专利名称：移动通信系统中的基站装置和定向性控制方法
技术领域：
本发明涉及移动通信的技术领域，特别涉及基站装置和定向性控制方法。
背景技术：
在移动通信系统中设置基站时，需要适当地设定发送功率和波束方向等，实现区 域中没有漏洞的适当的区域结构，同时抑制来自邻接小区的电波干扰等，以确保各区域内 的通信质量。在没有建筑物且移动台均匀分布的理想的环境中，区域近似为正六边形，在 其中心设置基站的情况下区域质量也最好。但是，在实际的环境中，除了存在建筑物等，基 站的设置场所也有限制，区域形状以及质量不一定很理想。因此，在区域设计中，需要充分 调查基站周边的传播特性，并估计改变定向性时的干扰状态，同时调整各基站的定向性。从 而，进行该工作需要高度的专业知识，操作者(operator)的工作负担绝对不轻。
作为解决这样的问题的方法，提出了具有收集周边的基站和移动台的分布信息的 功能的移动通信系统，在该系统中，使用收集的信息自动地形成区域(关于此，例如参照专 利文献1)。根据该技术，在基站新设置时或设置之后，该基站从存在于基站周边的移动台取 得各移动台中的接收电平，并且取得连接的基站的信息，也取得从周边基站发送的总发送 功率的信息。基于这些信息，该基站不通过人工而自动地决定通常用于区域形成的定期广 播的信号的发送功率。若使用该方法，则通过与周边基站协调并自主地决定本基站的广播 信号的发送功率，从而或许能够自动形成移动通信系统的区域。 此外，作为自动形成区域的基站，也提出了控制基站的天线定向性的方法(关于 此，例如参照专利文献2)。该方法是基于来自存在于基站周边的移动台的接收电平和本基 站以及邻接基站的业务状况等服务区域信息，控制基站天线的垂直面内定向性的方法。定 向性控制使用作为基站天线在垂直方向上直线状排列了元件的结构，改变对各元件的信号 的供给/切断、以及对各元件供电的信号的相位，基于服务区域信息调整对基站供电的元 件数以及对各元件供电的相位。由此，控制天线的波束宽度/增益、以及垂直面的波束倾 角。根据该方法，或许能够灵活地形成基站的区域结构而并不仅依靠发送功率。
专利文献1 :特开2006-135673
专利文献2 :特开2005-109690
发明内容
发明要解决的课题 在实际的区域构筑中，由于能够设置基站的场所等存在制约，所以基站很多情况 下被不均匀设置。 如图1所示，也许在某个场所，基站被比较接近地设置，而在某个场所以比较宽的 间隔设置。在这样的环境的情况下，若如上述专利文献2这样仅变换各基站的天线的垂直 面内定向性，则由于水平面内定向性为全方向性(omnidirectinoal)，因此密集的方向的区 域的重叠可能变大(左下图)。在这样的地区中干扰增大而可能使通信质量显著恶化。另
4一方面，若为了降低干扰而降低发送功率或加深波束倾角，则在不能设置基站的区域中可 能产生区域的漏洞(右上图)。 作为解决这样的问题的方法，考虑将天线设为扇区结构，对每个扇区细致地设定
发送功率和倾角。该情况下，因为希望根据环境而分割的扇区的大小各种各样，因此难以使
扇区分割数对于哪个场所都准确地决定。为了进行灵活的小区设计，考虑预先准备可分割
为多个的扇区数，根据需要来改变分割数。但是，该情况下，若扇区分割数增加则天线尺寸
也增大，在每个扇区中需要天线以及装置而花费成本，也许不实用。这样的以往的小区设计
方法没有效率，难以自动地以低成本构筑复杂的小区形状的区域。 本发明的课题在于实现适合基站设置的实际环境的小区设计的效率化。 用于解决课题的手段 本发明的一个方式中，使用移动通信系统中的基站装置。基站装置包括在每个到
来方向上从一个以上的用户装置收集至少包含下行信号的质量信息的测定数据的部件；根
据规定的评价函数将各测定数据变换为评价值的部件；由多个评价值的角度分布导出用于
决定定向性的权重的更新量的部件；以及将通过更新后的权重加权后的下行信号发送给用
户装置的部件。 发明的效果 根据本发明，可以实现适合基站设置的实际环境的小区设计的效率化。
