JP4354779B2

JP4354779B2 - 基地局装置及び制御局装置

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Publication number: JP4354779B2
Application number: JP2003371343A
Authority: JP
Inventors: 正光錦戸; 裕也藤内; 宏和高橋
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2023-10-30
Also published as: JP2005136750A

Description

本発明は、携帯電話システムにおける基地局装置や制御局装置に関する。

近年、携帯電話システムを用いたサービスとして音声通信のみならずデータ通信の比率が高まってきている。これに伴いデータ通信の評価指標として、携帯電話システムに含まれる各基地局がセクタあたり提供できる伝送速度（いわゆるセクタスループット）や、基地局が提供できるデータ転送能力が各移動局装置に対して公平に割当てられているかを表す評価指標（いわゆるフェアネス）の向上が要望されている。

かかる要望に応えるため、伝送速度や公平性に関して良好な特性を得るためのスケジューリング・アルゴリズムが提案されている。例えば、特許文献１の従来技術には、ラウンドロビンスケジューラを始めとする一般的に用いられているスケジューリング・アルゴリズムが開示されている。
特開２００３−１５２６３０号公報特表平９−５０８２５０号公報

しかしながら、スケジューリング・アルゴリズムを改善しようとする上記従来の方法では、次のような場合のセクタスループットやフェアネスの向上を図ることができない。すなわち、基地局によっては、通信中の各移動局装置が図４（ａ）に示すように基地局近傍に集中しているような場合がある。また一方で通信中の各移動局装置が図４（ｂ）に示すように基地局のカバーエリア境界付近内部に集中している場合もある。

一般に各基地局のカバーエリアは、基地局の配備の際に種々の要因に配慮しながら慎重に定められるもので、通常の状態では一定に保持されている。ちなみに、非常の事態（事故などで過大な負荷となる場合や基地局の一つを取外すなどの事態）が生じたときに、カバーエリアを調整する技術は、特許文献２に開示されている。なお、カバーエリアの設定は、通常、基地局の共通チャネル送信電力を調整して行われる。

つまり、図４（ａ），（ｂ）のそれぞれに示したような状況下にあっては、いずれの場合も基地局のカバーエリアは当初定められた状態に保持されているので、図４（ｂ）に示した基地局のセクタスループットは低くなる。さらに、図４（ａ）に示した基地局のセクタスループットは維持された状態にあるので、スループット偏差も大きくなってフェアネスも低下することになる。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、各カバーエリア内の移動局装置の分布状況によってセクタスループットが低下したり、フェアネスが低下してしまうことを防止できる基地局装置及び制御局装置を提供することを、その目的の一つとする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、通信可能エリア内に存する少なくとも一つの移動局装置との間で信号の送受信を行う基地局装置であって、前記信号の送受信を行っている移動局装置に係るスループットの情報を取得する手段と、前記スループットの情報に基づいて前記通信可能エリアのサイズを制御する手段と、を有することを特徴としている。

また、上記従来例の問題点を解決するための本発明は、互いに異なる通信可能エリア内に存する移動局装置との間で信号の送受信を行う少なくとも一つの基地局装置との間で信号の送受信を行う制御局装置であって、前記基地局装置のうちの注目基地局装置について、当該注目基地局装置との間で信号の送受信を行っている少なくとも一つの移動局装置に係るスループットの情報を取得する手段と、前記スループットの情報に基づいて前記注目基地局装置の通信可能エリアのサイズを制御するエリアサイズ制御手段と、を有することを特徴としている。

ここで前記注目基地局装置に隣接する他の基地局装置の通信可能エリアサイズに関連する情報を隣接エリアサイズ情報として取得する手段をさらに含み、前記エリアサイズ制御手段が、前記スループットの情報と、前記隣接エリアサイズ情報とに基づいて、前記注目基地局装置の通信可能エリアのサイズを制御することとしてもよい。

また、本発明の一態様に係る基地局装置の制御方法は、通信可能エリア内に存する少なくとも一つの移動局装置との間で信号の送受信を行う基地局装置を用い、前記信号の送受信を行っている移動局装置に係るスループットの情報を取得する工程と、前記スループットの情報に基づいて前記通信可能エリアのサイズを制御する工程と、を実行させることを特徴としている。

本発明の第１の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の第１の実施の形態に係る基地局装置は、セクタスループットの状態に基づいて、カバーエリア（通信可能エリア）のサイズを調整するものである。

本実施の形態の基地局装置は、図１に示すように、共通チャネル処理部１１と、通信処理部１２とを含んで構成され、共通チャネル処理部１１は、データ処理部２１と、符号化部２２と、拡散変調部２３と、電力制御部２４と、ＲＦ処理部２５と、スループット情報取得部２６と、送信電力設定部２７とを含む。

