JP3742779B2 - 基地局装置およびセクタ制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基地局装置およびセクタ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１(ａ)に示すように、１つの基地局(ＢＳ)がカバーするセルを、複数の扇形ゾーン(セクタ８０１〜８０３)に分け、セクタ毎に指向性アンテナを配置した構成が、ＣＤＭＡシステムにおいて一般的に採用されている。
【０００３】
この構成によれば、アンテナの指向方向以外のセクタへの干渉を与えることが少なく、指向方向以外の移動局から到来する干渉波を除去することができ、システム容量の改善が見込まれる。
【０００４】
このセクタ構成を有する移動体通信システムにおいては、隣接するセクタ同士の境界（以下、セクタ境界という）Ｂ８１〜Ｂ８３付近では、移動局が複数のセクタと複数の通信チャネルを同時に設定し、通信を行うセクタ間ハンドオーバ(ソフターハンドオーバまたはＳＨＯ)と呼ばれる処理を行う。このＳＨＯによれば、なるべく複数のセクタとのハンドオーバ状態を維持し続けることで、ある一方のサイトとのパスが劣悪になっても、他のパスで通信を維持することができ、また、セクタ間移動においても通信を切断することなく通信状態を維持できるため、安定した通信状態を確保できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、図１１(ｂ)に示すように、移動局がセクタ境界Ｂ８３付近の角度θ８の範囲（以下、ＳＨＯ領域という）に偏って存在し、かつ、通信状態にある場合（以下、この状態をトラフィックが発生という）には、ＳＨＯ制御対象が多く存在するため、基地局は、ＳＨＯや位置登録の制御により処理負荷の増加およびリソース不足、複数のセクタから同一の移動局に対し送信するため送信電力の増加、それに伴いシステム容量の低下、という問題がある。また、同一の移動局に対して複数のセクタから信号が送信されるため下り与干渉の増加、ＳＨＯ制御のためのセクタ監視の制御が頻繁になるため処理負荷の増加、という問題もある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ＳＨＯ領域通信システムの負荷を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる基地局装置およびセクタ制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局装置は、移動局がセクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの負荷を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された負荷が所定の値以上の場合に、セクタ間の境界の位置を更新する更新手段と、を有する構成を採る。
【０００８】
この構成によれば、ＳＨＯ領域の通信システムの負荷が減少するように、セクタ間の境界を移動させるため、ＳＨＯ領域の通信システムの負荷を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【０００９】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの通信量を用いて通信システムの負荷を検出する構成を採る。
【００１０】
この構成によれば、ＳＨＯ領域における通信量を用いて通信システムの負荷を検出するため、移動局および基地局のいずれにおいても通信システムの負荷を検出することができ、本発明を実装する際の自由度を増すことができる。
【００１１】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバに使用される基地局のリソース量に基づいて通信システムの負荷を検出する構成を採る。
【００１２】
この構成によれば、ＳＨＯに使用される基地局のリソース量に基づいて通信システムの負荷を検出するため、基地局の負荷を直接的に求めることができ、本発明のセクタ制御の精度を向上させることができる。
【００１３】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバを行う領域において、通信状態にある移動局の数を計数することにより、通信システムの負荷を検出する構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、ＳＨＯ領域内の通信状態にある移動局数を計数して通信システムの負荷を検出するため、通信システムの負荷を検出する際に現状の装置の機能を利用することができ、本発明を容易に実装することができる。
【００１５】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記更新手段は、基地局を中心としてセクタを回転させることにより、前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、セクタが回転するようにセクタ間の境界を移動させるため、現状と同じセクタ構成で本発明を実現でき、容易に実現化することができる。
【００１７】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記更新手段は、一の前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、一のセクタ間の境界を移動させるため、ＳＨＯ領域変更の影響を受ける移動局の数を最小限に抑えることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【００１９】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の基地局装置において、前記更新手段は、各セクタを構成するセクタアンテナを切り替えることにより、前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、各セクタを構成するセクタアンテナを切り替えてセクタ間の境界を移動させるため、簡単な部品構成の追加により実装することができ、制御が容易である。
【００２１】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の基地局装置において、前記更新手段は、送受信に用いられるアンテナの指向性を変更することにより、前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、アンテナの指向性を変更してセクタ間の境界を移動させるため、現状の装置を利用することができ、容易に実装することができる。
【００２３】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の基地局装置において、前記セクタ間の境界の位置が前記更新手段によって更新された場合の各セクタにおける通信システムの負荷を予め推定する推定手段を有し、前記更新手段は、前記推定手段の推定結果に基づいて前記セクタ間の境界の位置を更新して更新後の各セクタにおける通信システムの負荷をより均等にする構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、セクタ間の境界を移動した後の通信システムの負荷を予想して、各セクタの通信システムの負荷がより均等となるようにセクタ間の境界を移動させるため、システムの回線容量を増加させることができる。
【００２７】
本発明のセクタ制御方法は、移動局がセクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの負荷を検出する検出ステップと、前記検出ステップによって検出された負荷が所定の値以上の場合に、セクタ間の境界の位置を更新する更新ステップと、を有するようにした。
【００２８】
この方法によれば、ＳＨＯ領域の通信システムの負荷が減少するように、セクタ間の境界を移動させるため、ＳＨＯ領域の通信システムの負荷を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、移動局がＳＨＯを行う領域、つまり、同一セル内のセクタ同士の境界付近に、通信状態にある移動局の数が多い場合に、セクタ境界の位置を変えてＳＨＯ中の移動局の数を減らすことができるように基地局のアンテナの指向性を変更することである。
