JP5145333B2 - 指定基地局によるエリア成形方法、並びに移動局および基地局 - Google Patents

Description

本発明は、移動体通信における通信品質を変更することができるエリア成形方法、並びにそのための移動局および基地局に関し、特に、移動局により指定された基地局が自律的にエリアを成形する方法、並びにこれに好適な移動局および基地局に関する。

移動体通信において通信エリアを構築し管理する際、エリア内の各地点の周辺基地局からの電波の到来状況（伝搬状況）を把握し、これに基づいて基地局パラメータを設定または変更することが行われている。このようなパラメータの設定や変更は、これまで、もっぱら作業員のマニュアル作業により行われていた。たとえば、移動局利用者（ユーザ）から苦情等が寄せられると、作業員がフィールド調査を行い、電波の伝搬状況に関してフィールド調査で得たデータに基づいて基地局パラメータの設定や変更を行なっていた。

より広い範囲で通信品位を向上させるため、基地局数は増加する傾向にあり、基地局が新たに設置されると、その新設基地局でのパラメータ設定だけでなく、その周辺の基地局においてもパラメータの変更が必要となる。

また、今後は、特定ユーザ向けの基地局も広く使用されることが予想される。この基地局は、作業員によるパラメータの設定や変更を前提としないが、それでも、その設置に伴って、公衆向け基地局について基地局パラメータの変更が必要となる。

このような状況のもとでは、基地局パラメータの設定や変更の頻度が増大し、設定や変更をマニュアル作業に頼ることはもはや困難である。そこで、基地局パラメータの設定および変更を自動的に行うことが試みられている（非特許文献１）。
森慎一、松本英生、岡島一郎、梅田成視、「共通パイロット電力制御によるＷＣＤＭＡ無線セル自律形成法」、電子情報通信学会、総合大会講演論文集、２００５年、Ｂ−５−８ "Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ＬＴＥ Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢｓ"、ＲＰ−０７０２０９、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＃３５、Ｌｅｍｅｓｏｓ Ｃｙｐｒｕｓ、２００７年３月６−９日

一方、通信品質の向上だけでなく、所定の特定ユーザ向けの基地局を介してサービスの提供を受けたいという要望がユーザから寄せられることが予想される。たとえば、不特定多数のユーザが使用する公衆向け基地局よりも、数名のユーザのみが利用できる特定ユーザ向け基地局を利用した方が、より良いサービスを受けられる可能性が高いからである。

基地局パラメータの自動設定変更に関して、これまで検討されてきた方法によっても、パラメータの変更を通して、通信品質が劣る地域の通信品質を改善することはできたが、特定の基地局を指定した上で、所定の地域を自律的にエリア圏に含める（エリア化する）ことはできなかった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされ、その目的は、移動局により指定された基地局がエリアを変形することにより、フィールド調査に依らずに通信品質を自律的に変更することができるエリア成形方法と、これに対応した移動局および基地局とを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の第１の態様によれば、基地局を指定する基地局指定情報と、その基地局からの信号の受信状況を表す受信状況情報と、その基地局との間の通信状況の変更を要求する変更要求情報と、を含む第１の信号を移動局から受信する信号受信ステップ；第１の信号を受信した基地局が基地局指定情報により指定された基地局であるか否か、を判定する基地局判定ステップ；基地局判定ステップで指定されたと判定された場合に、移動局の位置を示す位置情報を取得する位置認識ステップ；および、受信状況情報と位置情報とに基づいて、移動局の位置における受信状況を変更するよう基地局パラメータの少なくとも１つを変更するパラメータ変更ステップ；を備える、指定基地局による通信エリア成形方法が提供される。

また、本発明の第２の態様によれば、上記に第一の態様の通信エリア成形方法であって、変更後の基地局パラメータで移動局へパイロット信号を送信するパイロット信号送信ステップ；パイロット信号に基づいて移動局で得た測定結果情報を含む第２の信号を移動局から受信し、測定結果情報に基づいて、受信状況の変更を判定する変更判定ステップ；および、変更判定ステップにおいて所望の変更が認められた場合に、変更後の基地局パラメータを保持するパラメータ保持ステップか、または、変更判定ステップにおいて所望の変更が認められなかった場合に、基地局パラメータ変更ステップ、パイロット信号送信ステップ、および変更判定ステップをこの順に反復する反復ステップか、のいずれかを行うステップ；を更に備える通信エリア成形方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、基地局を指定する基地局指定情報と、その基地局からの信号の受信状況を表す受信状況情報と、その基地局との間の通信状況の変更を要求する変更要求情報と、を含む第１の信号を移動局から受信する信号受信ステップ；第１の信号を受信した基地局が基地局指定情報により指定された基地局であるか否か、を判定する基地局判定ステップ；基地局判定ステップで指定されていないと判定された場合に、基地局特定情報により特定される第２の基地局に対して、第１の信号を転送する転送ステップ；第１の信号を受信した第２の基地局において、移動局の位置を示す位置情報を取得する位置認識ステップ；および、受信状況情報と位置情報とに基づいて、移動局の位置における受信状況を変更するよう第２の基地局の第２の基地局パラメータの少なくとも１つを変更するパラメータ変更ステップ；を備える、移動体通信の通信エリア成形方法。

本発明の第４の態様によれば、上記第３の態様の通信エリア成形方法であって、第２の基地局から、変更後の第２の基地局パラメータでパイロット信号を送信するパイロット信号送信ステップ；第２の基地局において、パイロット信号に基づいて移動局で得た測定結果情報を含む第２の信号を移動局から受信し、測定結果情報に基づいて、受信状況の変更を判定する変更判定ステップ；および、変更判定ステップにおいて所望の変更が認められた場合に、変更後の基地局パラメータを保持するパラメータ保持ステップか、または、変更判定ステップにおいて所望の変更が認められなかった場合に、基地局パラメータ変更ステップ、パイロット信号送信ステップ、および変更判定ステップをこの順に反復する反復ステップか、のいずれかを行うステップ；を更に備える通信エリア成形方法が提供される。

