JP5077425B2 - 無線基地局及び送信電力決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線基地局及び送信電力決定方法に関する。

近年、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）において、動画や音楽などのマルチメディアコンテンツを配信するためのＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast and Multicast Service）と呼ばれる技術が規格化されている。

ＭＢＭＳは、マルチメディアサービスの需要増加に伴い、無線資源を節約するため、既存の共通チャネルとして使用されていたＦＡＣＨ（Forward Access Channel）を用いて、コンテンツの同報サービスを実現している。

ここで、ＦＡＣＨとは、無線基地局から送信される下り方向の共通チャネルで、制御情報及びユーザデータの送信に使用されるチャネルのことをいう。

例えば、ＭＢＭＳに関連するシステムとして、無線基地局と無線基地局制御装置とによって構成されたシステムがある。このようなシステムにおいて、無線基地局装置が管轄するエリア内に複数のセルが存在する場合には、無線基地局は、その各セルに対してコンテンツ配信用ＦＡＣＨを設定し、それぞれのＦＡＣＨに同じコンテンツを送信する。

ここで、ＭＢＭＳによって提供されるマルチメディアサービス（以下、ＭＢＭＳサービスという。）が既存の共通チャネルを使用したマルチメディアサービスと異なる点は、高データレートであることが要求される点である。

例えば、ＭＢＭＳサービスでは、１２８ｋｐｂｓ、２５６ｋｐｂｓ程度のデータレートサービスが、共通チャネルを使用して各セルのカバーエリア全域に提供される必要がある。

そのため、無線基地局がＭＢＭＳサービスとして高データレートサービスを、セル全体をカバーできるように送信するためには、非常に大きな送信電力が必要であった。

また、ＭＢＭＳサービスを提供することにより、無線基地局は、他の音声呼やパケットアクセス呼において利用可能な電力を消耗してしまう可能性があった。

そこで、基地局におけるマルチキャスト信号の送信電力を制御するものが、特許文献１に記載されている。
特開２００１−２９２０９６号公報

この特許文献１には、移動局がマルチキャスト信号の受信品質情報を取得すると、移動局がその受信品質情報を基地局に送信し、基地局が受信した受信品質情報から最低の受信品質情報を検索し、その最低の受信品質情報に基づいて、送信電力を決定する旨が記載されている。

しかしながら、上記文献に記載されたものは、以下の点で改善の余地を有していた。

第一に、移動局が受信品質情報を取得して、その受信品質情報を基地局に送信することにより、基地局が複数の移動局の受信品質情報を受信し、各移動局の受信状態を把握していた。

従って、セル端にいる移動局がそのセル端にいる受信状態を表す受信品質情報を基地局に送信できない場合には、基地局は、そのセル端にいる移動局を考慮した送信電力の制御を行うことができない、という問題があった。

第二に、セル端にいる移動局が受信品質情報を送信することができない場合には、基地局は、セル端に移動局が存在することを把握することができなかった。

従って、基地局は、全てのセル端に移動局がいることを前提に、管轄するセル全体をカバーするように送信電力値を上げなければならない、という問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所要の品質を確保するために必要な最小限の電力で、ＭＢＭＳサービスを実現する無線基地局を提供することにある。

本発明によれば、共通チャネルを利用して複数の移動局に同一のデータを送信する無線基地局であって、
当該無線基地局が管轄するセル配下の前記複数の移動局にそれぞれ送信している前記データの送信電力から、当該データを送信中の拡散率ごとに最大送信電力値を検出する最大送信電力検出手段と、
検出された前記最大送信電力値と前記拡散率の関係に基づいて、各拡散率の送信電力を決定する送信電力決定手段と、
を備えた無線基地局が提供される。

本発明によれば、共通チャネルを利用して複数の移動局に同一のデータを送信する無線基地局における送信電力決定方法であって、
当該無線基地局が管轄するセル配下の前記複数の移動局にそれぞれ送信している前記データの送信電力から、当該データを送信中の拡散率ごとに最大送信電力値を検出する最大送信電力検出ステップと、
検出された前記最大送信電力値と前記拡散率の関係に基づいて、各拡散率の送信電力を決定する送信電力決定ステップと、
を含む送信電力決定方法が提供される。

