(57)【要約】【課題】追加される基地局が他局に与える与干渉を低減し、通信品質を向上する。【解決手段】移動体通信システムは、第１の基地局と、第１の基地局からの送信信号を受信する範囲にある第２の基地局と、それらの基地局を管理する上位装置を備え、上位装置が、それぞれの基地局に拡散符号を通知する手段と、各基地局の位置に基づき第２の基地局の周囲に有る第１の基地局を識別する手段と、基地局間の無線信号の到達遅延を示す情報に基づいて第２の基地局からの無線信号を送信するタイミングを算定して、第２の基地局に通知する手段と、第２の基地局における第１の基地局からの無線信号の拡散符号適用時の受信電力に関する情報に基づいて第２の基地局からの無線信号を送出する最大送信電力を算定して第２の基地局に通知する手段を有し、第２の基地局が、通知された拡散符号とタイミングと電力を設定して、その設定に従って通信を行なう。【選択図】図１
2012065061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基地局と、前記第１の基地局からの送信信号を受信可能な範囲に設けられる第２の基地局と、前記第１および第２の基地局を管理する上位装置とを備え、
前記上位装置は、
それぞれの基地局に対して設定に使用する拡散符号を通知する手段と、
保持する各基地局の位置情報に基づいて、前記第２の基地局の周囲に有る前記第１の基地局を識別する手段と、
前記第１および第２の基地局との間の無線信号の到達遅延を示す情報に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信タイミングになるように、前記第２の基地局からの無線信号を送信するタイミングを算定して、前記第２の基地局に通知する手段と、
前記第２の基地局における前記第１の基地局からの無線信号の前記拡散符号適用時の受信電力に関する情報に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信電力になるように、前記第２の基地局からの無線信号を送出する最大送信電力を算定して、前記第２の基地局に通知する手段と、
を有し、
前記第２の基地局は、前記上位装置によって通知された拡散符号と送信のタイミングと送信に用いる電力を設定し、設定した情報に従って通信を行なう
ことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項２】
セルを構築する第１の基地局と、
前記第１の基地局の構築したセル内に配置された第２の基地局と、
前記第１の基地局および前記第２の基地局に対してそれぞれ使用する拡散符号を通知する上位装置と、
を備え、
前記第１の基地局は、
前記上位装置から通知された拡散符号で拡散した送信時間を含む無線信号を送出する手段
を備え、
前記第２の基地局は、
ＧＰＳ信号から位置情報を取得する手段と、
前記上位装置から受けた拡散符号に基づいて、前記第１の基地局から送信された無線信号を逆拡散して復調信号に復調すると共に、当該復調信号から受信電力と送信時間とを取得する手段と、
取得した位置情報、受信電力および前記第１の基地局から自局までの無線信号の到達時間を示せる情報を、前記上位装置に通知する手段と、
を備え、
前記上位装置は、
前記第２の基地局から受けた位置情報に基づいて、前記第１の基地局を識別する手段と、
前記第２の基地局から受けた前記第１の基地局から自局までの無線信号の到達時間を示せる情報に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信タイミングになるように、前記第２の基地局からの無線信号を送信するタイミングを設定して、前記第２の基地局に通知する手段と、
前記第２の基地局から受けた受信電力に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信電力になるように、前記第２の基地局からの無線信号を送出する最大送信電力を設定して、前記第２の基地局に通知する手段と、
を備え、
前記第２の基地局は、
前記上位装置によって通知された拡散符号と送信タイミングと送信電力に従ってセル内に在圏するユーザ端末装置との通信を行なう
ことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の移動体通信システムであって、
前記上位装置は、
前記第２の基地局の与干渉を考慮すべき周囲に有る複数の第１の基地局を識別し、
識別した複数の第１の基地局全てに対して、前記第２の基地局との間で無線信号の到達時間を示せる情報を収集させる通知を送信し、
前記第２の基地局を介して得た複数の無線信号の到達時間を示す情報を用いて、前記第２の基地局からの無線信号を送信するタイミングを算定する
ことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の移動体通信システムであって、
前記第２の基地局は、所定間隔で位置情報を取得し、位置に変化があれば、前記上位装置に新たな位置情報を通知し、
前記上位装置から拡散符号と送信タイミングの再設定を受ける
ことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項５】
請求項４に記載の移動体通信システムであって、
前記上位装置は、基地局制御装置であり、
前記第２の基地局は、フェムトセル基地局である
ことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項６】
請求項５に記載の移動体通信システムであって、
前記第１の基地局は、マクロセル基地局とフェムトセル基地局の両方が含まれる
ことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項７】
位置情報を取得して、上位装置に通知する手段と、
受信した無線信号を所定の拡散符号を用いて復調して、復調信号から得た前記無線信号が送信された時刻情報を取得すると共に、当該無線信号を受信した時刻情報を関連付けて前記上位装置に通知する手段と、
前記復調信号の受信電力を測定して前記上位装置に通知する手段と、
前記上位装置から通知された拡散符号と移動局と通信する無線電波の送信のタイミングと送信に用いる電力を設定して通信に用いる手段と、
