(57)【要約】【課題】システム全体及び各移動局の双方の通信品質に考慮した、フレキシブルな無線通信システム及び送信電力制御を提供する。【解決手段】セル領域内にある移動局の、基地局との直線距離及び移動方向を判定し、基地局から遠ざかりセル領域境界付近に移動する移動局の下り送信電力の増加を抑制することにより、セル内での下り干渉波の増加及び干渉波の変動を抑制と、セル内での通信品質の安定化やスループットの向上とを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の電波圏内にある移動局に対し無線通信を行う１以上の基地局を具え、各基地局が前記移動局との距離および／または送受信状況に応じて送信電力を変更する無線通信システムにおいて、
前記基地局が、各移動局の移動方向を判定する移動方向判定部と、前記基地局の総送信電力値を算出する送信電力測定部と、前記移動局への送信電力を制御する電力制御部とを具え、当該電力制御部が、前記移動局の移動方向及び前記基地局の総送信電力値に応じて、送信電力を制御することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、さらに、前記移動局の位置を判定する位置計測部を具えるとともに、前記電力制御部が、前記移動局の移動方向及び前記基地局の総送信電力値に加え、前記移動局の現在位置を考慮して送信電力を制御することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無線通信システムにおいて、前記電力制御部は、前記移動局の移動方向が前記基地局から遠ざかる場合であって前記基地局の総送信電力値が所定値以上である場合、またはさらに前記移動局の現在位置が前記基地局より所定距離以上ある場合に、前記基地局の送信電力の上限値を通常運用時より低い値に設定し、そうでない場合に前記基地局の送信電力の上限値を通常運用時の値に設定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
各々の電波圏内にある移動局に対し無線通信を行う１以上の基地局を具え、各基地局が前記移動局との距離および／または送受信状況に応じて送信電力を変更する無線通信システムの制御方法において、
各移動局の移動方向を判定するステップと、前記基地局の総送信電力値を算出するステップと、前記送信電力を制御するステップとを具え、当該送信電力を制御するステップは、前記移動局の移動方向及び前記基地局の総送信電力値に応じて、送信電力を制御することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の無線通信システムの制御方法において、さらに、各移動局の位置を判定するステップを具えるとともに、前記送信電力を制御するステップは、前記移動局の移動方向及び前記基地局の総送信電力値に加え、前記移動局の現在位置を考慮して送信電力を制御することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の無線通信システムの制御方法において、前記送信電力を制御するステップは、前記移動局の移動方向が前記基地局から遠ざかる場合であって前記基地局の総送信電力値が所定値以上である場合、またはさらに前記移動局の現在位置が前記基地局より所定距離以上ある場合に、前記基地局の送信電力の上限値を通常運用時より低い値に設定し、そうでない場合に前記基地局の送信電力の上限値を通常運用時の値に設定することを特徴とする方法。
【請求項７】
無線通信システムにおける電波圏内にある移動局に対し無線通信を行う基地局であって、前記移動局との距離および／または送受信状況に応じて送信電力を変更する基地局において、
各移動局の移動方向を判定する移動方向判定部と、前記基地局の総送信電力値を算出する送信電力測定部と、前記移動局への送信電力を制御する電力制御部とを具え、当該電力制御部が、前記移動局の移動方向及び前記基地局の総送信電力値に応じて、送信電力を制御する無線通信システムの基地局。
【請求項８】
請求項７に記載の基地局において、さらに、前記移動局の位置を判定する位置計測部を具えるとともに、前記電力制御部が、前記移動局の移動方向及び前記基地局の総送信電力値に加え、前記移動局の現在位置を考慮して送信電力を制御することを特徴とする無線通信システムの基地局。
【請求項９】
請求項７または８に記載の基地局において、前記電力制御部は、前記移動局の移動方向が前記基地局から遠ざかる場合であって当該基地局の総送信電力値が所定値以上である場合、またはさらに前記移動局の現在位置が前記基地局より所定距離以上ある場合に、前記基地局の送信電力の上限値を通常運用時より低い値に設定し、そうでない場合に前記基地局の送信電力の上限値を通常運用時の値に設定することを特徴とする無線通信システムの基地局。
【請求項１０】
