(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式に基づく無線通信システムにおいて、第１の基地局が送信する信号が第２の基地局に及ぼす干渉のレベルを、該第２の基地局から受信した受信信号に基づいて検出し、該干渉レベルを干渉情報信号として出力する干渉信号検出部と、
前記干渉情報信号に応じて、前記第１の基地局が送信する信号の送信角度を垂直方向に調整する送信角度決定部と、を備える、送信角度制御装置。
【請求項２】
前記送信角度決定部は、前記干渉レベルが所定の閾値以上である場合には、前記送信角度を下向きに調整する、請求項１に記載の送信角度制御装置。
【請求項３】
前記送信角度決定部は、前記干渉レベルが所定の閾値よりも小さい場合には、前記送信角度をそのままとするか、または、上向きに調整する、請求項１または２に記載の送信角度制御装置。
【請求項４】
前記受信信号は、第１の基地局が送信する信号が第２の基地局に及ぼす干渉のレベルであって、前記第２の基地局によって検出された干渉レベルを示す情報を含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の送信角度制御装置。
【請求項５】
前記干渉信号検出部は、前記第１の基地局が送信する信号が前記第２の基地局に及ぼす干渉のレベルと、前記第２の基地局が送信する信号が前記第１の基地局に及ぼす干渉のレベルとを同レベルとみなすことにより、前記受信信号に基づいてこれらの干渉レベルを推定し、推定した干渉レベルを前記干渉情報信号として出力する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の送信角度制御装置。
【請求項６】
前記送信角度決定部は、干渉レベルと垂直方向への送信角度とを対応付けたテーブルを参照して、前記第１の基地局が送信する信号の送信角度を垂直方向に調整する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の送信角度制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の送信角度制御装置を備える、前記第１の基地局。
【請求項８】
ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式に基づく無線通信システムにおいて、第１の基地局が送信する信号が第２の基地局に及ぼす干渉のレベルを、該第２の基地局から受信した受信信号に基づいて検出する工程と、
前記干渉レベルに応じて、前記第１の基地局が送信する信号の送信角度を垂直方向に調整する工程と、を含む、送信角度制御方法。
【請求項９】
前記調整工程において、前記干渉レベルが所定の閾値以上である場合には、前記送信角度を下向きに調整する、請求項８に記載の送信角度制御方法。
【請求項１０】
ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式に基づく無線通信システムにおいて、第１の基地局が送信する信号が第２の基地局に及ぼす干渉のレベルを、該第２の基地局から受信した受信信号に基づいて検出する処理と、
前記干渉レベルに応じて、前記第１の基地局が送信する信号の送信角度を垂直方向に調整する処理と、を前記第１の基地局に設けられたコンピュータに実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願についての記載）
本発明は、日本国特許出願：特願２０１１−１３９５２８号（２０１１年６月２３日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。【０００２】
本発明は、送信角度制御装置、基地局、送信角度制御方法およびプログラムに関し、特に、複信方式がＴＤＤ（Time Division Duplex）である無線通信システムにおける送信信号の送出角度を制御する送信角度制御装置、かかる装置を備えた基地局、送信角度制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＴＤＤ方式に基づく無線通信システムでは、上りリンクおよび下りリンクの通信に同一の周波数が使用される。図１は、ＴＤＤ方式における送受信フレームの構成を一例として示す図である。ＴＤＤ方式では、図１に示す基地局Ａの送受信フレーム１０１のように、ＤＬ（Downlink）送信、ガードタイム、ＵＬ（Uplink）受信に分割して通信に利用する。ここで、ガードタイムとは、ＤＬ送信とＵＬ受信を切り替える際に、干渉が発生しないように設ける時間間隔を表す。ここで、ＤＬ送信、ガードタイム、ＵＬ受信の送受信フレーム内での割合は、各基地局の上りリンクおよび下りリンクのトラフィックの混雑度合いに応じて最適な割合に変更することができる。【０００４】
特許文献１には、ＴＤＤ方式において、隣接するセルへの干渉を低減するように、アンテナ角度を設定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５２５０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下の分析は、本発明者によってなされたものである。【０００７】
