、いずれもセルと呼ばれることもある。以降、明示的に言及しない限り、セルとセクタは区別しないものとする。   In a wireless communication system represented by a cellular system, a large number of base stations are installed in a service area, and the service area is divided into a plurality of cells according to the communication area (coverage area) of each base station. The base station may have a communication function corresponding to a plurality of cells, and each cell may be further divided into sectors by a plurality of base station antennas having directivity in the horizontal direction. Further, both are sometimes called cells without distinguishing between cells and sectors. Hereinafter, cells and sectors are not distinguished unless explicitly mentioned.

基地局アンテナは、隣接セルへの干渉を低減するため、一般に、垂直方向に指向性を有し、電波の放射強度が最大となる垂直方向の角度が水平方向から下向きに傾斜している。この傾斜角はチルト角やダウンチルト角などと呼ばれる。ここで、チルト角は、基地局アンテナの水平方向が0度であり、基地局アンテナの真下方向が90度であるものとする。   In order to reduce interference with adjacent cells, the base station antenna generally has directivity in the vertical direction, and the vertical angle at which the radio wave radiation intensity is maximum is inclined downward from the horizontal direction. This tilt angle is called a tilt angle or a down tilt angle. Here, the tilt angle is assumed to be 0 degrees in the horizontal direction of the base station antenna and 90 degrees in the direction directly below the base station antenna.

チルト角は、基地局アンテナのアンテナ高や、基地局の電波の到達距離(セル半径とも呼ばれる)、隣接基地局との距離、基地局の密度、周囲の建造物、など様々な要因から決定される。しかし、基地局及び基地局アンテナの設置後においても、様々な要因でチルト角を変更する必要性が生じる。   The tilt angle is determined by various factors such as the antenna height of the base station antenna, the reach of the base station radio wave (also called the cell radius), the distance to the adjacent base station, the density of the base station, and surrounding buildings. The However, even after the base station and the base station antenna are installed, it is necessary to change the tilt angle due to various factors.

特許文献1には「自局の通信エリアに対応するアンテナであって、鉛直下方向と、前記アンテナの主ビームとのなす角度であるチルト角を制御可能な前記アンテナを備える基地局において、移動局から送信される信号の送信タイミングを調節するためのコマンドを送信し、前記コマンドを用いて、前記通信エリアの中に存在する移動局の数を監視し、前記移動局の数が前記通信エリアに収容可能な上限値を超えたときに、前記チルト角を減少させる」技術が開示され、「本願の開示においてチルト角とは、鉛直下方向と、アンテナの主ビームとのなす角度である」と記載されている。   Patent Document 1 states that an antenna corresponding to a communication area of its own station, which is a base station provided with the antenna capable of controlling a tilt angle, which is an angle formed between a vertically downward direction and a main beam of the antenna. A command for adjusting the transmission timing of a signal transmitted from a station is transmitted, and the number of mobile stations existing in the communication area is monitored using the command, and the number of mobile stations is the communication area. In the disclosure of the present application, the tilt angle is an angle formed between the vertical downward direction and the main beam of the antenna. It is described.

特開2014−96772号公報JP 2014-96772 A

特許文献1に開示された技術を用いれば、移動局の収容数を複数の基地局間で平準化するようにチルト角を制御することはできる。しかしながら、移動局の数の増加に応じて一般的なチルト角を増加(特許文献1のチルト角を減少)するだけでは、通信品質やスループットをエリア全体に渡って向上することが困難であった。また、時間や場所によって大きく変動するトラヒックに適応的に対応するものではなかった。   If the technique disclosed in Patent Document 1 is used, the tilt angle can be controlled so that the number of mobile stations accommodated is equalized between a plurality of base stations. However, it is difficult to improve the communication quality and throughput over the entire area only by increasing the general tilt angle according to the increase in the number of mobile stations (decreasing the tilt angle in Patent Document 1). . Also, it did not adaptively respond to traffic that fluctuates greatly with time and place.

本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、アンテナ制御によって、端末分布が一様の場合にも、偏りがある場合にも、エリア全体としてスループットを向上することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to improve the throughput of the entire area by antenna control regardless of whether the terminal distribution is uniform or biased.

本願において開示される発明の内、代表的なものの概要を説明すると、次の通りである。複数のアンテナ素子を有する基地局アンテナであって、前記基地局アンテナによる通信のトラヒック量または無線リソース使用率に応じて、前記複数のアンテナ素子の物理的な傾きを制御してチルト角を変更する機械式チルトと、前記複数のアンテナ素子間の位相差を制御してチルト角を変更する移相式チルトを制御することを特徴とする基地局アンテナである。   The outline of typical ones of the inventions disclosed in the present application will be described as follows. A base station antenna having a plurality of antenna elements, wherein a tilt angle is changed by controlling a physical inclination of the plurality of antenna elements according to a traffic amount or a radio resource usage rate of communication by the base station antenna. A base station antenna that controls a mechanical tilt and a phase shift tilt that changes a tilt angle by controlling a phase difference between the plurality of antenna elements.

本発明によると、トラヒック状況に応じたアンテナ制御が可能となり、端末分布が一様の場合にも、偏りがある場合にも、エリア全体としてスループットを向上することができる。   According to the present invention, it is possible to perform antenna control according to traffic conditions, and it is possible to improve the throughput of the entire area regardless of whether the terminal distribution is uniform or uneven.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明より明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the following description of the embodiments.

カバレッジホールに対するチルト角制御の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the tilt angle control with respect to a coverage hole. ロードバランシングのためのチルト角制御の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the tilt angle control for load balancing. トラヒック量と通信品質、スループットの関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the relationship between traffic amount, communication quality, and a throughput. 移相式チルトの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a phase shift type tilt. 機械式チルトの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a mechanical tilt. 移相式チルトと機械式チルトの通信品質分布の例を示す図である。It is a figure which shows the example of communication quality distribution of a phase shift type tilt and a mechanical tilt. システム構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a system configuration. トラヒック量または無線リソース使用率と送信電力の関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the relationship between traffic amount or a radio | wireless resource usage rate, and transmission power. チルト制御方式を切り替えるトラヒック分析装置の動作手順の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the operation | movement procedure of the traffic analyzer which switches a tilt control system. トラヒック量が大きい場合のチルト角の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the tilt angle when the amount of traffic is large. トラヒック量が小さい場合のチルト角の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the tilt angle when the amount of traffic is small. トラヒック量に偏りがある場合のチルト角の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the tilt angle when there is deviation in the traffic amount. チルト角を制御するトラヒック分析装置の動作手順の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the operation | movement procedure of the traffic analyzer which controls a tilt angle. トラヒック分析装置を別に設けたシステム構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the system configuration | structure which provided the traffic analyzer separately. 無線リソース使用率などを基地局から取得するシステム構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a system configuration which acquires a radio | wireless resource usage rate etc. from a base station. チルト角を段階的に制御するトラヒック分析装置の動作手順の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the operation | movement procedure of the traffic analyzer which controls a tilt angle in steps. 送信電力と無線リソース使用率の関係を示すテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the table which shows the relationship between transmission power and a radio | wireless resource usage rate. 無線リソース使用率と機械式チルトのチルト角及び移相式チルトのチルト角との関係を示すテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the table which shows the relationship between the wireless resource usage rate, the tilt angle of mechanical tilt, and the tilt angle of phase shift tilt. 無線リソース使用率とチルト角の関係を示すテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the table which shows the relationship between a radio | wireless resource usage rate and a tilt angle.

図1Aは、カバレッジ最適化のためのチルト角制御の例を示す図である。基地局アンテナ11aから放射される信号のカバレッジエリア31aと、基地局アンテナ11bから放射される信号のカバレッジエリア31bとの間に、通信が不可能なエリアが存在する場合がある。このような通信不可能なエリアは、一般に不感地やカバレッジホールと呼ばれる。   FIG. 1A is a diagram illustrating an example of tilt angle control for coverage optimization. There may be an area incapable of communication between the coverage area 31a of the signal radiated from the base station antenna 11a and the coverage area 31b of the signal radiated from the base station antenna 11b. Such an incommunicable area is generally called a dead zone or a coverage hole.

このようなカバレッジホール35の解消のため、カバレッジホール35の近傍をカバーする基地局アンテナ11bのチルト角を減少させる(上に向ける)ことにより、基地局アンテナ11bのカバレッジエリア31bをカバレッジエリア31dに拡大することができる。   In order to eliminate such a coverage hole 35, the coverage angle 31b of the base station antenna 11b is changed to the coverage area 31d by reducing the tilt angle of the base station antenna 11b covering the vicinity of the coverage hole 35 (facing upward). Can be enlarged.

図1Bは、負荷の平準化のためのチルト角制御の例を示す図である。端末は各基地局アンテナのカバレッジエリア間を移動しているため、特定の時間に、特定のカバレッジエリア31fに多くの端末が集中し、負荷が集中して、カバレッジエリア31fの端末21a、21bなどのスループットが低下する可能性がある。   FIG. 1B is a diagram illustrating an example of tilt angle control for load leveling. Since the terminals are moving between the coverage areas of the base station antennas, many terminals are concentrated in the specific coverage area 31f at a specific time, and the load is concentrated. Thus, the terminals 21a and 21b in the coverage area 31f, etc. Throughput may be reduced.

このような負荷の集中の解消のため、端末が多いカバレッジエリア31fの基地局アンテナ11dのチルト角を増加する(下に向ける)ことで、カバレッジエリア31fをカバレッジエリア31hに縮小し、隣接のセルに端末をハンドオーバさせることにより、カバレッジエリア31h内の端末を減らして、負荷を低減することができる。   In order to eliminate such load concentration, the coverage area 31f is reduced to the coverage area 31h by increasing the tilt angle of the base station antenna 11d in the coverage area 31f with many terminals (directed downward), and the adjacent cell By handing over the terminals, the terminals in the coverage area 31h can be reduced and the load can be reduced.

もしくは、端末が多いカバレッジエリア31fに隣接する端末が少ないカバレッジエリア31eの基地局アンテナ11cのチルト角を減少し、カバレッジエリア31eをカバレッジエリア31gに拡大し、端末が多いセルから少ないセルへと端末をハンドオーバさせることができる。   Alternatively, the tilt angle of the base station antenna 11c in the coverage area 31e with few terminals adjacent to the coverage area 31f with many terminals is reduced, the coverage area 31e is expanded to the coverage area 31g, and the terminal is changed from a cell with many terminals to a cell with few terminals. Can be handed over.

また、カバレッジエリア31fをカバレッジエリア31hに縮小し、カバレッジエリア31eをカバレッジエリア31gに拡大することにより、端末21aをハンドオーバさせることができ、負荷の平準化(ロードバランシング)を実現できる。   Further, by reducing the coverage area 31f to the coverage area 31h and expanding the coverage area 31e to the coverage area 31g, the terminal 21a can be handed over, and load leveling (load balancing) can be realized.

次に、無線通信システムにおける通信品質とトラヒック量とスループットの関係について説明する。図2は、通信品質とトラヒック量とスループットの関係の例を示す図である。グラフAは、ある2つのシステム(システムA及びシステムB)の通信品質の累積分布を示している。例えば、システムAとシステムBでは、後で説明するようにアンテナパラメータが異なっている。ここで、通信品質の指標として、グラフAでは、信号電力と、雑音と干渉電力の和の比であるSINR(Signal to Interference plus Noise power Ratio)を用いている。   Next, the relationship among communication quality, traffic volume, and throughput in a wireless communication system will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the relationship among communication quality, traffic volume, and throughput. Graph A shows a cumulative distribution of communication quality of two systems (system A and system B). For example, the system A and the system B have different antenna parameters as will be described later. Here, in the graph A, SINR (Signal to Interference plus Noise power Ratio), which is a ratio of signal power and the sum of noise and interference power, is used as an index of communication quality.

また、累積分布は、サービスエリアの場所毎のSINRの累積分布としてもよい。もしくは、サービスエリア内に複数の端末が存在した場合の、端末ごとのSINRの累積分布としてもよい。ただし、グラフAに示したSINRは、トラヒック量が十分に多い場合のSINRである。   Further, the cumulative distribution may be a cumulative distribution of SINR for each location in the service area. Or it is good also as a cumulative distribution of SINR for every terminal when a plurality of terminals exist in a service area. However, the SINR shown in the graph A is the SINR when the traffic amount is sufficiently large.

システムAは、場所もしくは端末による通信品質のバラつきが小さいシステムの例である。一方で、システムBは、場所もしくは端末による通信品質のバラつきが大きいシステムの例である。すなわち、システムBは、ピークまたはセル中心の通信品質の値は大きいが、一方で、セル境界の通信品質の値が小さい。   System A is an example of a system in which the variation in communication quality between places or terminals is small. On the other hand, the system B is an example of a system in which the communication quality varies greatly depending on the location or terminal. That is, in the system B, the communication quality value at the peak or the cell center is large, while the communication quality value at the cell boundary is small.

このとき、システムA、Bそれぞれにおけるトラヒック量、または端末数、もしくは無線リソース使用率が大きい場合には、各端末のスループットの累積分布はグラフBのようになる。トラヒック量が大きい場合、無線リソースは、各端末にほぼ等配分に割当てられるため、グラフAの通信品質に応じたスループットが得られる。   At this time, when the traffic amount, the number of terminals, or the radio resource usage rate in each of the systems A and B is large, the cumulative distribution of throughput of each terminal is as shown in the graph B. When the amount of traffic is large, radio resources are allocated to each terminal almost equally, so that throughput corresponding to the communication quality of graph A can be obtained.

