無線通信制御方法、無線通信制御装置及び無線通信システム
【課題】高精度の基地局間同期や通信端末の構成の複雑化を回避することができるとともに、通信端末でのスループットの向上を図りつつ周波数の利用効率を高めることができる無線通信制御方法、無線通信制御装置及び無線通信システムを提供する。
【解決手段】協調制御対象の周波数Ｆ１を用いた無線送信のタイミングが互いに重複する複数のセル又は複数のセクタを含む協調制御エリアＡを設定し、協調制御エリアＡに在圏する複数の通信端末Ｍ１〜Ｍ３のそれぞれのスループットを加算した総合的なスループットを高めるように、協調制御エリアＡ内の複数のアンテナのそれぞれから送信する協調制御対象の周波数Ｆ１の無線送信の許可及び停止を制御する。
【解決手段】協調制御対象の周波数Ｆ１を用いた無線送信のタイミングが互いに重複する複数のセル又は複数のセクタを含む協調制御エリアＡを設定し、協調制御エリアＡに在圏する複数の通信端末Ｍ１〜Ｍ３のそれぞれのスループットを加算した総合的なスループットを高めるように、協調制御エリアＡ内の複数のアンテナのそれぞれから送信する協調制御対象の周波数Ｆ１の無線送信の許可及び停止を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に送信されるセル方式の無線通信を制御する無線通信制御方法、無線通信制御装置及び無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、セル方式の無線通信システムにおいて、セル境界やその近傍での通信品質を向上させる方法として、互いに隣接するセル間で同一周波数を用いないように同一周波数の繰り返し距離を遠くにする方法が一般である。
また、最も周波数利用効率が高くできる１セル繰り返し（隣接セルで同一周波数を繰り返す）では、隣接するセルからの同一周波数の電波による干渉が厳しいため、一般には、送信信号をコード拡散するＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式や冗長ビットを付加する誤り訂正符号化方法が採用されている。
また、隣接する複数のセルの境界及びその近傍における干渉を回避するために、セル境界に位置する通信端末（移動局）に対して、互いに隣接する複数の基地局が協調して、同一周波数を用いて同一信号をタイミングを合わせて送信するように基地局間で協調通信制御を行う方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の同一周波数の繰り返し距離を遠くにする方法では、セル境界やその近傍での通信品質は向上するが、周波数利用効率が低くなるという問題点がある。
また、上記従来のＣＤＭＡ方式でも、１セル繰り返しを行う場合にはセル境界において隣接する他のセルの基地局からの送信信号が強くなるため、コード拡散率を上げるなどの対処を行わなければ復号誤りが発生しやすくなり、通信品質が低下するという問題点がある。
また、上記従来の誤り訂正符号化方法では、付加する冗長ビットが多いほど同一周波数の干渉に対する耐力が増してセル境界での通信品質は向上するが、その分、周波数の利用効率が低くなるという問題点がある。
また、上記従来の基地局間で協調通信制御を行う方法では、同一信号を基地局間で共有して同時送信する必要があることから、高精度の基地局間同期や同時送信制御技術が不可欠となり、基地局間の協調通信制御が非常に複雑になる。また、通信端末（移動局）でも複数の基地局から送信された信号を同時受信して処理する必要があり、通信端末（移動局）の構成が複雑になるという問題点がある。
【０００４】
なお、上記各問題点は、通常のセル方式の無線通信システムだけでなく、１セルを複数のセクタ（例えば、３セクタや６セクタ）に分割し各セクタに独立した個別のアンテナから無線送信するセクタセル構成の無線通信システムにおいて、セクタ境界やその近傍での通信品質を向上させようとする場合にも同様に発生し得るものである。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、高精度の基地局間同期や通信端末の構成の複雑化を回避することができるとともに、通信端末でのスループットの向上を図りつつ周波数の利用効率を高めることができる無線通信制御方法、無線通信制御装置及び無線通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る無線通信制御方法は、複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に送信されるセル方式の無線通信を制御する無線通信制御方法であって、協調制御対象の周波数を用いた無線送信のタイミングが互いに重複する複数のセル又は複数のセクタを含む協調制御エリアを設定し、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを高めるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御することを特徴とするものである。
【０００７】
前記無線通信制御方法において、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれにおける前記協調制御対象の周波数の無線送信に対する通信品質に基づいて、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのすべてから前記協調制御対象の周波数の無線送信を行う第１の無線通信制御状態と前記協調制御エリア内の複数のアンテナの一部から前記協調制御対象の周波数の無線送信を行わない少なくとも一つの第２の無線通信制御状態とを含む複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを推定し、前記複数種類の無線通信制御状態の中で前記推定した総合的なスループットが最も大きい無線通信制御状態になるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御してもよい。
また、前記無線通信制御方法において、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれが前記協調制御対象の周波数の電波を受信したときの受信電力及び通信品質の情報を取得し、前記複数の通信端末について取得した受信電力及び通信品質の情報に基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて前記複数の通信端末それぞれのスループットを推定し、前記複数の通信端末のスループットの推定結果に基づいて、前記総合的なスループットを推定してもよい。
また、前記無線通信制御方法において、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末のうち指定された一部の通信端末が前記協調制御対象の周波数の電波を受信したときの受信電力及び通信品質の情報を取得し、前記一部の通信端末以外の他の通信端末が前記協調制御対象の周波数の無線送信を受信したときの通信品質の情報を取得し、前記一部の通信端末について取得した受信電力及び通信品質の情報と前記他の通信端末について取得した通信品質の情報とに基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて前記複数の通信端末それぞれのスループットを推定し、前記複数の通信端末のスループットの推定結果に基づいて、前記総合的なスループットを推定してもよい。
また、前記無線通信制御方法において、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、前記複数の通信端末それぞれのスループットの推定値に調整係数をかけた値を、前記総合的なスループットの推定に用いてもよい。
また、前記無線通信制御方法において、予め設定された所定周期で、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を定期的に行ってもよい。
また、前記無線通信制御方法において、前記複数の通信端末のいずれかにおける前記協調制御対象の周波数の無線送信に対する通信品質が低下したタイミングに、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を行ってもよい。
また、前記無線通信制御方法において、前記協調制御対象の周波数は、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信可能な互いに異なる複数の周波数であり、前記複数の周波数ごとに、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を行ってもよい。
【０００８】
本発明に係る無線通信制御装置は、複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に送信されるセル方式の無線通信を制御する無線通信制御装置であって、協調制御対象の周波数を用いた無線送信のタイミングが互いに重複する複数のセル又は複数のセクタを含む協調制御エリアを設定された協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを高めるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
前記無線通信制御装置において、前記制御手段は、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれにおける前記協調制御対象の周波数の無線送信に対する通信品質に基づいて、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのすべてから前記協調制御対象の周波数の無線送信を行う第１の無線通信制御状態と前記協調制御エリア内の複数のアンテナの一部から前記協調制御対象の周波数の無線送信を行わない少なくとも一つの第２の無線通信制御状態とを含む複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを推定し、前記複数種類の無線通信制御状態の中で前記推定した総合的なスループットが最も大きい無線通信制御状態になるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御してもよい。
また、前記無線通信制御装置において、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれが前記協調制御対象の周波数の電波を受信したときの受信電力及び通信品質の情報を取得する情報取得手段を備え、前記制御手段は、前記複数の通信端末について取得した受信電力及び通信品質の情報に基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて前記複数の通信端末それぞれのスループットを推定し、前記複数の通信端末のスループットの推定結果に基づいて、前記総合的なスループットを推定してもよい。
また、前記無線通信制御装置において、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末のうち指定された一部の通信端末が前記協調制御対象の周波数の電波を受信したときの受信電力及び通信品質の情報を取得し、前記一部の通信端末以外の他の通信端末が前記協調制御対象の周波数の無線送信を受信したときの通信品質の情報を取得する情報取得手段を備え、前記制御手段は、前記一部の通信端末について取得した受信電力及び通信品質の情報と前記他の通信端末について取得した通信品質の情報とに基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて前記複数の通信端末それぞれのスループットを推定し、前記複数の通信端末のスループットの推定結果に基づいて、前記総合的なスループットを推定してもよい。
また、前記無線通信制御装置において、前記制御手段は、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、前記複数の通信端末それぞれのスループットの推定値に調整係数をかけた値を、前記総合的なスループットの推定に用いてもよい。
また、前記無線通信制御装置において、前記制御手段は、予め設定された所定周期で、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を定期的に行ってもよい。
また、前記無線通信制御装置において、前記制御手段は、前記複数の通信端末のいずれかにおける前記協調制御対象の周波数の無線送信に対する通信品質が低下したタイミングに、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を行ってもよい。
また、前記無線通信制御装置において、前記協調制御対象の周波数は、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信可能な互いに異なる複数の周波数であり、前記制御手段は、前記複数の周波数ごとに、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る無線通信システムは、複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に無線送信されるセル方式の無線通信システムであって、前記無線通信制御装置のいずれかと、その無線通信制御装置で無線送信の許可及び停止が制御される複数の無線送信装置と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、協調制御エリアに含まれる複数のセル又はセクタにおいて互いに重複するタイミングで同一の協調制御対象の周波数を用いた無線送信が行うことができるので、複数のセル又は複数のセクタにおける周波数の利用効率を高めることができる。また、この協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算して得られる総合的なスループットを高めるように、協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止が制御される。このように協調制御エリアに在圏する複数の通信端末について総合的なスループットを高める制御により、高精度の基地局間同期や通信端末の構成の複雑化を回避しつつ、協調制御エリアに含まれる複数のセル又はセクタにおける総合的なスループットの向上を図ることができる。以上のように、本発明によれば、高精度の基地局間同期や通信端末の構成の複雑化を回避することができるとともに、通信端末でのスループットの向上を図りつつ周波数の利用効率を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を模式的に示す説明図。
【図２】本実施形態の無線通信システムにおける基地局の要部構成の一例を示すブロック図。
