JP5415310B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特にセクタセルにおけるセクタ構成に関する。

移動体通信システムなどの無線通信システムにおいて、基地局に複数の指向性アンテナを備え、１セルを複数のセクタに分割したセクタセル構成が知られている。
図１０は一般的な３セクタ構成を示す図であり、（ａ）は基地局構成の一例を示す図、（ｂ）はセクタセルを示す図である。
図１０の（ａ）に示すように、局舎１２１に基地局装置（ＢＳ）１２２が設けられている。基地局装置１２２は、ベースバンド信号処理を行うベースバンド装置（ＢＢ）と無線周波数に関わる処理を行うＲＦ装置（ＲＦ）を備えている。一般的な３セクタ構成では、図１０の（ａ）及び（ｂ）に示すように、指向性アンテナを有する３個のＲＦ装置１２４，１２５，１２６と３セクタ共通のベースバンド装置１２３が正六角形セル１２７の中心部に配置されている。
このような構成において、３セクタで協調してスケジューリング（ユーザ割当処理）を行うことで特にセクタ端におけるスループットの改善を図ることが可能である。図１０（ｂ）中の１２８は協調スケジューリングの範囲を示している。

図１１は、図１０に示した３セクタ・正六角形セルを面的に展開した場合について説明するための図である。
前述のように、複数セクタで協調して信号を送信するセクタ間協調送信を行う場合、それぞれのセル１２７の中の閉じた範囲（図中破線の円１２８で示す範囲）ではセクタ間協調送信による効果が期待できる。しかしながら、基地局装置（ＢＳ）１２２から遠いセル端領域（図中太線１３１で示す範囲）では、Ｓ／Ｎが低く干渉が課題となるが、セクタ間協調送信だけではこれに対処することができない。

昨今、光張り出し局配置の導入が進められている。
図１２は光張り出し局配置について説明するための図であり、（ａ）は一般的な基地局配置を示す図、（ｂ）は光張り出し局配置を示す図である。
図１２（ａ）の一般的な基地局配置では、局舎１２１の上に基地局装置（ＢＳ）１２２を構成するベースバンド装置（ＢＢ）１２３とＲＦ装置１２４が一体化して設けられる。これに対し、図１２（ｂ）の光張り出し局配置では、ベースバンド装置１２３とＲＦ装置１２４が別々の装置として分離して構成され、光ファイバＩＰ網等のネットワークを通して接続されている。すなわち、局舎１２１の上にはＲＦ装置１２４のみが設けられており、ベースバンド装置１２３が設けられた基地局装置１２２は遠隔地に配置され、光ファイバ１２５及びＩＰ網１２６を介して前記ＲＦ装置１２４に接続されている。
このような光張り出し局配置構成とすることにより、基地局装置の集約管理が可能となり、屋上設置スペースの節約を図ることができる。また、ベースバンド装置とＲＦ装置の配置が柔軟にできるようになる。
光張り出し装置に関する先行技術文献として例えば特許文献１がある。

なお、特許文献２には、単一の無線セルの中に無線セルの中心方向に指向性を持たせてセクタアンテナを備えるようにした無線通信システムが提案されている。しかしながら、このシステムは複数のセクタに分割されたセルを用いるものではない。

特開２００５−３２３０７６号公報 特開２００８−６０８５１号公報

上述のように、従来のセクタセル構成のセル端における干渉の問題については、セクタ間協調送信による効果を期待することができない。
そこで、本発明は、光張り出し局配置を利用して、セル端領域におけるユーザをセクタ間協調送信により救済することが可能なセクタ構成を有する無線通信システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、６セクタ・正六角形のセル構成を採用した無線通信システムであって、同一基地局に所属する３個のアンテナ設置サイトを前記正六角形の１２０°ごとの頂点に配置し、各アンテナ設置サイトに２個のセクタアンテナを設置し、該２個のセクタアンテナの指向方向の中心を同一基地局に所属する他のアンテナ設置サイトの方向にそれぞれ設定することにより、セル繰り返し可能で面的展開可能なセルを形成したものである。
また、本発明の他の無線通信システムは、３セクタセル構成を採用した無線通信システムであって、同一基地局に所属する３個のアンテナ設置サイトを正三角形の各頂点に配置し、各アンテナ設置サイトに１個ずつのセクタアンテナを設置し、前記セクタアンテナの指向方向の中心を循環的に、同一基地局に所属する他のアンテナ設置サイトの方向に設定することにより、セル繰り返し可能で面的展開可能なセルを形成したものである。
さらに、本発明のさらに他の無線通信システムは、３セクタセル構成を採用した無線通信システムであって、同一基地局に所属する第１及び第２のアンテナ設置サイトを離間して配置し、前記第１のアンテナ設置サイトに１個のセクタアンテナを設置して、該セクタアンテナの指向方向の中心を前記第２のアンテナ設置サイトの方向に設定し、前記第２のアンテナ設置サイトに２個のセクタアンテナを設置して、該２個のセクタアンテナの指向方向の中心を前記第１のアンテナ設置サイトの方向からそれぞれ左右６０度方向に設定することにより、セル繰り返し可能で面的展開可能なセルを形成したものである。

