JP6111765B2 - 基地局装置及び送信電力決定方法 - Google Patents

Description

本明細書で論じられる実施態様は、基地局装置及び送信電力決定方法に関する。

携帯電話システム等の無線通信システムで使用される無線基地局として、カバレッジエリア、すなわちセル半径が数十メートル程度となる小規模な無線基地局が提案されている。このような小規模な無線基地局は、フェムト基地局やピコ基地局等と呼ばれる。また、このような小規模な無線基地局によって形成されるセルは、例えば「フェムトセル」や「ピコセル」と呼ばれている。一方で、半径数キロメートル程度の広範囲のカバレッジエリアを有するマクロセルを形成する無線基地局はマクロ基地局と呼ばれている。

関連する技術として、上位ノード装置に設けられ、基地局装置と移動局装置が近接している場合に基地局装置をサービス状態に移行させ、基地局装置と全ての移動局装置が近接していない場合には基地局装置を無線部停止状態に移行させる手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、使用可能なリソースを節約するために、第１ベースステーションのカバレージエリアにおいてトラフィック容量の需要が小さいときに、第１トランシーバユニットをデアクチベートすることが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−４９４８５号公報 特開２００２−５００８４５号公報

複数のセル間で干渉が発生する場合がある。例えば、上記のフェムト基地局やピコ基地局がマクロ基地局のカバレッジエリア内に設置されると、フェムトセル又はピコセルとマクロセルとの間に干渉が生じることがある。セル間の干渉は、基地局装置の送信電力を増減してカバレッジエリアを制御することで低減することができる。セル間の干渉状態は経時変化するため、カバレッジエリアの制御は速やかに行われることが望ましい。

本明細書に開示される装置又は方法は、基地局におけるカバレッジエリアの制御速度の向上を目的とする。

装置の一観点によれば、基地局装置が与えられる。基地局装置は、この基地局装置に接続する移動局装置から受信品質情報を受信する受信部と、受信品質に基づいて、移動局装置における信号対干渉比と基地局装置の送信電力との間の差分を指し示す指標値を算出する指標値算出部と、複数の受信品質について各々算出された指標値の統計量を算出する統計量算出部と、統計量に応じて送信電力を決定する送信電力決定部を備える。

本明細書に開示される装置又は方法によれば、基地局におけるカバレッジエリアの制御速度の向上が可能になる。

（Ａ）及び（Ｂ）はカバレッジエリアの制御動作の一例の説明図である。 移動局装置での受信ＳＩＲ（Signal-to-Interference Ratio :信号対干渉比）の累積分布の一例の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ異なる時刻におけるカバレッジエリアの模式図である。 ＳＩＲの収集期間とカバレッジエリア制御周期との関係の一例の説明図である。 フェムト基地局装置の第１例の機能構成図である。 送信電力と受信ＳＩＲの差分の累積分布の一例の説明図である。 送信電力と受信ＳＩＲの差分の収集期間とカバレッジエリア制御周期との関係の一例の説明図である。 移動局装置の一例の機能構成図である。 カバレッジエリアの制御動作の第１例の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は干渉制御動作の一例の説明図である。 フェムト基地局装置の第２例の機能構成図である。 ＳＩＲの収集期間と干渉制御実施期間との関係の一例の説明図である。 カバレッジエリアの制御動作の第２例の説明図である。 フェムト基地局装置の第３例の機能構成図である。 送信電力と受信ＳＩＲの差分の累積分布の例示の説明図である。 フェムト基地局装置のハードウエア構成の一例の説明図である。 移動局装置のハードウエア構成の一例の説明図である。

＜１．カバレッジ制御動作＞
図１の（Ａ）及び図１の（Ｂ）は、カバレッジエリアの制御動作の一例の説明図である。通信システム１は、家屋１００内に配置されたフェムト基地局装置２と、移動局装置３ａ及び３ｂを備える。以下の説明及び図面において、基地局装置及び移動局装置をそれぞれ「基地局」及び「移動局」と表記することがある。また、移動局３ａ及び３ｂを総称して「移動局３」と表記することがある。

以下の説明は、基地局２がフェムト基地局である場合の例示を使用する。但しこの例示は、本明細書に記載される基地局がフェムト基地局のみに限定して適用されることを意図するものではない。本明細書に記載される基地局は、移動局で測定された無線通信品質に応じてカバレッジの制御を行う基地局に広く適用可能である。

フェムト基地局２は、移動局３と無線接続して無線通信を行う無線通信装置である。破線２００は、フェムト基地局２の無線通信圏であるフェムトセルを示す。フェムト基地局２は、フェムトセル２００において移動局３に対して音声通信や映像配信など種々のサービスを提供できる。フェムト基地局２は、光伝送等を用いた有線ネットワークによりＨｅＮＢ−ＧＷ（Home eNodeB Gateway）等の上位ノード装置との間で各種情報を送受信することが可能である。

いま、フェムト基地局２が、接続可能な移動局３が制限されるクローズドアクセスモードで動作している場合を想定する。接続可能な移動局３のグループはＣＳＧ(Closed Subscriber Group)と呼ばれる。以下の説明において、ＣＳＧメンバの移動局を「ＣＳＧ移動局」と表現することがある。また、マクロセルに在圏する移動局を「マクロ移動局」と表記することがある。

フェムト基地局２はマクロ基地局のカバーエリア内に設置され、両者が同一の周波数帯域を使用するとセル間の干渉が発生することがある。例えば、クローズドアクセスモードで動作するフェムト基地局２のカバーエリア近辺にマクロ移動局が位置する場合がある。ＣＳＧメンバではないマクロ移動局はフェムト基地局２から強い干渉を受ける。そのため、フェムト基地局２は、ＣＳＧ移動局３ａが所望の信号品質を満たす程度に送信電力を調整して、マクロ移動局に不要な干渉を与えないようにカバレッジエリアを制御する。

