WO2005032191A1

WO2005032191A1 - 無線基地局装置

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Publication number: WO2005032191A1
Application number: PCT/JP2003/012397
Authority: WO
Inventors: Kenji Nagase
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2005-04-07
Also published as: JP4322256B2; JPWO2005032191A1

Abstract

無線基地局装置（１）において、複数のセクタアンテナ（２−ｉ：ｉ＝１，２，３）のうち、他よりも通信負荷が少ないセクタアンテナ（２−ｉ）を検出する検出手段（２３）と、この検出手段（２３）で検出したセクタアンテナ（２−ｉ）のみで、アンテナ直下周辺領域のような不感地帯となり得る所定領域をカバーするように、当該セクタアンテナ（２−ｉ）の送信電波制御を行なう制御手段（２４）とを設ける。これにより、通信負荷の少ないセクタアンテナ（２−ｉ）のみで不感地帯となり得る所定領域をカバーすることができ、当該所定領域でのハンドオフの頻発を抑制しながら、他の領域と同等の接続サービス品質を提供することができる。

Description

明細書無線基地局装置技術分野

本発明は、無線基地局装置に関し、特に、無線通信のサービスエリアを複数のセクタに分割したときの各セクタに対応して設けられるセクタァンテナの不感地帯となり得るアンテナ直下周辺地域等をサービスエリアとしてカバーするのに用いて好適な、無線基地局装置に関する。背景技術

図 8は従来の無線基地局装置に接続されるアンテナシステムの構成を示すブロック図で、この図 8に示すように、従来のアンテナシステムは、鉄塔 140等に、移動局（図示省略）との無線通信のサービスエリアを複数（ここでは、 3つ）に分割したときのセクタ 100, 200, 300毎にダイバーシティ構成のセクタアンテナ 110, 120， 130が設けられて構成される。なお、符号 101，

201, 301で示す網がけ領域はそれぞれセクタアンテナ 1 10， 120, 1

30のカバ一エリアを示す。

そして、従来のセル設計では最適なサービスエリアを供給するために、各セク夕アンテナ 1 10， 120, 130の取り付け高さや、チルト角，方位角等を調整しているが、例えば図 9 Aに示すように、アンテナ直下周辺の地域（エリア）

400には、どのセクタアンテナ 1 10， 120， 130からの電波も届かない力、移動局にとって必要な受信電力強度が得られない地域（いわゆる不感地帯）が生じる。

このような不感地帯 400は、例えば図 9 Bに示すように、各セクタアンテナ 110， 120, 130の規定の送信電力をいずれも大きく設定して各セクタァンテナ 1 10, 120, 130のカバーエリア 101， 201, 301をそれぞれ拡げることで無くすことができるが、この場合、アンテナ直下周辺地域 400 では、複数のセクタアンテナ 1 10, 120, 130のカバーエリア 101, 2 0 1， 3 0 1が重複し、 1つの移動局に対してどのセクタアンテナ 1 1 0， 1 2 0 , 1 3 0からの受信電力強度も同程度になるため、 1つの移動局が同時に 2以上のセクタアンテナと接続する同時接続状態の多発地帯となる。そして、この場合、各セクタアンテナ 1 1 0， 1 2 0 , 1 3 0と移動局との間の距離差が小さく、且つ、電力強度の順位が容易に変動するため、セクタ間ハンドオフ（ハンドォーバ）動作が頻繁に生じてしまい、システムの処理負荷を増大させてしまう。

そこで、従来は、力かるハンドオフ動作の頻発防止を優先して、呼接続サービスの品質を落とすか、図 9 Aに示したようにアンテナ直下でのハンドオフエリアを最小限にするセル設計を行なっているが、不感地帯 4 0 0が生じ呼接続サービスの不安定を招いている。

このような呼接続サービスの不安定をハンドオフ動作の頻発を抑制しながら抑止するためには、例えば図 1 O A及び図 1 0 Bに示すように、サブアンテナ 1 5 0を設けて当該サブアンテナのカバーエリア 5 0 0により不感地帯 4 0 0をカバ一したり、図 1 1 A及ぴ図 1 1 Bに示すように、セクタアンテナ 1 1 0 (又は 1 2 0 , 1 3 0 ) からの電波を受けて不感地帯 4 0 0へ反射する反射板 1 6 0を設置して、この反射板 1 6 0のカバーェリア 6 0 0により不感地帯 4 0 0をカバーしたりすることが考えられる。

あるいは、図 1 2 A及び図 1 2 Bに示すように、セクタアンテナ 1 1 0 (又は 1 2 0， 1 3 0 ) からの電波を中継するリピータ 1 7 0を設けて、このリピータ 1 7 0のカバーエリア 7 0 0により不感地帯 4 0 0をカバーしたり、図 1 3 A及び図 1 3 Bに示すように、補完用基地局装置 1 8 0を設置して、この補完用基地局装置 1 8 0のカバーエリア 8 0 0により不感地帯 4 0 0をカバーしたりすることも考えら;^る。

