JPWO2018139540A1 - 無線基地局および送受信電力制御方法 - Google Patents

無線基地局および送受信電力制御方法 Download PDF

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Abstract

n個のアンテナおよび電力変更部と、電力制御部と、各アンテナの受信電力に応じて、無線端末局ごとに所定の受信電力に対応する各アンテナ共通の共通電力変更量と、該所定の受信電力に対する各アンテナの受信電力差に対応する個別電力変更量とを管理する電力変更量管理部と、信号送受信前にその宛先無線端末局に応じた共通電力変更量を電力制御部に通知する共通電力通知部と、所定のタイミングで、各無線端末局に応じた個別電力変更量を電力制御部に事前通知する個別電力通知部とを備え、電力制御部は、個別電力変更量を記憶部に記憶しておき、共通電力通知部から通知された宛先無線端末局に応じた共通電力変更量と個別電力変更量を加算して電力変更制御を行う。

Description

本発明は、複数のアンテナを用いて1台以上の無線端末局と同一周波数チャネルを共有して無線通信を行う無線基地局において、各アンテナの送信電力または受信電力を制御してスループットを改善する無線基地局および送受信電力制御方法に関する。
近年、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には、干渉を避けるために、帯域が重ならないようにチャネルを使用する。その場合、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、それぞれ互いに帯域が重ならない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無線基地局や無線端末が増えればさらに低下する。
そのため、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。
このように無線LANでは、標準化規格の進化に伴い通信速度が改善されている。しかしながら、同一周波数チャネルを複数の無線局が共有する場合には、無線局数の増加に伴う通信機会の低下によってスループットが低下することが知られている。これに対して、無線局の送信電力を通信相手の状況に合わせて適応的に制御することで各無線局への干渉電力を抑圧し、結果として各無線局の通信機会を増加させる技術が検討されている(非特許文献1)。送信電力制御法の一例として、送信信号の振幅を可変抵抗器や可変増幅器などの電力調整装置を用いて制御する方法がある。
図7は、無線通信システムの構成例を示す。
図7において、ネットワーク30に接続される無線基地局10−1,10−2は同一の周波数チャネルを用いる構成であり、それぞれ配下の無線端末局20と無線通信を行う。また、無線基地局10−1,10−2はそれぞれ複数のアンテナを備え、1つまたは複数の無線端末局20とMIMO通信を行う構成になっている。さらに、無線基地局10−1,10−2は、宛先の無線端末局に応じて各アンテナの送受信電力を調整する機能も備えている。また、ネットワーク30に接続される外部制御装置40では、無線基地局10−1,10−2の各アンテナにおける受信電力情報を収集し、無線基地局10−1,10−2における周波数チャネルの指定や各アンテナの送受信電力の調整に必要な制御を行う場合もある。
図8は、従来の無線基地局の構成例を示す。
図8において、無線基地局は、n個(nは2以上の整数)のアンテナ11−1〜11−nと、各アンテナで送受信する信号の送信電力および受信電力を変更する電力変更部12−1〜12−nと、各アンテナで送受信する信号の送信処理および受信処理を行う送受信部13−1〜13−nと、無線基地局に接続するネットワークとの間で入出力する信号と各アンテナで送受信する信号との変換処理を行う信号処理制御部14と、各アンテナで送受信する信号の宛先無線端末局に応じた電力変更部12−1〜12−nの電力変更量を含む通知信号を出力する電力通知部15と、通知信号に応じて電力変更部12−1〜12−nの電力変更制御を行う電力制御部16とを備える。
電力通知部15は、送信処理を行う前に、宛先無線端末局に対する各アンテナ対応の送信電力情報を抽出し、電力制御部16に対して各アンテナ対応の送信電力情報を通知する。電力制御部16は、電力通知部15からの通知信号に応じて、各アンテナ11−1〜11−nに対応する電力変更部12−1〜12−nで送信電力を変更する制御を行う。受信信号に対する受信電力の制御についても同様である。これにより、宛先無線端末局に対する最適な送信電力制御が行われるので、他の無線局への干渉電力を同時に抑圧し、無線通信システム全体の通信機会を増加させることが可能となり、スループットの向上が期待される。
Mhatre, Vivek P., Konstantina Papagiannaki, and Francois Baccelli. "Interference mitigation through power control in high density 802.11 WLANs." IEEE INFOCOM 2007-26th IEEE International Conference on Computer Communications. IEEE, 2007.
