JP4249108B2 - 無線システム - Google Patents
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Description
本発明は、トラフィック状況に応じた送信電力制御方式を採用した無線システムに関する。
WCDMAシステムにおいて、基地局装置で出力可能な総送信電力には限りがあるので、その電力内で通話品質を確保しながら、可能な限り多くの加入者を収容できることが望ましい。１つの基地局当たりにできるだけ多くの加入者を収容するためには、１加入者当たり、すなわち、１チャネル当りで使用可能な電力の最大値を、品質が許す限りの最低限必要な電力に抑える必要がある。
逆に、加入者がビル陰やサービスエリアの境界付近で通話したり、その付近で移動したりする時にも、通話品質を満足させるためには、１チャネル当りで使用する電力の上限に余裕があることが望ましい。
通話品質と１チャネル当りの電力の上限値を設定することにより収容可能となる加入者数はトレードオフの関係にある。
すなわち、加入者に割り当てる１チャネル当りの最大送信電力値を減少した場合、1セル内でサービス提供可能な加入者数は増加するが通話品質が維持できなくなる。また、通話品質に余裕を持たせるため、加入者に割り当てる１チャネル当りの最大送信電力値を増加した場合、良好な通話品質を確保できるが、サービスを提供可能なユーザ数が減少する。
すなわち、加入者に割り当てる１チャネル当りの最大送信電力値を減少した場合、1セル内でサービス提供可能な加入者数は増加するが通話品質が維持できなくなる。また、通話品質に余裕を持たせるため、加入者に割り当てる１チャネル当りの最大送信電力値を増加した場合、良好な通話品質を確保できるが、サービスを提供可能なユーザ数が減少する。
従来の技術には、特許文献１や特許文献２に記載されたようなものがある。特許文献１においては、基地局がある送信電力で電波を送信する場合、送信信号の中に送信電力値の情報を含め、移動局が受信した信号の品質と送信電力値を取得し、最適な基地局を選択する技術が開示されている。特許文献２においては、所望信号率、無線通信チャネルを介する送信経路損失及び干渉値などを使用してオープンループ電力制御を行う技術が開示されている。
特開平１１−８８７８号公報
特表２００２−５３９７０７号公報
従来の方法では、推定最大Traffic量(ユーザ数)でサービスを提供した場合に最低限通話に支障を来たさない品質を確保できるような値にユーザに割り当てる１チャネル当りの最大送信電力値を設定しており、それは固定値であった。
よって、最大Traffic時の通話品質は最低限通話に支障を来たさない品質で確保されるが、逆に設定値が固定であるため、Traffic量が少なく、電力に十分余裕がある場合も、ユーザに割り当てる１チャネル当りの最大送信電力値が固定であるために弱電界エリアと考えられるサービスエリアの境界付近やその付近での移動時の通話において十分な品質を確保できない場合が発生した。
その場合、基地局側の電力に余裕があるにも関わらず、ユーザは多少の通話品質の劣化を我慢せざるを得なかった。
本発明の課題は、基地局側に送信電力の余裕がある場合、ユーザができるだけ良い通話品質で通話を行うことができる無線制御システムを提供することである。
本発明の課題は、基地局側に送信電力の余裕がある場合、ユーザができるだけ良い通話品質で通話を行うことができる無線制御システムを提供することである。
本発明の無線システムは、基地局と端末間の無線通信を行う無線システムにおいて、該基地局から実際に送信されている総送信電力値と、トラフィック量としての該基地局が収容している端末数を収集する局情報収集手段と、該トラフィック量から該基地局に必要とされる総送信電力値を推定する総送信電力推定手段と、該実際に送信されている総送信電力値と該推定された総送信電力値を用いて、該基地局の総送信電力に余裕があるか否かを判断する状態判断手段と、該状態判断手段によって、該基地局の総送信電力に余裕があると判断された場合には、該端末へ送信する電波に許容される１チャネル当たりの最大送信電力設定値をより大きい値に補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
ユーザに対しては、弱電界エリアと考えられるビル陰やサービスエリアの境界付近やその付近での移動時の通話において、通話品質への満足感が得られ、オペレータにおいては、通話品質に関するユーザからのクレームを減らすことができる。
本発明は、通話品質と基地局側Downlink送信電力(ユーザに割り当てられる１チャネル当りの最大送信電力値)の関係をTraffic量に関連付けて制御するものである。
Traffic量が想定していたユーザ数に満たない場合は、基地局の送信電力に余裕があることから、当該基地局が担当するセル内のTraffic量から基地局が必要とする総送信電力を見積り、実際の総送信電力が見積もられた総送信電力より小さい場合、すなわち、送信電力に余裕がある場合は、１チャネル当りの最大送信電力の設定値を増加する方向に変更する。このようにすることにより、ユーザが通話品質が劣化するような環境(弱電界エリアと考えられるビル陰やサービスエリアの境界付近やその付近での移動時の通話)に陥った場合、これまでの１チャネル当りの最大送信電力が固定の場合では、通話品質の劣化に甘んじていたところを１チャネル当りの送信電力をUpすることにより、通話品質を確保しようとするものである。
