JP5136783B2

JP5136783B2 - 無線通信システムにおける不感地帯検出方法及び装置

Info

Publication number: JP5136783B2
Application number: JP2008176476A
Authority: JP
Inventors: 隆弘藤田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2028-07-07
Also published as: CN101626544B; JP2010016731A; EP2144461A3; CN101626544A; US20100003925A1; EP2144461A2

Description

本発明は無線通信システムに係り、特に無線サービスエリアの不感地帯を検出する方法および装置に関する。

移動端末を利用して無線サービスエリアの不感地帯を検出するシステムが種々提案されている。たとえば特許文献１には、移動端末が電波を受信できない位置の情報をサーバへ送信することでサーバが不感地帯を認定する不感地帯検出システムが開示されている。

また、特許文献２に開示されたサービスエリア監視システムは、サービスエリアの境界に存在する携帯電話機が無線品質情報と現在位置を示す位置情報とを発信し、サービスエリア監視装置がサービスエリアにおける無線品質を監視する。また、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）ではハンドオーバ時あるいは圏外エリアとの境界に存在するときに無線品質情報を送信することが規定されているので、この規定に応じて送信される無線品質情報をサービスエリア監視用の無線品質情報に兼用できる点も記載されている。

特開２００５−２１０５３０号公報特開２００４−２７４３１３号公報

しかしながら、移動端末が基地局から受信する電波の受信電力および受信品質が十分であっても、基地局が移動端末から受信する電波のそれらが十分であるとは限らない。言い換えれば、下りリンクの受信品質は良好であるが上りリンクの受信品質は良好でないような受信品質の非対称な地理的位置が存在しうる。上述した特許文献のように下りリンクだけを考慮した不感地帯検出方法では、実際の不感地帯を反映したマップを作成することができない。

そこで、本発明の目的は、上りリンクの無線環境を反映した不感地帯の検出が可能となる不感地帯検出方法および装置を提供することにある。

本発明による不感地帯検出方法は、複数の無線基地局および移動端末を有する無線通信システムにおける不感地帯検出方法であって、移動端末から不感状態を示す信号を受信すると、前記移動端末が接続中の無線基地局に対して当該無線基地局の総受信電力情報を要求し、前記無線基地局から受け取った総受信電力情報の総受信電力の大きさと所定閾値との比較結果によって、上りリンク干渉量の増大と電波強度の減少のいずれかを不感原因として判定し、前記移動端末の位置情報および前記不感原因を用いて不感地帯を特定する、
ことを特徴とする。

本発明により、上りリンクの無線環境を反映した不感地帯の検出が可能となる。

まず、上りリンクに関して不感地帯となる原因には２つある。第１は、移動端末が無線基地局より徐々に離れてサービスエリア端に向かっていく場合である。このとき、移動端末が受信する電波強度は減少するので、移動端末は無線基地局へ十分な電波が届くように自身の送信電力を上昇させ、送信電力の上限値を超えると送信電力のリソース不足で不感地帯となる。第２は、ある無線基地局に接続中の移動端末の数が多くなり、上りリンクの干渉量が所定のレベルより大きくなってしまう場合である。このとき移動端末は、無線基地局において自身の信号が検出できるように送信電力を徐々に大きくしていくため、送信電力の上限値を超えてしまう。これにより、送信電力のリソース不足で不感地帯となる。本実施形態では、これらの原因を切り分けて不感地帯の検出を行う。

１．システム
図１は本発明の一実施形態による不感地帯検出装置を含む無線通信システムの一例を示す構成図である。複数の無線基地局１０の各々は無線サービスエリア１１を形成し、そのエリア内に位置する１つあるいは複数の移動端末１２と無線通信可能である。複数の無線基地局１０は基地局制御装置２０に接続され、基地局制御装置２０は不感地帯検出装置２１に接続されている。

移動端末は、周知のように、無線基地局１０からの距離や無線環境に応じて所定の上限値以内で送信電力を調整する機能と、送信電力が上限値を超えた時には、不感状態を示すメッセージを基地局制御装置２０へ送信する機能とを有する。さらに、移動端末には位置情報取得手段が設けられているが、ここでは一例としてＧＰＳ(Global Positioning System)受信機が用いられるものとする。

