JP6182393B2 - 無線基地局装置、及び送信電力決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信システムにおける基地局装置に関し、特に、基地局装置における送信電力を決定する技術に関連するものである。

家庭内等の狭いエリアの無線品質改善や、マクロセルのトラヒック分散等のために、マクロセル内にフェムト基地局装置が設置される場合がある。
フェムト基地局装置の中には、簡易な設置方法を実現するため、フェムト基地局装置にて周辺電波環境の監視を行い、無線関連パラメータを自動で設定する無線プラグアンドプレイ（無線ＰｎＰ）機能を具備しているものがある。

この無線ＰｎＰ機能により、例えば、フェムト基地局装置の電源を入れるだけで、フェムト基地局装置は設置状況等に依存する無線関係の各種パラメータを自動的に設定及び調整を行うため、従来必要とされていた電波測定および電波測定結果に基づく各種パラメータの設定が不要となるため、より簡易に運用を開始することができる。

特開２０１１−０２４１９５号公報

上述した無線ＰｎＰ機能には、周辺のマクロ基地局装置の何れかから信号が送信されたかを判定し、識別パラメータを検出するとともに、周辺のマクロ基地局装置とは異なる設定を行う機能や、周辺のマクロ基地局装置からの電波強度（干渉）を測定し、干渉量からフェムト基地局装置の送信電力を設定する機能等がある。

現在、移動通信の通信方式として、これまでの３Ｇに加え、ＬＴＥが普及していることから、フェムト基地局装置についても、３ＧとＬＴＥの両方をサポートしたものが登場してきている。

ここで、ＬＴＥの無線通信で使用できる送信帯域は、３Ｇの無線通信で使用する送信帯域よりも帯域幅が広い。また、ＬＴＥの中でもセル毎に送信帯域の帯域幅が異なる場合もある。つまり、ＬＴＥ対応のフェムト基地局装置にとって、自身の送信帯域よりも狭い帯域幅の送信帯域で運用される１つ又は複数の周辺セルが存在する場合が生じる。

このような場合、フェムト基地局装置の送信帯域の部分毎に周辺セルからの干渉量が異なることが考えられ、例えば、フェムト基地局装置の送信帯域にわたる平均的な干渉量からでは、フェムト基地局装置のセルに移動端末を在圏させるための適切な送信電力を求めることは難しい。

また、周辺セルからの電波（干渉波と呼ぶ）の到来方向を考慮せずにフェムト基地局装置の送信電力を決定した場合、干渉波の到来方向以外の方向に存在する周辺セルに対して与える干渉量が増大する可能性があるという問題がある。

上記のようなセルラー環境において、干渉電波の到来方向を考慮して適切に送信電力を自動的に決定する無線ＰｎＰ技術は従来は存在しなかった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、無線基地局装置において、干渉波の到来方向を考慮して、適切に送信電力を決定することを可能とする技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の実施の形態によれば、送信電力を決定する機能を備えた無線基地局装置であって、
前記無線基地局装置が形成できる対象セルに対して干渉となる周辺セルを検出する周辺セル検出部と、
前記周辺セルからの受信電力を測定する受信電力測定部と、
前記周辺セルからの干渉波の到来方向を推定する干渉波到来方向推定部と、
前記干渉波の到来方向と所望エリア化方向とに基づいて、前記受信電力に重みを付け、重み付き受信電力の和に基づいて前記対象セルにおける干渉量を決定し、当該干渉量を用いて送信電力を決定する送信電力決定部とを備えたことを特徴とする無線基地局装置が提供される。

また、本発明の実施の形態によれば、送信電力を決定する機能を備えた無線基地局装置が実行する送信電力決定方法であって、
前記無線基地局装置が形成できる対象セルに対して干渉となる周辺セルを検出する周辺セル検出ステップと、
前記周辺セルからの受信電力を測定する受信電力測定ステップと、
前記周辺セルからの干渉波の到来方向を推定する干渉波到来方向推定ステップと、
前記干渉波の到来方向と所望エリア化方向とに基づいて、前記受信電力に重みを付け、重み付き受信電力の和に基づいて前記対象セルにおける干渉量を決定し、当該干渉量を用いて送信電力を決定する送信電力決定ステップとを備えたことを特徴とする送信電力決定方法が提供される。

本発明の実施の形態によれば、無線基地局装置において、干渉波の到来方向を考慮して、適切に送信電力を決定することを可能とする技術が提供できる。

本発明の実施の形態に係る移動通信システムの全体構成例を示す図である。 図１に示す環境における電波の状態を示す図である。 小型基地局装置１００が実行する送信電力決定処理の概要例を示す図である。 干渉波到来方向を考慮した場合の動作概要例を説明するための図である。 干渉波到来方向を考慮した場合の動作概要例を説明するための図である。 小型基地局装置１００の機能構成図である。 小型基地局装置１００の送信電力設定に関する手順例を示すフローチャートである。 周辺セルの検出における測定ポイントの例を示す図である。 周辺セル電波環境の他の例を示す図である。 干渉電力の重み付け方法の例を説明するためのセルラー環境の例を示す図である。 図１０に示すセルラー環境における干渉電力の大きさを示す図である。 干渉電力の重み付け方法の例を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。

