JP3742779B2 - 基地局装置およびセクタ制御方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基地局装置およびセクタ制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図11(a)に示すように、1つの基地局(BS)がカバーするセルを、複数の扇形ゾーン(セクタ801〜803)に分け、セクタ毎に指向性アンテナを配置した構成が、CDMAシステムにおいて一般的に採用されている。
【0003】
この構成によれば、アンテナの指向方向以外のセクタへの干渉を与えることが少なく、指向方向以外の移動局から到来する干渉波を除去することができ、システム容量の改善が見込まれる。
【0004】
このセクタ構成を有する移動体通信システムにおいては、隣接するセクタ同士の境界(以下、セクタ境界という)B81〜B83付近では、移動局が複数のセクタと複数の通信チャネルを同時に設定し、通信を行うセクタ間ハンドオーバ(ソフターハンドオーバまたはSHO)と呼ばれる処理を行う。このSHOによれば、なるべく複数のセクタとのハンドオーバ状態を維持し続けることで、ある一方のサイトとのパスが劣悪になっても、他のパスで通信を維持することができ、また、セクタ間移動においても通信を切断することなく通信状態を維持できるため、安定した通信状態を確保できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、図11(b)に示すように、移動局がセクタ境界B83付近の角度θ8の範囲(以下、SHO領域という)に偏って存在し、かつ、通信状態にある場合(以下、この状態をトラフィックが発生という)には、SHO制御対象が多く存在するため、基地局は、SHOや位置登録の制御により処理負荷の増加およびリソース不足、複数のセクタから同一の移動局に対し送信するため送信電力の増加、それに伴いシステム容量の低下、という問題がある。また、同一の移動局に対して複数のセクタから信号が送信されるため下り与干渉の増加、SHO制御のためのセクタ監視の制御が頻繁になるため処理負荷の増加、という問題もある。
【0006】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、SHO領域通信システムの負荷を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる基地局装置およびセクタ制御方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局装置は、移動局がセクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの負荷を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された負荷が所定の値以上の場合に、セクタ間の境界の位置を更新する更新手段と、を有する構成を採る。
【0008】
この構成によれば、SHO領域の通信システムの負荷が減少するように、セクタ間の境界を移動させるため、SHO領域の通信システムの負荷を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【0009】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの通信量を用いて通信システムの負荷を検出する構成を採る。
【0010】
この構成によれば、SHO領域における通信量を用いて通信システムの負荷を検出するため、移動局および基地局のいずれにおいても通信システムの負荷を検出することができ、本発明を実装する際の自由度を増すことができる。
【0011】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバに使用される基地局のリソース量に基づいて通信システムの負荷を検出する構成を採る。
【0012】
この構成によれば、SHOに使用される基地局のリソース量に基づいて通信システムの負荷を検出するため、基地局の負荷を直接的に求めることができ、本発明のセクタ制御の精度を向上させることができる。
【0013】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバを行う領域において、通信状態にある移動局の数を計数することにより、通信システムの負荷を検出する構成を採る。
【0014】
この構成によれば、SHO領域内の通信状態にある移動局数を計数して通信システムの負荷を検出するため、通信システムの負荷を検出する際に現状の装置の機能を利用することができ、本発明を容易に実装することができる。
【0015】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記更新手段は、基地局を中心としてセクタを回転させることにより、前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【0016】
この構成によれば、セクタが回転するようにセクタ間の境界を移動させるため、現状と同じセクタ構成で本発明を実現でき、容易に実現化することができる。
【0017】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記更新手段は、一の前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【0018】
この構成によれば、一のセクタ間の境界を移動させるため、SHO領域変更の影響を受ける移動局の数を最小限に抑えることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【0019】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の基地局装置において、前記更新手段は、各セクタを構成するセクタアンテナを切り替えることにより、前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【0020】
この構成によれば、各セクタを構成するセクタアンテナを切り替えてセクタ間の境界を移動させるため、簡単な部品構成の追加により実装することができ、制御が容易である。
【0021】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の基地局装置において、前記更新手段は、送受信に用いられるアンテナの指向性を変更することにより、前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【0022】
この構成によれば、アンテナの指向性を変更してセクタ間の境界を移動させるため、現状の装置を利用することができ、容易に実装することができる。
【0023】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の基地局装置において、前記セクタ間の境界の位置が前記更新手段によって更新された場合の各セクタにおける通信システムの負荷を予め推定する推定手段を有し、前記更新手段は、前記推定手段の推定結果に基づいて前記セクタ間の境界の位置を更新して更新後の各セクタにおける通信システムの負荷をより均等にする構成を採る。
【0024】
この構成によれば、セクタ間の境界を移動した後の通信システムの負荷を予想して、各セクタの通信システムの負荷がより均等となるようにセクタ間の境界を移動させるため、システムの回線容量を増加させることができる。
【0027】
本発明のセクタ制御方法は、移動局がセクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの負荷を検出する検出ステップと、前記検出ステップによって検出された負荷が所定の値以上の場合に、セクタ間の境界の位置を更新する更新ステップと、を有するようにした。
【0028】
この方法によれば、SHO領域の通信システムの負荷が減少するように、セクタ間の境界を移動させるため、SHO領域の通信システムの負荷を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、移動局がSHOを行う領域、つまり、同一セル内のセクタ同士の境界付近に、通信状態にある移動局の数が多い場合に、セクタ境界の位置を変えてSHO中の移動局の数を減らすことができるように基地局のアンテナの指向性を変更することである。