なお、ここでは、図を煩雑にしないために２つの無線基地局１０を例示し、それぞれ移動端末の在圏状態Ｃａｓｅ−ＡおよびＣａｓｅ−Ｂを示しているものとする。Ｃａｓｅ−Ａは、上述した第１の原因に対応し、移動端末１２が無線サービスエリア１１の圏外エリア１３へ向かって移動する場合であり、Ｃａｓｅ−Ｂは、上述した第２の原因に対応し、移動端末１２の他に多くの移動端末が当該無線基地局１０と通信している場合である。上述したように、Ｃａｓｅ−Ａでは、移動端末１２が無線基地局１０から遠くなるので受信電力が低下し、それに応じて移動端末１２は送信電力を増大させる。Ｃａｓｅ−Ｂでは、他の移動端末の上りリンクの送信と干渉するので、その干渉量に応じて移動端末１２は送信電力を増大させる。

移動端末は、送信電力を所定の上限値を超えると、送信電力超過を示すメッセージを基地局制御装置２０へ送信する。したがって、上述したＣａｓｅ−ＡおよびＣａｓｅ−Ｂでは、移動端末の送信電力が上限値を超え、送信電力超過メッセージが基地局制御装置２０へ送信される。本実施形態によれば、このメッセージを利用して無線環境の監視を行う。

２．構成
不感地帯検出装置２１は、基地局制御装置２０と接続するためのインタフェース２０１と装置全体の動作制御を行う制御部２０２とを有する。制御部２０２は上り／下りリンク不感地帯検出部２０３を制御して不感地帯の位置情報および不感原因情報を得る。制御部２０２は、このようにして得られた不感地帯に関する情報を不感地帯・原因マップ生成部２０５へ出力し、不感地帯・原因マップ生成部２０４は不感地帯を特定し、位置情報およびその原因を地図上にマッピングする。

図２は本実施形態による不感地帯検出装置における上り／下りリンク不感地帯検出部の概略的な機能構成を示すブロック図である。上り／下りリンク不感地帯検出部２０３は、上りリンク不感地帯検出機能と下りリンク不感地帯検出機能とを有し、上りリンク不感地帯検出機能として情報要求部２１０と無線環境判定部２１１とを機能的に有する。情報要求部２１０は、移動端末の送信電力超過メッセージを基地局制御装置２０から受信すると、所定の手順に従って、当該移動端末へ位置情報要求信号を送信し、続いて当該移動端末が接続中の無線基地局へ総受信電力情報要求信号を送信する。総受信電力は、当該無線基地局の無線サービスエリアに在圏する移動端末からの上りリンク受信電力の合計である。

無線環境判定部２１１は、総受信電力情報要求信号に対する応答として総受信電力情報を無線基地局から受信すると、後述するように総受信電力情報を用いて不感原因を判定し制御部２０２へ戻す。

制御部２０２は、位置情報要求信号に対する応答である位置情報と不感原因とを不感地帯・原因マップ生成部２０４へ出力し、不感地帯・原因マップ生成部２０４はそれらの情報を用いて不感地帯を特定し地図上に不感地帯およびその不感原因をマッピングする。

３．システム動作
図３は図１に示す無線通信システムにおける不感地帯検出に関する動作を示すシーケンス図である。まず、図１に示すＣａｓｅ−ＡあるいはＣａｓｅ−Ｂの状態にあることで、移動端末１２の送信電力が増大し、所定の閾値（ここでは上限値）を超えると（ステップＳ３０１）。移動端末１２は、送信電力が閾値を超えたことを示すメッセージを無線基地局１０を介して基地局制御装置２０へ送信する（ステップＳ３０２）。基地局制御装置２０は、移動端末１２から送信電力超過メッセージを受信すると、それを不感地帯検出装置２１へ転送する（ステップＳ３０３）。