例えば、以下の実施の形態では、通信方式として３ＧとＬＴＥが存在する場合を例に挙げているが、通信方式はこれに限られるわけではない。また、以下の実施の形態で説明する小型基地局装置１００としては、無線ＰｎＰ機能を備えるフェムト基地局装置を想定しているが、小型基地局装置１００はこのようなフェムト基地局装置に限られるわけではない。また、小型基地局装置１００は、本発明に係る無線基地局装置の例であるが、本発明に係る無線基地局装置における送信電力決定技術の適用先は小型基地局装置に限られるわけではなく、例えば、他の種類の基地局装置（マクロ基地局等）にも適用可能である。

また、以下の例では、周辺セルとしてマクロセルを例に挙げているが、周辺セルは他の小型基地局装置によるフェムトセル等であってもよい。

（システム全体構成例）
図１に、本実施の形態に係る移動通信システムの全体構成例を示す。図１に示すように、本移動通信システムでは、本実施の形態に係る小型基地局装置１００が、周辺にマクロ基地局装置１、２、３が存在する環境の中に設置される。図１に示す例では、マクロ基地局装置１、２、３により形成されるセルを点線で示し、本実施の形態の小型基地局装置１００により形成されるセル（以下、これを"対象セル"と呼ぶ）を実線で示している。図１に示すように、小型基地局装置１００に対して、マクロ基地局装置１は周辺セル＃１を形成し、マクロ基地局装置２は周辺セル＃２を形成し、マクロ基地局装置３は周辺セル＃３を形成する。

また、小型基地局装置１００は、通信回線（例：ブロードバンド回線）で移動通信網のコアネットワークに接続されている。更に、小型基地局装置１００は、コアネットワーク経由、もしくは基地局間での直接通信（例：Ｘ２インターフェースでの通信）により、他の基地局装置から位置情報等を取得可能であるものとする。なお、受信電波により到来方向推定を行う場合には、他の基地局装置の位置情報を取得する機能を備える必要はない。

図１に示すように、マクロ基地局装置１はＬＴＥに対応し、マクロ基地局装置２はＬＴＥに対応し、マクロ基地局装置３は３Ｇに対応しているものとする。小型基地局装置１００は、３ＧとＬＴＥの両方に対応しているが、本発明の実施の形態において、３ＧとＬＴＥの両方に対応することは必須ではなく、ＬＴＥのみに対応する装置であってもよい。本発明の実施の形態は、主に、小型無線基地局１００におけるＬＴＥ側での送信電力設定に関するものである。ただし、３Ｇ側での送信電力設定についても本発明の技術を用いて行うことが可能である。また、本発明の適用先は特定の通信方式に限定されるわけではない。

３Ｇの基地局装置で使用される送信周波数帯域幅（以下、送信周波数帯域幅を"帯域幅"と記述する。これを"システム帯域幅"と記述してもよい）は、ＬＴＥで使用される帯域幅よりも狭い。図１に示す例では、マクロ基地局装置１はＬＴＥの１０ＭＨｚを使用し、マクロ基地局装置２はＬＴＥの１５ＭＨｚを使用し、マクロ基地局装置３は３Ｇの５ＭＨｚを使用する。また、小型基地局装置１００のＬＴＥの帯域幅は１５ＭＨｚであるとする。

（送信電力設定動作概要例）
本実施の形態では、各周辺セルの運用帯域幅に応じて、小型基地局装置１００の運用帯域を分割し、周辺セルからの電波（干渉波）の到来方向を推定し、当該到来方向と所望のエリア化方向とに基づいて、分割された帯域幅毎に各周辺セルからの干渉電力に重みを付けて加算することで、干渉量を求め、送信電力を決定し、小型基地局装置１００の送信電力を設定することとしている。

以下では、まず、各周辺セルの運用帯域幅に応じて、小型基地局装置１００の運用帯域を分割し、分割された帯域毎に各周辺セルからの干渉電力を加算し、送信電力を決定するという基本技術を図２、図３を参照して説明し、その後に、到来方向を考慮した送信電力決定について説明する。本実施の形態に係る送信電力決定・設定の動作は、例えば、小型基地局装置１００の電源が入れられた後や、運用中に定期的に自動的に実行されるものである。

なお、最初に図２、図３を参照して説明する到来方向を考慮せずに送信電力を設定する例は、全方向を所望のエリア化方向とする場合における本発明の一実施形態でもある。

＜基本技術＞
本実施の形態では、小型基地局装置１００は図１に示す環境に設置されるため、小型基地局装置１００に対する周辺セルの電波の帯域（送信帯域）は図２に示すとおりのものである。また、図２には、小型基地局装置１００の帯域も示している。

図２に示す前提のもと、小型基地局装置１００は、まず、セルサーチを行うことにより、図２に示す周辺セル（周辺基地局）毎の通信方式及び帯域を検出する。

本例では、図２に示すように、各周辺セル及び対象セルの帯域は、周波数位置が左端において重なり、それぞれの帯域幅が、帯域幅最小の３Ｇの５ＭＨｚの倍数である。そこで、図３に示すように、小型基地局装置１００は、自身の帯域を５ＭＨｚ毎に分割して考え（ステップ１）、分割した帯域毎に干渉電力（干渉量）を算出する（ステップ２）。具体的には、周辺セル毎に受信電力を測定し、重なる帯域部分毎に受信電力を加算し、その結果を帯域毎の干渉電力とする。なお、本実施の形態では、基本的に、基地局の送信電力は、送信帯域全体にわたって一定であるとする。

