JP3874636B2 - 無線基地局および送信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機に代表される無線通信端末との間で無線チャネルを介した通信を行なう無線基地局、および無線基地局から信号を送信する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の無線通信端末の普及に伴い、同一の情報を１以上の無線通信端末に送信するサービスが提供されるに至っている。具体的には、例えばサーバ装置から特定の地域の天気予報を表す情報が送信されるとともに、この情報が、移動通信網内の無線基地局を介して当該無線基地局が形成するセル内に位置する無線通信端末に送信されるといった具合である。この情報は、送信対象となるすべての無線通信端末について共通の無線チャネルを介して送信されるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、共通の無線チャネルを介して情報の送信を行なうときの送信電力は、無線基地局が形成するセルの周縁部近傍に位置する無線通信端末においても良好な通信品質が確保され得るように、比較的高く維持されるのが一般的であった。しかしながら、例えば無線基地局の近傍に位置する無線通信端末のみに情報の送信を行なう場合には、これよりも低い送信電力で良好な通信品質を確保することができる。このように、従来の無線基地局においては、低い送信電力で足りる場合があるにもかかわらず、一律に高い送信電力を維持するようになっていたため、消費電力を低く抑えることが困難であるといった問題があった。
【０００４】
一方、近年の移動通信技術の普及に伴って無線基地局の設置数が増大しているなかでは、各無線基地局における消費電力を低減するための技術が望まれているところである。
【０００５】
本発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、共通情報の送信に要する電力を低く抑えることができる無線基地局、およびこの無線基地局を用いた送信方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る無線基地局は、セル内に位置する１以上の無線通信端末に対し、当該１以上の無線通信端末について共通の無線チャネルを介して共通情報を送信する第１の送信手段と、セル内に位置する１以上の無線通信端末に対し、当該無線通信端末ごとに割り当てられた個別の無線チャネルを介して共通情報を送信する第２の送信手段と、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記第１の送信手段または前記第２の送信手段のいずれかを選択する選択手段とを具備した無線基地局であって、前記選択手段は、特定の数よりも少ない無線通信端末に対して個別の無線チャネルを介して共通情報を送信したときの総送信電力が共通の無線チャネルを介して共通情報を送信したときの総送信電力よりも少なく、当該特定の数よりも多い無線通信端末に対して共通の無線チャネルを介して共通情報を送信したときの総送信電力が個別の無線チャネルを介して共通情報を送信したときの総送信電力よりも少ないとき、当該特定の数に相当する値を閾値としてその閾値と前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数とを比較することを特徴とする。
また、前記第１の送信手段は、前記無線通信端末に対して共通情報を送信するときの送信電力を、セル端近傍における通信品質に応じた電力とする送信電力制御手段を備えてもよい。
更に、前記第２の送信手段は、前記無線通信端末に対して共通情報を送信するときの送信電力を、当該無線通信端末との間の通信品質に応じた電力とする送信電力制御手段を備えてもよい。
【０００７】
この無線基地局によれば、共通情報を無線通信端末に送信する場合の無線チャネルが、当該無線基地局のセル内に位置する無線通信端末の数に応じて、無線通信端末ごとに割り当てられた個別の無線チャネルと１以上の無線通信端末について共通の無線チャネルとのいずれか一方に切り換えられる。すなわち、例えば、前記選択手段は、当該無線通信端末数が前記閾値よりも大きい場合に前記第１の送信手段を選択する一方、前記無線通信端末数が前記閾値よりも小さい場合に前記第２の送信手段を選択する。
【０００８】
更に、上記課題を解決するため、本発明に係る送信方法は、セル内に位置する１以上の無線通信端末に対し無線基地局から共通情報を送信する前に、当該無線基地局が、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数が予め設定された閾値よりも大きいかそれとも小さいかを判断し、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数が予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記１以上の無線通信端末に対し当該１以上の無線通信端末について共通の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する一方、前記無線通信端末数が前記閾値よりも小さい場合に、前記１以上の無線通信端末に対し当該無線通信端末ごとに割り当てられた個別の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する送信方法であって、前記無線基地局が、前記共通の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する場合に、その送信電力をセル端近傍における通信品質に応じた電力とすることを特徴とする。
また、本発明に係る別の送信方法は、セル内に位置する１以上の無線通信端末に対し無線基地局から共通情報を送信する前に、当該無線基地局が、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数が予め設定された閾値よりも大きいかそれとも小さいかを判断し、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数が予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記１以上の無線通信端末に対し当該１以上の無線通信端末について共通の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する一方、前記無線通信端末数が前記閾値よりも小さい場合に、前記１以上の無線通信端末に対し当該無線通信端末ごとに割り当てられた個別の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する送信方法であって、前記無線基地局が、前記個別の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する場合に、その送信電力を当該各無線通信端末との間の通信品質に応じた電力とすることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【００１０】
＜Ａ：移動通信網の構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る移動通信網の構成について説明する。この移動通信網は、当該移動通信網の通信サービスエリア内に位置する無線通信端末に対して、音声通信サービスやデータ通信サービスといった各種の移動通信サービスを提供するネットワークである。無線通信端末は、例えば携帯電話機やＰＨＳ（登録商標）、ページャといった可搬型の通信端末である。
【００１１】
図１に示すように、移動通信網は、各々がアンテナ２６を有する複数の無線基地局２と、複数の無線基地局２が接続された交換機３とを有する。なお、図１においては、図面が煩雑になるのを防ぐため、４台の無線基地局２と、これらが接続されたひとつの交換機３のみが図示されている。しかしながら、実際の移動通信網はより多数の無線基地局２と交換機３とを有し、各交換機３に複数の無線基地局２が接続されるとともに各交換機３同士も接続されている。
【００１２】
図１に示すように、各無線基地局２の周囲にはセル４が形成される。セル４は、これを形成する無線基地局２との間で良好な通信品質を維持した無線通信が可能な領域である。複数の無線基地局２の各々は相互に所定の間隔を隔てて配置され、各無線基地局２のセル４の周縁部分同士が重なるようになっている。そして、無線基地局２は、交換機３から受信した信号を無線チャネルを介してセル４内の無線通信端末１に送信する一方、無線通信端末１から無線チャネルを介して受信した信号を交換機３に送信する。さらに、本実施形態に係る無線基地局２は、セル４内の無線通信端末１と他の通信端末（無線通信端末や有線電話、インターネットに収容されたサーバ装置など）との間の音声通信またはデータ通信を個別的に仲介する機能のほか、他の通信端末から交換機３を介して受信した情報を、複数の無線通信端末１に送信する機能を有する。以下では、このように複数の無線通信端末１に対して共通に送信される情報を「共通情報」と表記する。共通情報は、例えば特定の地域の天気予報、またはニュースや楽曲などを表す情報である。この共通情報は、データや文字、音声、音響、静止画、動画など、いかなる形態の情報であってもよい。
