JP5159863B2 - 無線基地局装置、無線部制御装置及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、無線端末との間で無線通信を行う無線基地局装置、無線部制御装置及び無線通信方法に関する。

近年、移動無線通信システムの高度化・高速化が進み、ＷｉＭＡＸやＬＴＥ、ＸＧＰシステムなどの通信システムにおいて１００Ｍｂｐｓを超える理論速度を持った無線通信実現についての検討が行われている。無線通信の高速化を実現するための技術として、基地局がアンテナを複数持ち、空間多重を行うことにより端末との間の通信速度を向上するＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）技術が挙げられ、多くの次世代移動無線通信システムにおいて適用が検討されている。

しかし、ＭＩＭＯはセル中心部の速度向上が見込める半面、セルエッジ付近での通信劣化が問題とされてきた。そこで、複数の基地局のアンテナを用いて端末の受信電力を向上させるマクロダイバーシティについての検討が進められ、セルエッジ付近に存在する端末の利得向上技術として重要視されている。マクロダイバーシティは、複数の基地局を用いた通信により端末の利得向上を実現するため、基地局をまたがるアンテナ制御と通信方式が必須となる。

特開平１０−２５６９６２号公報

本実施形態の目的は、セルエッジ付近の端末の通信品質を良好にすることができる無線基地局装置、無線部制御装置及び無線通信方法を提供することにある。

本実施形態に係る無線基地局装置は、複数のアンテナを備え、前記アンテナにより無線端末との間で無線信号を送受信する複数の無線部と、前記無線端末からのアップリンク信号の受信電力を前記アンテナ毎に測定する測定手段と、前記無線部間の隣接関係を表す情報を作成する隣接情報作成手段と、前記無線部間の隣接関係を表す情報と前記無線部のアンテナ方向とに基づいて、隣接する無線部毎にアンテナの組み合わせを表す情報を作成するアンテナ情報作成手段と、前記受信電力の測定値に基づいて前記無線端末とのマクロダイバーシティ通信に使用するアンテナの組み合わせ候補を選択する選択手段と、前記アンテナの組み合わせ候補と前記アンテナの組み合わせを表す情報とに基づいて前記マクロダイバーシティ通信に使用するアンテナの組み合わせを決定する決定手段と、前記アンテナの組み合わせにしたがって前記複数の無線部により前記マクロダイバーシティ通信を行う信号処理手段とを具備する。

本実施形態に係る無線部制御装置は、複数のアンテナにより無線端末との間で無線信号を送受信する複数の無線部を制御する無線部制御装置であって、前記無線端末からのアップリンク信号の受信電力を前記アンテナ毎に測定する測定手段と、前記無線部間の隣接関係を表す情報を作成する隣接情報作成手段と、前記無線部間の隣接関係を表す情報と前記無線部のアンテナ方向とに基づいて、隣接する無線部毎にアンテナの組み合わせを表す情報を作成するアンテナ情報作成手段と、前記受信電力の測定値に基づいて前記無線端末とのマクロダイバーシティ通信に使用するアンテナの組み合わせ候補を選択する選択手段と、前記アンテナの組み合わせ候補と前記アンテナの組み合わせを表す情報とに基づいて前記マクロダイバーシティ通信に使用するアンテナの組み合わせを決定する決定手段と、前記アンテナの組み合わせにしたがって前記複数の無線部により前記マクロダイバーシティ通信を行う信号処理手段とを具備する。

本実施形態に係る無線通信方法は、複数のアンテナにより無線端末との間で無線信号を送受信する複数の無線部を制御する無線部制御装置に用いられる方法であって、前記無線端末からのアップリンク信号の受信電力を前記アンテナ毎に測定する測定ステップと、前記無線部間の隣接関係を表す情報を作成する隣接情報作成ステップと、前記無線部間の隣接関係を表す情報と前記無線部のアンテナ方向とに基づいて、隣接する無線部毎にアンテナの組み合わせを表す情報を作成するアンテナ情報作成ステップと、前記受信電力の測定値に基づいて前記無線端末とのマクロダイバーシティ通信に使用するアンテナの組み合わせ候補を選択する選択ステップと、前記アンテナの組み合わせ候補と前記アンテナの組み合わせを表す情報とに基づいて前記マクロダイバーシティ通信に使用するアンテナの組み合わせを決定する決定ステップと、前記アンテナの組み合わせにしたがって前記複数の無線部により前記マクロダイバーシティ通信を行う信号処理ステップとを有するものである。

第１実施形態に係る無線基地局装置を備える無線通信システムの全体構成図。 図１の無線基地局装置の構成を示すブロック図。 隣接無線部情報の作成処理を示す図。 アンテナ組み合わせ情報の作成処理を示す図。 アンテナ組み合わせ情報の決定方法を示す図。 受信電力測定処理を示す図。 受信電力測定処理の他の例を示す図。 マクロダイバーシティ可否判定処理を示す図。 マクロダイバーシティ使用アンテナ選択処理を示す図。 マクロダイバーシティ通信処理を示す図。 隣接無線部情報及びアンテナ組み合わせ情報の作成シーケンスを示す図。 マクロダイバーシティ通信開始シーケンスを示す図。 第２実施形態に係る隣接無線部情報及びアンテナ組み合わせ情報の作成シーケンスを示す図。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る無線基地局装置、無線部制御装置及び無線通信方法を説明する。