【図３】協調制御装置で実行される協調制御の一例を示すフローチャート。
【図４】本発明を適用可能なセクタセル構造の一例を模式的に示す説明図。
【図５】同無線通信システムに用いられる基地局の要部構成を示すブロック図。
【図６】本発明を適用可能なセクタセル構造の他の例を模式的に示す説明図。
【図７】同無線通信システムに用いられる基地局の要部構成を示すブロック図。
【図８】本発明を適用可能なセクタセル構造の更に他の例を模式的に示す説明図。
【図９】同無線通信システムに用いられる基地局の要部構成を示すブロック図。
【図１０】協調制御装置で実行される協調制御の他の例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を模式的に示す説明図である。本実施形態に係る無線通信システム１０では、協調制御対象の任意の周波数Ｆ１を用いた無線送信のタイミングが互いに重複する複数のセル（図示の例では３つのセルＣ１〜Ｃ３）を含む協調制御エリアＡが設定されている。そして、その協調制御エリアＡにおいて、自セルに在圏する移動局である通信端末（以下「端末」という。）Ｍ１〜Ｍ３それぞれに隣接セルから送信される同一周波数Ｆ１の干渉の状況に応じて、各セルＣ１〜Ｃ３の基地局Ｂ１〜Ｂ３それぞれの送信の許可及び停止を制御できる構成となっている。図示の例は、３つのセルＣ１〜Ｃ３のうちセルＣ１、Ｃ３の基地局Ｂ１、Ｂ３それぞれの送信が許可され、残りのセルＣ２の基地局Ｂ２の送信が停止するように制御されている例である。
【００１３】
なお、図示の例では、協調制御エリアＡに含まれるセル及び基地局がそれぞれ３つである場合について説明するが、協調制御エリアＡに含まれるセル及び基地局はそれぞれ２つ又は４つ以上であってもよい。また、図示の例では、各セルＣ１〜Ｃ３に１台の端末が在圏しているが、各セルＣ１〜Ｃ３に複数台の端末が在圏してもよい。また、上記基地局Ｂ１〜Ｂ３は、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）の仕様においては「ＮｏｄｅＢ」と呼ばれたり、更に、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の仕様では発展型のＮｏｄｅＢとして「ｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B）」と呼ばれたりする場合がある。また、無線通信システム１０は、複数の基地局Ｂ１〜Ｂ３からの信号を受信可能な端末Ｍ１〜Ｍ３を含んでもよい。また、端末Ｍ１〜Ｍ３は、通信サービスの利用者によって使用されるためユーザ装置（ＵＥ：User Equipment）と呼ばれる場合があり、移動可能なものであるため移動局と呼ばれる場合もあり、また、無線機と呼ばれる場合もある。端末Ｍ１〜Ｍ３は、携帯電話機等の移動通信端末であってもよい。また、上記セルＣ１〜Ｃ３はそれぞれ、互いに大きさが異なるマクロセル、マイクロセル、フェムトセル、ピコセル等の各種セルのいずれかであってもよい。
【００１４】
上記各セルの基地局の送信の許可及び停止を制御する協調制御装置１００は、協調制御エリアＡ内の複数のセルＣ１〜Ｃ３それぞれに設けられた基地局Ｂ１〜Ｂ３と、図示しない通信回線を介して通信できるように接続されている。
【００１５】
協調制御装置１００は、協調制御エリアＡに在圏する複数の端末Ｍ１〜Ｍ３それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを高めるように、協調制御エリアＡ内の複数の基地局Ｂ１〜Ｂ３のアンテナのそれぞれから送信する協調制御対象の周波数Ｆ１の無線送信の許可及び停止を制御する。
【００１６】
また、上記無線送信の許可及び停止のより具体的な制御例では、協調制御装置１００は、協調制御エリアＡに在圏する複数の端末Ｍ１〜Ｍ３それぞれにおける協調制御対象の周波数Ｆ１の無線送信に対する通信品質の情報を取得する。そして、協調制御装置１００は、その取得した端末Ｍ１〜Ｍ３における通信品質の情報に基づき、複数種類の無線通信制御状態それぞれについて協調制御エリアＡに在圏する複数の端末Ｍ１〜Ｍ３それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを推定する。上記複数種類の無線通信制御状態は、協調制御エリアＡ内の複数の基地局Ｂ１〜Ｂ３のアンテナのすべてから協調制御対象の周波数Ｆ１の無線送信を行う第１の無線通信制御状態と、協調制御エリアＡ内の複数の基地局Ｂ１〜Ｂ３のアンテナの一部から協調制御対象の周波数Ｆ１の無線送信を行わない少なくとも一つの第２の無線通信制御状態とを含む。協調制御装置１００は、上記複数種類の無線通信制御状態の中で総合的なスループットの推定値が最も大きい無線通信制御状態になるように、協調制御エリアＡ内の複数の基地局Ｂ１〜Ｂ３のアンテナのそれぞれから送信する協調制御対象の周波数Ｆ１の無線送信の許可及び停止を制御する。
【００１７】
図２は、本実施形態の無線通信システムにおける基地局の要部構成の一例を示すブロック図である。図２において、基地局２００（図１のＢ１〜Ｂ３）は、基地局内制御装置２１０と、互いに異なる複数の送信周波数Ｆ１〜Ｆｎ（ｎ：基地局が送信に使用可能な周波数の最大個数）ごとに設けられた複数の無線送信装置２２０（Ｓ１〜Ｓｎ）と、アンテナ２３０とを備えている。基地局内制御装置２１０は、端末Ｂ１〜Ｂ３におけるスループットを推測するための周波数毎の通信品質（例えば、ＳＩＮＲ：Signal-to-Interference and Noise power Ratio）の情報を協調制御装置１００に送信するように制御する。ここで、基地局内制御装置２１０は、上記通信品質の情報とともに、基地局から送信された電波の受信電力の情報を、協調制御装置１００に送信するように制御してもよい。また、基地局内制御装置２１０は、協調制御装置１００から周波数毎の協調制御情報（送信停止の有無）を受信し、無線送信装置２２０における無線送信のオン／オフを制御する。また、複数の無線送信装置２２０はそれぞれ、図示しないベースバンド信号処理装置で生成された信号に基づいて所定の周波数Ｆ１〜Ｆｎ及び送信電力の高周波信号を生成し、アンテナ２３０に送る。
【００１８】
上記構成の無線通信システムに用いる協調制御装置１００のハードウェアは、例えば、有線伝送路インターフェース部、制御手段としての信号処理装置などで構成される。これらのハードウェア構成のうち、有線伝送路インターフェース部は各基地局２００内の基地局内制御装置２１０と通信する手段として機能する。また、信号処理装置は、所定の制御プログラムが実行されることにより、協調制御エリアの決定、協調制御エリア内の各端末における通信品質や受信電力の情報の受信、協調制御エリア内の基地局に対する周波数毎の協調制御情報（送信停止の有無）の生成及び送信などを行うように制御する。
【００１９】
また、上記構成の無線通信システムに用いる基地局のハードウェアは、例えば、アンテナ、送信増幅器、受信増幅器、無線信号処理部、ベースバンド信号処理部、有線伝送路インターフェース部、信号処理装置などで構成される。これらのハードウェア構成のうち、送信増幅器及び無線信号処理部は前述の無線送信装置２２０に対応し、有線伝送路インターフェース部は協調制御装置１００と通信する手段として機能し、また、受信増幅器及び無線信号処理部は端末と通信する手段として機能する。信号処理装置は、例えばマイクロプロセッサで構成され、前述の基地局内制御装置２１０として機能し、予め組み込まれた所定の制御プログラムに基づいて各部を制御する。特に、信号処理装置は、所定の制御プログラムが実行されることにより、協調制御装置１００から周波数毎の協調制御情報（送信停止の有無）を受信し、その協調制御情報に基づいて、無線送信装置２２０（送信増幅器及び無線信号処理部）における無線送信のオン／オフを制御する。
【００２０】
図３は、上記協調制御装置１００で実行される協調制御の一例を示すフローチャートである。なお、図３の例では、協調制御対象の周波数が任意の一つの場合について示しているが、協調制御対象の周波数が複数の場合は、その複数の周波数それぞれについて図３の制御が実行される。
【００２１】
図３において、協調制御装置１００は、まず、複数のセル及び基地局を含む協調制御エリアを決定する（Ｓ１０１）。ここでは、協調制御エリア内の基地局をＢ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎとする。また、協調制御対象の同一周波数を使用する各セルに在圏する端末（移動局）をＭ１、Ｍ２、−−−、Ｍｎとする。ここで、基地局Ｂｎの添え字ｎは、協調制御エリア内の基地局の総数であり、端末Ｍｎの添え字ｎは、協調制御エリア内で協調制御対象の周波数を使用して基地局と通信する端末の総数である。
【００２２】
次に、協調制御装置１００は、上記すべての基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎから協調制御対象の同一周波数を用いた送信を行った場合について、協調制御エリア内の各セルの端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、Ｍｎのスループットを推定し、各端末のスループットの推定値を加算して協調制御エリアの総合的なスループット（以下、「トータルスループット」という。）ＣＴを算出する（Ｓ１０２）。
【００２３】
上記トータルスループットＣＴは、例えば次のように各端末の「ＳＩＮＲ」と「シャノン容量」とを用いて算出することができる。まず、端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、ＭｎそれぞれのＳＩＮＲ：Γｉは、下記の（１）式で推定することができる。ここで、式中のＥｉｉは、端末Ｍｉが在圏するセルの基地局Ｂｉから受信した電波の受信電力であり、Ｎｏはノイズの受信電力であり、Ｅｉｋは端末Ｍｉが在圏するセルに隣接するセルの基地局Ｂｋから受信した電波の受信電力であり、αｋは基地局からの送信の有無を指定するための調整係数である。すべての基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎから送信される（１）式では、調整係数αｋはすべて１である（αｋ＝１）。
【数１】
【００２４】
なお、上記調整係数αｋは、特別な端末についてＳＩＮＲ（通信品質）又はスループットを強調したい場合に利用することができる。例えば、ＳＩＮＲ（通信品質）又はスループットを強調したい端末に対応する調整係数αｋに１よりも大きな値を設定する。
【００２５】
上記トータルスループットとしてのシャノン容量ＣＴは、上記端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、ＭｎそれぞれのＳＩＮＲ：Γｉを用いて算出した各端末のシャノン容量Ｃｉを加算することにより、次の（２）式に示すように算出することができる。
【数２】
【００２６】
次に、協調制御装置１００は、トータルスループットの最大推定値ＣＴ’maxの初期化（ＣＴ'max＝０）を行い（Ｓ１０３）、その後、上記協調制御対象の同一周波数について基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎからの送信の１つまたは複数を停止した場合の端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、ＭｎのスループットＣ１、Ｃ２、−−−、Ｃｎ及びそれらを加算したトータルスループットＣＴ'を推定する（Ｓ１０４）。
【００２７】
図３の例において、上記基地局の送信停止制御を仮定した場合の各端末のＳＩＮＲ及びトータルスループットＣＴ’の推定は、例えば次のアルゴリズムで行うことができる。
まず、協調制御エリア内の基地局を一つ又は複数の組合わせを順次選択する。ここで、各組合わせは互いに異なる複数種類の無線通信制御状態それぞれに対応する。この複数種類の無線通信制御状態は、協調制御エリア内の複数の基地局のアンテナのすべてから協調制御対象の周波数の無線送信を行う第１の無線通信制御状態と、協調制御エリア内の複数の基地局のアンテナの一部から協調制御対象の周波数の無線送信を行わない複数の第２の無線通信制御状態とを含む。次に、上記選択した基地局からの送信の停止を仮定し、送信されている基地局のセルに在圏する端末についてＳＩＮＲの値を推定し、そのＳＩＮＲの推定値に基づいて各端末のスループットＣｉ’を推定する。次に、各端末のスループットＣｉ’の推定値を加算してトータルスループット（ＣＴ’）を推定する。ここで、トータルスループットの推定値ＣＴ’が、トータルスループットの最大推定値ＣＴ’maxよりも大きい場合は、そのトータルスループットの推定値でトータルスループットの最大推定値ＣＴ'maxを更新する。
【００２８】
上記トータルスループットの算出値ＣＴの場合と同様に、例えば次のように「ＳＩＮＲ」と「シャノン容量」とを用いて推定することができる。まず、端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、ＭｎそれぞれにおけるＳＩＮＲ：Γｉ’は、下記の（３）式で推定することができる。ここで、式中のＥｉｉ、Ｎｏ、Ｅｉｋ及びαｋについては、上記（１）式の場合と同様である。但し、（３）式において、上記選択された基地局については送信が停止されるので係数αｋに０が設定され（αｋ＝０）、上記選択された基地局以外の基地局については送信されるので係数αｋに１が設定される（αｋ＝１）。
【数３】
【００２９】
なお、上記（３）式の調整係数αｋについても、特別な端末についてＳＩＮＲ（通信品質）またスループットを強調したい場合に利用することができる。例えば、ＳＩＮＲ（通信品質）またスループットを強調したい端末に対応する調整係数αｋに１よりも大きな値を設定する。
【００３０】
上記各組合せの場合のトータルスループットとしてのシャノン容量ＣＴ’の推定値は、上記端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、ＭｎそれぞれのＳＩＮＲ：Γｉ’を用いて、次の（４）式のように推定することができる。
【数４】
【００３１】
次に、協調制御装置１００は、上記協調制御エリア内の基地局のすべての組合わせについて上記トータルスループットの推定が終了したら（Ｓ１０５でＹｅｓ）、上記すべての基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎから協調制御対象の同一周波数を用いた送信を行った場合のトータルスループットの算出値ＣＴと、トータルスループットの最大推定値ＣＴ’maxとを比較する（Ｓ１０６）。
【００３２】
ここで、上記トータルスループットの最大推定値ＣＴ’maxがトータルスループットの算出値ＣＴよりも大きい場合、すなわち、ＣＴ＜ＣＴ'となる場合（Ｓ１０６でＹｅｓ）は、そのトータルスループットの最大推定値ＣＴ'maxを実現するように、協調制御エリアに含まれる基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎの送信の許可及び停止を制御する協調制御を実行する（Ｓ１０７）。この協調制御は、基地局毎に送信をオン／オフするだけの制御であることから、制御は非常に簡易である。また、端末は、従来通りの受信であることから特別の機能追加等を必要としない。
