(57)【要約】【課題】無線基地局アンテナに指向性アンテナを用いた場合の置局設計方法を提供する。【解決手段】無線基地局間におけるアンテナ指向性を考慮した干渉Ｃ／Ｉを算出し、更に無線基地局と無線加入者局間における干渉Ｃ／Ｉを算出し、無線加入者局の無線ゾーンエリアにおいて干渉の影響を受ける可能性のある想定干渉エリアを導出し、当該干渉想定エリア内において、自セル無線基地局と与干渉無線基地局からの見通し判定を行うことで、指向性アンテナを用いた場合の置局設計を可能としている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局及び無線加入者局に指向性アンテナを適用した置局設計方法において、
前記無線基地局アンテナの指向性減衰量を考慮して無線基地局間干渉Ｃ／Ｉを算出するステップと、
前記無線基地局間干渉Ｃ／Ｉが所要干渉Ｃ／Ｉを満たすか判定する第１の判定ステップと、
受信アンテナの指向性減衰量及び送信アンテナの指向性減衰量を考慮して無線基地局−無線加入者局干渉Ｃ／Ｉを算出するステップと、
前記無線基地局−無線加入者局干渉Ｃ／Ｉが所要干渉Ｃ／Ｉを満たすか判定する第２の判定ステップと、
第１の判定を満たし、かつ第２の判定を満たさないエリア（干渉想定エリア）を導出するステップと、
前記干渉想定エリア内の建物に関して、自セル無線基地局からの見通しの有無と他セル無線基地局からの見通しの有無に基づいて、該建物に置局可能と判断する判断ステップと、
を含んでいることを特徴とする置局設計方法。
【請求項２】
前記判断ステップが、前記干渉想定エリア内の建物に関して、自セル無線基地局から見通しがあり、かつ、他セル無線基地局から見通しがない場合、該建物に置局可能と判断する判断ステップであることを特徴とする請求項１に記載の置局設計方法。
【請求項３】
前記判断ステップが、前記建物の見通し率を算出し、該見通し率が閾値を満たす場合、該建物に置局可能と判断するステップであることを特徴とする請求項１に記載の置局設計方法。
【請求項４】
前記建物の見通し率は、該建物内に含まれる３次元地図データで構成されるメッシュデータの格子点の総数を分母に、自セル内の無線基地局から見通せる、及び／又は、他セル内の無線基地局から見通せる前記メッシュデータの格子点を分子として、計算されることを特徴とする請求項３に記載の置局設計方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の置局設計方法を実行する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線アクセスシステムにおける指向性アンテナを用いた場合の置局設計方法と装置に関する。より詳細には、同一無線チャンネル間によるオーバーリーチ干渉に関するアンテナ指向性減衰量を考慮して算出された干渉Ｃ／Ｉと、自セル及び他セル（与干渉局）からの見通し率と、を考慮した最適な置局設計を実施する方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
準ミリ波帯を使用した無線アクセスシステムでは、周波数帯域が潤沢なため、面的展開を行うには無線基地局アンテナにはオムニアンテナを用いることが効果的であった。
【０００３】
その場合の置局設置方法は、非特許文献１で示すように地盤高や建物データを含んだ３次元地図データを活用して実施する方法がある。具体的には、図２に示すとおり、３次元地図データ上に既に設置してある無線基地局（他無線基地局：１個でも複数個でもよい）を配置し、さらに今回新しく設置する無線基地局を仮設置する。他無線基地局と新しく設置する無線基地局、及び新しく設置する無線基地局に収容される加入者局（新しく設置する基地局の位置にあると想定する）との間で干渉Ｃ／Ｉを計算を行い、結果が所要の伝搬損失以上となれば新しく設置する無線基地局を他無線基地局と同一の周波数として設置が可能になる。また、結果が所要の伝搬損失以下であれば、新しく設置する無線基地局の周波数を他無線基地局と異なるものにするか、あるいは新しく設置する無線基地局の設置場所の見直し等を行うことにより、置局設計を行っていた。
