無線通信システムおよび送信電力決定方法
【課題】フェムト基地局の設定環境に応じて容易に屋内基地局の送信電力を決定する。
【解決手段】フェムト基地局１１ａは、マクロ基地局１０からの受信電力を測定する受信電力測定部と、自局または自局に在圏するＵＥ２０ｂにおけるマクロ基地局１０からの受信電力測定結果を無線基地局監視サーバ４へ送信し、通知された送信電力で送信する制御を行う基地局制御部と、を備え、無線基地局監視サーバ４が、フェムト基地局１１ａにおける受信電力測定結果と初期送信電力との関係を示す初期送信電力決定テーブルと、ＵＥ２０ｂにおけるマクロ基地局１０からの受信電力測定結果を記憶するためのデータベースと、フェムト基地局１１ａから受信した受信電力測定結果に基づいてフェムト基地局１１ａにおける送信電力を決定し、通知する制御を行うサーバ制御部、を備える。
【解決手段】フェムト基地局１１ａは、マクロ基地局１０からの受信電力を測定する受信電力測定部と、自局または自局に在圏するＵＥ２０ｂにおけるマクロ基地局１０からの受信電力測定結果を無線基地局監視サーバ４へ送信し、通知された送信電力で送信する制御を行う基地局制御部と、を備え、無線基地局監視サーバ４が、フェムト基地局１１ａにおける受信電力測定結果と初期送信電力との関係を示す初期送信電力決定テーブルと、ＵＥ２０ｂにおけるマクロ基地局１０からの受信電力測定結果を記憶するためのデータベースと、フェムト基地局１１ａから受信した受信電力測定結果に基づいてフェムト基地局１１ａにおける送信電力を決定し、通知する制御を行うサーバ制御部、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内に設置されたフェムト基地局および屋外に設置されたマクロ基地局を備えた無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話の普及や市場拡大、そしてサービスの多様化が進んでおり、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）においても高速大容量通信を実現する第４世代移動体通信技術に向けた発展型の無線アクセス技術の１つとして、ＬＴＥ（Long Term Evolution）およびＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの標準化が行われている。その一方で、セルの小型化が進むことにより設置される基地局数が増加することが予測されている。無線基地局は、屋外の鉄塔や建物の屋上などに設置される屋外基地局と、主に建物内を通信エリアとする屋内基地局に分類される。屋外基地局は、その設置環境により無線セルの半径は１００ｍから１０ｋｍ程度である。フェムト基地局と呼ばれる一般家庭用の屋内基地局では、無線セルの半径は数１０ｍ以下である。
【０００３】
このように、屋外基地局と屋内基地局では無線セルの大きさが異なるため、一般的に屋外基地局の無線セル内に屋内基地局が含まれるセル構成となる。本構成において、屋外基地局と屋内基地局が同一周波数を用いる場合、屋内基地局の送信電力が過大に設定されると、屋外基地局の無線セルに対する干渉が過大となり通信容量が劣化する。逆に、屋内基地局の送信電力が過少に設定されると、屋内基地局の無線セル内でサービスが受けられない。特に、建物の壁や窓の場所との関係など屋内基地局が設置される場所により、屋外基地局の受信電力がより小さく認識されることで、特定の位置に固定される屋内基地局が、屋外基地局の受信電力に基づいて送信電力を決定した場合には、無線セルの半径が極端に小さく構成されるなどの問題が発生する。
【０００４】
そのため、下記特許文献１では、屋内に設置される無線基地局の送信電力の決定に際して、屋外の無線基地局からの無線信号の受信電界強度を測定し、さらに、屋内の無線基地局が設置された建物の壁などによる建物侵入損失を推定することで、屋内の無線基地局の最大送信電力を決定する技術が開示されている。また、下記特許文献２では、携帯電話で測定される当該無線基地局の受信電力の実測値と、伝搬モデルを用いた理論シミュレーションによる観測点の受信電力の推定値を用いて、理論シミュレーションの結果を実測値で補正することにより無線基地局の適切な送信電力を決定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１９９１８号公報
【特許文献２】特開２０１１−０１９１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術（特許文献１）によれば、伝搬推定を行うために地図情報や無線基地局のアンテナ設定情報を用い、さらに、伝搬モデルとして、奥村・秦式に代表される統計的なモデルやレイトレーシングを用いる。そのため、不特定な場所に設置される屋内の無線基地局の送信電力を決定するためには、前述の地図情報や無線基地局のアンテナ設定情報をデータベース内に全て保持しなければならない、という問題があった。
【０００７】
また、上記従来の技術（特許文献２）によれば、複雑な屋内環境における伝搬環境と伝搬モデルの差分が無線基地局の送信電力決定に大きく依存する、という問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、設定環境に応じて容易に屋内基地局の送信電力を決定可能な無線通信システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、屋内に設置されたフェムト基地局の送信電力を変更可能な無線通信システムであって、前記無線通信システムが、屋外に設置されたマクロ基地局、前記フェムト基地局、各基地局間を移動可能な端末、および前記フェムト基地局の送信電力を決定・調整する無線基地局監視サーバ、を備える場合に、前記フェムト基地局が、前記マクロ基地局、前記端末、および前記無線基地局監視サーバと通信を行う基地局通信手段と、前記マクロ基地局からの受信電力を測定する受信電力測定手段と、自局または自局に在圏する端末における前記マクロ基地局からの受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信し、前記無線基地局監視サーバから通知された送信電力を用いて下り信号を送信する制御を行う基地局制御手段と、を備え、前記無線基地局監視サーバが、前記フェムト基地局と通信を行うサーバ通信手段と、前記フェムト基地局における受信電力測定結果と初期送信電力との関係を示す初期送信電力決定テーブルと、前記端末におけるマクロ基地局からの受信電力測定結果を記憶するための記憶手段と、前記フェムト基地局または当該フェムト基地局に在圏する端末における前記マクロ基地局からの受信電力測定結果に基づいて当該フェムト基地局における送信電力を決定し、決定した送信電力を当該フェムト基地局へ通知する制御を行うサーバ制御手段、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、設定環境に応じて容易に屋内基地局の送信電力を決定できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、無線通信ネットワークの構成例を示す図である。
【図２】図２は、各基地局の無線エリアを示す図である。
【図３】図３は、無線基地局監視サーバの構成例を示す図である。
【図４】図４は、フェムト基地局の構成例を示す図である。
【図５】図５は、フェムト基地局の送信電力を決定する動作を示すシーケンス図である。
【図６】図６は、周辺マクロ基地局受信電力測定開始時のフェムト基地局の設置環境を示す図である。
【図７】図７は、フェムト基地局の送信電力決定テーブルを示す図である。
【図８】図８は、補正開始時のフェムト基地局の設置環境を示す図である。
【図９】図９は、補正値決定テーブルを示す図である。
【図１０】図１０は、データベースに格納されるＵＥの測定結果の収集状況を示す図である。
【図１１】図１１は、フェムト基地局の送信電力決定テーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
本実施の形態では、一例として、標準化団体の１つである３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で規定されるＬＴＥ（Long Term Evolution）の無線通信ネットワークに適用した場合について説明する。なお、３Ｇ等、ＬＴＥ以外の他の無線通信ネットワークについても適用可能である。
【００１４】
図１は、本実施の形態における無線通信ネットワークの構成例を示す図である。ＬＴＥの無線ネットワークは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）１と、ＵＥ（User Equipment）２と、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）３と、無線基地局監視サーバ４と、ＨｅＮＢ ＧＷ（Home eNodeB Gateway）５と、から構成される。