本発明の第５の態様によれば、上記のいずれかの態様の通信エリア成形方法であって、第１の信号が移動局の位置を示す位置情報を更に含み、位置認識ステップにおいて、該第１の信号から位置情報が取得される通信エリア成形方法が提供される。

本発明の第６の態様によれば、上記の第１から第４の態様のいずれかの通信エリア成形方法であって、位置情報が、移動局と通信可能な少なくとも１つの第３の基地局が有する移動局に関する情報に基づいて取得される通信エリア成形方法が提供される。

本発明の第７の態様によれば、上記のいずれかの態様の通信エリア成形方法であって、基地局パラメータが、送信電力に関するパラメータ、発信指向性に関するパラメータ、および送信アンテナのチルト角に関するパラメータ、周波数に関するパラメータ、および偏波状態に関するパラメータの少なくとも１つを含む通信エリア成形方法が提供される。

本発明の第８の態様によれば、上記の第２または第３の態様の通信エリア成形方法であって、パイロット信号送信ステップにおいて、第２の信号を発信するよう移動局に対して要求する第２信号発信要求信号が更に発信される通信エリア成形方法が提供される。

本発明の第９の態様によれば、上記の第２または第３の態様の通信エリア成形方法であって、パイロット信号送信ステップにおいて発信されるパイロット信号が、第２の信号を発信するよう移動局に対して要求する第２信号発信要求信号を含む通信エリア成形方法が提供される。

本発明の第１０の態様によれば、上記の第４の態様の通信エリア成形方法であって、第２の信号を発信するよう移動局に対して要求する信号発信要求信号が、基地局を介して第２の基地局へ送られる通信エリア成形方法が提供される。

本発明の第１１の態様によれば、上記のいずれかの態様の通信エリア成形方法であって、変更要求情報が、通信状況の改善を要求する改善要求情報、および通信状況の低下を要求する低下要求情報のいずれかである通信エリア成形方法が提供される。

本発明の第１２の態様によれば、上記の第１または第３の態様の通信エリア成形方法であって、パラメータ変更ステップに続き、移動局と基地局との間の通信サービスを提供するサービス提供ステップを更に備える通信エリア成形方法が提供される。

本発明の第１３の態様によれば、上記の第２または第４の態様の通信エリア成形方法であって、パラメータ保持ステップに続き、移動局と基地局との間の通信サービスを提供するサービス提供ステップを更に備える通信エリア成形方法が提供される。

本発明の第１４の態様によれば、基地局を指定する基地局指定情報と、その基地局からの信号の受信状況を表す受信状況情報と、その基地局との間の通信状況の変更を要求する変更要求情報と、を含む第１の信号を生成する信号生成部と、ユーザの操作により、信号生成部に対して第１の信号の出力を促すインタフェース部と、信号生成部から出力された第１の信号を発信する通信部と、を備える移動局が提供される。

本発明の第１５の態様によれば、第１４の態様の移動局であって、移動局の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部を更に備える移動局が提供される。

本発明の第１６の態様によれば、上記の第１４または第１５の態様の移動局であって、基地局指定情報により指定した基地局が発信するパイロット信号を受信して、該パイロット信号の受信状況を測定し、受信状況情報を取得する受信状況測定部を更に備える移動局が提供される。

本発明の第１７の態様によれば、基地局を指定する基地局指定情報と、その基地局からの信号の受信状況を表す受信状況情報と、その基地局との間の通信状況の変更を要求する変更要求情報と、を含む第１の信号を移動局から受信する通信部と、基地局指定情報により指定されたか否か、を判定する基地局判定部と、基地局判定ステップで指定されたと判定した場合に、移動局の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部と、受信状況情報と位置情報とに基づいて、移動局の位置における受信状況を変更するよう基地局パラメータの少なくとも１つを変更するパラメータ変更部と、を備える基地局が提供される。

本発明の第１８の態様によれば、第１７の態様の基地局であって、変更後の基地局パラメータでパイロット信号を送信するパイロット信号送信部と、パイロット信号に基づいて移動局で得た測定結果情報を含む第２の信号を移動局から受信し、測定結果情報に基づいて、受信状況の変更を判定する変更判定部と、変更判定部が所望の変更を認められた場合に、変更後の基地局パラメータを保持する基地局パラメータ保存部と、を更に備える基地局が提供される。

本発明によれば、移動局により指定された基地局がエリアを変形することにより、フィールド調査に依らずに通信品質を自律的に変更することができるエリア成形方法と、これに対応した移動局および基地局とが提供される。

本発明の実施形態にかかる基地局の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態にかかるユーザ機器の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態にかかる品質改善方法によりエリアが変形される様子を示す模式である。 本発明の実施形態にかかる品質改善方法を説明するためのチャートである。 本発明の他の実施形態にかかる品質改善方法によりエリアが拡大される様子を示す模式である。 本発明の他の実施形態にかかる品質改善方法を説明するためのチャートである。

符号の説明

１２ 通信部
１３ 報知情報読込み部
１４ 位置（方向）推定部
１５ 情報メモリ
１６ 通信部
１７ 自動エリア制御部
１８ パイロット信号制御部
Ｔ１ アンテナ
ＮＢ ＮＢ１ ＮＢ２ 基地局
２１ ユーザインタフェース
２２ 基地局との通信部
２３ 報知信号制御部
２４ 位置データ測定部
２５ 情報メモリ
２６ 受信状況測定部
２７ 情報メモリ
Ｔ２ アンテナ
ＵＥ ユーザ機器

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。実施形態を説明するための全図において、同一または類似の部材または部品には、同一または類似の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

<第１の実施形態>
（基地局）
図１を参照しつつ、本発明の実施形態にかかる基地局の構成を説明する。この基地局（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ又はＮｏｄｅ Ｂ）は、公衆向けの固定基地局であってよく、また、特定ユーザ向け基地局であってもよい。なお、特定ユーザ向け基地局には、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢと称呼されるものが含まれる（非特許文献２）。なお、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢは、単にＨｏｍｅ ＮｏｄｅＢと称呼されたり、フェムトセル（Ｆｅｍｔｏ Ｃｅｌｌ）またはアクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）と称呼されたりする場合がある。