【００３３】
一方、上記トータルスループットの最大推定値ＣＴ’maxがトータルスループットの算出値ＣＴ以下の場合、すなわち、ＣＴ≧ＣＴ'となる場合（Ｓ１０６でＮｏ）は、上記協調制御を実行しない（Ｓ１０８）。
【００３４】
次に、図１の無線通信システムのように協調制御エリアＡが３つのセルＣ１〜Ｃ３及び基地局Ｂ１〜Ｂ３を含む場合について、上記図３の協調制御（送信停止制御）を適用した具体例について説明する。
【００３５】
図１の無線通信システムにおいて、協調制御協調制御（送信停止制御）なしの場合、すなわちすべての基地局Ｂ１〜Ｂ３から送信する場合、各端末Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３それぞれのＳＩＮＲ：Γ１、Γ２、Γ３の値、及びそれらを用いて算出した各端末のスループットとしてのシャノン容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値は、次の（５）式〜（１０）式のように推定することができる。
【数５】
【数６】
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
【００３６】
上記協調制御協調制御（送信停止制御）なしの場合のトータルスループット（シャノン容量）ＣＴは、上記各端末のシャノン容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値を加算して、ＣＴ＝２．９６となる。
【００３７】
一方、図１の無線通信システムにおいて、基地局Ｂ２からの送信を停止する協調制御（送信停止制御）ありの場合、各端末Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３それぞれのＳＩＮＲ：Γ１’、Γ２’、Γ３’の値、及びそれらを用いて算出した各端末のスループット（シャノン容量）Ｃ１’、Ｃ２’、Ｃ３’の値は、次の（１１）式〜（１６）式のように推定することができる。
【数１１】
【数１２】
【数１３】
【数１４】
【数１５】
【数１６】
上記協調制御協調制御（送信停止制御）ありの場合のトータルスループット（シャノン容量）ＣＴ’は、上記各端末のスループット（シャノン容量）Ｃ１’、Ｃ２’、Ｃ３’の値を加算して、ＣＴ＝６．６となる。
【００３８】
協調制御装置１００は、上記協調制御協調制御（送信停止制御）なし及びありの場合のトータルスループット（シャノン容量）ＣＴ及びＣＴ’の推定結果から、ＣＴ（＝２．９６）＜ＣＴ’（＝６．６）となるので、図１の無線通信システムにおいて基地局Ｂ２からの送信を停止し、他の基地局Ｂ１、Ｂ３からの送信はそのまま許可するように制御する。
【００３９】
次に、セルを分割した複数のセクタ毎にアンテナを設けて送信するセクタセル構成の無線通信システムに本発明を適用した場合の実施形態について説明する。
【００４０】
図４は、本発明を適用可能な無線通信システムのセクタセル構造の一例を模式的に示す説明図であり、図５は、その無線通信システムに用いられる基地局の要部構成を示すブロック図である。本例において、協調制御エリアＡに含まれる複数のセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３はそれぞれ、水平面内指向性アンテナ２３１、２３２、２３３により３つのセクタに分割された３セクタ構成である。図４において、セルＣ１はセクタＳ１１〜Ｓ１３で構成され、セルＣ２はセクタＳ２１〜Ｓ２３で構成され、セルＣ３はセクタＳ３１〜Ｓ３３で構成されている。各セルの基地局において、上記３セクタそれぞれに送信する無線送信装置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、同一の基地局装置内に設置されている。無線送信装置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はそれぞれ、ベースバンド信号処理装置２４０で生成された信号に基づいて同一周波数及び送信電力の高周波信号を生成し、アンテナ２３１、２３２、２３３に送る。また、複数のセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３の基地局Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に対して共通に一つの協調制御装置１００が設けられ、協調制御装置１００と複数の基地局Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ごとに設けられている基地局内制御装置２１０とは、通信回線３００を介して通信できるように接続されている。本例の場合、図４中の破線で示すセル境界及びセクタ境界並びにそれらの近傍に在圏する端末が、複数のアンテナから同一周波数の電波を受信する場合でも、協調制御エリアＡにおけるトータルスループットの向上を図りつつ、周波数の利用効率を高めることができる。
【００４１】
図６は、本発明を適用可能な無線通信システムのセクタセル構造の他の例を模式的に示す説明図であり、図７は、その無線通信システムに用いられる基地局の要部構成を示すブロック図である。なお、図４及び図５と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
本例において、協調制御エリアＡは、セルＣ１の３つのセクタＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３を含むように決定されている。また、協調制御装置１００は、各基地局２００内に設けられている。
本例の場合、図６中の破線で示すセクタ境界及びその近傍に在圏する端末が、複数のアンテナから同一周波数の電波を受信する場合でも、協調制御エリアＡにおけるトータルスループットの向上を図りつつ、周波数の利用効率を高めることができる。
特に、本例では、協調制御装置１００及び基地局内制御装置２１０が各基地局２００内に設けられているので、協調制御装置１００と基地局内制御装置２１０との間の通信回線御及び通信プロトコルが不要となる。従って、無線通信システム全体の構成が簡易になる。
【００４２】
図８は、本発明を適用可能な無線通信システムのセクタセル構造の他の例を模式的に示す説明図であり、図９は、その無線通信システムに用いられる基地局の要部構成を示すブロック図である。なお、図４及び図５と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４３】
図８及び９に示す例において、協調制御エリアＡは、互いに隣接するセルＣ１の３つのセクタＳ１１とセルＣ２のセクタＳ２２とセルＣ３のセクタＳ３３とを含むように決定されている。
【００４４】
また、上記協調制御エリアＡ内のセクタＳ１１、Ｓ２２及びＳ３３に送信する信号を生成するベースバンド信号処理装置２４０及び無線送信装置２２０（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）等を備えた基地局２００（Ｂ１）は、セルＣ１内又は他の任意の場所に設けることができる。同様に、セクタＳ２１、Ｓ４２及びＳ５３に送信する信号を生成する基地局２００（Ｂ２）は、セルＣ２内又は他の任意の場所に設けることができ、セクタＳ３１、Ｓ５２及びＳ６３に送信する信号を生成する基地局２００（Ｂ３）は、セルＣ３内又は他の任意の場所に設けることができる。また、協調制御装置１００は、各基地局２００（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）内に設けられている。
【００４５】
基地局Ｂ１と各セクタＳ１１、Ｓ２２及びＳ３３への送信に用いるアンテナ２３１、２３２、２３３とは、いわゆる光張り出し技術（Radio on Fiber 装置/Remote Radio Header）を用いて接続されている。例えば、セクタＳ１１へ送信するようにセルＣ１の中央部に設けられたアンテナ２３１には、基地局２００（Ｂ１）の無線送信装置２２０（Ｓ１）から、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器（Ｅ／Ｏ変換器）２５１、光伝送媒体である光ファイバ３１１、光信号を電気信号に変換する光／電気変換器（Ｏ／Ｅ変換器）２７１及び高周波増幅器２６１を介して接続されている。また、セクタＳ２２へ送信するようにセルＣ２の中央部に設けられたアンテナ２３２には、基地局２００（Ｂ１）の無線送信装置２２０（Ｓ２）から、電気／光変換器２５２、光ファイバ３１２、光／電気変換器２７２及び高周波増幅器２６２を介して接続されている。また、セクタＳ３３へ送信するようにセルＣ３の中央部に設けられたアンテナ２３３には、基地局２００（Ｂ１）の無線送信装置２２０（Ｓ３）から、電気／光変換器２５３、光ファイバ３１３、光／電気変換器２７３及び高周波増幅器２６３を介して接続されている。光ファイバ３１１，３１２，３１３としては、例えば光アクセス網等を利用することができる。
【００４６】
本例の場合、図６中の破線で示すセル境界及びその近傍に在圏する端末が、複数のアンテナから同一周波数の電波を受信する場合でも、協調制御エリアＡにおけるトータルスループットの向上を図りつつ、周波数の利用効率を高めることができる。
特に、本例の協調制御によってスループットの向上を図ることができるセル間境界領域（図８中の破線の楕円の領域Ｘ１２，Ｘ２３，Ｘ３１）は、「従来のセクタセル構成」におけるアンテナから遠いセル間境界領域と等価にすることができる。従って、「従来のセクタセル構成」においてセクタ間協調を行う場合に比べて、より大きなスループット向上効果が期待できる。
また、本例では、協調制御装置１００及び基地局内制御装置２１０が各基地局２００内に設けられているので、協調制御装置１００と基地局内制御装置２１０との間の通信回線御及び通信プロトコルが不要となる。従って、無線通信システム全体の構成が簡易になる。
【００４７】
なお、上記各実施形態において、協調制御エリアに在圏する端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、Ｍｎは、協調制御エリア内の各基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎの受信電力Ｅｉｋ（ｋ＝１，２，−−−，ｎ）を測定するとともに、通信品質情報であるＳＩＮＲ：Γｉ（ｉ＝１，２，−−−，ｎ）を測定してもよい。各端末Ｍｉ（ｉ＝１，２，−−−，ｎ）は、上記測定した受信電力Ｅｉｋ及びＳＩＮＲ：Γｉのデータを定期的に、当該端末が在圏するセルの基地局に送信する。協調制御装置１００は、各端末Ｍｉ（ｉ＝１，２，−−−，ｎ）から送信された受信電力Ｅｉｋ及びＳＩＮＲ：Γｉの情報を各基地局から受信して取得することができる。ここで、各端末ＭｉにおけるＳＩＮＲ：Γｉは次の（１７）式で計算される。式中のＩｉは協調制御エリア以外にある基地局から送信された電波による干渉電力である。
【数１７】
【００４８】
上記情報を取得した協調制御装置１００は、協調制御エリア内のすべての基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎからの送信を停止しない場合について、各端末ＭｉにおけるスループットＣｉ及び協調制御エリアにおけるトータルスループットＣＴを推定する。例えば、スループットとしてシャノン容量を用いる場合は、次の（１８）式及び（１９）式を用いて、上記スループットＣｉ及びトータルスループットＣＴを推定することができる。
【数１８】
【数１９】
【００４９】
なお、上記（１８）式及び（１９）式中の調整係数ａｉは、特別な端末ＭｉについてスループットＣｉを強調したい場合に利用することができる。例えば、スループットＣｉを強調したい端末に対応する調整係数ａｉに１よりも大きな値を設定する。
【００５０】
更に、協調制御装置１００は、基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎからの送信の１つまたは複数を停止した場合の各端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、ＭｎにおけるＳＩＮＲ（通信品質）：Γ１’、Γ２’、−−−、Γｎ’及びスループットＣ１’、Ｃ２’、−−−、Ｃｎ’を推定する。この各端末ＭｉにおけるスループットＣｉ’に基づいて、協調制御エリアにおけるトータルスループットＣＴ’を推定する。例えば、スループットとしてシャノン容量を用いる場合は、次の（２０）式〜（２２）式を用いて、上記ＳＩＮＲ（通信品質）：Γｉ’、スループットＣｉ’及びトータルスループットＣＴ’を推定することができる。
【数２０】
【数２１】
【数２２】
【００５１】
なお、上記（２１）式及び（２２）式中の調整係数ａｉについても、特別な端末ＭｉについてスループットＣｉ’を強調したい場合に利用することができる。例えば、スループットＣｉ’を強調したい端末に対応する調整係数ａｉに１よりも大きな値を設定する。
【００５２】
また、前述の協調制御エリアにおける各端末のＳＩＮＲ（通信品質）及びスループットは、以下に示すように簡易的に推定してもよい。
端末Ｍｉが短い周期で定期的に協調制御エリア内の各基地局からの受信電力Ｅｉｋ（ｋ＝１，２，−−−，ｎ）及びＳＩＮＲ（通信品質）：Γｉを測定し、その測定された情報を協調制御装置に送信することは、非常に大きな負荷となる。そこで、各端末から協調制御装置への情報送信を削減するために、上記受信電力Ｅｉｋの情報を取得する端末、すなわち協調制御装置が上記受信電力Ｅｉｋの情報を取得する端末を制限する。
例えば、協調制御エリアに在圏する複数の端末のうち予め指定された一部の端末（詳細測定が指示されていない端末）Ｍｉは、定期的に、その端末が在圏するセル（自局エリア）でのＳＩＮＲ（通信品質）：Γｉだけを測定し、その測定結果の情報を、当該セルの基地局及び協調制御装置に送信する（簡易測定）。
一方、前記一部の端末以外の他の端末（詳細測定が指示されている端末）Ｍｉは、協調制御エリア内の各基地局の受信電力Ｅｉｋ（ｋ＝１，２，−−−，ｎ）及びＳＩＮＲ（通信品質）：Γｉを測定し、その測定結果の情報を、当該セルの基地局及び協調制御装置に送信する（詳細測定）。
協調制御装置は、上記詳細測定が指示されている端末Ｍｉについては、その端末Ｍｉから取得した受信電力Ｅｉｋ及びＳＩＮＲ（通信品質）：Γｉの情報に基づいて、次の（２３）式及び（２４）式に示すように、１つまたは複数を停止した場合のＳＩＮＲ：Γｉ’を推定し、スループットＣｉ’（シャノン容量）を推定する。
【数２３】
【数２４】
【００５３】
また、協調制御装置は、上記詳細測定が指示されていない端末Ｍｉについては、その端末Ｍｉから取得したＳＩＮＲ（通信品質）：Γｉの情報に基づいて、次の（２５）式に示すようにスループットＣｉ（シャノン容量）を推定する。
