JP3042614B2 - Ｃｄｍａ移動通信システムにおけるセル構成方法およびｃｄｍａ移動通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号分割多元接続
（Code Division Multiple Access、以下ＣＤＭＡとい
う）移動通信システムにおけるセル構成方法およびＣＤ
ＭＡ移動通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】移動無線通信システムにおける収容移動
局数を増加させる有効な手段の１つにマイクロセル方式
がある。マイクロセル方式では、セルの細分化を行い、
１セルがカバーする領域を縮める。セル領域を狭める
程、周波数利用効率が上昇し、収容局数の増加が期待出
来る。しかし、セル領域が小さくなる程、その場所の環
境（高層ビルや道路等）や人口分布に大きく影響を受け
ることとなる。例えば、数百ｍ毎に基地局を設置しよう
とした場合、建造物や道路等の制限を受け、規則的に配
置することは困難となる。また、電波伝播も環境の影響
を受ける為、形成されるセルの形状はセル毎に不均一と
なる。さらに、無線通信を行うユーザの分布もセル毎に
異なってくる。例えば、駅前や繁華街のような定常的に
ユーザ数の多い場所、官庁街のように週日のみ分布の高
い場所や郊外のような比較的分布の低い場所等が考えら
れる。このようなセル形状の不均一やユーザ数のばらつ
きにより、１セルが受け持つトラヒック量（移動局数や
データ量の総量）はセル毎に不均一となる。このような
トラヒックの不均一性があると、システム全体としての
効率を低下させる原因となり、収容局数の低下を引き起
こす。

【０００３】一般に、ＦＤＭＡ（Frequency Division M
ultiple Access）方式やＴＤＭＡ（Time Division Mult
iple Access）方式では、上述したようなトラヒックの
不均一性に対処するために次のような方法が検討されて
いる。まず、設計段階においては、トラヒック分布に応
じたセル構成やチャネル割当てが検討されている。トラ
ヒック分布が高い地域には、基地局を多く配置して各セ
ル領域を小さく設定したり、基地局でのチャネル数を多
く設定することにより、最も効率良くチャネルを使用で
きるようにチャネル割り当てが行われている。また、シ
ステム導入後に理想的なチャネル割り当てができなくな
ったときにチャネルの再割り当てを行うことができるチ
ャネル棲み分け法等の方法が検討されている。さらに、
短周期のトラヒック変動に対して適応的にチャネルを配
置するダイナミックチャネル割当て方式も検討されてい
る。

【０００４】一方、ＣＤＭＡ方式においてもトラヒック
の不均一性はシステム効率を低下させる原因となるた
め、トラヒック分布に応じてセルを構成することが考え
られる。ＣＤＭＡ方式では、全移動局が同一の周波数帯
域を使用することから上り回線における送信電力制御は
必須技術となる。即ち、基地局において受信電力が常に
一定となるように各移動局はその送信電力の制御を行
う。この場合の上り回線の通信品質（SIR）は、次の式
（１）により表される。

【数１】 ただし、ここでは熱雑音は考慮していない。また、Ｓは
信号電力であり、送信電力制御での上り回線受信目標電
力となる。Ａは自己セル内の他移動局数、Ｂは隣接セル
からの総干渉量を示す。

【０００５】このようなＣＤＭＡ方式において、不均一
トラヒックにより自己セル内にある移動局数（上記式
（１）におけるＡ）が増加することで通信品質SIRが劣
化する。ＣＤＭＡ方式は全局が同一の周波数帯域を使用
するシステムであり、自己セル内の他局からの干渉と共
に隣接するセルからの干渉によっても特性が決定され
る。隣接するセルからの干渉（上記式（１）における
Ｂ）が増加した場合も、通信品質SIRの劣化となる。逆
に、トラヒック量が少ない基地局では、SIRは品質の保
証値よりもかなり良い値となり、システム全体では効率
の低下となる。

【０００６】このようなトラヒックの不均一によるシス
テム効率の低下を解決するために、トラヒックの多い地
域に基地局を多く配置し、そのセル領域を狭めることが
考えられる。しかし、セル領域の大きい基地局の隣に領
域の小さい基地局を配置した場合、領域の大きいセル内
の移動局、特にセル端にいる移動局の送信電力は大きく
なり、これが干渉（式（１）のＢ）となって隣接する小
セルの通信品質を悪化させてしまう。そこで、通信品質
の劣化した基地局において目標電力（式（１）のＳ）を
高く設定することで、通信品質を改善させることが考え
られるが、目標電力を高くすることは、逆に隣接するセ
ルへの干渉の増加となる。