図示のとおり、基地局ＮＢは、アンテナＴ１、ＵＥとの通信部１２、報知情報読込み部１３、情報メモリ１５、他基地局等との通信部１６、自動エリア制御部１７、およびパイロット信号制御部１８を含む。

通信部１２は、移動局に対してアンテナＴ１を介して電波を発信し、移動局からの電波を受信する。

報知情報読込み部１３は、通信部１２が受信した信号から所定の情報を読み込む。たとえば、後述する移動局から、基地局を指定する基地局指定情報と、移動局の位置を示す位置情報と、その基地局からの信号の受信状況を表す受信状況情報と、その基地局との間の通信状況の改善を要求する改善要求情報（以下、エリア化要求情報と称す場合もある）とを含む報知信号（第１の信号）が発信された場合、この報知信号は通信部１２で受信され、報知情報読込み部１３において、上記の情報が抽出される。

また、移動局から、受信状況の測定結果情報を含む測定結果通知信号（第２の信号）が発信された場合は、測定結果通知信号は通信部１２で受信され、報知情報読込み部１３において、測定結果情報が抽出される。

報知情報読込み部１３が読み出した情報は、情報メモリ１５に保存することができる。また、情報メモリ１５は、自局の基地局ＩＤ情報を格納することもできる。

他の基地局との通信部１６は、情報メモリ１５が保存する情報を含む信号を他の基地局または上位ノードへ送信し、他の基地局または上位ノードから所定の信号を受信することができる。また、この通信部１６は、情報メモリ１５が保存する情報を自動エリア制御部１７に提供することもできる。

自動エリア制御部１７は、通信部１６から提供された基地局指定情報、位置情報、受信状況情報、および改善要求情報に基づいて、移動局が存在する位置での通信状況を変えるため、基地局パラメータの変更を行う。具体的には、まず、自動エリア制御部１７は、基地局指定情報から自局がユーザにより指定された基地局であるか否かを判定する。

自動エリア制御部１７は、自局が指定されていると判定すると、位置情報から移動局が存在する位置を把握し、受信状況情報からその位置での受信状況を把握し、改善要求情報から受信状況を改善すべきことを認識する。次いで、自動エリア制御部１７は、たとえば、現況のエリア圏の形状を変形させて、変形後のエリア圏が移動局の位置を十分に包含するような基地局パラメータを求める。この基地局パラメータを求める際に、複数の基地局パラメータから移動局の位置の受信状況をより改善する基地局パラメータを選択することもできる。基地局パラメータは、基地局から発信される電波の送信電力を制御するパラメータであってよく、その電波の送信指向性を制御するパラメータであってもよく、また、その両者であってもよい。さらに、アンテナＴ１のチルト角を制御するパラメータであっても構わない。さらにまた、移動局の位置を包含するようにエリア圏を変形することができるのであれば、基地局パラメータは、基地局から発信される電波の周波数や偏波状態を変更するパラメータなど、他のパラメータであっても構わない。また、これらの組み合わせであっても構わない。

また、自動エリア制御部１７は、基地局指定情報から、自局が指定されていないと判定した場合は、通信部１６に指令して、情報メモリ１５に保存される基地局指定情報、位置情報、受信状況情報、および改善要求情報を通信部１６から他の基地局または上位ノードへ送信させることができる。

さらに、自動エリア制御部１７は、測定結果情報を取得した場合には、この情報に基づき、所定の通信品質指標値（たとえば、受信レベル、信号対雑音比などに関するもの）が所定の閾値を上回っているか否かを判定することができる。上回っていないと判定した場合、自動エリア制御部１７は、測定結果情報に基づいて、通信品質を更に改善すべく新たな基地局パラメータを求めることができる。また、上回っていると判定した場合、自動エリア制御部１７は、エリア化完了の通知をパイロット信号制御部１８に対して、送信することができる。
もしくは、自動エリア制御部１７は、複数の基地局パラメータを比較し移動局の位置の受信状況をより改善する基地局パラメータを求めることもできる。

パイロット信号制御部１８は、自動エリア制御部１７が求めた基地局パラメータに基づいて、送信電力や指向性などを変更し、変更後、パイロット信号を発信するよう通信部１２に指令する。変更後のパラメータでパイロット信号を発信するため、移動局との通信の品質の（一定程度の）改善が実現される。

図１を再び参照すると、基地局ＮＢは位置（方向）推定部１４を含んでいる。位置（方向）推定部１４は、移動局において、衛星利用測位システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＰＳ）等を通して位置情報を取得することができず、位置情報を報知信号に含めることができない場合に、他の基地局（図示せず）が把握している情報を得て、移動局の位置を推定する。推定された位置情報が、報知情報に含まれた位置情報の代わりに、情報メモリ１５に保存され、自動エリア制御部１７において利用される。

（移動局）
図２を参照しつつ、本発明の実施形態にかかる移動局の構成を説明する。この移動局は、たとえば、携帯電話を始めとする種々の携帯端末装置であり、以下、ユーザ機器（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）ＵＥと称する。

図示のとおり、ユーザ機器ＵＥは、ユーザインタフェース２１、アンテナＴ２、基地局との通信部２２、報知信号制御部２３、位置データ測定部２４、情報メモリ２５、受信状況測定部２６、および情報メモリ２７を含む。

ユーザインタフェース２１は、通信品質の変更を望むユーザとユーザ機器ＵＥとのインタフェースである。具体的には、ユーザインタフェース２１は、基地局の指定と、その基地局との間の通信品質の向上または低下とを選択する機会をユーザに提供する。ユーザインタフェース２１は、ユーザ機器ＵＥの本体に設けることができるボタンもしくはスイッチの操作、またはユーザ機器ＵＥのディスプレイ上に示されるアイコン等からの入力により、動作する。

報知信号制御部２３は、ユーザの操作または入力により動作したユーザインタフェース２１からのトリガを受けて、情報メモリ２５内に保存される種々の情報を含む報知信号を生成し、この報知信号を発信するよう通信部２２へ指示する。上述のとおり、この報知信号には、基地局指定情報、位置情報、受信状況情報、およびエリア化要求情報などが含まれる。

