JP6041074B1

JP6041074B1 - 制御装置

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Publication number: JP6041074B1
Application number: JP2016538818A
Authority: JP
Inventors: 大地内野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2016-12-07
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Abstract

この発明に係る無線通信システム用の制御装置は、基地局から、前記基地局の指向性ビームによって送出される信号の端末での受信品質を示す情報を取得する通信部と、前記通信部で取得された情報に基づき、前記基地局の指向性ビームの照射領域であるスポットを削除するか否かを判断する処理部とを備え、前記処理部が前記スポットを削除すると判断したとき、前記通信部は前記スポットを削除する指示を前記基地局又は前記基地局の親局基地局に通知することを特徴とする。この構成によって、基地局の指向性ビーム単位でサービスを提供するか否かを判断することができ、アレーアンテナやそれに類するアンテナ構成を持つ基地局のカバレッジの最適化を行うことができる。

Description

この発明は、ビームフォーミング技術を使用して通信を行う無線通信システム用の制御装置に関する。

世界標準の無線通信方式として、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムが３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）で標準化されている。３ＧＰＰ及びＭＧＭＮ（ＮｅｘｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＭｏｂｉｌｅＮｅｔｗｏｒｋｓ）は、ＬＴＥシステムにおいて、オペレータの運用コスト削減やネットワークの自動最適化などを目的とするＳＯＮ（Ｓｅｌｆ-ＯｒｇａｎｉｚｉｎｇＮｅｔｗｏｒｋ）を協議された。ＳＯＮの機能は、設計（Ｐｌａｎｎｉｎｇ）、展開（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）、最適化（Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）、運用（Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）という４つのカテゴリに分類されるものである(非特許文献１、２、３)。ＳＯＮの機能が、無線パラメータの最適化やネットワークパラメータの最適化、ネイバーセルリストの追加などのネットワークの効率的な運用・構築・計画に採用されることで、ネットワークの安定性の実現に期待が寄せられている。

特に、従来オペレータが手作業で行っていた業務の自動化により、自己設定プロセスや自己最適化プロセスが実現されると、ネットワーク運用コストを最小限にすることが可能となる。自己設定プロセスは、新規に基地局ｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅＢ）を設置する際に、システム運用のために必要となる基本的なパラメータを自動的に取得して設定するプロセスとして定義されるものである。この自己設定プロセスは、主に基地局が運用状態になる前に動作するプロセスとして考えられている。

自己最適化プロセスとは、端末ＵＥ（ＵｓｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）や基地局からの統計データを基にネットワークの自動調整を実施するプロセスとして定義されるものである。この自己最適化プロセスは、ＲＦ(ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ)装置の起動後に開始し、基地局が運用状態であるときに動作するプロセスとして考えられている。自己最適化プロセスの例としては、送信電力、無線基地局のアンテナチルト角、隣接セル情報等があり、上述のような目的を達成するように、無線基地局や運用管理サーバー（ＯＡＭ（ＯｐｅｒａｔｉｏｎＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎａｎｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）ｓｅｒｖｅｒ、又は、ＳＯＮｓｅｒｖｅｒ）にて、これら無線パラメータの一つ又は複数を適宜変更する。

以下では、特許文献１を用いて、カバレッジ最適化に関する関連技術について説明する。図１１は、マクロセル・マクロセル間のカバレッジの最適化の関連技術を説明する図である。図１１において、マクロセルの基地局（ｅＮＢ１、ｅＮＢ２）が、運用管理サーバ（ＯＡＭ/ＳＯＮサーバ）に接続されているものとする。あるＵＥがマクロセル（Ｃｅｌｌ１）に滞在し、基地局１（ｅＮＢ１）と通信を行っているものとする。

ｅＮＢ１は、ＵＥに対して、ｅＮＢ１からの下りリファレンス信号（ＤｏｗｎｌｉｎｋＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌ：既知信号）での受信品質や、周辺のセルの基地局ｅＮＢ（例えば、基地局２（ｅＮＢ２））からの下りリファレンス信号の受信品質を測定し、予め定められた所定条件を満たす場合に報告するように、指示を行う。ｅＮＢ１からの指示に基づき、ＵＥは前記下りリファレンス信号の受信品質の測定を行い、前記下りリファレンス信号の受信品質の測定結果をｅＮＢ１に報告する（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｐｏｒｔ）。ｅＮＢ１は、ＵＥから報告された前記測定結果をＯＡＭ/ＳＯＮサーバーに報告する（Ｒｅｐｏｒｔ）。図１１の例では、ｅＮＢ２も、同等に配下のＵＥからの測定結果をＯＡＭ/ＳＯＮサーバーに報告する。ｅＮＢ１、ｅＮＢ２からの測定結果の報告を受け取ったＯＡＭ/ＳＯＮサーバーは、カバレッジの最適化のための無線パラメータ等の調節を、ｅＮＢ１、ｅＮＢ２に対して指示する（ＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔｆｏｒＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）。例えば、ｅＮＢ１、ｅＮＢ２では、ＯＡＭ／ＳＯＮサーバーからの無線カバレッジの最適化のための無線パラメータ等の調節の指示に従って、自セルの送信電力やアンテナチルト角の調整を行い、カバレッジ最適化を実行する。

