(57)【要約】【課題】他の通信エリアに対する干渉を軽減すること。【解決手段】アンテナの指向性を変更可能な基地局１であって、自局以外の他の基地局１０と通信しているＶ−ＵＥ９に対して、自局のアンテナから送信される電波が与える干渉の大きさを推定する推定部４２と、推定部４２が推定した干渉の大きさに基づいて、他の基地局１０と通信しているＶ−ＵＥ９に対する干渉を軽減するようにアンテナの指向性を制御するアンテナ制御部４３と、を備える。【選択図】図１
2016092711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナの指向性を変更可能な基地局であって、
自局以外の他の基地局と通信している無線端末に対して、前記アンテナから送信される電波が与える干渉の大きさを推定する推定部と、
前記推定部が推定した前記干渉の大きさに基づいて、前記アンテナの指向性を制御するアンテナ制御部と、
を備える基地局。
【請求項２】
前記推定部は、前記他の基地局が前記無線端末に送信したダウンリンク信号の変調種別に基づいて、前記干渉の大きさを推定する、
請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記アンテナ制御部は、前記アンテナの指向性を所定の時間間隔で変化させ、
前記推定部は、前記他の基地局が送信したダウンリンク信号のうち、前記アンテナ制御部による指向性の変化に同期して変化するダウンリンク信号の前記変調種別に基づいて、前記干渉の大きさを推定する、
請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記推定部は、
前記無線端末のアップリンク信号が到来する方向である第１到来方向と、前記他の基地局のダウンリンク信号が到来する方向である第２到来方向と、前記第１到来方向及び前記第２到来方向のなす角度とを推定する方向推定部と、
自局と前記他の基地局との間の伝搬損失、自局と前記無線端末との間の伝搬損失、及び前記なす角度に基づき、前記他の基地局と前記無線端末との間の伝搬損失を推定する損失推定部と、
推定した前記他の基地局と前記無線端末との間の前記伝搬損失、及び前記自局と前記無線端末との間の伝搬損失に基づき、前記干渉の大きさを推定する干渉推定部と、
を備える請求項１に記載の基地局。
【請求項５】
前記アンテナ制御部は、前記アンテナの指向性を所定の時間間隔で変化させ、
前記推定部は、前記アンテナ制御部による指向性の変化に同期して受信するＲＡＣＨ信号の受信頻度に基づいて、前記干渉の大きさを推定する、
請求項１に記載の基地局。
【請求項６】
前記アンテナ制御部は、前記アンテナの指向性を所定の時間間隔で変化させ、
前記推定部は、前記アンテナ制御部による指向性の変化に同期して前記無線端末がハンドインしてからハンドアウトするまでの滞在時間に応じて、前記干渉の大きさを推定する、
請求項１に記載の基地局。
【請求項７】
前記推定部は、
前記他の基地局のダウンリンク信号が到来する方向である第２到来方向を推定する方向推定部を備え、
前記アンテナ制御部は、前記第２到来方向に基づいて、前記アンテナの指向性を制御する、
請求項１に記載の基地局。
【請求項８】
前記推定部は、
前記無線端末のアップリンク信号が到来する方向である第１到来方向と、前記他の基地局のダウンリンク信号が到来する方向である第２到来方向と、前記第１到来方向及び前記第２到来方向のなす角度を推定する方向推定部を備え、
前記アンテナ制御部は、前記なす角度が所定角度以上である場合、前記第１到来方向に基づいて、前記アンテナの指向性を制御する、
請求項１又は７に記載の基地局。
【請求項９】
前記アンテナが、自局以外の他の基地局と通信している複数の無線端末のアップリンク信号を受信している場合、
前記方向推定部は、一定時間内に受信した複数のアップリンク信号の到来方向のうち受信頻度の高い方向を、前記第１到来方向として推定する、
請求項４又は８に記載の基地局。
【請求項１０】
自局と通信している無線端末に対して割り当てた信号領域以外のアップリンク信号を送信する無線端末を、前記他の基地局と通信している無線端末として特定する特定部、
請求項１から９のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１１】
予め記憶された、自局と通信する無線端末からの受信電力と異なる受信電力のアップリンク信号を送信する無線端末、前記他の基地局と通信している無線端末として特定する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１２】
アンテナの指向性を変更可能な基地局におけるアンテナ制御方法であって、
