JP5137884B2

JP5137884B2 - 無線通信システム、無線基地局および制御局

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Publication number: JP5137884B2
Application number: JP2009066603A
Authority: JP
Inventors: 薫塚本; 範行福井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2029-03-18
Also published as: JP2010220062A

Description

本発明は、無線基地局の送信電力を制御する無線通信システムに関する。

従来の無線セルラーシステムにおける基地局は、セル半径が大きく、多数の端末を収容するマクロ基地局が主流である。マクロ基地局は多数の端末を収容可能であるため、マクロ基地局が形成するセル（マクロセル）下に多数の端末が存在する場合、端末あたりのスループットが低下する。また、セルエッジでは端末の受信ＳＮＲ（Signal to Noise power Ratio）が低下するため、スループットが低下する。

このような状況下において、セル半径が小さく、収容端末数も少ない小型基地局を用いた無線セルラーシステムが検討されている。小型基地局は、マクロ基地局と比較して小型かつ安価であることから設置が容易であり、マクロ基地局の不感地帯対策としての利用が考えられている。また、小型基地局はセル半径が小さく収容端末数も少ないこと、屋内の端末は静止状態または低速移動状態であることから、小型基地局を家庭やオフィスなどの屋内に設置して、高速通信を行うことが検討されている。

しかし、マクロ基地局のサービスエリア内に小型基地局を設置すると、小型基地局がマクロ基地局に干渉を与える。さらに、屋内基地局は屋内エリアをカバーする必要があるが、各家庭、各オフィスに設置することを想定しているため、予めセル設計をしてから配置することは困難である。また、同一フロアに複数の小型基地局が設置された場合、小型基地局間での干渉が問題となる。

基地局間の干渉を回避する技術として、端末が各基地局と通信した場合のＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）の情報を集中制御局に集め、集中制御局がそれらの情報から干渉の有無を判断し、各基地局で使用する周波数チャネルを決定する技術が下記特許文献１において開示されている。

特開２００７−２４３６２３号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、屋内基地局からマクロ基地局への干渉低減を優先させるのみであり、屋内基地局が屋内通信エリアのカバレッジを確保できない、という問題があった。すなわち、屋内基地局が屋内通信エリアをカバーできず、屋内に存在する端末が屋内基地局とは接続できず、マクロ基地局と接続してしまう可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の屋内基地局とそれらを制御する制御局から構成され、屋内基地局からマクロ基地局への干渉を低減させつつ、屋内通信エリアをカバーすることが可能な無線通信システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の無線基地局と当該無線基地局の送信電力を制御する制御局から構成される無線通信システムであって、前記無線基地局は、自局よりも端末を多く収容可能なマクロ無線基地局からの信号を受信するマクロ無線基地局信号受信手段と、前記マクロ無線基地局から受信した信号に基づいて、自局の仮送信電力値を決定する仮送信電力値決定手段と、前記仮送信電力値を前記制御局へ送信する仮送信電力値送信手段と、前記制御局が決定した送信電力値を受信する送信電力値受信手段と、受信した送信電力値に基づいて、自局の送信電力を設定する送信電力設定手段と、を備え、前記制御局は、前記仮送信電力値を受信する仮送信電力値受信手段と、受信した仮送信電力値に基づいて、当該仮送信電力値の送信元無線基地局の送信電力値を決定する送信電力値決定手段と、決定した送信電力値を各無線基地局へそれぞれ送信する送信電力値送信手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、マクロ基地局への干渉を低減させつつ、屋内通信エリアをカバーすることができる、という効果を奏する。

図１は、無線通信システムの構成例を示す図である。図２は、基地局および制御局の処理を示すシーケンス図である。図３は、送信電力を決定する処理を示すフローチャートである。図４は、送信電力を決定する処理を示すフローチャートである。図５は、送信電力を決定する処理を示すフローチャートである。図６は、フレーム送信タイミングを示す図である。図７は、無線通信システムの構成例を示す図である。図８は、基地局および制御局の処理を示すシーケンス図である。図９は、フレーム送信タイミングを示す図である。図１０は、フレーム送信タイミングを示す図である。図１１は、基地局および制御局の処理を示すシーケンス図である。

以下に、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、無線通信システムの構成例を示す図である。無線通信システムは、マクロ基地局１−１、１−２と、屋内基地局２−１、２−２と、制御局３と、を備える。屋内基地局２−１、２−２は、屋内エリア４内に配置されている。制御局３は、屋内基地局２−１、２−２と通信可能であれば配置場所は問わない。

マクロ基地局１−１、１−２は、形成するセルが大きく、多数の端末を収容可能な基地局である。屋内基地局２−１、２−２は、形成するセルが小さく、収容可能な端末の数も少ない。屋内エリア４（例えば、家庭やオフィスのフロア内）での使用を目的とする。制御局３は、屋内エリア４内の各屋内基地局の通信品質に基づいて、各屋内基地局の送信電力を制御する。屋内エリア４は、本無線通信システムが想定する屋内の範囲を示す。