Traffic量が想定していたユーザ数に満たない場合は、基地局の送信電力に余裕があることから、当該基地局が担当するセル内のTraffic量から基地局が必要とする総送信電力を見積り、実際の総送信電力が見積もられた総送信電力より小さい場合、すなわち、送信電力に余裕がある場合は、１チャネル当りの最大送信電力の設定値を増加する方向に変更する。このようにすることにより、ユーザが通話品質が劣化するような環境(弱電界エリアと考えられるビル陰やサービスエリアの境界付近やその付近での移動時の通話)に陥った場合、これまでの１チャネル当りの最大送信電力が固定の場合では、通話品質の劣化に甘んじていたところを１チャネル当りの送信電力をUpすることにより、通話品質を確保しようとするものである。
また、自セルはTraffic量が少ないが、隣接局のTraffic量が高い場合、隣接局の状態を監視することにより、ユーザに割り当てられる１チャネル当りの最大送信電力値を増加した場合の隣接局への干渉も考慮し、１チャネル当りの送信電力を制御するものである。
本発明は、基地局側の送信電力制御において、ユーザに割り当てられる１チャネル当りの最大送信電力値を設定するためのパラメータを有している。また、セル内でサービスの提供を受けているユーザ数を集計する手段を有し、集計されたセル内のTraffic量からユーザに割り当てられる１チャネル当りの最大送信電力値を制御する手段を有する。
また、本発明では、更に、隣接局を有する場合、隣接局のTraffic状態を集計する手段を有し、集計された隣接局のTraffic量から隣接局への干渉を考慮したユーザに割り当てられる１チャネル当りの最大送信電力値を制御する手段を有する。
本発明によれば、Traffic量が少ない場合、弱電界エリアと考えられるビル陰やサービスエリアの境界付近やその付近での移動時の通話において、ユーザに対してより良好な通話品質を提供することが可能となる。
以下、本発明の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に従った制御を各基地局のパラメータのみを考慮して行う場合に要求される無線通信システムのブロック構成図である。
図１は、本発明の実施形態に従った制御を各基地局のパラメータのみを考慮して行う場合に要求される無線通信システムのブロック構成図である。
本発明の実施形態においては、無線通信システムは、基地局１０とデータ処理部１１で構成され、データ処理部１１については、基地局１０内部にもつ場合（図１（ａ））と基地局１０とは別にデータ処理部１１を持つ場合（図１（ｂ））等が考えられる。図１（ａ）の場合には、本発明の実施形態の制御を実施するデータ処理部１１は、基地局１０の構成の中に組み込まれ、基地局１０の他の機能からTraffic量であるとか、実測送信電力値などの情報を得る。図１（ｂ）の場合には、データ処理部１１は、基地局１０とは離れた場所に別個に設けられ、Traffic量や実測送信電力値などはネットワークを介して取得する。図１（ｂ）の場合、例えば、データ処理部１１は、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）などに設けられる。端末１２へは、データ処理部１１によって設定された１チャネル当たりの最大送信電力値の範囲で、基地局１０から電波が送信される。しかし、本発明の実施形態に従った無線通信システムの構成は、特にこれらに限られるものではなく、さまざまな構成をとりうる。
図２は、各基地局のパラメータのみを考慮して制御を行う場合の基地局での１チャネル当りの最大電力値を制御するための処理フローである。
図２の処理フローは、図１のデータ処理部１１で実行される。局情報収集ステップＳ１０では、基地局における、ある一定期間毎のTraffic量とその時の実際の総送信電力値の情報を基地局より収集する。Traffic量は、物理チャネル数から取得し、呼接続中の全端末数とする。また、サービス種別毎の集計が可能な場合、サービス種別毎のTraffic量を収集する。
図２の処理フローは、図１のデータ処理部１１で実行される。局情報収集ステップＳ１０では、基地局における、ある一定期間毎のTraffic量とその時の実際の総送信電力値の情報を基地局より収集する。Traffic量は、物理チャネル数から取得し、呼接続中の全端末数とする。また、サービス種別毎の集計が可能な場合、サービス種別毎のTraffic量を収集する。
総電力推定ステップＳ１１では、局情報収集ステップＳ１０で得たTraffic量より、端末が当該基地局がカバーするセル内で一様に分布している場合を想定し、基地局が送信すべき電波の総電力量を推定する。
電力量比較ステップＳ１２では、総電力推定ステップＳ１１で推定した一様分布での推定総電力量と局情報収集ステップＳ１０で収集した実際の総送信電力量を比較し、基地局での１チャネル当りの最大電力値の補正を行うための状態判断に必要な情報を算出する。
状態判断ステップＳ１３では、総電力量比較ステップＳ１２での比較結果より、基地局配下の端末の分布状態を判断し、基地局での１チャネル当りの最大電力値の補正条件を決定する。
1ch当りの最大電力値算出ステップＳ１４では、状態判断ステップＳ１３の補正条件から補正後の最大電力値を算出する。
設定値補正ステップＳ１５では、1ch当りの最大電力値算出ステップＳ１４の結果を基地局に反映する。
設定値補正ステップＳ１５では、1ch当りの最大電力値算出ステップＳ１４の結果を基地局に反映する。
以下に、各基地局のパラメータのみを考慮して制御を行う場合のデータ処理部の演算例について説明する。
図２の局情報収集ステップＳ１０の局情報として、実際のTraffic量をＮ[台],総送信電力をＰ[W]とする。
図２の局情報収集ステップＳ１０の局情報として、実際のTraffic量をＮ[台],総送信電力をＰ[W]とする。
