JP2008300995A - 無線基地局及び送信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 無線基地局の送信機における増幅器が飽和状態に近づいている場合であっても、複数の無線通信端末に対する送信電力の制御を適切に行うこと。
【解決手段】 第１無線通信端末への送信電力を減少させることができるか否かを判定する。第１無線通信端末への送信電力を減少させることができると判定した場合、複数の無線通信端末への送信電力の合計値が閾値に達しているときには、第２無線通信端末への送信電力を増加させることができるか否かを判定する。第２無線通信端末への送信電力を増加させることができると判定された場合、第２の無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させ、第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させる。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、第１無線通信端末及び第２無線通信端末を含む複数の無線通信端末に対して無線信号を同時に送信する無線基地局及び送信制御方法に関する。

従来、無線通信システムにおいて通信レートを向上させる技術として、適応変調が知られている。適応変調を使用する無線通信システムにおいて、無線基地局は、無線通信端末との問の無線伝搬路の品質（以下、「伝搬路品質」）が良好であれば、通信レートが高い変調クラスを用いて無線通信端末と通信する。

また、多数のサブキャリアを使用する通信方式として、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）が知られている。ＯＦＤＭＡを使用する無線通信システムにおいては、サブキャリア毎に異なる変調クラスを適用することができる（特許文献１参照）。

特許文献１の手法では、無線通信端末が、無線基地局によって送信された無線信号の受信品質をサブキャリア毎に測定し、測定した受信品質を無線基地局に通知する。無線基地局は、無線通信端末から通知されたサブキャリア毎の受信品質に応じて、当該無線通信端末との通信に使用するサブキャリアを選択する。これにより、無線通信端末は、より通信レートの高い変調クラスを使用することができる。
特開２００３−３０４２１４号公報（第６頁）

ところで、無線通信端末における無線信号の受信品質を改善させるためには、無線基地局における無線信号の送信電力を増加させることが望ましい。したがって、無線信号の受信品質が低い無線通信端末であって、高速な通信を要求する無線通信端末に対しては、送信電力を増加させることが考えられる。

しかしながら、無線基地局が複数の無線通信端末に同時に無線信号を送信する場合、無線基地局の送信機における増幅器が飽和状態に近づいている場合がある。この場合、無線基地局は、無線通信端末から送信電力の増加要求を受けても、当該無線通信端末に送信する無線信号の送信電カを増加させることができない。

また、当該無線基地局の送信機における増幅器が飽和状態に近づいている状況下で、無線基地局と、ある無線通信端末との間で、データレート（データ量）の少ない通信（例えば、音声通信）が実行されている場合や、無線通信端末におけるダウンリンクのＣＮＲが、当該無線通信端末に送信する無線信号に適用されている変調クラスの所要ＣＮＲよりも高い場合には、次のような不具合が生じる。

具体的には、無線通信端末が無線基地局の近傍に位置していると、当該無線通信端末と無線基地局との間の伝播路品質が良好になることから、データレートが少ない通信が実行されているにもかかわらず、無線基地局から無線通信端末への送信電力が必要以上に増してしまう。また、無線通信端末におけるダウンリンクのＣＮＲが、当該無線通信端末に送信する無線信号に適用されている変調クラスの所要ＣＮＲよりも高い場合にも、無線基地局から無線通信端末への送信電力が必要以上に増してしまう。これは、当該無線基地局の送信機における増幅器が飽和状態に近づいている状況下においては、極めて無駄な電力制御となる。またこの場合、無線通信端末では、無線基地局から過大な送信電力で送信されたデータの受信処理に過大な電力が消費されるので、結果として、当該無線通信端末に対して過大な処理負荷を与えてしまう。

すなわち、従来の技術では、無線基地局が、複数の無線通信端末に無線信号を同時に送信する場合において、当該無線基地局の送信機における増幅器が飽和状態に近づいているときには、複数の無線通信端末に対する送信電力の制御が適切に行われないという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、無線基地局の送信機における増幅器が飽和状態に近づいている場合であっても、複数の無線通信端末に対する送信電力の制御を適切に行うことができる無線基地局及び送信制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、第１無線通信端末（無線端末＃１）及び第２無線通信端末（無線端末＃２）を含む複数の無線通信端末に無線信号を同時に送信する無線基地局（無線基地局１００）であって、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることができるか否かを判定する減少判定部（送信電力判定部１４５）と、前記減少判定部によって前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることができると判定された場合には、前記複数の無線通信端末への無線信号の送信タイミングにおける送信電力の合計値が閾値に達しているか否かを判定する閾値判定部（送信電力判定部１４５）と、前記閾値判定部によって前記合計値が前記闘値に達していると判定された場合には、前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させることができるか否かを判定する増加判定部（送信電力判定部１４５）と、前記増加判定部によって前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させることができると判定され、当該第２の無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させる場合には、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させる送信電力制御部（送信電力制御部１４７）とを備えることを要旨とする。

