JP2007019569A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 従来はアンテナダウンチルト角又はパイロットチャネル送信電力を制御することで、トラヒック低減を図るようにしているが、トラヒック低減効果が不十分である。
【解決手段】 無線通信システムを構成する複数の無線基地局の各々は、アップリンクにおける負荷率η_ＵＬ、ダウンリンクにおける負荷率η_ＤＬ、無線基地局のハードウェアのリソースの使用率η_ＨＷ、無線基地局の直交符号数リソースの使用率η_ＯＶＳＦのうちの最大値を、１から差し引くことにより負荷率Ｌを算定してそれを基地局制御装置へ通知する（２１〜２５）。基地局制御装置は、負荷率Ｌが規定値範囲の上限値Ｘより大である無線基地局は、過負荷状態にあると判断してその無線基地局のアンテナダウンチルト角及びパイロットチャネル送信電力を共にアップするように制御する（２６，２７）。ＳＨＯオーバーヘッド値Ｚが上限値βより大であるときも同様の制御を行う（２９，２７）。
【選択図】 図２

Description

本発明は無線通信システムに係り、特にアンテナダウンチルト角及びパイロットチャネル送信電力制御をする無線通信システムに関する。

サービスエリアを複数のセルに分割し、複数のセルの各々は基地局の無線ゾーンであり、各セルに１つ存在する基地局は１以上のアンテナモジュールを介して信号を無線通信する無線通信システムが従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来の無線通信システムにおいて、基地局のアンテナモジュールは、少なくとも１つの受信アンテナと１つの送信アンテナを含む構成か、単一の送受信アンテナで構成される。送信アンテナ又は送受信アンテナの放射パターン（主に主ローブ）は、ある角度でアンテナの水平基準線から傾斜している。この角度は、アンテナのダウンチルト角と呼ばれ、アンテナの水平基準線から地上に向かう角度が正と測定される。

また、各基地局は一定の送信電力でパイロット信号をパイロットチャネルで移動局に送信し、各セルを移動する移動局が、最も受信電界強度の大きなパイロット信号を送信している基地局との間で常に無線通信できるようにしている。上記のアンテナのダウンチルト角やパイロットチャネルの送信電力は、サービスエリア品質に直接影響する。

アンテナのダウンチルト角は、他セルへの干渉量やセルカバレッジエリアに作用するため、ネットワークのキャパシティに大きく影響する。アンテナのダウンチルト角を増せば（より自セル方向へアンテナメインビームを向ける）、他セルへの干渉量が減少するが、セルカバレッジエリアが小さくなりカバレッジホールが発生してしまう。

また、パイロットチャネルはセルへのキャンプオンやハンドオーバー動作の基準とされ、よってパイロットチャネル送信電力はセルカバレッジエリアを決定する。パイロットチャネル送信電力を上げれば、他セルへの干渉量が増大しネットワークキャパシティに影響するが、逆に下がれば、カバレッジホールが発生してしまう。

また、呼の発生によるセルロード（負荷）の増大に伴い干渉量が増加し、セルカバレッジエリアが縮小しネットワークのキャパシティに大きく影響する。呼が集中的に発生するセルカバレッジでは、アンテナのダウンチルト角やパイロットチャネルの送信電力を変更することにより、セルドミナンス（勢力）の境界を変更し負荷分散の手法が採られている。

このように、カバレッジとキャパシティに対し、アンテナのダウンチルト角とパイロットチャネルの送信電力は密接に関係しており大きく作用する。このため、従来の無線通信システムでは、初期導入時に各基地局のアンテナダウンチルト角やパイロットチャネル送信電力が設定される。そして、幾度かのフィールド品質調査などを実施し、それら設定変更をすることで無線通信システムの品質を改善している。

しかしながら、アンテナのダウンチルト角変更やパイロットチャネル送信電力変更は、一般には作業員によって実施されるため、作業ミスの発生や時間及び人件費などのコストが嵩むという問題がある。また、これら最適な設定値は、品質調査を繰り返したうえで決定するため、一度決定すると何度も変更はされない。呼量の変化に適応した変更は現実難しかった。