また、基地局装置の性能を表す一般式は以下より与えられる。
(Eb/No) = W/R・(Ptra*L)／{(Poh+N*Ptra*v)*(h+f)*L+No*NF*W}
ここで、総送信電力量は、P = Poh + N・Ptra・vで与えられる。
なお、
(Eb/No): ユーザビットごとのエネルギーをノイズスペクトル密度で割ったもの。
W: チップレート[cps] (3.84Mcps)
R: データレート [bps]
Ptra:チャネル当たりの送信信号電力 [Watts/bit]
L:伝搬ロス
Poh:総送信共通チャネル電力(コントロールチャネル電力)
v: アクティビティファクタ
h:オーソゴナリティファクタ
f:干渉ファクタ
No: 熱雑音 [Watts/Hz]
NF: ノイズフィギュア
No = kT
k = 1.38 × 10-23 (Boltzmann constant)
T = 273 + C (Absolute Temperature)
C: 温度（セ氏）
以上の式をＰｔｒａについて解くと、
Ptra = (Eb/No) / (W/R) * {Poh * (h + f) + Nt / T(r)} / {1 - (Eb/No) / (W/R) * N * v * (h + f)}・・・（１）
となる。これにより、チャネルあたりの送信電力Ｐｔｒａが計算される。
(Eb/No) = W/R・(Ptra*L)／{(Poh+N*Ptra*v)*(h+f)*L+No*NF*W}
ここで、総送信電力量は、P = Poh + N・Ptra・vで与えられる。
なお、
(Eb/No): ユーザビットごとのエネルギーをノイズスペクトル密度で割ったもの。
W: チップレート[cps] (3.84Mcps)
R: データレート [bps]
Ptra:チャネル当たりの送信信号電力 [Watts/bit]
L:伝搬ロス
Poh:総送信共通チャネル電力(コントロールチャネル電力)
v: アクティビティファクタ
h:オーソゴナリティファクタ
f:干渉ファクタ
No: 熱雑音 [Watts/Hz]
NF: ノイズフィギュア
No = kT
k = 1.38 × 10-23 (Boltzmann constant)
T = 273 + C (Absolute Temperature)
C: 温度（セ氏）
以上の式をＰｔｒａについて解くと、
Ptra = (Eb/No) / (W/R) * {Poh * (h + f) + Nt / T(r)} / {1 - (Eb/No) / (W/R) * N * v * (h + f)}・・・（１）
となる。これにより、チャネルあたりの送信電力Ｐｔｒａが計算される。
今、例として、
Eb/No=6.0[dB],W=3.84[MHz],R=12.2[Kbps],Poh=4[W],h=0.5,f=0,v=1,NoNFW=-101[dBm]
とする。
Eb/No=6.0[dB],W=3.84[MHz],R=12.2[Kbps],Poh=4[W],h=0.5,f=0,v=1,NoNFW=-101[dBm]
とする。
図２の総電力推定ステップＳ１１において、電力量比較ステップＳ１２で比較に使用する、局情報収集ステップＳ１０で得たTraffic量で端末がサービスエリア内で一様に分布している場合を想定し、基地局が送信すべき電波の総電力量を推定する。
一様分布での電力量推定に際し、Traffic分布は、面積比率によるエリアを想定し、Traffic量に対して、各エリアに分布する端末数を求める。
図３は、Traffic分布について説明する図である。
今の場合、エリア内で端末が一様に分布しているとしているので、エリア内においては、単位面積あたりに存在する端末の数がどこでも同じである。したがって、端末の特定エリアでの数は、エリアの面積に比例する。そこで、基地局に収容されている端末の数がわかっている場合、セル内の各エリアの面積を求め、各エリアの面積比率に応じて収容されている端末数を各エリアに割り振るようにする。
図３は、Traffic分布について説明する図である。
今の場合、エリア内で端末が一様に分布しているとしているので、エリア内においては、単位面積あたりに存在する端末の数がどこでも同じである。したがって、端末の特定エリアでの数は、エリアの面積に比例する。そこで、基地局に収容されている端末の数がわかっている場合、セル内の各エリアの面積を求め、各エリアの面積比率に応じて収容されている端末数を各エリアに割り振るようにする。
今の場合、セル内を図３のようなエリアに分割したので、端末数は、面積比率(半径の2乗)に比例するので、表１のような割合となる。
但し、各エリアでの伝搬ロスの算出には、COST231-Hataモデルを使用する。
また、該当基地局のアンテナの高さを入力する(例では30mとする)。
また、該当基地局のアンテナの高さを入力する(例では30mとする)。
COST231-Hataモデル
L = 46.3 + 33.9 log F - 13.82 log hb - a(hm) + (44.9 - 6.55 log hb) * log d
a(hm) = 3.2 * {log(11.75 * hm)}^2 - 4.97
L_urban =L + CM_urban
L_sub-urban = L - 2 * {log (f/28)}^2 - 5.4
ここで、
L:伝搬ロス
F:周波数
hb:基地局のアンテナの高さ
hm:端末の高さ
d:エリアの半径
である。
L_urban、L_sub-urbanは、得られた伝搬ロスから、都会などの電波障害の大きい場所における伝搬ロスを求めるための式である。CM_urbanは計算前に予め与えられる。