图1是示意地表示不均衡地设置的基站和区域形状的图。 图2表示本发明的一个实施例的基站中进行的动作例子的流程图。 图3是示意地表示在数据库中存储了测定数据的情况的图。 图4A是表示评价函数的一例的图。 图4B是表示其它的评价函数的图。 图5A是表示评价值和阈值的关系的图。 图5B是表示评价值和阈值的关系的图。 图6是表示两个基站接近时和远离时的情况的图。 图7是表示导出定向性的更新量的情况的图(之一)。 图8是表示导出定向性的更新量的情况的图(之二)。 图9表示本发明的一个实施例的基站的功能方框图。 图10表示本发明的一个实施例的用户装置的方框图。 图11A是表示模拟所使用的参数各数据的图。 图11B是表示模拟所使用的参数各数据的图。 图11C是表示模拟所使用的环境模型的图。 图12是表示模拟的初始状态的图。 图13表示本发明的实施例的模拟结果。 图14A表示本发明的实施例的模拟结果。 图14B表示本发明的实施例的模拟结果。 符号说明
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91与移动台的通信单元 92终端的信息取得单元 93数据库单元 94评价函数计算单元 95定向性更新量计算单元 96天线权重决定单元 101与基站的通信单元 102接收电平/SIR测定单元 103位置测定单元 104存储装置
具体实施例方式
在本发明的一个方式的基站装置中，在每个到来方向上从一个以上的用户装置收
集测定数据(Ri， SIRi)。各测定数据按照规定的评价函数被变换为评价值f。从多个评价
值f的角度分布导出用于决定定向性的权重的更新量，并将以更新后的权重加权了的下行
信号发送给用户装置。用于决定定向性的权重的更新量根据由来自各用户装置的测定数据
而导出的评价值的角度分布而求出，所以可以实现符合基站的实情的区域。 规定的评价函数可以根据下行信号的接收电平的高低而增减，在下行信号的接收
电平在规定范围内时(RE《Ri《Rmax)，根据SIR是否比规定值大而可以取不同的值。由
于评价函数仅要求这样的简易的性质，所以可以利用适当的各种函数形式，这一点从设计
的灵活性等观点来说是理想的。 可以将多个评价值按照每个到来方向分类，并进行平滑化处理，从而导出多个评价值的角度分布。某个数据的平滑化处理可以通过对包含该数据的规定范围内的数据组进行加权平均的局部加权平滑化处理来进行。进行平滑化从尽可能避免对定向性图形(pattern)带来急剧的变化的观点来看是理想的。到来方向可以由用户装置的位置信息导出，也可以通过执行到来方向估计算法来导出。 为了促进对发明的理解或许会使用具体的数值例子进行说明，但只要没有特别的预先说明，则这些数值仅仅为一例，也可以使用适当的任何的值。
实施例1
〈动作例子〉 图2表示本发明的一个实施例的基站中进行的动作例子的流程图。图示的动作例子主要由移动通信系统的基站进行。移动通信系统包含多个基站和一个以上的用户装置。用户装置典型为移动终端，但也可以包含固定终端。基站对小区内的用户装置发送各种信号，但在本发明中，特别发送下行参考信号(RS)。参考信号可以叫作导频信号，是具有在发送端以及接收端已知的信号模式的信号。用户装置接收下行参考信号，测定接收电平、接收质量等。接收电平作为一例由RSSI (Received Signal Strength Intensity,接收信号强度密度)测定，但也可以通过适当的其它的任何量来表现。接收质量虽然通过SIR(Signal toInterference Ratio,信噪比)、SINR(Signal to Interferenc印lus Noise Ratio，信号干扰噪声比)这样的希望信号功率和非希望信号功率(或总功率)的比率来表现，但这也可CN 101796863 A 以通过适当的任何量来表现。 在步骤S1中，接收到下行参考信号的各用户装置对基站报告测定数据。测定数据包含下行参考信号的接收电平Ri和接收质量SIRi(脚标的"i"表示是来自第i个用户装置的信号)。基站也可以在某一期间内从一个以上的用户装置收集测定数据。也可以对基站报告测定数据和用户装置的位置信息。位置信息可以由GPS接收机等测定，也可以通过该技术领域中已知的适当的任何的位置测定方法来确定。测定数据可以根据从基站对用户装置的指示而进行，也可以在规定的定时进行，还可以在用户装置中发生了任何事件的时刻进行。 