情報メモリ２５は、当該ユーザ機器ＵＥとの間の通信が可能な基地局の識別情報（ＩＤ情報）、ユーザ機器ＵＥの位置情報、および基地局からの信号の受信状況情報などを保存する。ここで、通信が可能な基地局には、利用許可を受けている特定ユーザ向け基地局（たとえば、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢ）が含まれる。また、通信が可能な基地局は１つに限られず、複数あってよく、ユーザはこれらの中から、利用したい基地局を選択することができる。すなわち、ユーザが指定する基地局の基地局指定情報は、ユーザが選択した基地局のＩＤ情報であってよい。また、位置情報は、位置データ測定部２４によりＧＰＳ等の他のシステムから予め入手された情報であってよい。

これらの情報を含む報知信号は、さらに、指定された基地局による通信品質の改善または低下を希望する旨を示す情報（エリア化要求情報またはエリア化解除情報）を含むことができる。これは、ユーザがユーザインタフェース２１を動作させる際の選択に基づき、報知信号に含まれることとなる。

受信状況測定部２６は、基地局からアンテナＴ２を介して通信部２２で受信されたパイロット信号の受信状況を測定する。受信状況情報は、これに限定しないが、受信レベル情報、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）情報等であってよい。これらの情報は、情報メモリ２５に保存される。なお、以下の説明においては、受信状況情報は受信レベル情報とする。

（通信エリア成形方法）
図３および図４を参照しながら、上述のユーザ機器および基地局を利用した通信エリア成形方法を説明する。本実施形態では、図３に示すとおり、ユーザ機器ＵＥが基地局ＮＢのエリアＢＡＲ内に存在し基地局ＮＢと通信可能ではあるが、通信品質が不十分である場合に、ユーザが通信の品質の向上を欲している、という状況を前提としている。なお、この場合、基地局ＮＢが、ユーザが指定する基地局である。

ユーザがユーザ機器ＵＥのユーザインタフェース２１（図２）を操作すると、報知信号制御部２３（図２）がトリガされ、情報メモリ２５に保存される種々の情報を含む報知信号が通信部２２およびアンテナＴ２を介して発信される（Ｓ４０１）。本実施形態においては、この報知信号は、指定した基地局の識別情報（基地局指定情報）、指定した基地局による通信品質の改善を希望する旨を示す情報（以下、エリア化要求情報とも記す）、ユーザ機器ＵＥの位置情報、および受信レベル情報を含んでいる。

基地局ＮＢが、ユーザ機器ＵＥからの報知信号を受信すると（Ｓ４０２）、報知情報読み込み部１３において、報知信号から、基地局指定情報、エリア化要求情報、ユーザ機器ＵＥの位置情報、および受信レベル情報が抽出され、これらの情報は、情報メモリ１５に一時的に保存される。また、エリア化要求情報の抽出を契機として、位置情報および受信レベル情報が情報メモリ１５から自動エリア制御部１７へ送信される（Ｓ４０３）。

自動エリア制御部１７は、情報メモリ１５から位置情報および受信レベル情報を受信し（Ｓ４０４）、これらに基づいて、ユーザ機器ＵＥの位置における通信品質を向上させるためのパラメータを求める（Ｓ４０５）。このパラメータは、パイロット信号の送信電力、またはアンテナＴ１の指向性若しくはチルト角などに関するパラメータであってよい。また、このパラメータは周波数や偏波状態に関するパラメータであってもよい。次に、求めたパラメータに関する情報を含む信号が自動エリア制御部１７からパイロット信号制御部１８へ送られる（Ｓ４０６）。パイロット信号制御部１８は、自動エリア制御部１７で求めたパラメータに基づいて、送信電力や指向性などを変更する。これらの変更が完了すると、パイロット信号制御部１８は通信部１２に対してパイロット信号の発信を指示する（Ｓ４０７）。この指示を受けた通信部１２は、受信レベル通知要求情報を含むパイロット信号をアンテナＴ２を介してユーザ機器ＵＥに対して送信する（Ｓ４０８）。ここで、受信レベル通知要求情報は、ユーザ機器ＵＥに対して、このパイロット信号を受信し受信レベルを測定してその結果を基地局ＮＢに対して送信することを要求するための情報である。

ユーザ機器ＵＥは、基地局ＮＢからパイロット信号を受信し、受信レベル通知要求情報を認識すると（Ｓ４０９）、受信状況測定部２６において受信レベルの測定を行い、受信レベル情報を取得する（Ｓ４１０）。測定後、受信レベル情報は情報メモリ２７に保存されるとともに、通信部２２へ送信され、受信レベル情報を含む測定結果通知信号が通信部２２から基地局ＮＢへ送信される（Ｓ４１１）。

基地局ＮＢは、通信部１２において測定結果通知信号を受信すると（Ｓ４１２）、報知情報読み込み部１３において受信レベル情報を抽出する（Ｓ４１３）。次いで、受信レベル情報は、情報メモリ１５に保存されるとともに、自動エリア制御部１７へ通知され（Ｓ４１４）、自動エリア制御部１７において、当該受信レベル情報に基づいて、受信レベルの判定が行われる（Ｓ４１５）。具体的には、受信レベル情報から得た指標値を所定の閾値と比較する。判定の結果、受信レベルの改善が不十分と判定されると、自動エリア制御部１７において基地局パラメータが再び変更され（Ｓ４０５、図４の点線の矢印）、続いてＳ４０６からＳ４１５までのステップが反復される。反復の有無にかかわらず、ユーザ機器ＵＥにおける受信レベルの改善が十分と判定されると、エリア化が完了した旨の通知が、自動エリア制御部１７からパイロット信号制御部１８へ送られる（Ｓ４１６）。この通知を受けたパイロット信号制御部１８においては、送信電力や指向性などの変更は行われず、この時点での基地局パラメータが保持される。また、エリア化完了の通知は、パイロット信号制御部１８から通信部１２に転送され（Ｓ４１７）、さらに、通信部１２からユーザ機器ＵＥに対して送信され（Ｓ４１８、Ｓ４１９）、エリア成形方法が終了する。この後、ユーザ機器ＵＥから発呼があると、この基地局ＮＢを介したサービスが提供されることとなる。