自局以外の他の基地局と通信している無線端末に対して前記アンテナから送信される電波が与える干渉の大きさを推定するステップと、
推定した前記干渉の大きさに基づいて、前記アンテナの指向性を制御するステップと、
を有するアンテナ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末が通信可能なエリアを構築する基地局及びアンテナの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信技術の発展に伴い、通信事業者には、無線通信可能な通信エリアを適切に構築することが求められている。従来のマクロ局（基地局）の多くは、半径数百メートルから十数キロメートルの通信エリア（マクロセル）を構築しているが、マクロ局だけでは電波の不感地帯が生じてしまう。このような不感地帯に対しては、フェムト局を設置し、半径十数メートル程度の通信エリア（フェムトセル）を構築し対応することとしている。
【０００３】
ところで、フェムト局を設置した場合、マクロ局の電波と干渉してしまい却って通信を阻害する可能性があるため、フェムト局の設置には、マクロ局の電波との干渉を抑制する工夫が求められている。
【０００４】
この点、特許文献１には、マクロ局と通信している無線端末がマクロ局に対して送信するレポート（Measurement Report）をマクロ局及びフェムト局間で共有することで、フェムト局が無線端末に与える干渉電力をフェムト局自身で検知し、干渉電力に応じてマクロ局と無線端末との通信に利用している周波数を利用しないようにフェムト局を制御するセル間干渉制御方法が開示されている。
【０００５】
また、非特許文献１には、マクロ局と通信している無線端末のＵＬ信号の到来方向をフェムト局が推定し、当該到来方向に向けてヌルを向けることで、マクロ局の電波との干渉を抑制する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１３−５３３６８７
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Giulio Bartoli, Romano Fantacci, Dania Marabissi, Marco Pucci Department of Electronics and Telecommunications University of Florence Firenze, Italy “LTE-A Femto-Cell Interference Mitigation with MuSiC DOA Estimation and Null Steering in an Actual Indoor Environment” IEEE ICC 2013 - Cognitive Radio and Networks Symposium
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のセル間干渉制御方法では、マクロ局は、配下の無線端末から送信されたレポートをフェムト局に対して定期的に送信する機構が必要となり、システム全体の改修が必要となる。また、フェムト局は、干渉電力を抑えるために周波数リソースを制限するため、周波数利用効率が低下してしまう。
また、非特許文献１の方法では、マクロ局と通信している無線端末のＵＬ信号の到来方向を、フェムト局がＭｕＳｉＣ法を用いて推定するため、フェムト局では当該無線端末の数を把握していなければ利用できないという問題に加え、フェムト局では干渉を抑える方向（無線端末の方向）しか把握できず、与えている干渉の度合いまでは把握できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、他の通信エリアに対する干渉を軽減する基地局及びアンテナ制御方法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】
【００１０】
本発明の第１の態様においては、アンテナの指向性を変更可能な基地局であって、自局以外の他の基地局と通信している無線端末に対して、前記アンテナから送信される電波が与える干渉の大きさを推定する推定部と、前記推定部が推定した前記干渉の大きさに基づいて、前記アンテナの指向性を制御するアンテナ制御部と、を備える基地局を提供する。
【００１１】
また、前記推定部は、前記他の基地局が前記無線端末に送信したダウンリンク信号の変調種別に基づいて、前記干渉の大きさを推定することとしてもよい。
【００１２】
また、前記アンテナ制御部は、前記アンテナの指向性を所定の時間間隔で変化させ、前記推定部は、前記他の基地局が送信したダウンリンク信号のうち、前記アンテナ制御部による指向性の変化に同期して変化するダウンリンク信号の前記変調種別に基づいて、前記干渉の大きさを推定することとしてもよい。