図8に示す無線基地局の電力変更部12−1〜12−nは、電力制御部16によって、宛先無線端末局に応じてアンテナ11−1〜11−nで送受信する信号の電力を制御する。ここで、各アンテナ対応の電力変更量は、宛先無線端末局に応じて信号処理制御部14の電力通知部15で生成されて電力制御部16に通知される。この各アンテナ対応の電力変更量を通知する通知信号の伝送形態としては、次の2つの方法が考えられる。
通知信号の第1の伝送形態は、図9の(1) に示すように、複数n本の制御線を用いて電力変更部12−1〜12−nを制御する電力変更量E1〜Enを並列に通知する。この場合には、電力通知部15から電力制御部16に対して短時間で電力変更量E1〜Enを通知でき、各アンテナで送受信する信号の電力変更を高速に実現することができる。しかし、複数n本の制御線が必要になるため、回路規模やコストの増加の課題がある。さらに、将来的に無線基地局のアンテナ数が大幅に増加した場合には、この課題を解決する必要がある。
通知信号の第2の伝送形態は、図9の(2) に示すように、1本の制御線を用いて電力変更部12−1〜12−nを制御する電力変更量E1〜Enを直列に通知する。この場合には、制御線の本数を1本にできるが、電力変更量E1〜Enのすべての通知にアンテナ数nに応じた時間がかかる。例えば、無線パケット単位で送信電力制御を行うには、ミリ秒単位以下の制御が必要になり、通知信号の伝送時間の短縮が課題となる。
本発明は、複数のアンテナで送受信する信号の送信電力および受信電力の変更処理を高速に行うとともに、少ない制御線を用いて実現することができる無線基地局および送受信電力制御方法を提供することを目的とする。
第1の発明は、無線基地局と1台以上の無線端末局が同一周波数チャネルを共有する無線通信システムの無線基地局において、n個(nは2以上の整数)のアンテナと、n個のアンテナで送受信する信号の送信電力および受信電力を変更するn個の電力変更部と、n個の電力変更部の電力変更制御を行う電力制御部と、各無線端末局からn個のアンテナに受信される信号の受信電力に応じて、無線端末局ごとに、所定の受信電力に対応する各アンテナ共通の共通電力変更量と、該所定の受信電力に対する各アンテナの受信電力差に対応する個別電力変更量とを管理する電力変更量管理部と、n個のアンテナで信号を送受信する前に、その宛先無線端末局に応じた共通電力変更量を電力制御部に通知する共通電力通知部と、所定のタイミングで、各無線端末局に応じた個別電力変更量を電力制御部に事前通知する個別電力通知部とを備え、電力制御部は、個別電力通知部から事前通知された個別電力変更量を記憶部に記憶しておき、共通電力通知部から通知された宛先無線端末局に応じた共通電力変更量と、該記憶部から宛先無線端末局に応じた個別電力変更量を読み出して加算した電力変更量で、n個の電力変更部の電力変更制御を行う構成である。
第1の発明の無線基地局において、電力変更量管理部は、所定の受信電力として、n個のアンテナのうち任意の1つのアンテナにおける受信電力または複数のアンテナにおける受信電力の平均値を用いる構成としてもよい。
第1の発明の無線基地局において、n個のアンテナで送受信する信号の宛先が複数の無線端末局である場合に、宛先無線端末局を複数の宛先無線端末局の組と読み替え、電力変更量管理部は、所定の受信電力として、n個のアンテナのうち任意の1つのアンテナにおける複数の無線端末局からの受信電力の最小値、または複数のアンテナにおける複数の無線端末局からの受信電力の最小値の平均値を用い、複数の宛先無線端末局の組ごとに共通電力変更量および個別電力変更量を管理する構成としてもよい。
第1の発明の無線基地局において、電力変更量管理部で管理する共通電力変更量および個別電力変更量が外部制御装置から与えられる構成としてもよい。
第1の発明の無線基地局において、n個のアンテナで送受信する信号の電力変更に伴い、無線基地局間で周波数チャネルの再配置を行う構成としてもよい。
第2の発明は、第1の発明の無線基地局の送受信電力制御方法において、電力変更量管理部は、各無線端末局からn個のアンテナに受信される信号の受信電力に応じて、無線端末局ごとに、所定の受信電力に対応する各アンテナ共通の共通電力変更量と、該所定の受信電力に対する各アンテナの受信電力差に対応する個別電力変更量とを管理するステップと、個別電力通知部は、所定のタイミングで、各無線端末局に応じた個別電力変更量を電力制御部に事前通知するステップと、共通電力通知部は、n個のアンテナで信号を送受信する前に、その宛先無線端末局に応じた共通電力変更量を電力制御部に通知するステップと、電力制御部は、個別電力通知部から事前通知された個別電力変更量を記憶部に記憶しておき、共通電力通知部から通知された宛先無線端末局に応じた共通電力変更量と、該記憶部から宛先無線端末局に応じた個別電力変更量を読み出して加算した電力変更量で、n個の電力変更部の電力変更制御を行うステップとを有する。
