(57)【要約】【課題】自局のサービスエリア内における通信環境の変化に対応し、最適なサービスエリアを形成する。【解決手段】基地局１は、定期的に、時刻情報、移動端末の位置情報、及び変調方式の情報を含む通信情報を取得する通信情報取得部１６と、通信情報を記憶する記憶部１７と、記憶部１７を参照し、通信環境を解析する通信情報解析部１８と、通信情報解析部１８による通信環境の解析結果に基づいてアンテナのアンテナチルト角を制御してサービスエリアの大きさを調整するアンテナチルト角制御部１４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末の位置情報、時刻情報、及び通信時の変調方式の情報を含む通信情報を取得する通信情報取得部と、
前記通信情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部を参照し、前記通信情報に基づいて通信環境を解析する通信情報解析部と、
前記通信情報解析部の解析結果に応じてアンテナのアンテナチルト角を制御してサービスエリアの大きさを調整するアンテナチルト角制御部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記通信情報解析部は、距離ごとのデータ通信量を求めることにより、電波不感地帯の有無を判定し、
前記アンテナチルト角制御部は、前記通信情報解析部により電波不感地帯があると判定された場合には、該電波不感地帯が含まれないように前記サービスエリアの大きさを調整することを特徴とする、請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記通信情報解析部は、時間ごとのデータ通信量を求めることにより、通信の混雑度合いを判定し、
前記アンテナチルト角制御部は、前記通信情報解析部により時間帯によってデータ通信量が少ないエリアがあると判定された場合には、該エリアが含まれないように前記サービスエリアの大きさを調整することを特徴とする、請求項１又は２に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナチルト制御を行い、適応的にサービスエリアを制御する基地局に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基地局を設置する時に、トラヒック量、周辺エリアとの干渉、電波伝搬特性、設置場所など様々な要素を元に、移動端末と通信可能なサービスエリア（セル）を決定し、その上で基地局のアンテナのアンテナチルト角を決定する。しかし、基地局の増設や周辺の通信環境（電波伝搬環境）の変化などに伴い、最適なサービスエリアは変動する。そのため、適応的にサービスエリアを制御可能な基地局が求められている。
【０００３】
そこで、基地局の負荷の低い時間帯や再起動時などにおいて、周囲の基地局からの受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定し、測定結果に応じてアンテナチルト角を調整することにより、基地局の運用中においても、干渉の少ない最適なサービスエリアを形成することが可能な基地局が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許公開２００８−２１１６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の基地局は、周囲の基地局からのＲＳＳＩを測定することで、基地局間の通信環境の変化に対応することができるものの、自局のサービスエリア内における通信環境の変化（例えば、新たな建物の出現など）を察知することができなかった。そのため、例えば新たな高層建築物が出現した場合には、高層建築物の背後では基地局からの受信電波強度が弱くなり、通信の品質が悪くなることがあった。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、自局のサービスエリア内における通信環境の変化に対応し、最適なサービスエリアを形成することが可能な基地局を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る基地局は、移動端末の位置情報、時刻情報、及び通信時の変調方式の情報を含む通信情報を取得する通信情報取得部と、前記通信情報を記憶する記憶部と、前記記憶部を参照し、前記通信情報に基づいて通信環境を解析する通信情報解析部と、前記通信情報解析部の解析結果に応じてアンテナのアンテナチルト角を制御してサービスエリアの大きさを調整するアンテナチルト角制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明に係る基地局において、前記通