そのため、システムAは、端末間のスループットのバラつきが小さい。言い換えれば、安定したスループットが得られる。一方、システムBは、端末間のスループットのバラつきが大きく、ピークまたはセル中心付近のスループットは大きいものの、セル境界付近の端末のスループットが小さい。セル境界付近のスループットが小さいと、利用可能なアプリケーションに制限が生じる他、ユーザが体感する通信品質が低くなってしまう。そのため、システムAとシステムBの平均スループット(もしくは収容可能なトラヒックの容量)に大きな差がないものとすると、総合的には、トラヒック量が多い場合には、システムAの方が適しているといえる。   Therefore, the system A has a small variation in throughput between terminals. In other words, a stable throughput can be obtained. On the other hand, the system B has a large variation in throughput between terminals, and the throughput near the peak or cell center is large, but the throughput of terminals near the cell boundary is small. If the throughput near the cell boundary is small, the available applications are limited and the communication quality experienced by the user is lowered. Therefore, assuming that there is no significant difference in the average throughput (or capacity of traffic that can be accommodated) between system A and system B, overall, system A is more suitable when there is a large amount of traffic. I can say that.

一方、システムA、Bそれぞれにおけるトラヒック量、端末数、もしくは無線リソース使用率が小さい場合には、各端末のスループットの累積分布は、グラフCのようになる。グラフCのように、トラヒックが少ない場合、ピーク通信品質もしくはセル中心の通信品質が大きいシステムBの方が、スループットが小さい領域も含めて、全体的にスループットが高くなる。   On the other hand, when the traffic volume, the number of terminals, or the radio resource usage rate in each of the systems A and B is small, the cumulative distribution of throughput of each terminal is as shown in the graph C. As shown in the graph C, when the traffic is low, the system B having a high peak communication quality or a cell-centered communication quality has a high throughput as a whole including a region where the throughput is small.

これは、トラヒックが少ない場合、通信品質が高い端末は、早期に通信を終了し、その結果として、他の端末のリソースが増加する効果、及び、他のセルへの干渉が減少する効果が得られるためである。そのため、トラヒックが少ない場合には、ピーク通信品質の高いシステムBの方が適しているといえる。   This is because when the traffic is low, a terminal with high communication quality terminates communication early, and as a result, the effect of increasing the resources of other terminals and the effect of reducing interference with other cells are obtained. Because it is. Therefore, it can be said that the system B having higher peak communication quality is more suitable when the traffic is low.

以上で説明したように、無線通信システムでは、トラヒック量に応じて、適する通信品質の分布が異なる。例えば、基地局アンテナのチルト角を増大すると、セル中心の通信品質は向上するが、セル境界の通信品質は低下する。つまり、アンテナパラメータの制御の効果が、セル中心とセル境界でトレードオフの関係となる。   As described above, in the wireless communication system, the distribution of suitable communication quality differs depending on the traffic volume. For example, when the tilt angle of the base station antenna is increased, the communication quality at the cell center is improved, but the communication quality at the cell boundary is decreased. That is, the effect of antenna parameter control has a trade-off relationship between the cell center and the cell boundary.

さらに、後で説明するように、他のアンテナパラメータ、例えば、チルト制御方式を変更した場合でも同様の現象が発生する。すなわち、アンテナパラメータによって、グラフAのシステムAと同様の通信品質が得られる場合とシステムBと同様の通信品質が得られる場合がある。そのため、トラヒック量に応じてアンテナパラメータを制御しない従来の無線通信システムでは、エリア全体としてスループットを向上することが困難であった。   Furthermore, as will be described later, the same phenomenon occurs even when other antenna parameters such as a tilt control method are changed. That is, depending on the antenna parameter, there may be a case where the communication quality similar to that of the system A in the graph A can be obtained or a communication quality similar to that of the system B can be obtained. Therefore, in a conventional wireless communication system that does not control antenna parameters according to the traffic volume, it is difficult to improve the throughput of the entire area.

しかしながら、トラヒック量(無線リソース使用率)に応じて適する通信品質の分布が異なるため、アンテナパラメータの制御の効果がトレードオフであっても、トラヒックが少ない場合であれば、グラフCにおけるシステムBのように全体的にスループットを向上できる。そこで、本発明では、トラヒック量に応じて適応的にアンテナパラメータを制御することで、エリア全体としてスループットを向上できる基地局アンテナ、無線通信システム、及びアンテナ制御方法を提供する。   However, since the distribution of communication quality suitable for the amount of traffic (radio resource usage rate) varies, even if the effect of antenna parameter control is a trade-off, if the traffic is low, the system B in the graph C As a result, overall throughput can be improved. Therefore, the present invention provides a base station antenna, a wireless communication system, and an antenna control method that can improve throughput as a whole area by adaptively controlling antenna parameters according to the traffic volume.

具体的には、トラヒック量が多い場合には、図2におけるシステムAと同様の特性を有するアンテナパラメータを適用し、トラヒック量が少ない場合には、図2におけるシステムBと同様の特性を有するアンテナパラメータを適用する。制御対象となる具体的なアンテナパラメータやその実現方法、システム構成などについては、以下にて説明する。   Specifically, when the traffic amount is large, an antenna parameter having the same characteristics as the system A in FIG. 2 is applied, and when the traffic amount is small, the antenna having the same characteristics as the system B in FIG. Apply parameters. Specific antenna parameters to be controlled, their implementation methods, system configurations, etc. will be described below.

実施例1では、トラヒック量に応じてチルト制御方式を切り替える。基地局アンテナのチルト制御方式には図3A、3Bに示すように、大きく分けて2つの方式がある。ここで、図3A、3Bでは、3セクタ構成の基地局アンテナを例として示している。また、基地局アンテナ11e−1〜11e−3、11f−1〜11f−3は位置関係が見やすいように斜視図で表しているが、チルト制御方式の作用がわかりやすいように、電波の指向性は鉛直面(垂直方向)で表し、水平面の指向性による指向性の大きさの違いは省略している。   In the first embodiment, the tilt control method is switched according to the traffic amount. As shown in FIGS. 3A and 3B, there are roughly two types of base station antenna tilt control methods. Here, in FIGS. 3A and 3B, a three-sector base station antenna is shown as an example. The base station antennas 11e-1 to 11e-3 and 11f-1 to 11f-3 are shown in perspective views so that the positional relationship is easy to see, but the directivity of radio waves is easy to understand the operation of the tilt control method. Expressed in the vertical plane (vertical direction), the difference in directivity due to the directivity of the horizontal plane is omitted.

図3A、3Bにおいて、基地局アンテナ11e−1〜11e−3、11f−1〜11f−3のそれぞれは、1つのセクタに対応する信号の送受信を行う。基地局アンテナ11e−1、11f−1は、図面の左方向に指向性が向いており、基地局アンテナ11e−2、11f−2は、図面の右方向に指向性が向いており、基地局アンテナ11e−3、11f−3は図面の裏側方向に指向性が向いているものとする。端末21c、21dは、基地局アンテナ11e−2、11f−2の指向性が形成するセクタ内に位置する。   3A and 3B, each of the base station antennas 11e-1 to 11e-3, 11f-1 to 11f-3 transmits and receives signals corresponding to one sector. The base station antennas 11e-1 and 11f-1 have directivity in the left direction of the drawing, and the base station antennas 11e-2 and 11f-2 have directivity in the right direction of the drawing. It is assumed that the antennas 11e-3 and 11f-3 have directivity in the back side of the drawing. Terminals 21c and 21d are located in a sector formed by the directivities of base station antennas 11e-2 and 11f-2.

1つ目のチルト制御方式は、図3Aに示す移相式チルト、もしくは、電子式チルトと呼ばれる方式である。移相式チルトでは、基地局アンテナ11e−1〜11e−3それぞれの異なるアンテナ素子で放射する信号に位相差を設けることで、電子的に電波強度が強まる方向すなわちメインビーム方向を変更する。移相式チルトでは、アンテナ素子間の位相差が大きいほど、チルト角も大きくなる。   The first tilt control method is a method called phase shift tilt or electronic tilt shown in FIG. 3A. In the phase-shifting tilt, a phase difference is provided in signals radiated from different antenna elements of the base station antennas 11e-1 to 11e-3, thereby changing the direction in which the radio wave intensity is electronically increased, that is, the main beam direction. In phase-shifting tilt, the greater the phase difference between antenna elements, the greater the tilt angle.

この位相差は垂直方向にのみ発生するので、移相式チルトの動作としては、図3Aに示すように、端末21cから見た基地局アンテナ11e−1〜11e−3の垂直方向の角度(すなわち、仰角)が同一であれば、基地局アンテナ11e−1〜11e−3から見た端末21cの水平方向の角度(すなわち、方位角)によらず、アンテナゲインは同一である。すなわち、方位角によらず、垂直方向の高さが同一であれば、アンテナゲインが同一である。   Since this phase difference occurs only in the vertical direction, as shown in FIG. 3A, the phase-shift tilt operation is performed by using the vertical angles of the base station antennas 11e-1 to 11e-3 as viewed from the terminal 21c (that is, If the elevation angle is the same, the antenna gain is the same regardless of the horizontal angle (that is, the azimuth angle) of the terminal 21c viewed from the base station antennas 11e-1 to 11e-3. That is, the antenna gain is the same if the vertical height is the same regardless of the azimuth.

図3Aに示すように、端末21cが基地局アンテナ11e−2の垂直方向としてメインビーム方向に位置する場合(すなわち、端末21cの基地局アンテナ11e−2に対する仰角がチルト角と同一の場合)、端末21cは、他のセクタの基地局アンテナ11e−1、11e−3についても垂直方向としてメインビーム方向と同じ角度に位置するので、セクタ間の干渉は、垂直方向の指向性によっては抑圧されないが、水平方向(水平面)に指向性があるため、水平方向の指向性によって抑圧される。一方、移相式チルトでは、一般に、端末と基地局アンテナとの距離が大きくなると、仰角が小さくなる。そのため、端末21cは、距離の大きい他の基地局の基地局アンテナのメインビーム方向からは外れるので、基地局間の干渉は小さい。   As shown in FIG. 3A, when the terminal 21c is positioned in the main beam direction as the vertical direction of the base station antenna 11e-2 (that is, when the elevation angle of the terminal 21c with respect to the base station antenna 11e-2 is the same as the tilt angle), Since the terminal 21c is located at the same angle as the main beam direction as the vertical direction for the base station antennas 11e-1 and 11e-3 of other sectors, the inter-sector interference is not suppressed by the directivity in the vertical direction. Since there is directivity in the horizontal direction (horizontal plane), it is suppressed by the directivity in the horizontal direction. On the other hand, in phase-shift tilt, generally, the elevation angle decreases as the distance between the terminal and the base station antenna increases. Therefore, since the terminal 21c deviates from the main beam direction of the base station antenna of another base station having a large distance, interference between the base stations is small.

2つ目のチルト制御方式は、図3Bに示す機械式チルトと呼ばれる方式である。機械式チルトは、図3Bに示すように、垂直方向(鉛直方向)に対し、基地局アンテナ11f−1〜11f−3を物理的に傾けることで、メインビーム方向を変更する方式である。基地局アンテナ11f−1〜11f−3を、それぞれの水平方向の指向性と同じ方向に傾ける。   The second tilt control method is a method called mechanical tilt shown in FIG. 3B. As shown in FIG. 3B, the mechanical tilt is a method in which the main beam direction is changed by physically tilting the base station antennas 11f-1 to 11f-3 with respect to the vertical direction (vertical direction). The base station antennas 11f-1 to 11f-3 are tilted in the same direction as the directivity in the horizontal direction.

機械式チルトにおける基地局アンテナの垂直方向(鉛直面)の指向性は、複数のアンテナ素子が構成する基地局アンテナに対して直角のメインビーム方向となる。言い換えれば、移相式チルトとしてのチルト角は0度となる。そして、物理的な傾きがそのままチルト角となる。   The directivity in the vertical direction (vertical plane) of the base station antenna in the mechanical tilt is a main beam direction perpendicular to the base station antenna formed by a plurality of antenna elements. In other words, the tilt angle as the phase shift tilt is 0 degree. The physical tilt becomes the tilt angle as it is.

機械式チルトでは、図3Bに示すように、基地局アンテナ11f−1〜11f−3を傾けた方向(前方と呼ぶ)に対しては、チルト角が下向きとなるが、アンテナを傾けた方向と逆方向(後方と呼ぶ)に対しては、チルト角が上向きとなる。例えば、基地局アンテナ11f−2に対しては、実線矢印33−2のようなチルト角となるので、端末21dが垂直方向としてメインビーム方向に位置する。   In the mechanical tilt, as shown in FIG. 3B, the tilt angle is downward with respect to the direction in which the base station antennas 11f-1 to 11f-3 are inclined (referred to as the front), but the direction in which the antenna is inclined For the reverse direction (referred to as the rear), the tilt angle is upward. For example, with respect to the base station antenna 11f-2, since the tilt angle is as indicated by the solid line arrow 33-2, the terminal 21d is positioned in the main beam direction as the vertical direction.

しかし、基地局アンテナ11f−1の傾けた前方の指向性破線32−1に対しては、傾けた後方に位置し、両矢印破線34−1のような角度差となるため、見かけ上の仰角が基地局アンテナ11f−2よりも大きく、垂直方向としてメインビーム方向からは外れる。   However, with respect to the forward directional broken line 32-1 inclined by the base station antenna 11f-1, it is located behind the inclined line and has an angular difference as shown by a double-dashed broken line 34-1. Is larger than the base station antenna 11f-2 and deviates from the main beam direction as the vertical direction.

同様に、端末21dは、基地局アンテナ11f−3の垂直方向としてメインビーム方向からは外れるが、端末21dは、基地局アンテナ11f−3を傾けた方向(裏側方向)の横方向に位置するため、見かけ上、端末21dから見た基地局アンテナ11f−3のチルト角は0度付近となる。すなわち、指向性点線32−3のようになり、両矢印点線34−3のような角度差となる。   Similarly, the terminal 21d deviates from the main beam direction as the vertical direction of the base station antenna 11f-3, but the terminal 21d is located in the lateral direction of the direction in which the base station antenna 11f-3 is tilted (back side direction). Apparently, the tilt angle of the base station antenna 11f-3 viewed from the terminal 21d is around 0 degree. That is, it becomes like a directional dotted line 32-3, and has an angle difference like a double-pointed dotted line 34-3.