【００１３】
また、前記推定部は、前記無線端末のアップリンク信号が到来する方向である第１到来方向と、前記他の基地局のダウンリンク信号が到来する方向である第２到来方向と、前記第１到来方向及び前記第２到来方向のなす角度とを推定する方向推定部と、自局と前記他の基地局との間の伝搬損失、自局と前記無線端末との間の伝搬損失、及び前記なす角度に基づき、前記他の基地局と前記無線端末との間の伝搬損失を推定する損失推定部と、推定した前記他の基地局と前記無線端末との間の前記伝搬損失、及び前記自局と前記無線端末との間の伝搬損失に基づき、前記干渉の大きさを推定する干渉推定部と、を備えることとしてもよい。
【００１４】
また、前記アンテナ制御部は、前記アンテナの指向性を所定の時間間隔で変化させ、前記推定部は、前記アンテナ制御部による指向性の変化に同期して受信するＲＡＣＨ信号の受信頻度に基づいて、前記干渉の大きさを推定することとしてもよい。
【００１５】
また、前記アンテナ制御部は、前記アンテナの指向性を所定の時間間隔で変化させ、前記推定部は、前記アンテナ制御部による指向性の変化に同期して前記無線端末がハンドインしてからハンドアウトするまでの滞在時間に応じて、前記干渉の大きさを推定することとしてもよい。
【００１６】
また、前記推定部は、前記他の基地局のダウンリンク信号が到来する方向である第２到来方向を推定する方向推定部を備え、前記アンテナ制御部は、前記第２到来方向に基づいて、前記アンテナの指向性を制御することとしてもよい。
【００１７】
また、前記推定部は、前記無線端末のアップリンク信号が到来する方向である第１到来方向と、前記他の基地局のダウンリンク信号が到来する方向である第２到来方向と、前記第１到来方向及び前記第２到来方向のなす角度を推定する方向推定部を備え、前記アンテナ制御部は、前記なす角度が所定角度以上である場合、前記第１到来方向に基づいて、前記アンテナの指向性を制御することとしてもよい。
【００１８】
また、前記アンテナが、自局以外の他の基地局と通信している複数の無線端末のアップリンク信号を受信している場合、前記方向推定部は、一定時間内に受信した複数のアップリンク信号の到来方向のうち受信頻度の高い方向を、前記第１到来方向として推定することとしてもよい。
【００１９】
また、自局と通信している無線端末に対して割り当てた信号領域以外のアップリンク信号を送信する無線端末を、前記他の基地局と通信している無線端末として特定する特定部こととしてもよい。
【００２０】
また、予め記憶された、自局と通信する無線端末からの受信電力と異なる受信電力のアップリンク信号を送信する無線端末、前記他の基地局と通信している無線端末として特定することとしてもよい。
【００２１】
本発明の第２の態様においては、アンテナの指向性を変更可能な基地局におけるアンテナ制御方法であって、自局以外の他の基地局と通信している無線端末に対して前記アンテナから送信される電波が与える干渉の大きさを推定するステップと、推定した前記干渉の大きさに基づいて、前記アンテナの指向性を制御するステップと、を有するアンテナ制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、他の通信エリアに対する干渉を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の基地局の概要を示す図である。
【図２】基地局の機能構成を示すブロック図である。
【図３】基地局が備えるアンテナの構成の一例を示す図である。
【図４】推定部の推定方法の一例を説明するための図である。
【図５】推定部の推定方法の一例を説明するための図である。
【図６】推定部の推定方法の別例を説明するための図である。
【図７】推定部の推定方法の別例を説明するための図である。
【図８】推定部の推定方法の別例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［基地局１の概要］
初めに、図１を参照して本発明の基地局１の概要について説明する。図１（Ａ）に示すように、基地局１は、複数の送受信アンテナを備え、指向性制御が可能な無線基地局である。基地局１は、自局と通信する無線端末８に対して無線環境を提供するために、アンテナの指向性を制御し、通信エリアＲを構築する。
【００２５】
ここで、基地局１の周囲には、自局以外の他の基地局１０と通信する無線端末９が存在する場合があり、基地局１が構築する通信エリアＲによっては、図１（Ａ）に示すように、基地局１が、他の基地局１０と無線端末９との通信に干渉してしまうことがある。