【０００７】そこで、トラヒックがある基地局に集中
し、該基地局において通信品質の劣化が生じた場合、そ
れを基準値まで改善し、逆に、ある基地局におけるトラ
ヒックが減少しその通信品質が過剰なものとなった場
合、その通信品質を基準値まで戻すように、基地局のパ
イロット信号送信電力と上り回線受信目標電力を制御す
ることにより、各基地局における通信品質を均一に維持
する信号電力制御方法が本発明者らにより提案されてい
る（特開平７−２７３７２２号公報）。この方法によれ
ば、トラヒックの変動に対応してセルの構成をダイナミ
ックに追従させ、各基地局における通信品質が均一にな
るように制御することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記提案されている方
法によれば、短周期のトラヒックの変動に対応してダイ
ナミックにセルサイズを変更し、各基地局における上り
回線通信品質が基準値になるように制御しているため、
システム全体の効率の低下を防止することができる。と
ころが、トラヒック分布に大きな偏りがあった場合、前
記提案されている方法では追従できない、あるいは、非
常に大きなダイナミックレンジが必要となる。したがっ
て、トラヒック分布に応じた基地局配置、セル領域設計
が必要となる。通常は、当該エリア内の電波伝播特性等
の測定結果および当該エリア内の人口分布等を参考にし
ながら、手入力あるいは何らかのツールを用いて、基地
局の配置および各基地局のカバーするセルの大きさを決
定していた。しかしながら、実際には、前述のように、
建造物や道路等の制限により任意の場所に基地局を配置
することは困難であり、また、伝播環境も非常に複雑な
ものとなるので、理想的な状態に基地局を配置すること
あるいはセルの形状を構成することは困難である。さら
に、設計時において理想的なものとしても、建物の増加
や減少、道路の新設等のシステム導入後の環境の変化に
より効率が劣化することがある。これにより、収容局数
が低下することとなる。

【０００９】そこで、本発明は、ＣＤＭＡ通信システム
の設計段階において、パイロット信号送信電力および上
り回線受信目標電力を適切に設定することによって移動
局の分布および伝播環境に適したセル構成として、基地
局間の通信品質差を是正しシステム全体の通信品質を良
好に保つＣＤＭＡ通信システムにおけるセル構成方法を
提供することを目的としている。また、システム導入後
の環境変化に対して、パイロット信号送信電力および目
標電力を再設定することにより、基地局間の通信品質差
をなくし、システムの効率を維持することができるよう
にしたＣＤＭＡ通信システムにおけるセル構成方法およ
びＣＤＭＡ通信システムを提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のＣＤＭＡ移動通信システムにおけるセル構
成方法は、各基地局のパイロット信号送信電力および上
り回線受信目標電力を制御することによりＣＤＭＡ移動
通信システムにおけるセル構成を制御する方法であっ
て、（１）各基地局における上り回線通信品質と全基地
局における上り回線通信品質の平均値との差分値をもと
に各基地局のパイロット信号送信電力の更新を行うステ
ップ、（２）各基地局における上り回線通信品質と全基
地局における上り回線通信品質の平均値との差分値をも
とに各基地局の上り回線受信目標電力の更新を行うステ
ップ、（３）上記ステップ（１）およびステップ（２）
を各基地局における上り回線通信品質が同等となるまで
繰り返し実行するステップ、および（４）前記ステップ
（１）〜（３）により各基地局におけるパイロット信号
送信電力および上り回線受信目標電力を決定するステッ
プを有するＣＤＭＡ移動通信システムにおけるセル構成
方法である。

【００１１】また、管轄する移動局におけるパイロット
信号受信電力の最低値とシステムにおいて設定されてい
るパイロット信号受信電力しきい値とを比較し、前記パ
イロット信号受信電力の最低値と前記パイロット信号受
信電力しきい値との差分値をもとに当該基地局のパイロ
ット信号送信電力の更新を行うステップを有するもので
ある。さらに、各基地局に接続されている移動局数を計
数し、該移動局数とエリア全体における移動局数と前記
基地局数とから算出した１基地局当たりの平均接続移動
局数との差分値により、各基地局におけるパイロット信
号送信電力の更新を行うステップを有するものである。
さらにまた、各基地局における上り回線通信品質と前記
全基地局における上り回線通信品質の平均値との差分値
をもとに各基地局の設置位置の更新を行うステップを有
するものである。さらにまた、ＣＤＭＡ移動通信システ
ムが設置されるエリア内における移動局数の予想分布と
伝播特性の測定値に基づいてシミュレーションモデルを
作成し、該シミュレーションモデル上において実行され
ることを特徴とするものである。さらにまた、各基地局
に上り回線通信品質を測定する手段を設け、運用されて
いるシステムにおいて実行されるものである。

【００１２】さらにまた、本発明のＣＤＭＡ移動通信シ
ステムは、各基地局は、上り回線通信品質を測定する手
段を有し、該上り回線通信品質測定手段により測定した
自局の上り回線通信品質と全基地局についての前記上り
回線通信品質の平均値との差分値に基づいて、自局のパ
イロット信号送信電力および上り回線受信目標電力の更
新を行うように構成されており、各基地局における上り
回線通信品質が前記通信品質の平均値に収束するまで前
記パイロット信号送信電力および上り回線受信目標電力
の更新を繰返し行うことにより、各基地局におけるパイ
ロット信号送信電力および上り回線受信目標電力を決定
するように構成されているものである。

【００１３】さらにまた、統括局がエリア内の全ての基
地局における前記上り回線通信品質測定値を管理し、前
記全基地局についての上り回線通信品質の平均値を算出
するようになされているものである。さらにまた、前記
各基地局におけるパイロット信号送信電力および上り回
線受信目標電力の更新は、基地局の増設、故障あるいは
撤去などの基地局の数の増減が発生した場合に実行さ
れ、新たに各基地局におけるパイロット信号送信電力お
よび上り回線受信目標電力が決定されるようになされて
いるものである。さらにまた、前記各基地局は、管轄す
る移動局におけるパイロット信号受信電力の最低値とシ
ステムにおいて設定されているパイロット信号受信電力
しきい値とを比較し、前記パイロット信号受信電力の最
低値と前記パイロット信号受信電力しきい値との差分値
をもとに各基地局のパイロット信号送信電力の更新を行
うように構成されているものである。さらにまた、前記
各基地局は、自局に接続されている移動局数を計数し、
該移動局数と前記エリア全体における移動局数と前記基
地局数とから算出された１基地局当たりの平均接続移動
局数との差分値により、前記パイロット信号送信電力の
更新を行うように構成されているものである。

