(57)【要約】【課題】基地局間無線中継ネットワークにおいて、基地局の中継伝送用アンテナの指向性が隣接する基地局へのみ合うようにし、隣接しない他の基地局への干渉を低減する。【解決手段】基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークの中継経路において隣接する基地局相互の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整し、中継伝送用アンテナの指向性を隣接する基地局に合わせることによって、隣接しない他の基地局への利得を小さくし干渉を低減する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおける基地局設置方法であって、
前記無線中継ネットワークの中継経路において隣接する前記基地局相互の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整することを特徴とする基地局設置方法。
【請求項２】
基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおける基地局設置方法であって、
前記基地局間無線中継ネットワークを用いる移動通信システムにおける端末に対して前記基地局が提供するアクセスサービスエリアに基づいて前記基地局の設置場所を設計するステップと、
前記基地局間無線中継ネットワークにおける前記基地局間の中継経路を設計するステップと、
前記基地局間無線中継ネットワークの前記中継経路において隣接する前記基地局の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整するステップとを含むことを特徴とする基地局設置方法。
【請求項３】
前記中継伝送用アンテナの設置高度の調整において、前記中継伝送用アンテナの指向性を、垂直方向における中継経路に合わせて調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基地局設置方法。
【請求項４】
前記中継伝送用アンテナの設置高度を調整したことにより、前記アクセスサービスエリアに変化が生じた場合、
前記基地局の設置場所設計ステップと前記中継伝送用アンテナの設置高度の調整ステップを繰り返し実行することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の基地局設置方法。
【請求項５】
基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおいて前記基地局の設置を行うために利用する基地局設置システムであって、前記無線中継ネットワークの中継経路において隣接する前記基地局相互の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整する手段を備えることを特徴とする基地局設置システム。
【請求項６】
基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおいて前記基地局の設置を設計する基地局設置システムであって、
前記基地局間無線中継ネットワークを用いる移動通信システムにおける端末に対して前記基地局が提供するアクセスサービスエリアに基づいて前記基地局の設置場所を設計する手段と、
前記基地局間無線中継ネットワークにおける前記基地局間の中継経路を設計する手段と、
前記基地局間無線中継ネットワークの前記中継経路において隣接する前記基地局の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整する手段とを備えることを特徴とする基地局設置システム。
【請求項７】
前記中継伝送用アンテナの設置高度の調整手段が、前記中継伝送用アンテナの指向性を、垂直方向における中継経路に合わせて調整することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の基地局設置システム。
【請求項８】
前記中継伝送用アンテナの設置高度を調整したことにより、前記アクセスサービスエリアに変化が生じた場合、
前記基地局の設置場所設計手段と前記中継伝送用アンテナの設置高度の調整手段による処理を繰り返し実行することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の基地局設置システム。
【請求項９】
各前記基地局において、前記中継伝送用アンテナとアクセス伝送用アンテナとを分離した位置に設置することを特徴とする請求項５から請求項８の何れか１項に記載の基地局設置システム。
【請求項１０】
コンピュータを制御して、基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおける基地局の設置を設計する基地局設置プログラムであって、
前記無線中継ネットワークの中継経路において隣接する前記基地局相互の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整する機能を実行することを特徴とする基地局設置プログラム。
【請求項１１】
コンピュータを制御して、基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおける基地局の設置を設計する基地局設置プログラムであって、
前記基地局間無線中継ネットワークを用いる移動通信システムにおける端末に対して前記基地局が提供するアクセスサービスエリアに基づいて前記基地局の設置場所を設計する機能と、