さらにまた、ベースバンド信号処理を行うベースバンド装置と、前記ベースバンド装置と前記セクタアンテナに接続され、無線周波数に関わる処理を行うＲＦ装置を備え、前記ＲＦ装置は前記セクタアンテナとともに前記アンテナ設置サイトに設置され、前記ベースバンド装置は前記アンテナ設置サイトとは異なる場所に設置されているものである。
さらにまた、ベースバンド信号処理を行うベースバンド装置と、前記ベースバンド装置と前記セクタアンテナに接続され、無線周波数に関わる処理を行うＲＦ装置を備え、前記ＲＦ装置は前記セクタアンテナとともに前記アンテナ設置サイトに設置され、前記ベースバンド装置は前記アンテナ設置サイトとは異なる場所に集中的に設置されているものである。
さらにまた、ベースバンド信号処理を行うベースバンド装置と、前記ベースバンド装置と前記セクタアンテナに接続され、無線周波数に関わる処理を行うＲＦ装置を備え、前記ＲＦ装置は前記セクタアンテナとともに前記アンテナ設置サイトに設置され、前記ベースバンド装置は前記アンテナ設置サイトのうちの一部のアンテナ設置サイトに設置されているものである。
さらにまた、ベースバンド信号処理を行うベースバンド装置と、前記ベースバンド装置と前記セクタアンテナに接続され、無線周波数に関わる処理を行うＲＦ装置を備え、前記アンテナ設置サイトに、前記ベースバンド装置、前記ＲＦ装置及び前記セクタアンテナを設置したものである。

このような本発明の無線通信システムによれば、アンテナから遠いセル端領域がセクタ間協調送信が行われる範囲内となり、セクタ間協調送信を行うことでセル端領域におけるスループットを改善することが可能となる。

本発明の無線通信システムの参考例におけるセクタ構成例を示す図である。 図１のセクタ構成を有するセルを面的展開した状態を示す図である。 ６セクタ・正六角形のセル構成の場合に適用した本発明の実施の形態について説明する図である。 本発明のさらに他の実施の形態について説明するための図である。 ベースバンド装置とＲＦ装置の設置形態について説明するための図である。 セクタ間協調送信の形態について説明するための図である。 セクタ間協調送信において位相制御を行わない場合（電力合成）と、位相制御により同相合成を行う場合について説明するための図である。 アンテナ設置サイトからの距離が一定値以上離れた場所に位置するユーザ（セル端ユーザ）の平均スループットのシミュレーション結果を示す図である。 セル全体のスループットのＣＤＦ特性のシミュレーション結果を示す図である。 一般的な３セクタ構成を示す図である。 ３セクタ・正六角形セル構成におけるセル端領域について説明するための図である。 光張り出し局配置について説明するための図である。