【００１４】ＣＤＭＡ移動通信システムのシステム設計
時において、そのシステムが設置されるエリアでの移動
局数の分布が予想でき、それら移動局から設置される基
地局までの伝播損失が既知であるとして、各基地局にお
ける通信品質とその平均値からの差分値をもとに各基地
局のパイロット信号送信電力の更新を行い、さらに各基
地局における通信品質とその平均値からの差分値をもと
に各基地局の上り回線受信目標電力の更新を行い、上記
動作を各基地局での通信品質が同等となるまで繰返し行
うことで、各基地局でのパイロット信号送信電力ならび
に上り回線受信目標電力を決定することができる。ま
た、運用されているシステムにおいて、統括局が各基地
局の通信品質の管理を行い、実際に測定された通信品質
情報をもとに上記の処理を行うことで、各基地局でのパ
イロット信号送信電力ならびに上り回線受信目標電力を
決定することができる。さらに、運用されているシステ
ムにおいて、基地局が増設された場合または故障、撤去
された場合に、上記の方式を用いることで、新たに各基
地局でのパイロット信号送信電力ならびに上り回線受信
目標電力を決定することができる。

【００１５】さらにまた、上記の処理において、パイロ
ット信号受信電力しきい値または最大接続移動局数を設
けることで、各基地局でのパイロット信号送信電力なら
びに上り回線受信目標電力を決定することができる。さ
らにまた、上記の処理において、各基地局における通信
品質とその平均値からの差分値をもとに基地局の設置位
置の更新を行い、さらに各基地局でのパイロット信号送
信電力ならびに上り回線受信目標電力を決定することが
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明のＣＤＭＡ移動通信システ
ムにおけるセル構成方法およびＣＤＭＡ移動通信システ
ムについて説明する前に、まず、各基地局におけるパイ
ロット信号送信電力および上り回線受信目標電力を制御
することによりセル構成を制御し、各基地局における上
り回線通信品質SIRを制御する方法について、図２を参
照して説明する。図示するように基地局ＢＳ０〜ＢＳ２
を仮定する。図２の（ａ）は各基地局のパイロット信号
送信電力PPS0〜PPS2と移動局におけるパイロット信号受
信電力RP0〜RP2の関係を示す図である。この図２の
（ａ）に示すように、パイロット信号受信電力RP0〜RP2
は基地局からの距離とともに減衰していく。各移動局は
各基地局ＢＳ０〜ＢＳ２からのパイロット信号を受信
し、パイロット信号受信電力RP0〜RP2の最も強い基地局
と接続する。このため、隣接する基地局からのパイロッ
ト信号受信電力との交点がセル境界CL0-1、CL1-2とな
る。ここで、基地局ＢＳ１のセル内における移動局の分
布が高く、基地局ＢＳ１における通信品質SIRが悪いも
のとする。このとき、基地局ＢＳ１がそのパイロット信
号送信電力PPS1を小さく設定することにより、前記セル
境界CL0-1、CL1-2はＢＳ１側に近づき、ＢＳ１でのセル
領域は小さいものとなる。逆に、隣接するＢＳ０および
ＢＳ２でのセル領域は大きくなる。

【００１７】図２の（ｂ）は基地局ＢＳ０〜ＢＳ２にお
ける上り回線受信目標電力TPR0〜TPR2と該目標電力を満
足するための移動局送信電力TM0〜TM2の関係を示した図
である。前述のように基地局ＢＳ０およびＢＳ２でのセ
ル領域が大きく設定された結果、セル境界CL0-1、CL1-2
付近に存在する移動局の送信電力TM０およびTM２が増大
するため、これらの移動局から基地局ＢＳ１への干渉が
大きくなり、ＢＳ１における通信品質SIRを劣化させ
る。このため、基地局ＢＳ１では、図示するように、上
り回線受信目標電力TPR1をTPR0、TPR2と比較して大きく
設定することで隣接セルに対する対干渉特性を改善させ
る。このように、パイロット信号送信電力PPSならびに
上り回線受信目標電力TPRを適切に設定することによ
り、基地局間の通信品質差を是正することが出来る。

【００１８】［第１の実施の形態］本発明のＣＤＭＡ移
動通信システムにおけるセル構成方法の第１の実施の形
態について、図１を参照して説明する。なお、この図１
において説明する手順は、ＣＤＭＡ移動通信システムを
設計する場合およびシステム運用開始後のいずれにおい
ても実行することができるものであるが、まず、ＣＤＭ
Ａ移動通信システムを設計する場合における基地局パラ
メータを決定するものとして説明する。なお、ここで
は、各基地局の配置位置はすでに何らかの方法により決
定されているものとする。また、移動局数の分布も既知
であり、移動局と各基地局間での伝播損失も事前の電界
強度調査等で既知であるとする。この図１に示す手順
は、シミュレーションにより実行されることとなる。図
３は、このシミュレーションモデルを説明するための図
である。図３に示すように当該エリア内を細かく分割
し、各分割エリアをＳｋ（ｋ＝１〜Ｎ）で表す。分割さ
れた各エリアＳｋ内では、移動局分布の偏りはないもの
とする。また、各分割エリアＳｋ内での移動局数の平均
がわかっており、各エリアＳｋ内の移動局と各基地局Ｂ
Ｓｍ（ｍ＝１〜Ｍ）間の伝播損失Loss_kmは、測定等に
より既知とする。

