JPWO2005125249A1 - 自律的セル形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
新たに設置された基地局は、周辺基地局のパイロットチャネルの受信レベル値と報知信号で通知された送信電力値から、周辺のセル配置情報(周辺基地局までの距離および周辺セルの大きさ)を計算する。そして、周辺セルの配置情報に基づいて、自局のセルエリアを周辺セルエリアの境界まで達するように送信電力値を決定し、セルを形成する。
2002年電子情報通信学会総合大会B−5−70「基地局配置状況に基づいた自律セル形成法の提案」
しかしながら、前述した文献に記載された自律的セル形成方法においては、受信感度が劣悪で周辺基地局からの電波を受信できない場合、適切なセル配置ができない、という問題点があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電波上の情報を使用せずに収集したセル形成用の情報に基づいて自律的セル形成を行う自律的セル形成方法を得ることを目的とする。
この発明によれば、周辺に設置されている無線基地局のセル設定情報を、電波上の情報を使用せずにオンデマンドで自律的に収集し、自局の送信電力、周波数を自律的に決定する。
実施の形態1.
第1図は、本発明にかかる自律的セル形成方法を実現するためのネットワーク構成を示す図である。このネットワークは、無線基地局1,2,3と、ルータ機能を持つルータ装置4と、各無線基地局のIPアドレスを管理するセンター装置5と、ネットワークの保守者が持つ保守装置6から構成されている。また、1a,2a,3aは、それぞれ無線基地局1,2,3のセル領域を表し、さらに、1b,1c,1d,1e,1f,1gは、セル領域1aを6分割したセクタ領域を表す。また、無線基地局1は、指向性を有するアンテナを持ち、それぞれのセクタ1b〜1gに電波を調整可能とする。なお、無線基地局2、3についても同様に指向性アンテナを持つこととしてもよい。
つづいて、本発明にかかる自律的セル形成方法を図面にしたがって詳細に説明する。第2図は、実施の形態1の自律的セル形成方法を示すフローチャートである。ここでは、上記無線基地局2,3が設置済みで、ルータ装置4経由でセンター装置5と接続されており、セル2a,セル3aが形成済みであることを前提とし、この状態で、新規の無線基地局1を設置し、セル1aを形成する場合について説明する。以下、本発明にかかる自律的セル形成方法においでは、各無線基地局がルータ装置4経由で各無線基地局およびセンター装置5と通信を行う。
まず、無線基地局1では、任意の場所に設置された後(第1図、ステップS1)、自局設置場所の緯度,経度等の位置情報を、GPS等の位置を特定できる手段を用いて収集する(ステップS2)。なお、この位置情報は、GPS等を使用せず、設置者が無線基地局に直接設定してもかまわない。
つぎに、無線基地局1では、収集した自局設置場所の位置情報をのせて自局のIPアドレスをセンター装置5に要求する(ステップS3)。このとき、無線基地局1には、センター装置5のIPアドレスが予め設定されていてもよいし、Bootpなどのプロトコルを使用してIPアドレスの自動取得を行ってもよい。
IPアドレス要求を受けたセンター装置5では、無線基地局1の位置情報に基づいて無線基地局1用のIPアドレスの割り当て処理を行う(ステップS4)。
ここで、第3図、第4図、第5図に基づいてセンター装置5におけるIPアドレスの割り当て方法について説明する。第3図は、位置情報とIPアドレスの関連を示す図であり、ある地域を緯度,経度により区切ったエリアA,エリアB,エリアC,エリアDを示している。本実施の形態では、一例として、新規設置の無線基地局1がエリアAに設定された場合を示す。また、第4図および第5図は、IPアドレスの構成例を示す図である。一例として、Ipv6のアドレス体系を使用する。Ipv6では、128ビットの情報を8ビットずつに分割し、16個の整数(図中のA〜P)として表記することができる(第4図参照)。また、本実施の形態では、さらに、IPアドレスの16個の整数いずれかでエリアを特定する情報と、当該エリア内の無線基地局の通番を示す情報と、を表記する。一例として、下位16ビットで示される2つの情報を、エリア情報,基地局通番とする(第5図参照)。なお、エリア情報値としては、当該エリア内に設置される無線基地局に対して同じ値が割り当てられるものとする。
