JP4009516B2 - Mobile communication system, mobile communication method, and control station - Google Patents

Mobile communication system, mobile communication method, and control station Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指向性ビーム送受信を適用する基地局(BS: Base Station)と、指向性ビーム送受信を適用しない基地局とが混在するセルラ方式による移動通信システム、移動通信方法、制御局、基地局及び移動局に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、移動通信システムにおいては、複数の基地局をセル状に配置することによりサービスエリアを面的にカバーするセルラシステムが適用されている。このセルラシステムにおいては、さらに1セルを複数のセクタに分割し、セクタ毎に基地局アンテナを設置してサービスエリアを構成するセクタセル構成が用いられる。現在の移動通信サービスでは、図9(a)及び(b)に示すように一般的に3セクタあるいは6セクタ構成が適用されている。
【0003】
上述したような従来の移動通信システムにおいて、他ユーザからの干渉電力を抑圧する技術としては、適応アンテナアレイによる指向性ビーム送受信技術がある。これは複数のアンテナを用いて送受信し、ユーザ毎に各アンテナの入力信号に適当な重み(ウエイト)を付与し、この重みに応じて合成することによりユーザ毎に独立な指向性ビームを用いて指向性送受信し、他ユーザからの干渉電力を低減するものである。
【0004】
例えば、文献”Pilot symbol-assisted decision-directed coherent adaptive array diversity for DS-CDMA mobile radio reverse link,"(S.Tanaka,M.Sawahashi,and F.Adachi: IEICE Trans. Fundamentals, vol. E80-A, pp. 2445-2454, Dec. 1997.)では、DS-CDMA(Direct Sequence Code Division Multiple Access)無線アクセス方式において、パイロットシンボルを用いるコヒーレント適応アンテナアレイダイバーシチ(CAAAD:Coherent Adaptive Antenna Array)受信法が提案されている。
【0005】
また、ユーザ毎にアンテナウエイトを生成してビームフォーミングする替わりに、あらかじめ定義した固定アンテナウエイトの複数のビームを用いて受信し、各ビームの受信信号電力を測定して受信信号電力が最も大きくなるビームのアンテナウエイトを用いて送受信を行うマルチビーム送受信方式もある。
【0006】
マルチビーム受信では、ユーザ毎にアンテナウエイトを生成して指向性受信する場合に比較して、アンテナウエイト生成のための信号処理量を低減できるものの、特にユーザが二つのビームの境界に位置する場合においてはビーム指向性誤差が大きくなるため、干渉低減効果が小さくなってしまう。
【0007】
また、文献”W−CDMA上りリンクにおける適応アンテナアレイダイバーシチ受信とマルチビーム受信の比較、”(中南,田中,井原,佐和橋:電子情報通信学会技術報告,RCS2000-132,pp.29-36,Oct.2000.)では、RACHのようなランダムアクセス信号の受信においては、ランダムアクセス信号の信号長が比較的短いために、前述のユーザ毎にアンテナウエイトを生成する指向性ビーム受信では十分にアンテナウエイトを収束させることができないため、結果としてマルチビーム受信の方が適することが報告されている。
【0008】
また、下りリンクにおいても、文献"Adaptive antenna array transmit diversity in FDD forward link forWCDMA and broadband packet wireless access,"(H.Taoka, S.Tanaka, T.Ihara, and M.Sawahashi;IEEE Wireless Communications,pp.2-10,April 2002.)のように、上りリンクで形成したビームパタンに、無線回路で生じる振幅・位相変動の補償を行った後、指向性ビーム送信を行う適応アンテナアレイ送信法がある。下りリンクにおいて指向性ビーム送信を適用することにより、同一セクタ内の他ユーザ干渉電力および他セル・他セクタからの他ユーザ干渉電力を低減することができ、従って通信容量を増大することができる。
【0009】
下りリンクにおけるチャネル構成は、大別して、各ユーザの個別の情報データを伝送するための個別チャネルと全ユーザに共通の制御データを伝送するための共通チャネルがある。図10(a)及び(b)に、適応アンテナアレイによる指向性ビーム送受信を適用する基地局BSにおける、下りリンクにおける個別チャネルおよび共通チャネルの送信ビームパタンの一例を示す。
【0010】
同図(a)に示すように、各ユーザの個別チャネルを指向性ビーム送信によりビームを絞ったビームパターンBP1及びBP2を通じて送信することにより、ユーザ間の干渉電力を低減することができる。一方、制御情報を伝送するための共通チャネルは、同図(b)に示すように、セクタ内の全てのユーザが受信できるように無指向性ビームにより送信する。
【0011】
【非特許文献1】
S.Tanaka,M.Sawahashi,and F.Adachi: IEICE Trans. Fundamentals, vol. E80-A, pp. 2445-2454, Dec. 1997.
【0012】
【非特許文献2】
中南,田中,井原,佐和橋:電子情報通信学会技術報告,RCS2000-132,pp.29-36,Oct.2000.
【0013】
【非特許文献3】
H.Taoka, S.Tanaka, T.Ihara, and M.Sawahashi;IEEE Wireless Communications,pp.2-10,April 2002.
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基地局送信方法においては、図11に示すように、指向性ビーム送受信を適用する基地局BS1と、指向性ビーム送受信を適用しない基地局BS2とが隣接する場合において、共通チャネルを同一の送信電力で送信し、各BSのサービスエリアA1及びA2の広さはほぼ同程度としていた。
【0015】
ここで、指向性ビーム送受信の方法としては、例えば、上りリンクにおいて適応アンテナアレイ受信により各ユーザ毎にアンテナウエイトを適応的に制御して指向性ビーム受信し、下りリンクにおいては上りアンテナウエイトを用いて指向性ビーム送信する適応アンテナアレイ送受信方法、または上りリンクにおいてあらかじめ固定アンテナウエイトの複数の指向性ビームを用いて受信して受信信号電力の最も大きいビームを選択して指向性ビーム受信し、下りリンクにおいては上り受信で選択したビームを用いて指向性ビーム送信するマルチビーム送受信方法が用いられる。
【0016】
この場合、指向性ビーム送受信を適用する基地局BS1のサービスエリアA1内においては、ビーム形成による干渉抑圧効果により通信容量を増大することができるが、指向性ビーム送受信を適用しない基地局BS2のサービスエリアA2内では通信容量は増大しない。
【0017】
ここで、例えば、通信トラフィックが増大し基地局BS2のトラフィック量が容量限界まで達しているときに基地局BS2エリア内において新規ユーザが発信する場合を考える。この場合は、基地局BS1のトラフィック量が容量限界まで達していない場合においても、基地局BS2では新規のユーザと接続することができない。
【0018】
よって、従来の基地局送信方法では、エリア毎のユーザ分布に偏りがあり、指向性ビーム送受信を適用する基地局BS1の通信トラフィック需要は小さく、指向性ビーム送受信を適用していない基地局BS2の通信トラフィック需要が大きい場合においては、通信容量の制限により指向性ビーム送受信を適用していない基地局BS2における通信トラヒックが制限されてしまうという問題があった。
【0019】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、指向性ビーム送受信を適用する基地局と指向性ビーム送受信を適用しない基地局の双方において効率的にユーザを接続させることのできる移動通信システム、移動通信方法、制御局、基地局及び移動局を提供することをその目的としている。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、指向性ビーム送受信を適用する第1の基地局と、指向性ビーム送受信を適用しない第2の基地局とが隣接するエリアにおいて、移動通信を行う際に、第1の基地局のサービスエリアを拡大するか、或いは第2の基地局のサービスエリアを縮小することにより、第1の基地局のサービスエリアを第2の基地局のサービスエリアよりも広く設定する。
【0021】
なお、上記発明においては、指向性ビーム送受信は、各移動局に付与された重みに基づいて各移動局に固有の指向性ビームパターンを生成し、指向性ビームパターンを介して信号の送受信を行う適応アンテナアレイを用いることが好ましい。
【0022】
上記発明においては、第1の基地局のサービスエリアを拡大し、又は第2の基地局のサービスエリアを縮小することにより、第1の基地局のサービスエリアが、第2の基地局のサービスエリア本来のエリアに重畳させることが好ましい。
【0023】
本発明によれば、指向性ビーム送受信を適用しない基地局のエリア内のユーザの一部を、指向性ビーム送受信を適用する基地局に分散して接続させることができ、指向性ビーム送受信を適用する基地局と指向性ビーム送受信を適用しない基地局の双方において効率的にユーザを接続させることができる。
【0024】
上記発明においては、エリア設定手段が設定したエリアに応じて、各基地局が送信する下り共通チャネルの送信電力を制御し、移動局側において、制御された下り共通チャネルの送信電力に基づく受信品質に応じて、接続すべきエリアを選択することが好ましい。この場合には、下り回線における送信電力を変化させることにより、移動局の接続先の基地局を、基地局や制御局側で制御することができ、上述したサービスエリアの設定を基地局や制御局側で管理することができる。