請求項１乃至３に記載の無線通信システムで用いられる移動局であって、自端末の位置を取得する位置測定部と、前記位置測定部で取得した現在位置を前記基地局に送信する送受信部とを具えることを特徴とする移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関し、特に送信電力制御手段を有する基地局を具えるＷ−ＣＤＭＡ無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話網、無線ＬＡＮシステム、地上ディジタル放送、衛星放送等の数多くの無線通信システムで利用が許容される周波数帯は、各無線通信システム間での情報の混在および干渉を防ぐために、わが国では電波法等の通信法規において厳密に制限されている。このことにより、例えばＷ−ＣＤＭＡ無線通信システム等の携帯電話の無線通信システムのように、不特定多数に利用される無線通信システムにおいては特に、有限の周波数帯域中で一定の通信品質を提供し、かつ基地局相互間でのハンドオーバ時の通信品質を保証できる高度な通信処理技術が求められている。
【０００３】
Ｗ−ＣＤＭＡ無線通信システムは、基地局と、その基地局の無線通信可能領域であるセル領域内にある総ての移動局との情報送受信について、同一の周波数帯（２ＧＨｚ帯）を利用している。そのため、各移動局との通信は相互に干渉することとなる。特に、セル領域境界近傍の移動局の信号は、基地局近傍の移動局の信号から干渉を受けて大きく減衰される、いわゆる「遠近問題」が生じる。この問題を解決するために、下記特許文献１乃至３に記載されているような、無線通信システムにおける送信電力制御方法が検討されてきた。
【０００４】
特許文献１では、ハンドオーバ中である移動局からセル領域内の基地局に対して送信電力の増加要求を送信する際に、移動局の位置情報、基地局の位置情報から最短距離の基地局を特定し、特定した基地局に対してのみ、その移動局に対する下り送信電力の増加を要求し、それ以外の基地局に対しては、その移動局に対する現状の下り送信電力を維持できる無線通信システム及びその送信電力制御方法を開示している。特許文献２では、基地局が、移動局の現在までの位置情報および速度情報に基づいて移動局の未来の位置を予測して、その移動局が離れると判断された場合に、その移動局に対する送信電力を増加できる無線通信システム及び送信電力制御方法を開示している。特許文献３では、基地局から移動局への下り総送信電力値を、既定値以下に制限するための送信電力制御方法として、既定値を超える場合に、移動局からの下り送信電力の増加を抑制できる無線通信システム及び送信電力制御方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１９８９００号公報
【特許文献２】特開２００２−２４６９８２号公報
【特許文献３】特開２００３−１８８８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の無線通信システム及び送信する電力制御方法は、特定移動局の通話品質のみを考慮した設計及び制御方法となっており、システム系全体の通話品質を考慮した内容とはなっていない。また、特許文献３に関しては、下り送信電力が既定値を超えた場合に、一律に移動局に対する下り送信電力を抑制する設計及び制御方法となっており、システム系全体の通話品質については最低限の考慮がなされているが、システムのフレキシビリティに乏しく、各移動局の通話品質を考慮した内容とはなっていない。
【０００７】
したがって、各移動局及び無線通信システム系全体の双方に配慮した、フレキシブルな無線通信システム及び送信制御方法の構築の要求は残されたままである。特にＷ−ＣＤＭＡ無線通信システムにおいては、ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ)、ＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）、及びＭＢＭＳ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）などの第三世代携帯電話（ＩＭＴ−２０００規格）の新しいサービスが導入されることにより、セル領域内の干渉波の増加や干渉波変動の増加が予想され、干渉波の増加及び変動に対するシステムへの影響が増大することが予想される。また、第四世代携帯電話（ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ規格）のシステム開発も既に始まっている。このように様々なサービスが提供されている状況下において、安定したデータ伝送を行なうためには、干渉波の増加及び変動に対する通信への影響を抑制するような、システム全体及び各移動局の双方の通信品質に考慮した、フレキシブルな送信電力制御が重要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、各々の電波圏内にある移動局に対し無線通信を行う１以上の基地局を具え、各基地局が移動局との距離および／または送受信状況に応じて送信電力を変更する無線通信システムを提供し、基地局が、各移動局の移動方向を判定する移動方向判定部と、基地局の総送信電力値を算出する送信電力測定部と、移動局への送信電力を制御する電力制御部とを具え、これによって、この電力制御部が、移動局の移動方向及び基地局の総送信電力値に応じて、送信電力を制御することができることを最も主要な特徴とする。