【数２５】
【００５４】
協調制御装置は、上記（２４）式及び（２５）式で推定した各端末のスループットに基づいて、下記の（２６）式に示すように、協調制御エリア内の基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎからの送信の１つまたは複数を停止した場合のトータルスループットＣＴ’（シャノン容量）を近似的に推定することができる。なお、（２６）式において、ｎ１は、上記詳細測定が指示された端末Ｍｉの数である。また、上記（２４）式〜（２６）式中の調整係数ａｉ及びａｉ’も、特別な端末ＭｉについてスループットＣｉ、Ｃｉ’を強調したい場合に利用することができる。通常は、調整係数ａｉ、ａｉ’に１が設定されるが、例えば、スループットＣｉ、Ｃｉ’を強調したい端末に対応する調整係数ａｉ、ａｉ’に１よりも大きな値を設定する。
【数２６】
【００５５】
また、上記各実施形態において、協調制御エリアにおける無線送信の許可及び停止を制御する協調制御を実行するタイミングは、予め設定した周期で定期的に行ってもよいが、このタイミングに限定されるものではない。
【００５６】
例えば、図１０に示すように、協調制御エリア内の複数の端末のいずれか通信品質が低下したタイミングに、上記協調制御を実行してもよい。
図１０において、協調制御装置１００は、複数のセル及び基地局を含む協調制御エリアを決定し（Ｓ２０１）、協調制御エリア内の各端末から通信品質情報（ＳＩＮＲ及び受信電力）を受信する。そして、協調制御装置１００は、協調制御エリア内の通信品質が低下した端末から通信品質情報を受信する（Ｓ２０２）と、そのタイミングで上記協調制御でトータルスループットが改善するか否か、すなわち前述の判定式ＣＴ＜ＣＴ’ｍａｘを満たすか否かを判断する（Ｓ２０３）。ここで、トータルスループットが改善すると判断した場合（Ｓ２０３でＹｅｓ）は、上記協調制御が実行され（Ｓ２０４）、トータルスループットが改善しないと判断した場合（Ｓ２０３でＮｏ）は上記協調制御が実行されない（Ｓ２０５）。
【００５７】
以上、本実施形態によれば、協調制御エリアＡに含まれる複数のセル又はセクタにおいて互いに重複するタイミングで同一の協調制御対象の周波数Ｆ１を用いた無線送信が行うことができるので、複数のセル又は複数のセクタにおける周波数の利用効率を高めることができる。また、この協調制御エリアＡに在圏する複数の端末それぞれのスループットを加算して得られるトータルスループットを高めるように、協調制御エリアＡ内の複数のアンテナのそれぞれから送信する周波数Ｆ１の無線送信の許可及び停止が制御される。この制御により、高精度の基地局間同期や端末の構成の複雑化を回避しつつ、協調制御エリアＡに含まれる複数のセル又はセクタにおけるトータルスループットＣＴの向上を図ることができる。
特に、本実施形態によれば、協調制御エリアＡに在圏する複数の端末それぞれにおける通信品質（ＳＩＮＲ）に基づいて、協調制御エリアＡ内の複数のアンテナのすべてから周波数Ｆ１の無線送信を行う第１の無線通信制御状態と、協調制御エリアＡ内の複数のアンテナの一部から周波数Ｆ１の無線送信を行わない少なくとも一つの第２の無線通信制御状態とを含む複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、協調制御エリアに在圏する複数の端末それぞれのスループットＣｉ、Ｃｉ’を加算したトータルスループットＣＴ、ＣＴ’を推定し、その複数種類の無線通信制御状態の中でトータルスループットが最も大きい無線通信制御状態になるように、協調制御エリアＡ内の複数のアンテナのそれぞれから送信する周波数Ｆ１の無線送信の許可及び停止を制御している。このように予め複数種類の無線通信制御状態を想定してトータルスループットＣＴ、ＣＴ’を推定して制御することにより、協調制御エリアＡに含まれる複数のセル又はセクタにおけるトータルスループットＣＴをより確実に向上させることができる。
また、本実施形態によれば、協調制御エリアＡに在圏する複数の端末それぞれが周波数Ｆ１の電波を受信したときの受信電力及び通信品質（ＳＩＮＲ）の情報を取得し、その複数の端末について取得した受信電力及び通信品質（ＳＩＮＲ）の情報に基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて複数の端末それぞれのスループットＣｉ、Ｃｉ’を推定し、その複数の端末のスループットの推定結果Ｃｉ、Ｃｉ’に基づいてトータルスループットＣＴ、ＣＴ’を推定している。このように協調制御エリアＡ内の各端末の受信電力及び通信品質（ＳＩＮＲ）の情報を取得して用いることにより、スループットＣｉ、Ｃｉ’としてシャノン容量を算出することができるため、スループットＣｉ、Ｃｉ’の推定が容易になる。
また、本実施形態によれば、協調制御エリアＡに在圏する複数の端末のうち指定された一部の端末（詳細測定が指示されている端末）が周波数Ｆ１の電波を受信したときの受信電力及び通信品質（ＳＩＮＲ）の情報を取得し、前記一部の端末以外の他の端末（詳細測定が指示されていない端末）が周波数Ｆ１の無線送信を受信したときの通信品質（ＳＩＮＲ）の情報を取得し、前記一部の端末について取得した受信電力及び通信品質（ＳＩＮＲ）の情報と前記他の端末について取得した通信品質（ＳＩＮＲ）の情報とに基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて複数の端末それぞれのスループットＣｉ、Ｃｉ’を推定し、その複数の端末のスループットＣｉ、Ｃｉ’の推定結果に基づいてトータルスループットＣＴ、ＣＴ’を推定している。このように協調制御エリアＡに在圏する複数の端末のうち詳細測定が指示されていない端末については、通信品質（ＳＩＮＲ）の情報のみを測定させて取得することができるため、通信の負荷を低減することができる。
また、本実施形態によれば、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、複数の端末それぞれのスループットの推定値に調整係数αｉ、ａｉをかけた値をトータルスループットの推定に用いることにより、特定の端末のスループットＣｉ、Ｃｉ’を強調してトータルスループットＣＴ、ＣＴ’を推定することができる。
また、本実施形態によれば、予め設定された所定周期で、協調制御エリアＡにおける無線送信の許可及び停止の制御を定期的に行うことにより、当該制御の実行タイミングの判断が容易になる。
また、本実施形態によれば、協調制御エリアＡに在圏する複数の通信端末のいずれかにおける周波数Ｆ１の無線送信に対する通信品質が低下したタイミングに、協調制御エリアＡにおける無線送信の許可及び停止の制御を行うことにより、通信の負荷の低減を図りつつ、協調制御エリアＡのトータルスループットを向上させることができる。
【００５８】
なお、上記各実施形態では、協調制御対象の周波数が単一の周波数である場合について説明したが、本発明は、協調制御対象の周波数が互いに異なる複数の周波数である場合にも同様に適用することができる。この場合、協調制御装置１００は、複数の周波数ごとに、前記協調制御エリアにおける無線送信の許可及び停止の制御を実行する。
また、上記各実施形態では、上記スループット及びトータルスループットそれぞれを示すパラメータとしてシャノン容量を用いた場合について説明したが、本発明は、シャノン容量以外のパラメータをスループット及びトータルスループットとして用いた場合にも同様に適用できる。
また、上記各実施形態では、上記端末の通信品質としてＳＩＮＲを用いた場合について説明したが、本発明は、ＳＩＮＲ以外のパラメータを通信品質として用いた場合にも同様に適用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１００ 協調制御装置
２００ 基地局
２１０ 基地局内制御装置
２２０ 無線送信装置
２３０ アンテナ
２３１，２３２，２３３ アンテナ
２４０ ベースバンド信号処理装置
２５１，２５２，２５３ 電気／光変換器（Ｅ／Ｏ変換器）
２６１，２６２，２６３ 高周波増幅器
２７１，２７２，２７３ 光／電気変換器（Ｏ／Ｅ変換器）
３００ 通信回線
３１１，３１２，３１３ 光ファイバ
Ａ 協調制御エリア
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 基地局
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ セル
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 端末（移動局）
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３ セクタ
Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３ セクタ
Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３ セクタ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２００２−０２７５３４号公報
【特許文献２】特開２００９−１７１３８２号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に送信されるセル方式の無線通信を制御する無線通信制御方法、無線通信制御装置及び無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、セル方式の無線通信システムにおいて、セル境界やその近傍での通信品質を向上させる方法として、互いに隣接するセル間で同一周波数を用いないように同一周波数の繰り返し距離を遠くにする方法が一般である。
また、最も周波数利用効率が高くできる１セル繰り返し（隣接セルで同一周波数を繰り返す）では、隣接するセルからの同一周波数の電波による干渉が厳しいため、一般には、送信信号をコード拡散するＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式や冗長ビットを付加する誤り訂正符号化方法が採用されている。
また、隣接する複数のセルの境界及びその近傍における干渉を回避するために、セル境界に位置する通信端末（移動局）に対して、互いに隣接する複数の基地局が協調して、同一周波数を用いて同一信号をタイミングを合わせて送信するように基地局間で協調通信制御を行う方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の同一周波数の繰り返し距離を遠くにする方法では、セル境界やその近傍での通信品質は向上するが、周波数利用効率が低くなるという問題点がある。
また、上記従来のＣＤＭＡ方式でも、１セル繰り返しを行う場合にはセル境界において隣接する他のセルの基地局からの送信信号が強くなるため、コード拡散率を上げるなどの対処を行わなければ復号誤りが発生しやすくなり、通信品質が低下するという問題点がある。
また、上記従来の誤り訂正符号化方法では、付加する冗長ビットが多いほど同一周波数の干渉に対する耐力が増してセル境界での通信品質は向上するが、その分、周波数の利用効率が低くなるという問題点がある。
また、上記従来の基地局間で協調通信制御を行う方法では、同一信号を基地局間で共有して同時送信する必要があることから、高精度の基地局間同期や同時送信制御技術が不可欠となり、基地局間の協調通信制御が非常に複雑になる。また、通信端末（移動局）でも複数の基地局から送信された信号を同時受信して処理する必要があり、通信端末（移動局）の構成が複雑になるという問題点がある。
【０００４】
なお、上記各問題点は、通常のセル方式の無線通信システムだけでなく、１セルを複数のセクタ（例えば、３セクタや６セクタ）に分割し各セクタに独立した個別のアンテナから無線送信するセクタセル構成の無線通信システムにおいて、セクタ境界やその近傍での通信品質を向上させようとする場合にも同様に発生し得るものである。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、高精度の基地局間同期や通信端末の構成の複雑化を回避することができるとともに、通信端末でのスループットの向上を図りつつ周波数の利用効率を高めることができる無線通信制御方法、無線通信制御装置及び無線通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る無線通信制御方法は、複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に送信されるセル方式の無線通信を制御する無線通信制御方法であって、協調制御対象の周波数を用いた無線送信のタイミングが互いに重複する複数のセル又は複数のセクタを含む協調制御エリアを設定し、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを高めるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御することを特徴とするものである。
【０００７】
前記無線通信制御方法において、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれにおける前記協調制御対象の周波数の無線送信に対する通信品質に基づいて、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのすべてから前記協調制御対象の周波数の無線送信を行う第１の無線通信制御状態と前記協調制御エリア内の複数のアンテナの一部から前記協調制御対象の周波数の無線送信を行わない少なくとも一つの第２の無線通信制御状態とを含む複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを推定し、前記複数種類の無線通信制御状態の中で前記推定した総合的なスループットが最も大きい無線通信制御状態になるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御してもよい。
また、前記無線通信制御方法において、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれが前記協調制御対象の周波数の電波を受信したときの受信電力及び通信品質の情報を取得し、前記複数の通信端末について取得した受信電力及び通信品質の情報に基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて前記複数の通信端末それぞれのスループットを推定し、前記複数の通信端末のスループットの推定結果に基づいて、前記総合的なスループットを推定してもよい。