【００３０】
本発明の実施の形態としては、大別して、セクタの面積を変更させずセクタの位置のみを変更（以下、セクタ回転という）させることにより、アンテナの指向性を変更する方法と、セクタ境界を移動させることにより、つまり、セクタの面積を変更させることにより（以下、セクタ境界移動という）、アンテナの指向性を変更する方法の２つがある。また、セクタ回転およびセクタ境界移動の手法としては、アンテナ素子自体を切り替える手法と、アダプティブアレーアンテナ（以下、ＡＡＡと略す）制御におけるウェイトを変更する手法がある。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、１セルあたりのセクタ数が３、１つのセクタを担当するアンテナ素子数が３、そして、各セクタを担当するアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ回転を行う場合を例にとって説明する。
【００３３】
図１において、アンテナ１０１−１〜１０１−９は、指向性を有する信号を送信および受信する。
【００３４】
切り替え部１０２は、アンテナ１０１−１〜１０１−９で受信した信号を、セクタ制御部１１７の制御により切り替えて送受信共用部１０３へ出力すると共に、送受信共用部１０３から出力される送信信号をアンテナ１０１−１〜１０１−９へ出力する。
【００３５】
送受信共用部１０３は、切り替え部１０２から出力された信号を所定の無線受信処理（ダウンコンバート等）を行って、逆拡散部１０４へ出力すると共に、拡散部１１１から出力される信号を所定の無線受信処理（アップコンバート等）を行って切り替え部１０２へ出力する。
【００３６】
逆拡散部１０４は、セクタ制御部１１７から指示された拡散コードを発生させ、送受信共用部１０３から出力される信号を逆拡散処理して乗算器１０５−１〜１０５−３へ出力する。
【００３７】
乗算器１０５−１〜１０５−３は、逆拡散部１０４から出力される信号に受信処理部１１３から出力されたＡＡＡ制御のウェイトを乗算して、加算器１０６へ出力する。
【００３８】
加算器１０６は、乗算器１０５−１〜１０５−３から出力される信号を加算し、レイク合成部１０７へ出力する。
【００３９】
レイク合成部１０７は、加算器１０６から出力される信号をレイク合成し、切り替え部１０８へ出力する。
【００４０】
切り替え部１０８は、セクタ制御部１１７の制御によりレイク合成部１０７の出力を切り替えて上位局へ送信すると共に、上位局から送信されてきた信号を変調部１０９へ出力する。
【００４１】
変調部１０９は、切り替え部１０８から出力された信号を変調し、乗算器１１０−１〜１１０−３へ出力する。
【００４２】
乗算器１１０−１〜１１０−３は、変調部１０９から出力される信号にウェイト制御部１１４から出力されたウェイトを乗算して、拡散部１１１へ出力する。
【００４３】
拡散部１１１は、セクタ制御部１１７から指示された拡散コードを発生させ、乗算器１１０−１〜１１０−３から出力された信号を拡散処理し、送受信共用部１０３へ出力する。
【００４４】
加算器１１２は、レイク合成部１０７から出力された受信信号および参照信号を加算することにより、誤差信号を生成して、受信処理部１１３へ出力する。
【００４５】
受信処理部１１３は、加算器１１２から生成された誤差信号に基づいて、参照信号と受信信号との平均自乗誤差が最小となるようにＡＡＡにおけるウェイトを算出し、乗算器１０５−１〜１０５−３へ出力する。
【００４６】
ここで、ＡＡＡ制御とは、複数のアンテナ素子を使用し、各アンテナの送受信信号に対して位相および振幅制御を行うことにより、空間的に利得の大きい方向および小さい方向を形成して必要な方向への利得を高め、不必要な方向への干渉を低減する方法であり、この技術により、アンテナの指向性パターンを自由に形成することができる。
【００４７】
ＡＡＡの受信及び送信の基本構成は、複数のアンテナの受信信号の振幅及び位相を変えて合成することにより、希望波信号の到来方向に対して指向性を有するビームパターンを生成し、この生成された受信指向性パターンで信号を受信する。また、下りリンクでは上りリンクで生成した受信アンテナのウェイトに基づいて生成した同じ指向性を有する送信アンテナウェイトを用いて下りリンクの信号を送信する。
【００４８】
ウェイトを算出するアルゴリズムとしては、例えばＬＭＳアルゴリズム、ＲＬＳアルゴリズムなどの適応アルゴリズムを用いることが可能である。なお、本発明においてはウェイトを算出するアルゴリズムはこれに限られず、種々の適応アルゴリズムを用いることができる。
【００４９】
この処理の過程において、各移動局が通信状態にあるか、また、どの方向にいるのか判断できる。この移動局に関する情報は、到来方向検出部１１６へ出力する。
【００５０】
また、算出されたウェイトは、送信信号に乗算するウェイトの算出にも利用できるため、ウェイト制御部１１４へも出力する。
【００５１】
ウェイト制御部１１４は、受信処理部１１３から出力されるウェイトに基づいて、送信信号に乗算するウェイトを算出する。ウェイト制御部１１４によって算出されたウェイトは、それぞれの乗算器１１０−１〜１１０−３へ出力する。
【００５２】
ただし、以上の構成において、送受信共用部１０３は、セクタの数だけ存在し、逆拡散部１０４、乗算器１０５−１〜１０５−３、１１０−１〜１１０−３、加算器１０６、１１２、レイク合成部１０７、変調部１０９、拡散部１１１、受信処理部１１３、およびウェイト制御部１１４は、各セクタの収容可能な移動局数分だけ存在する。
【００５３】
到来方向検出部１１６は、受信処理部１１３から出力される情報に基づいて、各移動局から送信される信号の到来方向を検出する。
【００５４】
トラフィック検出部１１５は、到来方向検出部１１６から出力される情報に基づいて、各移動局のトラフィックを検出する。
【００５５】
セクタ制御部１１７は、トラフィック検出部１１５から出力される情報に基づいて、セクタ回転をするように切り替え部１０２、１０８、拡散部１１１、および逆拡散部１０４を制御する。
【００５６】
なお、到来方向検出部１１６、トラフィック検出部１１５、セクタ制御部１１７、および切り替え部１０２、１０８の動作の詳細については後述する。
【００５７】
次いで、上記構成を有する基地局装置で送受信される信号の流れについて説明する。
【００５８】
アンテナ１０１−１〜１０１−９で受信された信号は、切り替え部１０２を経由し、送受信共用部１０３で処理され、逆拡散部１０４で逆拡散され、受信処理部１１３から出力されるウェイトを乗算され、レイク合成部１０７でレイク合成された後に、切り替え部１０８を経由して、上位局に送信される。
【００５９】
上位局より送信されてきた信号は、切り替え部１０８を経由し、変調部１０９で変調され、ウェイト制御部１１４から出力されるウェイトを乗算され指向性が形成され、拡散部１１１で拡散され、送受信共用部１０３で処理された後、切り替え部１０２を経由し、アンテナ１０１−１〜１０１−９から各移動局に送信される。
【００６０】
次に、到来方向検出部１１６、トラフィック検出部１１５、セクタ制御部１１７、および切り替え部１０２、１０８の動作について、図２に示すフローを用いて説明する。
【００６１】
到来方向検出部１１６は、受信処理部１１３から出力された移動局に関する情報を用いて、各移動局から送信される信号の到来方向を検出する（ＳＴ２０１）。
【００６２】
トラフィック検出部１１５は、到来方向検出部１１６から出力された情報を用いて、移動局ごとにトラフィックを検出する（ＳＴ２０２）。
【００６３】
セクタ制御部１１７は、トラフィック検出部１１５から出力される検出結果に基づいて、セクタ境界付近のＳＨＯ領域内で発生しているトラフィック量の集計値Ａをセクタ境界ごとに算出する（ＳＴ２０３）。
【００６４】
次に、セクタ制御部１１７は、各ＳＨＯ領域でトラフィックが多発しているか判断するため、各セクタ境界の集計値Ａが所定の閾値以上か比較する（ＳＴ２０４）。
【００６５】
そして、集計値Ａが１つでも所定の閾値以上の場合には、セクタ回転を仮に実行した場合における新セクタ内のトラフィック量の集計値Ｂをセクタごとに算出する（ＳＴ２０５）。セクタ回転の方向としては、本実施の形態では、後述の通り、時計回りと反時計回りの２パターンが考えられるので、それぞれのパターンについて集計値Ｂを算出する。
