無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法
【課題】基地局が備える複数アンテナのそれぞれの通信品質に関する情報に基づき、無線通信を行うエリア、当該エリアに対して適用するアンテナ、当該アンテナに適用するアンテナ制御方式を設定することで、様々な設置状況に適応可能な基地局を提供する。
【解決手段】無線通信装置（基地局）１００は、複数のアンテナ１２０のそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部２１０と、アンテナ品質情報取得部２１０で取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部２２０とを備え、ＲＦユニット１１０とベースバンドユニット１５０とが光ファイバー２３０で接続されている。
【解決手段】無線通信装置（基地局）１００は、複数のアンテナ１２０のそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部２１０と、アンテナ品質情報取得部２１０で取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部２２０とを備え、ＲＦユニット１１０とベースバンドユニット１５０とが光ファイバー２３０で接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置（基地局）、複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う第１の無線通信装置（基地局）と該第１の無線通信装置と無線接続される第２の無線通信装置（端末）とを備える無線通信システム、および、複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信においては、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ） やＡＡＳ （Ａｄａｐｔｉｖｅ Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｙｓｔｅｍ）といった、複数のアンテナを用いて通信容量を増大させる技術が盛んに取り入れられてきている。また、ユーザ当りの通信容量を増大させる上では、マイクロセルやピコセルと呼ばれる小エリアで基地局の運用を行うことが有効であることや、ビル屋上といった基地局の設置場所の確保が困難になりつつあることから、コンクリート柱に懸架する方式での基地局の設置など、より自由度の高い設置条件での基地局の運用が求められるようになっている。
また、基地局の構成においては、ベースバンド部およびＲＦ部を光ファイバで接続する方式を採用することが一般的になってきており、これも基地局の設置の自由度を向上させることに貢献している。
また、ＰＨＳのようにマイクロセルによってネットワークを形成する場合には、多数のセルのカバーエリアが重複する状況が考えられ、重複したカバーエリアが相互に干渉することによる性能劣化を最小限に留めることが、パフォーマンスを向上させる上で非常に重要である。
【０００３】
無線通信における基地局の設置や運用に関する改善策を提案する従来技術として、以下のものが挙げられる。
（１）隣接する複数のセクターを集中管理することによって最適なＭＩＭＯの運用を可能にする方法（例えば特許文献１参照；以下、従来技術１という）。
（２）セルラーシステム内に新しい基地局を追加する際に、自局の位置を検出するとともに周辺基地局の状況を把握して、自律的にセルエリアの形成を行う方法（例えば特許文献２参照；以下、従来技術２という）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３４８４４号公報
【特許文献２】特開２００３−３１９４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術１および従来技術２は、何れも、セルラーシステムにおいて、隣接セルとの干渉を最小限に留めるための、無線リソーススケジューリングやエリア形成を自律的に行うものである。したがって、これら従来技術１および従来技術２は、従来型のマクロセルのような計画的に配置された基地局においては効果があると考えられるが、ＰＨＳのマイクロセルのようにランダムに配置された基地局においては、相当数の基地局のカバーエリアが重複するため、従来技術１および従来技術２を適用した場合には、効率的ではない状況に陥ることが予想される。
【０００６】
本発明は、無線通信装置が備える複数アンテナのそれぞれの通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリア、当該エリアに対して適用するアンテナおよび当該アンテナに適用するアンテナ制御方式を設定することにより、様々な設置状況に適応可能にする技術（無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の無線通信装置は、複数のアンテナを備え、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置であって、前記複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部と、前記アンテナ品質情報取得部で取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の請求項２の無線通信装置は、複数のアンテナを備え、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置であって、前記複数のアンテナのそれぞれにおける受信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部と、前記アンテナ品質情報取得部で取得した前記受信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項３の無線通信装置は、ベースバンドユニットと、該ベースバンドユニットに接続された、複数のアンテナを有する第１のＲＦユニットと、前記ベースバンドユニットに接続され、前記第１のＲＦユニットとは所定距離だけ離間して配置された第２のＲＦユニットとを備え、前記第１のＲＦユニットおよび前記第２のＲＦユニットを用いて、複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置であって、前記複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部と、前記アンテナ品質情報取得部で取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４の無線通信装置は、前記アンテナ制御部は、前記エリアの設定により重複したエリアが生じた場合、当該重複したエリアに対して適用するアンテナが複数のアンテナである場合には、当該複数のアンテナに対するアンテナ制御方式として、アダプティブアレーアンテナ方式またはＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式を適用することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５の無線通信装置は、前記複数のアンテナはセクターアンテナであることを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の請求項６の無線通信システムは、複数のアンテナを備え、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う第１の無線通信装置と、該第１の無線通信装置と無線接続される第２の無線通信装置とを備える無線通信システムであって、前記第２の無線通信装置は、前記第１の無線通信装置から送信された信号を受信する受信部と、該受信部で受信した信号の品質に関する情報を検出する検出部と、該検出部で検出した前記品質に関する情報を前記第１の無線通信装置に送信する送信部とを備え、前記第１の無線通信装置は、前記第２の無線通信装置から送信された前記品質に関する情報を取得する品質情報取得部と、該品質情報取得部で取得した前記品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