そこで、基地局のアンテナを円筒アンテナアレイとし、移動局の位置及び信号情報（例えば、送信電力情報）に基づいて、円筒アンテナアレイを再構成する適応アンテナシステムが従来から知られている（例えば、特許文献２参照）。この適応アンテナシステムを採用した従来の無線通信システムでは、最初に数学的パラメータに基づいて基地局に円筒アンテナアレイを設置し、コントローラによって円筒アンテナアレイのアンテナ成分の構成を調節して、干渉及び呼のドロップを最小限に抑えると共に、１つのセル内及び複数の隣接セル間で有効範囲を最大化する。

また、トラヒックが集中しているセルの基地局でのパイロット信号の送信電力利得を下げ、その周辺セルの基地局でのパイロット信号の送信電力利得を上げることにより、トラヒックの集中しているセルのサイズを縮小する無線通信システムも従来知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０００−２６９７２３号公報 特開２００２−０６４４２７号公報 特開２００４−３４３８０７号公報

しかしながら、特許文献２記載の適応アンテナシステムを採用した従来の無線通信システムでは、基地局に設置した円筒アンテナアレイを、コントローラによって円筒アンテナアレイのアンテナ成分の構成を調節してアンテナのダウンチルト角を制御する構成であり、トラヒック軽減が十分とはいえず、また、円筒アンテナアレイという特殊なアンテナを必要とする。

また、特許文献３記載の無線通信システムでは、トラヒック量に応じてパイロットチャネル送信電力変更を行うのみであるので、トラヒックの低減効果（負荷分散効果）が十分ではないという問題がある。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、アンテナダウンチルト角及びパイロットチャネル送信電力の同時制御を行うことにより、十分なトラヒック低減効果を実現し得る無線通信システムを提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、円筒アンテナアレイのような特殊なアンテナを必要とせず、複数のアイテム（ハードウェアリソースや直交符号数など）でもって負荷率を算定することで、精度の高い負荷率算定を行うことにより、品質向上を実現し得る既製品でのリモート電気／機械チルト式の無線通信システムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、各々独立した無線ゾーンを有する複数の無線基地局と、複数の無線基地局の各無線ゾーンのうち在圏する無線ゾーンの無線基地局との間で無線通信する移動局と、複数の無線基地局と接続されてその動作を制御する基地局制御装置とを有する無線通信システムにおいて、
複数の無線基地局の各々は、少なくともアップリンクにおける負荷率とダウンリンクにおける負荷率を含む負荷率Ｌを算定する負荷率算定手段と、基地局制御装置からの制御に基づき、アンテナダウンチルト角とパイロットチャネル送信電力とを独立して予め設定したステップ幅分だけ可変設定する可変設定手段とを有し、
基地局制御装置は、複数の無線基地局のそれぞれにおいて算定された負荷率Ｌに基づいて、その負荷率Ｌが予め設定した第１の規定値範囲内であるかどうか各無線基地局毎に判定する第１の判定手段と、第１の判定手段から負荷率Ｌが第１の規定値範囲内であるとの判定結果が入力されたときには、その負荷率Ｌを算定した無線基地局のアンテナダウンチルト角とパイロットチャネル送信電力とを共に現状維持の状態とし、負荷率Ｌが第１の規定値範囲の下限値より小であるとの判定結果が入力されたたときは、その負荷率Ｌを算定した無線基地局のアンテナダウンチルト角のダウン変更指示及び／又はパイロットチャネル送信電力のダウンの変更指示を負荷率Ｌを算定した無線基地局へ出力する第１の制御手段とを有し、複数の無線基地局の各々での負荷率の算定と、基地局制御装置での判定動作及び制御動作とを繰り返すことを特徴とする。

この発明では、複数の無線基地局の各々が算定した負荷率Ｌが、第１の規定値範囲の下限値より小である時には、その負荷率Ｌを算定した無線基地局に対して、アンテナダウンチルト角のダウン変更指示及び／又はパイロットチャネル送信電力のダウンの変更指示を行うようにしたため、基地局制御装置は、その無線基地局での負荷率Ｌが規定値範囲内を満たす最適なアンテナダウンチルト角、パイロットチャネル送信電力を見付けることができ、セルドミナンスは縮小され、ドミナンスの境界が移動する。これにより、無線基地局のダウン変更が行われた場合は、これまでその無線基地局のセルに収容されていた呼は、隣接セルの配下となり、負荷分散される。なお、負荷率Ｌは基地局制御装置が算定するようにしてもよい。