水平方向の指向性があるため、水平方向の指向性による抑圧に加えて、機械式チルトでは、セクタ毎に端末21dからみた見かけ上の仰角が異なるので、異なるセクタ間の干渉は、垂直方向の指向性によっても抑圧される。その結果、機械式チルトでは、同一基地局のセクタ間の干渉が移相式チルトに比べて小さくなる。   Since there is horizontal directivity, in addition to suppression due to horizontal directivity, in mechanical tilt, the apparent elevation angle seen from the terminal 21d differs from sector to sector, so interference between different sectors causes vertical interference. It is suppressed by directivity. As a result, in the mechanical tilt, interference between sectors of the same base station is smaller than in the phase shift tilt.

一方で、基地局アンテナ11f−1〜11f−3それぞれの傾きに対して横方向では(例えば基地局アンテナ11f−3の指向性点線32−3)では、チルト角が0度付近となり、垂直方向としてメインビーム方向の向く位置が、移相式チルトに比べて遠い位置となるため、図示していない他の基地局への干渉は移相式チルトに比べて大きい。   On the other hand, in the lateral direction with respect to the inclination of each of the base station antennas 11f-1 to 11f-3 (for example, the directional dotted line 32-3 of the base station antenna 11f-3), the tilt angle is near 0 degrees, and the vertical direction Since the position in the main beam direction is far from the phase shift tilt, the interference with other base stations (not shown) is larger than the phase shift tilt.

以上の通り、移相式チルトと機械式チルトは異なる特性を有しており、同一のチルト角でも、エリア内の通信品質の分布は異なる。図4は、トラヒック量が多い場合の移相式チルトと機械式チルトのSINR(通信品質)の累積分布の例を示した図である。図4からわかるように、移相式チルトは場所または端末による通信品質のバラつきが小さく、一方で、機械式チルトは、場所または端末による通信品質のバラつきが大きい。すなわち、機械式チルトは、ピークまたはセル中心の通信品質は移相式チルトに比べて高いが、セル境界付近の通信品質が低い。これは以下の理由による。   As described above, the phase shift tilt and the mechanical tilt have different characteristics, and the distribution of communication quality in the area is different even at the same tilt angle. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a cumulative distribution of SINR (communication quality) of phase-shifting tilt and mechanical tilt when the amount of traffic is large. As can be seen from FIG. 4, the phase shift tilt has a small variation in communication quality depending on the location or the terminal, whereas the mechanical tilt has a large variation in communication quality depending on the location or the terminal. That is, in the mechanical tilt, the communication quality at the peak or cell center is higher than the phase-shifted tilt, but the communication quality near the cell boundary is low. This is due to the following reason.

前述の通り、移相式チルトは、同一基地局の異なるセクタ間の干渉は、水平方向の指向性のみで抑圧されるため、機械式チルトに比べると、セクタ間の干渉が大きい。一方で、移相式チルトは、異なる基地局間の干渉は機械式チルトに比べて小さい。セルの中心付近では、基地局間の干渉は小さいため、同一基地局のセクタ間の干渉が通信品質を決定する。そのため、移相式チルトよりも機械式チルトの通信品質が高くなる。一方、セルの境界付近では、隣接の基地局との距離が小さくなるため、基地局間の干渉が通信品質を決定する。そのため、機械式チルトよりも移相式チルトの通信品質が高くなる。このように、移相式チルトと機械式チルトは、チルト角が同一であっても、図4のように通信品質の分布が異なる。   As described above, in the phase-shift tilt, interference between different sectors of the same base station is suppressed only by the directivity in the horizontal direction, so that the interference between sectors is larger than that of the mechanical tilt. On the other hand, in the phase shift tilt, interference between different base stations is smaller than that of the mechanical tilt. Since interference between base stations is small near the center of the cell, interference between sectors of the same base station determines communication quality. Therefore, the communication quality of the mechanical tilt is higher than that of the phase shift tilt. On the other hand, in the vicinity of the cell boundary, since the distance to the adjacent base station is small, the interference between the base stations determines the communication quality. Therefore, the communication quality of the phase shift tilt is higher than that of the mechanical tilt. As described above, the phase shift tilt and the mechanical tilt have different communication quality distributions as shown in FIG. 4 even if the tilt angle is the same.

図4と図2のグラフAを比べると、移相式チルトは、図2のグラフAにおけるシステムAの特徴を有し、機械式チルトはシステムBの特徴を有していることがわかる。したがって、トラヒック量が大きい環境では移相式チルトが適しており、トラヒック量が小さい環境では機械式チルトが適している。   4 and FIG. 2 are compared, it can be seen that the phase-shift tilt has the characteristics of the system A in the graph A of FIG. 2 and the mechanical tilt has the characteristics of the system B. Therefore, phase shift tilt is suitable in an environment with a large traffic volume, and mechanical tilt is suitable in an environment with a small traffic volume.

そこで、トラヒック量または無線リソース使用率が大きい場合には移相式チルトを適用し、トラヒック量または無線リソース使用率が小さい場合には機械式チルトを適用する。   Therefore, phase shift tilt is applied when the traffic amount or radio resource usage rate is large, and mechanical tilt is applied when the traffic amount or radio resource usage rate is small.

図5は、システム構成の例を示す図である。基地局アンテナ11gは図3A、3Bを用いて説明した基地局アンテナ11e−1〜11e−3、11f−1〜11f−3であり、例えば移相式チルトの基地局アンテナ11e−1と機械式チルトの基地局アンテナ11f−1の両方の構造を備えた基地局である。図1A、1Bを用いて説明した基地局アンテナ11a〜11dの構造を備えてもよい。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a system configuration. The base station antenna 11g is the base station antennas 11e-1 to 11e-3 and 11f-1 to 11f-3 described with reference to FIGS. 3A and 3B. For example, the base station antenna 11g is mechanically coupled with the base station antenna 11e-1 having a phase shift tilt. This is a base station having both structures of the tilt base station antenna 11f-1. You may provide the structure of base station antenna 11a-11d demonstrated using FIG. 1A and 1B.

基地局アンテナ11gは、基地局10gと接続しており、基地局10gから入力される下りリンク信号を送信する。また、基地局アンテナ11gは、端末から送信された上りリンク信号を受信し、基地局10gに出力する。基地局10gと基地局アンテナ11gの間は同軸ケーブルにて接続しており、その間を無線周波数(RF:Radio Frequency)信号が流れる構成としてもよい。   The base station antenna 11g is connected to the base station 10g and transmits a downlink signal input from the base station 10g. Moreover, the base station antenna 11g receives the uplink signal transmitted from the terminal, and outputs it to the base station 10g. The base station 10g and the base station antenna 11g may be connected by a coaxial cable, and a radio frequency (RF) signal may flow between them.

もしくは、基地局10gから図示を省略したRRH(Remote Radio Head)を介して、RRHと基地局アンテナ11gが同軸ケーブルにて接続する構成としてもよい。その場合、基地局10gとRRHとの間は光ファイバなどで接続されて、ベースバンド信号が流れ、RRHと基地局アンテナ11gの間はRF信号が流れる。   Alternatively, the RRH and the base station antenna 11g may be connected by a coaxial cable via an RRH (Remote Radio Head) (not shown) from the base station 10g. In that case, the base station 10g and the RRH are connected by an optical fiber or the like, a baseband signal flows, and an RF signal flows between the RRH and the base station antenna 11g.

もしくは、基地局10gと基地局アンテナ11gとの間は光ファイバで接続されており、基地局アンテナ11gがアクティブアンテナの構成を取っていてもよい。その場合、基地局10gと基地局アンテナ11gの間はベースバンド信号が流れ、基地局アンテナ11gは、図示を省略したアナログ‐デジタル変換器(A/D変換器)やデジタル‐アナログ変換器(D/A変換器)や無線周波数変換器、信号増幅器などを備えていてもよい。または、基地局10gと基地局アンテナ11gとの間は無線回線にて接続されてもよい。   Alternatively, the base station 10g and the base station antenna 11g may be connected by an optical fiber, and the base station antenna 11g may have an active antenna configuration. In that case, a baseband signal flows between the base station 10g and the base station antenna 11g, and the base station antenna 11g has an analog-digital converter (A / D converter) or a digital-analog converter (D) (not shown). / A converter), a radio frequency converter, a signal amplifier, and the like. Alternatively, the base station 10g and the base station antenna 11g may be connected by a wireless line.

基地局アンテナ11gは、電力測定装置12、トラヒック分析装置13g、チルト制御装置14、可変移相器15a〜15d、可動部16、アンテナ素子17a〜17dから構成される。可動部16は、チルト制御装置14の制御に基づき、機械式チルトのために、可変移相器15a〜15dとアンテナ素子17a〜17dをチルト角だけ物理的に傾ける駆動部である。アンテナ素子17a〜17dのみを物理的に傾ける構造であってもよい。   The base station antenna 11g includes a power measurement device 12, a traffic analysis device 13g, a tilt control device 14, variable phase shifters 15a to 15d, a movable portion 16, and antenna elements 17a to 17d. The movable unit 16 is a drive unit that physically tilts the variable phase shifters 15a to 15d and the antenna elements 17a to 17d by a tilt angle based on the control of the tilt control device 14. A structure in which only the antenna elements 17a to 17d are physically tilted may be employed.

可変移相器15a〜15dのそれぞれは、チルト制御装置14の制御に基づき、移相式チルトのため、アンテナ素子17aとアンテナ素子17bとアンテナ素子17cとアンテナ素子17dとの間に信号の位相差を発生させるものである。電力測定装置12は、基地局10gから入力される無線周波数信号の送信電力を測定し、測定結果をトラヒック分析装置13gに通知する。トラヒック分析装置13gは、電力測定装置12から通知された送信電力を使用して、図7を用いて説明する動作手順を実行する。   Each of the variable phase shifters 15 a to 15 d is based on the control of the tilt control device 14, so that the phase difference of the signal between the antenna element 17 a, the antenna element 17 b, the antenna element 17 c, and the antenna element 17 d is due to the phase shift tilt. Is generated. The power measurement device 12 measures the transmission power of the radio frequency signal input from the base station 10g, and notifies the traffic analysis device 13g of the measurement result. The traffic analysis device 13g uses the transmission power notified from the power measurement device 12 to execute an operation procedure described with reference to FIG.

動作手順の説明の前に、送信電力について説明する。図6は、送信電力とトラフィック量または無線リソース使用率との関係の例を示す図である。一般的に、無線通信システムでは、トラヒック量または無線リソース使用率が大きいほど送信電力が大きくなる。   Before describing the operation procedure, transmission power will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between transmission power and traffic volume or radio resource usage rate. In general, in a wireless communication system, transmission power increases as the traffic amount or the radio resource usage rate increases.

トラヒック量が小さい場合、送信すべき端末のデータが少ないため、基地局は、パイロット信号または参照信号、同期信号、システム情報を報知するブロードキャスト信号などのみしか送信する必要がなく、それ以外の無線リソースは未使用の状態となるため、送信する信号の所定期間における合計の送信電力が小さい。   When the amount of traffic is small, the data of the terminal to be transmitted is small. Therefore, the base station needs to transmit only a pilot signal, a reference signal, a synchronization signal, a broadcast signal for broadcasting system information, and the like, and other radio resources Is in an unused state, the total transmission power during a predetermined period of the signal to be transmitted is small.

一方で、トラヒック量が多い場合、送信すべきデータが多くなるため、トラヒック量が小さい場合に空いていた無線リソースを用いることとなり、送信頻度が高くなるので、送信電力が増加する。無線リソース使用率が100%となると、送信電力は飽和する。   On the other hand, when the traffic volume is large, the amount of data to be transmitted increases, so that radio resources that are available when the traffic volume is small are used, and the transmission frequency increases, so that transmission power increases. When the radio resource usage rate reaches 100%, the transmission power is saturated.

図6のような関係が成立するため、トラヒック分析装置13gは、予め設定されて記憶した図6の関係を参照して、通知された送信電力からトラヒック量を算出してもよく、トラヒック量の代わりに無線リソース使用率を算出してもよい。なお、トラヒック量は通信されるデータに関する量などであってもよく、無線リソースは無線の帯域幅などであってもよい。   Since the relationship as shown in FIG. 6 is established, the traffic analysis device 13g may calculate the traffic amount from the notified transmission power with reference to the relationship of FIG. Instead, the radio resource usage rate may be calculated. The traffic amount may be an amount related to data to be communicated, and the wireless resource may be a wireless bandwidth.

図7は、トラヒック分析装置13gの動作手順の例を示す図である。トラヒック分析装置13gは、電力測定装置12から通知された送信電力が、予め設定された閾値以上であるかどうかを判定する(ステップ71)。この判定は、図6を用いて説明した関係があるため、トラヒック量または無線リソース使用率が所定の閾値以上であるかどうかを判定していることと等価である。すなわち、トラヒック分析装置13gの、送信電力が小さいという判定は、トラヒック量が小さいという判定と等価であり、送信電力が大きいとう判定は、トラヒック量が大きいという判定と等価である。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an operation procedure of the traffic analysis device 13g. The traffic analysis device 13g determines whether or not the transmission power notified from the power measurement device 12 is equal to or greater than a preset threshold value (step 71). Since this determination has the relationship described with reference to FIG. 6, it is equivalent to determining whether the traffic amount or the radio resource usage rate is equal to or greater than a predetermined threshold. That is, the determination that the transmission power is small in the traffic analysis device 13g is equivalent to the determination that the traffic amount is small, and the determination that the transmission power is large is equivalent to the determination that the traffic amount is large.

そして、トラヒック分析装置13gは、電力測定装置12から通知された送信電力が、予め設定された閾値以上であると判定した場合(ステップ71がYesの場合)、移相式チルトを適用する。このため、トラヒック分析装置13gは、機械式チルトのチルト角を0度に設定し、移相式チルト角をT度に設定する(ステップ72)。   When the traffic analysis device 13g determines that the transmission power notified from the power measurement device 12 is equal to or greater than a preset threshold value (when Step 71 is Yes), the traffic analysis device 13g applies the phase shift tilt. Therefore, the traffic analyzer 13g sets the tilt angle of the mechanical tilt to 0 degree and sets the phase shift tilt angle to T degrees (step 72).