本発明の基地局１は、このような場合にアンテナの指向性を制御し、図１（Ｂ）に示すように、他の基地局１０と無線端末９との通信に干渉しない通信エリアＲを構築する。より具体的には、基地局１は、無線端末９の信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ（signal-to-interference-plus-noise ratio））を推定し、推定したＳＩＮＲに基づいて他の基地局１０と無線端末９との通信に干渉しない通信エリアＲを構築する。
【００２６】
なお、基地局１，１０は、無線端末との間で電波を送受信可能な任意の無線基地局であり、例えば、モバイル基地局（マクロ局）やフェムト局、また、ユーザ宅内に設置される無線ＬＡＮアクセスポイント等である。
また、無線端末８，９は、基地局との間で電波を送受信可能な任意の装置であり、例えば、携帯電話、スマートフォン、ＰＣ、タブレットＰＣ、ゲーム機等であってもよく、また、ユーザ宅内にセンサネットワークを構築する場合に用いられる各種センサ等であってもよい。なお、以下において、基地局１（自局）と通信する無線端末８を「Ｈ−ＵＥ（Home-User Equipment）」と呼び、また、基地局１０（他局）と通信する無線端末９を「Ｖ−ＵＥ（Victim-User Equipment）」と呼ぶ。
【００２７】
［基地局１の機能構成］
図２は、本発明の基地局１の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、基地局１は、送受信部２と、記憶部３と、制御部４と、を含んで構成され、送受信部２から送信される信号の振幅・位相を調整することで、送信する電波の送信パターンを制御する。なお、基地局１の通信方式は、ＴＤＤ（Time-Division-Duplex）であってもよく、また、ＦＤＤ（Frequency-Division-Duplex）であってもよい。
【００２８】
送受信部２は、送信又は受信する電波の指向性を制御可能なアンテナを含んでおり、特定の方向に対して、電波の放射を集中させたり、受信感度を高めたりすることができる。このような送受信部２としては、既に公知の構成を採用することができるが、その一例を図３に示す。なお、図３に示す例は一例に過ぎず、その他の構成により指向性を制御可能にすることとしてもよい。
【００２９】
また、図３では、送信アンテナの指向性を制御するための構成を示し、受信アンテナの指向性を制御するための構成は省略している。この点、受信アンテナの指向性を制御するための構成は、変調部５の代わりに復調部を備える他、送信アンテナと基本的に同じである。また、基地局１は、送信アンテナと受信アンテナとを別々に備えるのではなく、送受信兼用のアンテナを備えることとしてもよい。
【００３０】
図３に示すように、送受信部２は、例えば、変調部５と、分配部６と、信号発生部７と、複数のアンテナ素子２０とを含んで構成される。変調部５は、入力された送信用のデータを予め定められた変調方式により変調して、高周波信号（例えば、ＲＦ（Radio Frequency）信号やベースバンド信号）を生成し、分配部６に供給する。分配部６は、指向性に応じたウェイトに基づいて、供給された高周波信号を各アンテナ素子２０に対して分配する。信号発生部７は、分配部６により分配された高周波信号をアンテナ素子２０に出力し、アンテナ素子２０から高周波信号を放射させる。
このように、分配部６が、各アンテナ素子２０から放射される高周波信号のウェイトを調整することで、送受信部２では、送信アンテナの指向性を制御することができる。なお、送信アンテナと受信アンテナとでは、少なくとも、送信アンテナの利得が大きい方向（即ち、電波を放射している方向）において受信アンテナの利得が大きければよく、両アンテナの指向性パターンは異なることとしてもよい。
【００３１】
図２に戻り、記憶部３は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ又はハードディスク等の記憶媒体である。記憶部３は、制御部４を動作させるためのプログラム及び制御部４が動作する際に生成されるデータを記憶する。
【００３２】
制御部４は、例えばＣＰＵであり、記憶部３に記憶されたプログラムを実行することにより、特定部４１、推定部４２及びアンテナ制御部４３として機能する。
【００３３】
特定部４１は、自局以外の他の基地局１０と通信しているＶ−ＵＥ９を特定する。具体的には、特定部４１は、送受信部２（受信アンテナ）が受信した信号の中から、自局と通信しているＨ−ＵＥ８のアップリンク信号、自局以外の他の基地局１０と通信しているＶ−ＵＥ９のアップリンク信号、及び他の基地局１０のダウンリンク信号を特定することで、Ｖ−ＵＥ９を特定する。
