JP6532817B2 - 干渉電力測定方法および干渉電力測定装置 - Google Patents

干渉電力測定方法および干渉電力測定装置 Download PDF

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Description

本発明は、アンテナ指向性パタンを選択して通信する基地局において、アンテナ指向性パタンごとに基地局間の干渉電力を測定する干渉電力測定方法および干渉電力測定装置に関する。
近年、ノートパソコンやスマートフォン等の持ち運び可能で高性能な無線端末の普及により企業や公共スペースだけではなく、一般家庭でもIEEE802.11標準規格の無線LANが広く使われるようになっている。IEEE802.11標準規格の無線LANには、 2.4GHz帯を用いるIEEE802.11b/g/n 規格の無線LANと、5GHz帯を用いるIEEE802.11a/n/ac規格の無線LANがある。
IEEE802.11b規格やIEEE802.11g規格の無線LANでは、2400MHzから2483.5MHz間に5MHz間隔で13チャネルが用意されている。ただし、同一場所で複数のチャネルを使用する際は、干渉を避けるためスペクトルが重ならないようにチャネルを使用すると最大で3チャネル、場合によっては4チャネルまで同時に使用できる。
IEEE802.11a規格の無線LANでは、日本の場合は、5170MHzから5330MHz間と、5490MHzから5710MHz間で、それぞれ互いに重ならない8チャネルおよび11チャネルの合計19チャネルが規定されている。なお、IEEE802.11a規格では、チャネル当たりの帯域幅が20MHzに固定されている。
無線LANの最大伝送速度は、IEEE802.11b規格の場合は11Mbps であり、IEEE802.11a規格やIEEE802.11g規格の場合は54Mbps である。ただし、ここでの伝送速度は物理レイヤ上での伝送速度である。実際にはMAC(Medium Access Control )レイヤでの伝送効率が50〜70%程度であるため、実際のスループットの上限値はIEEE802.11b規格では5Mbps 程度、IEEE802.11a規格やIEEE802.11g規格では30Mbps 程度である。また、伝送速度は、情報を送信しようとする通信局が増えればさらに低下する。
2009年に標準化が完了したIEEE802.11n規格では、これまで20MHzと固定されていたチャネル帯域幅が最大で40MHzに拡大され、また、空間多重送信技術(MIMO:Multiple
input multiple output)技術の導入が決定された。IEEE802.11n規格で規定されているすべての機能を適用して送受信を行うと、物理レイヤでは最大で 600Mbps の通信速度を実現可能である。
さらに、2013年に標準化が完了したIEEE802.11ac規格では、チャネル帯域幅を80MHzや最大で 160MHzまで拡大することや、空間分割多元接続(SDMA:Space Division Multiple Access)を適用したマルチユーザMIMO(MU−MIMO)送信方法の導入が決定している。IEEE802.11ac規格で規定されているすべての機能を適用して送受信を行うと、物理レイヤでは最大で約 6.9Gbps の通信速度を実現可能である。
SDMA方式では、アンテナの指向性(ビーム)を利用し、電波空間を分割することにより同じ周波数帯と同じ時間帯で、基地局と複数の端末局との間の通信を可能にしている。すなわち、基地局は、アダプティブ・アレイ・アンテナ(スマート・アンテナ)を備え、各アンテナに接続された移相器(位相変換器)や減衰器(振幅変換器)の調整により、複数の端末局に対して個別のアンテナ指向性を生成することにより、基地局と複数の端末局が同時に通信が可能になっている。
また、アンテナ指向性制御により、通信セル間の干渉電力を低減し、受信局に対して最も受信電力が高くなるアンテナ指向性を設定して通信を行うことにより、スループットの向上および通信品質の向上を図ることができる(非特許文献1)。
M.Mouhamadou and P. Vaudon, "Smart Antenna Array Patterns Synthesis: Null Steering and Multi-user Beamforming by Phase Control," Progr.Electromagn. Res., Vol.60, pp.95-106, 2006
通信セルが複数存在する環境において、各基地局が通信品質の向上が可能なアンテナ指向性パタンを選択するためには、アンテナ指向性パタンごとに隣接セルへの干渉電力の情報が必要となる。しかし、アンテナ指向性パタンごとの干渉電力を測定するためには、送信側の基地局のアンテナ指向性パタンと受信側の基地局のアンテナ指向性パタンの組合せごとに、基地局間で同期を確立して干渉電力を測定する必要があるが、具体的な方法は検討されていない。
本発明は、複数の基地局間におけるアンテナ指向性パタンごとの干渉電力の情報を効率よく取得することができる干渉電力測定方法および干渉電力測定装置を提供することを目的とする。
第1の発明は、複数の基地局がそれぞれアンテナ指向性パタンを選択し、帰属する端末局と無線通信を行う無線通信システムで、アンテナ指向性パタンごとに基地局間の干渉電力を測定する干渉電力測定方法において、複数の基地局に接続される集中制御局が、複数の基地局に対してアンテナ指向性パタンを設定し、そのアンテナ指向性パタンで干渉電力測定用信号を送信する送信時間および干渉電力を測定する測定時間を設定するトリガ信号を送信するステップ1と、複数の基地局のうち干渉電力測定用信号を送信する基地局は、自局宛のトリガ信号で設定される送信アンテナ指向性パタンを設定し、送信時間中に干渉電力測定用信号を送信するステップ2と、複数の基地局のうち干渉電力測定用信号を受信する基地局は、自局宛のトリガ信号で設定される受信アンテナ指向性パタンを設定し、測定時間中に干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し、その干渉電力の情報を集中制御局に送信するステップ3とを有する。