不感地帯検出装置２１は、送信電力超過メッセージを受信すると、当該メッセージの送信元である移動端末１２に対して位置情報を送るように要求する（ステップＳ３０４）。移動端末１２は、位置情報要求に応答して、自身のＧＰＳ受信機で検出した位置情報を不感地帯検出装置２１へ送信する（ステップＳ３０５）。

移動端末１２から位置情報を受信すると、不感地帯検出装置２１は、当該移動端末１２が接続中の無線基地局１０に対して、当該無線基地局１０が接続中の全ての移動端末からの受信電力値の合計を要求する（ステップＳ３０６）。無線基地局１０は、総受信電力値要求に応答して、総受信電力値情報を不感地帯検出装置２１へ送信する（ステップＳ３０７）。

こうして、移動端末１２の位置情報と無線基地局１０の総受信電力値とを取得した不感地帯検出装置２１は、後述するように上りリンクの無線環境を推定し、位置情報を用いて地図上に不感地帯をその無線環境と共にマッピングする（ステップＳ３０８）。

４．不感地帯検出動作
図４は本発明の一実施例による不感地帯検出方法を示すフローチャートである。不感地帯検出装置２１の制御部２０２は、基地局制御装置２０から移動端末の送信電力超過メッセージを受信したか否かを判定する（ステップＳ４０１）。ある移動端末１２から送信電力超過メッセージを受信すると（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）、上り／下りリンク不感地帯検出部２０３の情報要求部２１０は、当該移動端末１２に対してＧＰＳ位置情報の要求を行う（ステップＳ４０２）。

所定時間以内に移動端末１２からＧＰＳ位置情報を受信すると（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、情報要求部２１０は、当該移動端末１２が接続中の無線基地局１０に対して総受信電力情報Ｐ_totalの要求を行う（ステップＳ４０４）。無線基地局１０から総受信電力情報Ｐ_totalを受信すると（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）、無線環境判定部２１１は、総受信電力情報Ｐ_totalが所定の閾値Ｐthより低いか否かを判定する（ステップＳ４０６）。閾値Ｐthは、図１におけるＣａｓｅ−ＡとＣａｓｅ−Ｂとを区別するために予め設定された基準値である。たとえば、Ｃａｓｅ−Ｂのように、他の移動端末による干渉が支配的となる場合の無線基地局１０での総受信電力を閾値Ｐthとして用いることができる。

総受信電力情報Ｐ_totalが閾値Ｐth以上であれば（ステップＳ４０６：ＹＥＳ）、他の移動端末による干渉が支配的である無線環境であると判断され、無線環境判定部２１１は不感原因を無線基地局１０の上りリンク干渉量の増大と判定する（ステップＳ４０７）。

他方、総受信電力情報Ｐ_totalが閾値Ｐthに到達していなければ（ステップＳ４０６：ＮＯ）、他の移動端末による干渉が支配的な無線環境ではなく、不感原因はそれ以外、ここでは当該移動端末１２が無線サービスエリア１１から圏外エリア１３へ移動しつつあること、と判定される（ステップＳ４０８）。

このようにして得られた移動端末１２の不感原因とＧＰＳ位置情報とを用いて、不感地帯・原因マップ生成部２０５は不感地帯を特定し地図上に不感地帯およびその原因をマッピングする（ステップＳ４０９）。

なお、図４に示すフローチャートのプログラムをＣＰＵ等のプログラム制御プロセッサ上で実行することにより不感地帯検出装置２１を実現することもできる。

５．効果
本実施形態によれば、下りリンクの監視だけでは発見できなかった上りリンクが原因での不感地帯を発見することが可能となる。また、上りリンクが原因の不感地帯において、上りリンクの干渉量が原因なのか、無線サービスエリア端に存在することが原因なのかを切り分けて不感原因を特定でき、実際の無線環境を反映した不感地帯の検出が可能となる。る。

また、本実施形態による上りリンク不感地帯検出機能と、上述した下りリンクの受信電力あるいは受信品質に基づいた下りリンクの不感地帯検出機能と、を併せて利用することで、下りリンクのみを考慮した不感地帯検出よりも優れた不感地帯検出が可能となる。