図１における信号（下りリンク信号）５−１は、マクロ基地局１−１から屋内基地局２−１への下りリンク信号を示す。信号（下りリンク信号）５−２は、マクロ基地局１−２から屋内基地局２−２への下りリンク信号を示す。信号（仮決定送信電力）６−１は、屋内基地局２−１が決定した仮決定送信電力を示す。信号（仮決定送信電力）６−２は、屋内基地局２−２が決定した仮決定送信電力を示す。信号（送信電力）７−１は、制御局３が決定した屋内基地局２−１の送信電力を示す。信号（送信電力）７−２は、制御局３が決定した屋内基地局２−２の送信電力を示す。

図１において、マクロ基地局１−１は屋内基地局２−１に最も近いマクロ基地局、マクロ基地局１−２は屋内基地局２−２に最も近いマクロ基地局とする。なお、図１ではマクロ基地局１−１とマクロ基地局１−２は別々の基地局としているが、これに限定するものではない。マクロ基地局１−１とマクロ基地局１−２は同一のマクロ基地局としてもよい。また、屋内基地局２−１、２−２と制御局３との接続は、有線、無線のいずれでもよい。

具体的に、各基地局および制御局３との信号の流れを説明する。図２は、各基地局および制御局３の処理を示すシーケンス図である。まず、屋内基地局２−１（２−２）が、マクロ基地局１−１（１−２）から下りリンク信号５−１（５−２）を受信する（ステップＳ１−１、Ｓ１−２）。屋内基地局２−１（２−２）は、マクロ基地局１−１（１−２）から受信した下りリンク信号５−１（５−２）から、当該下りリンク信号５−１（５−２）の電力、ＳＮＲ（Signal to Noise power Ratio）またはＳＩＲ（Signal to Interference power Ratio）を計算し、前記電力、ＳＮＲまたはＳＩＲの値から自身の送信電力を仮決定する（ステップＳ２−１、Ｓ２−２）。屋内基地局２−１（２−２）は、自身の仮決定送信電力６−１（６−２）を制御局３へ送信する（ステップＳ３−１、Ｓ３−２）。制御局３は、受信した仮決定送信電力６−１および仮決定送信電力６−２に基づいて、屋内基地局２−１（２−２）の送信電力７−１（７−２）を決定する（ステップＳ４）。制御局３は、屋内基地局２−１（２−２）の送信電力７−１（７−２）を屋内基地局２−１（２−２）へ送信する（ステップＳ５−１、Ｓ５−２）。

つづいて、制御局３が屋内基地局２−１、２−２の送信電力７−１、７−２を決定する方法について説明する。図３は、制御局３が屋内基地局２−１、２−２の送信電力７−１、７−２を決定する処理を示すフローチャートである。

ここでは、屋内基地局２−１、２−２が仮決定する自身の仮決定送信電力６−１、６−２の値をそれぞれＰＡ１、ＰＡ２とし、制御局３が決定する屋内基地局２−１、２−２の送信電力７−１、７−２の値をそれぞれＰＢ１、ＰＢ２とする。また、送信電力閾値をＰｔとする。Ｐｔの値は、屋内エリア４の全域を屋内基地局２−１、２−２のみでカバーできるように、制御局３が予め設定しているものとする。

最初に、制御局３は、ＰＡ１＋ＰＡ２とＰｔの値を比較する（ステップＳ３１）。ＰＡ１＋ＰＡ２≧Ｐｔの場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、ＰＢ１＝ＰＡ１、ＰＢ２＝ＰＡ２とする（ステップＳ３２）。ＰＡ１＋ＰＡ２＜Ｐｔの場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、ＰＡ１とＰＡ２の値を比較する（ステップＳ３３）。ＰＡ１≧ＰＡ２の場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、ＰＢ１＝ＰＡ１、ＰＢ２＝Ｐｔ−ＰＡ１とする（ステップＳ３４）。ＰＡ１＜ＰＡ２の場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）、ＰＢ１＝Ｐｔ−ＰＡ２、ＰＢ２＝ＰＡ２とする（ステップＳ３５）。

このように屋内基地局２−１、２−２の送信電力７−１、７−２を決定することで、隣り合う屋内基地局２−１、２−２の送信電力の和ＰＢ１＋ＰＢ２をＰｔ以上にすることができる。

以上説明したように、本実施の形態では、制御局３が、マクロ基地局１−１、１−２と屋内基地局２−１、２−２間の通信状態をふまえた仮決定送信電力６−１、６−２に基づいて、送信電力７−１、７−２を決定することとした。これにより、屋内基地局２−１、２−２からマクロ基地局１−１、１−２への干渉を低減させつつ、屋内エリア４内のカバレッジを確保することができる。