センター装置5では、無線基地局1からIPアドレス要求と一緒に送られてきた位置情報の緯度,経度に基づいて、無線基地局1が第3図に示されるどのエリアに設置されたのかを判断する。判断の結果、無線基地局1の設置場所が、たとえば、エリアAと判断された場合は、エリアAを特定するアドレス情報を、第5図に示すエリア情報に設定する。また、センター装置5では、エリアAに設定済みの基地局数から基地局通番を更新し、無線基地局1用の基地局通番を第5図の基地局通番に設定し、無線基地局1用のIPアドレスとして割り当てる。そして、センター装置5では、そのIPアドレスを無線基地局1に対して送信し、無線基地局1では、受け取ったIPアドレスを自局に登録する。
つぎに、無線基地局1では、自局の周辺に設置されている無線基地局(周辺基地局)のIPアドレスを検出する(ステップS5)。ここで、周辺基地局のIPアドレスの検出方法を具体的に説明する。同一のエリア内に設置された周辺基地局のIPアドレスに設定されるエリア情報は共通であるため、自局に割り当てられたIPアドレスの基地局通番を変えたものが、周辺基地局のIPアドレスとなる。そのため、無線基地局1では、センター装置5から割り当てられたIPアドレスの基地局通番、たとえば、0〜255のいずれかの値、が割り当てられたIPアドレスを周辺基地局のIPアドレスとみなす。本実施の形態では、基地局通番を8ビットとし、8ビットで表現できる最大値として決定している。
つぎに、無線基地局1では、検出した周辺基地局のアドレス宛てにセル設定情報を要求する(ステップS6)。セル設定情報は、位置情報,送信電力情報,無線周波数情報を含む。そして、要求を行った後、無線基地局1は、タイマーを起動し、周辺基地局からの情報の応答待ちとなる。
つぎに、セル設定情報を要求された無線基地局2、3では、自局のセル設定情報を無線基地局1に対して返信する(ステップ37)。
最後に、無線基地局1では、タイマー起動中に、周辺基地局からのセル設定情報を受信し、タイムアウト後、周辺基地局のセル設定情報に基づいて自局のセル設定情報を決定する(ステップS8)。第6図は、新規設置の無線基地局1が自局のセル設定情報を決定する処理を示すフローチャートである。ここで、第6図のフローチャートにしたがってセル設定情報の決定処理を具体的に説明する。
まず、無線基地局1では、セル設定情報を決定する上で自局からどれくらい離れた無線基地局を参照するかを決める判定範囲(自基地局からの距離)を、自局から読み出す(ステップS11)。この判定範囲を示す情報は、無線基地局設置前に、予め設置者により設定されていてもよいし、IPアドレス要求時にセンター装置5からもらうこととしてもよい。
つぎに、無線基地局1では、周辺基地局のセル設定情報から、判定範囲に含まれる無線基地局のセル設定情報をピックアップする(ステップS12)。そして、ピックアップされたセル設定情報の位置情報および送信電力情報により、自局の電波到達範囲が周辺基地局の電波到達範囲に接するように自局の送信電力値を決定する(ステップS13)。具体的には、無線基地局1は、周辺基地局の位置情報に基づいて、セクタ1bの送信電力値については無線基地局2の送信電力情報を参照して決定し、セクタ1gの送信電力値については無線基地局3の送信電力情報を参照して決定する。その他のセクタ1c,1d,1e,1fについては、周辺基地局がないことから、無線基地局1が送信できる最大の送信電力値が設定される。
最後に、無線基地局1では、ピックアップされた周辺のセル設定情報の周波数情報に基づいて自局の周波数情報を決定する(ステップS14)。なお、無線基地局1が採用する無線通信方式により、周波数の決定方法は異なる。たとえば、PHSのように周辺基地局と同一の周波数を使用できないシステムの場合には、周辺のセル設定情報の周波数情報と異なる周波数に決定する。また、W−CDMAのように周辺基地局と同一の周波数を使用できるシステムの場合には、自局の周波数は任意の周波数を選択する。
以上のように、本実施の形態においては、周辺に設置されている無線基地局のセル設定情報を、電波上の情報を使用せずにオンデマンドで自律的に収集することとした。これにより、電波の状況にかかわらず、自局の送信電力、周波数を自律的に決定することができる。
実施の形態2.