例えば、Traffic量が30chの場合の算出例を表２に示す。
L = 46.3 + 33.9 log F - 13.82 log hb - a(hm) + (44.9 - 6.55 log hb) * log d
a(hm) = 3.2 * {log(11.75 * hm)}^2 - 4.97
L_urban =L + CM_urban
L_sub-urban = L - 2 * {log (f/28)}^2 - 5.4
ここで、
L:伝搬ロス
F:周波数
hb:基地局のアンテナの高さ
hm:端末の高さ
d:エリアの半径
である。
L_urban、L_sub-urbanは、得られた伝搬ロスから、都会などの電波障害の大きい場所における伝搬ロスを求めるための式である。CM_urbanは計算前に予め与えられる。
例えば、Traffic量が30chの場合の算出例を表２に示す。
次に、（１）式を用いて、エリア毎に必要な1ch当りの最大送信電力を求める。
また、この結果より、1ch当たりの最大送信電力をTraffic量で乗算してエリア毎に要する電力量を算出し、更に、エリア毎に要する電力量を全エリアについて加算して一様分布で想定される総電力量を求める。
結果の例を表３に示す。
また、この結果より、1ch当たりの最大送信電力をTraffic量で乗算してエリア毎に要する電力量を算出し、更に、エリア毎に要する電力量を全エリアについて加算して一様分布で想定される総電力量を求める。
結果の例を表３に示す。
よって、一様分布推定総電力は、今の場合、10.7Wとなる(Traffic CH以外の制御CH(Poh)を含む)。なお、Pohは、４［ｗ］とした。
図２の電力量比較ステップＳ１２において、上記のように推定された総電力推定ステップＳ１１からの推定総電力と局情報収集ステップＳ１０からの実測総電力の値を比較し、結果を状態判断ステップＳ１３へ送る。
図２の電力量比較ステップＳ１２において、上記のように推定された総電力推定ステップＳ１１からの推定総電力と局情報収集ステップＳ１０からの実測総電力の値を比較し、結果を状態判断ステップＳ１３へ送る。
図４は、状態判断ステップＳ１３の処理フローである。
図４において、Ｐ’は基地局の総送信電力の上限値で、オペレータにより任意に設定可能とする。なお、上限値として最大総送信電力値を設定する場合もあれば、移動によるFadingの影響を考慮した電力量を引いた値を設定することも可能とする。
図４において、Ｐ’は基地局の総送信電力の上限値で、オペレータにより任意に設定可能とする。なお、上限値として最大総送信電力値を設定する場合もあれば、移動によるFadingの影響を考慮した電力量を引いた値を設定することも可能とする。
まず、ステップＳ２０において、実測総電力がＰ’よりも小さく、かつ、推定総送信電力もＰ’より小さいか否かを判断する。ステップＳ２０の判断がＮｏの場合には、パターン１として、状態判断を行うが、この場合には，送信電力の変更は行わない。ステップＳ２０の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、実測総電力から推定総送信電力を引いた値が正か否かを判断する。ステップＳ２１の判断がＹｅｓの場合には、パターン２であるとして、状態判断を行うが、この場合には、送信電力の変更は行わない。ステップＳ２１の判断がＮｏの場合には、パターン３であるとして、状態判断を行う。
図２の状態判断ステップＳ１３において、電力量比較ステップＳ１２の各結果に対して、1ch当りの送信電力最大値の補正の有無及び補正量について以下の方法で判断する。
図２の状態判断ステップＳ１３において、電力量比較ステップＳ１２の各結果に対して、1ch当りの送信電力最大値の補正の有無及び補正量について以下の方法で判断する。
パターン１：実測総電力＝Ｐ’[W]の場合、あるいは、推定総送信電力≧Ｐ’の場合
電力が基地局が許す最大電力の制限値に達しているため、1ch当りの送信電力最大値の変更は無しとする。すなわち、基地局は、端末の通話品質を改善するための余裕が無いと判断する。
電力が基地局が許す最大電力の制限値に達しているため、1ch当りの送信電力最大値の変更は無しとする。すなわち、基地局は、端末の通話品質を改善するための余裕が無いと判断する。
パターン２：実測総電力−推定総送信電力＞0
基地局がカバーするエリアの外側(カバレッジのエッジ部分)に端末が集まっていると考えられ、1ch当りの送信電力最大値の変更(増加)は望ましくないため、変更は無しとする。すなわち、エリアのエッジ部分に端末が集まっていると判断される場合には、端末がエッジ部分で移動したり、物陰に隠れたりした場合に端末から送信電力を上げる様基地局に依頼があるかもしれない。したがって、１チャネル当たりの送信電力の上限値（送信電力最大値）をこの場合に高く設定しておくと、基地局の総送信電力値の上限を超えてしなうなどの不具合が生じるなどが考えられる。すなわち、端末毎の状態に合わせて、余裕を持って実際の送信電力を可変できるように現状を維持する。
基地局がカバーするエリアの外側(カバレッジのエッジ部分)に端末が集まっていると考えられ、1ch当りの送信電力最大値の変更(増加)は望ましくないため、変更は無しとする。すなわち、エリアのエッジ部分に端末が集まっていると判断される場合には、端末がエッジ部分で移動したり、物陰に隠れたりした場合に端末から送信電力を上げる様基地局に依頼があるかもしれない。したがって、１チャネル当たりの送信電力の上限値（送信電力最大値）をこの場合に高く設定しておくと、基地局の総送信電力値の上限を超えてしなうなどの不具合が生じるなどが考えられる。すなわち、端末毎の状態に合わせて、余裕を持って実際の送信電力を可変できるように現状を維持する。