【００６６】
次に、時計回りのパターンにおいて３つ算出される集計値Ｂの分散と、反時計回りのパターンにおいて３つ算出される集計値Ｂの分散をそれぞれ求める（ＳＴ２０６）。
【００６７】
そして、２つの分散を比較し、値の少ないパターンの方にセクタを回転させることが決定される（ＳＴ２０７）。
【００６８】
しかし、セクタ回転後の新セクタにおけるＳＨＯ領域でもトラフィックが多発するような場合には、セクタ回転をする意味がないため、新セクタにおけるＳＨＯ領域内で発生しているトラフィック量の集計値Ａ’が予め算出され（ＳＴ２０８）、閾値以下である場合のみ、処理が続行される（ＳＴ２０９）。
【００６９】
セクタ制御部１１７は、ＳＴ２０７で決定された回転方向にセクタが回転するように、切り替え部１０２、１０８の切り替え制御を行う（ＳＴ２１０）。
【００７０】
次に、セクタ制御部１１７の切り替え部１０２の制御について、図３(ａ)(ｂ)および図４(ａ)(ｂ)を用いて具体的に説明する。
【００７１】
図３(ａ)(ｂ)は、本実施の形態に係る基地局装置が制御するセルのセクタ構成の一例を示した図である。
【００７２】
このセルは、セクタ境界Ｂ３１およびＢ３２に挟まれるセクタ（セクタ３０１）、セクタ境界Ｂ３２およびＢ３３に挟まれるセクタ（セクタ３０２）、セクタ境界Ｂ３３およびＢ３１に挟まれるセクタ（セクタ３０３）の３つのセクタを有しており、角度θ１、θ２、およびθ３の範囲内の領域がＳＨＯ領域、＊印が通信状態にある移動局を表している。
【００７３】
図１のアンテナ１０１−１〜１０１−９は、基地局においては、図３(ａ)に示すような位置関係で配置されている。現在、図３(ａ)のように、アンテナ１０１−１〜１０１−３が、セクタ３０１を担当し、アンテナ１０１−４〜１０１−６が、セクタ３０２を担当し、アンテナ１０１−７〜１０１−９が、セクタ３０３を担当しているものとする。
【００７４】
その後、図３(ｂ)に示すように、セクタ境界Ｂ３３付近のＳＨＯ領域でトラフィックが多発した場合には、セクタ制御部１１７は、切り替え部１０２を制御して、セクタを回転させるが、回転の方向は、図４(ａ)(ｂ)に示すように２パターン存在する。
【００７５】
図４(ａ)は、図３(ｂ)の状態から、時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図であり、図４(ｂ)は、反時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図である。
【００７６】
例えば、図４(ａ)では、アンテナ１０１−８、１０１−９、１０１−１がセクタ４０１を担当し、アンテナ１０１−２〜１０１−４がセクタ４０２を担当し、アンテナ１０１−５〜１０１−７がセクタ４０３を担当している。
【００７７】
図４(ａ)においては、各セクタの収容している移動局数が、１２、１０、１８であるのに対し、図４(ｂ)においては、９、９、２２となっており、時計回りにセクタ回転する方が、バランス良く各セクタに移動局を収容できることがわかる。
【００７８】
セクタ制御部１１７は、ＳＴ２０３〜２０７の手順により、バランス良く各セクタに移動局を収容できるセクタ回転方向を決定することができる。
【００７９】
なお、ここでは、切り替え部１０２を送受信共用部１０３の前に設置し、Ａ／Ｄ変換前のアナログ信号をスイッチ等で切り替える場合を例にとって説明したが、図５に示すように、切り替え部１０２の代わりにＡ／Ｄ変換後のデジタル信号を処理するような切り替え部５０１を送受信共用部１０３の後に設置してもよい。
【００８０】
切り替え部５０１は、セクタ制御部１１７の指示の下、内部のバスラインのアドレスを切り替えることにより、入出力を切り替える。
【００８１】
また、ここでは、到来方向検出部１１６は、各移動局から送信される信号の到来方向を受信処理部１１３の出力から検出する場合を例にとって説明したが、逆拡散部１０４の出力から到来方向推定技術を使って直接到来方向を推定する方法を用いても良い。
【００８２】
このように、本実施の形態によれば、ＳＨＯ領域の通信システムの負荷を減少するように、セクタ境界を更新するため、ＳＨＯ領域の通信システムの負荷を減少させることができる。従って、基地局としては、システムの回線容量を増加させることができ、また、移動局としては、与干渉を減少させることができる。
【００８３】
なお、ここでは、ＡＡＡ制御に使用されるアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ回転を実現する場合を例にとって説明したが、このアンテナ素子は指向性を持ったものであればよく、ＡＡＡ制御に係るアンテナに限定されない。
【００８４】
また、本実施の形態では、セクタごとに使用されるアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ回転を実現する場合を例にとって説明したが、同様の構成により、ＡＡＡにおけるウェイトを変更して、セクタ回転を行っても良い。
【００８５】
ＡＡＡにおけるウェイトを変更して、セクタ回転を行う場合、セクタ回転の自由度が高くなるので、トラフィックが多く発生している領域がセクタの中心位置、つまり、セクタ境界から離れた位置になるように回転させるＡＡＡ制御も可能である。これにより、セクタ回転が頻繁に起こることを防止することができる。
【００８６】
さらに、本実施の形態は、セクタをさらにＮ個の仮想微小セクタに分割し、その仮想微小セクタごとにトラフィック量を算出し、いずれの隣接するＮ個の仮想微小セクタをまとめて１セクタとすれば、各セクタにおいて最も万遍なく移動局を収容できるか判断して、セクタ回転を行うような構成でも良い。
【００８７】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、１セルあたりのセクタ数が３、１つのセクタを担当するアンテナ素子数が３、そして、各セクタを担当するアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ境界移動を行う場合を例にとって説明する。この基地局装置は、図１に示す基地局装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８８】
本実施の形態の特徴は、図１に示した到来方向検出部１１６およびトラフィック検出部１１５の代わりに、上位局が、ＳＨＯ制御情報をセクタ制御部１１７に提供することである。
【００８９】
上記構成を有する基地局装置の動作を、図７のフローを用いて説明する。
【００９０】
セクタ制御部１１７は、上位局、例えば、ＳＨＯを制御するＲＮＣ（Radio Network Controller）から提供されるＳＨＯ制御情報に基づいて、各移動局のトラフィックを検出する（ＳＴ７０１）。
【００９１】
次に、ＳＨＯ領域内にある移動局のトラフィック量の集計値Ａをセクタ境界ごとに算出する（ＳＴ７０２）。
【００９２】
そして、各ＳＨＯ領域でトラフィックが多発しているか判断するため、各セクタ境界の集計値Ａが所定の閾値以上か比較する（ＳＴ７０３）。
【００９３】
ＳＴ７０３で求まった集計値Ａのいずれかが閾値以上である場合には、この集計値Ａに対応するＳＨＯ領域に隣接する２つのセクタ内のトラフィック量の集計値Ｂを算出する（ＳＴ７０４）。
【００９４】
次に、ＳＴ７０４で求まった２つの集計値Ｂを比較し（ＳＴ７０５）、セクタ境界移動後の新セクタ内のトラフィック量がより均等となるように、集計値Ｂの値が大きい方へセクタ境界を移動させることを決定し（ＳＴ７０６）、この方向へセクタ境界を移動したい旨を上位局に連絡する。
【００９５】
連絡を受けた上位局は、セクタ境界移動をするように、セクタ制御部１１７経由で切り替え部１０２に指示を出し、切り替え部１０２は、セクタ境界を角度θ５移動するようにアンテナを切り替える（ＳＴ７０７）。
【００９６】
図８は、本実施の形態に係る基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図である。
【００９７】
図８に示すように、セクタ境界Ｂ７３付近で偏ってトラフィックが多く発生している場合、上記の動作により、セクタ境界をＢ７４へと移動させ、トラフィックが発生している領域にセクタ境界が重ならないように適応制御することができる。また、セクタ境界移動後のセクタ７０３が過度の移動局を収容する結果とならない方向にセクタ境界移動がされることがわかる。