第2の発明は、第1の発明の干渉電力測定方法において、ステップ1で、トリガ信号により送信時間中に干渉電力測定用信号を複数回送信する設定とし、ステップ2で、干渉電力測定用信号を送信する基地局は、送信時間中に干渉電力測定用信号を複数回送信し、ステップ3で、干渉電力測定用信号を受信する基地局は、測定時間中に干渉電力測定用信号を受信して測定した干渉電力の平均値をとり、その干渉電力の平均値を集中制御局に送信する。
第3の発明は、第2の発明の干渉電力測定方法において、ステップ1で、トリガ信号により干渉電力測定用信号の測定時間を複数回に分けて設定し、ステップ3で、干渉電力測定用信号を受信する基地局は、測定時間ごとに干渉電力測定用信号を受信して測定した干渉電力の平均値をとる。
第4の発明は、第2の発明の干渉電力測定方法において、ステップ1で、トリガ信号に
より送信時間中に干渉電力測定用信号を送信する送信間隔を基地局ごとに異なる設定とし、ステップ2で、干渉電力測定用信号を送信する基地局は、送信時間中に干渉電力測定用信号を基地局ごとに異なる送信間隔で送信する。
第5の発明は、第2〜第4の発明の干渉電力測定方法において、ステップ1で、トリガ信号により複数の送信アンテナ指向性パタンを切り替える設定とし、送信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力測定用信号を送信する送信時間および干渉電力を測定する測定時間を設定し、ステップ2で、干渉電力測定用信号を送信する基地局は、送信アンテナ指向性パタンを切り替えながら、送信アンテナ指向性パタンごとの送信時間中に干渉電力測定用信号を送信し、ステップ3で、干渉電力測定用信号を受信する基地局は、送信アンテナ指向性パタンごとの測定時間に干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し、送信アンテナ指向性パタンごとの干渉電力の平均値を集中制御局に送信する。
第6の発明は、第2〜第4の発明の干渉電力測定方法において、ステップ1で、トリガ信号により複数の受信アンテナ指向性パタンを切り替える設定とし、受信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力測定用信号の干渉電力を測定する測定時間を設定し、ステップ3で、干渉電力測定用信号を受信する基地局は、受信アンテナ指向性パタンを切り替えながら、受信アンテナ指向性パタンごとの測定時間中に干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し、受信アンテナ指向性パタンごとの干渉電力の平均値を集中制御局に送信する。
第7の発明は、複数の基地局がそれぞれアンテナ指向性パタンを選択し、帰属する端末局と無線通信を行う無線通信システムで、アンテナ指向性パタンごとに基地局間の干渉電力を測定する干渉電力測定装置において、複数の基地局に対してアンテナ指向性パタンを設定し、そのアンテナ指向性パタンで干渉電力測定用信号を送信する送信時間および干渉電力を測定する測定時間を設定するトリガ信号を送信する集中制御局と、複数の基地局のうち、自局宛のトリガ信号で設定される送信アンテナ指向性パタンを設定し、送信時間中に干渉電力測定用信号を送信する第1の基地局と、複数の基地局のうち、自局宛のトリガ信号で設定される受信アンテナ指向性パタンを設定し、測定時間中に干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し、その干渉電力の情報を集中制御局に送信する第2の基地局とを備える。
第8の発明の干渉電力測定装置は、集中制御局は、トリガ信号により送信時間中に干渉電力測定用信号を複数回送信する設定を行い、干渉電力測定用信号を送信する第1の基地局は、送信時間中に干渉電力測定用信号を複数回送信する構成であり、干渉電力測定用信号を受信する第2の基地局は、測定時間中に干渉電力測定用信号を受信して測定した干渉電力の平均値をとり、その干渉電力の平均値を集中制御局に送信する構成である。
第9の発明は、第8の発明の干渉電力測定装置において、集中制御局は、トリガ信号により干渉電力測定用信号の測定時間を複数回に分けて設定し、干渉電力測定用信号を受信する第2の基地局は、測定時間ごとに干渉電力測定用信号を受信して測定した干渉電力の平均値をとる構成である。
第10の発明は、第8の発明の干渉電力測定装置において、集中制御局は、トリガ信号により送信時間中に干渉電力測定用信号を送信する送信間隔を基地局ごとに異なる設定とし、干渉電力測定用信号を送信する第1の基地局は、送信時間中に干渉電力測定用信号を基地局ごとに異なる送信間隔で送信する構成である。
第11の発明は、第8〜第10の発明の干渉電力測定装置において、集中制御局は、トリガ信号により複数の送信アンテナ指向性パタンを切り替える設定とし、送信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力測定用信号を送信する送信時間および干渉電力を測定する測定時間を設定し、干渉電力測定用信号を送信する第1の基地局は、送信アンテナ指向性パタンを切り替えながら、送信アンテナ指向性パタンごとの送信時間中に干渉電力測定用信号を送信する構成であり、干渉電力測定用信号を受信する第2の基地局は、送信アンテナ指向性パタンごとの測定時間に干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し、送信アンテナ指向性パタンごとの干渉電力の平均値を集中制御局に送信する構成である。