図３に示す例では、周辺セル＃１（マクロ基地局装置１）からの受信電力がαであり、周辺セル＃２（マクロ基地局装置２）からの受信電力がβであり、周辺セル＃３（マクロ基地局装置３）からの受信電力がγである。また、分割帯域１では、周辺セル＃１〜＃３の帯域が小型基地局装置１００の帯域と重なり、分割帯域２では、周辺セル＃１、＃２の帯域が小型基地局装置１００の帯域と重なり、分割帯域３では、周辺セル＃３の帯域のみが小型基地局装置１００の帯域と重なる。従って、図３に示すとおり、分割帯域１の干渉電力（周辺セルからの受信電力の合計）はα＋β＋γとなり、分割帯域２の干渉電力はα＋βとなり、分割帯域３の干渉電力はγとなる。

このようにして分割帯域毎の干渉電力を求めた後、小型基地局装置１００は、複数の分割帯域の干渉電力のうちの最大値を、小型基地局装置１００の対象セルにおける干渉電力（干渉量）と見なし、当該干渉電力に基づいて、自身の送信電力を決定する（ステップ３）。ある大きさの干渉電力の干渉を受ける状態で、所定の受信品質かつ所定の大きさのエリアを得るために、基地局装置の送信電力を決定すること自体は既存技術である。

図２に示す電波環境の例では、α＋β＋γが最大であるから、例えば、送信電力＝α＋β＋γ＋オフセット値として算出する。オフセット値は、例えば、形成しようとするセルの大きさ、所望の受信品質等により決まる値である。

移動端末は基本的に基地局装置からの電波の受信電力の大きさに基づき在圏するセルを決定する動作を行うため、上記のように、複数の分割帯域の干渉電力の最大値を対象セルに対する干渉電力と見なし、当該干渉電力に基づいて、自身の送信電力を決定することにより、周辺セルからの干渉量が最も大きな移動端末も所望の大きさの対象セルに在圏させることができ、適切に対象セルを形成することができる。

＜干渉波到来方向を考慮した重み付け＞
上述した基本技術では、小型基地局装置１００から見て干渉電力が最も大きくなる方向のエリアにおいても適切な送信電力となるものの、それ以外の方向のエリアでは、送信電力が適切ではなく、周辺セルに与える干渉電力が過大になる可能性がある。

そこで、本実施の形態では、小型基地局装置１００は、各周辺セルからの干渉波の到来方向を推定し、到来方向と所望エリア化方向とに基づいて、干渉電力に重みを付けて加算することとしている。

例えば、図１に示す環境の例で、図４に示すように、周辺セル＃３のマクロ基地局装置３に向かう方向を所望エリア化方向とし、その他の方向は小型基地局装置１００のエリアとする必要がない場合を想定する。

小型基地局装置１００は、各周辺セルからの干渉波の到来方向を推定し、それぞれの干渉波が、図４に示す各マクロ基地局装置から小型基地局装置１００に向かう方向に到来していることを把握する。つまり、干渉電力αの電波の到来方向はマクロ基地局装置１から小型基地局装置１００に向かう方向であり、干渉電力βの電波の到来方向はマクロ基地局装置２から小型基地局装置１００に向かう方向であり、干渉電力γの電波はマクロ基地局装置３から小型基地局装置１００に向かう方向であることを把握する。なお、実際には、電波は電波発信元の基地局がある方向から到来するとは限らないが、この概要説明では、説明を分かりよくするために上記のような到来方向としている。

図４の例において、所望のエリア化方向はマクロ基地局装置３に向かう方向であるから、小型基地局装置１００は、図３のステップ２に示す加算の過程において、マクロ基地局装置３からの干渉電力γ以外の干渉電力α、βの影響を小さくするように重みを付けて加算する。

例えば、図５に示すように、分割帯域１では、α／Ｘ＋β／Ｙ＋γ／Ｚの式で和を計算し、分割帯域２では、α／Ｘ＋β／Ｙの式で和を計算し、分割帯域３では、β／Ｙとし、Ｚ＝１、Ｘ＞１、Ｙ＞１とする。

そして、分割帯域１〜３のうちの最大値α／Ｘ＋β／Ｙ＋γ／Ｚを干渉量と見なして送信電力を設定する。上記の方法で干渉波到来方向を考慮して重み付けをした場合の値（α／Ｘ＋β／Ｙ＋γ／Ｚ）は、干渉波到来方向を考慮しない場合の値（α＋β＋γ）よりも小さくなるが、所望エリアの方向に対応する干渉電力γ（重み１）よりは大きくなり、当該干渉電力γには負けない送信電力を設定することができると考えられる。よって、上記のように到来方向と所望エリア化方向に基づく重み付けをした場合、所望のエリア化方向へエリアを設定しながら、他の方向（小型基地局装置１００のエリアとする必要のない方向）への干渉を低減させることが可能となる。

（実施の形態の詳細説明）
以下、本実施の形態をより詳細に説明する。

＜装置構成＞
図６に、本実施の形態における小型基地局装置１００の機能構成図を示す。図６に示すように、小型基地局装置１００は、無線受信部１０１、周辺セル検出部１０２、受信電力測定部１０３、干渉波到来方向推定部１０４、所望エリア化方向データ格納部１０５、送信電力決定部１０６、送信電力設定部１０７、及び無線送信部１０８を備える。なお、図６に示す構成は、小型基地局装置１００において本発明に係る技術を用いた自動送信電力設定に関わる構成を示すものであり、小型基地局装置１００は、基地局装置として機能するために図示しない既存の機能も含むものである。

無線受信部１０１は、無線信号（電波）の受信を行う機能部である。無線送信部１０８は、無線信号の送信を行う機能部である。無線受信部１０１は、干渉波到来方向推定部１０４による干渉波到来方向推定を可能とするために複数アンテナ（アレーアンテナ等）を備えていてもよい。