在步骤S2中，基站将来自各用户装置的测定数据存储在数据库中。例如，可以在某一定期间进行存储，也可以直到收集了规定数的测定数据为止才进行存储。 一个用户装置不仅将一个测定数据报告给基站。例如，一个用户装置在某个场所报告了测定数据之后，也可能在其它的场所报告其它的测定数据。 图3表示在基站的数据库中存储了测定数据的一例。如各行所示，通过用户装置的识别信息(ID)、用户装置的方位、接收电平Ri、接收质量SIRi以及评价值f的一组来管理数据。最右栏的评价值f是由接收电平Ri以及接收质量SIRi导出的量，这将在后面叙述。用户装置的方位或方向通过表示从基站来看该用户装置存在于哪个方向的角度来表现。该方向可以由用户装置的位置坐标导出，也可以通过估计基站中的到来波方向来准备。到来波方向(DoA-Direction of Arrival)的估计可以通过该技术领域中已知的适当的任何方法来进行。 在图2的步骤S3中，判定是否收集了足够的数据数。作为一例，数据数可以是数十至数千，可以使用适当的任何的数。如果没有收集足够的数据数，则流程返回到步骤S2，如果收集到了，则流程进至步骤S4。在本实施例中，进行根据从用户装置报告的测定数据(也可以称为区域信息)决定以后的定向性的运算，但也可能存在无法迅速得到这样的运算所需的测定数据的情况。因此，通过重复用于存储从用户装置报告的区域信息的数据库的数，直到蓄积了足够计算定向性更新量的一定数的数据为止，从而可以有助于自动形成的区域的质量提高。 在步骤S4中，按照评价函数将测定数据变换为评价值f。评价值f对于每个测定
数据按照每个到来波方向准备。评价值f在本实施例中如以下这样定义。 1)在Rmin《Ri < RE时 f = 0. 5 (RE-Ri) / (RE-Rmin) 2)在RE《Ri《Rmax时 a)在SIRE《SIRi时 f = 0， b)在SIRi < SIRE时 f = 0. 5 (Ri-RE) / (RE-Rmax) 3)在Rmax < Ri时 a)在SIRE《SIRi时 f = 0， b)在SIRi < SIRE时
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f = 0.5。 其中，RE表示假设在用户装置位于区域边缘或小区边缘的情况下进行观测的接收电平，SIRE表示假设在用户装置位于区域边缘的情况下进行观测的SIR值。Ri表示第i个用户装置中测定的接收电平，SIRi表示第i个用户装置中测定的SIR值。假设代表的Ri值处于Rmin Rmax的范围中。 图4A表示上述评价函数f的曲线图。如图所示，评价函数f随着接收电平Ri从(允许)最低接收电平Rmin缓慢增加而单调(在图示的例子中线性)减少，并在阈值RE处到达0。在接收电平Ri进一步增加的情况下，如果SIRi为SIRE以上，则评价函数f持续维持0。另一方面，在接收电平Ri进一步增加的情况下，如果SIRi不是SIRE以上，则评价函数f进一步单调(在图示的例子中线性)减少，若接收电平Ri达到(允许)最大接收电平Rmax则成为-0. 5，即使以后接收电平增加，评价函数f也持续维持_0. 5。评价函数f的函数形式不限定于图示，可以使用各种函数形式。但是，评价函数f根据接收电平Ri的高低而增减，在接收电平Ri位于规定范围内时，根据SIRi是否大于规定值SIRE而取不同值。
如图3的最右列所示，基站按照这样的评价函数f将测定数据变换为评价值f 。从某个测定数据导出的评价值f表示关于报告了该测定数据的用户装置的场所(方向)应否增加下行发送功率(为了说明的方便将其表现为"增加定向性")。 图5A表示评价值f、接收电平Ri以及接收质量SIRi的相互关系。如行(row) 1以及行2所示，评价函数f根据接收电平Ri的高低而改变极性。如栏l所示，在接收电平Ri为阈值RE以下的情况下，f是正。这表示应进一步增加下行发送功率。在栏2中接收电平Ri反过来在阈值RE以上。该情况下，如果SIRi为阈值SIRE以上，则f = O，表示应维持现状。尽管接收电平Ri达到阈值RE以上但接收质量SIRi却不是阈值SIRE以上的情况表示接收信号的干扰功率大。从而，该情况下f为负，表示应减少下行发送功率。