【００１３】
＜Ｂ：無線基地局の構成＞
次に、図２を参照して、無線基地局２のうち共通情報の送信処理に関わる部分の構成を説明する。同図に示すように、無線基地局２は、制御部２１と、共通チャネル通信部２２と、個別チャネル通信部２３と、信号合成部２５とを有する。
【００１４】
制御部２１は、交換機３から受信した共通情報を、共通チャネル通信部２２または個別チャネル通信部２３のいずれか一方に対して選択的に出力するための手段である。具体的には、制御部２１は、端末数カウント部２１１と、端末数記憶部２１２と、比較判定部２１３と、出力先切換部２１４とを有する。このうち端末数カウント部２１１は、一定時間間隔ごとに、当該無線基地局２のセル４内に位置する無線通信端末１の数（以下、「セル内端末数ｍ」と表記する）をカウントするための手段である。無線通信端末１は自由にセル４内外に移動することができるから、セル内端末数ｍは時々刻々と変動する値である。さらに、端末数カウント部２１１は、得られたセル内端末数ｍを比較判定部２１３に出力するとともに当該セル内端末数ｍを端末数記憶部２１２に記憶させる。
【００１５】
比較判定部２１３は、予め定められた閾値Ｍ０と現在のセル内端末数ｍとを比較し、この比較結果に応じて出力先切換部２１４を制御する。より具体的には、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０よりも大きい場合、比較判定部２１３は、共通情報の出力先が共通チャネル通信部２２となるように出力先切換部２１４を制御する。他方、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０よりも小さい場合、比較判定部２１３は、共通情報の出力先が個別チャネル通信部２３となるように出力先切換部２１４を制御する。
【００１６】
次に、共通チャネル通信部２２は、セル４内に位置する無線通信端末１のうち共通情報の送信対象となる１以上の無線通信端末１に対し、共通の無線チャネル（以下、「共通チャネル」と表記する）を介して当該共通情報を送信するための手段である。この共通チャネル通信部２２は、変調部２２１と拡散部２２２と送信電力制御部２２３とを有する。このうち変調部２２１は、所定の搬送波を出力先切換部２１４から供給された共通情報を表す信号によって変調（一次変調）し、これにより得られた信号を拡散部２２２に出力する。拡散部２２２は、この変調部２２１から出力された信号に対して拡散符号を用いた拡散変調（二次変調）を施し、これにより得られた信号を出力する。送信電力制御部２２３は、拡散部２２２から出力された信号の送信電力を制御するための手段である。詳細は後述するが、この送信電力は、セル４の周縁（以下、単に「セル端」と表記する）近傍において受信される電波のＳＮＲ（信号対雑音電力比）が所望の値となるように、すなわちセル端においても良好な通信品質が維持されるように、予め決定されている。
【００１７】
一方、個別チャネル通信部２３は、セル４内に位置する無線通信端末１のうち共通情報の送信対象となる１以上の無線通信端末１に対し、各無線通信端末１ごとに異なる個別の無線チャネル（以下、「個別チャネル」と表記する）を介して当該共通情報を送信するための手段である。この個別チャネル通信部２３は複数の送信処理部２４を有する（図２においては３つの送信処理部２４のみが図示されている）。各送信処理部２４は、１以上の無線通信端末１に共通情報を送信するときに各無線通信端末１に割り当てられる個別チャネルにそれぞれ対応している。
【００１８】
各送信処理部２４は、変調部２４１、拡散部２４２および送信電力制御部２４３を有する。これらの各部は、それぞれ共通チャネル通信部２２の変調部２２１、拡散部２２２および送信電力制御部２２３と同様の機能を有するものである。ただし、複数の送信処理部２４の各々において、拡散部２４２による拡散変調に際して用いられる拡散符号は相互に異なっている。つまり、共通情報の送信対象となる無線通信端末１が複数である場合、当該無線通信端末１の数に対応した送信処理部２４がそれぞれ共通情報に対して一次変調、二次変調および送信電力制御を行ない、この結果、これらの送信処理部２４の各々から出力された信号は、各送信処理部２４の拡散部２４２において用いられた拡散符号に対応した個別チャネルを介して各無線通信端末１に送信されることとなる。
【００１９】
さらに、個別チャネル通信部２３の送信電力制御部２４３は、共通チャネル通信部２２の送信電力制御部２２３とは異なる態様により送信電力の制御を行なう。すなわち、上述した共通チャネル通信部２２の送信電力制御部２２３は、セル端を含むセル４全域にわたって良好な通信品質が維持され得る送信電力となるように制御を行なうものである。これに対し、個別チャネル通信部２３の各送信処理部２４における送信電力制御部２４３は、各無線通信端末１が個別チャネルを介して受信する電波のＳＮＲが所望の値となるように、すなわち各無線通信端末１において良好の通信品質が維持されるように、送信電力の制御を行なう。このように、共通チャネルを用いたときの送信電力は予め決定された一定値であるのに対し、個別チャネルを用いたときの送信電力は、無線基地局２と無線通信端末１の距離や干渉の程度といった通信品質に影響を与え得る種々の要素に応じて変動する値である。
【００２０】
信号合成部２５は、共通チャネル通信部２２または個別チャネル通信部２３から出力された信号を合成し、これにより得られた信号をアンテナ２６に出力する。信号合成部２５から出力された信号は、アンテナ２６から無線チャネル（共通チャネルまたは個別チャネル）を介して、各無線通信端末１に送信される。
【００２１】
＜Ｃ：閾値Ｍ０の決定方法＞
次に、比較判定部２１３においてセル内端末数ｍとの比較の対象となる閾値Ｍ０の決定方法について説明する。この決定方法は、無線基地局２から無線通信端末１に対して共通情報を送信するとき、当該共通情報を個別チャネルを介して送信した場合に要する総送信電力と、当該共通情報を共通チャネルを介して送信した場合に要する総送信電力とを比較することによって閾値Ｍ０を決定する方法である。もっとも、以下に示す方法はあくまでも例示であり、他の方法によって閾値Ｍ０を決定することを妨げるものではない。
【００２２】
上述したように、共通チャネルを用いたときの送信電力は、セル端を含むセル４全域にわたって良好な通信品質が担保されるように決定されている。ここで、例えばセル４内で共通情報の送信対象となる無線通信端末１の数が少なく（例えば１台）、特に無線通信端末１が無線基地局２の近傍に存在するような場合、当該無線通信端末１に対して共通情報を送信するための電力は、当該無線通信端末１との間で良好な通信品質が担保されるために最低限必要な送信電力とすればよいから、共通チャネルを用いたときの送信電力よりも低い電力で足りる場合も考えられる。逆に、セル４内で共通情報の送信対象となる無線通信端末１の数が極めて多い場合には、共通チャネルを用いたときの送信電力の方が、個別チャネルを用いたときの送信電力よりも少なくて足りる場合も考えられる。これらの事情を考慮して、本実施形態においては、無線基地局２が特定の数の無線通信端末１との間で通信を行なう場合において、個別チャネルを用いたときの総送信電力と共通チャネルを用いたときの総送信電力との大小関係が逆転する場合の当該無線通信端末１の数を閾値Ｍ０として用いるものとする。以下、この閾値Ｍ０の具体的決定方法の例について詳述する。
【００２３】
まず、図３に示すように、ひとつの無線基地局２が円形のセル４（半径を「Ｒ」とする）を形成し、このセル４内にＭ台の無線通信端末１が所在する環境を想定する。ただし、説明の便宜上、無線基地局２と各無線通信端末１との間で授受される電波は距離減衰の影響のみを受けるものとし、短区間中央値変動および瞬時変動などは考慮しないものとする。また、以下では、電波の電力の減衰が距離のα乗（α＝３〜４）に比例するものとする。
【００２４】
まず、無線基地局２から共通チャネル（単一の無線チャネル）を介して共通情報を送信するとき、セル端において受信される信号のＳＮＲ（信号対雑音電力比）がＧとなる送信電力Ｐａを考える。無線基地局２における雑音レベルをＮとすれば、
（Ｐａ×Ｒ- α）／Ｎ＝Ｇ
したがって、Ｐａ＝ＧＮＲα となる。
一方、無線基地局２から個別チャネルを介して共通情報を送信するとき、すべての無線通信端末１において受信される信号のＳＮＲがＧとなる送信電力Ｐｂを考える。まず、無線基地局２から距離ｒの地点に位置する無線通信端末１の受信ＳＮＲがＧとなることから、
（Ｐ（ｒ）×ｒ- α）／Ｎ＝Ｇ
ただし、Ｐ（ｒ）は、無線基地局２から距離ｒの地点に位置する無線通信端末１に対して共通情報を送信する場合の送信電力である。したがって、
Ｐ（ｒ）＝ＧＮｒα
さらに、複数の無線通信端末１がセル４内に均等に分布しているものと仮定すれば、ひとつの無線通信端末１に対する平均送信電力Ｐｂ’は、上記Ｐ（ｒ）についてセル４の全域にわたって面積平均を求めればよく、
【数１】
