(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め登録された複数の移動局のみに通信サービスを提供する基地局装置を備えた無線通信システムにおいて、
前記基地局装置は、
ひとつ又は複数の移動局から受信した伝送レートと、前記ひとつ又は複数の移動局の接続状態に基づき、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の送信電力を設定するための送信電力設定部と、
前記送信電力設定部に従い、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力を制御する送信電力制御部と、
を備え、
前記送信電力設定部は、前記基地局装置に登録している全部の移動局が接続状態である場合、前記基地局装置で規定される最大データレートを確保するために一番多くの電力を要する移動局が必要とする電力、又は、伝送レートが一番低い移動局が予め定められた所望品質と予め定められた所望伝送レートを満たす電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定し、
前記送信電力設定部は、前記基地局装置に登録している一部のみの移動局が接続状態である場合、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする最低限の電力と、基地局装置で規定される最大データレートを確保するために一番多くの電力を要する移動局が必要とする電力とのうち、いずれか大きい方の電力、又は、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする前記最低限の電力と、伝送レートが一番低い移動局が前記所望品質と前記所望伝送レートを満たす最小の電力とのうち、いずれか大きい方の電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定する
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、
前記送信電力設定部は、前記基地局装置に登録しているひとつ又は複数の移動局のうち接続状態の移動局がひとつも無い場合、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする前記最低限の電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定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又は２に記載の無線通信システムにおいて、
前記送信電力設定部は、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力を設定する際、前記送信電力が、前記基地局装置で規定される最大電力（Ｐ＿ＭＡＸ）を上回る場合は、前記送信電力として前記最大電力（Ｐ＿ＭＡＸ）を設定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信システムにおいて、
前記最低限の電力（Ｐ＿Ｃａｌｌ）とは、前記基地局装置で定められたセル範囲内で移動局が呼を張るために必要とする最低限の電力であり、
前記基地局装置で規定される最大電力（Ｐ＿ＭＡＸ）とは、前記基地局装置で定められたセル範囲内で最大データレートを得るために規定された送信電力である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、
前記送信電力設定部は、
前記基地局装置に登録している前記ひとつ又は複数の移動局がひとつ以上接続状態である場合、
接続状態の各前記移動局の中で一番小さい伝送レートである最小レート移動局を検出し、
検出された前記最小レート移動局の伝送レートに基づき、前記基地局装置に接続している移動局の中で、前記基地局により予め設定される最大データレートを保てていない移動局が存在するか否かを判断し、
各移動局の中で前記最大データレートを保てていない移動局が存在する場合は、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信信号の電力を予め定められた量ずつ上げ、一方、全ての移動局が最大データレートを保てている場合は、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力を予め定められた量ずつ下げる
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、
前記送信電力設定部は、前記伝送レートと、前記ひとつ又は複数の移動局の接続状態に基づき、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力を設定することを、定期的に実行することを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、
前記移動局の各々は、前記基地局装置からパイロット信号を受信し、前記パイロット信号の受信信号品質に基づき下りデータレートを算出し、前記基地局装置へ下りデータレートを前記伝送レートとして送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、
ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、又は、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を適用することを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
予め登録された複数の移動局のみに通信サービスを提供する基地局装置を備えた無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記基地局装置は、前記基地局装置に登録している全部の移動局が接続状態である場合、前記基地局装置で規定される最大データレートを確保するために一番多くの電力を要する移動局が必要とする電力、又は、伝送レートが一番低い移動局が予め定められた所望品質と予め定められた所望伝送レートを満たす電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定し、
前記基地局装置は、前記基地局装置に登録している一部のみの移動局が接続状態である場合、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする最低限の電力と、基地局装置で規定される最大データレートを確保するために一番多くの電力を要する移動局が必要とする電力とのうち、いずれか大きい方の電力、又は、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする前記最低限の電力と、伝送レートが一番低い移動局が前記所望品質と前記所望伝送レートを満たす最小の電力とのうち、いずれか大きい方の電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定する
無線通信方法。
【請求項１０】
予め登録された複数の移動局のみに通信サービスを提供する基地局装置において、
ひとつ又は複数の移動局から受信した伝送レートと、前記ひとつ又は複数の移動局の接続状態に基づき、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の送信電力を設定するための送信電力設定部と、
前記送信電力設定部に従い、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力を制御する送信電力制御部と、
を備え、
前記送信電力設定部は、前記基地局装置に登録している全部の移動局が接続状態である場合、前記基地局装置で規定される最大データレートを確保するために一番多くの電力を要する移動局が必要とする電力、又は、伝送レートが一番低い移動局が予め定められた所望品質と予め定められた所望伝送レートを満たす電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定し、