パターン３：実測総電力−推定総送信電力≦0
Traffic量に比べ、基地局送信電力に余裕があるため、1ch当りの送信電力最大値の補正が可能より、次の1ch当りの最大電力値算出ステップＳ１４へ結果を送る。
図２の1ch当りの最大電力値算出ステップＳ１４において、状態判断ステップＳ１３の結果より、以下の方法で、1ch当りの最大電力値を算出し、結果を設定値補正ステップＳ１５へ送る。
Traffic量に比べ、基地局送信電力に余裕があるため、1ch当りの送信電力最大値の補正が可能より、次の1ch当りの最大電力値算出ステップＳ１４へ結果を送る。
図２の1ch当りの最大電力値算出ステップＳ１４において、状態判断ステップＳ１３の結果より、以下の方法で、1ch当りの最大電力値を算出し、結果を設定値補正ステップＳ１５へ送る。
-算出方法-
｜(実測総電力)−(推定総送信電力)｜＝Δp [W]
(補正値) ＝ Δp ／ Ｎ
(設定値) ＝ (最低品質を保つために必要な1ch当りの送信電力最大値) ＋ (補正値)
ここで、（最低品質を保つために必要な1ch当たりの送信電力最大値）は、本発明の実施形態に従った補正を行っていない最大値である。
｜(実測総電力)−(推定総送信電力)｜＝Δp [W]
(補正値) ＝ Δp ／ Ｎ
(設定値) ＝ (最低品質を保つために必要な1ch当りの送信電力最大値) ＋ (補正値)
ここで、（最低品質を保つために必要な1ch当たりの送信電力最大値）は、本発明の実施形態に従った補正を行っていない最大値である。
以下に算出例を示す。
P’=16[W]と設定した場合を以下に示す。
ケース１
・Traffic量 40台
・実測総送信電力 15Ｗ
上記算出方法より
(推定総送信電力) ＝ 16.6W → パターン１：1ch当りの最大電力値の設定変更無し。
ケース２
・Traffic量 30台
・実測総送信電力 12.3Ｗ
上記算出方法より
(推定総送信電力) ＝ 10.7W
(実測総送信電力) ＜ Ｐ’
(推定総送信電力) ＜ Ｐ’
(実測総送信電力) − (推定総送信電力) ＞ 0 → パターン２
基地局がカバーするエリアの外側(カバレッジのエッジ部分)に端末が集まっていると考えられ、1ch当りの送信電力最大値の変更(増加)は望ましくないため、変更は無し。
ケース３
・Traffic量 30台
・実測総送信電力 6.2Ｗ
上記算出方法より
(推定総送信電力) ＝ 10.7W
(実測総送信電力) ＜ Ｐ’
(推定総送信電力) ＜ Ｐ’
(実測総送信電力) − (推定総送信電力) ＜ 0 → パターン３
Δp ＝ ｜(実測総送信電力) − (推定総送信電力)｜ ＝ 4.5 [W]
(補正値) ＝ Δp ／ Ｎ ＝ 4.5 ／ 30 ＝ 0.15 [W]
(設定値) ＝ (最低品質を保つために必要な1ch当りの送信電力最大値) ＋ (補正値)
＝ 0.8 ＋ 0.15
＝ 0.95 [W]
例として、(最低品質を保つために必要な1ch当りの送信電力最大値)＝0.8Wとした。
P’=16[W]と設定した場合を以下に示す。
ケース１
・Traffic量 40台
・実測総送信電力 15Ｗ
上記算出方法より
(推定総送信電力) ＝ 16.6W → パターン１：1ch当りの最大電力値の設定変更無し。
ケース２
・Traffic量 30台
・実測総送信電力 12.3Ｗ
上記算出方法より
(推定総送信電力) ＝ 10.7W
(実測総送信電力) ＜ Ｐ’
(推定総送信電力) ＜ Ｐ’
(実測総送信電力) − (推定総送信電力) ＞ 0 → パターン２
基地局がカバーするエリアの外側(カバレッジのエッジ部分)に端末が集まっていると考えられ、1ch当りの送信電力最大値の変更(増加)は望ましくないため、変更は無し。
ケース３
・Traffic量 30台
・実測総送信電力 6.2Ｗ
上記算出方法より
(推定総送信電力) ＝ 10.7W
(実測総送信電力) ＜ Ｐ’
(推定総送信電力) ＜ Ｐ’
(実測総送信電力) − (推定総送信電力) ＜ 0 → パターン３
Δp ＝ ｜(実測総送信電力) − (推定総送信電力)｜ ＝ 4.5 [W]
(補正値) ＝ Δp ／ Ｎ ＝ 4.5 ／ 30 ＝ 0.15 [W]
(設定値) ＝ (最低品質を保つために必要な1ch当りの送信電力最大値) ＋ (補正値)
＝ 0.8 ＋ 0.15
＝ 0.95 [W]
例として、(最低品質を保つために必要な1ch当りの送信電力最大値)＝0.8Wとした。
以上のように、通常、ユーザの有する端末は、受信する信号の品質等を評価して、基地局に１チャネル当たりの最大送信電力値の範囲内で送信電力を可変するように要求する。基地局もこの範囲で送信電力を上下して、ユーザの端末の通話品質を保つようにする。本発明の実施形態では、基地局の実際の総送信電力に余裕がある場合に、この１チャネル当たりの最大送信電力値を増加して、端末の要求により、基地局から端末により大きな送信電力で信号を送れるようにする。これにより、基地局に収容されている端末数が少ないときなどは、端末により良い通話品質で通話サービスを提供することができるようになる。
図５は、本発明の実施形態において隣接局の干渉も考慮して制御を行う場合の無線通信システムのブロック構成図である。
図５の場合、無線通信システムは、複数の基地局１０と、これらを一括して制御するデータ処理部１１で構成される。データ処理部１１では、複数基地局１０のデータを集計する。端末１２へは、データ処理部１１が各基地局１０に設定した１チャネル当たりの最大送信電力値の範囲内の電力で基地局１０から電波が送信される。