また、上記の目的を達成するため、本発明は、上記の基地局制御装置が、第１の判定手段により負荷率Ｌが第１の規定値範囲内であると判定したときには、ソフトハンドオーバーに必要な経費を示すＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定して、そのＳＨＯオーバーヘッド値が予め設定した第２の規定値範囲内であるかどうか各無線基地局毎に判定する第２の判定手段と、第２の判定手段からＳＨＯオーバーヘッド値Ｚが第２の規定値範囲内であるとの判定結果が入力されたときには、そのＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定した無線基地局のアンテナダウンチルト角とパイロットチャネル送信電力とを共に現状維持の状態とし、ＳＨＯオーバーヘッド値Ｚが第２の規定値範囲の上限値より大であるとの判定結果が入力されたときは、そのＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定した無線基地局のアンテナダウンチルト角のダウン変更指示及び／又はパイロットチャネル送信電力のダウンの変更指示をＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定した無線基地局へ出力する第２の制御手段とを更に有し、第１の制御手段は、第１の判定手段から負荷率Ｌが第１の規定値範囲内であるとの判定結果が入力されたときには、第２の判定手段による判定動作を行わせることを特徴とする。

この発明では、負荷率Ｌだけでなく、ＳＨＯオーバーヘッド値Ｚについても第２の規定値範囲内にあるかどうかを判定し、ＳＨＯオーバーヘッド値Ｚが第２の規定値範囲の上限値より大であるとの判定結果が入力されたときは、そのＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定した無線基地局に対して、アンテナダウンチルト角のダウン変更指示及び／又はパイロットチャネル送信電力のダウンの変更指示を行うようにしたため、基地局制御装置は、その無線基地局での負荷率Ｌ及びＳＨＯオーバーヘッド値Ｚが規定値範囲内を満たす最適なアンテナダウンチルト角、パイロットチャネル送信電力を見付けることができ、セルドミナンスは縮小され、ドミナンスの境界が移動する。これにより、無線基地局のダウン変更が行われた場合は、これまでその無線基地局のセルに収容されていた呼は、隣接セルの配下となり、負荷分散される。

また、上記の目的を達成するため、本発明は、上記の第１の制御手段は、第１の判定手段から負荷率Ｌが第１の規定値範囲の上限値より大であるとの判定結果が入力されたときは、その負荷率Ｌを算定した無線基地局のアンテナダウンチルト角のアップ変更指示及び／又はパイロットチャネル送信電力のアップの変更指示を、負荷率Ｌを算定した無線基地局へ出力することを特徴とする。この発明では、セルローディングが過負荷の場合だけでなく、負荷率Ｌが第１の規定値範囲の上限値より大であるとの判定結果が入力されたときは低負荷と判断して、アンテナダウンチルト角或いはパイロットチャネル送信電力のアップを行うことにより、カバレッジの拡大ができる。

また、上記の目的を達成するため、本発明は、上記の第２の制御手段は、第２の判定手段からＳＨＯオーバーヘッド値Ｚが第２の規定値範囲の下限値未満であるとの判定結果が入力されたときは、そのＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定した無線基地局のアンテナダウンチルト角のアップ変更指示及び／又はパイロットチャネル送信電力のアップの変更指示を、ＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定した無線基地局へ出力することを特徴とする。この発明では、ＳＨＯオーバーヘッド値Ｚが第２の規定値範囲の下限値未満であるとの判定結果が入力されたときは低負荷と判断して、アンテナダウンチルト角或いはパイロットチャネル送信電力のアップを行うことにより、カバレッジの拡大ができる。