を備え、
上位装置によって定められた設定に従って通信を行なえることを特徴とする基地局装置。
【請求項８】
配下に従えるそれぞれセルを構築する基地局に対して設定に使用する拡散符号を通知する手段と、
保持する各基地局の位置情報に基づいて、無線信号の送信タイミングを設定する基地局の周囲に有る基地局を識別する手段と、
前記基地局間の無線信号の到達遅延を示す情報を受け付け、当該情報から、前記送信タイミングを設定する基地局と、前記周囲に有る基地局の両局からの無線信号が前記送信タイミングを設定する基地局の構築するセル内で同等の受信タイミングになるように、前記送信タイミングを設定する基地局からの無線信号を送信するタイミングを算定して通知する手段と、
前記送信タイミングを設定する基地局における前記周囲に有る基地局からの無線信号の通知した拡散符号適用時の受信電力に関する情報を受け付け、当該情報から前記両基地局からの無線信号が前記送信タイミングを設定する基地局の構築するセル内で同等の受信電力になるように、前記送信タイミングを設定する基地局からの無線信号を送出する最大送信電力を算定して通知する手段と、
を有することを特徴とする上位局。
【請求項９】
既存の送信タイミングで無線信号を送出する第１の基地局と、前記第１の基地局からの送信信号を受信可能な範囲に設けられる第２の基地局と、前記第１および第２の基地局を管理する上位装置とを用い、
前記第２の基地局から前記上位局に位置情報をメッセージとして送出し、
前記上位装置で、保持する各基地局の位置情報に基づいて、前記第２の基地局の周囲に有る前記第１の基地局を識別して、当該第１の基地局から前記第２の基地局までの遅延を測定させる所定の拡散符号を含むメッセージを前記第１および第２の基地局に送出し、
前記第１の基地局から前記第２の基地局に対して、無線信号の送出時間を記した前記所定の拡散符号を用いて拡散されたメッセージを送出し、
前記第２の基地局で前記第１の基地局から送出された無線信号を前記拡散符号を用いて復調して、当該無線信号が送出された送出時間を取得すると共に、当該無線信号を受けた時間を前記上位装置にメッセージとして送出し、
前記第１および第２の基地局との間の無線信号の到達遅延を示す情報に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信タイミングになるように、前記第２の基地局からの無線信号を送信するタイミングを算定して、前記第２の基地局に通知し、
前記第２の基地局で、通知された拡散符号と無線信号を送信するタイミングを用いて通信する
ことで前記第２の基地局の構築するセル内で前記第１および第２の基地局から得られる無線信号を同期させることを特徴とする基地局無線信号間同期方法。
【請求項１０】
請求項９記載の基地局無線信号間同期方法であって、
前記第２の基地局は、前記第１の基地局から送出された無線信号を前記拡散符号を用いて復調すると共に当該無線信号の受信電力を測定して、当該無線信号が送出された送出時間と受けた時間と共に前記上位装置にメッセージを用いて送出し、
前記上位装置は、前記第２の基地局における前記第１の基地局からの無線信号の前記拡散符号適用時の受信電力に関する情報に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信電力になるように、前記第２の基地局からの無線信号を送出する最大送信電力を算定して、前記送信するタイミングと共に、前記第２の基地局に通知し、
前記第２の基地局は、前記上位局から通知された拡散符号と無線信号を送信するタイミングと電力値を用いて通信する
ことを特徴とする基地局無線信号間同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存の基地局の構築するセル範囲内に、小範囲のセルを設ける移動体通信システム、小範囲のセルを構築する基地局装置、移動体通信システムで用いられる基地局間同期方法、および電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末（ユーザ端末）を用いた移動体通信の通信可能エリアは、国内全域にほぼ普及し終えた。その一方、ビル内や地下エリアなどで、既存の基地局装置からの電波が届ききらないエリアが残っている。また、既存の基地局装置の通信可能エリア内であっても、都市部の人工密集地帯などで、通信速度が定常的に低下した状態となるエリアが存在する。
【０００３】
上記エリアの解消に、超小型基地局装置(ＦＢＴＳ（femtocell Base Transceiver Station）：ＨＢＳ：ＨＮＢ：フェムト基地局)が提供されている。超小型基地局装置は、家庭内や小規模店舗などの人数が限られた場所などに設置する基地局装置であり、不感地帯の解消、高速ネットワークへアクセス可能などの利点を有する。また、超小型基地局装置の提供するセルは、限られたユーザで占有させることが可能であり、高速かつ高品質な通信を提供できる。また、超小型基地局装置は、ユーザ端末から固定ネットワークを介する通信が行える。
【０００４】
一方、超小型基地局装置は、既存の基地局装置に比べ、低送信出力であり、周辺基地局装置（マクロセル基地局装置（macro Base Transceiver Station）や他の超小型基地局装置、移動局など）からの干渉を受けやすい。
【０００５】
また、ユーザが移動させることができてしまうため、管理者側では周辺環境への影響を十分に把握でできずに、大きく通信品質を劣化させる場所を生じさせる可能性もある。
【０００６】
超小型基地局装置には、既存の基地局装置との無線通信環境から自立的に出力電力を定める装置もある。即ち、自ら、拡散符号や送信電力を適宜変更しながら、周囲環境に干渉を与えないように動作する超小型基地局装置がある。
【０００７】