一方、送信電力が予め設定された閾値よりも小さいと判定した場合(ステップ71でNoの場合)、機械式チルトを適用する。このため、トラヒック分析装置13gは、機械式チルトのチルト角をT度に設定し、移相式チルトのチルト角を0度に設定する(ステップ73)。すなわち、図7の例では、機械式チルトを用いる場合と、移相式チルトを用いる場合でチルト角の大きさは同一であり、移相式チルトのチルト角と機械式チルトのチルト角の合計値は送信電力によらず同一の値である。なお、角度のT度は予め設定される。   On the other hand, when it is determined that the transmission power is smaller than a preset threshold value (No in step 71), mechanical tilt is applied. For this reason, the traffic analyzer 13g sets the tilt angle of the mechanical tilt to T degrees and sets the tilt angle of the phase shift tilt to 0 degrees (step 73). That is, in the example of FIG. 7, the magnitude of the tilt angle is the same when the mechanical tilt is used and when the phase shift tilt is used, and the sum of the tilt angle of the phase shift tilt and the tilt angle of the mechanical tilt is the same. The value is the same value regardless of the transmission power. The angle T degree is set in advance.

そして、ステップ72またはステップ73にて設定されたチルト角をチルト制御装置14に通知する(ステップ74)。トラヒック分析装置13gからチルト制御装置14には、例えば、適用するチルト制御方式が、移相式チルトであるか機械式チルトであるかを示す情報と、チルト角を通知するようにしてもよい。   Then, the tilt control device 14 is notified of the tilt angle set in step 72 or step 73 (step 74). For example, the traffic analysis device 13g may notify the tilt control device 14 of information indicating whether the applied tilt control method is a phase shift tilt or a mechanical tilt, and the tilt angle.

もしくは、移相式チルト、機械式チルトそれぞれのチルト角を通知し、一方のチルト角が0度であることをもって、他方のチルト制御方式を用いることを示してもよい。もしくは、単に機械式チルトであるか、移相式チルトであるかのいずれかを示す情報のみを通知し、T度はチルト制御装置14が予め記憶していてもよい。   Alternatively, the tilt angle of each of the phase shift tilt and the mechanical tilt may be notified, and when one of the tilt angles is 0 degrees, it may indicate that the other tilt control method is used. Alternatively, only the information indicating either mechanical tilt or phase shift tilt may be notified, and the tilt control device 14 may store the T degree in advance.

ここで、ステップ71の判定に用いられる予め設定された閾値は、移相式チルトを用いることを基本として、トラヒック量が小さい場合にのみ機械式チルトを用いる場合、例えば、無線リソース使用率が20%から30%程度となる送信電力の値としてもよい。もしくは、ステップ71の閾値は、機械式チルトを用いることを基本として、トラヒック量が大きい場合にのみ移相式チルトを用いる場合には、例えば、無線リソース使用率が70%から80%程度となる送信電力の値としてもよい。また、機械式チルトと移相式チルトに特段の優先度がなければ、ステップ71の閾値は無線リソース使用率が50%程度となる送信電力の値としてもよい。   Here, the preset threshold value used for the determination in step 71 is based on the use of phase shift tilt, and when mechanical tilt is used only when the traffic amount is small, for example, the radio resource usage rate is 20 The transmission power value may be about 30% to 30%. Alternatively, the threshold of step 71 is based on the use of mechanical tilt, and when the phase shift tilt is used only when the traffic volume is large, for example, the radio resource usage rate is about 70% to 80%. It is good also as a value of transmission power. If there is no particular priority in mechanical tilt and phase shift tilt, the threshold value in step 71 may be a transmission power value at which the radio resource usage rate is about 50%.

チルト制御装置14は、トラヒック分析装置13gからの通知に応じて、移相式チルトと機械式チルトの切り替え制御を行う。トラヒック分析装置13gからの通知が移相式チルトの場合、チルト制御装置14は、可動部16を制御し、アンテナ素子17a〜17bの傾きを解除する、すなわち機械式チルトのチルト角が0度になるように制御する。そして、チルト制御装置14は、移相式チルトのチルト角がT度になるようにアンテナ素子17a〜17bに接続する可変移相器15a〜15dのそれぞれの位相差を制御する。   The tilt control device 14 performs switching control between a phase shift tilt and a mechanical tilt in response to a notification from the traffic analysis device 13g. When the notification from the traffic analysis device 13g is a phase shift tilt, the tilt control device 14 controls the movable portion 16 to release the tilt of the antenna elements 17a to 17b, that is, the tilt angle of the mechanical tilt is 0 degree. Control to be. Then, the tilt control device 14 controls the phase differences of the variable phase shifters 15a to 15d connected to the antenna elements 17a to 17b so that the tilt angle of the phase shift tilt becomes T degrees.

一方、トラヒック分析装置13gからの通知が機械式チルトの場合、チルト制御装置14は、可動部16を制御し、アンテナ素子17a〜17bの傾きが、機械式チルトのチルト角がT度となるように制御する。そして、チルト制御装置14は、可変移相器15a〜15dの位相差を制御し、各アンテナ素子17a〜17bの位相差が0となるように制御する。すなわち移相式チルトのチルト角を0度とする。   On the other hand, when the notification from the traffic analysis device 13g is a mechanical tilt, the tilt control device 14 controls the movable portion 16 so that the tilts of the antenna elements 17a to 17b and the tilt angle of the mechanical tilt become T degrees. To control. Then, the tilt control device 14 controls the phase difference between the variable phase shifters 15a to 15d and controls the phase difference between the antenna elements 17a to 17b to be zero. That is, the tilt angle of the phase shift tilt is set to 0 degree.

可動部16は、機械式チルトを実現するためにアンテナ素子17a〜17dの物理的な傾きを発生させる。アンテナ素子17a〜17dの傾き、すなわち可動部16の動作量はチルト制御装置14によって制御される。   The movable part 16 generates a physical tilt of the antenna elements 17a to 17d in order to realize a mechanical tilt. The tilt of the antenna elements 17 a to 17 d, that is, the operation amount of the movable portion 16 is controlled by the tilt control device 14.

可変移相器15a〜15dは、アンテナ素子17a〜17dのそれぞれから放射される、または受信される信号の位相差を変えるものである。可変移相器15a〜15dは、給電点からアンテナ素子17a〜17dそれぞれまでの伝送線路の長さを変更することにより移相量を変える構成であってもよい。   The variable phase shifters 15a to 15d change the phase difference between signals radiated or received from the antenna elements 17a to 17d. The variable phase shifters 15a to 15d may be configured to change the amount of phase shift by changing the length of the transmission line from the feeding point to each of the antenna elements 17a to 17d.

もしくは、基地局アンテナ11gがアクティブアンテナの構成である場合には、可変移相器15a〜15dは乗算器であってもよく、基地局10gから入力される信号、またはアンテナ素子17a〜17dから入力される信号にexp(jθn)を乗算することで移相量を変えてもよい。ここで、jは虚数単位、θnは第n番目のアンテナ素子の移相量である。   Alternatively, in the case where the base station antenna 11g has an active antenna configuration, the variable phase shifters 15a to 15d may be multipliers, and are input from the base station 10g or the antenna elements 17a to 17d. The amount of phase shift may be changed by multiplying the signal to be expressed by exp (jθn). Here, j is an imaginary unit, and θn is the amount of phase shift of the nth antenna element.

可変移相器15a〜15dにおける乗算は、デジタル信号に対して行ってもよいし、アナログ信号に対して行ってもよい。例えば、各アンテナ素子17a〜17dの位相差を0とした場合、アンテナ素子17a〜17dによるゲインは、アンテナ素子17a〜17dの面に垂直方向(仰角が0度の方向)が最大となる。このとき、移相式チルトによるチルト角は0度となる。   Multiplication in the variable phase shifters 15a to 15d may be performed on a digital signal or an analog signal. For example, when the phase difference between the antenna elements 17a to 17d is 0, the gain by the antenna elements 17a to 17d is maximized in a direction perpendicular to the surface of the antenna elements 17a to 17d (a direction where the elevation angle is 0 degree). At this time, the tilt angle by the phase-shifting tilt is 0 degree.

また、上側のアンテナ素子17aの位相が、下側のアンテナ素子17dに比べて進んでいる場合、アンテナ素子17a〜17dのゲインは、アンテナ素子17a〜17dの面に垂直方向よりも下向きの方向が最大となる。これは正の角度の移相式チルトが適用されたことになる。   Further, when the phase of the upper antenna element 17a is advanced as compared with the lower antenna element 17d, the gains of the antenna elements 17a to 17d are lower than the direction perpendicular to the plane of the antenna elements 17a to 17d. Maximum. This means that a positive angle phase-shift tilt is applied.

なお、図6を用いて説明した関係があるため、ステップ71における送信電力の判定が、トラヒック量または無線リソース使用率の判定と等価であると説明したが、トラヒック分析装置13gは、ステップ71より前で、予め設定されて記憶した図6の関係を参照して、通知された送信電力からトラヒック量または無線リソース使用率を算出し、ステップ71でトラヒック量または無線リソース使用率が予め設定された閾値以上であるかを判定してもよい。   Since the relationship described with reference to FIG. 6 has been described, it has been described that the determination of the transmission power in step 71 is equivalent to the determination of the traffic amount or the radio resource usage rate. The traffic amount or the radio resource usage rate is calculated from the notified transmission power with reference to the relationship of FIG. 6 set and stored in advance. In step 71, the traffic amount or the radio resource usage rate is preset. You may determine whether it is more than a threshold value.

以上で説明した実施例1により、トラヒック量に応じて適する通信品質分布が異なることを利用し、トラヒック量に応じてチルト制御方式(機械式チルトと移相式チルト)を切り替えることで、トラヒックが多い場合には、図2に示したグラフBのシステムAのような安定したスループットが得られ、トラヒックが少ない場合には、グラフCのシステムBのようなスループットが得られ、単一のチルト制御方式を用いる場合に比べてスループットを向上できる。   By utilizing the fact that the communication quality distribution suitable for the amount of traffic differs according to the first embodiment described above, switching the tilt control method (mechanical tilt and phase-shifting tilt) according to the traffic amount allows traffic to be reduced. When there is a large amount, a stable throughput like the system A in the graph B shown in FIG. 2 can be obtained, and when there is little traffic, a throughput like the system B in the graph C can be obtained, and a single tilt control is performed. Throughput can be improved as compared with the case of using the method.

また、トラヒック量に応じたチルト制御方式の切り替えは、セル間のトラヒックに偏りがあるか否かを制御の判断基準とはしていないため、複数のセルにより構成されるエリア内のトラヒックまたは端末分布が一様であっても、偏りがあっても適用できる。また、エリア内の通信品質の分布を変えるものであるため、制御の結果、端末が接続するセルまたは基地局に変更がなくてもスループットを向上する効果が得られる。   In addition, the switching of the tilt control method according to the traffic volume does not use whether or not the traffic between cells is biased as a criterion for control, so traffic or a terminal in an area composed of a plurality of cells Even if the distribution is uniform or biased, it can be applied. Further, since the distribution of communication quality within the area is changed, as a result of the control, the effect of improving the throughput can be obtained even if the cell or base station to which the terminal is connected is not changed.

ただし、トラヒックが少ない場合に用いる機械式チルトのチルト角に比べて、トラヒックが多い場合に用いる移相式チルトのチルト角が大きくなるようにしてもよい。これにより、トラヒック量または無線リソース使用率に応じて機械式チルトと移相式チルトを切り替えることで、通信品質の分布を変更によるスループットの向上の効果を得ることに加え、ロードバランシングと同等の効果を得ることも可能となる。   However, the tilt angle of the phase shift tilt used when the traffic is large may be made larger than the tilt angle of the mechanical tilt used when the traffic is small. As a result, switching between mechanical tilt and phase shift tilt according to the traffic volume or radio resource usage rate provides the effect of improving throughput by changing the distribution of communication quality, and the same effect as load balancing Can also be obtained.

実施例1ではトラヒック量に応じてチルト制御方式を切り替えたが、実施例2ではトラヒック量に応じてチルト角を切り替える。チルト角を増大すると、垂直方向のメインビームが向く方向が下向きとなる。言い換えれば、チルト角を増大すると、メインビームの向く位置が、より基地局アンテナに近い位置となる。したがって、チルト角を増大すると、セル中心付近の電波強度は増加するが、一方で、セル境界付近の電波強度は減少する。   In the first embodiment, the tilt control method is switched according to the traffic amount, but in the second embodiment, the tilt angle is switched according to the traffic amount. When the tilt angle is increased, the direction in which the vertical main beam faces is downward. In other words, when the tilt angle is increased, the position of the main beam is closer to the base station antenna. Therefore, when the tilt angle is increased, the radio field intensity near the cell center increases, while the radio field intensity near the cell boundary decreases.

その結果、チルト角が小さい場合に図2のグラフAにおけるシステムAのような通信品質が得られている状態で、チルト角を増大すると、通信品質の分布は図2のグラフAにおけるシステムBのようになる。そこで、実施例2では、あるセクタまたはセルのトラヒック量が小さい場合に、そのセクタまたはそのセルの属するセクタのチルト角を増大することにより、図2のグラフAにおけるシステムBと同様の通信品質分布を実現し、図2のグラフCにおけるシステムBのようにスループットを向上する。   As a result, when the tilt angle is increased in the state where the communication quality like the system A in the graph A of FIG. 2 is obtained when the tilt angle is small, the distribution of the communication quality is the distribution of the system B in the graph A of FIG. It becomes like this. Therefore, in the second embodiment, when the traffic amount of a certain sector or cell is small, the communication quality distribution similar to that of the system B in the graph A of FIG. 2 is increased by increasing the tilt angle of the sector or the sector to which the cell belongs. And the throughput is improved like the system B in the graph C of FIG.