第2の発明の無線基地局の送受信電力制御方法において、電力変更量管理部は、所定の受信電力として、n個のアンテナのうち任意の1つのアンテナにおける受信電力または複数のアンテナにおける受信電力の平均値を用いるとしてもよい。
第2の発明の無線基地局の送受信電力制御方法において、n個のアンテナで送受信する信号の宛先が複数の無線端末局である場合に、宛先無線端末局を複数の宛先無線端末局の組と読み替え、電力変更量管理部は、所定の受信電力として、n個のアンテナのうち任意の1つのアンテナにおける複数の無線端末局からの受信電力の最小値、または複数のアンテナにおける複数の無線端末局からの受信電力の最小値の平均値を用い、複数の宛先無線端末局の組ごとに共通電力変更量および個別電力変更量を管理するとしてもよい。
本発明は、宛先無線端末局ごとおよびアンテナごとの個別電力変更量を事前設定し、信号の送受信ごとに通知される宛先無線端末局に応じた共通電力変更量と個別電力変更量を加算して電力制御部を制御することにより、少ない制御線を用いて伝送される当該通知信号の情報量を大幅に低減することができる。その結果、アンテナ数が増えても電力変更処理にかかる時間を短縮して信号の送受信開始を早め、高速信号にも対応することが可能になる。
本発明の無線基地局の構成例を示す図である。 本発明における共通電力変更量と個別電力変更量の計算方法を説明する図である。 本発明における宛先無線端末局ごとの電力変更量の算出例を示す図である。 本発明の無線基地局における個別電力変更量の事前設定手順を示すフローチャートである。 本発明の無線基地局における信号送信手順を示すフローチャートである。 MU−MIMOにおける共通電力変更量と個別電力変更量の計算方法を説明する図である。 本発明が想定する無線通信システムの構成例を示す図である。 従来の無線基地局の構成例を示す図である。 通知信号の伝送形態を示す図である。
図1は、本発明の無線基地局の構成例を示す。
図1において、無線基地局はn個(nは2以上の整数)のアンテナ11−1〜11−nを備える。電力変更部12−1〜12−nは、各アンテナで送受信する信号の送信電力および受信電力を変更する。送受信部13−1〜13−nは、各アンテナで送受信する信号の送信処理および受信処理を行う。信号処理制御部101は、無線基地局に接続するネットワークとの間で入出力する信号と各アンテナで送受信する信号との変換処理を行う。電力変更量管理部102は、電力変更部12−1〜12−nに設定する電力変更量として、各アンテナで送受信する信号の宛先無線端末局ごとかつアンテナ共通の共通電力変更量と、宛先無線端末局ごとかつアンテナごとの個別電力変更量に分けて管理する。共通電力通知部103は、信号の送受信処理前に宛先無線端末局に応じた共通電力変更量を電力制御部106に通知する。個別電力通知部104は、信号の送受信処理とは別の所定のタイミングで事前設定する個別電力変更量を電力制御部106に通知する。電力制御部106は、記憶部105に個別電力変更量を記憶し、信号の宛先無線端末局に応じた共通電力変更量と個別電力変更量を合わせて電力変更部12−1〜12−nの電力変更制御を行う。
ここで、宛先無線端末局に応じた共通電力変更量と個別電力変更量について説明する。電力変更部12−1〜12−nに設定する電力変更量は、宛先無線端末局ごとにアンテナ11−1〜11−nの受信電力(RSSI)と所定の閾値(例えば−60dBm )との差分値になり、信号の送受信ごとに変化する。ただし、宛先無線端末局ごとにアンテナ間の受信電力の差分値は、ある一定期間においてほぼ一定と見なすことができる。
本発明では、複数のアンテナの中の1つの基準アンテナの受信電力と所定の閾値との差分値を共通電力変更量とし、基準アンテナの受信電力と他の各アンテナの受信電力の差分値を個別電力変更量とする。よって、各アンテナの受信電力と所定の閾値との差分値は、共通電力変更量とアンテナごとの個別電力変更量の和となり、これが電力変更部12−1〜12−nに設定する電力変更量となる。なお、共通電力変更量の算出に当たっては、基準アンテナの受信電力に代えて、複数のアンテナの各受信電力の平均値と所定の閾値との差分値としてもよい。
