JP4433208B2 - 無線基地局装置および送信電力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話機等の移動局端末と無線通信可能とする無線基地局装置、およびその送信電力制御方法に関する。

従来、携帯電話機等の移動局端末を用いる通信システムは、通信サービスを提供する地域であるサービス提供地域内で移動局端末と無線で通信可能とするために、移動局端末と信号を送受信する無線基地局装置（以下、基地局と称する）が設けられている。基地局は一定のエリア毎に設けられ、複数の基地局でサービス提供地域全体をカバーしている。１つの基地局がカバーしているエリアをセルと称する。複数の基地局は基地局を制御する無線ネットワーク制御装置と接続され、無線ネットワーク制御装置を介して電話網となる通信ネットワークに接続されている。

ユーザがサービス提供地域内で移動局端末を操作すると、移動局端末は、通常最も近い基地局と信号を送受信し、通信ネットワークを介して通信先の端末と通信可能に接続される。基地局が移動局端末に送信する信号には、セル内の全ての移動局端末に共通の内容である共通チャネルと、移動局端末毎に異なる内容である個別チャネルとを含んでいる。基地局はチャネル毎に送信電力を調整することが可能である。

共通チャネルは、セル情報など通信システムを運用するための情報と、端末が基地局と通信するために必要な情報を含む。セル情報には、移動局端末が基地局と同期をとるために必要な情報、隣接セルの情報、干渉レベルの情報、およびセルの規制状態等の情報がある。

個別チャネルは、個々の移動局端末に特化したデータであるユーザデータを載せるためのチャネルであり、音声、ＴＶ電話の音声と画像、およびパケット等の通信レートの高いデータを運ぶためのものである。

１つのセル内で多数のユーザが移動局端末を操作して通話しようとすると、そのセルをカバーする１つの基地局に多くの移動局端末の通信が集中することになる。そして、基地局は通信する移動局端末毎に異なる個別チャネルの信号を送信しなければならないため、基地局の総送信電力は、利用される移動局端末が増えるほど大きくなる。また、移動局端末の数が多くなくても、移動局端末と基地局との無線伝搬環境が悪ければ、基地局からの総送信電力が大きくなる場合もある。このように増大する総送信電力に対して基地局の装置保護のため、基地局が実際に出力可能な最大送信電力よりも低い値を限界値に設定している。以下では、総送信電力がその限界値に達したときを「総送信電力の１００％」とする。

基地局は、総送信電力が１００％を超えた場合に、装置保護のために個別チャネル／共通チャネルを問わず送信電力を一律減衰し、総送信電力が１００％以下になるように調整するリミッター制御を行う。このリミッター制御の例として、特開平１１−２３４２０３号公報に開示されている。基地局における総送信電力のリミッター制御について図を用いて説明する。

図１Ａおよび図１Ｂはリミッター制御を説明するための図である。

図１Ａに示すように、基地局と通信接続される移動局端末数の増加や、基地局と移動局端末との無線伝搬環境の悪化により、基地局の総送信電力が１００％を超えてしまう場合がある。この場合、基地局が限界値を超えた送信電力を出力し続けてしまうと、装置自体が故障してしまうことになる。

図１Ｂは、基地局の総送信電力が１００％を超えた際に、基地局がリミッター制御を実行した様子を示したものである。リミッター制御を実行すると、基地局では個別チャネル／共通チャネルによらず、全てのチャネルの送信電力を一定量減らす。符号５００はその減衰量を示す。

上述の通信システムを運用する企業（以下、システム運用企業と称する）は、基地局と移動局端末との通信接続である呼に優先度を設けたい場合がある。例えば、移動局端末から警察または消防への緊急の場合の緊急呼については、その優先度を高くしたい。

このように呼に優先度を設けたくても、従来のリミッター制御では、呼の優先度によらず、全ての移動局端末に対する送信電力を一定量減衰させるため、呼の優先度の高い移動局端末に対する送信電力値も減衰することになる。そのため、優先度の高い呼を切断してしまう可能性がある。呼の切断は、基地局からの送信電力が低下することで、移動局端末が基地局から受信する信号に必要な受信品質を得られなくなることで起きる。

また、共通チャネルの送信電力も一律減衰するため、基地局としてカバーしているエリアが縮小してしまう。そのため、移動局端末による基地局間のハンドオーバの失敗を引き起こしてしまったり、本来カバー可能なセル内であっても移動局端末の発着信ができないところが発生してしまったりすることになる。これでは優先度の高い呼の移動局端末のユーザに対してサービス提供が不十分となる。

本発明の目的は、移動局端末の利用数が増えても、総送信電力の上昇を抑え、かつ通信接続の優先度の高いユーザの移動局端末は理想的な受信品質を得られるような送信電力を出力する無線基地局装置、および送信電力制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の無線基地局装置は、複数の移動局端末と無線通信する無線基地局装置であって、移動局端末に対する送信電力の上限値と、通信接続される全ての移動局端末に対する送信電力の和である総送信電力についての第１の閾値および第１の閾値よりも大きい第２の閾値と、移動局端末の優先度とが予め格納された記憶部と、総送信電力を監視し、総送信電力が第１の閾値を超える場合、優先度が最も低い移動局端末に対する送信電力の上限値を所定量小さくし、総送信電力が第２の閾値を超える場合、優先度が最も低い移動局端末との通信接続を切る制御部とを有する構成である。