また、関連する技術は、特許文献１にも記載されている。特許文献１に記載された小型基地局装置では、小型基地局装置が設置された際に、ＧＰＳ衛星から読込んだ位置情報を基地局制御装置に送信し、該当基地局装置に周辺基地局(マクロセル基地局)が使用していない拡散符号、或いは周辺基地局で使用している拡散符号と符号間の干渉が小さくなる拡散符号の何れかを割り当てる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２６６７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の様な既存の基地局の構築したセル内に配置される基地局は周辺基地局からの干渉や周辺基地局への干渉などを抑えることによって、通信品質の向上を図っている。
【００１０】
また、特許文献１に記載された発明についても、更なる干渉の低減を試みる必要がある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、局所に設けられる基地局が関わる局間の干渉を効率良く抑えつつ、通信品質を向上した移動体通信システム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】
【００１２】
本発明に係る移動体通信システムは、第１の基地局と、前記第１の基地局からの送信信号を受信可能な範囲に設けられる第２の基地局と、前記第１および第２の基地局を管理する上位装置とを備え、前記上位装置は、それぞれの基地局に対して設定に使用する拡散符号を通知する手段と、保持する各基地局の位置情報に基づいて、前記第２の基地局の周囲に有る前記第１の基地局を識別する手段と、前記第１および第２の基地局との間の無線信号の到達遅延を示す情報に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信タイミングになるように、前記第２の基地局からの無線信号を送信するタイミングを算定して、前記第２の基地局に通知する手段と、前記第２の基地局における前記第１の基地局からの無線信号の前記拡散符号適用時の受信電力に関する情報に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信電力になるように、前記第２の基地局からの無線信号を送出する最大送信電力を算定して、前記第２の基地局に通知する手段とを有し、前記第２の基地局は、前記上位装置によって通知された拡散符号と送信のタイミングと送信に用いる電力を設定し、設定した情報に従って通信を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、局所に設けられる基地局の関わる局間の干渉を効率良く抑えつつ、通信品質を向上した移動体通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態の移動体通信システムの配置を示す概略図である。
【図２】実施の形態に係る超小型基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係る基地局制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態に係る送受信メッセージフォーマットを例示する説明図である。
【図５】実施の形態に係る基地局装置管理データベースの内容を例示する説明図である。
【図６】実施の形態に係る移動体通信システム全体の動作を示すフローチャート１である。
【図７】実施の形態に係る移動体通信システム全体の動作を示すフローチャート２である。
【図８】実施の形態に係る移動体通信システム全体の動作を示すフローチャート３である。
【図９】超小型基地局の構築するセル内で移動体通信システムからの無線信号の拡散符号、タイミング、および電力の概略を示す説明図である。
【図１０】超小型基地局の構築するセル内で移動体通信システムからの制御された無線信号の拡散符号、タイミング、および電力の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の一形態を図１ないし図１０を用いて説明する。  
図１は、実施の一形態の移動体通信システムの配置を示す概略図である。  
移動体通信システムは、各基地局に使用する拡散符号を通知する上位装置として機能する基地局制御装置４１(server41)と、マクロセルを構築するマクロセル基地局装置２１、２２(m-BTS21、m-BTS22)、フェムトセルを構築する超小型基地局装置０１（f-BTS01）とが通信ネットワークによって接続されている。なお、上位装置の役割を基地局制御装置以外の他の装置に行わせるように構成してもよい。
【００１６】
図中において、基地局制御装置４１は通信エリア５１(area51)を管理し、マクロセル基地局装置２１、２２はそれぞれ通信エリア３１、３２（m-cell31, m-cell32）を構築し、超小型基地局装置０１は通信エリア１１(f-cell11)を構築する。また、超小型基地局装置０１の通信エリア１１は、マクロセル基地局装置２１が構築する通信エリア３１内に配置されている。即ち、マクロセル基地局装置２１の通信エリア３１内に、通信エリア１１を構築する超小型基地局装置０１が設置されたとする。
【００１７】
通信エリア３１(m-cell31)内には、ユーザ端末６１(u61)、６２(u62)、６３(u63)、６４(u64)、７１(u71)が存在する。また、通信エリア３１内に存在する通信エリア１１(f-cell11)内には、ユーザ端末７１が存在する。
【００１８】
基地局制御装置４１は、配下の基地局装置に対して、通信に使用する拡散符号を通知する。また、拡散符号を通知すると共に、基地局制御装置４１は、各基地局装置が移動局にデータを送信する基準となる送信タイミング等を通知していて、これを受けてマクロセル基地局装置２１、２２、超小型基地局装置０１は、ユーザにデータを送信する。
【００１９】
なお、移動体通信システムでは、通信エリア１１が半径数十ｍのフェムトセルであって通信エリア３１に対して極小であるため、ユーザ端末７１と超小型基地局装置０１間の距離および伝搬遅延を、処理上排除する。
【００２０】
図２および図３は、実施形態に係る超小型基地局０１と基地局制御装置４１の構成を示すブロック図である。  
超小型基地局装置０１は、家庭向けやコンシューマ向けの可搬可能な大きさの基地局装置であり、基地局制御装置４１に接続され、通信エリア５１に設置されている。
【００２１】
