KR20190095400A - 무선 기지국 및 송수신 전력 제어 방법 - Google Patents

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야스시 다카토리
히란타 아베이세케라
마모루 아키모토
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니폰 덴신 덴와 가부시끼가이샤
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Abstract

n개의 안테나 및 전력 변경부; 전력 제어부; 각 안테나의 수신 전력에 따라, 무선 단말국마다 소정의 수신 전력에 대응하는 각 안테나 공통의 공통 전력 변경량과, 이 소정의 수신 전력에 대한 각 안테나의 수신 전력차에 대응하는 개별 전력 변경량을 관리하는 전력 변경량 관리부; 신호 송수신 전에 그 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량을 전력 제어부에 통지하는 공통 전력 통지부; 및 소정의 타이밍에 각 무선 단말국에 따른 개별 전력 변경량을 전력 제어부에 사전 통지하는 개별 전력 통지부;를 구비하고, 전력 제어부는, 개별 전력 변경량을 기억부에 기억해 두고, 공통 전력 통지부로부터 통지된 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량과 개별 전력 변경량을 가산하여 전력 변경 제어를 행한다.

Description

무선 기지국 및 송수신 전력 제어 방법
본 발명은, 복수의 안테나를 이용하여 1대 이상의 무선 단말국과 동일 주파수 채널을 공유하여 무선 통신을 행하는 무선 기지국에 있어서, 각 안테나의 송신 전력 또는 수신 전력을 제어하여 스루풋(throughput)을 개선하는 무선 기지국 및 송수신 전력 제어 방법에 관한 것이다.
최근 스마트폰 등의 휴대 가능하고 고성능인 무선 단말의 보급에 의해, 기업이나 공공 공간뿐만 아니라 일반 가정에서도 IEEE802.11 표준 규격의 무선 LAN이 널리 사용하게 되었다. IEEE802.11 표준 규격의 무선 LAN에는, 2.4GHz대를 이용하는 IEEE802.11b/g/n 규격의 무선 LAN과, 5GHz대를 이용하는 IEEE802.11a/n/ac 규격의 무선 LAN이 있다.
IEEE802.11b 규격이나 IEEE802.11g 규격의 무선 LAN에서는, 2400MHz 내지 2483.5MHz 사이에 5MHz 간격으로 13채널이 마련되어 있다. 단, 동일 장소에서 복수의 채널을 사용할 때에는 간섭을 피하기 위해 대역이 겹치지 않도록 채널을 사용한다. 그 경우, 최대 3채널, 경우에 따라서는 4채널까지 동시에 사용할 수 있다.
IEEE802.11a 규격의 무선 LAN에서는, 일본의 경우는, 5170MHz 내지 5330MHz 사이와 5490MHz 내지 5710MHz 사이에서 각각 서로 대역이 겹치지 않는 8채널 및 11채널의 합계 19채널이 규정되어 있다. 또, IEEE802.11a 규격에서는, 채널당 대역폭이 20MHz로 고정되어 있다.
무선 LAN의 최대 전송 속도는, IEEE802.11b 규격의 경우는 11Mbps이며, IEEE802.11a 규격이나 IEEE802.11g 규격의 경우는 54Mbps이다. 단, 여기서의 전송 속도는 물리 레이어 상에서의 전송 속도이다. 실제로는 MAC(Medium Access Control) 레이어에서의 전송 효율이 50~70% 정도이기 때문에, 실제 스루풋의 상한값은 IEEE802.11b 규격에서는 5Mbps 정도, IEEE802.11a 규격이나 IEEE802.11g 규격에서는 30Mbps 정도이다. 또한, 전송 속도는 정보를 송신하고자 하는 무선 기지국이나 무선 단말이 늘어나면 더욱 저하된다.
그 때문에, 2009년에 표준화가 완료된 IEEE802.11n 규격에서는, 지금까지 20MHz로 고정되어 있던 채널 대역폭이 최대 40MHz로 확대되고, 또한 공간 다중 송신 기술(MIMO: Multiple input multiple output) 기술)의 도입이 결정되었다. IEEE802.11n 규격으로 규정되어 있는 모든 기능을 적용하여 송수신을 행하면, 물리 레이어에서는 최대 600Mbps의 통신 속도를 실현 가능하다.
나아가 2013년에 표준화가 완료된 IEEE802.11ac 규격에서는, 채널 대역폭을 80MHz나 최대 160MHz에 이르기까지 확대하는 것이나, 공간 분할 다원 접속(SDMA: Space Division Multiple Access)을 적용한 멀티유저 MIMO(MU-MIMO) 송신 방법의 도입이 결정되어 있다. IEEE802.11ac 규격으로 규정되어 있는 모든 기능을 적용하여 송수신을 행하면, 물리 레이어에서는 최대 약 6.9Gbps의 통신 속도를 실현 가능하다.