図１の（Ａ）のように、ＣＳＧ移動局３ａとフェムト基地局２との伝搬損失が大きい場合、フェムト基地局２は送信電力を高く設定してカバレッジエリアを広く保つ。図１の（Ｂ）のように、ＣＳＧ移動局３ｂとフェムト基地局２との伝搬損失が小さい場合、接続中のＣＳＧ移動局３ｂが所望の信号品質を満たす程度に送信電力を調整してカバレッジエリアを狭める。このため、周辺セルへの不要な干渉が低減される。

携帯電話システムには、移動局が受信ＳＩＲ等の下りリンク信号の受信品質を基地局に定期的にフィードバックするものがある。基地局は、移動局における受信品質に基づいて基地局の送信電力を調整することが可能である。例えば、フェムト基地局２は、接続中の全てのＣＳＧ移動局３ａ、３ｂ…から報告される受信ＳＩＲを一定期間だけ記憶し、受信ＳＩＲの累積分布から送信電力を決定する。

図２は、移動局３での受信ＳＩＲの累積分布の一例の説明図である。破線３００は、ある時刻ｔにおいて移動局３ａ、３ｂ…で測定された受信ＳＩＲの累積分布を示す。時刻ｔにおけるフェムト基地局２の送信電力がＴｘＰｏｗ［ｔ］であると想定する。図３の（Ａ）は、時刻ｔにおける送信電力がＴｘＰｏｗ［ｔ］に応じたカバレッジエリアの模式図である。

受信ＳＩＲの累積分布は、接続中の移動局３ａ、３ｂ…での受信ＳＩＲがその値以下である確率を表しており、累積分布の値が小さいほどセル端に位置することを表す。例えば、累積分布の度数が所定度数１０％のＳＩＲをセル端でのＳＩＲ_ｅｄｇｅとする。この所定度数は「１０％」に限られず通信事業者や基地局装置のベンダーが任意に選択できる。

時刻ｔでは、接続中の移動局３ａ、３ｂ…がフェムト基地局２に比較的近い位置にいるため、時刻ｔで測定されたＳＩＲ_ｅｄｇｅは、セル端におけるＳＩＲの目標値であるターゲットＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}よりも大きくなる。

そこで、フェムト基地局２は、次式（１）に従い、期間ｔにおける送信電力ＴｘＰｏｗ［ｔ］をセル端ＳＩＲ_ｅｄｇｅとターゲットＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}との差分で補正し、時刻ｔ＋１における送信電力ＴｘＰｏｗ［ｔ＋１］を決定する。

ＴｘＰｏｗ［ｔ＋１］＝ＴｘＰｏｗ［ｔ］ ＋ （ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}−ＳＩＲ_ｅｄｇｅ） （１）

この結果、カバレッジエリアは図３の（Ｂ）のように縮小する。また、時刻ｔ＋１において測定される受信ＳＩＲの累積分布は、図２の実線３０１のように、所定度数１０％のＳＩＲがターゲットＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}である分布に近づく。

図４は、ＳＩＲの収集期間とカバレッジエリア制御周期との関係の一例の説明図である。一定の収集期間で移動局３から報告された数の受信ＳＩＲを統計処理して補正値（ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}−ＳＩＲ_ｅｄｇｅ）を算出する場合には、少なくとも統計処理に用いる受信ＳＩＲの収集期間以上の周期で送信電力が更新される。収集期間の途中に送信電力を変更すると、受信ＳＩＲの分布が変動するため同じ条件の受信ＳＩＲの累積分布にならないからである。例えば、図４では、時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２及びｔ３において受信ＳＩＲの収集期間と同じ周期で送信電力が更新される。

上記のように受信ＳＩＲ_ｅｄｇｅの統計量に基づいてカバレッジ制御を行う方式によれば、カバレッジエリア制御速度が統計処理に用いる量の受信ＳＩＲの収集期間によって制限される。以下の実施例は、カバレッジエリア制御速度を向上することを可能にするための新たな方式を提供する。

＜２．第１実施例＞
以下、添付する図面を参照して好ましい実施例について説明する。図５は、フェムト基地局２の第１例の機能構成図である。フェムト基地局２は、無線通信部１０と、受信処理部１１と、データ処理部１２と、送信処理部１３と、制御部１４と、品質情報受信部１５と、ネットワーク通信部１６を備える。

無線通信部１０は、アンテナで受信された無線帯域の無線信号を受信し、ベースバンド帯域の受信信号に変換する。受信処理部１１は、受信信号の復調及び復号処理を行う。サービングセル４ａに在圏する移動局３からの受信信号は、ユーザデータや無線品質情報を含んでいてよい。無線品質情報は、例えば、移動局３において測定されたＳＩＲを含んでいてよい。

受信処理部１１は、ユーザデータをデータ処理部１２に出力し、無線品質情報を品質情報受信部１５に出力する。データ処理部１２は、コアネットワークに接続された上位ノード装置にユーザデータを送信する。また、データ処理部１２は、上位ノード装置からユーザデータを受信する。データ処理部１２は、上りリンクの割当情報などを含んだ下りリンク制御情報及びユーザデータを下りリンク信号として送信処理部１３へ出力する。