超小型基地局装置０１は、図２に示されるように、拡散符号生成部Ａ１１、タイミング生成部Ａ１２、電力制御部Ａ１３、電力測定部Ａ１４、メッセージ生成部Ａ２１、メッセージ送受信部Ａ２２、データ処理部Ａ２３、無線信号受信部Ａ３１、無線信号復調部Ａ３２、データ変調部Ａ４１、データ送信部Ａ４２、ＧＰＳ信号受信部Ａ９１、位置情報算出部Ａ９２を含み構成される。なお、本発明と関連の薄い各部については記載を省略する。
【００２２】
無線信号受信部Ａ３１および復調部Ａ３２では、ユーザ端末からスペクトル拡散(DSSS：Direct Sequence Spread Spectrum)されて通信帯域幅を広帯域幅に拡散された信号を受信し、ベースバンド信号に復調する。復調部Ａ３２では、受信した広帯域幅の信号に、拡散符号生成部Ａ１１にて基地局制御装置４１からの指示に基づき生成した拡散符号を重畳し、ベースバンド信号（復調信号）を出力する(逆拡散処理)。
【００２３】
逆拡散された復調信号は、所定の情報を含んでいた場合、メッセージ生成部Ａ２１にてメッセージに変換され、メッセージ送受信部Ａ２２にて上位基地局制御装置４１に送信される。なお、所定の情報には、他の基地局から送信された無線信号の送信時間を示す情報が含まれる。
【００２４】
電力測定部Ａ１４は、送られてきた逆拡散された信号の受信電力を測定する。測定された受信電力の値は、超小型基地局装置０１から送信する無線信号の出力電力を算出するため、メッセージ生成部Ａ２１にて測定結果メッセージに変換され(後述する図４のメッセージID03)、メッセージ送受信部Ａ２２を介して上位基地局制御装置４１に送信される。
【００２５】
データ変調部Ａ４１およびデータ送信部Ａ４２では、上位装置である基地局制御装置４１からのベースバンド信号をスペクトル拡散して通信帯域を広げた信号に変換し、変換した信号を送出する。データ送信部Ａ４２では、データ変調部Ａ４１の広帯域に広げた信号を、データを送信する基準の送信タイミングからタイミング生成部Ａ１２に設定されたタイミング時間分（送信タイミング情報分）だけ操作して、また電力制御部Ａ１３に設定された送信電力に従って送信する。
【００２６】
メッセージ送受信部Ａ２２では、基地局制御装置４１からのメッセージ信号を受信し、データ処理部Ａ２３でデータ処理を行う。ユーザ端末に対しての送信メッセージであった場合は、ベースバンド信号として、データ変調部Ａ４１に出力する。制御メッセージであった場合(図４のメッセージID04)、情報として含まれている拡散符号情報、送信タイミング情報、送信電力情報を取得して、拡散符号生成部Ａ１１、タイミング生成部Ａ１２、電力制御部Ａ１３にそれぞれの情報を設定する。
【００２７】
ＧＰＳ信号受信部Ａ９１および位置情報算出部Ａ９２では、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信して、自装置の位置情報が取得される。位置情報は、基地局制御装置４１に送信するためメッセージ生成部Ａ２１にて位置情報メッセージに変換され(図４のメッセージID00)、メッセージ送受信部Ａ２２を介して送信される。
【００２８】
次に、基地局制御装置４１を説明する。基地局制御装置４１は、マクロセル基地局装置２１、２２、および超小型基地局装置０１とネットワークを介して接続し、通信エリア５１を管理する。
【００２９】
基地局制御装置４１は、図３に示されるように、基地局装置管理ＤＢ Ｂ０１、基地局装置位置情報登録部Ｂ１１、周囲基地局特定部Ｂ２１、タイミング算出部Ｂ２２、電力算出部Ｂ２３、メッセージ送受信部Ｂ３１、メッセージ処理部Ｂ３２、メッセージ生成部Ｂ３３を含み構成される。
【００３０】
基地局装置位置情報登録部Ｂ１１では、メッセージ処理部Ｂ３２で処理したメッセージが基地局装置からの位置情報メッセージ(図４のメッセージID00)の場合に、そのメッセージに含まれるBTS ID、ＧＰＳ位置情報、cell ID等を取得する。取得した各情報は、基地局装置管理ＤＢ Ｂ０１に書き込まれる。また、ＧＰＳ位置情報を周囲基地局特定部Ｂ２１に出力する。周囲基地局特定部Ｂ２１では、基地局装置管理ＤＢ Ｂ０１を検索して、最も近い基地局装置(ここでは、m-BTS21)を特定する。なお、複数の基地局を特定してもよい。特定した情報は、基地局装置管理ＤＢ Ｂ０１（図５参照）に書き込まれ、メッセージ生成部Ｂ３３へと出力される。基地局装置管理ＤＢ Ｂ０１には、管理する基地局のＩＤ、位置情報、通信セル、周囲基地局装置、タイミング制御情報、電力制御情報、拡散符号情報等が記録されている。
【００３１】
タイミング算出部Ｂ２２、電力算出部Ｂ２３では、メッセージ処理部Ｂ３２で処理したメッセージが測定結果メッセージ(図４のメッセージID03)の場合に、そのメッセージの内容を取得して、周辺環境に合わせた超小型基地局装置０１の干渉の少ない送信タイミングの算出と送信電力の算出を行う。算出した各情報は、基地局装置管理ＤＢ Ｂ０１に書き込まれ、メッセージ生成部Ｂ３３へと出力される。
【００３２】
タイミング算出部Ｂ２２は、小型基地局装置０１から送られてきたメッセージの内容などを用い、選定した基地局（m-BTS21）からの無線信号と超小型基地局装置０１からの無線信号とが通信エリア１１内で同等の受信タイミングとなるように、超小型基地局装置０１からの無線信号を送信すべきタイミングを算出して、基準となる送信タイミングと算出した送信タイミングとの差を送信タイミング情報として、メッセージ生成部Ｂ３３に通知する。
【００３３】
電力算出部Ｂ２３は、超小型基地局装置０１から報告された選定した基地局からの受信電力を取得し、選定した基地局からの無線信号と超小型基地局装置０１からの無線信号とが通信エリア１１内で同等の受信電力にできるように、超小型基地局装置０１からの無線信号を送出する最大送信電力を算出して、算出した送信電力を送信電力情報としてメッセージ生成部Ｂ３３に通知する。
【００３４】