図１に示すように、基地局Ａの送受信フレーム１０１と、基地局Ｂの送受信フレーム１０２におけるＤＬ送信、ＵＬ受信の割合が異なる場合、基地局ＢのＤＬ送信区間と基地局ＡのＵＬ受信区間が重なることにより、基地局Ｂから基地局Ａへの干渉が発生し、基地局ＡのＵＬ受信品質が劣化する。【０００８】
図２は、ＴＤＤ方式に基づく従来の無線通信システムにおける問題について説明するための図である。ここでは、一例として、図２に示すように、基地局Ａ２０１と基地局Ｂ２０２が存在し、それぞれの基地局と通信を行う端末局Ａ２０３、端末局Ｂ２０４が存在する場合を考える。【０００９】
図１に示した、基地局Ｂ２０２のＤＬ送信区間と基地局Ａ２０１のＵＬ受信区間の重複区間では、基地局Ａ２０１はＵＬ受信区間で端末局Ａ２０３からの上り信号を受信し、基地局Ｂ２０２はＤＬ送信区間で端末局Ｂ２０４へ下り信号を送信する。このとき、基地局Ｂ２０２からの下り信号が、基地局Ａ２０１で受信されて干渉となり、希望信号である端末局Ａ２０３からの上り信号の受信品質が劣化する。このような干渉が発生するのは、一般に、基地局は見通しの良い高所に設置されるため遠方まで電波が届くことや、基地局の送信電力は端末局の送信電力よりも大きいことが原因である。【００１０】
一方、基地局Ａ２０１の送受信フレームと、基地局Ｂ２０２の送受信フレームにおけるＤＬ送信、ＵＬ受信の割合が同一である場合においても、同様に、基地局Ｂ２０２から基地局Ａ２０１への干渉が発生して受信品質が劣化する場合がある。【００１１】
このことを、図３を参照して説明する。図３は、ＴＤＤ方式における送受信フレームの構成を一例として示す図である。上述のように、一般に、基地局は見通しの良い高所に設置されるため遠方まで電波が届くことから、基地局Ｂ２０２が遠方にある場合でも、基地局Ａ２０１に基地局Ｂ２０２からの電波が届く場合がある。【００１２】
このとき、基地局Ｂ２０２から基地局Ａ２０１への信号は、基地局Ｂ２０２と基地局Ａ２０１間の距離に応じた伝搬遅延を伴って基地局Ａ２０１に到達する。したがって、両基地局の送受信フレームにおけるＤＬ送信およびＵＬ受信の割合が同じであっても、伝搬遅延がガードタイムよりも大きい場合には、基地局Ａ２０１のＵＬ受信区間に基地局Ｂ２０２のＤＬ送信区間が重なって干渉が発生し、受信品質が劣化する。【００１３】
上記の問題への対策として、干渉を与える基地局の送信電力を小さくして干渉を低減する方法が考えられる。例えば、図２において、基地局Ａ２０１に干渉を与えている基地局Ｂ２０２は、基地局Ｂ２０２から送信されるＤＬ信号が基地局Ａ２０１に届かないように、その送信電力を小さくする必要がある。【００１４】
しかし、かかる方法によると、基地局Ｂ２０２が通信サービスを行うエリアが小さく制限されるという問題がある。すなわち、基地局Ｂ２０２の送信電力を小さくすると、基地局Ｂ２０２の通信サービスエリアが狭くなり、通信サービスエリア外となる端末局が基地局Ｂ２０２と通信できなるおそれがある。【００１５】
このように、ＴＤＤ方式に基づく無線通信システムにおいては、異なる基地局間での干渉を避けるために、送信電力を削減した場合には、通信サービスエリアが小さく制限されるという問題がある。【００１６】
特許文献１には、ユーザ装置において電波送信角度を水平方向に制御し、他の基地局に与える干渉を低減する技術が記載されている。この方法を、基地局に適用した場合には、他の基地局に干渉を与えないように電波送信角度を水平方向に制御することになる。しかしながら、かかる方法を採用すると、基地局は、自身の通信エリア内に存在する端末局が他の基地局と同一の方向に存在する場合に、その端末局との通信が不可能となるという問題がある。【００１７】
そこで、ＴＤＤ方式に基づく無線通信システムにおいて、基地局装置が自身のエリア内における端末局との通信を可能としつつ、他の基地局に与える干渉信号を低減することが課題となる。発明の目的は、かかる課題を解決する送信角度制御装置、基地局、送信角度制御方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の第１の視点に係る送信角度制御装置は、
ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式に基づく無線通信システムにおいて、第１の基地局が送信する信号が第２の基地局に及ぼす干渉のレベルを、該第２の基地局から受信した受信信号に基づいて検出し、該干渉レベルを干渉情報信号として出力する干渉信号検出部と、
前記干渉情報信号に応じて、前記第１の基地局が送信する信号の送信角度を垂直方向に調整する送信角度決定部と、を備える。【００１９】
本発明の第２の視点に係る基地局は、上記第１の視点に係る送信角度制御装置を備えている。また、かかる基地局を備えた無線通信システムが提供される。【００２０】
本発明の第３の視点に係る送信角度制御方法は、
ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式に基づく無線通信システムにおいて、第１の基地局が送信する信号が第２の基地局に及ぼす干渉のレベルを、該第２の基地局から受信した受信信号に基づいて検出する工程と、
前記干渉レベルに応じて、前記第１の基地局が送信する信号の送信角度を垂直方向に調整する工程と、を含む。【００２１】
本発明の第４の視点に係るプログラムは、
ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式に基づく無線通信システムにおいて、第１の基地局が送信する信号が第２の基地局に及ぼす干渉のレベルを、該第２の基地局から受信した受信信号に基づいて検出する処理と、
前記干渉レベルに応じて、前記第１の基地局が送信する信号の送信角度を垂直方向に調整する処理と、を前記第１の基地局に設けられたコンピュータに実行させる。【００２２】
なお、プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）に記録されたプログラム製品として提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
発明に係る送信角度制御装置、基地局、送信角度制御方法およびプログラムによると、ＴＤＤ方式に基づく無線通信システムにおいて、基地局装置が自身のエリア内における端末局との通信を可能としつつ、他の基地局に与える干渉信号を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ＴＤＤ方式における送受信フレームの構成を一例として示す図である。
【図２】ＴＤＤ方式に基づく無線通信システムにおける問題について説明するための図である。
【図３】ＴＤＤ方式における送受信フレームの構成を一例として示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る送信角度制御装置の構成を一例として示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態に係る送信角度制御装置の動作を一例として示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態に係る送信角度制御装置の構成を一例として示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
はじめに、本発明の概要について説明する。なお、この概要に付記する図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。
【００２６】
本発明は、複信方式がＴＤＤ（Time Division Duplex）の無線通信システムに用いられる基地局において、他の基地局に干渉を与えている場合に、他の基地局から送信される干渉情報信号に基づいて、自基地局の電波送信角度が下向きとなるよう制御することにより、他の基地局に与える干渉を低減する。
【００２７】
図４を参照すると、干渉信号検出部４０２は、自基地局（図２の基地局Ｂ２０２）の受信信号を入力として、他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）から送信される干渉情報信号を復調して送信角度決定部４０３へ出力する。送信角度決定部４０３は、干渉情報信号に基づいて、自基地局（図２の基地局Ｂ２０２）の電波送信角度を決定し、送信角度制御情報を出力して、自基地局（図２の基地局Ｂ２０２）の電波送信角度を制御する。
【００２８】
このように、他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）から送信される干渉情報信号に基づいて、自基地局（図２の基地局Ｂ２０２）の電波送信角度を制御するため、自基地局（図２の基地局Ｂ２０２）の送信電力を小さくすることなく他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）に与える干渉を低減することが可能となる。
【００２９】
本発明において、下記の形態が可能である。
【００３０】
［形態１］
上記第１の視点に係る送信角度制御装置のとおりである。
【００３１】
［形態２］
前記送信角度決定部は、前記干渉レベルが所定の閾値以上である場合には、前記送信角度を下向きに調整するようにしてもよい。
【００３２】
［形態３］
前記送信角度決定部は、前記干渉レベルが所定の閾値よりも小さい場合には、前記送信角度をそのままとするか、または、上向きに調整するようにしてもよい。
【００３３】
［形態４］
前記受信信号は、第１の基地局が送信する信号が第２の基地局に及ぼす干渉のレベルであって、前記第２の基地局によって検出された干渉レベルを示す情報を含んでいてもよい。
【００３４】
［形態５］