また、送信電力７−１、７−２を仮決定送信電力６−１、６−２より大きい値に設定するとき、仮決定送信電力６−１、６−２の小さいほうの値を大きくして送信電力と設定することとした。これにより、屋内基地局２−１、２−２間のカバレッジエリア（セル半径の大きさ）の差を小さくすることができ、トラヒックの偏りを防ぐことができる。

なお、屋内基地局が２つの場合について説明したが、これに限定するものではない。屋内基地局が３つ以上の場合であっても同様の動作を行うことで同様の効果を得ることができる。屋内基地局が３つ以上の場合、制御局３は、屋内エリア４内のすべての屋内基地局を制御する。また、制御局３は、送信電力閾値Ｐｔを屋内エリア４内のすべての屋内基地局で屋内エリア４をカバーできるように設定する。屋内エリア４内のすべての屋内基地局の送信電力の和がＰｔ以上となるように、制御局３は、屋内エリア４内のすべての屋内基地局の送信電力を制御する。複数の屋内基地局の送信電力を仮決定送信電力よりも大きくする方法としては、例えば、仮決定送信電力の小さいほうから所定の数だけ大きくする方法があるが、これに限定するものではない。複数の屋内基地局の送信電力を仮決定送信電力よりも小さくする場合も同様、仮決定送信電力の大きいほうから所定の数だけ小さくする方法があるが、これに限定するものではない。

実施の形態２．
制御局３が屋内基地局２−１、２−２の送信電力７−１、７−２を決定する場合において、実施の形態１と異なる方法について説明する。実施の形態１と異なる部分について説明する。

図４は、制御局３が屋内基地局２−１、２−２の送信電力７−１、７−２を決定する処理を示すフローチャートである。

最初に、制御局３は、ＰＡ１＋ＰＡ２とＰｔの値を比較する（ステップＳ４１）。ＰＡ１＋ＰＡ２≧Ｐｔの場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、ＰＡ１とＰＡ２の値を比較する（ステップＳ４２）。ＰＡ１≧ＰＡ２の場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、ＰＢ１＝Ｐｔ−ＰＡ２、ＰＢ２＝ＰＡ２とする（ステップＳ４３）。ＰＡ１＜ＰＡ２の場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、ＰＢ１＝ＰＡ１、ＰＢ２＝Ｐｔ−ＰＡ１とする（ステップＳ４４）。ＰＡ１＋ＰＡ２＜Ｐｔの場合（ステップＳ４１：Ｎｏ）、以降は実施の形態１と同様である。ＰＡ１とＰＡ２の値を比較し（ステップＳ４５）、ＰＡ１≧ＰＡ２の場合（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、ＰＢ１＝ＰＡ１、ＰＢ２＝Ｐｔ−ＰＡ１とする（ステップＳ４４）。ＰＡ１＜ＰＡ２の場合（ステップＳ４５：Ｎｏ）、ＰＢ１＝Ｐｔ−ＰＡ２、ＰＢ２＝ＰＡ２とする（ステップＳ４３）。

このように屋内基地局２−１、２−２の送信電力７−１、７−２を決定することで、屋内基地局２−１、２−２の仮決定送信電力の和ＰＡ１＋ＰＡ２がＰｔより大きい場合、屋内基地局２−１、２−２の送信電力の和ＰＢ１＋ＰＢ２をＰｔに抑えることができる。

以上説明したように、本実施の形態では、仮決定送信電力６−１、６−２が必要以上に大きい場合には送信電力７−１、７−２を仮決定送信電力６−１、６−２より小さい値に設定することとした。これにより、実施の形態１の効果に加え、無駄な送信電力を出力せず、屋内基地局２−１、２−２からマクロ基地局１−１、１−２への干渉をさらに低減させることができる。さらに、屋内基地局２−１、２−２の消費電力を低減させることができる。

実施の形態３．
制御局３が屋内基地局２−１、２−２の送信電力７−１、７−２を決定する場合において、実施の形態１、２と異なる方法について説明する。実施の形態１、２と異なる部分について説明する。

