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Title:
WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, WIRELESS COMMUNICATION METHOD, BASE STATION, METHOD FOR CONTROLLING BASE STATION, AND CONTROL PROGRAM OF BASE STATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/047972
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to provide a good communication quality to a mobile station allowed to be connected to a femto base station while minimizing the transmission power of the femto base station regardless of the installation place of the femto base station and the place of use of the mobile station, a femto base station (4) receives a common pilot signal from a macro base station (3) and measures reception quality (for example, reception power or reception SIR), and sets a transmission power (Ptx) of the pilot signal transmitted by its own station according to the reception quality. The femto base station (4) transmits the common pilot signal with the transmission power (Ptx) in a femto cell (6) and performs a communication to a plurality of mobile stations (7-2 to 7-4). The femto base station (4) receives the measurement result of the reception quality level of the common pilot signal transmitted by the femto base station (4) from the mobile stations (7-2 to 7-4) and sets the transmission power (Ptx) of the common pilot signal again so that a minimum level among a plurality of reception quality levels is brought close to a target level.

Inventors:
HAMABE KOJIRO (JP)
MORITA MOTOKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/067072
Publication Date:
April 16, 2009
Filing Date:
September 22, 2008
Export Citation:
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Assignee:
NEC CORP (JP)
HAMABE KOJIRO (JP)
MORITA MOTOKI (JP)
International Classes:
H04Q7/36; H04Q7/32
Foreign References:
JPH1013909A1998-01-16
JP2001339341A2001-12-07
JP2005515648A2005-05-26
JP2005073290A2005-03-17
GB2428937A2007-02-07
JPH1013909A1998-01-16
JP2005515648A2005-05-26
JP2005073290A2005-03-17
Other References:
See also references of EP 2200360A4
Attorney, Agent or Firm:
IEIRI, Takeshi (Asahi Bldg. 10th Floor3-33-8, Tsuruya-cho,Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, JP)
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Claims:
 第一の基地局は、第一のセル内において、第一の送信電力で第一のパイロット信号の送信を行うと共に、移動局との通信を行ない、
 第二の基地局は、前記第一のパイロット信号の受信品質を測定し、前記受信品質に基づいて第二の送信電力を設定し、第二のセル内において、第二のパイロット信号の送信を前記第二の送信電力で行うと共に、前記第二の基地局との接続が許可された複数の許可済み移動局との通信を行い、
 前記許可済み移動局は、前記第二のパイロット信号の受信品質レベルを測定し、前記受信品質レベルの測定結果を前記第二の基地局に報告し、
 前記第二の基地局は、前記測定結果に基づいて、複数の前記許可済み移動局の各々により測定された複数の前記受信品質レベルの中での最低レベルが予め定められた目標レベルに近づくように、前記第二の送信電力を再設定する無線通信システム。
 前記第二の基地局は、前記目標レベルと前記最低の受信品質レベルとの差を前記第二の送信電力の現在値に加えることで前記第二の送信電力を再設定することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
 複数の前記許可済み移動局の各々は、前記測定と前記報告を複数回数実施し、
 前記第二の基地局は、前記許可済み移動局の各々について、前記第二のパイロット信号の受信品質レベルのXパーセント値(ただし、Xは0以上、100以下の数値)を求め、複数の前記許可済み移動局の各々に関する複数の前記Xパーセント値の中での最低値が前記目標レベルに近づくように、前記第二の送信電力を再設定することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
 前記第二の基地局は、前記目標レベルと複数の前記Xパーセント値の最低値との差を前記第二の送信電力の現在値に加えることで前記第二の送信電力を再設定することを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。
 前記第二の基地局は、前記第一のパイロット信号の受信品質に基づいて、前記第二のパイロット信号の初期送信電力を決定し、前記初期送信電力で前記第二のパイロット信号の送信を開始することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の無線通信システム。
 前記第二の基地局は、前記第一のパイロット信号の受信品質に基づいて、前記第二の送信電力の最大値及び最小値の少なくとも一方を設定し、前記最大値と前記最小値の範囲内で前記第二の送信電力の再設定を行なうことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の無線通信システム。
 前記第二のパイロット信号の受信品質レベルの測定は、前記許可済み移動局が前記第二の基地局と通信を行なっている間、または前記許可済み移動局と前記第二の基地局との通信の終了を契機として実行されることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の無線通信システム。
 前記許可済み移動局が予め定められた時間内に前記測定結果を前記第二の基地局に報告しない場合に、前記第二の基地局は、前記測定結果を未報告の前記許可済み移動局に対して前記第二のパイロット信号の受信品質レベルの測定を指示し、
 前記許可済み移動局は、前記指示に応じて、前記受信品質レベルの測定を実施することを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の無線通信システム。
 前記第二の基地局は、前記第二の基地局の前記第二のセルにおける全送信電力に対する前記第二の送信電力の比率が予め定められた所定値未満とならないようにすることを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の無線通信システム。
 無線アクセス方式としてCDMA方式を用いることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の無線通信システム。
 前記第一及び第二の基地局と前記移動局及び前記許可済み移動局は、無線周波数帯域を分割する複数のリソースブロックのうち、少なくとも1つのリソースブロックを用いて情報を送信することを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の無線通信システム。
 前記第二の基地局によって測定される前記第一のパイロット信号の受信品質は、受信電力又は受信SIRである請求項1~11のいずれか1項に記載の無線通信システム。
 第一の基地局は、第一のセル内において、第一の送信電力で第一のパイロット信号の送信を行うと共に、移動局との通信を行ない、
 第二の基地局は、前記第一のパイロット信号の受信品質を測定し、前記受信品質に基づいて第二の送信電力を設定し、第二のセル内において、第二のパイロット信号の送信を前記第二の送信電力で行うと共に、前記第二の基地局との接続が許可された複数の許可済み移動局との通信を行い、
 前記許可済み移動局は、前記第二のパイロット信号の受信品質レベルを測定し、前記受信品質レベルの測定結果を前記第二の基地局に報告し、
 前記第二の基地局は、前記測定結果に基づいて、複数の前記許可済み移動局の各々により測定された複数の前記受信品質レベルの中での最低レベルが予め定められた目標レベルに近づくように、前記第二の送信電力を再設定することを特徴とする無線通信方法。
 前記第二の基地局は、前記第一のパイロット信号の受信品質に基づいて、前記第二の送信電力の最大値及び最小値の少なくとも一方を設定し、前記最大値と前記最小値の範囲内で前記第二の送信電力の再設定を行なうことを特徴とする請求項13に記載の無線通信方法。
 無線通信システムで使用される基地局であって、
 第一のセル内において、第一の送信電力で第一のパイロット信号の送信を行う第一の基地局から、前記第一のパイロット信号を受信して受信品質を測定する手段と、
 前記第一のパイロット信号の受信品質に基づいて第二の送信電力を設定し、第二のセル内において、第二のパイロット信号の送信を前記第二の送信電力で行うと共に、当該基地局との接続が許可された複数の許可済み移動局との通信を行なう手段と、
 複数の前記許可済み移動局から報告される前記第二のパイロット信号の受信品質レベルの測定結果に基づいて、複数の前記許可済み移動局の各々により測定された複数の前記受信品質レベルの中での最低レベルが予め定められた目標レベルに近づくように、前記第二の送信電力を再設定する手段とを備える基地局。
 前記第一のパイロット信号の受信品質に基づいて、前記第二の送信電力の最大値及び最小値の少なくとも一方を設定し、前記最大値と前記最小値の範囲内で前記第二の送信電力の再設定を行なうことを特徴とする請求項15に記載の基地局。
 無線通信システムで使用される基地局の制御方法であって、
 第一のセル内において、第一の送信電力で第一のパイロット信号の送信を行う第一の基地局から、前記第一のパイロット信号を受信して受信品質を測定し、
 前記第一のパイロット信号の受信品質に基づいて第二の送信電力を設定し、第二のセル内において、第二のパイロット信号の送信を前記第二の送信電力で行うと共に、当該基地局との接続が許可された複数の許可済み移動局との通信を行い、
 前記許可済み移動局から報告される前記第二のパイロット信号の受信品質レベルの測定結果に基づいて、複数の前記許可済み移動局の各々により測定された複数の前記受信品質レベルの中での最低レベルが予め定められた目標レベルに近づくように、前記第二の送信電力を再設定する、基地局の制御方法。
 無線受信手段と無線送信手段を有する基地局に関する制御処理をコンピュータに実行させる基地局制御プログラムであって、
 前記制御処理は、
 第一のセル内において、第一の基地局から第一の送信電力で送信される第一のパイロット信号の受信品質を、前記前記無線受信手段に測定させる処理と、
 前記第一のパイロット信号の受信品質に基づいて第二の送信電力を設定し、前記無線送信手段に第二のパイロット信号の送信を前記第二の送信電力で行わせる処理と、
 当該基地局との接続が許可された複数の許可済み移動局から報告される前記第二のパイロット信号の受信品質レベルの測定結果に基づいて、複数の前記許可済み移動局の各々により測定された複数の前記受信品質レベルの中での最低レベルが予め定められた目標レベルに近づくように、前記第二の送信電力を前記無線送信手段に再設定する処理とを含む基地局制御プログラム。
Description:
無線通信システム、無線通信方 、基地局、基地局の制御方法、及び基地局 制御プログラム