【0025】
上記発明においては、各移動局に報知すべき下り共通チャネルの送信電力の報告値を制御し、移動局において、各基地局からの下り共通チャネルの受信品質値と、報知された下り共通チャネル送信電力の報告値とに基づいて、伝搬ロスを算出し、この算出された伝搬ロスに応じて、接続すべきエリアを選択することが好ましい。この場合には、下り回線における報告値を変化させることにより、移動局の接続先の基地局を、基地局や制御局側で制御することができ、上述したサービスエリアの設定を基地局や制御局側で管理することができる。
【0026】
上記発明においては、サービスエリアを設定する際、各基地局におけるトラフィック量と、各基地局の種類とに基づいて、下り共通チャネルの送信電力を制御することが好ましい。この場合には、各基地局のトラフィック量などの通信負荷と、指向性ビーム送受信を適用しているか否かなどの情報を加味して、サービスエリアの設定を行うことができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る移動通信システムの構成例を示すブロック図である。
【0028】
同図に示すように、本実施形態に係る移動通信システムは、例えばDS−CDMA方式の移動通信方式によるものであり、移動局MS1〜6と、基地局BS1〜4と、移動局MS1〜MS6及び基地局BS1〜BS4間の無線リンクの接続制御等、移動通信システム全体を制御する無線ネットワーク制御装置(RNC:Radio Network Controller)1を備えている。
【0029】
無線ネットワーク制御装置1は、各基地局BS1〜BS4の通信処理を管理し、制御する装置であって、複数の基地局BS1〜BS4と有線伝送路により接続されている。具体的に、この無線ネットワーク制御装置1は、図2に示すように、エリア設定手段と、送信電力通知部14とを備えている。
【0030】
エリア設定手段は、指向性ビーム送受信を適用する基地局BS1のサービスエリアA1を拡大するか、又は、指向性ビーム送受信を適用しない基地局BS2のサービスエリアA2を縮小することにより、基地局BS1のサービスエリアA1を基地局BS2のサービスエリアA2よりも広く設定するモジュールであり、本実施形態では、共通チャネル送信電力決定部11と、トラフィック量測定部13と、基地局(BS)情報格納部12とから構成される。
【0031】
基地局情報格納部12は、各基地局BS1〜BS4の通信方式に関する情報を格納するデータベースであり、例えば、各基地局が、指向性ビーム送受信を適用するものであるか、適用しないものであるかを識別するBS種類の情報等を保持する。この基地局情報格納部12は、共通チャネル送信電力決定部11の要求に応じて、各基地局の情報の読み出しを行う。
【0032】
トラフィック量測定部13は、各基地局BS1〜BS4におけるトラフィック量を測定するモジュールであり、本実施形態では、共通チャネル送信電力決定部11の要求に応じて、各基地局のトラフィック量を出力する。
【0033】
共通チャネル送信電力決定部11は、各基地局BS1〜BS4が送信する下り共通チャネルの送信電力を決定するモジュールである。本実施形態において共通チャネル送信電力決定部11は、トラフィック量測定部13が測定した各基地局BS1〜BS4におけるトラフィック量と、基地局情報格納部12に格納された各基地局の種類等に関するBS情報とに基づいて、下り共通チャネルの送信電力を設定する。
【0034】
送信電力通知部14は、共通チャネル送信電力決定部11が決定した送信電力を、該当する基地局BS1〜BS4の送信電力変更部21に通知する通信装置である。なお、本実施形態では、無線ネットワーク制御装置1の送信電力通知部14と、送信電力変更部21とにより送信電力制御手段を構成している。
【0035】
複数の基地局BS1〜BS4は、セルラ構成によりサービスエリアを面的に構成する中継基地局であり、本実施形態では、各移動局MS1〜MS6に付与された重みに基づいて、各移動局MS1〜MS6に固有の指向性ビームパターンを生成し、この指向性ビームパターンを介して信号の送受信を行う適応アンテナアレイ22を備えている。
【0036】
また、各基地局BS1〜BS4は、無線ネットワーク制御装置1の送信電力通知部14から通知された送信電力通知に基づいて、下り共通チャネルの送信電力を変更する送信電力変更部21を備えている。この送信電力変更部21により、適応アンテナアレイ22の送信電力が調節される。
【0037】
また、移動局MS1〜MS6は、基地局BS1のサービスエリアA1を基地局BS2のサービスエリアA2よりも広くなるように制御された下り共通チャネルの送信電力を受信する受信部33と、受信した下り共通チャネルの送信電力に基づいて受信品質を算定する受信品質算定部31と、算定された受信品質に応じて、接続すべきエリアを選択するエリア選択部32とを備えている。
【0038】
(サービスエリアの設定)
図3は、本実施形態に係るサービスエリアの構成の一例を示す説明図である。なお、本実施形態では、移動局MS1〜MS6における下りリンク共通チャネルの受信品質値に基づいてエリア判定する場合を例として説明する。
【0039】
本実施形態では、制御局のエリア設定手段により、基地局BS1のサービスエリアA1を拡大し、又は基地局BS2のサービスエリアA2を縮小することにより、基地局BS1のサービスエリアA1が、基地局BS2本来のサービスエリアA2’に重畳されている。
【0040】
詳述すると、本実施形態では、基地局BS1のP−CPICHの送信電力を増大することにより、移動局MS1〜MS6の受信品質算定部31によって算定される共通チャネルの受信品質値(RSCPまたはEc/NO)を増大してサービスエリアを拡大している。また基地局BS2のP−CPICHの送信電力を低減することにより移動局MS1〜MS6の受信品質算定部31によって算定される共通チャネルの受信品質値(RSCPまたはEc/NO)を低減してサービスエリアを縮小している。
【0041】
この結果、基地局BS1により基地局BS2のサービスエリアの一部をカバーすることができる。この場合、元の基地局BS2のサービスエリア内のトラフィックの一部を通信容量の大きい基地局BS1により収容することができる。
【0042】
よって、元の基地局BS2のサービスエリア内に生起する新規ユーザについて、基地局BS1の新規サービスエリア内のユーザについては基地局BS1により、また基地局BS2の新規サービスエリア内のユーザについては基地局BS2により収容することが可能となる。
【0043】
なお、各サービスエリアにおける下りリンク共通チャネルの受信品質値としては、例えばP−CPICH(Primary Common PLlot CHannel)の受信信号電力RSCP(Received Signal Code Power)を用いることもできるし、Ec/NO(1チップ当たりの受信信号電力対雑音電力密度比)を用いることもできる。W−CDMA方式では、通信待ち受け時におけるエリア判定方法としてP−CPICHのEc/NOによるエリア判定を用いることができる。
【0044】
(移動通信システムを用いた移動通信方法)
次いで、上述した移動通信システムを用いた移動通信方法について説明する。図4は、本実施形態におけるセルエリア選択のフローチャートの一例を示す図である。
【0045】
まず、無線ネットワーク制御装置1のトラフィック量測定部13において各基地局BS1〜BS4におけるトラフィック量を測定する(S101)。そして、基地局情報格納部12に保持された各基地局BS1〜BS4のBS情報と、トラフィック量測定部13の測定値に基づき、無線ネットワーク制御装置1の共通チャネル送信電力決定部11において各基地局BSのP−CPICHの送信電力を決定する(S102)。
【0046】
無線ネットワーク制御装置1は、送信電力通知部14を通じて、P−CPICHの送信電力値の情報を一定周期で各基地局BS1〜BS4に通知し(S103)、基地局BSでは、送信電力通知部14により、通知された値に基づいて、適応アンテナアレイ22を通じて、P−CPICHを送信する(S104)。
【0047】
移動局MS1〜MS6では、受信品質算定部31により、各基地局BSのP−CPICHの受信品質値(RSCPまたはEc/NO)を算出し、この算出された受信品質値に基づいて、エリア選択部32が、セルエリア選択を行う(S106)。
【0048】
(作用・効果)
このように、時間的に変化するトラフィック量に応じて各基地局BSのP−CPICHの送信電力を適応的に変更してサービスエリアを制御することにより、トラフィック分布が変動する場合においても効率的にユーザを収容することが可能となり、指向性ビーム送受信を適用することによる容量増大の恩恵の一部を隣接する指向性ビーム送受信を適用しない基地局BSにも分配することができ、双方の基地局BSにおいて効率的にユーザを収容することが可能となる。
【0049】
(変更例)
なお、本実施形態では、無線ネットワーク制御装置1において各基地局BS1〜BS4におけるトラフィック量を測定し、各基地局BS1〜BS4の基地局種類の情報およびトラフィック測定結果に基づいてP−CPICHの送信電力を一定周期で適応的に制御したが、P−CPICHの送信電力の設定は、各基地局BS1〜BS4の種類情報によって予め定められた値に固定的に設定(例えば、指向性ビーム送受信を適用する基地局BS1については、下りリンク共通チャネル送信電力をXdBだけ大きい値に設定)してもよい。
【0050】
[第2実施形態]
次いで、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、移動局における各基地局BSからの共通チャネル受信品質値と、報知情報で報知される共通チャネル送信電力の報告値との差によって求まる伝搬ロス値によりエリア判定を行う。
【0051】
(移動通信システムの構成)
この第2実施形態に係る移動通信システムも、上述した第1実施形態と同様に、移動局MS1〜6と、基地局BS1〜4と、移動局MS1〜MS6及び基地局BS1〜BS4間の無線リンクの接続制御等、移動通信システム全体を制御する無線ネットワーク制御装置(RNC:Radio Network Controller)1とを備えている。
【0052】
無線ネットワーク制御装置1は、本実施形態では、図6に示すように、エリア設定手段と、報告値通知部43とを備えている。エリア設定手段は、本実施形態では、報告値決定部41と、トラフィック量測定部13と、基地局(BS)情報格納部12とから構成される。