前記送信電力設定部は、前記基地局装置に登録している一部のみの移動局が接続状態である場合、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする最低限の電力と、基地局装置で規定される最大データレートを確保するために一番多くの電力を要する移動局が必要とする電力とのうち、いずれか大きい方の電力、又は、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする前記最低限の電力と、伝送レートが一番低い移動局が前記所望品質と前記所望伝送レートを満たす最小の電力とのうち、いずれか大きい方の電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定する
基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム及び方法、基地局装置に係り、特に、フェムトセル（Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ）基地局等の小規模の基地局における省電力化と干渉削減を実現するための、無線通信システム及び方法、基地局装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の移動体通信システムにおいて、基地局（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ，  ＢＳ）とは、移動局（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ，  ＭＳ）が通信を行うために接続を行う無線通信装置であり、そのセル半径は数百メートルから数十キロメートル程度とされるマクロセル基地局と呼ばれる大規模な無線基地局装置が大半であった。
近年、スマートフォン及びタブレットＰＣなどの普及により、データ通信が急増し、マクロセル基地局の負担が急増していることから、急増するデータトラフィックを他通信装置にオフロードすることで通信品質を安定させる技術が研究されている。その案として考えられている無線通信技術の一つがフェムトセルである。フェムトセルとは、無線通信システムで使用される基地局の一つであり、その  セル半径は、小さくは数メートルから大きくは数十メートル程度の小規模の無線基地局装置である。また、フェムトセル基地局は、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）、  同軸ケーブル、光ファイバーなどのすでに設置されているブロードバンド回線を経由して通信サービスを提供することができる。そのため、フェムトセル基地局は、データトラフィックのオフロードを可能とするだけではなく、マクロセル基地局からの電波が届きにくい家庭やオフィスなどの屋内施設にて、移動局の移動性を確保しつつ、セル範囲をカバーすることができる。これらのフェムトセル基地局は、家庭やオフィスなどでユーザにより直接設置されるので、通信事業者にとっては、運用コストを削減することができる。また、通信事業者は、このようなフェムトセル基地局の活用により、既存マクロセル基地局がカバーできないセル範囲の通信品質を改善することで、通信登録者により良い通信サービスを提供する。
【０００３】
これらのフェムトセル基地局は、大きくオープン型、クローズ型、ハイブリット型の三種類のフェムトセル基地局が存在する。オープン型フェムトセル基地局とは、フェムトセル基地局に予め登録を行う必要が無く、どの移動局でも自由に通信サービスを利用できるフェムトセル基地局を示す。一方、クローズ型フェムトセル基地局は、予め登録している移動局のみにだけ、通信サービスを提供するフェムトセル基地局を示す。また、ハイブリット型フェムトセル基地局とは、予め登録している移動局と登録を事前に行っていない移動局にて、それぞれ異なるＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を適用するフェムトセル基地局を示す。これらの、フェムトセル基地局は、非特許文献１に示すｃｄｍａ２０００通信技術を用いたＨＲＰＤ（Ｈｉｇｈ  Ｒａｔｅ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ）を用いて実現することが可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｃ．Ｓ００２４  ｃｄｍａ２０００  Ｈｉｇｈ  Ｒａｔｅ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ａｉｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｂｙ  ３ＧＰＰ２（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  ２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のフェムトセル基地局では、移動局でのセル識別信号の受信品質に関わらず、セル識別信号を一定の電力で送信をしていた。即ち、移動局において、セル識別信号の受信品質が十分である場合であっても、フェムトセル基地局から移動局へのセル識別信号の送信電力を常に同一の電力に設定することで、セル識別信号の電力強度で定められるフェムトセル基地局のセル範囲は常に同一であった。
以上で説明したとおり、従来のフェムトセル基地局では、一定の送信電力でセル識別信号を移動局に送信していたため、主に、以下の二つの課題が発生していた。
一点目としては、従来のフェムトセル基地局は、移動局でのセル識別信号の受信品質に関わらず、又は、移動局がフェムトセル基地局のセル範囲に存在しているか否かに関わらず、一定の送信電力でセル識別信号を送信することで、フェムトセル基地局にて消費電力が必要以上に使用されていた場合がある。
二点目としては、従来では、フェムトセル基地局において、一定の送信電力でセル識別信号を送信していたため、近辺の他フェムトセル基地局、又は、近辺の他基地局と通信サービスを提供するセル範囲が重なる範囲が広いことにより、他基地局との干渉を及ぼす可能性が高い場合があった。従来のフェムトセル基地局は、移動局でのセル識別信号の受信品質に関わらず、又は、移動局がフェムトセル基地局のセル範囲内に存在しているか否かに関わらず、一定の送信電力でセル識別信号を送信し、必要以上の範囲をカバーすることで、他基地局との干渉が起こりやすい場合が存在していた。
以上のように、従来のフェムトセル基地局においては、移動局でのセル識別信号の受信品質に関わらず、又は、フェムトセル内に移動局の存在有無に関わらず、一定の送信電力でセル識別信号の送信を行っていたため、消費電力の無駄が発生するとともに、他基地局と干渉が発生する可能性が高い場合があるとの課題があった。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、フェムトセル基地局がカバーするセル範囲内に移動局の有無に関わらず、フェムトセル基地局が通信サービスを提供するために必要とする最低限の送信電力でパイロット信号とデータを含む下り信号を送信することにより、フェムトセル基地局での消費電力を抑えるとともに他マクロセル基地局や他フェムトセル基地局との干渉を減らすことを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した従来の課題を解決するため、本発明では、クローズ型フェムトセル基地局装置において、フェムトセル基地局に接続している移動局でのセル識別信号の受信品質に基づいたフェムトセル基地局からのセル識別信号（制御信号、制御チャネル信号）とデータ（データチャネル信号）を含む全ての下り信号の送信電力制御方法を提供する。
たとえば、従来、セル識別信号等のパイロット信号（制御信号、制御チャネル信号）は送信電力を下げずデータのみ送信電力を下げて、基地局から送信していた。これに対し、本発明では、セル識別信号等のパイロット信号とデータの両方の送信電力を下げて、基地局から送信するようにした。これにより、フェムトセル基地局での消費電力を抑えるとともに他基地局との干渉を減らすことが可能となる。
【０００８】
本発明のクローズ型フェムトセル基地局装置は、フェムトセル基地局に予め登録している移動局の情報を検出する手段と、検出された移動局の情報を格納する手段、移動局から受信されたセル識別信号の受信品質情報を検出する手段、検出された各移動局のセル識別信号の受信品質情報を格納する手段、また、これらの情報を用いてセル識別信号の送信電力を設定する手段と設定した送信電力でパイロット信号とデータを含む全ての下り信号の送信を行うための送信電力制御手段とを具備する。