この発明にかかる制御装置によれば、第１及び第２の基地局の指向性ビームによって送出される信号の端末での受信感度レベルの差が規定値以内となることで生じる干渉が低減されるように指向性ビーム単位でカバレッジの最適化を行うことができる。

３ＧＰＰＴＳ３６.３００ｖ１３．１．０３ＧＰＰＴＲ３６.９０２ｖ９.３.１ＮＧＭＮＩｎｆｏｒｍａｔｉｖｅＬｉｓｔｏｆＳＯＮＵｓｅＣａｓｅｓｖ１．２３．

従来技術における自セルのカバレッジ最適化では、送信電力やアンテナチルト角の調整により実施してきた。しかしながら、次世代の世界標準の無線通信方式と期待されている第５世代移動通信システム(以下、５Ｇとする)では、ＳＯＮの機能を、ダイポールアンテナ構成を持つ基地局やコーリニアアンテナ構成を持つ基地局だけではなく、アレーアンテナ構成を持つ基地局でも実現する必要がある。

アレーアンテナ構成を持つ基地局は、アレーアンテナの各素子の位相を変化させ指向性の高いアンテナ特性を作り出し、端末をビームフォーミングすることが可能なアンテナ構成をもつ。この基地局を用いると、ビームの地面への照射面によって仮想セル（スポット）が作り出され、複数のスポットによってカバレッジが生成される。そのため、アレーアンテナ構成を持つ基地局では、送信電力やアンテナチルト角等の調整によるカバレッジ変更よりも細かい仮想セル単位でカバレッジの最適化を行う必要がある。しかし、送信電力やアンテナチルト角の調整によりカバレッジを最適化する従来技術では、この仮想セル単位でのカバレッジの最適化に対応できない問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、アレーアンテナやそれに類するアンテナ構成を持つ基地局のカバレッジの最適化を行うことの可能な無線通信システム用の制御装置を得ることを目的とする。

この発明に係る無線通信システム用の制御装置は、第１の基地局の指向性ビームによって送出される信号の端末での受信感度レベルを示す第１の受信感度レベル情報及び第２の基地局の指向性ビームによって送出される信号の端末での受信感度レベルを示す第２の受信感度レベル情報を取得する通信部と、前記第１の受信感度レベルと前記第２の受信感度レベルとの差が規定値以内であるとき、前記第１の基地局の指向性ビームの照射領域である第１のスポットと前記第２の基地局の指向性ビームの照射領域である第２のスポットとは重複すると判定する処理部と、を備えたことを特徴とする。

この発明にかかる通信装置によれば、第１の基地局の指向性ビーム単位でサービスを提供するか否かを判断することができ、アレーアンテナやそれに類するアンテナ構成を持つ基地局のカバレッジの最適化を行うことができる。

実施の形態１に係る通信装置である基地局１００の構成例。実施の形態１に係る無線通信システムを構成する端末の構成例。実施の形態１に係る無線通信システムの構成例。実施の形態１に係る制御装置３０８での処理を示すフローチャート。実施の形態１に係る制御装置３０８の装置構成例。実施の形態１に係る端末３１９のフィードバック情報のメッセージフォーマット。実施の形態１に係る端末３１９と制御装置３０８間のシーケンス。実施の形態１に係る基地局１００および端末２００を実現するハードウェア構成の一例。実施の形態１に係る制御装置３０８を実現するハードウェア構成の一例。実施の形態１に係る基地局１００および端末２００を専用ハードウェアで実現する場合のハードウェア構成。従来技術におけるマクロセル・マクロセル間のカバレッジの最適化の関連技術を説明する図。

実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態にかかる無線通信システム用の制御装置及び端末及び無線基地局を図面に基づいて説明する。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。

図１は、本発明にかかる通信装置である基地局の構成例を示す図である。図１に示した基地局１００は、後述する端末とともに無線通信システムを構成し、ビームフォーミングにより形成したビームを使用して端末との間でデータを送受信する。

基地局１００は、アンテナ部１０１、送受信部１０２、変復調部１０３、制御部１０４を備える。アンテナ部１０１は、ビーム制御部１０５および複数のアンテナ１０６を備える。

基地局１００において、制御部１０４は、自装置がカバーするサービスエリア内の端末から、複数ビームの各々を使用して信号を送信した場合の受信品質の情報を収集し、収集した情報に基づいて、端末と通信する際に使用するビームを決定する。本実施の形態では、後述するように、制御部１０４が収集する受信品質の情報を信号の受信感度レベルとするがこれに限定されるものではない。

変復調部１０３は、端末へ送信する制御信号またはデータが制御部１０４から入力されるとこれを変調し、端末からの受信信号が送受信部１０２から入力されるとこれを復調する。送受信部１０２は、変復調部１０３から信号が入力されるとデジタルからアナログに変換するとともに無線周波数信号(以下、無線信号とする)にアップコンバートする送信処理を実行し、端末から受信した無線信号がアンテナ部１０１から入力されるとベースバンド信号にダウンコンバートするとともにアナログからデジタルに変換する受信処理を実行する。