本実施の形態の小型基地局装置１００は、複数の通信方式（３ＧとＬＴＥ等）に対応しており、無線受信部１０１はそれぞれの通信方式についての受信機能を持ち、後述するセル検出、干渉波到来方向推定、受信電力測定等も通信方式毎に行うことができる。また、無線送信部１０８はそれぞれの通信方式についての送信機能を持つ。本実施の形態では、複数の無線通信方式として３ＧとＬＴＥを想定しているが、通信方式はこれらに限られるわけではない。

周辺セル検出部１０２は、通信方式毎にセルサーチを行い、周辺セルを検出し、周辺セルで下り通信に使用している帯域（中心周波数、及び帯域幅等）を検出する機能部である。

受信電力測定部１０３は、無線受信部１０１が受信する周辺セルからの参照信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）やパイロット信号等に基づいて、周辺セル検出部１０２により検出された周辺セル毎に、受信電力を測定（算出）する。受信電力測定部１０３が測定する受信電力の例としては、ＲＳＲＰ、ＣＰＩＣＨ ＲＳＣＰ等がある。

干渉波到来方向推定部１０４は、周辺セルから受信する参照信号やパイロット信号等に基づいて、周辺セル毎に、周辺セルから発信され、小型基地局装置１００が受信する電波（干渉波）の到来方向を推定する。なお、電波の到来方向を推定する技術自体は既存技術である。

所望エリア化方向データ格納部１０５には、所望エリア化方向を示すデータが格納される。本実施の形態では、所望エリア化方向データは、予め定めた基準となる方向に対する所定回り方向の角度であるが、方向の表し方はこれに限られるわけではない。所望エリア化方向データは、ユーザが小型基地局装置１００に設定することとしてもよいし、外部（例：コアネットワーク）から取得し、取得した情報を設定することとしてもよい。また、例えば、小型基地局装置１００の筐体の所定の面の方向として、所望エリア化方向を予め定めておき、所望エリア化方向データ格納部１０５に事前に設定しておくこととしてもよい。この場合、ユーザは、小型基地局装置１００の筐体の所定の面が所望エリア化方向に向くように小型基地局装置１００を設置すればよい。

送信電力決定部１０６は、受信電力測定部１０３により求められた周辺セル毎の受信電力（干渉電力）、干渉波到来方向推定部１０４により求められた周辺セル毎の干渉波到来方向、及び、所望エリア化方向データ格納部１０５に格納された所望エリア化方向に基づいて、送信電力を決定する機能部である。

また、送信電力決定部１０６は、周辺セル検出部１０２、受信電力測定部１０３、干渉波到来方向推定部１０４等に動作を行わせるための制御を行う機能も備える。送信電力設定部１０７は、送信電力決定部１０６により決定された送信電力を無線送信部１０８に設定する機能部である。無線送信部１０８は、設定された送信電力で無線信号の送信を行う。

本実施の形態では、送信電力決定部１０６は、ＬＴＥについての送信電力を決定・設定する。３Ｇについては、既存技術により送信電力を決定・設定する。ただし、３Ｇについても、仮に３Ｇの使用帯域幅よりも狭い帯域幅を用いる周辺セルが存在する場合等では、本実施の形態で説明する送信電力設定技術を用いることができる。

＜処理動作例＞
図７のフローチャートの手順に沿って、システムの処理動作例を説明する。

［ステップ１０１：周辺セル検出］
小型基地局装置１００が所定の通信回線（例：ブロードバンド回線）に接続され、電源がＯＮされた後、周辺セル検出部１０２は、セルサーチ（セルの検出）を行う。セルサーチは、通信方式毎に行うが、本実施の形態で想定する通信方式（３Ｇ，ＬＴＥ）ではともに、同期信号を受信し、フレーム同期等をとった後に、当該セルで通信を行うために必要な情報（ＬＴＥでは帯域幅等）を受信するという処理を行う。特に、ＬＴＥでは、同期信号は、システム帯域幅の中心部分の帯域（周波数）で送信されるため、当該中心部分の帯域に該当する可能性のある帯域を測定することにより、サーチ（同期信号の検出）を行う。３Ｇでも、同期信号が送信される可能性のある帯域（周波数）を測定するという点で、ＬＴＥと同様にサーチを行う。

本実施の形態では、図１、図２に示した環境を前提とし、小型基地局装置１００の帯域幅が１５ＭＨｚであり、周辺セルの最小の帯域幅は５ＭＨｚである。そして、小型基地局装置１００自身の送信帯域と少なくとも一部が重なる周辺セルの帯域の中心が存在し得る周波数ポイント（測定ポイントと呼ぶ）が、図８に示すように、２．５ＭＨｚ間隔で並んだ５ポイントであることが事前にわかっているものとする。つまり、周辺セル検出部１０２の記憶手段に当該ポイントの情報が予め格納されている。なお、当該ポイントの情報を外部（例：コアネットワーク）から取得し、取得した情報を利用することとしてもよい。

この場合、図８に示す５ポイントそれぞれについて、各ポイントの周波数を中心とする所定の帯域で同期信号の検出を行うことで周辺セルの検出を行う。この検出処理は通信方式毎に行うが、例えば、ある通信方式（例：３Ｇ）の周辺セルが存在するとすれば、特定のポイントの帯域でしか同期信号が検出されないことがわかっている場合、当該通信方式については、当該ポイントについてのみ検出を行えばよい。