図2に示す例では、無線端末局20−1からの信号がアンテナ11−1〜11−nで受信される受信電力を示す。ただし、この受信電力には、各アンテナと電力変更部との間のケーブル長に応じた減衰量などが含まれるものとする。まず、各アンテナの中の1つの基準アンテナとしてここではアンテナ11−1を選択し、その受信電力:−50dBm と、閾値:−60dBm との差分値:+10dBを算出し、共通電力通知部103が電力制御部106に通知する共通電力変更量とする。さらに、基準アンテナ11−1の受信電力と他のアンテナ11−2,〜,11−nの受信電力の差分値+10dB,…,−5dBを算出し、個別電力通知部104が記憶部105に記憶する個別電力変更量とする。宛先となる無線端末局ごとの共通電力変更量と個別電力変更量の一例を図3の(1) に示す。
共通電力変更量は信号の送受信ごとに変化するが、個別電力変更量はある一定期間においてほぼ一定なので事前情報として記憶部105に保持することができる。よって、信号の送受信ごとに宛先無線端末局の受信電力に応じた共通電力変更量のみを共通電力通知部103から電力制御部106に通知すれば、電力制御部106では記憶部105に保持されている宛先無線端末局に応じた各アンテナ対応の個別電力変更情報を読み出して加算する。これにより、図3の(2) に示すように、電力変更部12−1〜12−nの電力変更量を生成することができる。なお、ここでは電力変更量のプラスは減衰、マイナスは増幅となる。
このように、宛先無線端末局ごとおよびアンテナごとの個別電力変更量を事前に記憶部105に保持しておき、信号の送受信ごとに宛先無線端末局に応じた共通電力変更量を電力制御部106に通知すればよいので、当該通知信号の情報量を大幅に低減することができる。その結果、アンテナ数が増えても電力変更処理にかかる時間を短縮して信号の送受信開始を早め、高速信号にも対応することが可能になる。
図4は、本発明の無線基地局における個別電力変更量の事前設定手順を示す。
図4において、無線基地局の電力変更量管理部102は、図2に示した計算方法により各アンテナの受信電力を用いて計算し、電力変更部12−1〜12−nに設定する電力変更量として、各アンテナで送受信する信号の宛先無線端末局ごとの共通電力変更量と、宛先無線端末局ごとかつアンテナごとの個別電力変更量に分けて管理する(S11)。個別電力通知部104は、信号の送受信処理とは別の所定のタイミングで事前設定する個別電力変更量を電力制御部106に通知する(S12)。電力制御部106は、通知された個別電力変更量を記憶部105に記憶する(S13)。また、電力変更量管理部102で個別電力変更量が更新された場合には、再度、個別電力通知部104から電力制御部106に通知され、記憶部105に記憶される。
図5は、本発明の無線基地局における信号送信手順を示す。
図5において、無線基地局の信号処理制御部101は、外部のネットワークから宛先無線端末局に送信する信号を入力すると(S21)、当該送信信号の宛先無線端末局を抽出して電力変更量管理部102に通知し、電力変更量管理部102は宛先無線端末局に対応する共通電力変更量を計算して共通電力通知部103に出力する(S22)。共通電力通知部103は、宛先無線端末局に応じた共通電力変更量を電力制御部106に通知する(S23)。電力制御部106は、宛先無線端末局に応じた共通電力変更量と、記憶部105から読み出した宛先無線端末局に応じた個別電力変更量とを加算した電力変更量を算出し、この電力変更量で電力変更部12−1〜12−nの電力変更を制御する(S24)。電力変更部12−1〜12−nの電力変更完了後に信号を送信する(S25)。
本発明の無線基地局の信号受信手順は、信号処理制御部101が信号送信の終了後に、電力変更量管理部102が電力変更部12−1〜12−nの受信用の電力変更量を決定した後は、信号送信手順のステップS22〜S24と同様である。そして、電力変更部12−1〜12−nの電力変更完了後に信号の受信待機となり、受信する手順となる。なお、受信用の共通電力変更量および個別電力変更量は、図3の(1) に示す送信電力制御に用いた宛先無線端末局に対応する共通電力変更量および個別電力変更量を用いることができる。
以上説明した宛先無線端末局ごとの送信電力および受信電力に対する共通電力変更量および個別電力変更量は、1つの無線端末局を宛先とする場合のものであるが、MU−MIMO通信における複数の無線端末局を宛先とする場合には、宛先となる無線端末局が2局、3局、4局、…となる組み合わせごとの共通電力変更量および個別電力変更量が用いられる。