アンテナ部１０１は、端末との間で無線信号を送受信するとともに、制御情報を送受信する際に使用される。また、他端末との間でデータを送受信するための通信において使用されるとともに、ビーム制御部１０５は、制御部１０４からの指示に従い、複数のアンテナ１０６の一部または全てを使用して１つ以上のビームを形成する。ビーム制御部１０５は、アンテナ選択またはアンテナ調整により指向性ビームの選択および制御を行う。ビーム制御部１０５は、例えば、増幅器および位相器などを含んで構成された電子回路であり、送受信部１０２から入力された信号を複数のアンテナ１０７へ分配するとともに、各アンテナ１０７が受信した信号を合成して送受信部１０２へ出力する。なお、変復調部１０３は、端末への送信信号に対する符号化処理および端末からの受信信号に対する復号化処理を併せて行うようにしてもよい。端末への送信データが制御部１０４を介して変復調部１０３に入力されることとしたが、制御部１０４を介さずに変復調部１０３に入力される構成にしてもよい。

なお、送受信部１０２、変復調部１０３、制御部１０４、およびビーム制御部１０５は、測定用信号の送受信部を構成している。また、制御部１０４はビーム決定部としても動作する。

これ以降の説明においては、表現の簡単化のため、基地局１００がカバーしているサービスエリアを「基地局１００のサービスエリア」と表現する。

図２は、基地局１００とともに無線通信システムを構成する端末の構成例を示す図である。図２に示した端末２００は、制御部２０１、変復調部２０２、送受信部２０３、アンテナ２０４、およびレベル測定部２０５を備える。

端末２００において、アンテナ２０４は、図１に示す基地局１００との間で無線信号を送受信する。送受信部２０３は、変復調部２０２から信号が入力されるとデジタルからアナログに変換するとともに無線信号にアップコンバートし、基地局１００から受信した無線信号がアンテナ２０４から入力されるとベースバンド信号にダウンコンバートするとともにアナログからデジタルに変換する。変復調部２０２は、基地局１００へ送信する制御情報またはデータが制御部２０１から入力されるとこれを変調し、基地局１００からの受信信号が送受信部２０３から入力されるとこれを復調する。制御部２０１は、基地局１００からの指示に従い、基地局１００が自装置との通信で使用するビームを決定する際に必要な情報を収集し、基地局１００へ送信する。レベル測定部２０５は、アンテナ２０４が受信した無線信号の受信電力レベル（以下、受信レベルと称する）を測定する。

つづいて、基地局１００が端末２００との通信で使用するビームを決定する動作について説明する。この動作を簡単に説明すると、基地局１００は、自装置のサービスエリア内の全領域に対し、複数のビームを使用して信号を送信し、送信した信号の受信品質として受信レベルを端末２００に測定させる。端末２００は、基地局１００から受信した信号の受信レベル測定が終了すると、測定結果を基地局１００へ通知し、基地局１００は、端末２００から通知された測定結果に基づいて、端末２００との通信で使用するビームを決定する。具体的には、基地局１００は、端末２００から通知された測定結果に基づいて端末２００が存在している位置、すなわち、どのビームの照射方向に端末２００が存在しているかを特定する。そして、端末２００が存在している方向と照射方向が一致しているビーム、または、端末２００が存在している方向と照射方向が近いビームを使用することに決定する。なお、基地局１００のサービスエリアには複数の端末が存在する場合があり、基地局１００は、このような場合、各端末との通信で使用するビームを端末ごとに決定する。

ここで、基地局１００は、装置のサイズ、コスト、カバーするサービスエリアの広さ、その他の理由から、同時に形成可能なビーム数が限定されることがある。そのため、図３に示すサービスエリア３１１内に同時に照射できるビーム数が限定されることがある。

図３は、本発明にかかる通信システムの構成例を示す図である。図３には、アレーアンテナ構成を持つ基地局３０１、３１５により、生成されたビーム３１０、３２２の地面への照射面が示されている。照射領域である照射面は仮想セル（スポット）を作り出し、スポット３１８、３２０、３１３、３２３等を用いてカバレッジを生成する。より詳細な一例では、スポットはアレーアンテナ構成を持つ１つの基地局によって、２次元的に複数配置され、その１つの基地局によってカバーされるエリアは２次元に配置されたスポットによって分割されるが、本実施の形態はこの例に限定されるものではない。

アレーアンテナ構成を持つ基地局３０１、３１５では、送信電力やアンテナチルト角等の調整によるカバレッジ変更よりも細かい仮想セル単位でカバレッジ最適化が可能となり、新たな無線のカバレッジ最適化方法が必要となる。なお、従来技術では、運用開始前にカバレッジの最適化を行うが、本実施の形態では、運用開始後にも無線環境の変化に追従したカバレッジ最適化を行うことの可能な構成を示す。