第7図は、実施の形態2の自律的セル形成方法を示すフローチャートである。なお、本実施の形態の自律的セル形成方法を実現するためのネットワーク構成は、前述した実施の形態1の第1図と同様である。ここでは、前述した実施の形態1と異なる処理についてのみ説明する。
まず、既に設置されている無線基地局2,3は、自局のセル設定情報をセンター装置5に通知する(ステップS21)。センター装置5では、通知されたセル設定情報を自装置に登録する(ステップS22)。
その後、新規に無線基地局1が設置された場合、無線基地局1は、前述した実施の形態1と同様の処理で、受け取った自局のIPアドレスを登録する(ステップS1〜S4)。
つぎに、無線基地局1では、自局の判定範囲(実施の形態1と同様)をセンター装置5に対して通知し、周辺基地局のセル設定情報を要求する(ステップS23)。センター装置5では、要求受信後に、無線基地局1の位置情報と判定範囲に基づいて、無線基地局1の周辺基地局のセル設定情報を返信する(ステップS24)。
最後に、無線基地局1では、収集したセル設定情報に基づいて、前述した実施形態1と同様の処理で、自局のセル設定情報を決定する(ステップS8)。
以上のように、本実施の形態においては、周辺に設置されている無線基地局のセル設定情報をセンター装置から一括して収集することとした。これにより、電波の状況にかかわらず、自局の送信電力情報、周波数情報を自律的に決定することができる。
実施の形態3.
第8図は、実施の形態3の自律的セル形成方法を示すフローチャートであり、たとえば、前述した実施の形態1または2の処理で無線基地局1が自局のセル設定情報を決定した後の処理について記載する。なお、本実施の形態の自律的セル形成方法を実現するためのネットワーク構成は、前述した実施の形態1の第1図と同様である。ここでは、前述した実施の形態1または2と異なる処理についてのみ説明する。
たとえば、既に設置済みの無線基地局2または3が何らかの要因で自局の送信電力、周波数を変更する必要が生じた場合(ステップS31)、その無線基地局では、変更後の自局のセル設定情報を周辺の無線基地局1またはセンター装置5に対して通知する(ステップS32)。
セル設定情報を通知されたセンター装置5では、その情報を自局に登録する(ステップS22)。また、周辺の無線基地局1では、新たなセル設定情報に基づいて自局のセル設定情報を更新する(ステップS8)。
以上のように、本実施の形態においては、無線基地局運用中、すなわち、システムを構成する無線基地局のセル設定処理が決定していること、を前提とし、たとえば、特定の無線基地局が送信電力、周波数を変更する場合、その無線基地局が、周辺基地局に対してセル設定情報を通知することとした。これにより、セル設定情報を通知された周辺基地局が、送信電力情報、周波数情報を自律的に更新できる。
実施の形態4.