さらに、セル４内にＭ台の無線通信端末１が存在するとすれば、無線基地局２における総送信電力Ｐｂは、
Ｐｂ＝Ｍ×Ｐｂ’＝Ｍ×２ＧＮＲα／（α＋２）
＝２ＭＰａ／（α＋２）
となる。
【００２５】
図４は、以上の結果を示したグラフである。なお、同図に示すグラフでは、縦軸に無線基地局２における総送信電力Ｐをとり、横軸にセル４内の無線通信端末１の数Ｍをとっている。同図において、Ａは共通チャネルを用いた場合の送信電力Ｐａを、Ｂは個別チャネルを用いた場合の総送信電力Ｐｂをそれぞれ表す。また、送信電力Ｐａと送信電力Ｐｂとの交点における無線通信端末１の数Ｍ０は、Ｍ０＝（α＋２）／２となる。
【００２６】
図４からも明らかなように、セル４内の無線通信端末数ＭがＭ０よりも小さい場合には総送信電力Ｐｂが総送信電力Ｐａよりも低くなる一方、セル４内の無線通信端末数ＭがＭ０よりも大きい場合には総送信電力Ｐａが総送信電力Ｐｂよりも低くなる。本実施形態においては、この値Ｍ０を閾値として用いる。すなわち、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０よりも小さい場合には個別チャネルを用いた通信を行ない、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０よりも大きい場合には共通チャネルを用いた通信を行なうことによって、無線基地局２における総送信電力Ｐを低く抑えることができるのである。
【００２７】
以上が閾値Ｍ０の決定方法の一例である。
ところで、上記決定方法においてはセル４内に複数の無線通信端末１が均等に分布すると仮定した。しかしながら、現実には、無線基地局２は無線通信端末１の所有者が集まる箇所に設置されるのが一般的である。このため、複数の無線通信端末１が無線基地局２の近傍に偏在する傾向にあると考えられる。したがって、個別チャネルを用いたときの実際の総送信電力は、セル４内に無線通信端末１が均等に分布すると仮定したときの総送信電力Ｐｂよりも低くなると考えられる。つまり、図４における直線Ｂの傾きは現実にはより小さいと考えられるから、実際の閾値Ｍ０の値は、上記決定方法によって得られた閾値Ｍ０よりも大きい値を用いることも考えられる。
【００２８】
＜Ｄ：実施形態の動作＞
次に、本実施形態の動作について、特に無線基地局２の動作を中心に説明する。
まず、無線通信端末１に対して所定の操作がなされると、共通情報を要求する旨の信号が当該無線通信端末１から送信される。この信号は、無線基地局２から交換機３を介して、共通情報を記憶するサーバ装置（図示略）に至る。この結果、要求された共通情報がサーバ装置から当該無線通信端末１宛てに送信される。この共通情報は交換機３を介して、無線通信端末１が所在しているセル４を形成する無線基地局２に供給される。一方、無線基地局２は、交換機３から受信した共通情報を共通チャネルまたは個別チャネルのいずれかを介して送信する。以下、このときの無線基地局２の動作について詳述する。
【００２９】
まず、無線基地局２内の端末数カウント部２１１は、一定時間間隔ごとに、その時点におけるセル内端末数ｍをカウントする。詳述すると、以下の通りである。
【００３０】
無線基地局２は、当該無線基地局２が形成するセル４内に現に存在する１または複数の無線通信端末１の各々について、その識別情報を記憶する記憶部（図示略。以下、この記憶部を「識別情報記憶部」と表記する）を有する。すなわち、新たにセル４内に移動した無線通信端末１は、その移動先を位置登録装置（いわゆるロケーションレジスタ）に登録するために、当該無線通信端末１の識別情報を含む位置登録要求を送信する。この位置登録要求は、無線基地局２によって受信された後、交換機３を介して位置登録装置に送信される。このとき、無線基地局２においては、この位置登録要求に含まれる無線通信端末１（当該無線基地局２のセル４内に位置する無線通信端末１）の識別情報を、上記識別情報記憶部に記憶する。一方、セル４内の無線通信端末１が他のセル４に移動しつつあるとき、移動元のセル４を形成する無線基地局２は、無線通信端末１から受信レベルが一定値以下に低下したことを当該無線通信端末１から通知される。この通知を受けた無線基地局２は、当該無線通信端末１が用いる無線チャネルを移動先のセル４を形成する無線基地局２の無線チャネルに切り換えるハンドオーバ処理を行なう。ハンドオーバ処理が完了すると、移動元の無線基地局２は、識別情報記憶部に記憶された無線通信端末１の識別情報のうち、他のセル４に移動した無線通信端末１の識別情報を削除する。これらの処理により、識別情報記憶部には、当該無線基地局２が形成するセル４内に現に存在する無線通信端末１の識別情報が記憶されることとなる。端末数カウント部２１１は、一定時間間隔ごとに識別情報記憶部に記憶された識別情報の数をカウントすることによってセル内端末数ｍを取得するのである。こうして求められたセル内端末数ｍは、端末数記憶部２１２に記憶されるとともに、比較判定部２１３に出力される。
【００３１】
一方、比較判定部２１３は、端末数カウント部２１１から通知されたセル内端末数ｍに基づいて出力先切換部２１４を制御する。以下、図５を参照して、比較判定部２１３の動作について詳述する。
【００３２】
いま、出力先切換部２１４は、共通情報の出力先として共通チャネル通信部２２を選択しているものとする（ステップＳ１）。比較判定部２１３は、端末数カウント部２１１からセル内端末数ｍを通知されると、このセル内端末数ｍが前回通知されたセル内端末数ｍ’からみて変化しているか否かを判定する（ステップＳ２）。より具体的には、比較判定部２１３は、端末数記憶部２１２に記憶されたセル内端末数のうち前回通知されたセル内端末数ｍ’を読み出すとともに、このセル内端末数ｍ’と今回通知されたセル内端末数ｍとが異なっているか否か、すなわちセル内端末数ｍに変化が生じているか否かを判定する。この結果、セル内端末数ｍが変化していないと判定した場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、比較判定部２１３は、出力先切換部２１４に対して何ら指示を与えることなく次にセル内端末数ｍが通知されるまで待機する。
【００３３】
これに対し、セル内端末数ｍが変化したと判定した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、比較判定部２１３は、当該セル内端末数ｍと予め定められた閾値Ｍ０とを比較し、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。上述したように、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０以上である場合には、共通チャネルを用いて通信を行なった方が総送信電力を低く抑えることができる。したがって、上記判定の結果、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０以上であると判定した場合、比較判定部２１３は、出力先切換部２１４に対して何ら指示を与えることなく、セル内端末数ｍの変化の監視を再開する（ステップＳ２）。この場合、共通情報の出力先は共通チャネル通信部２２のまま維持されることとなる。
【００３４】
一方、上述したように、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０未満である場合には、個別チャネルを用いて通信を行なった方が総送信電力を低く抑えることができる。したがって、ステップＳ３における判定においてセル内端末数ｍが閾値Ｍ０未満であると判定した場合、比較判定部２１３は、出力先切換部２１４に対して、共通情報の出力先を個別チャネル通信部２３に切り換えるべき旨の指示を与える（ステップＳ４）。この指示を受けた出力先切換部２１４は、共通情報の出力先を個別チャネル通信部２３に切り換える。こうして各個別チャネル通信部２３に出力された共通情報は、送信対象となる１以上の無線通信端末１の各々に対応する送信処理部２４において一次変調、拡散変調および電力制御を施された後、信号合成部２５において合成される。こうして得られた信号は、アンテナ２６を介して各無線通信端末１に送信される。ここで、各送信処理部２４の拡散部においては異なる拡散符号による拡散変調が施されるから、共通情報は、送信対象たる各無線通信端末１ごとに異なる無線チャネル（個別チャネル）を介して送信されることとなる。
【００３５】