送信処理部１３は、移動局３に割り当てられた下りリンクの無線リソースの割当情報を制御部１４から受信する。送信処理部１３は、データ処理部１２から受信した下りリンク信号を符号化及び変調する。送信処理部１３は、割当情報が指定する周波数帯域に変調後の下りリンク信号がマッピングされたベースバンド信号を生成し、割当情報が指定する送信時期にベースバンド信号を無線通信部１０へ出力する。無線通信部１０は、ベースバンド信号を無線帯域の信号に変換した後、アンテナを介して送信する。品質情報受信部１５は、受信処理部１１から入力した無線品質情報を制御部１４に入力する。ネットワーク通信部１６は、有線ネットワークを経由する上位ノード装置との間の通信処理を行う。

制御部１４は、移動局３との間の下りリンク通信及び上りリンク通信に割り当てる無線リソースを決定する。制御部１４は、下りリンクの無線リソースの割当情報を送信処理部１３へ出力する。また、制御部１４は、無線品質情報に基づいてフェムト基地局２の送信電力を増減する制御を行う。

制御部１４は、指標値算出部２０と、バッファメモリ２１と、統計量算出部２２と、送信電力決定部２３を有する。指標値算出部２０は、移動局３における受信ＳＩＲとフェムト基地局２の送信電力ＴｘＰｏｗとの間の差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ）を指し示す指標値をそれぞれ算出する。第１実施例の指標値算出部２０は、指標値として、移動局３からフィードバックされる受信ＳＩＲと送信電力ＴｘＰｏｗとの間の差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ）そのものを算出してよい。

指標値算出部２０は、フェムト基地局２に接続される全ての又は一部の移動局３についてそれぞれ差分（ＴｘＰｏｗ−ＳＩＲ）を算出してバッファメモリ２１に記憶する。例示として、指標値算出部２０は、Ｍ個の移動局３＃ｉ（ｉは１〜Ｍの整数）毎に差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ＃ｉ）を算出する場合を想定する。受信ＳＩＲ＃ｉは、移動局３＃ｉにおける受信ＳＩＲである。

以下の説明において、移動局３＃ｉ（ｉは１〜Ｍの整数であり、Ｍは自然数）毎に１回ずつ算出されたＭ個の差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ＃ｉ）からなる集合を１回分の差分データと表記することがある。１回分の差分データの収集をＮ回繰り返して取得したＮ個の１回分の差分データを、Ｎ回分の差分データと表記することがある（Ｎは２以上の自然数）。

ここで、フェムト基地局２と移動局３との間の下りリンクの伝搬損失をＰＬと表記し、移動局３が被る他セルからの干渉電力をＩと表記すると、受信ＳＩＲはデシベル表記により次式（２）により与えられる。

受信ＳＩＲ＝ＴｘＰｏｗ−ＰＬ−Ｉ （２）

式（２）を変形すると次式（３）が得られる。すなわち、受信ＳＩＲと送信電力との間の差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ）は、伝搬損失ＰＬと干渉電力Ｉの和（ＰＬ＋Ｉ）に等しい。

ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ＝ＰＬ＋Ｉ （３）

統計量算出部２２は、所定長の収集周期中に受信した受信ＳＩＲに基づいて算出されたＮ回分の差分データから、差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ）の累積分布を伝搬損失と干渉電力の和（ＰＬ＋Ｉ）の累積分布として計算する。図６は、送信電力と受信ＳＩＲの差分の累積分布の一例の説明図である。

統計量算出部２２は、セル端の移動局３に対応する累積分布の所定度数９０％に対応する差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ）の値Ａを、セル端における伝搬損失と干渉電力の和（ＰＬ＋Ｉ）として決定する。なお、所定度数は「９０％」に限られず通信事業者や基地局装置のベンダーが任意に選択してよい。

上式（３）のＰＬ＋Ｉに上記値Ａを代入し、受信ＳＩＲにＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}を代入してすると次の計算式（４）が得られる。送信電力決定部２３は、次の計算式（４）に基づいてフェムト基地局２の送信電力ＴｘＰｏｗを決定する。送信電力決定部２３は、フェムト基地局２の送信電力を値ＴｘＰｏｗに変更することによりカバレッジエリアを変更する。

ＴｘＰｏｗ＝ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}＋Ａ （４）

上述のとおり、送信電力ＴｘＰｏｗの制御に使用する統計量Ａは、伝搬損失と干渉電力の和（ＰＬ＋Ｉ）の累積分布に基づき決定される。伝搬損失と干渉電力の値は送信電力ＴｘＰｏｗに依存しない。

したがって、統計量算出部２２の累積分布の生成に用いるＮ回分の差分データが収集される収集期間中に送信電力が変わっても、送信電力の変化は、伝搬損失と干渉電力の和の分布に影響しない。このため、いつ送信電力を変えてカバレッジ制御しても、送信電力の変化は統計量Ａの値に影響しない。

このため、統計量算出部２２は、累積分布の生成に用いる差分データの収集期間よりも短い周期で統計量Ａを算出してよい。また、送信電力決定部２３は、累積分布の生成に用いる差分データの収集期間よりも短い周期で、送信電力を更新してもよい。

図７は、送信電力と受信ＳＩＲの差分の収集期間とカバレッジエリア制御周期との関係の一例の説明図である。図７は、累積分布の生成に４回分の差分データを使用する場合（Ｎ＝４の場合）に対応する。バッファメモリ２１には、１回分の差分データＤ１、Ｄ２、Ｄ３…が順次格納される。差分データＤ１、Ｄ２、Ｄ３…毎に、それぞれＭ個の差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ＃ｉ）が含まれている（ｉ＝１〜Ｍ）。

統計量算出部２２は、収集期間Ｔ０で受信した受信ＳＩＲに基づいて算出された差分データＤ１〜Ｄ４に基づいて累積分布を生成し統計量Ａを算出する。送信電力決定部２３は、フェムト基地局２の送信電力を統計量Ａに基づき決定した値に変更する。