また、上記目的を達成するための本発明の送信電力制御方法は、複数の移動局端末と無線通信する、制御部および記憶部を有する無線基地局装置による送信電力制御方法であって、移動局端末に対する送信電力の上限値と、通信接続される全ての移動局端末に対する送信電力の和である総送信電力についての第１の閾値および第１の閾値よりも大きい第２の閾値と、移動局端末の優先度とを記憶部に格納するステップと、総送信電力を監視するステップと、総送信電力が第１の閾値を超える場合、優先度が最も低い移動局端末に対する送信電力の上限値を所定量小さくし、総送信電力が第２の閾値を超える場合、優先度が最も低い移動局端末との通信接続を切るステップとを有するものである。

本発明では、総送信電力が第１の閾値を超えると、優先度の低い移動局端末に対する送信電力の上限値を下げるため、その移動局端末に対する送信電力が上限値まで上昇しても、従来の場合よりも総送信電力が大きくなることを防げる。また、総送信電力が第２の閾値を超えると、優先度の低い移動局端末との通信接続を切るため、その移動局端末に対する送信電力の上限値を下げるよりも総送信電力の値が減少する。さらに、重要な通信を行っている移動局端末や優遇対象となるユーザの移動局端末の優先度を高くしておくことで、優先度の高い移動局端末に対する送信電力の上限値を下げたり、通信接続を切ったりすることがない。

また、上記本発明の無線基地局装置において、移動局端末による通信容量が大きいほど優先度が高いこととしてもよい。本発明では、通信容量が大きいほど優先度を高くすることで、容量の大きい通信の送信電力が下げられることを防ぎ、大量の情報を送る場合にも安定して通信が行われる。

また、上記本発明の無線基地局装置および送信電力制御方法において、移動局端末とスペクトラム拡散技術を用いた通信で接続される場合、制御部は、通信で用いられる拡散率が小さいほど前記優先度を低くすることとしてもよい。本発明では、スペクトラム拡散技術では拡散率が小さいほど送信電力が大きいため、拡散率の小さい移動局端末ほど優先度を低くすることで、より大きな送信電力が制御の対象となる確率が高くなる。

また、上記本発明の無線基地局装置および送信電力制御方法において、制御部は、拡散率が小さいほど所定量を大きくすることとしてもよい。本発明では、拡散率が小さいほど送信電力が大きいので、拡散率が小さいほど送信電力の上限値の引き下げ量を大きくすることで、総送信電力の上限値の引き下げ量がより大きくなる。

また、上記本発明の無線基地局装置および送信電力制御方法において、制御部は、移動局端末による通信容量が大きいほど所定量を小さくすることとしてもよい。本発明では、通信容量が大きいほど送信電力の上限値の引き下げ量を小さくすることで、容量の大きい通信の送信電力の上限値が大幅に下げられることを防ぎ、大量の情報を送る場合にも安定して通信が行われる。

また、上記本発明の無線基地局装置および送信電力制御方法において、制御部は、記憶部に格納された上限値と移動局端末に対する現在の送信電力との差を求め、その差の値を所定量とすることとしてもよい。本発明では、優先度の低い移動局端末であっても現在の送信電力が確保されるため、移動局端末の通信接続が急に切れるのを防げる。

さらに、上記本発明の無線基地局装置および送信電力制御方法において、制御部は、所定量小さくする際、段階的に小さくすることとしてもよい。本発明では、優先度の低い移動局端末に対する送信電力の上限値を段階的に下げるため、受信状態が少しずつ悪くなることをユーザに知らせることができ、移動局端末の通信接続が急に切れるのを防げる。

したがって、本発明では、無線基地局装置が総送信電力値を監視し、総送信電力値がある閾値を超えた場合に、優先度の低いユーザの送信電力上限値を抑える、または優先度の低いユーザの呼の解放を要求する制御を行っている。そのため、無線基地局装置保護のために無線容量の上限値を超えないようにするとともに、優先度の高いユーザの移動局端末が呼切断する確率を低減できる。

また、無線基地局装置の総送信電力が１００％となったときに、全ての移動局端末に対する送信電力を一律して引き下げることがないため、複数のユーザが呼切断する確率を低減できる。

図１Ａは従来の無線基地局装置による総送信電力の制御方法を説明するための図である。 図１Ｂは従来の無線基地局装置による総送信電力の制御方法を説明するための図である。 図２は本実施例の通信システムの一構成例を示すブロック図である。 図３は本発明の無線基地局装置が優先度の情報を格納する動作手順を示すフローチャートである。 図４は無線基地局装置が総送信電力を制御するための動作手順を示すフローチャートである。 図５Ａは総送信電力の制御方法を説明するためのグラフである。 図５Ｂは総送信電力の制御方法を説明するためのグラフである。 図６Ａは送信電力の上限値引き下げ処理前の送信電力の履歴を示すグラフである。 図６Ｂは実施例１の無線基地局装置による送信電力の上限値引き下げのための１つ目の方法を説明するための図である。 図７Ａは送信電力の上限値引き下げ処理前の送信電力の履歴を示すグラフである。 図７Ｂは実施例１の無線基地局装置による送信電力の上限値引き下げのための２つ目の方法を説明するための図である。 図８Ａは送信電力の上限値引き下げ処理前の送信電力の履歴を示すグラフである。 図８Ｂは実施例２の無線基地局装置による送信電力の上限値引き下げのための１つ目の方法を説明するための図である。 図９Ａは送信電力の上限値引き下げ処理前の送信電力の履歴を示すグラフである。 図９Ｂは実施例２の無線基地局装置による送信電力の上限値引き下げのための２つ目の方法を説明するための図である。 図１０Ａは送信電力の上限値引き下げ処理前の送信電力の履歴を示すグラフである。 図１０Ｂは実施例２の無線基地局装置による送信電力の上限値引き下げのための３つ目の方法を説明するための図である。