図8Aは、エリア全体としてトラヒック量または無線リソース使用率が大きい場合のチルト角の設定の例を示す図である。この例でのチルト角は、従来の無線通信システム及び基地局アンテナのチルト角と同様に決定されてもよい。例えば、チルト角は、基地局アンテナの高さ、セルの半径、隣接基地局との距離、基地局の密度、基地局アンテナが送信する周波数などに基づく一般的なセル設計の基準にしたがって決定される。   FIG. 8A is a diagram illustrating an example of setting the tilt angle when the traffic amount or the radio resource usage rate is large for the entire area. The tilt angle in this example may be determined similarly to the tilt angle of the conventional wireless communication system and the base station antenna. For example, the tilt angle is determined according to general cell design criteria based on base station antenna height, cell radius, distance to neighboring base stations, base station density, frequency transmitted by the base station antenna, etc. The

一方、エリア全体としてトラヒック量または無線リソース使用率が小さい場合には、図8Bに示すように、図8Aにおけるチルト角に比べて、チルト角を増大する。その結果、セル中心の通信品質の値が増大し、セル中心付近に位置する端末の通信の終了が加速され、他の端末が利用可能な無線リソースが増大する、もしくは他のセルへの干渉が減少する効果が得られる。   On the other hand, when the traffic amount or the radio resource usage rate is small as a whole area, as shown in FIG. 8B, the tilt angle is increased as compared with the tilt angle in FIG. 8A. As a result, the communication quality value at the cell center increases, the termination of communication of terminals located near the cell center is accelerated, radio resources available to other terminals increase, or interference with other cells occurs. Decreasing effect is obtained.

そのため、図2のグラフCにおけるシステムBのようにエリア全体としてスループットを向上できる。このように、図8Bの例では、トラヒック量に応じてチルト角を制御するものの、セル間、セクタ間、もしくは基地局間のトラヒック量、端末数、もしくは無線リソース使用率に偏りがない場合でもスループットを向上することができる。   Therefore, the throughput of the entire area can be improved as in the system B in the graph C of FIG. Thus, in the example of FIG. 8B, although the tilt angle is controlled according to the traffic amount, even when there is no bias in the traffic amount between cells, between sectors, or between base stations, the number of terminals, or the radio resource usage rate. Throughput can be improved.

一方、例えば、図8Cのように、あるセルでトラヒック量が大きく、別のセルでトラヒック量が小さい場合には、トラヒック量が小さいセルのチルト角を増大する。ただし、トラヒック量が小さい場合に、そのセルのチルト角を増大する代わりに、トラヒック量が小さくない隣接セルのチルト角を減少することで、同様の効果を実現してもよい。もしくは、トラヒック量が小さいセルのチルト角を増大することと、そのセルに隣接するトラヒック量が小さくない隣接セルのチルト角を減少することの両方を実行してもよい。   On the other hand, for example, as shown in FIG. 8C, when the traffic volume is large in a certain cell and the traffic volume is small in another cell, the tilt angle of the cell having a small traffic volume is increased. However, when the traffic amount is small, instead of increasing the tilt angle of the cell, the same effect may be realized by decreasing the tilt angle of an adjacent cell whose traffic amount is not small. Alternatively, both of increasing the tilt angle of a cell having a small traffic volume and decreasing the tilt angle of an adjacent cell having a small traffic volume adjacent to the cell may be executed.

ここで、従来の無線通信システムでは、トラヒック量の大きいセルとトラヒック量の小さいセルとが存在する場合、トラヒック量が大きいセルのチルト角を増大する(エリアを縮小する)、もしくは、トラヒックが小さいセルのチルト角を減少する(エリアを拡大する)動作となっていた。しかし、実施例2では、従来の無線通信システムとは逆の動作となる。   Here, in the conventional wireless communication system, when there is a cell with a large traffic volume and a cell with a small traffic volume, the tilt angle of the cell with a large traffic volume is increased (area is reduced) or the traffic is small. The operation was to reduce the tilt angle of the cell (enlarge the area). However, in the second embodiment, the operation is reverse to that of the conventional wireless communication system.

実施例2におけるチルト角の制御は、機械式チルトによって実施してもよいし、移相式チルトによって実施してもよい。実施例2のシステム構成は、図5とほぼ同様である。ただし、チルト角の制御を移相式チルトのみによって実施する場合には、図5における機械式チルトの可動部16は存在しなくてもよい。一方、チルト角の制御を機械式チルトのみによって実現する場合には、図5における可変移相器15a〜15dは存在しなくてもよい。また、トラヒック分析装置13gの動作手順が異なる。   The control of the tilt angle in the second embodiment may be performed by mechanical tilt or may be performed by phase shift tilt. The system configuration of the second embodiment is almost the same as that shown in FIG. However, when the tilt angle is controlled only by the phase-shifting tilt, the mechanical tilt movable unit 16 in FIG. 5 may not exist. On the other hand, when the control of the tilt angle is realized only by the mechanical tilt, the variable phase shifters 15a to 15d in FIG. 5 may not exist. Further, the operation procedure of the traffic analyzer 13g is different.

図9は、チルト角を制御するトラヒック分析装置13gの動作手順の例を示す図である。トラヒック分析装置13gは、電力測定装置12から通知された送信電力が、予め設定された閾値以上であるかどうかを判定する(ステップ81)。トラヒック分析装置13gは、図7での説明と同様に、図6を用いて説明した関係があるため、送信電力が小さいという判定は、トラヒック量または無線リソース使用率が小さいとの判定と等価であり、送信電力が大きいという判定は、トラヒック量または無線リソース使用率が多いという判定と等価である。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an operation procedure of the traffic analysis device 13g that controls the tilt angle. The traffic analysis device 13g determines whether or not the transmission power notified from the power measurement device 12 is equal to or greater than a preset threshold value (step 81). Since the traffic analysis apparatus 13g has the relationship described with reference to FIG. 6 similarly to the description in FIG. 7, the determination that the transmission power is small is equivalent to the determination that the traffic amount or the radio resource usage rate is small. The determination that the transmission power is high is equivalent to the determination that the traffic amount or the radio resource usage rate is large.

そのため、トラヒック分析装置13gは、電力測定装置12から通知された送信電力が、予め設定された閾値以上であると判定した場合(ステップ81がYesの場合)、チルト角を予め設定された値に設定する(ステップ82)。ここでは、トラヒック量が小さい場合との対比のため、ステップ82において設定するチルト角をTmin度とする。   Therefore, when the traffic analysis device 13g determines that the transmission power notified from the power measurement device 12 is equal to or greater than a preset threshold value (when Step 81 is Yes), the traffic angle is set to a preset value. Set (step 82). Here, in order to compare with the case where the traffic amount is small, the tilt angle set in step 82 is set to Tmin degree.

一方、送信電力が予め設定された閾値よりも小さいと判定した場合(ステップ81がNoの場合)、チルト角をTmax度に設定する(ステップ83)。ここで、Tmin<Tmaxであり、トラヒック量が小さい場合の方が、チルト角が大きいことを示し、Tmin度とTmax度は予め設定されていてもよい。そして、ステップ82またはステップ83にて設定されたチルト角を、トラヒック分析装置13gはチルト制御装置14に通知する(ステップ84)。   On the other hand, when it is determined that the transmission power is smaller than a preset threshold value (when Step 81 is No), the tilt angle is set to Tmax degrees (Step 83). Here, when Tmin <Tmax and the amount of traffic is smaller, the tilt angle is larger, and the Tmin degree and the Tmax degree may be set in advance. Then, the traffic analyzer 13g notifies the tilt controller 14 of the tilt angle set in step 82 or step 83 (step 84).

トラヒック分析装置13gからチルト制御装置14には、例えば、設定したチルト角を通知するようにしてもよい。もしくは、チルト角の増加量または減少量を通知するようにしてもよい。あるいは、チルト角の増大を適用するか否か、すなわち、チルト角がTmin度であるかTmax度であるかを示す情報のみを通知してもよい。この場合、チルト角の増大を適用しない場合はチルト角をTmin度とし、チルト角の増大を適用する場合にはTmax度とすることを、チルト制御装置14に予め設定されていてもよい。   For example, the tilt control device 14 may be notified of the set tilt angle from the traffic analysis device 13g. Alternatively, the amount of increase or decrease in tilt angle may be notified. Or you may notify only the information which shows whether the increase of a tilt angle is applied, ie, a tilt angle is Tmin degree or Tmax degree. In this case, the tilt control device 14 may be set in advance to set the tilt angle to Tmin degrees when the increase in the tilt angle is not applied and to Tmax degrees when the increase in the tilt angle is applied.

実施例1、2では、トラヒック分析装置13gが基地局アンテナ11gに含まれ、分散制御される例を示したが、実施例3では、トラヒック分析装置が基地局アンテナではなく、運用管理(Operation and Maintenance:O&M,OAM)装置側に含まれ、集中制御される構成の例を示す。   In the first and second embodiments, the traffic analysis device 13g is included in the base station antenna 11g and distributed control is shown. However, in the third embodiment, the traffic analysis device is not a base station antenna but an operation management (Operation and). (Maintenance: O & M, OAM) An example of a configuration included in the apparatus side and centrally controlled is shown.

図10は、トラヒック分析装置13hが基地局アンテナ11hの外にあるシステム構成の例を示す図である。基地局10gは、図5と同様であるので同じ符号を付してある。基地局アンテナ11hは、電力測定装置12、チルト制御装置14、可変移相器15a〜15d、可動部16、アンテナ素子17a〜17dなどから構成される。これらも図5のものと同様であるので同じ符号を付してあり、詳しい説明を省略する。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a system configuration in which the traffic analysis device 13h is outside the base station antenna 11h. Since the base station 10g is the same as that shown in FIG. The base station antenna 11h includes a power measurement device 12, a tilt control device 14, variable phase shifters 15a to 15d, a movable unit 16, antenna elements 17a to 17d, and the like. Since these are also the same as those in FIG.

トラヒック分析装置13hは、基地局アンテナ11hの電力測定装置12及びチルト制御装置14と任意のネットワーク回線を介して接続される。ただし、トラヒック分析装置13hは、基地局アンテナ11hとは物理的に別な装置であり、例えば、無線通信システムの運用管理装置とともに設置される。もしくは、トラヒック分析装置13hは、運用管理装置の機能の一つとして、運用管理装置に含まれてもよい。   The traffic analysis device 13h is connected to the power measurement device 12 and the tilt control device 14 of the base station antenna 11h via an arbitrary network line. However, the traffic analysis device 13h is a device that is physically different from the base station antenna 11h, and is installed together with the operation management device of the wireless communication system, for example. Alternatively, the traffic analysis device 13h may be included in the operation management device as one of the functions of the operation management device.

そのため、基地局アンテナ11hが複数存在する場合、トラヒック分析装置13hは、複数の基地局アンテナ11hの電力測定装置12及びチルト制御装置14と接続されてもよい。例えば、基地局10gが複数のセルまたはセクタの通信機能を有する場合、各セルまたはセクタの基地局アンテナ11hは、1つのトラヒック分析装置13hに接続する構成を取ってもよい。   Therefore, when there are a plurality of base station antennas 11h, the traffic analysis device 13h may be connected to the power measurement devices 12 and the tilt control devices 14 of the plurality of base station antennas 11h. For example, when the base station 10g has a communication function of a plurality of cells or sectors, the base station antenna 11h of each cell or sector may be connected to one traffic analysis device 13h.

トラヒック分析装置13gは、基地局アンテナ11hの電力測定装置12から、電力測定装置12が測定した送信電力の情報を受信する。そして、受信された送信電力の情報を基に、図7や図9を用いて説明した動作手順を実行し、アンテナパラメータをチルト制御装置14へ送信する。また、通知された電力情報を基に、基地局アンテナ11hに対応するセル、セクタ、または基地局のトラヒック量もしくは無線リソース使用率を算出し、算出したトラヒック量もしくは無線リソース使用率に応じて、アンテナパラメータをチルト制御装置14へ送信してもよい。   The traffic analysis device 13g receives transmission power information measured by the power measurement device 12 from the power measurement device 12 of the base station antenna 11h. Then, based on the received transmission power information, the operation procedure described with reference to FIGS. 7 and 9 is executed, and the antenna parameters are transmitted to the tilt control device 14. Further, based on the notified power information, the traffic amount or radio resource usage rate of the cell, sector, or base station corresponding to the base station antenna 11h is calculated, and according to the calculated traffic amount or radio resource usage rate, The antenna parameter may be transmitted to the tilt control device 14.

ただし、1つのトラヒック分析装置13hが複数の基地局アンテナ11hに接続される構成では、各基地局アンテナ11hに対し、それぞれ個別にトラヒック量(送信電力、無線リソース使用率)の判定、及びアンテナパラメータの決定を行ってもよいし、複数の基地局アンテナ11hの情報を統合して、一定エリアのトラヒック量(送信電力、無線リソース使用率)の判定、及びアンテナパラメータの一括決定を行ってもよい。   However, in a configuration in which one traffic analyzer 13h is connected to a plurality of base station antennas 11h, determination of traffic amount (transmission power, radio resource usage rate) and antenna parameters are individually made for each base station antenna 11h. May be determined, or information of a plurality of base station antennas 11h may be integrated to determine the traffic volume (transmission power, radio resource usage rate) in a certain area and to collectively determine antenna parameters. .

例えば、所定のエリアをカバーする複数の基地局アンテナ11hの無線リソース使用率(トラヒック量)の平均値を基に、その所定のエリアのトラヒック量(無線リソース使用率)が多いか少ないかを判定して、その所定のエリア内の全ての基地局アンテナ11hのアンテナパラメータを一括設定(すなわち、図7におけるステップ72またはステップ73、もしくは、図9におけるステップ82もしくはステップ83の動作を実施)してもよいし、予め設定された個数の基地局アンテナ11hの無線リソース使用率(トラヒック量)に基づいて設定してもよい。   For example, based on the average value of the radio resource usage rate (traffic amount) of a plurality of base station antennas 11h covering a predetermined area, it is determined whether the traffic amount (radio resource usage rate) in the predetermined area is large or small. Then, the antenna parameters of all the base station antennas 11h in the predetermined area are collectively set (that is, step 72 or step 73 in FIG. 7 or step 82 or step 83 in FIG. 9 is performed). Alternatively, it may be set based on the radio resource usage rate (traffic amount) of a preset number of base station antennas 11h.