図１は、第１実施形態に係る無線基地局装置を備える無線システムの全体構成図である。本実施形態では、従来基地局の無線部と制御部を分離し、制御部を集約した基地局形態によってマクロダイバーシティを実現する。

図１において、ゲートウェイ装置ＧＷにはＩＰ網／公衆通信網ＮＷが接続され、ゲートウェイ装置ＧＷには複数の無線基地局装置ＢＳ１，ＢＳ２が接続される。無線基地局装置ＢＳ１は、無線の送受信を行う複数の無線部Ｒ１１〜Ｒ１ｎと、無線にかかる信号処理、および信号の分配を行う無線部制御装置Ｇ１とを備える。無線端末、あるいは無線通信用データカードを備えるＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの無線端末装置ＭＳ１１〜ＭＳ１ｍは、無線部Ｒ１１〜Ｒ１ｎとの間で音声、またはデータ通信を行う。無線部Ｒ１１〜Ｒ１ｎは、それぞれアンテナを複数本備え、複数アンテナの送信電力を調整してダウンリンク信号に指向性を持たせることを可能とする。無線基地局装置ＢＳ２は、無線基地局装置ＢＳ１と同様に、無線部制御装置Ｇ２と、無線端末装置との間で無線通信を行う複数の無線部Ｒ２１〜Ｒ２ｎとを備える。

図２は、無線基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。以下では、無線基地局装置ＢＳ１を代表として説明する。

図２において、ゲートウェイ装置ＧＷはＩＰ網／公衆通信網ＮＷと無線部制御装置Ｇ１とに接続され、無線部制御装置Ｇ１と複数の無線部Ｒ１１，Ｒ１２は、例えば光ファイバなどの有線で接続される。無線部Ｒ１１には無線端末装置ＭＳ１１，ＭＳ１２との間の無線通信用の複数のアンテナＡＮ１１〜ＡＮ１ｎが設けられ、同様に無線部Ｒ１２にも無線通信用の複数のアンテナＡＮ２１〜ＡＮ２ｎが設けられる。

無線端末装置ＭＳ１１，ＭＳ１２と無線部Ｒ１１，Ｒ１２とには無線通信部１０１が設けられ、無線端末装置ＭＳ１１，ＭＳ１２は無線通信部１０１により、１または複数の無線部と無線通信を行う。無線部制御装置Ｇ１には、ゲートウェイ装置ＧＷから受信したデータを、無線端末装置ＭＳ１，ＭＳ２と無線通信を行う無線部Ｒ１１，Ｒ１２へ分配する信号分配部１０２と、無線通信にかかる制御を行う信号処理部１０３とが設けられる。

信号処理部１０３は、無線部Ｒ１１，Ｒ１２の信号処理を制御する役割を備え、ここでは、無線部Ｒ１１，Ｒ１２の数に合わせて複数の信号処理部１０３１，１０３２が設けられるものとする。ただし、これに限らず１つの信号処理部１０３が複数の無線部を制御することも可能とし、無線部の台数と信号処理部の数が異なる値となることを許容する。

無線部制御装置Ｇ１は、無線部Ｒ１１，Ｒ１２を介して受信した無線端末装置ＭＳ１，ＭＳ２からのアップリンクデータを、ゲートウェイ装置ＧＷを介してＩＰ網／公衆通信網ＮＷへ送信する。また、ゲートウェイ装置ＧＷを介して受信したＩＰ網／公衆通信網ＮＷからのダウンリンクデータを信号分配部１０２により適切な無線部に分配し、無線部Ｒ１１，Ｒ１２を介して無線端末装置ＭＳ１１，ＭＳ１２へ送信する。

さらに、無線部制御装置Ｇ１は、受信電力測定部１０４、受信電力情報記憶部１０５、地理情報管理部１０６、無線部地理情報記憶部１０７、無線部隣接情報記憶部１０８、アンテナ情報作成部１０９、アンテナ組み合わせ情報記憶部１１０、及びアンテナ選択部１１１を備える。受信電力測定部１０４は、無線端末装置ＭＳ１，ＭＳ２からのアップリンク信号の受信電力を各無線部のアンテナ毎に測定し、受信電力の測定値を集約した受信電力集約情報を受信電力情報記憶部１０５に記憶する。