 本発明は、無線通信システムに関し、特 、少なくとも一部の基地局が共通パイロッ 信号の送信電力を自律的に設定する無線通 システム、無線通信方法、及び基地局に関 る。

 近年、携帯電話の普及による屋内での音 通信やデータ通信の需要の増大に伴い、屋 に設置される家庭用基地局の開発が進めら ている。このような家庭用基地局の運用形 として、予め登録された移動局のみが家庭 基地局に接続して通信を行なうことが検討 れている。家庭用基地局がカバーする範囲 、屋外に設置される基地局に比べて極めて さいことから、フェムトセルと呼ばれる。 こで、以下、家庭用基地局をフェムト基地 と呼ぶ。

 フェムト基地局及び既存の移動通信網に ける基地局は、共通パイロット信号を送信 る。移動局は、その共通パイロット信号を 信することにより、同期確立及びチャネル 定等を行なって、基地局との間でデータの 受信を行なう。このため、移動局において 通パイロット信号を良好な受信品質で受信 きるようにすることが、良好な通信品質を 供するために必要である。

 既存の移動通信網における基地局では、 セルにおいて送信する共通パイロット信号 送信電力は、予め固定的に定められている これに対して、フェムト基地局がフェムト ルにおいて送信する共通パイロット信号の 信電力は、フェムト基地局が自律的に設定 ることが検討されている。このような方法 、特許文献1(14ページ 8行目~15ページ 21行 )に開示されている。

 図8を用いて、その具体例を説明する。図 8を参照すると、マクロ基地局81は、マクロセ ル801を形成し、一定の送信電力で共通パイロ ット信号CP1を送信しており、移動局(図示せ )と通信を行っている。フェムト基地局91A及 91Bは、それぞれフェムトセル802A及び802Bを 成する。そして、フェムト基地局91A及び91B 各々は、マクロ基地局81の共通パイロット信 号CP1の受信電力Pmacro [dBm]を測定し、マクロ 地局81と同一の無線周波数を用いて、Pmacro +  Poffset [dBm]を送信電力として共通パイロッ 信号CP2A及びCP2Bを送信し、移動局(図示せず) 通信を行なう。ここで、Poffsetは、全てのフ ェムトセル802A及び802Bに共通な一定値である