前記基地局間無線中継ネットワークにおける前記基地局間の中継経路を設計する機能と、
前記基地局間無線中継ネットワークの前記中継経路において隣接する前記基地局の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整する機能を実行することを特徴とする基地局設置プログラム。
【請求項１２】
前記中継伝送用アンテナの設置高度の調整において、前記中継伝送用アンテナの指向性を、垂直方向における中継経路に合わせて調整する機能を実行することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の基地局設置プログラム。
【請求項１３】
前記中継伝送用アンテナの設置高度を調整したことにより、前記アクセスサービスエリアに変化が生じた場合、
前記基地局の設置場所設計機能と前記中継伝送用アンテナの設置高度の調整機能を繰り返し実行することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の基地局設置プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基地局の設置方法に関し、特に基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおける基地局の設置を行う基地局設置方法、基地局設置システム及び基地局設置プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の無線基地局中継ネットワークにおける基地局設置に際しては、移動通信システムにおけるアクセスネットワーク、すなわち端末と基地局間の通信を行うサービスを不感地帯なく展開するために、基地局の数や設置場所の決定について、実際に設置する前に計算機シミュレーションなどを利用して検討を行っている。
【０００３】
このような計算機シミュレーションによる方法においては、基地局の送信電力、端末の送信電力、地形による伝搬特性の変化等を考慮し、現実の地形のデータに対して、特定位置に基地局を設置した場合の伝送状況をシミュレートする。この結果より、不感地帯を認識することができるので、基地局設置場所の変更、あるいは新たな基地局の追加を行うことで、不感地帯が無くなるように設置場所を検討する。
【０００４】
実際の設置に際しては、ビルの屋上や鉄塔上など比較的高い位置に基地局が設置されるのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
移動通信システムでは、基地局間の通信に無線を使用することも多く、特に今後高速、大容量化のためにセルの縮小化が行われた場合、基地局間ネットワークを安価、かつ迅速に構築するために無線を利用する状況が増加するものと考えられる。
【０００６】
図６は、基地局間の無線ネットワークの例を示したものである。このネットワークは、有線基幹網１００に光ファイバなどの有線１０１を用いて接続された基地局であるコアノード２００と、コアノード２００に無線リンクを通して直接、あるいは間接（他のノードを中継して）に接続される基地局である中継ノード３００から構成される。
【０００７】
サービスエリアを広範囲とするため、図６に示すように複数の中継ノード３００を収容するコアノード２００を多く設置する。コアノード２００および中継ノード３００は、通常の基地局と同様にそれぞれが端末に対してアクセスサービスを提供する。コアノード２００と中継ノード３００、あるいは中継ノード３００間の中継伝送には、干渉抑制とゲイン獲得のため指向性アンテナが使用される。この指向性アンテナは水平方向に鋭い指向性を持つと共に、垂直方向にも指向性を有する。
【０００８】
このように基地局間のネットワークが無線化され、大規模な無線中継ネットワークが構築された場合、これまで置局設計の際に考慮されてきたアクセスネットワークだけでなく、基地局間中継ネットワークでの電波伝搬状況も考慮する必要がある。
【０００９】
従来の基地局設置方法では、移動通信システムの基地局を設置する場合に、アクセスネットワークの端末に対するサービスエリアのみを考慮して設置位置を決定している。
【００１０】
基地局間無線中継ネットワークを構築することを想定した場合に、基地局の設置位置を端末に対するサービスエリアのみに基づいて決定すると、基地局間ネットワークにおける伝送状況が考慮されないこととなる。そのため、基地局間ネットワークにおける干渉が多くなってしまい、中継伝送のパフォーマンスが劣化してしまうという問題が発生する。
【００１１】
例えば、基地局間無線中継ネットワークの中継経路が、上部から見て図７のように形成されたとする。基地局間の通信では、他の基地局への干渉を抑制し、高い利得を得るために指向性アンテナが用いられる。
【００１２】
図７の基地局間無線中継ネットワークにおいて、基地局Ａ、基地局Ｂ、基地局Ｃの設置高度が図８に示すようなものであった場合、基地局Ａが基地局Ｂと基地局間通信用の無線リンクを形成するために使用する中継伝送用アンテナ４００Ａの指向性は図中点線で示すようになる。
【００１３】
このような状況では、中継伝送用アンテナの水平方向の指向性により、干渉の低減は図れるものの、垂直方向の指向性からは干渉の低減は困難であると予想される。この結果、基地局Ａからの中継伝送信号は基地局Ｂのみならず、本来到達する必要のない基地局Ｃにおいても比較的大きな受信電力で到達し、干渉となって影響を及ぼすことがある。
【００１４】