【００９８】
なお、ここでは、切り替え部１０２を送受信共用部１０３の前に設置し、Ａ／Ｄ変換前のアナログ信号をスイッチ等で切り替える場合を例にとって説明したが、実施の形態１と同様に、切り替え部１０２の代わりにＡ／Ｄ変換後のデジタル信号を処理するような切り替え部５０１を送受信共用部１０３の後に設置してもよい。
【００９９】
また、実施の形態１のように、セクタ回転を本実施の形態により行うことも可能である。
【０１００】
このように、本実施の形態によれば、ＳＨＯ領域にある通信状態にある移動局の数を減少するようにセクタ間にある境界を移動させ、ＳＨＯ領域にある通信状態にある移動局の数を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【０１０１】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、１セルあたりのセクタ数が３で、ＡＡＡ制御におけるウェイトを制御することにより、セクタ境界移動を行う場合を例にとって説明する。この基地局装置は、図１に示す基地局装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
本実施の形態の特徴は、実施の形態１と実施の形態２を組み合せて、かつ、切り替え部１０２を有さず、ＡＡＡ制御におけるウェイトを制御することにより、セクタ境界移動を行うことである。
【０１０３】
次いで、上記構成を有する基地局装置の動作について説明する。
【０１０４】
図１０は、本実施の形態に係る基地局装置のセクタ境界移動の手順を示すフロー図である。なお、この手順は、図２に示す手順とＳＴ２０４まで同一であり、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０５】
セクタ制御部１１７は、ＳＴ２０４で集計値Ａのいずれかが閾値以上である場合には、この集計値Ａに対応するセクタ境界を挟む隣接する２つのセクタ内のトラフィック量の集計値Ｂをそれぞれ算出する（ＳＴ１００１）。
【０１０６】
次に、セクタ境界移動を、時計回りと反時計回りのどちらの方向に行うかを決定するため、２つの集計値Ｂを比較し、大きい値を示すセクタの方向をセクタ境界の移動方向とする（ＳＴ１００２）。
【０１０７】
そして、トラフィック量が多発している領域をＳＨＯ領域から外すことができるような、セクタ境界の移動角度を算出する（ＳＴ１００３）。この角度は、トラフィック量が多発している領域の広さに応じて毎回異なる値であり、この領域が広い場合には移動角度も大きくなる。
【０１０８】
セクタ制御部１１７は、求まった移動方向へ求まった移動角度だけセクタ境界を移動したい旨を上位局に連絡する。
【０１０９】
連絡を受けた上位局は、セクタ境界移動をするように、セクタ制御部１１７に指示を出し、セクタ制御部１１７は、受信処理部１１３にセクタ境界を求まった角度だけ移動するようなウェイトを算出させ、アンテナの指向性を切り替える（ＳＴ１００４）。
【０１１０】
なお、実施の形態１で既述したセクタ回転も本実施の形態により実施可能である。
【０１１１】
また、ここでは、到来方向検出部１１６は、各移動局から送信される信号の到来方向を受信処理部１１３の出力から検出する場合を例にとって説明したが、逆拡散部１０４の出力から到来方向推定技術を使って直接到来方向を推定する方法を用いても良い。
【０１１２】
このように、本実施の形態によれば、ＳＨＯ領域にある通信状態にある移動局の数を減少するようにセクタ間にある境界を移動させ、アンテナの指向性を制御するため、ＳＨＯ領域にある通信状態にある移動局の数を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【０１１３】
また、本実施の形態は、セクタをさらにＮ個の仮想微小セクタに分割し、その仮想微小セクタごとにトラフィック量を算出し、いずれの隣接するＮ個の仮想微小セクタをまとめて１セクタとすれば、各セクタにおいて最も万遍なく移動局を収容できるか判断して、セクタ境界移動を行うような構成でも良い。
【０１１４】
ここでは、本発明に係る基地局装置の有するアンテナ素子が、９個である場合を例にとって説明したが、１０個以上であっても良い。
【０１１５】
また、本実施の形態において、トラフィック量は、例えば、通信状態にある移動局の数、回線の通信量、または、使用されている基地局のリソース量等に基づいて算出される。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＳＨＯ領域にある通信状態にある移動局の数を減少させることができ、基地局においては、ＳＨＯ制御の負荷の低減，システムの回線容量の増加、また移動局においては、下り与干渉の減少をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る到来方向検出部、トラフィック検出部、セクタ制御部、および切り替え部の動作手順を示すフロー図
【図３】 (ａ)発明の実施の形態１に係る基地局装置が制御するセルのセクタ構成の一例を示した図 (ｂ)発明の実施の形態１に係る基地局装置が制御するセルのセクタ構成の一例を示した図
【図４】 (ａ)時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図 (ｂ)反時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図
【図５】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の動作を説明するためのフロー図
【図８】本発明の実施の形態２に係る基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図
【図９】本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態３に係る基地局装置のセクタ境界移動の手順を示すフロー図
【図１１】 (ａ)従来の基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図
(ｂ)従来の基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図
【符号の説明】
１０１−１〜１０１−９ アンテナ
１０２、１０８、５０１ 切り替え部
１１３ 受信処理部
１１４ ウェイト制御部
１１５ トラフィック検出部
１１６ 到来方向検出部
１１７ セクタ制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、基地局装置およびセクタ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１(ａ)に示すように、１つの基地局(ＢＳ)がカバーするセルを、複数の扇形ゾーン(セクタ８０１〜８０３)に分け、セクタ毎に指向性アンテナを配置した構成が、ＣＤＭＡシステムにおいて一般的に採用されている。
【０００３】
この構成によれば、アンテナの指向方向以外のセクタへの干渉を与えることが少なく、指向方向以外の移動局から到来する干渉波を除去することができ、システム容量の改善が見込まれる。
【０００４】