図３を再び参照して、本発明の第１の実施形態による効果を説明する。図３に示すとおり、基地局ＮＢによるエリアは、上述のエリア成形方法により、ほぼ円形状のエリアＢＡＲから楕円形状のエリアＡＡＲのように変形する。この変形により、エリア化前にはエリアＢＡＲの縁近傍に位置していたユーザ機器ＵＥが、物理的には移動していないにもかかわらず、エリアＡＡＲの縁から十分に離れて位置することができる。すなわち、エリアの縁では、送信電力の低下などにより通信品質が低下している可能性があるが、エリアの縁から十分に離れた場所においては、送信電力はそれほど低下していないため、通信品質の改善がなされることとなる。このように、第１の実施形態によれば、ユーザが指定する基地局ＮＢにより形成されるエリアが、その基地局ＮＢが基地局パラメータを自律的に変更することにより、変形され、通信品質の改善を図ることができる。この結果、ユーザは、自ら指定した基地局ＮＢを利用して、優れた通信品質で、より良いサービスの提供を受けることができる。

（第１の実施形態の変形例１）
これまで、ユーザの要求により、エリアを変形し通信品質を改善する（エリア化）場合を説明したが、これとは逆に、エリア化の解除を要求する場合も考えられる。たとえば、ある建物内の会議室Ａで通信品質の良い状態での通話を必要としていたユーザが、他の会議室Ｂへ移動する場合には、基地局ＮＢのエリアを会議室Ａ付近では後退させ、会議室Ｂ付近へ広げることが望ましい。これを実現するためには、ユーザ機器ＵＥから基地局ＮＢへ送信される報知信号を、エリア化要求情報の代わりにエリア化解除要求情報を含むものとし、上述のＳ４０５において、エリア化解除が希望される場所においてエリアが後退するように、パラメータを変更するとともに、受信レベル情報から得た指標値を所定の閾値と比較するようにすればよい。閾値以上の場合には、パラメータの再変更と、再変更後のパラメータでのパイロット信号等の発信と、受信レベル情報を含む報知信号の受信と、再判定とを繰り返し、閾値未満となるよう基地局パラメータを変更するようにすればよい。

なお、上記の所定の閾値は、エリア化解除要求があった時点で、その対象となる位置において実現されるべき通信状況に照らして設定することができ、また、ユーザ機器ＵＥからエリア化要求が行われる前の通信状況が実現されるように設定してもよい。また、基地局ＮＢが、ユーザ機器ＵＥからエリア化要求が行われる前の基地局パラメータを記憶している場合は、エリア化解除要求情報を含む報知信号の受信を契機として、基地局パラメータをエリア化要求前の値に戻すようにしても構わない。

（第１の実施形態の変形例２）
ここでは、ユーザ機器において、ＧＰＳ等を通して位置情報を取得することができない場合について説明する。この場合、報知信号は、ユーザ機器ＵＥの位置情報を含んでいないため、自動エリア制御部１７は、どの位置での通信品質を改善すべきかを把握することができない。そこで、ユーザ機器ＵＥとの通信が可能な隣接する他の基地局（図示せず）から、その基地局が取得したユーザ機器ＵＥに関する情報の提供を受け、その情報に基づき、位置（方向）推定部１４においてユーザ機器の位置を推定する。提供を受ける情報としては、これに限定しないが、ユーザ機器からの電波の受信レベル、ユーザ機器から基地局への電波到達時間などでよい。また、他の一の基地局からだけでなく、他の複数の基地局から情報の提供を受けてもよい。なお、他の基地局からの情報は、通信部１６を介して行うことができる。

位置（方向）推定部１４において推定され取得された位置情報は、情報メモリ１５に保存され、さらに、情報メモリ１５から位置情報および受信レベル情報が自動エリア制御部１７へ送信される（Ｓ４０３、Ｓ４０４）。以降、上述の各ステップが実行されて、ユーザ機器ＵＥの位置における通信品質が改善される。

<第２の実施形態>
図５および図６を参照しながら、本発明の第２の実施形態にかかる通信エリア成形方法を説明する。第２の実施形態では、図５に示すとおり、ユーザ機器ＵＥが基地局ＮＢ１のエリアＢＡＲ１の外に存在し基地局ＮＢ１と通信が不可能である一方、基地局ＮＢ１に隣接する基地局ＮＢ２のエリアＡＲ２内に存在し基地局ＮＢ２との通信が可能な場合に、ユーザが基地局ＮＢ１の利用を欲している、という状況を前提としている。なお、基地局ＮＢ１および基地局ＮＢ２は、第１の実施形態における基地局ＮＢと同一の構成を有しており、また、ユーザ機器ＵＥも第１の実施形態におけるユーザ機器ＵＥと同一の構成を有しているため、これらの説明は省略する。

ユーザがユーザ機器ＵＥのユーザインタフェース２１（図２）を操作すると、報知信号制御部２３（図２）がトリガされ、情報メモリ２５に保存されていた報知信号が通信部２２およびアンテナＴ２を介して発信される（Ｓ６０１）。本実施形態においては、この報知信号は、エリア化要求情報、基地局指定情報（基地局ＮＢ１のＩＤ情報）、ユーザ機器ＵＥの位置情報、および基地局のパイロット信号の受信レベル情報を含んでいる。

ユーザ機器ＵＥは、基地局ＮＢ１のエリア圏の外にあり、基地局ＮＢ２のエリア圏に存在するため、ユーザ機器ＵＥから発せられた報知信号は、基地局ＮＢ１ではなく、基地局ＮＢ２によって受信される。基地局ＮＢ２は報知信号を受信すると、報知情報読み込み部１３（図１）において、エリア化要求情報、基地局指定情報、位置情報、および受信レベル情報を報知信号から抽出する。ここで、基地局ＮＢ２は、抽出した基地局指定情報と、基地局ＮＢ２自体のＩＤ情報とを照合し、自局はユーザにより指定されていないことを認識する。このように認識した場合、基地局ＮＢ２は、他基地局等との通信部１６を介して、ネットワークＮＷを構成する所定の基地局制御装置（上位ノード）に対して、ユーザ機器ＵＥから受信した報知信号を転送する（Ｓ６０２）。ただし、基地局制御装置を介さず、直接に基地局ＮＢ１へ報知信号を転送することも可能である。この場合を考慮し、以下の説明では、所定の制御装置の代わりに「ネットワークＮＷ」と記す。