このような特徴によれば、無線基地局は、第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることが可能であり、この際、複数の無線通信端末（第１無線通信端末と第２無線通信端末とを含む）への無線信号の送信タイミングにおける送信電力の合計値が閾値に達しているときには、第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させるとともに、第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させることが可能になる。したがって、無線基地局の送信機における増幅器が飽和状態に近づいている場合であっても、受信品質が低い無線通信端末（第２無線通信端末）に送信する無線信号の送信電力を増加させることができ、さらには、データレートの少ない通信を実行する無線通信端末に対しては、送信する無線信号の送信電力を減少させることができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力の減少要求（送信電力の減少が可能である旨の通知を含む）を、前記第１無線通信端末から受信する減少要求受信部（要求受信部１４４）を更に備え、前記減少判定部は、前記減少要求受信部が前記減少要求を受信した場合に、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることが可能であると判定する、ことを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記無線通信端末が受信した無線信号の受信品質を取得する受信品質取得部（受信品質取得部１４１）と、前記受信品質取得部によって取得された前記受信品質に応じて、前記無線通信端末に送信する無線信号に適用される変調クラスを決定する変調クラス決定部（変調クラス決定部１４２）とを更に備え、前記減少判定部は、前記第１無線通信端末が受信した無線信号の受信品質が、前記第１無線通信端末に送信する無線信号に適用されている変調クラスの所要受信品質（所要ＣＮＲ）よりも高い場合に、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることが可能であると判定する、ことを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記増加判定部によって前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させることが可能と判定されたときには、前記第２無線通信端末へ、その旨を通知する増加通知部（増加通知部１３１）を更に備え、前記送信電力制御部は、前記増加通知部による通知の結果、前記第２の無線通信端末に送信する無線信号の送信電力の増加要求を、前記第２の無線通信端末から受信した場合には、当該第２の無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させ、かつ、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させる、ことを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させた場合に、前記第２無線通信端末に送信する無線信号が、他の無線基地局と通信中の無線通信端末に干渉するか否かを判定する干渉判定部（干渉判定部１４６）をさらに備え、前記送信電力制御部は、前記干渉判定部によって前記第２無線通信端末に送信する無線信号が前記他の無線基地局と通信中の無線通信端末に干渉しないと判定された場合、前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させる、ことを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、第１無線通信端末及び第２無線通信端末を含む複数の無線通信端末に無線信号を同時に送信する無線基地局を用いた送信制御方法であって、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることができるか否かを判定するステップ（ステップＳ１０２）と、前記判定の結果、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることができると判定された場合、前記複数の無線通信端末への無線信号の送信タイミングにおける送信電力の合計値が閾値に達しているときには、前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させることができるか否かを判定するステップ（ステップＳ１０５）と、前記判定の結果、前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させることができると判定された場合、前記第２の無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させるときには、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させるステップ（ステップＳ１０９）とを含むことを要旨とする。

本発明の特徴によれば、無線基地局の送信機における増幅器が飽和状態に近づいている場合であっても、複数の無線通信端末に対する送信電力の制御を適切に行うことができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一の又は類似の符号を付している。

以下においては、（１）全体概略構成、（２）無線基地局の構成、（３）送信電力御処理、（４）干渉対策、（５）無線基地局の動作、（６）作用・効果、の順で説明する。

（１）全体概略構成
まず、本実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成について説明する。

（１．１）無線通信システムの構成
図１は、本実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る無線通信ンステムは、無線基地局１００及び複数の無線端末（無線端末＃１〜無線端末＃６）を備える。

本実施形態では、無線基地局１００、及び無線端末＃１〜無線端末＃６は、ＷｉＭＡＸ規格（IEEE802.16e）に基づく構成を有している。ＷｉＭＡＸ規格では、ダウンリンク（下り方向）の通信と、アップリンク（上り方向）の通信とが異なる期間において実行される。

無線端末＃１〜無線端末＃６は、無線基地局１００が構成するセル内に位置しており、無線基地局１００と接続して通信を行う。本実施形態では、無線端末＃１〜無線端末＃６には、図２に示すようにチャネル（ＷｉＭＡＸ規格では「バースト」と呼ばれる。）が割り当てられている。

図２において、無線端末＃１及び無線端末＃２は、周波数軸上では異なる周波数（サブキャリア）を使用しているが、時間軸上では同一のタイミングで無線基地局１００とダウンリンクの通信を行う。

無線端末＃４〜無線端末＃６についても、同一のタイミングで無線基地局１００とダウンリンクの通信を行う。このような場合、当該タイミングにおいては、無線基地局１００のパワーアンプ１２７（図４参照）が飽和状態に近づいている場合がある。