図５は、制御局３が屋内基地局２−１、２−２の送信電力７−１、７−２を決定する処理を示すフローチャートである。

最初に、制御局３は、ＰＡ１＋ＰＡ２とＰｔの値を比較する（ステップＳ５１）。ＰＡ１＋ＰＡ２≧Ｐｔの場合（ステップＳ５１：Ｙｅｓ）、ＰＡ１とＰＡ２の値を比較する（ステップＳ５２）。ＰＡ１≧ＰＡ２の場合（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、ＰＡ２＋ＰＡ２とＰｔの値を比較する（ステップＳ５３）。ＰＡ２＋ＰＡ２≧Ｐｔの場合（ステップＳ５３：Ｙｅｓ）、ＰＢ１＝ＰＡ２、ＰＢ２＝Ｐｔ−ＰＡ２とする（ステップＳ５４）。ＰＡ２＋ＰＡ２＜Ｐｔの場合（ステップＳ５３：Ｎｏ）、ＰＢ１＝Ｐｔ−ＰＡ２、ＰＢ２＝ＰＡ２とする（ステップＳ５５）。ステップＳ５２に戻って、ＰＡ１＜ＰＡ２の場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、ＰＡ１＋ＰＡ１とＰｔの値を比較する（ステップＳ５６）。ＰＡ１＋ＰＡ１≧Ｐｔの場合（ステップＳ５６：Ｙｅｓ）、ＰＢ１＝Ｐｔ−ＰＡ１、ＰＢ２＝ＰＡ１とする（ステップＳ５７）。ＰＡ１＋ＰＡ１＜Ｐｔの場合（ステップＳ５６：Ｎｏ）、ＰＢ１＝ＰＡ１、ＰＢ２＝Ｐｔ−ＰＡ１とする（ステップＳ５８）。

ステップＳ５１に戻って、ＰＡ１＋ＰＡ２＜Ｐｔの場合（ステップＳ５１：Ｎｏ）、ＰＡ１とＰＡ２の値を比較する（ステップＳ５９）。ＰＡ１≧ＰＡ２の場合（ステップＳ５９：Ｙｅｓ）、ＰＡ１＋ＰＡ１とＰｔの値を比較する（ステップＳ６０）。ＰＡ１＋ＰＡ１≧Ｐｔの場合（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）、ＰＢ１＝ＰＡ１、ＰＢ２＝Ｐｔ−ＰＡ１とする（ステップＳ５８）。ＰＡ１＋ＰＡ１＜Ｐｔの場合（ステップＳ６０：Ｎｏ）、ＰＢ１＝Ｐｔ−ＰＡ１、ＰＢ２＝ＰＡ１とする（ステップＳ５７）。ステップＳ５９に戻って、ＰＡ１＜ＰＡ２の場合（ステップＳ５９：Ｎｏ）、ＰＡ２＋ＰＡ２とＰｔの値を比較する（ステップＳ６１）。ＰＡ２＋ＰＡ２≧Ｐｔの場合（ステップＳ６１：Ｙｅｓ）、ＰＢ１＝Ｐｔ−ＰＡ２、ＰＢ２＝ＰＡ２とする（ステップＳ５５）。ＰＡ２＋ＰＡ２＜Ｐｔの場合（ステップＳ６１：Ｎｏ）、ＰＢ１＝ＰＡ２、ＰＢ２＝Ｐｔ−ＰＡ２とする（ステップＳ５４）。

このように屋内基地局２−１、２−２の送信電力７−１、７−２を決定することで、制御局３が仮決定送信電力６−１、６−２を大きくして、または小さくして送信電力７−１、７−２を決定する場合、仮決定送信電力６−１、６−２の大小関係を変えずに送信電力７−１、７−２を決定することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、制御局３が屋内基地局２−１、２−２の送信電力７−１、７−２を決定するとき、仮決定送信電力６−１、６−２の大小関係を維持することとした。これにより、実施の形態２の効果に加え、仮決定送信電力６−１、６−２の大きさを変化させたときの屋内基地局２−１、２−２からマクロ基地局１−１、１−２への干渉を、仮決定送信電力６−１、６−２の大小関係を維持しない場合と比較して低減させることができる。

実施の形態４．
本実施の形態では、各屋内基地局の制御信号の送信タイミングを制御する場合について説明する。実施の形態１〜３と異なる部分について説明する。

図６は、フレーム送信タイミングを示す図である。ここでは、信号（制御信号）８は、制御信号を示す。信号９は、データ信号等の制御信号８以外の信号を示す。本実施の形態では、図６に示すように、制御信号８が一定の時間周期で挿入されているものとする。

図７は、無線通信システムの構成例を示す図である。図７における信号（検出タイミング）１０−１は、屋内基地局２−１が検出したマクロ基地局１−１の制御信号８の送信タイミングを示す。信号（検出タイミング）１０−２は、屋内基地局２−２が検出したマクロ基地局１−２の制御信号８の送信タイミングを示す。信号（送信タイミング）１１は、制御局３が決定した屋内基地局２−１、２−２の制御信号８の送信タイミングを示す。