しかしながら、どの場合も、アンテナ直下周辺地域 4 0 0をカバーするのに専用の装置が個別に必要になるため、システム規模及びコストの増大を招いてしまラ。

なお、無線基地局装置に関する従来技術として、他に、特開 2 0 0 0— 1 9 7 1 0 7号公報（以下、特許文献 1という） , 特開平 1 0— 1 6 4 6 3 7号公報（以下、特許文献 2という），特許第 3 2 9 0 9 9 0号公報（以下、特許文献 3という），特開 2 0 0 2— 3 4 5 0 1 3号公報（以下、特許文献 4という）および特開 2 0 0 3— 1 8 6 4 0号公報（以下、特許文献 5という）により提案されている技術がある。

ここで、特許文献 1に記載の技術は、基地局アンテナダイバーシティ方式の C D MA (Code Division Multiple Access)セルラー無線基地局において、同一セク夕をカバーする少なくとも 2つのアンテナのうち、少なくとも一方のアンテナを、このアンテナのカバ一するセクタのトラフィック状況に応じて、基地局から移動局への通信の送信電力を時変的に変化制御するというものである。

より具体的には、各セクタ内でトラフィックに余裕がある場合には、アンテナからの送信電力を増加させて移動局の信号電力対干渉電力比を高くして通信品質を向上させ、各セクタ内でトラフィックが増加した場合には、一方のアンテナからの送信電力を減少させて、ダイバーシティ効果は一部減殺されるものの、必要な通信路を確保して、 1セクタに収容できる移動局数の減少を避けることができるというものである。

加えて、この特許文献 1の技術では、同一セクタ内でのハンドォ一バ状態にある移動局数をモニタして、同一セクタをカバーするアンテナ間の送信電力配分を、同一セクタ内のハンドオーバ状態にある移動局数を上下限値以内とするように制御することにより、 2つのアンテナ間の送信電力配分を変化させて、最適な電力配分に接近させることができ、不必要な大きな送信電力での送信を避けることもできるようにもなつている。

また、特許文献 2に記載の技術は、 1つのセル基地局のサービスエリアを複数のセクタに分割し、移動端末の移動における位置関係に基づいて複数本、例えば、 2〜 4本程度の送受信アンテナを選択する切替制御によって、セクタ毎に指向性を有した送受信アンテナと変復調器との間を接続する配線数を削減して、システム構築を簡素化するものである。

さらに、特許文献 3に記載の技術は、第 1及び第 2のセクタを介して受信された移動ュニッ卜からの信号のうち最も弱い信号を受信したセクタを認識し、その認識したセクタから上記移動ュニットへの信号の信号強度を低減することにより、複数の基地局からなり、少なくともそのうちの 1つの基地局が複数のセク夕に分割された通信システムにおける Sノ I比（Signal to Interference ratio) を向上するというものである。

また、特許文献 4に記載の技術は、セルラシステムにおける無線基地局装置に関するもので、基地局装置が、所定数のセクタで構成された第 1領域及びこの第 1領域よりも内側に配置され前記所定数よりも少ない数のセクタで構成された第 2領域で構成されるセルにおいて移動局装置と無線通信を行なうことにより、基地局装置に近いエリア（第 2領域）で移動局装置が複数のセクタを横切る頻度を抑えて、基地局装置におけるハンドオーバ制御に関する処理量を削減するというものである。

さらに、特許文献 5に記載の技術は、 CDMA移動通信システムに関するもので、移動端末が必要以上の数の基地局ノセクタからの送信信号が届くような環境 (セクタ密集地域）に置かれている場合に、基地局制御装置で、端末の送信するパイ口ット強度報告よりそのことを検出し、端末をセクタ構成又は基地局構成の異なる他のキヤリァ周波数へとハ一ドハンドオーバさせることにより、端末の安定した通信を実現するものである。特許文献 1 特開 20 00- 197107号公報

特許文献 2 特開平 10- 164637号公報

特許文献 3 特許第 3290990号公報

特許文献 4 特開 20 02- 345013号公報

特許文献 5 特開 20 03- 18640号公報しかしながら、上述した特許文献 1〜5に記載のいずれの技術も、セクタアンテナ直下の周辺エリアに生じる不感地帯をどのようにして無くすかを主題とするものではなく、セクタ間ハンドオフ動作の頻発を抑制しながら、アンテナ直下周辺エリアのように、各セクタアンテナの送信電力をいずれも上昇してそれぞれの異なるカバーエリアを拡大することで重複カバ一されるようなエリアにおいても他のエリアと同等の呼接続サービス品質を提供することは不可能である。

例えば、前述した特許文献 1に記載の技術では、同一セクタをカバ一するダイバーシティアンテナの送信電力制御に関するものであるため、アンテナ直下の周辺エリアをカバ一することは予定しておらず、不感地帯の解消は望めない。

本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、アンテナ直下周辺エリァのように不感地帯となり得るエリアにおいて、当該エリアをカバーするのに専用の装置を別途用意することなく、セクタ間ハンドオフ動作の頻発を抑制しながら、他のエリアと同等の呼接続サービス品質を提供できるようにすることを目的とする。発明の開示

上記の目的を達成するために、本発明の無線基地局装置は、移動局との無線通信のサービスエリアを複数のセクタに分割したときの異なるセクタをそれぞれ力バ一する複数のセクタアンテナと接続され、該複数のセクタアンテナについての送信電波制御によりそれぞれのカバ一エリァのいずれをも拡大することで所定領域を重複カバーし得るものであって、以下の各手段をそなえたことを特徴としている。