この構成によれば、クローズ型フェムトセル基地局がカバーするセル範囲内に、前記フェムトセル基地局に登録している移動局が接続状態である場合は、移動局のセル識別信号の受信品質を推定した一つの尺度に基づき、フェムトセル基地局のセル識別信号とデータの送信電力を調整する。また、このクローズ型フェムトセル基地局がカバーするセル範囲内に移動局が存在しない場合は、セル範囲内で移動局が呼を張るために必要とする最低限の送信電力でセル識別信号とデータを送信する。
【０００９】
本発明の第１の解決手段によると、
予め登録された複数の移動局のみに通信サービスを提供する基地局装置を備えた無線通信システムにおいて、
前記基地局装置は、
ひとつ又は複数の移動局から受信した伝送レートと、前記ひとつ又は複数の移動局の接続状態に基づき、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の送信電力を設定するための送信電力設定部と、
前記送信電力設定部に従い、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力を制御する送信電力制御部と、
を備え、
前記送信電力設定部は、前記基地局装置に登録している全部の移動局が接続状態である場合、前記基地局装置で規定される最大データレートを確保するために一番多くの電力を要する移動局が必要とする電力、又は、伝送レートが一番低い移動局が予め定められた所望品質と予め定められた所望伝送レートを満たす電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定し、
前記送信電力設定部は、前記基地局装置に登録している一部のみの移動局が接続状態である場合、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする最低限の電力と、基地局装置で規定される最大データレートを確保するために一番多くの電力を要する移動局が必要とする電力とのうち、いずれか大きい方の電力、又は、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする前記最低限の電力と、伝送レートが一番低い移動局が前記所望品質と前記所望伝送レートを満たす最小の電力とのうち、いずれか大きい方の電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定する
無線通信システムが提供される。
【００１０】
本発明の第２の解決手段によると、
予め登録された複数の移動局のみに通信サービスを提供する基地局装置を備えた無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記基地局装置は、前記基地局装置に登録している全部の移動局が接続状態である場合、前記基地局装置で規定される最大データレートを確保するために一番多くの電力を要する移動局が必要とする電力、又は、伝送レートが一番低い移動局が予め定められた所望品質と予め定められた所望伝送レートを満たす電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定し、
前記基地局装置は、前記基地局装置に登録している一部のみの移動局が接続状態である場合、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする最低限の電力と、基地局装置で規定される最大データレートを確保するために一番多くの電力を要する移動局が必要とする電力とのうち、いずれか大きい方の電力、又は、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする前記最低限の電力と、伝送レートが一番低い移動局が前記所望品質と前記所望伝送レートを満たす最小の電力とのうち、いずれか大きい方の電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定する
無線通信方法が提供される。
【００１１】
本発明の第３の解決手段によると、
予め登録された複数の移動局のみに通信サービスを提供する基地局装置において、
ひとつ又は複数の移動局から受信した伝送レートと、前記ひとつ又は複数の移動局の接続状態に基づき、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の送信電力を設定するための送信電力設定部と、
前記送信電力設定部に従い、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力を制御する送信電力制御部と、
を備え、
前記送信電力設定部は、前記基地局装置に登録している全部の移動局が接続状態である場合、前記基地局装置で規定される最大データレートを確保するために一番多くの電力を要する移動局が必要とする電力、又は、伝送レートが一番低い移動局が予め定められた所望品質と予め定められた所望伝送レートを満たす電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定し、
前記送信電力設定部は、前記基地局装置に登録している一部のみの移動局が接続状態である場合、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする最低限の電力と、基地局装置で規定される最大データレートを確保するために一番多くの電力を要する移動局が必要とする電力とのうち、いずれか大きい方の電力、又は、前記基地局装置に各移動局が呼を張るために必要とする前記最低限の電力と、伝送レートが一番低い移動局が前記所望品質と前記所望伝送レートを満たす最小の電力とのうち、いずれか大きい方の電力を、制御チャネル信号及びデータチャネル信号の前記送信電力として設定する
基地局装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フェムトセル基地局がカバーするセル範囲内に移動局の有無に関わらず、フェムトセル基地局が通信サービスを提供するために必要とする最低限の送信電力でパイロット信号とデータを含む下り信号を送信することができ、フェムトセル基地局での消費電力を抑えるとともに他マクロセル基地局や他フェムトセル基地局との干渉を減らすことが可能となる。
さらに、本発明によれば、パイロット信号とデータの両方の送信電力を制御するため、パイロット信号の送信電力を制御しないでデータのみの送信電力を別個に制御する場合に比べて、制御を容易とすることができ、そのためのハードウェア及び／又はソフトウェアを比較的簡単な構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態の移動体通信システム構成の例を表した図である。
【図２】従来でのフェムトセル基地局からの送信電力と下りデータレートの関係を表している図である。
【図３】従来でのフェムトセル基地局のシステム構成を表した図である。
【図４】本実施の形態のフェムトセル基地局からの送信電力と下りデータレートの関係を表している図である。
【図５】本実施の形態のフェムトセル基地局のシステム構成を表した図である。
【図６】本実施の形態のフェムトセル基地局においての送信電力制御の例の中で、全移動局が接続状態で無い場合、又は基地局起動時での送信電力制御  を表した図である。
【図７】本実施の形態のフェムトセル基地局において全移動局が接続状態である場合の送信電力制御を表した図である。
【図８】本実施の形態のフェムトセル基地局においての送信電力制御の例の中で、全移動局が接続状態である場合の送信電力制御例を表した図である。
【図９】本実施の形態のフェムトセル基地局において一部の移動局のみが接続状態である場合の送信電力制御を表した図である。
【図１０】本実施の形態のフェムトセル基地局においての送信電力制御の例の中で、一部の移動局のみが接続状態である場合の送信電力制御例（その１）を表した図である。
【図１１】本実施の形態のフェムトセル基地局においての送信電力制御の例の中で、一部の移動局のみが接続状態である場合の送信電力制御例（その２）を表した図である。
【図１２】本実施の形態のクローズ型フェムトセル基地局装置のブロック図である。
【図１３】移動局のブロック図である。
【図１４】本実施の形態の送信電力制御アルゴリズムを表したフロー図である。