以上の実施の形態では、無線基地局設置時および運用時に収集したセル設定情報に基づく自律的セル形成方法について記載したが、実施の形態4では、無線基地局を階層的に設置する場合の自律的セル形成方法について記載する。
第9図は、本発明にかかる自律的セル形成方法を実現するためのネットワーク構成を示す図であり、無線基地局11〜16を備えている。また、11a〜14aは無線基地局11〜14が構成するセル領域を示している。また、15aは無線基地局15が構成するセル領域を示し、セル領域11a,12aにオーバーラップするような階層構成になっている。同様に、16aは無線基地局16が構成するセル領域を示し、セル領域13a,14aにオーバーラップするような階層構成になっている。
つづいて、本発明にかかる自律的セル形成方法を図面にしたがって詳細に説明する。第10図は、実施の形態4の自律的セル形成方法を示すフローチャートである。ここでは、上記無線基地局11〜14,16が設置済みであることを前提とし、この状態で、新規の無線基地局15を設置し、セル15aを形成する場合について説明する。ここでは、前述した各実施の形態と異なる処理についてのみ説明する。
まず、新規に設置される無線基地局15では、前述した実施の形態1と同様の処理で自局の位置情報を収集する(ステップS1,2)。
つぎに、無線基地局15では、自局の位置情報をのせ、さらにどの階層に位置するのかを指定して、センター装置5(図示せず)に対してIPアドレスを要求する(ステップS41)。この階層は、たとえば、第9図に示すように、無線基地局11〜14は階層#1、無線基地局15、16は階層#2というように、セル領域の階層番号を示す。階層番号は、無線基地局15の設置時に設置者が無線基地局15の内部のメモリに設定するものとする。
IPアドレスの要求を受けたセンター装置5では、無線基地局15の位置情報に基づいてエリア情報、基地局通番を設定し、さらに、上記階層番号に基づいて、第11図に示すように階層番号情報を設定することにより、IPアドレスの割り当て処理を行う(ステップS42)。第11図は、IPアドレスの構成例を示す図であり、一例として、エリア情報、階層番号、基地局通番を示している。
つぎに、IPアドレスを割り当てられた無線基地局15では、そのIPアドレスから周辺基地局のIPアドレスを検出する(ステップS43)。ただし、周辺基地局の選定条件としては、エリア情報と階層番号を共通とし、基地局通番が異なったIPアドレスを周辺基地局の対象とする。第9図においては、無線基地局15の周辺基地局は無線基地局16となる。
以降、無線基地局15では、前述した実施の形態1と同様の処理で、セル設定情報を要求し、その後、自局のセル設定情報を決定する(ステップS6〜S8)。なお、本実施の形態においては、実施の形態2と同様の処理で、周辺基地局のセル設定情報をセンター装置5から収集することとしてもよい。
以上のように、本実施の形態においては、周辺に設置されている無線基地局の中から、同じ階層に位置付けられた無線基地局のセル設定情報を収集することとした。これにより、自局の送信電力、周波数を自律的に決定でき、さらに、任意の階層数のセルを形成することができる。
実施の形態5.
実施の形態5では、前述までの各実施の形態で決定されたセル設定情報を、保守者の持つ保守装置に対してグラフィカルに表示する処理について説明する。なお、本実施の形態のネットワーク構成は、前述した実施の形態1の第1図または実施の形態4の第9図(ルータ装置4、センター装置5、保守装置6については第1図と同様に配置される)と同様である。ここでは、前述した実施の形態1または2と異なる処理についてのみ説明する。
第12図は、上記セル設定情報を保守装置に対してグラフィカルに表示する処理を示すフローチャートである。
まず、保守装置6では、セルの配置状況を知りたいエリアの位置情報を設定する(ステップS51)。そして、位置情報が設定された保守装置6では、前述のステップS3〜S7の処理を行い、上記エリアの周辺基地局のセル設定情報を収集する(ステップS3〜S7)。
最後に、保守装置6では、収集したセル設定情報に基づいて、たとえば、各無線基地局の位置を中心とし、送信電力情報に基づいて電波到達範囲を半径とした円(第1図,第9図参照)を、設定されたエリア周辺のセルの設置状態として画面上に表示する(ステップS52)。
このように、本実施の形態においては、任意のエリアで自律的に各無線基地局が形成したセルの配置状況を、容易に認識することができる。
Claims (7)
- 無線基地局が無線周波数および送信電力を自律的に決定するための自律的セル形成方法において、