【非特許文献１】NTT R&D “ワイヤレスＩＰアクセスシステム用置局設計システム”、Vol.51 2002,p952
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線基地局アンテナにオムニアンテナを用いた場合、オーバーリーチ干渉が問題となる可能性があり、当初予定していた周波数の変更が発生したり、あるいは当初予定していた設置場所に無線基地局を設置できないことも発生する。そのため、無線基地局のアンテナに指向性アンテナを用いることでオーバーリーチ干渉を低減することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、アンテナの指向性を考慮した置局設計方法を行おうとした場合、オーバーリーチ干渉として問題となる干渉パターンが明確となっておらず、アンテナの指向性を考慮することで求められたオーバーリーチ干渉が発生するエリアに、ユーザとなりうる建物が存在するか否かの判断までは行わずに、置局設計を行っていた。このように、従来の置局設計方法ではアンテナの指向性を考慮していないため、適切な置局設計を行うことができないという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決するため、指向性アンテナを用いた場合の置局設計方法と装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による置局設計方法は、無線基地局及び無線加入者局に指向性アンテナを適用した置局設計方法において、前記無線基地局アンテナの指向性減衰量を考慮して無線基地局間干渉Ｃ／Ｉを算出するステップと、前記無線基地局間干渉Ｃ／Ｉが所要干渉Ｃ／Ｉを満たすか判定する第１の判定ステップと、受信アンテナの指向性減衰量及び送信アンテナの指向性減衰量を考慮して無線基地局−無線加入者局干渉Ｃ／Ｉを算出するステップと、前記無線基地局−無線加入者局干渉Ｃ／Ｉが所要干渉Ｃ／Ｉを満たすか判定する第２の判定ステップと、第１の判定を満たし、かつ第２の判定を満たさないエリア（干渉想定エリア）を導出するステップと、前記干渉想定エリア内の建物に関して、自セル無線基地局からの見通しの有無と他セル無線基地局からの見通しの有無に基づいて、該建物に置局可能と判断する判断ステップと、を含んでいる。
【０００８】
また、前記判断ステップが、前記干渉想定エリア内の建物に関して、自セル無線基地局から見通しがあり、かつ、他セル無線基地局から見通しがない場合、該建物に置局可能と判断する判断ステップであることも好ましい。
【０００９】
また、前記判断ステップが、前記建物の見通し率を算出し、該見通し率が閾値を満たす場合、該建物に置局可能と判断するステップであることも好ましい。
【００１０】
また、前記建物の見通し率は、該建物内に含まれる３次元地図データで構成されるメッシュデータの格子点の総数を分母に、自セル内の無線基地局から見通せる、及び／又は、他セル内の無線基地局から見通せる前記メッシュデータの格子点を分子として、計算されることことも好ましい。
【００１１】
本発明による装置は、上記の方法のいずれか１つの方法を実行する。
【発明の効果】
【００１２】
無線基地局アンテナに指向性アンテナを用いた場合の置局設計方法として、従来のオムニアンテナによる干渉Ｃ／Ｉのみを考慮した置局設計方法とは異なり、無線基地局間におけるアンテナ指向性を考慮した干渉Ｃ／Ｉを算出し、更に無線基地局と無線加入者局間における干渉Ｃ／Ｉを算出し、無線加入者局の無線ゾーンエリアにおいて干渉の影響を受ける可能性のある想定干渉エリアを導出し、当該干渉想定エリア内において、自セル無線基地局と与干渉無線基地局からの見通し判定を行うことで、指向性アンテナを用いた場合の置局設計を可能としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図及び表を参照して説明する。
【００１４】
図１、図３、図７は本発明の実施形態である指向性アンテナを用いた場合の置局設計方法フローである。
【００１５】