【図１５】本発明の実施の形態における、各時刻にフェムトセル基地局に節状態である移動局を表した図である。
【図１６】本発明の実施の形態における、フェムトセル基地局においての送信電力を表した図である。
【図１７】本発明の実施の形態における、フェムトセル基地局においての送信電力と移動局から受信した下りデータレートを表した図である。
【図１８】本発明の実施の形態における、フェムトセル基地局においての移動局から受信した下りデータレートを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態において、一例として、非特許文献１記載のｃｄｍａ２０００通信技術を用いたＨＲＰＤ（Ｈｉｇｈ  Ｒａｔｅ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ）技術に基づき図面を参照して説明する。
【００１５】
１．システム概要
図１は、本発明の実施の形態における移動体通信システムの中、マクロセル基地局とフェムトセル基地局による通信状況を示している。図中、マクロセル基地局１０１と、フェムトセル基地局１０２、１０３、１０４、移動局１０５，１０６，１０７、マクロセル基地局のセル範囲１０８、フェムトセル基地局のセル範囲１０９、１１０、１１１を示している。マクロセル基地局１０１の中に、フェムトセル基地局１０２が配置されており、フェムトセル基地局１０３、１０４はそれぞれマクロセル基地局１０１の境界に配置されている。また、移動局１０５はフェムト基地局１０２と、移動局１０６はマクロセル基地局１０１と、移動局１０７はマクロセル基地局１０１とフェムトセル基地局１０４とそれぞれ通信を行っていることを示している。
図２では、従来のフェムトセル基地局システムにおいて、フェムトセル基地局で規定されている一定の送信電力２０１を表した図と、フェムトセル基地局から受信したパイロット信号の受信品質２０２に基づき算出した下りデータレート２０３を表した図を示している。なお、最大データレートとは、例えば、フェムトセル基地局から送信することができる最大のデータレートを示す。図２では、フェムトセル基地局からの移動局の距離に比例して、フェムトセル基地局と移動局間でパスロスが発生し、その結果、移動局でのパイロット信号の受信品質２０２が下がるという前提で描かれたものである。図２によると、従来のフェムトセル基地局は、移動局でのパイロット信号の受信品質２０２に関わらず、フェムトセル基地局で規定されている一定の送信電力Ｐ＿ＭＡＸで移動局へ送信していた。しかし、フェムトセル基地局から移動局までの距離が近く、移動局でのパイロット信号の受信品質がどのように高い場合であっても、移動局が得られる下りデータレート２０３には上限があるため、移動局での受信信号品質２０２が十分高い場合は、フェムトセル基地局からの送信電力を常に一定に維持することは、消費電力という観点からすると効率的では無かった。また、常に一定の電力で全ての下り信号に対して送信を行なっていたため、フェムトセル基地局からの送信電力により近辺の他マクロ基地局や他フェムトセル基地局に必要以上の干渉を起こしていた。
【００１６】
図３は、従来のクローズ型フェムトセル基地局３０１とフェムトセル基地局３０１により定められたセル範囲３０４を示している図である。また、フェムトセル範囲３０４内には、フェムトセル基地局３０１に予め登録している移動局３０２と移動局３０３が、それぞれのセル範囲３０４内でフェムトセル基地局３０１と通信を行っていることを示している。セル範囲３０４は、フェムトセル基地局３０１が、移動局にて受信したセル識別信号であるパイロット信号の受信品質に基づき算出した下りデータレート（Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ，  ＤＲＣ）に関わらず、フェムトセル基地局３０１で規定されている一定の電力でパイロット信号を送信することで決定されたセル範囲を示している。従来のフェムトセル基地局３０１では、移動局３０２と３０３がフェムトセル基地局３０１から近い場所に位置することで、パイロット信号とデータを含む全ての下り信号の受信品質が高く十分な下りデータレートを保てる場合であっても、フェムトセル基地局３０１は、常に一定の電力で送信を行っていたため、フェムトセル基地局にて消費電力の無駄が発生していることが想定される。また、フェムトセル基地局３０１が、図１のフェムトセル基地局１０２のようにマクロセル基地局１０１内に存在する場合は、お互いの送信信号により干渉が発生する可能性が高いとの課題があった。
【００１７】
図４では、クローズ型フェムトセル基地局からの従来送信電力２０１と、上述した課題を解決するための本実施の形態による送信電力４０１と、移動局での従来受信信号品質２０２と本実施の形態による受信信号品質４０２と、本実施の形態によるフェムトセル基地局からの送信電力４０１による移動局での受信信号品質４０２と、その受信信号品質４０２に基づき算出された下りデータレート２０３を示している。クローズ型フェムトセル基地局は、前述したように予めフェムトセル基地局に登録している移動局のみが接続することができるため、フェムトセル基地局では、接続可能移動局及びその移動局数情報を予め保持することができる。その結果、フェムトセル基地局において予め登録している全移動局が接続状態であり、且つ、全移動局がフェムトセル基地局の近辺で接続状態である場合は、従来は、移動局にて十分であるサービス品質を保てるにも関わらず、フェムトセル基地局から最大送信電力でパイロット信号とデータを含む全ての下り信号を送信することで電力を必要以上に使用していた場合があった。そのため、本実施の形態では、フェムトセル基地局からのパイロット信号とデータを含む全ての下り信号の送信電力を制御し、移動局での受信信号品質を調整することによって、従来の下りデータレート２０３を確保する。詳しい送信電力設定アルゴリズムは後述する。なお、フェムトセル基地局は、移動局で求めた下りデータレートを、移動局からの上り信号を受信することにより取得することができる。本実施の形態の送信電力制御方法によると、移動局での受信信号品質４０２より算出された下りデータレートに基づき、フェムトセル基地局からのパイロット信号とデータを含む全ての下り信号の送信電力を下りデータレートに影響が出ない範囲で下げることで、サービスの品質は従来と同程度に保ったままフェムトセル基地局での消費電力及び他マクロ基地局や他フェムトセル基地局との干渉を削減する。
【００１８】
図５では、本実施の形態のクローズ型フェムトセル基地局５０１とフェムトセル基地局５０１での下りデータレートに基づき移動局への送信電力を下げることにより定められたセル範囲５０５を示している。フェムトセル基地局５０１は、各移動局５０２と５０３から受信したセル識別信号であるパイロット信号の受信品質に基づき算出した下りデータレートが十分な下りデータレートを保てる範囲内であれば、フェムト基地局５０１のパイロット信号を含む全ての下り信号の送信電力を下げることによってフェムトセル基地局５０１において消費電力の削減を図る。また、本実施の形態では、フェムトセル基地局５０１において、全ての下り信号に対して送信電力を下げることによって、セル範囲を５０４から５０５に狭めることで、他マクロセル基地局や他フェムトセル基地局との干渉を削減する。その具体的な方法は、以下の図を参照し説明する。
【００１９】
２．電力制御
２．１．  例１：登録している移動局が一つも接続状態ではいない場合
以下に、図６から図１１を用いて、本実施の形態のクローズ型フェムトセル基地局において、移動局でのパイロット信号の受信信号に基づき算出された下りデータレートによる送信電力制御の具体的な方法を説明する。