図１は本発明の無線通信システムの参考例におけるセクタ構成例を示す図である。
この図に示す例は、３セクタ・正六角形のセル構成とされており、セル１は図示するように正六角形の形状となっている。１１は基地局装置（ＢＳ）であり、その中に３セクタ共通のベースバンド装置（ＢＢ）１２が設けられている。正六角形のセル１の１２０°ごとの頂点（一つおきの頂点）にアンテナ設置サイト（アンテナを設置する建物）１３，１４及び１５が配置されており、各アンテナ設置サイトにはセクタアンテナ（指向性アンテナ）を有するＲＦ装置（ＲＦ）が設けられている。前記基地局装置１１内のベースバンド装置１２と、アンテナ設置サイト１３内のＲＦ装置（ＲＦ＃１）、アンテナ設置サイト１４内のＲＦ装置（ＲＦ＃２）及びアンテナ設置サイト１５内のＲＦ装置（ＲＦ＃３）とは光ファイバ１６で接続されており、前述した光張り出し局配置が採用されている。
図中の矢印は、アンテナ設置サイト１３，１４及び１５に設けられているセクタアンテナの指向方向を示すものであり、この図に示すように、セル１の周辺部に配置された３個のセクタアンテナの指向方向の中心は、セル１の中心部に向けられている。これにより、図中、２、３及び４で示すセクタが形成されている。

このような構成において、３セクタのセクタ間協調送信を行うと、その効果が期待できる範囲は破線５で示される範囲となり、アンテナからの距離が大きくＳ／Ｎが低いセル端領域（図中太線６により示される領域）は破線５で示す範囲の中となる。したがって、アンテナ設置サイト１３、１４及び１５に設置されているセクタアンテナからの送信電力を協調して制御することにより、セル端領域６に位置するユーザのＳ／Ｎを向上することができる。
送信電力協調制御の方法としては、スケジューリングの他に、複数のセクタから同一のユーザに対して送信を行う方法がある。複数のセクタにおいてセル端領域にユーザが存在しているときには、一方のユーザのみを選択することで、そのユーザに対する干渉を少なくすることができる。また、セル端領域に存在するユーザに対して、複数のセクタから同時に送信を行うことにより、そのユーザの信号受信電力を増加させることができる。

なお、ここではアンテナ設置サイトを正六角形の１２０°ごとの頂点に配置するとしたが、厳密に１２０°ごととする必要はなく、その近傍の位置に配置すれば良い。この後に説明する実施の形態においても、配置位置の厳密さは要求されない。
このようなセクタ構成を有するセルは、前述した従来のセクタ構成を有するセルと同様に、セル繰り返し可能で面的展開可能である。

図２は、前記図１に示したセクタ構成を有するセルを面的展開した状態を示す図である。
この図において、２１、２２、２３及び２４はベースバンド装置を備えた基地局装置（ＢＳ）、３１、３２、３３及び３４は前記基地局装置２１、２２、２３及び２４内にそれぞれ設けられたベースバンド装置（ＢＢ）、４１、４２、４３及び４４は基地局装置２１〜２４によりカバーされる正六角形形状のセル、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７及び５８は、前記セル４１〜４４の正六角形の１２０度ごとの頂点に配置されたアンテナ設置サイトである。
この例においては、各アンテナ設置サイト５１〜５８にはそれぞれ３個のＲＦ装置（ＲＦ）が設けられており、該３個のＲＦ装置は、それぞれ、異なる基地局装置２１〜２４に設けられたベースバンド装置３１〜３４に接続されている。

例えば、セル４１の周辺部には、図示するように、アンテナ設置サイト５１、５２及び５３が配置されており、前記基地局装置２１のベースバンド装置３１が、アンテナ設置サイト５１に設けられている１個のＲＦ装置、アンテナ設置サイト５２に設けられている１個のＲＦ装置及びアンテナ設置サイト５３に設けられている１個のＲＦ装置に光ファイバを介して接続されており、基地局装置２１に接続されたＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心は図中に矢印で示すように、セル４１の中心部の方向とされている。また、アンテナ設置サイト５３、５４及び５５に設けられているＲＦ装置のうちの１個はそれぞれ基地局装置２２内のベースバンド装置３２に接続されており、該ＲＦ装置に接続されているセクタアンテナの指向方向の中心は、セル４２の中心部の方向とされている。同様に、アンテナ設置サイト５６、５３及び５７に設けられているＲＦ装置のうちの１個はそれぞれ基地局装置２３内のベースバンド装置３３に接続され、該ＲＦ装置に接続されているセクタアンテナの指向方向の中心はセル４３の中心部の方向とされており、アンテナ設置サイト５８、５１及び５６に設けられているＲＦ装置のうちの１個はそれぞれ基地局装置２４内のベースバンド装置３４に接続され、該ＲＦ装置に接続されているセクタアンテナの指向方向の中心はセル４４の中心部の方向とされている。