新規に設置される無線基地局が、電波情報を使用せずに、設置場所周辺の基地局(周辺基地局)の、位置情報と送信電力情報と無線周波数情報とを含むセル設定情報を、オンデマンドで収集するセル設定情報収集ステップと、
前記周辺基地局のセル設定情報に基づいて、自局の無線周波数および送信電力を決定するセル設定情報決定ステップと、
を含むことを特徴とする自律的セル形成方法。 - 前記セル設定情報収集ステップは、
前記新規に設置される無線基地局が、自局設置場所の位置情報を生成する位置情報生成ステップと、
ネットワークを構成する各無線基地局のアドレスを管理するセンター装置に対して、前記位置情報を通知するとともに自局のアドレスを要求するアドレス要求ステップと、
前記センター装置により割り当てられる、設置場所を特定するためのエリア情報と、当該エリア内の無線基地局の通番を示す基地局通番情報と、を含むアドレスを登録するアドレス登録ステップと、
前記割り当てられたアドレスの基地局通番情報に基づいて周辺基地局のアドレスを検出するアドレス検出ステップと、
を含み、
前記検出されたアドレスが割り当てられた周辺基地局のセル設定情報を、ルータ装置経由で、各周辺基地局から直接収集することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の自律的セル形成方法。 - 前記セル設定情報決定ステップは、
前記周辺基地局のセル設定情報に含まれた位置情報および送信電力情報に基づいて、自局の電波到達範囲が周辺基地局の電波到達範囲に接するように自局の送信電力を決定する送信電力決定ステップと、
前記周辺基地局のセル設定情報に含まれた無線周波数情報に基づいて、自局の無線周波数を決定する周波数決定ステップと、
を含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の自律的セル形成方法。 - 前記セル設定情報収集ステップは、
前記新規に設置される無線基地局が、自局設置場所の位置情報を生成する位置情報生成ステップと、
ネットワークを構成する各無線基地局のアドレスを管理するセンター装置に対して、前記位置情報を通知するとともに自局のアドレスを要求するアドレス要求ステップと、
前記センター装置により割り当てられる、設置場所を特定するためのエリア情報と、当該エリア内の無線基地局の通番を示す基地局通番情報と、を含むアドレスを登録するアドレス登録ステップと、
前記割り当てられたアドレスの基地局通番情報に基づいて周辺基地局のアドレスを検出するアドレス検出ステップと、
を含み、
前記検出されたアドレスが割り当てられた周辺基地局のセル設定情報を、ルータ装置経由で、前記センター装置から収集することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の自律的セル形成方法。 - さらに、既に設置済みの無線基地局は、周辺基地局が送信電力および無線周波数を変更した場合、変更後の新たなセル設定情報に基づいて自局のセル設定情報を更新することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の自律的セル形成方法。
- ネットワークを構成する各無線基地局を階層的に設置する場合、
前記セル設定情報収集ステップは、
前記新規に設置される無線基地局が、自局設置場所の位置情報を生成する位置情報生成ステップと、
ネットワークを構成する各無線基地局のアドレスを管理するセンター装置に対して、前記位置情報および自局の階層を通知するとともに自局のアドレスを要求するアドレス要求ステップと、
前記センター装置により割り当てられる、設置場所を特定するためのエリア情報と、当該エリア内の無線基地局の通番を示す基地局通番情報と、前記階層を識別するための階層情報と、を含むアドレスを登録するアドレス登録ステップと、
前記割り当てられたアドレスの基地局通番情報に基づいて、前記エリア情報および前記階層情報を共通とする周辺基地局のアドレスを検出するアドレス検出ステップと、
を含み、
前記検出されたアドレスが割り当てられた周辺基地局のセル設定情報を、ルータ装置経由で収集することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の自律的セル形成方法。 - ネットワークを管理する保守装置が、電波情報を使用せずに、特定エリアの周辺基地局のセル設定情報をオンデマンドで収集し、前記特定エリア周辺のセルの設置状態を画面上に表示することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の自律的セル形成方法。
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