本発明によれば、所要の品質を確保するために必要な最小限の電力で、ＭＢＭＳサービスを実現する無線基地局が提供される。

上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。

本実施の形態に係るＭＢＭＳシステムの全体構成を示したものである。 本実施の形態に係る無線基地局のブロック図を示したものである。 本実施の形態に係る送信電力制御回路が、セル配下の移動局端末ごとに送信する送信電力と拡散率をリスト化した一例である。 本実施の形態に係る送信電力制御回路が、拡散率ごとに最大送信電力を抽出した電力値を表示する一例である。 本実施の形態における拡散率と最大送信電力との関係を、マトリックス表示した一例である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

まず、本発明に係る実施の形態であるＭＢＭＳシステム４００について、図１に示す。

図１は、本実施の形態におけるＭＢＭＳシステム４００の全体構成を示したものである。
図１に示すＭＢＭＳシステム４００は、無線基地局制御装置１００と、無線基地局２００と、セルＡに位置する移動局端末３００Ａと、セルＢに位置する移動局端末３００Ｂと、を備えている。

無線基地局制御装置１００は、無線基地局２００に対し、無線基地局２００がセルごとに送信する送信電力を制御するための制御信号を送信する。また、無線基地局制御装置１００は、ハンドオーバーなどの無線回路網を制御する機能や、電話音声を処理する音声符号化装置等の機能などを備えている。

ここで、送信電力とは、無線基地局２００がセル内の移動局端末３００に、拡散率ごとに共通チャネルを利用してデータを送信する電力のことをいう。また、無線基地局２００は、移動局端末３００との通信品質を監視しており、品質が悪い場合には送信電力を上げ、品質過剰の場合には送信電力を下げる制御を行っている。

無線基地局２００は、無線基地局制御装置１００から送信された制御信号を受信し、その制御信号を元に、複数の移動局端末３００に、共通チャネルを利用した動画や音楽などのマルチメディアコンテンツデータを送信する。

移動局端末３００は、無線基地局２００から共通チャネルを利用して送信される、動画や音楽などのマルチメディアコンテンツデータを受信する携帯端末である。

ここで、移動局端末３００Ａ又は移動局端末３００Ｂにおいて、いずれか一方を限定する必要がないときは、単に、移動局端末３００ということにする。

次に、本実施の形態に係る無線基地局２００について、図２に示す。

図２は、本実施の形態における無線基地局２００のブロック図を示したものである。

図２に示す無線基地局２００は、共通チャネルを利用して、複数の移動局端末３００（移動局）にマルチメディアコンテンツのデータを送信する無線基地局であり、信号多重分離回路１０と、変調回路２０と、拡散回路３０と、送信電力制御回路４０と、アンテナ５０とを備えている。

無線基地局２００を構成する各部は、以下のように動作する。

信号多重分離回路１０は、無線基地局制御装置１００から送信された信号が音声等を束ねた多重化信号になっているため、１通信チャネルずつ音声等の情報符号に分離する。

変調回路２０は、１通信チャネルずつの情報符号に、電波に乗せるための変調処理を施す。

例えば、本実施の形態では、変調方式として、上りには、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying：２相位相変調）方式を採用し、下りには、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：４相位相変調）方式を採用することとする。なお、ＢＰＳＫもＱＰＳＫも、一般的に普及している変調方式であるため、説明は省略する。

拡散回路３０は、変調回路２０によって変調された信号に、拡散符号を用いて拡散変調を行い、スペクトラム拡散を行う。

送信電力制御回路４０は、拡散回路３０によってスペクトラム拡散された信号に対し、送信電力の増幅を行い、その増幅された信号を、アンテナ５０を介して移動局端末３００に送信する。

また、送信電力制御回路４０は、最大送信電力検出部４１と、送信電力決定部４２と、を備えている。

最大送信電力検出部４１は、無線基地局２００が管轄するセル配下の複数の移動局３００にそれぞれ送信しているマルチメディアコンテンツデータの送信電力から、そのマルチメディアコンテンツデータを送信中の拡散率ごとに最大送信電力値を検出する。

送信電力決定部４２は、検出された最大送信電力値と拡散率の関係に基づいて、各拡散率の送信電力を決定する。

従って、送信電力制御回路４０は、最大送信電力検出部４１が有する機能と、送信電力決定部４２が有する機能とを備えている。

アンテナ５０は、送信電力制御回路４０によって送信電力が増幅されたスペクトラム拡散信号を、移動局端末３００に送信する。

なお、本実施の形態では、無線基地局２００が送信電力を単独で制御して決定することができることを示したものであり、無線基地局２００が移動局端末３００から送信される信号を復調する機能に関しては、一般的な技術であるので説明を省略する。