(a)該複数のセクタァンテナのうち、他よりも通信負荷が少ないセク夕ァンテナを検出する検出手段

(b)該検出手段で検出したセクタアンテナのみで該所定領域をカバーするように、当該セクタァンテナの送信電波制御を行なう制御手段

また、本発明の無線基地局装置は、移動局との無線通信のサービスエリアを複数のセクタに分割したときの異なるセクタをそれぞれ力バーする複数のセクタァンテナと接続され、該複数のセクタアンテナについての送信電波制御によりそれぞれのカバ一エリアのいずれをも拡大することで所定領域を重複カバーし得るものであって、以下の各手段をそなえたことを特徴としている。

(a)該複数のセクタアンテナのうち、他よりも通信負荷が少ないセクタアンテナを検出する検出手段

(b)該検出手段で検出したセクタアンテナ以外のセクタアンテナについては、該所定領域をカバーしないように送信電波制御し、該検出手段で検出したセクタァンテナについては、該所定領域をカバ一するように送信電波制御する制御手段ここで、該制御手段は、該検出手段で検出したセクタアンテナから送信する該移動局のための制御信号の送信電力を上昇制御する送信電力制御手段として構成されていてもよいし、該検出手段で検出したセクタアンテナから送信する該移動局のための制御信号の電波放射角を制御する電波放射角制御手段として構成されていてもよい。

また、該検出手段は、上記各セクタアンテナの呼接続数を監視することにより他よりも該呼接続数の少ないセクタァンテナを該通信負荷の少ないセク夕アンテナとして検出する呼接続監視手段として構成されるのが好ましい。

さらに、該制御手段は、同時に 2以上のセクタアンテナと接続する呼の数を表すマルチ接続数を監視するマルチ接続数監視部と、該マルチ接続数監視部で監視されたマルチ接続数のセクタアンテナ間の差が所定の閾値を超えていると、マルチ接続数の多いセクタアンテナから他のセクタアンテナへのハンドオフを許容するとともに、他のセクタアンテナから上記マルチ接続数の多いセクタアンテナへのハンドオフを拒絶するハンドオフ制御部とをそなえていてもよい。

また、該制御手段は、同時に 2以上のセクタアンテナと接続した呼が同時接続しているパスの数を表す同時接続数を監視する同時接続数監視部と、該同時接続数監視部で監視された同時接続数のセクタアンテナ間の差が所定の閾値を超えていると、該同時接続数の少ないセクタアンテナのカバ一エリアを拡大し、該同時接続数の多いセクタァンテナのカバーェリァを縮小するように、各セクタァンテナの送信電波制御を行なう同時接続制御部とをそなえていてもよい。

なお、該所定領域は、該複数のセクタアンテナの直下周辺の領域であることが好ましい。

さらに、本発明の無線基地局装置は、 n個（nは 3以上の自然数）のセクタに対応してそれぞれ設けられる n個のセクタアンテナと接続される無線基地局装置であって、該 n個のセクタアンテナの直下周辺の所定領域について、前記 n個のセクタァンテナのいずれについても送信電力を上昇することで、該所定領域を力バーし得るものにおいて、以下の各手段をそなえたことを特徴としている。

(a)該 n個のセクタアンテナのうち最も通信負荷が少ないセクタアンテナを検出する検出手段 (b)該検出手段で検出したセクタアンテナにより該所定領域をカバーし得る程度に当該セクタアンテナから送信する移動局のための制御信号の送信電力を上昇又は電波放射角を制御する制御手段

また、本発明の無線基地局装置は、 n個（nは 3以上の自然数）のセクタに対応してそれぞれ設けられる n個のセクタアンテナと接続される無線基地局装置であって、該 n個のセクタアンテナの直下周辺の所定領域について、前記 n個のセクタアンテナのいずれについても送信電力を上昇することで、該所定領域をカバ一し得るものにおいて、以下の各手段をそなえたことを特徴としている。

(a)該 n個のセクタアンテナのうち最も通信負荷が少ないセクタアンテナを検出する検出手段

(b)該検出手段で検出したセクタアンテナ以外のセクタアンテナについては、該所定領域をカバーし得ない程度に移動局のための制御信号を送信するように送信電力又は電波放射角を制御し、該検出手段で検出したセクタアンテナについては、該所定領域をカバーし得る程度に該移動局のための制御信号を送信するように送信電力又は電波放射角を制御する制御手段

なお、該制御信号は、該移動局におけるセルサーチに用いる信号又は移動局における同期検出に用いる信号であることが好ましい。図面の簡単な説明

図 1は本発明の一実施形態に係る移動通信システムの無線基地局システムに着目した構成を示すプロック図である。

図 2は図 1に示す無線基地局システムの動作（電力制御）を説明するためのフローチャートである。

図 3 A及び図 3 Bはそれぞれ図 2に示す電力制御によるセクタアンテナのカバ一エリアの変化を説明するための模式図である。

図 4は図 1に示す無線基地局システムの動作（ハンドオフ制御）を説明するためのフローチヤ一トである。

図 5 A及び図 5 Bはそれぞれ図 4に示すハンドオフ制御によるセクタアンテナのカバーエリァの変化を説明するための模式図である。図 6は図 1に示す無線基地局システムの動作（同時接続制御）を説明するためのフローチャートである。