本発明の目的は、上記のような問題を解決すべく、基地局間無線中継ネットワークにおいて、基地局の中継伝送用アンテナの指向性が隣接する基地局へのみ合うようにし、隣接しない他の基地局への干渉を低減することができる基地局設置方法、基地局設置システム及び基地局設置プログラムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおける基地局設置方法であって、前記無線中継ネットワークの中継経路において隣接する前記基地局相互の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整することを特徴とする。
【００１６】
請求項２の本発明は、基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおける基地局設置方法であって、前記基地局間無線中継ネットワークを用いる移動通信システムにおける端末に対して前記基地局が提供するアクセスサービスエリアに基づいて前記基地局の設置場所を設計するステップと、前記基地局間無線中継ネットワークにおける前記基地局間の中継経路を設計するステップと、前記基地局間無線中継ネットワークの前記中継経路において隣接する前記基地局の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整するステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項３の本発明の基地局設置方法は、前記中継伝送用アンテナの設置高度の調整において、前記中継伝送用アンテナの指向性を、垂直方向における中継経路に合わせて調整することを特徴とする。
【００１８】
請求項４の本発明の基地局設置方法は、前記中継伝送用アンテナの設置高度を調整したことにより、前記アクセスサービスエリアに変化が生じた場合、前記基地局の設置場所設計ステップと前記中継伝送用アンテナの設置高度の調整ステップを繰り返し実行することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の本発明は、基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおいて前記基地局の設置を行うために利用する基地局設置システムであって、前記無線中継ネットワークの中継経路において隣接する前記基地局相互の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整する手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項６の本発明は、基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおいて前記基地局の設置を設計する基地局設置システムであって、前記基地局間無線中継ネットワークを用いる移動通信システムにおける端末に対して前記基地局が提供するアクセスサービスエリアに基づいて前記基地局の設置場所を設計する手段と、前記基地局間無線中継ネットワークにおける前記基地局間の中継経路を設計する手段と、前記基地局間無線中継ネットワークの前記中継経路において隣接する前記基地局の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整する手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項７の本発明の基地局設置システムは、前記中継伝送用アンテナの設置高度の調整手段が、前記中継伝送用アンテナの指向性を、垂直方向における中継経路に合わせて調整することを特徴とする。
【００２２】
請求項８の本発明の基地局設置システムは、前記中継伝送用アンテナの設置高度を調整したことにより、前記アクセスサービスエリアに変化が生じた場合、前記基地局の設置場所設計手段と前記中継伝送用アンテナの設置高度の調整手段による処理を繰り返し実行することを特徴とする。
【００２３】
請求項９の本発明の基地局設置システムは、各前記基地局において、前記中継伝送用アンテナとアクセス伝送用アンテナとを分離した位置に設置することを特徴とする。
【００２４】
請求項１０の本発明は、コンピュータを制御して、基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおける基地局の設置を設計する基地局設置プログラムであって、前記無線中継ネットワークの中継経路において隣接する前記基地局相互の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整する機能を実行することを特徴とする。
【００２５】
請求項１１の本発明は、コンピュータを制御して、基地局どうしを無線リンクで接続した無線中継ネットワークにおける基地局の設置を設計する基地局設置プログラムであって、前記基地局間無線中継ネットワークを用いる移動通信システムにおける端末に対して前記基地局が提供するアクセスサービスエリアに基づいて前記基地局の設置場所を設計する機能と、前記基地局間無線中継ネットワークにおける前記基地局間の中継経路を設計する機能と、前記基地局間無線中継ネットワークの前記中継経路において隣接する前記基地局の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整する機能を実行することを特徴とする。
【００２６】
本発明の基地局設置方法によれば、基地局間無線中継ネットワークにおける中継経路が決定した後で、該中継経路において隣接している基地局の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整するので、隣接しない他の他の基地局に対するアンテナの利得が小さくなり、干渉を低減することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