地理情報管理部１０６は、無線部地理情報記憶部１０７に記憶された各無線部の地理情報（緯度、経度、高度など）をもとに無線部間の隣接関係を表す無線部隣接情報を作成する。アンテナ情報作成部１０９は、無線部隣接情報と各無線部のアンテナ方向とに基づいて、隣接する無線部毎にアンテナの組み合わせを表すアンテナ組み合わせ情報を作成し、アンテナ組み合わせ情報記憶部１１０に記憶する。アンテナ選択部１１１は、受信電力集約情報とアンテナ組み合わせ情報に基づいて、無線部Ｒ１１のアンテナＡＮ１１〜ＡＮ１ｎ及び無線部Ｒ１２のアンテナＡＮ２１〜ＡＮ２ｎのうちから、無線端末装置ＭＳ１１，ＭＳ１２と間の無線通信に使用するアンテナの組み合わせを選択する。

このように構成される無線部制御装置Ｇ１の動作について以下に説明する。

［隣接無線部情報作成］
図３に、隣接無線部情報作成処理の一例を示す。

図３では、複数の無線部Ｒ１１〜Ｒ１４が無線部制御装置Ｇ１に接続されている。無線部制御装置Ｇ１の地理情報管理部１０６は、基地局設置時に初期情報として予め無線部Ｒ１１〜Ｒ１４の地理情報（緯度、経度、高度など）が与えられ、無線部地理情報として無線部地理情報記憶部１０７に記憶する。地理情報管理部１０６は、各無線部の地理情報をもとに隣接しているかどうかの判定を行うとともに、隣接していると判定された無線部組み合わせを表す情報を隣接無線部情報記憶部１０８に記憶する。地理的に隣接しているかの判定の一例として、無線部間の距離と各無線部の送信電波範囲Ａ１１〜Ａ１４をもとに、送信電波範囲が重なる無線部を隣接すると判定する。判定基準はこの例に限らず、地理情報を用いた他の隣接関係判定方式も適用可能とする。

［アンテナ組み合わせ情報作成処理］
図４に、アンテナ組み合わせ情報作成処理の一例を示す。

図４では、無線部制御装置Ｇ１には、無線部Ｒ１１について、基地局設置時における各アンテナＡＮ１１〜ＡＮ１４のアンテナ配置情報（各アンテナの方位情報など）が初期情報として与えられる。無線部Ｒ１２、Ｒ１３についても同様とする。無線部制御装置Ｇ１のアンテナ情報作成部１０９は、隣接無線部情報記憶部１０８と各無線部のアンテナ配置情報とをもとに、隣接する無線部組み合わせについてアンテナ組み合わせ情報を決定する。アンテナの組み合わせを決定する無線部組み合わせ数は、マクロダイバーシティ可能なアンテナの上限数Ｍに依存し、アンテナ上限数以下の組み合わせについてアンテナ組み合わせ情報を決定する。例えば、アンテナ上限数Ｍ＝２の場合は、２台の無線部組み合わせについて考慮しアンテナ組み合わせパターンを決定する。アンテナ上限数Ｍ＝３の場合は、３台の無線部組み合わせまで考慮しアンテナ組み合わせパターンを決定する。

ここで、図５を参照して、アンテナ組み合わせ情報決定方法の一例について説明する。

隣接無線部情報記憶部１０８において隣接していると判定された無線部組み合わせ“Ｒ１１，Ｒ１２”について、無線部地理情報記憶部１０７に記憶される各無線部の地理情報をもとに各無線部からの距離が最短となる中点Ｘを求め、中点Ｘまでの方位を算出する。無線部Ｒ１１のアンテナ配置情報（Ｒ１１）をもとに、中点Ｘまでの方位に近いアンテナＡ１３を、使用アンテナとして決定する。無線部Ｒ１２についても同様に、中点Ｘまでの方位とアンテナ配置情報（Ｒ１２）をもとにアンテナＡＮ２２を使用アンテナとして決定する。このようにして決定したアンテナを無線部組み合わせ“Ｒ１１，Ｒ１２”のアンテナ組み合わせとして“Ａ１３，Ａ２２”をアンテナ組み合わせ情報記憶部１１０に記憶する。他の無線部組み合わせ、３台以上の無線部組み合わせについても同様とする。組み合わせ決定方式はこの例に限らず、地理情報を用いた他の組み合わせ決定方式も適用可能とする。

［マクロダイバーシティ制御］
この無線通信システムでは、例えば図２において、無線端末装置ＭＳ１１，Ｍ１２が各無線部Ｒ１１，Ｒ１２によりそれぞれ形成されるセルのエッジ付近に存在し、いずれかの１つの無線部を介したＭＩＭＯダイバーシティによる通信が困難になると、複数の無線部Ｒ１１，Ｒ１２を介したマクロダイバーシティ通信に移行する。無線端末装置ＭＳ１１と無線部Ｒ１１，Ｒ１２との間のマクロダイバーシティ通信は、無線端末装置ＭＳ１１のアップリンク信号の受信電力を測定し、受信電力の測定結果をもとにマクロダイバーシティの可否を判定し、マクロダイバーシティ可能と判定された場合はマクロダイバーシティに使用するアンテナ組み合わせを決定して送信制御を行うことで実現する。

