JP5423582B2 - 無線基地局、無線パラメータの調整方法 - Google Patents

無線基地局、無線パラメータの調整方法 Download PDF

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Description

本発明は、移動通信システムにおいて基地局の無線パラメータを調整する技術に関する。
従来、移動通信システムでは、予めサービスを提供する通信事業者がセルカバレッジ、すなわち無線基地局（以下、単に「基地局」という。）毎の移動端末に対するサービスエリアを決定し、そのセルカバレッジが得られるように基地局に対して無線パラメータを設定している。この無線パラメータは例えば、基地局の各セルに対する送信電力、アンテナの高さ、アンテナパタン、及びチルト角等である。所定の上記無線パラメータを設定してシステムの運用を開始した場合、システムの運用条件の変更、無線環境の変化（例えば、新規の建造物によるパスロス(path loss)の変化）によって当初予定していたセルカバレッジが後発的に得られなくなることがある。そこで通信事業者は、システムのユーザに対する通信サービスの品質を維持するため、基地局からの電波の受信電力を電波測定装置等で測定することにより、基地局のセルカバレッジを測定している。その測定結果としてのセルカバレッジ（測定セルカバレッジ）と、当初予定していた目標とするセルカバレッジ（目標セルカバレッジ）とが比較され、必要に応じて上記無線パラメータの変更が定期的又は不定期に行われる。
一方、上記無線パラメータを動的に調整する方法として、アンテナパタンの自動設定を行う基地局について開示されている。この基地局によれば、自局において観測された無線資源の使用量の統計値に基づいて、自局における無線資源の使用状況を判定し、その判定された無線資源の使用状況に基づいて、自局のアンテナパタンが指定される。無線資源の使用量は、自セルにおける上りリンクの干渉量や総送信電力に基づいて決定される。
特開２００８−４８１０７号公報
しかしながら、測定セルカバレッジを得るための、定期的又は不定期での電波測定装置等を使用した受信電力の測定には、時間も人手も掛かる。そのため、短時間毎に上記無線パラメータを更新することは困難であるが、移動通信システム内の無線環境の変化は常に生じうる。よって、上記無線パラメータの更新が適時に行われず、測定セルカバレッジと目標セルカバレッジが乖離する、すなわち、サービス外のエリアが多く生ずるという虞がある。
一方、無線パラメータを動的に調整するための上述した従来の方法では、基地局は、自セルにおける無線資源の使用量のみが考慮され、自セル内の移動端末と他セルとの無線リンクの状況が考慮されていない。そのため、この従来の方法は、複数の基地局を含むエリア内の通信環境について全体的な最適化を図る観点から好ましくない。例えば、ある基地局において無線資源の使用量の観点から最適な無線パラメータが設定されたとしても、その無線パラメータの設定が、その基地局に隣接する他の基地局にとって好ましくないものとなりうる場合が存在する。
よって、発明の１つの側面では、自局を含む複数の無線基地局がカバーするエリアにとって好ましい無線環境となるように無線パラメータを動的に設定することができる無線基地局、及びその無線パラメータの調整方法を提供することを目的とする。
第１の観点では、無線パラメータの値に応じたセルを形成する無線基地局が提供される。
この無線基地局は、
（Ａ）自局と接続する移動端末から送信された信号を受信する受信部；
（Ｂ）自局と接続する移動端末における、自局の送信信号の受信品質の値である第１の受信品質と、他の無線基地局の送信信号の受信品質の値である第２の受信品質とに基づいて、自局の無線パラメータの値を調整する調整部；
を備える。
第２の観点では、無線パラメータの値に応じたセルを形成する無線基地局における、無線パラメータの調整方法が提供される。
この無線パラメータの調整方法は、
（Ｃ）自局と接続する移動端末における、自局についての送信信号の受信品質の値である第１の受信品質と、他の無線基地局についての送信信号の受信品質の値である第２の受信品質とを取得すること；
（Ｄ）上記第１の受信品質及び上記第２の受信品質に基づいて、自局の無線パラメータの値を調整すること；
を含む。
開示の無線基地局、無線パラメータの調整方法によれば、自局を含む複数の無線基地局がカバーするエリアにとって好ましい無線環境となるように無線パラメータを動的に設定することができる。