ここで通信処理部１２は、カバーエリア内の移動局装置との間で双方向に音声データや、パケットデータの通信を行うものである。

共通チャネル制御部１１は、パイロット信号など下り回線のみの共通チャネル信号を送出するものである。なお、本実施の形態においては、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式のうち、ＩＳ−９５の仕様に係るものを例として説明するので、パイロット信号の強度（共通チャネルの空中線電力）がカバーエリアの広さを画定することになる。尤も、他の方式において、カバーエリアの広さを画定するための信号が別にあるのであれば、当該信号の送信に係る空中線電力を以下に述べるのと同様の構成により、セクタスループットの状態に基づいて調整することになる。

本実施の形態の共通チャネル制御部１１のデータ処理部２１は、送信データである共通チャネルデータ（パイロット信号のデータ等）を符号化部２２に出力する。符号化部２２は、このパイロット信号のデータをウオルシュ符号化し、また他の共通チャネルデータについても所定方法で符号化する。そしてこれら符号化したデータを予め定められた変調方法で変調してパイロット信号を生成し、電力制御部２４に出力する。電力制御部２４は、送信電力設定部２７から入力される送信電力指定情報に基づいて送信電力を調整し、当該送信電力にて共通チャネル信号を送信するよう、ＲＦ処理部２５に指示する。

そしてＲＦ処理部２５が、この指示に従い、共通チャネル信号を指示された送信電力で、アンテナを介して送出する。この送出された共通チャネル信号が移動局装置に所定強度以上の信号強度で受信されると、移動局装置が当該共通チャネル信号を送出した基地局との間で通信を確立するようになることがある。

スループット情報取得部２６は、所定のタイミング（例えば定期的なタイミング）で、通信処理部１２から現在通信中の各移動局装置との間でのスループット（通信速度）の情報を取得し、当該取得した各移動局装置のスループットの情報に基づき、所定の統計演算によって所定統計量を算出し、送信電力設定部２７に出力する。ここで統計演算は、総和や、最小、最大値、平均値、標準偏差などの統計量を演算する処理である。

送信電力設定部２７は、ＲＯＭなどの（不揮発性）メモリにアクセス可能になっており、このメモリに格納されているテーブルを参照して、スループット情報取得部２６から入力される所定統計量の情報に対応して予め定められた共通チャネルの送信電力の設定値を取得し、当該設定値を送信電力指定情報として電力制御部２４に出力する。

ここでメモリに格納されているテーブルは、例えば図２に示すようなものであり、ここではスループットの総和（セクタスループット）の各段階に対して、対応する共通チャネル送信電力を関連づけたものとなっている。具体的に図２では、セクタスループットをＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つのしきい値（Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄとする）によって、「Ａ未満」、「Ａ以上Ｂ未満」・・・、「Ｄ以上」の５段階に分けて、それぞれの場合における共通チャネル送信電力Ｐ０からＰ４（Ｐ０＞Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４）を関連づけて設定したものとなっている。

なお、ここではテーブルを用いて段階的な制御を行うこととしているが、入力される統計量と、出力するべき設定値とを関連づける関数を予め定義しておき、この関数を用いて出力するべき設定値を算出することとしてもよい。

次に、本実施の形態の基地局装置の動作について説明する。まず、本実施の形態の基地局装置と通信中の各移動局装置が図４（ａ）に示したように基地局近傍に集中しているような場合、各移動局装置のスループットは大きくなるので、スループット情報取得部２６が取得するセクタスループットは大きくなり、従って送信電力設定部２７が共通チャネル信号の送信電力を低減するよう制御する。この結果カバーエリアが縮小され、基地局装置のカバーエリア境界付近の移動局装置がカバーエリアから外れて、他の基地局装置との間で通信をするようになり、セクタスループットは低減される。

一方、本実施の形態の基地局装置と通信中の各移動局装置が図４（ｂ）に示すように基地局のカバーエリア境界付近内部に集中している場合は、各移動局装置のスループットは小さくなるので、スループット情報取得部２６が取得するセクタスループットは小さくなり、従って送信電力設定部２７が共通チャネル信号の送信電力を増大させるよう制御する。この結果、カバーエリアが拡大され、また、各移動局装置のスループットが向上して、セクタスループットが増大する。

このように各カバーエリア内の移動局装置の分布状況をセクタスループットによって検知し、カバーエリアのサイズを調整してセクタスループットを制御するので、セクタスループットの低下やフェアネスの低下を防止できる。