このようなセクタ構成によれば、アンテナからの距離が大きくＳ／Ｎが低いセル端領域、セル４１を例にとれば、太線５９で示される領域が、セクタ間協調送信が行われる範囲（図中は線で示す円）内にあり、この領域内のユーザをセクタ間協調送信により救済することができる。
前記図１１に示した従来のセクタ構成の場合は、セルの中心部に基地局装置が配置され、セクタアンテナの指向性はセルの中心から外側に向かうように設定されていた。このため、図１１におけるセル端領域１３１に位置するユーザを救済するためには、セル間で協調送信を行う必要があったが、図２に示すセクタセル構成の場合には、同一の基地局の配下にあるベースバンド装置により管理されるＲＦ装置を用いるセクタ間協調により救済することができる。
同一セル内で協調を行う場合は、セル間で協調を行う場合と比較して、１個のベースバンド装置に閉じて協調を行うことができるため、ネットワークを通じてのベースバンド装置間での信号のやり取り等が不要となるという利点がある。

次に、６セクタ・正六角形のセル構成の場合に適用した本発明の実施の形態について、図３を参照して説明する。
図３の（ａ）は従来の６セクタ・正六角形のセル構成のセクタ構成を示す図である。この図において、前記図１１と同一の構成要素には同一の番号を付し、説明を省略する。
図３の（ａ）に示す従来のセクタセル構成の場合には、正六角形のセル１２７の中心部に基地局装置（ＢＳ）１２２が配置され、同じ場所に設置された６個のセクタアンテナの指向性はセルの外周部に向かうように設定されていた。この場合は、太線１３２で囲まれたセル端領域のユーザをセクタ間送信協調により救済することができなかった。

図３の（ｂ）は６セクタ・正六角形のセル構成の場合に適用した本発明の実施の形態のセクタ構成例を示す図である。この図において、前記図２と同一の構成要素には同一の番号を付し、説明を省略する。
前記図２の３セクタの場合との相違は、正六角形のセル４１〜４４の１２０°ごとの頂点に設けられているアンテナ設置サイト６１〜６８が、それぞれ６個のＲＦ装置を備えており、各ＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心は、そのＲＦ装置が所属する基地局装置２１〜２４によりカバーされるセル４１〜４４の中心部の方向とされている。

図示する例では、セル４１の周辺部に配置されているアンテナ設置サイト６１に設けられている６個のＲＦ装置のうちの２個のＲＦ装置、アンテナ設置サイト６２に設けられている６個のＲＦ装置のうちの２個のＲＦ装置、及び、アンテナ設置サイト６３に設けられている６個のＲＦ装置のうちの２個のＲＦ装置は、基地局装置２１に設けられているベースバンド装置３１に接続されており、各ＲＦ装置に接続されているセクタアンテナの指向方向の中心は、セル４１の中心部の方向とされている。また、セル４２の周辺部に等間隔に配置されているアンテナ設置サイト６３、６４及び６５のそれぞれに６個ずつ設けられているＲＦ装置のうちの２個ずつのＲＦ装置は、基地局装置２２内に設けられているベースバンド装置３２に接続されており、各ＲＦ装置に接続されているセクタアンテナの指向方向の中心はセル４２の中心部の方向とされている。同様に、セル４３の周辺部に配置されているアンテナ設置サイト６６、６３及び６７のそれぞれに６個ずつ設けられているＲＦ装置のうちの２個ずつのＲＦ装置は基地局装置２３内のベースバンド装置３３に接続され、各ＲＦ装置に接続されているセクタアンテナの指向方向の中心はセル４３の中心部の方向とされており、セル４４の周辺部に配置されているアンテナ設置サイト６８、６１及び６６のそれぞれに６個ずつ設けられているＲＦ装置のうちの２個ずつのＲＦ装置は基地局装置２４内のベースバンド装置３４に接続され、各ＲＦ装置に接続されているセクタアンテナの指向方向の中心はセル４４の中心部の方向とされている。

これにより、各セクタアンテナからの距離が大きいセル端領域、例えば、セル４１の場合における太線５９で示す領域は、破線示すセクタ間協調送信が行われる範囲内となり、該セル端領域５９に位置するユーザをセクタ間協調送信により救済することができる。