前記干渉信号検出部は、前記第１の基地局が送信する信号が前記第２の基地局に及ぼす干渉のレベルと、前記第２の基地局が送信する信号が前記第１の基地局に及ぼす干渉のレベルとを同レベルとみなすことにより、前記受信信号に基づいてこれらの干渉レベルを推定し、推定した干渉レベルを前記干渉情報信号として出力するようにしてもよい。
【００３５】
［形態６］
前記送信角度決定部は、干渉レベルと垂直方向への送信角度とを対応付けたテーブルを参照して、前記第１の基地局が送信する信号の送信角度を垂直方向に調整するようにしてもよい。
【００３６】
［形態７］
上記の送信角度制御装置を備えた基地局が提供される。また、かかる基地局を備えたＴＤＤ方式に基づく無線通信システムが提供される。
【００３７】
［形態８］
上記第３の視点に係る送信角度制御方法のとおりである。
【００３８】
［形態９］
前記調整工程において、前記干渉レベルが所定の閾値以上である場合には、前記送信角度を下向きに調整するようにしてもよい。
【００３９】
［形態１０］
前記調整工程において、前記干渉レベルが所定の閾値よりも小さい場合には、前記送信角度をそのままとするか、または、上向きに調整するようにしてもよい。
【００４０】
［形態１１］
上記送信角度制御方法において、前記受信信号は、第１の基地局が送信する信号が第２の基地局に及ぼす干渉のレベルであって、前記第２の基地局によって検出された干渉レベルを示す情報を含んでいてもよい。
【００４１】
［形態１２］
前記検出工程において、前記第１の基地局が送信する信号が前記第２の基地局に及ぼす干渉のレベルと、前記第２の基地局が送信する信号が前記第１の基地局に及ぼす干渉のレベルとを同レベルとみなすことにより、前記受信信号に基づいてこれらの干渉レベルを推定するようにしてもよい。
【００４２】
（実施形態１）
第１の実施形態に係る送信角度制御について、図面を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る送信角度制御装置４０１の構成を示すブロック図である。図４を参照すると、送信角度制御装置４０１は、干渉信号検出部４０２および送信角度決定部４０３を備えている。送信角度制御装置４０１は、図２の例では、基地局Ａ２０１へ干渉を与えている基地局Ｂ２０２に実装される。
【００４３】
干渉信号検出部４０２は、他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）から送信される干渉情報信号を復調して送信角度決定部４０３へ出力する。送信角度決定部４０３は、干渉情報信号に基づいて、自基地局（図２の基地局Ｂ２０２）の電波送信角度を決定し、送信角度制御情報を出力して、自基地局（図２の基地局Ｂ２０２）の電波送信角度を制御する。
【００４４】
他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）から送信され、干渉信号検出部４０２において復調される干渉情報信号は、他の基地局が受ける干渉に関する情報を含み、予め定められたフォーマットに従って他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）から送信される。干渉情報は、具体的には、干渉の絶対量を示す情報である。ここで、他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）から送信される干渉情報信号は、有線で送信されるようにしてもよいし、無線で送信されるようにしてもよい。
【００４５】
送信角度決定部４０３において生成・出力される送信角度制御情報は、後段の送信角度制御装置（図示せず）で送信角度を電気的に制御するために必要な情報であり、各送信アンテナ素子の給電位相を一定量ずつずらすための送信角度である。送信角度制御情報は、具体的には、干渉量のレベルによって予め定められたテーブルに従って決定するようにしてもよい。
【００４６】
以上、本実施形態の構成を述べたが、他の基地局での干渉情報信号の生成機能は、本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。また、送信角度制御装置として、例えば、公知の制御装置を用いることができ、また、本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成を省略する。
【００４７】
なお、本実施形態では、干渉情報信号は干渉の絶対量情報としたが、干渉が存在するか否かの情報や、所定の複数の干渉レベルに分けられた干渉情報としてもよい。
【００４８】
また、送信角度制御情報は、干渉量のレベルによって予め定められたテーブルに従って決定するものとしたが、干渉が存在する場合に一定の角度だけ送信角度を下向きになるように決定することもできる。さらに、干渉が存在しない場合には、送信角度を変えないとすることや、所定の角度だけ送信角度が上向きとなるように決定することもできる。
【００４９】
さらに、送信角度制御装置（非図示）は、送信角度を電気的に制御するものとしたが、機械的にアンテナ角度を制御するようにしてもよい。
【００５０】