周辺セル検出は通信方式毎に複数ポイントについて行うことを基本とするが、説明を分かり易くするために、本実施の形態では、３Ｇについては測定ポイントは固定とし、複数ポイントについてのサーチはＬＴＥについて行うこととする。

周辺セルとして、図２のように、５ＭＨｚの自然数倍の帯域幅の周辺セルのみならず、例えばＬＴＥ１．４ＭＨｚ帯域幅の周辺セルが存在する可能性がある場合等では、自身の送信帯域と重なる周辺セルの帯域の中心が存在する可能性のあるポイントの数は非常に多くなる。

このような場合、測定ポイントを多くすることも考えられるが、計測時間が増加してしまい、無線ＰｎＰ機能として好ましくない。無線ＰｎＰ機能としては、装置の電源を入れたら、できるだけ迅速に、運用を開始することが好ましい。そのために、本実施の形態では、例えば以下の例（１）〜（５）に示すようにして測定ポイント数を制限することができる。つまり、想定される測定ポイント数よりも少ない数の測定ポイントでサーチを行うことができる。なお、以下の測定ポイント数の制限は、図８に示す場合にも行ってもよい。また、以下の例（１）〜（５）のうちの２つ又は３つ又は４つ又は５つを組み合わせて実行してもよい。

（１）測定ポイント数の閾値を設け、周辺セル検出部１０２の記憶手段に閾値を格納しておき、周辺セル検出部１０２は、最初は広い間隔で、測定ポイントの同期信号の検出を行い、次第に間隔を狭めて検出を行う。なお、測定ポイント数の閾値を外部（例：コアネットワーク）から取得し、取得した閾値を利用することとしてもよい。周辺セル検出部１０２は、測定を行ったポイントの数をカウントし、ポイントの数が閾値に達した時点で測定を終了する。

一例として、閾値が５より大きいとして、図８に示す例において、まず、図８に示す５ポイントの測定を行う。次に、例えば、ＬＴＥ１．４ＭＨｚ帯域幅の周辺セルの存在を想定した測定ポイントについて、０．７ＭＨｚよりも大きな間隔Ｂで（ポイント数が大きくならないように）、１５ＭＨｚ全体に渡り測定を行う。続いて、上記Ｂよりも小さな間隔で測定を行う。このような処理を測定ポイント数が閾値を超えない範囲で行う。

（２）周辺セルの検出数で閾値を設けるようにしてもよい。一般に、小型基地局装置１００が形成するセルに対して実際に干渉となる周辺セルの数は多くない。そこで、本例では、周辺セルの検出数の閾値を予め定め、周辺セル検出部１０２の記憶手段に設定しておき、周辺セル検出部１０２は、当該閾値の数だけ周辺セルを検出した時点で、周辺セル検出処理を終了する。

（３）周辺セルの干渉量で閾値を設けるようにしてもよい。小型基地局装置１００が、本実施の形態で想定しているフェムト基地局装置であるとすると、マクロセル内に設置されることが一般的である。そうすると、小型基地局装置１００に対して、当該マクロセルからの干渉が支配的な干渉量となり、他の周辺セルの干渉としての影響は小さいことが考えられる。そこで、本例では、当該マクロセルからの干渉量に相当するものとして予め定めた所定値以上の受信電力が測定された周辺セルを検出した場合に、周辺セル検出を終了するものとしている。なお、本例では、周辺セル検出部１０２が周辺セルを検出するたびに、当該周辺セルについて、受信電力測定部１０３が、受信電力を測定するものとする。

（４）送信電力設定を行うタイミングに応じて測定ポイント数を変更することとしてもよい。例えば、小型基地局装置１００の立ち上がり時（電源ＯＮ時）は、測定ポイントを少なくし、立ち上がり後（運用中）は、想定される測定ポイントを全て測定する。なお、運用中では、例えば、予め定めた時間間隔で送信電力設定を行う。このような処理を行うのは、立ち上がり時はできるだけ迅速に運用状態にしたいからである。

（５）周辺セルのサーチを行う時間の閾値（例：１００秒）を定めておき、サーチの開始時点から当該閾値の時間が経過した時点でサーチを終了し、終了した時点で検出した周辺セルに基づき送信電力設定を行うこととしてもよい。この場合、例えば、周辺セル検出部１０２は上記閾値の時間を設定したタイマーを備え、サーチの開始時点でタイマーをスタートさせ、タイマーが満了した時点でサーチを終了する。なお、当該閾値の時間は、予め小型基地局装置１００の記憶手段に格納しておいてもよいし、外部（例：コアネットワーク）から取得することとしてもよい。

周辺セル検出部１０２は、周辺セルを検出したら、当該周辺セルから受信する報知情報（ＭＩＢ等）等により、当該周辺セルで使用されている帯域幅等を把握する。なお、３Ｇについては、固定の帯域幅（５ＭＨｚ）としてもよい。

［ステップ１０２：受信電力測定］
次に、受信電力測定部１０３が、ステップ１０１で検出した周辺セル毎に、受信電力を測定する。受信電力の測定手法に特に限定はないが、例えば、システム帯域全体にわたって周辺セルから送信される参照信号（基準信号、パイロット信号）の受信電力の全帯域に渡る平均値をとることで、受信電力を算出することができる。