なお、Ｈ−ＵＥ８のアップリンク信号とＶ−ＵＥ９のアップリンク信号との判別は任意の方法により行うことができる。一例として、特定部４１は、利用する信号領域に基づいてＨ−ＵＥ８のアップリンク信号とＶ−ＵＥ９のアップリンク信号との判別することができ、自局と通信しているＨ−ＵＥ８に対して割り当てた信号領域以外のアップリンク信号を、Ｖ−ＵＥ９のアップリンク信号として特定する。また、他の例として、特定部４１は、アップリンク信号の受信電力に基づいて、Ｈ−ＵＥ８のアップリンク信号とＶ−ＵＥ９のアップリンク信号との判別することができる。具体的には、基地局１において自局と通信するＨ−ＵＥ８の距離及び方向を予め把握しておき、特定部４１は、距離等から推定される受信電力と、実際に受信したアップリンク信号の受信電力とを比較することで、Ｈ−ＵＥ８のアップリンク信号とＶ−ＵＥ９のアップリンク信号と判別する。
【００３４】
推定部４２は、特定したＶ−ＵＥ９に対して送受信部２から送信される電波が与える干渉の大きさ、例えば、Ｖ−ＵＥ９のＳＩＮＲを推定する。なお、推定部４２による干渉推定方法の詳細は、後述する。
【００３５】
アンテナ制御部４３は、推定部４２の推定結果に基づいて、Ｖ−ＵＥ９に対する与干渉電力が軽減されるように、送受信部２（送信アンテナ）の指向性を制御する。一例として、アンテナ制御部４３は、Ｖ−ＵＥ９に対する干渉が生じる方向（即ち、自局の電波によりＶ−ＵＥ９のＳＩＮＲが低下する方向）に対して、ヌルを向ける又は送信電力が一定値よりも小さくなるように送受信部２の指向性を制御することで、Ｖ−ＵＥ９への与干渉電力を軽減する。
なお、アンテナ制御部４３による指向性の制御には、送信する信号の指向性、偏波面、送信出力の制御が含まれるものとする。アンテナ制御部４３は、Ｖ−ＵＥ９に対する与干渉電力が最小又は予め設定された値よりも小さくなるように、送信アンテナに供給する信号の位相・振幅、送信電力を計算し、送信する信号に反映させることで、送受信部２の指向性を制御する。
【００３６】
［推定部４２の推定方法］
以上、本発明の基地局１の機能構成について説明した。続いて、図４から図８を参照して、推定部４２による干渉推定方法の詳細について説明する。
なお、基地局１が予め登録した無線端末以外の無線端末のアクセスを制限するＣＳＧ（Closed Subscriber Group）の設定となっている場合、基地局１及びＶ−ＵＥ９は、互いに直接アクセスすることができず、基地局１がＶ−ＵＥ９に対して与える干渉の大きさを推定するための工夫が求められる。この点、以下に示す推定方法１，２，４は、基地局１がＣＳＧ設定となっている場合の与干渉量の推定に好適に用いることができる。
【００３７】
［推定方法１］
初めに、図４及び図５を参照して、推定部４２の推定方法１について説明する。
基地局が無線端末にダウンリンク信号を送信する場合、基地局は、無線端末のＳＩＮＲに応じてダウンリンク信号の変調度を変更する。具体的には、基地局は、無線端末のＳＩＮＲが高い場合には６４ＱＡＭ等の高い多値変調のダウンリンク信号を当該無線端末に送信し、ＳＩＮＲが低い場合にはＱＰＳＫ等の低い変調度のダウンリンク信号を当該無線端末に送信する。そこで、図４に示すように、本発明の基地局１では、他の基地局１０がＶ−ＵＥ９に対して送信するダウンリンク信号の変調種別を監視し、Ｖ−ＵＥ９のＳＩＮＲ、即ち基地局１がＶ−ＵＥ９に対して与える干渉の大きさ、を推定する。
【００３８】
具体的には、図５に示すように、基地局１では、アンテナ制御部４３が送受信部２の指向性を所定の時間間隔で変化させたことに伴い変化する他の基地局１０のダウンリンク信号の変調度を監視する。図５に示す例では、アンテナ制御部４３は、タイミングＴ１に送受信部２から指向性パターンＤ１で電波を放射させ、タイミングＴ２に送受信部２から指向性パターンＤ２で電波を放射させ、タイミングＴ３に送受信部２から指向性パターンＤ３で電波を放射させている。
なお、所定の時間間隔は、指向性の変化に伴う変調度の変化を監視するため、１サブフレーム（１ミリ秒）以上の時間粒度とする。
【００３９】
基地局１（自局）の指向性パターンの変化に伴い、基地局１がＶ−ＵＥ９に対して与える干渉量が変化するため、Ｖ−ＵＥ９が受信する信号のＳＩＮＲが変化する。その結果、Ｖ−ＵＥ９では、他の基地局１０にＳＩＮＲの変化を通知することになる。図５に示す例では、Ｖ−ＵＥ９は、タイミングＴ１に同期して他の基地局１０に対してＳＩＮＲ１を通知し、タイミングＴ２に同期して他の基地局１０に対してＳＩＮＲ２を通知し、タイミングＴ３に同期して他の基地局１０に対してＳＩＮＲ３を通知している。
【００４０】