このようなカバーエリアのサイズの制御は、基地局装置によって行われるだけでなく、各基地局装置を統括する制御局装置によっても行われるので、以下、制御局装置によって各基地局装置のカバーエリアのサイズ制御を行う例について第２の実施の形態として説明する。本実施の形態に係る制御局装置３０は、図３に示すように、複数の基地局装置４０に接続され、これらを統括している。本実施の形態の制御局装置３０は、制御部３１と、記憶部３２と、各基地局装置４０に対応して設けられ制御部３１と対応する基地局装置４０との間で双方向に通信を行わせる通信部３３とを含んで構成される。また、基地局装置４０は、共通チャネル処理部１１と、通信処理部１２とを含んで構成され、共通チャネル処理部１１は、データ処理部２１と、符号化部２２と、拡散変調部２３と、電力制御部２４と、ＲＦ処理部２５と、送信電力設定部２７′とを含む。なお、第１の実施の形態と略同様の動作を行うものについては、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

本実施の形態において特徴的なことは、制御局装置３０の制御部３１が、通常の基地局装置４０を統括する処理（例えば基地局装置間の通信を行う等の処理）を行うほかに、複数の基地局装置４０の少なくとも一部を処理対象基地局として、セクタスループットなど、当該処理対象基地局の各々と移動局装置との通信に係る情報を取得し、各基地局装置に対して、そのセクタスループット等の情報に基づいて、そのカバーエリアのサイズを制御するよう指示することである。

具体的に、制御局装置３０の記憶部３２には、図２に示したのと同様のテーブルが処理対象基地局ごとに設定され、格納されている。ここでテーブルが基地局装置ごとに設定されているのは、各基地局装置の配置状況や周辺の信号伝播状態によって共通チャネル電力を個別に定める必要があるからである。

制御部３１は、予め処理対象基地局として定めた基地局装置４０のうち一つを注目基地局として選択する。なお、注目基地局の選択は、処理対象基地局のうちから順次選択するものであってもよい。制御部３１は、当該注目基地局と、そのカバーエリアに存在する移動局装置との間でのスループットに係る情報（例えばセクタスループット）等の情報を取得する。なお、本実施の形態においても、各移動局装置とのスループットの統計値などを取得するようにしてもよい。

また、この制御部３１は、当該セクタスループット等の情報に基づき、記憶部３２に格納されている当該注目基地局に対応するテーブルを参照して、当該注目基地局の共通チャネル電力の設定値を決定し、当該決定した設定値を注目基地局に対して送信する。

一方、基地局装置４０の送信電力設定部２７′は、制御局装置３０から共通チャネル電力の設定値を受信し、当該設定値を送信電力指定情報として電力制御部２４に出力する。

本実施の形態の制御局装置３０は、以上のように動作し、これに呼応して基地局装置４０が上述のように動作するので、各基地局装置４０ごとに、そのセクタスループット等の情報に基づいて、そのカバーエリアを制御でき、第１の実施の形態におけるのと同様に、セクタスループットの低下やフェアネスの低下を防止できる。

なお、ここでは、制御部３１は各基地局装置４０を個別に制御しているが、これに限らず、例えば注目基地局として選択した基地局装置４０に隣接して配置される他の基地局装置４０（以下、区別のため隣接基地局と呼ぶ）のカバーエリアのサイズに関する情報（隣接エリアサイズ情報）を、セクタスループットとともに参照しながら注目基地局に対して設定するべき共通チャネルの電力の設定値を定めてもよい。

この場合、制御部３１は、例えば注目基地局に対する各隣接基地局に設定されている共通チャネル電力の大きさに基づいて注目基地局の共通チャネル電力の設定値を定めることになる。すなわち、各隣接基地局に設定されている共通チャネル電力Ｐｎと、注目基地局に対して上記処理によって定めた設定値によって表される共通チャネル電力Ｐｘとの和Ｐｎ＋Ｐｘが予め定めたしきい値αを下回る場合は、Ｐｘ＝α−Ｐｎとして注目基地局に対する設定値を変更して定めることとしてもよいし、各隣接基地局のうちいずれか一つに対して、通常の共通チャネル電力（配備時に定めた共通チャネル電力）よりも低い共通チャネル電力が設定されており、かつ、注目基地局に対して上記処理によって定めた設定値によって表される共通チャネル電力が、現在注目基地局に設定されている共通チャネル電力よりも低い場合には、当該設定値を注目基地局に対して送信しないように制御してもよい。これにより、注目基地局と隣接基地局との間にカバーエリアのない部分（空乏）が生じることが回避される。