更に、上記の目的を達成するため、本発明は、上記の負荷率算定手段は、アップリンクにおける負荷率η_ＵＬと、ダウンリンクにおける負荷率η_ＤＬと、無線基地局のハードウェアのリソースの使用率η_ＨＷと、無線基地局の直交符号数リソースの使用率η_ＯＶＳＦのうちの最大値を、１から差し引くことにより負荷率Ｌを算定することを特徴とする。また、本発明は、上記の第２の判定手段は、複数の無線基地局の各セルのうち互いのセルが重複しているゾーンに在圏している通信中の移動局の数を、複数の無線基地局の各セルのうち他の無線基地局のセルと重複していないゾーンに在圏している通信中の移動局の数で除算することでＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定して、そのＳＨＯオーバーヘッド値が予め設定した第２の規定値範囲内であるかどうか各無線基地局毎に判定する手段であることを特徴とする。

本発明によれば、セルロードの変化を、無線基地局が算定した負荷率Ｌ及び／又は基地局制御装置が算定したＳＨＯオーバーヘッド値Ｚにより判断して、その判断結果に応じてアンテナダウンチルト角及びパイロットチャネル送信電力をそれぞれ同時に自動制御することで負荷分散を行うようにしたため、ネットワークの成熟度合い（トラヒック、システム構成など）に応じた最適なアンテナダウンチルト角及びパイロットチャネル送信電力を設定でき、特殊なアンテナアレイを必要とすることなく、アンテナダウンチルト角だけ又はパイロットチャネル送信電力だけを制御する従来システムに比べて高品質の無線通信システムを構築できると共に、高所作業やチューニング作業の必要性がなくなるなどコスト削減も図ることができる。

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる無線通信システムの一実施の形態の概略システム構成図を示す。本実施の形態の無線通信システムは、移動局１１、無線基地局１２ａ、１２ｂ及び基地局制御装置１３からなる。移動局１１、基地局制御装置１３は実際には複数台存在し、無線基地局１２ａ及び１２ｂも３台以上存在するが、ここでは便宜上省略している。この実施の形態は、自動車、船舶、人（徒歩）等の移動体を対象とするＣＤＭＡ方式移動体通信無線システムに適用される。

無線基地局１２ａ、１２ｂは各々固有の無線ゾーン（セル）Ｃａ、Ｃｂを有し、自己の無線ゾーン（セル）Ｃａ、Ｃｂに在圏する移動局１１との間で無線通信すると共に、基地局制御装置１３との間で互いに独立して通信する。また、無線基地局１２ａ及び１２ｂは、各々アンテナチルト制御装置及びパイロットチャネル送信電力制御装置を有している。基地局制御装置１３は、無線基地局１２ａ及び１２ｂの制御を行い、移動局１１との通信をサポートする。また、基地局制御装置１３には、セルロードに基づいた過負荷の判別機能を有する装置が組み込まれており、また、無線基地局１２ａ、１２ｂのアンテナダウンチルト角を制御するアンテナチルト制御装置、及びパイロットチャネル送信電力を制御するパイロットチャネル送信電力制御装置を有し、アンテナダウンチルト角及びパイロットチャネル送信電力の最適化による負荷分散を実施する。

この図１に示す無線通信システムにおいて、例えばセルＣａのセルローディングが増加すると、基地局制御装置１３は負荷分散を実施するため、無線基地局１２ａ及び周辺の無線基地局１２ｂなどの設定値であるアンテナダウンチルト角又はパイロットチャネル送信電力を変更する制御を行う。

次に、本実施の形態の動作について、図２のフローチャートを併せ参照して説明する。まず、図１に示した無線基地局１２ａ、１２ｂはそれぞれ互いに独立して、η_ＵＬ、η_ＤＬ、η_ＨＷ、η_ＯＶＳＦを計測する（ステップ２１〜２４）。ここで、上記ηＵＬは、アップリンクにおける負荷率を示しており、次式に基づいて計測される。

η_ＵＬ＝ηtotal／ηplanned （１）
ただし、（１）式中、ηtotalは現在のアップリンク干渉量、ηplannedは計画されたアップリンク干渉量を示す。