【0053】
基地局情報格納部12は、各基地局BS1〜BS4の通信方式に関する情報を格納するデータベースであり、例えば、各基地局が、指向性ビーム送受信を適用するものであるか、適用しないものであるかを識別するBS種類の情報等を保持する。トラフィック量測定部13は、各基地局BS1〜BS4におけるトラフィック量を測定するモジュールである。
【0054】
報告値決定部41は、各移動局MS1〜MS6に報知すべき下り共通チャネルの送信電力の報告値を決定するモジュールであり、本実施形態では、トラフィック量測定部13が測定した各基地局BS1〜BS4におけるトラフィック量と、基地局情報格納部12に格納された各基地局の種類等に関するBS情報とに基づいて、下り共通チャネルの送信電力の報告値を決定する。なお、本実施形態における報告値の決定は、オフセット部42によるオフセット処理に従って行う。このオフセット処理については後述する。
【0055】
報告値通知部43は、報告値決定部41が決定した報告値を、該当する基地局の報知部51を介して移動局MS1〜MS6に報知する通信手段である。
【0056】
複数の基地局BS1〜BS4は、セルラ構成によりサービスエリアを面的に構成する中継基地局であり、本実施形態では、各移動局MS1〜MS6に付与された重みに基づいて、各移動局MS1〜MS6に固有の指向性ビームパターンを生成し、この指向性ビームパターンを介して信号の送受信を行う適応アンテナアレイ22を備えている。なお、本実施形態において、適応アンテナアレイ22の送信電力は、無線ネットワーク制御装置1から通知される固定的な値となっている。
【0057】
また、各基地局BS1〜BS4は、無線ネットワーク制御装置1の送信電力通知部14から通知された報告値を、各移動局MS1〜MS6に報知する報知部51を備えている。
【0058】
また、移動局MS1〜MS6は、報知部51からの報知情報と、適応アンテナアレイ22からの信号を受信する受信部33と、各基地局からの下り共通チャネルの受信品質値と、報知された下り共通チャネル送信電力の報告値とに基づいて、伝搬ロスを算出する伝搬ロス算出部61と、この算出された伝搬ロスに応じて、接続すべきエリアを選択するエリア選択部62とを備える。
【0059】
(サービスエリアの構成)
図7は、本実施形態に係るサービスエリア構成の一例を示す説明図である。本実施形態では、各基地局に送信される報告値を制御することにより、基地局BS1のサービスエリアA1を拡大し、又は基地局BS2のサービスエリアA2を縮小することにより、基地局BS1のサービスエリアA1が、基地局BS2本来のサービスエリアA2’に重畳されている。
【0060】
詳述すると、W−CDMA方式では、通信中におけるハンドオーバのためのエリア判定方法として伝搬ロスを用いるエリア判定が用いられている。移動通信では、基地局から送信した無線信号の移動局における受信電力は、伝搬ロスのために基地局からの距離が増大するにしたがって低減する。よって、移動局は伝搬ロスが小さい基地局を選択することにより、最も伝搬環境のよい基地局に接続する。例として、下りリンク共通チャネルとしてP−CPICHを用いて受信信号品質を測定し、また、報知チャネル(BCH:Broadcast CHannel)を用いて各基地局におけるP−CPICH送信電力の報告値を移動局MSに通知する。
【0061】
具体的には、図5(a)及び(b)に示すように、オフセット部42において、実際のP−CPICHの送信電力値からオフセット値を減算してP−CPICH送信電力の報告値とすることにより、見かけ上の伝搬ロス値を小さくすることができる。また、オフセット部42において、実際のP−CPICHの送信電力値にオフセット値を加算してP−CPICH送信電力の報告値とすることにより、見かけ上の伝搬ロス値を大きくすることができる。移動局MSでは各基地局BSの伝搬ロスに基づいてセルエリア選択を行う。
【0062】
この結果、基地局BS1により基地局BS2のサービスエリアの一部をカバーすることができる。よって、第1実施形態の場合と同様に、指向性ビーム送受信を適用することによる容量増大の恩恵の一部を隣接する指向性ビーム送受信を適用しない基地局BSにも分配することにより、双方の基地局BSにおいて効率的にユーザを収容することが可能となる。
【0063】
(移動通信システムを用いた移動通信方法)
図8は、第2実施形態におけるセルエリア選択のフローの一例を示す図である。
【0064】
まず、無線ネットワーク制御装置1のトラフィック量測定部13において、各基地局BS1〜BS4におけるトラフィック量を測定する(S201)。そして、各基地局BS1〜BS4の基地局情報とトラフィック量の測定値に基づき、無線ネットワーク制御装置1の報告値決定部41において各基地局BS1〜BS4のP−CPICH送信電力の報告値を決定する(S202)。
【0065】
無線ネットワーク制御装置1は、報告値通知部43により、P−CPICHの送信電力の報告値を一定周期で基地局BS1〜BS4に通知する(S203)。基地局BSでは、予め定められた送信電力でP−CPICHを送信する(S204)とともに、報知部51により、報知チャネルを通じて前述のP−CPICH送信電力の報告値を移動局MS1〜MS6に通知する(S205)。
【0066】
移動局MS1〜MS6では、伝搬ロス算出部61において、P−CPICHのRSCPと、報知チャネルにより通知されたP−CPICH送信電力の報告値との差分により伝搬ロスを算出し(S206)、この算出結果に応じて、エリア選択部62においてセルエリア選択を行う(S207)。
【0067】
(作用・効果)
このように、時間的に変化するトラフィック量に応じて各基地局BSのP−CPICH送信電力の報告値を適応的に変更してサービスエリアを制御することにより、トラフィック分布が変動する場合においても効率的にユーザを収容することが可能となる。
【0068】
(変更例)
なお、本実施形態において、P−CPICH送信電力の報告値の設定は、各基地局BS1〜BS4の種類情報によって予め定めた値に、固定的に設定(例えば、指向性ビーム送受信を適用する基地局BSについては、下りリンク共通チャネル送信電力の報告値をオフセット値YdBだけ小さい値に設定)したが、例えば、無線ネットワーク制御装置1において各基地局BSにおけるトラフィック量を測定し、各基地局BSの基地局BS種類の情報およびトラフィック測定結果に基づいてP−CPICH送信電力の報告値を一定周期で適応的に制御してもよい。
【0069】
例えば、無指向性ビーム送受信を適用しない基地局BS2のトラフィック量が大きい場合には、基地局BS1のP−CPICH送信電力の報告値を実際の値よりも小さい値に設定し、基地局BS2のP−CPICH送信電力の報告値を実際の値よりも大きい値に設定することにより、基地局BS1により基地局BS2のサービスエリアの一部をカバーする。
【0070】
【発明の効果】
本発明の移動通信システム、移動通信方法、制御局、基地局及び移動局によれば、指向性ビーム送受信を適用する基地局のサービスエリアを拡大して、指向性ビーム送受信を適用しない基地局エリア内のユーザの一部を指向性ビーム送受信を適用する基地局に分散して接続させることにより、指向性ビーム送受信を適用する基地局と指向性ビーム送受信を適用しない基地局の双方において効率的にユーザを接続することが可能となる。
【0071】
また、トラフィック量に応じて適応的にサービスエリアを制御することにより、トラフィック分布が変動する場合においても効率的にユーザを接続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態における移動通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図2】第1実施形態に係る無線ネットワーク制御装置、基地局、移動局の構成例を示すブロック図である。
【図3】第1実施形態における、サービスエリア構成の一例を示す説明図である。
【図4】第1実施形態に係る移動通信方法の手順を示すフローチャート図である。
【図5】第2実施形態における伝搬ロスの一例を示すグラフ図である。
【図6】第2実施形態に係る無線ネットワーク制御装置、基地局、移動局の構成例を示すブロック図である。
【図7】第2実施形態におけるサービスエリア構成の一例を示す説明図である。
【図8】第2実施形態に係る移動通信方法の手順を示すフローチャート図である。
【図9】従来技術におけるセクタセル構成を示す説明図である。
【図10】従来技術における下りリンクにおける送信ビームパタンの一例を示す図であり、(a)は、個別チャネルの場合であり、(b)は、共通チャネルの場合である。
【図11】従来のサービスエリア構成の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
A1,A2…サービスエリア
BS1〜BS4…基地局
MS1〜MS6…移動局
1…無線ネットワーク制御装置
11…共通チャネル送信電力決定部
12…基地局情報格納部
13…トラフィック量測定部
14…送信電力通知部
21…送信電力変更部
22…適応アンテナアレイ
31…受信品質算定部
32…エリア選択部
33…受信部
41…報告値決定部
42…オフセット部
43…報告値通知部
51…報知部
61…伝搬ロス算出部
62…エリア選択部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cellular mobile communication system, a mobile communication method, a control station, and a base station in which a base station (BS) to which directional beam transmission / reception is applied and a base station to which directional beam transmission / reception is not applied are mixed. And the mobile station.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a mobile communication system, a cellular system that covers a service area by arranging a plurality of base stations in a cell shape is applied. In this cellular system, a sector cell configuration is used in which one cell is further divided into a plurality of sectors and a base station antenna is installed in each sector to form a service area. In current mobile communication services, a three-sector or six-sector configuration is generally applied as shown in FIGS.