他の基地局１０では、Ｖ−ＵＥ９のＳＩＮＲの変化に応じて変調度を変更してダウンリンク信号を送信することになる。図５に示す例では、他の基地局１０は、タイミングＴ１に同期して変調度「６４ＱＡＭ」のダウンリンク信号を送信し、タイミングＴ２に同期して変調度「ＱＰＳＫ」のダウンリンク信号を送信し、タイミングＴ１に同期して変調度「１６ＱＡＭ」のダウンリンク信号を送信している。
【００４１】
推定部４２は、他の基地局１０のダウンリンク信号の変調度の監視し、その監視結果から、Ｖ−ＵＥ９に対する干渉の大きさ及びＶ−ＵＥ９に対して干渉が生じる方向を推定する。一例として、推定部４２は、指向性パターンの変更に伴い他の基地局１０の変調度が６４ＱＡＭから１６ＱＡＭに低下した場合、変更前の方向から当該方向に変更することで、干渉の度合いが１段階上がると推定することができる。
なお、ダウンリンク信号の変調度は、ダウンリンク信号のＥＶＭ（Error Vector Magnitude）の変化を評価することで、特定することができる。
【００４２】
アンテナ制御部４３が、他の基地局１０のダウンリンク信号の変調度が一定の値以上となるパターンを選択して送受信部２を制御することで、基地局１は、Ｖ−ＵＥ９に対する与干渉電力を軽減することができる。
【００４３】
なお、図５に示す例では、Ｖ−ＵＥ９を１台のみとしているが、Ｖ−ＵＥ９が複数台存在する場合には、推定部４２は、受信した複数のダウンリンク信号の変調度の割合、即ち、６４ＱＡＭの割合、１６ＱＡＭの割合及びＱＰＳＫの割合に基づいて、干渉の大きさや干渉が生じる方向を評価する。一例として、推定部４２は、６４ＱＡＭの割合が大きくなる場合には、ＳＩＮＲが改善し干渉が減少したと評価することができ、また、ＱＰＳＫの割合が大きくなる場合には、ＳＩＮＲが低下し干渉が増大したと評価することができる。また、ＱＰＳＫの割合と６４ＱＡＭの割合とが共に増え、１６ＱＡＭの割合が減る場合には、推定部４２は、一部のＶ−ＵＥ９への干渉は回避できているが、一部のＶ−ＵＥ９には干渉が増大していると評価することができる。
【００４４】
［推定方法２］
続いて、図６を参照して、推定部４２の推定方法２について説明する。この推定方法２では、他の基地局１０とＶ−ＵＥ９との間の伝搬損失を推定することで、Ｖ−ＵＥ９のＳＩＮＲを推定する。
他の基地局１０とＶ−ＵＥ９との間の伝搬損失を推定するため、図２に示すように、推定部４２は、方向推定部４４と、損失推定部４５と、干渉推定部４６と、を含んで構成される。
【００４５】
図６（Ａ）に示すように、方向推定部４４は、Ｖ−ＵＥ９のアップリンク信号が到来する方向である到来方向＿ＵＬ（第１到来方向）と、他の基地局１０のダウンリンク信号が到来する方向である到来方向＿ＤＬ（第２到来方向）と、到来方向＿ＵＬ及び到来方向＿ＤＬのなす角度θと、を推定する。
方向推定部４４による到来方向の推定方法は任意であるが、方向推定部４４は、例えば、複数の受信アンテナでダウンリンク信号又はアップリンク信号を受信し、当該信号の受信電力が最大となるような各受信アンテナポートの位相から到来方向を推定することとしてもよく、ＭＵＳＩＣ法等の到来方向推定アルゴリズムを利用して到来方向を推定することとしてもよい。また、複数の受信アンテナをスイッチ切り替えによって切り替え、受信電力が最大となるアンテナを特定することで、到来方向を推定することとしてもよい。
【００４６】
なお、図６（Ａ）に示す例では、Ｖ−ＵＥ９が１台であるとしているが、基地局１（自局）では複数台のＶ−ＵＥ９からアップリンク信号を受信する場合も想定される。このような場合、方向推定部４４は、一定時間内に受信した複数のアップリンク信号の到来方向のうち受信頻度の高い方向を、到来方向＿ＵＬ（第１到来方向）として推定することとしてもよい。
【００４７】
損失推定部４５は、自局と他の基地局１０との間の伝搬損失、自局とＶ−ＵＥ９との間の伝搬損失、及び第１到来方向と第２到来方向のなす角度に基づいて、他の基地局１０とＶ−ＵＥ９との間の伝搬損失を推定する。
【００４８】
ここで、自局と他の基地局１０との間の伝搬損失は、他の基地局１０の送信電力と、自局が受信した他の基地局１０のダウンリンク信号の受信電力とから算出することができ、また、自局とＶ−ＵＥ９との間の伝搬損失は、Ｖ−ＵＥ９の送信電力と、自局が受信したＶ−ＵＥ９のアップリンク信号の受信電力とから算出することができる。
なお、他の基地局１０の送信電力は固定値であるため、例えば、基地局１が他の基地局毎に送信電力に関する情報を予め記憶しておくことで、損失推定部４５は、ダウンリンク信号に含まれる基地局ＩＤに基づいて他の基地局１０の送信電力を特定することができる。また、Ｖ−ＵＥ９の送信電力は、例えば、他の基地局１０がＶ−ＵＥ９に対して一定時間毎に最大送信電力で送信させる等の制御を行うことで、特定することができる。