【0030】
本発明の実施の形態としては、大別して、セクタの面積を変更させずセクタの位置のみを変更(以下、セクタ回転という)させることにより、アンテナの指向性を変更する方法と、セクタ境界を移動させることにより、つまり、セクタの面積を変更させることにより(以下、セクタ境界移動という)、アンテナの指向性を変更する方法の2つがある。また、セクタ回転およびセクタ境界移動の手法としては、アンテナ素子自体を切り替える手法と、アダプティブアレーアンテナ(以下、AAAと略す)制御におけるウェイトを変更する手法がある。
【0031】
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。
【0032】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、1セルあたりのセクタ数が3、1つのセクタを担当するアンテナ素子数が3、そして、各セクタを担当するアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ回転を行う場合を例にとって説明する。
【0033】
図1において、アンテナ101−1〜101−9は、指向性を有する信号を送信および受信する。
【0034】
切り替え部102は、アンテナ101−1〜101−9で受信した信号を、セクタ制御部117の制御により切り替えて送受信共用部103へ出力すると共に、送受信共用部103から出力される送信信号をアンテナ101−1〜101−9へ出力する。
【0035】
送受信共用部103は、切り替え部102から出力された信号を所定の無線受信処理(ダウンコンバート等)を行って、逆拡散部104へ出力すると共に、拡散部111から出力される信号を所定の無線受信処理(アップコンバート等)を行って切り替え部102へ出力する。
【0036】
逆拡散部104は、セクタ制御部117から指示された拡散コードを発生させ、送受信共用部103から出力される信号を逆拡散処理して乗算器105−1〜105−3へ出力する。
【0037】
乗算器105−1〜105−3は、逆拡散部104から出力される信号に受信処理部113から出力されたAAA制御のウェイトを乗算して、加算器106へ出力する。
【0038】
加算器106は、乗算器105−1〜105−3から出力される信号を加算し、レイク合成部107へ出力する。
【0039】
レイク合成部107は、加算器106から出力される信号をレイク合成し、切り替え部108へ出力する。
【0040】
切り替え部108は、セクタ制御部117の制御によりレイク合成部107の出力を切り替えて上位局へ送信すると共に、上位局から送信されてきた信号を変調部109へ出力する。
【0041】
変調部109は、切り替え部108から出力された信号を変調し、乗算器110−1〜110−3へ出力する。
【0042】
乗算器110−1〜110−3は、変調部109から出力される信号にウェイト制御部114から出力されたウェイトを乗算して、拡散部111へ出力する。
【0043】
拡散部111は、セクタ制御部117から指示された拡散コードを発生させ、乗算器110−1〜110−3から出力された信号を拡散処理し、送受信共用部103へ出力する。
【0044】
加算器112は、レイク合成部107から出力された受信信号および参照信号を加算することにより、誤差信号を生成して、受信処理部113へ出力する。
【0045】
受信処理部113は、加算器112から生成された誤差信号に基づいて、参照信号と受信信号との平均自乗誤差が最小となるようにAAAにおけるウェイトを算出し、乗算器105−1〜105−3へ出力する。
【0046】
ここで、AAA制御とは、複数のアンテナ素子を使用し、各アンテナの送受信信号に対して位相および振幅制御を行うことにより、空間的に利得の大きい方向および小さい方向を形成して必要な方向への利得を高め、不必要な方向への干渉を低減する方法であり、この技術により、アンテナの指向性パターンを自由に形成することができる。
【0047】
AAAの受信及び送信の基本構成は、複数のアンテナの受信信号の振幅及び位相を変えて合成することにより、希望波信号の到来方向に対して指向性を有するビームパターンを生成し、この生成された受信指向性パターンで信号を受信する。また、下りリンクでは上りリンクで生成した受信アンテナのウェイトに基づいて生成した同じ指向性を有する送信アンテナウェイトを用いて下りリンクの信号を送信する。
【0048】
ウェイトを算出するアルゴリズムとしては、例えばLMSアルゴリズム、RLSアルゴリズムなどの適応アルゴリズムを用いることが可能である。なお、本発明においてはウェイトを算出するアルゴリズムはこれに限られず、種々の適応アルゴリズムを用いることができる。
【0049】
この処理の過程において、各移動局が通信状態にあるか、また、どの方向にいるのか判断できる。この移動局に関する情報は、到来方向検出部116へ出力する。
【0050】
また、算出されたウェイトは、送信信号に乗算するウェイトの算出にも利用できるため、ウェイト制御部114へも出力する。
【0051】
ウェイト制御部114は、受信処理部113から出力されるウェイトに基づいて、送信信号に乗算するウェイトを算出する。ウェイト制御部114によって算出されたウェイトは、それぞれの乗算器110−1〜110−3へ出力する。
【0052】
ただし、以上の構成において、送受信共用部103は、セクタの数だけ存在し、逆拡散部104、乗算器105−1〜105−3、110−1〜110−3、加算器106、112、レイク合成部107、変調部109、拡散部111、受信処理部113、およびウェイト制御部114は、各セクタの収容可能な移動局数分だけ存在する。
【0053】
到来方向検出部116は、受信処理部113から出力される情報に基づいて、各移動局から送信される信号の到来方向を検出する。
【0054】
トラフィック検出部115は、到来方向検出部116から出力される情報に基づいて、各移動局のトラフィックを検出する。
【0055】
セクタ制御部117は、トラフィック検出部115から出力される情報に基づいて、セクタ回転をするように切り替え部102、108、拡散部111、および逆拡散部104を制御する。
【0056】
なお、到来方向検出部116、トラフィック検出部115、セクタ制御部117、および切り替え部102、108の動作の詳細については後述する。
【0057】
次いで、上記構成を有する基地局装置で送受信される信号の流れについて説明する。
【0058】
アンテナ101−1〜101−9で受信された信号は、切り替え部102を経由し、送受信共用部103で処理され、逆拡散部104で逆拡散され、受信処理部113から出力されるウェイトを乗算され、レイク合成部107でレイク合成された後に、切り替え部108を経由して、上位局に送信される。
【0059】
上位局より送信されてきた信号は、切り替え部108を経由し、変調部109で変調され、ウェイト制御部114から出力されるウェイトを乗算され指向性が形成され、拡散部111で拡散され、送受信共用部103で処理された後、切り替え部102を経由し、アンテナ101−1〜101−9から各移動局に送信される。
【0060】
次に、到来方向検出部116、トラフィック検出部115、セクタ制御部117、および切り替え部102、108の動作について、図2に示すフローを用いて説明する。
【0061】
到来方向検出部116は、受信処理部113から出力された移動局に関する情報を用いて、各移動局から送信される信号の到来方向を検出する(ST201)。
【0062】
トラフィック検出部115は、到来方向検出部116から出力された情報を用いて、移動局ごとにトラフィックを検出する(ST202)。
【0063】
セクタ制御部117は、トラフィック検出部115から出力される検出結果に基づいて、セクタ境界付近のSHO領域内で発生しているトラフィック量の集計値Aをセクタ境界ごとに算出する(ST203)。
【0064】
次に、セクタ制御部117は、各SHO領域でトラフィックが多発しているか判断するため、各セクタ境界の集計値Aが所定の閾値以上か比較する(ST204)。
【0065】