本発明の無線基地局装置は、総送信電力に予め閾値を設け、総送信電力がその閾値を超えている場合は、基地局にて優先度の低いユーザを検索し、そのユーザの移動局端末に対する基地局からの送信電力を抑える制御を行うものである。
（実施例１）
本実施例の構成について説明する。

図２は本実施例の通信システムの一構成例を示すブロック図である。本実施例では通常のスペクトラム拡散技術（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を用いた通信システムであるものとする。

図２に示すように、通信システムは、基地局１００と、基地局１００を制御するための無線ネットワーク制御装置１５０とを有する。無線ネットワーク制御装置１５０は電話網となる通信ネットワーク１８０と接続されている。基地局１００は移動局端末２００〜２０３と無線で通信可能に接続される。基地局１００は数十ｋｍごとに配置され、基地局１００毎にセルが割り当てられている。

なお、無線ネットワーク制御装置１５０に複数の基地局が接続されていてもよいが、説明を簡単にするために、本実施例では基地局１００を１台とする。また、本実施例では、移動局端末が４台の場合を示す。移動局端末２００〜２０３の構成については、通常の携帯電話機と同様なためその詳細な説明を省略する。また、移動局端末の構成および動作の説明については、移動局端末２００〜２０３のうち代表して移動局端末２００の場合で説明する。

さらに、以下では、本発明の特徴となる送信電力の制御に関連する構成および動作について説明し、基地局１００の無線変復調処理を含む一般的な機能と、無線ネットワーク制御装置１５０の回線接続制御およびハンドオーバ制御等を含む一般的な機能とに関する構成と動作についての詳細な説明を省略する。

移動局端末２００は、ユーザが電話をかけるために移動局端末２００を操作して通信先の電話番号を入力すると、入力された通信先の電話番号と自分の電話番号の情報を含み、通信接続を要求する信号である呼信号を基地局１００を介して無線ネットワーク制御装置１５０に送信する。

無線ネットワーク制御装置１５０は、予めユーザ毎に異なるユーザ設定情報を格納するための記憶部１５２と、ユーザの優先度の情報を基地局１００に送出する制御部１５４と、操作者が指示を入力するための操作部（不図示）を備えている。制御部１５４、はプログラムにしたがって所定の処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラムを格納するためのメモリとを備えている。ユーザ設定情報は、ユーザを特定するためのユーザ識別子と、ユーザの移動局端末についての通信接続の優先順位を示す優先度（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ｌｅｖｅｌ）とを有する。以下では、ユーザ識別子が移動局端末の電話番号の場合とする。

優先度は、システム運用企業が提供するサービスの種類に基づいて決定される。そのサービスの種類は３つの項目を含む通信設定情報により次のようにして決定される。

３つの項目とは、通信内容、通信方法および通信容量であり、それぞれについてさらに区分され、ユーザの優先度がランク付けされている。例えば、通信内容には、音声だけの場合と、ＴＶ電話の音声および動画の場合とがある。この場合、ＴＶ電話の場合の方が音声だけの場合に比べて情報量が大きく、ユーザに対する課金料が高くなるので、ランクが上になる。通信方法では、モデムを利用しているか、パケットで通信しているか等に区分される。通信容量は単位時間あたりに通信可能な情報量であり、その情報量が複数に区分されている。この場合、情報量が多い区分では、ユーザの課金料が高くなるため、ランクが上になる。上記３つの項目のランクを総合して、サービスの種類および優先度が決定され、記憶部１５２のユーザ設定情報に優先度が格納される。

予め通信設定情報の各項目についてのランクの情報を記述した通信設定テーブルを記憶部１５２に格納しておくことで、システム運用企業の操作者がユーザ毎に通信設定情報の３つの項目を無線ネットワーク制御装置１５０を操作して入力すると、制御部１５４がユーザ毎に３つの項目についてのランクを総合して優先度を求め、求めた優先度と通信設定情報を記憶部１５２のユーザ設定情報に格納する。

また、通信設定テーブルには、上記３つの項目のそれぞれが決まると、移動局端末に対する基地局１００からの個別チャネルの送信電力の上限値が求まる表も備えている。制御部１５４は、ユーザ設定情報から読み出した通信設定情報に対応する上限値を通信設定テーブルを参照して求め、その上限値をユーザ設定情報に格納する。

また、制御部１５４は、基地局１００を介して移動局端末２００から呼信号を受け取ると、呼信号に含まれる通信先の電話番号が警察または消防の緊急通報先であるか否かを調べる。そして、通信先が緊急通報先でなければ、呼信号に含まれる通信元の電話番号に一致する電話番号を含むユーザ設定情報を記憶部１５２内で検索する。検索により、通信元に一致する電話番号のユーザ設定情報を見つけると、ユーザ設定情報から、電話番号、優先度、および上限値の情報を含むユーザ優先度情報を読み出して基地局１００に送信する。

一方、通信先が緊急通報先であれば、ユーザ優先度情報に含まれる優先度を最も高い優先度に変更して、変更したユーザ優先度情報を基地局１００に送信する。

また、制御部１５４は、基地局１００を介して移動局端末２００から呼信号を受け取ると、通信の転送レートから最適な拡散率（ＳＦ：Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ）を決定する。そして、ＳＦを記憶部１５２のユーザ設定情報に含めて保存するとともに、ＳＦをユーザ優先度情報に含めて基地局１００に送出する。さらに、基地局１００を介して移動局端末２００と無線で通信可能にするための無線リンクを張る。