収集期間Ｔ０より短い期間Ｔ１が経過した後に、統計量算出部２２は、収集期間Ｔ０で受信した受信ＳＩＲに基づいて算出された差分データＤ２〜Ｄ５に基づいて累積分布を生成し統計量Ａを算出する。送信電力決定部２３は、フェムト基地局２の送信電力を統計量Ａに基づき決定した値に変更する。期間Ｔ１は、例えば１回分の差分データを収集する周期であってよい。

さらに期間Ｔ１が経過した後に、統計量算出部２２は、収集期間Ｔ０で受信した受信ＳＩＲに基づいて算出された差分データＤ３〜Ｄ６に基づいて累積分布を生成し統計量Ａを算出する。送信電力決定部２３は、フェムト基地局２の送信電力を統計量Ａに基づき決定した値に変更する。

このように、受信ＳＩＲと送信電力との間の差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ）の累積分布から算出した統計量に応じて送信電力を算出することにより、累積分布の生成に用いるデータの収集期間よりも送信電力の更新周期を短くすることができる。この結果、送信電力の更新周期を向上させることができる。

図８は、移動局３の一例の機能構成図である。移動局３は、無線通信部３０と、受信処理部３１と、データ処理部３２と、受信品質測定部３３、送信処理部３４を備える。無線通信部３０は、アンテナで受信された無線帯域の無線信号を受信し、ベースバンド帯域の受信信号に変換する。

受信処理部３１は、受信信号の復調及び復号処理を行う。フェムト基地局２からの受信信号はユーザデータや下りリンク制御信号を含んでいてよい。受信処理部３１は、ユーザデータをデータ処理部３２へ出力し、下りリンク制御信号を送信処理部３４へ出力する。

データ処理部３２は、受信処理部３１から受信したユーザデータに対してアプリケーションレイヤなどの上位レイヤの処理を行う。また、データ処理部３２は、上位レイヤの処理によって生じた上りリンクのユーザデータを、送信処理部３４へ出力する。

受信品質測定部３３は、移動局３におけるフェムト基地局２からの送信信号を移動局３で受信した際の受信品質を測定する。受信品質測定部３３は、測定結果を示す無線品質情報を生成し送信処理部３４へ出力する。上述の通り、この無線品質情報は、例えば、ＳＩＲであってよい。

送信処理部３４は、移動局３に割り当てられた上りリンクの無線リソースの割当情報を、下りリンク制御信号から取得する。送信処理部３４は、上りリンク信号としてデータ処理部３２及び受信品質測定部３３からユーザデータと無線品質情報を上りリンク信号として受信する。

送信処理部３４は、それぞれ受信したユーザデータと無線品質情報を、符号化及び変調する。送信処理部３４は、割当情報が指定する無線リソースの周波数帯域に変調後の上りリンク信号がマッピングされたベースバンド信号を生成し、割当情報が指定する送信時期にベースバンド信号を無線通信部３０へ出力する。無線通信部３０は、ベースバンド信号を無線帯域の信号に変換した後、アンテナを介して送信する。

以下、フェムト基地局２の動作について説明する。図９は、カバレッジエリアの制御動作の第１例の説明図である。オペレーションＡＡにおいて制御部１４は、第ｉ番目の移動局３＃ｉを識別する変数ｉに値「１」を代入する。

オペレーションＡＢにおいて品質情報受信部１５は、移動局３＃ｉにおける受信ＳＩＲ＃ｉを受信する。オペレーションＡＣにおいて指標値算出部２０は、差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ＃ｉ）をバッファメモリ２１に格納する。オペレーションＡＤにおいて制御部１４は、変数ｉの値を１つ増加させる。

オペレーションＡＥにおいて制御部１４は、変数ｉが、差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ＃ｉ）の計算対象の移動局数Ｍより大きいか否かを判断する。変数ｉが移動局数Ｍ以下の場合（オペレーションＡＥ：Ｎ）に動作はオペレーションＡＢに戻る。オペレーションＡＢ〜ＡＥがＭ回反復されることによって、１回分の差分データがバッファメモリ２１に格納される。

変数ｉが移動局数Ｍより大きい場合（オペレーションＡＥ：Ｙ）に動作はオペレーションＡＦに進む。オペレーションＡＦにおいて統計量算出部２２は、Ｎ回分の差分データから、差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ）の累積分布を生成する。オペレーションＡＧにおいて統計量算出部２２は、累積分布から統計量Ａを決定する。

オペレーションＡＨにおいて送信電力決定部２３は、フェムト基地局２の送信電力ＴｘＰｏｗ算出し、フェムト基地局２の送信電力を値ＴｘＰｏｗに変更する。オペレーションＡＩにおいて制御部１４は、バッファメモリ２１に格納された最も古い１回分の差分データを廃棄する。その後に動作はオペレーションＡＡに戻る。なお、オペレーションＡＩにおける１回分の差分データの廃棄は、オペレーションＡＦにて累積分布が生成されてからオペレーションＡＨで送信電力を決定するまでのいずれかのタイミングで実施してもよい。

＜３．実施例の効果＞
本実施例によれば、送信電力の算出のための統計処理に用いる移動局の受信品質情報のデータ量に関わりなく、送信電力の更新周期を短くすることが可能となる。このため、統計処理に用いる受信品質のデータの母集団の数の減少による測定精度の低下を生じさせることなく、カバレッジ制御速度を向上させることができる。