図 Ί A及び図 7 Bはそれぞれ図 6に示す同時接続制御によるセクタアンテナのカバ一エリアの変化を説明するための模式図である。

図 8は従来の無線基地局装置に接続されるアンテナシステムの構成を示すブロック図である。

図 9 A及び図 9 Bはそれぞれ従来のァンテナシステムのカバーェリアを説明するための模式図である。

図 1 O Aは従来のアンテナシステムのアンテナ直下周辺エリア（不感地帯）を補完する手段としてサブアンテナを用いる場合のシステム構成例を示す模式図である。

図 1 0 Bは図 1 O Aに示すアンテナシステムのカバ一エリアを示す模式図である。

図 1 1 Aは従来のアンテナシステムのアンテナ直下周辺エリア（不感地帯）を補完する手段として反射板を用いる場合のシステム構成例を示す模式図である。図 1 1 8は図1 1 Aに示すアンテナシステムのカバ一エリアを示す模式図である。

図 1 2 Aは従来のアンテナシステムのアンテナ直下周辺エリア（不感地帯）を補完する手段としてリピー夕を用いる場合のシステム構成例を示す模式図である。図 1 2 8は図1 2 Aに示すアンテナシステムのカバーエリアを示す模式図である。

図 1 3 Aは従来のアンテナシステムのアンテナ直下周辺エリア（不感地帯）を補完する手段として補完用基地局装置を用いる場合のシステム構成例を示す模式図である。 ·

図 1 3 8は図1 3 Aに示すアンテナシステムのカバーエリアを示す模式図である。発明を実施するための最良の形態

図 1は本発明の一実施形態に係る移動通信システムの無線基地局システムに着目した構成を示すブロック図で、この図 1に示すように、本実施形態の無線基地局システム（装置）（以下、単に「基地局システム」と称することもある） 1は、移動局（図示省略）との無線通信のサービスエリアを n個（nは通常 3以上の自然数で、ここでは、 n = 3 ) のセクタ（セル）に分割したときの各セクタに対応して設けられる n個のセクタアンテナ 2— 1 , 2 - 2 , 2— 3と接続された 1台以上の基地局装置（BTS： Base Transceiver System) 2と、当該基地局装置 2 と接続された基地局制御装置（RNC： Radio Network Control equipment) 3とをそなえて構成されている。なお、基地局制御装置 3は、通常、複数の基地局装置 2と接続されて各基地局装置 2の呼処理等を集中制御 ·管理するようになっている。

そして、この図 1に示すように、基地局装置 2は、セクタアンテナ 2— i毎に設けられた送受信機 2 1— 1， 2 1 - 2 , 2 1— 3と、呼処理部 2 2と、呼接続監視部 2 3と、電力制御部 2 4とをそなえて構成され、基地局制御装置 3は、伝送部 3 1と、呼接続監視制御部 3 2と、呼処理制御部 3 3とをそなえて構成されている。

ここで、基地局装置 2において、セクタアンテナ 2— i ( i = 1 , 2 , 3 ) は、それぞれ、指向性を有する 2本の送受信アンテナ 2から成るダイバーシティアンテナとして構成されており、移動局との間で無線信号の送受を行なうものである。当該無線信号には、移動局との間で制御情報を送受するための制御チャネル（C C H： Control Channel) の信号（制御信号）と、ユーザデ一夕を送受するためのトラフィックチャネル（TCH： Traffic Channel) の信号とが含まれ、移動局への下り共通制御チャネルの信号として、移動局におけるセルサーチ（基地局装置 2 の識別）に用いる信号又は移動局における同期検出に用いる信号（例えば、共通パイロットチャネルの信号）を送信することにより、セクタアンテナ 2— i毎にそれぞれのカバーエリア（無線ゾーン）が形成される。そして、このセクタアンテナ 2— iから送信される制御信号（共通パイロットチャネルの信号）の送信電力（下り送信電力）を後述する電力制御部 2 4によって制御（送信電波制御）することで、各セクタアンテナ 2— iのカバーエリアを制御（拡大又は縮小）することができる。送受信機 2 1一 iは、それぞれ、対応するセクタアンテナ 2— iと接続されて、移動局との間で無線信号（制御チャネルの信号及び通信チャネルの信号）の送受を、当該セクタアンテナ 2— iを介して行なうためのものであり、呼処理部 2 2 は、各送受信機 2 1— i経由で移動局との間の無線通信のための呼処理を行なうものであり、呼接続監視部 2 3は、呼処理部 2 2での呼処理をモニタすることにより、各セクタの呼の接続数及びセクタ間のマルチ接続数（同時に 2以上のセクタアンテナ 2— iと接続している呼の数）を監視して、その監視結果に基づいて各セクタアンテナ 2— iの送信電力制御のために電力制御部 2 4に制御指示を与えるものである。

具体的に、本実施形態では、呼接続数の最も少ないセクタアンテナ 2 _ iを検出し、そのセクタアンテナ 2— iの送信電力（共通パイロットチャネルの信号の送信電力）を一定のペースでアンテナ直下周辺エリアをカバーし得る程度に上昇し、逆に、呼接続数の多いセクタアンテナ 2— i送信電力を一定のペースで当該ァンテナ直下周辺ェリアをカバーしない程度に減少させるように電力制御部 2 4 に制御指示を与えることで、呼接続数の各セクタ間の格差を小さくするように機能する。また、この際、セクタ毎のマルチ接続数に格差が生じないようにセクタ間ハンドオフを許容及び拒絶するようにも機能する。