［受信電力測定処理］
図６に、無線端末装置からのアップリンク信号の受信電力測定処理の一例を示す。

図６では、複数の無線部Ｒ１１〜Ｒ１４が無線部制御装置Ｇ１に接続されている。無線部制御装置Ｇ１の受信電力測定部１０４は、各無線部Ｒ１１〜Ｒ１４における無線端末装置ＭＳ１１からオムニ送信されるアップリンク信号Ａ２１の受信電力を測定し、受信電力情報ＩＮ１１〜１４を無線部制御装置Ｇ１のアンテナ選択部１１１へ通知する。図６の例では、各無線部Ｒ１１〜Ｒ１４は複数本のアンテナＡＮ１１〜１４、ＡＮ２１〜２４、ＡＮ３１〜３４、ＡＮ４１〜４４を持つため、受信電力測定処理は各無線部の無線通信用アンテナ毎に行う。図６ではアンテナ数が４本の例を示したが、アンテナ本数は無線通信システムに依存して任意に設定できる。

また、受信電力測定を瞬時値ではなく平均値情報で管理することも可能とする。

図７の例では、受信電力測定部１０４において、所定の期間Ｔの間、無線部Ｒ１１の各アンテナＡＮ１１〜ＡＮ１４毎に受信電力を連続的に測定する。無線部制御装置Ｇ１の受信電力測定部１０４は、各アンテナについて期間Ｔの間の平均受信電力情報をアンテナ選択部１１１へ通知する。このようにすることで、瞬時値の変動によりマクロダイバーシティ可能なアンテナが候補から外れることを防止する。

［マクロダイバーシティ可否の判定］
図８に、無線部制御装置Ｇ１が備える受信電力集約情報とマクロダイバーシティ可否判定の一例を示す。

無線部制御装置Ｇ１内の受信電力測定部１０４より、図６における各無線部Ｒ１１〜Ｒ１４の受信電力情報を通知されたアンテナ選択部１１１は、受信電力情報ＩＮ１１〜ＩＮ１４を集約した受信電力集約情報を受信電力記憶部１０５に格納する。また、受信電力集約情報を格納する際、各受信電力情報について対応する無線部の識別情報とアンテナ情報の識別情報を記憶するとともに、受信電力によるソーティングを行う。

無線部制御装置Ｇ１のアンテナ選択部１１１には予め受信電力閾値情報Ｒが設定され、受信電力集約情報と受信電力閾値情報Ｒとを用いてマクロダイバーシティの可否を判定する。図８では、受信電力閾値情報Ｒ＝５０ｄＢの場合のマクロダイバーシティ可否判定の一例を示す。

無線部制御装置Ｇ１のアンテナ選択部１１１は、受信電力集約情報を参照し、無線端末装置ＭＳ１１からの受信電力が受信電力閾値情報Ｒより大きいアンテナをマクロダイバーシティ候補アンテナとして決定する。アンテナ選択部１１１は、マクロダイバーシティ候補アンテナとして決定したアンテナが複数存在する場合、無線端末装置ＭＳ１１についてマクロダイバーシティ可能であると判定してマクロダイバーシティ使用アンテナの選択を行う。マクロダイバーシティ候補アンテナが単一のアンテナであった場合、無線端末装置ＭＳ１１についてマクロダイバーシティ不可と判定して単一アンテナによる通信を行う。

［マクロダイバーシティ使用アンテナ選択］
図９に、受信電力集約情報を用いたマクロダイバーシティ使用アンテナ選択の一例を示す。

無線部制御装置Ｇ２のアンテナ選択部１１１には、予めマクロダイバーシティ可能なアンテナ数の上限値Ｍが設定され、マクロダイバーシティ使用アンテナ選択時に用いる。図９では、マクロダイバーシティ可能なアンテナ数の上限値Ｍ＝２の場合の例を示すが、上限値Ｍは、マクロダイバーシティを実施する無線端末装置のソフトウェア／ハードウェア仕様、無線部のソフトウェア／ハードウェア仕様、無線部間の隣接状態等の条件によって任意に変更可能なものとする。

無線部制御装置Ｇ１のアンテナ選択部１１１は、マクロダイバーシティ可能と判定した場合、マクロダイバーシティ候補アンテナのうち上位ｎ本を使用アンテナ候補“ＡＮ２２，ＡＮ１４”として選択する。選択する本数ｎはマクロダイバーシティ候補アンテナの本数と、マクロダイバーシティ可能なアンテナ数の上限値Ｍとのいずれか小さい方とする。このとき、マクロダイバーシティ可能と判定された無線部Ｒ１１、Ｒ１２についてアンテナ組み合わせ情報記憶部１１０を参照し、使用アンテナ候補“ＡＮ２２，ＡＮ１４”として決定したアンテナ組み合わせが、予め決定しておいたアンテナ組み合わせ情報と異なる場合、アンテナ組み合わせ情報記憶部１１０に設定したアンテナ組み合わせ“ＡＮ１３，ＡＮ２２”に修正して使用アンテナとして決定する。