【００１５】
Ｅ−ＵＴＲＡＮ１は、屋外に設置されるマクロ基地局１０、および屋内に設置されるフェムト基地局１１ａ、１１ｂから構成される。
【００１６】
ＵＥ２は、ＬＴＥ無線アクセス通信方式を利用してＥ−ＵＴＲＡＮ１と接続され、マクロ基地局１０と接続するＵＥ２０ａと、フェムト基地局１１ａと接続するＵＥ２０ｂと、から構成される。
【００１７】
ＥＰＣ３は、ＵＥ２の移動管理を行うＭＭＥ（Mobility Management Entity）３０と、ＩＰ通信のゲートウェイ機能を提供するＳ−ＧＷ（Serving Gateway）３１、Ｐ−ＧＷ（Packet Data Network Gateway）３２と、ユーザの加入者情報を管理するＨＳＳ（Home Subscriber Server）３３と、から構成される。
【００１８】
無線基地局監視サーバ４は、フェムト基地局１１ａ、１１ｂの送信電力を決定・調整する。
【００１９】
ＨｅＮＢ ＧＷ５は、フェムト基地局１１ｂとＥＰＣ３間のゲートウェイとして機能する。
【００２０】
なお、フェムト基地局１１ａ、１１ｂは、ＨｅＮＢ ＧＷ５を経由してＥＰＣ３と接続することも可能であり、また、直接ＥＰＣ３に収容することも可能である。
【００２１】
つぎに、各基地局の無線エリアについて説明する。図２は、各基地局の無線エリアを示す図である。マクロ基地局１０における無線エリア４０と、フェムト基地局１１ａにおける無線エリア５０ａおよびフェムト基地局１１ｂにおける無線エリア５０ｂとの関係を示すものである。フェムト基地局１１ａ、１１ｂは、少なくとも１つのマクロ基地局１０の配下に帰属する。
【００２２】
フェムト基地局１１ａ、１１ｂは、フェムト基地局１１ａ、１１ｂの送信電力を決定する無線基地局監視サーバ４と接続されている。無線基地局監視サーバ４は、フェムト基地局１１ａ、１１ｂの送信電力を決定するアルゴリズム、およびフェムト基地局１１ａ、１１ｂから報告された測定情報を格納するためのデータベース６０を備える。データベース６０は、フェムト基地局１０内に実装されてもよい。
【００２３】
つぎに、無線基地局監視サーバ４の構成について説明する。図３は、無線基地局監視サーバ４の構成例を示す図である。一例として、データベース６０を備える構成について説明する。無線基地局監視サーバ４は、サーバ通信部４０１と、初期送信電力決定テーブル４０２と、データベース６０と、サーバ制御部４０３と、を備える。サーバ通信部４０１は、フェムト基地局１１ａ、１１ｂと通信を行う。初期送信電力決定テーブル４０２は、フェムト基地局１１ａ、１１ｂの初期送信電力を決定する際に用いるテーブルである。サーバ制御部４０３は、フェムト基地局１１ａ、１１ｂとの通信、フェムト基地局１１ａ、１１ｂの送信電力の決定・補正等の制御を行う。
【００２４】
つぎに、フェムト基地局１１ａの構成について説明する。図４は、フェムト基地局１１ａの構成例を示す図である。フェムト基地局１１ａは、基地局通信部１０１と、受信電力測定部１０２と、基地局制御部１０３と、を備える。基地局通信部１０１は、マクロ基地局１０、ＵＥ２０ｂ、無線基地局監視サーバ４等と通信を行う。受信電力測定部１０２は、マクロ基地局１０からの受信電力を測定する。基地局制御部１０３は、各装置との通信、受信電力の測定、送信電力の設定等を制御する。なお、フェムト基地局１１ａについて説明したが、フェムト基地局１１ｂも同様の構成とする。
【００２５】
つづいて、図１に示す無線通信システムにおいて、フェムト基地局１１ａ、１１ｂの送信電力を決定する動作について説明する。図５は、フェムト基地局の送信電力を決定する動作を示すシーケンス図である。一例として、フェムト基地局１１ａの送信電力を決定する動作について説明する。
【００２６】
まず、屋内に設置されたフェムト基地局１１ａでは、受信電力測定部１０２が、電波の送信前に初期送信電力を決定するために周辺マクロ基地局受信電力の測定を開始する（ステップＳ１）。図６は、周辺マクロ基地局受信電力測定開始時のフェムト基地局１１ａの設置環境を示す図である。フェムト基地局１１ａは、屋内に設置され、マクロ基地局１０および無線基地局監視サーバ４と接続していることを示す。また、フェムト基地局１１ａとマクロ基地局１０との間には窓があることを示す。ここでは、マクロ基地局１０が測定対象の周辺マクロ基地局となる。
【００２７】
フェムト基地局１１ａでは、基地局通信部１０１が、測定したマクロ基地局１０の受信電力であるＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）の測定結果を無線基地局受信電力測定報告として無線基地局監視サーバ４に送信する（ステップＳ２）。
【００２８】
無線基地局監視サーバ４では、サーバ通信部４０１が測定結果を受信し、サーバ制御部４０３が、図７に示すフェムト基地局の初期送信電力決定テーブル４０２を参照して、マクロ基地局受信電力から初期送信電力を決定する（ステップＳ３）。図７は、初期送信電力決定テーブル４０２の構成例を示す図である。例えば、マクロ基地局受信電力が−１００ｄＢｍよりも小さいときは、送信電力を−１００ｄＢｍにすることを示す。このとき、無線基地局監視サーバ４では、フェムト基地局１１ａの測定結果により、無線セルが小さくなることを避けるために、図７のテーブルに設定される送信電力値にオフセット値を付加した送信電力値を初期送信電力として利用する。すなわち、一度、初期送信電力を大きく設定する。例えば、マクロ基地局受信電力が−１００ｄＢｍよりも小さいときは、１５ｄＢのオフセット値を付加することを示す。
【００２９】
無線基地局監視サーバ４では、サーバ通信部４０１が、送信電力設定通知により、決定した初期送信電力（オフセット後の送信電力）をフェムト基地局１１ａに通知する（ステップＳ４）。
【００３０】
そして、フェムト基地局１１ａでは、基地局通信部１０１が、無線基地局監視サーバ４から送信電力設定通知を受信し、基地局制御部１０３が、決定された送信電力値を用いて下り信号の送信を開始する（ステップＳ５）。
【００３１】
つづいて、無線通信システムでは、決定したフェムト基地局１１ａの初期送信電力を、ＵＥ２０ｂ（ここでは、携帯電話とする）からの測定情報を用いて補正する。図８は、補正開始時のフェムト基地局１１ａの設置環境を示す図である。携帯電話（ＵＥ２０ｂ）を持つユーザが、フェムト基地局１１ａが設置されている屋内を移動している場合を想定する。
【００３２】
まず、無線基地局監視サーバ４では、サーバ制御部４０３の制御により、サーバ通信部４０１からフェムト基地局１１ａに対して送信電力設定補正要求を通知する（ステップＳ６）。
【００３３】
フェムト基地局１１ａでは、基地局通信部１０１が送信電力設定補正要求を受信し、基地局制御部１０３の制御により、基地局通信部１０１からＲＲＣにより、フェムト基地局１１ａに在圏するＵＥ２０ｂに対して、周辺マクロ基地局であるマクロ基地局１０の受信電力の測定を指示する（ステップＳ７）。
【００３４】
測定開始を指示されたＵＥ２０ｂは、マクロ基地局１０の受信電力の測定を行い（ステップＳ８）、ＲＲＣにより測定結果をフェムト基地局１１ａに送信する（ステップＳ９）。
【００３５】
フェムト基地局１１ａでは、基地局通信部１０１が、ＵＥ２０ｂからマクロ基地局１０の測定結果を受信し、基地局制御部１０３の制御により、基地局通信部１０１から、無線基地局受信電力測定報告によりＵＥ２０ｂにおける測定結果を無線基地局監視サーバ４に送信する（ステップＳ１０）。
【００３６】
無線基地局監視サーバ４では、サーバ通信部４０１が、フェムト基地局１１ａからＵＥ２０ｂの測定結果を受信し、サーバ制御部４０３が、測定結果をデータベース６０に格納する。そして、無線基地局監視サーバ４内に設定された「送信電力の決定に必要なサンプル数」および「携帯電話からの測定結果の収集時間」の条件を満足するまで取得を継続する。「送信電力の決定に必要なサンプル数」とは、後述するように測定結果の平均値を算出する場合に、算出された平均値が十分に高い信頼性を得るためのサンプル数である。「携帯電話からの測定結果の収集時間」とは、収集時間が短時間に集中しないように、所定の時間以上の収集時間を確保するために規定したものである。そのため、無線基地局監視サーバ４では、この２つの条件を満たすまで取得を継続する。無線基地局監視サーバ４では、これらの２つの条件をサーバ制御部４０３で設定・保持してもよいし、データベース６０で保持しておくことも可能である。
【００３７】
つぎに、ＵＥ２０ｂの測定結果に基づく補正値の大きさについて説明する。図９は、補正値決定テーブルを示す図である。補正値決定テーブルは、マクロ基地局受信電力と、補正値と、から構成される。ここで、マクロ基地局受信電力は、ＵＥ２０ｂにおける受信電力を示す。例えば、ＵＥ２０ｂにおける受信電力の測定結果の平均値が−１００ｄＢｍ以下の場合、フェムト基地局１１ａの初期送信電力（オフセット後の送信電力）を＋１５ｄＢ補正することを示す。無線基地局監視サーバ４は、図９に示す補正値決定テーブルを、サーバ制御部４０３で保持してもよいし、データベース６０で保持しておくことも可能である。