【００１９】このように設定されたシミュレーションモ
デル上に各基地局ＢＳｍ（ｍ＝１〜Ｍ）を配置し（ステ
ップＳ１）、移動局もそれぞれのエリアＳｋ（ｋ＝１〜
Ｎ）内における分布に応じて配置する（ステップＳ
２）。続いて、ステップＳ３に進む。ここでは、まず、
各基地局ＢＳ１〜ＢＳＭにパイロット信号送信電力PPS1
〜PPSMの初期値を与え、該パイロット信号送信電力に基
づいて、各移動局の接続先基地局を決定する。そして、
各基地局ＢＳ１〜ＢＳＭに基地局上り回線受信目標電力
の初期値を与え、該基地局上り回線受信目標電力の初期
値より、その電力値を満足させるように各移動局の送信
電力を決定する。

【００２０】このように決定された各移動局の送信電力
に基づいて、各基地局での上り回線通信品質SIRを算出
する。この通信品質SIRは、次の式（２）により算出さ
れる。

【数２】 ここで、基地局数をＭ、各セル内の移動局数をＮｍとす
る。Ｎｍは各セル毎に異なる。測定を行っている基地局
をＢＳＧとして、その接続移動局数をＮ_Gとする。Pt_mj
は、隣接セル内の各移動局の送信電力で、それぞれ接続
されている基地局ＢＳｍに対し送信電力制御されてい
る。移動局が分割エリアＳｋ内に存在するとして、現在
測定を行っている基地局ＢＳＧまでの伝播損失をLoss_k
Gとする。この伝播損失値は測定等の手段より得られて
いる。なお、上記式（２）では、隣接セル干渉を他の全
てのセル、すなわち（Ｍ−１）個のセルより求めている
が、計算量を減らすために干渉信号の届く範囲までとし
ても構わない。このような通信品質SIRの測定（算出）
を全基地局ＢＳ１〜ＢＳＭについて行う。以上が、ステ
ップＳ３において実行される処理である。

【００２１】次に、前記ステップＳ３において算出した
全基地局でのSIR測定値SIR₁〜SIR_Mよりその平均通信品
質SIRavを求める（ステップＳ４）。そして、この平均
値SIRavと各基地局における通信品質測定値SIR_m（ｍ＝
１〜Ｍ）との差分を求める（ステップＳ５）。基地局Ｂ
ＳＧにおける差分値D_SIR_Gは、次の式（３）により表さ
れる。

【数３】

【００２２】このように算出した各基地局の通信品質の
差分値D_SIR_m（ｍ＝１〜Ｍ）が全て０あるいは微少な値
であり、前記平均値SIRavと同等であると判断されたと
きは、そのときの前記パイロット信号送信電力PPS_m（ｍ
＝１〜Ｍ）および基地局上り回線受信目標電力TPR_m（ｍ
＝１〜Ｍ）を各基地局のパイロット信号送信電力および
上り回線受信目標電力として決定する。

【００２３】一方、前記各基地局の上り回線通信品質の
差分値D_SIR_m（ｍ＝１〜Ｍ）のうちの１つでも、前記平
均値SIRavと同等ではないときには、該差分値D_SIR₁〜D
_SIR_Mに基づいて、各基地局におけるパイロット信号送
信電力PPS₁〜PPS_Mおよび上り回線受信目標電力TPR₁〜TP
R_Mの更新を行う。ここでは、更新の対象を指示するため
のフラグｉが設けられており、該フラグｉが１のときは
パイロット信号送信電力の更新が行われ、ｉが２のとき
は上り回線受信目標電力の更新が行われるようになされ
ている。このフラグｉの初期値は例えば１とされてお
り、最初は、ステップＳ６に進み、前記算出した差分値
D_SIR_mを用いて、各基地局について、そのパイロット信
号送信電力PPS_mが更新される。基地局ＢＳＧを例にとれ
ば、この更新は、次の式（４）に基づいて行われる。

【数４】 ここで、PPS_G∧は更新前の電力値、α１は更新係数であ
る。なお、この更新係数α１として小さい値を用いるこ
とにより逐次更新を行うのが望ましい。続いて、フラグ
ｉに１を加算する（ステップＳ７）。

【００２４】そして、再び前記ステップＳ３にもどり、
更新されたパイロット信号を用いて、各移動局の基地局
への再接続を行い、再度各基地局における上り回線通信
品質SIRmの測定を行う。続いて、ステップＳ４におい
て、全基地局での測定値より新たな平均通信品質SIRav
を求める。そして、ステップＳ５において、この平均値
と各基地局におけるSIR測定値との差分を求める。そし
て、全ての基地局についてその通信品質の差分が前記平
均値と同等となっていないときは、上り回線受信目標電
力の更新処理を行う。すなわち、このときは前記フラグ
ｉが２とされているため、ステップＳ８に進み、該新た
な通信品質差分値D_SIR_mを用いて、今度は、各基地局に
ついて上り回線受信目標電力TPR_mの更新を行う。基地局
ＢＳＧを例にとれば、この上り回線受信目標電力TPR_Gの
更新は、次の式（５）により行われる。

【数５】 ここで、α２は更新係数である。なお、この更新係数α
２は先のα１と同一の値としてもよい。そして、前記フ
ラグを１とする（ステップＳ９）。そして、前記ステッ
プＳ８において更新された各基地局の上り回線受信目標
電力TPR_mを満足するように、各移動局の送信電力を更新
する。