また、前記無線通信制御方法において、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末のうち指定された一部の通信端末が前記協調制御対象の周波数の電波を受信したときの受信電力及び通信品質の情報を取得し、前記一部の通信端末以外の他の通信端末が前記協調制御対象の周波数の無線送信を受信したときの通信品質の情報を取得し、前記一部の通信端末について取得した受信電力及び通信品質の情報と前記他の通信端末について取得した通信品質の情報とに基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて前記複数の通信端末それぞれのスループットを推定し、前記複数の通信端末のスループットの推定結果に基づいて、前記総合的なスループットを推定してもよい。
また、前記無線通信制御方法において、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、前記複数の通信端末それぞれのスループットの推定値に調整係数をかけた値を、前記総合的なスループットの推定に用いてもよい。
また、前記無線通信制御方法において、予め設定された所定周期で、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を定期的に行ってもよい。
また、前記無線通信制御方法において、前記複数の通信端末のいずれかにおける前記協調制御対象の周波数の無線送信に対する通信品質が低下したタイミングに、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を行ってもよい。
また、前記無線通信制御方法において、前記協調制御対象の周波数は、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信可能な互いに異なる複数の周波数であり、前記複数の周波数ごとに、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を行ってもよい。
【０００８】
本発明に係る無線通信制御装置は、複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に送信されるセル方式の無線通信を制御する無線通信制御装置であって、協調制御対象の周波数を用いた無線送信のタイミングが互いに重複する複数のセル又は複数のセクタを含む協調制御エリアを設定された協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを高めるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
前記無線通信制御装置において、前記制御手段は、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれにおける前記協調制御対象の周波数の無線送信に対する通信品質に基づいて、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのすべてから前記協調制御対象の周波数の無線送信を行う第１の無線通信制御状態と前記協調制御エリア内の複数のアンテナの一部から前記協調制御対象の周波数の無線送信を行わない少なくとも一つの第２の無線通信制御状態とを含む複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを推定し、前記複数種類の無線通信制御状態の中で前記推定した総合的なスループットが最も大きい無線通信制御状態になるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御してもよい。
また、前記無線通信制御装置において、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれが前記協調制御対象の周波数の電波を受信したときの受信電力及び通信品質の情報を取得する情報取得手段を備え、前記制御手段は、前記複数の通信端末について取得した受信電力及び通信品質の情報に基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて前記複数の通信端末それぞれのスループットを推定し、前記複数の通信端末のスループットの推定結果に基づいて、前記総合的なスループットを推定してもよい。
また、前記無線通信制御装置において、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末のうち指定された一部の通信端末が前記協調制御対象の周波数の電波を受信したときの受信電力及び通信品質の情報を取得し、前記一部の通信端末以外の他の通信端末が前記協調制御対象の周波数の無線送信を受信したときの通信品質の情報を取得する情報取得手段を備え、前記制御手段は、前記一部の通信端末について取得した受信電力及び通信品質の情報と前記他の通信端末について取得した通信品質の情報とに基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて前記複数の通信端末それぞれのスループットを推定し、前記複数の通信端末のスループットの推定結果に基づいて、前記総合的なスループットを推定してもよい。
また、前記無線通信制御装置において、前記制御手段は、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、前記複数の通信端末それぞれのスループットの推定値に調整係数をかけた値を、前記総合的なスループットの推定に用いてもよい。
また、前記無線通信制御装置において、前記制御手段は、予め設定された所定周期で、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を定期的に行ってもよい。
また、前記無線通信制御装置において、前記制御手段は、前記複数の通信端末のいずれかにおける前記協調制御対象の周波数の無線送信に対する通信品質が低下したタイミングに、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を行ってもよい。
また、前記無線通信制御装置において、前記協調制御対象の周波数は、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信可能な互いに異なる複数の周波数であり、前記制御手段は、前記複数の周波数ごとに、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る無線通信システムは、複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に無線送信されるセル方式の無線通信システムであって、前記無線通信制御装置のいずれかと、その無線通信制御装置で無線送信の許可及び停止が制御される複数の無線送信装置と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、協調制御エリアに含まれる複数のセル又はセクタにおいて互いに重複するタイミングで同一の協調制御対象の周波数を用いた無線送信が行うことができるので、複数のセル又は複数のセクタにおける周波数の利用効率を高めることができる。また、この協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算して得られる総合的なスループットを高めるように、協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止が制御される。このように協調制御エリアに在圏する複数の通信端末について総合的なスループットを高める制御により、高精度の基地局間同期や通信端末の構成の複雑化を回避しつつ、協調制御エリアに含まれる複数のセル又はセクタにおける総合的なスループットの向上を図ることができる。以上のように、本発明によれば、高精度の基地局間同期や通信端末の構成の複雑化を回避することができるとともに、通信端末でのスループットの向上を図りつつ周波数の利用効率を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を模式的に示す説明図。
【図２】本実施形態の無線通信システムにおける基地局の要部構成の一例を示すブロック図。
【図３】協調制御装置で実行される協調制御の一例を示すフローチャート。
【図４】本発明を適用可能なセクタセル構造の一例を模式的に示す説明図。
【図５】同無線通信システムに用いられる基地局の要部構成を示すブロック図。
【図６】本発明を適用可能なセクタセル構造の他の例を模式的に示す説明図。
【図７】同無線通信システムに用いられる基地局の要部構成を示すブロック図。
【図８】本発明を適用可能なセクタセル構造の更に他の例を模式的に示す説明図。
【図９】同無線通信システムに用いられる基地局の要部構成を示すブロック図。
【図１０】協調制御装置で実行される協調制御の他の例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を模式的に示す説明図である。本実施形態に係る無線通信システム１０では、協調制御対象の任意の周波数Ｆ１を用いた無線送信のタイミングが互いに重複する複数のセル（図示の例では３つのセルＣ１〜Ｃ３）を含む協調制御エリアＡが設定されている。そして、その協調制御エリアＡにおいて、自セルに在圏する移動局である通信端末（以下「端末」という。）Ｍ１〜Ｍ３それぞれに隣接セルから送信される同一周波数Ｆ１の干渉の状況に応じて、各セルＣ１〜Ｃ３の基地局Ｂ１〜Ｂ３それぞれの送信の許可及び停止を制御できる構成となっている。図示の例は、３つのセルＣ１〜Ｃ３のうちセルＣ１、Ｃ３の基地局Ｂ１、Ｂ３それぞれの送信が許可され、残りのセルＣ２の基地局Ｂ２の送信が停止するように制御されている例である。
【００１３】
なお、図示の例では、協調制御エリアＡに含まれるセル及び基地局がそれぞれ３つである場合について説明するが、協調制御エリアＡに含まれるセル及び基地局はそれぞれ２つ又は４つ以上であってもよい。また、図示の例では、各セルＣ１〜Ｃ３に１台の端末が在圏しているが、各セルＣ１〜Ｃ３に複数台の端末が在圏してもよい。また、上記基地局Ｂ１〜Ｂ３は、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）の仕様においては「ＮｏｄｅＢ」と呼ばれたり、更に、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の仕様では発展型のＮｏｄｅＢとして「ｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B）」と呼ばれたりする場合がある。また、無線通信システム１０は、複数の基地局Ｂ１〜Ｂ３からの信号を受信可能な端末Ｍ１〜Ｍ３を含んでもよい。また、端末Ｍ１〜Ｍ３は、通信サービスの利用者によって使用されるためユーザ装置（ＵＥ：User Equipment）と呼ばれる場合があり、移動可能なものであるため移動局と呼ばれる場合もあり、また、無線機と呼ばれる場合もある。端末Ｍ１〜Ｍ３は、携帯電話機等の移動通信端末であってもよい。また、上記セルＣ１〜Ｃ３はそれぞれ、互いに大きさが異なるマクロセル、マイクロセル、フェムトセル、ピコセル等の各種セルのいずれかであってもよい。
【００１４】
上記各セルの基地局の送信の許可及び停止を制御する協調制御装置１００は、協調制御エリアＡ内の複数のセルＣ１〜Ｃ３それぞれに設けられた基地局Ｂ１〜Ｂ３と、図示しない通信回線を介して通信できるように接続されている。
【００１５】
協調制御装置１００は、協調制御エリアＡに在圏する複数の端末Ｍ１〜Ｍ３それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを高めるように、協調制御エリアＡ内の複数の基地局Ｂ１〜Ｂ３のアンテナのそれぞれから送信する協調制御対象の周波数Ｆ１の無線送信の許可及び停止を制御する。
【００１６】
また、上記無線送信の許可及び停止のより具体的な制御例では、協調制御装置１００は、協調制御エリアＡに在圏する複数の端末Ｍ１〜Ｍ３それぞれにおける協調制御対象の周波数Ｆ１の無線送信に対する通信品質の情報を取得する。そして、協調制御装置１００は、その取得した端末Ｍ１〜Ｍ３における通信品質の情報に基づき、複数種類の無線通信制御状態それぞれについて協調制御エリアＡに在圏する複数の端末Ｍ１〜Ｍ３それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを推定する。上記複数種類の無線通信制御状態は、協調制御エリアＡ内の複数の基地局Ｂ１〜Ｂ３のアンテナのすべてから協調制御対象の周波数Ｆ１の無線送信を行う第１の無線通信制御状態と、協調制御エリアＡ内の複数の基地局Ｂ１〜Ｂ３のアンテナの一部から協調制御対象の周波数Ｆ１の無線送信を行わない少なくとも一つの第２の無線通信制御状態とを含む。協調制御装置１００は、上記複数種類の無線通信制御状態の中で総合的なスループットの推定値が最も大きい無線通信制御状態になるように、協調制御エリアＡ内の複数の基地局Ｂ１〜Ｂ３のアンテナのそれぞれから送信する協調制御対象の周波数Ｆ１の無線送信の許可及び停止を制御する。
【００１７】
図２は、本実施形態の無線通信システムにおける基地局の要部構成の一例を示すブロック図である。図２において、基地局２００（図１のＢ１〜Ｂ３）は、基地局内制御装置２１０と、互いに異なる複数の送信周波数Ｆ１〜Ｆｎ（ｎ：基地局が送信に使用可能な周波数の最大個数）ごとに設けられた複数の無線送信装置２２０（Ｓ１〜Ｓｎ）と、アンテナ２３０とを備えている。基地局内制御装置２１０は、端末Ｂ１〜Ｂ３におけるスループットを推測するための周波数毎の通信品質（例えば、ＳＩＮＲ：Signal-to-Interference and Noise power Ratio）の情報を協調制御装置１００に送信するように制御する。ここで、基地局内制御装置２１０は、上記通信品質の情報とともに、基地局から送信された電波の受信電力の情報を、協調制御装置１００に送信するように制御してもよい。また、基地局内制御装置２１０は、協調制御装置１００から周波数毎の協調制御情報（送信停止の有無）を受信し、無線送信装置２２０における無線送信のオン／オフを制御する。また、複数の無線送信装置２２０はそれぞれ、図示しないベースバンド信号処理装置で生成された信号に基づいて所定の周波数Ｆ１〜Ｆｎ及び送信電力の高周波信号を生成し、アンテナ２３０に送る。
【００１８】
上記構成の無線通信システムに用いる協調制御装置１００のハードウェアは、例えば、有線伝送路インターフェース部、制御手段としての信号処理装置などで構成される。これらのハードウェア構成のうち、有線伝送路インターフェース部は各基地局２００内の基地局内制御装置２１０と通信する手段として機能する。また、信号処理装置は、所定の制御プログラムが実行されることにより、協調制御エリアの決定、協調制御エリア内の各端末における通信品質や受信電力の情報の受信、協調制御エリア内の基地局に対する周波数毎の協調制御情報（送信停止の有無）の生成及び送信などを行うように制御する。
【００１９】