이와 같이 무선 LAN에서는, 표준화 규격의 진화에 따라 통신 속도가 개선되어 있다. 그러나 동일 주파수 채널을 복수의 무선국이 공유하는 경우에는, 무선국 수의 증가에 따른 통신 기회의 저하에 의해 스루풋이 저하되는 것이 알려져 있다. 이에 대해, 무선국의 송신 전력을 통신 상대의 상황에 맞추어 적응적으로 제어함으로써 각 무선국에의 간섭 전력을 억압하고, 결과적으로 각 무선국의 통신 기회를 증가시키는 기술이 검토되어 있다(비특허문헌 1). 송신 전력 제어법의 일 예로서, 송신 신호의 진폭을 가변 저항기나 가변 증폭기 등의 전력 조정 장치를 이용하여 제어하는 방법이 있다.
도 7은 무선 통신 시스템의 구성 예를 나타낸다.
도 7에서, 네트워크(30)에 접속되는 무선 기지국(10-1, 10-2)은 동일한 주파수 채널을 이용하는 구성이며, 각각 지배하의 무선 단말국(20)과 무선 통신을 행한다. 또한, 무선 기지국(10-1, 10-2)은 각각 복수의 안테나를 구비하고, 하나 또는 복수의 무선 단말국(20)과 MIMO 통신을 행하는 구성으로 되어 있다. 나아가 무선 기지국(10-1, 10-2)은, 수신처의 무선 단말국에 따라 각 안테나의 송수신 전력을 조정하는 기능도 구비하고 있다. 또한, 네트워크(30)에 접속되는 외부 제어 장치(40)에서는, 무선 기지국(10-1, 10-2)의 각 안테나에서의 수신 전력 정보를 수집하고, 무선 기지국(10-1, 10-2)에서의 주파수 채널의 지정이나 각 안테나의 송수신 전력의 조정에 필요한 제어를 행하는 경우도 있다.
도 8은 종래의 무선 기지국의 구성 예를 나타낸다.
도 8에서, 무선 기지국은, n개(n은 2 이상의 정수임)의 안테나(11-1~11-n)와, 각 안테나로 송수신하는 신호의 송신 전력 및 수신 전력을 변경하는 전력 변경부(12-1~12-n)와, 각 안테나로 송수신하는 신호의 송신 처리 및 수신 처리를 행하는 송수신부(13-1~13-n)와, 무선 기지국에 접속하는 네트워크와의 사이에서 입출력하는 신호와 각 안테나로 송수신하는 신호의 변환 처리를 행하는 신호 처리 제어부(14)와, 각 안테나로 송수신하는 신호의 수신처 무선 단말국에 따른 전력 변경부(12-1~12-n)의 전력 변경량을 포함한 통지 신호를 출력하는 전력 통지부(15)와, 통지 신호에 따라 전력 변경부(12-1~12-n)의 전력 변경 제어를 행하는 전력 제어부(16)를 구비한다.
전력 통지부(15)는, 송신 처리를 행하기 전에 수신처 무선 단말국에 대한 각 안테나 대응의 송신 전력 정보를 추출하고, 전력 제어부(16)에 대해 각 안테나 대응의 송신 전력 정보를 통지한다. 전력 제어부(16)는, 전력 통지부(15)로부터의 통지 신호에 따라, 각 안테나(11-1~11-n)에 대응하는 전력 변경부(12-1~12-n)에서 송신 전력을 변경하는 제어를 행한다. 수신 신호에 대한 수신 전력의 제어에 대해서도 동일하다. 이에 의해, 수신처 무선 단말국에 대한 최적의 송신 전력 제어가 행해지므로, 다른 무선국에의 간섭 전력을 동시에 억압하고, 무선 통신 시스템 전체의 통신 기회를 증가시키는 것이 가능해져 스루풋의 향상이 기대된다.
비특허문헌 1: 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.
도 8에 도시된 무선 기지국의 전력 변경부(12-1~12-n)는, 전력 제어부(16)에 의해, 수신처 무선 단말국에 따라 안테나(11-1~11-n)로 송수신하는 신호의 전력을 제어한다. 여기서, 각 안테나 대응의 전력 변경량은, 수신처 무선 단말국에 따라 신호 처리 제어부(14)의 전력 통지부(15)에서 생성되어 전력 제어부(16)에 통지된다. 이 각 안테나 대응의 전력 변경량을 통지하는 통지 신호의 전송 형태로서는, 다음 2가지 방법을 생각할 수 있다.