【００３８】
図１０は、無線基地局監視サーバ４内のデータベース６０に格納されるＵＥ２０ｂの受信電力の測定結果の収集状況を示す図である。図１０（ａ）はマクロ基地局１０からの受信電力が大きい場合を示し、図１０（ｂ）はマクロ基地局１０からの受信電力が小さい場合を示す。
【００３９】
無線基地局監視サーバ４では、サーバ制御部４０３が、ＵＥ２０ｂの測定結果よりフェムト基地局１１ａの送信電力補正値を決定するため、データベース６０に格納したＵＥ２０ｂの測定結果の平均値を算出する。そして、サーバ制御部４０３が、この平均値と図９との関係から、フェムト基地局１１ａの初期送信電力に対する補正値を求め、ステップＳ３で決定した初期送信電力にこの補正値を付加したものを補正した送信電力として決定する（ステップＳ１１）。
【００４０】
無線基地局監視サーバ４では、サーバ通信部４０１が、送信電力設定通知により、この補正値を付加した送信電力をフェムト基地局１１ａに通知を行う（ステップＳ１２）。
【００４１】
フェムト基地局１１ａでは、基地局通信部１０１が、送信電力設定通知を受信し、基地局制御部１０３が、運用中の送信電力（初期送信電力）を補正された送信電力に更新する（ステップＳ１３）。これにより、フェムト基地局１１ａでは、自局が設置された環境に応じた送信電力で下り信号の送信を行うことができる。
【００４２】
このように、フェムト基地局１１ａでは、基地局制御部１０３が、自局または自局に在圏するＵＥ２０ｂにおけるマクロ基地局１０からの受信電力測定結果を無線基地局監視サーバ４へ送信し、無線基地局監視サーバ４から通知された送信電力を用いて下り信号を送信する制御を行う。また、無線基地局監視サーバ４では、サーバ制御部４０３が、フェムト基地局１１ａまたはフェムト基地局１１ａに在圏するＵＥ２０ｂにおけるマクロ基地局１０からの受信電力測定結果に基づいてフェムト基地局１１ａにおける送信電力を決定し、決定した送信電力をフェムト基地局１１ａへ通知する制御を行う。
【００４３】
なお、送信電力の補正値の決定では、ＵＥ２０ｂの測定結果の平均値を用いたが、これに限定するものではない。例えば、最大値または中心値（最大値と最小値の中間値）を利用してもよい。この場合においても、同等の効果を得ることができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態では、無線通信システムにおいて、フェムト基地局が測定したマクロ基地局からの受信電力の測定結果に基づいて、無線基地局監視サーバがフェムト基地局の初期送信電力を決定し、その後、無線基地局監視サーバは、フェムト基地局が設置された屋内エリアを移動するＵＥからマクロ基地局に対する受信電力の測定結果を収集し、ＵＥの受信電力測定結果に基づいてフェムト基地局の初期送信電力を補正することとした。これにより、フェムト基地局の下り送信電力を、設置環境に応じて設定することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、無線基地局監視サーバ４において、接続するフェムト基地局の送信電力を決定することとしたが、これに限定するものではない。例えば、各フェムト基地局１１ａ、１１ｂが、それぞれ図７、図９に示すテーブルを備えることにより、自局で測定したマクロ基地局１０の受信電力および自局に在圏しているＵＥ２０ｂが測定したマクロ基地局１０の受信電力に基づいて、自局の送信電力を決定することも可能である。
【００４６】
実施の形態２．
実施の形態１では、フェムト基地局１１ａの送信電力を補正するとき、ＵＥ２０ｂ（携帯電話）におけるマクロ基地局１０からの受信電力測定結果の平均値を用いた。本実施の形態では、フェムト基地局１１ａ設置時に設定された位置に基づいて、使用する初期電力決定テーブルを切り替える。実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００４７】
本実施の形態では、フェムト基地局１１ａが設置される位置を特定するため、建物の窓際からの基準位置（例えば、３ｍ）を設ける。そして、無線基地局監視サーバ４は、フェムト基地局１１ａの設置位置が当該基準位置よりも窓際環境の場合は、窓際環境用の補正値を付与する初期送信電力決定テーブルを選択し、フェムト基地局１１ａの設置位置が当該基準位置の場合は、基準位置用の補正値を付与する初期送信電力決定テーブルを選択し、フェムト基地局１１ａの設置位置が当該基準位置よりも遠い場合または窓無し環境の場合は、窓無し環境用の補正値を付与する初期送信電力決定テーブルを選択する。
【００４８】
図１１は、無線基地局監視サーバ４が備えるフェムト基地局の初期送信電力決定テーブル４０２を示す図である。フェムト基地局の初期送信電力決定テーブル４０２は、（ａ）窓際環境、（ｂ）基準環境、および（ｃ）窓無し環境の３つのテーブルを備える。それぞれのテーブルは、マクロ基地局受信電力と、送信電力と、調整値と、から構成される。例えば、フェムト基地局１１ａが窓際から２ｍの位置に設置され、マクロ基地局１０からの受信電力が−１００より小さい場合は、（ａ）窓際環境のテーブルを参照し、送信電力が−１００ｄＢｍで調整値が−１５ｄＢであることを示す。
【００４９】
無線基地局監視サーバ４では、サーバ制御部４０３が、フェムト基地局１１ａの設置位置が窓際環境の場合には、屋外基地局（マクロ基地局１０）への干渉を低減するために送信電力値を減少させる補正値を付与する。一方、フェムト基地局１１ａの設置位置が窓無し環境の場合には、屋外基地局（マクロ基地局１０）への干渉を考慮する必要が無いため、屋内エリアを確保するために送信電力値を増加させる補正値を付与する。
【００５０】
図５のフローチャートを用いて説明すると、フェムト基地局１１ａでは、マクロ基地局１０からの受信電力を測定し（ステップＳ１）、測定結果とともに自局の位置情報をあわせて送信する（ステップＳ２）。無線基地局監視サーバ４は、受信した位置情報に対応した初期送信電力決定テーブル４０２を用いて初期送信電力を決定し（ステップＳ３）、決定した初期送信電力をフェムト基地局１１ａへ送信する（ステップＳ４）。そして、フェムト基地局１１ａは、通知された初期送信電力を用いて下り信号の送信を開始する（ステップＳ５）。本実施の形態では、以上の処理で送信電力の決定処理が終了となる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態では、無線通信システムにおいて、フェムト基地局では、自局の設置場所を事前に設定し、受信電力の測定結果とともに位置情報を無線基地局監視サーバへ送信し、無線基地局監視サーバは、複数の初期送信電力決定テーブルを備えており、フェムト基地局の設置位置に応じた初期送信電力決定テーブルを使用して送信電力を補正することとした。これにより、フェムト基地局の初期送信電力を、フェムト基地局の設置環境に応じて決定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、複数の基地局を備えたシステムに有用であり、特に、小型の基地局を含むシステムに適している。
【符号の説明】
【００５３】
１ Ｅ−ＵＴＲＡＮ
２ ＵＥ
３ ＥＰＣ
４ 無線基地局監視サーバ
５ ＨｅＮＢ ＧＷ
１０ マクロ基地局
１１ａ、１１ｂ フェムト基地局
３０ ＭＭＥ
３１ Ｓ−ＧＷ
３２ Ｐ−ＧＷ
３３ ＨＳＳ
４０ 無線エリア（マクロ基地局１０）
５０ａ 無線エリア（フェムト基地局１１ａ）
５０ｂ 無線エリア（フェムト基地局１１ｂ）
６０ データベース
１０１ 基地局通信部
１０２ 受信電力測定部
１０３ 基地局制御部
４０１ サーバ通信部
４０２ 初期送信電力決定テーブル
４０３ サーバ制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内に設置されたフェムト基地局および屋外に設置されたマクロ基地局を備えた無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話の普及や市場拡大、そしてサービスの多様化が進んでおり、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）においても高速大容量通信を実現する第４世代移動体通信技術に向けた発展型の無線アクセス技術の１つとして、ＬＴＥ（Long Term Evolution）およびＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの標準化が行われている。その一方で、セルの小型化が進むことにより設置される基地局数が増加することが予測されている。無線基地局は、屋外の鉄塔や建物の屋上などに設置される屋外基地局と、主に建物内を通信エリアとする屋内基地局に分類される。屋外基地局は、その設置環境により無線セルの半径は１００ｍから１０ｋｍ程度である。フェムト基地局と呼ばれる一般家庭用の屋内基地局では、無線セルの半径は数１０ｍ以下である。