 以上のようなフェムト基地局は、WCDMAやE-UTR ANなどのシステムの中で使用することが検討 れている。WCDMAでは、非特許文献1に記載さ ているように、上り回線と下り回線におけ 送信電力制御された個別チャネルを用いた ータ送信や、下り回線における共用チャネ を用いたデータ送信が行われる。また、E-UT RANでは、非特許文献2に記載されているよう 、無線周波数の帯域が複数のリソースブロ ク(PRB;Physical Resource Block)に分割される。E-UT RANの基地局に備えられたスケジューラがPRBの 割当を行ない、基地局は割り当てられたPRBを 用いて移動局との間のデータ送信を行う。

英国特許出願公開第2428937号明細書

特開平10-13909号公報

特開2001-339341号公報

特表2005-515648号公報

特開2005-73290号公報 3GPP TS 25.214 V7.3.0 (2006-12), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Rad io Access Network; Physical layer procedures (FDD)(Rel ease 7) 3GPP TS 36.300 V8.1.0 (2007-06), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Rad io Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio  Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Ra dio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Sta ge 2 (Release 8)

 次に、図8のフェムト基地局91A及び91Bの各 々が、図9A及び図9Bに示すように建物90の屋内 に設置されている場合について分析する。フ ェムト基地局を屋内に設置する場合、図9Aの うに、フェムト基地局91Aを窓際(窓901の近く )に設置する場合と、図9Bのように、フェムト 基地局91Bを窓901から離れた場所に設置する場 合が考えられる。また、フェムト基地局91A又 は91Bと通信を行なう移動局も、図9Aの移動局9 2Aのように窓901から離れた場所に位置する場 と、図9Bの移動局92Bのように窓901の近くに 置する場合が考えられる。

 このフェムト基地局91A及び91Bと同一の無 周波数を使用するマクロ基地局81の共通パ ロット信号CP1は、建物90の外から屋内に侵入 するが、屋内に侵入した共通パイロット信号 CP1は、窓901から離れるに従って減衰する。ま た、マクロ基地局81から屋内に侵入する干渉 号も同様に窓901から離れるに従って減衰す 。

 このため、フェムト基地局91Bの場合は、 ェムト基地局91Aの場合に比べて、共通パイ ット信号CP1の受信電力Pmacroが小さいために フェムト基地局91Bの共通パイロット信号CP2B の送信電力が小さくなり、それに応じて移動 局92Bにおける共通パイロット信号CP2Bの受信 力は、移動局92Aにおける共通パイロット信 CP2Aに比べて小さくなる。さらに、窓際の移 局92Bにおいては、移動局92Aに比べて、マク 基地局81からの干渉電力が大きい。このた 、移動局92Bにおける通信品質は移動局92Aに べて大きく劣ることになる。このように、 内の通信品質は、フェムト基地局の設置場 と移動局の使用場所に大きく依存するため 一定の良好な通信品質が得られないという 題がある。

 屋内の通信品質を改善するために、これ のフェムト基地局91A及び91Bの共通パイロッ 信号CP2A及びCP2Bの送信電力を高めに設定す ことも考えられる。しかし、共通パイロッ 信号CP2A及びCP2Bの送信電力を高めに設定する と、特に図9Aの場合に、フェムト基地局91Aに 録されていない移動局92Cがフェムト基地局9 1Aの間近でマクロ基地局81と通信を行なって るときに、フェムト基地局91Aの共通パイロ ト信号CP2Aなどの送信信号が、移動局92Cの下 回線に大きな干渉となるという問題が生じ 。

 なお、特許文献2には、他の基地局(上位 層の基地局)が送信する通話チャンネル(その 受信電力)を監視し、それに応じて、自身の 話チャンネルの送信電力を制御する基地局 開示されている。つまり、特許文献2に開示 れた基地局は、通話チャネルの送信電力調 を行なうものであって、基地局によってカ ーされる空間、セル半径を規定する信号と て基地局から送信されるパイロット信号の 信電力を、他の基地局から送信されるパイ ット信号の受信レベルに応じて調整するも ではない。また、特許文献2に開示された基 地局は、上述した「屋内の通信品質は、フェ ムト基地局の設置場所と移動局の使用場所に 大きく依存するため、一定の良好な通信品質 が得られないという問題」を解決するもので はない。

 また、特許文献3には、他の基地局による 不感地域をカバーするために設けられる補完 基地局が開示されており、他の基地局からの パイロット信号の受信レベルを測定し、不感 地域を生じないように、自身の送信電力を規 定することを特徴としている。しかしながら 、特許文献3に開示された補間基地局は、上 した"屋内の通信品質は、フェムト基地局の 置場所と移動局の使用場所に大きく依存す ため、一定の良好な通信品質が得られない いう問題"を解決するものではない。

 また、特許文献4に開示された発明は、通 信システムが設置された空間内のどこでもパ イロット信号が十分に強いことを保証し、通 信システムの有効範囲内に不感地域を生じな いようにすることを目的としている。このた め、特許文献4に開示された通信システムが する基地局は、移動局によって測定された イロット信号の受信レベルを移動局から受 し、パイロット信号の送信電力を調整する しかしながら、上述したように、単に基地 のパイロット信号の送信電力を大きくした では、セル間干渉を増大させる問題がある 特許文献4に開示された通信システムは、こ 問題を解決するものではない。

 また、特許文献5には、移動局で測定され た受信品質を移動局から受信し、移動局に送 信する下りチャネルの送信電力を調整する基 地局が開示されている。しかしながら、移動 局による下りチャネルの受信品質が低いこと に応じて、単に下りチャネルの送信電力を大 きくしたのでは、セル内干渉及びセル間干渉 を十分に抑制できないおそれがある。

 本発明は上記知見に基づいて創案された のであって、本発明の目的は、フェムト基 局の送信電力をできるだけ小さく抑えなが 、フェムト基地局の設置場所と移動局の使 場所によらず、フェムト基地局に接続が許 された移動局に対して良好な通信品質を提 できる無線通信システム、無線通信方法、 地局、基地局の制御方法、及び基地局の制 プログラムを提供することにある。