出力先切換部２１４に対して指示を与えた後、端末数カウント部２１１から新たなセル内端末数ｍを通知されると、比較判定部２１３は、ステップＳ２と同様の処理によってセル内端末数ｍが変化したか否かを判定し（ステップＳ５）、変化している場合には当該セル内端末数ｍが閾値Ｍ０未満であるか否かを判定する（ステップＳ６）。この結果、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０未満であると判定した場合には、個別チャネルを用いて通信を行なった方が総送信電力を低く抑えることができるから、比較判定部２１３は出力先切換部２１４に対して何ら指示を与えることなくセル内端末数ｍの監視を再開する（ステップＳ６；Ｙｅｓ、ステップＳ５）。この場合、共通情報の出力先は個別チャネル通信部２３のまま維持される。これに対し、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０未満でない（つまり、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０以上である）と判定した場合には、共通チャネルを用いて通信を行なった方が総送信電力を低く抑えることができるから、比較判定部２１３は、出力先切換部２１４に対して、共通情報の出力先を共通チャネル通信部２２に切り換えるべき旨の指示を与える（ステップＳ１）。この指示を受けた出力先切換部２１４は、共通情報の出力先を共通チャネル通信部２２に切り換える。こうして共通チャネル通信部２２に出力された共通情報は、一次変調、拡散変調および送信電力制御を施される。そして、共通チャネル通信部２２から出力された共通情報は、信号合成部２５を介してアンテナ２６に至り、各無線通信端末１に送信される。ここで、共通チャネル通信部２２の拡散部２２１においては単一の拡散符号を用いた拡散変調が行なわれるから、共通情報は、送信対象たるすべての無線通信端末１について共通の無線チャネル（共通チャネル）を介して送信される。
【００３６】
以後、上述したステップＳ１ないしＳ６の処理が繰り返される結果、セル内端末数ｍに応じて、共通情報が送信される無線チャネルが共通チャネルまたは個別チャネルのいずれか一方に切り換えられることとなる。他方、共通情報を受信した無線通信端末１においては、当該共通情報を表示部に表示するといった各種の処理が実行される。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によれば、共通情報を無線通信端末１に送信するに際し、セル内端末数ｍに応じて共通チャネルを用いるか個別チャネルを用いるかが切り換えられるため、無線基地局２における送信電力を低く抑えることができる。
【００３８】
また、無線基地局２の構成上の制約から、共通情報を送信すべき個別チャネルの数には限界がある。したがって、共通チャネルを用いることなく個別チャネルのみによって共通情報を送信する構成を採った場合には、当該共通情報を受信できる無線通信端末１の数が制限されることとなる。これに対し、本実施形態によれば、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０を越えた場合には共通チャネルに切り換えられるため、共通情報を受信可能な無線通信端末１の数が制限されることはない。
【００３９】
＜Ｅ：変形例＞
以上この発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００４０】
＜Ｅ−１：変形例１＞
上記実施形態においては、ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局２を例示したが、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式やＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式に対応した無線基地局、またはこれらの方式を組み合わせて採用した無線基地局にも本発明を適用可能である。すなわち、ＦＤＭＡ方式に対応した無線基地局においては、単一の周波数に対応する共通チャネルを介した情報送信と、異なる複数の周波数に対応する複数の個別チャネルを介した情報送信とを、セル内端末数ｍに応じて切り換える構成とすればよい。また、ＴＤＭＡ方式に対応した無線基地局においては、単一のタイムスロットに対応する共通チャネルを介した情報送信と、異なる複数のタイムスロットに対応する複数の個別チャネルを介した情報送信とを、セル内端末数ｍに応じて切り換える構成とすればよい。
【００４１】
＜Ｅ−２：変形例２＞
上記実施形態においては、無線基地局２内の端末数カウント部２１１が、識別情報記憶手段に記憶された識別情報の数をカウントすることによってセル内端末数ｍを取得する構成としたが、セル内端末数ｍの取得方法はこれに限られるものではない。例えば、各無線基地局２のセル４内に位置する無線通信端末１の識別情報（または無線通信端末の数）を交換機３や位置登録装置において記憶する一方、無線基地局１が、交換機３や位置登録装置に対してセル内端末数ｍを問い合わせる構成としてもよい。要は、いかなる方法によるかを問わず、無線基地局２においてセル内端末数ｍを取得できればよいのである。
【００４２】
＜Ｅ−３：変形例３＞
閾値Ｍ０の決定方法は、上記実施形態に示した方法に限られるものではない。すなわち、上記実施形態においては、図３に示した特殊な（理想的）状況を想定して閾値Ｍ０を決定したが、現実の移動通信網においては、近接する他の無線基地局からの電波による干渉や多重伝搬路（マルチパス）の発生など、無線基地局２からの送信電波に影響を与え得る種々の要素が存在する。したがって、実際にはこれらの要素を考慮して、セル４内の無線通信端末の数と個別チャネルおよび共通チャネルを用いたときの総送信電力との関係を統計的に求め、これらの総送信電力の大小関係が逆転するときの無線通信端末１の数を閾値Ｍ０として用いることが望ましい。
【００４３】
＜Ｅ−４：変形例４＞
本発明に係る送信方法を無線基地局に実行させるためのプログラムとしても本発明を実施することができる。すなわち、本発明は、無線基地局が有するコンピュータシステムに、セル内端末数ｍと閾値Ｍ０との比較結果に応じて共通チャネルと個別チャネルとを切り換える機能を実現させるためのプログラムとしても実施可能である。さらに、本発明は、かかるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体としても実施可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無線基地局が１以上の無線通信端末に共通情報を送信するときの送信電力を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る移動通信網の一部の構成を示すブロック図である。
【図２】 同移動通信網における無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】 閾値Ｍ０の決定方法を説明するための図である。
【図４】 共通チャネルを用いた場合の送信電力および個別チャネルを用いた場合の送信電力と、セル内の無線通信端末の数との関係を示すグラフである。
【図５】 同無線基地局における比較判定部の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１……無線通信端末、２……無線基地局、２１……制御部（選択手段）、２１１……端末数カウント部、２１２……端末数記憶部、２１３……比較判定部、２１４……出力先切換部、２２……共通チャネル通信部（第１の送信手段）、２３……個別チャネル通信部（第２の送信手段）、２４……送信処理部、２２１，２４１……変調部、２２２，２４２……拡散部、２２３，２４３……送信電力制御部、３……交換機、４……セル。
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機に代表される無線通信端末との間で無線チャネルを介した通信を行なう無線基地局、および無線基地局から信号を送信する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の無線通信端末の普及に伴い、同一の情報を１以上の無線通信端末に送信するサービスが提供されるに至っている。具体的には、例えばサーバ装置から特定の地域の天気予報を表す情報が送信されるとともに、この情報が、移動通信網内の無線基地局を介して当該無線基地局が形成するセル内に位置する無線通信端末に送信されるといった具合である。この情報は、送信対象となるすべての無線通信端末について共通の無線チャネルを介して送信されるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、共通の無線チャネルを介して情報の送信を行なうときの送信電力は、無線基地局が形成するセルの周縁部近傍に位置する無線通信端末においても良好な通信品質が確保され得るように、比較的高く維持されるのが一般的であった。しかしながら、例えば無線基地局の近傍に位置する無線通信端末のみに情報の送信を行なう場合には、これよりも低い送信電力で良好な通信品質を確保することができる。このように、従来の無線基地局においては、低い送信電力で足りる場合があるにもかかわらず、一律に高い送信電力を維持するようになっていたため、消費電力を低く抑えることが困難であるといった問題があった。
【０００４】
一方、近年の移動通信技術の普及に伴って無線基地局の設置数が増大しているなかでは、各無線基地局における消費電力を低減するための技術が望まれているところである。
【０００５】