【０００３】
このように、屋外基地局と屋内基地局では無線セルの大きさが異なるため、一般的に屋外基地局の無線セル内に屋内基地局が含まれるセル構成となる。本構成において、屋外基地局と屋内基地局が同一周波数を用いる場合、屋内基地局の送信電力が過大に設定されると、屋外基地局の無線セルに対する干渉が過大となり通信容量が劣化する。逆に、屋内基地局の送信電力が過少に設定されると、屋内基地局の無線セル内でサービスが受けられない。特に、建物の壁や窓の場所との関係など屋内基地局が設置される場所により、屋外基地局の受信電力がより小さく認識されることで、特定の位置に固定される屋内基地局が、屋外基地局の受信電力に基づいて送信電力を決定した場合には、無線セルの半径が極端に小さく構成されるなどの問題が発生する。
【０００４】
そのため、下記特許文献１では、屋内に設置される無線基地局の送信電力の決定に際して、屋外の無線基地局からの無線信号の受信電界強度を測定し、さらに、屋内の無線基地局が設置された建物の壁などによる建物侵入損失を推定することで、屋内の無線基地局の最大送信電力を決定する技術が開示されている。また、下記特許文献２では、携帯電話で測定される当該無線基地局の受信電力の実測値と、伝搬モデルを用いた理論シミュレーションによる観測点の受信電力の推定値を用いて、理論シミュレーションの結果を実測値で補正することにより無線基地局の適切な送信電力を決定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１９９１８号公報
【特許文献２】特開２０１１−０１９１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術（特許文献１）によれば、伝搬推定を行うために地図情報や無線基地局のアンテナ設定情報を用い、さらに、伝搬モデルとして、奥村・秦式に代表される統計的なモデルやレイトレーシングを用いる。そのため、不特定な場所に設置される屋内の無線基地局の送信電力を決定するためには、前述の地図情報や無線基地局のアンテナ設定情報をデータベース内に全て保持しなければならない、という問題があった。
【０００７】
また、上記従来の技術（特許文献２）によれば、複雑な屋内環境における伝搬環境と伝搬モデルの差分が無線基地局の送信電力決定に大きく依存する、という問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、設定環境に応じて容易に屋内基地局の送信電力を決定可能な無線通信システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、屋内に設置されたフェムト基地局の送信電力を変更可能な無線通信システムであって、前記無線通信システムが、屋外に設置されたマクロ基地局、前記フェムト基地局、各基地局間を移動可能な端末、および前記フェムト基地局の送信電力を決定・調整する無線基地局監視サーバ、を備える場合に、前記フェムト基地局が、前記マクロ基地局、前記端末、および前記無線基地局監視サーバと通信を行う基地局通信手段と、前記マクロ基地局からの受信電力を測定する受信電力測定手段と、自局または自局に在圏する端末における前記マクロ基地局からの受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信し、前記無線基地局監視サーバから通知された送信電力を用いて下り信号を送信する制御を行う基地局制御手段と、を備え、前記無線基地局監視サーバが、前記フェムト基地局と通信を行うサーバ通信手段と、前記フェムト基地局における受信電力測定結果と初期送信電力との関係を示す初期送信電力決定テーブルと、前記端末におけるマクロ基地局からの受信電力測定結果を記憶するための記憶手段と、前記フェムト基地局または当該フェムト基地局に在圏する端末における前記マクロ基地局からの受信電力測定結果に基づいて当該フェムト基地局における送信電力を決定し、決定した送信電力を当該フェムト基地局へ通知する制御を行うサーバ制御手段、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、設定環境に応じて容易に屋内基地局の送信電力を決定できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、無線通信ネットワークの構成例を示す図である。
【図２】図２は、各基地局の無線エリアを示す図である。
【図３】図３は、無線基地局監視サーバの構成例を示す図である。
【図４】図４は、フェムト基地局の構成例を示す図である。
【図５】図５は、フェムト基地局の送信電力を決定する動作を示すシーケンス図である。
【図６】図６は、周辺マクロ基地局受信電力測定開始時のフェムト基地局の設置環境を示す図である。
【図７】図７は、フェムト基地局の送信電力決定テーブルを示す図である。
【図８】図８は、補正開始時のフェムト基地局の設置環境を示す図である。
【図９】図９は、補正値決定テーブルを示す図である。
【図１０】図１０は、データベースに格納されるＵＥの測定結果の収集状況を示す図である。
【図１１】図１１は、フェムト基地局の送信電力決定テーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
本実施の形態では、一例として、標準化団体の１つである３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で規定されるＬＴＥ（Long Term Evolution）の無線通信ネットワークに適用した場合について説明する。なお、３Ｇ等、ＬＴＥ以外の他の無線通信ネットワークについても適用可能である。
【００１４】
図１は、本実施の形態における無線通信ネットワークの構成例を示す図である。ＬＴＥの無線ネットワークは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）１と、ＵＥ（User Equipment）２と、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）３と、無線基地局監視サーバ４と、ＨｅＮＢ ＧＷ（Home eNodeB Gateway）５と、から構成される。
【００１５】
Ｅ−ＵＴＲＡＮ１は、屋外に設置されるマクロ基地局１０、および屋内に設置されるフェムト基地局１１ａ、１１ｂから構成される。
【００１６】
ＵＥ２は、ＬＴＥ無線アクセス通信方式を利用してＥ−ＵＴＲＡＮ１と接続され、マクロ基地局１０と接続するＵＥ２０ａと、フェムト基地局１１ａと接続するＵＥ２０ｂと、から構成される。
【００１７】
ＥＰＣ３は、ＵＥ２の移動管理を行うＭＭＥ（Mobility Management Entity）３０と、ＩＰ通信のゲートウェイ機能を提供するＳ−ＧＷ（Serving Gateway）３１、Ｐ−ＧＷ（Packet Data Network Gateway）３２と、ユーザの加入者情報を管理するＨＳＳ（Home Subscriber Server）３３と、から構成される。
【００１８】
無線基地局監視サーバ４は、フェムト基地局１１ａ、１１ｂの送信電力を決定・調整する。
【００１９】
ＨｅＮＢ ＧＷ５は、フェムト基地局１１ｂとＥＰＣ３間のゲートウェイとして機能する。
【００２０】
なお、フェムト基地局１１ａ、１１ｂは、ＨｅＮＢ ＧＷ５を経由してＥＰＣ３と接続することも可能であり、また、直接ＥＰＣ３に収容することも可能である。
【００２１】
つぎに、各基地局の無線エリアについて説明する。図２は、各基地局の無線エリアを示す図である。マクロ基地局１０における無線エリア４０と、フェムト基地局１１ａにおける無線エリア５０ａおよびフェムト基地局１１ｂにおける無線エリア５０ｂとの関係を示すものである。フェムト基地局１１ａ、１１ｂは、少なくとも１つのマクロ基地局１０の配下に帰属する。
【００２２】
フェムト基地局１１ａ、１１ｂは、フェムト基地局１１ａ、１１ｂの送信電力を決定する無線基地局監視サーバ４と接続されている。無線基地局監視サーバ４は、フェムト基地局１１ａ、１１ｂの送信電力を決定するアルゴリズム、およびフェムト基地局１１ａ、１１ｂから報告された測定情報を格納するためのデータベース６０を備える。データベース６０は、フェムト基地局１０内に実装されてもよい。
【００２３】
つぎに、無線基地局監視サーバ４の構成について説明する。図３は、無線基地局監視サーバ４の構成例を示す図である。一例として、データベース６０を備える構成について説明する。無線基地局監視サーバ４は、サーバ通信部４０１と、初期送信電力決定テーブル４０２と、データベース６０と、サーバ制御部４０３と、を備える。サーバ通信部４０１は、フェムト基地局１１ａ、１１ｂと通信を行う。初期送信電力決定テーブル４０２は、フェムト基地局１１ａ、１１ｂの初期送信電力を決定する際に用いるテーブルである。サーバ制御部４０３は、フェムト基地局１１ａ、１１ｂとの通信、フェムト基地局１１ａ、１１ｂの送信電力の決定・補正等の制御を行う。