このセクタ構成を有する移動体通信システムにおいては、隣接するセクタ同士の境界（以下、セクタ境界という）Ｂ８１〜Ｂ８３付近では、移動局が複数のセクタと複数の通信チャネルを同時に設定し、通信を行うセクタ間ハンドオーバ(ソフターハンドオーバまたはＳＨＯ)と呼ばれる処理を行う。このＳＨＯによれば、なるべく複数のセクタとのハンドオーバ状態を維持し続けることで、ある一方のサイトとのパスが劣悪になっても、他のパスで通信を維持することができ、また、セクタ間移動においても通信を切断することなく通信状態を維持できるため、安定した通信状態を確保できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、図１１(ｂ)に示すように、移動局がセクタ境界Ｂ８３付近の角度θ８の範囲（以下、ＳＨＯ領域という）に偏って存在し、かつ、通信状態にある場合（以下、この状態をトラフィックが発生という）には、ＳＨＯ制御対象が多く存在するため、基地局は、ＳＨＯや位置登録の制御により処理負荷の増加およびリソース不足、複数のセクタから同一の移動局に対し送信するため送信電力の増加、それに伴いシステム容量の低下、という問題がある。また、同一の移動局に対して複数のセクタから信号が送信されるため下り与干渉の増加、ＳＨＯ制御のためのセクタ監視の制御が頻繁になるため処理負荷の増加、という問題もある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ＳＨＯ領域通信システムの負荷を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる基地局装置およびセクタ制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局装置は、移動局がセクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの負荷を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された負荷が所定の値以上の場合に、セクタ間の境界の位置を更新する更新手段と、を有する構成を採る。
【０００８】
この構成によれば、ＳＨＯ領域の通信システムの負荷が減少するように、セクタ間の境界を移動させるため、ＳＨＯ領域の通信システムの負荷を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【０００９】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの通信量を用いて通信システムの負荷を検出する構成を採る。
【００１０】
この構成によれば、ＳＨＯ領域における通信量を用いて通信システムの負荷を検出するため、移動局および基地局のいずれにおいても通信システムの負荷を検出することができ、本発明を実装する際の自由度を増すことができる。
【００１１】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバに使用される基地局のリソース量に基づいて通信システムの負荷を検出する構成を採る。
【００１２】
この構成によれば、ＳＨＯに使用される基地局のリソース量に基づいて通信システムの負荷を検出するため、基地局の負荷を直接的に求めることができ、本発明のセクタ制御の精度を向上させることができる。
【００１３】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバを行う領域において、通信状態にある移動局の数を計数することにより、通信システムの負荷を検出する構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、ＳＨＯ領域内の通信状態にある移動局数を計数して通信システムの負荷を検出するため、通信システムの負荷を検出する際に現状の装置の機能を利用することができ、本発明を容易に実装することができる。
【００１５】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記更新手段は、基地局を中心としてセクタを回転させることにより、前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、セクタが回転するようにセクタ間の境界を移動させるため、現状と同じセクタ構成で本発明を実現でき、容易に実現化することができる。
【００１７】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記更新手段は、一の前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、一のセクタ間の境界を移動させるため、ＳＨＯ領域変更の影響を受ける移動局の数を最小限に抑えることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【００１９】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の基地局装置において、前記更新手段は、各セクタを構成するセクタアンテナを切り替えることにより、前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、各セクタを構成するセクタアンテナを切り替えてセクタ間の境界を移動させるため、簡単な部品構成の追加により実装することができ、制御が容易である。
【００２１】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の基地局装置において、前記更新手段は、送受信に用いられるアンテナの指向性を変更することにより、前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、アンテナの指向性を変更してセクタ間の境界を移動させるため、現状の装置を利用することができ、容易に実装することができる。
【００２３】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の基地局装置において、前記セクタ間の境界の位置が前記更新手段によって更新された場合の各セクタにおける通信システムの負荷を予め推定する推定手段を有し、前記更新手段は、前記推定手段の推定結果に基づいて前記セクタ間の境界の位置を更新して更新後の各セクタにおける通信システムの負荷をより均等にする構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、セクタ間の境界を移動した後の通信システムの負荷を予想して、各セクタの通信システムの負荷がより均等となるようにセクタ間の境界を移動させるため、システムの回線容量を増加させることができる。
【００２７】
本発明のセクタ制御方法は、移動局がセクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの負荷を検出する検出ステップと、前記検出ステップによって検出された負荷が所定の値以上の場合に、セクタ間の境界の位置を更新する更新ステップと、を有するようにした。
【００２８】
この方法によれば、ＳＨＯ領域の通信システムの負荷が減少するように、セクタ間の境界を移動させるため、ＳＨＯ領域の通信システムの負荷を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、移動局がＳＨＯを行う領域、つまり、同一セル内のセクタ同士の境界付近に、通信状態にある移動局の数が多い場合に、セクタ境界の位置を変えてＳＨＯ中の移動局の数を減らすことができるように基地局のアンテナの指向性を変更することである。
【００３０】
本発明の実施の形態としては、大別して、セクタの面積を変更させずセクタの位置のみを変更（以下、セクタ回転という）させることにより、アンテナの指向性を変更する方法と、セクタ境界を移動させることにより、つまり、セクタの面積を変更させることにより（以下、セクタ境界移動という）、アンテナの指向性を変更する方法の２つがある。また、セクタ回転およびセクタ境界移動の手法としては、アンテナ素子自体を切り替える手法と、アダプティブアレーアンテナ（以下、ＡＡＡと略す）制御におけるウェイトを変更する手法がある。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、１セルあたりのセクタ数が３、１つのセクタを担当するアンテナ素子数が３、そして、各セクタを担当するアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ回転を行う場合を例にとって説明する。
【００３３】
図１において、アンテナ１０１−１〜１０１−９は、指向性を有する信号を送信および受信する。
【００３４】
切り替え部１０２は、アンテナ１０１−１〜１０１−９で受信した信号を、セクタ制御部１１７の制御により切り替えて送受信共用部１０３へ出力すると共に、送受信共用部１０３から出力される送信信号をアンテナ１０１−１〜１０１−９へ出力する。
【００３５】
送受信共用部１０３は、切り替え部１０２から出力された信号を所定の無線受信処理（ダウンコンバート等）を行って、逆拡散部１０４へ出力すると共に、拡散部１１１から出力される信号を所定の無線受信処理（アップコンバート等）を行って切り替え部１０２へ出力する。