통지 신호의 제1 전송 형태는, 도 9의 (1)에 도시된 바와 같이, 복수(n) 개의 제어선을 이용하여 전력 변경부(12-1~12-n)를 제어하는 전력 변경량(E1~En)을 병렬로 통지한다. 이 경우에는, 전력 통지부(15)로부터 전력 제어부(16)에 대해 단시간에 전력 변경량(E1~En)을 통지할 수 있고, 각 안테나로 송수신하는 신호의 전력 변경을 고속으로 실현할 수 있다. 그러나 복수(n) 개의 제어선이 필요하기 때문에 회로 규모나 비용 증가의 과제가 있다. 나아가 미래에 무선 기지국의 안테나 수가 대폭으로 증가한 경우에는, 이 과제를 해결할 필요가 있다.
통지 신호의 제2 전송 형태는, 도 9의 (2)에 도시된 바와 같이, 하나의 제어선을 이용하여 전력 변경부(12-1~12-n)를 제어하는 전력 변경량(E1~En)을 직렬로 통지한다. 이 경우에는, 제어선의 개수를 하나로 할 수 있지만, 전력 변경량(E1~En)의 모든 통지에 안테나 수(n)에 따른 시간이 걸린다. 예를 들어, 무선 패킷 단위로 송신 전력 제어를 행하는 데는, 밀리초 단위 이하의 제어가 필요하며, 통지 신호의 전송 시간의 단축이 과제가 된다.
본 발명은, 복수의 안테나로 송수신하는 신호의 송신 전력 및 수신 전력의 변경 처리를 고속으로 행함과 아울러, 적은 제어선을 이용하여 실현할 수 있는 무선 기지국 및 송수신 전력 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1 발명은, 무선 기지국과 1대 이상의 무선 단말국이 동일 주파수 채널을 공유하는 무선 통신 시스템의 무선 기지국에 있어서, n개(n은 2 이상의 정수임)의 안테나; n개의 안테나로 송수신하는 신호의 송신 전력 및 수신 전력을 변경하는 n개의 전력 변경부; n개의 전력 변경부의 전력 변경 제어를 행하는 전력 제어부; 각 무선 단말국으로부터 n개의 안테나에 수신되는 신호의 수신 전력에 따라, 무선 단말국마다 소정의 수신 전력에 대응하는 각 안테나 공통의 공통 전력 변경량과, 이 소정의 수신 전력에 대한 각 안테나의 수신 전력차에 대응하는 개별 전력 변경량을 관리하는 전력 변경량 관리부; n개의 안테나로 신호를 송수신하기 전에, 그 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량을 전력 제어부에 통지하는 공통 전력 통지부; 및 소정의 타이밍에 각 무선 단말국에 따른 개별 전력 변경량을 전력 제어부에 사전 통지하는 개별 전력 통지부;를 구비하고, 전력 제어부는, 개별 전력 통지부로부터 사전 통지된 개별 전력 변경량을 기억부에 기억해 두고, 공통 전력 통지부로부터 통지된 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량과, 이 기억부로부터 수신처 무선 단말국에 따른 개별 전력 변경량을 독출하여 가산한 전력 변경량으로, n개의 전력 변경부의 전력 변경 제어를 행하는 구성이다.
제1 발명의 무선 기지국에 있어서, 전력 변경량 관리부는, 소정의 수신 전력으로서, n개의 안테나 중 임의의 하나의 안테나에서의 수신 전력 또는 복수의 안테나에서의 수신 전력의 평균값을 이용하는 구성으로 해도 된다.
제1 발명의 무선 기지국에 있어서, n개의 안테나로 송수신하는 신호의 수신처가 복수의 무선 단말국인 경우에, 수신처 무선 단말국을 복수의 수신처 무선 단말국의 조합으로 바꾸고, 전력 변경량 관리부는, 소정의 수신 전력으로서, n개의 안테나 중 임의의 하나의 안테나에서의 복수의 무선 단말국으로부터의 수신 전력의 최소값, 또는 복수의 안테나에서의 복수의 무선 단말국으로부터의 수신 전력의 최소값의 평균값을 이용하여, 복수의 수신처 무선 단말국의 조합마다 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량을 관리하는 구성으로 해도 된다.
제1 발명의 무선 기지국에 있어서, 전력 변경량 관리부에서 관리하는 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량이 외부 제어 장치로부터 주어지는 구성으로 해도 된다.