具体的に、各基地局および制御局３との信号の流れを説明する。図８は、各基地局および制御局３の処理と信号の流れを示すシーケンス図である。屋内基地局２−１（２−２）は、自身の送信電力の仮決定（ステップＳ２−１、Ｓ２−２）とあわせて、マクロ基地局１−１（１−２）の制御信号８の送信タイミングを検出する（ステップＳ６−１、Ｓ６−２）。ここでは、制御信号８の送信タイミングを検出できれば、マクロ基地局１−１（１−２）のフレーム送信タイミングについても認識することができる。屋内基地局２−１（２−２）は、仮決定送信電力６−１（６−２）の送信（ステップＳ３−１、Ｓ３−２）とあわせて、マクロ基地局１−１（１−２）の制御信号８の検出タイミング１０−１（１０−２）を制御局３へ送信する（ステップＳ７−１、Ｓ７−２）。制御局３は、送信電力７−１（７−２）の決定（ステップＳ４）とあわせて、屋内基地局２−１（２−２）の制御信号８の送信タイミング１１を決定する（ステップＳ８）。制御局３は、送信電力７−１（７−２）の送信（ステップＳ５−１、Ｓ５−２）とあわせて、決定した屋内基地局２−１（２−２）の制御信号８の送信タイミング１１を屋内基地局２−１（２−２）へ送信する（ステップＳ９−１、Ｓ９−２）。

つづいて、制御局３が屋内基地局２−１、２−２の制御信号８の送信タイミングを決定する方法について説明する。図９および図１０は、マクロ基地局１−１、１−２と屋内基地局２−１、２−２のフレーム送信タイミングを示す図である。

制御局３がＰＢ２をＰＡ２より大きい値に設定する場合、制御局３は、図９のようにマクロ基地局１−２のタイミングに屋内基地局２−１、２−２のフレーム送信タイミングを合わせ、制御信号８の時間位置をマクロ基地局１−２と屋内基地局２−１、２−２でずらすように制御する。また、制御局３がＰＢ１をＰＡ１より大きい値に設定する場合、制御局３は、図１０のようにマクロ基地局１−１のタイミングに屋内基地局２−１、２−２のフレーム送信タイミングを合わせ、制御信号８の時間位置をマクロ基地局１−１と屋内基地局２−１、２−２でずらすように制御する。

制御局３がＰＢ１、ＰＢ２をともにＰＡ１、ＰＡ２以下の値に設定する場合、制御局３は、マクロ基地局１−１、１−２のどちらか一方のフレーム送信タイミングに屋内基地局２−１、２−２のフレーム送信タイミングを合わせ、制御信号８の時間位置を、前記屋内基地局２−１、２−２がフレーム送信タイミングを合わせたマクロ基地局と、屋内基地局２−１、２−２でずらすように制御する。制御局３がどのマクロ基地局のフレーム送信タイミングに屋内基地局２−１、２−２のフレーム送信タイミングを合わせるかについては、ランダムとしてもよいし、送信電力ＰＢ１、ＰＢ２の大きい方の屋内基地局に最も近いマクロ基地局としてもよい。

以上説明したように、本実施の形態では、仮決定送信電力よりも大きな値を送信電力として設定した屋内基地局に最も近いマクロ基地局の制御信号の送信タイミングと、全屋内基地局との制御信号の送信タイミングをずらすこととした。これにより、屋内基地局がマクロ基地局との通信状態に基づいて決定した仮決定送信電力よりも大きな送信電力を使用する場合でも、制御信号部分の干渉を避けることができる。

また、屋内エリア内の全屋内基地局の送信タイミングを合わせることで、複数屋内基地局から同じデータを１つの端末に送信するサイトダイバーシチが実現可能であり、屋内基地局に接続している端末の受信性能を改善する効果を奏する。

なお、屋内基地局が２つの場合について説明したが、これに限定するものではない。屋内基地局が３つ以上の場合であっても同様の動作を行うことで同様の効果を得ることができる。屋内基地局が３つ以上の場合、制御局３は、仮決定送信電力６−ｎ（ｎは１からＮまでの正整数：Ｎは屋内エリア４内の屋内基地局数）より送信電力７−ｎを大きく設定した屋内基地局２−ｎに最も近いマクロ基地局１−ｎのフレーム送信タイミングに、屋内エリア４内の全屋内基地局２−１〜２−Ｎのフレーム送信タイミングを合わせ、制御信号８の時間位置を、前記屋内基地局がフレーム送信タイミングを合わせたマクロ基地局と屋内エリア４内の全屋内基地局２−１〜２−Ｎでずらすように制御する。なお、制御信号８の時間位置は、屋内エリア４内の全屋内基地局２−１〜２−Ｎ間で同じになるようにする。

また、仮決定送信電力６−ｎより送信電力７−ｎを大きく設定した屋内基地局２−ｎが複数ある場合、制御局３は、送信電力７−ｎが最大となる屋内基地局に最も近いマクロ基地局のフレーム送信タイミングに屋内エリア４内の全屋内基地局２−１〜２−Ｎのフレーム送信タイミングを合わせ、制御信号８の時間位置を、前記屋内基地局がフレーム送信タイミングを合わせたマクロ基地局と屋内エリア４内の全屋内基地局２−１〜２−Ｎでずらすように制御する。