図6は、MU−MIMOにおける共通電力変更量と個別電力変更量の計算方法を示す。 図6の(1) は、2つの無線端末局20−1,20−2の組み合わせにおける共通電力変更量および個別電力変更量の計算例である。無線端末局20−1,20−2からの信号がアンテナ11−1〜11−nでそれぞれ受信される受信電力を示す。ただし、この受信電力には、各アンテナと電力変更部との間のケーブル長に応じた減衰量などが含まれるものとする。まず、各アンテナにおける受信電力の最小値を算出すると、アンテナ11−1については無線端末局20−2からの受信電力である−55dBm となり、以下同様である。次に、各アンテナの中の1つの基準アンテナとしてここではアンテナ11−1を選択し、その最小受信電力:−55dBm と、閾値:−60dBm との差分値:+5dBを算出し、共通電力通知部103が電力制御部106に通知する共通電力変更量とする。さらに、基準アンテナ11−1の最小受信電力と他のアンテナ11−2,〜,11−nの最小受信電力の差分値+5dB,〜,+10dBを算出し、個別電力通知部104が記憶部105に記憶する個別電力変更量とする。以上により、無線基地局20−1,20−2の組み合わせにおける共通電力変更量と個別電力変更量が得られる。
図6の(2) は、3つの無線端末局20−1,20−2,20−3の組み合わせにおける共通電力変更量および個別電力変更量の計算例であるが、図6の(1) に示す2つの無線端末局の場合と同様に計算される。
ところで、ネットワークに接続される外部制御装置(図7の40)において、無線基地局のアンテナ11−1〜11−nでそれぞれ受信される無線端末局ごとの受信電力情報を収集し、電力変更量管理部102で行っていた宛先無線端末局ごと、または宛先無線端末局の組み合わせごとの共通電力変更量および個別電力変更量を計算し、電力変更量管理部102に通知する構成であってもよい。
また、ネットワークに接続される外部制御装置(図7の40)において、各無線基地局(図7の10−1,10−2)が所有する自局と隣接無線基地局との間におけるRSSI情報、各無線基地局で計算された共通電力変更量および個別電力変更量を収集し、これらの情報をもとに外部制御装置が各無線基地局における周波数チャネルを指定する制御を行ってもよい。以下に周波数チャネルの指定手順の一例を示す。
(1) アンテナごとに共通電力変更量と個別電力変更量を加算した電力変更量を算出する。ここで用いる電力情報は、無線端末局ごとの共通電力変更量および個別電力変更量に対して平均値または最小値を用いる。あるいは、特定の無線端末局または特定の無線端末局の組み合わせにおける共通電力変更量および個別電力変更量を用いる。
(2) 算出したアンテナごとの電力変更量の平均値または合計値を算出する。
(3) 収集した自局と隣接無線基地局との間におけるRSSI情報から、(2) で算出した平均値または合計値を減算する。
(4) 減算後のRSSI情報を用いて周波数チャネルの割り当てを再決定する。周波数チャネルの決定方法は、RSSIが最小となる方法、最小スループットを最大化させる方法、その他一般的な周波数チャネル割当方法などから選択する。
(5) 再決定した周波数チャネルを各無線基地局に通知する。
10 無線基地局
11 アンテナ
12 電力変更部
13 送受信部
14 信号処理制御部
15 電力通知部
16 電力制御部
20 無線端末局
30 ネットワーク
40 外部制御装置
101 信号処理制御部
102 電力変更量管理部
103 共通電力通知部
104 個別電力通知部
105 記憶部
106 電力制御部

Claims (8)

  1. 無線基地局と1台以上の無線端末局が同一周波数チャネルを共有する無線通信システムの無線基地局において、
    n個(nは2以上の整数)のアンテナと、
    前記n個のアンテナで送受信する信号の送信電力および受信電力を変更するn個の電力変更部と、
    前記n個の電力変更部の電力変更制御を行う電力制御部と、
    各無線端末局から前記n個のアンテナに受信される信号の受信電力に応じて、無線端末局ごとに、所定の受信電力に対応する各アンテナ共通の共通電力変更量と、該所定の受信電力に対する各アンテナの受信電力差に対応する個別電力変更量とを管理する電力変更量管理部と、
    前記n個のアンテナで信号を送受信する前に、その宛先無線端末局に応じた前記共通電力変更量を前記電力制御部に通知する共通電力通知部と、
    所定のタイミングで、前記各無線端末局に応じた前記個別電力変更量を前記電力制御部に事前通知する個別電力通知部と