図５の場合、無線通信システムは、複数の基地局１０と、これらを一括して制御するデータ処理部１１で構成される。データ処理部１１では、複数基地局１０のデータを集計する。端末１２へは、データ処理部１１が各基地局１０に設定した１チャネル当たりの最大送信電力値の範囲内の電力で基地局１０から電波が送信される。
図６は、隣接局の干渉も考慮して制御を行う場合の基地局での１チャネル当りの最大電力値を制御するための処理フローである。
局情報収集ステップＳ１０〜状態判断ステップＳ１３までは、図２の処理フローと同様であるので、説明を省略する。
局情報収集ステップＳ１０〜状態判断ステップＳ１３までは、図２の処理フローと同様であるので、説明を省略する。
隣接セル情報収集ステップＳ２５は、隣接セルの総送信電力の情報を収集し、状態判断ステップＳ２６で隣接セルの状態を判断し、1ch当りの最大電力値を制御が通常通りの設定で良いか、隣接局への影響が予想されるため、設定値に条件を加えるべきかを判断する。ここで、どのセルが当該セルの隣接セルであるかという情報は、システムを設計するときのセル設計の段階で得られる情報をデータ処理部１１が持っているものとする。
1ch当りの最大電力値算出ステップＳ１４では、状態判断ステップＳ２６の結果の条件を加味した状態判断ステップＳ１３の判断より補正が必要と判断された場合、1ch当りの最大電力値を算出する。
設定値補正ステップＳ１５では、1ch当りの最大電力値算出ステップＳ１４の結果を基地局に反映する。
以下に算出例について説明する。
以下に算出例について説明する。
図６の隣接セル情報収集ステップＳ２５より一定周期毎に該当局のセルに隣接するセルの実際の各総送信電力の値を収集し、状態判断ステップＳ２６へ送る。
状態判断ステップＳ２６では、以下の処理を行い、結果のｆ値（干渉ファクタ値）を総電力推定ステップＳ１１へ送る。
状態判断ステップＳ２６では、以下の処理を行い、結果のｆ値（干渉ファクタ値）を総電力推定ステップＳ１１へ送る。
総電力推定ステップＳ１１では、状態判断ステップＳ２６の結果の干渉ファクタｆを考慮し、（１）式に代入し、以降、図２の場合と同様の処理を行う。
-状態判断ステップＳ２６の処理-
隣接局が存在する場合、隣接局からの干渉の影響を受けるため、基地局は端末に対して通常送信している電力よりも干渉の影響を打ち消すだけの電力を増加しなければならない。言い換えると、自局の電力を上げる(増加すると)、隣接局に対して干渉の影響を与えることになるため、周辺の局の状態を考慮し制御する必要がある。
-状態判断ステップＳ２６の処理-
隣接局が存在する場合、隣接局からの干渉の影響を受けるため、基地局は端末に対して通常送信している電力よりも干渉の影響を打ち消すだけの電力を増加しなければならない。言い換えると、自局の電力を上げる(増加すると)、隣接局に対して干渉の影響を与えることになるため、周辺の局の状態を考慮し制御する必要がある。
制御例を次に示す。
隣接するセルの数をｎセルとする。
基地局総送信電力に関して、
P_limit：基地局総送信電力制限値
P_low ：0.5*P_limit
とする。
隣接するセルの数をｎセルとする。
基地局総送信電力に関して、
P_limit：基地局総送信電力制限値
P_low ：0.5*P_limit
とする。
ここで、P_lowは、通信品質の劣化が始まると考えられる総送信電力値である。基地局総送信電力制限値の０．５倍となっているのは、一般に、システムは最大負荷の５０％がかけられた場合に性能の劣化が始まるという考えがあり、これに従ったものである。
状態判断ステップＳ２６は、次の流れで処理を行い、結果を総電力推定ステップＳ１１へ送る。
状態判断ステップＳ２６は、次の流れで処理を行い、結果を総電力推定ステップＳ１１へ送る。
パターン１：全セル（ｎ個のセル）が(総送信電力 ＜ P_low)を満たす場合 ｆ＝0.2
パターン２：2/3*ｎ個以上ｎ個未満のセルが(総送信電力 ＜ P_low)を満たす場合 ｆ＝0.4
パターン３：1/3*ｎ個以上2/3*ｎ個未満のセルが(総送信電力 ＜ P_low)を満たす場合 ｆ＝0.6
パターン４：0個以上1/3*ｎ個未満のセルが(総送信電力 ＜ P_low)を満たす場合 ｆ＝0.8
状態判断ステップＳ２６の結果のｆ値を総電力推定ステップＳ１１へ送り、干渉ファクタｆを式（１）に代入し、以降図２の場合と同様の処理を行う。
パターン２：2/3*ｎ個以上ｎ個未満のセルが(総送信電力 ＜ P_low)を満たす場合 ｆ＝0.4
パターン３：1/3*ｎ個以上2/3*ｎ個未満のセルが(総送信電力 ＜ P_low)を満たす場合 ｆ＝0.6
パターン４：0個以上1/3*ｎ個未満のセルが(総送信電力 ＜ P_low)を満たす場合 ｆ＝0.8
状態判断ステップＳ２６の結果のｆ値を総電力推定ステップＳ１１へ送り、干渉ファクタｆを式（１）に代入し、以降図２の場合と同様の処理を行う。
-算出例-
1)状態判断ステップＳ２６の処理例
P_limit = 16[W]とする。
1)状態判断ステップＳ２６の処理例
P_limit = 16[W]とする。
P_low = 0.5*P_limit = 8[W]
隣接セルを6セルとし、それぞれの総送信電力をP1,P2,P3,P4,P5,P6[W]とする。
パターンの例を表４に示す。
隣接セルを6セルとし、それぞれの総送信電力をP1,P2,P3,P4,P5,P6[W]とする。
パターンの例を表４に示す。
2)干渉有りの場合の1ch当りの最大電力値算出処理例
1) 状態判断ステップＳ２６の処理例の例４の場合の推定送信電力を求める。
Traffic量30台でのエリア毎の電力量を表５に示す。