＜４．第２実施例＞
第２実施例のフェムト基地局２は、他の基地局との干渉を検出するとカバレッジエリアを縮小する干渉制御動作を行う。図１０の（Ａ）及び図１０の（Ｂ）は干渉制御動作の一例の説明図である。図１０の（Ａ）に示す状態では、マクロ基地局４に接続するマクロ移動局３ｂは、フェムト基地局２からの大きな干渉を被っておらずフェムト基地局２とマクロ基地局４は干渉しない。このため、フェムト基地局２は比較的強い送信電力ＴｘＰｏｗ_{ｎｏｒｍａｌ}を保ち、カバレッジエリア２００の範囲を比較的広くする。

図１０の（Ｂ）に示すように、マクロ移動局３ｂがカバレッジエリア２００において大きな干渉を被り、フェムト基地局２とマクロ基地局４との干渉が発生すると、フェムト基地局２は干渉制御動作を行う。干渉制御動作においてフェムト基地局２は、送信電力をＴｘＰｏｗ_{ｎｏｒｍａｌ}よりΔだけ小さいＴｘＰｏｗ_ＩＭに低下させて、カバレッジエリアを範囲２０１へ縮小する。

図１１は、フェムト基地局２の第２例の機能構成図である。図５に示す構成要素と同様の構成要素には図５で使用した参照符号と同じ参照符号を付し、同一の機能については説明を省略する。制御部１４は、干渉発生検出部２４を備える。

干渉発生検出部２４は、フェムト基地局２と他の基地局との干渉の発生を検出する。送信電力決定部２３は、フェムト基地局２と他の基地局との干渉の発生が検出された場合にフェムト基地局２の送信電力をΔだけ低減する干渉制御動作を行う。

干渉発生検出部２４は、他の基地局から受ける電波干渉の程度を直接検出することで、フェムト基地局２と他の基地局との間における干渉を検出してもよい。干渉発生検出部２４は、フェムト基地局２や他の基地局との間で無線通信を行う移動局３から送信される電波干渉に関連するメッセージを受信することで、フェムト基地局２と他の基地局との間における電波干渉を検出してもよい。つまり、干渉発生検出部２４は、何らかの方法により電波干渉を検出することができれば足りる。

いま、干渉制御が実施されていない状態のＣＳＧ移動局３ａの受信ＳＩＲを受信ＳＩＲ_{ｎｏｒｍａｌ}と表記する。また、干渉制御が実施されている状態のＣＳＧ移動局３ａの受信ＳＩＲを受信ＳＩＲ_ＩＭと表記する。

干渉制御が実施されていない状態でバッファメモリ２１に蓄積される差分データの値は、（ＴｘＰｏｗ_{ｎｏｒｍａｌ}−受信ＳＩＲ_{ｎｏｒｍａｌ}）＝ＰＬ＋Ｉである。一方で、干渉制御が実施されている状態でバッファメモリ２１に蓄積される差分データの値は（ＴｘＰｏｗ_ＩＭ−受信ＳＩＲ_ＩＭ）となる。

ここで、干渉制御が実施されている状態における送信電力ＴｘＰｏｗ_ＩＭの値は（ＴｘＰｏｗ_{ｎｏｒｍａｌ}−Δ）である。干渉制御が実施されている状態における受信ＳＩＲ_ＩＭの値は（受信ＳＩＲ_{ｎｏｒｍａｌ}−Δ）である。したがって、干渉制御が実施されている状態でバッファメモリ２１に蓄積される差分データの値は、（ＴｘＰｏｗ_{ｎｏｒｍａｌ}−Δ−受信ＳＩＲ_{ｎｏｒｍａｌ}＋Δ）＝ＰＬ＋Ｉとなる。すなわち、バッファメモリ２１に蓄積される伝搬損失と干渉電力の和（ＰＬ＋Ｉ）は、干渉制御の実施の有無による影響を被らない。

このため、統計量算出部２２は、干渉制御の実施の有無に関わらず、伝搬損失と干渉電力の和（ＰＬ＋Ｉ）の累積分布に基づいてターゲットＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}を実現するための統計量Ａを算出することができる。

本実施例によれば、フェムト基地局２と他の基地局との干渉発生の検出時に、送信電力決定部２３は、差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ）の累積分布の生成に用いる受信ＳＩＲの収集期間であるか否かに関わらず、送信電力を下げる干渉制御を行うことができる。

図１２は、ＳＩＲの収集期間と干渉制御実施期間との関係の一例の説明図である。受信ＳＩＲの収集期間ｔ０〜ｔ１の間の一部の期間ｐ１で送信電力を低減する干渉制御が行われている。また、受信ＳＩＲの収集期間ｔ２〜ｔ３の間の一部の期間ｐ２及びｐ３で送信電力を低減する干渉制御が行われている。

なお、以下に説明する第３実施例及び第４実施例においても、フェムト基地局２は干渉発生検出部２４を備えてもよい。送信電力決定部２３は、差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ）の累積分布の生成に用いる受信ＳＩＲの収集期間であるか否かに関わらず、送信電力を下げる干渉制御を行ってもよい。

＜５．第３実施例＞
第３実施例では、受信ＳＩＲとフェムト基地局２の送信電力との間の差分（受信ＳＩＲ）を指し示す指標値として伝搬損失ＰＬと干渉電力Ｉの和（ＰＬ＋Ｉ）が算出される。このため、移動局３の受信品質測定部３３は、移動局３における希望波受信電力ＲｘＰｏｗと全受信電力ＲｘＰｏｗＡｌｌを測定する。希望波受信電力ＲｘＰｏｗは、フェムト基地局２からの送信信号に含まれる参照シンボルの受信電力から算出できる。全受信電力ＲｘＰｏｗＡｌｌは、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）から決定できる。