図６は、フェムトセル基地局で規定されている送信電力Ｐ＿ＭＡＸ（６０１）とＰ＿ＣＡＬＬ（６０２）を示している。Ｐ＿ＭＡＸとは、フェムトセル基地局で定められたセル範囲内で最大データレートを得るために規定された送信電力である。また、Ｐ＿Ｃａｌｌとは、フェムトセル基地局で定められたセル範囲内で移動局が呼を張るために必要とする最低限の送信電力を示す。そのため、送信電力Ｐ＿ＭＡＸとＰ＿Ｃａｌｌは、フェムトセル基地局によりそれぞれ異なる。なお、最低限の電力については、例えば、フェムトセル等の基地局の設置時や導入時等、どの範囲まで各基地局がカバーするかなどのシステム状況や環境等により、ユーザーやベンダー等が、適宜定めることができる。図６では、フェムトセル基地局のセル範囲内に、フェムトセル基地局に登録している移動局が一つも接続状態ではいない場合は、パイロット信号の送信電力を移動局がセル範囲内のどこに現れても呼を張るために必要とする最低限の送信電力であるＰ＿Ｃａｌｌに設定する必要がある。セル範囲内に移動局が存在しない場合に送信電力をＰ＿Ｃａｌｌ以下に設定すると、移動局がセル範囲に現れても、フェムトセル基地局から移動局を感知することができない恐れがある。一方、セル範囲内に移動局が存在しない場合、送信電力をＰ＿Ｃａｌｌ以上に設定すると、送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌ以上に設定した分の電力の無駄が発生してしまう。そのため、フェムトセル基地局起動時の初期値としても、送信電力をＰ＿Ｃａｌｌに設定する。上述のような電力制御により、フェムトセル基地局からの送信電力を従来のＰ＿ＭＡＸからＰ＿Ｃａｌｌに設定することで、フェムトセル基地局にて参照符号６０３で示している分の消費電力を削減する。また、図５で説明したように、本実施の形態によると、フェムトセル基地局のセル範囲を従来セル範囲５０４から、本実施の形態を適応したセル範囲５０５に狭めることで、他マクロセル基地局や他フェムトセル基地局への干渉を削減することができる。ここで、移動局がフェムトセル基地局のセル範囲内で呼を張るために必要とする最低限の送信電力であるＰ＿Ｃａｌｌとフェムトセル基地局で規定されている一定の送信電力Ｐ＿ＭＡＸが同一である場合もあり得る。
【００２０】
２．２．  例２：登録されている全移動局が接続状態である場合
図７から図８までは、本実施の形態におけるクローズ型フェムトセル基地局システムにおいて、全ての移動局が該当するクローズ型フェムトセル基地局に予め登録していて、且つ、フェムトセル基地局に登録されている全移動局が接続状態である場合の送信電力制御方法及び例を示している。
図７は、フェムトセル基地局で規定されている一定の送信電力Ｐ＿ＭＡＸ（７０１）と、移動局がフェムトセル基地局のセル範囲内で呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌ（７０２）、本実施の形態による、移動局での受信信号品質と下りデータレートに基づいたフェムトセル基地局からの送信電力７０３を示している。送信電力７０３は、フェムトセル基地局から移動局へのパイロット信号とデータを含む全ての下り信号の送信電力を示している。この送信電力の制御は次のように実行される。すなわち、フェムトセル基地局から送信されたセル識別信号を移動局にて受信し、移動局が、セル識別信号の受信品質から下りデータレートを算出し、移動局から下りデータレートをフェムトセル基地局が受信し、さらに、フェムトセル基地局がその下りデータレートに基づきこの送信電力７０３を制御する。図７によると、フェムトセル基地局がカバーするセル範囲内でフェムトセル基地局に登録されている移動局が接続状態である場合は、フェムトセル基地局からの受信信号品質により算出された移動局の下りデータレートに基づき、フェムトセル基地局の送信電力７０３を調整する。
【００２１】
図８は、図７での送信電力制御方法に関する実際の例を示している。図８では、フェムトセル基地局と通信サービスに予め登録している全ての移動局が接続状態である場合の送信電力制御例を示している。送信電力Ｐ＿１（８０１）と送信電力Ｐ＿２（８０２）は、移動局Ａ（８０３）と移動局Ｂ（８０４）が、図２と図４で示す最大データレートを得るために必要とする最低限の送信電力を示している。フェムトに登録されている全移動局、移動局Ａ（８０３）と移動局Ｂ（８０４）が全てフェムトセル基地局に接続しているため、そのパイロット信号を含む全ての下り信号の送信電力としては、図２と図４で示す最大データレートを確保するために一番多くの送信電力を要する移動局Ｂ（８０４）が必要とする最低限の送信電力Ｐ＿１（８０１）にてフェムトセル基地局の送信電力を制御する。フェムトセル基地局での送信電力制御方法についての詳細は、フェムトセル基地局のブロック図１２（後述）とフェムトセル基地局の送信電力制御アルゴリズムのフロー図１４（後述）を用いて説明する。フェムトセル基地局からのパイロット信号を含む全ての下り信号の送信電力を図８の例のように調整することで、送信電力を従来のＰ＿ＭＡＸからＰ＿１まで下げることで、フェムトセル基地局にて参照符号８０５で示している電力分の消費電力を削減する。また、フェムトセル基地局からの送信電力を下げることにより、図５でのセル範囲がセル範囲５０４からセル範囲５０５のように狭まることで、近辺の他マクロセル基地局や他フェムトセル基地局との干渉を削減する。
【００２２】
２．３．  例３：登録している一部の移動局のみが接続状態である場合
図９から図１１までは、本実施の形態におけるクローズ型フェムトセル基地局システムにおいて、移動局が該当するフェムトセル基地局に予め登録していて、且つ、登録している一部の移動局のみが接続状態である場合の送信電力制御方法及び例を示している。
図９は、フェムトセル基地局で規定されている一定の送信電力Ｐ＿ＭＡＸ（７０１）と、移動局がフェムトセル基地局のセル範囲内で呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌ（７０２）、本実施の形態による、移動局での受信信号品質から算出された下りデータレートに基づいたフェムトセル基地局からのパイロット信号とデータを含む全ての下り信号の送信電力９０１を示している。図９では、一部の移動局のみが接続状態であるため、フェムトセル基地局からの送信電力において、フェムトセル基地局に接続していない移動局がセル範囲のどこに現れても呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌ（７０２）で、パイロット信号を含む全ての下り信号の送信電力を制御する。
【００２３】
図１０では、上述した図９でのフェムトセル基地局に予め登録している一部の移動局のみが接続状態である場合のパイロット信号を含む全ての下り信号の電力制御方法に関する実際の例を示している。この例では、フェムトセル基地局と通信サービスに予め登録している全ての移動局の中で移動局Ａ（１００２）のみが接続状態である場合の送信電力制御の例を示している。移動局Ａ（１００２）が図２と図４で示す最大データレートを保つために必要とする送信電力は、送信電力Ｐ＿１（１００１）となるが、フェムトセル基地局と通信サービスに予め登録しているものの、まだ、接続状態ではない移動局がいつでもフェムトセル基地局に接続を行うことができるように、移動局が呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌ（７０２）でフェムトセル基地局のパイロット信号を送信する。図１０の例においても、フェムトセル基地局からの送信電力をＰ＿ＭＡＸからＰ＿Ｃａｌｌまで下げることで、フェムトセル基地局にて参照符号１００３で示している電力分の送信電力を削減することができる。また、フェムトセル基地局からの送信電力を下げることにより、図５でのセル範囲がセル範囲５０４からセル範囲５０５のように狭まることで、近辺の他マクロセル基地局や他フェムトセル基地局との干渉を削減することができる。
図１１でも、図１０での例と同様に、フェムトセル基地局と予め登録している一部の移動局のみが接続状態である場合の電力制御例を示している。この例では、フェムトセル基地局と通信サービスに予め登録している全ての移動局の中で移動局Ａ（１１０２）のみが接続状態である例を示している。図１１において、移動局Ａ（１１０２）がフェムトセル基地局内で図２と図４で示す最大データレートを保つために必要とする送信電力は、送信電力Ｐ＿１（１１０１）となる。この例では、送信電力Ｐ＿１が、フェムトセル基地局のセル範囲内で呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌ（７０２）より大きいため、たとえ、まだ呼を張っていない移動局があったとしても、セル範囲内であればいつでも呼を張ることができる。図１１の例においても、フェムトセル基地局からの送信電力をＰ＿ＭＡＸからＰ＿１まで下げることで、フェムトセル基地局にて参照符号１１０３で示している電力分の送信電力を削減することができる。また、フェムトセル基地局からの送信電力を下げることにより、図５でのセル範囲がセル範囲５０４からセル範囲５０５のように狭まることで、近辺の他マクロセル基地局や他フェムトセル基地局との干渉を削減することができる。