第12の発明は、第8〜第10の発明の干渉電力測定装置において、集中制御局は、トリガ信号により複数の受信アンテナ指向性パタンを切り替える設定とし、受信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力測定用信号の干渉電力を測定する測定時間を設定し、干渉電力測定用信号を受信する第2の基地局は、受信アンテナ指向性パタンを切り替えながら、受信アンテナ指向性パタンごとの測定時間中に干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し、受信アンテナ指向性パタンごとの干渉電力の平均値を集中制御局に送信する構成である。
本発明は、集中制御局がトリガ信号を用いて複数の基地局のアンテナ指向性パタンの切り替えの同期制御を行うことにより、複数の基地局間におけるアンテナ指向性パタンごとの干渉電力の情報を効率よく取得することができる。
本発明が適用される無線通信システムの構成例を示す図である。 基地局10および集中制御局20の構成例を示す図である。 本発明の実施例1の干渉電力測定手順例を示すシーケンス図である。 本発明の実施例2の干渉電力測定手順例を示すシーケンス図である。 本発明の実施例3の干渉電力測定手順例を示すシーケンス図である。 本発明の実施例4の干渉電力測定手順例を示すシーケンス図である。 本発明の実施例5の干渉電力測定手順例を示すシーケンス図である。 本発明の実施例6の干渉電力測定手順例を示すシーケンス図である。
図1は、本発明が適用される無線通信システムの構成例を示す。
図1において、無線通信システムは、隣接する無線セルの基地局10−1〜10−N(Nは2以上の整数)がそれぞれ同一周波数を用いて配下の端末局(図1では省略)とデータ通信を行う構成である。ただし、各基地局10−1〜10−Nは互いに干渉を受けるので、他の基地局からの干渉電力の低減が可能なアンテナ指向性パタンを選択して通信品質を向上させる機能を備える。また、各基地局10−1〜10−Nには、ネットワーク100を介して集中制御局20が接続される。各基地局とネットワークの間の接続形態、ネットワークと集中制御局との間の接続形態は、それぞれ有線接続、無線接続のいずれでもよい。
本発明の特徴は、各基地局10−1〜10−Nが集中制御局20のトリガ信号を用いて、送信アンテナ指向性パタンおよび受信アンテナ指向性パタンを切り替えながら干渉電力を測定し、複数の基地局間におけるアンテナ指向性パタンごとの干渉電力を効率よく取得するための構成および処理手順にある。
図2は、基地局10および集中制御局20の構成例を示す。
図2において、基地局10は、アンテナ素子11−1〜11−A、アンテナ制御部12、無線信号処理部13、ネットワーク信号処理部14および情報処理部15により構成される。さらに、情報処理部15は記憶部16を備える。集中制御局20は、ネットワーク信号処理部21、トリガ信号生成部22およびデータベース23により構成される。基地
局10のネットワーク信号処理部14と集中制御局20のネットワーク信号処理部21がネットワーク100を介して接続される。
基地局10の無線信号処理部13は、無線信号をアンテナ制御部12を介してアンテナ素子11−1〜11−Aから送信し、アンテナ素子11−1〜11−Aに受信した無線信号をアンテナ制御部12を介して入力し受信処理する。アンテナ制御部12は、アンテナ素子11−1〜11−Aごとに無線信号の振幅・位相を制御してアンテナ指向性パタンを設定する。
ここで、基地局10および集中制御局20における干渉電力測定のための構成について説明する。
集中制御局20のトリガ信号生成部22は、以下に示す情報を記載したトリガ信号を生成し、ネットワーク信号処理部21からネットワーク100を介して各基地局10に送信する。基地局10のネットワーク信号処理部14は、集中制御局20から送信されたトリガ信号を受信し、自局宛のトリガ信号を復調して情報処理部15に出力する。
干渉電力測定用信号を送信する基地局(以下、10Aとする)に対するトリガ信号には、次の情報が設定される。
(11)送信アンテナ指向性パタンの設定情報
(12)設定する送信アンテナ指向性パタンで干渉電力測定用信号を送信する開始時間と終了時間を含む送信時間情報
基地局10Aの情報処理部15は、上記の(11),(12) の情報に基づき、送信アンテナ指向性パタンの設定および切り替えをアンテナ制御部12に対して行い、干渉電力測定用信号の送信を無線信号処理部13に指示する。
干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する基地局(以下、10Bとする)に対するトリガ信号には、次の情報が設定される。
(21)受信アンテナ指向性パタンの設定情報
(22)干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する開始時間と終了時間を含む測定時間情報
基地局10Bの情報処理部15は、上記の(21),(22) の情報に基づき、受信アンテナ指向性パタンの設定および切り替えをアンテナ制御部12に対して行い、干渉電力測定用信号を受信して測定された干渉電力を通知するように無線信号処理部13に指示する。
以上により、基地局10A,10Bは、トリガ信号により設定された送受信アンテナ指向性パタンと送受信スケジュールにより、情報処理部15の制御によりアンテナ制御部12に設定されるアンテナ指向性パタンで干渉電力測定用信号を送受信し、干渉電力の測定が行われる。