７の無線通信システムは、前記アンテナ制御部は、前記エリアの設定により重複したエリアが生じた場合、当該重複したエリアに対して適用するアンテナが複数のアンテナである場合には、当該複数のアンテナに対するアンテナ制御方式として、アダプティブアレーアンテナ方式またはＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式を適用することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項８の無線通信システムは、前記複数のアンテナはセクターアンテナであることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の請求項９の無線通信方法は、複数のアンテナを備え、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置における無線通信方法であって、前記複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得ステップと、前記アンテナ品質情報取得ステップで取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、無線通信装置が備える複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得し、取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するから、無線通信装置（例えば基地局）の設置当初（運用開始時）は勿論、無線通信装置（例えば基地局）の運用中に周囲の無線通信装置（例えば基地局）の設置状況が変化した場合などにおいても、当該設置状況に適応する設定を行うことができる。したがって、様々な設置状況に適応可能にする技術（無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法）を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
近年、基地局のアーキテクチャとして、ベースバンドユニットとＲＦユニットとを分離して、両者を光ファイバーで接続する構成が一般的になってきており、そのインターフェースとしてＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）やＯＢＳＡＩ（Ｏｐｅｎ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ）といった規格が標準化されている。図１は光インターフェースを使用した場合の代表的な基地局構成例を示している。光ファイバーを用いて、図１のようなベースバンドユニットとＲＦユニットとを分離した構成とすることにより、ＲＦ部をベースバンドユニットから数ｋｍ離れた所に設置することが可能になり、より高い自由度で基地局を設置することが可能になる。
【００１９】
図１は本発明の無線通信方法を適用する第１実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の無線通信装置（無線基地局；以下、基地局ともいう）１００は、ＲＦユニット１１０と、ベースバンドユニット１５０とを備えており、ＲＦユニット１１０は、アンテナ１２０と、送受信部１３０と、Ｏ／Ｅ変換部１４０とを有しており、ベースバンドユニット１５０は、Ｏ／Ｅ変換部１６０と、物理層１７０と、ＭＡＣ層１８０と、ネットワークインターフェース１９０と、制御部２００とを有しており、制御部２００は、アンテナ品質情報取得部（品質情報取得部）２１０と、アンテナ制御部２２０とを含んでいる。ＲＦユニット１１０と、ベースバンドユニット１５０とは、光ファイバ２３０を介して接続されている。
【００２０】
ＲＦユニット１１０は、所定の通信方式で送信するデータ信号を高周波信号に変換してアンテナ１２０から送信したり、アンテナ１２０から入力された高周波信号をデータ信号に変換したりするものである。
アンテナ１２０としては、１つのＲＦユニットに対して少なくとも１つのアンテナを用いるが、本実施形態では、後に説明するように、複数のアンテナを使用可能な場合には複数のアンテナ（アンテナ１２０−１，アンテナ１２０−２，・・）を用いる。その場合、本実施形態の無線通信装置１００は、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う。
送受信部１３０は、アンテナ１２０を介して他の無線通信装置（端末や他の基地局）から信号を受信したり、アンテナ１２０を介して他の無線通信装置（端末や他の基地局）に信号を送信したりするものである。なお、他の無線通信装置である端末としては、無線通信装置（基地局）１００から送信された信号を受信する受信部と、該受信部で受信した信号の品質に関する情報を検出する検出部と、該検出部で検出した前記品質に関する情報を無線通信装置（基地局）１００に送信する送信部とを備える端末を用いるものとする。
Ｏ／Ｅ変換部１４０およびＯ／Ｅ変換部１６０は、受信した信号（電気信号）を光信号に変換するものである。
ベースバンドユニット１５０は、変調前の信号および変調後の信号であるベースバンド信号の処理を行うユニットである。
物理層１７０およびＭＡＣ層１８０は、各種無線プロトコルに準拠した処理を行うものである。無線通信システムが例えばＬＴＥ（Long Term Evolution ）の場合、物理層１７０およびＭＡＣ層１８０は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership）の規格書ＴＳ３６．２０１やＴＳ３６．３２１において規定されている処理を実行する。
ネットワークインターフェース１９０は、ＭＡＣ層以上の処理を実行し、ベースバンドユニット１５０とＩＰ網２４０とを接続するものである。
【００２１】
制御部２００は、ベースバンドユニット１５０の、Ｏ／Ｅ変換部１６０、物理層１７０、ＭＡＣ層１８０およびネットワークインターフェース１９０の各種制御を行うものである。
アンテナ品質情報取得部２１０は、複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質（送信品質、受信品質）に関する情報を取得するものである。「複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質（送信品質、受信品質）に関する情報」としては、（ａ）基地局から端末へ参照信号を送信し、該参照信号を端末が受信したときの電力、（ｂ）端末から送信された信号を基地局が受信したときの電力、（ｃ）複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信した信号を他のアンテナが受信したときの電力、何れかを用いるものとする。
アンテナ制御部２２０は、アンテナ品質情報取得部２１０で取得した通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するものである。
【００２２】
基地局の基本的な設置例について説明する。図２（ａ），（ｂ）はそれぞれ、セクターアンテナを使用した２本アンテナ基地局の設置例およびオムニアンテナを使用した２本アンテナ基地局の設置例を示す図である。図２（ａ）の設置例は、別セクターとして運用するものであり、それぞれのセクターアンテナの利得を持った方向を反対向きにして設置しており、２本のセクターアンテナ（セクターアンテナ１，セクターアンテナ２）はそれぞれ、ＲＦケーブルを介して基地局装置に接続されている。図２（ｂ）の設置例は、同一セクターとして運用するものであり、それぞれのオムニアンテナの利得を持った方向を反対向きにして設置しており、２本のオムニアンテナ（オムニアンテナ１，オムニアンテナ２）はそれぞれ、ＲＦケーブルを介して基地局装置に接続されている。
【００２３】
図３（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ），（ｂ）の基地局の設置例におけるカバーエリアを説明するための図である。図２（ａ）のように基地局を設置した場合、セクターアンテナの指向性から、カバーエリアは図３（ａ）のような形状になり、図２（ｂ）のように基地局を設置した場合、オムニアンテナの指向性から、カバーエリアは図３（ｂ）のような形状になると考えられる。セクターアンテナの場合、図３（ａ）のようにそれぞれのセクターアンテナがカバーするエリアは空間的に別れるため、それぞれのセクターアンテナを別のセクターとして運用することが理想的である。また、オムニアンテナの場合、図３（ｂ）のように２つのオムニアンテナがカバーするエリアがほぼ重なっているため、１セクターとして運用し、２本アンテナを用いたＭＩＭＯＳＡやＡＡＳといった技術を適用することが望まれる。