このようにして、地理的に近いアンテナが測定誤差や瞬時値の変動で使用アンテナ候補から外れた場合でも、アンテナ組み合わせ情報記憶部１１０で予め決定しておいたアンテナ組み合わせ情報により選択することが可能となる。この方式は、無線部Ｒ１１が持つ複数アンテナについて、各アンテナの受信電力が等しい場合やほとんど差がない場合のアンテナ決定基準としても有効である。

また、マクロダイバーシティ可能と判定された無線部組み合わせが隣接無線部情報記憶部１０８において隣接していないと判定されている場合、当該無線部組み合わせでのマクロダイバーシティを実施せず、他のマクロダイバーシティ候補アンテナからマクロダイバーシティ可能な無線部組み合わせを選択する。

［マクロダイバーシティ通信制御］
図１０に、マクロダイバーシティによる通信の一例を示す。

無線部制御装置Ｇ１のアンテナ選択部１１１は、信号分配部１０２に対して上記決定した使用アンテナに対応するように信号分配変更指示を送出するとともに、信号処理部１０３１，１０３２に使用アンテナ変更指示を送出してマクロダイバーシティ通信を開始する。信号分配変更指示は、使用アンテナが属するそれぞれ異なる無線部情報をパラメータとして送出し、使用アンテナ変更指示はマクロダイバーシティに使用するアンテナ情報をパラメータとして送出する。信号分配部１０２は、信号分配変更指示に含まれる複数の無線部情報をもとに、該当端末へのダウンリンクデータをアンテナが属する複数の無線部Ｒ１１，Ｒ１２の信号処理部１０３１，１０３２へ分配して送信する。また、信号処理部は、アンテナ変更指示に含まれるアンテナ情報をもとにマクロダイバーシティに使用する無線部について各アンテナのダウンリンク送信電力を制御し、アンテナ選択部１１１で選択された使用アンテナ“ＡＮ１３，ＡＮ２２”から無線端末ＭＳ１１への送信を行う。

［隣接無線部情報、アンテナ組み合わせ情報作成シーケンス］
図１１は、隣接無線部情報、アンテナ組み合わせ情報の作成手順を示すシーケンスの一例である。

図１１の例では、無線部Ｒ１１〜１ｎを集約制御する無線部制御装置Ｇ１内における受信電力測定部１０４、地理情報管理部１０６、無線部地理情報記憶部１０８、アンテナ情報作成部１０９、及びアンテナ組み合わせ情報記憶部１１０の動作を示す。

無線部制御装置Ｇ１において、基地局の初期設置時（Ｓ１０１）に、地理情報管理部１０６には各無線部の地理情報の初期情報が与えられ（Ｓ１０２）、アンテナ情報作成部１０９に対してアンテナ配置情報の初期情報が与えられる（Ｓ１０３）。無線部制御装置Ｇ１の地理情報管理部１０６は、初期情報として与えられた無線部Ｒ１１〜１ｎの無線部地理情報をもとに隣接無線部情報を作成する（Ｓ１０４）。地理情報管理部１０６は、隣接無線部情報を隣接無線部情報記憶部１０８に保存するとともに（Ｓ１０５）、アンテナ組み合わせ情報を作成するため、アンテナ情報作成部１０９に対して隣接無線部情報作成完了通知（Ｓ１０６）を送出する。

アンテナ情報作成部１０９は、隣接無線部情報作成完了通知を受けると、隣接無線部情報と各無線部のアンテナ配置情報とをもとにアンテナ組み合わせ情報を作成し（Ｓ１０７）、アンテナ組み合わせ情報記憶部１１０に保存する（Ｓ１０８）。

また、無線部制御装置Ｇ１に新たな無線部が追加設置された場合も、同様の手順でアンテナ組み合わせ情報を更新する。

［マクロダイバーシティ通信シーケンス］
図１２は、無線端末装置との間のマクロダイバーシティ通信手順を示すシーケンスの一例である。

図１２の例では、無線端末装置ＭＳ１１と、無線部Ｒ１１〜１ｎと、無線部Ｒ１１〜１ｎを集約制御する無線部制御装置Ｇ１内における受信電力測定部１０４、信号処理部１０３１〜１０３ｎ、信号分配部１０２、およびアンテナ選択部１１１の動作を示す。信号処理部１０３１〜１０３ｎは無線部Ｒ１１〜１ｎの信号処理を制御する役割を備え、１台の信号処理部が複数の無線部を制御することも可能とし、無線部の台数と信号処理部数が異なる値となることを許容する。

無線部制御装置Ｇ１は受信電力測定部１０４において、受信電力測定タイミングを契機として無線端末装置ＭＳ１１からの受信電力を測定する（Ｓ２０１）。受信電力測定タイミングとしては、端末の新規接続時、端末のハンドオーバ時、および接続中の一定周期Ｔ満了時である。なお、端末毎に異なるチャネルを用いることで複数の無線端末装置の受信電力測定を同時に行うことも可能である。受信電力測定部１０４は、受信電力測定結果を受信電力通知（Ｓ２０２）として無線部制御装置Ｇ１のアンテナ選択部１１１に通知する。