（１．２）適応変調の概要
ＷｉＭＡＸ規格では、通信レートを高速化することを目的として、無線端末における受信品質に応じた変調方式及び符号化方式を選択する適応変調が導入されている。以下では、受信品質として搬送波対雑音比（ＣＮＲ：Carrier to Noise ratio）（以下、単に「ＣＮＲ」と称する。）を用いる場合について説明する。

無線端末＃１〜無線端末＃６は、無線基地局１００から受信した無線信号のＣＮＲを測定し、測定したＣＮＲを無線基地局１００に通知する。無線基地局１００は、無線端末＃１〜無線端末＃６から通知されたＣＮＲに応じて、無線端末毎に変調クラスを選択する。

無線端末＃２，＃３及び＃６は、無線基地局１００との距離が遠く、セルエッジ付近に位置している。無線端末＃１，＃４及び＃５は、無線端末＃２，＃３及び＃６と比較して、無線基地局１００との距離が近い。

一般的な適応変調では、無線基地局１００の送信電力は、サブキャリアごとに一定である。このため、図３に示すように、セルエッジ付近に位置する無線端末＃２，＃３，＃６は、低速な変調クラス（例えばＢＰＳＫ）で無線基地局１００と通信することになる。

以下では、無線端末＃１が、ＶｏＩＰ(Voice over Internet Protocol)による音声通信を実行しており、高速な通信レートを無線基地局１００に要求しない場合について説明する。一方、無線端末＃２は、映像ストリーミングなどのデータ通信を実行しており、高速な通信レートを無線基地局１００に要求するものとする。

（２）無線基地局の構成
次に、無線基地局１００の構成について説明する。

（２．１）無線基地局の全体概略構成
図４は、無線基地局１００の全体概略構成を示す機能ブロック図である。図４に示すように、無線基地局１００は、アンテナ１１０、ＲＦ部１２０、ベースバンドプロセッサ１３０、制御部１４０及び記憶部１５０を備える。

ＲＦ部１２０は、アンテナ１１０を用いて無線信号（ＲＦ信号）の送信又は受信を行う。ＲＦ部１２０は、送受信切換スイッチ(ＴｘＲｘスイッチ)１２１、ローノイズアンプ１２２、ダウンコンバータ１２３、Ａ／Ｄコンバータ１２４、Ｄ／Ａコンバータ１２５、アップコンバータ１２６及びパワーアンプ１２７を備える。送受信切換スイッチ(ＴｘＲｘスイッチ)１２１は、送信と受信とを切り替える。ローノイズアンプ１２２は、アンテナ１１０が受信した無線信号を増幅する。ダウンコンバータ１２３は、増幅された無線信号をダウンコンバートする。Ａ／Ｄコンバータ１２４は、ダウンコンバートされた無線信号をデジタル信号に変換することで、ベースバンド信号を生成する。生成されたベースバンド信号は、ベースバンドプロセッサ１３０に入力される。

Ｄ／Ａコンバータ１２５は、ベースバンドプロセッサ１３０によって生成されるベースバンド信号をアナログ信号に変換する。アップコンバータ１２６は、Ｄ／Ａコンバータ１２５が出力するアナログ信号をアップコンバートする。パワーアンプ１２７は、アップコンバートにより得られた無線信号を増幅する。

ベースバンドプロセッサ１３０は、信号受信時において、ベースバンド信号からのベースバンド信号を復調するとともに、誤り訂正復号を行う。ベースバンドプロセッサ１３０は、信号送信時において、制御部１４０から指示される変調クラスを用いて、ベースバンド信号を変調するとともに、誤り訂正符号化を行う。

制御部１４０は、無線基地局１００が具備する各種機能を制御する。記憶部１５０は、無線基地局１００における制御などに用いられる各種情報を記億する。制御部１４０及び記憶部１５０さらに詳細な機能ブロックについては後述する。

（２．２）制御部及び記億部の詳細構成
図５は、制御部１４０及び記憶部１５０の詳細構成を示す機能ブロック図である。

図５に示すように、制御部１４０は、受信品質取得部１４１、変調クラス決定部１４２、バースト割り当て部１４３、要求受信部１４４、送信電力判定部１４５、干渉判定部１４６及び送信電力制御部１４７、増加通知部１４８を備える。

記憶部１５０は、受信品質情報記億部１５１、変調クラス情報記憶部１５２、割り当て情報記憶部１５３及び送信電力情報記憶部１５４を備える。

受信品質取得部１４１は、通信中の無線端末＃１〜＃６から、ダウンリンクのＣＮＲの情報を取得する。取得された受信品質情報は、図６(a)に示すように、受信品質情報記憶部１５１に格納される。受信品質情報記憶部１５１は、端末ＩＤとＣＮＲとを対応付けた受信品質情報を記憶する。

変調クラス情報記憶部１５２は、図６(b)に示すように、変調クラスと当該変調クラスの所要ＣＮＲとを対応付けた変調クラス情報を記憶する。変調クラス決定部１４２は、変調クラス情報記憶部１５２を参照し、受信品質取得部１４１によって取得されたＣＮＲの情報に対応する変調クラスを決定する。