【００２５】そして、前記ステップＳ３に戻り、再度各
基地局での通信品質SIRの測定を行い、前述した動作を
各基地局での通信品質差D_SIR_mが無くなるまで、あるい
は無くなったとみなせるまで繰り返す。このようにして
最終的に得られたパイロット信号送信電力PPS_m、上り回
線受信目標電力TPR_m（ｍ＝１〜Ｍ）を各基地局における
設計値として用いる。

【００２６】上で求めた設計値を用いることで、トラヒ
ックの不均一に伴う基地局間の通信品質差を少なくする
ことが可能となる。また、上述したセル構成方法によ
り、各基地局が管理する移動局数のばらつきも少なくな
るため、基地局での無線ユニット数（最大接続局数）の
設計も容易となる。なお、移動局の分布が時間によって
異なる場合で、その分布が既知の場合、例えば、日中と
夜間で異なる場合、週日と週末で異なる場合等では、幾
つかの分布において前記設計値を求め、それらを時間に
応じて変更することも可能である。

【００２７】また、システム運用開始後に、設計時より
移動局の分布状態や伝播状況が変わってしまった場合に
は、再度同様の処理を行い、各パラメータ値を変更する
ことで、移動局分布に応じたシステムの構築が可能とな
る。

【００２８】［第２の実施の形態］次に、本発明におけ
る他の実施の形態について図４を参照して説明する。こ
こでは、設計段階において移動局の分布が予測できない
場合や伝播測定が出来ない場合を考える。また、前述し
た第１の実施の形態により求めた設計値を用いた結果、
予測できない誤差等により通信品質の測定値が設計値と
大きく異なるような場合、あるいは、基地局設置後に建
造物等が建ち、伝播環境が変わった場合を考える。この
実施の形態においては、実際のシステムを運用しなが
ら、前述した図１の処理を行う。図４において、制御を
行う基地局１〜Ｎは、１つの統括局または交換機１０に
より管理されている。各基地局１〜Ｎではそれぞれ自局
の通信品質SIR_t（ｔ＝１〜Ｎ）の測定を行い、該測定結
果を統括局１０に通知する。統括局１０では、全基地局
からの通信品質情報SIR_tよりその平均値SIRavを求め、
それを各基地局１〜Ｎに通知する。各基地局１〜Ｎでは
該平均値SIRavと自局における測定値SIR_tの差分結果D_S
IR_tを基に、パイロット信号送信電力PPS_tならびに上り
回線受信目標電力TRP_tの更新を行う。なお、これらの更
新を統括局が行い、更新された値を各基地局に通知する
ようにしてもよい。上記動作を各基地局１〜Ｎでの通信
品質が同等となるまで繰り返す。この場合、実際に運用
されているシステムを用いるため、移動局の発生間隔や
発生位置にばらつきが生じ、移動局の移動やハンドオフ
により基地局での通信品質は大きく変動することとな
る。このため、通信品質の測定はある程度長い間隔で行
い、平均をとることで、ばらつきの影響を抑制する。

【００２９】この実施の形態における各基地局１〜Ｎで
の装置構成例を図５に示す。２１はＳＩＲ測定部であ
り、このＳＩＲ測定部２１において当該基地局ＢＳｔに
おける通信品質SIR_tの測定を行う。ここでは、前述した
理由により、比較的長い間隔で測定を行う。各基地局は
この測定結果SIR_tを前記統括局１０に通知する。統括局
１０は、各基地局からのＳＩＲ測定値SIR₁〜SIR_Nの平均
値SIRavを算出し、各基地局１〜Ｎに通知する。各基地
局では、減算器２３により、測定した自局の通信品質SI
R_tと統括局１０から通知された平均値SIRav２２との差
分値D_SIR_tを算出する。該差分値D_SIR_tは切替え器２４
を介して、まず、パイロット信号送信電力の更新値算出
部２５に入力され、関数Ｆ１()を用いてパイロット信号
送信電力の更新値D_PPS_tに変換する。ここで、関数Ｆ１
()は前記式（４）における更新係数α１に相当する。そ
して、このようにして算出された更新値D_PPS_tを用い
て、加算器２６によりパイロット信号送信電力PPS_tを更
新する。このパイロット信号送信電力に基づき、各移動
局は基地局への再接続を行うこととなる。

【００３０】そして、再度、前記ＳＩＲ測定部２１にお
いて、通信品質SIR_tの測定を行う。各基地局は、該測定
結果SIR_tを前記統括局１０に通知し、前記統括局１０か
ら通知される新たな平均値SIRavを用いて、新たな通信
品質の差分値D_SIR_tを算出する。そして、今度は、前記
切替え器２４により該通信品質の差分値D_SIR_tを上り回
線受信目標電力の更新値算出部２７に入力し、上り回線
受信目標電力の更新値D_TPR_tに変換する。この上り回線
受信目標電力の更新値D_TPR_tにより加算器２８を使用し
て、上り回線受信目標電力TPR_tの更新を行う。各移動局
は、この更新された上り回線受信目標電力に基づいて、
その送信電力の制御を行う。