[0003]
In the conventional mobile communication system as described above, as a technique for suppressing interference power from other users, there is a directional beam transmission / reception technique using an adaptive antenna array. This uses a plurality of antennas to transmit / receive, assigns an appropriate weight to each antenna's input signal, and synthesizes according to this weight, using an independent directional beam for each user. Directional transmission / reception is performed to reduce interference power from other users.
[0004]
For example, the document “Pilot symbol-assisted decision-directed coherent adaptive array diversity for DS-CDMA mobile radio reverse link,” (S. Tanaka, M. Sawahashi, and F. Adachi: IEICE Trans. Fundamentals, vol. E80-A, pp. 2445-2454, Dec. 1997.) Proposed coherent adaptive antenna array (CAAAD) reception method using pilot symbols in DS-CDMA (Direct Sequence Code Division Multiple Access) radio access system Has been.
[0005]
Also, instead of generating an antenna weight for each user and performing beam forming, reception is performed using a plurality of beams of a fixed antenna weight defined in advance, and the received signal power of each beam is measured to maximize the received signal power. There is also a multi-beam transmission / reception system in which transmission / reception is performed using a beam antenna weight.
[0006]
Multi-beam reception can reduce the amount of signal processing for generating antenna weights compared to the case of generating antenna weights for each user and receiving directivity, but especially when the user is located at the boundary between two beams. In this case, the beam directivity error becomes large, and the interference reduction effect becomes small.
[0007]
Also, reference "Comparison of Adaptive Antenna Array Diversity Reception and Multi-beam Reception in W-CDMA Uplink," (Nanami, Tanaka, Ihara, Sawahashi: IEICE Technical Report, RCS2000-132, pp.29-36, Oct. .2000.), When receiving a random access signal such as RACH, the signal length of the random access signal is relatively short. Therefore, the directional beam reception that generates the antenna weight for each user described above is sufficient. As a result, it has been reported that multi-beam reception is more suitable.
[0008]
Also in the downlink, the document "Adaptive antenna array transmit diversity in FDD forward link for WCDMA and broadband packet wireless access," (H.Taoka, S. Tanaka, T.Ihara, and M.Sawahashi; IEEE Wireless Communications, pp. 2-10, April 2002), there is an adaptive antenna array transmission method that performs directional beam transmission after compensating for amplitude and phase fluctuations generated in a radio circuit for a beam pattern formed in the uplink. By applying directional beam transmission in the downlink, it is possible to reduce other user interference power in the same sector and other user interference power from other cells and other sectors, and thus increase communication capacity.
[0009]
The channel configuration in the downlink is roughly divided into an individual channel for transmitting individual information data of each user and a common channel for transmitting control data common to all users. FIGS. 10A and 10B show examples of transmission beam patterns of the dedicated channel and the common channel in the downlink in the base station BS to which directional beam transmission / reception by the adaptive antenna array is applied.
[0010]
As shown in FIG. 5A, by transmitting the individual channel of each user through beam patterns BP1 and BP2 in which the beam is narrowed by directional beam transmission, the interference power between users can be reduced. On the other hand, the common channel for transmitting control information is transmitted by an omnidirectional beam so that all users in the sector can receive it, as shown in FIG.
[0011]
[Non-Patent Document 1]
S. Tanaka, M. Sawahashi, and F. Adachi: IEICE Trans. Fundamentals, vol. E80-A, pp. 2445-2454, Dec. 1997.
[0012]
[Non-Patent Document 2]
Nakanami, Tanaka, Ihara, Sawahashi: IEICE Technical Report, RCS2000-132, pp.29-36, Oct.2000.