本発明の基地局１００は、無線ネットワーク制御装置１５０から受け取るユーザ優先度情報を格納するための基地局記憶部１０２と、ユーザ優先度情報に対応して移動局端末２００への送信電力を制御する基地局制御部１０４と、操作者が指示を入力するための操作部（不図示）を有する。基地局制御部１０４は、プログラムにしたがって所定の処理を実行するＣＰＵと、プログラムを格納するためのメモリとを備えている。

また、基地局制御部１０４は、無線ネットワーク制御装置１５０から移動局端末２００のユーザ優先度情報を受け取ると、ユーザ優先度情報を優先度管理テーブルに記述して基地局記憶部１０２に格納するとともに、ＳＦの情報を移動局端末２００に送信する。基地局制御部１０４は、無線ネットワーク制御装置１５０から受け取ったユーザ優先度情報に優先度の情報が含まれていなかったら、最も低い優先度を割り当ててユーザ優先度情報を基地局記憶部１０２に格納する。このようにして、基地局制御部１０４は、自分がカバーするセル内で通信中の移動局端末２００〜２０３のユーザ優先度情報を保存する。なお、ユーザ優先度情報に優先度の情報が含まれていない場合に基地局制御部１０４がどのような優先度を割り当てるかを、操作者が予めプログラムに書き込んでおくことで、任意の優先度を割り当てることが可能となる。

基地局記憶部１０２には、１つの移動局端末に対する送信電力の下限値が予め格納されている。下限値はセル内で基地局１００が移動局端末と通信を確保するために最低限必要な値である。上限値は、上述したように、無線ネットワーク制御装置１５０から受け取るユーザ優先度情報に含まれている。

また、基地局記憶部１０２には、総送信電力に対する閾値が予め格納されている。閾値には閾値１と、閾値１よりも大きい値である閾値２が設定されている。

基地局制御部１０４は、総送信電力を周期的に監視し、総送信電力が閾値１を超えると、基地局記憶部１０２に格納された優先度管理テーブルを参照して優先度が最も低い移動局端末の個別チャネルの送信電力の上限値を引き下げる。また、総送信電力が閾値２を超えると、優先度の低い移動局端末の通信接続を解放する。監視周期は、基地局制御部１０４が読み取るプログラムのパラメータを操作者が変更することで任意の値に設定可能である。

なお、優先度をユーザの人数分順位付けすることで決めてもよいが、本実施例では、ユーザの優先度を最低順位から最高順位までランク付けした後、ユーザを３つのグループに分けたものとする。図２は優先度を１〜３のグループに分けた場合を示す。以下では、優先度１または優先度２のグループに属するユーザを高優先度ユーザと称し、優先度３のグループに属するユーザを低優先度ユーザと称する。

上記構成の基地局１００がユーザの優先度を含む情報を格納するための動作について説明する。ここでは、移動局端末２００が基地局１００と通信接続する場合とする。

図３は基地局がユーザの優先度の情報を格納するための動作手順を示すフローチャート図である。

ユーザが移動局端末２００を操作して通信先の電話番号を入力すると、移動局端末２００は呼信号を基地局１００を介して無線ネットワーク制御装置１５０に送信する。無線ネットワーク制御装置１５０は呼信号を受け取ると、呼信号に含まれる通信元電話番号と一致する番号を優先度管理テーブル内で検索し、一致する番号があるとその番号とともに格納されたユーザ設定情報からユーザ優先度情報を読み出し、ユーザ優先度情報を通信設定の内容を示す個別チャネル設定要求信号に含めて基地局１００に送信する。なお、個別チャネル設定要求信号は、基地局１００と無線ネットワーク制御装置１５０間の情報通信のためのプロトコルであるＮＢＡＰ（Ｎｏｄｅ Ｂ Ａｐｐｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）による、通信設定のための「Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｓｅｔｕｐ」や、通信内容変更のための「Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｅｐａｒｅ」等のメッセージを含んでいる。

基地局制御部１０４は無線ネットワーク制御装置１５０から個別チャネル設定要求信号を受信すると、個別チャネル設定要求信号に含まれるユーザ優先度情報に優先度が有るか否かを判別する。基地局制御部１０４は、この判別を無線ネットワーク制御装置１５０から個別チャネルの設定要求信号を受信する毎に行う（ステップＡ１）。

ステップＡ１で個別チャネル設定要求信号のユーザ優先度情報に優先度が含まれている場合、ユーザ識別子となる電話番号と優先度を含むユーザ優先度情報を基地局記憶部１０２の優先度管理テーブルに保存し管理する（ステップＡ２）。図２に移動局端末毎の優先度を示す。

一方、ステップＡ１で無線ネットワーク制御装置１５０から受け取ったユーザ優先度情報に優先度が含まれていない場合には、基地局制御部１０４は任意の優先度、例えば、最も低い優先順位を示す最下位の優先度を割り当てた後（ステップＡ３）、優先度を含むユーザ優先度情報を基地局記憶部１０２の優先度管理テーブルに保存する（ステップＡ２）。なお、ここでは、優先度が含まれていなかった場合、優先度を最下位としたが、操作者が予め基地局１００を操作してプログラムに優先度判定の対象外にする旨を書き込んでおくことで、優先度判定の対象外としてもよい。