メッセージ送受信部Ｂ３１では、上位装置である制御装置、あるいは下位装置である各基地局からのメッセージを受信し、メッセージ処理部Ｂ３２へ出力する。また、メッセージ生成部Ｂ３３からのメッセージを、上位の制御装置、あるいは下位の基地局装置へ出力する。メッセージ生成部Ｂ３３では、周囲基地局特定部Ｂ２１からの出力があった際、超小型基地局装置０１と最も近い基地局装置との間の環境測定のための測定開始メッセージ(図４のメッセージID01)を生成して出力する。測定開始メッセージには、基地局間の伝搬環境を測定する測定用メッセージ(図４のメッセージID02)の送信開始時間、送信に用いる拡散符号を示す拡散符号情報、測定用メッセージを送信させる基地局を指定する送信基地局情報、測定用メッセージを受信する基地局を指定する受信基地局情報などが含まれる。なお、超小型基地局装置０１と複数のマクロセル基地局との干渉を測定するために、複数の測定用メッセージを同時的に生成するようにしてもよい。
【００３５】
また、メッセージ送受信部Ｂ３１は、タイミング算出部Ｂ２２、電力算出部Ｂ２３からの出力があった際は、超小型基地局装置０１に対して、送信制御用の制御メッセージ(図４のメッセージID04)を生成する。制御メッセージには、送信に使用する拡散符号情報、送信タイミング情報、送信電力情報、受信する基地局を指定する受信基地局情報などが含まれる。
【００３６】
次に、本発明に係る移動体通信システム全体の動作を説明する。
【００３７】
図６、図７、図８は、超小型基地局装置０１の設定動作に係る移動体通信システム全体の動作を示すフローチャートである。
【００３８】
まず、超小型基地局装置０１(f-BTS01)は、通信エリア５１(area51)に設置されて基地局制御装置４１(server４１)にネットワークを介して接続すると、ＧＰＳ電波からの位置情報を取得する(ステップＦ１１)。取得した位置にて位置情報メッセージ(図４のメッセージID00)を生成し(ステップＦ１２)、基地局制御装置４１に送信し、メッセージ待ち状態に待機する(ステップＦ１３)。
【００３９】
基地局制御装置４１は、位置情報メッセージを受信し(ステップＧ１１)、超小型基地局装置０１の位置情報を取得して記憶する(ステップＧ１２)。取得した位置情報と基地局装置管理ＤＢ Ｂ０１から、小型基地局装置０１の設置に伴い干渉を考慮する周囲の基地局装置(ここでは、最寄のマクロセル基地局装置２１（m-BTS21）)を探索し、基地局装置管理ＤＢ Ｂ０１を更新する(ステップＧ１３)。対象の基地局装置の探索が終わると、超小型基地局装置０１とマクロセル基地局装置２１間の通信状況を測定するための測定開始メッセージ(図４のメッセージID01)を生成し(ステップＧ１４)、送信する(ステップＧ１５)。
【００４０】
超小型基地局装置０１は、測定開始メッセージを受信(ステップＦ１４)すると、メッセージ中の受信局が自局であることを確認(ステップＦ１５)し、そうであればメッセージ中から拡散符号情報（Spreading Code）を取得する(ステップＦ１７)。そうでなければメッセージを破棄して(ステップＦ１６)、メッセージ待ちに戻る。
【００４１】
マクロセル基地局装置２１は、通常の稼動状態であるときに、測定開始メッセージを受信(ステップＨ１１)すると、メッセージ中の送信局が自局であることを確認(ステップＨ１２)し、そうであればメッセージ中から拡散符号情報を取得する(ステップＨ１４)。そして、少なくとも送信時間を記録した測定用メッセージ(図４のメッセージID02)を生成(ステップＨ１５)し、生成した測定用メッセージを指定された拡散符号によってスペクトル拡散した後、アンテナから送信する(ステップＨ１６)。測定開始メッセージの送信局が自局でない場合、メッセージを破棄して(ステップＨ１３)、メッセージ待ちに戻る。
【００４２】
超小型基地局装置０１は、アンテナから無線電波（測定開始メッセージ）を受信し、基地局制御装置４１から指定された拡散符号にて逆拡散する(ステップＦ１８)。メッセージ中の受信局が自局であることを確認(ステップＦ１９)し、そうであれば受信した信号の電力を測定する(ステップＦ２１)。そして、測定した受信電力、送信時間と受信時間を含んだ測定結果メッセージ(図４のメッセージID03)を生成し(ステップＦ２２)、ネットワークを介して送信する(ステップＦ２３)。測定用メッセージの受信局が自局でない場合、メッセージを破棄して(ステップＦ２０)、メッセージ待ちに戻る。なお、測定結果メッセージに含む送信時間と受信時間は、基地局制御装置４１で測定用メッセージを送信した基地局から受信した基地局までの無線信号の到達時間（伝搬遅延）を認識できる情報であれば、時差情報などであってもよい。
【００４３】
基地局制御装置４１は、超小型基地局装置０１から測定結果メッセージを受信し(ステップＧ１６)、送信局、受信局を確認する(ステップＧ１７)。測定開始メッセージに記載した局からのメッセージであることが確認できたら、メッセージ中から、測定電力の情報を読み出し、送信電力を算出する(ステップＧ１８)。また、マクロセル基地局装置２１から超小型基地局装置０１までの無線信号の到達時間（送信時間と受信時間の差など）から送信タイミングを算出する(ステップＧ１９)。そして、超小型基地局装置０１に対して、送信電力、送信タイミングをコントロールするための制御メッセージ(図４のメッセージID04)を生成し(ステップＧ２０)、ネットワークを介して送信する(ステップＧ２１)。
【００４４】
超小型基地局装置０１は、制御メッセージを受信し (ステップＦ２４)、メッセージ中の受信局が自局であることを確認(ステップＦ２５)し、そうであれば受信した制御メッセージから、指示された送信電力、送信タイミング、送信用拡散符号の情報を読み出し、送信部等を設定制御する(ステップＦ２７)。以後は、設定値に基づいて、各局との通信を行う。もし、メッセージの受信局が自局でない場合、メッセージを破棄して(ステップＦ２６)、メッセージ待ちに戻る。
【００４５】
以上説明したように、移動体通信システムを動作させることによって、超小型基地局装置を新たに設置した際や再起動した際に、基地局制御装置から拡散符号とともに、送信電力に関する情報、送信タイミングに関する情報を合わせて送信し、当該超小型基地局装置にて指示された拡散符号、タイミング、電力送信をコントロールする事で、周辺基地局装置や移動局との干渉を低減できる。
【００４６】
図９および図１０は、超小型基地局の構築するセル内で移動体通信システムからの無線信号の拡散符号、タイミング、および電力の概略を示す説明図である。
【００４７】