【００２４】
本実施形態では、様々なアンテナの配置状況を無線通信装置（基地局）１００が自律的に判断して、それぞれのアンテナの設置状況に応じた最適なセクター構成で運用するように構成している。本実施形態において、アンテナの配置状況を基地局が判断する方法としては、例えば下記方法の何れかを用いる。
（１）端末からのフィードバックに基づいて基地局が判定を行う方法。すなわち、基地局が送信するパイロットチャネル等の参照信号に基づいて、各基地局のそれぞれのアンテナからの信号電力を端末において測定し、測定した信号電力に関する情報を端末から基地局へとフィードバックする。基地局は、複数の端末からフィードバックされた情報を収集し、それらの情報に基づいて、「どのアンテナと、どのアンテナのカバーエリアとが重複しているか」を判定する。
（２）端末が送信する参照信号の受信電力を基地局のそれぞれのアンテナにおいて測定して、測定した受信電力に基づいてアンテナの配置状況を基地局が判断する方法。すなわち、各アンテナにおいて測定した受信電力に大きな差が見られない場合には、それらのアンテナは同一エリアをカバーしていると判定する。
（３）基地局の何れか１つのアンテナで参照信号を送信し、同一基地局の他のアンテナで前記参照信号の受信電力を測定することにより、それぞれのアンテナの指向性を判定する方法。この場合、参照信号の到来のタイミングによる距離の推定、もしくは、ＧＰＳによる位置情報等を併用してもよい。
【００２５】
次に、上記方法（１）の判定を用いた場合の本発明の無線通信装置（基地局）の設定を図４のフローチャートに基づいて説明する。この図４のフローチャートは、当該基地局の電源投入時および一定期間経過毎（例えば１ヶ月毎）に起動され、さらに、基地局やアンテナ等の構成変更時にも起動されるものとする。ここで、NA を基地局のアンテナ本数とし、NS をその基地局が運用するセクター数とする。
【００２６】
図４のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１１では、NS をデフォルト値に設定する。ここで、NS は基地局のアンテナ本数より大きくなり得ないため、NS ≦NA の条件下で設定される。次のステップＳ１２では、各アンテナのカバー領域のオーバーラップ状況（重複状況）を測定する。この測定は、上述した３つの方法の何れかを用いて行う。その結果、次のステップＳ１３において、それぞれのアンテナのカバーエリアに基づいて、アンテナのグループ分けがなされることになる。
【００２７】
図５は本発明の無線通信装置（基地局）におけるアンテナのグループ分けの一例を説明するための図である。この例は、基地局のアンテナ本数NA をNA ＝４とし、それぞれのアンテナの番号を１〜４で表したときに、図４のステップＳ１３で求めたカバーエリアの例を示している。図５において、ＡおよびＢはそれぞれカバーするエリアの区分を示しており、つまり、アンテナ１およびアンテナ４は同一エリアＡをカバーしており、アンテナ２およびアンテナ３は同一エリアＢをカバーしていることを意味している。この例においては、エリアを２つに分けて考えることができるため、基地局が運用するセクター数NS は、NS ＝２となり、１番目のセクターにはアンテナ１およびアンテナ４が割り当てられ、２番目のセクターにはアンテナ２およびアンテナ３が割り当てられるため、それぞれのセクターにおいて、２本アンテナでのＭＩＭＯ技術もしくはＡＡＳ技術を適用することが可能である。
【００２８】
図４のステップＳ１４では、ステップＳ１３のグループ分けに基づいて、基地局が運用するセクター数NS およびそれぞれのセクターに属するアンテナ本数を決定する。次のステップＳ１５では、以上により求めたセクターおよびアンテナ本数の関係に基づいて、各セクターに適用するアンテナ技術を選択するとともに選択したアンテナ技術に関するパラメータを基地局内で設定し、この設定の完了後に通常の運用モードに移行する。その後、ステップＳ１６を実行する。ステップＳ１６では、タイマー（図示せず）で一定時間をカウントする。タイマーが一定時間をカウントする毎（一定時間が経過する毎）にステップＳ１２に戻って、アンテナ構成等の見直しを行うため、アンテナ等の設置状況の変化に対して適応的に対応することが可能になる。
【００２９】
次に、図４のフローチャートにより設定された基地局の設置例を図６により説明する。図６は光ファイバーを使用した場合の本発明の無線通信装置（基地局）の設置例を示しており、この設置例の場合、ベースバンドユニット１５０は２系統の光入出力を有しているため、２個のＲＦユニットを接続することが可能であることを前提としている。
図６において、１個目のＲＦユニットであるＲＦユニット１１０−１は、ベースバンドユニット１５０の近傍に設置され、短い光ファイバー２３０−１によりベースバンドユニット１５０に接続されているが、２個目のＲＦユニットであるＲＦユニット１１０−２はベースバンドユニット１５０の遠隔地に設置され、長い光ファイバー２３０−２によりベースバンドユニット１５０に接続されている。ＲＦユニット１１０−１にはＲＦケーブル２５０を介してセクタアンテナ１２０−１およびセクタアンテナ１２０−２が接続されており、ＲＦユニット１１０−２にはＲＦケーブル２５０を介してセクタアンテナ１２０−３およびセクタアンテナ１２０−４が接続されている。
【００３０】
図７は図６の設置例に示す基地局の各アンテナのカバーエリアを説明するための図である。図７に示すように、セクタアンテナ１２０−２とセクタアンテナ１２０−３とは、カバーエリアが重なり合うようにして設置されている。本発明では、図７に示すような各アンテナの設置状況において、セクターＡ，セクターＢ，セクターＣの３つのセクターに分けて運用することを基地局が自律的に決定し、セクターＢについては、セクタアンテナ１２０−２およびセクタアンテナ１２０−３の２本のセクターアンテナを使用したＭＩＭＯ等によるサービスを提供することを可能にしている。
【００３１】
ここで、図７の例における各アンテナの設置状況を推定する方法について図８によって説明する。図７の例においては、全エリア内には端末ａ，端末ｂ，端末ｃという３つの端末が存在し、端末ａはセクターＡのエリア内に位置し、端末ｂはセクターＢのエリア内に位置し、端末ｃはセクターＣのエリア内に位置している。このとき、１つの端末に注目すると、図８に示すように、端末ａは、ＲＦユニット１１０−１およびＲＦユニット１１０−２からの下り参照信号を受信することにより、セクタアンテナ１２０−１、セクタアンテナ１２０−２、セクタアンテナ１２０−３、セクタアンテナ１２０−４のそれぞれから送信される参照信号の受信電力を独立的に算出することが可能である。また、得られた受信電力および対応するアンテナ番号を、図８に示すように、「端末ａからのレポート」として、上り信号を使用してＲＦユニット１１０−１に対応する基地局へフィードバックすることができるように構成されている場合には、基地局において端末側の受信電力情報を得ることが可能になる。
【００３２】
上述したような方法によって得られた「各端末における受信電力」の例を図９により説明する。図９においては、−１００ｄＢｍを閾値に設定して、−１００ｄＢｍ以上の受信レベルで受信できる場合に端末がエリア内に存在すると判断するようにすれば、図中の斜線を付けた部分が「端末がエリア内に存在する状況」に該当することになる。つまり、端末ａはセクタアンテナ１２０−１のエリア内に存在し、端末ｂはセクタアンテナ１２０−２およびセクタアンテナ１２０−３のエリア内に存在し、端末ｃはセクタアンテナ１２０−４のエリア内に存在していると判断することができる。よって、この図９の例から判断すると、セクタアンテナ１２０−２のカバーエリアとセクタアンテナ１２０−３のカバーエリアとは重なっている可能性が高いことが分かる。以上のような情報をさらに多くの端末から収集して、統計的に処理することによって、アンテナの設置状況を判定することができるようになる。
【００３３】