제1 발명의 무선 기지국에 있어서, n개의 안테나로 송수신하는 신호의 전력 변경에 따라, 무선 기지국 사이에서 주파수 채널의 재배치를 행하는 구성으로 해도 된다.
제2 발명은, 제1 발명의 무선 기지국의 송수신 전력 제어 방법에 있어서, 전력 변경량 관리부는, 각 무선 단말국으로부터 n개의 안테나에 수신되는 신호의 수신 전력에 따라, 무선 단말국마다 소정의 수신 전력에 대응하는 각 안테나 공통의 공통 전력 변경량과, 이 소정의 수신 전력에 대한 각 안테나의 수신 전력차에 대응하는 개별 전력 변경량을 관리하는 단계; 개별 전력 통지부는, 소정의 타이밍에 각 무선 단말국에 따른 개별 전력 변경량을 전력 제어부에 사전 통지하는 단계; 공통 전력 통지부는, n개의 안테나로 신호를 송수신하기 전에, 그 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량을 전력 제어부에 통지하는 단계; 및 전력 제어부는, 개별 전력 통지부로부터 사전 통지된 개별 전력 변경량을 기억부에 기억해 두고, 공통 전력 통지부로부터 통지된 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량과, 이 기억부로부터 수신처 무선 단말국에 따른 개별 전력 변경량을 독출하여 가산한 전력 변경량으로, n개의 전력 변경부의 전력 변경 제어를 행하는 단계;를 가진다.
제2 발명의 무선 기지국의 송수신 전력 제어 방법에 있어서, 전력 변경량 관리부는, 소정의 수신 전력으로서, n개의 안테나 중 임의의 하나의 안테나에서의 수신 전력 또는 복수의 안테나에서의 수신 전력의 평균값을 이용한다고 해도 된다.
제2 발명의 무선 기지국의 송수신 전력 제어 방법에 있어서, n개의 안테나로 송수신하는 신호의 수신처가 복수의 무선 단말국인 경우에, 수신처 무선 단말국을 복수의 수신처 무선 단말국의 조합으로 바꾸고, 전력 변경량 관리부는, 소정의 수신 전력으로서, n개의 안테나 중 임의의 하나의 안테나에서의 복수의 무선 단말국으로부터의 수신 전력의 최소값, 또는 복수의 안테나에서의 복수의 무선 단말국으로부터의 수신 전력의 최소값의 평균값을 이용하여, 복수의 수신처 무선 단말국의 조합마다 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량을 관리한다고 해도 된다.
본 발명은, 수신처 무선 단말국마다 그리고 안테나마다의 개별 전력 변경량을 사전 설정하고, 신호의 송수신마다 통지되는 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량과 개별 전력 변경량을 가산하여 전력 제어부를 제어함으로써, 적은 제어선을 이용하여 전송되는 이러한 통지 신호의 정보량을 대폭으로 저감할 수 있다. 그 결과, 안테나 수가 늘어나도 전력 변경 처리에 걸리는 시간을 단축하여 신호의 송수신 개시를 앞당기고 고속 신호에도 대응하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 무선 기지국의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에서의 공통 전력 변경량과 개별 전력 변경량의 계산 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명에서의 수신처 무선 단말국마다의 전력 변경량의 산출 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 무선 기지국에서의 개별 전력 변경량의 사전 설정 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 무선 기지국에서의 신호 송신 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 MU-MIMO에서의 공통 전력 변경량과 개별 전력 변경량의 계산 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명이 상정하는 무선 통신 시스템의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 종래의 무선 기지국의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 통지 신호의 전송 형태를 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명의 무선 기지국의 구성 예를 나타낸다.
도 1에서, 무선 기지국은 n개(n은 2 이상의 정수임)의 안테나(11-1~11-n)를 구비한다. 전력 변경부(12-1~12-n)는, 각 안테나로 송수신하는 신호의 송신 전력 및 수신 전력을 변경한다. 송수신부(13-1~13-n)는, 각 안테나로 송수신하는 신호의 송신 처리 및 수신 처리를 행한다. 신호 처리 제어부(101)는 무선 기지국에 접속하는 네트워크와의 사이에서 입출력하는 신호와 각 안테나로 송수신하는 신호의 변환 처리를 행한다. 전력 변경량 관리부(102)는 전력 변경부(12-1~12-n)에 설정하는 전력 변경량으로서, 각 안테나로 송수신하는 신호의 수신처 무선 단말국마다 또한 안테나 공통의 공통 전력 변경량과, 수신처 무선 단말국마다 또한 안테나마다의 개별 전력 변경량으로 나누어 관리한다. 공통 전력 통지부(103)는 신호의 송수신 처리 전에 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량을 전력 제어부(106)에 통지한다. 개별 전력 통지부(104)는 신호의 송수신 처리와는 다른 소정의 타이밍에 사전 설정하는 개별 전력 변경량을 전력 제어부(106)에 통지한다. 전력 제어부(106)는 기억부(105)에 개별 전력 변경량을 기억하고, 신호의 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량과 개별 전력 변경량을 합하여 전력 변경부(12-1~12-n)의 전력 변경 제어를 행한다.