【００３１】次に、各基地局１〜Ｎは再度通信品質SIR_t
を測定し、今度はパイロット信号送信電力PPS_tを更新す
る。以下、前述した過程を繰り返し、各基地局において
測定した通信品質SIR_tが前記統括局１０から通知される
平均値SIRavと等しいあるいは所定の範囲内におさまる
まで繰り返す。このシステムの運用中に実行される第２
の実施の形態により、無線システム環境が設計時と変わ
った場合でも、柔軟に対応することが可能となる。な
お、この第２の実施の形態は、前記提案されているトラ
ヒック変動に追従する信号電力制御方法（例えば、数秒
〜数分単位で実行される）と比較して、非常に長い周期
（例えば、年に数回程度）で、または、環境に変化が生
じた場合のみに実行される。

【００３２】次に、システムの導入後に、基地局が減少
あるいは増加した場合について、図６を参照して説明す
る。例えば、基地局Ｎが故障したとする。または、基地
局設置場所が何らかの原因により使用出来なくなり、基
地局Ｎを撤去したとする。このとき、統括局１０では基
地局Ｎに隣接する幾つかの基地局に対し、パイロット信
号送信電力を上げ、それまで基地局Ｎが管理していた領
域をカバーするよう命令を出す。しかし、隣接する基地
局ではセル領域を広げることにより通信品質が劣化する
ことが考えられる。このため、前記図４および図５に示
した手段を用いることで、基地局Ｎが無くなった影響を
統括局内の全基地局に分散することが可能となる。

【００３３】また、ある地域での移動局数が増加し、前
述したようなパイロット信号送信電力および上り回線受
信目標電力の制御だけでは対処出来ない場合には、その
地域に新たな基地局Ｎ＋１を追加することになる。この
ようなときには、基地局Ｎ＋１を追加することで、セル
内の移動局数や隣接セル干渉が変化し、基地局間で通信
品質のばらつきが生じる。この場合も、前記図４および
図５に示したる手段を用いることで、新規基地局設置に
伴う影響を全基地局で分散することが可能となる。

【００３４】［第３の実施の形態］本発明におけるその
他の実施の形態について、図７を参照して説明する。な
お、図７におけるステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１６、Ｓ
１７、Ｓ１８〜Ｓ２２は、前記図１におけるステップＳ
１〜Ｓ９と同一であるので、これらについての説明は省
略する。この実施の形態は、前記図１に示した実施の形
態に、制御項目としてパイロット信号受信電力を追加し
たものである。ある地点でトラヒック量が極端に多くな
ると、その地点の基地局ではパイロット信号送信電力を
低く設定する。しかし、その設定値が低すぎた場合、移
動局での受信電力が低くなり安定したパイロット信号の
捕捉が出来なくなる。このため、この実施の形態におい
ては、システムにおいて、あらかじめパイロット信号受
信電力しきい値RP_thを設けておく。これは、移動局が
パイロット信号を識別するために必要な最低限の信号電
力である。これにより、移動局での受信電力が常時しき
い値以上となるようにパイロット信号送信電力の設定を
行う。

【００３５】すなわち、各移動局で接続された基地局か
らのパイロット信号の受信電力を測定し、接続基地局に
通知する（ステップＳ１３）。各基地局では、管理する
移動局からのパイロット信号受信電力を比較し、最も低
い受信電力値RP_minを選択する。パイロット信号受信電
力しきい値RP_thと最小受信電力RP_minを比較し、差分
値D_RPを得る（ステップS１４）。この値をもって、次
の式（６）に示すように、各基地局でのパイロット信号
送信電力の更新を行う（ステップＳ１５）。

【数６】 管轄する移動局でのパイロット信号の最低受信電力RP_m
inがしきい値RP_thより大きい場合にはパイロット信号
送信電力PPS_Gを下げ、しきい値より小さい場合にはパイ
ロット信号送信電力PPS_Gを上げる。

【００３６】この制御を追加することにより、パイロッ
ト信号送信電力が大きく、移動局での受信電力が大きい
場合には、パイロット電力を下げ、基地局の送信電力を
抑制できる。逆に、パイロット信号送信電力が小さく、
安定してパイロット信号送信電力の識別が出来ない場合
には、パイロット信号送信電力を適切に上げることが出
来る。パイロット信号は基地局の識別の他、送信電力制
御やデータ信号の位相合わせに用いられるため、安定し
て受信することが必要となる。更に図１と同様に測定さ
れたＳＩＲを用いてパイロット信号送信電力ならびに上
り回線受信目標電力の更新を行う。

【００３７】［第４の実施の形態］本発明におけるさら
に他の実施の形態について図８を参照して説明する。な
お、図８におけるステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３６、Ｓ
３７、Ｓ３８〜Ｓ４２は、前記図１におけるステップＳ
１〜Ｓ９と同一であるので、これらについての説明は省
略する。この実施の形態は、前記図１に示した実施の形
態の場合と比較して、制御項目として接続移動局数が追
加されている。すなわち、各基地局で接続されている移
動局数NAをカウントする（ステップS３３）。あらかじ
め既知であるエリア全体での移動局数と全基地局数から
１基地局あたりの平均接続移動局数を算出しておく。な
お、測定値より平均を算出するようにしてもよい。この
平均接続移動局数NAavとカウントされた移動局数NAとの
比較を行い、差分値D_NAを得る（ステップＳ３４）。こ
の値を用いて各基地局でのパイロット信号送信電力の更
新を、次の式（７）に基づいて行う（ステップＳ３
５）。