もしくは、トラヒック量(送信電力、無線リソース使用率)が多いか少ないかの判定は基地局アンテナ11h(セクタ)それぞれ個別に実施し、複数の基地局アンテナ11hの判定結果の多数決判定によって、全ての基地局アンテナ11hのアンテナパラメータを一括決定してもよい。もしくは、トラヒック量(送信電力、無線リソース使用率)が多いか少ないかの判定は基地局アンテナ11h(セクタ)それぞれ個別に実施し、いずれか1つの基地局アンテナ11h(セクタ)の送信電力(トラヒック量、無線リソース使用率)が閾値よりも小さい(もしくは大きい)場合に、全ての基地局アンテナ11hのアンテナパラメータを一括決定してもよい。   Alternatively, whether the traffic amount (transmission power, radio resource usage rate) is large or small is determined individually for each base station antenna 11h (sector), and all of the determination results of the determination results of the plurality of base station antennas 11h The antenna parameters of the base station antenna 11h may be determined collectively. Alternatively, whether the traffic amount (transmission power, radio resource usage rate) is large or small is individually determined for each base station antenna 11h (sector), and the transmission power (traffic) of any one base station antenna 11h (sector) is determined. When the amount and the radio resource usage rate) are smaller (or larger) than the threshold, the antenna parameters of all the base station antennas 11h may be determined collectively.

図11は、トラヒック分析装置13kが基地局アンテナ11kの外にある別のシステム構成の例を示す図である。図10を用いた説明では、電力測定装置12から得た送信電力の情報、あるいはその送信電力の情報から図6に示した関係を用いてトラヒック量または無線リソース使用率を算出する例を示したが、図11に示す例では、トラヒック量または無線リソース使用率を基地局10kから報告される統計情報から取得する。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of another system configuration in which the traffic analysis device 13k is outside the base station antenna 11k. The description using FIG. 10 shows an example in which the traffic amount or the radio resource usage rate is calculated using the relationship shown in FIG. 6 from the transmission power information obtained from the power measurement device 12 or the transmission power information. However, in the example shown in FIG. 11, the traffic amount or the radio resource usage rate is acquired from the statistical information reported from the base station 10k.

図11に示した例では、トラヒック分析装置13kは、基地局10kと、基地局アンテナ11kにおけるチルト制御装置14に任意のネットワーク回線を介して接続される。基地局アンテナ11kは、チルト制御装置14、可変移相器15a〜15d、可動部16、アンテナ素子17a〜17dなどから構成される。基地局アンテナ11kのこれらは図5のものと同様であるので同じ符号を付してあり、詳しい説明を省略する。ただし、基地局アンテナ11kは電力測定装置を含まない。   In the example shown in FIG. 11, the traffic analysis device 13k is connected to the base station 10k and the tilt control device 14 in the base station antenna 11k via an arbitrary network line. The base station antenna 11k includes a tilt control device 14, variable phase shifters 15a to 15d, a movable portion 16, antenna elements 17a to 17d, and the like. Since these of the base station antenna 11k are the same as those of FIG. 5, the same reference numerals are given, and detailed description thereof is omitted. However, the base station antenna 11k does not include a power measurement device.

基地局10kは、一定期間のトラヒック量もしくは無線リソースの使用率を測定し、図示を省略した運用管理装置へ定期的に送信している。そのため、トラヒック分析装置13kは、その送信された情報と同じ情報をネットワーク回線経由で直接に基地局10kから取得し、トラヒック量(無線リソースの使用率)が多いか少ないかを判定し、アンテナパラメータを決定する。また、ネットワーク回線経由で直接に基地局10kから取得せず、トラヒック分析装置13kは運用管理装置から取得してもよい。   The base station 10k measures the amount of traffic or the usage rate of radio resources for a certain period, and periodically transmits it to an operation management apparatus (not shown). Therefore, the traffic analysis device 13k acquires the same information as the transmitted information directly from the base station 10k via the network line, determines whether the traffic amount (the usage rate of radio resources) is large or small, and determines the antenna parameter. To decide. Further, the traffic analysis device 13k may be acquired from the operation management device without being acquired directly from the base station 10k via the network line.

以上で説明したように、基地局アンテナ11kにトラヒック分析装置を備えなくても、アンテナパラメータを決定することができる。特に複数の基地局アンテナ11kで1つのトラヒック分析装置13kを共用できるため、コストを下げることができる。また、基地局10kからトラヒック量の情報を取得することにより、電力測定装置が不要となり、コストを下げることができる。   As described above, the antenna parameters can be determined without providing the base station antenna 11k with a traffic analysis device. In particular, since one traffic analyzer 13k can be shared by a plurality of base station antennas 11k, the cost can be reduced. Further, by acquiring the traffic amount information from the base station 10k, the power measuring device is not necessary, and the cost can be reduced.

実施例1〜3では、トラヒック量(無線リソース使用率、送信電力)に応じたアンテナパラメータ(チルト制御方式またはチルト角)の制御を、トラヒック量(無線リソース使用率、送信電力)が予め設定された閾値よりも大きいか、小さいか、のいずれかによって実施する例を示した。実施例4では、トラヒック量、無線リソース使用率、または送信電力の大きさに応じて、段階的にアンテナパラメータを決定する例を示す。   In the first to third embodiments, the control of antenna parameters (tilt control method or tilt angle) according to the traffic amount (radio resource usage rate, transmission power) is set in advance for the traffic amount (radio resource usage rate, transmission power). An example is shown in which the threshold value is larger or smaller than the threshold value. In the fourth embodiment, an example in which antenna parameters are determined in a stepwise manner according to the amount of traffic, the radio resource usage rate, or the magnitude of transmission power will be described.

実施例4のシステム構成は、図5、10、図11を用いて説明した構成と同様でよく、トラヒック分析装置13g、13h、13kの動作が異なる。ここでは、トラヒック分析装置13g、トラヒック分析装置13h、トラヒック分析装置13kのいずれでもよく、これらを区別する必要がないため、代表的にトラヒック分析装置13と記載する。   The system configuration of the fourth embodiment may be the same as the configuration described with reference to FIGS. 5, 10, and 11, and the operations of the traffic analyzers 13 g, 13 h, and 13 k are different. Here, any of the traffic analysis device 13g, the traffic analysis device 13h, and the traffic analysis device 13k may be used, and it is not necessary to distinguish between them. Therefore, the traffic analysis device 13 is representatively described.

また、トラヒック分析装置13から通知された機械式チルトのチルト角、及び移相式チルトのチルト角の両方が0ではない場合に、チルト制御装置14は、通知された機械式チルトのチルト角だけ可動部16を制御してアンテナ素子17a〜17dを傾け、さらに、チルト制御装置14は、通知された移相式チルトのチルト角に対応する量の位相差が生じるように可変移相器15a〜15dを制御する。図5、10、11を用いた説明では、トラヒック分析装置13g、13h、13kから機械式チルトのチルト角、及び移相式チルトのチルト角の両方が0でない通知はないため、説明を省略したが、図5、10、11に示したチルト制御装置14も両方が0でない通知に対して動作してもよいため、同じ符号で参照する。   Further, when both the tilt angle of the mechanical tilt notified from the traffic analysis device 13 and the tilt angle of the phase shift tilt are not 0, the tilt control device 14 performs only the notified tilt angle of the mechanical tilt. The movable unit 16 is controlled to tilt the antenna elements 17a to 17d, and the tilt control device 14 further adjusts the phase shift by an amount corresponding to the notified tilt angle of the phase shift tilt. 15d is controlled. 5, 10, and 11, the description is omitted because there is no notification from the traffic analyzers 13 g, 13 h, and 13 k that both the tilt angle of the mechanical tilt and the tilt angle of the phase shift tilt are not zero. However, since the tilt control device 14 shown in FIGS. 5, 10, and 11 may operate for notifications in which both are not 0, they are referred to with the same reference numerals.

図12は、トラヒック分析装置13の動作手順の例を示す図である。トラヒック分析装置13は、電力測定装置12より通知された送信電力からトラヒック量または無線リソース使用率を算出する(ステップ91)。この算出のために、送信電力と無線リソース使用率の関係は、例えば図13のような情報で予め設定され、トラヒック分析装置13は、図13に示した情報を保持しておいてもよい。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an operation procedure of the traffic analysis device 13. The traffic analysis device 13 calculates a traffic amount or a radio resource usage rate from the transmission power notified from the power measurement device 12 (step 91). For this calculation, the relationship between the transmission power and the radio resource usage rate is set in advance using information such as that shown in FIG. 13, for example, and the traffic analysis device 13 may hold the information shown in FIG.

ここで、基地局10gにおいて送信すべき端末のデータがない場合、基地局10gは、同期信号や参照信号(またはパイロット信号)、システム情報の報知用のブロードキャスト信号などのみを送信する。その際の無線リソース使用率をRmin%、送信電力をPmin[dBm]とする。また、基地局10gにおけるトラヒック量が十分に大きく、無線リソース使用率が100%の場合の送信電力をPmax[dBm]とする。   Here, when there is no terminal data to be transmitted in the base station 10g, the base station 10g transmits only a synchronization signal, a reference signal (or pilot signal), a broadcast signal for broadcasting system information, and the like. In this case, the radio resource usage rate is Rmin%, and the transmission power is Pmin [dBm]. Further, the transmission power when the traffic amount in the base station 10g is sufficiently large and the radio resource usage rate is 100% is Pmax [dBm].

トラヒック分析装置13は、例えば、図13に示した情報を参照して、電力測定装置12より通知された送信電力PがPminよりも大きく、P1以下の場合、無線リソース使用率Rが10%であると判定してもよい。同様に、送信電力Pが、P1よりも大きく、P2以下の場合、無線リソース使用率Rが20%であると判定してもよい。ここで、Pmin<P1<P2・・・<Pmaxである。図13に示した数値は一例であり、これ以外の予め設定された値であってもよい。   For example, referring to the information shown in FIG. 13, the traffic analysis device 13 has a radio resource usage rate R of 10% when the transmission power P notified from the power measurement device 12 is greater than Pmin and less than or equal to P1. You may determine that there is. Similarly, when the transmission power P is greater than P1 and less than or equal to P2, it may be determined that the radio resource usage rate R is 20%. Here, Pmin <P1 <P2 ... <Pmax. The numerical values shown in FIG. 13 are examples, and other preset values may be used.

次いで、トラヒック分析装置13は、ステップ91にて算出した無線リソース使用率から、無線リソース使用率‐チルト角テーブルを参照し、機械式チルト角Tm度、及び移相式チルト角Te度を決定して設定する(ステップ92)。無線リソース使用率‐チルト角テーブルは、例えば、実施例1のように機械式チルトと移相式チルトの両方を制御する場合には、図14のように予め設定される。   Next, the traffic analyzer 13 refers to the radio resource usage rate-tilt angle table from the radio resource usage rate calculated in step 91 to determine the mechanical tilt angle Tm degree and the phase shift tilt angle Te degree. (Step 92). The radio resource usage rate-tilt angle table is set in advance as shown in FIG. 14, for example, when both mechanical tilt and phase shift tilt are controlled as in the first embodiment.

実施例1で説明したアンテナパラメータは、トラヒック量(無線リソース使用率)が大きい場合には移相式チルトが設定され、トラヒック量(無線リソース使用率)が小さい場合には機械式チルトが設定された。そのため、例えば、無線リソース使用率RがRmin%以上であり、所定の閾値R0%以下の場合、トラヒック量(無線リソース使用率)が十分に小さい場合であるので、機械式チルトのみを適用するようにチルト角が設定される。すなわち、機械式チルトのチルト角をTm=T度とされ、移相式チルトのチルト角をTe=0度とされる。   In the antenna parameter described in the first embodiment, a phase shift tilt is set when the traffic amount (radio resource usage rate) is large, and a mechanical tilt is set when the traffic amount (radio resource usage rate) is small. It was. Therefore, for example, when the radio resource usage rate R is Rmin% or more and the predetermined threshold value R0% or less, the traffic amount (radio resource usage rate) is sufficiently small, so that only the mechanical tilt is applied. The tilt angle is set to. That is, the tilt angle of the mechanical tilt is Tm = T degrees, and the tilt angle of the phase shift tilt is Te = 0 degrees.

無線リソース使用率RがR0%よりも大きく、R1%以下である場合、機械式チルトのチルト角をT度よりもα1度減少させてTm=T−α1度とされ、移相式チルトのチルト角をTe=α1度とされる。同様に、無線リソース使用率RがR1%よりも大きく、R2%以下の場合、機械式チルトのチルト角Tmをα1度よりもさらに減少させてTm=T−α2度(ただし、α1<α2)とされ、移相式チルトのチルト角をα1度よりも増加させてTe=α2度とされる。   When the radio resource usage rate R is greater than R0% and equal to or less than R1%, the tilt angle of the mechanical tilt is reduced by α1 degrees from T degrees to Tm = T−α1 degrees, and the phase-shifted tilt tilt The angle is Te = α1 degree. Similarly, when the radio resource usage rate R is greater than R1% and less than or equal to R2%, the tilt angle Tm of the mechanical tilt is further reduced from α1 degrees to obtain Tm = T−α2 degrees (where α1 <α2) Then, the tilt angle of the phase-shifting tilt is increased from α1 degree to Te = α2 degrees.