 本発明の第1の態様にかかる無線通信シス テムは、第一の基地局、第二の基地局及び少 なくとも1つの許可済み移動局とを備える。 記第一の基地局は、第一のセル内において 第一の送信電力で第一のパイロット信号の 信を行うと共に、移動局との通信を行なう 前記第二の基地局は、前記第一のパイロッ 信号の受信品質を測定し、前記受信品質に づいて第二の送信電力を設定し、第二のセ 内において、第二のパイロット信号の送信 前記第二の送信電力で行うと共に、前記第 の基地局との接続が許可された複数の許可 み移動局との通信を行う。前記許可済み移 局は、前記第二のパイロット信号の受信品 レベルを測定し、前記受信品質レベルの測 結果を前記第二の基地局に報告する。そし 、前記第二の基地局は、さらに、前記測定 果に基づいて、複数の前記許可済み移動局 各々により測定された複数の前記受信品質 ベルの中での最低レベルが予め定められた 標レベルに近づくように、前記第二の送信 力を再設定する。

 また、本発明の第2の態様にかかる基地局 は、第一のセル内において、第一の送信電力 で第一のパイロット信号の送信を行う第一の 基地局から、前記第一のパイロット信号を受 信して受信品質を測定する手段と、前記第一 のパイロット信号の受信品質に基づいて第二 の送信電力を設定し、第二のセル内において 、第二のパイロット信号の送信を前記第二の 送信電力で行うと共に、当該基地局との接続 が許可された複数の許可済み移動局との通信 を行なう手段と、複数の前記許可済み移動局 から報告される前記第二のパイロット信号の 受信品質レベルの測定結果に基づいて、複数 の前記許可済み移動局の各々により測定され た複数の前記受信品質レベルの中での最低レ ベルが予め定められた目標レベルに近づくよ うに、前記第二の送信電力を再設定する手段 とを有する。

 上述したように、本発明の第1の態様にか かる無線通信システムが有する第二の基地局 は、第一の基地局が送信する第一のパイロッ ト信号の受信品質(例えば、受信電力又は受 SIR)に基づいて第二のパイロット信号の送信 力(第二の送信電力)を設定するだけでなく 自身に接続が許可された許可済み移動局に る第二のパイロット信号の受信品質レベル 測定結果を受信する。さらに、第二の基地 は、複数の測定結果の中で最低の受信品質 ベルが予め定められた目標レベルに近づく うに、パイロット信号の送信電力を調整す 。許可済み移動局の各々によるパイロット 号の受信品質レベルの測定結果に応じて第 の送信電力を設定すると、第二の基地局に い位置に存在するいずれかの許可済み移動 が測定報告を行なった後には、第二の送信 が小さくなり、第二の基地局から遠い位置 存在する許可済み移動局の通信品質が劣化 る可能性がある。しかしながら、上述した 二の移動局によれば、複数の許可済み移動 の中で通信品質レベルが最低の移動局にお ても良好な通信品質が得られる。つまり、 発明の第1の態様にかかる無線通信システム 、第二の基地局に接続する複数の許可済み 動局の全てにおいて良好な通信品質が得ら る。また、複数の許可済み移動局が最低限 要な品質に対応した値に目標レベルを設定 ることによって、第二の基地局の送信電力 できるだけ小さく抑えながら、複数の許可 み移動局に対して良好な通信品質を提供で る。

本発明の実施例1~3のシステム構成を示 図である。 本発明の実施例1~2のマクロ基地局の構 を示す図である。 本発明の実施例1~3のフェムト基地局の 成を示す図である。 本発明の実施例1~3の移動局の構成を示 図である。 本発明の実施例1の共通パイロット信号 送信電力の設定手順を示す図である。 本発明の実施例2~3の共通パイロット信 送信電力の設定手順を示す図である。 本発明の実施例3のマクロ基地局の構成 を示す図である。 背景技術の説明のためのシステムの構 図である。 フェムト基地局と移動局の屋内におけ る位置を示す図である。 フェムト基地局と移動局の屋内におけ る位置を示す図である。

符号の説明

1 マクロゲートウェー装置
2 フェムトゲートウェー装置
3 マクロ基地局
4 フェムト基地局
5 マクロセル
6 フェムトセル
7-1~7-4 移動局
10 ネットワーク
30 アンテナ
31 無線送受信部
32 受信データ処理部
33 送信データ処理部
34 有線送受信部
35 無線ネットワーク制御部
36 移動局モード受信部
37 無線ネットワーク制御データ設定部

 次に、本発明の実施の形態について図面を 照して説明する。
 図1は、本発明の実施例1~実施例3の無線通信 システムの構成図である。この無線通信シス テムは、マクロゲートウェー装置1と、フェ トゲートウェー装置2と、マクロ基地局3と、 フェムト基地局4と、マクロセル5と、フェム セル6と、移動局7-1~7-4とを含む。

 マクロ基地局3、フェムト基地局4は、各 マクロセル5、フェムトセル6を構成する。マ クロ基地局3は移動局7-1との通信を行い、フ ムト基地局4は移動局7-2~7-4との通信を行う。 マクロ基地局3及びフェムト基地局4の各々が 成するセルは、複数の場合もあるが、本実 形態では、各々1つずつとしている。

 マクロゲートウェー装置1は、マクロ基地 局3と接続される。フェムトゲートウェー装 2は、フェムト基地局4と接続される。そして これらのゲートウェー装置1及び2は、上位の ットワーク10とも接続されており、上位の ットワーク10と配下の基地局のセル内に存在 する移動局7-1~7-4との通信を制御すると共に 情報の転送を行う。

 本実施の形態にかかる無線通信システム 、図1に示したものの他に多数のマクロ基地 局、フェムト基地局とこれらに対応するマク ロセル、フェムトセル、並びに移動局を含む が、図示は省略している。

 マクロ基地局3には、移動局7-1~7-4の全て 接続を許可されている。一方、フェムト基 局4には、移動局7-2~7-4のみの識別子が登録さ れており、移動局7-2~7-4のみが登録済移動局 して接続を許可されている。