次に、基地局が総送信電力を制御するための動作について説明する。

図４は基地局が総送信電力を制御するための動作手順を示すフローチャートである。図５Ａおよび図５Ｂは総送信電力の制御を説明するための図である。図５Ａは総送信電力値の変化を示すグラフであり、縦軸は総送信電力の大きさを示し、横軸は時間を示す。図５Ｂは各移動局端末への送信電力の大きさを示すグラフである。

図４に示すように、基地局制御部１０４は起動時から時間を計測し、総送信電力を周期的に監視し（ステップＢ１）、総送信電力が閾値２を超えているか否かを判別する（ステップＢ２）。

ステップＢ２で総送信電力が図５Ａに示すように閾値２を超えている場合、基地局制御部１０４は基地局記憶部１０２に格納した優先度管理テーブルから最も優先度の低いユーザを選択する。図２では、移動局端末２０３が最も優先度が低いことになる。優先度の最も低い移動局端末を通信接続から強制的に解放するために無線ネットワーク制御装置１５０に対して解放要求信号７０１を送出する（ステップＢ３）。解放要求信号には、解放の対象となる移動局端末２０３の電話番号が含まれている。なお、解放要求信号は、ＮＢＡＰによる「Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｆａｉｌｕｒｅ」のメッセージを含んでいる。

そして、無線ネットワーク制御装置１５０の制御部１５４は、基地局１００から解放要求信号を受け取ると、解放要求信号に含まれる電話番号で特定した通信接続を解放させる。その後、通信接続が解放したことを示す解放完了信号を基地局１００に送信する。解放完了信号には、解放の対象となった移動局端末２０３の電話番号が含まれている。

基地局制御部１０４は無線ネットワーク制御装置１５０から解放完了信号を受け取ると、解放完了信号に含まれる電話番号の移動局端末２０３に対する個別チャネルの送信を停止する。

一方、ステップＢ２で総送信電力が閾値２を超えていない場合、総送信電力が閾値１を超えているか否かを判別する（ステップＢ４）。総送信電力が閾値１を超えている場合には、基地局記憶部１０２に格納した優先度管理テーブルから最も優先度の低いユーザを選択し、選択したユーザの移動局端末２０３に対する個別チャネルの送信電力の上限値を図５Ｂに示すように一定量引き下げる（ステップＢ５）。この場合では、図５Ｂに示すように、対象となる移動局端末２０３に対する送信電力が既に上限値に達していたため、上限値を引き下げることで、その移動局端末に対する個別チャネルの送信電力が低減し、総送信電力も低減する。

さらに、基地局制御部１０４は、最も優先度の低いユーザの移動局端末に対する送信電力の上限値を引き下げても、総送信電力が閾値１よりも大きい状態が続く場合、総送信電力が閾値１よりも小さくなるまで、図４に示した手順を繰り返す。基地局制御部１０４は、最も優先度の低いユーザの移動局端末だけを毎回制御対象とすることがないように、以下のように行う。

基地局制御部１０４は、ステップ５で制御対象となる移動局端末を選択する際、送信電力の上限値引き下げ処理の回数を基地局記憶部１０２の優先度管理テーブルの低優先度ユーザ毎に記録するとともに、優先度管理テーブルを参照して優先度が低く、かつ上限値引き下げ処理の回数の最も少ないユーザを選択する。

なお、全ての低優先度ユーザの移動局端末に対して送信電力の上限値引き下げ処理を実行した後は、移動局端末毎の上限値引き下げ処理を実行しない。また、閾値２の場合に制御対象となる移動局端末を選択する場合も同様である。

本実施例では、上述したように、基地局制御部１０４は総送信電力が閾値２を超える場合、最も優先度の低いユーザの移動局端末の通信接続を解放することで、一気に総送信電力を低下させる。１つの移動局端末を通信接続から解放することで、総送信電力を抑えることが可能となる。従来、移動局端末全体の送信電力を下げることで、ユーザの優先度に関係なく、セル内で受信状況の悪い移動局端末に呼切断を発生させていたが、本実施例では、不特定の移動局端末に対して呼切断することを防げる。また、通信容量が大きいほど優先度を高くすれば、容量の大きい通信の送信電力が下げられることを防ぎ、大量の情報を送る場合にも安定して通信が行われる。

また、システム運営企業は高優先度ユーザによる移動局端末からの呼を低優先度ユーザに比べて通信確率を高くするサービスを提供可能となる。

さらに、基地局制御部１０４は、総送信電力が閾値１を超える場合、最も優先度の低いユーザの移動局端末に対して送信電力の上限値を引き下げてそれ以上出力しないようにすることで、最も優先度の低いユーザの移動局端末には新たに設定された上限値を超える送信電力を供給しなくなる。そのため、総送信電力の上昇速度を抑えることができる。

次に、基地局１００による送信電力の上限値引き下げ方法のうち、１つ目の方法について説明する。移動局端末２０３が最も優先度の低いユーザの端末とする。

図６Ａおよび図６Ｂは基地局から移動局端末への送信電力を示すグラフである。図６Ａは基地局が送信電力を制御しない場合であり、図６Ｂは基地局が送信電力を制御した場合を示すグラフである。図６Ａおよび図６Ｂのグラフの縦軸は送信電力の大きさを示し、横軸は時間を示す。

ユーザは基地局１００がカバーするセル内を移動しながら移動局端末２０３を利用することが多い。この場合、移動局端末２０３と基地局１００との間にあるビルおよび家屋などの電波遮蔽物により無線伝搬環境が変化するため、基地局制御部１０４は移動局端末２０３と通信を維持するために移動局端末２０３に対する送信電力を変化させる。そのため、図６Ａに示すように、一般的に基地局１００から移動局端末２０３に対する送信電力は上限値と下限値との間で変動する。なお、図６Ａに示す個別チャネル送信電力の上限値は、基地局制御部１０４がユーザ優先度情報に登録された上限値を読み出して設定したものである。