图6是表示两个基站接近时和远离时评价值f的处理如何不同。这里，将BS#1设为希望基站，将周边基站设为BS#2。图6左侧表示接近设置了两个基站，区域的重叠大的情况。图中的实线的曲线表示接收电平Ri，波状线的曲线表示接收质量SIRi。BSftl和BSft2的接收电平相同的场所为小区边界(区域边缘)，在图6左侧的例子中，小区边界的接收电平为-74dBm。假设区域边缘的接收质量SIRi因为来自周边基站BS#2的干扰波而成为_3dB。假设允许最小接收电平Ri为_82dBm，阈值RE为_78dBm。图中，在接收电平Ri处于Rmin至RE之间的区域，以左侧的细的斜线部分表示。接收质量SIRi为-3dB以上阈值(OdB)以下的区域以右侧的粗的斜线部分表示。 该情况下，根据来自在BSftl的小区中的用户装置的测定数据，接收电平Ri比-74dBm大，接收质量SIRi比OdB小，评价函数f表示负的值。从而，表示下行信号的发送功率应该对于该方向减弱。 图6右侧表示基站远离且区域重合小的情况。在图示的例子的情况下，区域边缘的接收电平成为-82dBm。根据来自在BSftl的小区边缘的用户装置的测定数据，接收电平Ri比-74dBm小。从而，评价函数f成为正的值，表示下行信号的发送功率应该对于该方向增强。根据来自在小区附近的用户装置的测定数据，接收电平Ri比_78(18111大，接收质量511^也比0dB大。从而，评价函数f成为O，表示下行信号的发送功率应该对于该方向原样维持。
在图2的步骤S5中，各种多个评价值f被平滑化。如图3所例示的，数据库中存储的测定数据和评价值与到来方向的信息一同被分类。而且，多个评价值按照每个到来方 向被分类。 图7 (A)以圆标记表现多个评价值，表示它们按照0度到360度的每个方向被分类 的情况。各评价值被平滑化，使得对单位方向成为一个数据(代表点)。作为进行平滑化的 方法，可以使用局部加权平滑化方法。作为局部加权平滑化方法的代表例子，可举出加权散 点平滑(L0WESS)方法等。关于某一数据的局部加权通过对包含该数据的规定范围内的数 据组进行加权平均化来进行。局部加权可以通过该技术领域中已知的任何方法进行。计算 应用L0WESS方法平滑化后的评价函数的结果如图7(A)中的曲线以及图7(B)所示。
在图2的步骤S6中，该平滑化后的评价函数值的比例尺被调整，导出决定定向性 的权重的更新量。在本实施例中，评价函数f的角度分布中的积分值相当于基站的发送功 率增加量。评价函数f的正的部分的积分值对应于发送功率的增加，评价函数f的负的部 分的积分值对应于发送功率的减少。从而，评价函数f的正负的总积分值需要使功率更新 后的基站的总发送功率不超过允许值。从这样的发送功率的观点出发而调整评价函数值的 比例尺。根据基站的负载，也可以频繁地进行本步骤S5中的比例尺调整。
图7(C)表示从这样的观点计算出的定向性更新量。正的部分被乘以a倍，负的 部分被乘以P倍。图8B表示将图7(C)这样得到的定向性的更新量进行低通滤波处理后 的结果。这从将图7(C)的曲线进一步平滑化，并变换为与决定天线的定向性的权重相应的 值的观点来看比较理想。 如本步骤这样将评价值的曲线平滑化，从在瞬间的数据中产生急剧的变化时候， 难以在应更新的天线图形(定向性)中引入失真的观点来看是理想的。此外，这样的失真 可能会带来定向性更新时的权重的收敛的延迟，所以平滑化从权重计算的高速化的观点来 看是优选的。 在步骤S7中，这样导出的更新量(当前的权重和更新后的权重的差分)应用于当 前的权重，以新的定向性形状发送信号。用于实现该定向性形状的适于各天线元件的权重 (具体来说是幅度和相位)由基站的天线权重决定单元决定。幅度和相位的决定例如可以 通过应用最小二乘法而求出。大致在导出图8所示的更新量的情况下，调整定向性，使得在 从基站看120度到270度的角度中功率增益相对增大，在其它的角度范围中功率增益减小 (特别从150度到200度功率增益增大，从0度到60度功率增益减小)。图示的更新量不 是权重本身，而是表示对于以往的权重的差分，需要留意该点。此后，流程返回步骤Sl，根据 需要而重复已经说明的步骤，调整定向性。