移動局３の送信処理部３４は、希望波受信電力ＲｘＰｏｗ及び全受信電力ＲｘＰｏｗＡｌｌを含む無線品質情報を、無線通信部３０を経由してフェムト基地局２に送信する。フェムト基地局２の品質情報受信部１５は、受信された無線品質情報に含まれる各移動局３の希望波受信電力ＲｘＰｏｗ及び全受信電力ＲｘＰｏｗＡｌｌを制御部１４に入力する。

指標値算出部２０は、次式（５）に従い送信電力ＴｘＰｏＷ及び希望波受信電力ＲｘＰｏｗに応じて伝搬損失ＰＬを算出する。指標値算出部２０は、次式（６）に従い希望波受信電力ＲｘＰｏｗ及び全受信電力ＲｘＰｏｗＡｌｌから干渉電力Ｉを算出する。

伝搬損失ＰＬ＝ＴｘＰｏＷ−ＲｘＰｏｗ （５）
干渉電力Ｉ＝ＲｘＰｏｗＡｌｌ−ＲｘＰｏｗ （６）

指標値算出部２０は、フェムト基地局２に接続される全ての又は一部の移動局３＃ｉについて、それぞれ伝搬損失と干渉電力の和（ＰＬ＋Ｉ）を算出してバッファメモリ２１に記憶する。以下、移動局３＃ｉにおける伝搬損失ＰＬ及び干渉電力ＩをそれぞれＰＬ＃ｉ及びＩ＃ｉと表記する。また、移動局３＃ｉ毎に１回ずつ算出されたＭ個の和（ＰＬ＃ｉ＋Ｉ＃ｉ）からなる集合を１回分の和データと表記することがある。１回分の和データの収集をＮ回繰り返して取得したＮ個の１回分の和データを、Ｎ回分の和データと表記することがある。

統計量算出部２２は、所定長の収集周期中に受信した希望波受信電力ＲｘＰｏｗ及び全受信電力ＲｘＰｏｗＡｌｌに基づいて算出されたＮ回分の和データから、伝搬損失と干渉電力の和（ＰＬ＋Ｉ）の累積分布を計算する。統計量算出部２２は、セル端の移動局３に対応する累積分布の所定度数に対応する和（ＰＬ＋Ｉ）の値Ａを、セル端における伝搬損失と干渉電力の和（ＰＬ＋Ｉ）として決定する。

送信電力決定部２３は、上記の計算式（４）に基づいて、フェムト基地局２の送信電力ＴｘＰｏｗを決定する。送信電力決定部２３は、フェムト基地局２の送信電力を値ＴｘＰｏｗに変更することによりカバレッジエリアを変更する。

図１３は、カバレッジエリアの制御動作の第２例の説明図である。オペレーションＢＡにおいて制御部１４は、第ｉ番目の移動局３＃ｉを識別する変数ｉに値「１」を代入する。

オペレーションＢＢにおいて品質情報受信部１５は、移動局３＃ｉにおける希望波受信電力ＲｘＰｏｗ＃ｉを受信する。オペレーションＢＣにおいて指標値算出部２０は、移動局３＃ｉにおける伝搬損失ＰＬ＃ｉを算出する。オペレーションＢＤにおいて品質情報受信部１５は、移動局３＃ｉにおける全受信電力ＲｘＰｏｗＡｌｌ＃ｉを受信する。オペレーションＢＥにおいて指標値算出部２０は、移動局３＃ｉにおける干渉電力Ｉ＃ｉを算出する。なお、オペレーションＢＣにおける伝搬損失ＰＬ＃ｉの算出は、オペレーションＢＤの後に行ってもよく、オペレーションＢＥの後に行ってもよい。

オペレーションＢＦにおいて指標値算出部２０は、和（ＰＬ＃ｉ＋Ｉ＃ｉ）をバッファメモリ２１に格納する。オペレーションＢＧにおいて制御部１４は、変数ｉの値を１つ増加させる。オペレーションＢＨにおいて制御部１４は、変数ｉが、和（ＰＬ＃ｉ＋Ｉ＃ｉ）の計算対象の移動局数Ｍより大きいか否かを判断する。変数ｉが移動局数Ｍ以下の場合（オペレーションＢＨ：Ｎ）に動作はオペレーションＢＢに戻る。オペレーションＢＢ〜ＢＨがＭ回反復されることによって、１回分の和データがバッファメモリ２１に格納される。

変数ｉが移動局数Ｍより大きい場合（オペレーションＢＨ：Ｙ）に動作はオペレーションＢＩに進む。オペレーションＢＩにおいて統計量算出部２２は、Ｎ回分の和データから、伝搬損失と干渉電力の和（ＰＬ＋Ｉ）の累積分布を生成する。オペレーションＢＪにおいて統計量算出部２２は、累積分布から統計量Ａを決定する。

オペレーションＢＫにおいて送信電力決定部２３は、フェムト基地局２の送信電力ＴｘＰｏｗ算出し、フェムト基地局２の送信電力を値ＴｘＰｏｗに変更する。オペレーションＢＬにおいて制御部１４は、バッファメモリ２１に格納された最も古い１回分の差分データを廃棄する。その後に動作はオペレーションＢＡに戻る。なお、オペレーションＢＬにおける１回分の差分データの廃棄は、オペレーションＢＩにて累積分布が生成されてからオペレーションＢＫで送信電力を決定するまでのいずれかのタイミングで実施してもよい。