さらに、ユーザが基地局１００から離れる方向に移動し続けると、ユーザとともに移動局端末２０３も基地局１００から離れるため、移動局端末２０３は基地局１００からの信号の受信状態が悪くなり、送信電力を大きくする旨を要求する電力要求信号を基地局１００に送信する。基地局制御部１０４は電力要求信号を移動局端末２０３から受け取ると、移動局端末２０３への送信電力値を大きくする。そのため、図６Ａに示すように、送信電力が時間経過とともに少しずつ上限値に近づくことになる。

基地局制御部１０４は、上述した制御方法により、図６Ｂに示すように、最も優先度の低いユーザの移動局端末２０３に対する個別チャネルの送信電力の上限値を引き下げる。図６Ｂに示す場合では、移動局端末２０３に対して出力していた送信電力よりも小さい値を新たな上限値としている。

このようにして、基地局１００の総送信電力が上昇することを抑えることが可能となる。また、各移動局端末に対する基地局１００からの送信電力の上限値がユーザの優先度によって異なることになる。

次に、基地局１００による送信電力の上限値引き下げ方法のうち、２つ目の方法について説明する。移動局端末２０３が最も優先度の低いユーザの端末とする。

図７Ａおよび図７Ｂは基地局から移動局端末への送信電力値を示すグラフである。図７Ａは基地局が送信電力を制御しない場合であり、図７Ｂは基地局が送信電力を制御した場合を示すグラフである。図７Ａおよび図７Ｂのグラフの縦軸は送信電力値の大きさを示し、横軸は時間を示す。

図７Ａに示すように、基地局１００から移動局端末２０３への送信電力が継続的に上限値になってしまう場合もある。このような状態を防ぐために、基地局制御部１０４は送信電力の上限値を強制的に引き下げる。その際、送信電力を急激に引き下げてしまうと、移動局端末２０３の呼を切断してしまう可能性がある。そのため、図７Ｂに示すように、基地局制御部１０４は、所定の時間間隔で送信電力の上限値を段階的に下げる。なお、上限値の引き下げ量を複数に等分するための分割数と、送信電力を段階的に引き下げるための時間間隔とをパラメータとして操作者が基地局１００を操作して自由に設定可能とする。

上述のようにして、送信電力を段階的に引き下げると、受信状態が少しずつ悪くなることをユーザに知らせることが可能となる。この場合、移動局端末２０３の通信が急に切れることを防げるので、ユーザは手短に通話を切り上げたり、受信状態がよくなるように基地局１００に近づいたりなどの対策を取ることができる。

本発明では、上述したように、基地局１００の総送信電力に対して閾値を予め設け、総送信電力がその閾値を超える場合に、最も優先度の低いユーザの移動局端末に対して、個別チャネルの送信電力の上限値を引き下げたり、通信接続を解放させたりする。そのため、基地局１００の総送信電力値が上昇することを防ぎ、総送信電力値が１００％を超えてしまう確率を低減する。

また、従来、ユーザの優先度によらずにセル内の全ての移動局端末に対して共通チャネルと個別チャネルの区別なく、基地局１００からの送信電力を減衰することで、高優先度ユーザの移動局端末の呼が切断したり、共通チャネルの減衰により通信をカバーするエリアの縮小があったりしたが、これらの問題が回避される。

また、最も優先度の低いユーザの移動局端末に対して基地局１００からの送信電力を抑えることで、基地局１００の総送信電力の上昇を抑え、かつ高優先度ユーザの移動局端末は理想的な受信品質を得られるような送信電力を基地局から従来よりも長い時間得ることが可能となる。

さらに、ユーザの優先度により基地局から提供する送信電力を変化させることが可能となるため、高優先度ユーザにとって自分の移動局端末の無線容量増大が可能となる。
（実施例２）

本実施例では、基地局が強制解放や送信電力上限値の引き下げの対象となる移動局端末を選択するための基準として、ユーザの優先度の他にＳＦを利用するものである。なお、本実施例の構成は実施例１と同様なため、その詳細な説明を省略する。

本実施例における、送信電力の制御対象となる移動局端末の選択方法について説明する。

図４に示したステップＢ２とステップＢ５において、基地局制御部１０４は、最も優先度の低いユーザを選択する際、優先度管理テーブルに同じ優先度のユーザが複数存在した場合、ユーザ毎のＳＦを参照する。ＳＦを参照した結果、ＳＦの最も小さいユーザの移動局端末を送信電力制御処理の対象とする。

ここで、図２に示した移動局端末２０１と移動局端末２０２のうち優先度の低い端末を選択する手順について説明する。

基地局制御部１０４は、移動局端末２０１と移動局端末２０２の優先度を比較すると、優先度が同じ「２」であるためＳＦを比較する。移動局端末２０１のＳＦは「６４」であり、移動局端末２０２のＳＦは「１２８」である。移動局端末２０１のＳＦの方が移動局端末２０２よりも小さいため、基地局制御部１０４は、移動局端末２０１を優先度の低い端末として選択する。

ＣＤＭＡ通信システムでは、移動局端末はＳＦが小さいほど必要とする送信電力が大きくなる。そのため、基地局制御部１０４は、総送信電力を下げるために基地局記憶部１０２の優先度管理テーブルに記述されたＳＦを参照してＳＦの小さな移動局端末を選択する。これにより、大きい送信電力の移動局端末を送信電力の上限値を引き下げる処理の対象として選択する確率が高くなる。