また、上記η_ＤＬはダウンリンクにおける負荷率を示しており、次式に基づいて計測される。

η_ＤＬ＝Ｐtxtotal／Ｐtxmax （２）
ただし、（２）式中、Ｐtxtotalは無線基地局１２ａ、１２ｂにおける現在の送信電力量、Ｐtxmaxは最大送信電力容量を示す。

また、上記η_ＨＷは無線基地局１２ａ、１２ｂのハードウェアリソース（チャネルカード）の使用率を示しており、次式に基づいて計測される。

η_ＨＷ＝ηtotal1／ηmax1 （３）
ただし、（３）式中、ηtotal1はハードウェアリソースの現在の使用数、ηｍａｘ1はハードウェアリソースの最大上限数を示す。

更に、上記η_ＯＶＳＦは無線基地局１２ａ、１２ｂの直交符号数リソースの使用率を示しており、次式に基づいて計測される。

η_ＯＶＳＦ＝ηtotal2／ηmax2 （４）
ただし、（４）式中、ηtotal2は直交符号数リソースの現在の使用数、ηmax2は直交符号数リソースの最大上限数を示す。

続いて、無線基地局１２ａ、１２ｂは上記の測定結果を基に負荷率Ｌを計算する（ステップ２５）。負荷率Ｌは次式で表される。

Ｌ＝１−ｍａｘ（η_ＵＬ，η_ＤＬ，η_ＨＷ，η_ＯＶＳＦ） （５）
ただし、（５）式中、ｍａｘ（η_ＵＬ，η_ＤＬ，η_ＨＷ，η_ＯＶＳＦ）は、η_ＵＬ，η_ＤＬ，η_ＨＷ及びη_ＯＶＳＦの各値の中の最大値を示す。

続いて、無線基地局１２ａ、１２ｂにおいて別々に算出された負荷率Ｌは、基地局制御装置１３へ送信され、基地局制御装置１３は、その配下である無線基地局１２ａ、１２ｂの負荷率Ｌが規定値範囲内であるかどうか無線基地局１２ａ、１２ｂ別に確認する（ステップ２６）。この負荷率Ｌが規定値範囲内であるかどうかの確認は、パラメータとして任意に設定可能な下限規定値Ｘ及び上限規定値Ｙを設け、負荷率Ｌが下限規定値Ｘ以上で、かつ、上限規定値Ｙ以下であるときは、規定値範囲内（Ｘ≦Ｌ≦Ｙ）であると判断してステップ２９へ移る。

ステップ２９では、ＳＨＯオーバーヘッド（Ｏｖｅｒｈｅａｄ）値Ｚが、下限規定値α以上で、かつ、上限規定値β以下の規定値範囲内（α≦Ｚ≦β）であるか無線基地局１２ａ、１２ｂ別に判定する。ここで、ＳＨＯ Ｏｖｅｒｈｅａｄ値Ｚは、複数の無線基地局の各セルが重複しているゾーンに在圏している、ソフトハンドオーバー状態にある通信中の移動局の数（SHO Link）を、一つの無線基地局のセル内の他の無線基地局のセルと重複していないゾーンに在圏している通信中の移動局の数（Best Server Link）で除算した値である。従って、SHO Linkの値が１、Best Server Linkの値が２であれば、Ｚ＝０.５となる。

ここで、ＳＨＯ Ｏｖｅｒｈｅａｄ値Ｚはソフトハンドオーバーに必要な経費を表しており、値が低ければセルＣａとセルＣｂの重なりが小さいことを示す。これはカバレッジホールの発生確率が高くなることが予想される。逆に、値Ｚが高ければセルＣａとセルＣｂの重なりが大きいことを示しており、過負荷が予想される。通常、このＳＨＯ Ｏｖｅｒｈｅａｄ値Ｚは３０〜４０％以下といわれているが、ここではパラメータとして任意に設定可能な規定値α及びβを設けることにより、ＳＨＯ Ｏｖｅｒｈｅａｄ値Ｚを規定する。

ステップ２９で規定値範囲内であると判定されたときには、基地局制御装置１３は、配下の無線基地局１２ａ、１２ｂのうち、上記の規定値範囲内であると判定された無線基地局のアンテナダウンチルト角及びパイロットチャネル送信電力は現状維持と判断する（ステップ３０）。