【００３６】
逆拡散部１０４は、セクタ制御部１１７から指示された拡散コードを発生させ、送受信共用部１０３から出力される信号を逆拡散処理して乗算器１０５−１〜１０５−３へ出力する。
【００３７】
乗算器１０５−１〜１０５−３は、逆拡散部１０４から出力される信号に受信処理部１１３から出力されたＡＡＡ制御のウェイトを乗算して、加算器１０６へ出力する。
【００３８】
加算器１０６は、乗算器１０５−１〜１０５−３から出力される信号を加算し、レイク合成部１０７へ出力する。
【００３９】
レイク合成部１０７は、加算器１０６から出力される信号をレイク合成し、切り替え部１０８へ出力する。
【００４０】
切り替え部１０８は、セクタ制御部１１７の制御によりレイク合成部１０７の出力を切り替えて上位局へ送信すると共に、上位局から送信されてきた信号を変調部１０９へ出力する。
【００４１】
変調部１０９は、切り替え部１０８から出力された信号を変調し、乗算器１１０−１〜１１０−３へ出力する。
【００４２】
乗算器１１０−１〜１１０−３は、変調部１０９から出力される信号にウェイト制御部１１４から出力されたウェイトを乗算して、拡散部１１１へ出力する。
【００４３】
拡散部１１１は、セクタ制御部１１７から指示された拡散コードを発生させ、乗算器１１０−１〜１１０−３から出力された信号を拡散処理し、送受信共用部１０３へ出力する。
【００４４】
加算器１１２は、レイク合成部１０７から出力された受信信号および参照信号を加算することにより、誤差信号を生成して、受信処理部１１３へ出力する。
【００４５】
受信処理部１１３は、加算器１１２から生成された誤差信号に基づいて、参照信号と受信信号との平均自乗誤差が最小となるようにＡＡＡにおけるウェイトを算出し、乗算器１０５−１〜１０５−３へ出力する。
【００４６】
ここで、ＡＡＡ制御とは、複数のアンテナ素子を使用し、各アンテナの送受信信号に対して位相および振幅制御を行うことにより、空間的に利得の大きい方向および小さい方向を形成して必要な方向への利得を高め、不必要な方向への干渉を低減する方法であり、この技術により、アンテナの指向性パターンを自由に形成することができる。
【００４７】
ＡＡＡの受信及び送信の基本構成は、複数のアンテナの受信信号の振幅及び位相を変えて合成することにより、希望波信号の到来方向に対して指向性を有するビームパターンを生成し、この生成された受信指向性パターンで信号を受信する。また、下りリンクでは上りリンクで生成した受信アンテナのウェイトに基づいて生成した同じ指向性を有する送信アンテナウェイトを用いて下りリンクの信号を送信する。
【００４８】
ウェイトを算出するアルゴリズムとしては、例えばＬＭＳアルゴリズム、ＲＬＳアルゴリズムなどの適応アルゴリズムを用いることが可能である。なお、本発明においてはウェイトを算出するアルゴリズムはこれに限られず、種々の適応アルゴリズムを用いることができる。
【００４９】
この処理の過程において、各移動局が通信状態にあるか、また、どの方向にいるのか判断できる。この移動局に関する情報は、到来方向検出部１１６へ出力する。
【００５０】
また、算出されたウェイトは、送信信号に乗算するウェイトの算出にも利用できるため、ウェイト制御部１１４へも出力する。
【００５１】
ウェイト制御部１１４は、受信処理部１１３から出力されるウェイトに基づいて、送信信号に乗算するウェイトを算出する。ウェイト制御部１１４によって算出されたウェイトは、それぞれの乗算器１１０−１〜１１０−３へ出力する。
【００５２】
ただし、以上の構成において、送受信共用部１０３は、セクタの数だけ存在し、逆拡散部１０４、乗算器１０５−１〜１０５−３、１１０−１〜１１０−３、加算器１０６、１１２、レイク合成部１０７、変調部１０９、拡散部１１１、受信処理部１１３、およびウェイト制御部１１４は、各セクタの収容可能な移動局数分だけ存在する。
【００５３】
到来方向検出部１１６は、受信処理部１１３から出力される情報に基づいて、各移動局から送信される信号の到来方向を検出する。
【００５４】
トラフィック検出部１１５は、到来方向検出部１１６から出力される情報に基づいて、各移動局のトラフィックを検出する。
【００５５】
セクタ制御部１１７は、トラフィック検出部１１５から出力される情報に基づいて、セクタ回転をするように切り替え部１０２、１０８、拡散部１１１、および逆拡散部１０４を制御する。
【００５６】
なお、到来方向検出部１１６、トラフィック検出部１１５、セクタ制御部１１７、および切り替え部１０２、１０８の動作の詳細については後述する。
【００５７】
次いで、上記構成を有する基地局装置で送受信される信号の流れについて説明する。
【００５８】
アンテナ１０１−１〜１０１−９で受信された信号は、切り替え部１０２を経由し、送受信共用部１０３で処理され、逆拡散部１０４で逆拡散され、受信処理部１１３から出力されるウェイトを乗算され、レイク合成部１０７でレイク合成された後に、切り替え部１０８を経由して、上位局に送信される。
【００５９】
上位局より送信されてきた信号は、切り替え部１０８を経由し、変調部１０９で変調され、ウェイト制御部１１４から出力されるウェイトを乗算され指向性が形成され、拡散部１１１で拡散され、送受信共用部１０３で処理された後、切り替え部１０２を経由し、アンテナ１０１−１〜１０１−９から各移動局に送信される。
【００６０】
次に、到来方向検出部１１６、トラフィック検出部１１５、セクタ制御部１１７、および切り替え部１０２、１０８の動作について、図２に示すフローを用いて説明する。
【００６１】
到来方向検出部１１６は、受信処理部１１３から出力された移動局に関する情報を用いて、各移動局から送信される信号の到来方向を検出する（ＳＴ２０１）。
【００６２】
トラフィック検出部１１５は、到来方向検出部１１６から出力された情報を用いて、移動局ごとにトラフィックを検出する（ＳＴ２０２）。
【００６３】
セクタ制御部１１７は、トラフィック検出部１１５から出力される検出結果に基づいて、セクタ境界付近のＳＨＯ領域内で発生しているトラフィック量の集計値Ａをセクタ境界ごとに算出する（ＳＴ２０３）。
【００６４】
次に、セクタ制御部１１７は、各ＳＨＯ領域でトラフィックが多発しているか判断するため、各セクタ境界の集計値Ａが所定の閾値以上か比較する（ＳＴ２０４）。
【００６５】
そして、集計値Ａが１つでも所定の閾値以上の場合には、セクタ回転を仮に実行した場合における新セクタ内のトラフィック量の集計値Ｂをセクタごとに算出する（ＳＴ２０５）。セクタ回転の方向としては、本実施の形態では、後述の通り、時計回りと反時計回りの２パターンが考えられるので、それぞれのパターンについて集計値Ｂを算出する。
【００６６】
次に、時計回りのパターンにおいて３つ算出される集計値Ｂの分散と、反時計回りのパターンにおいて３つ算出される集計値Ｂの分散をそれぞれ求める（ＳＴ２０６）。
【００６７】
そして、２つの分散を比較し、値の少ないパターンの方にセクタを回転させることが決定される（ＳＴ２０７）。
【００６８】
しかし、セクタ回転後の新セクタにおけるＳＨＯ領域でもトラフィックが多発するような場合には、セクタ回転をする意味がないため、新セクタにおけるＳＨＯ領域内で発生しているトラフィック量の集計値Ａ’が予め算出され（ＳＴ２０８）、閾値以下である場合のみ、処理が続行される（ＳＴ２０９）。
【００６９】
セクタ制御部１１７は、ＳＴ２０７で決定された回転方向にセクタが回転するように、切り替え部１０２、１０８の切り替え制御を行う（ＳＴ２１０）。
【００７０】
次に、セクタ制御部１１７の切り替え部１０２の制御について、図３(ａ)(ｂ)および図４(ａ)(ｂ)を用いて具体的に説明する。
【００７１】
図３(ａ)(ｂ)は、本実施の形態に係る基地局装置が制御するセルのセクタ構成の一例を示した図である。
【００７２】
このセルは、セクタ境界Ｂ３１およびＢ３２に挟まれるセクタ（セクタ３０１）、セクタ境界Ｂ３２およびＢ３３に挟まれるセクタ（セクタ３０２）、セクタ境界Ｂ３３およびＢ３１に挟まれるセクタ（セクタ３０３）の３つのセクタを有しており、角度θ１、θ２、およびθ３の範囲内の領域がＳＨＯ領域、＊印が通信状態にある移動局を表している。
【００７３】