地盤高データや建物データ等を含んだ３次元地図データを使用し、新しく設置する無線基地局と周辺にある同一周波数となる既設無線基地局との間でオーバーリーチ干渉の検討を行う。指向性アンテナ（例えば、９０°セクタ）を用いた場合のオーバーリーチ干渉パターンは図１の４通りである。このうち、図７からわかる通り、希望波（Ｄ波）と干渉波（Ｕ波）の比であるＤ／Ｕは、送信アンテナ利得差α、β、及びＤ波受信アンテナでのＵ波指向性減衰量δが無いため、パターン１とパターン３が最も小さくなっている。つまり、最も条件の厳しいパターンは、パターン１とパターン３である。パターン１については自セル内の無線基地局から受信する希望波と与干渉局となる無線基地局から受信する干渉波のレベル差である無線基地局−無線加入者局間干渉を伝搬損失のみで確保する必要がある。なお、パターン１とパターン３の差異は干渉波、希望波の方向のみであり、いずれかのパターンに着目すれば十分なため、以降の検討ではパターン１に着目する。また、パターン２は与干渉波源と被干渉局との位置関係で大きく変化するので注意を要する。また、パターン４の無線加入者局間干渉については、伝搬路高が非常に低く、一般的には伝搬路は遮蔽されているため、着目する必要はない。これらより、オーバーリーチ干渉として着目するのは、与干渉局が無線基地局で被干渉局が無線加入者局であるパターン１と与干渉局が無線基地局で被干渉局が無線基地局のパターン２となる。
【００１６】
図３は、具体的な置局設計方法の検討フローである。はじめに、パターン２の無線基地局−無線基地局間干渉を検討する。３次元地図データ上に与干渉局と被干渉局の無線基地局を設置し、それぞれのアンテナの正対方向を定め、各装置の無線パラメータ（送信出力、アンテナ利得、アンテナパターン、ＸＰＤ等）を設定しておくことで、無線基地局間干渉Ｃ／Ｉを算出する。具体的には、図４に示すとおり、希望波については自セルの無線基地局の送信出力をＰｔｄ、送信アンテナ最大利得をＧｔｄ、送信アンテナ指向性減衰量をＤｔｄとし、無線加入者局の受信アンテナ最大利得をＧｒｄ、受信アンテナ指向性減衰量をＤｒｄとし、伝搬損失をＬｄとする。干渉波については与干渉局である無線基地局の送信出力をＰｔｕ、送信アンテナ最大利得をＧｔｕ、送信アンテナ指向性減衰量をＤｔｕとし、被干渉局の加入者局の受信アンテナ最大利得をＧｒｕ、受信アンテナ指向性減衰量をＤｒｕとし、伝搬損失をＬｕ、とし、干渉軽減係数をＩＲＦ、交差偏波識別度をＸＰＤとする。これらより、アンテナ指向性減衰量を考慮した希望波、干渉波、干渉Ｃ／Ｉは、
Ｃ（希望波）＝Ｐｔｄ＋（Ｇｔｄ−Ｄｔｄ）−Ｌｄ＋（Ｇｒｄ−Ｄｒｄ）
Ｉ（干渉波）＝Ｐｔｕ＋（Ｇｔｕ−Ｄｔｕ）−Ｌｕ＋（Ｇｒｕ−Ｄｒｕ）−ＩＲＦ＋ＸＰＤ
Ｃ／Ｉ＝Ｃ−Ｉ
と表される。
【００１７】
上記計算を行うことで得られる無線基地局間干渉Ｃ／Ｉが、事前の設計で算出した所要干渉Ｃ／Ｉを満たしていなければ、新しく設置する無線基地局の周波数の変更、または設置場所の見直しを行う必要がある。得られた無線基地局間干渉Ｃ／Ｉが、事前の設計で算出した所要干渉Ｃ／Ｉを満たしていれば、オーバーリーチ干渉のパターン２については条件をクリアする。
【００１８】
次にパターン１の無線基地局−無線加入者局間干渉を検討を行う。無線基地局−無線加入者局間干渉の検討において、既設の無線基地局の無線ゾーン内に設置される無線加入者局（以下、無線加入者局設置エリア）がセル端に存在する場合に、当該セル端における無線加入者局について自セルである既設の無線基地局への正対方向と新しく設置する無線基地局からの干渉波到来方向との所要狭角（以下、干渉想定エリア角度）を算出する。具体的には図５で説明する。既設の無線基地局の無線加入者局設置エリア内におけるセル端での希望波受信レベルと新しく設置する与干渉局となる無線基地局からの干渉波受信レベルを算出し、この受信レベルを減算することにより、当該無線加入者局における干渉Ｃ／Ｉ（無線基地局−無線加入者局干渉Ｃ／Ｉ）を算出する。干渉波受信レベルの算出にあたっては、与干渉局の無線基地局についてアンテナ正対方向と被干渉局である無線加入者局方向との狭角βから送信アンテナ指向性減衰量を算出し、被干渉局無線加入者局についてアンテナ正対方向と与干渉局である新しく設置する無線基地局方向との狭角αから受信アンテナ指向性減衰量を算出する。これら指向性減衰量を踏まえて算出される無線基地局−無線加入者局干渉Ｃ／Ｉが、事前の設計で算出した所要干渉Ｃ／Ｉを満たさない干渉想定エリアとして干渉想定エリア角度θを算出する。同様の手順を、既存無線基地局と新しく設置する無線基地局同士を結んだ直線上と、既存無線基地局のセル端が接する点の反対側についても実施する。このようにして、干渉想定エリア角度θ’を算出する。これらの手順により求められた干渉想定エリア角度（θ＋θ’）の角度内のエリアが干渉想定エリアとなる。