そして、集計値Aが1つでも所定の閾値以上の場合には、セクタ回転を仮に実行した場合における新セクタ内のトラフィック量の集計値Bをセクタごとに算出する(ST205)。セクタ回転の方向としては、本実施の形態では、後述の通り、時計回りと反時計回りの2パターンが考えられるので、それぞれのパターンについて集計値Bを算出する。
【0066】
次に、時計回りのパターンにおいて3つ算出される集計値Bの分散と、反時計回りのパターンにおいて3つ算出される集計値Bの分散をそれぞれ求める(ST206)。
【0067】
そして、2つの分散を比較し、値の少ないパターンの方にセクタを回転させることが決定される(ST207)。
【0068】
しかし、セクタ回転後の新セクタにおけるSHO領域でもトラフィックが多発するような場合には、セクタ回転をする意味がないため、新セクタにおけるSHO領域内で発生しているトラフィック量の集計値A’が予め算出され(ST208)、閾値以下である場合のみ、処理が続行される(ST209)。
【0069】
セクタ制御部117は、ST207で決定された回転方向にセクタが回転するように、切り替え部102、108の切り替え制御を行う(ST210)。
【0070】
次に、セクタ制御部117の切り替え部102の制御について、図3(a)(b)および図4(a)(b)を用いて具体的に説明する。
【0071】
図3(a)(b)は、本実施の形態に係る基地局装置が制御するセルのセクタ構成の一例を示した図である。
【0072】
このセルは、セクタ境界B31およびB32に挟まれるセクタ(セクタ301)、セクタ境界B32およびB33に挟まれるセクタ(セクタ302)、セクタ境界B33およびB31に挟まれるセクタ(セクタ303)の3つのセクタを有しており、角度θ1、θ2、およびθ3の範囲内の領域がSHO領域、*印が通信状態にある移動局を表している。
【0073】
図1のアンテナ101−1〜101−9は、基地局においては、図3(a)に示すような位置関係で配置されている。現在、図3(a)のように、アンテナ101−1〜101−3が、セクタ301を担当し、アンテナ101−4〜101−6が、セクタ302を担当し、アンテナ101−7〜101−9が、セクタ303を担当しているものとする。
【0074】
その後、図3(b)に示すように、セクタ境界B33付近のSHO領域でトラフィックが多発した場合には、セクタ制御部117は、切り替え部102を制御して、セクタを回転させるが、回転の方向は、図4(a)(b)に示すように2パターン存在する。
【0075】
図4(a)は、図3(b)の状態から、時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図であり、図4(b)は、反時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図である。
【0076】
例えば、図4(a)では、アンテナ101−8、101−9、101−1がセクタ401を担当し、アンテナ101−2〜101−4がセクタ402を担当し、アンテナ101−5〜101−7がセクタ403を担当している。
【0077】
図4(a)においては、各セクタの収容している移動局数が、12、10、18であるのに対し、図4(b)においては、9、9、22となっており、時計回りにセクタ回転する方が、バランス良く各セクタに移動局を収容できることがわかる。
【0078】
セクタ制御部117は、ST203〜207の手順により、バランス良く各セクタに移動局を収容できるセクタ回転方向を決定することができる。
【0079】
なお、ここでは、切り替え部102を送受信共用部103の前に設置し、A/D変換前のアナログ信号をスイッチ等で切り替える場合を例にとって説明したが、図5に示すように、切り替え部102の代わりにA/D変換後のデジタル信号を処理するような切り替え部501を送受信共用部103の後に設置してもよい。
【0080】
切り替え部501は、セクタ制御部117の指示の下、内部のバスラインのアドレスを切り替えることにより、入出力を切り替える。
【0081】
また、ここでは、到来方向検出部116は、各移動局から送信される信号の到来方向を受信処理部113の出力から検出する場合を例にとって説明したが、逆拡散部104の出力から到来方向推定技術を使って直接到来方向を推定する方法を用いても良い。
【0082】
このように、本実施の形態によれば、SHO領域の通信システムの負荷を減少するように、セクタ境界を更新するため、SHO領域の通信システムの負荷を減少させることができる。従って、基地局としては、システムの回線容量を増加させることができ、また、移動局としては、与干渉を減少させることができる。
【0083】
なお、ここでは、AAA制御に使用されるアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ回転を実現する場合を例にとって説明したが、このアンテナ素子は指向性を持ったものであればよく、AAA制御に係るアンテナに限定されない。
【0084】
また、本実施の形態では、セクタごとに使用されるアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ回転を実現する場合を例にとって説明したが、同様の構成により、AAAにおけるウェイトを変更して、セクタ回転を行っても良い。
【0085】
AAAにおけるウェイトを変更して、セクタ回転を行う場合、セクタ回転の自由度が高くなるので、トラフィックが多く発生している領域がセクタの中心位置、つまり、セクタ境界から離れた位置になるように回転させるAAA制御も可能である。これにより、セクタ回転が頻繁に起こることを防止することができる。
【0086】
さらに、本実施の形態は、セクタをさらにN個の仮想微小セクタに分割し、その仮想微小セクタごとにトラフィック量を算出し、いずれの隣接するN個の仮想微小セクタをまとめて1セクタとすれば、各セクタにおいて最も万遍なく移動局を収容できるか判断して、セクタ回転を行うような構成でも良い。
【0087】
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、1セルあたりのセクタ数が3、1つのセクタを担当するアンテナ素子数が3、そして、各セクタを担当するアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ境界移動を行う場合を例にとって説明する。この基地局装置は、図1に示す基地局装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0088】
本実施の形態の特徴は、図1に示した到来方向検出部116およびトラフィック検出部115の代わりに、上位局が、SHO制御情報をセクタ制御部117に提供することである。
【0089】
上記構成を有する基地局装置の動作を、図7のフローを用いて説明する。
【0090】
セクタ制御部117は、上位局、例えば、SHOを制御するRNC(Radio Network Controller)から提供されるSHO制御情報に基づいて、各移動局のトラフィックを検出する(ST701)。
【0091】
次に、SHO領域内にある移動局のトラフィック量の集計値Aをセクタ境界ごとに算出する(ST702)。
【0092】
そして、各SHO領域でトラフィックが多発しているか判断するため、各セクタ境界の集計値Aが所定の閾値以上か比較する(ST703)。
【0093】
ST703で求まった集計値Aのいずれかが閾値以上である場合には、この集計値Aに対応するSHO領域に隣接する2つのセクタ内のトラフィック量の集計値Bを算出する(ST704)。
【0094】
次に、ST704で求まった2つの集計値Bを比較し(ST705)、セクタ境界移動後の新セクタ内のトラフィック量がより均等となるように、集計値Bの値が大きい方へセクタ境界を移動させることを決定し(ST706)、この方向へセクタ境界を移動したい旨を上位局に連絡する。
【0095】
連絡を受けた上位局は、セクタ境界移動をするように、セクタ制御部117経由で切り替え部102に指示を出し、切り替え部102は、セクタ境界を角度θ5移動するようにアンテナを切り替える(ST707)。
【0096】
図8は、本実施の形態に係る基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図である。
【0097】