 特定の移動局のみに接続を許可するため 、フェムト基地局4は、共通制御チャネルを 用いて、セル識別番号情報を送信すると共に 、特定の移動局のみに接続を許可するセルで あることを示す接続制限情報を送信する。一 方、移動局7-2~7-4は、接続が許可されたセル セル識別番号情報を保持する。そして、移 局7-2~7-4は、フェムトセル6において接続制限 情報とセル識別番号が送信されているとき、 送信されているセル識別番号が、保持してい るセル識別番号と一致する場合に、そのセル をセル選択候補として接続する。

 マクロ基地局3とフェムト基地局4は、同 の無線周波数を用いて移動局と通信を行な 。そして、マクロ基地局3は、マクロセル5に おいて、下り回線の共通パイロットチャネル (CPICH;Common Pilot Channel)により予め定められた 一定の送信電力でパイロット信号を送信する 。一方、フェムト基地局4は、共通パイロッ 信号の送信電力Ptxを自律的に設定し、フェ トセル6においてCPICHにより共通パイロット 号を送信電力Ptxで送信する。フェムト基地 4によるPtxの設定方法は、後述する各実施例 おいて説明する。

 また、マクロ基地局3及びフェムト基地局 4の各々は、下りデータチャネルを用いて下 データを移動局に送信し、上りデータチャ ルを用いて移動局から上りデータを受信す 。

 ここで、フェムト基地局4がフェムトセル 6において送信する全てのチャネルの送信電 合計値の最大値Ptx_total_maxをMin(Ptx+Dtotal, Ptx_t otal_limit) [dBm]とする。ここで、Min(Ptx+Dtotal, P tx_total_limit) は、Ptx+Dtotal 及び Ptx_total_limit  のいずれか小さい方を意味する。また、Dtotal は、予め定められた固定値(例えば10dB)である 。Ptx_total_limitは、フェムト基地局4の送信電 容量(送信電力の上限)である。フェムト基地 局4は、下りデータチャネルの送信電力を、 信電力合計値が上記の最大値Ptx_total_maxを超 ないように制御する。これにより、フェム 基地局4の全送信電力に対する共通パイロッ トチャネルの送信電力の比率は所定値未満と ならない。また、Ptxを抑えることにより、フ ェムト基地局4の送信電力合計値も抑えられ ことになり、他の基地局と接続する移動局 の干渉を抑制できる。

 なお、本実施の形態では、上り回線と下 回線で異なる無線周波数を使用するFDD(Freque ncy Division Duplex)方式を採用するものとする 、上り回線と下り回線で同一の無線周波数 時間的に分けて使用するTDD(Time Division Duplex )方式を採用しても、本発明は全く同様に実 できる。

[実施例1]
 本実施の形態にかかる無線通信システムは 基地局と移動局との間の通信方式には如何 る方式を採用してもよいが、実施例1では、 無線アクセス方式としてCDMA方式を採用し、 クロ基地局3、フェムト基地局4及び移動局7-1 ~7-4は、所定の無線周波数帯域に送信信号を 散して情報を送信する。また、実施例1のマ ロゲートウェー装置1には、無線ネットワー ク制御装置(Radio Network Controller;RNC)の機能が 加されている。これにより、マクロゲート ェー装置1は、マクロ基地局3に対して、予 設定されたマクロセル5の無線周波数や共通 イロット信号の送信電力などを通知する。

 図2は、マクロ基地局3の構成の一例を示 図である。図2を参照すると、本実施例のマ ロ基地局3は、アンテナ20、無線送受信部21 受信データ処理部22、送信データ処理部23、 線送受信部24を備えている。

 無線送受信部21は、マクロゲートウェー 置1から有線送受信部24を介して、構成する ルの無線周波数及び共通パイロット信号の 信電力などの通知を受け、その通知に基づ て共通パイロット信号の送信を行なう。ま 、無線送受信部21は、有線送受信部24と送信 ータ処理部23を介して、マクロゲートウェ 装置1から下りデータを受け取って、アンテ 20を介して移動局7-1に向けて送信する。ま 、無線送受信部21は、アンテナ20を介して、 動局7-1から上りデータを受信し、受信デー 処理部22、有線送受信部24を介して、マクロ ゲートウェー装置1に送る。

 図3は、フェムト基地局4の構成の一例を す図である。図3を参照すると、本実施例の ェムト基地局4は、アンテナ30、無線送受信 31、受信データ処理部32、送信データ処理部 33、有線送受信部34、無線ネットワーク制御 35、移動局モード受信部36、無線ネットワー 制御データ設定部37を備えている。

 移動局モード受信部36は、アンテナ30を介 して、マクロセル5において送信されている 通パイロット信号の受信レベルを測定する 無線ネットワーク制御データ設定部37は、フ ェムト基地局4による共通パイロット信号の 信電力を決定する。そのために、無線ネッ ワーク制御データ設定部37は、移動局7-2~7-4 対する測定指示を無線ネットワーク制御部35 に送り、また、その測定報告を無線ネットワ ーク制御部35から受け取る。また、無線ネッ ワーク制御データ設定部37は、移動局モー 受信部36が測定したマクロセル5においてマ ロ基地局3により送信されている共通パイロ ト信号の受信レベルの通知も受け取る。無 ネットワーク制御データ設定部37は、決定 た共通パイロット信号の送信電力を無線ネ トワーク制御部35に送る。

 無線ネットワーク制御部35は、RNCの機能 有しており、上述した移動局7-2~7-4に対する 定指示の送信と移動局7-2~7-4からの測定報告 の受信を無線送受信部31とアンテナ30を介し 行なうと共に、使用する無線周波数及び共 パイロット信号の送信電力を無線送受信部31 に通知する。そして、無線送受信部31は、無 ネットワーク制御部35から無線周波数及び 通パイロット信号の送信電力値の通知を受 、その通知に基づいて共通パイロット信号 送信を行う。また、無線送受信部31は、マク ロ基地局の無線送受信部21と同様に下りデー と上りデータの送受信を行なう。