６．他の実施形態
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述した実施形態では、移動端末の送信電力が上限値を超えた時に基地局制御装置２０へ送信電力超過メッセージを送信するが、上限値以内で１つあるいは複数の閾値を予め設定しておくこともできる。この閾値を超えた時に上述した送信電力超過メッセージを送信することで、送信電力超過メッセージの送信タイミングを変更することが可能である。複数の閾値を設けた場合には、不感地帯の検出だけでなく、上りリンクの無線品質レベルの評価も可能となる。

本発明は、３Ｇ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥなどの移動体通信ネットワークに適用可能である。

本発明の一実施形態による不感地帯検出装置を含む無線通信システムの一例を示す構成図である。本実施形態による不感地帯検出装置における上り／下りリンク不感地帯検出部の概略的な機能構成を示すブロック図である。図１に示す無線通信システムにおける不感地帯検出に関する動作を示すシーケンス図である。本発明の一実施例による不感地帯検出方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１０無線基地局
１１無線サービスエリア
１２移動端末
１３圏外エリア
２０基地局制御装置
２１不感地帯検出装置
２０１インタフェース
２０２制御部
２０３上り／下りリンク不感地帯検出部
２０４不感地帯・原因マップ生成部
２１０情報要求部
２１１無線環境判定部

Claims

複数の無線基地局および移動端末を有する無線通信システムにおける不感地帯検出方法であって、
移動端末から不感状態を示す信号を受信すると、前記移動端末が接続中の無線基地局に対して当該無線基地局の総受信電力情報を要求し、
前記無線基地局から受け取った総受信電力情報の総受信電力の大きさと所定閾値との比較結果によって、上りリンク干渉量の増大と電波強度の減少のいずれかを不感原因として判定し、
前記移動端末の位置情報および前記不感原因を用いて不感地帯を特定する、
ことを特徴とする不感地帯検出方法。
前記総受信電力が所定閾値以上であれば、他の移動端末との上りリンク干渉が支配的な無線環境であると判定されることを特徴とする請求項１に記載の不感地帯検出方法。
前記移動端末の受信状態に基づいて検出される下りリンク不感地帯と併せて前記不感地帯を特定することを特徴とする請求項１または２に記載の不感地帯検出方法。
複数の無線基地局および移動端末を有する無線通信システムにおける不感地帯検出装置であって、
移動端末から不感状態を示す信号を受信すると、前記移動端末が接続中の無線基地局に対して当該無線基地局の総受信電力情報を要求する情報要求手段と、
前記無線基地局から受け取った総受信電力情報の総受信電力の大きさと所定閾値との比較結果によって、上りリンク干渉量の増大と電波強度の減少のいずれかを不感原因として判定する無線環境判定手段と、
前記移動端末の位置情報および前記不感原因を用いて不感地帯を特定する不感地帯特定手段と、
を有することを特徴とする不感地帯検出装置。
前記無線環境判定手段は、前記総受信電力が所定閾値以上であれば、他の移動端末との上りリンク干渉が支配的な無線環境であると判定することを特徴とする請求項４に記載の不感地帯検出装置。
前記不感地帯特定手段は、前記移動端末の受信状態に基づいて検出される下りリンク不感地帯と併せて前記不感地帯を特定することを特徴とする請求項４または５に記載の不感地帯検出装置。
請求項４−６のいずれか１項に記載の不感地帯検出装置を有することを特徴とする無線通信システム。
複数の無線基地局および移動端末を有する無線通信システムにおける不感地帯検出装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
移動端末から不感状態を示す信号を受信すると、前記移動端末が接続中の無線基地局に対して当該無線基地局の総受信電力情報を要求する情報要求機能と、
前記無線基地局から受け取った総受信電力情報の総受信電力の大きさと所定閾値との比較結果によって、上りリンク干渉量の増大と電波強度の減少のいずれかを不感原因として判定する無線環境判定機能と、
前記移動端末の位置情報および前記不感原因を用いて不感地帯を特定する不感地帯特定機能と、
を実現することを特徴とするプログラム。