図１のアンテナ１０１−１〜１０１−９は、基地局においては、図３(ａ)に示すような位置関係で配置されている。現在、図３(ａ)のように、アンテナ１０１−１〜１０１−３が、セクタ３０１を担当し、アンテナ１０１−４〜１０１−６が、セクタ３０２を担当し、アンテナ１０１−７〜１０１−９が、セクタ３０３を担当しているものとする。
【００７４】
その後、図３(ｂ)に示すように、セクタ境界Ｂ３３付近のＳＨＯ領域でトラフィックが多発した場合には、セクタ制御部１１７は、切り替え部１０２を制御して、セクタを回転させるが、回転の方向は、図４(ａ)(ｂ)に示すように２パターン存在する。
【００７５】
図４(ａ)は、図３(ｂ)の状態から、時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図であり、図４(ｂ)は、反時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図である。
【００７６】
例えば、図４(ａ)では、アンテナ１０１−８、１０１−９、１０１−１がセクタ４０１を担当し、アンテナ１０１−２〜１０１−４がセクタ４０２を担当し、アンテナ１０１−５〜１０１−７がセクタ４０３を担当している。
【００７７】
図４(ａ)においては、各セクタの収容している移動局数が、１２、１０、１８であるのに対し、図４(ｂ)においては、９、９、２２となっており、時計回りにセクタ回転する方が、バランス良く各セクタに移動局を収容できることがわかる。
【００７８】
セクタ制御部１１７は、ＳＴ２０３〜２０７の手順により、バランス良く各セクタに移動局を収容できるセクタ回転方向を決定することができる。
【００７９】
なお、ここでは、切り替え部１０２を送受信共用部１０３の前に設置し、Ａ／Ｄ変換前のアナログ信号をスイッチ等で切り替える場合を例にとって説明したが、図５に示すように、切り替え部１０２の代わりにＡ／Ｄ変換後のデジタル信号を処理するような切り替え部５０１を送受信共用部１０３の後に設置してもよい。
【００８０】
切り替え部５０１は、セクタ制御部１１７の指示の下、内部のバスラインのアドレスを切り替えることにより、入出力を切り替える。
【００８１】
また、ここでは、到来方向検出部１１６は、各移動局から送信される信号の到来方向を受信処理部１１３の出力から検出する場合を例にとって説明したが、逆拡散部１０４の出力から到来方向推定技術を使って直接到来方向を推定する方法を用いても良い。
【００８２】
このように、本実施の形態によれば、ＳＨＯ領域の通信システムの負荷を減少するように、セクタ境界を更新するため、ＳＨＯ領域の通信システムの負荷を減少させることができる。従って、基地局としては、システムの回線容量を増加させることができ、また、移動局としては、与干渉を減少させることができる。
【００８３】
なお、ここでは、ＡＡＡ制御に使用されるアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ回転を実現する場合を例にとって説明したが、このアンテナ素子は指向性を持ったものであればよく、ＡＡＡ制御に係るアンテナに限定されない。
【００８４】
また、本実施の形態では、セクタごとに使用されるアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ回転を実現する場合を例にとって説明したが、同様の構成により、ＡＡＡにおけるウェイトを変更して、セクタ回転を行っても良い。
【００８５】
ＡＡＡにおけるウェイトを変更して、セクタ回転を行う場合、セクタ回転の自由度が高くなるので、トラフィックが多く発生している領域がセクタの中心位置、つまり、セクタ境界から離れた位置になるように回転させるＡＡＡ制御も可能である。これにより、セクタ回転が頻繁に起こることを防止することができる。
【００８６】
さらに、本実施の形態は、セクタをさらにＮ個の仮想微小セクタに分割し、その仮想微小セクタごとにトラフィック量を算出し、いずれの隣接するＮ個の仮想微小セクタをまとめて１セクタとすれば、各セクタにおいて最も万遍なく移動局を収容できるか判断して、セクタ回転を行うような構成でも良い。
【００８７】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、１セルあたりのセクタ数が３、１つのセクタを担当するアンテナ素子数が３、そして、各セクタを担当するアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ境界移動を行う場合を例にとって説明する。この基地局装置は、図１に示す基地局装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８８】
本実施の形態の特徴は、図１に示した到来方向検出部１１６およびトラフィック検出部１１５の代わりに、上位局が、ＳＨＯ制御情報をセクタ制御部１１７に提供することである。
【００８９】
上記構成を有する基地局装置の動作を、図７のフローを用いて説明する。
【００９０】
セクタ制御部１１７は、上位局、例えば、ＳＨＯを制御するＲＮＣ（Radio Network Controller）から提供されるＳＨＯ制御情報に基づいて、各移動局のトラフィックを検出する（ＳＴ７０１）。
【００９１】
次に、ＳＨＯ領域内にある移動局のトラフィック量の集計値Ａをセクタ境界ごとに算出する（ＳＴ７０２）。
【００９２】
そして、各ＳＨＯ領域でトラフィックが多発しているか判断するため、各セクタ境界の集計値Ａが所定の閾値以上か比較する（ＳＴ７０３）。
【００９３】
ＳＴ７０３で求まった集計値Ａのいずれかが閾値以上である場合には、この集計値Ａに対応するＳＨＯ領域に隣接する２つのセクタ内のトラフィック量の集計値Ｂを算出する（ＳＴ７０４）。
【００９４】
次に、ＳＴ７０４で求まった２つの集計値Ｂを比較し（ＳＴ７０５）、セクタ境界移動後の新セクタ内のトラフィック量がより均等となるように、集計値Ｂの値が大きい方へセクタ境界を移動させることを決定し（ＳＴ７０６）、この方向へセクタ境界を移動したい旨を上位局に連絡する。
【００９５】
連絡を受けた上位局は、セクタ境界移動をするように、セクタ制御部１１７経由で切り替え部１０２に指示を出し、切り替え部１０２は、セクタ境界を角度θ５移動するようにアンテナを切り替える（ＳＴ７０７）。
【００９６】
図８は、本実施の形態に係る基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図である。
【００９７】
図８に示すように、セクタ境界Ｂ７３付近で偏ってトラフィックが多く発生している場合、上記の動作により、セクタ境界をＢ７４へと移動させ、トラフィックが発生している領域にセクタ境界が重ならないように適応制御することができる。また、セクタ境界移動後のセクタ７０３が過度の移動局を収容する結果とならない方向にセクタ境界移動がされることがわかる。
【００９８】
なお、ここでは、切り替え部１０２を送受信共用部１０３の前に設置し、Ａ／Ｄ変換前のアナログ信号をスイッチ等で切り替える場合を例にとって説明したが、実施の形態１と同様に、切り替え部１０２の代わりにＡ／Ｄ変換後のデジタル信号を処理するような切り替え部５０１を送受信共用部１０３の後に設置してもよい。
【００９９】
また、実施の形態１のように、セクタ回転を本実施の形態により行うことも可能である。
【０１００】
このように、本実施の形態によれば、ＳＨＯ領域にある通信状態にある移動局の数を減少するようにセクタ間にある境界を移動させ、ＳＨＯ領域にある通信状態にある移動局の数を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【０１０１】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、１セルあたりのセクタ数が３で、ＡＡＡ制御におけるウェイトを制御することにより、セクタ境界移動を行う場合を例にとって説明する。この基地局装置は、図１に示す基地局装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
本実施の形態の特徴は、実施の形態１と実施の形態２を組み合せて、かつ、切り替え部１０２を有さず、ＡＡＡ制御におけるウェイトを制御することにより、セクタ境界移動を行うことである。
【０１０３】
次いで、上記構成を有する基地局装置の動作について説明する。
【０１０４】