 図4は、移動局7-1の構成の一例を示す図で ある。なお、他の移動局7-2~7-4も図4と同様に 成すればよい。図4を参照すると、本実施例 の移動局7-1は、アンテナ40、無線送受信部41 受信データ処理部42、送信データ処理部43、 ッファ部44を備えている。

 無線送受信部41は、アンテナ40を介して下 りデータを受信し、受信データ処理部42を介 て、受信した下りデータをバッファ部44に る。バッファ部44に格納された下りデータは 読み出されて、その目的に応じて利用される 。また、無線送受信部41は、送信データ処理 43を介して、バッファ部44に格納された上り データを受け取り、アンテナ40を介して基地 (マクロ基地局3又はフェムト基地局4)に向け て送信する。

 図5は、本実施例のフェムト基地局4が共 パイロット信号の送信電力Ptxの設定を行な 手順の一例を示すフロー図である。

 図5を参照すると、フェムト基地局4は、 クロ基地局3の共通パイロット信号の受信電 Pmacroを測定する(ステップS101)。フェムト基 局4は、Pmacroの測定を実施するときには、全 ての無線信号の送信を停止し、マクロ基地局 3から送信される共通パイロット信号を受信 る移動局モードとなる。なお、このフロー でのPmacroなどの記号は全てデシベル値であ 。

 ステップS102では、Pmacroを基準として、Ptx の最大値Ptx_maxをPmacro+Poffset_maxとし、Ptxの最 値Ptx_minをPmacro+Poffset_minとする。但し、Ptxに 予め上限値と下限値が定められており、Ptx_ maxはその上限値を超えず、Ptx_minはその下限 を下回らないようにする。そして、Ptx = Pma cro+Poffsetとして、共通パイロット信号の送信 力の送信を開始する(ステップS103)。ステッ S102とS103において、Poffset、Poffset_max 及びPof fset_minは、Poffset_max > Poffset > Poffset_min 満足する各々一定の値である。

 フェムト基地局4が共通パイロット信号の 送信を開始することによって、フェムト基地 局4と移動局7-2~7-4との通信が可能となる。し がって、移動局7-2~7-4が、フェムト基地局4 ら送信される共通パイロット信号の受信品 レベルを測定することも可能になる。そし 、ステップS104において、移動局7-2~7-4の各々 に関して、その測定実施済フラグF(i)を0とす 。ここでi=1,2,3であり、移動局7-2~7-4の各々 示す。

 そして、移動局7-2~7-4の何れかの移動局MS( k)に対して通信要求が発生し、フェムト基地 4との通信を行なった場合には、MS(k)に測定 示を送信する(ステップS105、S106)。MS(k)は、 ェムト基地局4からの指示に応じてフェムト 基地局4が送信する共通パイロット信号の受 品質レベルの測定を行い、その測定報告を ェムト基地局4に送信する。そして、フェム 基地局4は、MS(k)からその測定報告を受信し 測定が完了した移動局MS(k)に対応するフラ F(k)=1とする(ステップS107、S108)。

 なお、フェムト基地局4が、例えば移動局 7-2と通信を開始して直ちにその移動局7-2にス テップS106の測定指示を送信すると、その移 局7-2は、フェムト基地局4との通信中に共通 イロット信号の受信品質レベルの測定を実 することになる。また、フェムト基地局4は 、移動局7-2との通信開始後に直ちに移動局7-2 に対して測定指示を送信する代わりに、その 通信が終了してから、その終了を契機として 移動局7-2に測定指示を送信し、その指示を受 けて移動局7-2が測定を実施するようにしても 良い。

 フェムト基地局4は、時計(図示せず)を内 しており、予め定められた設定時刻が到来 るまで、ステップS105~S109を繰り返す。ステ プS109において設定時刻が到来すると、フェ ムト基地局4は、まだ測定報告を行なってい い、つまりF(i)=0となっている移動局MS(i)の全 てに対して測定指示を送信し、これらのMS(i) ら測定報告を受信する(ステップS110、S111)。 ここで、設定時刻は、ステップS103で共通パ ロット信号の送信を開始した時間から、一 の時間間隔(例えば1時間)の時刻を設定して く。

 そして、ステップS112において、フェムト 基地局4は、3つの移動局7-2~7-4が測定した受信 品質レベルの中で最低の受信品質レベルA_min 、予め定められた目標レベルA_targetよりも め定められたステップ幅δupだけ小さい値、 まりA_target - δupと比べて小さいか否かを 定する。ステップS112の判定結果がYESである 合、フェムト基地局4は、Ptx_maxを超えない 囲で、Ptxをこれまでの値に比べて δupだけ きくする(ステップS113)。

 一方、ステップS112の判定結果がNOである 合、最低の受信品質レベルA_minが、予め定 られた目標レベルA_targetよりも予め定められ たステップ幅δdnだけ大きい値、つまりA_target  + δdnと比べて大きいか否かを判定する(ス ップS114)。ステップS114の判定結果がYESであ 場合、フェムト基地局4は、Ptx_minを下回らな い範囲で、Ptxをこれまでの値に比べて δdnだ け小さくする(ステップS115)。そして、ステッ プS104に戻って、フェムト基地局4は、S104~S115 処理を繰り返す。

 図5に示した処理を繰り返すことで、登録 済移動局(移動局7-2~7-4)の中で最小の受信品質 レベルA_minが、予め定められた目標レベルA_ta rgetに徐々に近づくことになる。

 なお、図5の例では、Ptxをδupとδdnのステッ 幅で増減させることとした。しかしながら Ptxを固定のステップ幅δup及びδdnで増減さ る代わりに、目標レベルA_targetと最低の受信 品質レベルAminとの差をPtxのこれまでの値に 算することで、Ptxの更新値を得るようにし もよい。このとき、Ptxの更新後の値を表す は、例えば、
 Ptx=Median(Ptx + A_target - Amin, Ptx_max, Ptx_min)
となる。ここで、関数Median(A, B, C)は、引数 指定された3つの値A、B及びCの中で中央値を 求める関数である。上述したように、A_target 受信品質レベルの目標値である。また、Amin は、フェムト基地局4から送信される共通パ ロット信号の3つの移動局7-2~7-4による受信品 質レベルの中での最低値である。