【００２４】
３．基地局及び移動局の構成及びフローチャート
図１２から図１３を用いて、本実施の形態におけるフェムトセル基地局と移動局のブロック図について説明する。
図１２は、本実施の形態におけるフェムト基地局装置の構成を示したブロック図である。フェムト基地局装置は、制御部１２０３と信号処理部１２０４を備える。制御部１２０３とは、通信事業者からフェムト基地局の管理・制御などを行うための論理ブロックである。一方、信号処理部１２０４は、移動局から受信されたデータや、移動局に送信されるデータなどの信号を処理する論理ブロックである。制御部１２０３は、移動局情報格納部１２０１と移動局情報検出部１２０２を備える。移動局情報検出部１２０２は、クローズ型フェムトセル基地局に登録している移動局の情報（登録者）を検出する。また、移動局格納部１２０１は、検出された移動局情報を格納し、信号処理部１２０４の送信電力設定部１２１１の要求により、格納されている登録者の数情報及び現在の接続登録者数などの情報を送信電力設定部１２１２に出力する。次に、信号処理部１２０４の構成について説明する。無線受信部１２０５は、無線信号制御部１２０８から受信した信号をベースバンドに変換し、変換した信号を受信信号処理部１２０６に出力する。受信信号処理部１２０６は、無線受信部１２０５からベースバンド信号に変換された受信データに対して逆拡散、復調、復号化などの処理を実施し、受信データ、パイロット信号、ＭＡＣ信号を出力する。ＤＲＣ信号検出部１２０９は、受信信号処理部１２０６から下りデータレート情報を検出し、検出された各移動局の下りデータレート情報をＤＲＣ情報格納部１２１２に格納する。また、ＤＲＣ情報格納部１２１２は、送信電力設定部１２１１の要求により格納されている各移動局の下りデータレート情報を送信電力設定部１２１４に出力する。送信電力設定部１２１４は、移動局情報格納部１２０１とＤＲＣ情報格納部１２１２から、移動局の情報及び各移動局の下りデータレート情報を用いて送信電力の設定を行う。送信電力設定部１２１１にて設定された送信電力は、送信電力制御部１２１４に出力される。送信電力設定部１２１２での送信電力の設定に関する詳しいアルゴリズムは後述する。送信信号処理部１２１６では、ＤＲＣ信号検出部１２０９から検出された下りデータレート情報に基づき、移動局への送信データ、パイロット信号、ＭＡＣ信号において、符号化、変調、拡散などの処理を行う。送信信号処理部１２１６から各処理を実施された送信データ、パイロット信号、ＭＡＣ信号は、多重部１２１５に出力される。多重部１２１５は、送信信号処理部１２１６から処理された各信号を多重し、送信電力制御部１２１４に出力する。送信電力制御部１２１４は、送信電力設定部１２１１にて設定された送信電力に従い、多重部１２１５から多重された信号の送信電力を増幅し、無線送信部１２１３に出力する。無線送信部１２１３は、送信電力制御部１２１４により出力された信号を無線の周波数に変換し無線信号制御部１２０８に出力する。無線信号制御部１２０８は、無線送信部１２１３から無線信号に変換された送信信号をアンテナ１２０７経由で移動局に送信する。信号送受信部１２１０は、フェムトセル基地局制御装置へのインターフェース１２１７を経由してデータの送受信やクローズ型フェムトセル基地局に登録している登録者情報などの制御信号を、受信信号処理部１２０６と送信信号処理部１２１６、フェムトセル基地局の制御部１２０３とやり取りを行う。
【００２５】
図１３は、本実施の形態における移動局の構成の中で信号処理部１３０１を示したブロック図である。無線受信部１３０２は、無線信号制御部１３０５から受信した信号をベースバンドに変換し、変換した信号を受信信号処理部１３０３に出力する。受信信号処理部１３０３は、無線受信部１３０２からベースバンド信号に変換された受信データを逆拡散、復調、復号化などの処理を行い、それぞれの信号を出力する。Ｐｉｌｏｔ信号検出部１３０６は、受信信号処理部１３０３からパイロット信号を検出し、ＣＩＲ測定部１３０７に出力する。ここで、ＣＩＲとは、希望波対干渉波の比を表すものであり、フェムトセル基地局からのパイロット信号の受信品質を測定する尺度として使用される。移動局は、測定されたＣＩＲに基づき、フェムトセル基地局からの下り受信データの下りデータレートを算出し、基地局に送信する。ＤＲＣ信号制御部１３０８では、上述したように、ＣＩＲ測定部１３０７から出力されたパイロット信号の受信品質であるＣＩＲに基づき、フェムトセル基地局からのデータ受信のための下りデータレート（ＤＲＣ情報）を決定する。ＤＲＣ信号制御部１３０８から決定された下りデータレート（ＤＲＣ情報）は、送信データ、パイロット信号、ＭＡＣ信号と共に、送信信号処理部１３１１にて、符号化、変調、拡散などの処理を実施し、多重部１３１０に出力する。多重部１３１０は、それらの信号を多重し無線送信部１３０９に出力する。無線送信部１３０９は、送信する信号を無線の周波数に変換し、無線信号制御部１３０５に出力し、変換した送信信号をアンテナ１３０４経由でフェムトセル基地局に送信する。
【００２６】
図１４は、図１２のフェムトセル基地局装置の信号処理部１２０４の中で送信電力設定部１２１１にて送信電力を設定するアルゴリズムを示している。送信電力設定部１２１１は、定期的に以下の送信電力設定アルゴリズムをステップ１４０１にて起動する。フェムトセル基地局は、セル範囲内に登録されている移動局（登録者）が存在しているか否かの判断（ステップ１４０２）を、図１２の移動局情報格納部１４０１からフェムトセル基地局に接続している登録者情報を収得することで、この判断をする。フェムトセル基地局は、セル範囲内にて登録者有無の判断を実施し、登録者がフェムトセル基地局のセル範囲内に存在しない場合、即ち、フェムトセル基地局に登録している移動局がセル範囲内に存在しない場合は、図１６を用いて説明したようにフェムトセル基地局と予め登録している移動局がセル範囲内に現れた場合のため、移動局が呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌでパイロット信号をフェムトセル基地局から送信する必要がある。そのため、送信電力設定部１２１１は、送信電力を該当するフェムトセル基地局内で呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌでパイロット信号を含む全ての下り信号の電力を設定（ステップ１４１０）して、アルゴリズム終了とする。一方、ステップ１４０２で、登録者がフェムトセル基地局のセル範囲内に存在する場合、即ち、フェムトセル基地局に登録している移動局の一部、又は、全ての移動局がフェムトセル基地局のセル範囲内に存在する場合は、送信電力設定部１２１１は、ステップ１４０２からステップ１４０３に処理を移行する。ステップ１４０３では、送信電力設定部１２１１は、各移動局（登録者）の下りデータレートを格納しているＤＲＣ情報格納部１２１２を参照して、フェムトセル基地局に接続している各移動局が持つＤＲＣの中で一番小さい下りデータレートを検出（ステップ１４０３）する。次に、ステップ１４０４では、ステップ１４０３で検出された移動局の下りデータレートに基づき、フェムトセル基地局に接続している移動局の中で、図２と図４で示す最大データレートを保てていない移動局が存在するか否かを判断（ステップ１４０４）する。ここで、各移動局の中で最大データレートを保てていない移動局が存在する場合は（ステップ１４０４：Ｎｏ）、フェムトセル基地局からの各送信信号の電力を上げることにより、その移動局にて最大データレートを保てるように制御する必要がある。一方、全ての移動局が最大データレートを保てている場合は（ステップ１４０４：Ｙｅｓ）、フェムトセル基地局からのパイロット信号とデータを含む全ての下り信号の送信電力を下げることで、フェムトセル基地局での消費電力、及び、他基地局との干渉の削減を図る。なお、送信電力を上げる量β及び下げる量αは、予め適宜定めておくことができ、同一の値でも異なる値としてもよい。ステップ１４０５では、フェムトセル基地局での送信電力を上げる動作を実施し、ステップ１４０６では、フェムトセル基地局からの送信電力を下げる動作を実施する。その後、フェムトセル基地局の送信電力設定部１２１１は、フェムトセル基地局に接続が許可されている全ての移動局（全登録者）が接続しているか��又は、一部のみの移動局（登録者）が接続しているかを判断（ステップ１４０７）する。