なお、変調クラス決定部１４２は、高い受信品質で無線信号を受信する無線端末であっても、当該無線端末が低速な通信を行う場合には、低い変調クラスを当該無線端末に割り当てる。このような当該無線端末においては、無線基地局１００からの送信電力を減少させても、無線基地局１００との通信を継続可能である。

バースト割り当て部１４３は、通信中の無線端末＃１〜＃６にバーストを割り当てる。バーストの割り当て結果は、割り当て情報記憶部１５３に格納される。割り当て情報記億部１５３は、図６(c)に示すように、バーストＩＤと端末ＩＤとを対応付けた割り当て情報を記憶する。

要求受信部１４４は、通信中の無線端末＃１〜＃６から、ダウンリンクの通信レート（無線基地局１００の送信電力）を減少させる要求である送信電力減少要求（通信レートを減少させることが可能である旨の通知を含む）や、当該ダウンリンクの通信レートを増加させる要求（例えば、後述する、増加通知部１４８による送信電力の増加可能を示す通知に基づいた要求）である高速通信要求を受信する。

送信電力判定部１４５は、要求受信部１４４が、送信電力減少要求を受信した場合には、パワーアンプ１２７が飽和状態になっているか否かを判定する。具体的には、送信電力判定部１４５は、送信電力減少要求をしてきた無線端末（第１無線通信端末）に、無線信号を送信するタイミングにおける送信電力の合計値が閾値に達しているか否かを判定する（この場合、送信電力判定部１４５は、閾値判定部として動作する）。

なお、送信電力判定部１４５は、要求受信部１４４が送信電力減少要求を受信した場合には、当該要求を受信した無線端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることができると判定する（この場合、送信電力判定部１４５は、減少判定部として動作する）。

また、送信電力判定部１４５は、上述した判定処理とは別の判定処理を実行する。具体的には、受信品質取得部１４１が取得した無線端末＃１〜＃６におけるダウンリンクのＣＮＲが、当該無線端末に送信する無線信号に適用されている変調クラスの所要ＣＮＲよりも高いか否かを判定し、判定の結果、高いと判定された場合には、当該無線端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることが可能であると判定する。そして、この判定により、パワーアンプ１２７が飽和状態になっているか否かを判定する。

以上のような判定の結果、パワーアンプ１２７が飽和状態になっていると判定された場合、すなわち、送信電力の合計値が閾値に達している、と判定された場合には、送信電力判定部１４５は、送信電力を減少させる対象の無線端末と同時に通信する別の無線端末（第２の無線通信端末）に対して、送信電力を増加させることができるか否かを判定する（この場合、送信電力判定部１４５は、増加判定部として動作する）。具体的には、送信電力判定部１４５は、前記別の無線端末から通知されたＣＮＲと、当該別の無線端末に適用中の変調クラスの所要ＣＮＲとを比較し、当該別の無線端末から通知されたＣＮＲが当該別の無線端末に適用中の変調クラスの所要ＣＮＲに満たなければ、無線基地局１００は、当該別の無線端末への送信電力を増加させることが可能であると判定する。

干渉判定部１４６は、送信電力判定部１４５において、第２無線端末に対して送信電力を増加させることができると判定された場合には、当該第２無線端末への送信電力を増加させても隣接セルに干渉しないか否かを判定する。

送信電力制御部１４７は、通信中の無線端末＃１〜＃６に送信する無線信号の送信電力を制御する。無線信号の送信電力値は、送信電力情報記憶部１５４に記憶される。送信電力情報記億部１５４は、図６(d)に示すように、端末ＩＤと送信電力値とを対応付けた送信電力情報を記億する。

増加通知部１４８は、前記送信電力判定部１４５（増加判定部として動作する場合）によって前記別の無線端末に送信する無線信号の送信電力を増加させることが可能と判定された場合には、前記別の無線端末へ、その旨を通知する。なお、この通知を受けた前記別の無線端末は、無線信号の送信電力の増加を望む場合には、当該通知に対して送信電力の増加要求を行う。

（３）送信電力制御処理
次に、無線基地局１００が実行する送信電力制御処理について説明する。図７は、無線基地局１００が実行する送信電力制御処理を説明するための図である。

ここでは、無線端末＃１及び＃２が図１のような位置関係にあり、特に障害物がなく見通しが良い場合を考える。無線基地局１００との距離が近い無線端末＃１（第１無線端末）の伝搬状況は良く、逆に距離の遠い無線端末＃２（第２無線端末）は伝搬状況が悪いと言える。

図７(a)に示すように、無線基地局１００が送信するサブキャリアごとの送信電力は同一である。なお、全サブキャリアの平均電力をＰａ[dBm]とする。

図７(b)は、無線端末＃１及び無線端末＃２の受信電力を示している。無線基地局１００との距離が遠い無線端末＃２では伝搬損失が大きい。このため、無線端末＃２の受信電力は、無線端末＃１の受信電力と比較して小さい。