[実施例2]
 実施例2では、フェムト基地局4が、図6のフ ー図に示す手順でPtxの設定を行なう。フェ ト基地局4によるPtxの設定手順が異なる点を 除いて、マクロ基地局3、フェムト基地局4及 移動局7-1~7-4の構成は、実施例1と同様とす ばよい。

 図6を参照すると、ステップS201~S203は、実 施例1の図5に示したステップS101~S103と同様で る。そして、ステップS204では、フェムト基 地局4は、移動局7-2~7-4の各々に関して、その 定実施カウンタC(i)を0とする。ここでi=1,2,3 あり、移動局7-2~7-4の各々を示す。また、C_m in=1とする(ステップS205)。

 そして、フェムト基地局4は、移動局7-2~7- 4の何れかの移動局MS(k)に対して通信要求が発 生すると、実施例1と同様に、MS(k)にパイロッ ト信号受信レベルの測定指示を送信すると共 に、MS(k)から測定報告を受信し、C(i)に1を加 する(ステップS206~S209)。

 フェムト基地局4は、所定の設定時刻が到 来するまで、ステップS206~S210を繰り返す。ス テップS210において、設定時刻が到来したこ と判定すると、フェムト基地局4は、測定報 回数が少ない、具体的には C(i) < C_minと なっているMS(i)の全てに対してさらなる測定 示を送信する。そして、フェムト基地局4は 、これらのMS(i)から追加の測定報告を受信し C(i)に1を加算する(ステップS211~S213)。

 そして、ステップS214において、C_minが予め められたサンプル取得目標値C_targetと等し ないと判定された場合(ステップS214のNO)、フ ェムト基地局4は、C_minに1を加算して、ステ プS206以降の処理を繰り返す。一方、ステッ S214において、C_minがサンプル取得目標値C_ta rgetと等しいと判定された場合(ステップS214の YES)、ステップS216において、フェムト基地局4 は、MS(i)の各々に関して、受信品質レベルのX パーセント値Ax(i)を求める。但し、Xは0以上 100以下の数値である。例えば、X=10であり、 定サンプル数が100である場合、フェムト基 局4は、受信品質レベルを低い順番に並べて 10番目の値を求め、これをAx(i)とする。さら 、フェムト基地局4は、複数のAx(i)の中での 低値Ax_minを求め(ステップS217)、以下の式に りPtxの更新値を求める(ステップS218)。
 Ptx=Median(Ptx + Ax_target - Ax_min, Ptx_max, Ptx_mi n)
 ここで、Ax_targetは、Xパーセント値Ax(i)に関 て予め定められた目標レベルである。そし 、フェムト基地局4は、ステップS218を終了 ると、ステップS204以降の処理を繰り返す。

 図6に示した処理を繰り返すことで、登録 済移動局(移動局7-2~7-4)の中での受信品質レベ ルのXパーセント値の最低値Ax_minを、予め定 られた目標レベルAx_targetとほぼ等しく保つ とができる。

 なお、図6では、Xパーセント値の目標レ ルAx_targetと最低値Ax_minとの差をこれまでのPt xに加算することで、Ptxの更新値を得る例を した。しかしながら、その代わりに、実施 1と同様に、Ptxをδupとδdnのステップ幅で増 させることで、Ptxの更新値を得ることとし もよい。

 本実施例に示した送信電力Ptxの設定手順 よれば、通信品質が最低の移動局を含む全 の登録済移動局7-2~7-4において、フェムト基 地局4が送信するパイロット信号の受信品質 ベルが目標レベル未満となる確率をXパーセ ト以下とすることができる。つまり、各々 移動局7-2~7-4がパイロット信号の受信品質レ ベルの測定とその測定結果の報告を複数回数 実施するため、移動局によって通信頻度が異 なる場合であっても、全ての登録済移動局7-2 ~7-4に一定の通信品質を提供することができ 。

[実施例3]
 実施例1及び実施例2では、基地局と移動局 の間の通信方式としてWCDMA方式を採用してい たが、実施例3では、上り回線はシングルキ リアFDMA(Frequency Division Multiple Access)方式、 り回線はOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple xing)方式をそれぞれ採用する。そして、無線 波数帯域は複数のリソースブロック(PRB;Physi cal Resource Block)に分割され、マクロ基地局3 びフェムト基地局4に備えられたスケジュー がPRBの割当を行なう。マクロ基地局3及びフ ェムト基地局4は、割り当てられたPRBを用い 移動局との間のデータ送信を行う。

 実施例1のマクロゲートウェー装置1には 無線ネットワーク制御装置(Radio Network Contro ller;RNC)の機能が付加されているが、実施例3 は、マクロゲートウェエー装置1にRNC機能は 加されていない。代わりに、RNC機能はマク 基地局3に付加されている。

 図7は、実施例3のマクロ基地局3の構成の 例を示す図である。図7を参照すると、本実 施例のマクロ基地局3は、無線ネットワーク 御部25を備えている。無線ネットワーク制御 部25は、各セルが使用する周波数チャネルや パイロット信号の送信電力値等の制御パラ ータを格納しており、これらを無線送受信 21に通知する。図7の無線送受信部21は、マ ロゲートウェエー装置1ではなく、無線ネッ ワーク制御部25から通知される制御パラメ タを用いて移動局との無線通信を行う。な 、図7におけるその他の構成要素は、無線送 信部21に適用される変調方式が異なる点を いて、図2を用いて説明した実施例1にかかる マクロ基地局3と同様である。また、本実施 にかかるフェムト基地局4及び移動局7-1~7-4の 構成、並びにフェムト基地局4による共通パ ロット信号の送信電力の決定手順は、上述 た実施例1及び2のいずれかと同様とすればよ い。