第１の実施形態の無線通信システムの概要を示す図。 第１の実施形態の移動通信システムにおいて、ある基地局に対して隣接する基地局が１局のみである状況を示す図。 第１の実施形態の無線通信システムにおいて、移動端末が接続局と隣接局の双方に接続していると仮定した状況を概念的に示す図。 第１の実施形態の移動通信システムにおいて、ある基地局に対して隣接する基地局が２局以上存在する状況の一例を示す図。 第１の実施形態の基地局の構成の要部を示すブロック図。 第１の実施形態の基地局において、アンテナのチルト角の調整に関する基地局の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態の基地局において、移動端末の接続局からの距離に対する、接続局と隣接局の間での平均SINRの重み付け係数の設定例を示す図。 第２の実施形態の無線通信システムにおいて、移動端末が接続局と隣接局の双方に接続していると仮定した状況を概念的に示す図。 第２の実施形態の無線通信システムにおいて、各移動端末が位置情報を接続局に報告する態様を示す図。 第２の実施形態の無線通信システムにおいて、接続局と隣接局のセル半径の違いを幾何学的に示す図。 第２の実施形態の移動通信システムにおいて、ある基地局に対して隣接する基地局が２局以上存在する状況の一例を示す図。 第４の実施形態の基地局の制御クロック生成部の好ましい構成を示す図。 第６の実施形態の移動通信システムにおいて、ある基地局に対して隣接する基地局が２局以上存在する状況の一例を示す図。 第６の実施形態の基地局において、移動端末の接続局及び隣接局からの受信電力に対する、接続局と隣接局の間での平均SINRの重み付け係数の設定例を示す図。
（１）第１の実施形態
（１−１）無線通信システム
図１に本実施形態の無線通信システムの概要を示す。図１に示すように、本実施形態の無線通信システムには、所定のエリア内に複数の無線基地局（以下、単に「基地局」という。）が存在し、各基地局の無線パラメータに応じたセルを形成している。各セルには、基地局と接続している複数の移動端末が存在する。各基地局の無線パラメータは、例えば、送信電力、アンテナの高さ、アンテナパタン、アンテナアジマス、及びチルト角等であり得る。本実施形態では一例として、無線基地局によって調整可能な無線パラメータがアンテナのチルト角である場合を例にして説明する。
本実施形態の無線通信システムにおける各基地局は、移動端末に対して既知の参照信号（例えばパイロット信号）を送信している。この参照信号を受信した各移動端末は、参照信号の受信電力を測定し、受信電力の値を自端末と接続している基地局に対して報告する。このとき、各移動端末は、自端末と接続している基地局（以下、適宜「接続局」という。）から受信した参照信号の受信電力の値だけではなく、隣接する他の基地局（以下、適宜「隣接局」という。）から受信した参照信号の受信電力の値についても、UE Measurement Reportとして接続局に対して報告する。このUE Measurement Reportのタイミングは例えば、移動端末のハンドオーバのタイミング、又は接続局から報告を指示されるタイミングである。
本実施形態において、接続局から受信した参照信号の受信電力の値だけではなく、隣接局から受信した参照信号の受信電力の値についても報告するのは、アンテナのチルト角を調整するに当たって、他セルとの間の干渉の影響をも考慮した評価量を得るためである。本実施形態では、下りの受信品質、すなわち下りの平均SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio；信号対干渉雑音比)を評価量とし、各基地局は、この評価量に基づいて無線パラメータであるアンテナのチルト角を調整する。
（１−２）基地局における評価量の算出
次に、アンテナのチルト角を調整するに当たって各基地局で算出される評価量について説明する。各基地局において他セルの影響が評価量に適切に反映されるようにするため、評価量を、各基地局の配下の移動端末が他の基地局とも接続していると仮定した場合の下りの平均SINRとする。この平均SINRの算出方法について、以下説明する。
先ず、図２に示すように、基地局#sにはNUE(s)個の移動端末#j(j=1, 2, …, NUE(s))が接続されており、隣接する基地局が基地局#nのみである場合を想定する。基地局#sの配下の任意の移動端末#jに関し、接続局#sからの信号受信電力をSs(j)とし、隣接局#nからの信号受信電力をSn(j)とし、隣接局以外の他の基地局からの干渉および熱雑音をも含めた全受信電力をStotal(j)とする。このとき、移動端末#jのSINRである
は、以下の式(1)で表される。
式(1)に基づき、基地局#sの平均SINRである
は、以下の式(2)で表される。なお、式(2)において、
は基地局#sに接続するすべての移動端末に対して和をとることを意味する。
基地局#sにおいて式(2)に基づき算出される平均SINRである
は、自局に接続されている移動端末の平均SINRである。本実施形態ではさらに、他セルの影響が評価量に適切に反映されるようにするため、移動端末#jが隣接局#nにも接続していると仮定した場合の
を以下の式(3)に示すように算出する。
式(1)及び(3)に基づき、基地局#sにおいて、アンテナのチルト角を調整するに当たっての評価量である
は、以下の式(4)に示すものとなる。
なお、式(4)では各移動端末が隣接局#nにも接続していると仮定しているため、適切な平均値が得られるように式(4)の演算に当たっては、図３に概念的に表すように、
を実際の１端末につき２端末分カウントすることに注意を要する。