アンテナ選択部１１１は、受信電力通知を受信電力集約情報として受信電力情報記憶部１０５に格納し、マクロダイバーシティ可否の判定を行う（Ｓ２０３）。アンテナ選択部１１１は、この判定の結果、マクロダイバーシティが可能であると判定された場合、続けてマクロダイバーシティに使用するアンテナの選択を上述した手順で実施する（Ｓ２０４）。アンテナ選択部１１１は、選択したアンテナ情報をもとに、信号分配変更指示（Ｓ２０５）を信号分配部１０２に送出する。信号分配部１０２は、信号分配変更指示のパラメータ情報をもとに、無線端末装置ＭＳ１１へのダウンリンクデータを適切な信号処理部１０３へ分配して送信を開始する。また、マクロダイバーシティ使用アンテナとして選択したアンテナが属する無線部を制御している複数の信号処理部１０３に対して、使用アンテナ変更指示（Ｓ２０６）を送出する。信号処理部１０３は、使用アンテナ変更指示のパラメータ情報をもとに、対応する無線部のアンテナに関するダウンリンク信号送信電力を制御してマクロダイバーシティ通信を開始する（Ｓ２０７）。

なお、信号分配変更指示（Ｓ２０５）と使用アンテナ変更指示（Ｓ２０６）を送出するタイミングは受信電力測定タイミングにより異なる。無線端末装置ＭＳ１１の新規接続時であった場合は、端末接続処理完了後に使用アンテナ変更指示を送出してマクロダイバーシティ通信を開始する。無線端末装置ＭＳ１１がハンドオーバ中であった場合は、ハンドオーバ処理完了後に使用アンテナ変更指示を送出してマクロダイバーシティ通信を開始する。接続中の一定周期Ｔ満了時であった場合は、即座に使用アンテナ変更指示を送出してマクロダイバーシティ通信を開始する。また、これまでマクロダイバーシティ通信実施中であった無線端末装置ＭＳ１１がマクロダイバーシティ通信不可と判定された場合、信号分配変更指示（Ｓ２０５）によって信号分配を停止し、使用アンテナ変更指示（Ｓ２０６）によって複数アンテナの使用を停止することによってマクロダイバーシティ通信を停止することも可能とする。

なお、マクロダイバーシティ通信の開始シーケンスは上記シーケンスに限定されるものではない。

（第２実施形態）
第２実施形態は、無線部地理情報及びアンテナ配置情報が初期情報として与えられなかった場合の動作について説明する。なお、第２実施形態は、上記第１実施形態における隣接無線部情報作成処理、アンテナ組み合わせ情報作成処理、及びアンテナ組み合わせ情報作成シーケンスを変更したものである。それ以外については、上記第１実施形態と同様であるため、詳しい説明を省略する。

［隣接無線部情報作成処理］
無線部制御装置Ｇ１の地理情報管理部１０６は、初期情報として無線部Ｒ１１〜１ｎの地理情報が与えられなかった場合に、キャリブレーションを用いて隣接情報を作成する。初期設置時に各無線部がキャリブレーションを行った結果を無線部制御装置Ｇ１の地理情報管理部１０６が集約し、各無線部がキャリブレーション時に検出した周囲の他の無線部の情報を取得する。地理情報管理部１０６は、キャリブレーションにより検出した他の無線部を、キャリブレーションを実施した無線部と隣接する無線部と判定し、隣接無線部情報記憶部１０８に記憶する。

［アンテナ組み合わせ情報作成処理］
無線部制御装置Ｇ１のアンテナ情報作成部１０９は、初期情報としてアンテナ配置情報が与えられなかった場合に、キャリブレーションを用いてアンテナ組み合わせ情報を作成する。初期設置時に各無線部がキャリブレーションを行う場合に、各無線部はアンテナ毎にキャリブレーションを行い、キャリブレーションを行った結果を無線部制御装置Ｇ１のアンテナ情報作成部１０９が集約する。アンテナ情報作成部１０９は、隣接無線部情報記憶部１０８において隣接していると判定された無線部組み合わせについて、キャリブレーション時に対向の無線部からの受信電力が高かったアンテナを使用アンテナとして決定する。

［隣接無線部情報、アンテナ組み合わせ情報作成シーケンス］
図１３は、初期情報として無線部地理情報、アンテナ配置情報が与えられなかった場合における、隣接無線部情報、アンテナ組み合わせ情報の作成手順を示すシーケンスの一例である。

図１３の例では、無線部Ｒ１１〜１ｎを集約制御する無線部制御装置Ｇ１内における受信電力測定部１０４、地理情報管理部１０６、無線部地理情報記憶部１０８、アンテナ情報作成部１０９、アンテナ組み合わせ情報記憶部１１０の動作を示す。