フェムトセル基地局と予め登録している全ての移動局が接続状態でない場合、即ち、一部の移動局のみがフェムトセル基地局に接続状態である場合は（ステップ１４０７：Ｎｏ）、まだ接続していない移動局がフェムトセル基地局を発見し呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌでパイロット信号を送信する必要がある。そのため、フェムトセル基地局と予め登録している全ての移動局が接続状態でない場合、即ち、一部の移動局のみがフェムトセル基地局に接続状態である場合は、送信電力設定部１２１１は、ステップ１４０５、又はステップ１４０６により設定されたフェムトセル基地局からの送信電力がセル範囲内で呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌより大きいか否かの判断（ステップ１４０８）を実施する。ステップ１４０８の判断により、フェムトセル基地局にて設定されている送信電力が、セル範囲内で呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌより小さい場合は（ステップ１４０８：Ｎｏ）、送信電力設定部１２１１は、フェムトセル基地局からの送信電力を呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌに設定することで（ステップ１４１０）、クローズ型フェムトセル基地局に予め登録している移動局がセル範囲内に現れた場合、フェムトセル基地局に接続できるようにする。ステップ１４０８の判断にて、フェムトセル基地局にて設定されている送信電力が、セル範囲内で呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌより大きい場合は（ステップ１４０８：Ｙｅｓ）、送信電力設定部１２１１は、ステップ１４０９に処理を移行する。一方、ステップ１４０７にて、フェムトセル基地局に予め登録している全ての端末が接続状態である場合は、送信電力設定部１２１１は、ステップ１４０９に処理を移行する。ステップ１４０９では、送信電力設定アルゴリズムにより設定されたフェムトセル基地局からの送信電力がフェムトセル基地局で規定している最大電力Ｐ＿ＭＡＸより大きい場合は（ステップ１４１１：Ｎｏ）、送信電力設定部１２１１は、送信電力を基地局で規定している最大電力Ｐ＿ＭＡＸに設定して終了（ステップ１４１２）する。送信電力設定アルゴリズムにより設定されたフェムトセル基地局からの送信電力がフェムトセル基地局で規定している最大電力Ｐ＿ＭＡＸより小さい場合、又は、同一である場合は（ステップ１４０９：Ｙｅｓ）、送信電力設定部１２１１は、そのまま処理を終了（ステップ１４１２）する。
【００２７】
４．電力制御例
図１５から図１７においては、本実施の形態のクローズ型フェムトセル基地局での送信電力制御の例を説明する。
図１５は、各時間に対してクローズ型フェムトセル基地局に接続している移動局を示している表である。この例では、フェムトセル基地局に登録している移動局が、移動局Ａと移動局Ｂのみであることを前提として説明する。また、表のなかのＤ＿１、Ｄ＿２、Ｄ＿３とは、それぞれ移動局のフェムトセル基地局からの距離を示し、その距離に比例してパスロスが大きくなることを前提で以下の説明をする。時刻Ｔ＿０においては、移動局が一つも接続状態では無いことを示している。また、時刻Ｔ＿１では、フェムトセル基地局に登録している全ての移動局Ａ及びＢが、移動局ＡはＤ＿１で、移動局ＢはＤ＿２でそれぞれ接続状態であることを示している。時刻Ｔ＿２では、移動局ＡのみがＤ＿１でフェムトセル基地局に接続状態であることを示している。時刻Ｔ＿３では、全ての移動局Ａ及びＢが、移動局ＡがＤ＿１で、移動局ＢがＤ＿３でそれぞれ接続状態であることを示している。最後に、時刻Ｔ＿４では、全移動局が接続状態でいないことを示している。
【００２８】
図１６は、フェムトセル基地局から移動局への距離に応じて必要とする最低限の送信電力を示した図である。ここでは、フェムトセル基地局から移動局までの距離を示すＤ＿１、Ｄ＿２、Ｄ＿３が、それぞれＤ＿１＜Ｄ＿２＜Ｄ＿３の関係を持つという前提で以下を説明する。また、フェムトセル基地局から移動局までの距離Ｄ＿１、Ｄ＿２、Ｄ＿３により、フェムトセル基地局と移動局の無線区間でのパスロスがそれぞれ比例して発生することを前提とする。そのため、フェムトセル基地局では、それらのパスロスを挽回するためにそれらの送信電力を上げる必要がある。図１６では、各移動局のフェムトセル基地局からの距離に応じ、それぞれの移動局にて図２と図４で示す最大データレートを満たすためには、パイロット信号を含む全ての下り信号の送信電力を最低限Ｐ＿１、Ｐ＿２、Ｐ＿３以上に設定する必要があり、それらの関係はＰ＿１＜Ｐ＿２＜Ｐ＿３となることを示している。
【００２９】
図１７は、クローズ型フェムトセル基地局での送信電力制御を示す図と、フェムトセル基地局に接続されている各移動局から収得された移動局の下りデータレートの中で一番小さい下りデータレートを示す図である。フェムトセル基地局での送信電力制御は、各移動局の下りデータレートに基づき設定される。図１７においても、各移動局の下りデータレートの中で一番小さい下りデータレートを常に監視することで、その下りデータレートに基づき、フェムトセル基地局にてパイロット信号を含む全ての下り信号の送信電力を定期的に制御する例を示している。図１７では、フェムトセル基地局において、定期的に図１４の送信電力設定アルゴリズムを起動することで電力の設定を行っている。図１７では、定期的にａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、ｑ、ｒの時間毎にフェムトセル基地局にて電力制御を行なっていることを示している。
時刻Ｔ＿０では、フェムトセル基地局に登録している移動局がセル範囲内に存在しないため、時間ａ、ｂにおいて、移動局がいつでも呼を張れるように、呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌで送信を行っている。図１４を参照すると、時間ａ、ｂでは、フェムトセル基地局のセル内に移動局が存在しないため、送信電力設定部１２１１は、ステップ１４０２の判断にて、ステップ１４１０移動し、フェムトセル基地局の送信電力を移動局が呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌに設定する。
【００３０】
時刻Ｔ＿１では、全移動局である移動局ＡとＢがそれぞれＤ＿３、Ｄ＿２の位置に現れていることを示している。そのため、図２と図４で示す最大データレートを確保するために一番多くの送信電力を要する移動局Ｂが必要とする送信電力Ｐ＿２に合わせた電力制御を時間ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇにて行っている。しかし、時間ｆでは移動局Ｂが必要とする送信電力Ｐ＿２よりフェムトセル基地局からの電力が下回ることより移動局Ｂの下りデータレートが図２と図４で示す最大データレートを満たさないため、送信電力設定アルゴリズムにより送信電力を上げる動作を時間ｇより実施している。図１４を参照すると、時間ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇでは、フェムトセル基地局に予め登録している全ての移動局が接続状態であることを示している。そのため、図１４では、送信電力設定部１２１１は、フェムトセル基地局のセル内に移動局が存在すると判断（ステップ１４０２）し、ステップ１４０３に移動して、接続している移動局の中で一番小さいデータレートを持つ移動局のデータレート値を検出後、検出したデータレートが最大データレートと同一であるか否かを判断（ステップ１４０４）し、フェムトセル基地局の送信電力を、ステップ１４０５にてα（ｄＢ）ずつ送信電力を下げたり、ステップ１４０６にてβ（ｄＢ）ずつ送信電力を上げたりすることで送信電力の調整を行っていることを示している。さらに、送信電力設定部１２１１は、ステップ１４０７及びステップ１４０９で、送信電力をＰ＿ＭＡＸ以下としている。