【００４９】
図６（Ｂ）に示すように、自局と他の基地局１０との間の伝搬損失（Ｌｏｓｓ＿ＤＬ１）、自局とＶ−ＵＥ９との間の伝搬損失（Ｌｏｓｓ＿ＵＬ）、及び第１到来方向と第２到来方向のなす角度θの３つの情報が得られれば、他の基地局１０とＶ−ＵＥ９との間の伝搬損失（Ｌｏｓｓ＿ＤＬ２）は、余弦定理を用いて推定することができる。
【００５０】
干渉推定部４６は、推定した他の基地局１０とＶ−ＵＥ９との間の伝搬損失、及び自局とＶ−ＵＥ９との間の伝搬損失に基づき、自局がＶ−ＵＥ９に与える干渉の大きさを推定する。具体的には、図６（Ｃ）に示すように、干渉推定部４６は、他の基地局１０の送信電力、及び他の基地局１０とＶ−ＵＥ９との間の伝搬損失（Ｌｏｓｓ＿ＤＬ２）から、Ｖ−ＵＥ９における受信信号電力（Ｓ）を推定し、自局の送信電力、及び自局とＶ−ＵＥ９との間の伝搬損失（Ｌｏｓｓ＿ＤＬ３（＝Ｌｏｓｓ＿ＵＬ））から、Ｖ−ＵＥ９における受信干渉電力（Ｉ）を推定し、受信信号電力及び受信干渉電力を利用してＳＩＮＲを推定する。
【００５１】
アンテナ制御部４３は、ＳＩＮＲが予め設定された値以上となるように、送受信部２の指向性を制御することで、Ｖ−ＵＥ９への与干渉電力を軽減する。
【００５２】
［推定方法３］
続いて、図７を参照して、推定部４２の推定方法３について説明する。図７（Ａ）に示すように、他の基地局１０が構築する通信エリアには、他の基地局１０の電波が強い通信エリアＲａと、他の基地局１０の電波が弱い通信エリアＲｂとが含まれる。通信エリアＲａでは他の基地局１０の電波が強いため、基地局１（自局）の干渉電波の影響が比較的少ない（即ち、ＳＩＮＲが高い）のに対して、通信エリアＲｂでは他の基地局１０の電波が弱いため、基地局１の干渉電波の影響が大きい（即ち、ＳＩＮＲが低い）。
推定方法３では、自局の干渉による影響が大きい方向を推定し、当該方向への電波の放射を抑制することで、Ｖ−ＵＥ９への与干渉電力を軽減する。
【００５３】
具体的には、アンテナ制御部４３は、図７（Ｂ）に示すように、送受信部２の指向性を所定の時間間隔で変化させる。このとき、送受信部２の指向性が示す方向に、Ｖ−ＵＥ９が存在する場合、Ｖ−ＵＥ９は、基地局１（自局）に対してＲＡＣＨ（Random Access Channel）信号を通知することになる。ここで、通信エリアＲｂでは、他の基地局１０の電波が弱いため、基地局１（自局）の電波を受信した場合、Ｖ−ＵＥ９は、基地局１との通信を試みる可能性が高い。即ち、他の基地局１０の電波が弱い通信エリアＲｂに存在するＶ−ＵＥ９ほど、基地局１に対してＲＡＣＨ信号を通知する可能性が高く、他の基地局１０の電波が強い通信エリアＲａに存在するＶ−ＵＥ９ほど、基地局１に対してＲＡＣＨ信号を通知する可能性が低い。
そこで、推定部４２は、送受信部２の指向性の変化に同期して受信するＲＡＣＨ信号の受信頻度に基づいて、当該方向における干渉の大きさを推定する。具体的には、推定部４２は、ＲＡＣＨ信号の受信頻度が高いほど干渉が大きいと推定し、ＲＡＣＨ信号の受信頻度が低いほど干渉が小さいと推定する。
【００５４】
アンテナ制御部４３は、ＲＡＣＨ信号の受信頻度が所定以上である方向に対して、ヌルを向けるか、送信電力が一定値よりも小さくなるように制御する等することで、ＲＡＣＨ信号の受信頻度が一定以下になるように送受信部２の指向性を制御する。
【００５５】
なお、推定部４２は、ＲＡＣＨ信号の受信頻度ではなく、送受信部２の指向性の変化に同期して無線端末が基地局１（自局）にハンドインしてからハンドアウトするまでの滞在時間に応じて、自局の干渉による影響が大きい方向を推定することとしてもよい。
【００５６】
他の基地局１０の電波が弱い通信エリアＲｂに存在するＶ−ＵＥ９は、自局の干渉信号に応じて一時的に自局にハンドインしてしまう一方で、他の基地局１０の電波が強い通信エリアＲａに存在するＶ−ＵＥ９は、自局の干渉信号を受信しても自局にハンドインすることがない。また、他の基地局１０と通信するＶ−ＵＥ９は、自局にハンドインしたとしても他の基地局１０との通信を試みるために直ぐにハンドアウトする一方で、自局と通信するＨ−ＵＥ８は、自局にハンドインした後、自局との通信をそのまま継続することになる。
そこで、推定部４２は、滞在時間が短い無線端末が多い方向を干渉が大きい方向と推定する。
【００５７】
アンテナ制御部４３は、滞在時間が所定時間よりも短い無線端末が所定以上である方向に対して、ヌルを向けるか、送信電力が一定値よりも小さくなるように制御する等することで、自局にハンドインしてしまうＶ−ＵＥ９が一定以下になるように送受信部２の指向性を制御する。
【００５８】
［推定方法４］