なお、図６に示す設置例は、１つのベースバンドユニット１５０に２つのＲＦユニット（ＲＦユニット１１０−１，ＲＦユニット１１０−２）を接続した例であるが、さらに多数のＲＦユニットを１つのベースバンドユニットに接続して構成してもよい。
また、複数のベースバンドユニットによって１つのＲＦユニットを共用する構成とすることも可能である。その場合、図１０の構成例に示すように、ＲＦユニット１１０−２は、ベースバンドユニット１５０−１およびベースバンドユニット１５０−２によって共用されるため、ＲＦユニット１１０−２はカバーエリアに応じてどちらのベースバンドユニット（セル）にも属することが可能である。
【００３４】
以上説明したように、第１実施形態によれば、無線通信装置（基地局）１００が備える複数のアンテナ（セクタアンテナ１２０−１、セクタアンテナ１２０−２、・・）のそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得し、取得した通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するから、無線通信装置（基地局）１００の設置当初（運用開始時）は勿論、無線通信装置（基地局）１００の運用中に周囲の無線通信装置（ば基地局）の設置状況が変化した場合などにおいても、当該設置状況に適応する設定を行うことができる。したがって、様々な設置状況に適応可能な技術（無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法）を提供することができる。特に、アンテナのカバーエリアが重複した場合にアダプティブアレーアンテナ方式やＭＩＭＯ方式等のマルチアンテナ技術を適用して周波数利用効率を改善させることができるので、基地局をランダムに配置するマイクロセル配置に適用した場合に有効である。
【００３５】
なお、図４のフローチャートは１つの基地局のカバーエリアが重複した場合のアンテナ等の設定を示しているが、同様の設定を複数の基地局において実施することにより、複数の基地局のカバーエリアが重複した場合にも、当該状況を把握して、カバーエリアが重複しているアンテナを組み合わせてマルチアンテナ技術を適用することにより、周波数利用効率を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の無線通信方法を適用する第１実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、セクターアンテナを使用した２本アンテナ基地局の設置例およびオムニアンテナを使用した２本アンテナ基地局の設置例を示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ），（ｂ）の基地局の設置例におけるカバーエリアを説明するための図である。
【図４】本発明の無線通信装置（基地局）の設定を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の無線通信装置（基地局）におけるアンテナのグループ分けの一例を説明するための図である。
【図６】図４のフローチャートにより設定された基地局の設置例を説明するための図である。
【図７】図６の設置例に示す基地局の各アンテナのカバーエリアを説明するための図である。
【図８】図７の例における各アンテナの設置状況を推定する方法を説明するための図である。
【図９】本発明の無線通信装置（基地局）において取得した各端末における受信電力情報を例示する図である。
【図１０】本発明の無線通信装置（基地局）における他の設置例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００ 無線通信装置（基地局）
１１０，１１０−１，１１０−２，１１０−３ ＲＦユニット
１２０、１２０−１，１２０−２，１２０−３，１２０−４ アンテナ（セクターアンテナ）
１３０ 送受信部
１４０，１６０ Ｏ／Ｅ変換部
１５０，１５０−１，１５０−２ ベースバンドユニット
１７０ 物理層
１８０ ＭＡＣ層
１９０ ネットワークインターフェース
２００ 制御部
２１０ アンテナ品質情報取得部
２２０ アンテナ制御部
２３０，２３０−１，２３０−２，２３０−３，２３０−４ 光ファイバー
２５０ ＲＦケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置（基地局）、複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う第１の無線通信装置（基地局）と該第１の無線通信装置と無線接続される第２の無線通信装置（端末）とを備える無線通信システム、および、複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信においては、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ） やＡＡＳ （Ａｄａｐｔｉｖｅ Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｙｓｔｅｍ）といった、複数のアンテナを用いて通信容量を増大させる技術が盛んに取り入れられてきている。また、ユーザ当りの通信容量を増大させる上では、マイクロセルやピコセルと呼ばれる小エリアで基地局の運用を行うことが有効であることや、ビル屋上といった基地局の設置場所の確保が困難になりつつあることから、コンクリート柱に懸架する方式での基地局の設置など、より自由度の高い設置条件での基地局の運用が求められるようになっている。
また、基地局の構成においては、ベースバンド部およびＲＦ部を光ファイバで接続する方式を採用することが一般的になってきており、これも基地局の設置の自由度を向上させることに貢献している。
また、ＰＨＳのようにマイクロセルによってネットワークを形成する場合には、多数のセルのカバーエリアが重複する状況が考えられ、重複したカバーエリアが相互に干渉することによる性能劣化を最小限に留めることが、パフォーマンスを向上させる上で非常に重要である。
【０００３】
無線通信における基地局の設置や運用に関する改善策を提案する従来技術として、以下のものが挙げられる。
（１）隣接する複数のセクターを集中管理することによって最適なＭＩＭＯの運用を可能にする方法（例えば特許文献１参照；以下、従来技術１という）。
（２）セルラーシステム内に新しい基地局を追加する際に、自局の位置を検出するとともに周辺基地局の状況を把握して、自律的にセルエリアの形成を行う方法（例えば特許文献２参照；以下、従来技術２という）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３４８４４号公報
【特許文献２】特開２００３−３１９４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術１および従来技術２は、何れも、セルラーシステムにおいて、隣接セルとの干渉を最小限に留めるための、無線リソーススケジューリングやエリア形成を自律的に行うものである。したがって、これら従来技術１および従来技術２は、従来型のマクロセルのような計画的に配置された基地局においては効果があると考えられるが、ＰＨＳのマイクロセルのようにランダムに配置された基地局においては、相当数の基地局のカバーエリアが重複するため、従来技術１および従来技術２を適用した場合には、効率的ではない状況に陥ることが予想される。
【０００６】