図９では、ユーザ端末７１(u71)が周辺基地局から受ける無線信号を示しており、拡散符号のみが基地局間で干渉の少ないように制御している。このように異なる拡散符号を用いる事で干渉を抑制している。この送信電力は、周辺基地局装置からの干渉の大きさと通信品質によって決まる電力値である。
【００４８】
ただし、基地局から移動局への無線信号を送信する際、規格上定められているタイミング内でランダムに送信すると、移動局での受信タイミングずれによって、符号間干渉が発生こともある。また、小型基地局装置は送信電力が小さく、周辺基地局装置からの干渉を受けやすくもなる。
【００４９】
これは、図１の移動体通信システムの配置を用いて説明すれば、超小型基地局装置０１からユーザ端末７１への下り通信では、ユーザ端末７１には超小型基地局装置０１からユーザ端末７１への信号以外に、マクロセル基地局装置２１(m-BTS21)からユーザ端末６１から６４(u61〜u64)への無線信号が時間差λだけずれて到達する。これによって符号間干渉が発生すれば、通信品質が劣化する。また、超小型基地局装置０１は、マクロセル基地局装置２１に対比して送信電力が小さく設定されており、より影響を受けやすい。
【００５０】
そこで、上記説明したとおり、図１０に示すように、超小型基地局装置０１からの送出無線信号をコントロールする。超小型基地局装置０１に属するユーザ端末７１では、超小型基地局装置０１からの信号は、その到着タイミングが周辺基地局装置２１からの信号と同時になる。加えて、ユーザ端末７１で受信される超小型基地局装置０１からの信号電力が周辺環境に応じ変更され、周辺基地局装置２１からの信号電力と同等になる。
【００５１】
即ち、本発明によれば、拡散符号の特性を最大限に活かして局所に設けられる基地局の関わる局間の干渉を効率良く抑えつつ、通信品質を最大限に向上した移動体通信システムを提供できる。
【００５２】
尚、超小型基地局装置の各部は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせを用いて実現すればよい。ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせた形態では、ＲＡＭにサービス再編成評価プログラムが展開され、プログラムに基づいて制御部（ＣＰＵ）等のハードウェアを動作させることによって、各部を各種手段として実現する。
【００５３】
また、上記説明では、基地局間の同期制御および電力制御を、超小型基地局装置に対して最も近い基地局装置との間で行うこととして説明した。しかし、上記の様に上位装置には各基地局の位置情報が収集されているので、超小型基地局装置と、干渉を生じさせる可能性が高い複数の基地局を特定して、その基地局全てに測定開始メッセージを一括又は分割して送信するようにしても良い。このようにすれば、測定開始メッセージを受けた各基地局装置（マクロセル基地局装置や隣接する超小型基地局装置）から順次新たに設置された超小型基地局装置に対して測定用メッセージを送信することとなる。このとき、上位装置は、干渉が予見される範囲に入る各基地局装置に、それぞれ異なる拡散符合を割当てるようにしてもよいし、それぞれ異なる送信タイミングとなるようにメッセージの送信タイミングを指定するようにしてもよい。複数の測定メッセージを受けた超小型基地局装置は、上位装置から指示されている１又は複数の拡散符号を順次用いて受けた測定用メッセージの復調と電力測定を行ない、測定結果メッセージを順次又は一括して上位装置に通知することとなる。通知を受けた上位装置は、送信した測定開始メッセージに対応する全ての情報もしくは所定時間内に揃った情報を収集分析し、新たに設置した超小型基地局装置からの送信に用いる送信タイミングと送信電力、必要に応じて周辺の基地局の送信電力を算出し、各基地局装置（コントロールを要する基地局装置）に制御メッセージを通知する。通知を受けた各々の基地局は、上位装置からの制御メッセージに基づき自装置の設定を行ない、その後構築するセル内の移動局と通信するように動作する。
【００５４】
また、上記説明では、超小型基地局装置の設置時に、本方式で同期制御および電力制御を行っている。他方、超小型基地局装置は、容易に移動可能な特性を有するので、超小型基地局装置が移動されたときに局間の与干渉の状態が変化しやすい。そこで、超小型基地局装置は、ＧＰＳ信号を所定間隔で取得し、自己の保持するＧＰＳ位置情報が変化していた時に、干渉対策の再設定の目的で上記の位置情報メッセージを上位装置に再度送信するようにすることとしても良い。このようにすれば、例えば同一室内で移動された程度の僅かの位置変化に対しても変動する干渉に対して常時使用者が意図しないで備えることが可能となる。なおこのとき、上位装置は、位置変化量の少ない場合にはタイミングの算出を省略して、電力制御のみを行うこととしても良い。
【００５５】
また、本方式で局間の同期制御を行うことで、１又は複数の周辺基地局装置の送信時間と超小型基地局装置の受信時間の差から送信タイミングを一度だけ算出することによって、瞬時且つ精確に送信タイミングの調整量を算出できる。
【００５６】
また、上位装置は周辺基地局装置の増減にも容易に識別できるので、例えば隣接する超小型基地局装置が廃止されたときに、上位装置の指示の元、周囲の超小型基地局装置に与干渉の再設定を行わせることが可能となる。
【００５７】
また、上位装置を介してマクロセル基地局装置の送信電力を調整できるので、超小型基地局装置の電力調整に合わせて、超小型基地局装置とマクロセル基地局装置間のやり取りで送信電力を決めることも可能となる。
【００５８】
また、本発明の具体的な構成は前述の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があってもこの発明に含まれる。
【００５９】
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載されうる。尚、以下の付記は本発明をなんら限定するものではない。  
［付記１］
第１の基地局と、前記第１の基地局からの送信信号を受信可能な範囲に設けられる第２の基地局と、前記第１および第２の基地局を管理する上位装置とを備え、
前記上位装置は、
それぞれの基地局に対して設定に使用する拡散符号を通知する手段と、