信情報解析部は、距離ごとのデータ通信量を求めることにより、電波不感地帯の有無を判定し、前記アンテナチルト角制御部は、前記通信情報解析部により電波不感地帯があると判定された場合には、該電波不感地帯が含まれないように前記サービスエリアの大きさを調整することを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明に係る基地局において、前記通信情報解析部は、時間ごとのデータ通信量を求めることにより、通信の混雑度合いを判定し、前記アンテナチルト角制御部は、前記通信情報解析部により時間帯によってデータ通信量が少ないエリアがあると判定された場合には、該エリアが含まれないように前記サービスエリアの大きさを調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自局のサービスエリア内における通信環境の変化に合わせてアンテナのアンテナチルト角を制御することで、最適なサービスエリアを形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による第１の実施形態に係る基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明による第１の実施形態に係る基地局の記憶部に記憶される通信情報の例を示す図である。
【図３】アンテナチルト角を説明するための図である。
【図４】アンテナチルト角の制御を説明するための図である。
【図５】本発明による第１の実施形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明による第１の実施形態に係る基地局の動作を説明する図である。
【図７】本発明による第１の実施形態に係る基地局の通信情報解析部の解析例を示す図である。
【図８】本発明による第２の実施形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明による第２の実施形態に係る基地局の通信情報解析部の解析例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による基地局の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明による第１の実施形態の基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。基地局１は、無線通信部１１と、送信部１２と、受信部１３と、アンテナチルト角制御部１４と、制御部１５と、通信情報取得部１６と、記憶部１７と、通信情報解析部１８とを備え、サービスエリア内の複数の移動端末と無線通信を行う。
【００１４】
制御部１５は、各処理部（無線通信部１１、送信部１２、受信部１３、アンテナチルト角制御部１４、通信情報取得部１６、記憶部１７、通信情報解析部１８）の動作を制御する。また、制御部１５は、移動端末から受信した信号のＳＩＮＲ（Signal-to-Interference plus Noise power Ratio）などに基づき変調方式を決定する。例えば、ＳＩＮＲが大きい（受信データの品質が高い）場合には、データレートを上げるため変調多値数が大きい変調方式（例えば６４ＱＡＭ）を採用し、ＳＩＮＲが小さい場合には、データレートを下げるため変調多値数が小さい変調方式（例えばＢＰＳＫ）を採用する。
【００１５】
無線通信部１１は、送信部１２から入力される送信信号を、アンテナ２を介して移動端末に送信する。また、無線通信部１１は、アンテナ２を介して受信した信号を受信部１３に出力する。
【００１６】
送信部１２は、制御部１５によって決定される変調方式に基づいて変調して送信信号を生成し、生成した送信信号を無線通信部１１に出力する。また、受信部１３は、無線通信部１１から入力される信号に対してＡＤ変換、復調などの処理を行ってベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号を制御部１５に出力する。
【００１７】
通信情報取得部１６は、定期的に、時刻情報、移動端末の位置情報、及び通信時の変調方式（ＢＰＳＫ，１６ＱＡＭなど）の情報を含む通信情報を取得し、取得した通信情報を記憶部１７に出力する。時刻情報は、例えばＧＰＳ(Global Positioning System)衛星から送信されるＧＰＳ信号に含まれる時刻データから取得する。移動端末の位置情報は、移動端末から受信する。なお、移動端末はＧＰＳ信号から位置情報（緯度経度情報）を取得する。また、変調方式は制御部１５から取得する。
【００１８】