本発明は、無線通信装置が備える複数アンテナのそれぞれの通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリア、当該エリアに対して適用するアンテナおよび当該アンテナに適用するアンテナ制御方式を設定することにより、様々な設置状況に適応可能にする技術（無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の無線通信装置は、複数のアンテナを備え、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置であって、前記複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部と、前記アンテナ品質情報取得部で取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の請求項２の無線通信装置は、複数のアンテナを備え、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置であって、前記複数のアンテナのそれぞれにおける受信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部と、前記アンテナ品質情報取得部で取得した前記受信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項３の無線通信装置は、ベースバンドユニットと、該ベースバンドユニットに接続された、複数のアンテナを有する第１のＲＦユニットと、前記ベースバンドユニットに接続され、前記第１のＲＦユニットとは所定距離だけ離間して配置された第２のＲＦユニットとを備え、前記第１のＲＦユニットおよび前記第２のＲＦユニットを用いて、複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置であって、前記複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部と、前記アンテナ品質情報取得部で取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４の無線通信装置は、前記アンテナ制御部は、前記エリアの設定により重複したエリアが生じた場合、当該重複したエリアに対して適用するアンテナが複数のアンテナである場合には、当該複数のアンテナに対するアンテナ制御方式として、アダプティブアレーアンテナ方式またはＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式を適用することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５の無線通信装置は、前記複数のアンテナはセクターアンテナであることを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の請求項６の無線通信システムは、複数のアンテナを備え、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う第１の無線通信装置と、該第１の無線通信装置と無線接続される第２の無線通信装置とを備える無線通信システムであって、前記第２の無線通信装置は、前記第１の無線通信装置から送信された信号を受信する受信部と、該受信部で受信した信号の品質に関する情報を検出する検出部と、該検出部で検出した前記品質に関する情報を前記第１の無線通信装置に送信する送信部とを備え、前記第１の無線通信装置は、前記第２の無線通信装置から送信された前記品質に関する情報を取得する品質情報取得部と、該品質情報取得部で取得した前記品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７の無線通信システムは、前記アンテナ制御部は、前記エリアの設定により重複したエリアが生じた場合、当該重複したエリアに対して適用するアンテナが複数のアンテナである場合には、当該複数のアンテナに対するアンテナ制御方式として、アダプティブアレーアンテナ方式またはＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式を適用することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項８の無線通信システムは、前記複数のアンテナはセクターアンテナであることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の請求項９の無線通信方法は、複数のアンテナを備え、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置における無線通信方法であって、前記複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得ステップと、前記アンテナ品質情報取得ステップで取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、無線通信装置が備える複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得し、取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するから、無線通信装置（例えば基地局）の設置当初（運用開始時）は勿論、無線通信装置（例えば基地局）の運用中に周囲の無線通信装置（例えば基地局）の設置状況が変化した場合などにおいても、当該設置状況に適応する設定を行うことができる。したがって、様々な設置状況に適応可能にする技術（無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法）を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
近年、基地局のアーキテクチャとして、ベースバンドユニットとＲＦユニットとを分離して、両者を光ファイバーで接続する構成が一般的になってきており、そのインターフェースとしてＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）やＯＢＳＡＩ（Ｏｐｅｎ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ）といった規格が標準化されている。図１は光インターフェースを使用した場合の代表的な基地局構成例を示している。光ファイバーを用いて、図１のようなベースバンドユニットとＲＦユニットとを分離した構成とすることにより、ＲＦ部をベースバンドユニットから数ｋｍ離れた所に設置することが可能になり、より高い自由度で基地局を設置することが可能になる。
【００１９】
図１は本発明の無線通信方法を適用する第１実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の無線通信装置（無線基地局；以下、基地局ともいう）１００は、ＲＦユニット１１０と、ベースバンドユニット１５０とを備えており、ＲＦユニット１１０は、アンテナ１２０と、送受信部１３０と、Ｏ／Ｅ変換部１４０とを有しており、ベースバンドユニット１５０は、Ｏ／Ｅ変換部１６０と、物理層１７０と、ＭＡＣ層１８０と、ネットワークインターフェース１９０と、制御部２００とを有しており、制御部２００は、アンテナ品質情報取得部（品質情報取得部）２１０と、アンテナ制御部２２０とを含んでいる。ＲＦユニット１１０と、ベースバンドユニット１５０とは、光ファイバ２３０を介して接続されている。
【００２０】
ＲＦユニット１１０は、所定の通信方式で送信するデータ信号を高周波信号に変換してアンテナ１２０から送信したり、アンテナ１２０から入力された高周波信号をデータ信号に変換したりするものである。
アンテナ１２０としては、１つのＲＦユニットに対して少なくとも１つのアンテナを用いるが、本実施形態では、後に説明するように、複数のアンテナを使用可能な場合には複数のアンテナ（アンテナ１２０−１，アンテナ１２０−２，・・）を用いる。その場合、本実施形態の無線通信装置１００は、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う。
送受信部１３０は、アンテナ１２０を介して他の無線通信装置（端末や他の基地局）から信号を受信したり、アンテナ１２０を介して他の無線通信装置（端末や他の基地局）に信号を送信したりするものである。なお、他の無線通信装置である端末としては、無線通信装置（基地局）１００から送信された信号を受信する受信部と、該受信部で受信した信号の品質に関する情報を検出する検出部と、該検出部で検出した前記品質に関する情報を無線通信装置（基地局）１００に送信する送信部とを備える端末を用いるものとする。
Ｏ／Ｅ変換部１４０およびＯ／Ｅ変換部１６０は、受信した信号（電気信号）を光信号に変換するものである。
ベースバンドユニット１５０は、変調前の信号および変調後の信号であるベースバンド信号の処理を行うユニットである。