[0013]
[Non-Patent Document 3]
H. Taoka, S. Tanaka, T. Ihara, and M. Sawahashi; IEEE Wireless Communications, pp. 2-10, April 2002.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional base station transmission method, as shown in FIG. 11, when a base station BS1 to which directional beam transmission / reception is applied is adjacent to a base station BS2 to which directional beam transmission / reception is not applied, a common channel is set. Transmission was performed with the same transmission power, and the areas of the service areas A1 and A2 of each BS were approximately the same.
[0015]
Here, as a method of transmitting and receiving a directional beam, for example, the antenna weight is adaptively controlled for each user by adaptive antenna array reception in the uplink to receive the directional beam, and the uplink antenna weight is used in the downlink. Adaptive antenna array transmission / reception method for transmitting directional beams, or receiving in advance using a plurality of directional beams with fixed antenna weights in the uplink, selecting the beam with the highest received signal power, and receiving the directional beam. In the link, a multi-beam transmission / reception method in which a directional beam is transmitted using a beam selected in uplink reception is used.
[0016]
In this case, in the service area A1 of the base station BS1 to which the directional beam transmission / reception is applied, the communication capacity can be increased by the interference suppression effect by the beam forming, but the service of the base station BS2 to which the directional beam transmission / reception is not applied. In the area A2, the communication capacity does not increase.
[0017]
Here, for example, consider a case where a new user transmits in the base station BS2 area when the communication traffic increases and the traffic amount of the base station BS2 reaches the capacity limit. In this case, even when the traffic volume of the base station BS1 does not reach the capacity limit, the base station BS2 cannot connect to a new user.
[0018]
Therefore, in the conventional base station transmission method, there is a bias in the user distribution for each area, the demand for communication traffic of the base station BS1 to which directional beam transmission / reception is applied is small, and the base station BS2 to which directional beam transmission / reception is not applied. When the demand for communication traffic is large, there is a problem that the communication traffic in the base station BS2 to which directional beam transmission / reception is not applied is limited due to the limitation of the communication capacity.
[0019]
The present invention solves the above problems, and a mobile communication system capable of efficiently connecting a user in both a base station to which directional beam transmission / reception is applied and a base station to which directional beam transmission / reception is not applied, The object is to provide a mobile communication method, a control station, a base station, and a mobile station.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention is directed to performing mobile communication in an area where a first base station to which directional beam transmission / reception is applied and a second base station to which directional beam transmission / reception is not applied are adjacent to each other. In addition, by expanding the service area of the first base station or reducing the service area of the second base station, the service area of the first base station is made wider than the service area of the second base station. Set.
[0021]
In the above invention, in the directional beam transmission / reception, a directional beam pattern unique to each mobile station is generated based on a weight given to each mobile station, and a signal is transmitted / received via the directional beam pattern. It is preferable to use an adaptive antenna array.
[0022]
In the above invention, the service area of the first base station is expanded by expanding the service area of the first base station or reducing the service area of the second base station. It is preferable to overlap the original area.
[0023]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a part of user in the area of the base station which does not apply directional beam transmission / reception can be distributed and connected to the base station to which directional beam transmission / reception is applied, and directional beam transmission / reception is applied. Therefore, it is possible to efficiently connect users in both the base station that performs this and the base station that does not apply directional beam transmission / reception.
[0024]
In the above invention, the transmission power of the downlink common channel transmitted by each base station is controlled according to the area set by the area setting means, and the reception quality based on the controlled transmission power of the downlink common channel is controlled on the mobile station side. It is preferable to select an area to be connected according to the above. In this case, by changing the transmission power in the downlink, the base station to which the mobile station is connected can be controlled on the base station or control station side, and the setting of the service area described above can be controlled by the base station or control. It can be managed on the station side.
[0025]
In the above invention, the report value of the transmission power of the downlink common channel to be notified to each mobile station is controlled, and the mobile station receives the downlink common channel reception quality value from each base station and the notified downlink common channel transmission. It is preferable to calculate a propagation loss based on the reported power value and select an area to be connected according to the calculated propagation loss. In this case, the base station to which the mobile station is connected can be controlled on the base station or control station side by changing the report value in the downlink, and the setting of the service area described above can be controlled by the base station or the control station. It can be managed on the station side.
[0026]
In the above invention, when setting the service area, it is preferable to control the transmission power of the downlink common channel based on the traffic amount in each base station and the type of each base station. In this case, the service area can be set in consideration of communication load such as the traffic amount of each base station and information such as whether or not directional beam transmission / reception is applied.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
[0028]
As shown in the figure, the mobile communication system according to the present embodiment is based on, for example, a DS-CDMA mobile communication system, and includes mobile stations MS1 to 6, base stations BS1 to BS4, and mobile stations MS1 to MS6. And a radio network controller (RNC) 1 that controls the entire mobile communication system, such as connection control of radio links between the base stations BS1 to BS4.
[0029]
The wireless network control device 1 is a device that manages and controls communication processing of each of the base stations BS1 to BS4, and is connected to the plurality of base stations BS1 to BS4 through a wired transmission path. Specifically, as shown in FIG. 2, the wireless network control device 1 includes area setting means and a transmission power notification unit 14.
[0030]
The area setting means expands the service area A1 of the base station BS1 to which directional beam transmission / reception is applied, or reduces the service area A2 of the base station BS2 to which directional beam transmission / reception is not applied, thereby This module sets the service area A1 wider than the service area A2 of the base station BS2. In this embodiment, the common channel transmission power determination unit 11, the traffic amount measurement unit 13, and the base station (BS) information storage unit 12 It consists of.
[0031]
The base station information storage unit 12 is a database that stores information related to the communication method of each of the base stations BS1 to BS4. For example, each base station applies or does not apply directional beam transmission / reception. The BS type information for identifying the information is held. The base station information storage unit 12 reads information of each base station in response to a request from the common channel transmission power determination unit 11.
[0032]
The traffic volume measuring unit 13 is a module that measures the traffic volume in each of the base stations BS1 to BS4. In this embodiment, the traffic volume measuring unit 13 outputs the traffic volume of each base station in response to a request from the common channel transmission power determining unit 11. .
[0033]
The common channel transmission power determination unit 11 is a module that determines the transmission power of the downlink common channel transmitted by each of the base stations BS1 to BS4. In the present embodiment, the common channel transmission power determining unit 11 is a BS related to the traffic volume in each of the base stations BS1 to BS4 measured by the traffic volume measuring unit 13 and the type of each base station stored in the base station information storage unit 12. The transmission power of the downlink common channel is set based on the information.
[0034]
The transmission power notification unit 14 is a communication device that notifies the transmission power determined by the common channel transmission power determination unit 11 to the transmission power change unit 21 of the corresponding base stations BS1 to BS4. In the present embodiment, the transmission power notifying unit 14 and the transmission power changing unit 21 of the wireless network control device 1 constitute transmission power control means.
[0035]
The plurality of base stations BS1 to BS4 are relay base stations that form a service area by a cellular configuration, and in the present embodiment, each mobile station MS1 is based on a weight assigned to each mobile station MS1 to MS6. A directional beam pattern unique to the MS 6 is generated, and an adaptive antenna array 22 that transmits and receives signals through the directional beam pattern is provided.
[0036]
Each of the base stations BS1 to BS4 includes a transmission power changing unit 21 that changes the transmission power of the downlink common channel based on the transmission power notification notified from the transmission power notification unit 14 of the radio network control device 1. . The transmission power changing unit 21 adjusts the transmission power of the adaptive antenna array 22.