上述したように、適応変調では、それぞれの変調クラスに必要なＣＮＲ（所要ＣＮＲ）は決まっており、ＣＮＲの良い無線端末＃１は高速な変調方式（６４ＱＡＭなど）で通信可能である。一方、ＣＮＲの悪い無線端末＃２は低速な変調方式（ＢＰＳＫなど）で通信することになる。

無線端末＃１は、高速な変調クラス（６４ＱＡＭなど）が使用可能であるが、低速な変調クラス（ＱＰＳＫなど）で通信を行っているとする。具体的には、無線端末＃１は、例えば、ＶｏＩＰ(Voice over Internet Protocol)による通信等、低速な通信レートであっても接続状態や品質が適切に維持される通信を行っているとする。

このような場合、無線基地局１００は、図７(c)に示すように、高速な通信を要求しない無線端末＃１への送信電力を減少させるとともに、高速な通信を要求する無線端未＃２への送信電力を増加させるようにする。

この時、全サブキャリアの平均電力は、図７(a）と同様にＰa[dBm]であるため、パワーアンプ１２７の線形性は保たれる。すなわち、無線端末＃１及び無線端末＃２に送信する無線信号が、パワーアンプ１２７において歪むことがない。

また、無線端末＃１の受信ＣＮＲは下がることになるが、無線端末＃１は、低速な通信レートであっても適切な通信を行うことができるため、受信ＣＮＲが下がることに伴う低速な変調クラス（例えばＱＰＳＫ）への変更によっても、通信品質には影響が及ばない。

図７(a)に示す送信電力で送信された無線信号が無線端末＃１，＃２で受信される受信電力を図７(d)に示す。無線端末＃１は、ＣＮＲは悪くなるが、上述したようにＱＰＳＫは所要ＣＮＲが低い為、通信品質には影響がない。

図７(d）に示すように、無線端末＃２は、ＣＮＲが改善する。例えば、無線基地局１００は、無線端末＃２のダウンリンクの変調クラスをＢＰＳＫからＱＰＳＫに変更する。この結果、無線端末＃２は、低速な変調クラスから高速な変調クラスで通信を行えるようになる。

（４）干渉対策
上記のように、無線基地局１００が無線端末＃１への送信電力を減少させるとともに無線端末＃２への送信電力を増加させることで、無線端末＃２は、高速な変調クラスで通信を行えるようになる。しかしながら、セルエッジに位置する無線端末＃２への送信電力が増加するため、隣接セルに対する干渉が増大する。

ここで、図８に示すような六角形状のセル構成を考える。セル半径は、図３におけるＢＰＳＫでの通信が可能な半径と同等として考える。無線端末＃２に割り当てていたサブキャリアのダウンリンクの送信電力を増加させると、図８に示すように、電波の到達距離が拡大する。この結果、無線端末＃２に送信する無線信号が、隣接セルの無線端末＃３に対しては干渉源（ノイズ）となる。

この干渉を回避するにはいくつかの方法がある。以下では、干渉回避方法について説明する。

（４．１）干渉回避方法（パターン１）
無線基地局１００は、無線端末＃２のダウンリンクの送信電力を上げる前に、隣接セルにおいて同一タイミングで同一の周波数が使用されていないことを確認する。隣接セルにおいて同一タイミングで同一の周波数が使用されていない場合に限り、無線基地局１００は、無線端末＃２のダウンリンクの送信電力を上げる。

（４．２）干渉回避方法（パターン２）
図９に示すように、セル内の端末位置によって、通信を行うタイミングを分割する。この方怯についての詳細は、特開２００３−４６４３７号公報で述べられている。図９に示すＴ１〜Ｔ３は、１フレーム期間内における送信タイミングを示す。

通信を行うタイミングを分割することによって、基本的には周囲の隣接セル全てにおいて干渉を避けることができる。実際には、位置とタイミングをこのように限定してしまうということは、セル内の配置状況（一ヶ所に端末が集中した場合）によっては周波数利用効率が下がるため、上記（４．１）と組み合わせて運用することが望ましい。

（４．３）干渉回避方法（パターン３）
周波数利用効率をさらに上げる方法としてアグプティブアレイ制御がある。アダプティブアレイ制御では、無線基地局１００は、図１０に示すように、希望する方向に電波の指向性を向け、不要な電波の影響を受けないようにする。

このような方式を用いることにより、電波の指向性を向けた方向に干渉を受ける端末が存在しない限り、エリア内で利用できる周波数とタイミングが大幅に増え、高い周波数利用効率での運用が可能となる。

（５）無線基地局の動作
次に、本実施形態に係る無線基地局１００の動作について説明する。以下では、（５．１）無線基地局の全体動作、（５．２）無線基地局の干渉判定動作の順で説明する。