本発明は、図６のような基地局間の伝送に無線を用いる基地局間無線中継ネットワークを構築する移動通信システムにおいて、基地局の設置を行う際に利用される。
【００２９】
図１に、本発明の実施の形態による基地局設置システムの構成を示す。本実施の形態による基地局設置システム１０は、入力部１５と、置局設計部２０と、中継経路設計部３０と、設置高度調整部４０と、設置情報出力部５０とを備えて構成される。
【００３０】
入力部１５は、基地局の設置を行うにあたって必要な各種条件を予め入力する入力手段である。
【００３１】
置局設計部２０は、基地局の設置場所に関して、従来と同様の方法により端末へのアクセスサービスのエリアを考慮して置局設計を行って、基地局の設置場所を仮決定する。この置局設計においては、移動通信システムにおけるアクセスネットワーク、すなわち端末と基地局間の通信を行うサービスを不感地帯なく展開するために、基地局の数や設置場所をシミュレーションによって決定する。
【００３２】
中継経路設計部３０は、決定された基地局の設置場所を元に中継経路を設計する。
【００３３】
設置高度調整部４０は、本発明の特徴的な構成要素であり、中継経路において隣接する基地局間で、中継伝送用アンテナに高低差を設け、かつその垂直方向における中継経路に合わせて指向性を調整することにより、中継伝送信号が他の基地局に及ぼす干渉を低減させる。
【００３４】
この設置高度調整部４０は、図２に示すように、アンテナ高度決定部４１と、指向性調整部４２とを備えて構成される。
【００３５】
アンテナ高度決定部４１は、中継経路において隣接する基地局における中継伝送用アンテナの垂直方法における高さが、互い違いとなるように調整して決定する。これにより、基地局間の垂直方向における中継経路が決定される。
【００３６】
指向性調整部４２は、アンテナ高度決定部４１によって決定した垂直方向における中継経路に合わせて中継伝送用アンテナの垂直方向の指向性を調整する。
【００３７】
設置情報出力部５０は、置局設計の情報、中継経路の設計の情報及び中継伝送用アンテナの設置高度の調整の情報を、設置情報として出力するディスプレイ、プリンタ等の出力手段である。
【００３８】
この基地局設置システム１０は、各機能をハードウェア的に実現することは勿論として、例えばＣＰＵとメモリを備えるコンピュータ処理装置をプログラム制御することで、すなわち上記した各機能を実行する基地局設置プログラム（アプリケーション）５００をコンピュータ処理装置のメモリにロードして実行することで実現することができる。この基地局設置プログラム５００は、コンピュータで読み取り可能な磁気ディスク、半導体メモリその他の記録媒体に格納され、その記録媒体からコンピュータ処理装置にロードされる。
【００３９】
上記のように構成される本実施の形態による基地局設置システムの動作について、図３と図４を参照して説明する。
【００４０】
基地局の設置場所に関して、置局設計部２０が、端末へのアクセスサービスのエリアを考慮して置局設計を行う（ステップ３０１）。これによって、基地局の設置場所を仮決定する。この置局設計においては、移動通信システムにおけるアクセスネットワーク、すなわち端末と基地局間の通信を行うサービスを不感地帯なく展開するために、基地局の数や設置場所をシミュレーションによって決定する。
【００４１】
既に存在する基地局間無線中継ネットワークに、新たな中継の基地局を設置する場合にも上記の置局設計を行う。
【００４２】
次に、上記決定された基地局の設置場所に基づいて、中継経路設計部３０が中継経路を設計する（ステップ３０２）。中継経路の設計は、図６の基地局間の無線ネットワークを参照すると、基地局である各中継ノード３００からコアノード２００に至る経路を構築することを意味しており、各中継ノード３００からコアノード２００に至る中継経路における合計の経路コストが最小となるように設計される。経路コストとしては、中継回数（ホップ数）や伝搬損失、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音電力比）の逆数等が用いられる。あるいは、コアノードに近い中継ノードから順に、それぞれの基地局が最も近い基地局と無線リンクを確立させ、それを経路としていくことも可能である。
【００４３】
ステップ３０２によって、中継経路が決定すると、中継経路において隣接する基地局の中継伝送用アンテナ相互の設置高度を調整する（ステップ３０３）。
【００４４】
この中継伝送用アンテナの設置高度の調整は、図４に示す手順に従って行われる。
【００４５】
まず、中継経路において互いに隣接する基地局の中継伝送用アンテナの高さを調整して決定する（ステップ４０１）。中継伝送用アンテナの高さを調整においては、中継経路上で互いに隣接する基地局相互の中継伝送用アンテナが高低差を持つように調整する。すなわち、隣接する基地局相互の中継伝送用アンテナの高度を互い違いの状態とする。
【００４６】
この高低差の値は、隣接する基地局間の距離、中継伝送用アンテナの垂直方向における指向性等の条件を予め設定することによって調整され、中継伝送用アンテナからの中継伝送信号によって中継経路上の隣接しない基地局に対して及ぶ干渉を十分減少させることのできる値に設定される。
【００４７】