電力制御部 2 4は、この呼接続監視部 2 3からの制御指示に従つてセクタアンテナ 2— iから送信される信号の送信電力を制御（上昇/下降）するものである。つまり、本実施形態の呼接続監視部 2 3は、各セクタアンテナ 2— iのうち、呼接続数が最も少ない（通信負荷の最も少ない）セクタアンテナ 2— iを検出する検出手段として機能するとともに、上記マルチ接続数を監視するマルチ接続数監視部として機能し、電力制御部 2 4は、この検出手段としての呼接続監視部 2 3で検出したセクタアンテナ 2— iのみでアンテナ直下周辺エリアをカバーするように、当該セクタアンテナ 2— iについて送信電波制御（制御信号としての共通パイロットチャネルの信号の送信電力制御）する制御手段として機能するのである。

一方、基地局制御装置 3において、伝送部 3 1は、基地局装置 2の呼処理部 2 2と接続されて、基地局装置 2との間での呼や呼制御信号の送受を行なうインタフェースであり、呼接続監視制御部 3 2は、各呼の同時接続数（マルチ接続した呼が同じ基地局装置 2あるいは複数の異なる基地局装置 2に対して同時接続しているパスの数）を監視し、その監視結果に基づいて各セクタの送信電力制御を行なうために、呼処理制御部 3 3 , 伝送部 3 1及ぴ基地局装置 2の呼接続監視部 2 3経由で、基地局装置 2の電力制御部 2 4へ制御指示を与えるもので、本実施形態では、同時接続数が 3 ( 3 -Way) 以上となる呼の接続数が少ないセクタアンテナ 2— iの送信電力を一定のペースで増加し、逆に、同時接続数が 3となる呼の接続数の多いセクタアンテナ 2— iの送信電力を一定のペースで減少させて、同時接続数の各セクタ間の格差を小さくするよう機能する。

つまり、この呼接続監視制御部 3 2は、上記同時接続数を監視する同時接続数監視部 3 2 1としての機能と、この同時接続数監視部 3 2 1により監視された同時接続数のセクタアンテナ 2— i間の差が所定の閾値を超えていると、同時接続数の少ないセクタァンテナのカバーェリ了を拡大し、同時接続数の多いセクタ了ンテナのカバーエリアを縮小するように、各セクタアンテナ 2— iの送信電波制御（制御信号の送信電力制御）を行なう同時接続制御部 3 2 2としての機能とを兼ね備えているのである。

呼処理制御部 3 3は、伝送部 3 1経由で、基地局装置 2の呼処理部 2 2による呼処理'を制御するとともに、上記呼接続監視制御部 3からの制御指示を伝送部 3 1経由で基地局装置 2の電力制御部 2 4に与えるものである。

以下、上述のごとく構成された本実施形態の基地局システム 1の動作について詳述する。

( 1 ) 電力制御

まず、基地局装置 2は、呼接続監視部 2 3により、例えば図 2に示すように、各セクタアンテナ 2— 1 ， 2 - 2 , 2 - 3がそれぞれ力バーするセクタ X， Y , Z (図 3 A及び図 3 B参照）の呼接続数（Nx， Ny, z) を監視し（ステップ A 1 ) 、呼接続数の最も少ないセクタ（例えば、 X) と最も多いセクタ（例えば、 Y) を検出するとともに、両者の差（接続差） Q 1を抽出する（ステップ A 2 ) 。そして、呼接続監視部 2 3は、得られた接続差 Q 1が予め設定された設定値（閾値） D 1を超えているか否かを判定し (ステップ A 3 ) 、超えていなければ各セクタ X， Y， Ζの呼接続数の監視を継続し（ステップ A 3の Νルート）、超えていれば電力制御部 2 4に指示を与えて呼接続数の少ないセクタ Xのセクタアンテナ 2— 1の送信電力を 1ステップ増加させ（ステップ Α 4 ) 、呼接続数の多いセクタ Υのセクタアンテナ 2 _ 2の送信電力を 1ステップ減少させる（ステップ A 5 )

以上の処理を繰り返すことにより、図 3 A及び図 3 Bに示すように、セクタ X のセクタアンテナ 2— 1の送信電力が一定のペースで増加してそのカバーエリア 4 1が拡大し、当該カバーエリア 4 1によってアンテナ直下周辺エリア 4 0 0がカバーされるとともに、セクタ Yのセクタアンテナ 2 - 2の送信電力が一定のぺースで減少して、カバーエリア 4 2が縮小する（セクタ Z用のセクタアンテナ 2 一 3のカバーエリア 4 3には変化なし）。

つまり、呼接続監視部 2 3で通信負荷（呼接続数）が最も少ないセクタアンテナとして検出されたセクタアンテナ 2— 1以外のセクタアンテナ 2— 2， 2 - 3 については、アンテナ直下周辺エリア 4 0 0をカバーしないように送信電力制御され、呼接続監視部 2 3で検出したセクタアンテナ 2— 1については、アンテナ直下周辺エリア 4 0 0をカバーするように送信電力制御されるのである。

その結果、アンテナ直下周辺エリア 4 0 0に位置する移動局 4は、セクタのセクタアンテナ 2— 1のカバ一エリア 4 1内に位置し当該セクタアンテナ 2 1からの受信電力が他よりも大きくなるので、セクタアンテナ 2— 1にのみ接続するようになる。