次に、上述のようにして選択した１つの移動局端末に対する送信電力の上限値引き下げ方法のうち、１つ目の方法について説明する。

図８Ａは送信電力の上限値引き下げ処理前の送信電力の履歴を示すグラフであり、図８Ｂは送信電力の上限値引き下げ処理を実行した場合を示すグラフである。図８Ａおよび図８Ｂのグラフの縦軸は送信電力値であり、横軸は時間である。

図８Ａに示すように、移動局端末に対する送信電力は下限値と上限値の間を変動しながら少しずつ上限値に近づいている。送信電力が図８Ａの現在の値よりも大きくならないようにするために、基地局制御部１０４はこの移動局端末に対する送信電力について現在の値を上限値とする上限値引き下げ処理を実行する。

図８Ｂに上限値引き下げ処理後の新たな上限値を実線で示す。基地局１００から移動局端末に対する送信電力の値が現在よりも上昇することがない。

この方法では、移動局端末が現在必要としている受信品質を満たす送信電力を維持するだけでなく、移動局端末の置かれている無線環境、地形、時間帯などに柔軟に対応することができる。また、基地局１００が送信電力の上限値を引き下げた後に、移動局端末が呼切断せざるを得なくなる状況が発生する確率を低くすることができる。また、優先度の低い移動局端末であっても現在の送信電力が確保されるため、移動局端末の通信接続が急に切れるのを防げる。

次に、送信電力の上限値引き下げ方法のうち、２つ目の方法について説明する。

ここで用いる方法は、移動局端末に対する現在の送信電力値によらずに、優先度管理テーブルに記録されたユーザ優先度情報に含まれる通信設定情報とＳＦとの２段階で上限値の引き下げ量を決定するものである。なお、実施例１で説明したように、通信設定情報によりサービスの種類が決定される。

基地局制御部１０４は送信電力の上限値を引き下げる際、対象となる移動局端末の通信設定情報を読み出して第１の引き下げ量を決める。例えば、通信設定情報の通信内容では、ＴＶ電話の方が音声だけの場合に比べて情報量が大きく、ユーザの課金料が高いので、引き下げ量を小さくする。また、通信設定情報の通信容量が大きい場合も同様に、引き下げ量を小さくする。通信容量が大きいほど送信電力の上限値の引き下げ量を小さくすることで、容量の大きい通信の送信電力の上限値が大幅に下げられることを防ぎ、大量の情報を送る場合にも安定して通信が行われる。

続いて、移動局端末のＳＦの値を読み出して第２の引き下げ量を決める。その際、ＳＦの値が小さいほど、送信電力が大きくなるため、引き下げ量を大きくする。そして、第１の引き下げ量と第２の引き下げ量との和である総引き下げ量を求めて、総引き下げ量分上限値を引き下げる。なお、上限値の引き下げ量は移動局端末の無線環境および地形にも影響するため、引き下げ量を求めるためのパラメータを操作者が基地局１００で任意に設定可能である。

図９Ａは送信電力の上限値引き下げ処理前の送信電力の履歴を示すグラフであり、図９Ｂは送信電力の上限値引き下げ処理を実行した場合を示すグラフである。図９Ａおよび図９Ｂのグラフの縦軸は送信電力値であり、横軸は時間である。

図９Ａのグラフは、図８Ａと同様に、移動局端末に対する送信電力が下限値と上限値の間を変動しながら少しずつ上限値に近づく履歴を示している。送信電力が上限値に達する前に、基地局制御部１０４が、上述したようにして、上限値の総引き下げ量を求め、予め決められた上限値から総引き下げ量分値を下げると、図９Ｂの実線で示す新たな上限値となる。

この方法では、送信電力の上限値の引き下げ量が通信設定情報とＳＦにより設定され、基地局１００が送信電力の上限値を引き下げた後に移動局端末の呼切断が発生する確率がより低くなる。また、現在の送信電力値によらず一定レベルまで送信電力を引き下げることで、総送信電力を閾値２よりも小さくするために送信電力が小さくなる移動局端末の数を抑えることができる。

次に、送信電力の上限値引き下げ方法のうち、３つ目の方法について説明する。

ここで用いる方法は、移動局端末に対する現在の送信電力、通信設定情報、およびＳＦによらず、予め決められた一定量だけ上限値を引き下げるものである。

図１０Ａは送信電力の上限値引き下げ処理前の送信電力の履歴を示すグラフであり、図１０Ｂは送信電力の上限値引き下げ処理を実行した場合を示すグラフである。図１０Ａおよび図１０Ｂのグラフの縦軸は送信電力値であり、横軸は時間である。

図１０Ａのグラフは、図８Ａと同様に、移動局端末に対する送信電力が下限値と上限値の間を変動しながら少しずつ上限値に近づく履歴を示している。送信電力が上限値に達する前に、基地局制御部１０４は予め決められた一定量だけ送信電力の上限値を引き下げる。図１０Ｂに上限値引き下げ処理後の新たな上限値を実線で示す。

この方法では、総送信電力が閾値２よりも小さくなるようにするために、送信電力の上限値引き下げの対象となる移動局端末の数を見積りやすい。なお、引き下げ量をパラメータで操作者が任意に設定可能とすることで、システム運用企業側が希望する呼損率に応じた通信接続の制御が可能となる。

なお、実施例１および実施例２で、優先度を決めるためのサービスの種類を３つの項目から決定するとしたが、項目は３つに限られず、また、項目の内容が別のものであってもよい。さらに、優先度の決定には、サービスの種類に限らず、ユーザの課金情報など他の情報を用いるようにしてもよい。