無線部制御装置Ｇ１の地理情報管理部１０６は、基地局の初期設置時（Ｓ３０１）に、初期情報として与えられた無線部Ｒ１１〜１ｎの無線部地理情報をもとに隣接無線部情報を作成する（Ｓ３０４）。初期情報として無線部地理情報が与えられなかった場合は、キャリブレーション結果から隣接無線部情報を作成するため、地理情報管理部１０６から受信電力測定部１０４に対してキャリブレーション情報要求（Ｓ３０２）を送出する。受信電力測定部１０４は、キャリブレーション情報要求（Ｓ３０２）を受信すると、無線部制御装置Ｇ１に接続される各無線部Ｒ１１〜１ｎのキャリブレーション情報をキャリブレーション結果通知（Ｓ３０３）として送出し、地理情報管理部１０６は、受信した情報をもとに隣接無線部情報を作成する（Ｓ３０４）。地理情報管理部１０６は、隣接無線部情報を隣接無線部情報記憶部１０８に保存するとともに（Ｓ３０５）、アンテナ組み合わせ情報を作成するため、アンテナ情報作成部１０９に対して隣接無線部情報作成完了通知（Ｓ３０６）を送出する。

無線部制御装置Ｇ１のアンテナ情報作成部１０９は、無線部地理情報と隣接無線部情報、および各無線部のアンテナ配置情報をもとにアンテナ組み合わせ情報を作成する（Ｓ３０８）。初期情報としてアンテナ配置情報が与えられなかった場合、アンテナ毎のキャリブレーション結果からアンテナ組み合わせ情報を作成するため、アンテナ情報作成部１０９から受信電力測定部１０４に対してアンテナキャリブレーション情報要求（Ｓ３０７）を送出する。受信電力測定部１０４は、アンテナキャリブレーション情報を受信すると、無線部制御装置Ｇ１に接続される各無線部Ｒ１１〜１ｎについて、アンテナ毎に行ったキャリブレーション情報をアンテナキャリブレーション結果通知（Ｓ３０８）として送出し、アンテナ選択部１１１は受信したキャリブレーション情報をもとにアンテナ組み合わせ情報を作成（Ｓ３０９）し、アンテナ組み合わせ情報記憶部１１０に保存する（Ｓ３１０）。

したがって、上記第２実施形態によれば、各無線部の地理情報やアンテナ配置情報が予め与えられない場合でも、初期設置時のキャリブレーションにより隣接関係を推測してこれらの情報を作成することで、上記第１実施形態と同様に最適なアンテナ選択によるマクロダイバーシティによる通信が可能となる。

以上述べたように、上記第１及び第２実施形態では、従来基地局の無線部と制御部を分離し、制御部を集約した基地局形態によってマクロダイバーシティを実現するにあたり、マクロダイバーシティ用アンテナの組み合わせを、各無線部から集約した受信電力の測定結果に加え、各無線部の地理情報と各無線部のアンテナ配置情報とをもとに選択する。

具体的には、無線部の地理情報により無線部同士が隣接すると判定された場合、隣接する無線部間でアンテナの配置情報をもとに対向無線部と近いアンテナをそれぞれ選択し、アンテナ組み合わせとして設定する。そして、アンテナ選択実施時に、マクロダイバーシティアンテナとして選択された無線部組み合わせについて、受信電力上位のアンテナ組み合わせが上記設定したアンテナ組み合わせと異なる場合、マクロダイバーシティ用アンテナを設定したアンテナ組み合わせに修正してマクロダイバーシティ動作を開始する。つまり、地理的に遠いアンテナによるマクロダイバーシティの実施を抑制することが可能となる。

マクロダイバーシティは複数の無線部から同一端末へ電波を送信することで利得を向上する技術であるが、マクロダイバーシティに用いられるアンテナは無線部が持つ複数のアンテナの中でも、対向のマクロダイバーシティ無線部と地理的に近いアンテナを使用することが望ましい。しかし、測定誤差や受信電力の変動により、無線部が複数持つアンテナのうち、対向の無線部から遠いアンテナが選択されてしまった場合、本来の利得向上効果が得られずマクロダイバーシティ通信の効果が薄れてしまうおそれがある。

本実施形態によれば、受信電力の変動や測定誤差が発生しても効率のよいアンテナを選択することが可能となる。これにより、無線通信システムにおいてマクロダイバーシティを行う上で最適なアンテナを選択することが可能となるため、セルエッジ付近に存在する端末の通信品質の劣化を効率的に改善することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＢＳ１，ＢＳ２…無線基地局装置、Ｇ１，Ｇ２…無線部制御装置、Ｒ１１〜Ｒ１ｎ，Ｒ２１〜Ｒ２ｎ…無線部、ＭＳ１１〜ＭＳ１ｍ，ＭＳ２１〜ＭＳ２ｍ…無線端末装置、ＧＷ…ゲートウェイ装置、ＮＷ…ＩＰ網／公衆通信網、ＡＮ１１〜１ｎ，ＡＮ２１〜ＡＮ２ｎ…無線通信用アンテナ、１０１，２０１…無線通信部、１０２…信号分配部、１０３…信号処理部、１０４…受信電力測定部、１０５…受信電力情報記憶部、１０６…地理情報管理部、１０７…無線部地理情報記憶部、１０８…隣接無線部情報記憶部、１０９…アンテナ情報作成部、１１０…アンテナ組み合わせ情報記憶部、１１１…アンテナ選択部。