【００１９】
本発明の第１の実施形態では、このエリア内の建物に対して、自セル無線基地局及び他セル無線基地局（与干渉無線基地局）から見通しがあるかどうかで置局の可能性を判断する。見通しについて場合分けすると次のようになる。
（１）自セル無線基地局から見通しがある建物であって、かつ他セル無線基地局からも見通しがある建物、
（２）自セル無線基地局から見通しがある建物であっても、他セル無線基地局から見通しがない建物、
（３）自セル無線基地局から見通しがない建物、
ここで、（１）は、与干渉無線基地局からの干渉を受けるためサービス提供ができない。しかし、（２）は、与干渉無線基地局からの干渉を受けないため、サービス提供が可能である。また、（３）は、自セル無線基地局から見通しがないため、他セル無線基地局（与干渉無線基地局）から見通し有無に限らず、サービス提供ができない。
【００２０】
上記のように、干渉想定エリアにおける自セル無線基地局と他セル無線基地局からの見通し有無の判断によって、（１）に該当する場合は新無線基地局の置局において該当建物のユーザの収容を制限等することで干渉を回避し、（２）に該当する場合は新無線基地局の置局において何ら問題が無く、（３）に該当する場合は、新無線基地局の置局ができないことになる。
【００２１】
上述した干渉想定エリア内に含まれる建物についての見通し判定方法では、単に建物が自セル無線基地局から見通し及び他セル無線基地局から見通しにより判断してきた。しかし、建物の全ての場所で自セル無線基地局から見通し及び他セル無線基地局から見通しが同じであるとは限らない。そのため、本発明の第２の実施形態では、建物の見通し率を求めて、この見通し率により置局の可能性を判断する。
【００２２】
図６は干渉想定エリア内に含まれる建物についての見通し率の算出方法についてのものである。
【００２３】
見通し率の算出において、３次元住宅地図を用いるが、当該地図データは高さデータを持ったメッシュにより構成されている。メッシュの間隔を細かくすれば現実の地物状況を正確に再現できることになる。干渉想定エリア内にある建物についての見通し率算出において、当該建物に含まれるメッシュの格子点の総数を見通し判定点とし、見通し率検出においての分母の値とする。また、分子の値としては、
（１）自セル無線基地局から見通せる格子点の数、
（２）自セル無線基地局から見通せる格子点のうち、与干渉無線基地局からも見通せる格子点の数、
（３）自セル無線基地局から見通せる格子点のうち、与干渉無線基地局から見通せない格子点の数、
（４）与干渉無線基地局から見通せる格子点の数、
とすることが考えられる。
【００２４】
各々場合の見通し率を算出し、この見通し率により置局の可能性を判断する。判断方法は、それぞれの見通し率に対して閾値をを定め、１つまたは複数見通し率が、それぞれの閾値を満たす場合は、建物が置局可能と判断する。
【００２５】
また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】指向性アンテナ（例えば９０°セクタ）を用いた場合のオーバーリーチ干渉パターンを示す。
【図２】従来の置局設計方法を示す。
【図３】本発明の実施形態の置局設計方法を示す。
【図４】本発明の実施形態の基地局−基地局間干渉を示す。
【図５】本発明の実施形態の基地局−加入者局間干渉を示す。
【図６】本発明の実施形態の干渉想定エリアにおける見通し率判定方法を示す。
【図７】オーバーリーチ干渉の検討対象パターンの選定の表を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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