干渉電力を測定する基地局10Bにおいて、受信アンテナ指向性パタンごとに測定された干渉電力は、無線信号処理部13から情報処理部15の記憶部16に蓄積される。情報処理部15は、基地局情報とトリガ信号の情報に応じて取得したアンテナ指向性パタンごとの干渉電力の情報から通知信号を生成し、ネットワーク信号処理部14からネットワーク100を介して集中制御局20に伝送し、集中制御局20のデータベース23に保持される。集中制御局20では、基地局10Aに対して設定した送信アンテナ指向性パタンによる干渉電力測定用信号の送信時間と、基地局10Bに対して設定した受信アンテナ指向性パタンによる干渉電力の測定時間を照合することにより、基地局10Aの送信アンテナ指向性パタンと基地局10Bの受信アンテナ指向性パタンにおける干渉電力を取得するこ
とができる。
このように、各基地局10が集中制御局20から送信されるトリガ信号に基づいて動作することにより、各基地局10におけるアンテナ指向性パタンごとの干渉電力の情報を効率よく収集することができる。以下、アンテナ指向性パタンごとの干渉電力の測定手順を示す各実施例について説明する。
(実施例1)
図3は、本発明の実施例1の干渉電力測定手順例を示す。
図3において、集中制御局と各基地局は、接続確認情報を送受信して接続確認を行う(S1)。なお、接続確認は、集中制御局側から行ってもよいし、基地局側から行ってもよい。ここでは、干渉電力測定用信号を送信する基地局Aと、干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する基地局Bを例に説明するが、その他の基地局があっても同様である。
集中制御局は、干渉電力測定用信号を送信する基地局Aに対して上記の(11),(12) の情報を含むトリガ信号を送信し、干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する基地局Bに対して上記の(21),(22) の情報を含むトリガ信号を送信する(S2−1)。基地局Aは、トリガ信号に記載された送信アンテナ指向性パタンA1 を設定し(S3−1)、指定された開始時間と終了時間の間に干渉電力測定用信号を送信する(S5−1)。
一方、基地局Bは、トリガ信号に記載された受信アンテナ指向性パタンB1 を設定し(S4−1)、指定された開始時間と終了時間の間に干渉電力測定用信号を受信し、干渉電力を測定する(S6−1)。さらに、基地局Bは、受信アンテナ指向性パタンB1 で測定した干渉電力(測定結果通知)を集中制御局に対して送信する(S7−1)。
これにより、集中制御局では、基地局Aの送信アンテナ指向性パタンA1 と基地局Bの受信アンテナ指向性パタンB1 における基地局Bの干渉電力を取得することができる。このステップS2〜S7の処理を繰り返し(#1,#2,…)、トリガ信号で干渉電力を測定する送信アンテナ指向性パタンおよび受信アンテナ指向性パタンを切り替えることにより、各アンテナ指向性パタンの組合せにおける干渉電力情報を取得することができる。
なお、測定対象の各基地局が同じ1つの周波数チャネルを設定することにより、各基地局の様々なアンテナ指向性パタンにおける干渉電力を効率よく測定することができるし、異なる周波数チャネルを用いることによりアンテナの周波数依存性を測定することもできる。
(実施例2)
図4は、本発明の実施例2の干渉電力測定手順例を示す。
実施例1は、1つの送信アンテナ指向性パタンに対して干渉電力測定用信号の送信は1回のみであったが、実施例2では、基地局Aが1つの送信アンテナ指向性パタンに対して干渉電力測定用信号を複数回送信することを特徴とする。さらに、干渉電力測定用信号を受信する基地局Bでは、指定された時間内で干渉電力測定用信号を複数回受信して干渉電力を測定し、その平均化を行うことを特徴とする。
図4において、接続確認(S1)、トリガ信号送信(S2−1)、送信アンテナ指向性パタンA1 の設定(S3−1)、受信アンテナ指向性パタンB1 の設定(S4−1)は、実施例1と同様である。
干渉電力測定用信号を送信する基地局Aに対するトリガ信号には、次の情報が設定され
る。
(11)送信アンテナ指向性パタンの設定情報
(12)設定する送信アンテナ指向性パタンで干渉電力測定用信号を送信する開始時間と終了時間を含む送信時間情報
(13)干渉電力測定用信号の送信回数(図4ではn回)
基地局Aは、指定された開始時間と終了時間の間に干渉電力測定用信号をn回送信する(S5−11〜S5−1n)。ここで、干渉電力測定用信号の送信間隔は均等でもランダムでもよい。詳しくは後述の実施例4において説明する。
干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する基地局Bに対するトリガ信号には、実施例1と同様の次の情報が設定される。
(21)受信アンテナ指向性パタンの設定情報
(22)干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する開始時間と終了時間を含む測定時間情報
基地局Bは、指定された測定時間中に干渉電力測定用信号を最大n回受信し、干渉電力を測定する(S6−1)。すなわち、基地局Bでは、n回送信された干渉電力測定用信号のすべてが受信できなくても、いくつかの干渉電力測定用信号の受信が可能としている。これにより、基地局Bにおいて干渉電力測定用信号を取りこぼしなく受信して干渉電力を測定することができる。さらに、基地局Bは、受信アンテナ指向性パタンB1 で最大n回測定した干渉電力の平均化を行い(S8−1)、その測定結果を集中制御局に対して送信する(S7−1)。これにより、測定する干渉電力の精度を高めることができる。
このステップS2〜S8の処理を繰り返し、実施例1のようにトリガ信号で干渉電力を測定するアンテナ指向性パタンを切り替えることにより、異なるアンテナ指向性パタンにおける干渉電力情報を取得することができる。
(実施例3)