本発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、共通情報の送信に要する電力を低く抑えることができる無線基地局、およびこの無線基地局を用いた送信方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る無線基地局は、セル内に位置する１以上の無線通信端末に対し、当該１以上の無線通信端末について共通の無線チャネルを介して共通情報を送信する第１の送信手段と、セル内に位置する１以上の無線通信端末に対し、当該無線通信端末ごとに割り当てられた個別の無線チャネルを介して共通情報を送信する第２の送信手段と、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記第１の送信手段または前記第２の送信手段のいずれかを選択する選択手段とを具備した無線基地局であって、前記選択手段は、特定の数よりも少ない無線通信端末に対して個別の無線チャネルを介して共通情報を送信したときの総送信電力が共通の無線チャネルを介して共通情報を送信したときの総送信電力よりも少なく、当該特定の数よりも多い無線通信端末に対して共通の無線チャネルを介して共通情報を送信したときの総送信電力が個別の無線チャネルを介して共通情報を送信したときの総送信電力よりも少ないとき、当該特定の数に相当する値を閾値としてその閾値と前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数とを比較することを特徴とする。
また、前記第１の送信手段は、前記無線通信端末に対して共通情報を送信するときの送信電力を、セル端近傍における通信品質に応じた電力とする送信電力制御手段を備えてもよい。
更に、前記第２の送信手段は、前記無線通信端末に対して共通情報を送信するときの送信電力を、当該無線通信端末との間の通信品質に応じた電力とする送信電力制御手段を備えてもよい。
【０００７】
この無線基地局によれば、共通情報を無線通信端末に送信する場合の無線チャネルが、当該無線基地局のセル内に位置する無線通信端末の数に応じて、無線通信端末ごとに割り当てられた個別の無線チャネルと１以上の無線通信端末について共通の無線チャネルとのいずれか一方に切り換えられる。すなわち、例えば、前記選択手段は、当該無線通信端末数が前記閾値よりも大きい場合に前記第１の送信手段を選択する一方、前記無線通信端末数が前記閾値よりも小さい場合に前記第２の送信手段を選択する。
【０００８】
更に、上記課題を解決するため、本発明に係る送信方法は、セル内に位置する１以上の無線通信端末に対し無線基地局から共通情報を送信する前に、当該無線基地局が、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数が予め設定された閾値よりも大きいかそれとも小さいかを判断し、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数が予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記１以上の無線通信端末に対し当該１以上の無線通信端末について共通の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する一方、前記無線通信端末数が前記閾値よりも小さい場合に、前記１以上の無線通信端末に対し当該無線通信端末ごとに割り当てられた個別の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する送信方法であって、前記無線基地局が、前記共通の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する場合に、その送信電力をセル端近傍における通信品質に応じた電力とすることを特徴とする。
また、本発明に係る別の送信方法は、セル内に位置する１以上の無線通信端末に対し無線基地局から共通情報を送信する前に、当該無線基地局が、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数が予め設定された閾値よりも大きいかそれとも小さいかを判断し、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数が予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記１以上の無線通信端末に対し当該１以上の無線通信端末について共通の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する一方、前記無線通信端末数が前記閾値よりも小さい場合に、前記１以上の無線通信端末に対し当該無線通信端末ごとに割り当てられた個別の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する送信方法であって、前記無線基地局が、前記個別の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する場合に、その送信電力を当該各無線通信端末との間の通信品質に応じた電力とすることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【００１０】
＜Ａ：移動通信網の構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る移動通信網の構成について説明する。この移動通信網は、当該移動通信網の通信サービスエリア内に位置する無線通信端末に対して、音声通信サービスやデータ通信サービスといった各種の移動通信サービスを提供するネットワークである。無線通信端末は、例えば携帯電話機やＰＨＳ（登録商標）、ページャといった可搬型の通信端末である。
【００１１】
図１に示すように、移動通信網は、各々がアンテナ２６を有する複数の無線基地局２と、複数の無線基地局２が接続された交換機３とを有する。なお、図１においては、図面が煩雑になるのを防ぐため、４台の無線基地局２と、これらが接続されたひとつの交換機３のみが図示されている。しかしながら、実際の移動通信網はより多数の無線基地局２と交換機３とを有し、各交換機３に複数の無線基地局２が接続されるとともに各交換機３同士も接続されている。
【００１２】
図１に示すように、各無線基地局２の周囲にはセル４が形成される。セル４は、これを形成する無線基地局２との間で良好な通信品質を維持した無線通信が可能な領域である。複数の無線基地局２の各々は相互に所定の間隔を隔てて配置され、各無線基地局２のセル４の周縁部分同士が重なるようになっている。そして、無線基地局２は、交換機３から受信した信号を無線チャネルを介してセル４内の無線通信端末１に送信する一方、無線通信端末１から無線チャネルを介して受信した信号を交換機３に送信する。さらに、本実施形態に係る無線基地局２は、セル４内の無線通信端末１と他の通信端末（無線通信端末や有線電話、インターネットに収容されたサーバ装置など）との間の音声通信またはデータ通信を個別的に仲介する機能のほか、他の通信端末から交換機３を介して受信した情報を、複数の無線通信端末１に送信する機能を有する。以下では、このように複数の無線通信端末１に対して共通に送信される情報を「共通情報」と表記する。共通情報は、例えば特定の地域の天気予報、またはニュースや楽曲などを表す情報である。この共通情報は、データや文字、音声、音響、静止画、動画など、いかなる形態の情報であってもよい。
【００１３】
＜Ｂ：無線基地局の構成＞
次に、図２を参照して、無線基地局２のうち共通情報の送信処理に関わる部分の構成を説明する。同図に示すように、無線基地局２は、制御部２１と、共通チャネル通信部２２と、個別チャネル通信部２３と、信号合成部２５とを有する。
【００１４】
制御部２１は、交換機３から受信した共通情報を、共通チャネル通信部２２または個別チャネル通信部２３のいずれか一方に対して選択的に出力するための手段である。具体的には、制御部２１は、端末数カウント部２１１と、端末数記憶部２１２と、比較判定部２１３と、出力先切換部２１４とを有する。このうち端末数カウント部２１１は、一定時間間隔ごとに、当該無線基地局２のセル４内に位置する無線通信端末１の数（以下、「セル内端末数ｍ」と表記する）をカウントするための手段である。無線通信端末１は自由にセル４内外に移動することができるから、セル内端末数ｍは時々刻々と変動する値である。さらに、端末数カウント部２１１は、得られたセル内端末数ｍを比較判定部２１３に出力するとともに当該セル内端末数ｍを端末数記憶部２１２に記憶させる。
【００１５】
比較判定部２１３は、予め定められた閾値Ｍ０と現在のセル内端末数ｍとを比較し、この比較結果に応じて出力先切換部２１４を制御する。より具体的には、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０よりも大きい場合、比較判定部２１３は、共通情報の出力先が共通チャネル通信部２２となるように出力先切換部２１４を制御する。他方、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０よりも小さい場合、比較判定部２１３は、共通情報の出力先が個別チャネル通信部２３となるように出力先切換部２１４を制御する。
【００１６】