図8に示すように、セクタ境界B73付近で偏ってトラフィックが多く発生している場合、上記の動作により、セクタ境界をB74へと移動させ、トラフィックが発生している領域にセクタ境界が重ならないように適応制御することができる。また、セクタ境界移動後のセクタ703が過度の移動局を収容する結果とならない方向にセクタ境界移動がされることがわかる。
【0098】
なお、ここでは、切り替え部102を送受信共用部103の前に設置し、A/D変換前のアナログ信号をスイッチ等で切り替える場合を例にとって説明したが、実施の形態1と同様に、切り替え部102の代わりにA/D変換後のデジタル信号を処理するような切り替え部501を送受信共用部103の後に設置してもよい。
【0099】
また、実施の形態1のように、セクタ回転を本実施の形態により行うことも可能である。
【0100】
このように、本実施の形態によれば、SHO領域にある通信状態にある移動局の数を減少するようにセクタ間にある境界を移動させ、SHO領域にある通信状態にある移動局の数を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【0101】
(実施の形態3)
図9は、本発明の実施の形態3に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、1セルあたりのセクタ数が3で、AAA制御におけるウェイトを制御することにより、セクタ境界移動を行う場合を例にとって説明する。この基地局装置は、図1に示す基地局装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0102】
本実施の形態の特徴は、実施の形態1と実施の形態2を組み合せて、かつ、切り替え部102を有さず、AAA制御におけるウェイトを制御することにより、セクタ境界移動を行うことである。
【0103】
次いで、上記構成を有する基地局装置の動作について説明する。
【0104】
図10は、本実施の形態に係る基地局装置のセクタ境界移動の手順を示すフロー図である。なお、この手順は、図2に示す手順とST204まで同一であり、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0105】
セクタ制御部117は、ST204で集計値Aのいずれかが閾値以上である場合には、この集計値Aに対応するセクタ境界を挟む隣接する2つのセクタ内のトラフィック量の集計値Bをそれぞれ算出する(ST1001)。
【0106】
次に、セクタ境界移動を、時計回りと反時計回りのどちらの方向に行うかを決定するため、2つの集計値Bを比較し、大きい値を示すセクタの方向をセクタ境界の移動方向とする(ST1002)。
【0107】
そして、トラフィック量が多発している領域をSHO領域から外すことができるような、セクタ境界の移動角度を算出する(ST1003)。この角度は、トラフィック量が多発している領域の広さに応じて毎回異なる値であり、この領域が広い場合には移動角度も大きくなる。
【0108】
セクタ制御部117は、求まった移動方向へ求まった移動角度だけセクタ境界を移動したい旨を上位局に連絡する。
【0109】
連絡を受けた上位局は、セクタ境界移動をするように、セクタ制御部117に指示を出し、セクタ制御部117は、受信処理部113にセクタ境界を求まった角度だけ移動するようなウェイトを算出させ、アンテナの指向性を切り替える(ST1004)。
【0110】
なお、実施の形態1で既述したセクタ回転も本実施の形態により実施可能である。
【0111】
また、ここでは、到来方向検出部116は、各移動局から送信される信号の到来方向を受信処理部113の出力から検出する場合を例にとって説明したが、逆拡散部104の出力から到来方向推定技術を使って直接到来方向を推定する方法を用いても良い。
【0112】
このように、本実施の形態によれば、SHO領域にある通信状態にある移動局の数を減少するようにセクタ間にある境界を移動させ、アンテナの指向性を制御するため、SHO領域にある通信状態にある移動局の数を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【0113】
また、本実施の形態は、セクタをさらにN個の仮想微小セクタに分割し、その仮想微小セクタごとにトラフィック量を算出し、いずれの隣接するN個の仮想微小セクタをまとめて1セクタとすれば、各セクタにおいて最も万遍なく移動局を収容できるか判断して、セクタ境界移動を行うような構成でも良い。
【0114】
ここでは、本発明に係る基地局装置の有するアンテナ素子が、9個である場合を例にとって説明したが、10個以上であっても良い。
【0115】
また、本実施の形態において、トラフィック量は、例えば、通信状態にある移動局の数、回線の通信量、または、使用されている基地局のリソース量等に基づいて算出される。
【0116】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、SHO領域にある通信状態にある移動局の数を減少させることができ、基地局においては、SHO制御の負荷の低減,システムの回線容量の増加、また移動局においては、下り与干渉の減少をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図2】本発明の実施の形態1に係る到来方向検出部、トラフィック検出部、セクタ制御部、および切り替え部の動作手順を示すフロー図
【図3】 (a)発明の実施の形態1に係る基地局装置が制御するセルのセクタ構成の一例を示した図 (b)発明の実施の形態1に係る基地局装置が制御するセルのセクタ構成の一例を示した図
【図4】 (a)時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図 (b)反時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図
【図5】本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図6】本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図7】本発明の実施の形態2に係る基地局装置の動作を説明するためのフロー図
【図8】本発明の実施の形態2に係る基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図
【図9】本発明の実施の形態3に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図10】本発明の実施の形態3に係る基地局装置のセクタ境界移動の手順を示すフロー図
【図11】 (a)従来の基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図
(b)従来の基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図
【符号の説明】
101−1〜101−9 アンテナ
102、108、501 切り替え部
113 受信処理部
114 ウェイト制御部
115 トラフィック検出部
116 到来方向検出部
117 セクタ制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、基地局装置およびセクタ制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図11(a)に示すように、1つの基地局(BS)がカバーするセルを、複数の扇形ゾーン(セクタ801〜803)に分け、セクタ毎に指向性アンテナを配置した構成が、CDMAシステムにおいて一般的に採用されている。
【0003】
この構成によれば、アンテナの指向方向以外のセクタへの干渉を与えることが少なく、指向方向以外の移動局から到来する干渉波を除去することができ、システム容量の改善が見込まれる。
【0004】