したがって、従来のようにアンテナ直下周辺エリア 4 0 0をカバーするのに専用の装置を別途用意することなく、アンテナ直下周辺エリア 4 0 0におけるセクタ間ハンドオフ動作の頻発を抑制しながら、アンテナ直下周辺エリア 4 0 0においても他のエリアと同等の安定した呼接続サービス品質を提供することが可能となる。

なお、上記の例では、呼接続数の最も少ないセクタアンテナ 2— 1の送信電力の増加とともに、呼接続数の最も多いセクタアンテナ 2— 2の送信電力の減少制御を行なっているが、少なくとも呼接続数の最も少ないセクタアンテナ 2— 1の送信電力のみをアンテナ直下周辺エリア 4 0 0をカバ一し得る程度に増加するだけでも（呼接続数の最も多いセクタアンテナ 2— 2の送信電力は維持するようにしても）、アンテナ直下周辺エリア 4 0 0での安定した呼接続サービス品質を提供することができる。

( 2 ) ハンドオフ制御

さて、上述のごとくセクタアンテナ 2— iの送信電力制御を行なってセクタァンテナ 2— iのカバーエリア 4 1， 4 2 , 4 3を変化させると、その変化に伴つて異なるセクタアンテナ 2— iからの受信電力が略同じとなる領域（マルチ接続ゾーン：例えば図 5 Aの符号 4 4， 4 5， 4 6， 4 7参照）に位置する移動局 4 についてセクタ間ハンドオフ動作が発生する場合がある（図 3 B参照)。

このような場合、もともと呼接続数 (マルチ接続数) が多く通信負荷の高いセクタアンテナ 2— iに対するハンドオフを許容すると、無線チャネル等の通信リソースの浪費及び呼処理の負荷が増加して基地局装置 2の収容移動局数が減少することになる。

そこで、このようなハンドオフの発生による通信リソースの浪費及び呼処理負荷の増加を防止すべく、本実施形態の基地局装置 1は、図 4に示すような手順でハンドオフ制御を行なう。即ち、基地局装置 2は、呼接続監視部 2 3により、各セクタ X， Υ, Z (セクタアンテナ 2— 1， 2 - 2 , 2 - 3 )のマルチ接続数（Mx, My, Mz)を監視し（ステップ B 1 )、マルチ接続数の最も大きいセクタ（例えば、 X) と最も少ないセクタ（例えば、 Y)及び両者の差（接続差） Q 2を求める（ステツプ B 2 )。

そして、呼接続監視部 2 3は、求めた接続差 Q 2が予め設定された設定値（閾値） D 2を超えているか否かを判定し（ステップ B 3 )、超えて！/、れば両セクタ X , Yのマルチ接続数に格差があるので、図 5 A及び図 5 Bに示すようにマルチ接続ゾーン 4 4内に位置する移動局 4のマルチ接続数の多！/、セクタ Xからマルチ接続数の少ないセクタ Yへのハンドオフを許容し (ステップ B 3の Yルートからステップ B 4 )、超えていなければ (格差が大きくなければ）、セクタ Xからセクタ Y へのハンドオフを拒絶する（ステップ B 3の Nルートからステップ B 5 )。

なお、図 5 A及ぴ図 5 Bにおいて、他のマルチ接続ゾーン 4 5 , 4 6 , 4 7に位置する移動局 4についてハンドオフ制御を行なう場合についても、上記と同様に、各セクタでマルチ接続数に格差がある場合に、マルチ接続数の少ないセクタへのハンドオフは許容されるが、マルチ接続数の多いセクタ、あるいは、マルチ接続数に格差のないセクタへのハンドオフは拒絶される。その際、ハンドオフを拒絶された移動局 4は、セクタ間を移動しても移動前のセクタアンテナ 2 _ iとの接続を維持して通信を行なうことになる。

以上のようなハンドオフ制御を前述した送信電力制御に伴って実施することにより、各セクタアンテナ 2— iのカバーエリア 4 1 , 4 2， 4 3の変化に伴ってセクタ間ハンドオフが発生する場合でも、特定のセクタアンテナ 2— iに当該/、ンドオフによる呼接続が集中することを抑制しながら、呼接続の最も少ないセクタアンテナ 2 _ iがアンテナ直下周辺エリア 4 0 0をカバーすることが可能となる。したがって、通信リソースの浪費と呼処理の負荷増大とを抑制して効率よくアンテナ直下周辺ェリア 4 0 0での安定した呼接続サービス品質を提供することが可能となる。

( 3 ) 同時接続制御

次に、無線基地局システムでの同時接続制御について図 6 , 図 7 A及び図 7 B を参照しながら詳述する。

まず、図 7 Aにおいて、符号 4 8は 3台の移動局 4がそれぞれ異なる 3つの基地局装置 1のセクタアンテナ 2— iに対して同時にマルチ接続しているゾーンを表し、符号 4 9は 1台の移動局 4が異なる 3つのセクタアンテナ 2— 1， 2— 2， 2 - 3に対して同時にマルチ接続しているゾーンを表しているが、このような同時接続は、基地局装置 2の通信リソースを浪費していることになる。