1) 状態判断ステップＳ２６の処理例の例４の場合の推定送信電力を求める。
Traffic量30台でのエリア毎の電力量を表５に示す。
条件が以下の場合について、1ch当りの最大電力値の算出例を示す。
-条件-
Traffic量 30台
実測総送信電力 12Ｗ
上記算出方法より
(推定総送信電力) ＝ 13[Ｗ]
(実測総送信電力) ＜ Ｐ’
(推定総送信電力) ＜ Ｐ’
(実測総送信電力) − (推定総送信電力) ＜ 0 → パターン３
Δp ＝ ｜(実測総送信電力) − (推定総送信電力)｜ ＝ 1 [W]
(補正値) ＝ Δp ／ Ｎ ＝ 1 ／ 30 ＝ 0.033 [W]
(設定値) ＝ (最低品質を保つために必要な1ch当りの送信電力最大値) ＋ (補正値)
＝ 0.8 ＋ 0.033
＝ 0.833 [W]
例として、(最低品質を保つために必要な1ch当りの送信電力最大値)＝0.8Wとした。
-条件-
Traffic量 30台
実測総送信電力 12Ｗ
上記算出方法より
(推定総送信電力) ＝ 13[Ｗ]
(実測総送信電力) ＜ Ｐ’
(推定総送信電力) ＜ Ｐ’
(実測総送信電力) − (推定総送信電力) ＜ 0 → パターン３
Δp ＝ ｜(実測総送信電力) − (推定総送信電力)｜ ＝ 1 [W]
(補正値) ＝ Δp ／ Ｎ ＝ 1 ／ 30 ＝ 0.033 [W]
(設定値) ＝ (最低品質を保つために必要な1ch当りの送信電力最大値) ＋ (補正値)
＝ 0.8 ＋ 0.033
＝ 0.833 [W]
例として、(最低品質を保つために必要な1ch当りの送信電力最大値)＝0.8Wとした。
以上のように、基地局の送信電力に余裕があるか否かの判断の場合に、隣接セルの干渉の大きさを考慮に入れることにより、より適切な１チャネル当たりの最大送信電力値の設定が可能となる。
（付記１）
基地局と端末間の無線通信を行う無線システムにおいて、
該基地局から実際に送信されている総送信電力値と、トラフィック量としての該基地局が収容している端末数を収集する局情報収集手段と、
該トラフィック量から該基地局に必要とされる総送信電力値を推定する総送信電力推定手段と、
該実際に送信されている総送信電力値と該推定された総送信電力値を用いて、該基地局の総送信電力に余裕があるか否かを判断する状態判断手段と、
該状態判断手段によって、該基地局の総送信電力に余裕があると判断された場合には、該端末へ送信する電波に許容される１チャネル当たりの最大送信電力設定値をより大きい値に補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする無線システム。
基地局と端末間の無線通信を行う無線システムにおいて、
該基地局から実際に送信されている総送信電力値と、トラフィック量としての該基地局が収容している端末数を収集する局情報収集手段と、
該トラフィック量から該基地局に必要とされる総送信電力値を推定する総送信電力推定手段と、
該実際に送信されている総送信電力値と該推定された総送信電力値を用いて、該基地局の総送信電力に余裕があるか否かを判断する状態判断手段と、
該状態判断手段によって、該基地局の総送信電力に余裕があると判断された場合には、該端末へ送信する電波に許容される１チャネル当たりの最大送信電力設定値をより大きい値に補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする無線システム。
（付記２）
更に、
隣接基地局がカバーするセルからの電波干渉量を推定する干渉量推定手段を備え、
前記総送信電力推定手段は、該電波干渉量を考慮して該総送信電力値を推定することを特徴とする付記１に記載の無線システム。
更に、
隣接基地局がカバーするセルからの電波干渉量を推定する干渉量推定手段を備え、
前記総送信電力推定手段は、該電波干渉量を考慮して該総送信電力値を推定することを特徴とする付記１に記載の無線システム。
（付記３）
前記状態判断手段は、前記実際に送信されている総送信電力値と前記推定された総送信電力値が共に所定の値より小さく、且つ、該実際に送信されている総送信電力値が該推定された総送信電力値より小さい場合に、前記基地局の総送信電力に余裕があると判断することを特徴とする付記１に記載の無線システム。
前記状態判断手段は、前記実際に送信されている総送信電力値と前記推定された総送信電力値が共に所定の値より小さく、且つ、該実際に送信されている総送信電力値が該推定された総送信電力値より小さい場合に、前記基地局の総送信電力に余裕があると判断することを特徴とする付記１に記載の無線システム。
（付記４）
前記補正手段は、前記推定された総送信電力値から前記実際に送信されている総送信電力値を減算した結果を、前記トラフィック量で除算した値を、補正前の１チャネル当たりの最大送信電力設定値に加算することにより、補正後の１チャネル当たりの最大送信電力設定値を得ることを特徴とする付記１に記載の無線システム。
前記補正手段は、前記推定された総送信電力値から前記実際に送信されている総送信電力値を減算した結果を、前記トラフィック量で除算した値を、補正前の１チャネル当たりの最大送信電力設定値に加算することにより、補正後の１チャネル当たりの最大送信電力設定値を得ることを特徴とする付記１に記載の無線システム。
（付記５）
前記干渉量推定手段は、前記隣接する基地局の内、総送信電力値が総送信電力値の制限値の５０％より大きい基地局の数に基づいて、前記総送信電力値の推定に使用する干渉ファクタ値を設定することを特徴とする付記２に記載の無線システム。