［ステップ１０３：干渉波到来方向推定］
次に、干渉波到来方向推定部１０４は、無線受信部１０１により受信する周辺セル毎の参照信号等に基づいて、周辺セル毎の干渉波の到来方向を推定する。本実施の形態では、前述した所望エリア化方向と干渉波到来方向との比較を行うため、干渉波到来方向のデータとして、所望エリア化方向データと同じ表現方法のデータが取得されるものとする。すなわち、干渉波到来方向のデータとして、予め定めた基準となる方向に対する所定回り方向の角度が得られる。

なお、干渉波到来方向推定部１０４は、干渉波の到来方向を、無線受信部１０１により受信する信号を用いて推定することの他、周辺セルを形成する周辺基地局の位置情報を用いて推定することとしてもよい。当該位置情報は、例えばコアネットワークから取得してもよいし、周辺基地局との間の基地局間通信により取得してもよい。なお、周辺基地局の位置情報を用いて干渉波到来方向を推定する場合、小型基地局装置１００から周辺基地局が見通せる位置関係にあることが望ましい。

［ステップ１０４：送信電力決定、設定］
次に、送信電力決定部１０６が、ステップ１０２で算出した周辺セル毎の受信電力、ステップ１０３で推定した周辺セル毎の干渉波到来方向、及び所望エリア化方向に基づいて自分（小型基地局装置１００）の送信電力を決定する。

送信電力決定部１０４は、各周辺セルの受信電力について、干渉波到来方向に応じた重みを付け、帯域が対象セルの帯域と重なる帯域部分毎に、重み付き受信電力の和を求め、和の最大値を対象セルの干渉電力（干渉量）と見なす。

例えば、図２、図３で説明したような周辺セル環境である場合には、重みを１／Ｘ、１／Ｙ、１／Ｚとした場合に、α／Ｘ＋β／Ｙ＋γ／Ｚ、α／Ｘ＋β／Ｙ、及びβ／Ｙの３種類の値が算出され、このうちα／Ｘ＋β／Ｙ＋γ／Ｚが最大であるから、これを干渉電力と見なす。なお、重み付けの方法の例については後述する。

図２、図３で説明したような周辺セル環境の場合、上記「帯域部分」とは、分割帯域１、分割帯域２、分割帯域３である。つまり、送信電力決定部１０６は、各周辺セルの送信帯域のうち、小型基地局装置１００の送信帯域と重複する帯域部分（分割帯域１、分割帯域２、分割帯域３）毎に、当該帯域部分を含む送信帯域を有する周辺セルの重み付き受信電力の和を算出し、当該重み付き受信電力の和に基づいて対象セルにおける干渉量を求め、当該干渉量に基づいて送信電力を決定する。上記の「帯域部分を含む送信帯域を有する周辺セルの重み付き受信電力」は、例えば、帯域部分が分割帯域２であるとすると、α／Ｘとβ／Ｙである。

なお、「帯域部分」の幅の大きさ、つまり、帯域分割の単位は、周辺セルの帯域幅のうち最小の帯域幅と同じか、それよりも小さいことが好ましい。

また、例えば、仮に、図９に示すように周辺セルの帯域が検出され、それぞれの受信電力が図示のようにＰ１、Ｐ２、Ｐ３であるとする。図９では、周波数軸において、対象セルの帯域の左端を０とし、各周辺セルの帯域の端の周波数位置を示している。図９の例では、Ａで示す帯域部分が最大で、重みを１／Ｘ、１／Ｙ、１／Ｚとすれば、Ｐ１／Ｘ＋Ｐ２／Ｙ＋Ｐ３／Ｚとなり、当該値を干渉電力と見なす。

送信電力決定部１０６は、上記のようにして求めた干渉電力にオフセット値を加えることで送信電力を決定する。そして、送信電力設定部１０７が、送信電力決定部１０６により決定された送信電力を無線送信部１０８に設定する。

なお、本例のように、周辺セルの帯域の端が、他の周辺セルの帯域の途中（例：中央）にくるような場合、「帯域部分」の幅の大きさは、周辺セルの帯域幅のうち最小の帯域幅よりも小さいことが好ましい。図７の例では、「帯域部分」の幅の大きさは、周辺セルの帯域幅のうち最小の帯域幅（５ＭＨｚ）の半分（２．５ＭＨｚ）が好ましい。

＜重み付けの方法について＞
以下、干渉波到来方向に基づく重み付けの例を説明する。ここでは、一例として、図１０に示すように、運用帯域幅が１５ＭＨｚである周辺基地局Ａ（周辺セルＡ）と、運用帯域幅が５ＭＨｚである周辺基地局Ｂ（周辺セルＢ）と、小型基地局装置１００が存在する状況を想定する。また、図１１に示すように、小型基地局装置１００により測定された周辺セルＡからの干渉電力がαであり、周辺セルＢからの干渉電力がβであるとし、α＞βとする。更に、小型基地局装置１００により推定された周辺セルＡの干渉波到来方向をΦ−Ａ、周辺セルＢの干渉波到来方向をΦ−Ｂとする。また、所望エリア化方向をΦ−Ｄと表し、干渉波到来方向を一般にΦ−Ｉと表すものとする。

本実施の形態では、送信電力決定部１０６は、干渉波到来方向Φ−Ｉと所望エリア化方向Φ−Ｄとの間のなす角度（０度〜１８０度の角度）に応じて重みを決定する。

例えば、図１２（ａ）に示すように、干渉波到来方向Φ−Ｉと所望エリア化方向Φ−Ｄとの間の角度が１８０度である場合、これは、所望エリア化方向Φ−Ｄが、干渉波の到来元への方向に向いていることを示すので、当該干渉波のセルに対応する干渉電力に対する重みを最大（本実施の形態では１）にする。この場合の重みは、図１０に示す例１のように周辺基地局Ａ側を所望エリア化方向とした場合における干渉電力αに対する重みに相当する。