そこで、本実施形態では、このような同時接続数の多いゾーンをなるベく少なくするために、例えば図 6に示すような手順で同時接続制御を行なう。即ち、無線基地局システム 1は、基地局制御装置 3の呼接続監視制御部 3 2により、各呼のマルチ接続の同時接続数 (Wn) を監視し（ステップ C l )、同時接続数が 3以上となる呼の接続が最も少ないセクタ（例えば図 7 Aでは、セクタ X) と最も多いセクタ（例えば図 7 Aでは、セクタ Y) 及び両者の差（接続差） Q 3を求める (ステップ C 2 )。

そして、呼接続監視制御部 3 2は、上記の接続差 Q 3が予め設定された設定値 (閾値） D 3を超えている力否かを判定し（ステップ C 3 )、超えていれば、電力制御部 2 4により、セクタ Y (セクタアンテナ 2— 2 ) の送信電力を 1ステップ減少させる (ステップ C 3の Yルートからステップ C 4 ) とともに、セクタ X (セクタアンテナ 2— 1 )の送信電力を 1ステップ増加させる（ステップ C 5 )。なお、上記の接続差 Q 3が設定値 D 3を超えていない場合、呼接続監視制御部 3 2は、上記ステップ C 1からの処理を繰り返す（ステップ C 3の Nルート）。

このような同時接続制御により、図 7 A及び図 7 Bに示すように、呼接続数の少ないセクタアンテナ 2— 1のカバーエリア 4 1が拡大して当該カバーエリア 4 1によってアンテナ直下周辺エリア 4 0 0がカバーされるとともに、セクタアンテナ 2— 2のカバーエリア 4 2が縮小して、同時接続数が 3 ( 3 -Way) 以上となるゾーン 4 8， 4 9の数を減少させることが可能となる。

したがって、この場合も、基地局装置 2の通信リソースの浪費と呼処理の負荷増大とを抑制しながら、効率よくアンテナ直下周辺エリア 4 0 0での安定した呼接続サービス品質を提供することが可能となる。

以上のように、本実施形態によれば、セクタ分けされたアンテナシステムを有する移動通信システムにおいて、各セクタ配下の呼接続数を監視し、アンテナ直下周辺エリア 4 0 0に位置する移動局 4が呼接続数の少ない任意の 1つのセクタアンテナ 2— iだけに接続するようにセクタ毎に制御信号（共通パイロットチヤネルの信号）の送信電力を制御して、ァンテナ直下周辺ェリア 4 0 0での他のセクタアンテナ 2— iから送信される制御信号との電力差をつけることにより、常に呼接続が少ないセクタアンテナ 2— iがアンテナ直下周辺エリア 4 0 0をカバ一するので、従来のように当該エリア 4 0 0をカバーするのに専用の装置を別途用意することなく、セクタ間ハンドオフの頻発を抑えながら、アンテナ直下周辺エリア 4 0 0での呼接続サービス品質を安定させることが可能となる。

そして、本実施形態では、上記送信電力制御に伴って、図 4により前述したハンドオフ制御および図 6により前述した同時接続制御を併用することにより、セクタ間ハンドオフの頻発及び同時接続数の増大を抑制することができるので、通信リソースの浪費と呼処理の負荷とを抑制することも可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、セクタアンテナ 2— iの通信負荷として呼接続数を基準にアンテナ直下周辺エリア 4 0 0をカバーするセクタアンテナ 2— i を検出（選択）しているが、この他に、例えば、通信中移動局数や総送信電力、総受信電力等をセクタアンテナ 2— iの通信負荷として基準にすることも可能である。

さらに、上述した実施形態では、ァンテナ直下周辺ェリア 4 0 0を通信負荷の少ないセクタアンテナ 2— iでカバーする対象としているが、アンテナ直下周辺以外のセクタアンテナ 2— iから離れた場所において、各セクタアンテナ 2— i についての送信電波（電力）制御によりそれぞれのカバーエリアのいずれをも拡大することで重複カバーされるような、不感地帯となり得るエリアを対象とすることもできる。

また、上述した実施形態では、前記のハンドオフ制御及び同時接続制御を通信負荷の最も少ないセクタアンテナ 2— iの送信電力制御と併用することを前提としている力併用しなくても本発明の目的は達成することは可能であり、また、ハンドオフ制御及び同時接続制御のいずれか一方のみを併用することも可能である。

さらに、上述した実施形態では、セクタアンテナ 2— iのカバーエリアの拡大 Z縮小をセクタアンテナ 2 _ iの送信電力制御（上昇/減少）により行なっている力セクタアンテナ 2— iの取り付け角やチルト角、方位角等を物理的に制御、あるいは、電気チルト制御によりセクタアンテナ 2— iの送信電波の偏波状態を電気的に制御、もしくは、これらの物理的及び電気的な制御をともに行なって、セクタアンテナ 2 _ iの電波放射角を制御することによつても、セクタアンテナ 2 - iのカバーェリァ（送信電波ビームの拡がり方）を変形することが可能であり、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。この場合、前記の電力制御部 2 4 (図 1参照）は、通信負荷の少ないセクタアンテナ 2— iとして呼接続監視部 2 3で検出されたアンテナから送信する制御信号の電波放射角を制御する電波放射角制御手段として構成すればよい。産業上の利用可能性

以上詳述したように、本発明によれば、通信負荷の少ないセクタアンテナのみでァンテナ直下周辺ェリアのように不感地帯となり得るエリアを力バ一するので、当該エリアでのハンドオフの頻発を抑制しながら、他のエリアと同等の接続サ一ビス品質を提供することができるので、移動通信技術の分野において極めて有用であると考えられる。