[0037]
Further, the mobile stations MS1 to MS6 each have a receiving unit 33 that receives the transmission power of the downlink common channel controlled so that the service area A1 of the base station BS1 is wider than the service area A2 of the base station BS2, and the received downlink A reception quality calculation unit 31 that calculates reception quality based on the transmission power of the common channel and an area selection unit 32 that selects an area to be connected according to the calculated reception quality are provided.
[0038]
(Service area setting)
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the service area according to the present embodiment. In the present embodiment, a case where area determination is performed based on the reception quality value of the downlink common channel in the mobile stations MS1 to MS6 will be described as an example.
[0039]
In the present embodiment, the service area A1 of the base station BS1 is reduced by expanding the service area A1 of the base station BS1 or reducing the service area A2 of the base station BS2 by the area setting means of the control station. It is superimposed on the original service area A2 ′.
[0040]
More specifically, in this embodiment, by increasing the transmission power of the P-CPICH of the base station BS1, the reception quality value (RSCP or Ec) of the common channel calculated by the reception quality calculation unit 31 of the mobile stations MS1 to MS6. / NO) is increased to expand the service area. Further, by reducing the transmission power of the P-CPICH of the base station BS2, the reception quality value (RSCP or Ec / NO) of the common channel calculated by the reception quality calculation unit 31 of the mobile stations MS1 to MS6 is reduced, thereby reducing the service area. Is shrinking.
[0041]
As a result, the base station BS1 can cover a part of the service area of the base station BS2. In this case, a part of the traffic in the service area of the original base station BS2 can be accommodated by the base station BS1 having a large communication capacity.
[0042]
Thus, for new users occurring in the service area of the original base station BS2, for the users in the new service area of the base station BS1, the base station BS1 and for users in the new service area of the base station BS2 It can be accommodated by BS2.
[0043]
As the reception quality value of the downlink common channel in each service area, for example, the received signal power RSCP (Received Signal Code Power) of P-CPICH (Primary Common PLlot Channel) can be used, or Ec / NO (1 The received signal power to noise power density ratio per chip) can also be used. In the W-CDMA system, area determination based on Ec / NO of P-CPICH can be used as an area determination method when waiting for communication.
[0044]
(Mobile communication method using mobile communication system)
Next, a mobile communication method using the above-described mobile communication system will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a flowchart of cell area selection in the present embodiment.
[0045]
First, the traffic volume measuring unit 13 of the radio network controller 1 measures the traffic volume in each of the base stations BS1 to BS4 (S101). Then, based on the BS information of each of the base stations BS1 to BS4 held in the base station information storage unit 12 and the measurement value of the traffic amount measurement unit 13, the common channel transmission power determination unit 11 of the radio network controller 1 The transmission power of the P-CPICH of the station BS is determined (S102).
[0046]
The wireless network control device 1 notifies the base station BS1 to BS4 of information on the transmission power value of the P-CPICH through the transmission power notification unit 14 (S103), and the base station BS transmits the transmission power notification unit 14 to the base station BS. Thus, based on the notified value, the P-CPICH is transmitted through the adaptive antenna array 22 (S104).
[0047]
In the mobile stations MS1 to MS6, the reception quality calculation unit 31 calculates the reception quality value (RSCP or Ec / NO) of the P-CPICH of each base station BS, and selects an area based on the calculated reception quality value. The unit 32 performs cell area selection (S106).
[0048]
(Action / Effect)
As described above, the service area is controlled by adaptively changing the transmission power of the P-CPICH of each base station BS according to the traffic volume that changes with time, so that even when the traffic distribution fluctuates, it is efficient. Can accommodate users, and part of the benefit of increased capacity by applying directional beam transmission / reception can be distributed to neighboring base stations BS that do not apply directional beam transmission / reception. It becomes possible to accommodate users efficiently in the station BS.
[0049]
(Example of change)
In the present embodiment, the wireless network control device 1 measures the traffic volume in each of the base stations BS1 to BS4, and transmits the P-CPICH based on the base station type information of each of the base stations BS1 to BS4 and the traffic measurement result. Although the power is adaptively controlled at a fixed period, the setting of the transmission power of the P-CPICH is fixedly set to a value determined in advance by the type information of each base station BS1 to BS4 (for example, directional beam transmission / reception is performed). For the base station BS1 to be applied, the downlink common channel transmission power may be set to a value larger by X dB).
[0050]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, area determination is performed based on the propagation loss value obtained from the difference between the common channel reception quality value from each base station BS in the mobile station and the report value of the common channel transmission power broadcast by broadcast information.
[0051]
(Configuration of mobile communication system)
Similarly to the first embodiment described above, the mobile communication system according to the second embodiment also includes mobile stations MS1 to 6, base stations BS1 to 4, and radio stations between the mobile stations MS1 to MS6 and the base stations BS1 to BS4. A radio network controller (RNC: Radio Network Controller) 1 that controls the entire mobile communication system, such as link connection control, is provided.
[0052]
In the present embodiment, the wireless network control device 1 includes area setting means and a report value notification unit 43 as shown in FIG. In this embodiment, the area setting unit includes a report value determination unit 41, a traffic amount measurement unit 13, and a base station (BS) information storage unit 12.
[0053]
The base station information storage unit 12 is a database that stores information related to the communication method of each of the base stations BS1 to BS4. For example, each base station applies or does not apply directional beam transmission / reception. The BS type information for identifying the information is held. The traffic amount measuring unit 13 is a module that measures the traffic amount in each of the base stations BS1 to BS4.
[0054]
The report value determining unit 41 is a module that determines a report value of the transmission power of the downlink common channel to be notified to the mobile stations MS1 to MS6. In this embodiment, each base station BS1 measured by the traffic amount measuring unit 13 is used. Based on the traffic amount in BS4 and the BS information related to the type of each base station stored in the base station information storage unit 12, the report value of the transmission power of the downlink common channel is determined. Note that the report value in this embodiment is determined according to the offset processing by the offset unit 42. This offset processing will be described later.
[0055]
The report value notification unit 43 is a communication unit that notifies the mobile station MS1 to MS6 of the report value determined by the report value determination unit 41 via the notification unit 51 of the corresponding base station.
[0056]
The plurality of base stations BS1 to BS4 are relay base stations that form a service area by a cellular configuration, and in the present embodiment, each mobile station MS1 is based on a weight assigned to each mobile station MS1 to MS6. A directional beam pattern unique to the MS 6 is generated, and an adaptive antenna array 22 that transmits and receives signals through the directional beam pattern is provided. In the present embodiment, the transmission power of the adaptive antenna array 22 is a fixed value notified from the wireless network control device 1.
[0057]
Each base station BS1 to BS4 includes a notification unit 51 that notifies the mobile stations MS1 to MS6 of the report value notified from the transmission power notification unit 14 of the radio network control device 1.
[0058]
Further, the mobile stations MS1 to MS6 were notified of the notification information from the notification unit 51, the reception unit 33 that receives signals from the adaptive antenna array 22, and the reception quality value of the downlink common channel from each base station. Based on the report value of the downlink common channel transmission power, a propagation loss calculation unit 61 that calculates a propagation loss and an area selection unit 62 that selects an area to be connected according to the calculated propagation loss are provided.
[0059]
(Service area configuration)
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a service area configuration according to the present embodiment. In the present embodiment, by controlling the report value transmitted to each base station, the service area A1 of the base station BS1 is expanded, or the service area A2 of the base station BS2 is contracted, whereby the service of the base station BS1 The area A1 is superimposed on the original service area A2 ′ of the base station BS2.