図5は、本発明の実施例3の干渉電力測定手順例を示す。
実施例2は、図4のステップS6−1において、干渉電力測定用信号を受信し、干渉電力を測定する開始時間から終了時間が連続する測定時間であったが、実施例3は、基地局Bにおける測定時間を複数回(図5ではm回)に分ける設定である。そのため、基地局Aがn回送信する干渉電力測定用信号の全部を受信できない場合もあるが、ステップS8−1において複数回受信した干渉電力の平均化を行うことにより大きな支障はない。
干渉電力測定用信号を送信する基地局Aに対するトリガ信号には、実施例2と同様の次の情報が設定される。
(11)送信アンテナ指向性パタンの設定情報
(12)設定する送信アンテナ指向性パタンで干渉電力測定用信号を送信する開始時間と終了時間を含む送信時間情報
(13)干渉電力測定用信号の送信回数(図5ではn回)
干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する基地局Bに対するトリガ信号には、次の情報が設定される。
(21)受信アンテナ指向性パタンの設定情報
(22a) 干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する開始時間と終了時間を複数m回に分けて設定する測定時間情報
基地局Bは、ステップS6−11〜S6−1mに示すように、m回に分けて受信アンテ
ナ指向性パタンB1 における干渉電力が測定され、平均化される。また、各測定時間中に複数の干渉電力測定用信号を受信する場合と、干渉電力測定用信号をまったく受信できない場合が混在しても、全体でn回送信された干渉電力測定用信号のうちいくつかの干渉電力測定用信号を受信できれば、その干渉電力の平均をとって集中制御局に送信することができる。
(実施例4)
図6は、本発明の実施例4の干渉電力測定手順例を示す。
実施例1〜実施例3は、干渉電力測定用信号を送信する基地局Aと、干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する基地局Bが異なる設定であった。実施例4は、1つの基地局が干渉電力測定用信号を送信する動作と、干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する動作を行うことを前提に、基地局Aが複数n回送信する干渉電力測定用信号の送信間隔t1と、基地局Bが複数m回送信する干渉電力測定用信号の送信間隔t2が異なる設定とする。これにより、各基地局は干渉電力測定用信号を送信していない時間に、他の基地局が送信する干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する処理が可能となる。
図6において、接続確認(S1)、トリガ信号送信(S2−1)、送信アンテナ指向性パタンA1 の設定(S3−1)、受信アンテナ指向性パタンB1 の設定(S4−1)は、実施例1〜実施例3と同様である。
基地局Aおよび基地局Bに対するトリガ信号には、次の情報が設定される。
(11)送信アンテナ指向性パタンの設定情報
(12)設定する送信アンテナ指向性パタンで干渉電力測定用信号を送信する開始時間と終了時間を含む送信時間情報
(13)干渉電力測定用信号の送信回数(基地局Aにはn回、基地局Bにはm回)
(14)干渉電力測定用信号の送信間隔(基地局Aにはt1、基地局Bにはt2)
(21)受信アンテナ指向性パタンの設定情報
(22)干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する開始時間と終了時間を含む測定時間情報
基地局Aは、トリガ信号に記載された送信アンテナ指向性パタンA11を設定し(S3−A)、さらに受信アンテナ指向性パタンA12を設定し(S4−A)、指定された開始時間と終了時間の間に干渉電力測定用信号を、送信間隔t1でn回送信する(S5−A1〜S5−An)。基地局Bは、トリガ信号に記載された送信アンテナ指向性パタンB11を設定し(S3−B)、さらに受信アンテナ指向性パタンB12を設定し(S4−B)、指定された開始時間と終了時間の間に干渉電力測定用信号を、送信間隔t2でm回送信する(S5−B1〜S5−Bm)。
基地局Aは、指定された測定時間中に干渉電力測定用信号を最大m回受信し、干渉電力を測定する(S6−A)。基地局Bは、指定された測定時間中に干渉電力測定用信号を最大n回受信し、干渉電力を測定する(S6−B)。
ここで、基地局Aにおける干渉電力測定用信号の送信間隔t1と、基地局Bにおける干渉電力測定用信号の送信間隔t2が異なる設定とすることにより、一方の基地局において、干渉電力測定用信号を送信していない時間に他方の基地局が送信する干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定することができる。さらに、基地局Aは、受信アンテナ指向性パタンA12で最大m回測定した干渉電力の平均化を行い(S8−A)、その測定結果を集中制御局に対して送信する(S7−A)。基地局Bは、受信アンテナ指向性パタンB12で最大n回測定した干渉電力の平均化を行い(S8−B)、その測定結果を集中制御局に対して送信する(S7−B)。
集中制御局は、基地局Aの送信アンテナ指向性パタンA11と基地局Bの受信アンテナ指向性パタンB12の組合せにおける干渉電力と、基地局Bの送信アンテナ指向性パタンB11と基地局Aの受信アンテナ指向性パタンA12の組合せにおける干渉電力を、同じ測定時間中に効率よく取得することができる。
このように、基地局A,B以外の基地局があっても、トリガ信号で設定する(14)干渉電力測定用信号の送信間隔をそれぞれ固有の値とすることにより、干渉電力測定用信号の非送信中に他の基地局が送信する干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定することが可能であり、複数の基地局における干渉電力を効率よく取得することができる。