上述した議論は基地局#sに隣接する基地局が１局のみの場合であるが、隣接局が複数存在する場合には以下のように拡張することができる。
先ず、移動端末#jが接続する接続局#sの隣接局の集合をNb(j)と表し、基地局#nがNb(j)に含まれる基地局要素（つまり、Nb(j)に属する基地局）である場合に基地局#n∈Nb(j)であると定義する。図４は、接続局#sの隣接局として基地局#1, #2の２局が存在する場合を例示しているが、この場合にはNb(j)={#1, #2}である。移動端末#jが、基地局#n∈Nb(j)である基地局#nにも接続していると仮定した場合の
は、上記式(3)と同様に、式(5)で示される。
式(1)及び(5)に基づき、基地局#sにおいて、アンテナのチルト角を調整するに当たっての評価量である
は、以下の式(6)に示すものとなる。
なお、式(6)における
は、移動端末#jが接続する基地局#sの隣接局の集合Nb(j)に含まれる基地局の局数|Nb(j)|を用いて式(7)に示すように表される。つまり、移動端末#jがNb(j)に属する複数の隣接局#nにも接続していると仮定しているため、適切な平均値が得られるように、
を実際の１端末につき(1+|Nb(j)|)個の端末分カウントすることに注意を要する。
本実施形態の無線通信システムでは、各基地局において式(4)又は式(6)により算出された
が、アンテナのチルト角を調整するに当たっての評価量となる。
（１−３）基地局の構成
次に、基地局の構成について、図５を参照して説明する。図５は、基地局の構成の要部を示すブロック図である。
図５を参照すると、本実施形態の基地局は、送受信共用のアンテナ１０、チルト角調整機構１１、受信部１２、復調復号部１３、受信品質算出部１４、参照信号生成部１５、符号化変調部１６、送信部１７、チルト角制御部１８、及び制御クロック生成部１９を備える。チルト角調整機構１１及びチルト角制御部１８は、基地局の無線パラメータ（本実施形態では、アンテナのチルト角）の値を調整する調整部を構成する。
受信部１２は、帯域制限フィルタ、ローノイズアンプ（LNA: Low Noise Amplifier）、ローカル周波数発信器、直交復調器、AGC(Automatic Gain Control)アンプ、A/D(Analog to Digital)変換器などを含む。受信部１２は、アンテナ１０において移動端末から受信したRF信号をデジタルベースバンド信号に変換する。受信部１２ではさらに、受信信号をデータ信号、制御信号、及びパイロット信号等の参照信号に分離する処理を行う。
復調復号部１３は、データ信号及び制御信号に対して復調及び復号処理を行う。このとき、受信部１２で分離された参照信号から得られるチャネル推定値に基づいて、データ信号及び制御信号についてのチャネル補償が行われる。
受信品質算出部１４は、受信した制御信号に含まれる受信電力報告値に基づいて、自局と接続している移動端末ごとに、アンテナのチルト角を調整するに当たっての評価量としての
を算出する。各移動端末から受信する制御信号には、自局の送信信号の受信電力報告値とともに、隣接する他局の送信信号の受信電力報告値が含まれている。受信品質算出部１４において行われる
の算出処理は、上記式(4)又は式(7)に示した方法に基づく。
参照信号生成部１５は、移動端末における受信電力の測定、すなわちUE Measurement Reportの基礎となる参照信号を生成する。
符号化変調部１６は、移動端末ごとのデータ信号、制御信号、及び参照信号生成部１５により生成された参照信号に対して符号化及び変調処理を行うとともに、データ信号、制御信号、及び参照信号を多重化する。送信部１７は、D/A(Digital to Analog)変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備え、多重化された送信信号を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナ１０から空間へ放射する。
チルト角制御部１８では、マイクロコントローラを主体として構成され、アンテナ１０のチルト角調整のためのアルゴリズムを実行する。このアルゴリズムは、受信品質算出部１４で算出される
がチルト角の調整前後で増加するようにチルト角調整量を決定するとともに、そのチルト角調整量に相当する制御信号をチルト角調整機構１１へ送出する。
チルト角調整機構１１は、チルト角制御部１８からの制御信号に応じてアンテナ１０のチルト角を調整する。チルト角調整機構１１に実装される調整機構として、公知の機構を利用することができ、ここでは詳細に説明しない。アンテナを支持する部材をモータによって駆動することによって、実際に傾斜させるアンテナのチルト角を制御する機械的機構としては、例えば特開2005-051409号公報に開示されているものがある。また、鉛直方向に複数のアンテナユニットを設け、各アンテナユニットに対する給電の位相を制御することで、実際にアンテナを傾斜させることなく、実質的にアンテナのチルト角方向の指向性を調整する電気的機構としては、例えば特許4040042号公報に開示されているものがある。