物理層１７０およびＭＡＣ層１８０は、各種無線プロトコルに準拠した処理を行うものである。無線通信システムが例えばＬＴＥ（Long Term Evolution ）の場合、物理層１７０およびＭＡＣ層１８０は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership）の規格書ＴＳ３６．２０１やＴＳ３６．３２１において規定されている処理を実行する。
ネットワークインターフェース１９０は、ＭＡＣ層以上の処理を実行し、ベースバンドユニット１５０とＩＰ網２４０とを接続するものである。
【００２１】
制御部２００は、ベースバンドユニット１５０の、Ｏ／Ｅ変換部１６０、物理層１７０、ＭＡＣ層１８０およびネットワークインターフェース１９０の各種制御を行うものである。
アンテナ品質情報取得部２１０は、複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質（送信品質、受信品質）に関する情報を取得するものである。「複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質（送信品質、受信品質）に関する情報」としては、（ａ）基地局から端末へ参照信号を送信し、該参照信号を端末が受信したときの電力、（ｂ）端末から送信された信号を基地局が受信したときの電力、（ｃ）複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信した信号を他のアンテナが受信したときの電力、何れかを用いるものとする。
アンテナ制御部２２０は、アンテナ品質情報取得部２１０で取得した通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するものである。
【００２２】
基地局の基本的な設置例について説明する。図２（ａ），（ｂ）はそれぞれ、セクターアンテナを使用した２本アンテナ基地局の設置例およびオムニアンテナを使用した２本アンテナ基地局の設置例を示す図である。図２（ａ）の設置例は、別セクターとして運用するものであり、それぞれのセクターアンテナの利得を持った方向を反対向きにして設置しており、２本のセクターアンテナ（セクターアンテナ１，セクターアンテナ２）はそれぞれ、ＲＦケーブルを介して基地局装置に接続されている。図２（ｂ）の設置例は、同一セクターとして運用するものであり、それぞれのオムニアンテナの利得を持った方向を反対向きにして設置しており、２本のオムニアンテナ（オムニアンテナ１，オムニアンテナ２）はそれぞれ、ＲＦケーブルを介して基地局装置に接続されている。
【００２３】
図３（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ），（ｂ）の基地局の設置例におけるカバーエリアを説明するための図である。図２（ａ）のように基地局を設置した場合、セクターアンテナの指向性から、カバーエリアは図３（ａ）のような形状になり、図２（ｂ）のように基地局を設置した場合、オムニアンテナの指向性から、カバーエリアは図３（ｂ）のような形状になると考えられる。セクターアンテナの場合、図３（ａ）のようにそれぞれのセクターアンテナがカバーするエリアは空間的に別れるため、それぞれのセクターアンテナを別のセクターとして運用することが理想的である。また、オムニアンテナの場合、図３（ｂ）のように２つのオムニアンテナがカバーするエリアがほぼ重なっているため、１セクターとして運用し、２本アンテナを用いたＭＩＭＯＳＡやＡＡＳといった技術を適用することが望まれる。
【００２４】
本実施形態では、様々なアンテナの配置状況を無線通信装置（基地局）１００が自律的に判断して、それぞれのアンテナの設置状況に応じた最適なセクター構成で運用するように構成している。本実施形態において、アンテナの配置状況を基地局が判断する方法としては、例えば下記方法の何れかを用いる。
（１）端末からのフィードバックに基づいて基地局が判定を行う方法。すなわち、基地局が送信するパイロットチャネル等の参照信号に基づいて、各基地局のそれぞれのアンテナからの信号電力を端末において測定し、測定した信号電力に関する情報を端末から基地局へとフィードバックする。基地局は、複数の端末からフィードバックされた情報を収集し、それらの情報に基づいて、「どのアンテナと、どのアンテナのカバーエリアとが重複しているか」を判定する。
（２）端末が送信する参照信号の受信電力を基地局のそれぞれのアンテナにおいて測定して、測定した受信電力に基づいてアンテナの配置状況を基地局が判断する方法。すなわち、各アンテナにおいて測定した受信電力に大きな差が見られない場合には、それらのアンテナは同一エリアをカバーしていると判定する。
（３）基地局の何れか１つのアンテナで参照信号を送信し、同一基地局の他のアンテナで前記参照信号の受信電力を測定することにより、それぞれのアンテナの指向性を判定する方法。この場合、参照信号の到来のタイミングによる距離の推定、もしくは、ＧＰＳによる位置情報等を併用してもよい。
【００２５】
次に、上記方法（１）の判定を用いた場合の本発明の無線通信装置（基地局）の設定を図４のフローチャートに基づいて説明する。この図４のフローチャートは、当該基地局の電源投入時および一定期間経過毎（例えば１ヶ月毎）に起動され、さらに、基地局やアンテナ等の構成変更時にも起動されるものとする。ここで、NA を基地局のアンテナ本数とし、NS をその基地局が運用するセクター数とする。
【００２６】
図４のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１１では、NS をデフォルト値に設定する。ここで、NS は基地局のアンテナ本数より大きくなり得ないため、NS ≦NA の条件下で設定される。次のステップＳ１２では、各アンテナのカバー領域のオーバーラップ状況（重複状況）を測定する。この測定は、上述した３つの方法の何れかを用いて行う。その結果、次のステップＳ１３において、それぞれのアンテナのカバーエリアに基づいて、アンテナのグループ分けがなされることになる。
【００２７】
図５は本発明の無線通信装置（基地局）におけるアンテナのグループ分けの一例を説明するための図である。この例は、基地局のアンテナ本数NA をNA ＝４とし、それぞれのアンテナの番号を１〜４で表したときに、図４のステップＳ１３で求めたカバーエリアの例を示している。図５において、ＡおよびＢはそれぞれカバーするエリアの区分を示しており、つまり、アンテナ１およびアンテナ４は同一エリアＡをカバーしており、アンテナ２およびアンテナ３は同一エリアＢをカバーしていることを意味している。この例においては、エリアを２つに分けて考えることができるため、基地局が運用するセクター数NS は、NS ＝２となり、１番目のセクターにはアンテナ１およびアンテナ４が割り当てられ、２番目のセクターにはアンテナ２およびアンテナ３が割り当てられるため、それぞれのセクターにおいて、２本アンテナでのＭＩＭＯ技術もしくはＡＡＳ技術を適用することが可能である。
【００２８】
図４のステップＳ１４では、ステップＳ１３のグループ分けに基づいて、基地局が運用するセクター数NS およびそれぞれのセクターに属するアンテナ本数を決定する。次のステップＳ１５では、以上により求めたセクターおよびアンテナ本数の関係に基づいて、各セクターに適用するアンテナ技術を選択するとともに選択したアンテナ技術に関するパラメータを基地局内で設定し、この設定の完了後に通常の運用モードに移行する。その後、ステップＳ１６を実行する。ステップＳ１６では、タイマー（図示せず）で一定時間をカウントする。タイマーが一定時間をカウントする毎（一定時間が経過する毎）にステップＳ１２に戻って、アンテナ構成等の見直しを行うため、アンテナ等の設置状況の変化に対して適応的に対応することが可能になる。
【００２９】
次に、図４のフローチャートにより設定された基地局の設置例を図６により説明する。図６は光ファイバーを使用した場合の本発明の無線通信装置（基地局）の設置例を示しており、この設置例の場合、ベースバンドユニット１５０は２系統の光入出力を有しているため、２個のＲＦユニットを接続することが可能であることを前提としている。
図６において、１個目のＲＦユニットであるＲＦユニット１１０−１は、ベースバンドユニット１５０の近傍に設置され、短い光ファイバー２３０−１によりベースバンドユニット１５０に接続されているが、２個目のＲＦユニットであるＲＦユニット１１０−２はベースバンドユニット１５０の遠隔地に設置され、長い光ファイバー２３０−２によりベースバンドユニット１５０に接続されている。ＲＦユニット１１０−１にはＲＦケーブル２５０を介してセクタアンテナ１２０−１およびセクタアンテナ１２０−２が接続されており、ＲＦユニット１１０−２にはＲＦケーブル２５０を介してセクタアンテナ１２０−３およびセクタアンテナ１２０−４が接続されている。