【００２４】
つぎに、フェムト基地局１１ａの構成について説明する。図４は、フェムト基地局１１ａの構成例を示す図である。フェムト基地局１１ａは、基地局通信部１０１と、受信電力測定部１０２と、基地局制御部１０３と、を備える。基地局通信部１０１は、マクロ基地局１０、ＵＥ２０ｂ、無線基地局監視サーバ４等と通信を行う。受信電力測定部１０２は、マクロ基地局１０からの受信電力を測定する。基地局制御部１０３は、各装置との通信、受信電力の測定、送信電力の設定等を制御する。なお、フェムト基地局１１ａについて説明したが、フェムト基地局１１ｂも同様の構成とする。
【００２５】
つづいて、図１に示す無線通信システムにおいて、フェムト基地局１１ａ、１１ｂの送信電力を決定する動作について説明する。図５は、フェムト基地局の送信電力を決定する動作を示すシーケンス図である。一例として、フェムト基地局１１ａの送信電力を決定する動作について説明する。
【００２６】
まず、屋内に設置されたフェムト基地局１１ａでは、受信電力測定部１０２が、電波の送信前に初期送信電力を決定するために周辺マクロ基地局受信電力の測定を開始する（ステップＳ１）。図６は、周辺マクロ基地局受信電力測定開始時のフェムト基地局１１ａの設置環境を示す図である。フェムト基地局１１ａは、屋内に設置され、マクロ基地局１０および無線基地局監視サーバ４と接続していることを示す。また、フェムト基地局１１ａとマクロ基地局１０との間には窓があることを示す。ここでは、マクロ基地局１０が測定対象の周辺マクロ基地局となる。
【００２７】
フェムト基地局１１ａでは、基地局通信部１０１が、測定したマクロ基地局１０の受信電力であるＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）の測定結果を無線基地局受信電力測定報告として無線基地局監視サーバ４に送信する（ステップＳ２）。
【００２８】
無線基地局監視サーバ４では、サーバ通信部４０１が測定結果を受信し、サーバ制御部４０３が、図７に示すフェムト基地局の初期送信電力決定テーブル４０２を参照して、マクロ基地局受信電力から初期送信電力を決定する（ステップＳ３）。図７は、初期送信電力決定テーブル４０２の構成例を示す図である。例えば、マクロ基地局受信電力が−１００ｄＢｍよりも小さいときは、送信電力を−１００ｄＢｍにすることを示す。このとき、無線基地局監視サーバ４では、フェムト基地局１１ａの測定結果により、無線セルが小さくなることを避けるために、図７のテーブルに設定される送信電力値にオフセット値を付加した送信電力値を初期送信電力として利用する。すなわち、一度、初期送信電力を大きく設定する。例えば、マクロ基地局受信電力が−１００ｄＢｍよりも小さいときは、１５ｄＢのオフセット値を付加することを示す。
【００２９】
無線基地局監視サーバ４では、サーバ通信部４０１が、送信電力設定通知により、決定した初期送信電力（オフセット後の送信電力）をフェムト基地局１１ａに通知する（ステップＳ４）。
【００３０】
そして、フェムト基地局１１ａでは、基地局通信部１０１が、無線基地局監視サーバ４から送信電力設定通知を受信し、基地局制御部１０３が、決定された送信電力値を用いて下り信号の送信を開始する（ステップＳ５）。
【００３１】
つづいて、無線通信システムでは、決定したフェムト基地局１１ａの初期送信電力を、ＵＥ２０ｂ（ここでは、携帯電話とする）からの測定情報を用いて補正する。図８は、補正開始時のフェムト基地局１１ａの設置環境を示す図である。携帯電話（ＵＥ２０ｂ）を持つユーザが、フェムト基地局１１ａが設置されている屋内を移動している場合を想定する。
【００３２】
まず、無線基地局監視サーバ４では、サーバ制御部４０３の制御により、サーバ通信部４０１からフェムト基地局１１ａに対して送信電力設定補正要求を通知する（ステップＳ６）。
【００３３】
フェムト基地局１１ａでは、基地局通信部１０１が送信電力設定補正要求を受信し、基地局制御部１０３の制御により、基地局通信部１０１からＲＲＣにより、フェムト基地局１１ａに在圏するＵＥ２０ｂに対して、周辺マクロ基地局であるマクロ基地局１０の受信電力の測定を指示する（ステップＳ７）。
【００３４】
測定開始を指示されたＵＥ２０ｂは、マクロ基地局１０の受信電力の測定を行い（ステップＳ８）、ＲＲＣにより測定結果をフェムト基地局１１ａに送信する（ステップＳ９）。
【００３５】
フェムト基地局１１ａでは、基地局通信部１０１が、ＵＥ２０ｂからマクロ基地局１０の測定結果を受信し、基地局制御部１０３の制御により、基地局通信部１０１から、無線基地局受信電力測定報告によりＵＥ２０ｂにおける測定結果を無線基地局監視サーバ４に送信する（ステップＳ１０）。
【００３６】
無線基地局監視サーバ４では、サーバ通信部４０１が、フェムト基地局１１ａからＵＥ２０ｂの測定結果を受信し、サーバ制御部４０３が、測定結果をデータベース６０に格納する。そして、無線基地局監視サーバ４内に設定された「送信電力の決定に必要なサンプル数」および「携帯電話からの測定結果の収集時間」の条件を満足するまで取得を継続する。「送信電力の決定に必要なサンプル数」とは、後述するように測定結果の平均値を算出する場合に、算出された平均値が十分に高い信頼性を得るためのサンプル数である。「携帯電話からの測定結果の収集時間」とは、収集時間が短時間に集中しないように、所定の時間以上の収集時間を確保するために規定したものである。そのため、無線基地局監視サーバ４では、この２つの条件を満たすまで取得を継続する。無線基地局監視サーバ４では、これらの２つの条件をサーバ制御部４０３で設定・保持してもよいし、データベース６０で保持しておくことも可能である。
【００３７】
つぎに、ＵＥ２０ｂの測定結果に基づく補正値の大きさについて説明する。図９は、補正値決定テーブルを示す図である。補正値決定テーブルは、マクロ基地局受信電力と、補正値と、から構成される。ここで、マクロ基地局受信電力は、ＵＥ２０ｂにおける受信電力を示す。例えば、ＵＥ２０ｂにおける受信電力の測定結果の平均値が−１００ｄＢｍ以下の場合、フェムト基地局１１ａの初期送信電力（オフセット後の送信電力）を＋１５ｄＢ補正することを示す。無線基地局監視サーバ４は、図９に示す補正値決定テーブルを、サーバ制御部４０３で保持してもよいし、データベース６０で保持しておくことも可能である。
【００３８】
図１０は、無線基地局監視サーバ４内のデータベース６０に格納されるＵＥ２０ｂの受信電力の測定結果の収集状況を示す図である。図１０（ａ）はマクロ基地局１０からの受信電力が大きい場合を示し、図１０（ｂ）はマクロ基地局１０からの受信電力が小さい場合を示す。
【００３９】
無線基地局監視サーバ４では、サーバ制御部４０３が、ＵＥ２０ｂの測定結果よりフェムト基地局１１ａの送信電力補正値を決定するため、データベース６０に格納したＵＥ２０ｂの測定結果の平均値を算出する。そして、サーバ制御部４０３が、この平均値と図９との関係から、フェムト基地局１１ａの初期送信電力に対する補正値を求め、ステップＳ３で決定した初期送信電力にこの補正値を付加したものを補正した送信電力として決定する（ステップＳ１１）。
【００４０】
無線基地局監視サーバ４では、サーバ通信部４０１が、送信電力設定通知により、この補正値を付加した送信電力をフェムト基地局１１ａに通知を行う（ステップＳ１２）。
【００４１】
フェムト基地局１１ａでは、基地局通信部１０１が、送信電力設定通知を受信し、基地局制御部１０３が、運用中の送信電力（初期送信電力）を補正された送信電力に更新する（ステップＳ１３）。これにより、フェムト基地局１１ａでは、自局が設置された環境に応じた送信電力で下り信号の送信を行うことができる。
【００４２】
このように、フェムト基地局１１ａでは、基地局制御部１０３が、自局または自局に在圏するＵＥ２０ｂにおけるマクロ基地局１０からの受信電力測定結果を無線基地局監視サーバ４へ送信し、無線基地局監視サーバ４から通知された送信電力を用いて下り信号を送信する制御を行う。また、無線基地局監視サーバ４では、サーバ制御部４０３が、フェムト基地局１１ａまたはフェムト基地局１１ａに在圏するＵＥ２０ｂにおけるマクロ基地局１０からの受信電力測定結果に基づいてフェムト基地局１１ａにおける送信電力を決定し、決定した送信電力をフェムト基地局１１ａへ通知する制御を行う。
【００４３】