 また、上述した実施例1~3では、フェムト 地局4が送信する共通パイロット信号の受信 品質レベルを複数の移動局7-2~7-4が測定する ととした。そして、フェムト基地局4は、複 の測定結果の中で最低の受信品質レベルが 標レベルを上回るように、パイロット信号 送信電力を調整するものとした。複数の移 局7-2~7-4の各々による共通パイロット信号の 受信品質レベルの測定結果に応じて送信電力 Ptxを設定すると、フェムト基地局4に近いい れかの移動局が測定報告を行なった後には 送信電力Ptxが小さくなり、フェムト基地局 ら遠い移動局では通信品質が劣化する可能 がある。しかしながら、実施例1~3の構成に れば、複数の登録済移動局7-2~7-4の中で、通 品質が最低の移動局においても良好な通信 質が得られる。つまり、実施例1~3の構成は フェムトセル6内に存在し、フェムト基地局 4に接続する全ての登録済移動局7-2~7-4におい 良好な通信品質が得られる点で有効である

 また、実施例1~3で述べたフェムト基地局4 が実行するパイロット信号の送信電力の決定 手順は、フェムト基地局4が送信する共通パ ロット信号の移動局7-2~7-4における受信品質 ベルが目標レベルに漸近するように、送信 力Ptxを更新するものであった。このような 信電力の更新制御手順は、目標レベルを移 局7-2~7-4が最低限必要な品質に対応した値と することによって、フェムト基地局4の送信 力をできるだけ小さく抑えながら、フェム 基地局4に登録された移動局7-2~7-4に対して良 好な通信品質を提供できる点で有効である。

[その他の実施例]
 上述した実施例1~3のさらなる変形例につい 以下に列挙する。
 実施例1~3において移動局7-2~7-4が測定する共 通パイロット信号の受信品質レベルは、例え ば、共通パイロット信号の受信電力、共通パ イロット信号の受信SIR(Signal to Interference Rat io)若しくは共通パイロット信号の符号誤り率 (BER;Bit Error Rate)、又はこれらの組合せとす ばよい。また、パイロット信号の受信品質 評価可能な他のパラメータを使用してもよ 。

 また、実施例1~3で述べたフェムト基地局4 が実行する共通パイロット信号の送信電力の 決定手順では、フェムト基地局4による共通 イロット信号の送信電力の最大値Ptx_max及び 小値Ptx_maxを、マクロ基地局3から送信され 共通パイロット信号の受信レベルPmacroに応 て決定することとした。このような構成に れば、マクロ基地局3から送信される共通パ ロット信号の信号強度がフェムト基地局4の 近傍において微弱である場合に、これに併せ てフェムト基地局4のパイロット信号の送信 力の最大値Ptx_maxを低減できる。このため、 ェムト基地局4の近傍に存在するがフェムト 基地局4ではなくマクロ基地局3に接続する移 局に対するフェムト基地局4の干渉を抑制で きるという利点がある。

 しかしながら、必ずしも最大値Ptx_max及び 最小値Ptx_maxの両方をPmacroを基準として決定 なくてもよい。例えば、最大値Ptx_maxのみをP macroに応じて決定し、最小値Ptx_maxは予め定め られた一定値としてもよい。

 また、実施例1~3では、フェムト基地局4が 、マクロ基地局3から送信されるパイロット 号の受信電力Pmacroの測定結果を使用して、 通パイロット信号の送信電力Ptxを決定する を示した。しかしながら、マクロ基地局3か の共通パイロット信号の受信電力Pmacroは、 クロ基地局3から送信される信号の受信品質 を表すパラメータの1つに過ぎない。例えば フェムト基地局4は、共通パイロット信号の 信電力Pmacroに代えて、又は共通パイロット 号の受信電力Pmacroに加えて、共通パイロッ 信号の受信SIR(Signal to Interference Ratio)を使 してもよい。例えば、マクロ基地局3からの 共通パイロット信号の受信SIR(以下、SIRmacro) 使用する場合、図5のステップS101及び図6の テップS201では、SIRmacroを測定すればよい。 た、図5のステップS102及び図6のステップS202 は、Ptx_maxを"SIRmacro + Poffset_max2"により計算 し、Ptx_minを"SIRmacro + Poffset_min2"により計算 ればよい。また、図5のステップS103及び図6 ステップS203におけるPtxを"SIRmacro + Poffset2" より計算すればよい。ここで、Poffset_max2、Po ffset_min2、及びPoffset2は、Poffset_max2 > Poffset 2 > Poffset_min2を満足する各々一定の値であ る。

 また、実施例1~3で述べたフェムト基地局4 が実行するパイロット信号の送信電力の決定 手順は、マイクロプロセッサ等のコンピュー タに基地局制御のためのプログラムを実行さ せることによって実現可能である。例えば、 実施例1の場合、基地局制御プログラムを実 するコンピュータの制御に基づいて、移動 モード受信部36にマクロ基地局4からのパイ ット信号受信レベルの測定を実行させ、得 れたパイロット信号受信レベルの測定結果 基づいて自身のパイロット信号の送信電力Pt xの初期値を決定し、当該初期値を無線送受 部31に設定して、移動局7-2~7-4との通信を実 させればよい。さらに、コンピュータによ 制御に基づいて、フェムト基地局4が送信す パイロット信号の受信レベルの測定を移動 7-2~7-4に依頼すると共に、移動局7-2~7-4から 信される測定報告を用いてパイロット信号 送信電力を調整し、調整後の送信電力Ptxを 線送受信部31に設定すればよい。

 さらに、本発明は上述した実施の形態の に限定されるものではなく、既に述べた本 明の要旨を逸脱しない範囲において種々の 更が可能であることは勿論である。

 この出願は、2007年10月9日に出願された日 本出願特願2007-263050を基礎とする優先権を主 し、その開示の全てをここに取り込む。

 本発明は、無線通信システムに適用され 特に、少なくとも一部の基地局が共通パイ ット信号の送信電力を自律的に設定する無 通信システム、無線通信方法、及び基地局 適用される。