[0060]
More specifically, in the W-CDMA system, area determination using a propagation loss is used as an area determination method for handover during communication. In mobile communication, the received power of a radio signal transmitted from a base station at the mobile station decreases as the distance from the base station increases due to a propagation loss. Therefore, the mobile station connects to the base station with the best propagation environment by selecting a base station with a small propagation loss. As an example, the received signal quality is measured using P-CPICH as a downlink common channel, and the report value of the P-CPICH transmission power in each base station is calculated using the broadcast channel (BCH). Notify
[0061]
Specifically, as shown in FIGS. 5A and 5B, the offset unit 42 subtracts the offset value from the actual P-CPICH transmission power value to obtain a P-CPICH transmission power report value. As a result, the apparent propagation loss value can be reduced. In addition, the offset unit 42 can increase the apparent propagation loss value by adding the offset value to the actual transmission power value of the P-CPICH to obtain the report value of the P-CPICH transmission power. The mobile station MS performs cell area selection based on the propagation loss of each base station BS.
[0062]
As a result, the base station BS1 can cover a part of the service area of the base station BS2. Therefore, as in the case of the first embodiment, both of the benefits of increased capacity by applying directional beam transmission / reception are also distributed to adjacent base stations BS to which directional beam transmission / reception is not applied. It becomes possible to accommodate users efficiently in the base station BS.
[0063]
(Mobile communication method using mobile communication system)
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a cell area selection flow in the second embodiment.
[0064]
First, the traffic volume measuring unit 13 of the radio network controller 1 measures the traffic volume in each of the base stations BS1 to BS4 (S201). Then, based on the base station information of each base station BS1 to BS4 and the measured value of traffic volume, the report value determination unit 41 of the radio network controller 1 determines the report value of the P-CPICH transmission power of each base station BS1 to BS4. (S202).
[0065]
The wireless network control device 1 notifies the base stations BS1 to BS4 of the report value of the transmission power of the P-CPICH by the report value notification unit 43 (S203). In the base station BS, P-CPICH is transmitted with a predetermined transmission power (S204), and the reporting unit 51 notifies the mobile stations MS1 to MS6 of the report value of the P-CPICH transmission power through the broadcast channel. (S205).
[0066]
In the mobile stations MS1 to MS6, the propagation loss calculation unit 61 calculates the propagation loss from the difference between the RSCP of the P-CPICH and the reported value of the P-CPICH transmission power notified by the broadcast channel (S206). According to the result, the area selection unit 62 performs cell area selection (S207).
[0067]
(Action / Effect)
As described above, even when the traffic distribution varies by controlling the service area by adaptively changing the report value of the P-CPICH transmission power of each base station BS according to the traffic volume that changes with time. It becomes possible to accommodate users efficiently.
[0068]
(Example of change)
In this embodiment, the setting of the P-CPICH transmission power report value is fixedly set to a value predetermined by the type information of each base station BS1 to BS4 (for example, a base station to which directional beam transmission / reception is applied). For the station BS, the report value of the downlink common channel transmission power is set to a value smaller by the offset value YdB). For example, the radio network control device 1 measures the traffic volume in each base station BS, and each base station BS The report value of the P-CPICH transmission power may be adaptively controlled at a constant period based on the base station BS type information and the traffic measurement result.
[0069]
For example, when the traffic volume of the base station BS2 to which omnidirectional beam transmission / reception is not applied is large, the report value of the P-CPICH transmission power of the base station BS1 is set to a value smaller than the actual value, and the base station BS2 The base station BS1 covers a part of the service area of the base station BS2 by setting the report value of the P-CPICH transmission power to a value larger than the actual value.
[0070]
【The invention's effect】
According to the mobile communication system, mobile communication method, control station, base station, and mobile station of the present invention, the base station area to which directional beam transmission / reception is not applied by expanding the service area of the base station to which directional beam transmission / reception is applied Are distributed and connected to base stations to which directional beam transmission / reception is applied, so that both base stations to which directional beam transmission / reception is applied and base stations to which directional beam transmission / reception is not applied can be efficiently performed. Users can be connected.
[0071]
In addition, by controlling the service area adaptively according to the traffic volume, it is possible to connect users efficiently even when the traffic distribution varies.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a mobile communication system in a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a radio network control device, a base station, and a mobile station according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a service area configuration in the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of a mobile communication method according to the first embodiment.
FIG. 5 is a graph showing an example of propagation loss in the second embodiment.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a radio network controller, a base station, and a mobile station according to the second embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a service area configuration in the second embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of a mobile communication method according to the second embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a sector cell configuration in the prior art.
FIGS. 10A and 10B are diagrams illustrating an example of a transmission beam pattern in a downlink in the related art, where FIG. 10A is a case of an individual channel, and FIG. 10B is a case of a common channel.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a conventional service area configuration.
[Explanation of symbols]
A1, A2 ... Service area
BS1 to BS4 ... Base station
MS1 to MS6 ... Mobile station
1 ... Wireless network control device
11: Common channel transmission power determination unit
12 ... Base station information storage unit
13. Traffic volume measurement unit
14: Transmission power notification unit
21 ... Transmission power changing unit
22 ... Adaptive antenna array
31. Reception quality calculation section
32 ... Area selection section
33 ... Receiver
41 ... Report value determination section
42 ... Offset part
43: Report value notification section
51. Notification section
61: Propagation loss calculation unit
62 ... Area selection section

Claims (18)

指向性ビーム送受信を適用する第1の基地局と、
前記第1の基地局と隣接し、前記指向性ビーム送受信を適用しない第2の基地局と、
前記第2の基地局のトラフィック量に応じて、前記第1の基地局のサービスエリアを前記第1の基地局の本来のサービスエリアよりも拡大することによって、前記第1の基地局のサービスエリアを前記第2の基地局のサービスエリアよりも広く設定するエリア設定手段とを有しており、
前記指向性ビーム送受信は、各移動局に付与された重みに基づいて各移動局に固有の指向性ビームパターンを生成し、該指向性ビームパターンを介して信号の送受信を行う適応アンテナアレイを用いることを特徴とする移動通信システム。
A first base station applying directional beam transmission and reception;
Adjacent to the first base station, a second base station not applying the directional beam transmission and reception,
The service area of the first base station is expanded by expanding the service area of the first base station from the original service area of the first base station according to the traffic amount of the second base station. And area setting means for setting a wider than the service area of the second base station,
The directional beam transmission / reception uses an adaptive antenna array that generates a directional beam pattern unique to each mobile station based on a weight given to each mobile station and transmits / receives a signal via the directional beam pattern. A mobile communication system.
前記エリア設定手段は、前記第2の基地局のトラフィック量に応じて、前記第2の基地局のサービスエリアを前記第2の基地局の本来のサービスエリアよりも縮小することを特徴とする請求項1に記載の移動通信システム。  The area setting means reduces the service area of the second base station from the original service area of the second base station according to the traffic volume of the second base station. Item 4. The mobile communication system according to Item 1. 前記エリア設定手段は、前記第1の基地局のサービスエリアを前記第2の基地局の本来のサービスエリアに重畳させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の移動通信システム。The mobile communication system according to claim 1 or 2 , wherein the area setting unit superimposes a service area of the first base station on an original service area of the second base station . 前記エリア設定手段が設定したエリアに応じて、各基地局が送信する下り共通チャネルの送信電力を制御する送信電力制御手段と、
前記下り共通チャネルの送信電力に基づく受信品質に応じて、接続すべきエリアを選択するエリア選択部とを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の移動通信システム。
Transmission power control means for controlling the transmission power of the downlink common channel transmitted by each base station according to the area set by the area setting means,
The mobile communication system according to any one of claims 1 to 3 , further comprising: an area selection unit that selects an area to be connected according to reception quality based on transmission power of the downlink common channel.
前記エリア設定手段が設定したエリアに応じて、各移動局に報知すべき下り共通チャネルの送信電力の報告値を制御する報告値制御手段と、
各基地局からの下り共通チャネルの受信品質値と、報知された前記下り共通チャネル送信電力の報告値とに基づいて、伝搬ロスを算出し、この算出された伝搬ロスに応じて、接続すべきエリアを選択するエリア選択部とを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の移動通信システム。
According to the area set by the area setting means, a report value control means for controlling the report value of the transmission power of the downlink common channel to be notified to each mobile station,
A propagation loss is calculated based on the reception quality value of the downlink common channel from each base station and the reported value of the downlink common channel transmission power that has been broadcast, and connection should be made according to the calculated propagation loss. the mobile communication system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has a area selection unit for selecting an area.