（５．１）無線基地局の全体動作
図１１は、無線基地局１００の第１の全体動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、無線基地局１００は、無線端末＃１と通信を開始すると、無線端末＃１のＣＮＲを取得する。そして、無線基地局１００は、取得した無線端末＃１のＣＮＲや他の端末の使用状況から、無線端末＃１に割り当てるバースト（周波数及びタイミング）を決定する。

ステップＳ１０２において、無線基地局１００は、送信電力判定部１４５によって、無線端末＃１への送信電力を減少させることができる否かを判定する。この判定は、無線端末＃１から、送信電力減少要求を受信するか否か、あるいは、受信品質取得部１４１が取得した無線端末＃１におけるダウンリンクのＣＮＲが、当該無線端末に送信する無線信号に適用されている変調クラスの所要ＣＮＲよりも高いか否か、を判定することにより行われる。具体的には、無線端末＃１から、送信電力減少要求を受信した、と判定された場合、あるいは、無線端末＃１におけるダウンリンクのＣＮＲが、当該無線端末に送信する無線信号に適用されている変調クラスの所要ＣＮＲよりも高い、と判定された場合、無線端末＃１への送信電力を減少させることができると判定する。

このような判定の結果、無線端末＃１への送信電力を減少させることができると判定された場合には、ステップＳ１０３に進み、無線端末＃１への送信電力を減少させることができないと判定された場合には、ステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３では、そのままの通信状態が維持される。

ステップＳ１０３において、無線基地局１００は、当該無線端末＃１と同一タイミングでダウンリンクの通信を実行している無線端末（無線端末＃２）が存在するか否かを判定する。ここでは、無線端末＃１が無線端末＃２と同一タイミングでダウンリンクの通信を実行していると判定される。

また、無線基地局１００は、無線端末＃１と同一タイミングでダウンリンクの通信を実行している無線端末（無線端末＃２）が存在する場合、当該タイミングにおける送信電力の合計値が閾値に達しているか否かを判定する。送信電力の合計値が閾値に達している場合、処理がステップＳ１０４に進む。一方、送信電力の合計値が閾値に達していない場合、処理がステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１０４において、無線基地局１００は、無線端末＃２のＣＮＲを取得する。

ステップＳ１０５において、無線線基地局１００は、無線端末＃２への送信電力を増加させることが可能か否かを判定する。具体的には、無線基地局１００は、ステップＳ１０４で取得された無線端末＃２のＣＮＲと、無線端末＃２に適用すべき変調クラスの所要ＣＮＲ（ダウンリンクの通信品質に基づいて算出される値）とを比較する。ステップＳ１０４で取得された無線端末＃２のＣＮＲが無線端末＃２に適用すべき変調クラスの所要ＣＮＲに満たなければ、無線基地局１００は、無線端末＃２への送信電力を増加させることが可能であると判定する。判定の結果、無線端末＃２への送信電力を増加させることが可能であると判定された場合には、ステップＳ１０６へ進む。一方、無線端末＃２への送信電力を増加させることが可能ではないと判定された場合には、ステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１０６において、無線基地局１００は、無線端末＃２への送信電力を増加させても、隣接セルに干渉しないか否かを判定する。無線端末＃２への送信電カを増加させても隣接セルに干渉しないと判定された場合、処理がステップＳ１０７に進む。一方、無線端末＃２への送信電力を増加させると隣接セルに干渉すると判定された場合、処理がステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１０７において、無線基地局１００は、無線端末＃２に対して、送信電力が増加可能である旨を通知する。この通知は増加通知部１３１によって行われる。かかる通知を受けた無線端末＃２は、当該通知によって、自端末が高速通信（高速な変調クラスによる通信）を必要とするか否かを判定する。すなわち、無線端末＃２において、現在の通信、あるいは、以後の通信で、例えば、大容量のファイルや高解像度の画像データをダウンロードする場合には、できる限り高速な変調クラスによる通信が望まれる。このため、無線端末＃２は、自端末が、大容量のファイルや高解像度の画像データをダウンロードする場合には、高速通信が必要であると判定する。判定の結果、高速通信が必要であると判定された場合には、無線端末＃２は、無線基地局１００へ高速通信のための要求を行う。このステップＳ１０７の後、処理がステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８において、無線基地局１００は、ステップＳ１０７における通知の後、無線端末＃２から、前記高速通信のための要求を受けた場合には、処理がステップＳ１０９へ進む。一方、無線基地局１００が無線端末＃２から、前記高速通信のための要求を所定時間内に取得しない場合、あるいは、無線端末＃２から高速通信を要求しない旨の通知を取得した場合には、処理がステップＳ１１３に進む。なお、前記「所定時間」は、システムに応じて任意に設定されるもので、無線基地局１００の制御部１４０に設けられたタイマー（図示せず）によって計測される。