また、仮決定送信電力６−ｎより送信電力７−ｎを大きく設定した屋内基地局２−ｎが複数あり、送信電力７−ｎが最大となる屋内基地局２−ｎも複数ある場合、制御局３は、仮決定送信電力６−ｎから送信電力７−ｎへの電力増加量が最大となる屋内基地局２−ｎに最も近いマクロ基地局１−ｎのフレーム送信タイミングに屋内エリア４内の全屋内基地局２−１〜２−Ｎのフレーム送信タイミングを合わせ、制御信号８の時間位置を、前記屋内基地局がフレーム送信タイミングを合わせたマクロ基地局と屋内エリア４内の全屋内基地局２−１〜２−Ｎでずらすように制御する。

実施の形態５．
本実施の形態では、検出タイミングを送信する場合において、実施の形態４と異なる方法について説明する。実施の形態４と異なる部分について説明する。

図１１は、各基地局および制御局３の処理と信号の流れを示すシーケンス図である。ここでは、Ｎ個のマクロ基地局およびＮ個の屋内基地局が存在する場合において、ｉ番目（ｉは１≦ｉ≦Ｎの整数）のマクロ基地局および屋内基地局について説明する。屋内基地局２−ｉは、マクロ基地局１−ｉの下りリンク信号２−ｉを受信する（ステップＳ１−ｉ）。屋内基地局２−ｉは、受信したマクロ基地局１−ｉからの下りリンク信号５−ｉから自身の送信電力を仮決定する（ステップＳ２−ｉ）。また、屋内基地局２−ｉは、受信したマクロ基地局１−ｉからの下り信号５−ｉから、マクロ基地局１−ｉの制御信号８の送信タイミング１１−ｉを検出する（ステップＳ６−ｉ）。屋内基地局２−ｉは、仮決定した自身の仮決定送信電力６−ｉを制御局３へ送信する（ステップＳ３−ｉ）。

制御局３は、受信した屋内基地局２−１〜２−Ｎの仮決定送信電力６−１〜６−Ｎから屋内基地局２−１〜２−Ｎの送信電力７−１〜７−Ｎを決定する（ステップＳ４）。また、制御局３は、屋内エリア４内の全屋内基地局２−１〜２−Ｎからの仮決定送信電力６−１〜６−Ｎから、フレーム送信タイミングを合わせる基準となるマクロ基地局１−ｉ、すなわち、当該マクロ基地局１−ｉに最も近い屋内基地局２−ｉを決定する（ステップＳ１０）。制御局３は、屋内基地局２−ｉに、屋内基地局２−ｉが検出したマクロ基地局１−ｉの制御信号８の検出タイミング１０−ｉの送信を要求する（ステップＳ１１−ｉ）。屋内基地局２−ｉは、制御局３からマクロ基地局１−ｉの制御信号８の検出タイミング１０ｉの送信要求を受信すると、制御局３へマクロ基地局１−ｉの制御信号８の検出タイミング１０−ｉを送信する（ステップＳ７−ｉ）。制御局３は、決定した屋内基地局２−１〜２−Ｎの送信電力７−１〜７−Ｎを屋内基地局２−１〜２−Ｎへ送信する（ステップＳ５−ｉ）。あわせて、制御局３は、屋内基地局２−ｉから受信したマクロ基地局１−ｉの制御信号８の送信タイミング１１を屋内エリア４内の全屋内基地局２−１〜２−Ｎへ送信する（ステップＳ９−ｉ）。

以上説明したように、本実施の形態では、マクロ基地局の制御信号８の検出タイミング１０−ｉを送信する屋内基地局を、屋内エリア内の屋内基地局２−１〜２−Ｎのうち１つにすることとした、これにより、実施の形態４の効果に加え、屋内基地局の消費電力を低減させることができる。

以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、無線基地局を備えるシステムに有用であり、特に、小型の無線基地局を備えるシステムに適している。