なお、受信品質算出部１４及びチルト角制御部１８の動作タイミングは、制御クロック生成部１９によって生成される制御クロックCLKによって制御される。
（１−４）基地局における動作
次に、アンテナのチルト角の調整に関する基地局の動作について、図６を参照して説明する。図６は、アンテナのチルト角の調整に関する基地局の動作を示すフローチャートである。
先ず、制御クロック生成部１９から制御クロックを受信したことを契機として、チルト角制御部１８において、アンテナ１０のチルト角調整のためのアルゴリズムが起動する（ステップＳ１０のYES）。さらに、受信品質算出部１４は、移動端末から受信した制御信号に含まれる受信電力報告値に基づいて、自局と接続している移動端末ごとに、アンテナのチルト角を調整するに当たっての評価量としての
を算出し（ステップＳ１２）、算出した
をチルト角制御部１８へ与える。ステップＳ１２で算出された
が所定の目標値以上であれば何もしないが、その目標値以下であれば（ステップＳ１４のNO）、チルト角制御部１８は、アンテナ１０のチルト角を所定量Δθだけ変化させるようにチルト角調整機構１１を制御する（ステップＳ１６）。
なお、図６のフローチャートでは、
を目標値と比較するステップ（ステップＳ１４）を記載したが、このステップは必須ではない。
次に、受信品質算出部１４は、自局と接続している移動端末ごとに、アンテナ１０のチルト角が所定量Δθだけ変化させられた後の受信電力報告値に基づいて、
を算出し（ステップＳ１８）、算出した
をチルト角制御部１８へ与える。チルト角制御部１８は、ステップＳ１２で得られた
と、ステップＳ１８で得られた
の変化分、すなわち
を算出する（ステップＳ２０）。
であれば（ステップＳ２２のYES）、評価量としての平均SINRが改善されたことを意味するため、チルト角制御部１８は、ステップＳ１６におけるチルト角の変化量Δθによる調整が適切であったと判断して終了する。逆に、
であれば（ステップＳ２２のNO）、評価量としての平均SINRが改善されないか、又は悪化したことを意味するため、チルト角制御部１８は、ステップＳ１６におけるチルト角の変化量Δθによる調整が不適切であったと判断し、アンテナ１０のチルト角をステップＳ１６の処理の前の値に戻すようにチルト角調整機構１１を制御して終了する。
なお、アルゴリズムの起動後、ステップＳ１６においてアンテナ１０のチルト角を所定量Δθだけ変化させる方向（チルト角を浅くするか、深くするかのいずれかの方向）は、例えば乱数発生器などを用いてランダムに設定することができる。その場合、アルゴリズムの起動後のチルト角の変化の方向がいずれになるかの確率は、それぞれ0.5としておくことが好ましい。
また、ステップＳ２２を経て今回のアルゴリズムのルーチンを終了するときには、次回のアルゴリズムの起動後のステップＳ１６におけるチルト角の変化方向は、今回のアルゴリズムのステップＳ１６におけるそれと同一方向であることが好ましい。一方、ステップＳ２４を経て今回のアルゴリズムのルーチンを終了するときには、次回のアルゴリズムの起動後のステップＳ１６におけるチルト角の変化方向は、今回のアルゴリズムのステップＳ１６におけるそれと逆方向であることが好ましい。
以上説明したように、本実施形態の移動通信システムでは、他セルとの間の干渉の影響を考慮した評価量に基づいて、基地局の無線パラメータとしてのアンテナのチルト角を調整する。この評価量は、自局の送信信号（本実施形態では、参照信号）の受信品質の値である第１の受信品質
と、他の無線基地局の送信信号の受信品質の値である第２の受信品質
とによって算出される。そのため、各基地局におけるアンテナのチルト角の調整結果は、他セルによる影響が適切に反映される。その結果、自局を含む複数の無線基地局がカバーするエリアにとって好ましい無線環境となるようなアンテナのチルト角を動的に設定することができるようになる。
例えば、自局のセルの境界近傍に多くの移動端末が存在する場合に、仮に自セル内の移動端末の受信品質のみをチルト角制御における評価量としたならば、自局のセルの境界近傍にある移動端末の受信品質を良好にするようにアンテナのチルト角を浅く設定して、セルカバレッジを拡張する可能性がありうる。このチルト角設定は他セルにおける信号干渉を増加させることになる。しかしながら、チルト角の調整前に既に自局のセルの境界近傍の移動端末が他の基地局との通信が良好であったならば、そのようなチルト角設定は自局のセルの境界近傍の移動端末にとって特に意味はなく、自セルを含む所定のエリア全体の通信環境にとってみれば基地局間の干渉が増加して有益なものとならない。これに対して、本実施形態の基地局は、自局が接続している移動端末の他セルとの間の受信品質をも考慮した上でアンテナのチルト角の調整を行うため、自局を含む複数の無線基地局がカバーするエリアにとって好ましい無線環境が得られるようになる。
（２）第２の実施形態
以下、第２の実施形態の移動通信システムについて説明する。
本実施形態の移動通信システムでは、第１の実施形態のものと比較して、アンテナのチルト角を調整するに当たっての評価量としての
の算出方法が相違する。すなわち、第１の実施形態では、式(4)又は式(6)に示したように、