【０００９】
本発明はまた、移動局の位置を判定する位置計測部を具え、電力制御部が、移動局の移動方向及び基地局の総送信電力値に加え、移動局の現在位置に応じて送信電力を制御することができることを特徴とする。
【００１０】
本発明は更に、電力制御部は、移動局の移動方向が基地局から遠ざかる場合であって基地局の総送信電力値が所定値以上である場合、またはさらに移動局の現在位置が基地局より所定距離以上ある場合に、前記基地局の送信電力の上限値を通常運用時より低い値に設定し、そうでない場合に前記基地局の送信電力の上限値を通常運用時の値に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基地局の制御部に一元的に収集された、移動局の移動方向情報と総送信電力値の情報とに基づき、各々の移動局の将来の位置予測と無線通信システム全体の通信品質とに配慮したフレキシブルな送信電力制御が可能となる。
【００１２】
また、位置情報を取得することによって、位置情報をも配慮したより精度の高い送信電力制御が可能となる。
【００１３】
さらに、移動局の移動方向が基地局から遠ざかり、又は、移動局の位置あるいは基地局の総送信電力値が所定値を超えた場合に、その移動局に対する基地局の送信電力を上限値を通常値以下にし、そうでない場合には上限値を通常値に戻す制御を行うことによって基地局のセル領域間を移動する移動局に対するハンドオーバを円滑に行わせることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態について、添付の図を参照しながら以下に詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施例であるＷ−ＣＤＭＡ無線通信システムにおける、無線基地局の構成図である。無線基地局１は大別すると、受信信号処理部２と、送信信号処理部３と、制御部４とを具えている。これによって、無線基地局１は移動局から受信した上り信号を、例えば復調処理等の受信処理をして、例えば基地局制御局のような上位装置に、生成された受信復調データ信号を送信する。また、上位装置から受信した送信情報データ信号を、例えば変調処理等の送信処理をして、生成された下り信号を移動局に無線送信する。
【００１６】
受信信号処理部２は、受信した上り信号に対してパス検出、チャネル推定、逆拡散などの信号処理を実施する復調部２−１と、前記復調部２−１によって復調したデータ信号を復号化し、その復号データ信号を上位装置に送信する復号部２−２とを具えている。
【００１７】
送信信号処理部３は、上位装置から受信した送信データ情報信号に対して変調／符号化処理を実施する変調／符号化部３−１と、送信する電力を算出して、この変調／符号化部３−１によって変調／符号化処理された信号を移動局に送信する下り送信部３−２とを具えている。
【００１８】
ここで、各移動局に対する送信電力値は、通話品質を一定以上維持するのに必要最小限な電力値であり、移動局の位置や送受信信号品質、その他の要素によって増減される。この制御は公知であるため（例えば、特許文献１）、これ以上の詳細な説明は本発明では省略する。
【００１９】
制御部４は、復調部２−１でのパス検出によるパス情報に基づいて移動局の位置及び移動方向を判定する、位置計測及び移動方向判定部４−１と、下り送信部３−２からの下り電力情報に基づいて無線基地局１のセル領域内における下り送信電力の総和を算出する、下り送信電力測定部４−２と、この算出した下り送信電力の情報と、移動局の位置及び移動方向の情報とに基づいて、下り送信部３−２にその移動局の下り送信電力を制御するための信号を送信する、電力制御部４−３とを具えている。
【００２０】
制御部４は図示していないが、位置及び移動情報等の制御に利用する情報、及び制御用プログラムを記憶し、制御部の各要素４−１乃至４−３からアクセスすることができる記憶領域を具えることができる。記憶領域は制御部４内の各要素４−１乃至４−３に個別に具えてもよいし、これらの制御領域とは別個に１以上の記憶領域を設けて、制御部の各要素からアクセス可能に構成しても良い。この記憶領域は限定されないが、ＤＲＡＭ等の内部メモリや例えばメモリカードのような小型の外部記憶媒体等を用いることができる。
【００２１】
以下に、無線基地局１を、Ｗ−ＣＤＭＡ無線通信システム内で実際に使用した場合の送信電力制御方法について述べる。
【００２２】
図２に本発明の一実施例におけるＷ−ＣＤＭＡ無線通信システムの構成図を示す。ここでは、無線基地局１０及び２０は前述した無線基地局１と同じ構成を有する。無線基地局１０のセル領域１００内にのみ在圏する移動局（例えば、携帯電話）は移動局３０及び４０の２台であり、片や無線基地局２０のセル領域内２００にのみ在圏する移動局は移動局６０及び７０の２台である。これらの移動局はいずれかの無線基地局付近に位置し、静止している。残る移動局５０は、無線基地局１０及び２０のセル領域１００、２００の交差領域３００内に位置し、無線基地局１０のセル領域１００の境界方向に移動し、かつ、無線基地局１０から遠ざかり、無線基地局２０へ近づく方向へ移動しているものとする。