ネットワークＮＷは、基地局ＮＢ２から報知信号を受信し（Ｓ６０３）、報知信号から基地局指定情報を抽出し、この基地局指定情報に対応した基地局ＮＢ１に対して、報知信号を転送する（Ｓ６０４）。また、このとき、ネットワークＮＷから基地局ＮＢ２を介してユーザ機器ＵＥに至る通信経路（および、これと逆の通信経路）が確立される。

一方、基地局ＮＢ１はネットワークＮＷを介して報知信号を受信すると（Ｓ６０５）、報知情報読み込み部１３（図１）において、エリア化要求情報、基地局指定情報、位置情報、および受信レベル情報を報知信号から抽出する。これらの情報は、情報メモリ１５に一時的に保存されるとともに、エリア化要求情報の抽出を契機として、位置情報および受信レベル情報が情報メモリ１５から自動エリア制御部１７へ送られる。

自動エリア制御部１７は、位置情報および受信レベル情報を受信すると、これらに基づいて、ユーザ機器ＵＥの位置における通信品質を向上させるためのパラメータを求める（Ｓ６０６）。次に、求めたパラメータに関する情報を含む信号が自動エリア制御部１７からパイロット信号制御部１８へ送られる（Ｓ６０７）。ここで、パラメータは、パイロット信号の送信電力またはアンテナＴ１の指向性若しくはチルト角などに関するパラメータである。また、このパラメータは周波数や偏波状態に関するパラメータであっても良い。自動エリア制御部１８は、パラメータに関する情報を受信すると（Ｓ６０８）、そのパラメータに基づいて、送信電力や指向性などを変更する。これらの変更が完了すると、パイロット信号制御部１８は通信部１２に対してパイロット信号の発信を指示する。この指示を受けた通信部１２は、パイロット信号をアンテナＴ２を介して発信する。

一方、基地局ＮＢ１は、受信レベル通知要求信号を通信部１６を介してネットワークＮＷに対して送信する（Ｓ６０９）。受信レベル通知要求信号は、ユーザ機器ＵＥに対して、パイロット信号を受信し受信レベルを測定してその結果を発信するように要求するための情報である。ネットワークＮＷは、基地局ＮＢ１から受信レベル通知要求信号を受信すると（Ｓ６１０）、上記の通信経路を通じて、受信レベル通知要求信号をユーザ機器ＵＥに対して送信する（Ｓ６１１）。

ユーザ機器ＵＥは、通知要求信号を受信すると（Ｓ６１２）、基地局ＮＢ１が発信したパイロット信号を受信し（または受信しようと試み）、受信状況測定部２６において受信レベルの測定を行う（Ｓ６１３）。測定後、受信レベル情報は情報メモリ２７に一時的に保存されるとともに、通信部２２へ送信され、受信レベル情報を含む測定結果通知信号が上記の通信経路を通してネットワークＮＷへ送信される（Ｓ６１４）。

ネットワークＮＷは、測定結果通知信号を受信すると（Ｓ６１５）、この信号を基地局ＮＢ１へ転送する（Ｓ６１６）。

基地局ＮＢ１は、通信部１６（図１）において測定結果通知信号を受信すると（Ｓ６１７）、報知情報読み込み部１３において受信レベル情報を抽出する（Ｓ６１８）。次いで、受信レベル情報は、情報メモリ１５に保存されるとともに、自動エリア制御部１７へ通知される（Ｓ６１９）。自動エリア制御部１７は、ユーザ機器ＵＥでの測定により得られた受信レベル情報に基づいて、受信レベルの判定を行う（Ｓ６２０）。具体的には、受信レベル情報から得た指標値と所定の閾値とを比較する。判定の結果、受信レベルの改善が不十分と判定されると、自動エリア制御部１７において基地局パラメータが再び変更され（Ｓ６０６、図６の点線の矢印）、続いてＳ６０７からＳ６２０までが反復される。反復の有無にかかわらず、受信レベルが十分に改善されたと判定されると（Ｓ６２１）、エリア化が完了した旨の通知が、自動エリア制御部１７から通信部１６へ送られる（Ｓ６２２）。通信部１６は、エリア化が完了した旨の通知をネットワークＮＷへ送信する（Ｓ６２３）。その後、ネットワークＮＷは、エリア化完了通知を上記の通信経路を介してユーザ機器ＵＥへ送信し（Ｓ６２４、Ｓ６２５）、エリア化が終了する（Ｓ６２６）。この後、ユーザ機器ＵＥから発呼があると、基地局ＮＢ１を介した通信サービスが提供されることとなる。なお、Ｓ６２４において品質改善が十分と判定された後では、エリア化完了通知は、基地局ＮＢ１からユーザ機器ＵＥに対して直接に通知してもよい。

（第２の実施形態の変形例１）
第２の実施形態では、ユーザ機器ＵＥと基地局ＮＢ２が受信可能の場合について説明したが、以下、ユーザ機器ＵＥがすべての基地局のエリア圏の圏外に存在する場合を説明する。このような状況は、気象状況や基地局の不具合などにより、または、山岳地帯や離島等において生じ得る。この場合、報知信号を発信したユーザ機器ＵＥは、いずれの基地局にもアクセスできないことを認識し、このとき発信した報知信号を情報メモリ２５に保持し、指定基地局または他の基地局のエリア圏が回復したとき、又はエリア圏に進入したときに、その報知信号を発信する。これによれば、エリア圏の回復またはエリア圏への進入の後、直ちに指定した基地局を介した通信を実現することができる。なお、ユーザ機器ＵＥが移動してエリア圏に進入した場合には、報知信号に含まれる位置情報は更新されていると好ましい。

