JP5302188B2 - ピコセル・ベース・ユニットの送信電力制御 - Google Patents

Description

本発明は、一般に通信に関する。より詳細には、本発明は、無線通信に関する。

無線通信システムは、公知であり、広範囲に使用されている。多くのシステムは、無線通信カバレージがそのように設計されていることから、所謂セルラーシステムである。基地局トランシーバは、基地局を取り巻く地理的領域上で無線通信カバレージを提供するように配置される。地理的領域は、通常セルと呼ばれる。これらの典型的に大きなサイズまたはカバレージ・エリアのために、これらのセルはマクロセルと呼ばれることがある。

マクロセル内により小規模なセルを確立することが可能である。これらは、ピコセルと呼ばれることがある。ピコセルを確立するために提案された１つの方法は、例えばビル内のような比較的限定された範囲内で動作する宅内基地局ユニットを提供することである。

マクロセル内に１つまたは複数のピコセル基地局ユニットを備えることが可能であることにより、様々な試みが発表されている。例えば、ピコセル基地局とマクロセル基地局の間に共通ダウンリンクの同一チャネル相互干渉が生じる可能性がある。これは、両方のセルが、ダウンリンク通信用に同一の周波数またはチャネルを使用しているときに発生する恐れがある。

例えば、ピコセル内にあり、かつピコセル基地局ユニットと通信する移動局は、ピコセル基地局ユニットが、マクロセル基地局の近傍に設置されているときに干渉を受ける可能性がある。このことは、このような移動局が、マクロセル基地局からの送信の影響にさらされるので発生する。ピコセル基地局ユニットとマクロセル基地局の間の距離が十分に短い場合、ピコセル移動局に対するサービスは、受け入れられないものとなる恐れがある。

一方、マクロセル内の移動局は、ピコセル基地局ユニットの近傍に位置し、かつマクロセルの通信カバレージの周縁部に近いとき、干渉を受ける可能性がある。このような状況下では、移動局は、ピコセル基地局ユニット送信の影響にさらされ、一方、マクロセル基地局から比較的弱い信号を受信する。したがって、ピコセル基地局ユニットは、マクロセルの周縁部でダウンリンクのサービス品質を事実上低下させる可能性がある。

ピコセル基地局ユニットとマクロセル基地局との相互干渉の影響を最小化する、または解消するように通信システムを構成することが望ましい。本発明は、この必要に対処する。

マクロセル内のピコセル基地局ユニットからの無線送信を制御する例示的方法は、マクロセル内のピコセル基地局ユニットの位置に応じてピコセル基地局ユニットの送信電力を設定するステップを含む。

一実施例は、その位置が、マクロセル基地局またはマクロセルの周縁部の位置に関連して考慮されることを含む。

一実施例は、ピコセル基地局ユニットの近傍での干渉レベルを決定するステップを含む。決定された干渉レベルは、例えば、ピコセル基地局ユニットとマクロセルの周縁部との間の近接性の指標を提供する。一実施例におけるピコセル基地局ユニットの送信電力は、決定された干渉レベルに基づいて設定される。

一実施例では、ピコセル基地局ユニットは、干渉レベルを決定するためにマクロセル基地局からのダウンリンク送信を検出する能力を有する。別の実施例では、ピコセル基地局ユニットはピコセル内の移動局と通信し、それにより干渉レベルが測定される。

本発明の様々な特徴および利点は、以下の詳細な説明から当業者には明らかとなろう。詳細な説明に伴う図面は、以下のように簡単に説明することができる。

以下に説明する本発明の実装例は、ピコセル基地局ユニットとマクロセルの周縁部またはマクロセル基地局との間の近接性が、ピコセル基地局ユニットが使用する所望の送信電力と直接的関係を有するという認識を含む。開示した実施例では、ピコセル基地局ユニットの送信電力は、マクロセル内のピコセル基地局ユニットの位置に依存して設定される。ピコセル基地局ユニットが、マクロセル基地局により接近している（例えば、マクロセルの中心または「心臓部」）とき、ピコセル基地局ユニットの送信電力は、比較的高く設定される。ピコセル基地局ユニットが、マクロセルの周縁部に接近している（例えば、マクロセル基地局から比較的遠い）とき、ピコセル基地局ユニット送信電力は、比較的低く設定される。このような送信電力設定は、干渉を回避し、かつピコセルおよびマクロセルが重なり合い同じチャネル周波数を使用するエリア内で、所望のカバレージをそれぞれが含むことを可能とする。