【００３０】
図７は図６の設置例に示す基地局の各アンテナのカバーエリアを説明するための図である。図７に示すように、セクタアンテナ１２０−２とセクタアンテナ１２０−３とは、カバーエリアが重なり合うようにして設置されている。本発明では、図７に示すような各アンテナの設置状況において、セクターＡ，セクターＢ，セクターＣの３つのセクターに分けて運用することを基地局が自律的に決定し、セクターＢについては、セクタアンテナ１２０−２およびセクタアンテナ１２０−３の２本のセクターアンテナを使用したＭＩＭＯ等によるサービスを提供することを可能にしている。
【００３１】
ここで、図７の例における各アンテナの設置状況を推定する方法について図８によって説明する。図７の例においては、全エリア内には端末ａ，端末ｂ，端末ｃという３つの端末が存在し、端末ａはセクターＡのエリア内に位置し、端末ｂはセクターＢのエリア内に位置し、端末ｃはセクターＣのエリア内に位置している。このとき、１つの端末に注目すると、図８に示すように、端末ａは、ＲＦユニット１１０−１およびＲＦユニット１１０−２からの下り参照信号を受信することにより、セクタアンテナ１２０−１、セクタアンテナ１２０−２、セクタアンテナ１２０−３、セクタアンテナ１２０−４のそれぞれから送信される参照信号の受信電力を独立的に算出することが可能である。また、得られた受信電力および対応するアンテナ番号を、図８に示すように、「端末ａからのレポート」として、上り信号を使用してＲＦユニット１１０−１に対応する基地局へフィードバックすることができるように構成されている場合には、基地局において端末側の受信電力情報を得ることが可能になる。
【００３２】
上述したような方法によって得られた「各端末における受信電力」の例を図９により説明する。図９においては、−１００ｄＢｍを閾値に設定して、−１００ｄＢｍ以上の受信レベルで受信できる場合に端末がエリア内に存在すると判断するようにすれば、図中の斜線を付けた部分が「端末がエリア内に存在する状況」に該当することになる。つまり、端末ａはセクタアンテナ１２０−１のエリア内に存在し、端末ｂはセクタアンテナ１２０−２およびセクタアンテナ１２０−３のエリア内に存在し、端末ｃはセクタアンテナ１２０−４のエリア内に存在していると判断することができる。よって、この図９の例から判断すると、セクタアンテナ１２０−２のカバーエリアとセクタアンテナ１２０−３のカバーエリアとは重なっている可能性が高いことが分かる。以上のような情報をさらに多くの端末から収集して、統計的に処理することによって、アンテナの設置状況を判定することができるようになる。
【００３３】
なお、図６に示す設置例は、１つのベースバンドユニット１５０に２つのＲＦユニット（ＲＦユニット１１０−１，ＲＦユニット１１０−２）を接続した例であるが、さらに多数のＲＦユニットを１つのベースバンドユニットに接続して構成してもよい。
また、複数のベースバンドユニットによって１つのＲＦユニットを共用する構成とすることも可能である。その場合、図１０の構成例に示すように、ＲＦユニット１１０−２は、ベースバンドユニット１５０−１およびベースバンドユニット１５０−２によって共用されるため、ＲＦユニット１１０−２はカバーエリアに応じてどちらのベースバンドユニット（セル）にも属することが可能である。
【００３４】
以上説明したように、第１実施形態によれば、無線通信装置（基地局）１００が備える複数のアンテナ（セクタアンテナ１２０−１、セクタアンテナ１２０−２、・・）のそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得し、取得した通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するから、無線通信装置（基地局）１００の設置当初（運用開始時）は勿論、無線通信装置（基地局）１００の運用中に周囲の無線通信装置（ば基地局）の設置状況が変化した場合などにおいても、当該設置状況に適応する設定を行うことができる。したがって、様々な設置状況に適応可能な技術（無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法）を提供することができる。特に、アンテナのカバーエリアが重複した場合にアダプティブアレーアンテナ方式やＭＩＭＯ方式等のマルチアンテナ技術を適用して周波数利用効率を改善させることができるので、基地局をランダムに配置するマイクロセル配置に適用した場合に有効である。
【００３５】
なお、図４のフローチャートは１つの基地局のカバーエリアが重複した場合のアンテナ等の設定を示しているが、同様の設定を複数の基地局において実施することにより、複数の基地局のカバーエリアが重複した場合にも、当該状況を把握して、カバーエリアが重複しているアンテナを組み合わせてマルチアンテナ技術を適用することにより、周波数利用効率を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の無線通信方法を適用する第１実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、セクターアンテナを使用した２本アンテナ基地局の設置例およびオムニアンテナを使用した２本アンテナ基地局の設置例を示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ），（ｂ）の基地局の設置例におけるカバーエリアを説明するための図である。
【図４】本発明の無線通信装置（基地局）の設定を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の無線通信装置（基地局）におけるアンテナのグループ分けの一例を説明するための図である。
【図６】図４のフローチャートにより設定された基地局の設置例を説明するための図である。
【図７】図６の設置例に示す基地局の各アンテナのカバーエリアを説明するための図である。
【図８】図７の例における各アンテナの設置状況を推定する方法を説明するための図である。
【図９】本発明の無線通信装置（基地局）において取得した各端末における受信電力情報を例示する図である。
【図１０】本発明の無線通信装置（基地局）における他の設置例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００ 無線通信装置（基地局）
１１０，１１０−１，１１０−２，１１０−３ ＲＦユニット
１２０、１２０−１，１２０−２，１２０−３，１２０−４ アンテナ（セクターアンテナ）
１３０ 送受信部
１４０，１６０ Ｏ／Ｅ変換部
１５０，１５０−１，１５０−２ ベースバンドユニット
１７０ 物理層
１８０ ＭＡＣ層
１９０ ネットワークインターフェース
２００ 制御部
２１０ アンテナ品質情報取得部
２２０ アンテナ制御部
２３０，２３０−１，２３０−２，２３０−３，２３０−４ 光ファイバー
２５０ ＲＦケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを備え、複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置であって、
前記複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部と、
前記アンテナ品質情報取得部で取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
複数のアンテナを備え、複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置であって、
前記複数のアンテナのそれぞれにおける受信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部と、
前記アンテナ品質情報取得部で取得した前記受信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