時刻Ｔ＿２では、フェムトセル基地局に登録している全ての移動局のなかで移動局ＡのみがＤ＿１にて接続状態になっていることを示している。そのため、フェムトセル基地局からの送信電力として移動局Ａが必要とする最低限の送信電力であるＰ＿１以上で送信を行う必要がある。しかし、ここでは、一部の移動局のみが接続状態であるため、他移動局が呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌと比較し、大きい送信電力で送信を行う必要がある。この例では、送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌが送信電力Ｐ＿１より大きいため、送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌに設定し送信を行っていることを時間ｈ、ｉ、ｊにて示している。図１４を参照すると、時間ｈ、ｉ、ｊでは、フェムトセル基地局に予め登録をしている一部の移動局である移動局Ａのみが接続状態であることを示している。そのため、図１４では、送信電力設定部１２１１は、フェムトセル基地局のセル内に移動局が存在すると判断（ステップ１４０２）し、ステップ１４０３に移行して、送信電力設定部１２１１は、接続している移動局の中で一番小さいデータレートを持つ移動局のデータレート値を検出後、検出したデータレートがＤＲＣ最大値と同一であるか否かを判断（ステップ１４０４）し、フェムトセル基地局の送信電力をステップ１４０５又はステップ１４０６にて調整する。しかし、この時間ｇでは移動局Ａがすでに最大データレートを得るための送信電力Ｐ＿１を超えているため、送信電力設定部１２１１は、フェムトセル基地局の送信電力を下げる動作（ステップ１４０５）を実施するが、フェムトセル基地局のセル内には、予め登録している一部の移動局のみが接続していると判断（ステップ１４０７）するため、ステップ１４０８に処理を移行する。ステップ１４０８では、送信電力設定部１２１１は、フェムトセル基地局の送信電力が、フェムトセル基地局に接続していない移動局が呼接続のため必要とする最低限の送信電力であるＰ＿Ｃａｌｌを下回るため、ステップ１４１０に移行し、送信電力設定部１２１１は、その送信電力を移動局が呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌに設定し、送信電力設定アルゴリズムを終了する。
【００３１】
時刻Ｔ＿３では、全移動局である移動局ＡとＢがそれぞれＤ＿１、Ｄ＿３の位置に現れてことを示している。そのため、フェムトセル基地局から図２と図４で示す最大データレートを確保するために一番多くの送信電力を要する移動局Ｂが必要とする送信電力Ｐ＿３に合わせた電力制御を時間ｋ、ｌ、ｍにて行っている。しかし、時間ｍとｎでは、フェムトセル基地局からの送信電力により移動局ＡとＢ、両方が図２と図４で示す最大データレートを満たすことができ送信電力を下げる動作を行っている。また、時間ｏとｐでは、フェムトセル基地局からの送信電力により、移動局Ｂが図２と図４で示す最大データレートを満たすことができなくなり送信電力を再度上げる動作を行っている。図１４を参照すると、時間ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏでは、フェムトセル基地局に予め登録している全ての移動局が接続状態であることを示している。そのため、図１４では、送信電力設定部１２１１は、フェムトセル基地局のセル内に移動局が存在すると判断（ステップ１４０２）し、ステップ１４０３に移行して、送信電力設定部１２１１は、接続している移動局の中で一番小さいデータレートを持つ移動局のデータレート値を検出後、検出したデータレートが最大データレートと同一であるか否かを判断（ステップ１４０４）し、フェムトセル基地局の送信電力をステップ１４０５又はステップ１４０６にて、α（ｄＢ）ずつ送信電力を下げたり、β（ｄＢ）ずつ送信電力を上げたりすることで送信電力の調整を行っていることを示している。時間帯、ｋとｌでは、移動局Ｂがフェムトセル基地局のセル内に現れることで、送信電力設定部１２１１は、移動局Ｂのデータレートが最大データレートを満たさないと判断（ステップ１４０４）し、フェムトセル基地局の送信電力を上げる動作（ステップ１４０５）を実施する。また、時間帯、ｍとｎでは、送信電力設定部１２１１は、移動局Ｂのデータレートが最大データレートを満たしていると判断（ステップ１４０４）し、フェムトセル基地局の送信電力を下げる動作（ステップ１４０６）を実施する。
【００３２】
時刻Ｔ＿４では、フェムトセル基地局に予め登録している全移動局が接続状態で無くなるため、送信電力を再度Ｐ＿Ｃａｌｌに設定をしていることを示している。図１４を参照すると、時間ｑ、ｒでは、フェムトセル基地局に予め登録している全ての移動局がセル内に存在しないため、送信電力設定部１２１１は、ステップ１４０２の判断にて、ステップ１４１０移行し、送信電力設定部１２１１は、フェムトセル基地局の送信電力を移動局が呼を張るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿Ｃａｌｌに設定し、送信電力設定アルゴリズムを終了とする。
図１８では、フェムトセル基地局において、図１７のシナリオにより移動局Ａと移動局Ｂから受信されたデータレートを示している。図１８では、データレートが最小データレートである１から最大データレートである１２の中、移動局Ａは、移動局Ａが最大データレートを得るために必要とする最低限の送信電力であるＰ＿１を常に超えているため、移動局Ａがフェムトセル基地局に存在する時間帯では常に最大データレートである１２を維持していることを示している。一方、移動局Ｂにおいては、時間ｆで移動局Ｂが最大データレートを維持するため必要とする最低限の送信電力Ｐ＿２を満たさないため、時間ｇにて、移動局Ｂのデータレートが１１に下がっていることを示している。また、時間ｋ、ｌ、ｏにおいても、移動局Ｂは、最大データレートを得るために必要とする最低限の送信電力Ｐ＿３を満たさないため、時間ｌ、ｍ、ｎにおいて最大データレートを得ることができなかったことを示している。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上の実施の形態では、主にＨＲＰＤ（Ｈｉｇｈ  Ｒａｔｅ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ）技術に基づき説明をしているが、本発明は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）や、ＷｉＭＡＸ  （Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＧＳＭ（登録商標）  （Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）などの一般的な無線方式を用いた全ての無線技術に適用することが可能である。これらの無線技術において、本実施の形態で送信電力制御の際に用いた受信信号品質及び下りデータレートに相当するものがあるため、本発明を適用することができる。
また、本発明は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ），ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）等の適宜の無線技術に適用することができる。
また、以上の実施の形態では、特に、セル識別信号又はパイロット信号と、データという用語を用いて説明したが、それぞれ、セル識別信号（制御信号、制御チャネル信号）とデータ（データチャネル信号）適宜の制御信号又は制御チャネル信号とデータ信号又はデータチャネル信号に適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０１  マクロセル基地局
１０２、１０３、１０４  フェムトセル基地局
１０５，１０６，１０７  移動局
１０８  マクロセル基地局のセル範囲、
１０９、１１０、１１１  フェムトセル基地局のセル範囲
【図１】
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【図２】
0005503627.tif 000003
【図３】
0005503627.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005503627.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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