図１は、通信システム２０の選択された部分を概略的に示す。基地局２２は、一般的に公知の態様で無線通信を行うための基地局トランシーバ・ユニットおよび適切な無線通信装置を備える。基地局２２は、説明の目的でマクロセルと呼ばれる無線通信カバレージ２４を確立する。マクロセル２４の地理的地域は、一部には、基地局２２の能力および周辺の地形に依存することになる。所望のマクロセル・カバレージ・エリアは、既知の技術で確立される。

マクロセル２４内では、移動局２６は、既知のやり方で基地局２２と通信することにより無線通信を行うことができる。マクロセル２４内に、ピコセル３２内の無線通信カバレージを提供するピコセル基地局ユニット（ＰＣＢＳＵ）３０がある。図から理解することができるように、ピコセル３２のカバレージ・エリアの大きさは、マクロセル２４の大きさよりずっと小さい。本例では、ピコセル３２は、完全にマクロセル２４内に収容されている。

別のＰＣＢＳＵ３４は、対応するピコセル３６内のカバレージを提供する。本実施例では、ピコセル３６は、少なくとも部分的にマクロセル２４内にある。

図から理解することできるように、ＰＣＢＳＵ３０は、ＰＣＢＳＵ３４と比較して、基地局２２またはマクロセル２４の中心に比較的接近している。ＰＣＢＳＵ３４は、ＰＣＢＳＵ３０と比べて、マクロセル２４の周縁部にはるかに接近している。

本発明の一例示的実施形態は、マクロセル２４内のピコセル基地局ユニットの位置が、各ピコセル基地局ユニットが使用する所望の送信電力に直接的影響を有し、同一チャネルダウンリンク相互干渉を避けるという認識を含む。

例えば、ＰＣＢＳＵ３０の送信電力があまりにも低く設定されている場合、ピコセル３２内の移動局３８は、基地局２２からのダウンリンク信号による干渉のためにＰＣＢＳＵ３０からのダウンリンク信号を効果的に受信することができなくなることになる。同時に、ＰＣＢＳＵ３４は、マクロセル２４の周縁部近くの基地局２２からの送信の相対的信号強度が低いので、基地局２２とＰＣＢＳＵ３４の近傍にある移動局との間のダウンリンク通信に干渉することになるようなあまりにも高い送信電力を使用する可能性がある。したがって、マクロセル内の各ＰＣＢＳＵに対するＰＣＢＳＵ送信電力を同じになるように設定することはできない。その代わりに、開示する実施例は、マクロセル内のＰＣＢＳＵの位置に基づいて各ＰＣＢＳＵの送信電力を設定するステップを含む。

図２の流れ図４０は、ある例示的手法を要約している。本実施例では、各ＰＣＢＳＵは、例えば、ＰＣＢＳＵによりサポートされるピコセル内の移動局に対して、事前定義されたレベルのダウンリンク・カバレージまたは品質を提供する送信電力を有するように、工場で事前設定される。本説明を考えれば、当業者は、このような送信電力を選択して、例えば最小限の所望のピコセル・カバレージ・レベルを提供することができるようになろう。

ステップ４２において、ＰＣＢＳＵは、所望の場所に設置されまたは電源が入れられたとき初期化される。ステップ４４において、ダウンリンク干渉レベルは、ピコセル内のどこかで決定される。一実施例では、ＰＣＢＳＵは、既知の移動局の少なくとも基本的受信機能を実行することができるダウンリンク受信機を備える。ＰＣＢＳＵからのブロードキャストまたはデータ送信中のギャップなど、適切な時刻において、ＰＣＢＳＵは、近傍のマクロセル基地局から発せられるダウンリンク送信を測定する。ピコセルの比較的小さな大きさを考慮すると、ＰＣＢＳＵにおける干渉測定のレベルは、ピコセル内の移動局が受けるレベルと同様のものになることが予想される。