一方、ステップ２６にて負荷率Ｌが下限規定値Ｘ未満である規定値範囲外Ｎ１（Ｌ＜Ｘ）と判断された場合、基地局制御装置１３は、過負荷と判断し、配下の無線基地局１２ａ、１２ｂのうち、上記の規定値範囲外Ｎ１であると判定された無線基地局のアンテナダウンチルト角のダウン及び／又はパイロットチャネル送信電力のダウンの変更指示を出す（ステップ２７）。その変更指示を受けた無線基地局１２ａ及び／又は１２ｂは、再びステップ２１〜２５の測定及び負荷率Ｌの算定を行う。

このステップ２１〜２７のループを繰り返すことにより、基地局制御装置１３は、その無線基地局での負荷率Ｌが規定値範囲内を満たす最適なアンテナダウンチルト角、パイロットチャネル送信電力を見付けることができる。ダウン変更の場合、セルドミナンスは縮小され、ドミナンスの境界が移動する。これにより、無線基地局１２ａのダウン変更が行われた場合は、これまでセルＣａに収容されていた呼は、隣接セルＣｂの配下となり、負荷分散される。この場合、無線基地局１２ｂからの負荷率Ｌは、規定値範囲内を満足しているか、或いはステップ２６にて負荷率Ｌが上限規定値Ｙより大である規定値範囲外Ｎ２（Ｌ＞Ｙ）と判断された場合である。

また、ステップ２６にて負荷率Ｌが上限規定値Ｙより大である規定値範囲外Ｎ２（Ｌ＞Ｙ）と判断された場合、基地局制御装置１３は、軽負荷と判断し、配下の無線基地局１２ａ、１２ｂのうち、上記の規定値範囲外Ｎ２であると判定された無線基地局のアンテナダウンチルト角のアップ及び／又はパイロットチャネル送信電力のアップの変更指示を出す（ステップ２８）。その変更指示を受けた無線基地局１２ａ及び／又は１２ｂは、再びステップ２１〜２５の測定及び負荷率Ｌの算定を行う。

このステップ２１〜２６、２８のループを繰り返すことにより、基地局制御装置１３は、その無線基地局での負荷率Ｌが規定値範囲内を満たす最適なアンテナダウンチルト角、パイロットチャネル送信電力を見付けることができる。アップ変更の場合、セルドミナンスは拡大され、ドミナンスの境界が移動する。これにより、無線基地局１２ａのアップ変更が行われた場合は、これまでセルＣｂに収容されていた呼は、隣接セルＣａの配下となり、負荷分散される。なお、アンテナダウンチルト角、パイロットチャネル送信電力の変更ステップ幅及び下限値と上限値は物理的な制限もあるため、予め決定された任意なパラメータ設定とする。

また、ステップ２９にて規定値範囲外と判断された場合、上記のステップ２７或いはステップ２８においてアンテナダウンチルト角の変更、パイロットチャネル送信電力の変更が実施される。基地局制御装置１３は、ステップ２９にてＳＨＯ Ｏｖｅｒｈｅａｄ値Ｚが上限規定値βより大である規定値範囲外Ｎ３（Ｚ＞β）と判断した場合、過度のＳＨＯ確率によりＤＬのキャパシティが下がるので、基地局制御装置１３は過負荷と判断し、配下の無線基地局１２ａ、１２ｂのうち、上記の規定値範囲外Ｎ３であると判定された無線基地局のアンテナダウンチルト角のダウン及び／又はパイロットチャネル送信電力のダウンの変更指示を出す（ステップ２７）。その変更指示を受けた無線基地局１２ａ及び／又は１２ｂは、再びステップ２１〜２５の測定及び負荷率Ｌの算定を行う。

また、基地局制御装置１３は、ステップ２９にてＳＨＯ Ｏｖｅｒｈｅａｄ値Ｚが下限規定値アルファ未満である規定値範囲外Ｎ４（Ｚ＜α）と判断した場合、ＳＨＯ確率が下がり、カバレッジホールの発生が予測されるので、軽負荷と判断し、配下の無線基地局１２ａ、１２ｂのうち、上記の規定値範囲外Ｎ４であると判定された無線基地局のアンテナダウンチルト角のアップ及び／又はパイロットチャネル送信電力のアップの変更指示を出す（ステップ２８）。その変更指示を受けた無線基地局１２ａ及び／又は１２ｂは、再びステップ２１〜２５の測定及び負荷率Ｌの算定を行う。