前記干渉量推定手段は、前記隣接する基地局の内、総送信電力値が総送信電力値の制限値の５０％より大きい基地局の数に基づいて、前記総送信電力値の推定に使用する干渉ファクタ値を設定することを特徴とする付記２に記載の無線システム。
（付記６）
前記無線通信は、ＣＤＭＡ方式を用いるシステムであることを特徴とする付記１に記載の無線制御システム。
前記無線通信は、ＣＤＭＡ方式を用いるシステムであることを特徴とする付記１に記載の無線制御システム。
（付記７）
前記無線システムは、前記基地局内の設けられることを特徴とする付記１に記載の無線システム。
前記無線システムは、前記基地局内の設けられることを特徴とする付記１に記載の無線システム。
（付記８）
前記無線システムは、前記基地局とは別の装置に設けられ、ネットワークを介して該基地局から必要な情報を取得し、該基地局への設定を行うことを特徴とする付記１に記載の無線システム。
前記無線システムは、前記基地局とは別の装置に設けられ、ネットワークを介して該基地局から必要な情報を取得し、該基地局への設定を行うことを特徴とする付記１に記載の無線システム。
（付記９）
前記無線システムは、複数の基地局を制御することを特徴とする付記２に記載の無線システム。
前記無線システムは、複数の基地局を制御することを特徴とする付記２に記載の無線システム。
（付記１０）
前記総送信電力値の推定は、前記基地局がカバーするセル内に一様に端末が分布しているとして行うことを特徴とする付記１に記載の無線システム。
前記総送信電力値の推定は、前記基地局がカバーするセル内に一様に端末が分布しているとして行うことを特徴とする付記１に記載の無線システム。
（付記１１）
基地局と端末間の信号送信を電波で行う無線通信システムにおける無線制御方法であって、
該基地局から実際に送信されている総送信電力値と、トラフィック量としての該基地局が収容している端末数を収集し、
該トラフィック量から該基地局に必要とされる総送信電力値を推定し、
該実際に送信されている総送信電力値と該推定された総送信電力値を用いて、該基地局の総送信電力に余裕があるか否かを判断し、
該状態判断手段によって、該基地局の総送信電力に余裕があると判断された場合には、該端末へ送信する電波に許容される１チャネル当たりの最大送信電力設定値をより大きい値に補正する、
ことを特徴とする無線制御方法。
基地局と端末間の信号送信を電波で行う無線通信システムにおける無線制御方法であって、
該基地局から実際に送信されている総送信電力値と、トラフィック量としての該基地局が収容している端末数を収集し、
該トラフィック量から該基地局に必要とされる総送信電力値を推定し、
該実際に送信されている総送信電力値と該推定された総送信電力値を用いて、該基地局の総送信電力に余裕があるか否かを判断し、
該状態判断手段によって、該基地局の総送信電力に余裕があると判断された場合には、該端末へ送信する電波に許容される１チャネル当たりの最大送信電力設定値をより大きい値に補正する、
ことを特徴とする無線制御方法。
（付記１２）
更に、
隣接基地局がカバーするセルからの電波干渉量を推定し、
前記総送信電力推定ステップでは、該電波干渉量を考慮して該総送信電力値を推定することを特徴とする付記１１に記載の無線制御方法。
更に、
隣接基地局がカバーするセルからの電波干渉量を推定し、
前記総送信電力推定ステップでは、該電波干渉量を考慮して該総送信電力値を推定することを特徴とする付記１１に記載の無線制御方法。
１０ 基地局
１１ データ処理部
１２ 端末
１１ データ処理部
１２ 端末
Claims (5)
- 基地局と端末間の無線通信を行う無線システムにおいて、
該基地局から実際に送信されている総送信電力値と、トラフィック量としての該基地局が収容している端末数を収集する局情報収集手段と、
該トラフィック量から該基地局に必要とされる総送信電力値を推定する総送信電力推定手段と、
該実際に送信されている総送信電力値と該推定された総送信電力値を用いて、該基地局の総送信電力に余裕があるか否かを判断する状態判断手段と、
該状態判断手段によって、該基地局の総送信電力に余裕があると判断された場合には、該端末へ送信する電波に許容される１チャネル当たりの最大送信電力設定値をより大きい値に補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする無線システム。 - 更に、
隣接基地局がカバーするセルからの電波干渉量を推定する干渉量推定手段を備え、
前記総送信電力推定手段は、該電波干渉量を考慮して該総送信電力値を推定することを特徴とする請求項１に記載の無線システム。 - 前記状態判断手段は、前記実際に送信されている総送信電力値と前記推定された総送信電力値が共に所定の値より小さく、且つ、該実際に送信されている総送信電力値が該推定された総送信電力値より小さい場合に、前記基地局の総送信電力に余裕があると判断することを特徴とする請求項１に記載の無線システム。
- 前記補正手段は、前記推定された総送信電力値から前記実際に送信されている総送信電力値を減算した結果を、前記トラフィック量で除算した値を、補正前の１チャネル当たりの最大送信電力設定値に加算することにより、補正後の１チャネル当たりの最大送信電力設定値を得ることを特徴とする請求項１に記載の無線システム。
- 前記干渉量推定手段は、前記隣接する基地局の内、総送信電力値が総送信電力値の制限値の５０％より大きい基地局の数に基づいて、前記総送信電力値の推定に使用する干渉ファクタ値を設定することを特徴とする請求項２に記載の無線システム。
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