【００２３】
移動局は限定されないが、既存の携帯電話、開発中の携帯電話、ポータブルコンピュータ、ＰＤＡ等を含むことができる。また、本システムには固定局（例えば、無線方式の固定電話等）を含むこともできる。
【００２４】
次に、図１、図２に示す実施例での無線基地局１０及び２０における処理について、図３に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。
【００２５】
無線基地局１０は、そのセル領域内にある移動局３０、４０又は５０から各々の上り信号を受信（Ｓ１）すると、図１の復調部２−１でのパス検出によるパス情報に基づいて、各々の移動局の位置情報を測定し（Ｓ２）し、位置情報を蓄積（Ｓ３）することにより、位置計測及び移動方向判定部４−１にて基地局から遠ざかる方法、すなわち各移動局の移動方向がセル領域境界方向であるか否かを判定する（Ｓ４）。
【００２６】
位置情報の取得は移動局ごとに別個に独立して並行に行われる。本実施例では受信するパス情報が、移動局の位置を含んでいるが、代替的に位置情報は、例えば各移動局にＧＰＳ機能を搭載し、ＧＰＳ位置情報を用いて取得することもできる。また、移動方向は、例えば現在の位置情報と直近の位置情報との直線距離（ＰＯＳ）の差分を算出し、その差分値の正負によって判定することができる。
【００２７】
無線基地局１０のセル領域境界方向に移動局が移動している場合（ここでは、移動局５０が該当）、無線基地局１０から移動局５０までの直線距離（ＰＯＳ）が既定のしきい値（Ｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を超えるか否かを位置計測及び移動方向判定部４−１にて判定する（Ｓ５）。
【００２８】
このＰＯＳが、しきい値Ｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄを超えた場合（ＰＯＳ＞Ｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、移動局５０が在圏する無線基地局１０のセル領域内の下り送信電力の総和（Ｔｏｔａｌ＿Ｐｏｗ）を下り送信電力測定部４−２にて算出し（Ｓ６）、Ｓ４乃至Ｓ６での結果情報が電力制御部４−３に送信される（Ｓ７）。その後、この下り送信電力の総和（Ｔｏｔａｌ＿Ｐｏｗ）が予め決められたしきい値（Ｐｏｗ＿ｔｈ）を超えるか否かを電力制御部４−３にて判定する（Ｓ８）。
【００２９】
上述のしきい値Ｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは、限定しないが例えば、基地局とそのセル領域境界の中間地点にある複数の移動局台数（例えば、セル内で使用が予想される台数）に対して、同一送信電力で通信を実施した場合に、移動局との間で互いに通信の干渉が生じない限界値を計測し、それをしきい値とすることができる。
【００３０】
この下り送信電力の総和（Ｔｏｔａｌ＿Ｐｏｗ）が既定のしきい値（Ｐｏｗ＿ｔｈ）を超える場合（Ｔｏｔａｌ＿Ｐｏｗ＞Ｐｏｗ＿ｔｈ）、電力制御部４−３は移動局５０に対する下りの送信電力の既定の上限値を例えば、他の移動局３０，４０との通信と干渉しないようにこれらの移動局に対する送信電力値以下まで下げ、下り送信電力を抑制する（Ｓ９）。
【００３１】
以上の処理を無線基地局１０が移動局５０に対し、定期的に実施することにより、遠ざかる（他の基地局のセル領域内へ向かう）移動局５０に対する下り送信電力が増加することを抑制し、無線基地局１０のセル領域内の移動局６０、７０に影響を与える、下り干渉波の増加や変動を抑制することができる。また、抑制した電力をＨＳＰＤＡユーザに割り当てることにより、セル領域内のスループットを向上させることが可能となる。
【００３２】
次に、例えば無線基地局２０が、そのセル領域内で移動局５０に対して行う処理について、同じ図３のフローチャートを用いて以下に説明する。
【００３３】
無線移動局２０は、前述と同様に、移動局５０、６０又は７０から各々の上り信号を受信（Ｓ１）した際に、図１の復調部２−１でのパス検出によるパス情報に基づいて、各々の移動局の位置情報を測定し（Ｓ２）し、位置情報を更新（Ｓ３）することにより、位置計測及び移動方向判定部４−１にて移動局の移動方向がセル領域境界方向であるか否かを判定する（Ｓ４）。
【００３４】
無線基地局２０のセル領域境界と逆方向、すなわち、無線基地局２０の方向に移動局が移動している場合（ここでは、移動局５０）、以前の処理（ステップＳ９）において、移動局５０に対する無線基地局２０の下り送信電力の上限値が下に変更されているか否かを、電力制御部４−３にて判定する（Ｓ１０）。
【００３５】