여기서, 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량과 개별 전력 변경량에 대해 설명한다. 전력 변경부(12-1~12-n)에 설정하는 전력 변경량은 수신처 무선 단말국마다 안테나(11-1~11-n)의 수신 전력(RSSI)과 소정의 문턱값(예를 들어 -60dBm)의 차분값이 되고, 신호의 송수신마다 변화한다. 단, 수신처 무선 단말국마다 안테나 사이의 수신 전력의 차분값은, 어떤 일정 기간에서 거의 일정하다고 간주할 수 있다.
본 발명에서는, 복수의 안테나 중 하나의 기준 안테나의 수신 전력과 소정의 문턱값의 차분값을 공통 전력 변경량으로 하고, 기준 안테나의 수신 전력과 다른 각 안테나의 수신 전력의 차분값을 개별 전력 변경량으로 한다. 이에 따라, 각 안테나의 수신 전력과 소정의 문턱값의 차분값은, 공통 전력 변경량과 안테나마다의 개별 전력 변경량의 합이 되고, 이것이 전력 변경부(12-1~12-n)에 설정하는 전력 변경량이 된다. 또, 공통 전력 변경량의 산출에 있어서는, 기준 안테나의 수신 전력 대신에, 복수의 안테나의 각 수신 전력의 평균값과 소정의 문턱값의 차분값으로 해도 된다.
도 2에 도시된 예에서는, 무선 단말국(20-1)으로부터의 신호가 안테나(11-1~11-n)로 수신되는 수신 전력을 나타낸다. 단, 이 수신 전력에는, 각 안테나와 전력 변경부 사이의 케이블 길이에 따른 감쇠량 등이 포함되는 것으로 한다. 우선, 각 안테나 중 하나의 기준 안테나로서 여기서는 안테나(11-1)를 선택하고, 그 수신 전력: -50dBm과 문턱값: -60dBm의 차분값: +10dB를 산출하여, 공통 전력 통지부(103)가 전력 제어부(106)에 통지하는 공통 전력 변경량으로 한다. 나아가 기준 안테나(11-1)의 수신 전력과 다른 안테나(11-2, ~, 11-n)의 수신 전력의 차분값 +10dB, …, -5dB를 산출하여, 개별 전력 통지부(104)가 기억부(105)에 기억하는 개별 전력 변경량으로 한다. 수신처가 되는 무선 단말국마다의 공통 전력 변경량과 개별 전력 변경량의 일 예를 도 3의 (1)에 나타낸다.
공통 전력 변경량은 신호의 송수신마다 변화하지만, 개별 전력 변경량은 어떤 일정 기간에서 거의 일정하므로 사전 정보로서 기억부(105)에 보유할 수 있다. 이에 따라, 신호의 송수신마다 수신처 무선 단말국의 수신 전력에 따른 공통 전력 변경량만을 공통 전력 통지부(103)로부터 전력 제어부(106)에 통지하면, 전력 제어부(106)에서는 기억부(105)에 보유되어 있는 수신처 무선 단말국에 따른 각 안테나 대응의 개별 전력 변경 정보를 독출하여 가산한다. 이에 의해, 도 3의 (2)에 도시된 바와 같이, 전력 변경부(12-1~12-n)의 전력 변경량을 생성할 수 있다. 또, 여기서는 전력 변경량의 플러스는 감쇠, 마이너스는 증폭이 된다.
이와 같이, 수신처 무선 단말국마다 그리고 안테나마다의 개별 전력 변경량을 사전에 기억부(105)에 보유해 두고, 신호의 송수신마다 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량을 전력 제어부(106)에 통지하면 되므로, 이러한 통지 신호의 정보량을 대폭으로 저감할 수 있다. 그 결과, 안테나 수가 늘어나도 전력 변경 처리에 걸리는 시간을 단축하여 신호의 송수신 개시를 앞당기고 고속 신호에도 대응하는 것이 가능해진다.