また、例えば、図１２（ｂ）に示すように、干渉波到来方向Φ−Ｉと所望エリア化方向Φ−Ｄとの間の角度が０度である場合、これは、所望エリア化方向Φ−Ｄが、干渉波の到来元への方向の逆を向いていることを示すので、当該干渉波のセルに対応する干渉電力に対する重みを小さくする。つまり、重みを１／Ｘとした場合に、Ｘを１よりも大きくする。この場合の重みは、図１０に示す例２のように周辺基地局Ａの反対側を所望エリア化方向とした場合における干渉電力αに対する重みに相当する。

また、例えば、図１２（ｃ）に示すように、干渉波到来方向Φ−Ｉと所望エリア化方向Φ−Ｄとの間の角度が９０度よりやや大きい角度である場合、これは、所望エリア化方向Φ−Ｄが、干渉波の到来元への方向と異なる方向なので、当該干渉波のセルに対応する干渉電力に対する重みを小さくする。つまり、重みを１／Ｘとした場合に、Ｘを１よりも大きくする。この場合の重みは、図１０に示す例１のように周辺基地局Ａ側を所望エリア化方向とした場合における干渉電力βに対する重みに相当する。

重みの大きさは、例えば、図１２（ａ）に示すように、１８０度のときを最大の１とし、角度が小さくなるほど、重みを小さくするようにしてもよいし、その他の方法で重みを決めてもよい。いずれにせよ、所望エリアに対して干渉電力が相対的に大きくなると想定される到来方向の干渉波については重みを大きくし、所望エリアに対して干渉電力が相対的に小さくなると想定される到来方向の干渉波については重みを小さくする。

一例として、図１０に示す例１、例２、例３の各所望エリア化方向に対応する干渉電力は、α、βに対する重みを１／Ｘ、１／Ｙとした場合、以下のようになる。

例１（周辺基地局Ａ側にエリア化）：α／Ｘ＋β／Ｙ、Ｘ＝１、Ｙ＞１
例２（周辺基地局Ａと反対側にエリア化）：α／Ｘ＋β／Ｙ、Ｘ＞１、Ｙ＞１
例３（周辺基地局Ｂ側にエリア化）：α／Ｘ＋β／Ｙ、Ｘ＞１、Ｙ＝１
＜その他の例＞
これまでに説明した例では、運用帯域を分割し、分割帯域毎に重み付き干渉電力の和を求めることとしていたが、状況によっては、分割帯域を考慮した複数の和の演算を行うことなく送信電力を求めてもよい。例えば、図１０に示した環境において、仮に各周辺基地局の運用帯域が同じであり、そのことが予めわかっている場合においては、送信電力決定部１０６は、各周辺セルの干渉電力α、β、及び干渉波到来方向を求めた後に、重みを決定し、α／Ｘ＋β／Ｙを干渉量と見なして送信電力を決定すればよい。また、各周辺基地局の運用帯域が異なる場合でも、図３、図１１等に示したように全周辺セルの帯域が重複する帯域部分の干渉電力の値が最大になることが予めわかっている場合においては、α／Ｘ＋β／Ｙ＋γ／Ｚ（図３の場合）のみを計算し、これを干渉量と見なして送信電力を決定することとしてもよい。

（実施の形態のまとめ）
本実施の形態によれば、送信電力を決定する機能を備えた無線基地局装置であって、前記無線基地局装置が形成できる対象セルに対して干渉となる周辺セルを検出する周辺セル検出部と、前記周辺セルからの受信電力を測定する受信電力測定部と、前記周辺セルからの干渉波の到来方向を推定する干渉波到来方向推定部と、前記干渉波の到来方向と所望エリア化方向とに基づいて、前記受信電力に重みを付け、重み付き受信電力の和に基づいて前記対象セルにおける干渉量を決定し、当該干渉量を用いて送信電力を決定する送信電力決定部とを備えた無線基地局装置が提供される。

上記のように、干渉波の到来方向と所望エリア化方向とに基づいて、受信電力に重みを付け、重み付き受信電力の和に基づいて対象セルにおける干渉量を決定し、当該干渉量を用いて送信電力を決定することとしたので、所望エリア化方向へのエリアを形成するとともに、周辺セルへの干渉を低減できる。また、無駄に大きな送信電力を設定しないので、送信電力低減による装置の低消費電力化を実現できる。また、干渉波の受信電力に基づき自動的に送信電力を設定する無線基地局装置を隣接して配置した場合において、一方の無線基地局装置は、他方の無線基地局装置からの干渉波に対する重みを小さくすることにより、両無線基地局装置が送信電力を上げ続ける動作を防止できる。

前記送信電力決定部は、前記周辺セル検出部により検出された各周辺セルの送信帯域のうち、前記無線基地局装置の送信帯域と重複する帯域部分毎に、当該帯域部分を含む送信帯域を有する周辺セルについて重み付き受信電力の和を算出し、当該重み付き受信電力の和に基づいて前記対象セルにおける干渉量を決定し、当該干渉量を用いて送信電力を決定するように構成される。

また、例えば、前記送信電力決定部は、前記帯域部分毎に算出された重み付き受信電力の和のうちの最大値を、前記対象セルにおける前記干渉量と見なし、当該干渉量を用いて送信電力を決定する。