なお、送信電力の補正値の決定では、ＵＥ２０ｂの測定結果の平均値を用いたが、これに限定するものではない。例えば、最大値または中心値（最大値と最小値の中間値）を利用してもよい。この場合においても、同等の効果を得ることができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態では、無線通信システムにおいて、フェムト基地局が測定したマクロ基地局からの受信電力の測定結果に基づいて、無線基地局監視サーバがフェムト基地局の初期送信電力を決定し、その後、無線基地局監視サーバは、フェムト基地局が設置された屋内エリアを移動するＵＥからマクロ基地局に対する受信電力の測定結果を収集し、ＵＥの受信電力測定結果に基づいてフェムト基地局の初期送信電力を補正することとした。これにより、フェムト基地局の下り送信電力を、設置環境に応じて設定することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、無線基地局監視サーバ４において、接続するフェムト基地局の送信電力を決定することとしたが、これに限定するものではない。例えば、各フェムト基地局１１ａ、１１ｂが、それぞれ図７、図９に示すテーブルを備えることにより、自局で測定したマクロ基地局１０の受信電力および自局に在圏しているＵＥ２０ｂが測定したマクロ基地局１０の受信電力に基づいて、自局の送信電力を決定することも可能である。
【００４６】
実施の形態２．
実施の形態１では、フェムト基地局１１ａの送信電力を補正するとき、ＵＥ２０ｂ（携帯電話）におけるマクロ基地局１０からの受信電力測定結果の平均値を用いた。本実施の形態では、フェムト基地局１１ａ設置時に設定された位置に基づいて、使用する初期電力決定テーブルを切り替える。実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００４７】
本実施の形態では、フェムト基地局１１ａが設置される位置を特定するため、建物の窓際からの基準位置（例えば、３ｍ）を設ける。そして、無線基地局監視サーバ４は、フェムト基地局１１ａの設置位置が当該基準位置よりも窓際環境の場合は、窓際環境用の補正値を付与する初期送信電力決定テーブルを選択し、フェムト基地局１１ａの設置位置が当該基準位置の場合は、基準位置用の補正値を付与する初期送信電力決定テーブルを選択し、フェムト基地局１１ａの設置位置が当該基準位置よりも遠い場合または窓無し環境の場合は、窓無し環境用の補正値を付与する初期送信電力決定テーブルを選択する。
【００４８】
図１１は、無線基地局監視サーバ４が備えるフェムト基地局の初期送信電力決定テーブル４０２を示す図である。フェムト基地局の初期送信電力決定テーブル４０２は、（ａ）窓際環境、（ｂ）基準環境、および（ｃ）窓無し環境の３つのテーブルを備える。それぞれのテーブルは、マクロ基地局受信電力と、送信電力と、調整値と、から構成される。例えば、フェムト基地局１１ａが窓際から２ｍの位置に設置され、マクロ基地局１０からの受信電力が−１００より小さい場合は、（ａ）窓際環境のテーブルを参照し、送信電力が−１００ｄＢｍで調整値が−１５ｄＢであることを示す。
【００４９】
無線基地局監視サーバ４では、サーバ制御部４０３が、フェムト基地局１１ａの設置位置が窓際環境の場合には、屋外基地局（マクロ基地局１０）への干渉を低減するために送信電力値を減少させる補正値を付与する。一方、フェムト基地局１１ａの設置位置が窓無し環境の場合には、屋外基地局（マクロ基地局１０）への干渉を考慮する必要が無いため、屋内エリアを確保するために送信電力値を増加させる補正値を付与する。
【００５０】
図５のフローチャートを用いて説明すると、フェムト基地局１１ａでは、マクロ基地局１０からの受信電力を測定し（ステップＳ１）、測定結果とともに自局の位置情報をあわせて送信する（ステップＳ２）。無線基地局監視サーバ４は、受信した位置情報に対応した初期送信電力決定テーブル４０２を用いて初期送信電力を決定し（ステップＳ３）、決定した初期送信電力をフェムト基地局１１ａへ送信する（ステップＳ４）。そして、フェムト基地局１１ａは、通知された初期送信電力を用いて下り信号の送信を開始する（ステップＳ５）。本実施の形態では、以上の処理で送信電力の決定処理が終了となる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態では、無線通信システムにおいて、フェムト基地局では、自局の設置場所を事前に設定し、受信電力の測定結果とともに位置情報を無線基地局監視サーバへ送信し、無線基地局監視サーバは、複数の初期送信電力決定テーブルを備えており、フェムト基地局の設置位置に応じた初期送信電力決定テーブルを使用して送信電力を補正することとした。これにより、フェムト基地局の初期送信電力を、フェムト基地局の設置環境に応じて決定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、複数の基地局を備えたシステムに有用であり、特に、小型の基地局を含むシステムに適している。
【符号の説明】
【００５３】
１ Ｅ−ＵＴＲＡＮ
２ ＵＥ
３ ＥＰＣ
４ 無線基地局監視サーバ
５ ＨｅＮＢ ＧＷ
１０ マクロ基地局
１１ａ、１１ｂ フェムト基地局
３０ ＭＭＥ
３１ Ｓ−ＧＷ
３２ Ｐ−ＧＷ
３３ ＨＳＳ
４０ 無線エリア（マクロ基地局１０）
５０ａ 無線エリア（フェムト基地局１１ａ）
５０ｂ 無線エリア（フェムト基地局１１ｂ）
６０ データベース
１０１ 基地局通信部
１０２ 受信電力測定部
１０３ 基地局制御部
４０１ サーバ通信部
４０２ 初期送信電力決定テーブル
４０３ サーバ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋内に設置されたフェムト基地局の送信電力を変更可能な無線通信システムであって、
前記無線通信システムが、屋外に設置されたマクロ基地局、前記フェムト基地局、各基地局間を移動可能な端末、および前記フェムト基地局の送信電力を決定・調整する無線基地局監視サーバ、を備える場合に、
前記フェムト基地局が、
前記マクロ基地局、前記端末、および前記無線基地局監視サーバと通信を行う基地局通信手段と、
前記マクロ基地局からの受信電力を測定する受信電力測定手段と、
自局または自局に在圏する端末における前記マクロ基地局からの受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信し、前記無線基地局監視サーバから通知された送信電力を用いて下り信号を送信する制御を行う基地局制御手段と、
を備え、
前記無線基地局監視サーバが、
前記フェムト基地局と通信を行うサーバ通信手段と、
前記フェムト基地局における受信電力測定結果と初期送信電力との関係を示す初期送信電力決定テーブルと、
前記端末におけるマクロ基地局からの受信電力測定結果を記憶するための記憶手段と、
前記フェムト基地局または当該フェムト基地局に在圏する端末における前記マクロ基地局からの受信電力測定結果に基づいて当該フェムト基地局における送信電力を決定し、決定した送信電力を当該フェムト基地局へ通知する制御を行うサーバ制御手段、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記基地局制御手段は、前記マクロ基地局からの受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信した結果、前記無線基地局監視サーバから通知された初期送信電力を用いて送信を開始し、また、自局に在圏する端末における前記マクロ基地局からの複数回の受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信した結果、前記無線基地局監視サーバから通知された補正送信電力に送信電力を更新する制御を行い、
前記サーバ制御手段は、前記初期送信電力決定テーブルに基づいて、フェムト基地局における受信電力測定結果から前記フェムト基地局の初期送信電力を決定して前記フェムト基地局へ通知し、また、前記端末におけるマクロ基地局からの複数の受信電力測定結果から求めた補正値を用いて前記フェムト基地局の補正送信電力を決定し、決定した送信電力を前記フェムト基地局へ通知する制御を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記初期送信電力決定テーブルには、前記フェムト基地局における受信電力測定結果ごとに設定したオフセット値が設けられている場合に、
前記サーバ制御手段は、前記初期送信電力を決定する際、前記フェムト基地局における受信電力測定結果に基づいてオフセット値を付加する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記サーバ制御部は、受信した複数個の前記端末におけるマクロ基地局からの受信電力測定結果の平均値から補正値を求める、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記サーバ制御部は、受信した複数個の前記端末におけるマクロ基地局からの受信電力測定結果の最大値および最小値の中間値から補正値を求める、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信システム。