도 4는, 본 발명의 무선 기지국에서의 개별 전력 변경량의 사전 설정 순서를 나타낸다.
도 4에서, 무선 기지국의 전력 변경량 관리부(102)는, 도 2에 도시된 계산 방법에 의해 각 안테나의 수신 전력을 이용하여 계산하고, 전력 변경부(12-1~12-n)에 설정하는 전력 변경량으로서, 각 안테나로 송수신하는 신호의 수신처 무선 단말국마다의 공통 전력 변경량과, 수신처 무선 단말국마다 또한 안테나마다의 개별 전력 변경량으로 나누어 관리한다(S11). 개별 전력 통지부(104)는, 신호의 송수신 처리와는 다른 소정의 타이밍에 사전 설정하는 개별 전력 변경량을 전력 제어부(106)에 통지한다(S12). 전력 제어부(106)는 통지된 개별 전력 변경량을 기억부(105)에 기억한다(S13). 또한, 전력 변경량 관리부(102)에서 개별 전력 변경량이 갱신된 경우에는, 다시 개별 전력 통지부(104)로부터 전력 제어부(106)에 통지되어 기억부(105)에 기억된다.
도 5는, 본 발명의 무선 기지국에서의 신호 송신 순서를 나타낸다.
도 5에서, 무선 기지국의 신호 처리 제어부(101)는 외부의 네트워크로부터 수신처 무선 단말국에 송신하는 신호를 입력하면(S21), 그 송신 신호의 수신처 무선 단말국을 추출하여 전력 변경량 관리부(102)에 통지하고, 전력 변경량 관리부(102)는 수신처 무선 단말국에 대응하는 공통 전력 변경량을 계산하여 공통 전력 통지부(103)에 출력한다(S22). 공통 전력 통지부(103)는 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량을 전력 제어부(106)에 통지한다(S23). 전력 제어부(106)는 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량과, 기억부(105)로부터 독출한 수신처 무선 단말국에 따른 개별 전력 변경량을 가산한 전력 변경량을 산출하고, 이 전력 변경량으로 전력 변경부(12-1~12-n)의 전력 변경을 제어한다(S24). 전력 변경부(12-1~12-n)의 전력 변경 완료 후에 신호를 송신한다(S25).
본 발명의 무선 기지국의 신호 수신 순서는, 신호 처리 제어부(101)가 신호 송신의 종료 후에, 전력 변경량 관리부(102)가 전력 변경부(12-1~12-n)의 수신용 전력 변경량을 결정한 후는, 신호 송신 순서의 단계 S22~S24와 동일하다. 그리고 전력 변경부(12-1~12-n)의 전력 변경 완료 후에 신호의 수신 대기가 되어 수신하는 순서가 된다. 또, 수신용의 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량은, 도 3의 (1)에 도시된 송신 전력 제어에 이용한 수신처 무선 단말국에 대응하는 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량을 이용할 수 있다.
이상 설명한 수신처 무선 단말국마다의 송신 전력 및 수신 전력에 대한 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량은 하나의 무선 단말국을 수신처로 하는 경우의 것이지만, MU-MIMO 통신에서의 복수의 무선 단말국을 수신처로 하는 경우에는, 수신처가 되는 무선 단말국이 2국, 3국, 4국, …이 되는 조합마다의 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량이 이용된다.
도 6은 MU-MIMO에서의 공통 전력 변경량과 개별 전력 변경량의 계산 방법을 나타낸다. 도 6의 (1)은 2개의 무선 단말국(20-1, 20-2)의 조합에서의 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량의 계산 예이다. 무선 단말국(20-1, 20-2)으로부터의 신호가 안테나(11-1~11-n)로 각각 수신되는 수신 전력을 나타낸다. 단, 이 수신 전력에는, 각 안테나와 전력 변경부 사이의 케이블 길이에 따른 감쇠량 등이 포함되는 것으로 한다. 우선, 각 안테나에서의 수신 전력의 최소값을 산출하면, 안테나(11-1)에 대해서는 무선 단말국(20-2)으로부터의 수신 전력인 -55dBm이 되고, 이하 동일하다. 다음에, 각 안테나 중 하나의 기준 안테나로서 여기서는 안테나(11-1)를 선택하고, 그 최소 수신 전력: -55dBm과 문턱값: -60dBm의 차분값: +5dB를 산출하여, 공통 전력 통지부(103)가 전력 제어부(106)에 통지하는 공통 전력 변경량으로 한다. 나아가 기준 안테나(11-1)의 최소 수신 전력과 다른 안테나(11-2, ~, 11-n)의 최소 수신 전력의 차분값 +5dB, ~, +10dB를 산출하여, 개별 전력 통지부(104)가 기억부(105)에 기억하는 개별 전력 변경량으로 한다. 이상에 의해, 무선 기지국(20-1, 20-2)의 조합에서의 공통 전력 변경량과 개별 전력 변경량을 얻을 수 있다.