このセクタ構成を有する移動体通信システムにおいては、隣接するセクタ同士の境界(以下、セクタ境界という)B81〜B83付近では、移動局が複数のセクタと複数の通信チャネルを同時に設定し、通信を行うセクタ間ハンドオーバ(ソフターハンドオーバまたはSHO)と呼ばれる処理を行う。このSHOによれば、なるべく複数のセクタとのハンドオーバ状態を維持し続けることで、ある一方のサイトとのパスが劣悪になっても、他のパスで通信を維持することができ、また、セクタ間移動においても通信を切断することなく通信状態を維持できるため、安定した通信状態を確保できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、図11(b)に示すように、移動局がセクタ境界B83付近の角度θ8の範囲(以下、SHO領域という)に偏って存在し、かつ、通信状態にある場合(以下、この状態をトラフィックが発生という)には、SHO制御対象が多く存在するため、基地局は、SHOや位置登録の制御により処理負荷の増加およびリソース不足、複数のセクタから同一の移動局に対し送信するため送信電力の増加、それに伴いシステム容量の低下、という問題がある。また、同一の移動局に対して複数のセクタから信号が送信されるため下り与干渉の増加、SHO制御のためのセクタ監視の制御が頻繁になるため処理負荷の増加、という問題もある。
【0006】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、SHO領域通信システムの負荷を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる基地局装置およびセクタ制御方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局装置は、移動局がセクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの負荷を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された負荷が所定の値以上の場合に、セクタ間の境界の位置を更新する更新手段と、を有する構成を採る。
【0008】
この構成によれば、SHO領域の通信システムの負荷が減少するように、セクタ間の境界を移動させるため、SHO領域の通信システムの負荷を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【0009】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの通信量を用いて通信システムの負荷を検出する構成を採る。
【0010】
この構成によれば、SHO領域における通信量を用いて通信システムの負荷を検出するため、移動局および基地局のいずれにおいても通信システムの負荷を検出することができ、本発明を実装する際の自由度を増すことができる。
【0011】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバに使用される基地局のリソース量に基づいて通信システムの負荷を検出する構成を採る。
【0012】
この構成によれば、SHOに使用される基地局のリソース量に基づいて通信システムの負荷を検出するため、基地局の負荷を直接的に求めることができ、本発明のセクタ制御の精度を向上させることができる。
【0013】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバを行う領域において、通信状態にある移動局の数を計数することにより、通信システムの負荷を検出する構成を採る。
【0014】
この構成によれば、SHO領域内の通信状態にある移動局数を計数して通信システムの負荷を検出するため、通信システムの負荷を検出する際に現状の装置の機能を利用することができ、本発明を容易に実装することができる。
【0015】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記更新手段は、基地局を中心としてセクタを回転させることにより、前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【0016】
この構成によれば、セクタが回転するようにセクタ間の境界を移動させるため、現状と同じセクタ構成で本発明を実現でき、容易に実現化することができる。
【0017】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記更新手段は、一の前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【0018】
この構成によれば、一のセクタ間の境界を移動させるため、SHO領域変更の影響を受ける移動局の数を最小限に抑えることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【0019】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の基地局装置において、前記更新手段は、各セクタを構成するセクタアンテナを切り替えることにより、前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【0020】
この構成によれば、各セクタを構成するセクタアンテナを切り替えてセクタ間の境界を移動させるため、簡単な部品構成の追加により実装することができ、制御が容易である。
【0021】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の基地局装置において、前記更新手段は、送受信に用いられるアンテナの指向性を変更することにより、前記セクタ間の境界の位置を更新する構成を採る。
【0022】
この構成によれば、アンテナの指向性を変更してセクタ間の境界を移動させるため、現状の装置を利用することができ、容易に実装することができる。
【0023】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の基地局装置において、前記セクタ間の境界の位置が前記更新手段によって更新された場合の各セクタにおける通信システムの負荷を予め推定する推定手段を有し、前記更新手段は、前記推定手段の推定結果に基づいて前記セクタ間の境界の位置を更新して更新後の各セクタにおける通信システムの負荷をより均等にする構成を採る。
【0024】
この構成によれば、セクタ間の境界を移動した後の通信システムの負荷を予想して、各セクタの通信システムの負荷がより均等となるようにセクタ間の境界を移動させるため、システムの回線容量を増加させることができる。
【0027】
本発明のセクタ制御方法は、移動局がセクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの負荷を検出する検出ステップと、前記検出ステップによって検出された負荷が所定の値以上の場合に、セクタ間の境界の位置を更新する更新ステップと、を有するようにした。
【0028】
この方法によれば、SHO領域の通信システムの負荷が減少するように、セクタ間の境界を移動させるため、SHO領域の通信システムの負荷を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、移動局がSHOを行う領域、つまり、同一セル内のセクタ同士の境界付近に、通信状態にある移動局の数が多い場合に、セクタ境界の位置を変えてSHO中の移動局の数を減らすことができるように基地局のアンテナの指向性を変更することである。
【0030】
本発明の実施の形態としては、大別して、セクタの面積を変更させずセクタの位置のみを変更(以下、セクタ回転という)させることにより、アンテナの指向性を変更する方法と、セクタ境界を移動させることにより、つまり、セクタの面積を変更させることにより(以下、セクタ境界移動という)、アンテナの指向性を変更する方法の2つがある。また、セクタ回転およびセクタ境界移動の手法としては、アンテナ素子自体を切り替える手法と、アダプティブアレーアンテナ(以下、AAAと略す)制御におけるウェイトを変更する手法がある。
【0031】
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。
【0032】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、1セルあたりのセクタ数が3、1つのセクタを担当するアンテナ素子数が3、そして、各セクタを担当するアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ回転を行う場合を例にとって説明する。
【0033】
図1において、アンテナ101−1〜101−9は、指向性を有する信号を送信および受信する。
【0034】