ステップＳ１０９において、無線基地局１００は、無線端末＃１への送信電力を減少させるとともに無線端末＃２への送信電力を増加させる。

ステップＳ１１０において、無線基地局１００は、無線端末＃２のＣＮＲを再度取得する。すなわち、無線基地局１００は、無線端末＃２への送信電力を増加させたことで無線端末＃２のＣＮＲが改善しているかを判断する。

ステップＳ１１１において、無線基地局１００は、無線端末＃２のダウンリンクの変調クラスを上昇させることが可能か否かを判定する。すなわち、無線端末＃２への送信電力を増加させても所要ＣＮＲが不足している場合、当該無線端末＃２のダウンリンクの変調クラスを上昇させることができないとして、処理がステップＳ１１３に進む。一方、無線端末＃２のダウンリンクの変調クラスを上昇させることが可能である場合には、所要ＣＮＲを満たす最大伝送レートの変調クラスにて通信を行う。

ステップＳ１１４において、無線基地局１００は、無線端末＃２との通信を終了するか否かを判定する。無線端末＃２との通信を終了する場合、処理が終了する。無線端末＃２との通信を終了しない場合、処理がステップＳ１０１に戻る。

（５．２）無線基地局の干渉判定動作
図１２は、無線基地局１００の干渉判定動作を示すプローチャートである。ステップＳ２０１において、無線基地局１００は、無線端末＃２に割り当てたバースト（周波数及びタイミング）を制御局（無線基地局１００の上位装置）へ通知する。

ステップＳ２０２において、無線基地局１００からの通知を受信した制御局は、隣接セルにおいて、無線端末＃２と同一タイミングで同一周波数を使用する無線端末＃３が存在するか否かを判定する。

ステップＳ２０４において、制御局は、無線端末＃３の位置情報の取得を、無線端末＃３と通信中の無線基地局に要求する。無線端末＃３の位置情報は、例えば、ＧＰＳを利用した位置情報、無線基地局１００の送信電力、又は無線端末＃３の受信電力などを元に取得される。取得された位置情報は、無線基地局１００に通知される。ステップＳ２０５において、無線基地局１００は、無線端末＃２のダウンリンクの送信電力と、ステップＳ２０４で取得した位置情報を元に、無線端末＃２に対するダウンリンクの送信電力を上げても、無線端末＃３に対して干渉しないか否かを判定する。

（６）作用・効果
以上説明したように、本実施形態によれば、無線基地局１００は、無線端末＃１に送信する無線信号の送信電力を減少させることが可能であると判定された場合、無線端末＃１，＃２への無線信号の送信タイミングにおける送信電力の合計値が閾値に達しているときには、無線端末＃１に送信する無線信号の送信電力を減少させるだけでなく、このような状況下でも、送信電力の増加を望む無線端末＃２に対しては、送信電力を増加させることができる。

したがって、無線基地局１００の送信機における増幅器が飽和状態に近づいている場合であっても、データレートの少ない通信が実行されている無線端末（無線端末＃１）に対しては、送信する無線信号の送信電力を減少させることができ、受信品質が低い無線端末（無線端末＃２）に対しては、送信する無線信号の送信電力を増加させることができる。

また、本実施形態によれば、無線基地局１００は、無線端末＃１，＃２が受信した無線信号のＣＮＲを取得し、取得された受信品質に応じて、無線端末＃１，＃２に送信する無線信号に適用される変調クラスを決定する。

よって、無線端末＃２に送信する無線信号の送信電力を増加させることによって、無線端末＃２のＣＮＲが向上するので、無線端末＃２に送信する無線信号に適用される変調クラスを上げることができる。この結果、無線端末＃２は、映像ストリーミングなど、高速な通信レートが必要なアプリケーションを実行可能となる。

本実施形態によれば、無線基地局１００は、無線端末＃１が受信した無線信号の受信品質が、無線端末＃１に送信する無線信号に適用されている変調クラスの所要ＣＮＲよりも高い場合に、無線端末＃１に送信する無線信号の送信電力を減少させることが可能であると判定する。

すなわち、無線端末＃１のＣＮＲが必要以上に高い場合に限り、無線端末＃１への送信電力を減少させることによって、無線端末＃１の通信品質が劣化することが回避される。

さらに、本実施形態によれば、無線基地局１００は、無線端末＃２に送信する無線信号が、隣接セル内に位置する無線端末３に干渉しないと判定された場合、無線端末＃２に送信する無線信号の送信電力を増加させる。

したがって、無線端末＃２に送信する無線信号の送信電力を増加させても、当該無線信号が隣接セル内に位置する無線端末＃３に干渉することが回避される。

[その他の実施形態]
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、上述した実施形態では、無線端末＃１への送信電力を減少させるとともに無線端末＃２への送信電力を増加させていたが、無線端末＃１への送信電力を減少させてから、一定時間経過後に、無線端末＃２への送信電力を増加させでもよい。上述した実施形態では、ＷｉＭＡＸ規格に基づく無線通信システムを例に説明したが、ＷｉＭＡＸ規格に基づく無線通信システムに限らず、適応変調を使用する無線通信システムであれば、上述した実施形態に係る送信制御方法を適用可能である。