도 6의 (2)는 3개의 무선 단말국(20-1, 20-2, 20-3)의 조합에서의 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량의 계산 예이지만, 도 6의 (1)에 도시된 2개의 무선 단말국의 경우와 같이 계산된다.
그런데 네트워크에 접속되는 외부 제어 장치(도 7의 40)에 있어서, 무선 기지국의 안테나(11-1~11-n)로 각각 수신되는 무선 단말국마다의 수신 전력 정보를 수집하고, 전력 변경량 관리부(102)에서 행하였던 수신처 무선 단말국마다, 또는 수신처 무선 단말국의 조합마다의 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량을 계산하여, 전력 변경량 관리부(102)에 통지하는 구성이어도 된다.
또한, 네트워크에 접속되는 외부 제어 장치(도 7의 40)에 있어서, 각 무선 기지국(도 7의 10-1, 10-2)이 소유하는 자국과 인접 무선 기지국의 사이에서의 RSSI 정보, 각 무선 기지국에서 계산된 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량을 수집하고, 이들 정보를 기초로 외부 제어 장치가 각 무선 기지국에서의 주파수 채널을 지정하는 제어를 행해도 된다. 이하에 주파수 채널의 지정 순서의 일 예를 나타낸다.
(1) 안테나마다 공통 전력 변경량과 개별 전력 변경량을 가산한 전력 변경량을 산출한다. 여기서 이용하는 전력 정보는, 무선 단말국마다의 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량에 대해 평균값 또는 최소값을 이용한다. 혹은, 특정의 무선 단말국 또는 특정의 무선 단말국의 조합에서의 공통 전력 변경량 및 개별 전력 변경량을 이용한다.
(2) 산출한 안테나마다의 전력 변경량의 평균값 또는 합계값을 산출한다.
(3) 수집한 자국과 인접 무선 기지국의 사이에서의 RSSI 정보로부터 (2)에서 산출한 평균값 또는 합계값을 감산한다.
(4) 감산 후의 RSSI 정보를 이용하여 주파수 채널의 할당을 재결정한다. 주파수 채널의 결정 방법은, RSSI가 최소가 되는 방법, 최소 스루풋을 최대화시키는 방법, 그 밖에 일반적인 주파수 채널 할당 방법 등에서 선택한다.
(5) 재결정한 주파수 채널을 각 무선 기지국에 통지한다.
10 무선 기지국
11 안테나
12 전력 변경부
13 송수신부
14 신호 처리 제어부
15 전력 통지부
16 전력 제어부
20 무선 단말국
30 네트워크
40 외부 제어 장치
101 신호 처리 제어부
102 전력 변경량 관리부
103 공통 전력 통지부
104 개별 전력 통지부
105 기억부
106 전력 제어부

Claims (8)

  1. 무선 기지국과 1대 이상의 무선 단말국이 동일 주파수 채널을 공유하는 무선 통신 시스템의 무선 기지국에 있어서,
    n개(n은 2 이상의 정수임)의 안테나;
    상기 n개의 안테나로 송수신하는 신호의 송신 전력 및 수신 전력을 변경하는 n개의 전력 변경부;
    상기 n개의 전력 변경부의 전력 변경 제어를 행하는 전력 제어부;
    각 무선 단말국으로부터 상기 n개의 안테나에 수신되는 신호의 수신 전력에 따라, 무선 단말국마다 소정의 수신 전력에 대응하는 각 안테나 공통의 공통 전력 변경량과, 이 소정의 수신 전력에 대한 각 안테나의 수신 전력차에 대응하는 개별 전력 변경량을 관리하는 전력 변경량 관리부;
    상기 n개의 안테나로 신호를 송수신하기 전에, 그 수신처 무선 단말국에 따른 상기 공통 전력 변경량을 상기 전력 제어부에 통지하는 공통 전력 통지부; 및
    소정의 타이밍에 상기 각 무선 단말국에 따른 상기 개별 전력 변경량을 상기 전력 제어부에 사전 통지하는 개별 전력 통지부;를 구비하고,