また、上記構成の無線通信システムに用いる基地局のハードウェアは、例えば、アンテナ、送信増幅器、受信増幅器、無線信号処理部、ベースバンド信号処理部、有線伝送路インターフェース部、信号処理装置などで構成される。これらのハードウェア構成のうち、送信増幅器及び無線信号処理部は前述の無線送信装置２２０に対応し、有線伝送路インターフェース部は協調制御装置１００と通信する手段として機能し、また、受信増幅器及び無線信号処理部は端末と通信する手段として機能する。信号処理装置は、例えばマイクロプロセッサで構成され、前述の基地局内制御装置２１０として機能し、予め組み込まれた所定の制御プログラムに基づいて各部を制御する。特に、信号処理装置は、所定の制御プログラムが実行されることにより、協調制御装置１００から周波数毎の協調制御情報（送信停止の有無）を受信し、その協調制御情報に基づいて、無線送信装置２２０（送信増幅器及び無線信号処理部）における無線送信のオン／オフを制御する。
【００２０】
図３は、上記協調制御装置１００で実行される協調制御の一例を示すフローチャートである。なお、図３の例では、協調制御対象の周波数が任意の一つの場合について示しているが、協調制御対象の周波数が複数の場合は、その複数の周波数それぞれについて図３の制御が実行される。
【００２１】
図３において、協調制御装置１００は、まず、複数のセル及び基地局を含む協調制御エリアを決定する（Ｓ１０１）。ここでは、協調制御エリア内の基地局をＢ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎとする。また、協調制御対象の同一周波数を使用する各セルに在圏する端末（移動局）をＭ１、Ｍ２、−−−、Ｍｎとする。ここで、基地局Ｂｎの添え字ｎは、協調制御エリア内の基地局の総数であり、端末Ｍｎの添え字ｎは、協調制御エリア内で協調制御対象の周波数を使用して基地局と通信する端末の総数である。
【００２２】
次に、協調制御装置１００は、上記すべての基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎから協調制御対象の同一周波数を用いた送信を行った場合について、協調制御エリア内の各セルの端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、Ｍｎのスループットを推定し、各端末のスループットの推定値を加算して協調制御エリアの総合的なスループット（以下、「トータルスループット」という。）ＣＴを算出する（Ｓ１０２）。
【００２３】
上記トータルスループットＣＴは、例えば次のように各端末の「ＳＩＮＲ」と「シャノン容量」とを用いて算出することができる。まず、端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、ＭｎそれぞれのＳＩＮＲ：Γｉは、下記の（１）式で推定することができる。ここで、式中のＥｉｉは、端末Ｍｉが在圏するセルの基地局Ｂｉから受信した電波の受信電力であり、Ｎｏはノイズの受信電力であり、Ｅｉｋは端末Ｍｉが在圏するセルに隣接するセルの基地局Ｂｋから受信した電波の受信電力であり、αｋは基地局からの送信の有無を指定するための調整係数である。すべての基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎから送信される（１）式では、調整係数αｋはすべて１である（αｋ＝１）。
【数１】
【００２４】
なお、上記調整係数αｋは、特別な端末についてＳＩＮＲ（通信品質）又はスループットを強調したい場合に利用することができる。例えば、ＳＩＮＲ（通信品質）又はスループットを強調したい端末に対応する調整係数αｋに１よりも大きな値を設定する。
【００２５】
上記トータルスループットとしてのシャノン容量ＣＴは、上記端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、ＭｎそれぞれのＳＩＮＲ：Γｉを用いて算出した各端末のシャノン容量Ｃｉを加算することにより、次の（２）式に示すように算出することができる。
【数２】
【００２６】
次に、協調制御装置１００は、トータルスループットの最大推定値ＣＴ’maxの初期化（ＣＴ'max＝０）を行い（Ｓ１０３）、その後、上記協調制御対象の同一周波数について基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎからの送信の１つまたは複数を停止した場合の端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、ＭｎのスループットＣ１、Ｃ２、−−−、Ｃｎ及びそれらを加算したトータルスループットＣＴ'を推定する（Ｓ１０４）。
【００２７】
図３の例において、上記基地局の送信停止制御を仮定した場合の各端末のＳＩＮＲ及びトータルスループットＣＴ’の推定は、例えば次のアルゴリズムで行うことができる。
まず、協調制御エリア内の基地局を一つ又は複数の組合わせを順次選択する。ここで、各組合わせは互いに異なる複数種類の無線通信制御状態それぞれに対応する。この複数種類の無線通信制御状態は、協調制御エリア内の複数の基地局のアンテナのすべてから協調制御対象の周波数の無線送信を行う第１の無線通信制御状態と、協調制御エリア内の複数の基地局のアンテナの一部から協調制御対象の周波数の無線送信を行わない複数の第２の無線通信制御状態とを含む。次に、上記選択した基地局からの送信の停止を仮定し、送信されている基地局のセルに在圏する端末についてＳＩＮＲの値を推定し、そのＳＩＮＲの推定値に基づいて各端末のスループットＣｉ’を推定する。次に、各端末のスループットＣｉ’の推定値を加算してトータルスループット（ＣＴ’）を推定する。ここで、トータルスループットの推定値ＣＴ’が、トータルスループットの最大推定値ＣＴ’maxよりも大きい場合は、そのトータルスループットの推定値でトータルスループットの最大推定値ＣＴ'maxを更新する。
【００２８】
上記トータルスループットの算出値ＣＴの場合と同様に、例えば次のように「ＳＩＮＲ」と「シャノン容量」とを用いて推定することができる。まず、端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、ＭｎそれぞれにおけるＳＩＮＲ：Γｉ’は、下記の（３）式で推定することができる。ここで、式中のＥｉｉ、Ｎｏ、Ｅｉｋ及びαｋについては、上記（１）式の場合と同様である。但し、（３）式において、上記選択された基地局については送信が停止されるので係数αｋに０が設定され（αｋ＝０）、上記選択された基地局以外の基地局については送信されるので係数αｋに１が設定される（αｋ＝１）。
【数３】
【００２９】
なお、上記（３）式の調整係数αｋについても、特別な端末についてＳＩＮＲ（通信品質）またスループットを強調したい場合に利用することができる。例えば、ＳＩＮＲ（通信品質）またスループットを強調したい端末に対応する調整係数αｋに１よりも大きな値を設定する。
【００３０】
上記各組合せの場合のトータルスループットとしてのシャノン容量ＣＴ’の推定値は、上記端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、ＭｎそれぞれのＳＩＮＲ：Γｉ’を用いて、次の（４）式のように推定することができる。
【数４】
【００３１】
次に、協調制御装置１００は、上記協調制御エリア内の基地局のすべての組合わせについて上記トータルスループットの推定が終了したら（Ｓ１０５でＹｅｓ）、上記すべての基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎから協調制御対象の同一周波数を用いた送信を行った場合のトータルスループットの算出値ＣＴと、トータルスループットの最大推定値ＣＴ’maxとを比較する（Ｓ１０６）。
【００３２】
ここで、上記トータルスループットの最大推定値ＣＴ’maxがトータルスループットの算出値ＣＴよりも大きい場合、すなわち、ＣＴ＜ＣＴ'となる場合（Ｓ１０６でＹｅｓ）は、そのトータルスループットの最大推定値ＣＴ'maxを実現するように、協調制御エリアに含まれる基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎの送信の許可及び停止を制御する協調制御を実行する（Ｓ１０７）。この協調制御は、基地局毎に送信をオン／オフするだけの制御であることから、制御は非常に簡易である。また、端末は、従来通りの受信であることから特別の機能追加等を必要としない。
【００３３】
一方、上記トータルスループットの最大推定値ＣＴ’maxがトータルスループットの算出値ＣＴ以下の場合、すなわち、ＣＴ≧ＣＴ'となる場合（Ｓ１０６でＮｏ）は、上記協調制御を実行しない（Ｓ１０８）。
【００３４】
次に、図１の無線通信システムのように協調制御エリアＡが３つのセルＣ１〜Ｃ３及び基地局Ｂ１〜Ｂ３を含む場合について、上記図３の協調制御（送信停止制御）を適用した具体例について説明する。
【００３５】
図１の無線通信システムにおいて、協調制御協調制御（送信停止制御）なしの場合、すなわちすべての基地局Ｂ１〜Ｂ３から送信する場合、各端末Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３それぞれのＳＩＮＲ：Γ１、Γ２、Γ３の値、及びそれらを用いて算出した各端末のスループットとしてのシャノン容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値は、次の（５）式〜（１０）式のように推定することができる。
【数５】
【数６】
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
【００３６】
上記協調制御協調制御（送信停止制御）なしの場合のトータルスループット（シャノン容量）ＣＴは、上記各端末のシャノン容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値を加算して、ＣＴ＝２．９６となる。
【００３７】
一方、図１の無線通信システムにおいて、基地局Ｂ２からの送信を停止する協調制御（送信停止制御）ありの場合、各端末Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３それぞれのＳＩＮＲ：Γ１’、Γ２’、Γ３’の値、及びそれらを用いて算出した各端末のスループット（シャノン容量）Ｃ１’、Ｃ２’、Ｃ３’の値は、次の（１１）式〜（１６）式のように推定することができる。
【数１１】
【数１２】
【数１３】
【数１４】
【数１５】
【数１６】
上記協調制御協調制御（送信停止制御）ありの場合のトータルスループット（シャノン容量）ＣＴ’は、上記各端末のスループット（シャノン容量）Ｃ１’、Ｃ２’、Ｃ３’の値を加算して、ＣＴ＝６．６となる。
【００３８】
協調制御装置１００は、上記協調制御協調制御（送信停止制御）なし及びありの場合のトータルスループット（シャノン容量）ＣＴ及びＣＴ’の推定結果から、ＣＴ（＝２．９６）＜ＣＴ’（＝６．６）となるので、図１の無線通信システムにおいて基地局Ｂ２からの送信を停止し、他の基地局Ｂ１、Ｂ３からの送信はそのまま許可するように制御する。
【００３９】
次に、セルを分割した複数のセクタ毎にアンテナを設けて送信するセクタセル構成の無線通信システムに本発明を適用した場合の実施形態について説明する。
【００４０】
図４は、本発明を適用可能な無線通信システムのセクタセル構造の一例を模式的に示す説明図であり、図５は、その無線通信システムに用いられる基地局の要部構成を示すブロック図である。本例において、協調制御エリアＡに含まれる複数のセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３はそれぞれ、水平面内指向性アンテナ２３１、２３２、２３３により３つのセクタに分割された３セクタ構成である。図４において、セルＣ１はセクタＳ１１〜Ｓ１３で構成され、セルＣ２はセクタＳ２１〜Ｓ２３で構成され、セルＣ３はセクタＳ３１〜Ｓ３３で構成されている。各セルの基地局において、上記３セクタそれぞれに送信する無線送信装置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、同一の基地局装置内に設置されている。無線送信装置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はそれぞれ、ベースバンド信号処理装置２４０で生成された信号に基づいて同一周波数及び送信電力の高周波信号を生成し、アンテナ２３１、２３２、２３３に送る。また、複数のセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３の基地局Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に対して共通に一つの協調制御装置１００が設けられ、協調制御装置１００と複数の基地局Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ごとに設けられている基地局内制御装置２１０とは、通信回線３００を介して通信できるように接続されている。本例の場合、図４中の破線で示すセル境界及びセクタ境界並びにそれらの近傍に在圏する端末が、複数のアンテナから同一周波数の電波を受信する場合でも、協調制御エリアＡにおけるトータルスループットの向上を図りつつ、周波数の利用効率を高めることができる。
【００４１】
図６は、本発明を適用可能な無線通信システムのセクタセル構造の他の例を模式的に示す説明図であり、図７は、その無線通信システムに用いられる基地局の要部構成を示すブロック図である。なお、図４及び図５と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
本例において、協調制御エリアＡは、セルＣ１の３つのセクタＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３を含むように決定されている。また、協調制御装置１００は、各基地局２００内に設けられている。
本例の場合、図６中の破線で示すセクタ境界及びその近傍に在圏する端末が、複数のアンテナから同一周波数の電波を受信する場合でも、協調制御エリアＡにおけるトータルスループットの向上を図りつつ、周波数の利用効率を高めることができる。
特に、本例では、協調制御装置１００及び基地局内制御装置２１０が各基地局２００内に設けられているので、協調制御装置１００と基地局内制御装置２１０との間の通信回線御及び通信プロトコルが不要となる。従って、無線通信システム全体の構成が簡易になる。
【００４２】
図８は、本発明を適用可能な無線通信システムのセクタセル構造の他の例を模式的に示す説明図であり、図９は、その無線通信システムに用いられる基地局の要部構成を示すブロック図である。なお、図４及び図５と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４３】
図８及び９に示す例において、協調制御エリアＡは、互いに隣接するセルＣ１の３つのセクタＳ１１とセルＣ２のセクタＳ２２とセルＣ３のセクタＳ３３とを含むように決定されている。