次に、本発明のさらに他の実施の形態について図４の（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。この実施の形態は、３セクタセル構成に適用したものであるが、前記図１に示した参考例と各セクタアンテナの指向方向が異なっており、その結果セルの形状が正六角形とは異なる形状となっている。しかしながら、その形状は、正六角形の場合と同様に、セル繰り返し可能で面的展開が可能な形状である。

図４の（ａ）において、２２、２３及び２４は前述の基地局装置、３２、３３及び３４は前述のベースバンド装置、８１〜８７はアンテナ設置サイトである。図示する例では各アンテナ設置サイト８１〜８７には、それぞれ、３個のＲＦ装置が設けられており、それぞれ異なる基地局装置２２〜２４に設けられているベースバンド装置３２〜３４に接続されている。そして、各ＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心は、循環的に同一の基地局装置に接続された他のアンテナ設置サイトの方向に設定されている。
具体的には、基地局装置２４のベースバンド装置３４はアンテナ設置サイト８１の１個のＲＦ装置、アンテナ設置サイト８２の１個のＲＦ装置及びアンテナ設置サイト８３の１個のＲＦ装置に接続されている。そして、アンテナ設置サイト８１のＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心はアンテナ設置サイト８２の方向とされており、アンテナ設置サイト８２のＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心はアンテナ設置サイト８３の方向とされており、アンテナ設置サイト８３のＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心はアンテナ設置サイト８１の方向とされている。

同様に、基地局装置２２のベースバンド装置３２はアンテナ設置サイト８３の１個のＲＦ装置、アンテナ設置サイト８４の１個のＲＦ装置及びアンテナ設置サイト８５の１個のＲＦ装置に接続されており、アンテナ設置サイト８３のＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心はアンテナ設置サイト８４の方向に、アンテナ設置サイト８４のＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心はアンテナ設置サイト８５の方向に、アンテナ設置サイト８５のＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心はアンテナ設置サイト８３の方向に設定されている。さらに、基地局装置２３のベースバンド装置３３にはアンテナ設置サイト８６、８３及び８７に設けられている１個のＲＦ装置に接続されており、それらのＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心は、アンテナ設置サイト８６→アンテナ設置サイト８３→アンテナ設置サイト８７となるように設定されている。

このようにして形成されるセルの形状は、図中７１で示す形状となる。すなわち、アンテナ設置サイト８１、８２及び８３を中心とする３個の正六角形から、各正六角形を３等分する五角形のうちの１個を結合した形状となる。
この形状のセルにおいても、アンテナから遠いセル端領域がセクタ間協調送信の範囲内となっており、セクタ間協調送信だけでセル端領域のユーザを救済することができる。また、図から明らかなように、この形状は、セル繰り返し可能で面的展開可能な形状である。

図４の（ｂ）は、さらに他の実施の形態の構成を示す図である。
この図に示す実施の形態においては、一つのアンテナ設置サイトに３個のＲＦ装置が設けられており、基地局装置に設けられたベースバンド装置は、第１のアンテナ設置サイトに設けられた３個のＲＦ装置のうちの２個のＲＦ装置と、該第１のアンテナ設置サイトに隣接する（第１のアンテナ設置サイトの２個のＲＦ装置側の）第２のアンテナ設置サイトに設けられた１個のＲＦ装置に接続される。そして、第２のアンテナ設置サイトのＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心は、前記第１のアンテナ設置サイトの方向に設定されており、前記第１のアンテナ設置サイトに含まれる２個のＲＦ装置に接続された２個のセクタアンテナの指向方向の中心は、前記第２のアンテナ設置サイトの方向から左右６０度の方向（第２のアンテナ設置サイトの方向プラス６０度の方向とマイナス６０度の方向）に設定されている。

具体的には、図示するように、基地局装置２１のベースバンド装置３１は、アンテナ設置サイト８２内の２個のＲＦ装置と、アンテナ設置サイト８４の１個のＲＦ装置に接続されている。そして、アンテナ設置サイト８４のＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心は前記アンテナ設置サイト８２の方向とされており、前記アンテナ設置サイト８２の２個のＲＦ装置に接続されたセクタアンテナの指向方向の中心は、前記アンテナ設置サイト８４の方向プラス６０度及び前記アンテナ設置サイト８４の方向マイナス６０度に設定されている。同様に、基地局装置２２のベースバンド装置３２は、アンテナ設置サイト８３内の２個のＲＦ装置とアンテナ設置サイト８６内の１個のＲＦ装置に接続されており、基地局装置２４のベースバンド装置３４は、アンテナ設置サイト８１内の２個のＲＦ装置とアンテナ設置サイト８３内の１個のＲＦ装置に接続されている。そして、各セクタアンテナの指向方向の中心は、それぞれ、前述と同様の方向に設定されている。