次に、本実施の形態において、無線基地局２００が共通チャネルを利用して、移動局端末３００に向けて、マルチメディアコンテンツデータを送信する際の動作について、説明する。

まず、無線基地局制御装置１００は、無線基地局２００に対し、無線基地局２００がセルごとにマルチメディアコンテンツデータを送信する送信電力を制御するための制御信号を送信する。

無線基地局２００は、この制御信号を受信すると、送信電力を制御するデフォルトの信号として扱い、デフォルトの送信電力によって共通チャネルを利用してマルチメディアコンテンツデータを送信する。

そのとき、無線基地局２００は、送信電力制御回路４０が、セル配下の全ての移動局端末３００に向けてマルチメディアコンテンツデータを送信する拡散率及びその拡散率に対する送信電力を測定する。

ここで、拡散率とは、送信データ速度に対する拡散符号速度の比のことをいう。一般に、無線通信では、スペクトル拡散（SS:Spread Spectrum）と呼ばれる通信方式が採用されている。このスペクトル拡散方式とは、送信データ速度よりも速度の速い、拡散符号と呼ばれる符号系列を、送信データに掛け合わせることにより、周波数帯域を広げて送信する方式のことをいう。

そして、送信電力制御回路４０は、測定した移動局端末３００ごとの送信電力と拡散率とをリスト化する。

ここで、送信電力制御回路４０が測定した拡散率と送信電力の一例を、図３に示す。

図３は、無線基地局２００の送信電力制御回路４０が、セル配下の移動局端末３００ごとに送信する送信電力と拡散率を、リスト化したものである。

そして、送信電力制御回路４０は、図３において移動局端末３００ごとにリスト化された送信電力と拡散率を並び替え、拡散率ごとに送信電力を抽出し、その拡散率の中から最大の送信電力（以下、これを最大送信電力という。）を抽出する。

ここで、送信電力制御回路４０が最大送信電力を抽出したときの一例を、図４に示す。

図４は、送信電力制御回路４０が、拡散率ごとに最大送信電力を抽出したときの電力値を表示したものである。

なお、本実施の形態では、送信電力制御回路４０が、無線基地局２００からマルチメディアコンテンツデータを送信する際に、１回サンプリングした場合について説明したが、本実施の形態はこれに限らず、複数回サンプリングを行って送信電力を抽出することによって送信電力の平均値を求め、その送信電力の平均値から最大送信電力を抽出するようにしても良い。

この場合、最大送信電力検出部４１は、所定の間隔で最大送信電力値を検出して当該最大送信電力値の平均値を計算し、拡散率ごとに計算された最大送信電力値の平均値を用いて最大送信電力値を検出することができる。

なお、本実施の形態では、送信電力制御回路４０は、図４に示された拡散率と最大送信電力との関係から、拡散率に対して最大送信電力を使用している拡散率を用いて、送信電力を決定する基準として算出する。

すなわち、送信電力決定部４２は、検出された最大送信電力値から、拡散率に対して、最大送信電力の比率が最も高い最大送信電力によって、各拡散率の送信電力を決定する。

例えば、図４の場合には、拡散率が、２５６、１２８、３２、１６の場合が該当し、拡散率が２５６の場合には最大送信電力が２３ｄＢｍ、拡散率が１２８の場合には最大送信電力が２６ｄＢｍ、拡散率が３２の場合には３２ｄＢｍ、拡散率が１６の場合には３５ｄＢｍとなった値を基準とする。

なお、本実施の形態では、拡散率が倍に増加すると、最大送信電力が３ｄＢｍ増加し、拡散率が１／２倍に減少すると、最大送信電力が３ｄＢｍ減少するものとする。

そして、送信電力制御回路４０は、図４から算出された基準となる拡散率と最大送信電力との関係から、無線基地局２００が送信する拡散率に基づいて、ＭＢＭＳサービスの送信電力を決定する。