を算出するに当たって移動端末#jについての
を1:1で加算したが、本実施形態では、移動端末#jについての
を移動端末の基地局からの距離に応じた重み付けをもって加算するようにする。移動端末は、ある基地局との間の距離が近いほど、その基地局に接続している確率（又は期待値）が高いと推定できる。この点を考慮することで実施の通信状況をより正確に反映させた評価値となる。
以下、本実施形態の
の算出方法について具体的に説明する。
ここでは先ず、図２に示したように、基地局#sにはNUE(s)個の移動端末#j(j=1, 2, …, NUE(s))が接続されており、隣接する基地局が基地局#nのみである場合を想定する。そして、図７に示すように、基地局#sに接続している任意の移動端末#jに対して重み付け係数αj（0≦αj≦1）を定義する。なお、図７は、移動端末#jの接続局#sからの距離に対する重み付け係数αjの設定例を示す図である。図７に一例として示すように、重み付け係数αjは、基地局#sからの距離が遠くなるほど小さくなるような距離の関数として予め定義される。このとき、本実施形態では、
が、以下の式(8)に従って算出される。
の算出に当たっては、重み付け係数αjに応じた比率で各移動端末が隣接局#nにも接続していると仮定する。すなわち、図８に概念的に表すように、１移動端末につき等価的に、接続局#sにαj個（0≦αj≦1）の移動端末が接続され、隣接局#nに(1-αj)個の移動端末が接続されていると仮定した時の
が算出される。
本実施形態の各移動端末は、図９に示すように、GPS(Global Positioning System)衛星から得られるGPS信号に基づいて自端末の位置を測位し、自端末の位置情報を上りの制御信号に含めることによって、逐次自端末の位置情報を接続局に報告する。また、本実施形態の無線通信システムにおいて、各基地局は、自局の位置と、他局の位置とが既知であるものとする。このとき、基地局#sは、移動端末#jから報告された位置情報に基づき、その移動端末#jから隣接局#nまでの距離Rn(j)と、その移動端末#jから接続局#sまでの距離Rs(j)との差をΔR(=Rn(j)- Rs(j))とした場合に、以下の式(9)に従って、移動端末#jに割り当てられる重み付け係数αjを算出する。なお、この重み付け係数αjの算出例では、図７に示したように距離に応じてリニアに重み付け係数αjが減少する関数（式(10)に示す。）が採用されている。図７にも示したが、ΔR0は重み付け係数αjを決定する際のパラメータであり、上記ΔRがΔR0未満である場合に重み付け処理がなされることを意味している。
なお、上記式(9)に示した重み付け係数αjの算出例では、距離に応じてリニアに重み付け係数αjが減少する関数を用いる場合を示したが、これは一例に過ぎない。距離に応じて重み付け係数αjが単調減少する任意の関数を用いることができる。
上記式(9)では、両方の基地局#s, #nから移動端末が等距離にあるとき、ΔR=0が成立し、α=0.5となる。すなわち、両方の基地局のセル境界に移動端末が位置している際に同じ重み付けで加算する式となっている。しかしながら、実際には、接続局と隣接局との間でアンテナ高や調整後のチルト角が異なるため、各々のセル半径が異なる。すなわち、接続局と隣接局との間のセル境界は、接続局と隣接局の中心位置よりもセル半径の小さな方の基地局側に偏る。そのため、重み付け係数αjは、接続局と隣接局との間のセル半径の違いに応じて補正することが好ましい。
以下、この補正の方法について、図１０を参照して説明する。図１０は、接続局#sと隣接局#nのセル半径の違いを幾何学的に示す図である。
接続局と隣接局との間のセル半径の違いに応じて補正された後の重み付け係数αjは、上記式(9)を基礎とすると、以下の式(11)に示すように表される。ここで、図１０に示すように、接続局#sと隣接局#nの中心位置からセル境界までの距離をΔRcとすると、ΔRcは、接続局#sと隣接局#nの各々のアンテナ高hs, hnと、アンテナのチルト角θs, θnとを変数とする関数であり、以下の式(12)で表される。なお、基地局のアンテナ高は通常、固定であり既知と考えることができるが、本実施形態では、アンテナのチルト角は調整によって時間とともに変化しうる。そこで、接続局#sと隣接局#nは互いに、特定の通信リンク（例えば、LTEの場合にはX2インタフェース）を介してアンテナのチルト角についての情報を通知するものとする。
上述した議論は基地局#sに隣接する基地局が１局のみの場合であるが、隣接局が複数存在する場合には以下のように拡張することができる。
先ず、移動端末#jが接続する接続局#sの隣接局の集合をNb(j)と表し、基地局#nがNb(j)に含まれる基地局要素（つまり、Nb(j)に属する基地局）である場合に基地局#n∈Nb(j)であると定義する。図１１は、接続局#sの隣接局として基地局#1, #2, #3の３局が存在する場合を例示しているが、この場合にはNb(j)={#1, #2, #3}である。また、図１１では、移動端末#jから接続局#sまでの距離をRs(j)、移動端末#jから隣接局#1〜#3までの距離をそれぞれR1(j)〜R3(j)、としている。