この実施の形態により形成されるセルの形状は、図中７４で示す形状となる。すなわち、アンテナ設置サイト８１を中心とする正六角形において、該正六角形を３等分する５角形のうちの２個と、該アンテナ設置サイト８１に隣接するアンテナ設置サイト８３を中心とする正六角形において該正六角形を３等分する５角形のうちの１個を結合した形状となる。
この形状のセルにおいても、アンテナから遠いセル端領域がセクタ間協調送信の範囲内となっており、前述の実施の形態の場合と同様に、セクタ間協調送信だけでセル端領域のユーザを救済することができる。また、図から明らかなように、この形状は、セル繰り返し可能で面的展開可能な形状である。

なお、図２に示した参考例では、各アンテナ設置サイト５１〜５８にそれぞれ３個ずつのＲＦ装置が設けられているものとして説明し、図３に示した実施の形態では各アンテナ設置サイト６１〜６８にそれぞれ６個ずつのＲＦ装置が設けられているものとして説明し、図４の（ａ）及び（ｂ）に示した実施の形態では、各アンテナ設置サイト８１〜８７にそれぞれ３個ずつのＲＦ装置が設けられているものとして説明したが、これに限られることはなく、任意の数のＲＦ装置を任意の数のアンテナ設置サイトに設けることができる。例えば、アンテナ設置サイトに上述した数よりも少ないＲＦ装置を設けた場合には、アンテナ設置サイトの数を増加させればよい。

また、上述した各実施の形態においては、ベースバンド装置３１〜３４が設けられた基地局装置２１、２２、２３及び２４が、それぞれ独立して配置されているものとして説明したが、これに限られることはない。各種のベースバンド装置（ＢＢ）とＲＦ装置の設置形態を採用することができる。
ベースバンド装置とＲＦ装置の各種の設置形態について図５を参照して説明する。なお、図５の（ａ）〜（ｃ）において、前述した図２と同一の構成要素には同一の番号を付し、説明を省略する。

図５の（ａ）は、複数のベースバンド装置を局舍等に集中配置し、ＲＦ装置を各アンテナ設置サイトに配置する設置形態の一例を示す図である。
この図において、９０は、例えばデータセンターなどの局舎であり、局舎９０内に前述したベースバンド装置３１〜３４が集中配置されている。そして、各ベースバンド装置３１〜３４は、それぞれ、対応するアンテナ設置サイト５１〜５８内に設けられているＲＦ装置に接続されている。

図５の（ｂ）は、ベースバンド装置を特定のアンテナ設置サイトに集中配置し、ＲＦ装置を各アンテナ設置サイトに配置する設置形態の一例を示す図である。
この図に示す例では、アンテナ設置サイト５４にＲＦ装置とともにベースバンド装置３１及び３２が設置されており、アンテナ設置サイト５８にＲＦ装置とともにベースバンド装置３３及び３４が設置されている。そして、各ベースバンド装置３１〜３４はそれぞれ対応するアンテナ設置サイト５１〜５８に設けられているＲＦ装置に接続される。
なお、ここでは、アンテナ設置サイト５４と５８に２個のベースバンド装置が設置されている例を示したが、設置されるベースバンド装置の数は任意に決定することができる。また、ベースバンド装置が集中配置されるアンテナ設置サイトも任意に決定することができる。

図５の（ｃ）は、ベースバンド装置を各アンテナ設置サイトに配置し、ＲＦ装置を各アンテナ設置サイトに設置する設置形態の一例を示す図である。
この図に示す例では、各アンテナ設置サイト５１〜５８にＲＦ装置とともにベースバンド装置を１個併設し、各ベースバンド装置３１〜３４がそれぞれ対応するアンテナ設置サイト５１〜５８にあるＲＦ装置と接続するようにしている。なお、各アンテナ設置サイトに複数のベースバンド装置を配置するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明の各実施の形態においては、セルの周辺部に複数のアンテナ設置サイトを配置し、各セクタアンテナの指向方向の中心をセルの内部の方向に設定している。これにより、アンテナから遠いセル端領域がセクタ間協調送信が行われる範囲内となってセクタ間協調送信が可能となり、セル端領域におけるスループットを改善することができる。
また、今まで説明した各実施の形態のいずれの場合も、パターン的に繰り返し可能な構成となっているので、面的展開も可能である。