【数７】 接続移動局数NAが平均接続移動局数NAavより多い場合、
その基地局ＢＳＧはパイロット信号送信電力PPS_Gを下
げ、そのセル領域を狭めることで接続移動局数を減ら
す。逆に、平均接続移動局数より少ない場合はパイロッ
ト信号送信電力を上げることで隣接基地局での余分な移
動局数をカバーする。このように各基地局での接続移動
局数を平均接続移動局数NAavに近づけることで、基地局
における無線ユニット数の設計が容易となる。

【００３８】［第５の実施の形態］その他の実施の実施
の形態を図９を参照して説明する。ここでは、基地局の
設置位置が自由に設定できるものとする。また、エリア
内の移動局の分布に大きな偏りがあるとし、均一的な基
地局の配置では対処不能な場合を考える。この実施の形
態では、前記図１の場合と同様に各基地局で通信品質SI
R_mを測定し（ステップＳ５３）、その平均を求める（ス
テップＳ５４）。そして、平均からの差分値を用いて基
地局位置の更新を行う（ステップＳ５８）。移動局分布
が最も集中し、通信品質の劣化している基地局の位置を
座標軸において（Ｘｕ，Ｙｕ）とする。そして、他の基
地局の位置を前記品質差分だけ前記最も移動局分布が集
中している移動局の位置（Ｘｕ，Ｙｕ）に近づける。他
の基地局ＢＳｉの位置を（Ｘｉ，Ｙｉ）とし、通信品質
差をD_SIR_iとすると、次の式（８）で示すように、基地
局位置（Ｘｉ，Ｙｉ）の更新を行う（ステップＳ５
６）。

【数８】 ここで、βは更新係数であり、Ｘｉ＾、Ｙｉ＾は旧位置
の座標、sg()は＋か−の記号のみを表す。即ち、Ｘｕが
Ｘｉより＋側にある場合、sg()も＋を表し、Ｘｉを＋側
に移動させる。パイロット信号送信電力、上り回線受信
目標電力の更新は前記図１の場合と同様である（ステッ
プＳ５８、Ｓ６０）。なお、基地局位置の更新に用いる
情報としては、上述した通信品質SIRの他に、接続移動
局数NAを一定とするように更新する方法も考えられる。
このように、基地局の位置を更新することでより大きな
移動局分布の偏りを持つ環境に対しても対処可能とな
る。

【００３９】［シミュレーション結果］図１０に前記第
１の実施の形態の方法を採用した場合における簡単なシ
ミュレーション結果を示す。ここでは、移動局の分布は
均一とし、基地局の配置位置がばらついている場合を示
す。横軸はセル当たりの平均呼量を示す。縦軸は４基地
局Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄでの平均通信品質を表す。点線がパイ
ロット信号送信電力および上り回線受信目標電力を全基
地局で一定とした場合、実線は前記第１の実施の形態の
方法により設計した場合を示している。図示するよう
に、電力値を一定とした点線の場合には、基地局間の品
質差が３ｄＢ程度広がっている。品質のしきい値を−１
５ｄＢとした場合、基地局Ｃでは、呼量１３［erl/cel
l］以上で品質のしきい値以下となり、基地局Ｄでは１
１．２［erl/cell］以上でしきい値となる。逆に基地局
Ａ，Ｂでは品質に余裕がある。一方、実線で示すよう
に、第１の実施の形態により設計した場合には、４つの
基地局での平均品質がほぼ同等となっていることがわか
る。このように、各基地局での通信品質を同一とするこ
とで、このシステムにおいて保証できる平均呼量等が設
定しやすくなる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＣＤＭＡ
移動通信システムにおけるセル構成方法によれば、ＣＤ
ＭＡ方式において基地局におけるパイロット信号送信電
力及び上り回線受信目標電力を通信品質やパイロット信
号受信電力、接続移動局数に応じて最適に設計すること
ができ、各基地局間の通信品質差を抑制することができ
る。したがって、システム全体の効率を高くすることが
できる。さらに、システムの運用開始後に設計時と異な
る環境条件となった場合においても、再び最適な条件に
設定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＣＤＭＡ移動通信システムにおける
セル構成方法における制御動作を説明するための図であ
る。

【図２】 基地局間の通信品質差を是正する方法の概略
を説明するための図である。

【図３】 本発明のＣＤＭＡ移動通信システムにおける
セル構成方法における前提条件を説明するための図であ
る。

【図４】 本発明のＣＤＭＡ移動通信システムにおける
概略構成を示す図である。

【図５】 図４に示したＣＤＭＡ移動通信システムにお
ける各基地局の装置構成例を示す図である。

【図６】 本発明のＣＤＭＡ移動通信システムの他の実
施形態における概略構成を示す図である。

【図７】 本発明のＣＤＭＡ移動通信システムにおける
セル構成方法の他の実施形態における制御動作を示す図
である。

【図８】 本発明のＣＤＭＡ移動通信システムにおける
セル構成方法のさらに他の実施形態における制御動作を
示す図である。

【図９】 本発明のＣＤＭＡ移動通信システムにおける
セル構成方法のさらに他の実施形態における制御動作を
示す図である。

【図１０】 本発明の第１の実施の形態を採用した場合
における効果を示す図である。

【符号の説明】

１〜Ｎ＋１ 基地局 １０ 統括局 ２１ SIR測定部 ２２ 全基地局の通信品質平均値 ２３ 減算器 ２４ 切替器 ２５ パイロット信号送信電力更新値算出部 ２６、２８ 加算器 ２７ 上り回線受信目標電力更新値算出部 ＢＳ０〜ＢＳ２ 基地局 CL0-1、CL1-2 セル境界 PPS0〜PPS2 パイロット信号送信電力 RP0〜RP2 パイロット信号受信電力 TM0〜TM2 移動機送信電力 TPR0〜TPR2 上り回線受信目標電力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−273722（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−276130（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/26 H04Q 7/04 - 7/38