記憶部１７は、基地局１を動作させるためのプログラムなどを記憶するとともに、通信情報取得部１６から入力される通信情報を記憶する。図２は、記憶部１７に記憶された通信情報の一例を示す図である。この図では移動端末Ａ及びＢのみ示しているが、記憶部１７は、サービスエリア内に位置する全ての移動端末について通信情報を記憶する。
【００１９】
通信情報解析部１８は、記憶部１７を参照し、通信情報に基づいて通信環境を統計的に解析し、解析結果をアンテナチルト角制御部１４に出力する。本実施形態では、通信情報解析部１８は、距離ごとのデータ通信量を求めることにより、電波不感地帯の有無を判定する。ここで、電波不感地帯とは、基地局からの電波が所定の閾値以下となるエリアのことをいう。また、データ通信量は、（変調方式の多値数）×（移動端末の数）で定義される。
【００２０】
アンテナチルト角制御部１４は、通信情報解析部１８から入力される解析結果に応じてアンテナ２のアンテナチルト角を制御してサービスエリアの大きさを調整する。図３は、アンテナチルト角を説明するための図である。基地局１のアンテナ２は、指向性ビームを発射する。このとき、ビームの最大指向方向と水平方向との間でなす角度をアンテナチルト角と定義する。この図から理解できるように、アンテナチルト角を小さくすることにより、より遠くまで指向性ビームが到達するようになり、サービスエリアを拡大させることができる。逆に、アンテナチルト角を大きくすることにより、指向性ビームが到達する距離が小さくなり、サービスエリアを縮小させることができる。
【００２１】
図４は、アンテナ２のアンテナチルト角を機械的に制御する例を示す図である。基地局１がセクタ構成になっている場合には、図４（ａ）に示すようにセクタごとに対応するアンテナ２のアンテナチルト角を制御することができる。図４（ｂ）に示すように、アンテナを下に向けるとアンテナチルト角は大きくなり、電波の届く範囲がエリアａからエリアａ’に縮小される。なお、アンテナ２がアダプティプアレイアンテナである場合には、アンテナウエイトを調整することによって、アンテナチルト角を電気的に制御してもよい。
【００２２】
次に、このように構成される基地局１の動作を説明する。図５は基地局１の動作を示すフローチャートである。基地局１は、通信情報取得部１６により通信情報を取得し、記憶部１７に通信情報を記憶する（ステップＳ１０１）。続いて、基地局１は、通信情報解析部１８により、記憶部１７に記憶された通信情報を参照して通信情報を統計的に解析する（ステップＳ１０２）。そして、通信情報解析部１８は、距離ごとのデータ通信量を求めることにより、電波不感地帯の有無を判定する（ステップＳ１０３）。
【００２３】
ここで、図６を参照して、基地局１の動作を説明する。エリアＡは、アンテナ２のアンテナチルト角を小さくしたときのサービスエリア（セル）を示しており、エリアＡ’は、アンテナ２のアンテナチルト角を大きくしたときのサービスエリアを示している。基地局１の設置時にはエリアＡをサービスエリアとして運用を開始したが、その後新たにビルＢが建設された場合には、その背後には電波不感地帯Ｃが発生することとなる。電波不感地帯Ｃでは基地局１からの受信電波が弱く、通信する変調方式も低次に変わってしまう。最悪の場合、通信できなくなる。
【００２４】
図７は、図６に示したＬｉｎｅα方向の、基地局１からの距離に対するデータ通信量を示す図である。通信情報解析部１８は、図７に示すように、基地局１を中心として複数の方向についてデータ通信量を求めることにより、データ通信量が少ない（データ通信量が所定の閾値以下となる）エリアを検出し、該エリアを電波不感地帯と推定する。通信情報解析部１８は、電波不感地帯の位置（例えば、基地局１から電波不感地帯までの距離）をアンテナチルト角制御部１４に通知する。基地局１は、ステップＳ１０３にて電波不感地帯があると判定した場合には、アンテナチルト角制御部１４により、電波不感地帯の位置に応じてアンテナ２のアンテナチルト角を制御し、電波不感地帯が含まれないようにサービスエリアを調整する（ステップＳ１０４）。
【００２５】
つまり、図６に示すようにエリアａに電波不感地帯Ｃがあると判定した場合には、エリアａに対応するアンテナ２のアンテナチルト角を大きくし、サービスエリアをエリアａ’に縮小させる。同時に、基地局１は、隣接する他の基地局（基地局１と区別するために、該他の基地局を基地局１’とする）に対してサービスエリアを拡大するように指示する。基地局１’のサービスエリアに電波不感地帯Ｃを含めることにより、電波不感地帯Ｃに位置する移動端末は基地局１’と通信でき、電波不感地帯Ｃをカバーすることができるようになる。
【００２６】
このように、第１の実施形態の基地局１によれば、通信情報を解析することにより、基地局１の設置後に新たな建物が出現した場合に、アンテナ２のアンテナチルト角を制御して、電波不感地帯が含まれないようにサービスエリアの大きさを調整することができ、最適なサービスエリアを自動で形成することができるようになる。