図３に示した基地局３０１は前述した図１の通信装置を持ち、ビーム３１０を用いて、前述した図２の通信装置を持つ端末３１２との間でデータを送受信する。図３の通信システムにおいて、親局基地局３０４は光ファイバー又はメタル線又は無線通信等３０７で基地局３０１と接続されている。親局基地局３０４は基地局３０１の他にも基地局３０３や基地局３０２とも接続されており、親局基地局３０４は複数の基地局を収容することも可能である。親局基地局３０４はルータ又はリレー装置３０５に接続されており、ルータ又はリレー装置３０５は複数のルータ又はリレー装置３０６を経由し、制御装置３０８に接続する。ルータ又はリレー装置３０５は光ファイバー又はメタル線又は無線通信等３０９等でルータ又はリレー装置３０６や制御装置３０８と接続される。制御装置３０８は、基地局３０１等から得られるデータを記録装置に蓄積や記録を行い、蓄積や記録されたデータを処理し、基地局３０１等や親局基地局３０４へ指示を出す装置である。その詳細は後述する。

前述の通り、基地局３０１は端末３１２から受信品質の情報を得ることができる。その受信品質情報には、基地局を識別するユニークな番号や記号等(以下、基地局ＩＤとする)とビーム照射位置またはスポットを識別するユニークな番号や記号等(以下、スポットＩＤとする)、端末３１２が測定を行った受信品質、端末３１２の位置情報６０１、測定時刻６０２を含んでいる。前述で示した受信品質情報はフィードバック情報等ともいい、前述の構成要素を一部でも含むものを指す。フィードバック情報は定期的に端末３１２等から同時に１つ以上基地局３０１等に送信される。このフィードバック情報は基地局３０１から親局基地局３０４を経由し、制御装置３０８に蓄積又は記録される。蓄積又は記録されたデータは端末の在圏密度やサービスエリアの構築を判断する指標に使用される。

なお、図３に示されるルータ又はリレー装置３０５、３０６は一例であり、ルータ又はリレー装置の接続個数により、発明が限定されることはない。また、親局基地局３０４が収容する基地局の個数は一例であり、基地局の接続個数により、発明が限定されるものではない。基地局３０１はサービスエリア３１１内に１つ以上のビーム照射位置を決め、ビームの指向性により、端末３１２が基地局３０１との間でデータを送受信できるスポット３１３を生成する。スポット３１３はサービスエリア３１１内に１０個あるが、図３は一例であり、スポット数により発明が限定されることはない。また、基地局３０１のサービスエリア３１１と基地局３１５のサービスエリア３２１は重複することがある。

つづいて、基地局３０１のサービスエリア３１１と基地局３１５のサービスエリア３２１が重複している場合を示す。基地局３０１は親局基地局３０４に収容されており、基地局３１５は親局基地局３１７に収容されている。親局基地局３０４と親局基地局３１７は光ファイバー又はメタル線又は無線通信等３１６を用いて、ルータ又はリレー装置３１４を経由し、制御装置３０８に接続され、ネットワークを形成している。制御装置３０８は前述のように、端末３１９からのフィードバック情報を記録装置に蓄積や記録し、処理し、基地局３１５や親局基地局３１７に制御指示を出す装置である。

図３において、サービスエリア３１１とサービスエリア３２１の内部にある基地局３０１のビーム３１０により生成されたスポット３１８と、基地局３１５のビーム３２２により生成されたスポット３２０は重複している。この状態では、スポット３１８とスポット３２０の内部に在圏する端末３１９は、基地局３０１のビーム３１０と基地局３１５のビーム３２２が同時に照射された場合、ビーム間干渉により受信感度レベルが劣化する。端末３１９は受信感度レベルの劣化をフィードバック情報として接続元の基地局３０１へ報告する。報告された基地局３０１はそのフィードバック情報を親局基地局３０４経由して、制御装置３０８へ送信する。制御装置３０８はそのフィードバック情報を記録装置に蓄積や記録を行う。なお、本実施の形態では、基地局３０１と基地局３１５はそれぞれ第１の基地局、第２の基地局と呼ばれる場合もある。また、スポット３１８、スポット３２０はそれぞれ第１のスポット、第２のスポットと呼ばれる場合もある。

制御装置３０８では、前述のフィードバック情報を受信した際に図４で示すスポットの削除を判断する処理を行い、親局基地局３１７または親局基地局３０４や基地局３１５または基地局３０１へ、スポットの削除を指示する。親局基地局３１５または親局基地局３０４や基地局３１５または基地局３０１では、制御装置３０８の指示を元に、スポットの削除を実施する。スポットの削除により、端末３１９へのビーム間干渉は低減する。なお、制御装置３０８は基地局３０１のサービスエリア３１１内のスポット３１８の削除を行うか、基地局３１５のサービスエリア３２１内のスポット３２０の削除を行うかは、親局基地局３０４と親局基地局３１７のそれぞれに収容された、基地局３０１や基地局３１５の数や負荷、トラフィック量、規模等の一部や全てから判断する。また、基地局３０１や基地局３１５に接続する端末の数やトラフィック量、負荷、規模等の一部や全てから判断することもある。