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各基地局のパイロット信号送信電力お
   よび上り回線受信目標電力を制御することによりＣＤＭ
   Ａ移動通信システムにおけるセル構成を制御する方法で
   あって、次の（１）〜（４）のステップを含むことを特
   徴とするＣＤＭＡ移動通信システムにおけるセル構成方
   法。 （１）各基地局における上り回線通信品質と全基地局に
   おける上り回線通信品質の平均値との差分値をもとに各
   基地局のパイロット信号送信電力の更新を行うステッ
   プ、 （２）各基地局における上り回線通信品質と全基地局に
   おける上り回線通信品質の平均値との差分値をもとに各
   基地局の上り回線受信目標電力の更新を行うステップ、 （３）上記ステップ（１）およびステップ（２）を各基
   地局における上り回線通信品質が同等となるまで繰り返
   し実行するステップ、 （４）前記ステップ（１）〜（３）により各基地局にお
   けるパイロット信号送信電力および上り回線受信目標電
   力を決定するステップ。
2. 【請求項２】 管轄する移動局におけるパイロット信
   号受信電力の最低値とシステムにおいて設定されている
   パイロット信号受信電力しきい値とを比較し、前記パイ
   ロット信号受信電力の最低値と前記パイロット信号受信
   電力しきい値との差分値をもとに当該基地局のパイロッ
   ト信号送信電力の更新を行うステップを有することを特
   徴とする前記請求項１記載のＣＤＭＡ移動通信システム
   におけるセル構成方法。
3. 【請求項３】 各基地局に接続されている移動局数を
   計数し、該移動局数とエリア全体における移動局数と前
   記基地局数とから算出した１基地局当たりの平均接続移
   動局数との差分値により、各基地局におけるパイロット
   信号送信電力の更新を行うステップを有することを特徴
   とする前記請求項１記載のＣＤＭＡ移動通信システムに
   おけるセル構成方法。
4. 【請求項４】 各基地局における上り回線通信品質と
   前記全基地局における上り回線通信品質の平均値との差
   分値をもとに各基地局の設置位置の更新を行うステップ
   を有することを特徴とする前記請求項１記載のＣＤＭＡ
   移動通信システムにおけるセル構成方法。
5. 【請求項５】 ＣＤＭＡ移動通信システムが設置され
   るエリア内における移動局数の予想分布と伝播特性の測
   定値に基づいてシミュレーションモデルを作成し、該シ
   ミュレーションモデル上において実行されることを特徴
   とする前記請求項１〜４のいずれか１項に記載のＣＤＭ
   Ａ移動通信システムにおけるセル構成方法。
6. 【請求項６】 各基地局に上り回線通信品質を測定す
   る手段を設け、運用されているシステムにおいて実行さ
   れることを特徴とする前記請求項１〜３のいずれか１項
   に記載のＣＤＭＡ移動通信システムにおけるセル構成方
   法。
7. 【請求項７】 各基地局は、上り回線通信品質を測定
   する手段を有し、該上り回線通信品質測定手段により測
   定した自局の上り回線通信品質と全基地局についての前
   記上り回線通信品質の平均値との差分値に基づいて、自
   局のパイロット信号送信電力および上り回線受信目標電
   力の更新を行うように構成されており、 各基地局における上り回線通信品質が前記通信品質の平
   均値に収束するまで前記パイロット信号送信電力および
   上り回線受信目標電力の更新を繰返し行うことにより、
   各基地局におけるパイロット信号送信電力および上り回
   線受信目標電力を決定するように構成されていることを
   特徴とするＣＤＭＡ移動通信システム。
8. 【請求項８】 統括局がエリア内の全ての基地局にお
   ける前記上り回線通信品質測定値を管理し、前記全基地
   局についての上り回線通信品質の平均値を算出するよう
   になされていることを特徴とする前記請求項７記載のＣ
   ＤＭＡ移動通信システム。
9. 【請求項９】 前記各基地局におけるパイロット信号
   送信電力および上り回線受信目標電力の更新は、基地局
   の増設、故障あるいは撤去などの基地局の数の増減が発
   生した場合に実行され、新たに各基地局におけるパイロ
   ット信号送信電力および上り回線受信目標電力が決定さ
   れることを特徴とする前記請求項７あるいは８に記載の
   ＣＤＭＡ移動通信システム。
10. 【請求項１０】 前記各基地局は、管轄する移動局に
    おけるパイロット信号受信電力の最低値とシステムにお
    いて設定されているパイロット信号受信電力しきい値と
    を比較し、前記パイロット信号受信電力の最低値と前記
    パイロット信号受信電力しきい値との差分値をもとに各
    基地局のパイロット信号送信電力の更新を行うように構
    成されていることを特徴とする前記請求項７記載のＣＤ
    ＭＡ移動通信システム。
11. 【請求項１１】 前記各基地局は、自局に接続されて
    いる移動局数を計数し、該移動局数と前記エリア全体に
    おける移動局数と前記基地局数とから算出された１基地
    局当たりの平均接続移動局数との差分値により、前記パ
    イロット信号送信電力の更新を行うように構成されてい
    ることを特徴とする前記請求項７記載のＣＤＭＡ移動通
    信システム。