ここで、基地局Aの干渉電力測定用信号の送信間隔t1と、基地局Bの干渉電力測定用信号の送信間隔t2がランダムであっても、各基地局の送受信タイミングの競合を回避して同様の効果を得ることができる。その場合には、基地局Aに対して送信間隔をt1±αの範囲でランダムに設定するように指示し、基地局Bに対して送信間隔をt2±αの範囲でランダムに設定するように指示すればよい。
また、各基地局における干渉電力測定用信号の測定時間は、実施例3のように複数回に分けて設定してもよい。その場合、基地局A,Bは、それぞれ干渉電力測定用信号の送信時間を避けて干渉電力測定用信号の測定時間が設定される。
(実施例5)
図7は、本発明の実施例5の干渉電力測定手順例を示す。
実施例5は、1つのトリガ信号に対して、干渉電力測定用信号を送信する基地局が複数の送信アンテナ指向性パタンを順次切り替えて設定し、干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する基地局が1つの受信アンテナ指向性パタンで、送信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力を測定することを特徴とする。
図7において、接続確認(S1)、トリガ信号送信(S2−1)は、実施例1と同様である。
干渉電力測定用信号を送信する基地局Aに対するトリガ信号には、次の情報が設定される。
(11a) 複数の送信アンテナ指向性パタンの設定情報
(12a) 送信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力測定用信号を送信する開始時間と終了時間を含む複数の送信時間情報
(13a) 送信アンテナ指向性パタンごとの干渉電力測定用信号の送信回数
基地局Aは、トリガ信号に記載された送信アンテナ指向性パタンA1 〜An を順次設定し(S3−11〜S3−1n)、それぞれ指定された開始時間と終了時間の間に干渉電力測定用信号を複数回(ここでは2回)送信する(S5−11,S5−12,〜,S5−n1,S5−n2)。
干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する基地局Bに対するトリガ信号には、次の情報が設定される。
(21)受信アンテナ指向性パタンの設定情報
(22b) 送信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する開始時間と終了時間を複数の測定時間情報
ここで、基地局Aに設定する情報(12a) の送信アンテナ指向性パタンごとの送信時間と
、基地局Bに設定する情報(22b)の送信アンテナ指向性パタンごとの測定時間が同期するように設定される。基地局Bは、ステップS6−11〜S6−1nに示すように、送信アンテナ指向性パタンA1 〜An ごとに受信アンテナ指向性パタンB1 における干渉電力を測定し、その都度平均化する。すなわち、ステップS6−11の測定時間では、基地局Aの送信アンテナ指向性パタンA1 と基地局Bの受信アンテナ指向性パタンB1 の組合せにおける干渉電力を測定し、平均化する(S8−11)。ステップS6−1n,S8−1nにおいても同様である。
このように、基地局Bでは1つの受信アンテナ指向性パタンB1 において、基地局Aが送信アンテナ指向性パタンA11〜A1nを切り替えるごとに干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定および平均化する。さらに、基地局Bは、送信アンテナ指向性パタンA11〜A1nと1つの受信アンテナ指向性パタンB1 の組合せにおける干渉電力をまとめて集中制御局に送信する(S7−1)。
このステップS2〜S8の処理を繰り返し、トリガ信号で干渉電力を測定する基地局Bの受信アンテナ指向性パタンを切り替えることにより、異なるアンテナ指向性パタンにおける干渉電力情報を取得することができる。
なお、基地局Bにおける各送信アンテナ指向性パタンに対する干渉電力測定用信号の測定時間については、実施例3と同様に複数回に分けて設定してもよい。また、基地局Aにおける各送信アンテナ指向性パタンの干渉電力測定用信号の送信回数および送信間隔については、実施例4と同様に、基地局Bが干渉電力測定用信号を送信する構成と組合せて設定してもよい。
(実施例6)
図8は、本発明の実施例6の干渉電力測定手順例を示す。
実施例6は、1つのトリガ信号に対して、干渉電力測定用信号を送信する基地局が1つの送信アンテナ指向性パタンに設定し、干渉電力測定用信号を受信する基地局が複数の受信アンテナ指向性パタンを順次切り替えて設定し、受信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力を測定することを特徴とする。
図8において、接続確認(S1)、トリガ信号送信(S2−1)、送信アンテナ指向性パタンA1 の設定(S3−1)、受信アンテナ指向性パタンB1 の設定(S4−1)は、実施例1と同様である。
干渉電力測定用信号を送信する基地局Aに対するトリガ信号には、実施例2,3と同様の次の情報が設定される。
(11)送信アンテナ指向性パタンの設定情報
(12)送信アンテナ指向性パタンで干渉電力測定用信号を送信する開始時間と終了時間を含む送信時間情報
(13)干渉電力測定用信号の送信回数(図8ではn回)
基地局Aは、トリガ信号に記載された送信アンテナ指向性パタンA1 を設定し(S3−1)、指定された開始時間と終了時間の間に干渉電力測定用信号を複数回(ここではn回)送信する(S5−11〜S5−1n)。
干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定する基地局Bに対するトリガ信号には、次の情報が設定される。