保持する各基地局の位置情報に基づいて、前記第２の基地局の周囲に有る前記第１の基地局を識別する手段と、
前記第１および第２の基地局との間の無線信号の到達遅延を示す情報に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信タイミングになるように、前記第２の基地局からの無線信号を送信するタイミングを算定して、前記第２の基地局に通知する手段と、
前記第２の基地局における前記第１の基地局からの無線信号の前記拡散符号適用時の受信電力に関する情報に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信電力になるように、前記第２の基地局からの無線信号を送出する最大送信電力を算定して、前記第２の基地局に通知する手段と、
を有し、
前記第２の基地局は、前記上位装置によって通知された拡散符号と送信のタイミングと送信に用いる電力を設定し、設定した情報に従って通信を行なう
ことを特徴とする移動体通信システム。
【００６０】
［付記２］
セルを構築する第１の基地局と、
前記第１の基地局の構築したセル内に配置された第２の基地局と、
前記第１の基地局および前記第２の基地局に対してそれぞれ使用する拡散符号を通知する上位装置と、
を備え、
前記第１の基地局は、
前記上位装置から通知された拡散符号で拡散した送信時間を含む無線信号を送出する手段
を備え、
前記第２の基地局は、
ＧＰＳ信号から位置情報を取得する手段と、
前記上位装置から受けた拡散符号に基づいて、前記第１の基地局から送信された無線信号を逆拡散して復調信号に復調すると共に、当該復調信号から受信電力と送信時間とを取得する手段と、
取得した位置情報、受信電力および前記第１の基地局から自局までの無線信号の到達時間を示せる情報を、前記上位装置に通知する手段と、
を備え、
前記上位装置は、
前記第２の基地局から受けた位置情報に基づいて、前記第１の基地局を識別する手段と、
前記第２の基地局から受けた前記第１の基地局から自局までの無線信号の到達時間を示せる情報に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信タイミングになるように、前記第２の基地局からの無線信号を送信するタイミングを設定して、前記第２の基地局に通知する手段と、
前記第２の基地局から受けた受信電力に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信電力になるように、前記第２の基地局からの無線信号を送出する最大送信電力を設定して、前記第２の基地局に通知する手段と、
を備え、
前記第２の基地局は、
前記上位装置によって通知された拡散符号と送信タイミングと送信電力に従ってセル内に在圏するユーザ端末装置との通信を行なう
ことを特徴とする移動体通信システム。
【００６１】
［付記３］
上記付記記載の移動体通信システムであって、
前記上位装置は、前記第２の基地局の与干渉を考慮すべき周囲に有る複数の第１の基地局を識別し、
識別した複数の第１の基地局全てに対して、前記第２の基地局との間で無線信号の到達時間を示せる情報を収集させる通知を送信し、
前記第２の基地局を介して得た複数の無線信号の到達時間を示す情報を用いて、前記第２の基地局からの無線信号を送信するタイミングを算定する
ことを特徴とする移動体通信システム。
【００６２】
［付記４］
上記付記記載の移動体通信システムであって、
前記第２の基地局は、所定間隔で位置情報を取得し、位置に変化があれば、前記上位装置に新たな位置情報を通知し、
前記上位装置から拡散符号と送信タイミングの再設定を受ける
ことを特徴とする移動体通信システム。
【００６３】
［付記５］
上記付記記載の移動体通信システムであって、
前記上位装置は、基地局制御装置であり、
前記第２の基地局は、フェムトセル基地局である
ことを特徴とする移動体通信システム。
【００６４】
［付記６］
上記付記記載の移動体通信システムであって、
前記第１の基地局は、マクロセル基地局とフェムトセル基地局の両方が含まれる
ことを特徴とする移動体通信システム。
【００６５】
［付記７］
位置情報を取得して、上位装置に通知する手段と、
受信した無線信号を所定の拡散符号を用いて復調して、復調信号から得た前記無線信号が送信された時刻情報を取得すると共に、当該無線信号を受信した時刻情報を関連付けて前記上位装置に通知する手段と、
前記復調信号の受信電力を測定して前記上位装置に通知する手段と、
前記上位装置から通知された拡散符号と移動局と通信する無線電波の送信のタイミングと送信に用いる電力を設定して通信に用いる手段と、
を備え、
上位装置によって定められた設定に従って通信を行なえることを特徴とする基地局装置。
【００６６】
［付記８］
上記付記記載の基地局装置であって、
前記所定の拡散符号は、前記上位装置から、周囲の基地局装置と自局との間の伝搬遅延を測定させるメッセージに付されて送信された拡散符号であることを特徴とする基地局装置。
【００６７】
［付記９］
上記付記記載の基地局装置であって、
前記上位装置からの周囲の基地局装置と自局との間の伝搬遅延を測定させるメッセージに従って、複数の基地局との間の伝搬遅延を識別できる情報を、前記上位装置に通知する
ことを特徴とする基地局装置。
【００６８】
［付記１０］
上記付記記載の基地局装置であって、
前記複数の基地局との間の伝搬遅延を識別できる情報を取得すると共に、それぞれの基地局から得た復調信号の受信電力を測定して、前記上位装置に通知する
ことを特徴とする基地局装置。
【００６９】
［付記１１］
上記付記記載の基地局装置であって、
所定間隔で位置情報を取得し、位置に変化があれば、前記上位装置に新たな位置情報を通知し、
前記上位装置からの再設定を受ける
ことを特徴とする基地局装置。
【００７０】
［付記１２］
上記付記記載の基地局装置であって、
フェムトセル基地局である
ことを特徴とすることを特徴とする基地局装置。
【００７１】
［付記１３］
配下に従えるそれぞれセルを構築する基地局に対して設定に使用する拡散符号を通知する手段と、
保持する各基地局の位置情報に基づいて、無線信号の送信タイミングを設定する基地局の周囲に有る基地局を識別する手段と、