次に、共通チャネル通信部２２は、セル４内に位置する無線通信端末１のうち共通情報の送信対象となる１以上の無線通信端末１に対し、共通の無線チャネル（以下、「共通チャネル」と表記する）を介して当該共通情報を送信するための手段である。この共通チャネル通信部２２は、変調部２２１と拡散部２２２と送信電力制御部２２３とを有する。このうち変調部２２１は、所定の搬送波を出力先切換部２１４から供給された共通情報を表す信号によって変調（一次変調）し、これにより得られた信号を拡散部２２２に出力する。拡散部２２２は、この変調部２２１から出力された信号に対して拡散符号を用いた拡散変調（二次変調）を施し、これにより得られた信号を出力する。送信電力制御部２２３は、拡散部２２２から出力された信号の送信電力を制御するための手段である。詳細は後述するが、この送信電力は、セル４の周縁（以下、単に「セル端」と表記する）近傍において受信される電波のＳＮＲ（信号対雑音電力比）が所望の値となるように、すなわちセル端においても良好な通信品質が維持されるように、予め決定されている。
【００１７】
一方、個別チャネル通信部２３は、セル４内に位置する無線通信端末１のうち共通情報の送信対象となる１以上の無線通信端末１に対し、各無線通信端末１ごとに異なる個別の無線チャネル（以下、「個別チャネル」と表記する）を介して当該共通情報を送信するための手段である。この個別チャネル通信部２３は複数の送信処理部２４を有する（図２においては３つの送信処理部２４のみが図示されている）。各送信処理部２４は、１以上の無線通信端末１に共通情報を送信するときに各無線通信端末１に割り当てられる個別チャネルにそれぞれ対応している。
【００１８】
各送信処理部２４は、変調部２４１、拡散部２４２および送信電力制御部２４３を有する。これらの各部は、それぞれ共通チャネル通信部２２の変調部２２１、拡散部２２２および送信電力制御部２２３と同様の機能を有するものである。ただし、複数の送信処理部２４の各々において、拡散部２４２による拡散変調に際して用いられる拡散符号は相互に異なっている。つまり、共通情報の送信対象となる無線通信端末１が複数である場合、当該無線通信端末１の数に対応した送信処理部２４がそれぞれ共通情報に対して一次変調、二次変調および送信電力制御を行ない、この結果、これらの送信処理部２４の各々から出力された信号は、各送信処理部２４の拡散部２４２において用いられた拡散符号に対応した個別チャネルを介して各無線通信端末１に送信されることとなる。
【００１９】
さらに、個別チャネル通信部２３の送信電力制御部２４３は、共通チャネル通信部２２の送信電力制御部２２３とは異なる態様により送信電力の制御を行なう。すなわち、上述した共通チャネル通信部２２の送信電力制御部２２３は、セル端を含むセル４全域にわたって良好な通信品質が維持され得る送信電力となるように制御を行なうものである。これに対し、個別チャネル通信部２３の各送信処理部２４における送信電力制御部２４３は、各無線通信端末１が個別チャネルを介して受信する電波のＳＮＲが所望の値となるように、すなわち各無線通信端末１において良好の通信品質が維持されるように、送信電力の制御を行なう。このように、共通チャネルを用いたときの送信電力は予め決定された一定値であるのに対し、個別チャネルを用いたときの送信電力は、無線基地局２と無線通信端末１の距離や干渉の程度といった通信品質に影響を与え得る種々の要素に応じて変動する値である。
【００２０】
信号合成部２５は、共通チャネル通信部２２または個別チャネル通信部２３から出力された信号を合成し、これにより得られた信号をアンテナ２６に出力する。信号合成部２５から出力された信号は、アンテナ２６から無線チャネル（共通チャネルまたは個別チャネル）を介して、各無線通信端末１に送信される。
【００２１】
＜Ｃ：閾値Ｍ０の決定方法＞
次に、比較判定部２１３においてセル内端末数ｍとの比較の対象となる閾値Ｍ０の決定方法について説明する。この決定方法は、無線基地局２から無線通信端末１に対して共通情報を送信するとき、当該共通情報を個別チャネルを介して送信した場合に要する総送信電力と、当該共通情報を共通チャネルを介して送信した場合に要する総送信電力とを比較することによって閾値Ｍ０を決定する方法である。もっとも、以下に示す方法はあくまでも例示であり、他の方法によって閾値Ｍ０を決定することを妨げるものではない。
【００２２】
上述したように、共通チャネルを用いたときの送信電力は、セル端を含むセル４全域にわたって良好な通信品質が担保されるように決定されている。ここで、例えばセル４内で共通情報の送信対象となる無線通信端末１の数が少なく（例えば１台）、特に無線通信端末１が無線基地局２の近傍に存在するような場合、当該無線通信端末１に対して共通情報を送信するための電力は、当該無線通信端末１との間で良好な通信品質が担保されるために最低限必要な送信電力とすればよいから、共通チャネルを用いたときの送信電力よりも低い電力で足りる場合も考えられる。逆に、セル４内で共通情報の送信対象となる無線通信端末１の数が極めて多い場合には、共通チャネルを用いたときの送信電力の方が、個別チャネルを用いたときの送信電力よりも少なくて足りる場合も考えられる。これらの事情を考慮して、本実施形態においては、無線基地局２が特定の数の無線通信端末１との間で通信を行なう場合において、個別チャネルを用いたときの総送信電力と共通チャネルを用いたときの総送信電力との大小関係が逆転する場合の当該無線通信端末１の数を閾値Ｍ０として用いるものとする。以下、この閾値Ｍ０の具体的決定方法の例について詳述する。
【００２３】
まず、図３に示すように、ひとつの無線基地局２が円形のセル４（半径を「Ｒ」とする）を形成し、このセル４内にＭ台の無線通信端末１が所在する環境を想定する。ただし、説明の便宜上、無線基地局２と各無線通信端末１との間で授受される電波は距離減衰の影響のみを受けるものとし、短区間中央値変動および瞬時変動などは考慮しないものとする。また、以下では、電波の電力の減衰が距離のα乗（α＝３〜４）に比例するものとする。
【００２４】
まず、無線基地局２から共通チャネル（単一の無線チャネル）を介して共通情報を送信するとき、セル端において受信される信号のＳＮＲ（信号対雑音電力比）がＧとなる送信電力Ｐａを考える。無線基地局２における雑音レベルをＮとすれば、
（Ｐａ×Ｒ- α）／Ｎ＝Ｇ
したがって、Ｐａ＝ＧＮＲα となる。
一方、無線基地局２から個別チャネルを介して共通情報を送信するとき、すべての無線通信端末１において受信される信号のＳＮＲがＧとなる送信電力Ｐｂを考える。まず、無線基地局２から距離ｒの地点に位置する無線通信端末１の受信ＳＮＲがＧとなることから、
（Ｐ（ｒ）×ｒ- α）／Ｎ＝Ｇ
ただし、Ｐ（ｒ）は、無線基地局２から距離ｒの地点に位置する無線通信端末１に対して共通情報を送信する場合の送信電力である。したがって、
Ｐ（ｒ）＝ＧＮｒα
さらに、複数の無線通信端末１がセル４内に均等に分布しているものと仮定すれば、ひとつの無線通信端末１に対する平均送信電力Ｐｂ’は、上記Ｐ（ｒ）についてセル４の全域にわたって面積平均を求めればよく、
【数１】
Ｐｂ＝Ｍ×Ｐｂ’＝Ｍ×２ＧＮＲα／（α＋２）
＝２ＭＰａ／（α＋２）
となる。
【００２５】
図４は、以上の結果を示したグラフである。なお、同図に示すグラフでは、縦軸に無線基地局２における総送信電力Ｐをとり、横軸にセル４内の無線通信端末１の数Ｍをとっている。同図において、Ａは共通チャネルを用いた場合の送信電力Ｐａを、Ｂは個別チャネルを用いた場合の総送信電力Ｐｂをそれぞれ表す。また、送信電力Ｐａと送信電力Ｐｂとの交点における無線通信端末１の数Ｍ０は、Ｍ０＝（α＋２）／２となる。
【００２６】
図４からも明らかなように、セル４内の無線通信端末数ＭがＭ０よりも小さい場合には総送信電力Ｐｂが総送信電力Ｐａよりも低くなる一方、セル４内の無線通信端末数ＭがＭ０よりも大きい場合には総送信電力Ｐａが総送信電力Ｐｂよりも低くなる。本実施形態においては、この値Ｍ０を閾値として用いる。すなわち、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０よりも小さい場合には個別チャネルを用いた通信を行ない、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０よりも大きい場合には共通チャネルを用いた通信を行なうことによって、無線基地局２における総送信電力Ｐを低く抑えることができるのである。
【００２７】
以上が閾値Ｍ０の決定方法の一例である。
ところで、上記決定方法においてはセル４内に複数の無線通信端末１が均等に分布すると仮定した。しかしながら、現実には、無線基地局２は無線通信端末１の所有者が集まる箇所に設置されるのが一般的である。このため、複数の無線通信端末１が無線基地局２の近傍に偏在する傾向にあると考えられる。したがって、個別チャネルを用いたときの実際の総送信電力は、セル４内に無線通信端末１が均等に分布すると仮定したときの総送信電力Ｐｂよりも低くなると考えられる。つまり、図４における直線Ｂの傾きは現実にはより小さいと考えられるから、実際の閾値Ｍ０の値は、上記決定方法によって得られた閾値Ｍ０よりも大きい値を用いることも考えられる。
【００２８】
＜Ｄ：実施形態の動作＞