以上、幾つかの実施形態を参照しながら、本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。たとえば、基地局ＮＢの自動エリア制御部１７は、自局が指定された否かを判定する機能を有しているが、たとえば、報知情報読込み部１３がこの機能を有していても良い。換言すると、報知信号等から所定の情報を読み出す機能と、自局判定機能とは同一の要素または部品により実現されて良い。また、自局判定機能を有する他の要素または部品を設けても良い。また、ユーザ機器ＵＥからの測定結果情報に基づき受信状況を判定する機能は、自動エリア制御部１７でなく、報知情報読込み部１３が有していても良い。また、この機能を有する他の機能または部品を設けても良い。

また、第１及び第２の実施形態によるエリア成形方法において、基地局パラメータの変更後、一定期間が経過してもユーザ機器ＵＥから発呼がない場合は、そのユーザ機器ＵＥからの要求に応じて変更した基地局パラメータを変更前の値に変更することも可能である。たとえば、自動エリア制御部１７が、エリア化完了通知をパイロット信号制御部１８へ送った後（Ｓ４１６）、時間測定を開始し、ユーザ機器ＵＥからの着呼がないまま所定の時間が経過したことを認識した場合、変更前の基地局パラメータをパイロット信号制御部１８へ通知し、この通知を受けたパイロット信号制御部１８が通知に従って基地局パラメータを変更することができる。このようにすれば、無線リソースを有効に活用することが可能となる。

また、第２の実施形態において、基地局ＮＢ１が基地局パラメータを変更したことにより、基地局ＮＢ１とユーザ機器ＵＥとの間の通信が可能となった場合は、そのとき以降、両者間での通信を通してエリア化を実現しても良い。すなわち、基地局ＮＢ１での基地局パラメータの変更によってエリアが変形され、ユーザ機器ＵＥが基地局ＮＢ１のエリアに存するに至った場合は（図３参照）、第１の実施形態で説明した方法により、エリア化を実現することができる。さらに、基地局ＮＢ１が、受信レベル通知要求信号をパイロット信号とともに、または、パイロット信号に重ねて発信するようにしてもよい。このようにすれば、基地局ＮＢ１とユーザ機器ＵＥとの間の通信が可能となった時点で、両者によるエリア化が実現されるようになる。

さらに、複数のユーザ機器ＵＥから同時に又は短い時間間隔でエリア化要求情報を含む報知情報が発せられた場合、基地局ＮＢは、報知情報読込部１３で抽出した位置情報および受信レベル情報等を情報メモリ１５に保存し、保存した情報を所定の統計処理により処理し、この処理情報に基づいてエリア圏の変形をすることも可能である。たとえば、複数の位置情報から、複数のユーザ機器ＵＥが存在する範囲を把握し、その範囲をエリア圏に含めるよう基地局パラメータを変更することができる。これによれば、ユーザ機器ＵＥのそれぞれに対してエリア化を行う必要がなくなり、よって、基地局の負担が減少し、無線リソースの有効活用が図れる。また、複数の受信レベル情報に基づいて、エリア化の優先度を決定し、受信レベルの低い位置を対象とするエリア化を行うことも可能である。

さらにまた、ユーザ機器ＵＥがＧＰＳ等から位置情報を取得できない場合、第２の実施形態の品質改善方法においても、その位置を推定し、推定により得た位置情報に基づいて、指定した基地局との間の通信品質を改善できることは明らかである。

また、基地局ＮＢ，ＮＢ１がＨｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢである場合において、基地局ＮＢ，ＮＢ１とユーザ機器ＵＥとから通信システムを構成することも可能である。この場合、ユーザ機器ＵＥの情報メモリ１５に、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢである基地局ＮＢ，ＮＢ１の基地局ＩＤを予め保存しておいてよい。

本国際出願は２００７年４月２７日に出願された日本国特許出願２００７−１２０２５９号に基づく優先権を主張するものであり、２００７−１２０２５９号の全内容をここに援用する。

Claims (26)