ベースバンドユニットと、該ベースバンドユニットに接続された、複数のアンテナを有する第１のＲＦユニットと、前記ベースバンドユニットに接続され、前記第１のＲＦユニットとは所定距離だけ離間して配置された第２のＲＦユニットとを備え、前記第１のＲＦユニットおよび前記第２のＲＦユニットを用いて、複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置であって、
前記複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部と、
前記アンテナ品質情報取得部で取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
前記アンテナ制御部は、前記エリアの設定により重複したエリアが生じた場合、当該重複したエリアに対して適用するアンテナが複数のアンテナである場合には、当該複数のアンテナに対するアンテナ制御方式として、アダプティブアレーアンテナ方式またはＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式を適用することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記複数のアンテナはセクターアンテナであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
複数のアンテナを備え、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う第１の無線通信装置と、該第１の無線通信装置と無線接続される第２の無線通信装置とを備える無線通信システムであって、
前記第２の無線通信装置は、
前記第１の無線通信装置から送信された信号を受信する受信部と、
該受信部で受信した信号の品質に関する情報を検出する検出部と、
該検出部で検出した前記品質に関する情報を前記第１の無線通信装置に送信する送信部とを備え、
前記第１の無線通信装置は、
前記第２の無線通信装置から送信された前記品質に関する情報を取得する品質情報取得部と、
該品質情報取得部で取得した前記品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
前記アンテナ制御部は、前記エリアの設定により重複したエリアが生じた場合、当該重複したエリアに対して適用するアンテナが複数のアンテナである場合には、当該複数のアンテナに対するアンテナ制御方式として、アダプティブアレーアンテナ方式またはＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式を適用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】
前記複数のアンテナはセクターアンテナであ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９】
複数のアンテナを備え、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置における無線通信方法であって、
前記複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得ステップと、
前記アンテナ品質情報取得ステップで取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１】
複数のアンテナを備え、複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置であって、
前記複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部と、
前記アンテナ品質情報取得部で取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
複数のアンテナを備え、複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置であって、
前記複数のアンテナのそれぞれにおける受信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部と、
前記アンテナ品質情報取得部で取得した前記受信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
ベースバンドユニットと、該ベースバンドユニットに接続された、複数のアンテナを有する第１のＲＦユニットと、前記ベースバンドユニットに接続され、前記第１のＲＦユニットとは所定距離だけ離間して配置された第２のＲＦユニットとを備え、前記第１のＲＦユニットおよび前記第２のＲＦユニットを用いて、複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置であって、
前記複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得部と、
前記アンテナ品質情報取得部で取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
前記アンテナ制御部は、前記エリアの設定により重複したエリアが生じた場合、当該重複したエリアに対して適用するアンテナが複数のアンテナである場合には、当該複数のアンテナに対するアンテナ制御方式として、アダプティブアレーアンテナ方式またはＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式を適用することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記複数のアンテナはセクターアンテナであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
複数のアンテナを備え、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う第１の無線通信装置と、該第１の無線通信装置と無線接続される第２の無線通信装置とを備える無線通信システムであって、
前記第２の無線通信装置は、
前記第１の無線通信装置から送信された信号を受信する受信部と、
該受信部で受信した信号の品質に関する情報を検出する検出部と、
該検出部で検出した前記品質に関する情報を前記第１の無線通信装置に送信する送信部とを備え、
前記第１の無線通信装置は、
前記第２の無線通信装置から送信された前記品質に関する情報を取得する品質情報取得部と、
該品質情報取得部で取得した前記品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
前記アンテナ制御部は、前記エリアの設定により重複したエリアが生じた場合、当該重複したエリアに対して適用するアンテナが複数のアンテナである場合には、当該複数のアンテナに対するアンテナ制御方式として、アダプティブアレーアンテナ方式またはＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式を適用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】
前記複数のアンテナはセクターアンテナであ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９】
複数のアンテナを備え、当該複数のアンテナを用いて複数のエリアで無線通信を行う無線通信装置における無線通信方法であって、
前記複数のアンテナのそれぞれにおける通信品質に関する情報を取得するアンテナ品質情報取得ステップと、
前記アンテナ品質情報取得ステップで取得した前記通信品質に関する情報に基づいて、無線通信を行うエリアと、当該エリアに対して適用するアンテナと、当該アンテナに対して適用するアンテナ制御方式とを設定するアンテナ制御ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１０９８９（Ｐ２０１０−１０９８９Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６６８８２（Ｐ２００８−１６６８８２）
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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