次に、１ユーザに対して複数のセクタから送信を行うセクタ間協調送信について説明する。
図６は、セクタ間協調送信の形態について説明するための図である。ここでは、３セクタ・正六角形のセル構成の場合について説明する。この場合、セクタ間協調送信の形態としては、（ａ）セクタ間協調送信を行わない場合、（ｂ）２セクタがセクタ間協調送信を行う場合、及び（ｃ）３セクタがセクタ間協調送信を行う場合の３通りある。
そして、（ａ）のセクタ間協調送信を行わない場合は、各セクタが自セクタセル内に位置するユーザに対して送信をする場合であり、その組合せは１通り（セクタ組合せが１通り、ユーザ選択が１通り）となる。（ｂ）の２セクタが協調送信を行う場合は、協調送信を行うセクタの組合せが３通り（３セクタ中の２セクタの選択）、ユーザの選択が２通り（協調送信を行う２個のセクタ内に位置するユーザのどちらを選択するか）あることから６通りの組合せがある。また、（ｃ）の３セクタがセクタ間協調送信を行う場合は、協調送信を行うセクタの組合せは１通り（３セクタ）、ユーザの選択が３通り（３セクタのうちのどのセクタ内に位置するユーザを選択するか）あることから３通りの組合せがある。
以上のことから、この場合には、セクタ間協調送信の形態が１０通りあり、その全１０通りの組合せの中からセル全体のスループットを最大とする組合せを選択する。

セクタ間協調送信においては、協調送信を行う複数のセクタから同一の信号を送信する。このとき、セクタ間で位相制御を行わない場合（電力合成）と、位相制御により同相合成を行う場合がある。
図７の（ａ）はセクタ間で位相制御を行わない場合であり、ＲＦ装置１１１から送信された信号とＲＦ装置１１２から送信された信号がユーザの受信機で電力合成される。
ＲＦ装置１１１及び１１２からの送信信号をｓ、ＲＦ装置１１１から受信機までの伝搬路応答をｈ₁、ＲＦ装置１１２から受信機までの伝搬路応答をｈ₂とすると、受信電力ｒ_Pは、次式で表される。

図７の（ｂ）は位相制御を行う場合であり、ＲＦ装置１１１から送信された信号とＲＦ装置１１２から送信された信号が位相を合わせて受信機に到達し、同相合成される。
この場合、ＲＦ装置１１２は次式で示される信号を送信する。

受信機における受信電力ｒ_Pは、次式で表される。

次に、計算機シミュレーションにより、本発明のセクタ構成及びセクタ間協調送信の特性を評価した結果について説明する。ここで、セル配置を１９セル正則配置、３セクタ、サイト間距離を500[m]、基地局送信電力を46[dBm]、アンテナ構成を送信１、受信１、送信アンテナ利得を14[dB]、水平面アンテナ指向性をA(θ)＝-min[12(θ/θ_3dB)²,A_m][dB]、θ_3dB=70[degree]（半値幅）、A_m＝20（FB比）、屋内浸透損失20[dB]、伝搬損失を128.1-37.6log₁₀(R)[dB]; R=距離[km]とし、スループットをＳＩＲに基づくシャノン容量より算出した。また、シャドウイングは考慮せず、さらに、干渉リミテッドな環境を仮定し熱雑音も考慮しないものとした。

図８は、アンテナ設置サイトからの距離が一定値以上離れた場所に位置するユーザ（セル端ユーザ）の平均スループットを示す図である。本発明のセクタ構成では、アンテナ設置サイトから離れたセル端においてセクタ間協調送信の効果が顕著に現れるため、従来配置と比較して大幅に特性を改善できる。セル半径の0.9倍以上離れた場所の平均スループットは、同相合成時において、本発明のセクタ構成では約1.2bps/Hz、従来配置では約0.23bps/Hzとなり、約５倍特性が優れている。また、協調無しの場合と比較しても２倍以上の改善が図られている。
図９は、セル全体のスループットのＣＤＦ特性を示す図である。セクタ間協調制御によりセル全体のスループットは大きく改善し、特に同相合成時には、従来配置で１４％、本発明のセクタ構成で１０％セル全体の平均スループットをそれぞれ改善できる。本発明のセクタ構成では、従来のセクタ構成と比較して、ほぼ同等のセル全体のスループットの改善効果を得る一方で、セル端特性を大幅に改善することができる。