本実施例でも統計処理に用いる受信品質のデータの母集団の数の減少による測定精度の低下を生じさせることなく、カバレッジ制御速度を向上させることができる。

＜６．第４実施例＞
図１４は、フェムト基地局２の第２例の機能構成図である。図５に示す構成要素と同様の構成要素には図５で使用した参照符号と同じ参照符号を付し、同一の機能については説明を省略する。制御部１４は補正部２５を備える。補正部２５は、統計量算出部２０が生成する累積分布におけるセル端の移動局３に対応する累積分布の所定度数「９０％」における傾きαに応じて、上記の計算式（４）のＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}の値を補正する。

フェムト基地局２のカバレッジエリア内の移動局３の分布によって、累積分布曲線の形状は異なる。図１５は、送信電力と受信ＳＩＲの差分の累積分布の例示の説明図である。セル全域にランダムに移動局３が分布する場合には、実線４００のように比較的なだらかに累積度数が増加する。一方で、分布に偏りがありセル端付近の移動局３が多い場合には、実線４０１のようにセル端に相当する度数で傾きαが急峻になる。

このように、差分（ＴｘＰｏｗ−受信ＳＩＲ）の累積分布若しくは和（ＰＬ＋Ｉ）の累積分布を用いて送信電力を決定する場合には、セル端に相当する度数の傾きαによって、セル端の移動局３の位置のばらつき具合が大まかに把握できる。このため、第３実施例は、この情報を利用してターゲットＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}を設定する際のマージンΔ_{ｍａｒｇｉｎ}を調整する。例えば、補正部２５は、次式（７）に従ってターゲットＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}を設定する。

ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}＝ＳＩＲ_ｍｉｎ＋Δ_{ｍａｒｇｉｎ} （７）

ＳＩＲ_ｍｉｎは、例えば許容されるＳＩＲの下限値であり、例えば移動局３が通信可能なＳＩＲの下限値である。補正部２５は、傾きαが増加するほどΔ_{ｍａｒｇｉｎ}を低減させ、傾きαが減少するほどΔ_{ｍａｒｇｉｎ}を増加させるようにマージンΔ_{ｍａｒｇｉｎ}を調整する。送信電力決定部２３は、次の計算式（８）に基づいて、フェムト基地局２の送信電力ＴｘＰｏｗを決定する。

ＴｘＰｏｗ＝ＳＩＲ_ｍｉｎ＋Δ_{ｍａｒｇｉｎ}＋Ａ （８）

本実施例によれば、フェムトセル内の移動局３の分布に偏りがありセル端付近の移動局が多いことが予想される場合に、マージンを低減して送信電力を低減することができる。

＜７．ハードウエア構成＞
図１６は、フェムト基地局２のハードウエア構成の一例の説明図である。フェムト基地局２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等であるプロセッサ４０と、記憶装置４１と、ＬＳＩ（Large Scale Integration）４２と、無線処理回路４３と、ネットワークインタフェース回路４４を備える。以下の説明及び添付図面においてネットワークインタフェースを「ＮＩＦ」と表記する事がある。

記憶装置４１は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリ（ROM: Read Only Memory）やランダムアクセスメモリ（RAM: Random Access Memory）、ハードディスクドライブ装置等を含んでいてよい。プロセッサ４０は、記憶装置４１に格納されたコンピュータプログラムに従い、下記のＬＳＩ４２が行う処理以外のユーザ管理処理やフェムト基地局２の動作制御を行う。

ＬＳＩ４２は、移動局３とフェムト基地局２との間で送受信される信号の符号化及び変調、並びに復調及び復号化、通信プロトコル処理、スケジューリングに関するベースバンド信号の処理を実施する。ＬＳＩ４２は、ＦＰＧＡ（Field-Programming Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＤＳＰ(Digital Signal Processing)等を含んでいてよい。

無線処理回路４３は、デジタル・アナログ変換回路や、アナログ・デジタル変換回路や、周波数変換回路、増幅回路、フィルタ回路などを含んでいてよい。ＮＩＦ回路４４は、物理層およびデータリンク層を使用して有線ネットワークを経由して上位ノード装置と通信するための電子的な回路を備える。

図５に示すフェムト基地局２の無線通信部１０の上記動作は、無線処理回路４３によって実行される。受信処理部１１及び送信処理部１３の上記動作は、ＬＳＩ４２によって実行される。データ処理部１２、制御部１４及び品質情報受信部１５の上記動作は、プロセッサ４０によって実行される。ネットワーク通信部１６の上記動作は、ＮＩＦ回路４４によって実行される。

図１７は、移動局３のハードウエア構成の一例の説明図である。移動局３は、プロセッサ５０と、記憶装置５１と、ＬＳＩ５２と、無線処理回路５３を備える。記憶装置５１は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリやランダムアクセスメモリ等を含んでいてよい。

プロセッサ５０は、記憶装置５１に格納されたコンピュータプログラムに従い、下記のＬＳＩ５２が行う処理以外の移動局３の動作制御と、ユーザデータを処理するアプリケーションプログラムを実行する。

ＬＳＩ５２は、移動局３と基地局２との間で送受信される信号の符号化及び変調、並びに復調及び復号化、通信プロトコル処理、スケジューリングに関するベースバンド信号の処理を実施する。ＬＳＩ５２は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣやＤＳＰ等を含んでいてよい。無線処理回路５３は、デジタル・アナログ変換回路や、アナログ・デジタル変換回路や、周波数変換回路などを含んでいてよい。

図８に示す移動局３の無線通信部３０の上記動作は、無線処理回路５３によって実行される。受信処理部３１及び送信処理部３４の上記動作は、ＬＳＩ５２によって実行される。データ処理部３２及び受信品質測定部３３の上記動作はプロセッサ５０によって実行される。