下り送信電力の上限値が変更されていない場合はそのまま処理を終了し、変更がされていた場合は移動局５０に対する無線基地局２０の下り送信電力の上限値を通常運用時の値に戻し（Ｓ１１）、処理を終了する。
【００３６】
このような処理を無線基地局２０が移動局５０に対して、例えば制御部内部にタイマを設けて定期的に反復実施することによって、また、例えば、移動局の移動距離の変化が大きい場合に随時実施することによって、無線基地局１０及び２０のセル領域の交差領域において、無線基地局１０から無線基地局２０へのハンドオーバ処理を円滑に実施することができる。
【００３７】
また、無線基地局が、図３のＳ５において、対象の移動局のＰＯＳがＰ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄを超えないと判定した場合（ＰＯＳ≦Ｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、又は、Ｓ８において、Ｔｏｔａｌ＿ＰｏｗがＰｏｗ＿ｔｈを超えないと判定した場合も（Ｔｏｔａｌ＿Ｐｏｗ≦Ｐｏｗ＿ｔｈ）、Ｓ１０又はＳ１１の処理が実施される。これによって、下り送信電力の上限値が変更されている場合にその上限値を規定値に戻す処理がなされ、セル領域内の移動局に対する通信品質を保証することができる。
【００３８】
以上に本発明の一実施例を詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、他の様々な変更例、変形例として実現することができる。例えば、上記実施例では所定の場合に下り送信電力の上限値を２段階で制御しているが、これは２段階より多い段階の制御を行ってもよい。すなわち、第１のしきい値となったら第１の上限値を適用し、第２のしきい値となったら第２の上限値を適用する等である。
【００３９】
また、上記実施例では、ステップＳ９で下り送信電力の総和（Ｔｏｔａｌ＿Ｐｏｗ）が既定のしきい値（Ｐｏｗ＿ｔｈ）を超える場合（Ｔｏｔａｌ＿Ｐｏｗ＞Ｐｏｗ＿ｔｈ）に、移動局５０に対する下りの送信電力の既定の上限値を下げ、下り送信電力を抑制しているが、これを代替的に、各移動局からの上り信号に含まれている制御信号（ＴＰＣ）コマンドのうち、移動局５０からの下り送信電力の増加を要求するＴＰＣコマンドを無効にして、下り送信電力を抑制するようにしてもよい。
【００４０】
この実施例では、ステップＳ１０において、移動局５０から無線基地局２０への下り送信電力の増加を要求するＴＰＣコマンドが無効となっているか否かを、電力制御部４−３にて判定する。無効となっていない、すなわち有効の場合はそのまま処理を終了する。無効の場合はステップＳ１１において、移動局５０に対する無線基地局２０の当該ＴＰＣコマンドを有効にし、処理を終了する。
【００４１】
更に別の実施例では、図３のステップＳ５を省略するようにしてもよい。すなわち、移動局が遠ざかる場合であって、送信電力の総和が所定のしきい値を超える場合に送信電力を抑制制御する。このようにしても、セル境界付近の移動局のハンドオーバをスムースに行うことができる。
【００４２】
本発明にかかる無線通信システムは、上述のＷ−ＣＤＭＡ無線通信システムに限定されず、その他の第三世代携帯電話の無線通信システム、第四世代携帯電話の無線通信システム、不特定多数が利用可能な無線通信システム、例えば、公衆無線ＬＡＮスポットを有する無線ＬＡＮシステム、衛星放送、地上デジタル放送等に応用することができる。また、例えば海上無線等の業務無線やアマチュア無線といった、資格を保有する特定人が使用する無線通信システムの通信品質向上にも応用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明にかかる無線通信システムは、複数の基地局と、複数の移動局とを有する無線通信システム全般に一般的に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明の一実施例であるＷ−ＣＤＭＡ無線通信システムにおける、無線基地局の構成図を示す。
【図２】図２は、本発明の一実施例におけるＷ−ＣＤＭＡ無線通信システムの構成図を示す。
【図３】図３は、本発明の一実施例であるＷ−ＣＤＭＡ無線通信システムにおける、無線基地局での処理に関するフローチャートを示す。
【符号の説明】
【００４５】
１、１０、２０  無線基地局
２  受信信号処理部
２−１  復調部
２−２  復号部
３  送信信号処理部
３−１  変調／符号化部
３−２  下り送信部
４  制御部
４−１  位置計測及び移動方向判定部
４−２  下り送信電力測定部
４−３  電力制御部
３０、４０、５０、６０、７０  移動局
１００  無線基地局１０のセル領域
２００  無線基地局２０のセル領域
３００  セル領域１００と２００の交差領域
【図１】
2010239203.tif 000003
【図２】
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【図３】
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