このように、図１において、セルＣａ又はＣｂで移動局１１との間の無線通信が集中的に発生（過負荷）すると、カバレッジエリアの縮小現象が起こるために、ステップ２１〜２７を繰り返すことにより、セルロード状況に見合う最適なアンテナダウンチルト角とパイロットチャネル送信電力が同時に制御決定され、セルドミナンスの境界を変更し、負荷分散を実施されることにより、十分なトラヒック低減効果を実現でき、無線通信システムの品質向上が得られる。また、無線基地局１２ａ、１２ｂには円筒アンテナアレイのような特殊なアンテナを必要とせず、負荷分散を実現できる。

また、本実施の形態ではセルローディングが過負荷の場合だけでなく、低負荷時ではステップ２１〜２６、２８を繰り返すことにより、アンテナダウンチルト角或いはパイロットチャネル送信電力のアップを行うことにより、カバレッジの拡大ができるという効果が得られる。これにより、本実施の形態では低負荷時でも動作し、無線通信システムの品質向上が得られる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、負荷率Ｌの算出は、無線基地局１２ａ、１２ｂではなく、基地局制御装置１３が行うようにしてもよい。

本発明の一実施の形態のシステム構成図である。 図１の動作説明用フローチャートである。

符号の説明

１１ 移動局
１２ａ、１２ｂ 無線基地局
１３ 基地局制御装置

Claims (7)