無線リソース使用率がRn%よりも大きい場合(かつ100%以下)、トラヒック量(無線リソース使用率)が十分に大きい場合であるので、移相式チルトのみを適用するようにチルト角が設定される。すなわち、機械式チルトのチルト角をTm=0度とされ、移相式チルトのチルト角をTe=T度とされる。   When the radio resource usage rate is larger than Rn% (and 100% or less), the traffic amount (radio resource usage rate) is sufficiently large, so the tilt angle is set to apply only the phase-shifting tilt. The That is, the tilt angle of the mechanical tilt is Tm = 0 degrees, and the tilt angle of the phase shift tilt is Te = T degrees.

図14のような情報を参照して、トラヒック分析装置13は、チルト角を決定して設定することにより、無線リソース使用率が小さいほど、機械式チルトのみを適用している状態に近づき、無線リソース使用率が大きいほど、移相式チルトのみを適用している状態に近づくように、チルト制御装置14が制御できるようになる。   Referring to the information as shown in FIG. 14, the traffic analyzer 13 determines and sets the tilt angle, so that the smaller the radio resource usage rate, the closer to the state where only mechanical tilt is applied, and the radio As the resource usage rate increases, the tilt control device 14 can be controlled so as to approach the state where only the phase shift tilt is applied.

言い換えれば、図14に示した関係を用いることで、無線リソース使用率が小さいほど、機械式チルトのチルト角と移相式チルトのチルト角の合計のチルト角に対する、機械式チルトのチルト角の割合が大きくなり、無線リソース使用率が大きいほど、移相式チルトのチルト角の割合が多くなるように、チルト角を決定して設定することができる。   In other words, by using the relationship shown in FIG. 14, the smaller the radio resource usage rate, the more the tilt angle of the mechanical tilt with respect to the total tilt angle of the tilt angle of the mechanical tilt and the tilt angle of the phase shift tilt. The tilt angle can be determined and set so that the ratio of the phase shift tilt angle increases as the ratio increases and the radio resource usage rate increases.

そして、トラヒック分析装置13は、ステップ92において、設定した機械式チルト角Tm及び移相式チルト角Te、またはそのいずれか一方を、チルト制御装置14に通知する(ステップ93)。なお、図13、14では情報として無線リソース使用率の例を説明したが、無線リソース使用率の代わりにトラヒック量であってもよく、図14に示したテーブルはトラヒック量−チルト角テーブルであってもよい。   Then, in step 92, the traffic analyzer 13 notifies the tilt controller 14 of the mechanical tilt angle Tm and / or the phase-shifted tilt angle Te that have been set (step 93). 13 and 14, the example of the radio resource usage rate has been described as information. However, the traffic amount may be used instead of the radio resource usage rate, and the table shown in FIG. 14 is a traffic amount-tilt angle table. May be.

このように、機械式チルトと移相式チルトのチルト角の配分を変えることで、セル中心における通信品質の増大効果とセル境界における通信品質の減少効果のバランスを適切に制御することが可能となり、トラヒック量または無線リソース使用率に応じたきめ細やかなアンテナパラメータの制御ができ、スループットを向上できる。   In this way, by changing the distribution of tilt angles between mechanical tilt and phase shift tilt, it is possible to appropriately control the balance between the communication quality increase effect at the cell center and the communication quality decrease effect at the cell boundary. Fine antenna parameters can be controlled according to traffic volume or radio resource usage rate, and throughput can be improved.

ただし、図14に示した例では、機械式チルトのチルト角と移相式チルトのチルト角の合計値は、無線リソース使用率(トラヒック量)の値によらず同一の値T度であるとしたが、前述の通り、移相式チルトのみを用いる場合(無線リソース使用率がRn%以上の場合)のチルト角を、機械式チルトのみを用いる場合(無線リソース使用率がR0%以下の場合)のチルト角よりも大きくするように設定されてもよい。   However, in the example shown in FIG. 14, the total value of the tilt angle of the mechanical tilt and the tilt angle of the phase shift tilt is the same value T degrees irrespective of the value of the radio resource usage rate (traffic amount). However, as described above, when only the phase-shifting tilt is used (when the radio resource usage rate is Rn% or more), the tilt angle is used only when the mechanical tilt is used (when the radio resource usage rate is R0% or less). ) May be set to be larger than the tilt angle.

ステップ92で参照する無線リソース使用率−チルト角テーブルの別の例として、機械式チルトあるいは移相式チルトのいずれか1つのチルト制御方式により、トラヒック量(送信電力、無線リソース使用率)に応じてチルト角を制御する実施例2に対応する例を説明する。図15は、実施例2のように1つのチルト制御方式によりチルト角を制御する場合の無線リソース使用率‐チルト角テーブルの例を示す図である。   As another example of the radio resource usage rate-tilt angle table referred to in step 92, depending on the traffic amount (transmission power, radio resource usage rate) using one of the tilt control methods of mechanical tilt or phase shift tilt. An example corresponding to the second embodiment for controlling the tilt angle will be described. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a radio resource usage rate-tilt angle table when the tilt angle is controlled by one tilt control method as in the second embodiment.

実施例2では、1つのチルト制御方式によりチルト角を制御するため、ステップ92で設定するチルト角は、機械式チルト角Tmまたは移相式チルト角Teのいずれか1つの値でよい。実施例2でのアンテナパラメータは、トラヒック量が小さいほど大きなチルト角が設定された。   In the second embodiment, since the tilt angle is controlled by one tilt control method, the tilt angle set in step 92 may be any one of the mechanical tilt angle Tm and the phase shift tilt angle Te. As the antenna parameter in Example 2, a larger tilt angle was set as the traffic amount was smaller.

そこで、図15に示す無線リソース使用率−チルト角テーブルでは、無線リソース使用率Rが、Rmin%以上であり、R0%以下の場合には、チルト角の最大値Tmax度とされる。一方で、無線リソース使用率Rが、Rn%よりも大きい場合(かつ100%以下)には、チルト角の最小値Tmin度とされる。   Therefore, in the radio resource usage rate-tilt angle table shown in FIG. 15, when the radio resource usage rate R is equal to or greater than Rmin% and equal to or less than R0%, the tilt angle has a maximum value Tmax. On the other hand, when the radio resource usage rate R is larger than Rn% (and 100% or less), the minimum tilt angle value Tmin is set.

そして、無線リソース使用率Rが、R0%よりも大きくRn%以下の場合には、無線リソース使用率Rが小さいほど、チルト角がTmax度に近づき、無線リソース使用率Rが大きいほど、チルト角がTmin度に近づくような値とされる。すなわち、無線リソース使用率Rが小さいほどチルト角が増大し、無線リソース使用率Rが大きいほどチルト角が減少する。   When the radio resource usage rate R is greater than R0% and less than or equal to Rn%, the tilt angle approaches Tmax degree as the radio resource usage rate R decreases, and the tilt angle increases as the radio resource usage rate R increases. Is a value that approaches Tmin degrees. That is, the tilt angle increases as the radio resource usage rate R decreases, and the tilt angle decreases as the radio resource usage rate R increases.

これにより、例えば、無線リソース使用率Rが、R0%よりも大きく、R1%以下の場合には、チルト角Tは、Tmax度よりも減少させたT1度とされる(ただし、Tmax度>T1度)。同様に無線リソース使用率Rが、R1%よりも大きく、R2%以下の場合には、チルト角Tは、T1度より減少させたT2度とされる(ただし、T1度>T2度)。   Thus, for example, when the radio resource usage rate R is greater than R0% and equal to or less than R1%, the tilt angle T is set to T1 degrees that is less than Tmax degrees (where Tmax degree> T1). Every time). Similarly, when the radio resource usage rate R is greater than R1% and less than or equal to R2%, the tilt angle T is set to T2 degrees reduced from T1 degrees (where T1 degree> T2 degrees).

そして、トラヒック分析装置13は、ステップ92において、設定した機械式チルト角Tmあるいは移相式チルト角Teのいずれか一方を、チルト制御装置14に通知する(ステップ93)。なお、図15でも情報として無線リソース使用率の例を説明したが、無線リソース使用率の代わりにトラヒック量であってもよく、図15に示したテーブルはトラヒック量−チルト角テーブルであってもよい。また、無線リソース使用率−チルト角テーブルやトラヒック量−チルト角テーブルは以上の説明のように予め設定されてもよい。   Then, the traffic analysis device 13 notifies the tilt control device 14 of either the mechanical tilt angle Tm or the phase shift tilt angle Te set in step 92 (step 93). Although the example of the radio resource usage rate has been described as information in FIG. 15, the traffic amount may be used instead of the radio resource usage rate, and the table shown in FIG. 15 may be a traffic amount-tilt angle table. Good. Further, the radio resource usage rate-tilt angle table and the traffic amount-tilt angle table may be set in advance as described above.

このように、トラヒック量または無線リソース使用率の値に応じて、チルト角を段階的に制御することで、セル中心における通信品質の増大効果とセル境界における通信品質の減少効果のバランスを適切に制御することが可能となり、トラヒック量または無線リソース使用率に応じたきめ細やかなアンテナパラメータの制御によってスループットを向上できる。   In this way, by controlling the tilt angle in a stepwise manner according to the amount of traffic or the value of radio resource usage, the balance between the effect of increasing the communication quality at the cell center and the effect of decreasing the communication quality at the cell boundary is appropriately adjusted. It is possible to control the throughput, and the throughput can be improved by finely controlling the antenna parameters according to the traffic amount or the radio resource usage rate.

以上にて説明した例では、機械式チルトと移相式チルトのチルト角の段階的な配分、もしくは、1つのチルト制御方式における段階的なチルト角を、無線リソース使用率の絶対値に応じて決定する例を示した。しかし、機械式チルトと移相式チルトのチルト角の段階的な配分、もしくは、1つのチルト制御方式における段階的なチルト角を、無線リソース使用率の相対値に応じて決定してもよい。   In the example described above, the stepwise distribution of the tilt angles of the mechanical tilt and the phase shift tilt, or the stepwise tilt angles in one tilt control method, according to the absolute value of the radio resource usage rate. An example of determination is shown. However, the stepwise distribution of the tilt angle between the mechanical tilt and the phase shift tilt, or the stepwise tilt angle in one tilt control method may be determined according to the relative value of the radio resource usage rate.

例えば、図14に示した無線リソース使用率−チルト角テーブルの無線リソース使用率Rと機械式チルト角Tmと移相式チルト角Teそれぞれの値が0%と0度を中心とした正の相対値と負の相対値が予め設定されてもよい。トラヒック分析装置13は、予め設定された所定の期間の無線リソース使用率の平均値と、現在の無線リソース使用率の値との差を算出することにより相対値を得て、無線リソース使用率−チルト角テーブルを参照し、無線リソース使用率の平均値に対して現在の値が減少している場合、機械式チルトのチルト角を増加し、移相式チルトのチルト角を減少すると決定してもよい。   For example, the values of the radio resource usage rate-tilt angle table shown in FIG. 14, the radio resource usage rate R, the mechanical tilt angle Tm, and the phase shift tilt angle Te are positive relative to each other centering on 0% and 0 degrees. A value and a negative relative value may be set in advance. The traffic analysis device 13 obtains a relative value by calculating a difference between an average value of the radio resource usage rate for a predetermined period set in advance and a value of the current radio resource usage rate, thereby obtaining a radio resource usage rate − Referring to the tilt angle table, if the current value has decreased with respect to the average value of the radio resource usage rate, it is decided to increase the tilt angle of the mechanical tilt and decrease the tilt angle of the phase shift tilt. Also good.

また、トラヒック分析装置13は、算出した相対値を用いて無線リソース使用率−チルト角テーブルを参照し、無線リソース使用率の平均値に対して現在の値が増加している場合、機械式チルトのチルト角を減少し、移相式チルトのチルト角を増加すると決定してもよい。   Further, the traffic analysis device 13 refers to the radio resource usage rate-tilt angle table using the calculated relative value, and when the current value is increased with respect to the average radio resource usage rate, the mechanical tilt It may be determined that the tilt angle is decreased and the tilt angle of the phase shift tilt is increased.

なお、図14に示した無線リソース使用率−チルト角テーブルの値をそのまま利用してもよい。例えば、算出した無線リソース使用率の相対値が値として(R2−R1)である場合、図14に示した無線リソース使用率Rの項目について各2つの範囲の2つの上限値の差分を取得し、値(R2−R1)と一致する上限値の差分を検出して、機械式チルト角Tmの(T−α2)と(T−α1)、及び移相式チルト角Teのα2とα1を取得し、(α2−α1)度をチルト角の相対値として算出してもよい。   Note that the values in the radio resource usage rate-tilt angle table shown in FIG. 14 may be used as they are. For example, when the calculated relative value of the radio resource usage rate is (R2-R1), the difference between the two upper limit values in each of the two ranges is acquired for the radio resource usage rate R item shown in FIG. The difference between the upper limit values that coincide with the value (R2-R1) is detected, and (T-α2) and (T-α1) of the mechanical tilt angle Tm and α2 and α1 of the phase shift tilt angle Te are obtained. Alternatively, (α2−α1) degrees may be calculated as the relative value of the tilt angle.

また、無線リソース使用率の平均値と現在の値に変化がない場合は、チルト角の変更を行わないようにしてもよい。無線リソース使用率の代わりに送信電力やトラヒック量の平均値と現在の値を基にしてもよい。   Further, when there is no change in the average value and the current value of the radio resource usage rate, the tilt angle may not be changed. Instead of the radio resource usage rate, the average value of the transmission power and the traffic amount and the current value may be used.

同様に、図15に示した無線リソース使用率−チルト角テーブルの無線リソース使用率Rとチルト角Tそれぞれの値が0%と0度を中心とした正の相対値と負の相対値が予め設定されてもよい。そして、トラヒック分析装置13は、予め設定された所定の期間の無線リソース使用率の平均値と、現在の無線リソース使用率の値との差を算出することにより相対値を得て、無線リソース使用率−チルト角テーブルを参照し、無線リソース使用率の平均値に対して現在の値が減少している場合、チルト角を増加すると決定してもよい。   Similarly, the radio resource usage rate R and the tilt angle T in the radio resource usage rate-tilt angle table shown in FIG. 15 have a positive relative value and a negative relative value centered on 0% and 0 degrees, respectively. It may be set. Then, the traffic analysis device 13 obtains a relative value by calculating the difference between the average value of the radio resource usage rate for a predetermined period set in advance and the value of the current radio resource usage rate, and uses the radio resource usage. With reference to the rate-tilt angle table, when the current value is decreasing with respect to the average value of the radio resource usage rate, it may be determined to increase the tilt angle.