図５は、本発明にかかる制御装置３０８の装置構成例を示す図である。図５に示した制御装置３０８は、通信部５０１、処理部５０２、データ収集部５０３、判定部５０４を備える。

制御装置３０８は光ファイバー又はメタル線又は無線通信等３０９と通信部５０１で接続される。通信部５０１は、基地局３０１からのフィードバック情報を親局基地局３０４経由して取得する。通信部５０１で得たフィードバック情報は後述する図４のフローチャートの処理を行う、処理部５０２に接続されている。処理部５０２は、フィードバック情報を蓄積や記録しているデータ収集部５０３と接続され、処理部５０２と接続する判定部５０４で後述するスポットの重複やフィードバック情報の個数カウントを行う。処理部５０２は、通信部５０１で取得された情報に基づき、スポットを削除するか否かを判断する。

図４は、制御装置３０８の処理部５０２でスポットの削除を判断するフローチャートである。制御装置３０８では、親局基地局３０４または親局基地局３１７から送信されたフィードバック情報の処理を端末が接続している基地局のスポット毎に行う（Ｓ４０２）。制御装置３０８はフィードバック情報を受信すると（Ｓ４０３）、端末が接続している基地局のスポット毎に端末から得られたフィードバック情報の個数をカウントし、それぞれのスポットに対して、制御装置３０８が受信したフィードバック情報の数が規定数に達しているかの判断を行う（Ｓ４０４）。制御装置３０８は規定数に達していなかった場合には、フィードバック情報を図５のデータ収集部５０３の記憶装置等に保存する（Ｓ４０５）。制御装置３０８は、制御装置３０８が受信したフィードバック情報の数が規定数に達していた場合には、記憶装置に保存していた以前に制御装置３０８が受信したフィードバック情報と共に制御装置３０８がＳ４０９の処理を行うために、データ収集部５０３からフィードバック情報を読み出す（Ｓ４０７）。読み出したフィードバック情報は、前述で説明した図６の基地局ＩＤ、スポットＩＤ、受信感度レベル、位置情報６０１、測定時刻６０２の全てか、または一部があり、これら情報が同時に１つ以上得られているものになる。図６には、受信感度レベルを昇順にした場合のフィードバック情報のメッセージフォーマットの一例を示す。

図６のフィードバック情報は図３で説明すると端末３１９のフィードバック情報である。端末３１９は基地局３０１のサービスエリア３１１と基地局３１５のサービスエリア３２１に在圏し、基地局３０１に接続している状態となる。

図６のフィードバック情報の基地局ＩＤ：３０１と基地局ＩＤ：３１５を図３で説明すると、それぞれ基地局３０１と基地局３１５に対応する。図６のフィードバック情報のスポットＩＤ：３１８、スポットＩＤ：３２０、スポットＩＤ：３１３、スポットＩＤ：３２３を図３で説明すると、それぞれスポット３１８、スポット３２０、スポット３１３、スポット３２３に対応する。端末３１９は図６のフィードバック情報の内容で説明すると、同時に４つの基地局ＩＤ、スポットＩＤ、受信感度レベル、端末位置、測定時間を基地局３０１へ送信している例である。このフィードバック情報は端末が一定期間測定した基地局ＩＤ、スポットＩＤ、受信感度レベルを接続元基地局に送信するため、１つ以上ある。そのため、例では４つのフィードバック情報６０３〜６０６を送信している。この図６で図４の処理Ｓ４０９を説明すると、Ｓ４０９の受信感度レベルの規定値を５ｄＢｍ以内とすると、図６のフィードバック情報６０３は、基地局ＩＤ:３０１、スポットＩＤ：３１８、受信感度レベル：−５０ｄＢｍとフィードバック情報６０４である、基地局ＩＤ：３１５、スポットＩＤ：３２０、受信感度レベル：−５５ｄＢｍは受信感度レベルの差が５ｄＢｍであり、Ｓ４０９の受信感度の規定値以内にあたり、かつ、基地局ＩＤが異なるため、制御装置３０８はスポット重複に該当すると判断する（Ｓ４１０）。一方、フィードバック情報６０５である、基地局ＩＤ：３０１、スポットＩＤ：３１３、受信感度レベル：−７８ｄＢｍとフィードバック情報６０６である、基地局ＩＤ：３０１、スポットＩＤ：３２３、受信感度レベル：−８１ｄＢｍは受信感度レベルの差が３ｄＢｍであるが、処理Ｓ４０９において「基地局ＩＤが異なり、受信感度が規定値以内」の条件は満たさず、制御装置３０８は処理Ｓ４１１に移る。前述のＳ４０９とＳ４１０を該当するスポット毎にデータ収集部５０３内に記憶装置が蓄積や記録したフィードバック情報に対して制御装置３０８の処理部５０２が行う（Ｓ４０８、Ｓ４１１）。制御装置３０８の処理部５０２はスポット重複の数が予め定めた閾値以上の場合には（Ｓ４１２）、該当のスポットを削除すると判断する（Ｓ４１３）。該当のスポットを削除すると判断されたとき、そのスポットの削除を実施するように、制御装置３０８の通信部５０１が親局基地局３０４または親局基地局３１７等や基地局３０１または基地局３１５に指示を通知し、基地局３０１または基地局３１５は必要に応じて、それぞれ基地局３０１のサービスエリアからスポットの削除を行う（Ｓ４１４）。この操作をスポット毎に実施する。なお、上述の受信感度レベルは例であり、数値により発明が限定されるものではない。受信感度レベルとはＲＳＲＰ（ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌＲｅｃｅｉｖｅｄＰｏｗｅｒ）やＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ）等を指すこともある。