このとき、
は、式(14), (15)に示す重み付け係数αjs, αjnを用いて、式(13)のとおり表される。なお、αjsは移動端末#jの接続局#sとの間の
に対する重み付け係数であり、αjnは移動端末#jの各隣接局#n(n=0,1,2,…)との間の
に対する重み付け係数である。
式(14), (15)において、
は、移動端末#jの接続局#sからの距離Rs(j)と、隣接局#n (但し、#n∈Nb(s))からの距離Rn(j)との差(Rn(j)- Rs(j))を表わす。また｜Nb(s)|は、隣接局の集合Nb(s)に属する基地局の個数、即ち隣接局数を表わす。式(14)および式(15)によって算出された重み付け係数αjs, αjnの、移動端末ごとの総和である
は1になる。すなわち、式(13)によって、1個の移動端末が接続局及び複数の隣接局の位置関係に応じて仮想的に分割されて接続したものと見なした場合の平均SINRが算出されていることになる。
（３）第３の実施形態
以下、第３の実施形態の移動通信システムについて説明する。
上述した各実施形態では、アンテナのチルト角を調整するに当たっての評価量としての平均SINRを算出する場合について示したが、評価量を平均SINRと等価的な
とするようにしてもよい。この場合、
が受信品質算出部１４（図５参照）によって算出される。チルト角制御部１８（図５参照）は、受信品質算出部１４で算出される
がチルト角の調整前後で増加するようにチルト角調整量を決定する。
の算出方法を、以下式(16)に示す。なお、式(16)における
は、式(17), (18)によって算出される。式(17), (18)はシャノンの通信容量の式として知られており、式(16)は、式(13)の
をそれぞれ
で置き換えた式である。
（４）第４の実施形態
以下、第４の実施形態について説明する。本実施形態では、基地局の制御クロック生成部１９（図５参照）の好ましい構成について、図１２を参照して説明する。図１２の(a), (b)はそれぞれ、制御クロック生成部１９の構成例を示す図である。
図１２の(a)に示す制御クロック生成部１９は、タイマ１９１、モジュロ演算器１９２、及び信号生成器１９３を含む。タイマ１９１は、基地局の電源投入後の時刻を計測する。例えば基地局の電源投入後の時刻を秒単位で示す値がモジュロ演算器１９２に与えられる。モジュロ演算器１９２は、例えば制御クロックの送出間隔をN(秒)（N：整数）とした場合、そのNを法とする剰余をとり、信号生成器１９３に与える。信号生成器１９３は、入力が所定の値、例えば0のときに制御クロックを出力する。かかる構成によって、N(秒)間隔で制御クロックがチルト角制御部１８と受信品質算出部１４に与えられてアルゴリズムが起動することになる。
図１２の(b)に示す制御クロック生成部１９は、制御クロック生成部１９は、モジュロ演算器１９４，１９５、減算器１９６、及び信号生成器１９７を含む。この例では、基地局が生成する無線フレームに付与されたフレーム番号としてのNfがモジュロ演算器１９４に与えられ、基地局固有のID（セルID）としてのNcがモジュロ演算器１９５に与えられる。モジュロ演算器１９４は、例えば制御クロックの送出間隔をN(フレーム)の間隔とした場合、そのN（N：整数）を法とする上記Nfの剰余をとり、減算器１９６に与える。モジュロ演算器１９５は、例えば制御クロックの送出間隔をN(フレーム)の間隔とした場合、そのNを法とする上記Ncの剰余をとり、減算器１９６に与える。信号生成器１９７は、減算器１９６からの入力が0のときに制御クロックを出力する。かかる構成によって、N(フレーム)間隔で制御クロックがチルト角制御部１８と受信品質算出部１４に与えられてアルゴリズムが起動することになる。さらに、セルIDに基づいて制御クロックを出力するタイミングを決めていることから、隣接セル間で同時にアルゴリズムが起動することが回避され、特定のエリアにおけるアルゴリズムの収束性の向上に寄与する。
（５）第５の実施形態
以下、第５の実施形態について説明する。
本実施形態の基地局は、制御クロック生成部１９による制御クロックの送出間隔、及び／又はチルト角の変更量（図６のステップＳ１６のΔθ）を、平均SINRの変化（図６のステップＳ２０）に応じて変更する。具体的には、ステップＳ２０で得られた平均SINRの変化量が所定値よりも大きい場合には、制御クロック生成部１９による制御クロックの送出間隔を短縮して、より頻繁にアルゴリズムを起動するようにしてアルゴリズムを早期に収束させるようにする。また、ステップＳ２０で得られた平均SINRの変化量が所定値よりも大きい場合には、図６のステップＳ１６のチルト角の変更量Δθを大きくして、アルゴリズムを早期に収束させるようにする。かかる処理は以下のようにして行うことができる。すなわち、平均SINRの変化分（図６のステップＳ２０）をΔTとしたときに、基地局は、制御クロックの送出間隔Nを、N=Int(α-βΔT)に従って算出する。また、基地局は、チルト角の変更量の絶対値|Δθ|をγΔTに従って算出する。ここでα、β、γは任意の定数であり、Int()は小数点以下を切り捨てる関数である。