上述した実施形態では、受信品質としてＣＮＲが使用されていたが、ＣＮＲに代えて、干渉電力比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise power Ratio）、受信電界強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）、ビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）又はフレーム誤り率（ＦＥＲ:Frame Error Rate）などが使用されてもよい。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線端末のバースト割り当て状態の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局との距離と、変調クラス及び所要ＣＮＲとの関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局の全体概略構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る制御部及び記億部の詳細構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る記憶部に記憶される各種テーブルを示す図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局が実行する送信電力制御処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局が送信電力を増加させたことによる干渉を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局における干渉回避方法（パターン２）を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局における干渉回避方怯（バターン３）を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局の全体動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る無線基地局の干渉判定動作を示すフローチャードである。

符号の説明

１００：無線基地局、 １１０：アンテナ、
１２０：ＲＦ部、 １２１：送受信切換スイッチ(ＴｘＲｘスイッチ)、
１２２：ローノイズアンプ、 １２３：ダウンコンバータ、
１２４：Ａ／Ｄコンバータ、 １２５：Ｄ／Ａコンバータ、
１２６：アップコンバータ、 １２７：パワーアンプ、
１３０：ベースバンドプロセッサ、 １４０：制御部、
１４１：受信品質取得部、 １４２：変調クラス決定部、
１４３：バースト割り当て部、 １４４：要求受信部、
１４５：送信電力判定部、 １４６：干渉判定部、
１４７：送信電力制御部、 １５０：記憶部、
１５１：受信品質情報記憶部、 １５２：変調クラス情報記億部、
１５３：割り当て情報記憶部、 １５４：送信電力情報記億部。

Claims (6)

1. 第１無線通信端末及び第２無線通信端末を含む複数の無線通信端末に無線信号を同時に送信する無線基地局であって、
   前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることができるか否かを判定する減少判定部と、
   前記減少判定部によって前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることができると判定された場合には、前記複数の無線通信端末への無線信号の送信タイミングにおける送信電力の合計値が閾値に達しているか否かを判定する閾値判定部と、
   前記閾値判定部によって前記合計値が前記闘値に達していると判定された場合には、前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させることができるか否かを判定する増加判定部と、
   前記増加判定部によって前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させることができると判定され、当該第２の無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させる場合には、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させる送信電力制御部と
   を備える無線基地局。
2. 前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力の減少要求を、前記第１無線通信端末から受信する減少要求受信部を更に備え、
   前記減少判定部は、
   前記減少要求受信部が前記減少要求を受信した場合に、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることが可能であると判定する、請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記無線通信端末が受信した無線信号の受信品質を取得する受信品質取得部と、
   前記受信品質取得部によって取得された前記受信品質に応じて、前記無線通信端末に送信する無線信号に適用される変調クラスを決定する変調クラス決定部と
   を更に備え、
   前記減少判定部は、前記第１無線通信端末が受信した無線信号の受信品質が、前記第１無線通信端末に送信する無線信号に適用されている変調クラスの所要受信品質よりも高い場合に、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることが可能であると判定する、請求項１に記載の無線基地局。
4. 前記増加判定部によって前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させることができると判定された場合には、前記第２無線通信端末へ、その旨を通知する増加通知部を更に備え、
   前記送信電力制御部は、
   前記増加通知部による通知の結果、前記第２の無線通信端末に送信する無線信号の送信電力の増加要求を、前記第２の無線通信端末から受信した場合には、当該第２の無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させ、かつ、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させる、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の無線基地局。
5. 前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させた場合に、前記第２無線通信端末に送信する無線信号が、他の無線基地局と通信中の無線通信端末に干渉するか否かを判定する干渉判定部をさらに備え、
   前記送信電力制御部は、前記干渉判定部によって前記第２無線通信端末に送信する無線信号が前記他の無線基地局と通信中の無線通信端末に干渉しないと判定された場合、前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の無線基地局。
6. 第１無線通信端末及び第２無線通信端末を含む複数の無線通信端末に無線信号を同時に送信する無線基地局を用いた送信制御方法であって、
   前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることができるか否かを判定するステップと、
   前記判定の結果、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させることが可能であると判定された場合、前記複数の無線通信端末への無線信号の送信タイミングにおける送信電力の合計値が閾値に達しているときには、前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させることができるか否かを判定するステップと、
   前記判定の結果、前記第２無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させることができると判定された場合、前記第２の無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を増加させるときには、前記第１無線通信端末に送信する無線信号の送信電力を減少させるステップと
   を含む送信制御方法。

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