図７に端末３１９と制御装置３０８間のフィードバック情報や基地局情報のメッセージのやり取りを示す。端末３１９は基地局３０１に対して、定期的にフィードバック情報送信Ｓ７０５を行う。基地局３０１は親局基地局３０４に対して、定期的に端末３１９からのフィードバック情報送信を行う。親局基地局３０４は制御装置３０８に対して、定期的に基地局３０１からのフィードバック情報送信を行い、制御装置３０８は図４に示す処理を行う。これとは別に、基地局３０１から親局基地局３０４に対して、基地局情報送信Ｓ７０６を行う。この情報は、基地局の端末収容数、基地局の負荷状況、基地局規模、接続端末数等の情報である。親局基地局３０４は制御装置３０８に対して、親局基地局情報送信Ｓ７０７を行う。この情報には、基地局情報送信Ｓ７０６の内容と親局基地局に収容している基地局数や親局基地局の端末収容数、親局基地局の規模等の情報である。制御装置３０８はこの情報を通信部５０１で取得し、通信部５０１で取得したこの情報に基づき、制御装置３０８の処理部５０２はどちらの親局基地局に接続された基地局から該当のスポットを削除するか判断することもある。制御装置３０８の処理部５０２が、親局基地局３０４に対して、スポットを削除する判断を行ったとき、制御装置３０８の通信部５０１は、スポット削除指令送信Ｓ７０８を親局基地局３０４に対して行う。親局基地局３０４は、制御装置３０８から受信したスポット削除指令送信Ｓ７０８を基地局３０１へ送信することもある。

制御装置３０８は、スポットを削除する基地局に対応する親局基地局を、その親局基地局に収容している基地局数、その親局基地局の端末収容数、その親局基地局の規模、スポットを削除する基地局の端末収容数、基地局の負荷状況、基地局の規模により、判断することもある。この場合、制御装置３０８の通信部５０１は、基地局３０１の負荷と基地局３１５の負荷、又は基地局３０１が属する親局基地局３０４に収容される基地局３０１の数と基地局３１５が属する親局基地局３１７に収容される基地局の数、又は基地局３０１が属する親局基地局３０４に収容される端末の数と基地局３１５が属する親局基地局３１７に収容される端末の数、などの上述の情報を取得し、処理部５０２は、通信部５０１で取得された情報に基づき、親局基地局３０４に対応するスポット３１８と親局基地局３１７に対応するスポット３２０のどちらのスポットを削除するかを判断する。基地局はスポットの削除を瞬時に行うこともあるが、基地局に収容した端末の通信状態により、基地局はスポットの削除を見送ることもある。

制御装置３０８はこの操作を行うことにより、基地局３０１のスポット３１８と基地局３１５のスポット３１９のどちらかのスポットを該当の基地局が削除することにより、端末３１９へのビーム間干渉を抑制し端末３１９の受信品質やスループットを改善することができる。なお、従来技術のＳＯＮでは、セル単位でのカバレッジエリアの最適化を扱っているが、送信電力やアンテナチルト角等の調整によってセルのカバレッジエリアの拡大・縮小を行うものの、セルのカバレッジエリアを削除する処理は行われない。これに対して、本実施の形態では、制御装置３０８での操作により、基地局３０１のスポット３１８と基地局３１５のスポット３１９のどちらかのスポットを削除することが可能となる。

次に、基地局１００および端末２００および制御装置３０８を実現するハードウェアについて説明する。

図８は、基地局１００および端末２００を実現するハードウェア構成の一例を示す図である。基地局１００および端末２００は、例えば、図８に示したプロセッサ８０１、メモリ８０２、送信機８０３、受信機８０４およびアンテナ装置８０５により実現される。また、図９は、制御装置３０８を実現するハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置３０８は、例えば、図９に示したプロセッサ９０１、メモリ９０２、送信機９０３、受信機９０４により実現される。

プロセッサ８０１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）ともいう）、システムＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などである。メモリ８０２は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）等である。

基地局１００の制御部１０４および変復調部１０３は、プロセッサ８０１およびメモリ８０２に格納されているプログラムにより実現される。具体的には、プロセッサ８０１が、制御部１０４および変復調部１０３の動作を行うためのプログラムをメモリ８０２から読み出して実行することにより実現される。