〈基站装置> 图9表示本发明的一个实施例的基站。图9中绘制了与移动台的通信单元91、终 端的信息取得单元92、数据库单元93、评价函数计算单元94、定向性更新量计算单元95和 天线权重决定单元96。 与移动台的通信单元91是用于与移动台(更一般为用户装置)进行无线通信的 接口。在本发明中，特别接收来自用户装置的测定数据。如上所述，测定数据至少包含由用 户装置接收的下行参考信号的接收电平Ri和接收质量SIRi。 终端的信息取得单元92从接收信号中提取测定数据，并进一步从测定数据中取 得接收电平Ri和接收质量SIRi。测定数据中如果也包含用户装置的位置信息，则也提取该
9位置信息。 数据库单元93存储来自各用户装置的测定数据(图3)。 评价函数计算单元94按照规定的评价函数，将各个测定数据变换为各个评价值 f。 定向性更新量计算单元95将多个评价值f的角度分布曲线进行平滑化，导出决定 定向性的权重的更新量。 天线权重决定单元96准备更新后的权重。权重的计算可以通过该技术领域已知
的适当的任何的算法来执行。此后，以更新后的权重从通信单元91发送信号。 另外，在本基站装置中自主形成该基站的区域，但周边基站也可以具有与本基站
相同的结构，也可以不包括。〈用户装置〉 图IO表示本发明的一个实施例的用户装置。图10中绘制了与基站的通信单元
101、接收电平/SIR测定单元102、位置测定单元103以及存储装置104。 与基站的通信单元101是用于进行与基站的无线通信的接口。在本实施例中特别
通过下行链路接收参考信号，通过上行链路发送包含测定数据的信号。 接收电平/SIR测定单元102测定下行参考信号的接收电平Ri以及接收质量
SIRi。如上所述，接收电平和接收质量可以通过适当的任何的量表现。 位置测定单元103不是用户装置所必须的构成元件，在包括该单元的情况下，测
定用户装置的位置。位置测定例如可以通过GPS接收机进行，也可以通过本技术领域已知
的其它测定方法进行。 存储装置104存储接收电平Ri、接收质量SIRi以及根据需要存储位置信息等测定
的信息，并将它们作为测定数据输出。
〈模拟结果> 接着，表示本发明的实施例的模拟结果。 图ll表示本模拟中使用的各数据。本模拟中，在700mX700m的地区(区域)内， 配备了 16个包括上述实施例的定向性控制功能的基站。假设该区域内均匀地分布了 5000 台用户装置。在实际环境中，认为用户装置数也可以更少。本模拟中的频率假设为5GHz。 基站的发送功率、接收电平阈值RE、接收质量阈值SIRE、移动台接收灵敏度(允许最低接收 功率Rmin)分别设为7dBm(初始值)、-78dB、0dB、-82dBm。作为传播模型，采用从基站向终 端方向通过自由空间传播损失衰减的模型。此外，基站天线假设为天线元件数6且排列半 径O. 3波长的圆形排列阵列。基站天线的定向性首先将全部的基站的水平面内定向性小的 全方向性的状态设为初始状态，在图2的步骤中反复地更新定向性。定向性形状的计算采 用最小二乘法。此外，假设用户装置对接收电平最大的基站报告测定数据。假设来自用户 装置的到来波方向能够在基站侧理想地估计。 图12表示本模拟中的初始区域状态。图13表示通过从该状态起重复9次图2的 步骤从而更新之后的区域的状态。大致假设位于外侧的基站想要实现向外扩展的区域(定 向性的波束)，内侧的基站想要实现比外侧的基站小的区域。 在图12中A、B所示的区域的基站非常接近，若以全方向性的状态临时增加发送功 率，则一个基站会互相被包括在另一个的区域中。但是，根据本实施例，如图13A、13B所示，