(21a) 複数の受信アンテナ指向性パタンの設定情報
(22c) 受信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定
する開始時間と終了時間を設定する複数の測定時間情報
基地局Bは、トリガ信号に記載された受信アンテナ指向性パタンB1 〜Bm を順次設定し(S4−11〜S4−1m)、それぞれ指定された開始時間と終了時間の間に干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し(S6−11〜S6−1m)、それぞれ平均化される(S8−11〜S8−1m)。
このように、基地局Bでは受信アンテナ指向性パタンB1〜Bm を切り替えるごとに、基地局Aが送信アンテナ指向性パタンA1 で送信した干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定および平均化する。さらに、基地局Bは、1つの送信アンテナ指向性パタンと受信アンテナ指向性パタンB1〜Bm の組合せにおける干渉電力をまとめて集中制御局に送信する(S7−1)。
このステップS2〜S8の処理を繰り返し、トリガ信号で干渉電力測定用信号を送信する基地局Aの送信アンテナ指向性パタンを切り替えることにより、異なるアンテナ指向性パタンにおける干渉電力情報を取得することができる。
なお、基地局Bにおける各送信アンテナ指向性パタンに対する干渉電力測定用信号の測定時間については、実施例3と同様に複数回に分けて設定してもよい。また、基地局Aにおける干渉電力測定用信号の送信回数および送信間隔については、実施例4と同様に、基地局Bが干渉電力測定用信号を送信する構成と組合せて設定してもよい。
以上説明した実施例1〜実施例6の処理手順は、図2に示す集中制御局20のトリガ信号生成部22で生成されるトリガ信号に基づいて、基地局10の情報処理部15、無線信号処理部13、アンテナ制御部12が図3〜図8に示す処理を実行することにより実現することができる。これらの構成および機能は、専用のハードウェアで実現するだけでなく、各機能部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することにより実現させることができる。また、当該プログラムは記録媒体に記録するだけでなく、ネットワークを通して提供することも可能である。
10 基地局
11 アンテナ素子
12 アンテナ制御部
13 無線信号処理部
14 ネットワーク信号処理部
15 情報処理部
16 記憶部
20 集中制御局
21 ネットワーク信号処理部
22 トリガ信号生成部
23 データベース

Claims (12)

  1. 複数の基地局がそれぞれアンテナ指向性パタンを選択し、帰属する端末局と無線通信を行う無線通信システムで、アンテナ指向性パタンごとに基地局間の干渉電力を測定する干渉電力測定方法において、
    前記複数の基地局に接続される集中制御局が、前記複数の基地局に対してアンテナ指向性パタンを設定し、そのアンテナ指向性パタンで干渉電力測定用信号を送信する送信時間および干渉電力を測定する測定時間を設定するトリガ信号を送信するステップ1と、
    前記複数の基地局のうち前記干渉電力測定用信号を送信する基地局は、自局宛の前記トリガ信号で設定される送信アンテナ指向性パタンを設定し、前記送信時間中に前記干渉電力測定用信号を送信するステップ2と、
    前記複数の基地局のうち前記干渉電力測定用信号を受信する基地局は、自局宛の前記トリガ信号で設定される受信アンテナ指向性パタンを設定し、前記測定時間中に前記干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し、その干渉電力の情報を前記集中制御局に送信するステップ3と
    を有することを特徴とする干渉電力測定方法。
  2. 請求項1に記載の干渉電力測定方法において、
    前記ステップ1で、前記トリガ信号により前記送信時間中に前記干渉電力測定用信号を複数回送信する設定とし、
    前記ステップ2で、前記干渉電力測定用信号を送信する基地局は、前記送信時間中に前記干渉電力測定用信号を複数回送信し、
    前記ステップ3で、前記干渉電力測定用信号を受信する基地局は、前記測定時間中に前記干渉電力測定用信号を受信して測定した干渉電力の平均値をとり、その干渉電力の平均値を前記集中制御局に送信する
    ことを特徴とする干渉電力測定方法。
  3. 請求項2に記載の干渉電力測定方法において、
    前記ステップ1で、前記トリガ信号により前記干渉電力測定用信号の測定時間を複数回に分けて設定し、
    前記ステップ3で、前記干渉電力測定用信号を受信する基地局は、前記測定時間ごとに前記干渉電力測定用信号を受信して測定した干渉電力の平均値をとる
    ことを特徴とする干渉電力測定方法。
  4. 請求項2に記載の干渉電力測定方法において、
    前記ステップ1で、前記トリガ信号により前記送信時間中に前記干渉電力測定用信号を送信する送信間隔を前記基地局ごとに異なる設定とし、
    前記ステップ2で、前記干渉電力測定用信号を送信する基地局は、前記送信時間中に前記干渉電力測定用信号を前記基地局ごとに異なる送信間隔で送信する
    ことを特徴とする干渉電力測定方法。
  5. 請求項2〜請求項4のいずれかに記載の干渉電力測定方法において、
    前記ステップ1で、前記トリガ信号により複数の前記送信アンテナ指向性パタンを切り替える設定とし、前記送信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力測定用信号を送信する送信時間および干渉電力を測定する測定時間を設定し、