前記基地局間の無線信号の到達遅延を示す情報を受け付け、当該情報から、前記送信タイミングを設定する基地局と、前記周囲に有る基地局の両局からの無線信号が前記送信タイミングを設定する基地局の構築するセル内で同等の受信タイミングになるように、前記送信タイミングを設定する基地局からの無線信号を送信するタイミングを算定して通知する手段と、
前記送信タイミングを設定する基地局における前記周囲に有る基地局からの無線信号の通知した拡散符号適用時の受信電力に関する情報を受け付け、当該情報から前記両基地局からの無線信号が前記送信タイミングを設定する基地局の構築するセル内で同等の受信電力になるように、前記送信タイミングを設定する基地局からの無線信号を送出する最大送信電力を算定して通知する手段と、
を有する
ことを特徴とする上位局。
【００７２】
［付記１４］
上記付記記載の上位局であって、
新たに配下に加える基地局からの位置情報の通知を受け、当該基地局から通知された位置情報を用いて干渉が予見される周囲に有る基地局を識別し、
識別した前記周囲に有る基地局と前記新たに配下に加える基地局に伝搬遅延を識別できる情報を取得する指示と共に同一の拡散符号を通知する
ことを特徴とする上位局。
【００７３】
［付記１５］
上記付記記載の上位局であって、
新たに配下に加える基地局からの位置情報の通知を受け、当該基地局の与干渉を考慮すべき周囲に有る複数の基地局を識別し、
識別した前記複数の周囲に有る基地局の全てと前記新たに配下に加える基地局との間の伝搬遅延を識別できる情報を取得する指示を通知する
ことを特徴とする上位局。
【００７４】
［付記１６］
上記付記記載の上位局であって、
前記上位装置は、基地局制御装置であり、
前記新たに配下に加える基地局は、フェムトセル基地局である
ことを特徴とする上位局。
【００７５】
［付記１７］
上記付記記載の上位局であって、
前記与干渉を考慮すべき周囲に有る複数の基地局として、マクロセル基地局とフェムトセル基地局の両方を含めて選出する
ことを特徴とする上位局。
【００７６】
［付記１８］
既存の送信タイミングで無線信号を送出する第１の基地局と、前記第１の基地局からの送信信号を受信可能な範囲に設けられる第２の基地局と、前記第１および第２の基地局を管理する上位装置とを用い、
前記第２の基地局から前記上位局に位置情報をメッセージとして送出し、
前記上位装置で、保持する各基地局の位置情報に基づいて、前記第２の基地局の周囲に有る前記第１の基地局を識別して、当該第１の基地局から前記第２の基地局までの遅延を測定させる所定の拡散符号を含むメッセージを前記第１および第２の基地局に送出し、
前記第１の基地局から前記第２の基地局に対して、無線信号の送出時間を記した前記所定の拡散符号を用いて拡散されたメッセージを送出し、
前記第２の基地局で前記第１の基地局から送出された無線信号を前記拡散符号を用いて復調して、当該無線信号が送出された送出時間を取得すると共に、当該無線信号を受けた時間を前記上位装置にメッセージとして送出し、
前記第１および第２の基地局との間の無線信号の到達遅延を示す情報に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信タイミングになるように、前記第２の基地局からの無線信号を送信するタイミングを算定して、前記第２の基地局に通知し、
前記第２の基地局で、通知された拡散符号と無線信号を送信するタイミングを用いて通信する
ことで前記第２の基地局の構築するセル内で前記第１および第２の基地局から得られる無線信号を同期させることを特徴とする基地局無線信号間同期方法。
【００７７】
［付記１９］
上記付記記載の基地局無線信号間同期方法であって、
前記第２の基地局は、前記第１の基地局から送出された無線信号を前記拡散符号を用いて復調すると共に当該無線信号の受信電力を測定して、当該無線信号が送出された送出時間と受けた時間と共に前記上位装置にメッセージを用いて送出し、
前記上位装置は、前記第２の基地局における前記第１の基地局からの無線信号の前記拡散符号適用時の受信電力に関する情報に基づいて、前記第１の基地局からの無線信号と前記第２の基地局からの無線信号とが前記第２の基地局の構築するセル内で同等の受信電力になるように、前記第２の基地局からの無線信号を送出する最大送信電力を算定して、前記送信するタイミングと共に、前記第２の基地局に通知し、
前記第２の基地局は、前記上位局から通知された拡散符号と無線信号を送信するタイミングと電力値を用いて通信する
ことを特徴とする基地局無線信号間同期方法。
【００７８】
［付記２０］
上記付記記載の基地局無線信号間同期方法であって、
前記上位装置は、保持する各基地局の位置情報に基づいて、前記第２の基地局の周囲に有る複数の前記第１の基地局を識別して処理する
ことを特徴とする基地局無線信号間同期方法。
【００７９】
［付記２１］
上記付記記載の基地局無線信号間同期方法であって、
前記上位装置は、基地局制御装置であり、
前記新たに配下に加える基地局は、フェムトセル基地局である
ことを特徴とする基地局無線信号間同期方法。
【００８０】
［付記２２］
上記付記記載の上位局であって、
前記複数の第１の基地局として、マクロセル基地局とフェムトセル基地局の両方を含めて選出する
ことを特徴とする基地局無線信号間同期方法。
【符号の説明】
【００８１】
０１  超小型基地局装置（f-BTS：第２の基地局）
１１  通信エリア(f-cell)
２１、２２  マクロセル基地局装置(m-BTS：第１の基地局)
３１、３２  通信エリア（m-cell）
４１  基地局制御装置(server：上位装置)
５１  通信エリア(area)
【図１】
2012065061.tif 000003
【図２】
2012065061.tif 000004
【図３】
2012065061.tif 000005
【図４】
2012065061.tif 000006
【図５】
2012065061.tif 000007
【図６】
2012065061.tif 000008
【図７】
2012065061.tif 000009
【図８】
2012065061.tif 000010
【図９】
2012065061.tif 000011
【図１０】
2012065061.tif 000012