図２のステップ４６に示すように、測定された干渉レベルが、ＰＣＢＳＵの送信電力を変更すべきであることを示すかどうかが決定される。干渉の量は、少なくとも一部が、マクロセル内のＰＣＢＳＵの位置に依存することになる。例えば、図１の実施例中のＰＣＢＳＵ３０は、ＰＣＢＳＵ３０が、ＰＣＢＳＵ３４よりも基地局２２にはるかに接近しているので、ＰＣＢＳＵ３４より高い干渉レベルを検出する可能性が高いことになる。

図２のステップ４８に示すように、ＰＣＢＳＵの送信電力は、決定された干渉レベルの指標に基づいて調整される。決定された干渉レベルは、マクロセル２４内のＰＣＢＳＵの位置に関連している。この点については、決定された干渉レベルが、マクロセル内のＰＣＢＳＵの位置の少なくともいくつかの指標を提供し、それに応じて送信電力を調整するための基準を提供する。ＰＣＢＳＵが、比較的高くかつ望ましくない干渉を受ける（例えば、基地局２２に接近している）状況では、ＰＣＢＳＵの送信電力が、高められることが好ましい。一方、比較的低い干渉レベルが検出された場合（例えば、マクロセル２４の周縁部に近い）、ＰＣＢＳＵは、送信電力を最小レベルに減少させて、ピコセル内のカバレージを提供し、ＰＣＢＳＵの近傍内にある任意のマクロセル移動局が受ける干渉の量を最小化することができる。

一実施例は、ＰＣＢＳＵの送信電力をいつ調整すべきであるかを示す干渉レベル閾値または干渉レベルの範囲を決定するステップを含む。この説明を考えれば、当業者は、特定の状況を考慮して、許容されるピコセル性能および許容されるマクロセル性能を実現するために適切な干渉レベルが何かを決定することができることになる。このような閾値レベルまたはレベルの範囲が設定された後で、決定された干渉レベルと所定の閾値レベルまたはレベルの範囲との関係に応じてＰＣＢＳＵの送信電力をいつ高くまたは低く調整すべきであるかを決定するように、ＰＣＢＳＵを適切にプログラムすることができる。

一実施例では、ＰＣＢＳＵに対する適切な送信レベルは、マクロセル内で収集された経験上のデータに基づいて設定される。一実施例での適切な調整または設定は、ＰＣＢＳＵ中に事前にプログラムされる。別の実施例では、マクロセル基地局は、ＰＣＢＳＵが、現在の干渉レベルに対応するように適切な設定を決定することができる情報をブロードキャストする。

図２に概略的に示すように、ピコセル内のマクロセル基地局干渉に関する決定は、周期的基準で行い、ピコセル送信電力にさらに変更を加えることができる。

一実施例では、ＰＣＢＳＵは、独自の干渉レベル決定を行わない。本実施例では、その代わりに、ＰＣＢＳＵは、対応するピコセル内の少なくとも１つの移動局に信号を送って、ダウンリンク干渉測定をする。移動局によって行われる測定は、ＰＣＢＳＵに報告され、次いでＰＣＢＳＵは、ＰＣＢＳＵの送信電力を調整するためにこれらを使用する。

一実施例では、ダウンリンク干渉が決定されるマクロセル基地局の識別情報は、有線回線バックホール上でネットワークによりＰＣＢＳＵに信号送信される。例えば、マクロセル基地局と関連するスクランブルコードまたはＰＮオフセットは、どの基地局からダウンリンク干渉が測定されているかＰＣＢＳＵがわかるようにマクロセル基地局を示すことができる。このことは、例えば、ピコセルＢＳＵが、２つ以上のマクロセル基地局からのダウンリンク信号を検出することができる実施形態において有用でありうる。