    前記ステップ2で、前記干渉電力測定用信号を送信する基地局は、前記送信アンテナ指向性パタンを切り替えながら、送信アンテナ指向性パタンごとの送信時間中に前記干渉電力測定用信号を送信し、
    前記ステップ3で、前記干渉電力測定用信号を受信する基地局は、前記送信アンテナ指向性パタンごとの測定時間に前記干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し、前記送信アンテナ指向性パタンごとの干渉電力の平均値を前記集中制御局に送信する
    ことを特徴とする干渉電力測定方法。
  6. 請求項2〜請求項4のいずれかに記載の干渉電力測定方法において、
    前記ステップ1で、前記トリガ信号により複数の前記受信アンテナ指向性パタンを切り替える設定とし、受信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力測定用信号の干渉電力を測定する測定時間を設定し、
    前記ステップ3で、前記干渉電力測定用信号を受信する基地局は、前記受信アンテナ指向性パタンを切り替えながら、前記受信アンテナ指向性パタンごとの測定時間中に前記干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し、前記受信アンテナ指向性パタンごとの干渉電力の平均値を前記集中制御局に送信する
    ことを特徴とする干渉電力測定方法。
  7. 複数の基地局がそれぞれアンテナ指向性パタンを選択し、帰属する端末局と無線通信を行う無線通信システムで、アンテナ指向性パタンごとに基地局間の干渉電力を測定する干渉電力測定装置において、
    前記複数の基地局に対してアンテナ指向性パタンを設定し、そのアンテナ指向性パタンで干渉電力測定用信号を送信する送信時間および干渉電力を測定する測定時間を設定するトリガ信号を送信する集中制御局と、
    前記複数の基地局のうち、自局宛の前記トリガ信号で設定される送信アンテナ指向性パタンを設定し、前記送信時間中に前記干渉電力測定用信号を送信する第1の基地局と、
    前記複数の基地局のうち、自局宛の前記トリガ信号で設定される受信アンテナ指向性パタンを設定し、前記測定時間中に前記干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し、その干渉電力の情報を前記集中制御局に送信する第2の基地局と
    を備えたことを特徴とする干渉電力測定装置。
  8. 請求項7に記載の干渉電力測定装置において、
    前記集中制御局は、前記トリガ信号により前記送信時間中に前記干渉電力測定用信号を複数回送信する設定を行い、
    前記干渉電力測定用信号を送信する前記第1の基地局は、前記送信時間中に前記干渉電力測定用信号を複数回送信する構成であり、
    前記干渉電力測定用信号を受信する前記第2の基地局は、前記測定時間中に前記干渉電力測定用信号を受信して測定した干渉電力の平均値をとり、その干渉電力の平均値を前記集中制御局に送信する構成である
    ことを特徴とする干渉電力測定装置。
  9. 請求項8に記載の干渉電力測定装置において、
    前記集中制御局は、前記トリガ信号により前記干渉電力測定用信号の測定時間を複数回に分けて設定し、
    前記干渉電力測定用信号を受信する前記第2の基地局は、前記測定時間ごとに前記干渉電力測定用信号を受信して測定した干渉電力の平均値をとる構成である
    ことを特徴とする干渉電力測定装置。
  10. 請求項8に記載の干渉電力測定装置において、
    前記集中制御局は、前記トリガ信号により前記送信時間中に前記干渉電力測定用信号を送信する送信間隔を前記基地局ごとに異なる設定とし、
    前記干渉電力測定用信号を送信する前記第1の基地局は、前記送信時間中に前記干渉電力測定用信号を前記基地局ごとに異なる送信間隔で送信する構成である
    ことを特徴とする干渉電力測定装置。
  11. 請求項8〜請求項10のいずれかに記載の干渉電力測定装置において、
    前記集中制御局は、前記トリガ信号により複数の前記送信アンテナ指向性パタンを切り替える設定とし、前記送信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力測定用信号を送信する送信時間および干渉電力を測定する測定時間を設定し、
    前記干渉電力測定用信号を送信する前記第1の基地局は、前記送信アンテナ指向性パタンを切り替えながら、送信アンテナ指向性パタンごとの送信時間中に前記干渉電力測定用信号を送信する構成であり、
    前記干渉電力測定用信号を受信する前記第2の基地局は、前記送信アンテナ指向性パタンごとの測定時間に前記干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し、前記送信アンテナ指向性パタンごとの干渉電力の平均値を前記集中制御局に送信する構成である
    ことを特徴とする干渉電力測定装置。
  12. 請求項8〜請求項10のいずれかに記載の干渉電力測定装置において、
    前記集中制御局は、前記トリガ信号により複数の前記受信アンテナ指向性パタンを切り替える設定とし、受信アンテナ指向性パタンごとに干渉電力測定用信号の干渉電力を測定する測定時間を設定し、
    前記干渉電力測定用信号を受信する前記第2の基地局は、前記受信アンテナ指向性パタンを切り替えながら、前記受信アンテナ指向性パタンごとの測定時間中に前記干渉電力測定用信号を受信して干渉電力を測定し、前記受信アンテナ指向性パタンごとの干渉電力の平均値を前記集中制御局に送信する構成である
    ことを特徴とする干渉電力測定装置。
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