１−１、１−２マクロ基地局
２−１、２−２屋内基地局
３制御局
４屋内エリア

Claims

複数の無線基地局と当該無線基地局の送信電力を制御する制御局から構成される無線通信システムであって、
前記無線基地局は、
自局よりも端末を多く収容可能なマクロ無線基地局からの信号を受信するマクロ無線基地局信号受信手段と、
前記マクロ無線基地局から受信した信号に基づいて自局の仮送信電力値を決定する仮送信電力値決定手段と、
前記仮送信電力値を前記制御局へ送信する仮送信電力値送信手段と、
前記制御局が決定した送信電力値を受信する送信電力値受信手段と、
受信した送信電力値に基づいて自局の送信電力を設定する送信電力設定手段と、
を備え、
前記制御局は、
前記仮送信電力値を受信する仮送信電力値受信手段と、
受信した仮送信電力値に基づいて、当該仮送信電力値の送信元無線基地局の送信電力値を決定する送信電力値決定手段と、
決定した送信電力値を各無線基地局へそれぞれ送信する送信電力値送信手段と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
前記仮送信電力値決定手段は、
マクロ無線基地局から受信した信号の受信電力に基づいて仮送信電力値を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記仮送信電力値決定手段は、
マクロ無線基地局から受信した信号の受信品質に基づいて仮送信電力値を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記送信電力値決定手段は、
各無線基地局の送信電力値の総和がしきい値以上となるように送信電力値を決定する、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
前記送信電力値決定手段は、
各無線基地局から受信した仮送信電力値の総和がしきい値以上である場合、
受信した仮送信電力値に対してその大きさに基づく順序付けを行い、大きい方から順に所定の数だけ抽出し、抽出した仮送信電力値の送信元無線基地局の送信電力値を、当該抽出した仮送信電力値よりも小さい値になるように、かつ、前記各無線基地局の送信電力値の総和が前記しきい値と同一になるように、決定する、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
前記送信電力値決定手段は、
各無線基地局から受信した仮送信電力の総和がしきい値より小さい場合、
受信した仮送信電力値に対してその大きさに基づく順序付けを行い、小さい方から順に所定の数だけ抽出し、抽出した仮送信電力値の送信元無線基地局の送信電力値を、当該抽出した仮送信電力値よりも大きい値になるように、かつ、前記各無線基地局の送信電力値の総和が前記しきい値と同一になるように、決定する、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
前記無線基地局は、さらに、
マクロ無線基地局から受信した信号からフレームタイミングおよび制御信号送信タイミングを検出し、検出したフレームタイミングおよび制御信号送信タイミングを前記制御局へ送信する制御信号検出手段、
を備え、
前記制御局は、さらに、
受信したフレームタイミングおよび制御信号送信タイミングに基づいて、各無線基地局を、同一のフレームタイミングおよび同一の制御信号送信タイミングにて動作させるように制御する制御信号送信タイミング制御手段、
を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の無線通信システム。
前記制御信号送信タイミング制御手段は、
フレームタイミングおよび制御信号送信タイミングの送信元無線基地局のフレームタイミングを、所定のマクロ無線基地局のフレームタイミングと同一とし、
一方、前記送信元無線基地局の制御信号送信タイミングを、前記所定のマクロ無線基地局の制御信号送信タイミングとずらすように制御する、
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
前記無線基地局は、さらに、
マクロ無線基地局から受信した信号からフレームタイミングおよび制御信号送信タイミングを検出し、検出したフレームタイミングおよび制御信号送信タイミングを前記制御局へ送信する制御信号検出手段、
を備え、
前記制御局は、さらに、
受信したフレームタイミングおよび制御信号送信タイミングに基づいて、各無線基地局を、同一のフレームタイミングおよび同一の制御信号送信タイミングにて動作させるように制御する制御信号送信タイミング制御手段、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
前記制御信号送信タイミング制御手段は、
フレームタイミングおよび制御信号送信タイミングの送信元無線基地局のフレームタイミングを、所定のマクロ無線基地局のフレームタイミングと同一とし、
一方、前記送信元無線基地局の制御信号送信タイミングを、当該所定のマクロ無線基地局の制御信号送信タイミングとずらすように制御する、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
前記制御信号送信タイミング制御手段は、
前記所定のマクロ無線基地局を、前記送信電力値決定手段が仮送信電力値よりも大きい値になるように送信電力値を決定した無線基地局のうち、送信電力値が最も大きい無線基地局に、最も近いマクロ無線基地局とする、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
前記制御信号送信タイミング制御手段は、
前記所定のマクロ無線基地局を、前記送信電力値決定手段が仮送信電力値よりも大きい値になるように送信電力値を決定した無線基地局のうち、仮送信電力値と送信電力値との差分が最も大きい無線基地局に、最も近いマクロ無線基地局とする、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