開示した実施例の１つの独特の特徴は、ＰＣＢＳＵが、近傍のマクロセル基地局から生じるダウンリンク干渉に関する、独自のダウンリンク干渉測定をし、または対応するピコセル内の移動局からこのような情報を収集し、かつＰＣＢＳＵ送信電力の自動的な適応または調整のためにこの決定を使用することができることである。ＰＣＢＳＵのブロードキャストおよびデータ送信のための送信電力は、特定の状況における必要性に応じて、独立にまたは共に制御することができる。

開示した実施例が、無線通信システム中の従来の電力制御機構と異なる１つの点は、開示した実施例の場合、電力制御が、送信機（例えば、ＰＣＢＳＵ）における干渉測定に基づいていることである。従来、電力制御機構は、送信機から遠隔に位置する受信機からの測定レポートおよび制御コマンドに基づいて送信機において調整することを含んでいた。このことは、受信機の場所における干渉の環境が、一般に送信機における干渉環境と実質的に異なっている可能性があるという事実に起因している。しかしながら、上記に説明したピコセル型の設備では、送信機における電力調整は、送信機または送信機の極めて近傍において行われる干渉の測定に基づいている。

開示した実施例の適応式送信電力制御技術は、マクロセル内でのピコセル内の効果的な通信を容易にする。ピコセル内およびマクロセル内のダウンリンク干渉は、開示した実施例の実施形態の技術を用いた場合、最小化または解消することができる。

これまでの説明は、本質的に限定するものではなく例示的なものである。本発明の本質から必ずしも逸脱しない、開示した実施例に対する変形および修正が、当業者には明らかになろう。本発明に与えられる法的保護の範囲は、以下の請求項を考察することによってのみ決定することができる。

本発明の実施形態に有用である無線通信システムの選択された部分を概略的に示す図である。 ピコセル基地局ユニットの送信電力を制御するための一実施例の手法を要約する流れ図である。

Claims (6)

1. マクロセル内のピコセル基地局ユニット（ＰＣＢＳＵ）からの無線送信を制御する方法であって、
   該マクロセル内の該ＰＣＢＳＵの場所に応じてＰＣＢＳＵの送信電力を設定するステップと、
   該ＰＣＢＳＵにおいて干渉測定を行うことにより、該ＰＣＢＳＵを使用して該ピコセル内の干渉レベルを決定するステップと、
   該干渉レベルを決定するステップに応じて該送信電力を設定するステップとを含む方法。
   
2. 請求項１に記載の方法において、
   該ＰＣＢＳＵに対する初期の事前設定送信電力を使用するステップと、
   （ｉ） 該ＰＣＢＳＵが、該マクロセルの中心に比較的接近している場合に、該送信電力を増加させるステップ、又は
   （ｉｉ） 該ＰＣＢＳＵが、該マクロセルの周縁部に比較的接近している場合に、該送信電力を低減するステップとを含む方法。
   
3. 請求項１に記載の方法において、
   該ピコセル内の移動局を使用して該干渉レベルを決定するステップを含む方法。
   
4. 請求項１に記載の方法において、
   比較的高い決定された干渉レベルが、該ＰＣＢＳＵの該送信電力を増加させることに対応し、また比較的低い決定された干渉レベルが、該ＰＣＢＳＵの該送信電力を低減することに対応する方法。
   
5. 請求項１に記載の方法において、
   該ＰＣＢＳＵからのダウンリンク送信のために該ＰＣＢＳＵにより使用されるチャネル上の該干渉レベルを決定するステップを含む方法。
   
6. ピコセル基地局ユニット（ＰＣＢＳＵ）であって、
   マクロセル（２４）内の該ピコセル基地局ユニットの位置に基づいて調整される送信電力を有する送信機（３０、３４）を含み、該ピコセル基地局ユニットは、独自の干渉測定を行うことにより該ピコセル内の干渉レベルを独立に決定し、該決定された干渉レベルに応じて該送信電力を設定するピコセル基地局ユニット。

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