【００４４】
また、上記協調制御エリアＡ内のセクタＳ１１、Ｓ２２及びＳ３３に送信する信号を生成するベースバンド信号処理装置２４０及び無線送信装置２２０（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）等を備えた基地局２００（Ｂ１）は、セルＣ１内又は他の任意の場所に設けることができる。同様に、セクタＳ２１、Ｓ４２及びＳ５３に送信する信号を生成する基地局２００（Ｂ２）は、セルＣ２内又は他の任意の場所に設けることができ、セクタＳ３１、Ｓ５２及びＳ６３に送信する信号を生成する基地局２００（Ｂ３）は、セルＣ３内又は他の任意の場所に設けることができる。また、協調制御装置１００は、各基地局２００（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）内に設けられている。
【００４５】
基地局Ｂ１と各セクタＳ１１、Ｓ２２及びＳ３３への送信に用いるアンテナ２３１、２３２、２３３とは、いわゆる光張り出し技術（Radio on Fiber 装置/Remote Radio Header）を用いて接続されている。例えば、セクタＳ１１へ送信するようにセルＣ１の中央部に設けられたアンテナ２３１には、基地局２００（Ｂ１）の無線送信装置２２０（Ｓ１）から、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器（Ｅ／Ｏ変換器）２５１、光伝送媒体である光ファイバ３１１、光信号を電気信号に変換する光／電気変換器（Ｏ／Ｅ変換器）２７１及び高周波増幅器２６１を介して接続されている。また、セクタＳ２２へ送信するようにセルＣ２の中央部に設けられたアンテナ２３２には、基地局２００（Ｂ１）の無線送信装置２２０（Ｓ２）から、電気／光変換器２５２、光ファイバ３１２、光／電気変換器２７２及び高周波増幅器２６２を介して接続されている。また、セクタＳ３３へ送信するようにセルＣ３の中央部に設けられたアンテナ２３３には、基地局２００（Ｂ１）の無線送信装置２２０（Ｓ３）から、電気／光変換器２５３、光ファイバ３１３、光／電気変換器２７３及び高周波増幅器２６３を介して接続されている。光ファイバ３１１，３１２，３１３としては、例えば光アクセス網等を利用することができる。
【００４６】
本例の場合、図６中の破線で示すセル境界及びその近傍に在圏する端末が、複数のアンテナから同一周波数の電波を受信する場合でも、協調制御エリアＡにおけるトータルスループットの向上を図りつつ、周波数の利用効率を高めることができる。
特に、本例の協調制御によってスループットの向上を図ることができるセル間境界領域（図８中の破線の楕円の領域Ｘ１２，Ｘ２３，Ｘ３１）は、「従来のセクタセル構成」におけるアンテナから遠いセル間境界領域と等価にすることができる。従って、「従来のセクタセル構成」においてセクタ間協調を行う場合に比べて、より大きなスループット向上効果が期待できる。
また、本例では、協調制御装置１００及び基地局内制御装置２１０が各基地局２００内に設けられているので、協調制御装置１００と基地局内制御装置２１０との間の通信回線御及び通信プロトコルが不要となる。従って、無線通信システム全体の構成が簡易になる。
【００４７】
なお、上記各実施形態において、協調制御エリアに在圏する端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、Ｍｎは、協調制御エリア内の各基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎの受信電力Ｅｉｋ（ｋ＝１，２，−−−，ｎ）を測定するとともに、通信品質情報であるＳＩＮＲ：Γｉ（ｉ＝１，２，−−−，ｎ）を測定してもよい。各端末Ｍｉ（ｉ＝１，２，−−−，ｎ）は、上記測定した受信電力Ｅｉｋ及びＳＩＮＲ：Γｉのデータを定期的に、当該端末が在圏するセルの基地局に送信する。協調制御装置１００は、各端末Ｍｉ（ｉ＝１，２，−−−，ｎ）から送信された受信電力Ｅｉｋ及びＳＩＮＲ：Γｉの情報を各基地局から受信して取得することができる。ここで、各端末ＭｉにおけるＳＩＮＲ：Γｉは次の（１７）式で計算される。式中のＩｉは協調制御エリア以外にある基地局から送信された電波による干渉電力である。
【数１７】
【００４８】
上記情報を取得した協調制御装置１００は、協調制御エリア内のすべての基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎからの送信を停止しない場合について、各端末ＭｉにおけるスループットＣｉ及び協調制御エリアにおけるトータルスループットＣＴを推定する。例えば、スループットとしてシャノン容量を用いる場合は、次の（１８）式及び（１９）式を用いて、上記スループットＣｉ及びトータルスループットＣＴを推定することができる。
【数１８】
【数１９】
【００４９】
なお、上記（１８）式及び（１９）式中の調整係数ａｉは、特別な端末ＭｉについてスループットＣｉを強調したい場合に利用することができる。例えば、スループットＣｉを強調したい端末に対応する調整係数ａｉに１よりも大きな値を設定する。
【００５０】
更に、協調制御装置１００は、基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎからの送信の１つまたは複数を停止した場合の各端末Ｍ１、Ｍ２、−−−、ＭｎにおけるＳＩＮＲ（通信品質）：Γ１’、Γ２’、−−−、Γｎ’及びスループットＣ１’、Ｃ２’、−−−、Ｃｎ’を推定する。この各端末ＭｉにおけるスループットＣｉ’に基づいて、協調制御エリアにおけるトータルスループットＣＴ’を推定する。例えば、スループットとしてシャノン容量を用いる場合は、次の（２０）式〜（２２）式を用いて、上記ＳＩＮＲ（通信品質）：Γｉ’、スループットＣｉ’及びトータルスループットＣＴ’を推定することができる。
【数２０】
【数２１】
【数２２】
【００５１】
なお、上記（２１）式及び（２２）式中の調整係数ａｉについても、特別な端末ＭｉについてスループットＣｉ’を強調したい場合に利用することができる。例えば、スループットＣｉ’を強調したい端末に対応する調整係数ａｉに１よりも大きな値を設定する。
【００５２】
また、前述の協調制御エリアにおける各端末のＳＩＮＲ（通信品質）及びスループットは、以下に示すように簡易的に推定してもよい。
端末Ｍｉが短い周期で定期的に協調制御エリア内の各基地局からの受信電力Ｅｉｋ（ｋ＝１，２，−−−，ｎ）及びＳＩＮＲ（通信品質）：Γｉを測定し、その測定された情報を協調制御装置に送信することは、非常に大きな負荷となる。そこで、各端末から協調制御装置への情報送信を削減するために、上記受信電力Ｅｉｋの情報を取得する端末、すなわち協調制御装置が上記受信電力Ｅｉｋの情報を取得する端末を制限する。
例えば、協調制御エリアに在圏する複数の端末のうち予め指定された一部の端末（詳細測定が指示されていない端末）Ｍｉは、定期的に、その端末が在圏するセル（自局エリア）でのＳＩＮＲ（通信品質）：Γｉだけを測定し、その測定結果の情報を、当該セルの基地局及び協調制御装置に送信する（簡易測定）。
一方、前記一部の端末以外の他の端末（詳細測定が指示されている端末）Ｍｉは、協調制御エリア内の各基地局の受信電力Ｅｉｋ（ｋ＝１，２，−−−，ｎ）及びＳＩＮＲ（通信品質）：Γｉを測定し、その測定結果の情報を、当該セルの基地局及び協調制御装置に送信する（詳細測定）。
協調制御装置は、上記詳細測定が指示されている端末Ｍｉについては、その端末Ｍｉから取得した受信電力Ｅｉｋ及びＳＩＮＲ（通信品質）：Γｉの情報に基づいて、次の（２３）式及び（２４）式に示すように、１つまたは複数を停止した場合のＳＩＮＲ：Γｉ’を推定し、スループットＣｉ’（シャノン容量）を推定する。
【数２３】
【数２４】
【００５３】
また、協調制御装置は、上記詳細測定が指示されていない端末Ｍｉについては、その端末Ｍｉから取得したＳＩＮＲ（通信品質）：Γｉの情報に基づいて、次の（２５）式に示すようにスループットＣｉ（シャノン容量）を推定する。
【数２５】
【００５４】
協調制御装置は、上記（２４）式及び（２５）式で推定した各端末のスループットに基づいて、下記の（２６）式に示すように、協調制御エリア内の基地局Ｂ１、Ｂ２、−−−、Ｂｎからの送信の１つまたは複数を停止した場合のトータルスループットＣＴ’（シャノン容量）を近似的に推定することができる。なお、（２６）式において、ｎ１は、上記詳細測定が指示された端末Ｍｉの数である。また、上記（２４）式〜（２６）式中の調整係数ａｉ及びａｉ’も、特別な端末ＭｉについてスループットＣｉ、Ｃｉ’を強調したい場合に利用することができる。通常は、調整係数ａｉ、ａｉ’に１が設定されるが、例えば、スループットＣｉ、Ｃｉ’を強調したい端末に対応する調整係数ａｉ、ａｉ’に１よりも大きな値を設定する。
【数２６】
【００５５】
また、上記各実施形態において、協調制御エリアにおける無線送信の許可及び停止を制御する協調制御を実行するタイミングは、予め設定した周期で定期的に行ってもよいが、このタイミングに限定されるものではない。
【００５６】
例えば、図１０に示すように、協調制御エリア内の複数の端末のいずれか通信品質が低下したタイミングに、上記協調制御を実行してもよい。
図１０において、協調制御装置１００は、複数のセル及び基地局を含む協調制御エリアを決定し（Ｓ２０１）、協調制御エリア内の各端末から通信品質情報（ＳＩＮＲ及び受信電力）を受信する。そして、協調制御装置１００は、協調制御エリア内の通信品質が低下した端末から通信品質情報を受信する（Ｓ２０２）と、そのタイミングで上記協調制御でトータルスループットが改善するか否か、すなわち前述の判定式ＣＴ＜ＣＴ’ｍａｘを満たすか否かを判断する（Ｓ２０３）。ここで、トータルスループットが改善すると判断した場合（Ｓ２０３でＹｅｓ）は、上記協調制御が実行され（Ｓ２０４）、トータルスループットが改善しないと判断した場合（Ｓ２０３でＮｏ）は上記協調制御が実行されない（Ｓ２０５）。
【００５７】
以上、本実施形態によれば、協調制御エリアＡに含まれる複数のセル又はセクタにおいて互いに重複するタイミングで同一の協調制御対象の周波数Ｆ１を用いた無線送信が行うことができるので、複数のセル又は複数のセクタにおける周波数の利用効率を高めることができる。また、この協調制御エリアＡに在圏する複数の端末それぞれのスループットを加算して得られるトータルスループットを高めるように、協調制御エリアＡ内の複数のアンテナのそれぞれから送信する周波数Ｆ１の無線送信の許可及び停止が制御される。この制御により、高精度の基地局間同期や端末の構成の複雑化を回避しつつ、協調制御エリアＡに含まれる複数のセル又はセクタにおけるトータルスループットＣＴの向上を図ることができる。
特に、本実施形態によれば、協調制御エリアＡに在圏する複数の端末それぞれにおける通信品質（ＳＩＮＲ）に基づいて、協調制御エリアＡ内の複数のアンテナのすべてから周波数Ｆ１の無線送信を行う第１の無線通信制御状態と、協調制御エリアＡ内の複数のアンテナの一部から周波数Ｆ１の無線送信を行わない少なくとも一つの第２の無線通信制御状態とを含む複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、協調制御エリアに在圏する複数の端末それぞれのスループットＣｉ、Ｃｉ’を加算したトータルスループットＣＴ、ＣＴ’を推定し、その複数種類の無線通信制御状態の中でトータルスループットが最も大きい無線通信制御状態になるように、協調制御エリアＡ内の複数のアンテナのそれぞれから送信する周波数Ｆ１の無線送信の許可及び停止を制御している。このように予め複数種類の無線通信制御状態を想定してトータルスループットＣＴ、ＣＴ’を推定して制御することにより、協調制御エリアＡに含まれる複数のセル又はセクタにおけるトータルスループットＣＴをより確実に向上させることができる。
また、本実施形態によれば、協調制御エリアＡに在圏する複数の端末それぞれが周波数Ｆ１の電波を受信したときの受信電力及び通信品質（ＳＩＮＲ）の情報を取得し、その複数の端末について取得した受信電力及び通信品質（ＳＩＮＲ）の情報に基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて複数の端末それぞれのスループットＣｉ、Ｃｉ’を推定し、その複数の端末のスループットの推定結果Ｃｉ、Ｃｉ’に基づいてトータルスループットＣＴ、ＣＴ’を推定している。このように協調制御エリアＡ内の各端末の受信電力及び通信品質（ＳＩＮＲ）の情報を取得して用いることにより、スループットＣｉ、Ｃｉ’としてシャノン容量を算出することができるため、スループットＣｉ、Ｃｉ’の推定が容易になる。
また、本実施形態によれば、協調制御エリアＡに在圏する複数の端末のうち指定された一部の端末（詳細測定が指示されている端末）が周波数Ｆ１の電波を受信したときの受信電力及び通信品質（ＳＩＮＲ）の情報を取得し、前記一部の端末以外の他の端末（詳細測定が指示されていない端末）が周波数Ｆ１の無線送信を受信したときの通信品質（ＳＩＮＲ）の情報を取得し、前記一部の端末について取得した受信電力及び通信品質（ＳＩＮＲ）の情報と前記他の端末について取得した通信品質（ＳＩＮＲ）の情報とに基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて複数の端末それぞれのスループットＣｉ、Ｃｉ’を推定し、その複数の端末のスループットＣｉ、Ｃｉ’の推定結果に基づいてトータルスループットＣＴ、ＣＴ’を推定している。このように協調制御エリアＡに在圏する複数の端末のうち詳細測定が指示されていない端末については、通信品質（ＳＩＮＲ）の情報のみを測定させて取得することができるため、通信の負荷を低減することができる。
また、本実施形態によれば、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、複数の端末それぞれのスループットの推定値に調整係数αｉ、ａｉをかけた値をトータルスループットの推定に用いることにより、特定の端末のスループットＣｉ、Ｃｉ’を強調してトータルスループットＣＴ、ＣＴ’を推定することができる。
また、本実施形態によれば、予め設定された所定周期で、協調制御エリアＡにおける無線送信の許可及び停止の制御を定期的に行うことにより、当該制御の実行タイミングの判断が容易になる。
また、本実施形態によれば、協調制御エリアＡに在圏する複数の通信端末のいずれかにおける周波数Ｆ１の無線送信に対する通信品質が低下したタイミングに、協調制御エリアＡにおける無線送信の許可及び停止の制御を行うことにより、通信の負荷の低減を図りつつ、協調制御エリアＡのトータルスループットを向上させることができる。
【００５８】
なお、上記各実施形態では、協調制御対象の周波数が単一の周波数である場合について説明したが、本発明は、協調制御対象の周波数が互いに異なる複数の周波数である場合にも同様に適用することができる。この場合、協調制御装置１００は、複数の周波数ごとに、前記協調制御エリアにおける無線送信の許可及び停止の制御を実行する。