切り替え部102は、アンテナ101−1〜101−9で受信した信号を、セクタ制御部117の制御により切り替えて送受信共用部103へ出力すると共に、送受信共用部103から出力される送信信号をアンテナ101−1〜101−9へ出力する。
【0035】
送受信共用部103は、切り替え部102から出力された信号を所定の無線受信処理(ダウンコンバート等)を行って、逆拡散部104へ出力すると共に、拡散部111から出力される信号を所定の無線受信処理(アップコンバート等)を行って切り替え部102へ出力する。
【0036】
逆拡散部104は、セクタ制御部117から指示された拡散コードを発生させ、送受信共用部103から出力される信号を逆拡散処理して乗算器105−1〜105−3へ出力する。
【0037】
乗算器105−1〜105−3は、逆拡散部104から出力される信号に受信処理部113から出力されたAAA制御のウェイトを乗算して、加算器106へ出力する。
【0038】
加算器106は、乗算器105−1〜105−3から出力される信号を加算し、レイク合成部107へ出力する。
【0039】
レイク合成部107は、加算器106から出力される信号をレイク合成し、切り替え部108へ出力する。
【0040】
切り替え部108は、セクタ制御部117の制御によりレイク合成部107の出力を切り替えて上位局へ送信すると共に、上位局から送信されてきた信号を変調部109へ出力する。
【0041】
変調部109は、切り替え部108から出力された信号を変調し、乗算器110−1〜110−3へ出力する。
【0042】
乗算器110−1〜110−3は、変調部109から出力される信号にウェイト制御部114から出力されたウェイトを乗算して、拡散部111へ出力する。
【0043】
拡散部111は、セクタ制御部117から指示された拡散コードを発生させ、乗算器110−1〜110−3から出力された信号を拡散処理し、送受信共用部103へ出力する。
【0044】
加算器112は、レイク合成部107から出力された受信信号および参照信号を加算することにより、誤差信号を生成して、受信処理部113へ出力する。
【0045】
受信処理部113は、加算器112から生成された誤差信号に基づいて、参照信号と受信信号との平均自乗誤差が最小となるようにAAAにおけるウェイトを算出し、乗算器105−1〜105−3へ出力する。
【0046】
ここで、AAA制御とは、複数のアンテナ素子を使用し、各アンテナの送受信信号に対して位相および振幅制御を行うことにより、空間的に利得の大きい方向および小さい方向を形成して必要な方向への利得を高め、不必要な方向への干渉を低減する方法であり、この技術により、アンテナの指向性パターンを自由に形成することができる。
【0047】
AAAの受信及び送信の基本構成は、複数のアンテナの受信信号の振幅及び位相を変えて合成することにより、希望波信号の到来方向に対して指向性を有するビームパターンを生成し、この生成された受信指向性パターンで信号を受信する。また、下りリンクでは上りリンクで生成した受信アンテナのウェイトに基づいて生成した同じ指向性を有する送信アンテナウェイトを用いて下りリンクの信号を送信する。
【0048】
ウェイトを算出するアルゴリズムとしては、例えばLMSアルゴリズム、RLSアルゴリズムなどの適応アルゴリズムを用いることが可能である。なお、本発明においてはウェイトを算出するアルゴリズムはこれに限られず、種々の適応アルゴリズムを用いることができる。
【0049】
この処理の過程において、各移動局が通信状態にあるか、また、どの方向にいるのか判断できる。この移動局に関する情報は、到来方向検出部116へ出力する。
【0050】
また、算出されたウェイトは、送信信号に乗算するウェイトの算出にも利用できるため、ウェイト制御部114へも出力する。
【0051】
ウェイト制御部114は、受信処理部113から出力されるウェイトに基づいて、送信信号に乗算するウェイトを算出する。ウェイト制御部114によって算出されたウェイトは、それぞれの乗算器110−1〜110−3へ出力する。
【0052】
ただし、以上の構成において、送受信共用部103は、セクタの数だけ存在し、逆拡散部104、乗算器105−1〜105−3、110−1〜110−3、加算器106、112、レイク合成部107、変調部109、拡散部111、受信処理部113、およびウェイト制御部114は、各セクタの収容可能な移動局数分だけ存在する。
【0053】
到来方向検出部116は、受信処理部113から出力される情報に基づいて、各移動局から送信される信号の到来方向を検出する。
【0054】
トラフィック検出部115は、到来方向検出部116から出力される情報に基づいて、各移動局のトラフィックを検出する。
【0055】
セクタ制御部117は、トラフィック検出部115から出力される情報に基づいて、セクタ回転をするように切り替え部102、108、拡散部111、および逆拡散部104を制御する。
【0056】
なお、到来方向検出部116、トラフィック検出部115、セクタ制御部117、および切り替え部102、108の動作の詳細については後述する。
【0057】
次いで、上記構成を有する基地局装置で送受信される信号の流れについて説明する。
【0058】
アンテナ101−1〜101−9で受信された信号は、切り替え部102を経由し、送受信共用部103で処理され、逆拡散部104で逆拡散され、受信処理部113から出力されるウェイトを乗算され、レイク合成部107でレイク合成された後に、切り替え部108を経由して、上位局に送信される。
【0059】
上位局より送信されてきた信号は、切り替え部108を経由し、変調部109で変調され、ウェイト制御部114から出力されるウェイトを乗算され指向性が形成され、拡散部111で拡散され、送受信共用部103で処理された後、切り替え部102を経由し、アンテナ101−1〜101−9から各移動局に送信される。
【0060】
次に、到来方向検出部116、トラフィック検出部115、セクタ制御部117、および切り替え部102、108の動作について、図2に示すフローを用いて説明する。
【0061】
到来方向検出部116は、受信処理部113から出力された移動局に関する情報を用いて、各移動局から送信される信号の到来方向を検出する(ST201)。
【0062】
トラフィック検出部115は、到来方向検出部116から出力された情報を用いて、移動局ごとにトラフィックを検出する(ST202)。
【0063】
セクタ制御部117は、トラフィック検出部115から出力される検出結果に基づいて、セクタ境界付近のSHO領域内で発生しているトラフィック量の集計値Aをセクタ境界ごとに算出する(ST203)。
【0064】
次に、セクタ制御部117は、各SHO領域でトラフィックが多発しているか判断するため、各セクタ境界の集計値Aが所定の閾値以上か比較する(ST204)。
【0065】
そして、集計値Aが1つでも所定の閾値以上の場合には、セクタ回転を仮に実行した場合における新セクタ内のトラフィック量の集計値Bをセクタごとに算出する(ST205)。セクタ回転の方向としては、本実施の形態では、後述の通り、時計回りと反時計回りの2パターンが考えられるので、それぞれのパターンについて集計値Bを算出する。
【0066】
次に、時計回りのパターンにおいて3つ算出される集計値Bの分散と、反時計回りのパターンにおいて3つ算出される集計値Bの分散をそれぞれ求める(ST206)。
【0067】
そして、2つの分散を比較し、値の少ないパターンの方にセクタを回転させることが決定される(ST207)。
【0068】
しかし、セクタ回転後の新セクタにおけるSHO領域でもトラフィックが多発するような場合には、セクタ回転をする意味がないため、新セクタにおけるSHO領域内で発生しているトラフィック量の集計値A’が予め算出され(ST208)、閾値以下である場合のみ、処理が続行される(ST209)。
【0069】
セクタ制御部117は、ST207で決定された回転方向にセクタが回転するように、切り替え部102、108の切り替え制御を行う(ST210)。
【0070】
次に、セクタ制御部117の切り替え部102の制御について、図3(a)(b)および図4(a)(b)を用いて具体的に説明する。
【0071】
図3(a)(b)は、本実施の形態に係る基地局装置が制御するセルのセクタ構成の一例を示した図である。
【0072】