１，４１，４２，４３，４４：セル、２，３，４：セクタ、１１，２１，２２，２３，２４：基地局装置、１２，３１，３２，３３，３４：ベースバンド装置、１３，１４，１５，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７：アンテナ設置サイト、１６：光ファイバ、

Claims (7)

1. ６セクタ・正六角形のセル構成を採用した無線通信システムであって、
   同一基地局に所属する３個のアンテナ設置サイトを前記正六角形の１２０°ごとの頂点に配置し、各アンテナ設置サイトに２個のセクタアンテナを設置し、該２個のセクタアンテナの指向方向の中心を同一基地局に所属する他のアンテナ設置サイトの方向にそれぞれ設定することにより、セル繰り返し可能で面的展開可能なセルを形成したことを特徴とする無線通信システム。
2. ３セクタセル構成を採用した無線通信システムであって、
   同一基地局に所属する３個のアンテナ設置サイトを正三角形の各頂点に配置し、各アンテナ設置サイトに１個ずつのセクタアンテナを設置し、前記セクタアンテナの指向方向の中心を循環的に、同一基地局に所属する他のアンテナ設置サイトの方向に設定することにより、セル繰り返し可能で面的展開可能なセルを形成したことを特徴とする無線通信システム。
3. ３セクタセル構成を採用した無線通信システムであって、
   同一基地局に所属する第１及び第２のアンテナ設置サイトを離間して配置し、前記第１のアンテナ設置サイトに１個のセクタアンテナを設置して、該セクタアンテナの指向方向の中心を前記第２のアンテナ設置サイトの方向に設定し、前記第２のアンテナ設置サイトに２個のセクタアンテナを設置して、該２個のセクタアンテナの指向方向の中心を前記第１のアンテナ設置サイトの方向からそれぞれ左右６０度方向に設定することにより、セル繰り返し可能で面的展開可能なセルを形成したことを特徴とする無線通信システム。
4. 前記請求項１ないし３のいずれかに記載の無線通信システムであって、
   ベースバンド信号処理を行うベースバンド装置と、
   前記ベースバンド装置と前記セクタアンテナに接続され、無線周波数に関わる処理を行うＲＦ装置を備え、
   前記ＲＦ装置は前記セクタアンテナとともに前記アンテナ設置サイトに設置され、前記ベースバンド装置は前記アンテナ設置サイトとは異なる場所に設置されていることを特徴とする無線通信システム。
5. 前記請求項１ないし３のいずれかに記載の無線通信システムであって、
   ベースバンド信号処理を行うベースバンド装置と、
   前記ベースバンド装置と前記セクタアンテナに接続され、無線周波数に関わる処理を行うＲＦ装置を備え、
   前記ＲＦ装置は前記セクタアンテナとともに前記アンテナ設置サイトに設置され、前記ベースバンド装置は前記アンテナ設置サイトとは異なる場所に集中的に設置されていることを特徴とする無線通信システム。
6. 前記請求項１ないし３のいずれかに記載の無線通信システムであって、
   ベースバンド信号処理を行うベースバンド装置と、
   前記ベースバンド装置と前記セクタアンテナに接続され、無線周波数に関わる処理を行うＲＦ装置を備え、
   前記ＲＦ装置は前記セクタアンテナとともに前記アンテナ設置サイトに設置され、前記ベースバンド装置は前記アンテナ設置サイトのうちの一部のアンテナ設置サイトに設置されていることを特徴とする無線通信システム。
7. 前記請求項１ないし３のいずれかに記載の無線通信システムであって、
   ベースバンド信号処理を行うベースバンド装置と、
   前記ベースバンド装置と前記セクタアンテナに接続され、無線周波数に関わる処理を行うＲＦ装置を備え、
   前記アンテナ設置サイトに、前記ベースバンド装置、前記ＲＦ装置及び前記セクタアンテナを設置したことを特徴とする無線通信システム。

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