送信電力を制御する制御局とともに無線通信システムを構成する無線基地局であって、
自局よりも端末を多く収容可能なマクロ無線基地局からの信号を受信するマクロ無線基地局信号受信手段と、
前記マクロ無線基地局から受信した信号に基づいて自局の仮送信電力値を決定する仮送信電力値決定手段と、
前記仮送信電力値を前記制御局へ送信する仮送信電力値送信手段と、
前記制御局が前記仮送信電力値に基づいて決定して送信した送信電力値を受信する送信電力値受信手段と、
受信した送信電力値に基づいて自局の送信電力を設定する送信電力設定手段と、
を備えることを特徴とする無線基地局。
前記仮送信電力値決定手段は、
マクロ無線基地局から受信した信号の受信電力に基づいて仮送信電力値を決定する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の無線基地局。
前記仮送信電力値決定手段は、
マクロ無線基地局から受信した信号の受信品質に基づいて仮送信電力値を決定する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の無線基地局。
さらに、
マクロ無線基地局から受信した信号からフレームタイミングおよび制御信号送信タイミングを検出し、検出したフレームタイミングおよび制御信号送信タイミングを前記制御局へ送信する制御信号検出手段、
を備えることを特徴とする請求項１３、１４または１５に記載の無線基地局。
複数の無線基地局とともに無線通信システムを構成し、当該無線基地局の送信電力を制御する制御局であって、
前記無線基地局が自基地局よりも端末を多く収容可能なマクロ無線基地局から受信した信号に基づいて仮送信電力値を決定して送信した場合に、当該仮送信電力値を受信する仮送信電力値受信手段と、
受信した仮送信電力値に基づいて、当該仮送信電力値の送信元無線基地局の送信電力値を決定する送信電力値決定手段と、
決定した送信電力値を各無線基地局へそれぞれ送信する送信電力値送信手段と、
を備えることを特徴とする制御局。
前記送信電力値決定手段は、
各無線基地局の送信電力値の総和がしきい値以上となるように送信電力値を決定する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の制御局。
前記送信電力値決定手段は、
各無線基地局から受信した仮送信電力値の総和がしきい値以上である場合、
受信した仮送信電力値に対してその大きさに基づく順序付けを行い、大きい方から順に所定の数だけ抽出し、抽出した仮送信電力値の送信元無線基地局の送信電力値を、当該抽出した仮送信電力値よりも小さい値になるように、かつ、前記各無線基地局の送信電力値の総和が前記しきい値と同一になるように、決定する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の制御局。
前記送信電力値決定手段は、
各無線基地局から受信した仮送信電力の総和がしきい値より小さい場合、
受信した仮送信電力値に対してその大きさに基づく順序付けを行い、小さい方から順に所定の数だけ抽出し、抽出した仮送信電力値の送信元無線基地局の送信電力値を、当該抽出した仮送信電力値よりも大きい値になるように、かつ、前記各無線基地局の送信電力値の総和が前記しきい値と同一になるように、決定する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の制御局。
さらに、
前記無線基地局がマクロ無線基地局から受信した信号からフレームタイミングおよび制御信号送信タイミングを検出して送信した場合に、受信したフレームタイミングおよび制御信号送信タイミングに基づいて、各無線基地局を、同一のフレームタイミングおよび同一の制御信号送信タイミングにて動作させるように制御する制御信号送信タイミング制御手段、
を備えることを特徴とする請求項１７、１８または１９に記載の制御局。
前記制御信号送信タイミング制御手段は、
フレームタイミングおよび制御信号送信タイミングの送信元無線基地局のフレームタイミングを、所定のマクロ無線基地局のフレームタイミングと同一とし、
一方、前記送信元無線基地局の制御信号送信タイミングを、前記所定のマクロ無線基地局の制御信号送信タイミングとずらすように制御する、
ことを特徴とする請求項２１に記載の制御局。
さらに、
前記無線基地局がマクロ無線基地局から受信した信号からフレームタイミングおよび制御信号送信タイミングを検出して送信した場合に、受信したフレームタイミングおよび制御信号送信タイミングに基づいて、各無線基地局を、同一のフレームタイミングおよび同一の制御信号送信タイミングにて動作させるように制御する制御信号送信タイミング制御手段、
を備えることを特徴とする請求項２０に記載の制御局。
前記制御信号送信タイミング制御手段は、
フレームタイミングおよび制御信号送信タイミングの送信元無線基地局のフレームタイミングを、所定のマクロ無線基地局のフレームタイミングと同一とし、
一方、前記送信元無線基地局の制御信号送信タイミングを、前記所定のマクロ無線基地局の制御信号送信タイミングとずらすように制御する、
ことを特徴とする請求項２３に記載の制御局。
前記制御信号送信タイミング制御手段は、
前記所定のマクロ無線基地局を、前記送信電力値決定手段が仮送信電力値よりも大きい値になるように送信電力値を決定した無線基地局のうち、送信電力値が最も大きい無線基地局に、最も近いマクロ無線基地局とする、
ことを特徴とする請求項２４に記載の制御局。
前記制御信号送信タイミング制御手段は、
前記所定のマクロ無線基地局を、前記送信電力値決定手段が仮送信電力値よりも大きい値になるように送信電力値を決定した無線基地局のうち、仮送信電力値と送信電力値との差分が最も大きい無線基地局に、最も近いマクロ無線基地局とする、
ことを特徴とする請求項２４に記載の制御局。