このセルは、セクタ境界B31およびB32に挟まれるセクタ(セクタ301)、セクタ境界B32およびB33に挟まれるセクタ(セクタ302)、セクタ境界B33およびB31に挟まれるセクタ(セクタ303)の3つのセクタを有しており、角度θ1、θ2、およびθ3の範囲内の領域がSHO領域、*印が通信状態にある移動局を表している。
【0073】
図1のアンテナ101−1〜101−9は、基地局においては、図3(a)に示すような位置関係で配置されている。現在、図3(a)のように、アンテナ101−1〜101−3が、セクタ301を担当し、アンテナ101−4〜101−6が、セクタ302を担当し、アンテナ101−7〜101−9が、セクタ303を担当しているものとする。
【0074】
その後、図3(b)に示すように、セクタ境界B33付近のSHO領域でトラフィックが多発した場合には、セクタ制御部117は、切り替え部102を制御して、セクタを回転させるが、回転の方向は、図4(a)(b)に示すように2パターン存在する。
【0075】
図4(a)は、図3(b)の状態から、時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図であり、図4(b)は、反時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図である。
【0076】
例えば、図4(a)では、アンテナ101−8、101−9、101−1がセクタ401を担当し、アンテナ101−2〜101−4がセクタ402を担当し、アンテナ101−5〜101−7がセクタ403を担当している。
【0077】
図4(a)においては、各セクタの収容している移動局数が、12、10、18であるのに対し、図4(b)においては、9、9、22となっており、時計回りにセクタ回転する方が、バランス良く各セクタに移動局を収容できることがわかる。
【0078】
セクタ制御部117は、ST203〜207の手順により、バランス良く各セクタに移動局を収容できるセクタ回転方向を決定することができる。
【0079】
なお、ここでは、切り替え部102を送受信共用部103の前に設置し、A/D変換前のアナログ信号をスイッチ等で切り替える場合を例にとって説明したが、図5に示すように、切り替え部102の代わりにA/D変換後のデジタル信号を処理するような切り替え部501を送受信共用部103の後に設置してもよい。
【0080】
切り替え部501は、セクタ制御部117の指示の下、内部のバスラインのアドレスを切り替えることにより、入出力を切り替える。
【0081】
また、ここでは、到来方向検出部116は、各移動局から送信される信号の到来方向を受信処理部113の出力から検出する場合を例にとって説明したが、逆拡散部104の出力から到来方向推定技術を使って直接到来方向を推定する方法を用いても良い。
【0082】
このように、本実施の形態によれば、SHO領域の通信システムの負荷を減少するように、セクタ境界を更新するため、SHO領域の通信システムの負荷を減少させることができる。従って、基地局としては、システムの回線容量を増加させることができ、また、移動局としては、与干渉を減少させることができる。
【0083】
なお、ここでは、AAA制御に使用されるアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ回転を実現する場合を例にとって説明したが、このアンテナ素子は指向性を持ったものであればよく、AAA制御に係るアンテナに限定されない。
【0084】
また、本実施の形態では、セクタごとに使用されるアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ回転を実現する場合を例にとって説明したが、同様の構成により、AAAにおけるウェイトを変更して、セクタ回転を行っても良い。
【0085】
AAAにおけるウェイトを変更して、セクタ回転を行う場合、セクタ回転の自由度が高くなるので、トラフィックが多く発生している領域がセクタの中心位置、つまり、セクタ境界から離れた位置になるように回転させるAAA制御も可能である。これにより、セクタ回転が頻繁に起こることを防止することができる。
【0086】
さらに、本実施の形態は、セクタをさらにN個の仮想微小セクタに分割し、その仮想微小セクタごとにトラフィック量を算出し、いずれの隣接するN個の仮想微小セクタをまとめて1セクタとすれば、各セクタにおいて最も万遍なく移動局を収容できるか判断して、セクタ回転を行うような構成でも良い。
【0087】
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、1セルあたりのセクタ数が3、1つのセクタを担当するアンテナ素子数が3、そして、各セクタを担当するアンテナ素子を切り替えることにより、セクタ境界移動を行う場合を例にとって説明する。この基地局装置は、図1に示す基地局装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0088】
本実施の形態の特徴は、図1に示した到来方向検出部116およびトラフィック検出部115の代わりに、上位局が、SHO制御情報をセクタ制御部117に提供することである。
【0089】
上記構成を有する基地局装置の動作を、図7のフローを用いて説明する。
【0090】
セクタ制御部117は、上位局、例えば、SHOを制御するRNC(Radio Network Controller)から提供されるSHO制御情報に基づいて、各移動局のトラフィックを検出する(ST701)。
【0091】
次に、SHO領域内にある移動局のトラフィック量の集計値Aをセクタ境界ごとに算出する(ST702)。
【0092】
そして、各SHO領域でトラフィックが多発しているか判断するため、各セクタ境界の集計値Aが所定の閾値以上か比較する(ST703)。
【0093】
ST703で求まった集計値Aのいずれかが閾値以上である場合には、この集計値Aに対応するSHO領域に隣接する2つのセクタ内のトラフィック量の集計値Bを算出する(ST704)。
【0094】
次に、ST704で求まった2つの集計値Bを比較し(ST705)、セクタ境界移動後の新セクタ内のトラフィック量がより均等となるように、集計値Bの値が大きい方へセクタ境界を移動させることを決定し(ST706)、この方向へセクタ境界を移動したい旨を上位局に連絡する。
【0095】
連絡を受けた上位局は、セクタ境界移動をするように、セクタ制御部117経由で切り替え部102に指示を出し、切り替え部102は、セクタ境界を角度θ5移動するようにアンテナを切り替える(ST707)。
【0096】
図8は、本実施の形態に係る基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図である。
【0097】
図8に示すように、セクタ境界B73付近で偏ってトラフィックが多く発生している場合、上記の動作により、セクタ境界をB74へと移動させ、トラフィックが発生している領域にセクタ境界が重ならないように適応制御することができる。また、セクタ境界移動後のセクタ703が過度の移動局を収容する結果とならない方向にセクタ境界移動がされることがわかる。
【0098】
なお、ここでは、切り替え部102を送受信共用部103の前に設置し、A/D変換前のアナログ信号をスイッチ等で切り替える場合を例にとって説明したが、実施の形態1と同様に、切り替え部102の代わりにA/D変換後のデジタル信号を処理するような切り替え部501を送受信共用部103の後に設置してもよい。
【0099】
また、実施の形態1のように、セクタ回転を本実施の形態により行うことも可能である。
【0100】
このように、本実施の形態によれば、SHO領域にある通信状態にある移動局の数を減少するようにセクタ間にある境界を移動させ、SHO領域にある通信状態にある移動局の数を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【0101】
(実施の形態3)
図9は、本発明の実施の形態3に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、1セルあたりのセクタ数が3で、AAA制御におけるウェイトを制御することにより、セクタ境界移動を行う場合を例にとって説明する。この基地局装置は、図1に示す基地局装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0102】