また、上記各実施形態では、上記スループット及びトータルスループットそれぞれを示すパラメータとしてシャノン容量を用いた場合について説明したが、本発明は、シャノン容量以外のパラメータをスループット及びトータルスループットとして用いた場合にも同様に適用できる。
また、上記各実施形態では、上記端末の通信品質としてＳＩＮＲを用いた場合について説明したが、本発明は、ＳＩＮＲ以外のパラメータを通信品質として用いた場合にも同様に適用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１００ 協調制御装置
２００ 基地局
２１０ 基地局内制御装置
２２０ 無線送信装置
２３０ アンテナ
２３１，２３２，２３３ アンテナ
２４０ ベースバンド信号処理装置
２５１，２５２，２５３ 電気／光変換器（Ｅ／Ｏ変換器）
２６１，２６２，２６３ 高周波増幅器
２７１，２７２，２７３ 光／電気変換器（Ｏ／Ｅ変換器）
３００ 通信回線
３１１，３１２，３１３ 光ファイバ
Ａ 協調制御エリア
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 基地局
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ セル
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 端末（移動局）
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３ セクタ
Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３ セクタ
Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３ セクタ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２００２−０２７５３４号公報
【特許文献２】特開２００９−１７１３８２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に送信されるセル方式の無線通信を制御する無線通信制御方法であって、
協調制御対象の周波数を用いた無線送信のタイミングが互いに重複する複数のセル又は複数のセクタを含む協調制御エリアを設定し、
前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを高めるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項２】
請求項１の無線通信制御方法において、
前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれにおける前記協調制御対象の周波数の無線送信に対する通信品質に基づいて、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのすべてから前記協調制御対象の周波数の無線送信を行う第１の無線通信制御状態と前記協調制御エリア内の複数のアンテナの一部から前記協調制御対象の周波数の無線送信を行わない少なくとも一つの第２の無線通信制御状態とを含む複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを推定し、
前記複数種類の無線通信制御状態の中で前記推定した総合的なスループットが最も大きい無線通信制御状態になるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御する
ことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項３】
請求項２の無線通信制御方法において、
前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれが前記協調制御対象の周波数の電波を受信したときの受信電力及び通信品質の情報を取得し、
前記複数の通信端末について取得した受信電力及び通信品質の情報に基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて前記複数の通信端末それぞれのスループットを推定し、
前記複数の通信端末のスループットの推定結果に基づいて、前記総合的なスループットを推定することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項４】
請求項２の無線通信制御方法において、
前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末のうち指定された一部の通信端末が前記協調制御対象の周波数の電波を受信したときの受信電力及び通信品質の情報を取得し、
前記一部の通信端末以外の他の通信端末が前記協調制御対象の周波数の無線送信を受信したときの通信品質の情報を取得し、
前記一部の通信端末について取得した受信電力及び通信品質の情報と前記他の通信端末について取得した通信品質の情報とに基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて前記複数の通信端末それぞれのスループットを推定し、
前記複数の通信端末のスループットの推定結果に基づいて、前記総合的なスループットを推定することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかの無線通信制御方法において、
前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、前記複数の通信端末それぞれのスループットの推定値に調整係数をかけた値を、前記総合的なスループットの推定に用いることを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかの無線通信制御方法において、
予め設定された所定周期で、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を定期的に行うことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかの無線通信制御方法において、
前記複数の通信端末のいずれかにおける前記協調制御対象の周波数の無線送信に対する通信品質が低下したタイミングに、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を行うことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかの無線通信制御方法において、
前記協調制御対象の周波数は、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信可能な互いに異なる複数の周波数であり、
前記複数の周波数ごとに、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を行うことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項９】
複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に送信されるセル方式の無線通信を制御する無線通信制御装置であって、
協調制御対象の周波数を用いた無線送信のタイミングが互いに重複する複数のセル又は複数のセクタを含む協調制御エリアを設定された協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを高めるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御する制御手段を備えたことを特徴とする無線通信制御装置。
【請求項１０】
複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に無線送信されるセル方式の無線通信システムであって、
請求項９の無線通信制御装置と、その無線通信制御装置で無線送信の許可及び停止が制御される複数の無線送信装置と、を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１】
複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に送信されるセル方式の無線通信を制御する無線通信制御方法であって、
協調制御対象の周波数を用いた無線送信のタイミングが互いに重複する複数のセル又は複数のセクタを含む協調制御エリアを設定し、
前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを高めるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項２】
請求項１の無線通信制御方法において、
前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれにおける前記協調制御対象の周波数の無線送信に対する通信品質に基づいて、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのすべてから前記協調制御対象の周波数の無線送信を行う第１の無線通信制御状態と前記協調制御エリア内の複数のアンテナの一部から前記協調制御対象の周波数の無線送信を行わない少なくとも一つの第２の無線通信制御状態とを含む複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを推定し、
前記複数種類の無線通信制御状態の中で前記推定した総合的なスループットが最も大きい無線通信制御状態になるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御する
ことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項３】
請求項２の無線通信制御方法において、
前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれが前記協調制御対象の周波数の電波を受信したときの受信電力及び通信品質の情報を取得し、
前記複数の通信端末について取得した受信電力及び通信品質の情報に基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて前記複数の通信端末それぞれのスループットを推定し、
前記複数の通信端末のスループットの推定結果に基づいて、前記総合的なスループットを推定することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項４】
請求項２の無線通信制御方法において、
前記協調制御エリアに在圏する複数の通信端末のうち指定された一部の通信端末が前記協調制御対象の周波数の電波を受信したときの受信電力及び通信品質の情報を取得し、
前記一部の通信端末以外の他の通信端末が前記協調制御対象の周波数の無線送信を受信したときの通信品質の情報を取得し、
前記一部の通信端末について取得した受信電力及び通信品質の情報と前記他の通信端末について取得した通信品質の情報とに基づいて、前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて前記複数の通信端末それぞれのスループットを推定し、
前記複数の通信端末のスループットの推定結果に基づいて、前記総合的なスループットを推定することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかの無線通信制御方法において、
前記複数種類の無線通信制御状態それぞれについて、前記複数の通信端末それぞれのスループットの推定値に調整係数をかけた値を、前記総合的なスループットの推定に用いることを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかの無線通信制御方法において、
予め設定された所定周期で、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を定期的に行うことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかの無線通信制御方法において、
前記複数の通信端末のいずれかにおける前記協調制御対象の周波数の無線送信に対する通信品質が低下したタイミングに、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を行うことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかの無線通信制御方法において、
前記協調制御対象の周波数は、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信可能な互いに異なる複数の周波数であり、
前記複数の周波数ごとに、前記協調制御エリアにおける前記無線送信の許可及び停止の制御を行うことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項９】
複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に送信されるセル方式の無線通信を制御する無線通信制御装置であって、
協調制御対象の周波数を用いた無線送信のタイミングが互いに重複する複数のセル又は複数のセクタを含む協調制御エリアを設定された協調制御エリアに在圏する複数の通信端末それぞれのスループットを加算した総合的なスループットを高めるように、前記協調制御エリア内の複数のアンテナのそれぞれから送信する前記協調制御対象の周波数の無線送信の許可及び停止を制御する制御手段を備えたことを特徴とする無線通信制御装置。
【請求項１０】
複数のセルごとに又はセルを分割した複数のセクタごとに設けられたアンテナから通信端末に無線送信されるセル方式の無線通信システムであって、
請求項９の無線通信制御装置と、その無線通信制御装置で無線送信の許可及び停止が制御される複数の無線送信装置と、を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０９６７９（Ｐ２０１２−２０９６７９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２５３９（Ｐ２０１１−７２５３９）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（５０１４４０６８４）ソフトバンクモバイル株式会社 (654)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（５０１４４０６８４）ソフトバンクモバイル株式会社 (654)
【Ｆターム（参考）】
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