【請求項６】
屋内に設置されたフェムト基地局の送信電力を変更可能な無線通信システムであって、
前記無線通信システムが、屋外に設置されたマクロ基地局、前記フェムト基地局、各基地局間を移動可能な端末、および前記フェムト基地局の送信電力を決定・調整する無線基地局監視サーバ、を備える場合に、
前記フェムト基地局が、
前記マクロ基地局、および前記無線基地局監視サーバと通信を行う基地局通信手段と、
前記マクロ基地局からの受信電力を測定する受信電力測定手段と、
自局が設置された環境を示す位置情報および前記マクロ基地局からの受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信し、前記無線基地局監視サーバから通知された初期送信電力を用いて下り信号の送信を開始する制御を行う基地局制御手段と、
前記無線基地局監視サーバが、
前記フェムト基地局と通信を行うサーバ通信手段と、
前記位置情報に応じて、前記フェムト基地局における受信電力測定結果と初期送信電力との関係を示す複数の初期送信電力決定テーブルと、
前記位置情報に対応した前記初期送信電力決定テーブルに基づいて、フェムト基地局における受信電力測定結果から前記フェムト基地局の初期送信電力を決定して前記フェムト基地局へ通知する制御を行うサーバ制御手段と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
建物に備えられた窓から規定の距離だけ離れた位置を基準位置とした場合に、
前記位置情報を、前記フェムト基地局が設置された位置と前記窓との距離と、前記基準位置とを比較した情報とする、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記複数の初期送信電力決定テーブルには、前記フェムト基地局の位置が前記基準位置よりも窓に近い場合は送信電力を下げる補正をし、前記フェムト基地局の位置が前記基準位置よりも窓から遠い場合は送信電力を上げる補正をする補正値を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
屋内に設置されたフェムト基地局の送信電力を変更可能な無線通信システムにおける送信電力決定方法であって、前記無線通信システムが、屋外に設置されたマクロ基地局、前記フェムト基地局、各基地局間を移動可能な端末、および前記フェムト基地局の送信電力を決定・調整する無線基地局監視サーバ、を備える場合に、
前記フェムト基地局が、前記マクロ基地局からの受信電力を測定し、自局における受信電力の測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信するフェムト基地局測定ステップと、
前記無線基地局監視サーバが、自身が備える初期送信電力決定テーブルに基づいて、受信したフェムト基地局における受信電力測定結果から前記フェムト基地局の初期送信電力を決定し、前記初期送信電力を前記フェムト基地局へ通知する初期送信電力決定ステップと、
前記フェムト基地局が、通知された初期送信電力を用いて下り信号の送信を開始する送信開始ステップと、
前記無線基地局監視サーバが、前記フェムト基地局に対して送信電力設定補正要求を通知する補正要求ステップと、
前記フェムト基地局が、自局に在圏する端末に対して前記マクロ基地局からの受信電力の測定を指示し、前記端末から受信した前記端末におけるマクロ基地局からの複数回の受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信する端末受信電力報告ステップと、
前記無線基地局監視サーバが、前記端末におけるマクロ基地局からの複数の受信電力測定結果から求めた補正値を用いて前記フェムト基地局における補正送信電力を決定し、前記補正送信電力を前記フェムト基地局へ通知する送信電力補正ステップと、
前記フェムト基地局が、通知された前記補正送信電力に送信電力を更新する送信電力更新ステップと、
を含むことを特徴とする送信電力決定方法。
【請求項１０】
前記初期送信電力決定テーブルには、前記フェムト基地局における受信電力測定結果ごとに設定したオフセット値が設けられている場合に、
前記初期送信電力決定ステップでは、前記初期送信電力を決定する際、前記フェムト基地局における受信電力測定結果に基づいてオフセット値を付加する、
ことを特徴とする請求項９に記載の送信電力決定方法。
【請求項１１】
前記送信電力補正ステップでは、受信した複数個の前記端末におけるマクロ基地局からの受信電力測定結果の平均値から補正値を求める、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の送信電力決定方法。
【請求項１２】
前記送信電力補正ステップでは、受信した複数個の前記端末におけるマクロ基地局からの受信電力測定結果の最大値および最小値の中間値から補正値を求める、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の送信電力決定方法。
【請求項１３】
屋内に設置されたフェムト基地局の送信電力を変更可能な無線通信システムにおける送信電力決定方法であって、前記無線通信システムが、屋外に設置されたマクロ基地局、前記フェムト基地局、各基地局間を移動可能な端末、および前記フェムト基地局の送信電力を決定・調整する無線基地局監視サーバ、を備える場合に、
前記フェムト基地局が、前記マクロ基地局からの受信電力を測定し、自局が設置されている位置情報とともに、自局における受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信するフェムト基地局測定ステップと、
前記無線基地局監視サーバが、前記位置情報に応じて複数の初期送信電力決定テーブルを備える場合に、前記位置情報に対応する初期送信電力決定テーブルに基づいて、受信したフェムト基地局における受信電力測定結果から前記フェムト基地局の初期送信電力を決定し、前記初期送信電力を当該フェムト基地局へ通知する初期送信電力決定ステップと、
前記フェムト基地局が、通知された初期送信電力を用いて下り信号の送信を開始する送信開始ステップと、
を含むことを特徴とする送信電力決定方法。
【請求項１４】
建物に備えられた窓から規定の距離だけ離れた位置を基準位置とした場合に、
前記位置情報を、前記フェムト基地局が設置された位置と前記窓との距離と、前記基準位置とを比較した情報とする、
ことを特徴とする請求項１３に記載の送信電力決定方法。
【請求項１５】
前記複数の初期送信電力決定テーブルには、前記フェムト基地局の位置が前記基準位置よりも窓に近い場合は送信電力を下げる補正をし、前記フェムト基地局の位置が前記基準位置よりも窓から遠い場合は送信電力を上げる補正をする補正値を含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の送信電力決定方法。
【請求項１】
屋内に設置されたフェムト基地局の送信電力を変更可能な無線通信システムであって、
前記無線通信システムが、屋外に設置されたマクロ基地局、前記フェムト基地局、各基地局間を移動可能な端末、および前記フェムト基地局の送信電力を決定・調整する無線基地局監視サーバ、を備える場合に、
前記フェムト基地局が、
前記マクロ基地局、前記端末、および前記無線基地局監視サーバと通信を行う基地局通信手段と、
前記マクロ基地局からの受信電力を測定する受信電力測定手段と、
自局または自局に在圏する端末における前記マクロ基地局からの受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信し、前記無線基地局監視サーバから通知された送信電力を用いて下り信号を送信する制御を行う基地局制御手段と、
を備え、
前記無線基地局監視サーバが、
前記フェムト基地局と通信を行うサーバ通信手段と、
前記フェムト基地局における受信電力測定結果と初期送信電力との関係を示す初期送信電力決定テーブルと、
前記端末におけるマクロ基地局からの受信電力測定結果を記憶するための記憶手段と、
前記フェムト基地局または当該フェムト基地局に在圏する端末における前記マクロ基地局からの受信電力測定結果に基づいて当該フェムト基地局における送信電力を決定し、決定した送信電力を当該フェムト基地局へ通知する制御を行うサーバ制御手段、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記基地局制御手段は、前記マクロ基地局からの受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信した結果、前記無線基地局監視サーバから通知された初期送信電力を用いて送信を開始し、また、自局に在圏する端末における前記マクロ基地局からの複数回の受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信した結果、前記無線基地局監視サーバから通知された補正送信電力に送信電力を更新する制御を行い、