次に、本実施形態の動作について、特に無線基地局２の動作を中心に説明する。
まず、無線通信端末１に対して所定の操作がなされると、共通情報を要求する旨の信号が当該無線通信端末１から送信される。この信号は、無線基地局２から交換機３を介して、共通情報を記憶するサーバ装置（図示略）に至る。この結果、要求された共通情報がサーバ装置から当該無線通信端末１宛てに送信される。この共通情報は交換機３を介して、無線通信端末１が所在しているセル４を形成する無線基地局２に供給される。一方、無線基地局２は、交換機３から受信した共通情報を共通チャネルまたは個別チャネルのいずれかを介して送信する。以下、このときの無線基地局２の動作について詳述する。
【００２９】
まず、無線基地局２内の端末数カウント部２１１は、一定時間間隔ごとに、その時点におけるセル内端末数ｍをカウントする。詳述すると、以下の通りである。
【００３０】
無線基地局２は、当該無線基地局２が形成するセル４内に現に存在する１または複数の無線通信端末１の各々について、その識別情報を記憶する記憶部（図示略。以下、この記憶部を「識別情報記憶部」と表記する）を有する。すなわち、新たにセル４内に移動した無線通信端末１は、その移動先を位置登録装置（いわゆるロケーションレジスタ）に登録するために、当該無線通信端末１の識別情報を含む位置登録要求を送信する。この位置登録要求は、無線基地局２によって受信された後、交換機３を介して位置登録装置に送信される。このとき、無線基地局２においては、この位置登録要求に含まれる無線通信端末１（当該無線基地局２のセル４内に位置する無線通信端末１）の識別情報を、上記識別情報記憶部に記憶する。一方、セル４内の無線通信端末１が他のセル４に移動しつつあるとき、移動元のセル４を形成する無線基地局２は、無線通信端末１から受信レベルが一定値以下に低下したことを当該無線通信端末１から通知される。この通知を受けた無線基地局２は、当該無線通信端末１が用いる無線チャネルを移動先のセル４を形成する無線基地局２の無線チャネルに切り換えるハンドオーバ処理を行なう。ハンドオーバ処理が完了すると、移動元の無線基地局２は、識別情報記憶部に記憶された無線通信端末１の識別情報のうち、他のセル４に移動した無線通信端末１の識別情報を削除する。これらの処理により、識別情報記憶部には、当該無線基地局２が形成するセル４内に現に存在する無線通信端末１の識別情報が記憶されることとなる。端末数カウント部２１１は、一定時間間隔ごとに識別情報記憶部に記憶された識別情報の数をカウントすることによってセル内端末数ｍを取得するのである。こうして求められたセル内端末数ｍは、端末数記憶部２１２に記憶されるとともに、比較判定部２１３に出力される。
【００３１】
一方、比較判定部２１３は、端末数カウント部２１１から通知されたセル内端末数ｍに基づいて出力先切換部２１４を制御する。以下、図５を参照して、比較判定部２１３の動作について詳述する。
【００３２】
いま、出力先切換部２１４は、共通情報の出力先として共通チャネル通信部２２を選択しているものとする（ステップＳ１）。比較判定部２１３は、端末数カウント部２１１からセル内端末数ｍを通知されると、このセル内端末数ｍが前回通知されたセル内端末数ｍ’からみて変化しているか否かを判定する（ステップＳ２）。より具体的には、比較判定部２１３は、端末数記憶部２１２に記憶されたセル内端末数のうち前回通知されたセル内端末数ｍ’を読み出すとともに、このセル内端末数ｍ’と今回通知されたセル内端末数ｍとが異なっているか否か、すなわちセル内端末数ｍに変化が生じているか否かを判定する。この結果、セル内端末数ｍが変化していないと判定した場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、比較判定部２１３は、出力先切換部２１４に対して何ら指示を与えることなく次にセル内端末数ｍが通知されるまで待機する。
【００３３】
これに対し、セル内端末数ｍが変化したと判定した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、比較判定部２１３は、当該セル内端末数ｍと予め定められた閾値Ｍ０とを比較し、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。上述したように、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０以上である場合には、共通チャネルを用いて通信を行なった方が総送信電力を低く抑えることができる。したがって、上記判定の結果、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０以上であると判定した場合、比較判定部２１３は、出力先切換部２１４に対して何ら指示を与えることなく、セル内端末数ｍの変化の監視を再開する（ステップＳ２）。この場合、共通情報の出力先は共通チャネル通信部２２のまま維持されることとなる。
【００３４】
一方、上述したように、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０未満である場合には、個別チャネルを用いて通信を行なった方が総送信電力を低く抑えることができる。したがって、ステップＳ３における判定においてセル内端末数ｍが閾値Ｍ０未満であると判定した場合、比較判定部２１３は、出力先切換部２１４に対して、共通情報の出力先を個別チャネル通信部２３に切り換えるべき旨の指示を与える（ステップＳ４）。この指示を受けた出力先切換部２１４は、共通情報の出力先を個別チャネル通信部２３に切り換える。こうして各個別チャネル通信部２３に出力された共通情報は、送信対象となる１以上の無線通信端末１の各々に対応する送信処理部２４において一次変調、拡散変調および電力制御を施された後、信号合成部２５において合成される。こうして得られた信号は、アンテナ２６を介して各無線通信端末１に送信される。ここで、各送信処理部２４の拡散部においては異なる拡散符号による拡散変調が施されるから、共通情報は、送信対象たる各無線通信端末１ごとに異なる無線チャネル（個別チャネル）を介して送信されることとなる。
【００３５】
出力先切換部２１４に対して指示を与えた後、端末数カウント部２１１から新たなセル内端末数ｍを通知されると、比較判定部２１３は、ステップＳ２と同様の処理によってセル内端末数ｍが変化したか否かを判定し（ステップＳ５）、変化している場合には当該セル内端末数ｍが閾値Ｍ０未満であるか否かを判定する（ステップＳ６）。この結果、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０未満であると判定した場合には、個別チャネルを用いて通信を行なった方が総送信電力を低く抑えることができるから、比較判定部２１３は出力先切換部２１４に対して何ら指示を与えることなくセル内端末数ｍの監視を再開する（ステップＳ６；Ｙｅｓ、ステップＳ５）。この場合、共通情報の出力先は個別チャネル通信部２３のまま維持される。これに対し、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０未満でない（つまり、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０以上である）と判定した場合には、共通チャネルを用いて通信を行なった方が総送信電力を低く抑えることができるから、比較判定部２１３は、出力先切換部２１４に対して、共通情報の出力先を共通チャネル通信部２２に切り換えるべき旨の指示を与える（ステップＳ１）。この指示を受けた出力先切換部２１４は、共通情報の出力先を共通チャネル通信部２２に切り換える。こうして共通チャネル通信部２２に出力された共通情報は、一次変調、拡散変調および送信電力制御を施される。そして、共通チャネル通信部２２から出力された共通情報は、信号合成部２５を介してアンテナ２６に至り、各無線通信端末１に送信される。ここで、共通チャネル通信部２２の拡散部２２１においては単一の拡散符号を用いた拡散変調が行なわれるから、共通情報は、送信対象たるすべての無線通信端末１について共通の無線チャネル（共通チャネル）を介して送信される。
【００３６】
以後、上述したステップＳ１ないしＳ６の処理が繰り返される結果、セル内端末数ｍに応じて、共通情報が送信される無線チャネルが共通チャネルまたは個別チャネルのいずれか一方に切り換えられることとなる。他方、共通情報を受信した無線通信端末１においては、当該共通情報を表示部に表示するといった各種の処理が実行される。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によれば、共通情報を無線通信端末１に送信するに際し、セル内端末数ｍに応じて共通チャネルを用いるか個別チャネルを用いるかが切り換えられるため、無線基地局２における送信電力を低く抑えることができる。
【００３８】
また、無線基地局２の構成上の制約から、共通情報を送信すべき個別チャネルの数には限界がある。したがって、共通チャネルを用いることなく個別チャネルのみによって共通情報を送信する構成を採った場合には、当該共通情報を受信できる無線通信端末１の数が制限されることとなる。これに対し、本実施形態によれば、セル内端末数ｍが閾値Ｍ０を越えた場合には共通チャネルに切り換えられるため、共通情報を受信可能な無線通信端末１の数が制限されることはない。