また、実施例１で示した送信電力の上限値引き下げ方法を実施例２で用いてもよく、実施例２で示した送信電力の上限値引き下げ方法を実施例１に用いてもよい。

上述したように、本発明では、無線基地局装置が総送信電力値を監視し、総送信電力値がある閾値を超えた場合に、優先度の低いユーザの送信電力上限値を抑える、または優先度の低いユーザの呼の解放を要求する制御を行っている。そのため、無線基地局装置保護のために無線容量の上限値を超えないようにするとともに、優先度の高いユーザの移動局端末が呼切断する確率を低減できる。

また、無線基地局装置の総送信電力が１００％となったときに、全ての移動局端末に対する送信電力を一律して引き下げることがないため、複数のユーザが呼切断する確率を低減できる。

また、総送信電力が１００％になっても、個別の移動局端末に対する送信電力を制御しているため、共通チャネルの送信電力が減衰することがなく、無線基地局装置のカバーするエリアが縮小することを回避できる。そのため、無線基地局装置間のハンドオーバの失敗が発生する確率を低減できる。また、無線基地局装置がカバーするセル内で、移動局端末が発着信不可となるところが発生するのを抑制できる。

さらに、通信システムを運用する企業は、ユーザ毎に優先度を設定することで、各ユーザの移動局端末に対する無線容量や呼接続状況を変更することが可能となる。そのため、利用料金の延滞があるなどの優先度が低く設定されたユーザの移動局端末に対しては呼切断しやすくし、優先度が高く設定されたユーザの移動局端末に対しては無線基地局装置からの送信電力の上限値を初期値のままにして、呼接続を安定させることが可能となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。

Claims (18)

1. 複数の移動局端末と無線通信する無線基地局装置であって、
   前記移動局端末に対する送信電力の上限値と、通信接続される全ての前記移動局端末に対する送信電力の和である総送信電力についての第１の閾値および該第１の閾値よりも大きい第２の閾値と、前記移動局端末の優先度とが予め格納された記憶部と、
   前記総送信電力を監視し、該総送信電力が前記第１の閾値を超える場合、前記優先度が最も低い移動局端末に対する送信電力の前記上限値を所定量小さくし、前記総送信電力が前記第２の閾値を超える場合、前記優先度が最も低い移動局端末との通信接続を切る制御部と、
   を有する無線基地局装置。
2. 前記移動局端末による通信容量が大きいほど前記優先度が高い請求項１記載の無線基地局装置。
3. 前記移動局端末とスペクトラム拡散技術を用いた通信で接続される場合、
   前記制御部は、
   前記通信で用いられる拡散率が小さいほど前記優先度を低くする請求項１記載の無線基地局装置。
4. 前記制御部は、
   前記拡散率が小さいほど前記所定量を大きくする請求項３記載の無線基地局装置。
5. 前記制御部は、
   前記移動局端末による通信容量が大きいほど前記所定量を小さくする請求項１から４のいずれか１項記載の無線基地局装置。
6. 前記制御部は、
   前記記憶部に格納された上限値と前記移動局端末に対する現在の送信電力との差を求め、該差の値を前記所定量とする請求項１から３のいずれか１項記載の無線基地局装置。
7. 前記制御部は、
   前記所定量小さくする際、段階的に小さくする請求項１から４のいずれか１項記載の無線基地局装置。
8. 前記制御部は、
   前記所定量小さくする際、段階的に小さくする請求項５記載の無線基地局装置。
9. 前記制御部は、
   前記所定量小さくする際、段階的に小さくする請求項６記載の無線基地局装置。
10. 複数の移動局端末と無線通信する、制御部および記憶部を有する無線基地局装置による送信電力制御方法であって、
    前記移動局端末に対する送信電力の上限値と、通信接続される全ての前記移動局端末に対する送信電力の和である総送信電力についての第１の閾値および該第１の閾値よりも大きい第２の閾値と、前記移動局端末の優先度とを前記記憶部に格納するステップと、
    前記総送信電力を監視するステップと、
    前記総送信電力が前記第１の閾値を超える場合、前記優先度が最も低い移動局端末に対する送信電力の前記上限値を所定量小さくし、前記総送信電力が前記第２の閾値を超える場合、前記優先度が最も低い移動局端末との通信接続を切るステップと、
    を有する送信電力制御方法。
11. 前記移動局端末による通信容量が大きいほど前記優先度が高い請求項１０記載の送信電力制御方法。
12. 前記無線基地局装置と前記移動局端末とがスペクトラム拡散技術を用いた通信で接続される場合、
    前記通信で用いられる拡散率が小さいほど前記優先度を低くする請求項１０記載の送信電力制御方法。
13. 前記拡散率が小さいほど前記所定量を大きくする請求項１２記載の送信電力制御方法。
14. 前記移動局端末による通信容量が大きいほど前記所定量を小さくする請求項１０から１３のいずれか１項記載の送信電力制御方法。
15. 前記所定量を、前記記憶部に格納された上限値と前記移動局端末に対する現在の送信電力との差の値にする請求項１０から１２のいずれか１項記載の送信電力制御方法。
16. 前記所定量小さくする際、段階的に小さくする請求項１０から１３のいずれか１項記載の送信電力制御方法。
17. 前記所定量小さくする際、段階的に小さくする請求項１４に記載の送信電力制御方法。
18. 前記所定量小さくする際、段階的に小さくする請求項１５に記載の送信電力制御方法。

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