前記サーバ制御手段は、前記初期送信電力決定テーブルに基づいて、フェムト基地局における受信電力測定結果から前記フェムト基地局の初期送信電力を決定して前記フェムト基地局へ通知し、また、前記端末におけるマクロ基地局からの複数の受信電力測定結果から求めた補正値を用いて前記フェムト基地局の補正送信電力を決定し、決定した送信電力を前記フェムト基地局へ通知する制御を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記初期送信電力決定テーブルには、前記フェムト基地局における受信電力測定結果ごとに設定したオフセット値が設けられている場合に、
前記サーバ制御手段は、前記初期送信電力を決定する際、前記フェムト基地局における受信電力測定結果に基づいてオフセット値を付加する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記サーバ制御部は、受信した複数個の前記端末におけるマクロ基地局からの受信電力測定結果の平均値から補正値を求める、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記サーバ制御部は、受信した複数個の前記端末におけるマクロ基地局からの受信電力測定結果の最大値および最小値の中間値から補正値を求める、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信システム。
【請求項６】
屋内に設置されたフェムト基地局の送信電力を変更可能な無線通信システムであって、
前記無線通信システムが、屋外に設置されたマクロ基地局、前記フェムト基地局、各基地局間を移動可能な端末、および前記フェムト基地局の送信電力を決定・調整する無線基地局監視サーバ、を備える場合に、
前記フェムト基地局が、
前記マクロ基地局、および前記無線基地局監視サーバと通信を行う基地局通信手段と、
前記マクロ基地局からの受信電力を測定する受信電力測定手段と、
自局が設置された環境を示す位置情報および前記マクロ基地局からの受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信し、前記無線基地局監視サーバから通知された初期送信電力を用いて下り信号の送信を開始する制御を行う基地局制御手段と、
前記無線基地局監視サーバが、
前記フェムト基地局と通信を行うサーバ通信手段と、
前記位置情報に応じて、前記フェムト基地局における受信電力測定結果と初期送信電力との関係を示す複数の初期送信電力決定テーブルと、
前記位置情報に対応した前記初期送信電力決定テーブルに基づいて、フェムト基地局における受信電力測定結果から前記フェムト基地局の初期送信電力を決定して前記フェムト基地局へ通知する制御を行うサーバ制御手段と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
建物に備えられた窓から規定の距離だけ離れた位置を基準位置とした場合に、
前記位置情報を、前記フェムト基地局が設置された位置と前記窓との距離と、前記基準位置とを比較した情報とする、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記複数の初期送信電力決定テーブルには、前記フェムト基地局の位置が前記基準位置よりも窓に近い場合は送信電力を下げる補正をし、前記フェムト基地局の位置が前記基準位置よりも窓から遠い場合は送信電力を上げる補正をする補正値を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
屋内に設置されたフェムト基地局の送信電力を変更可能な無線通信システムにおける送信電力決定方法であって、前記無線通信システムが、屋外に設置されたマクロ基地局、前記フェムト基地局、各基地局間を移動可能な端末、および前記フェムト基地局の送信電力を決定・調整する無線基地局監視サーバ、を備える場合に、
前記フェムト基地局が、前記マクロ基地局からの受信電力を測定し、自局における受信電力の測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信するフェムト基地局測定ステップと、
前記無線基地局監視サーバが、自身が備える初期送信電力決定テーブルに基づいて、受信したフェムト基地局における受信電力測定結果から前記フェムト基地局の初期送信電力を決定し、前記初期送信電力を前記フェムト基地局へ通知する初期送信電力決定ステップと、
前記フェムト基地局が、通知された初期送信電力を用いて下り信号の送信を開始する送信開始ステップと、
前記無線基地局監視サーバが、前記フェムト基地局に対して送信電力設定補正要求を通知する補正要求ステップと、
前記フェムト基地局が、自局に在圏する端末に対して前記マクロ基地局からの受信電力の測定を指示し、前記端末から受信した前記端末におけるマクロ基地局からの複数回の受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信する端末受信電力報告ステップと、
前記無線基地局監視サーバが、前記端末におけるマクロ基地局からの複数の受信電力測定結果から求めた補正値を用いて前記フェムト基地局における補正送信電力を決定し、前記補正送信電力を前記フェムト基地局へ通知する送信電力補正ステップと、
前記フェムト基地局が、通知された前記補正送信電力に送信電力を更新する送信電力更新ステップと、
を含むことを特徴とする送信電力決定方法。
【請求項１０】
前記初期送信電力決定テーブルには、前記フェムト基地局における受信電力測定結果ごとに設定したオフセット値が設けられている場合に、
前記初期送信電力決定ステップでは、前記初期送信電力を決定する際、前記フェムト基地局における受信電力測定結果に基づいてオフセット値を付加する、
ことを特徴とする請求項９に記載の送信電力決定方法。
【請求項１１】
前記送信電力補正ステップでは、受信した複数個の前記端末におけるマクロ基地局からの受信電力測定結果の平均値から補正値を求める、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の送信電力決定方法。
【請求項１２】
前記送信電力補正ステップでは、受信した複数個の前記端末におけるマクロ基地局からの受信電力測定結果の最大値および最小値の中間値から補正値を求める、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の送信電力決定方法。
【請求項１３】
屋内に設置されたフェムト基地局の送信電力を変更可能な無線通信システムにおける送信電力決定方法であって、前記無線通信システムが、屋外に設置されたマクロ基地局、前記フェムト基地局、各基地局間を移動可能な端末、および前記フェムト基地局の送信電力を決定・調整する無線基地局監視サーバ、を備える場合に、
前記フェムト基地局が、前記マクロ基地局からの受信電力を測定し、自局が設置されている位置情報とともに、自局における受信電力測定結果を前記無線基地局監視サーバへ送信するフェムト基地局測定ステップと、
前記無線基地局監視サーバが、前記位置情報に応じて複数の初期送信電力決定テーブルを備える場合に、前記位置情報に対応する初期送信電力決定テーブルに基づいて、受信したフェムト基地局における受信電力測定結果から前記フェムト基地局の初期送信電力を決定し、前記初期送信電力を当該フェムト基地局へ通知する初期送信電力決定ステップと、
前記フェムト基地局が、通知された初期送信電力を用いて下り信号の送信を開始する送信開始ステップと、
を含むことを特徴とする送信電力決定方法。
【請求項１４】
建物に備えられた窓から規定の距離だけ離れた位置を基準位置とした場合に、
前記位置情報を、前記フェムト基地局が設置された位置と前記窓との距離と、前記基準位置とを比較した情報とする、
ことを特徴とする請求項１３に記載の送信電力決定方法。
【請求項１５】
前記複数の初期送信電力決定テーブルには、前記フェムト基地局の位置が前記基準位置よりも窓に近い場合は送信電力を下げる補正をし、前記フェムト基地局の位置が前記基準位置よりも窓から遠い場合は送信電力を上げる補正をする補正値を含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の送信電力決定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−６５９４３（Ｐ２０１３−６５９４３Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２０３７（Ｐ２０１１−２０２０３７）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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