【００３９】
＜Ｅ：変形例＞
以上この発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００４０】
＜Ｅ−１：変形例１＞
上記実施形態においては、ＣＤＭＡ方式に対応した無線基地局２を例示したが、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式やＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式に対応した無線基地局、またはこれらの方式を組み合わせて採用した無線基地局にも本発明を適用可能である。すなわち、ＦＤＭＡ方式に対応した無線基地局においては、単一の周波数に対応する共通チャネルを介した情報送信と、異なる複数の周波数に対応する複数の個別チャネルを介した情報送信とを、セル内端末数ｍに応じて切り換える構成とすればよい。また、ＴＤＭＡ方式に対応した無線基地局においては、単一のタイムスロットに対応する共通チャネルを介した情報送信と、異なる複数のタイムスロットに対応する複数の個別チャネルを介した情報送信とを、セル内端末数ｍに応じて切り換える構成とすればよい。
【００４１】
＜Ｅ−２：変形例２＞
上記実施形態においては、無線基地局２内の端末数カウント部２１１が、識別情報記憶手段に記憶された識別情報の数をカウントすることによってセル内端末数ｍを取得する構成としたが、セル内端末数ｍの取得方法はこれに限られるものではない。例えば、各無線基地局２のセル４内に位置する無線通信端末１の識別情報（または無線通信端末の数）を交換機３や位置登録装置において記憶する一方、無線基地局１が、交換機３や位置登録装置に対してセル内端末数ｍを問い合わせる構成としてもよい。要は、いかなる方法によるかを問わず、無線基地局２においてセル内端末数ｍを取得できればよいのである。
【００４２】
＜Ｅ−３：変形例３＞
閾値Ｍ０の決定方法は、上記実施形態に示した方法に限られるものではない。すなわち、上記実施形態においては、図３に示した特殊な（理想的）状況を想定して閾値Ｍ０を決定したが、現実の移動通信網においては、近接する他の無線基地局からの電波による干渉や多重伝搬路（マルチパス）の発生など、無線基地局２からの送信電波に影響を与え得る種々の要素が存在する。したがって、実際にはこれらの要素を考慮して、セル４内の無線通信端末の数と個別チャネルおよび共通チャネルを用いたときの総送信電力との関係を統計的に求め、これらの総送信電力の大小関係が逆転するときの無線通信端末１の数を閾値Ｍ０として用いることが望ましい。
【００４３】
＜Ｅ−４：変形例４＞
本発明に係る送信方法を無線基地局に実行させるためのプログラムとしても本発明を実施することができる。すなわち、本発明は、無線基地局が有するコンピュータシステムに、セル内端末数ｍと閾値Ｍ０との比較結果に応じて共通チャネルと個別チャネルとを切り換える機能を実現させるためのプログラムとしても実施可能である。さらに、本発明は、かかるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体としても実施可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無線基地局が１以上の無線通信端末に共通情報を送信するときの送信電力を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る移動通信網の一部の構成を示すブロック図である。
【図２】 同移動通信網における無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】 閾値Ｍ０の決定方法を説明するための図である。
【図４】 共通チャネルを用いた場合の送信電力および個別チャネルを用いた場合の送信電力と、セル内の無線通信端末の数との関係を示すグラフである。
【図５】 同無線基地局における比較判定部の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１……無線通信端末、２……無線基地局、２１……制御部（選択手段）、２１１……端末数カウント部、２１２……端末数記憶部、２１３……比較判定部、２１４……出力先切換部、２２……共通チャネル通信部（第１の送信手段）、２３……個別チャネル通信部（第２の送信手段）、２４……送信処理部、２２１，２４１……変調部、２２２，２４２……拡散部、２２３，２４３……送信電力制御部、３……交換機、４……セル。
Claims (5)
- セル内に位置する１以上の無線通信端末に対し、当該１以上の無線通信端末について共通の無線チャネルを介して共通情報を送信する第１の送信手段と、
セル内に位置する１以上の無線通信端末に対し、当該無線通信端末ごとに割り当てられた個別の無線チャネルを介して共通情報を送信する第２の送信手段と、
前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記第１の送信手段または前記第２の送信手段のいずれかを選択する選択手段と
を具備した無線基地局であって、
前記選択手段は、
特定の数よりも少ない無線通信端末に対して個別の無線チャネルを介して共通情報を送信したときの総送信電力が共通の無線チャネルを介して共通情報を送信したときの総送信電力よりも少なく、当該特定の数よりも多い無線通信端末に対して共通の無線チャネルを介して共通情報を送信したときの総送信電力が個別の無線チャネルを介して共通情報を送信したときの総送信電力よりも少ないとき、当該特定の数に相当する値を閾値としてその閾値と前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数とを比較する
ことを特徴とする無線基地局。 - 前記第１の送信手段は、
前記無線通信端末に対して共通情報を送信するときの送信電力を、セル端近傍における通信品質に応じた電力とする送信電力制御手段
を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。 - 前記第２の送信手段は、
前記無線通信端末に対して共通情報を送信するときの送信電力を、当該無線通信端末との間の通信品質に応じた電力とする送信電力制御手段
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線基地局。 - セル内に位置する１以上の無線通信端末に対し無線基地局から共通情報を送信する前に、当該無線基地局が、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数が予め設定された閾値よりも大きいかそれとも小さいかを判断し、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数が予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記１以上の無線通信端末に対し当該１以上の無線通信端末について共通の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する一方、前記無線通信端末数が前記閾値よりも小さい場合に、前記１以上の無線通信端末に対し当該無線通信端末ごとに割り当てられた個別の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する送信方法であって、
前記無線基地局が、前記共通の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する場合に、その送信電力をセル端近傍における通信品質に応じた電力とすること
を特徴とする送信方法。 - セル内に位置する１以上の無線通信端末に対し無線基地局から共通情報を送信する前に、当該無線基地局が、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数が予め設定された閾値よりも大きいかそれとも小さいかを判断し、前記共通情報の送信対象となる無線通信端末数が予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記１以上の無線通信端末に対し当該１以上の無線通信端末について共通の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する一方、前記無線通信端末数が前記閾値よりも小さい場合に、前記１以上の無線通信端末に対し当該無線通信端末ごとに割り当てられた個別の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する送信方法であって、
前記無線基地局が、前記個別の無線チャネルを介して前記共通情報を送信する場合に、その送信電力を当該各無線通信端末との間の通信品質に応じた電力とすること
を特徴とする送信方法。
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