    상기 전력 제어부는, 상기 개별 전력 통지부로부터 사전 통지된 상기 개별 전력 변경량을 기억부에 기억해 두고, 상기 공통 전력 통지부로부터 통지된 상기 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량과, 이 기억부로부터 상기 수신처 무선 단말국에 따른 개별 전력 변경량을 독출하여 가산한 전력 변경량으로, 상기 n개의 전력 변경부의 전력 변경 제어를 행하는 구성인 것을 특징으로 하는, 무선 기지국.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 변경량 관리부는 상기 소정의 수신 전력으로서, 상기 n개의 안테나 중 임의의 하나의 안테나에서의 수신 전력 또는 복수의 안테나에서의 수신 전력의 평균값을 이용하는 구성인 것을 특징으로 하는, 무선 기지국.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 n개의 안테나로 송수신하는 신호의 수신처가 복수의 무선 단말국인 경우에, 상기 수신처 무선 단말국을 복수의 수신처 무선 단말국의 조합으로 바꾸고,
    상기 전력 변경량 관리부는 상기 소정의 수신 전력으로서, 상기 n개의 안테나 중 임의의 하나의 안테나에서의 상기 복수의 무선 단말국으로부터의 수신 전력의 최소값, 또는 복수의 안테나에서의 상기 복수의 무선 단말국으로부터의 수신 전력의 최소값의 평균값을 이용하여, 상기 복수의 수신처 무선 단말국의 조합마다 상기 공통 전력 변경량 및 상기 개별 전력 변경량을 관리하는 구성인 것을 특징으로 하는, 무선 기지국.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 변경량 관리부에서 관리하는 상기 공통 전력 변경량 및 상기 개별 전력 변경량이 외부 제어 장치로부터 주어지는 구성인 것을 특징으로 하는, 무선 기지국.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 n개의 안테나로 송수신하는 신호의 전력 변경에 따라, 무선 기지국 사이에서 주파수 채널의 재배치를 행하는 구성인 것을 특징으로 하는, 무선 기지국.
  6. 청구항 1에 기재된 무선 기지국의 송수신 전력 제어 방법에 있어서,
    상기 전력 변경량 관리부는, 각 무선 단말국으로부터 상기 n개의 안테나에 수신되는 신호의 수신 전력에 따라, 무선 단말국마다 소정의 수신 전력에 대응하는 각 안테나 공통의 공통 전력 변경량과, 이 소정의 수신 전력에 대한 각 안테나의 수신 전력차에 대응하는 개별 전력 변경량을 관리하는 단계;
    상기 개별 전력 통지부는, 소정의 타이밍에 상기 각 무선 단말국에 따른 상기 개별 전력 변경량을 상기 전력 제어부에 사전 통지하는 단계;
    상기 공통 전력 통지부는, 상기 n개의 안테나로 신호를 송수신하기 전에, 그 수신처 무선 단말국에 따른 상기 공통 전력 변경량을 상기 전력 제어부에 통지하는 단계; 및
    상기 전력 제어부는, 상기 개별 전력 통지부로부터 사전 통지된 상기 개별 전력 변경량을 기억부에 기억해 두고, 상기 공통 전력 통지부로부터 통지된 상기 수신처 무선 단말국에 따른 공통 전력 변경량과, 이 기억부로부터 상기 수신처 무선 단말국에 따른 개별 전력 변경량을 독출하여 가산한 전력 변경량으로, 상기 n개의 전력 변경부의 전력 변경 제어를 행하는 단계;를 갖는 것을 특징으로 하는, 무선 기지국의 송수신 전력 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전력 변경량 관리부는, 상기 소정의 수신 전력으로서, 상기 n개의 안테나 중 임의의 하나의 안테나에서의 수신 전력 또는 복수의 안테나에서의 수신 전력의 평균값을 이용하는 것을 특징으로 하는, 무선 기지국의 송수신 전력 제어 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 n개의 안테나로 송수신하는 신호의 수신처가 복수의 무선 단말국인 경우에, 상기 수신처 무선 단말국을 복수의 수신처 무선 단말국의 조합으로 바꾸고,
    상기 전력 변경량 관리부는, 상기 소정의 수신 전력으로서, 상기 n개의 안테나 중 임의의 하나의 안테나에서의 상기 복수의 무선 단말국으로부터의 수신 전력의 최소값, 또는 복수의 안테나에서의 상기 복수의 무선 단말국으로부터의 수신 전력의 최소값의 평균값을 이용하여, 상기 복수의 수신처 무선 단말국의 조합마다 상기 공통 전력 변경량 및 상기 개별 전력 변경량을 관리하는 것을 특징으로 하는, 무선 기지국의 송수신 전력 제어 방법.
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