また、トラヒック分析装置13は、算出した相対値を用いて無線リソース使用率−チルト角テーブルを参照し、無線リソース使用率の平均値に対して現在の値が増加している場合、チルト角を減少すると決定してもよい。図15に示した無線リソース使用率−チルト角テーブルの値をそのまま利用してもよく、無線リソース使用率の代わりに送信電力やトラヒック量の平均値と現在の値を基にしてもよい。   Further, the traffic analysis device 13 refers to the radio resource usage rate-tilt angle table using the calculated relative value, and when the current value increases with respect to the average value of the radio resource usage rate, the traffic analysis device 13 sets the tilt angle. You may decide to decrease. The values of the radio resource usage rate-tilt angle table shown in FIG. 15 may be used as they are, or instead of the radio resource usage rate, the average value of transmission power and traffic volume and the current value may be used.

また、図12のステップ91では、トラヒック分析装置13は、電力測定装置12から通知される送信電力から無線リソース使用率を算出する例を示したが、図11に示したシステム構成のように、基地局10kから通知される無線リソース使用率(トラヒック量)を用いてステップ92の動作を行ってもよく、この場合はステップ91を省略してもよい。   Further, in step 91 of FIG. 12, the traffic analysis device 13 has shown an example of calculating the radio resource usage rate from the transmission power notified from the power measurement device 12, but as in the system configuration shown in FIG. The operation of step 92 may be performed using the radio resource usage rate (traffic amount) notified from the base station 10k. In this case, step 91 may be omitted.

10g、10k…基地局
11a〜11k…基地局アンテナ
12…電力測定装置
13、13g、13h、13k…トラヒック分析装置
14…チルト制御装置
15a〜15d…可変移相器
16…可動部
17a〜17d…アンテナ素子
21a〜21d…端末
10g, 10k ... base stations 11a-11k ... base station antenna 12 ... power measuring devices 13, 13g, 13h, 13k ... traffic analyzer 14 ... tilt control devices 15a-15d ... variable phase shifter 16 ... movable parts 17a-17d ... Antenna elements 21a to 21d ... terminal

Claims (15)

複数のアンテナ素子を有する基地局アンテナであって、
前記基地局アンテナによる通信のトラヒック量または無線リソース使用率に応じて、前記複数のアンテナ素子の物理的な傾きを制御してチルト角を変更する機械式チルトと、前記複数のアンテナ素子間の位相差を制御してチルト角を変更する移相式チルトを制御する
ことを特徴とする基地局アンテナ。
A base station antenna having a plurality of antenna elements,
A mechanical tilt that changes a tilt angle by controlling a physical tilt of the plurality of antenna elements according to a traffic amount or a radio resource usage rate of communication by the base station antenna, and a position between the plurality of antenna elements. A base station antenna that controls phase-shifting tilt that changes a tilt angle by controlling a phase difference.
請求項1に記載の基地局アンテナであって、
前記基地局アンテナは、
前記基地局アンテナによる通信の電力を測定する電力測定装置を有し、
前記電力測定装置で測定した電力に応じて制御することにより、前記基地局アンテナによる通信のトラヒック量または無線リソース使用率に応じて制御する
ことを特徴とする基地局アンテナ。
The base station antenna according to claim 1,
The base station antenna is
A power measuring device for measuring power of communication by the base station antenna;
A base station antenna that performs control according to a traffic amount or a radio resource usage rate of communication by the base station antenna by performing control according to power measured by the power measuring device.
請求項1に記載の基地局アンテナであって、
前記基地局アンテナは、
前記基地局アンテナによる通信の電力を測定する電力測定装置と、
前記電力測定装置で測定した電力を、前記基地局アンテナによる通信のトラヒック量または無線リソース使用率に変換し、変換されたトラヒック量または無線リソース使用率を判定する分析装置と、を有し、
前記分析装置の判定の結果に応じて制御することにより、前記基地局アンテナによる通信のトラヒック量または無線リソース使用率に応じて制御する
ことを特徴とする基地局アンテナ。
The base station antenna according to claim 1,
The base station antenna is
A power measuring device for measuring power of communication by the base station antenna;
An analyzer that converts the power measured by the power measuring device into a traffic amount or a radio resource usage rate of communication by the base station antenna, and determines the converted traffic amount or radio resource usage rate;
The base station antenna, which is controlled according to a traffic amount or a radio resource usage rate of communication by the base station antenna by controlling according to a determination result of the analysis device.
請求項3に記載の基地局アンテナであって、
前記分析装置は、
前記基地局による通信のトラヒック量が、閾値以上であると判定した場合に、移相式チルトによるチルト角を設定し、
前記基地局による通信のトラヒック量が、前記閾値より小さいと判定した場合に、機械式チルトによるチルト角を設定する
ことを特徴とする基地局アンテナ。
A base station antenna according to claim 3,
The analyzer is
When it is determined that the traffic volume of communication by the base station is equal to or greater than a threshold, a tilt angle by phase shift tilt is set,
A base station antenna characterized by setting a tilt angle by mechanical tilt when it is determined that a traffic volume of communication by the base station is smaller than the threshold value.
請求項3に記載の基地局アンテナであって、
前記分析装置は、
前記基地局による通信のトラヒック量または無線リソース使用率に応じた移相式チルトによるチルト角の設定及び機械式チルトによるチルト角の設定において、機械式チルトによるチルト角と移相式チルトによるチルト角の合計値が、前記基地局による通信のトラヒック量または無線リソース使用率に関わらず一定になるように設定する
ことを特徴とする基地局アンテナ。
A base station antenna according to claim 3,
The analyzer is
The tilt angle by the mechanical tilt and the tilt angle by the phase shift tilt are set in the tilt angle setting by the phase shift tilt and the tilt angle setting by the mechanical tilt according to the communication traffic amount or the radio resource usage rate by the base station. The base station antenna is set such that the total value of the base station is constant regardless of the traffic volume or the radio resource usage rate of communication by the base station.
請求項3に記載の基地局アンテナであって、
前記分析装置は、
前記基地局による通信のトラヒック量が、閾値以上であると判定した場合に、移相式チルトあるいは機械式チルトのいずれかのチルトによる第一のチルト角を設定し、
前記基地局による通信のトラヒック量が、前記閾値より小さいと判定した場合に、前記第一のチルト角の設定の代わりに前記第一のチルト角より大きな第二のチルト角を設定する
ことを特徴とする基地局アンテナ。
A base station antenna according to claim 3,
The analyzer is
When it is determined that the traffic volume of communication by the base station is equal to or greater than a threshold, a first tilt angle is set by either a phase shift tilt or a mechanical tilt,
When it is determined that the traffic volume of communication by the base station is smaller than the threshold, a second tilt angle larger than the first tilt angle is set instead of setting the first tilt angle. And base station antenna.
請求項3に記載の基地局アンテナであって、
前記分析装置は、
前記基地局による通信の無線リソース使用率が、第一の値よりも大きい場合、移相式チルトによるチルト角を設定し、
前記基地局による通信の無線リソース使用率が、前記第一の値より小さい第二の値以下の場合、機械式チルトによるチルト角を設定し、
前記基地局による通信の無線リソース使用率が、前記第二の値よりも大きく、前記第一の値以下の場合、移相式チルトと機械式チルトの両方によるチルト角を設定する
ことを特徴とする基地局アンテナ。
A base station antenna according to claim 3,
The analyzer is
If the radio resource usage rate of communication by the base station is larger than the first value, set the tilt angle by phase shift tilt,
If the radio resource usage rate of communication by the base station is less than or equal to the second value smaller than the first value, set the tilt angle by mechanical tilt,
When the radio resource usage rate of communication by the base station is greater than the second value and less than or equal to the first value, a tilt angle is set by both phase shift tilt and mechanical tilt. Base station antenna.
請求項7に記載の基地局アンテナであって、
前記分析装置は、
前記基地局による通信の無線リソース使用率が、前記第二の値よりも大きく、前記第一の値以下の場合、前記基地局による通信の無線リソース使用率が大きいほど、機械式チルトによるチルト角が小さくなり、移相式チルトによるチルト角が大きくなるように設定する
ことを特徴とする基地局アンテナ。
A base station antenna according to claim 7,
The analyzer is
When the radio resource usage rate of communication by the base station is greater than the second value and less than or equal to the first value, the tilt angle by mechanical tilt increases as the radio resource usage rate of communication by the base station increases. The base station antenna is characterized in that the angle is set to be small and the tilt angle by the phase-shift tilt is increased.
請求項8に記載の基地局アンテナであって、
前記分析装置は、
前記基地局による通信の無線リソース使用率が、前記第二の値よりも大きく、前記第一の値以下の場合、機械式チルトによるチルト角と移相式チルトによるチルト角の合計値が、前記基地局による通信の無線リソース使用率に関わらず一定になるように設定し、
前記基地局による通信の無線リソース使用率が前記第一の値よりも大きい場合の移相式チルトによるチルト角を、前記基地局による通信の無線リソース使用率が前記第二の値以下の場合の機械式チルトによるチルト角より大きくなるように設定する
ことを特徴とする基地局アンテナ。
A base station antenna according to claim 8,
The analyzer is
When the radio resource usage rate of communication by the base station is greater than the second value and less than or equal to the first value, the total value of the tilt angle by mechanical tilt and the tilt angle by phase shift tilt is Set to be constant regardless of the radio resource usage rate of communication by the base station,
When the radio resource usage rate of communication by the base station is larger than the first value, the tilt angle by the phase-shift tilt is used, and when the radio resource usage rate of communication by the base station is less than or equal to the second value, A base station antenna set to be larger than a tilt angle by mechanical tilt.
請求項9に記載の基地局アンテナであって、
前記分析装置は、
無線リソース使用率の範囲と機械式チルトによるチルト角と移相式チルト角によるチルト角との関係が記録された情報を有し、
前記基地局による通信の無線リソース使用率を含む前記情報に記録された無線リソース使用率の範囲を特定し、前記情報において特定された範囲に関係付けられた機械式チルトによるチルト角と移相式チルト角によるチルト角を取得して設定する
ことを特徴とする基地局アンテナ。
The base station antenna according to claim 9, wherein
The analyzer is
It has information that records the relationship between the range of radio resource usage, the tilt angle by mechanical tilt and the tilt angle by phase shift tilt angle,
The range of the radio resource usage rate recorded in the information including the radio resource usage rate of communication by the base station is specified, and the tilt angle and the phase shift type by the mechanical tilt related to the range specified in the information A base station antenna that obtains and sets a tilt angle according to a tilt angle.
分析装置と複数の基地局アンテナのアンテナ制御方法であって、
前記分析装置は、
前記複数の基地局アンテナによる通信のトラヒック量または無線リソース使用率に応じて、前記複数の基地局アンテナへ指示し、
複数のアンテナ素子をそれぞれ備えた前記複数の基地局アンテナのそれぞれは、
前記分析装置の指示に基づき、前記複数のアンテナ素子の物理的な傾きを制御してチルト角を変更する機械式チルトと、前記複数のアンテナ素子間の位相差を制御してチルト角を変更する移相式チルトを制御する
ことを特徴とするアンテナ制御方法。
An antenna control method for an analyzer and a plurality of base station antennas,
The analyzer is
Instructing the plurality of base station antennas according to the traffic volume or radio resource usage rate of communication by the plurality of base station antennas,
Each of the plurality of base station antennas each having a plurality of antenna elements,
Based on an instruction from the analyzer, a mechanical tilt that changes a tilt angle by controlling a physical tilt of the plurality of antenna elements, and a tilt angle that changes a phase difference between the plurality of antenna elements. An antenna control method comprising controlling phase-shifting tilt.
請求項11に記載のアンテナ制御方法であって、
前記分析装置は、
前記複数の基地局アンテナそれぞれのトラヒック量または無線リソース使用率に応じて、前記複数の基地局アンテナそれぞれへ指示する
ことを特徴とするアンテナ制御方法。
The antenna control method according to claim 11, comprising:
The analyzer is
An antenna control method comprising: instructing each of the plurality of base station antennas according to a traffic amount or a radio resource usage rate of each of the plurality of base station antennas.
請求項11に記載のアンテナ制御方法であって、
前記分析装置は、
前記複数の基地局アンテナそれぞれのトラヒック量または無線リソース使用率の平均値を基に、前記複数の基地局アンテナに同じ指示をする
ことを特徴とするアンテナ制御方法。
The antenna control method according to claim 11, comprising:
The analyzer is
An antenna control method, wherein the same instruction is given to the plurality of base station antennas based on a traffic amount of each of the plurality of base station antennas or an average value of a radio resource usage rate.
請求項11に記載のアンテナ制御方法であって、
前記分析装置は、
前記複数の基地局アンテナそれぞれのトラヒック量または無線リソース使用率を判定し、判定の結果の多数決を基に、前記複数の基地局アンテナに同じ指示をする
ことを特徴とするアンテナ制御方法。
The antenna control method according to claim 11, comprising:
The analyzer is
An antenna control method comprising: determining a traffic amount or a radio resource usage rate of each of the plurality of base station antennas; and issuing the same instruction to the plurality of base station antennas based on a majority of the determination results.
請求項11に記載のアンテナ制御方法であって、
前記分析装置は、
前記複数の基地局アンテナそれぞれのトラヒック量または無線リソース使用率のいずれか1つを基に、前記複数の基地局アンテナに同じ指示をする
ことを特徴とするアンテナ制御方法。
The antenna control method according to claim 11, comprising:
The analyzer is
An antenna control method comprising: giving the same instruction to the plurality of base station antennas based on any one of a traffic amount and a radio resource usage rate of each of the plurality of base station antennas.
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