なお、既に設置されている基地局間無線中継ネットワーク上に、新たな中継用の基地局を設置する場合には、隣接する他の基地局の中継伝送用アンテナの高さが決まっていることから、その隣接する他の基地局の中継伝送用アンテナの高さに基づいて、新たな基地局の中継伝送用アンテナの高さを決定することも可能である。勿論、その場合でも、既に設置されている隣接の他の基地局の中継伝送用アンテナも含めて、高さを調整してもよい。
【００４８】
例えば、中継経路が上部から見て図５の下段に示すように生成されたとする。このときの基地局Ａ、Ｂ、Ｃにおける中継伝送用アンテナ４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃの設置高度の調整は図５の上段に示すように行われる。
【００４９】
中継経路において隣接する基地局の中継伝送用アンテナ４００Ａと４００Ｂ、４００Ｂと４００Ｃは互いに高低差が大きくなるように調整されているので、中継経路を高度（垂直方向）で見た場合に互い違いの状態となる。
【００５０】
そして、上記のように設置高度を調整した中継伝送用アンテナの指向性を、垂直方向の中継経路に合わせて調整される（ステップ４０２）。
【００５１】
例えば、図５の基地局Ｂにおいては、垂直方向の中継経路に合わせた指向性の調整により、隣接する基地局Ａと基地局Ｂに対する中継伝送用アンテナ４００Ｂの仰角がそれぞれ異なる状態となっている。
【００５２】
この結果、中継伝送用アンテナの指向性は、図５の点線で示すような指向性となり、基地局Ａから基地局Ｂに向けた中継伝送信号が、基地局Ｃに及ぼす干渉を低減させることが可能となる。
【００５３】
このように、中継経路に応じて基地局の中継伝送用アンテナの設置高度を垂直方法において互い違いとなるように設定することによって、中継伝送用アンテナの仰角が大きくなるため、隣接しない他の基地局への干渉を減少させることができる。すなわち、中継伝送用アンテナの指向性が隣接する基地局へのみ高利得となり、隣接しない他の基地局への干渉が低減するものである。
【００５４】
そして、置局設計、中継経路の設計及び中継伝送用アンテナの設置高度の調整に関する情報が、基地局の設置情報として設置情報出力部５０に出力される（ステップ３０４）。
【００５５】
なお、中継伝送用アンテナの設置高度を変更したことにより、ステップ３０１で設計したアクセスサービスのエリアに変化が生じ、不感地帯が発生してしまう場合、本実施の形態の処理にフィードバックをかけて、アクセスサービスエリアの考慮と中継伝送用アンテナの設置高度調整を繰り返し行い、適切な設置場所に調整することも可能である。
【００５６】
また、１つの基地局に対して中継伝送用アンテナとアクセス伝送用アンテナを分離した位置に設置することも可能である。この場合、アクセスサービスのエリアに関する設計と中継用アンテナの設置高度を独立して扱うことが可能なため、上記のようにアクセスサービスエリアの考慮と設置高度調整を合わせて繰り返し行う必要が無くなる。
【００５７】
以上好ましい実施の形態をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の基地局設置方法によれば、中継伝送用アンテナの指向性が隣接する基地局へのみ高利得となり、隣接しない他の基地局への干渉を低減することができる。この干渉の低減によって、中継伝送システムの容量の向上によるシステムの所要周波数帯域の低減、品質の向上による伝送性能の向上が実現される。
【００５９】
その理由は、中継経路において隣接する基地局相互の中継伝送用アンテナの設置高度を、互いに異なるように調整して、中継伝送用アンテナの指向性を隣接する基地局に合わせることによって、隣接しない他の基地局への利得が小さくなるためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態による基地局設置システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の好適な実施の形態による基地局設置システムの設置高度調整部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態による基地局設置システムの動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態による基地局設置システムの動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態による基地局設置の具体例を示す図である。
【図６】移動通信システムにおける基地局の無線中継ネットワークの例を示す図である。
【図７】無線中継ネットワークにおける中継経路の設計例を示す図である。
【図８】基地局設置の従来の例を示す図である。
【符号の説明】
１０　基地局設置システム
１５　入力部
２０　置局設計部
３０　中継経路設計部
４０　設置高度調整部
５０　設置情報出力部
１００　有線基幹網
２００　コアノード
３００　中継ノード
４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ　中継伝送用アンテナ
【図１】
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【図２】
2004023726.tif 000004
【図３】
2004023726.tif 000005
【図４】
2004023726.tif 000006
【図５】
2004023726.tif 000007
【図６】
2004023726.tif 000008
【図７】
2004023726.tif 000009
【図８】
2004023726.tif 000010