1. 基地局を指定する基地局指定情報と、その基地局からの信号の受信状況を表す受信状況情報と、その基地局との間の通信状況の変更を要求する変更要求情報と、を含む第１の信号を移動局から受信する信号受信ステップ；
   前記第１の信号を受信した基地局が前記基地局指定情報により指定された基地局であるか否か、を判定する基地局判定ステップ；
   前記基地局判定ステップで指定されたと判定された場合に、前記移動局の位置を示す位置情報を取得する位置認識ステップ；および
   前記受信状況情報と前記位置情報とに基づいて、前記移動局の位置における受信状況を変更するよう基地局パラメータの少なくとも１つを変更するパラメータ変更ステップ；
   を備える、指定基地局による通信エリア成形方法。
2. 変更後の基地局パラメータで前記移動局へパイロット信号を送信するパイロット信号送信ステップ；
   前記パイロット信号に基づいて前記移動局で得た測定結果情報を含む第２の信号を前記移動局から受信し、前記測定結果情報に基づいて、受信状況の変更を判定する変更判定ステップ；および
   前記変更判定ステップにおいて所望の変更が認められた場合に、前記変更後の基地局パラメータを保持するパラメータ保持ステップか、または、
   前記変更判定ステップにおいて所望の変更が認められなかった場合に、前記基地局パラメータ変更ステップ、前記パイロット信号送信ステップ、および前記変更判定ステップをこの順に反復する反復ステップか、
   のいずれかを行うステップ；
   を更に備える、請求項１に記載の通信エリア成形方法。
3. 基地局を指定する基地局指定情報と、その基地局からの信号の受信状況を表す受信状況情報と、その基地局との間の通信状況の変更を要求する変更要求情報と、を含む第１の信号を移動局から受信する信号受信ステップ；
   前記第１の信号を受信した基地局が前記基地局指定情報により指定された基地局であるか否か、を判定する基地局判定ステップ；
   前記基地局判定ステップで指定されていないと判定された場合に、前記基地局特定情報により特定される第２の基地局に対して、前記第１の信号を転送する転送ステップ；
   前記第１の信号を受信した前記第２の基地局において、前記移動局の位置を示す位置情報を取得する位置認識ステップ；および
   前記受信状況情報と前記位置情報とに基づいて、前記移動局の位置における受信状況を変更するよう前記第２の基地局の第２の基地局パラメータの少なくとも１つを変更するパラメータ変更ステップ；
   を備える、移動体通信の通信エリア成形方法。
4. 前記第２の基地局から、変更後の前記第２の基地局パラメータでパイロット信号を送信するパイロット信号送信ステップ；
   前記第２の基地局において、前記パイロット信号に基づいて前記移動局で得た測定結果情報を含む第２の信号を前記移動局から受信し、前記測定結果情報に基づいて、受信状況の変更を判定する変更判定ステップ；および
   前記変更判定ステップにおいて所望の変更が認められた場合に、前記変更後の基地局パラメータを保持するパラメータ保持ステップか、または、
   前記変更判定ステップにおいて所望の変更が認められなかった場合に、前記基地局パラメータ変更ステップ、前記パイロット信号送信ステップ、および前記変更判定ステップをこの順に反復する反復ステップか、
   のいずれかを行うステップ；
   を更に備える、請求項３に記載の通信エリア成形方法。
5. 前記第１の信号が前記移動局の位置を示す位置情報を更に含み、前記位置認識ステップにおいて、該第１の信号から前記位置情報が取得される、請求項１に記載の通信エリア成形方法。
6. 前記第１の信号が前記移動局の位置を示す位置情報を更に含み、前記位置認識ステップにおいて、該第１の信号から前記位置情報が取得される、請求項３に記載の通信エリア成形方法。
7. 前記位置情報が、前記移動局と通信可能な少なくとも１つの第３の基地局が有する前記移動局に関する情報に基づいて取得される、請求項１に記載の通信エリア成形方法。
8. 前記位置情報が、前記移動局と通信可能な少なくとも１つの第３の基地局が有する前記移動局に関する情報に基づいて取得される、請求項３に記載の通信エリア成形方法。
9. 前記基地局パラメータが、送信電力に関するパラメータ、発信指向性に関するパラメータ、送信アンテナのチルト角に関するパラメータ、周波数に関するパラメータ、および偏波状態に関するパラメータの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の通信エリア成形方法。
10. 前記基地局パラメータが、送信電力に関するパラメータ、発信指向性に関するパラメータ、送信アンテナのチルト角に関するパラメータ、周波数に関するパラメータ、および偏波状態に関するパラメータの少なくとも１つを含む、請求項３に記載の通信エリア成形方法。
11. 前記パイロット信号送信ステップにおいて、前記第２の信号を発信するよう前記移動局に対して要求する第２信号発信要求信号が更に発信される、請求項２に記載の通信エリア成形方法。
12. 前記パイロット信号送信ステップにおいて、前記第２の信号を発信するよう前記移動局に対して要求する第２信号発信要求信号が更に発信される、請求項４に記載の通信エリア成形方法。
13. 前記パイロット信号送信ステップにおいて発信される前記パイロット信号が、前記第２の信号を発信するよう前記移動局に対して要求する第２信号発信要求信号を含む、請求項２に記載の通信エリア成形方法。
14. 前記パイロット信号送信ステップにおいて発信される前記パイロット信号が、前記第２の信号を発信するよう前記移動局に対して要求する第２信号発信要求信号を含む、請求項４に記載の通信エリア成形方法。
15. 前記第２の信号を発信するよう前記移動局に対して要求する信号発信要求信号が、前記基地局を介して前記第２の基地局へ送られる、請求項４に記載の通信エリア成形方法。
16. 前記変更要求情報が、通信状況の改善を要求する改善要求情報、および通信状況の低下を要求する低下要求情報のいずれかである、請求項１に記載の通信エリア成形方法。
17. 前記変更要求情報が、通信状況の改善を要求する改善要求情報、および通信状況の低下を要求する低下要求情報のいずれかである、請求項３に記載の通信エリア成形方法。
18. 前記パラメータ変更ステップに続き、前記移動局と前記基地局との間の通信サービスを提供するサービス提供ステップを更に備える、請求項１に記載の通信エリア成形方法。
19. 前記パラメータ変更ステップに続き、前記移動局と前記基地局との間の通信サービスを提供するサービス提供ステップを更に備える、請求項３に記載の通信エリア成形方法。
20. 前記パラメータ保持ステップに続き、前記移動局と前記基地局との間の通信サービスを提供するサービス提供ステップを更に備える、請求項２に記載の通信エリア成形方法。
21. 前記パラメータ保持ステップに続き、前記移動局と前記基地局との間の通信サービスを提供するサービス提供ステップを更に備える、請求項４に記載の通信エリア成形方法。
22. 基地局を指定する基地局指定情報と、その基地局からの信号の受信状況を表す受信状況情報と、その基地局との間の通信状況の変更を要求する変更要求情報と、を含む第１の信号を生成する信号生成部と、
    ユーザの操作により、前記信号生成部に対して前記第１の信号の出力を促すインタフェース部と、
    前記信号生成部から出力された前記第１の信号を発信する通信部と、
    を備える移動局。
23. 前記移動局の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部を更に備える、請求項２２に記載の移動局。
24. 前記基地局指定情報により指定した基地局が発信するパイロット信号を受信して、該パイロット信号の受信状況を測定し、受信状況情報を取得する受信状況測定部を更に備える、請求項２２に記載の移動局。
25. 基地局を指定する基地局指定情報と、その基地局からの信号の受信状況を表す受信状況情報と、その基地局との間の通信状況の変更を要求する変更要求情報と、を含む第１の信号を移動局から受信する通信部と、
    前記基地局指定情報により指定されたか否か、を判定する基地局判定部と、
    前記基地局判定ステップで指定されたと判定した場合に、前記移動局の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部と、
    前記受信状況情報と前記位置情報とに基づいて、前記移動局の位置における受信状況を変更するよう基地局パラメータの少なくとも１つを変更するパラメータ変更部と、
    を備える基地局。
26. 変更後の基地局パラメータでパイロット信号を送信するパイロット信号送信部と、
    前記パイロット信号に基づいて前記移動局で得た測定結果情報を含む第２の信号を前記移動局から受信し、前記測定結果情報に基づいて、受信状況の変更を判定する変更判定部と、
    前記変更判定部が所望の変更を認められた場合に、前記変更後の基地局パラメータを保持する基地局パラメータ保存部と、
    を更に備える、請求項２５に記載の基地局。

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