各基地局におけるトラフィック量を測定するトラフィック量測定手段と、
各基地局の通信方式に関する情報を格納する基地局情報格納部と
を備え、
前記エリア設定部は、各基地局におけるトラフィック量と、各基地局の種類とに基づいて、前記下り共通チャネルの送信電力又は報告値を制御することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の移動通信システム。
Traffic volume measuring means for measuring traffic volume at each base station;
A base station information storage unit for storing information on the communication method of each base station,
The said area setting part controls the transmission power or report value of the said downlink common channel based on the traffic amount in each base station, and the kind of each base station, The one of the Claims 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. The mobile communication system according to 1.
指向性ビーム送受信を適用する第1の基地局と、前記指向性ビーム送受信を適用しない第2の基地局とが隣接するエリアにおける移動通信方法であって、
前記第2の基地局のトラフィック量に応じて、前記第1の基地局のサービスエリアを前記第1の基地局の本来のサービスエリアよりも拡大することによって、前記第1の基地局のサービスエリアを前記第2の基地局のサービスエリアよりも広く設定するステップAを有し、
前記指向性ビーム送受信は、各移動局に付与された重みに基づいて各移動局に固有の指向性ビームパターンを生成し、該指向性ビームパターンを介して信号の送受信を行う適応アンテナアレイを用いることを特徴とする移動通信方法。
A first base station to apply a directional beam transmission and reception, a mobile communication method in the area of the second base station adjacent not to apply the directional beam transmission and reception,
The service area of the first base station is expanded by expanding the service area of the first base station from the original service area of the first base station according to the traffic amount of the second base station. Setting step A wider than the service area of the second base station,
The directional beam transmission / reception uses an adaptive antenna array that generates a directional beam pattern unique to each mobile station based on a weight given to each mobile station and transmits / receives a signal via the directional beam pattern. A mobile communication method characterized by the above.
前記ステップAでは、前記第2の基地局のトラフィック量に応じて、前記第2の基地局のサービスエリアを前記第2の基地局の本来のサービスエリアよりも縮小することを特徴とする請求項7に記載の移動通信方法。  The step A includes reducing the service area of the second base station from the original service area of the second base station in accordance with the traffic volume of the second base station. 8. The mobile communication method according to 7. 前記ステップAでは、前記第1の基地局のサービスエリアを前記第2の基地局の本来のサービスエリアに重畳させることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の移動通信方法。The mobile communication method according to claim 7 or 8, wherein in step A, the service area of the first base station is superimposed on the original service area of the second base station . 前記ステップAで設定したエリアに応じて、各基地局が送信する下り共通チャネルの送信電力を制御し、
移動局側において、制御された前記下り共通チャネルの送信電力に基づく受信品質に応じて、接続すべきエリアを選択することを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載の移動通信方法。
According to the area set in step A, the transmission power of the downlink common channel transmitted by each base station is controlled,
In the mobile station side, controlled according to the reception quality based on the transmission power of the downlink common channel, the mobile communication method according to any one of claims 7 to 9, wherein selecting the area to be connected.
各移動局に報知すべき下り共通チャネルの送信電力の報告値を制御し、
移動局において、各基地局からの下り共通チャネルの受信品質値と、報知された前記下り共通チャネル送信電力の報告値とに基づいて、伝搬ロスを算出し、この算出された伝搬ロスに応じて、接続すべきエリアを選択することを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載の移動通信方法。
Control the transmission value of the downlink common channel to be reported to each mobile station,
In the mobile station, a propagation loss is calculated based on the reception quality value of the downlink common channel from each base station and the reported report value of the downlink common channel transmission power, and according to the calculated propagation loss the mobile communication method according to any one of claims 7 to 9, wherein selecting the area to be connected.
前記ステップAでは、各基地局におけるトラフィック量と、各基地局の種類とに基づいて、前記下り共通チャネルの送信電力を制御することを特徴とする請求項7乃至11のいずれかに記載の移動通信方法。The movement according to any one of claims 7 to 11 , wherein, in step A, transmission power of the downlink common channel is controlled based on a traffic amount in each base station and a type of each base station. Communication method. 指向性ビーム送受信を適用する第1の基地局と、前記第1の基地局に隣接しており、前記指向性ビーム送受信を適用しない第2の基地局とに接続された制御局であって、
前記第2の基地局のトラフィック量に応じて、前記第1の基地局のサービスエリアを前記第1の基地局の本来のサービスエリアよりも拡大することによって、前記第1の基地局のサービスエリアを前記第2の基地局のサービスエリアよりも広く設定するエリア設定手段とを有しており、
前記指向性ビーム送受信は、各移動局に付与された重みに基づいて各移動局に固有の指向性ビームパターンを生成し、該指向性ビームパターンを介して信号の送受信を行う適応アンテナアレイを用いることを特徴とする制御局。
A control station connected to a first base station that applies directional beam transmission and reception and a second base station that is adjacent to the first base station and does not apply directional beam transmission and reception;
The service area of the first base station is expanded by expanding the service area of the first base station from the original service area of the first base station according to the traffic amount of the second base station. And area setting means for setting a wider than the service area of the second base station ,
The directional beam transmission / reception uses an adaptive antenna array that generates a directional beam pattern unique to each mobile station based on a weight given to each mobile station and transmits / receives a signal via the directional beam pattern. A control station characterized by that.
前記エリア設定手段は、前記第2の基地局のトラフィック量に応じて、前記第2の基地局のサービスエリアを前記第2の基地局の本来のサービスエリアよりも縮小することを特徴とする請求項13に記載の制御局。  The area setting means reduces the service area of the second base station from the original service area of the second base station according to the traffic volume of the second base station. Item 14. The control station according to Item 13. 前記エリア設定手段は、前記第1の基地局のサービスエリアを前記第2の基地局の本来のサービスエリアに重畳させることを特徴とする請求項13又は請求項14に記載の制御局。The control station according to claim 13 or 14, wherein the area setting means superimposes a service area of the first base station on an original service area of the second base station. 各基地局が送信する下り共通チャネルの送信電力を決定する送信電力決定部と、
前記送信電力決定部が決定した送信電力を、該当する基地局に通知する送信電力通知部とを有することを特徴とする請求項13乃至15のいずれかに記載の制御局。
A transmission power determining unit that determines the transmission power of the downlink common channel transmitted by each base station;
The control station according to any one of claims 13 to 15 , further comprising: a transmission power notification unit that notifies the corresponding base station of the transmission power determined by the transmission power determination unit.
各移動局に報知すべき下り共通チャネルの送信電力の報告値を決定する報告値決定部と、
前記報告値決定部が決定した報告値を、該当する基地局を介して移動局に報知する報告値通知部とを有することを特徴とする請求項13乃至15のいずれかに記載の制御局。
A report value determining unit for determining a report value of transmission power of the downlink common channel to be broadcast to each mobile station;
The control station according to any one of claims 13 to 15 , further comprising: a report value notification unit that reports a report value determined by the report value determination unit to a mobile station via a corresponding base station.
各基地局におけるトラフィック量を測定するトラフィック量測定と、
各基地局の通信方式に関する情報を格納する基地局情報格納部とを備え、
前記エリア設定部は、各基地局におけるトラフィック量と、各基地局の種類とに基づいて、前記下り共通チャネルの送信電力を設定することを特徴とする請求項13乃至17のいずれかに記載の制御局。
A traffic volume measurement unit for measuring the traffic volume at each base station;
A base station information storage unit for storing information on the communication method of each base station,
The area setting unit, a traffic volume at each base station, based on the type of each base station, according to any one of claims 13 to 17 and sets the transmission power of the downlink common channel Control station.
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