Claims (11)

1. 複数のアンテナを備え、前記アンテナにより無線端末との間で無線信号を送受信する複数の無線部と、
   前記無線端末からのアップリンク信号の受信電力を前記アンテナ毎に測定する測定手段と、
   前記無線部間の隣接関係を表す情報を作成する隣接情報作成手段と、
   前記無線部間の隣接関係を表す情報と前記無線部のアンテナ方向とに基づいて、隣接する無線部毎にアンテナの組み合わせを表す情報を作成するアンテナ情報作成手段と、
   前記受信電力の測定値に基づいて前記無線端末とのマクロダイバーシティ通信に使用するアンテナの組み合わせ候補を選択する選択手段と、
   前記アンテナの組み合わせ候補と前記アンテナの組み合わせを表す情報とに基づいて前記マクロダイバーシティ通信に使用するアンテナの組み合わせを決定する決定手段と、
   前記アンテナの組み合わせにしたがって前記複数の無線部により前記マクロダイバーシティ通信を行う信号処理手段と
   を具備することを特徴とする無線基地局装置。
2. 前記アップリンク信号は、前記無線端末からオムニ送信されることを特徴とする請求項１項記載の無線基地局装置。
3. 前記選択手段は、前記受信電力の測定値を予め定められた閾値と比較し、前記閾値以上のアンテナが複数存在し、且つ前記閾値以上のアンテナが隣接関係である場合に前記マクロダイバーシティ通信が可能であると判定することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
4. 前記隣接情報作成手段は、初期設置時に与えられる各無線部の地理情報をもとに前記無線部間の隣接関係を表す情報を作成することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
5. 前記アンテナ情報作成手段は、初期設置時に与えられる各無線部のアンテナ方向を表す情報をもとに前記アンテナの組み合わせを表す情報を作成することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
6. 前記隣接情報作成手段は、初期設置時のキャリブレーションにより前記無線部間の隣接関係を推測することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
7. 前記アンテナ情報作成手段は、初期設置時のキャリブレーションにおけるアンテナ毎の通信品質をもとに前記アンテナ方向を推測することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
8. 前記アンテナ情報作成部は、前記無線部間の隣接関係を表す情報と前記無線部のアンテナ方向とに基づいて、隣接する無線部毎に地理的に近いアンテナの組み合わせを表す情報を作成することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
9. 前記受信電力の測定値は、一定期間の平均値であることを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
10. 複数のアンテナにより無線端末との間で無線信号を送受信する複数の無線部を制御する無線部制御装置であって、
    前記無線端末からのアップリンク信号の受信電力を前記アンテナ毎に測定する測定手段と、
    前記無線部間の隣接関係を表す情報を作成する隣接情報作成手段と、
    前記無線部間の隣接関係を表す情報と前記無線部のアンテナ方向とに基づいて、隣接する無線部毎にアンテナの組み合わせを表す情報を作成するアンテナ情報作成手段と、
    前記受信電力の測定値に基づいて前記無線端末とのマクロダイバーシティ通信に使用するアンテナの組み合わせ候補を選択する選択手段と、
    前記アンテナの組み合わせ候補と前記アンテナの組み合わせを表す情報とに基づいて前記マクロダイバーシティ通信に使用するアンテナの組み合わせを決定する決定手段と、
    前記アンテナの組み合わせにしたがって前記複数の無線部により前記マクロダイバーシティ通信を行う信号処理手段と
    を具備することを特徴とする無線部制御装置。
11. 複数のアンテナにより無線端末との間で無線信号を送受信する複数の無線部を制御する無線部制御装置に用いられる方法であって、
    前記無線端末からのアップリンク信号の受信電力を前記アンテナ毎に測定する測定ステップと、
    前記無線部間の隣接関係を表す情報を作成する隣接情報作成ステップと、
    前記無線部間の隣接関係を表す情報と前記無線部のアンテナ方向とに基づいて、隣接する無線部毎にアンテナの組み合わせを表す情報を作成するアンテナ情報作成ステップと、
    前記受信電力の測定値に基づいて前記無線端末とのマクロダイバーシティ通信に使用するアンテナの組み合わせ候補を選択する選択ステップと、
    前記アンテナの組み合わせ候補と前記アンテナの組み合わせを表す情報とに基づいて前記マクロダイバーシティ通信に使用するアンテナの組み合わせを決定する決定ステップと、
    前記アンテナの組み合わせにしたがって前記複数の無線部により前記マクロダイバーシティ通信を行う信号処理ステップと
    を有することを特徴とする無線通信方法。

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