基地局１００の送受信部１０２は、送信機８０３および受信機８０４により実現される。すなわち、送受信部１０２における送信処理は、送信機８０３において実施され、送受信部１０２における受信処理は、受信機８０４において実施される。基地局１００のビームアンテナ制御部１０５はアンテナ装置８０５により実現される。

端末２００の制御部２０１および変復調部２０２は、プロセッサ８０１およびメモリ８０２に格納されているプログラムにより実現される。具体的には、プロセッサ８０１が、制御部２０１および変復調部２０２の動作を行うためのプログラムをメモリ８０２から読み出して実行することにより実現される。

端末２００の送受信部２０３は、送信機８０３および受信機８０４により実現される。すなわち、送受信部２０３における送信処理は、送信機８０３において実施され、送受信部２０３における受信処理は、受信機８０４において実施される。端末２００のレベル測定部２０５は受信機８０４により実現される。また、端末２００のアンテナ２０４はアンテナ装置８０５により実現される。

制御装置３０８の処理部５０２および判定部５０４およびデータ収集部５０３は、プロセッサ９０１およびメモリ９０２に格納されているプログラムにより実現される。具体的には、プロセッサ９０１が、処理部５０２および判定部５０４及びデータ収集部５０３の動作を行うためのプログラムをメモリ９０２から読み出して実行することにより実現される。

なお、基地局１００の制御部１０４および変復調部１０３、端末２００の制御部２０１および変復調部２０２を専用のハードウェアで実現してもよく、これらの一部を専用のハードウェアで実現し、残りをソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現してもよい。これらの各部を専用のハードウェアで実現する場合の基地局１００および端末２００のハードウェア構成は、例えば図１０に示したものとなる。すなわち、基地局１００の制御部１０４および変復調部１０３、端末２００の制御部２０１および変復調部２０２は、処理回路１００１により実現される。処理回路１００１は例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

なお、従来技術では、自セルのカバレッジ最適化は運用開始前に行う処置であったが、本実施の形態では、運用開始後にも無線環境の変化に追従したカバレッジ最適化を行うことが可能となる。その結果、運用状況に応じてカバレッジを適応的に最適化することが可能となる。

このように、本実施の形態に係る無線通信システム用の制御装置３０８は、第１の基地局である基地局３０１から、基地局３０１の指向性ビームによって送出される信号の端末である端末３１２での受信品質を示す情報を取得する通信部５０１と、通信部５０１で取得された情報に基づき、基地局３０１の指向性ビームの照射領域である第１のスポットを削除するか否かを判断する処理部５０２とを備え、処理部５０２が前記第１のスポットを削除すると判断したとき、通信部５０１は前記第１のスポットを削除する指示を基地局３０１又は基地局３０１の親局基地局３０４に通知することを特徴とする。この構成によって、基地局３０１の指向性ビーム単位でサービスを提供するか否かを判断することができ、アレーアンテナやそれに類するアンテナ構成を持つ基地局のカバレッジの最適化を行うことができる。

また、本実施の形態に係る無線通信システム用の制御装置３０８において、通信部５０１は、第２の基地局である基地局３１５の指向性ビームによって送出される信号の端末３１２での受信品質を示す情報を取得し、処理部５０２は、通信部５０１で取得された情報に基づき、前記第１のスポットと基地局３１５の指向性ビームの照射領域である第２のスポットとの重複性を判定し、該判定で重複と判定されたとき、前記第１のスポット又は前記第２のスポットを削除すると判断し、処理部５０２が前記第２のスポットを削除すると判断したとき、通信部５０１は前記第２のスポットを削除する指示を基地局３１５又は基地局３１５の親局基地局３１７に通知することを特徴とする。この構成によって、２つ以上の基地局装置からなる通信システムにおいて、基地局間の最適なビーム照射位置を見つけ、端末に与えるビーム間干渉を低減させることができる。

また、本実施の形態に係る無線通信システム用の制御装置３０８において、通信部５０１は、基地局３１５の指向性ビームによって送出される信号の端末３１２での受信品質を示す情報を基地局３０１から取得することを特徴とする。この構成によって、端末３１２での異なる基地局に対する受信品質情報を一つの基地局３０１から取得することができ、複数の基地局から個別にその基地局に関わる受信品質情報を取得する場合に比べて、制御量を削減することが可能となる。

また、本実施の形態に係る無線通信システム用の制御装置３０８は、通信部５０１で取得された情報を蓄積するデータ収集部５０３を備え、処理部５０２で判断される前記第１のスポットと前記第２のスポットの重複性は、データ収集部５０３に蓄積された情報に基づき判断されることを特徴とする。この構成によって、データ収集部５０３に蓄積された情報を用いることができ、蓄積された情報を用いない場合に比べて、前記第１のスポットと前記第２のスポットの重複性の判断の信頼性を向上することが可能となる。