本実施の形態の特徴は、実施の形態1と実施の形態2を組み合せて、かつ、切り替え部102を有さず、AAA制御におけるウェイトを制御することにより、セクタ境界移動を行うことである。
【0103】
次いで、上記構成を有する基地局装置の動作について説明する。
【0104】
図10は、本実施の形態に係る基地局装置のセクタ境界移動の手順を示すフロー図である。なお、この手順は、図2に示す手順とST204まで同一であり、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0105】
セクタ制御部117は、ST204で集計値Aのいずれかが閾値以上である場合には、この集計値Aに対応するセクタ境界を挟む隣接する2つのセクタ内のトラフィック量の集計値Bをそれぞれ算出する(ST1001)。
【0106】
次に、セクタ境界移動を、時計回りと反時計回りのどちらの方向に行うかを決定するため、2つの集計値Bを比較し、大きい値を示すセクタの方向をセクタ境界の移動方向とする(ST1002)。
【0107】
そして、トラフィック量が多発している領域をSHO領域から外すことができるような、セクタ境界の移動角度を算出する(ST1003)。この角度は、トラフィック量が多発している領域の広さに応じて毎回異なる値であり、この領域が広い場合には移動角度も大きくなる。
【0108】
セクタ制御部117は、求まった移動方向へ求まった移動角度だけセクタ境界を移動したい旨を上位局に連絡する。
【0109】
連絡を受けた上位局は、セクタ境界移動をするように、セクタ制御部117に指示を出し、セクタ制御部117は、受信処理部113にセクタ境界を求まった角度だけ移動するようなウェイトを算出させ、アンテナの指向性を切り替える(ST1004)。
【0110】
なお、実施の形態1で既述したセクタ回転も本実施の形態により実施可能である。
【0111】
また、ここでは、到来方向検出部116は、各移動局から送信される信号の到来方向を受信処理部113の出力から検出する場合を例にとって説明したが、逆拡散部104の出力から到来方向推定技術を使って直接到来方向を推定する方法を用いても良い。
【0112】
このように、本実施の形態によれば、SHO領域にある通信状態にある移動局の数を減少するようにセクタ間にある境界を移動させ、アンテナの指向性を制御するため、SHO領域にある通信状態にある移動局の数を減少させることができ、システムの回線容量を増加させることができる。
【0113】
また、本実施の形態は、セクタをさらにN個の仮想微小セクタに分割し、その仮想微小セクタごとにトラフィック量を算出し、いずれの隣接するN個の仮想微小セクタをまとめて1セクタとすれば、各セクタにおいて最も万遍なく移動局を収容できるか判断して、セクタ境界移動を行うような構成でも良い。
【0114】
ここでは、本発明に係る基地局装置の有するアンテナ素子が、9個である場合を例にとって説明したが、10個以上であっても良い。
【0115】
また、本実施の形態において、トラフィック量は、例えば、通信状態にある移動局の数、回線の通信量、または、使用されている基地局のリソース量等に基づいて算出される。
【0116】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、SHO領域にある通信状態にある移動局の数を減少させることができ、基地局においては、SHO制御の負荷の低減,システムの回線容量の増加、また移動局においては、下り与干渉の減少をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図2】本発明の実施の形態1に係る到来方向検出部、トラフィック検出部、セクタ制御部、および切り替え部の動作手順を示すフロー図
【図3】 (a)発明の実施の形態1に係る基地局装置が制御するセルのセクタ構成の一例を示した図 (b)発明の実施の形態1に係る基地局装置が制御するセルのセクタ構成の一例を示した図
【図4】 (a)時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図 (b)反時計回りにセクタ回転した場合のセクタ構成を示す図
【図5】本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図6】本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図7】本発明の実施の形態2に係る基地局装置の動作を説明するためのフロー図
【図8】本発明の実施の形態2に係る基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図
【図9】本発明の実施の形態3に係る基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図10】本発明の実施の形態3に係る基地局装置のセクタ境界移動の手順を示すフロー図
【図11】 (a)従来の基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図
(b)従来の基地局装置によって制御されるセルのセクタ構成を示す図
【符号の説明】
101−1〜101−9 アンテナ
102、108、501 切り替え部
113 受信処理部
114 ウェイト制御部
115 トラフィック検出部
116 到来方向検出部
117 セクタ制御部
Claims (10)
- 移動局がセクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの負荷を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された負荷が所定の値以上の場合に、セクタ間の境界の位置を更新する更新手段と、
を有することを特徴とする基地局装置。 - 前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの通信量を用いて通信システムの負荷を検出することを特徴とする請求項1記載の基地局装置。
- 前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバに使用される基地局のリソース量に基づいて通信システムの負荷を検出することを特徴とする請求項1記載の基地局装置。
- 前記検出手段は、前記セクタ間ハンドオーバを行う領域において、通信状態にある移動局の数を計数することにより、通信システムの負荷を検出することを特徴とする請求項1記載の基地局装置。
- 前記更新手段は、基地局を中心としてセクタを回転させることにより、前記セクタ間の境界の位置を更新することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の基地局装置。
- 前記更新手段は、一の前記セクタ間の境界の位置を更新することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の基地局装置。
- 前記更新手段は、各セクタを構成するセクタアンテナを切り替えることにより、前記セクタ間の境界の位置を更新することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の基地局装置。
- 前記更新手段は、送受信に用いられるアンテナの指向性を変更することにより、前記セクタ間の境界の位置を更新することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の基地局装置。
- 前記セクタ間の境界の位置が前記更新手段によって更新された場合の各セクタにおける通信システムの負荷を予め推定する推定手段を有し、
前記更新手段は、前記推定手段の推定結果に基づいて前記セクタ間の境界の位置を更新して更新後の各セクタにおける通信システムの負荷をより均等にする、
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の基地局装置。 - 移動局がセクタ間ハンドオーバを行う領域における通信システムの負荷を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによって検出された負荷が所定の値以上の場合に、セクタ間の境界の位置を更新する更新ステップと、
を有することを特徴とするセクタ制御方法。
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