    を備え、
    前記電力制御部は、前記個別電力通知部から事前通知された前記個別電力変更量を記憶部に記憶しておき、前記共通電力通知部から通知された前記宛先無線端末局に応じた共通電力変更量と、該記憶部から前記宛先無線端末局に応じた個別電力変更量を読み出して加算した電力変更量で、前記n個の電力変更部の電力変更制御を行う構成である
    ことを特徴とする無線基地局。
  2. 請求項1に記載の無線基地局において、
    前記電力変更量管理部は、前記所定の受信電力として、前記n個のアンテナのうち任意の1つのアンテナにおける受信電力または複数のアンテナにおける受信電力の平均値を用いる構成である
    ことを特徴とする無線基地局。
  3. 請求項1に記載の無線基地局において、
    前記n個のアンテナで送受信する信号の宛先が複数の無線端末局である場合に、前記宛先無線端末局を複数の宛先無線端末局の組と読み替え、
    前記電力変更量管理部は、前記所定の受信電力として、前記n個のアンテナのうち任意の1つのアンテナにおける前記複数の無線端末局からの受信電力の最小値、または複数のアンテナにおける前記複数の無線端末局からの受信電力の最小値の平均値を用い、前記複数の宛先無線端末局の組ごとに前記共通電力変更量および前記個別電力変更量を管理する構成である
    ことを特徴とする無線基地局。
  4. 請求項1に記載の無線基地局において、
    前記電力変更量管理部で管理する前記共通電力変更量および前記個別電力変更量が外部制御装置から与えられる構成である
    ことを特徴とする無線基地局。
  5. 請求項1に記載の無線基地局において、
    前記n個のアンテナで送受信する信号の電力変更に伴い、無線基地局間で周波数チャネルの再配置を行う構成である
    ことを特徴とする無線基地局。
  6. 請求項1に記載の無線基地局の送受信電力制御方法において、
    前記電力変更量管理部は、各無線端末局から前記n個のアンテナに受信される信号の受信電力に応じて、無線端末局ごとに、所定の受信電力に対応する各アンテナ共通の共通電力変更量と、該所定の受信電力に対する各アンテナの受信電力差に対応する個別電力変更量とを管理するステップと、
    前記個別電力通知部は、所定のタイミングで、前記各無線端末局に応じた前記個別電力変更量を前記電力制御部に事前通知するステップと、
    前記共通電力通知部は、前記n個のアンテナで信号を送受信する前に、その宛先無線端末局に応じた前記共通電力変更量を前記電力制御部に通知するステップと、
    前記電力制御部は、前記個別電力通知部から事前通知された前記個別電力変更量を記憶部に記憶しておき、前記共通電力通知部から通知された前記宛先無線端末局に応じた共通電力変更量と、該記憶部から前記宛先無線端末局に応じた個別電力変更量を読み出して加算した電力変更量で、前記n個の電力変更部の電力変更制御を行うステップと
    を有することを特徴とする無線基地局の送受信電力制御方法。
  7. 請求項6に記載の無線基地局の送受信電力制御方法において、
    前記電力変更量管理部は、前記所定の受信電力として、前記n個のアンテナのうち任意の1つのアンテナにおける受信電力または複数のアンテナにおける受信電力の平均値を用いる
    ことを特徴とする無線基地局の送受信電力制御方法。
  8. 請求項6に記載の無線基地局の送受信電力制御方法において、
    前記n個のアンテナで送受信する信号の宛先が複数の無線端末局である場合に、前記宛先無線端末局を複数の宛先無線端末局の組と読み替え、
    前記電力変更量管理部は、前記所定の受信電力として、前記n個のアンテナのうち任意の1つのアンテナにおける前記複数の無線端末局からの受信電力の最小値、または複数のアンテナにおける前記複数の無線端末局からの受信電力の最小値の平均値を用い、前記複数の宛先無線端末局の組ごとに前記共通電力変更量および前記個別電力変更量を管理する ことを特徴とする無線基地局の送受信電力制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6970716B2 (en) * 2001-02-22 2005-11-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Power control for downlink shared channel in radio access telecommunications network