上記制御クロックの送出間隔、及び／又はチルト角の変更量は、別の観点から変更するようにしてもよい。例えば、無線通信システム内のある基地局が故障した場合には、その基地局の故障によってその基地局のセルカバレッジ内の移動端末を、その基地局に隣接する基地局によってカバーすることになる。このような場合には、早期に隣接する基地局のセルカバレッジを拡張することが好ましい。かかる観点から、隣接する基地局から例えばX2インタフェース等で故障であることを通知された基地局は、上記制御クロックの送出間隔を短縮する、及び／又はチルト角の変更量を大きくするようにしてもよい。
（６）第６の実施形態
以下、第６の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、式(14), (15)に示したように、移動端末#jの接続局#sからの距離Rs(j)、及び隣接局#n (但し、#n∈Nb(s))からの距離Rn(j)に基づいて重み付け係数αjs, αjnを算出したが、本実施形態では、この重み付け係数αjs, αjnの別の算出方法について説明する。本実施形態では、上記距離Rs(j)、Rn(j)の代わりに、SINRの計算に用いる受信電力報告値を用いて重み付け係数を算出する。つまり、基地局から移動端末までの距離によって無線伝播におけるパスロスが単調に変化すると推定できるため、受信電力報告値が小さい移動端末ほど基地局からの距離が長いと判断することができる。
ここで、移動端末#jが接続する接続局#sの隣接局の集合をNb(j)と表し、基地局#nがNb(j)に含まれる基地局要素（つまり、Nb(j)に属する基地局）である場合に基地局#n∈Nb(j)であると定義する。図１３は、接続局#sの隣接局として基地局#1, #2, #3の３局が存在する場合を例示しているが、この場合にはNb(j)={#1, #2, #3}である。また、図１３では、接続局#sから移動端末#jが受信する参照信号の受信電力値をSs(j)、隣接局#1〜#3から移動端末#jが受信する参照信号の受信電力値をSn(j)(n=1,2,3)としている。このとき、重み付け係数αjs, αjnは、以下の式(19), (20)に従って算出される。なお、ΔSn=Ss(j)-Sn(j)である。また、ΔS0は、図１４に概念的に示すように、重み付けを行う移動端末を|ΔSn(j)|<ΔS0が成立するものに制限するためのパラメータである。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の無線基地局、無線パラメータの調整方法は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。
以上の各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
無線パラメータの値に応じたセルを形成する無線基地局であって、
自局と接続する移動端末から送信された信号を受信する受信部と、
自局と接続する移動端末における、自局の送信信号の受信品質の値である第１の受信品質と、他の無線基地局の送信信号の受信品質の値である第２の受信品質とに基づいて、自局の無線パラメータの値を調整する調整部と、
を備えた、無線基地局。
（付記２）
前記調整部は、前記自局の無線パラメータの値を所定量だけ変化させ、該変化前後での、前記自局と接続する移動端末における前記第１及び第２の受信品質の変化に基づいて、該自局の無線パラメータの値を調整する、
付記１に記載された無線基地局。
（付記３）
前記調整部は、前記第１の受信品質と前記第２の受信品質の線形結合の値に基づいて、前記自局の無線パラメータの値を調整する、
付記１又は２に記載された無線基地局。
（付記４）
前記調整部は、自局から自局に接続する移動端末までの距離に応じた重み付けをもって前記線形結合の値を算出する、
付記３に記載された無線基地局。
（付記５）
前記調整部は、前記線形結合の値を、自局と前記他の無線基地局のセル半径の差に基づいて補正する、
付記３又は４に記載された無線基地局。
（付記６）
前記調整部は、複数回に亘って前記自局の無線パラメータの値を変更することにより該無線パラメータの値を調整し、Ｎ回目（Ｎ：整数）における前記第１及び第２の受信品質の変化に応じて、Ｎ＋１回目の前記自局の無線パラメータの値の変更量をＮ回目の変更量から変化させる、
付記２〜５のいずれかに記載された無線基地局。
（付記７）
前記調整部は、複数回に亘って前記自局の無線パラメータの値を変更することにより該無線パラメータの値を調整し、Ｎ回目（Ｎ：整数）における前記第１及び第２の受信品質の変化に応じて、Ｎ回目からＮ＋１回目の無線パラメータの値の変更処理の実行間隔を、Ｎ−１回目からＮ回目の実行間隔から変化させる、
付記２〜６のいずれかに記載された無線基地局。
（付記８）
前記受信品質は、自局と接続する複数の移動端末の平均の信号対干渉雑音比、又は平均通信容量である、
付記１〜７のいずれかに記載された無線基地局。
（付記９）
無線パラメータの値に応じたセルを形成する無線基地局における、無線パラメータの調整方法であって、