続いて、図８を参照して、推定部４２の推定方法４について説明する。推定方法４では、受信するダウンリンク信号やアップリンク信号の到来方向に基づいて、自局が与える干渉の大きさを推定する。
【００５９】
具体的には、図８（Ａ）に示すように、アンテナ制御部４３は、方向推定部４４が推定した他の基地局１０のダウンリンク信号が到来する方向である到来方向＿ＤＬ（第２到来方向）に対して、ヌルを向ける又は送信電力が一定値よりも小さくなるように送受信部２の指向性を制御する。
例えば、基地局１が宅内の窓際に設置されている場合、基地局１は、宅外方向に対して電波を放射する必要がなく、室内方向に対して電波を放射することが望ましい。基地局１が窓際に設置されている場合の宅外方向とは、他の基地局１０のダウンリンク信号の到来方向＿ＤＬであるため、当該方向にヌルを向ける等することで、不要な干渉を抑制することができる。
【００６０】
なお、Ｖ−ＵＥ９のアップリンク信号の到来方向＿ＵＬ（第１到来方向）と、他の基地局１０のダウンリンク信号の到来方向＿ＤＬ（第２到来方向）とが大きく異なる場合、即ち、到来方向＿ＵＬと到来方向＿ＤＬとのなす角度θが所定角度以上である場合、図８（Ｂ）に示すように、アンテナ制御部４３は、到来方向＿ＤＬではなく到来方向＿ＵＬの方向に対して、ヌルを向ける又は送信電力が一定値よりも小さくなるように送受信部２の指向性を制御することとしてもよい。Ｖ−ＵＥ９に対する与干渉電力を軽減することができ、好適である。
【００６１】
［基地局１の効果］
以上、本発明の基地局１の実施形態について説明した。このような基地局１によれば、他の基地局１０のシステム改修や基地局１（自局）の周波数リソースの制限を行うことなく、Ｖ−ＵＥ９に対する与干渉電力を軽減することができる。
特に、推定方法１，２によれば、基地局１が予め登録した無線端末以外の無線端末のアクセスを制限するＣＳＧ設定となっている場合であっても、Ｖ−ＵＥ９のＳＩＮＲを推定することができるため、Ｖ−ＵＥ９が必要なＳＩＮＲを満たすように、干渉抑制制御をすることができる。
【００６２】
また、推定方法３によれば、他の基地局１０の電波が弱いエリア、例えば、他の基地局１０が構築する通信エリア圏内／圏外の境界部に対する干渉を抑制するため、Ｖ−ＵＥ９は、通信エリアの境界部であっても他の基地局１０に適切に接続することができ、好適である。
また、推定方法４によれば、ダウンリンク信号やアップリンク信号の到来方向に対して、干渉を軽減するように制御するため、簡易な方法でＶ−ＵＥ９に対する与干渉電力を軽減することができる。
【００６３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。特に、装置の分散・統合の具体的な実施形態は以上に図示するものに限られず、その全部又は一部について、種々の付加等に応じて、又は、機能負荷に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【００６４】
例えば、上記実施形態の推定方法１，３では、アンテナ制御部４３は、所定の時間間隔で、送受信部２の指向性を変更することとしている。この点、アンテナ制御部４３は、所定の時間間隔で、送受信部２から送信する信号の周波数も併せて変更することとしてもよい。
【００６５】
また、通信方式がＦＤＤの場合には、アンテナ制御部４３は、送信と受信との周波数差を補正して送受信部２を制御することとしてもよい。同様に、キャリアアグリゲーションのように複数の周波数帯を利用する場合は、アンテナ制御部４３は、周波数差を補正して送受信部２を制御することとしてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、マクロ局、フェムト局又は無線ＬＡＮアクセスポイント等を例にとり、本発明の基地局１について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、無線端末同士が通信するＤ２Ｄ通信に適用することとしてもよい。この場合、Ｄ２Ｄ通信を行う無線端末のうちの一部又は全ての無線端末が、本発明の基地局１として機能する。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・基地局
２・・・送受信部
３・・・記憶部
４・・・制御部
４１・・・特定部
４２・・・推定部
４３・・・アンテナ制御部
４４・・・方向推定部
４５・・・損失推定部
４６・・・干渉推定部
９・・・Ｖ−ＵＥ
１０・・・他の基地局
【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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