また、本実施の形態に係る無線通信システム用の制御装置３０８において、通信部５０１は、第１の基地局である基地局３０１の負荷と第２の基地局である基地局３１５の負荷、又は基地局３０１が属する親局基地局３０４に収容される基地局３０１の数と基地局３１５が属する親局基地局３１７に収容される基地局の数、又は基地局３０１が属する親局基地局３０４に収容される端末の数と基地局３１５が属する親局基地局３１７に収容される端末の数を取得し、処理部５０２は、通信部５０１で取得された情報に基づき、前記第１のスポットと前記第２のスポットのどちらのスポットを削除するかを判断する、ことを特徴とする。この構成によって、基地局３０１と基地局３１５に関わるより詳細な情報を用いることが可能となり、前記第１のスポットと前記第２のスポットのどちらのスポットを削除するかの判断をより的確に行うことが可能となる。

また、本実施の形態に係る端末３１２は、第１の基地局である基地局３０１の指向性ビームによって送出される信号の端末３１２での受信品質を示す情報と、第２の基地局である基地局３１５の指向性ビームによって送出された信号の端末３１２での受信品質を示す情報とを基地局３０１に報告することを特徴とする。この構成によって、２つ以上の基地局装置からなる通信システムにおいて、基地局間の最適なビーム照射位置を見つけるために必要な報告を基地局３０１に行うことができ、無線通信システムのネットワーク側において適切な制御を行うことにより、端末３１２に与えるビーム間干渉を低減させることができる。

また、本実施の形態に係る端末３１２は、第１の基地局である基地局３０１により形成された複数の指向性ビームそれぞれによって送出される信号の端末３１２での受信品質であることを特徴とする。この構成によって、無線通信システムのネットワーク側において複数の指向性ビームの中から適切なカバレッジを確保することのできる指向性ビームを判断することができ、基地局３０１によって端末３１２に適切な受信品質を提供することができる。

また、本実施の形態に係る無線基地局３０１は、自基地局のサービスエリアに位置する端末３１２から、自基地局の指向性ビームにより形成された複数の指向性ビームそれぞれによって送出される信号の端末３１２での受信品質を示す情報を受信し、前記受信された情報に基づき、前記端末が前記複数の指向性ビームの照射領域である複数のスポットのいずれに属するかを特定することを特徴とする。この構成によって、基地局３０１によって端末３１２に適した指向性ビームを用いて適切な受信品質を提供することができる。

１００：基地局、１０１：アンテナ部、１０２：送受信部、１０３：変復調部、１０４：制御部、１０５：ビーム制御部、１０６、１０７：アンテナ、２００：端末、２０１：制御部、２０２：変復調部、２０３：送受信部、２０４：アンテナ、レベル測定部２０５、３０１、３０２、３０３、３１５：基地局、３０４、３１７：親局基地局、３０５、３０６、３１４：ルータ又はリレー装置、３０７、３０９、３１６：光ファイバー又はメタル線又は無線通信等、３０８：制御装置、３１０：ビーム、３１１、３２１：サービスエリア、３１２：端末、３１３：スポット、３１８、３２３：スポット、３１９：端末、３２０：スポット、３２２：ビーム、５０１：通信部、５０２：処理部、５０３：データ収集部、５０４：判定部、６０１：位置情報、６０２：測定時刻、６０３〜６０６：フィードバック情報、８０１：プロセッサ、８０２：メモリ、８０３：送信機、８０４：受信機、８０５：アンテナ装置、９０１：プロセッサ、９０２：メモリ、９０３：送信機、９０４：受信機、１００１：処理回路

Claims

第１の基地局の指向性ビームによって送出される信号の端末での受信感度レベルを示す第１の受信感度レベル情報及び第２の基地局の指向性ビームによって送出される信号の端末での受信感度レベルを示す第２の受信感度レベル情報を取得する通信部と、
前記第１の受信感度レベルと前記第２の受信感度レベルとの差が規定値以内であるとき、前記第１の基地局の指向性ビームの照射領域である第１のスポットと前記第２の基地局の指向性ビームの照射領域である第２のスポットとは重複すると判定する処理部と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム用の制御装置。
前記通信部は、前記第１の受信感度レベル情報を前記第１の基地局から取得することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記通信部は、前記第２の受信感度レベル情報を前記第１の基地局から取得することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
前記処理部は、前記第１のスポットと前記第２のスポットとは重複すると判定したとき、前記第１のスポット又は前記第２のスポットを削除すると判断することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の制御装置。
前記処理部が前記第１のスポットを削除すると判断したとき、前記通信部は前記第１のスポットを削除する指示を前記第１の基地局又は前記第１の基地局の親局基地局に通知し、前記処理部が前記第２のスポットを削除すると判断したとき、前記通信部は前記第２のスポットを削除する指示を前記第２の基地局又は前記第２の基地局の親局基地局に通知することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
前記通信部は、前記第１の基地局の負荷と前記第２の基地局の負荷、又は前記第１の基地局が属する親局基地局に収容される基地局の数と前記第２の基地局が属する親局基地局に収容される基地局の数、又は前記第１の基地局が属する親局基地局に収容される端末の数と前記第２の基地局が属する親局基地局に収容される端末の数を取得し、
前記処理部は、前記通信部で取得された情報に基づき、前記第１のスポットと前記第２のスポットのどちらのスポットを削除するかを判断する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。