自局と接続する移動端末における、自局についての送信信号の受信品質の値である第１の受信品質と、他の無線基地局についての送信信号の受信品質の値である第２の受信品質とを取得し、
前記第１の受信品質及び前記第２の受信品質に基づいて、自局の無線パラメータの値を調整する
ことを含む、無線パラメータの調整方法。
（付記１０）
前記自局の無線パラメータの値を調整することは、
前記自局の無線パラメータの値を所定量だけ変化させ、該変化前後での、前記自局と接続する移動端末における前記第１及び第２の受信品質の変化に基づいて、該自局の無線パラメータの値を調整することである、
付記９に記載された、無線パラメータの調整方法。
（付記１１）
前記自局の無線パラメータの値を調整することは、
前記第１の受信品質と前記第２の受信品質の線形結合の値に基づいて、前記自局の無線パラメータの値を調整することである、
付記９又は１０に記載された、無線パラメータの調整方法。
（付記１２）
前記自局の無線パラメータの値を調整することは、
自局から自局に接続する移動端末までの距離に応じた重み付けをもって前記線形結合の値を算出すること、を含む、
付記１１に記載された、無線パラメータの調整方法。
（付記１３）
前記自局の無線パラメータの値を調整することは、
前記線形結合の値を、自局と前記他の無線基地局のセル半径の差に基づいて補正すること、を含む、
付記１１又は１２に記載された、無線パラメータの調整方法。
（付記１４）
前記自局の無線パラメータの値を調整することは、
複数回に亘って前記自局の無線パラメータの値を変更することにより該無線パラメータの値を調整し、Ｎ回目（Ｎ：整数）における前記第１及び第２の受信品質の変化に応じて、Ｎ＋１回目の前記自局の無線パラメータの値の変更量をＮ回目の変更量から変化させること、を含む、
付記１０〜１３のいずれかに記載された、無線パラメータの調整方法。
（付記１５）
前記自局の無線パラメータの値を調整することは、
複数回に亘って前記自局の無線パラメータの値を変更することにより該無線パラメータの値を調整し、Ｎ回目（Ｎ：整数）における前記第１及び第２の受信品質の変化に応じて、Ｎ回目からＮ＋１回目の無線パラメータの値の変更処理の実行間隔を、Ｎ−１回目からＮ回目の実行間隔から変化させること、を含む、
付記１０〜１４のいずれかに記載された、無線パラメータの調整方法。
１０…アンテナ
１１…チルト角調整機構
１２…受信部
１３…復調復号部
１４…受信品質算出部
１５…参照信号生成部
１６…符号化変調部
１７…送信部
１８…チルト角制御部
１９…制御クロック生成部

Claims (7)

  1. 無線パラメータの値に応じたセルを形成する無線基地局であって、
    自局と接続する移動端末から送信された信号を受信する受信部と、
    自局と接続する移動端末における、自局の送信信号の受信品質の値である第１の受信品質と、他の無線基地局の送信信号の受信品質の値である第２の受信品質との線形結合の値に基づいて、自局の無線パラメータの値を調整する調整部と、
    を備えた、無線基地局。
  2. 前記調整部は、前記自局の無線パラメータの値を所定量だけ変化させ、該変化前後での、前記自局と接続する移動端末における前記第１及び第２の受信品質の変化に基づいて、該自局の無線パラメータの値を調整する、
    請求項１に記載された無線基地局。
  3. 前記調整部は、自局から自局に接続する移動端末までの距離に応じた重み付けをもって前記線形結合の値を算出する、
    請求項１又は２に記載された無線基地局。
  4. 前記調整部は、前記線形結合の値を、自局と前記他の無線基地局のセル半径の差に基づいて補正する、
    請求項１〜３のいずれかに記載された無線基地局。
  5. 前記調整部は、複数回に亘って前記自局の無線パラメータの値を変更することにより該無線パラメータの値を調整し、Ｎ回目（Ｎ：整数）における前記第１及び第２の受信品質の変化に応じて、Ｎ＋１回目の前記自局の無線パラメータの値の変更量をＮ回目の変更量から変化させる、
    請求項２〜４のいずれかに記載された無線基地局。
  6. 前記調整部は、複数回に亘って前記自局の無線パラメータの値を変更することにより該無線パラメータの値を調整し、Ｎ回目（Ｎ：整数）における前記第１及び第２の受信品質の変化に応じて、Ｎ回目からＮ＋１回目の無線パラメータの値の変更処理の実行間隔を、Ｎ−１回目からＮ回目の実行間隔から変化させる、
    請求項１〜５のいずれかに記載された無線基地局。
  7. 無線パラメータの値に応じたセルを形成する無線基地局における、無線パラメータの調整方法であって、
    自局と接続する移動端末における、自局についての送信信号の受信品質の値である第１の受信品質と、他の無線基地局についての送信信号の受信品質の値である第２の受信品質とを取得し、
    前記第１の受信品質及び前記第２の受信品質の線形結合に基づいて、自局の無線パラメータの値を調整する
    ことを含む、無線パラメータの調整方法。
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