1. 各々独立した無線ゾーンを有する複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局の各無線ゾーンのうち在圏する無線ゾーンの無線基地局との間で無線通信する移動局と、前記複数の無線基地局と接続されてその動作を制御する基地局制御装置とを有する無線通信システムにおいて、
   前記複数の無線基地局の各々は、
   少なくともアップリンクにおける負荷率とダウンリンクにおける負荷率を含む負荷率Ｌを算定する負荷率算定手段と、
   前記基地局制御装置からの制御に基づき、アンテナダウンチルト角とパイロットチャネル送信電力とを独立して予め設定したステップ幅分だけ可変設定する可変設定手段とを有し、
   前記基地局制御装置は、
   前記複数の無線基地局のそれぞれにおいて算定された前記負荷率Ｌに基づいて、その負荷率Ｌが予め設定した第１の規定値範囲内であるかどうか各無線基地局毎に判定する第１の判定手段と、
   前記第１の判定手段から前記負荷率Ｌが前記第１の規定値範囲内であるとの判定結果が入力されたときには、その負荷率Ｌを算定した前記無線基地局の前記アンテナダウンチルト角とパイロットチャネル送信電力とを共に現状維持の状態とし、前記負荷率Ｌが前記第１の規定値範囲の下限値より小であるとの判定結果が入力されたたときは、その負荷率Ｌを算定した前記無線基地局の前記アンテナダウンチルト角のダウン変更指示及び／又はパイロットチャネル送信電力のダウンの変更指示を前記負荷率Ｌを算定した前記無線基地局へ出力する第１の制御手段とを有し、
   前記複数の無線基地局の各々での前記負荷率の算定と、前記基地局制御装置での前記判定動作及び制御動作とを繰り返すことを特徴とする無線通信システム。
2. 各々独立した無線ゾーンを有する複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局の各無線ゾーンのうち在圏する無線ゾーンの無線基地局との間で無線通信する移動局と、前記複数の無線基地局と接続されてその動作を制御する基地局制御装置とを有する無線通信システムにおいて、
   前記複数の無線基地局の各々は、
   前記基地局制御装置からの制御に基づき、アンテナダウンチルト角とパイロットチャネル送信電力とを独立して予め設定したステップ幅分だけ可変設定する可変設定手段を有し、
   前記基地局制御装置は、
   前記複数の無線基地局のそれぞれにおけるアップリンクにおける負荷率とダウンリンクにおける負荷率を含む負荷率Ｌを少なくとも算定する負荷率算定手段と、
   前記複数の無線基地局のそれぞれにおいて算定された前記負荷率Ｌに基づいて、その負荷率Ｌが予め設定した第１の規定値範囲内であるかどうか各無線基地局毎に判定する第１の判定手段と、
   前記第１の判定手段から前記負荷率Ｌが前記第１の規定値範囲内であるとの判定結果が入力されたときには、その負荷率Ｌを算定した前記無線基地局の前記アンテナダウンチルト角とパイロットチャネル送信電力とを共に現状維持の状態とし、前記負荷率Ｌが前記第１の規定値範囲の下限値より小であるとの判定結果が入力されたたときは、その負荷率Ｌを算定した前記無線基地局の前記アンテナダウンチルト角のダウン変更指示及び／又はパイロットチャネル送信電力のダウンの変更指示を前記負荷率Ｌを算定した前記無線基地局へ出力する第１の制御手段とを有し、
   前記負荷率の算定と前記判定動作及び制御動作とを繰り返すことを特徴とする無線通信システム。
3. 前記基地局制御装置は、前記第１の判定手段により前記負荷率Ｌが前記第１の規定値範囲内であると判定したときには、ソフトハンドオーバーに必要な経費を示すＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定して、そのＳＨＯオーバーヘッド値が予め設定した第２の規定値範囲内であるかどうか各無線基地局毎に判定する第２の判定手段と、
   前記第２の判定手段から前記ＳＨＯオーバーヘッド値Ｚが前記第２の規定値範囲内であるとの判定結果が入力されたときには、そのＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定した前記無線基地局の前記アンテナダウンチルト角とパイロットチャネル送信電力とを共に現状維持の状態とし、前記ＳＨＯオーバーヘッド値Ｚが前記第２の規定値範囲の上限値より大であるとの判定結果が入力されたときは、そのＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定した前記無線基地局の前記アンテナダウンチルト角のダウン変更指示及び／又はパイロットチャネル送信電力のダウンの変更指示を前記ＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定した前記無線基地局へ出力する第２の制御手段とを更に有し、
   前記第１の制御手段は、前記第１の判定手段から前記負荷率Ｌが前記第１の規定値範囲内であるとの判定結果が入力されたときには、前記第２の判定手段による判定動作を行わせることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
4. 前記第１の制御手段は、前記第１の判定手段から前記負荷率Ｌが前記第１の規定値範囲の上限値より大であるとの判定結果が入力されたときは、その負荷率Ｌを算定した前記無線基地局の前記アンテナダウンチルト角のアップ変更指示及び／又はパイロットチャネル送信電力のアップの変更指示を、前記負荷率Ｌを算定した前記無線基地局へ出力することを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
5. 前記第２の制御手段は、前記第２の判定手段から前記ＳＨＯオーバーヘッド値Ｚが前記第２の規定値範囲の下限値未満であるとの判定結果が入力されたときは、そのＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定した前記無線基地局の前記アンテナダウンチルト角のアップ変更指示及び／又はパイロットチャネル送信電力のアップの変更指示を、前記ＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定した前記無線基地局へ出力することを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
6. 前記負荷率算定手段は、アップリンクにおける負荷率η_ＵＬと、ダウンリンクにおける負荷率η_ＤＬと、前記無線基地局のハードウェアのリソースの使用率η_ＨＷと、前記無線基地局の直交符号数リソースの使用率η_ＯＶＳＦのうちの最大値を、１から差し引くことにより前記負荷率Ｌを算定することを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
7. 前記第２の判定手段は、前記複数の無線基地局の各セルのうち互いのセルが重複しているゾーンに在圏している通信中の前記移動局の数を、前記複数の無線基地局の各セルのうち他の無線基地局のセルと重複していないゾーンに在圏している通信中の前記移動局の数で除算することで前記ＳＨＯオーバーヘッド値Ｚを算定して、そのＳＨＯオーバーヘッド値が予め設定した第２の規定値範囲内であるかどうか各無線基地局毎に判定する手段であることを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
   
   

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