さらに、本発明の第１の実施の形態に係る基地局装置と、従来一般的な基地局装置とを交互に配置するなどによっても、この空乏の発生は回避できる。また、本発明の第１実施の形態に係る基地局装置は、サービスエリアの境界付近に配備しないようにしてもよい。これによりサービスエリアが縮小することがなくなる。また、本発明の第１実施の形態に係る基地局装置をサービスエリアの境界付近に配備する際は、配備時に定めた通常時の共通チャネル電力よりも低い共通チャネル電力を設定しないように、図２に示したテーブルや関数を設定しておくこととしてもよい。

また、本発明の第２の実施の形態に係る制御局装置においても、例えばサービスエリアの境界付近の基地局装置を処理対象としないこととしてもよい。また、サービスエリアの境界付近の基地局装置を処理対象とする場合は、当該基地局装置に対応して設定されるテーブル等において、それらの配備時に定めた通常時の共通チャネル電力よりも低い共通チャネル電力を設定しないように設定しておくこととしてもよい。

さらにここまでで説明した第１、第２の実施の形態に係る基地局装置や制御局装置では、セクタスループットに基づいて各基地局装置のカバーエリアのサイズを制御する例を用いていたが、上述の各統計量を用いてもよい。この場合に、例えば各移動局装置とのスループットのうちの最大値と標準偏差とを用いるなど、複数の量に基づいてカバーエリアのサイズを制御してもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る基地局装置の一例を表す構成ブロック図である。共通チャネル電力を設定するためのテーブルの一例を表す説明図である。本発明の第２の実施の形態に係る制御局装置の一例、及びそれに接続される基地局装置の一例を表す構成ブロック図である。移動局装置の分布例を表す説明図である。

符号の説明

１１共通チャネル処理部、１２通信処理部、２１データ処理部、２２符号化部、２３拡散変調部、２４電力制御部、２５ＲＦ処理部、２６スループット情報取得部、２７，２７′ 送信電力設定部、３０制御局装置、３１制御部、３２記憶部、３３通信部、４０基地局装置。

Claims

通信可能エリア内に存する複数の移動局装置との間で信号の送受信を行う基地局装置であって、
前記複数の移動局装置に係るスループットの情報を取得し、前記複数の移動局装置に係るスループットの統計量を算出する算出手段と、
前記スループットの統計量に基づいて、前記複数の移動局装置が共有して使用可能な共通チャネルの送信電力を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記スループットの統計量に基づいて、前記基地局装置のスループットであるセクタスループットが大きくなるにつれて、前記共通チャネルの送信電力を小さくするように、又は前記セクタスループットが小さくなるにつれて、前記共通チャネルの送信電力を大きくするように制御する、ことを特徴とする基地局装置。
互いに異なる通信可能エリア内に存する移動局装置との間で信号の送受信を行う少なくとも一つの基地局装置との間で信号の送受信を行う制御局装置であって、
前記基地局装置のうちの注目基地局装置について、当該注目基地局装置との間で信号の送受信を行っている複数の移動局装置に係るスループットの情報を取得し、前記複数の移動局装置に係るスループットの統計量を算出する算出手段と、
前記スループットの統計量に基づいて、前記注目基地局装置の前記複数の移動局装置が共有して使用可能な共通チャネルの送信電力を制御するエリアサイズ制御手段と、を備え、
前記エリアサイズ制御手段は、前記スループットの統計量に基づいて、前記注目基地局装置のスループットであるセクタスループットが大きくなるにつれて、前記共通チャネルの送信電力を小さくするように、又は前記セクタスループットが小さくなるにつれて、前記共通チャネルの送信電力を大きくするように制御する、ことを特徴とする制御局装置。
前記注目基地局装置に隣接する他の基地局装置の通信可能エリアサイズに関連する情報を隣接エリアサイズ情報として取得する手段をさらに含み、
前記エリアサイズ制御手段が、前記スループットの情報と、前記隣接エリアサイズ情報とに基づいて、前記注目基地局装置の通信可能エリアのサイズを制御することを特徴とする請求項２に記載の制御局装置。
通信可能エリア内に存する複数の移動局装置との間で信号の送受信を行う基地局装置を用い、
前記信号の送受信を行っている移動局装置に係るスループットの情報を取得し、前記複数の移動局装置に係るスループットの統計量を算出する算出工程と、
前記スループットの統計量に基づいて、前記複数の移動局装置が共有して使用可能な共通チャネルの送信電力を制御する制御工程と、を備え、
前記制御工程では、前記スループットの統計量に基づいて、前記基地局装置のスループットであるセクタスループットが大きくなるにつれて、前記共通チャネルの送信電力を小さくするように、又は前記セクタスループットが小さくなるにつれて、前記共通チャネルの送信電力を大きくするように制御する、ことを特徴とする基地局装置の制御方法。