図５は、本実施形態に係る送信角度制御装置４０１の動作を一例として示すフローチャートである。図５のフローチャートを参照して、図４の送信角度制御装置４０１の動作について説明する。
【００５１】
図５を参照すると、干渉信号検出部４０２は、干渉情報信号を復調すると、干渉情報信号を送信角度決定部４０３に出力する（ステップＳ５０１）。送信角度決定部４０３は、干渉情報信号を元に、干渉が存在するか否かを判断する（ステップＳ５０２）。干渉が存在する場合には（ステップＳ５０２のＹＥＳ）、送信角度を決定し（ステップＳ５０３）、送信角度制御信号を出力する（ステップＳ５０４）。以下、干渉信号検出部４０２での干渉情報信号の復調（ステップＳ５０１）以降の処理を繰り返す。
【００５２】
一方、送信角度決定部４０３において、干渉が存在しないと判断された場合には（ステップＳ５０２のＮＯ）、干渉信号検出部４０２の処理に戻り、干渉情報信号の復調（ステップＳ５０１）以降の処理を繰り返す。
【００５３】
なお、干渉が存在しない場合に所定の角度だけ送信角度が上向きとなるように決定する場合には、干渉が存在するか否かの判断は行わずに、送信角度決定部４０３は、所定の角度だけ送信角度を上向きになるように送信角度を決定し（ステップＳ５０３）、送信角度制御信号を出力する（ステップＳ５０４）。
【００５４】
本実施形態によると、以下に記載するような効果を奏する。
【００５５】
第１の効果として、他の基地局に干渉を与えている場合には、自基地局の電波送信角度を下向きにするよう制御するので、基地局の送信電力を下げる必要がなく、送信電力を下げた場合と比較して、通信サービスエリアを拡大することができる。
【００５６】
第２の効果として、他の基地局に干渉を与えていない場合には、自基地局の電波送信角度を上向きにするよう制御するので、通信サービスエリアを拡大することができる。
【００５７】
（実施形態２）
第２の実施形態に係る送信角度制御装置について、図面を参照して説明する。第１の実施形態では、他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）から送信される干渉情報信号に基づいて、自基地局（図２の基地局Ｂ２０２）の電波送信角度を制御する。一方、本実施形態では、自基地局（図２の基地局Ｂ２０２）が他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）から受ける干渉量に基づいて、電波送信角度を制御する。これは、自基地局（図２の基地局Ｂ２０２）が他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）から受ける干渉量と同等の干渉量を、他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）に与えているという考えに基づく。
【００５８】
図６は、本実施形態に係る送信角度制御装置６０１の構成を一例として示すブロック図である。図６を参照すると、送信角度制御装置６０１は、干渉信号検出部６０２および送信角度決定部６０３を備えている。
【００５９】
干渉信号検出部６０２は、自基地局（図２の基地局Ｂ２０２）の受信信号を入力として、他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）から届く信号レベル、すなわち、干渉信号レベルを検出する。干渉信号検出部６０２は、例えば、他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）で使用する固有のパイロット信号での相関処理に基づいて、干渉信号レベル検出する。干渉信号検出部６０２は、この干渉信号レベルを干渉情報信号として、送信角度決定部６０３に出力する。
【００６０】
送信角度決定部６０３の動作は、第１の実施形態に係る送信角度制御装置（図４）における送信角度決定部４０３の動作と同一であることから、説明を省略する。
【００６１】
本実施形態の送信角度制御装置６０１によると、他の基地局（図２の基地局Ａ２０１）から干渉情報信号が送信されない場合においても、自基地局（図２の基地局Ｂ２０２）の電波送信角度を制御することが可能となる。
【００６２】
なお、上記の特許文献等の先行技術文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
１０１、１０２    送受信フレーム
２０１    基地局Ａ
２０２    基地局Ｂ
２０３    端末局Ａ
２０４    端末局Ｂ
３０１、３０２    送受信フレーム
４０１    送信角度制御装置
４０２    干渉信号検出部
４０３    送信角度決定部
６０１    送信角度制御装置
６０２    干渉信号検出部
６０３    送信角度決定部
【図１】
0005936143.tif 000002
【図２】
0005936143.tif 000003
【図３】
0005936143.tif 000004
【図４】
0005936143.tif 000005
【図５】
0005936143.tif 000006
【図６】
0005936143.tif 000007