Claims

請求の範囲

1 . 移動局との無線通信のサービスエリアを複数のセクタに分割したときの異なるセクタをそれぞれカバーする複数のセクタアンテナと接続され、該複数のセクタアンテナについての送信電波制御によりそれぞれのカバ一エリアのいずれをも拡大することで所定領域を重複カバーし得る無線基地局装置であって、

該複数のセクタアンテナのうち、他よりも通信負荷が少ないセクタァンテナを検出する検出手段と、

該検出手段で検出したセク夕ァンテナのみで該所定領域をカバーするように、当該セクタアンテナの送信電波制御を行なう制御手段とをそなえたことを特徴とする、無線基地局装置。

2 . 移動局との無線通信のサ一ビスェリァを複数のセク夕に分割したときの異なるセクタをそれぞれカバーする複数のセクタアンテナと接続され、該複数のセクタアンテナについての送信電波制御によりそれぞれのカバ一エリアのいずれをも拡大することで所定領域を重複カバ一し得る無線基地局装置であって、

該複数のセクタァンテナのうち、他よりも通信負荷が少ないセクタァンテナを検出する検出手段と、

該検出手段で検出したセクタアンテナ以外のセクタアンテナについては、該所定領域をカバーしないように送信電波制御し、該検出手段で検出したセクタアンテナについては、該所定領域をカバーするように送信電波制御する制御手段とをそなえたことを特徴とする無線基地局装置。

3 . 該制御手段が、

該検出手段で検出したセクタアンテナから送信する該移動局のための制御信号の送信電力を上昇制御する送信電力制御手段として構成されたことを特徴とする、請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の無線基地局装置。

4. 該制御手段が、該検出手段で検出したセクタアンテナから送信する該移動局のための制御信号の電波放射角を制御する電波放射角制御手段として構成されたことを特徴とする、請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の無線基地局装置。

5 . 該検出手段が、

上記各セクタアンテナの呼接続数を監視することにより他よりも該呼接続数の少ないセクタアンテナを該通信負荷の少ないセクタアンテナとして検出する呼接続監視手段として構成されたことを特徴とする、請求の範囲第 1〜4項のいずれか 1項に記載の無線基地局装置。

6 . 該制御手段が、

同時に 2以上のセクタアンテナと接続する呼の数を表すマルチ接続数を監視するマルチ接続数監視部と、

該マルチ接続数監視部で監視されたマルチ接続数のセクタァンテナ間の差が所定の閾値を超えていると、マルチ接続数の多いセクタアンテナから他のセクタァンテナへのハンドオフを許容するとともに、他のセクタァンテナから上記マルチ接続数の多いセクタアンテナへのハンドオフを拒絶するハンドオフ制御部とをそなえたことを特徴とする、請求の範囲第 5項に記載の無線基地局装置。

7 . 該制御手段が、

同時に 2以上のセクタアンテナと接続した呼が同時接続しているパスの数を表す同時接続数を監視する同時接続数監視部と、

該同時接続数監視部で監視された同時接続数のセクタアンテナ間の差が所定の閾値を超えていると、該同時接続数の少ないセクタアンテナのカバ一エリアを拡大し、該同時接続数の多いセクタアンテナのカバーエリアを縮小するように、各セクタァンテナの送信電波制御を行なう同時接続制御部とをそなえたことを特徴とする、請求の範囲第 5項又は第 6項に記載の無線基地局装置。

8 . 該所定領域が、該複数のセクタアンテナの直下周辺の領域であることを特徵とする、請求の範囲第 1〜 6項のいずれか 1項に記載の無線基地局装置。

9 . n個'（nは 3以上の自然数）のセクタに対応してそれぞれ設けられる n個のセクタアンテナと接続される無線基地局装置であって、該 n個のセクタアンテナの直下周辺の所定領域について、前記 n個のセクタアンテナのいずれについても送信電力を上昇することで、該所定領域をカバーし得る無線基地局装置において、

該 n個のセクタアンテナのうち最も通信負荷が少ないセクタアンテナを検出する検出手段と、

該検出手段で検出したセクタアンテナにより該所定領域をカバーし得る程度に当該セクタアンテナから送信する移動局のための制御信号の送信電力を上昇又は電波放射角を制御する制御手段とをそなえたことを特徴とする、無線基地局装置。

1 0 . n個（nは 3以上の自然数）のセクタに対応してそれぞれ設けられる n個のセクタアンテナと接続される無線基地局装置であって、該 n個のセクタアンテナの直下周辺の所定領域について、前記 n個のセクタアンテナのいずれについても送信電力を上昇することで、該所定領域をカバーし得る無線基地局装置において、

該検出手段で検出したセクタアンテナ以外のセクタアンテナについては、該所定領域をカバーし得ない程度に移動局のための制御信号を送信するように送信電力又は電波放射角を制御し、該検出手段で検出したセクタアンテナについては、該所定領域をカバーし得る程度に該移動局のための制御信号を送信するように送信電力又は電波放射角を制御する制御手段とをそなえたことを特徴とする、無線基地局装置。

1 1 . 該制御信号は、該移動局におけるセルサーチに用いる信号又は移動局における同期検出に用いる信号であることを特徴とする、請求の範囲第 3〜1 0項のいずれか 1項に記載の無線基地局装置。