US7359727B2 (en) 2003-12-16 2008-04-15 Intel Corporation Systems and methods for adjusting transmit power in wireless local area networks
US7120468B1 (en) 2005-04-15 2006-10-10 Texas Instruments Incorporated System and method for steering directional antenna for wireless communications
KR100849327B1 (ko) * 2007-02-09 2008-07-29 삼성전자주식회사 주파수 재활용과 공동 전력제어를 채용한분산안테나시스템에서 주파수효율과 공평성 증대를 위한조합적 스케줄링 방법 및 장치
EP2154792B1 (en) * 2008-08-13 2017-01-18 Alcatel Lucent Method for reducing interference in the downlink direction of a cellular radio communication network and corresponding base station
US8583160B2 (en) * 2009-05-04 2013-11-12 Qualcomm Incorporated Uplink power control for wireless communication
US8107965B2 (en) * 2009-05-14 2012-01-31 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Distributed computation of precoding weights for coordinated multipoint transmission on the downlink
US20110223958A1 (en) 2010-03-10 2011-09-15 Fujitsu Limited System and Method for Implementing Power Distribution
US9179427B2 (en) * 2010-05-07 2015-11-03 Qualcomm Incorporated Transmission power dependent imbalance compensation for multi-antenna systems
JP5822506B2 (ja) * 2011-04-04 2015-11-24 株式会社日立製作所 送信電力制御を行う無線通信装置、無線通信方法
JP2013034115A (ja) * 2011-08-02 2013-02-14 Sharp Corp 基地局、端末、通信システムおよび通信方法
JP2013207422A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Kyocera Corp 基地局および通信方法
US9300376B2 (en) * 2013-07-05 2016-03-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Transmitting apparatus, receiving apparatus, and control methods thereof
US9775123B2 (en) * 2014-03-28 2017-09-26 Corning Optical Communications Wireless Ltd. Individualized gain control of uplink paths in remote units in a distributed antenna system (DAS) based on individual remote unit contribution to combined uplink power
EP3267741B1 (en) * 2015-03-06 2023-05-17 Sony Group Corporation Communication apparatus, communication method, and program

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