【００２７】
（第２の実施形態）
次に、本発明による第２の実施形態について説明する。基地局１の構成は第１の実施形態と同様であり、通信情報解析部１８による解析手法のみが相違する。本実施形態では、通信情報解析部１８は、時間ごとのデータ通信量を求めることにより、サービスエリアの通信の混雑度合いを判定する。
【００２８】
図８は、第２の実施形態の基地局１の動作を示すフローチャートである。基地局１は、通信情報取得部１６により通信情報を取得し、記憶部１７に通信情報を記憶する（ステップＳ２０１）。続いて、基地局１は、通信情報解析部１８により、記憶部１７に記憶された通信情報を参照して通信情報を解析する（ステップＳ２０２）。通信情報解析部１８は、通信情報を解析することにより、サービスエリアの通信の混雑度合い、すなわち、通信量が多い時間帯であるか否か、あるいは通信量が少ない時間帯であるか否かを判定する（ステップＳ２０３、ステップＳ２０５）。
【００２９】
図９は、時間ごとのデータ通信量の例を示す図である。通信情報解析部１８は、図９に示すように、時間ごとのデータ通信量を求めることにより、時間帯によってデータ通信量が多くなるエリアや、時間帯によってデータ通信量が少なくなるエリアを検出することができる。例えば、オフィス街では、昼間はデータ通信量が多いが、夜になるとデータ通信量は少なくなる。基地局１は、ステップＳ２０３にてデータ通信量が多い（データ通信量が所定の閾値を超える）時間帯であると判定した場合には、アンテナ２のアンテナチルト角を小さくし、当該サービスエリアをカバーする（ステップＳ２０４）。一方、ステップＳ２０５にてデータ通信量が少ない（データ通信量が所定の閾値以下となる）時間帯であると判定した場合には、アンテナ２のアンテナチルト角を大きくし、当該サービスエリアを縮小する（ステップＳ２０６）。
【００３０】
例えば、図６に示すようにサービスエリアＡを８つのエリア（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）に分割した場合を考える。この内、エリアｃでは昼の時間帯にデータ通信量が多く、逆に夜の時間帯にはデータ通信量が少ないことが、通信情報から統計的に得られた場合、基地局１は、エリアｃが含まれないようにサービスエリアを縮小する。同時に、基地局１は、隣接する他の基地局（基地局１と区別するために、該他の基地局を基地局１’とする）に対してサービスエリアを拡大するように指示する。基地局１’のサービスエリアにデータ通信量が少ないエリアｃを含めることにより、エリアｃに位置する移動端末は基地局１’と通信することができる。基地局１は、サービスエリアを縮小することにより、サービスエリア内の移動端末に対する通信速度をより高速にすることが可能となる。
【００３１】
このように、第２の実施形態の基地局１によれば、通信情報を解析することにより、時間帯に応じてデータ通信量が変化する場合に、アンテナ２のアンテナチルト角を制御して、データ通信量が少ないエリアが含まれないようにサービスエリアの大きさを調整することができ、最適なサービスエリアを自動で形成することができるようになる。
【００３２】
上述の各実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができ、更に、各実施形態を組み合わせて別の実施形態を実現することができることは当業者に明らかである。従って、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、通信情報解析部１８において、距離による統計的解析と時間による統計的解析とを同時に行うようにしてもよいのは勿論である。
【００３３】
また、上述の実施形態では、基地局１は制御部１５と通信情報解析部１８とを独立して備える構成としたが、制御部１５が通信情報解析部１８を有する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１    基地局
２    アンテナ
１１  無線通信部
１２  送信部
１３  受信部
１４  アンテナチルト角制御部
１５  制御部
１６  通信情報取得部
１７  記憶部
１８  通信情報解析部
【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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【図８】
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【図９】
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