上記のように、各周辺セルの送信帯域のうち、無線基地局装置の送信帯域と重複する帯域部分毎に重み付き受信電力の和を算出し、和のうちの最大値を、対象セルにおける干渉量と見なし、当該干渉量を用いて送信電力を決定することとしたので、例えば、無線基地局装置の運用帯域幅よりも小さい帯域幅を使用する周辺セルが干渉となる場合でも、当該周辺セルからの干渉を適切に考慮した送信電力を設定することができる。

前記送信電力決定部は、例えば、前記干渉波の到来方向と所望エリア化方向との間の角度に基づいて、前記受信電力に対する重みを決定する。これにより、適切な重みを設定することができる。

以上、本発明の各実施の形態を説明してきたが、開示される発明はそのような実施形態に限定されず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。上記の説明における項目の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に（矛盾しない限り）適用されてよい。機能ブロック図における機能部又は処理部の境界は必ずしも物理的な部品の境界に対応するとは限らない。複数の機能部の動作が物理的には１つの部品で行われてもよいし、あるいは１つの機能部の動作が物理的には複数の部品により行われてもよい。説明の便宜上、小型基地局装置１００は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような各装置はハードウェアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明に従って動作するソフトウェアは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク（ＨＤＤ）、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、データベース、サーバその他の適切な如何なる記憶媒体に保存されてもよい。本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。

１００ 小型基地局装置
１、２、３ マクロ基地局装置
１０１ 無線受信部
１０２ 周辺セル検出部
１０３ 受信電力測定部
１０４ 干渉波到来方向推定部
１０５ 所望エリア化方向データ格納部
１０６ 送信電力決定部
１０７ 送信電力設定部
１０８ 無線送信部

Claims (10)

1. 送信電力を決定する機能を備えた無線基地局装置であって、
   前記無線基地局装置が形成できる対象セルに対して干渉となる周辺セルを検出する周辺セル検出部と、
   前記周辺セルからの受信電力を測定する受信電力測定部と、
   前記周辺セルからの干渉波の到来方向を推定する干渉波到来方向推定部と、
   前記干渉波の到来方向と所望エリア化方向とに基づいて、前記受信電力に重みを付け、重み付き受信電力の和に基づいて前記対象セルにおける干渉量を決定し、当該干渉量を用いて送信電力を決定する送信電力決定部と
   を備えたことを特徴とする無線基地局装置。
2. 前記送信電力決定部は、前記周辺セル検出部により検出された各周辺セルの送信帯域のうち、前記無線基地局装置の送信帯域と重複する帯域部分毎に、当該帯域部分を含む送信帯域を有する周辺セルについて重み付き受信電力の和を算出し、当該重み付き受信電力の和に基づいて前記対象セルにおける干渉量を決定し、当該干渉量を用いて送信電力を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
3. 前記送信電力決定部は、前記帯域部分毎に算出された重み付き受信電力の和のうちの最大値を、前記対象セルにおける前記干渉量と見なし、当該干渉量を用いて送信電力を決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線基地局装置。
4. 前記送信電力決定部は、前記干渉波の到来方向と所望エリア化方向との間の角度に基づいて、前記受信電力に対する重みを決定する
   ことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の無線基地局装置。
5. 前記周辺セル検出部は、前記周辺セルを検出する際に、周辺セルの帯域の中心が存在し得る測定ポイントの数よりも少ない数の測定ポイントをサーチする
   ことを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の無線基地局装置。
6. 送信電力を決定する機能を備えた無線基地局装置が実行する送信電力決定方法であって、
   前記無線基地局装置が形成できる対象セルに対して干渉となる周辺セルを検出する周辺セル検出ステップと、
   前記周辺セルからの受信電力を測定する受信電力測定ステップと、
   前記周辺セルからの干渉波の到来方向を推定する干渉波到来方向推定ステップと、
   前記干渉波の到来方向と所望エリア化方向とに基づいて、前記受信電力に重みを付け、重み付き受信電力の和に基づいて前記対象セルにおける干渉量を決定し、当該干渉量を用いて送信電力を決定する送信電力決定ステップと
   を備えたことを特徴とする送信電力決定方法。
7. 前記送信電力決定ステップにおいて、前記無線基地局装置は、前記周辺セル検出ステップにより検出された各周辺セルの送信帯域のうち、前記無線基地局装置の送信帯域と重複する帯域部分毎に、当該帯域部分を含む送信帯域を有する周辺セルについて重み付き受信電力の和を算出し、当該重み付き受信電力の和に基づいて前記対象セルにおける干渉量を決定し、当該干渉量を用いて送信電力を決定する
   ことを特徴とする請求項６に記載の送信電力決定方法。
8. 前記送信電力決定ステップにおいて、前記無線基地局装置は、前記帯域部分毎に算出された重み付き受信電力の和のうちの最大値を、前記対象セルにおける前記干渉量と見なし、当該干渉量を用いて送信電力を決定する
   ことを特徴とする請求項７に記載の送信電力決定方法。
9. 前記送信電力決定ステップにおいて、前記無線基地局装置は、前記干渉波の到来方向と所望エリア化方向との間の角度に基づいて、前記受信電力に対する重みを決定する
   ことを特徴とする請求項６ないし８のうちいずれか１項に記載の送信電力決定方法。
10. 前記周辺セル検出ステップにおいて、前記無線基地局装置は、前記周辺セルを検出する際に、周辺セルの帯域の中心が存在し得る測定ポイントの数よりも少ない数の測定ポイントをサーチする
    ことを特徴とする請求項６ないし９のうちいずれか１項に記載の送信電力決定方法。

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