例えば、拡散率が６４の場合には最大送信電力が２９ｄＢｍ、拡散率が８の場合には最大送信電力が３８ｄＢｍと決定することができる。

ここで、拡散率と最大送信電力との関係を示す参考図を、図５に示す。
図５は、図４に示された拡散率と最大送信電力との関係を、マトリックスにて表示したものである。

図５に示した拡散率と送信電力の関係では、縦軸と横軸にそれぞれ拡散率と送信電力が記載され、各拡散率に対応する倍率がそれぞれ表記されている。

このように、送信電力制御回路４０は、図５に示した拡散率と送信電力との関係から倍率を算出し、各拡散率に対応する最大送信電力を決定することができる。

以上説明したように本実施の形態によれば、無線基地局２００が管轄するセル内に存在する移動局端末３００の拡散率とその最大送信電力を用いて、各拡散率に対する送信電力比率を算出することにより、ＭＢＭＳサービスにおける所定の品質を確保した、最小限の送信電力を決定することができる。

これにより、本実施の形態の無線基地局２００は、管轄するセル内の移動局端末３００に、共通チャネルによってマルチメディアコンテンツデータを送信する送信電力を適切に制御することができるので、限られたリソースである送信電力を有効に利用することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

例えば、ＭＢＭＳサービスの所要の品質を、他のサービスよりも高く設定する場合には、上述で説明した最大送信電力に一定のオフセットを加えることができ、オフセットを加えた送信電力を、本実施の形態が提供するＭＢＭＳサービスの送信電力とすることができる。

すなわち、送信電力決定部４２は、拡散率に対し、対応する最大送信電力値にオフセットを加えて送信電力を決定することができる。

この場合、例えば、ＭＢＭＳサービスの所要の品質を５０％上昇させるために３ｄＢのオフセットを加えることとして、ＭＢＭＳサービスの拡散率が１２８であれば、２６＋３＝２９ｄＢｍ、また拡散率が６４であれば、２９＋３＝３２ｄＢｍとすることができる。

これにより、本実施の形態におけるＭＢＭＳサービスでは、品質を５０％上昇させたオフセットを有することにより、ＭＢＭＳサービスに必要な品質を、更に確保することができる。

この出願は、２００８年 ３月 ３日に出願された日本出願特願２００８−０５２４６９号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (8)

1. 共通チャネルを利用して複数の移動局に同一のデータを送信する無線基地局であって、
   当該無線基地局が管轄するセル配下の前記複数の移動局にそれぞれ送信している前記データの送信電力から、当該データを送信中の拡散率ごとに最大送信電力値を検出する最大送信電力検出手段と、
   検出された前記最大送信電力値と前記拡散率の関係に基づいて、各拡散率の送信電力を決定する送信電力決定手段と、
   を備えたことを特徴とする無線基地局。
2. 前記送信電力決定手段は、
   検出された前記最大送信電力値から、前記拡散率に対して、前記最大送信電力の比率が最も高い最大送信電力によって、前記各拡散率の送信電力を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記送信電力決定手段は、
   前記拡散率に対し、対応する前記最大送信電力値にオフセットを加えて送信電力を決定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線基地局。
4. 前記最大送信電力検出手段は、
   所定の間隔で前記最大送信電力値を検出して当該最大送信電力値の平均値を計算し、前記拡散率ごとに計算された当該最大送信電力値の平均値を用いて最大送信電力値を検出する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線基地局。
5. 共通チャネルを利用して複数の移動局に同一のデータを送信する無線基地局における送信電力決定方法であって、
   当該無線基地局が管轄するセル配下の前記複数の移動局にそれぞれ送信している前記データの送信電力から、当該データを送信中の拡散率ごとに最大送信電力値を検出する最大送信電力検出ステップと、
   検出された前記最大送信電力値と前記拡散率の関係に基づいて、各拡散率の送信電力を決定する送信電力決定ステップと、
   を含むことを特徴とする送信電力決定方法。
6. 前記送信電力決定ステップは、
   検出された前記最大送信電力値から、前記拡散率に対して、前記最大送信電力の比率が最も高い最大送信電力によって、前記各拡散率の送信電力を決定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の送信電力決定方法。
7. 前記送信電力決定ステップは、
   前記拡散率に対し、対応する前記最大送信電力値にオフセットを加えて送信電力を決定する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の送信電力決定方法。
8. 前記最大送信電力検出ステップは、
   所定の間隔で前記最大送信電力値を検出して当該最大送信電力値の平均値を計算し、前記拡散率ごとに計算された当該最大送信電力値の平均値を用いて最大送信電力値を検出する
   ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の送信電力決定方法。

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