図１０は、本実施の形態に係る基地局装置のセクタ境界移動の手順を示すフロー図である。なお、この手順は、図２に示す手順とＳＴ２０４まで同一であり、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０５】
セクタ制御部１１７は、ＳＴ２０４で集計値Ａのいずれかが閾値以上である場合には、この集計値Ａに対応するセクタ境界を挟む隣接する２つのセクタ内のトラフィック量の集計値Ｂをそれぞれ算出する（ＳＴ１００１）。
【０１０６】
次に、セクタ境界移動を、時計回りと反時計回りのどちらの方向に行うかを決定するため、２つの集計値Ｂを比較し、大きい値を示すセクタの方向をセクタ境界の移動方向とする（ＳＴ１００２）。
【０１０７】
そして、トラフィック量が多発している領域をＳＨＯ領域から外すことができるような、セクタ境界の移動角度を算出する（ＳＴ１００３）。この角度は、トラフィック量が多発している領域の広さに応じて毎回異なる値であり、この領域が広い場合には移動角度も大きくなる。
【０１０８】
セクタ制御部１１７は、求まった移動方向へ求まった移動角度だけセクタ境界を移動したい旨を上位局に連絡する。
【０１０９】
連絡を受けた上位局は、セクタ境界移動をするように、セクタ制御部１１７に指示を出し、セクタ制御部１１７は、受信処理部１１３にセクタ境界を求まった角度だけ移動するようなウェイトを算出させ、アンテナの指向性を切り替える（ＳＴ１００４）。
【０１１０】
なお、実施の形態１で既述したセクタ回転も本実施の形態により実施可能である。
【０１１１】
また、ここでは、到来方向検出部１１６は、各移動局から送信される信号の到来方向を受信処理部１１３の出力から検出する場合を例にとって説明したが、逆拡散部１０４の出力から到来方向推定技術を使って直接到来方向を推定する方法を用いても良い。
【０１１２】
このように、本実施の形態によれば、ＳＨＯ領域にある通信状態にある移動局の数を減少するようにセクタ間にある境界を移動させ、アンテナの指向性を制御するため、ＳＨＯ領域にある通信状態にある移動局の数を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【０１１３】
また、本実施の形態は、セクタをさらにＮ個の仮想微小セクタに分割し、その仮想微小セクタごとにトラフィック量を算出し、いずれの隣接するＮ個の仮想微小セクタをまとめて１セクタとすれば、各セクタにおいて最も万遍なく移動局を収容できるか判断して、セクタ境界移動を行うような構成でも良い。
【０１１４】
ここでは、本発明に係る基地局装置の有するアンテナ素子が、９個である場合を例にとって説明したが、１０個以上であっても良い。
【０１１５】
また、本実施の形態において、トラフィック量は、例えば、通信状態にある移動局の数、回線の通信量、または、使用されている基地局のリソース量等に基づいて算出される。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＳＨＯ領域にある通信状態にある移動局の数を減少させることができ、基地局においては、ＳＨＯ制御の負荷の低減，システムの回線容量の増加、また移動局においては、下り与干渉の減少をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る到来方向検出部、トラフィック検出部、セクタ制御部、および切り替え部の動作手順を示すフロー図
【図３】 (ａ)発明の実施の形態１に係る基地局装置が制御するセルのセクタ構成の一例を示した図 (ｂ)発明の実施の形態１に係る基地局装置が制御するセルのセクタ構成の一例を示した図
【図４】 (ａ)時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図 (ｂ)反時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図
【図５】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の動作を説明するためのフロー図
【図８】本発明の実施の形態２に係る基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図
【図９】本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態３に係る基地局装置のセクタ境界移動の手順を示すフロー図
【図１１】 (ａ)従来の基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図
(ｂ)従来の基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図
【符号の説明】
１０１−１〜１０１−９ アンテナ
１０２、１０８、５０１ 切り替え部
１１３ 受信処理部
１１４ ウェイト制御部
１１５ トラフィック検出部
１１６ 到来方向検出部
１１７ セクタ制御部
Claims (10)
- 移動局がセクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの負荷を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された負荷が所定の値以上の場合に、セクタ間の境界の位置を更新する更新手段と、
を有することを特徴とする基地局装置。 - 前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの通信量を用いて通信システムの負荷を検出することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
- 前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバに使用される基地局のリソース量に基づいて通信システムの負荷を検出することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
- 前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバを行う領域において、通信状態にある移動局の数を計数することにより、通信システムの負荷を検出することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
- 前記更新手段は、基地局を中心としてセクタを回転させることにより、前記セクタ間の境界の位置を更新することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の基地局装置。
- 前記更新手段は、一の前記セクタ間の境界の位置を更新することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の基地局装置。
- 前記更新手段は、各セクタを構成するセクタアンテナを切り替えることにより、前記セクタ間の境界の位置を更新することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の基地局装置。
- 前記更新手段は、送受信に用いられるアンテナの指向性を変更することにより、前記セクタ間の境界の位置を更新することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の基地局装置。
- 前記セクタ間の境界の位置が前記更新手段によって更新された場合の各セクタにおける通信システムの負荷を予め推定する推定手段を有し、
前記更新手段は、前記推定手段の推定結果に基づいて前記セクタ間の境界の位置を更新して更新後の各セクタにおける通信システムの負荷をより均等にする、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の基地局装置。 - 移動局がセクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの負荷を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによって検出された負荷が所定の値以上の場合に、セクタ間の境界の位置を更新する更新ステップと、
を有することを特徴とするセクタ制御方法。
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