なお、図１６及び図１７に示すハードウエア構成は実施例の説明のための例示にすぎない。上述の動作を実行するものであれば、本明細書に記載される基地局及び移動局は他のどのようなハードウエア構成を採用してもよい。

図５、図８、図１１及び図１４の機能構成図は、本明細書において説明される機能に関係する構成を中心に示している。フェムト基地局２及び移動局３は、図示の構成要素以外の他の構成要素を含んでいてよい。また、図９及び図１３を参照して説明する一連の動作は複数の手順を含む方法と解釈してもよい。この場合に「オペレーション」を「ステップ」と読み替えてもよい。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
基地局装置であって、
前記基地局装置に接続する移動局装置から受信品質情報を受信する受信部と、
前記受信品質に基づいて、移動局装置における信号対干渉比と前記基地局装置の送信電力との間の差分を指し示す指標値を算出する指標値算出部と、
複数の前記受信品質について各々算出された前記指標値の統計量を算出する統計量算出部と、
前記統計量に応じて送信電力を決定する送信電力決定部と、
を備えることを特徴とする基地局装置。
（付記２）
前記統計量算出部は、第１期間長に亘る期間に受信された前記受信品質について算出される前記指標値の統計量を、前記所定期間長よりも短い第２期間長の周期で算出することを特徴とする付記１に記載の基地局装置。
（付記３）
前記基地局装置と他の基地局装置との干渉の発生を検出する干渉発生検出部を備え、
前記統計量算出部は、所定期間長に亘る受信期間に受信された前記受信品質について算出される前記指標値の統計量を算出し、
前記基地局装置と他の基地局装置との干渉が発生した場合、前記送信電力決定部は、前記受信期間中であるか否かに関わらず前記基地局装置からの送信電力を低減する、ことを特徴する付記１に記載の基地局装置。
（付記４）
前記統計量算出部は、前記指標値の累積分布の所定度数の指標値を前記統計量として算出することを特徴とする付記１〜３のいずれか一項に記載の基地局装置。
（付記５）
前記指標値の累積分布の所定度数における傾きに応じて目標信号対干渉比を補正する補正部を備え、
前記送信電力決定部は、補正された前記目標信号対干渉比と前記統計量とに応じて送信電力を決定することを特徴とする付記１〜４のいずれか一項に記載の基地局装置。
（付記６）
前記補正部は、セル端の移動局装置に対応する度数における傾きに応じて目標信号対干渉比を補正することを特徴する付記５に記載の基地局装置。
（付記７）
前記指標値は、移動局装置における信号対干渉比と前記基地局装置の送信電力との差であることを特徴とする付記１〜６のいずれか一項に記載の基地局装置。
（付記８）
前記指標値は、前記基地局装置と移動局装置との間の伝搬損失と移動局装置における干渉電力の和であることを特徴とする付記１〜６のいずれか一項に記載の基地局装置。
（付記９）
基地局装置に接続する移動局装置から受信する受信品質情報に基づいて、移動局装置における信号対干渉比と前記基地局装置の送信電力との間の差分を指し示す指標値を算出し、
複数の前記受信品質について各々算出された前記指標値の統計量を算出し、
前記統計量に応じて送信電力を決定する、ことを特徴とする送信電力決定方法。

１ 通信システム
２ フェムト基地局
３、３ａ、３ｂ 移動局
１５ 品質情報受信部
２０ 指標値算出部
２１ バッファメモリ
２２ 統計量算出部
２３ 送信電力決定部
２４ 干渉発生検出部
２５ 補正部

Claims (8)

1. 基地局装置であって、
   前記基地局装置に接続する移動局装置から受信品質情報を受信する受信部と、
   前記受信品質に基づいて、移動局装置における信号対干渉比と前記基地局装置の送信電力との間の差分を指し示す指標値を算出する指標値算出部と、
   複数の前記受信品質について各々算出された前記指標値の統計量を算出する統計量算出部と、
   前記統計量に応じて送信電力を決定する送信電力決定部と、
   を備えることを特徴とする基地局装置。
2. 前記統計量算出部は、第１期間長に亘る期間に受信された前記受信品質について算出される前記指標値の統計量を、前記第１期間長よりも短い第２期間長の周期で算出することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記基地局装置と他の基地局装置との干渉の発生を検出する干渉発生検出部を備え、
   前記統計量算出部は、所定期間長に亘る受信期間に受信された前記受信品質について算出される前記指標値の統計量を算出し、
   前記基地局装置と他の基地局装置との干渉が発生した場合、前記送信電力決定部は、前記受信期間中であるか否かに関わらず前記基地局装置からの送信電力を低減する、ことを特徴する請求項１に記載の基地局装置。
4. 前記統計量算出部は、前記指標値の累積分布の所定度数の指標値を前記統計量として算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の基地局装置。
5. 前記指標値の累積分布の所定度数における傾きに応じて目標信号対干渉比を補正する補正部を備え、
   前記送信電力決定部は、補正された前記目標信号対干渉比と前記統計量とに応じて送信電力を決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の基地局装置。
6. 前記指標値は、移動局装置における信号対干渉比と前記基地局装置の送信電力との差であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の基地局装置。
7. 前記指標値は、前記基地局装置と移動局装置との間の伝搬損失と移動局装置における干渉電力の和であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の基地局装置。
8. 基地局装置に接続する移動局装置から受信する受信品質情報に基づいて、移動局装置における信号対干渉比と前記基地局装置の送信電力との間の差分を指し示す指標値を算出し、
   複数の前記受信品質について各々算出された前記指標値の統計量を算出し、
   前記統計量に応じて送信電力を決定する、ことを特徴とする送信電力決定方法。

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