10它们通过在互相不同的方向上具有主波瓣(mainlobe)的不同的定向性形成区域。可以如 此在尽可能宽的范围中无间隙地进行设定。 图14表示从接收电平场所率以及接收质量场所率的观点来看的模拟结果。在模 拟中，在上述对象区域中，从假设各基站的定向性全部为全方向性的初始状态起，仅控制各 基站的功率从而自动地形成了区域的情况(图中表示为"功率控制")，以及应用本发明的 定向性控制方法从而自动形成了区域的情况(图中表示为"定向性控制")，从接收电平场 所率的观点(左侧)以及从SIR场所率的观点(右侧)进行比较。例如，在接收电平场所 率中，可知接收电平仅有小于-82dBm的终端，在通过"功率控制"形成区域的情况下存在 65%，在通过"定向性控制"形成区域的情况下仅有49%。换言之，接收电平为_82dBm以上 的终端，在"功率控制"的情况下仅存在35%，在"定向性控制"的情况下存在51%，场所率 改善了 16%。若以通过"功率控制"形成区域的情况的场所率为基准进行考虑，则接收电平 为-82dBm以上的终端通过设为"定向性控制"而增加46% (16% +35% X 100)。此外，在 SIR场所率中，可知0dB以上的SIR的终端在"功率控制"形成区域的情况下存在53%，而 在"定向性控制"的情况下成为60% (场所率改善了7%)。若以通过"功率控制"形成区 域的情况的SIR场所率为基准进行考虑，则SIR为0dB以上的终端通过设为"定向性控制" 而增加13% (7% +53% X 100)。
实施例2 根据实施例l，在各用户装置测定的位置坐标的周边能够实现区域构筑的自动化， 但在存在用户装置没测定的位置坐标的情况下，其周边的区域构筑不确定，区域的适当化 变得困难。但是，在未测定的位置坐标的周边有存在用户装置的可能性。希望对于用户装 置未进行测定的位置坐标的周边也尽可能实现区域的适当化。本发明的第二实施例就是响 应该要求的。即，对于未被用户装置测定的位置坐标，如果基站的总发送功率在规定范围内 (不超过允许值或在允许值内设定的阈值的范围内)，则对于其周边也尽可能地使区域适 当化。这通过导入新的评价函数而实现。
〈动作例子〉 具体来说，图2的流程图中的步骤S4中的处理被修改。流程图的步骤Sl到S3以 及S5 S7可以与实施例1同样。 在本实施例中的步骤S4中，测定数据按照评价函数被变换为评价值f 。对每个测
定数据，按照每个到来波方向准备评价值f。评价值f在本实施例中重新如下定义。 1)在Rmin《Ri < RE时a)在SIRE《SIRi时 i)在Ps《Pth时 f = 0.5 ii)在Pth < Ps时 f = 0. 5 (RE-Ri) / (RE-Rmin)b)在SIRi < SIRE时 f = 0. 5 (RE-Ri) / (RE-Rmin) 2)在RE《Ri《Rmax时 a)在SIRE《SIRi时
i)在Ps《Pth时
f = 0.5，
ii)在Pth < Ps时
f = 0 b)在SIRi < SIRE时 f = 0. 5 (Ri-RE) / (RE-Rmax) 3)在Rmax < Ri时 a)在SIRE《SIRi时 i)在Ps《Pth时 f = 0.5， ii)在Pth < Ps时 f = 0 b)在SIRi < SIRE时
f = -0.5。 将基站的总发送功率设为Ps，将基站发送功率的(在允许值内设定的)阈值设为 Pth。其它的值与实施例1的情况同样。 图4B表示上述评价函数f的曲线。与实施例1的不同之处在于，在基站的总发送 功率Ps为该阈值Pth以下，且接收质量SIRi为该阈值SIRE以上时，评价值f成为0. 5而 与接收电平Ri无关。假设存在用户装置没测定的位置坐标。如果从基站来看处于与该位 置坐标同一方向的用户装置的接收质量SIRi满足一定的条件，则可以在基站的发送功率 阈值Pth的范围内扩大区域。通过加入该估计来控制定向性，则能够进一步促使区域的适 当化。 图5B与图5A同样表示评价值f、接收电平Ri以及接收质量SIRi的相互关系。大 致与图5A同样，但不同点在于，在接收电平Ri大于阈值SIRE的情况下，存在其它的选项。 即，在基站的总发送功率有余量的情况下，f是正，增加下行发送功率，也可以增强定向性。 在基站的总发送功率没有余量的情况下，成为f = O，表示应维持现状。
关于本实施例，基站装置和用户装置的装置结构实质上与实施例1的情况相同。 但是，关于基站装置，在评价函数计算单元94内部，追加进行基站的总发送功率Ps和该阈 值Pth的比较的处理。
〈模拟结果〉 接着，表示本发明的实施例的模拟结果。 图IIB表示本模拟所使用的各数据。在本模拟中，如图IIC所示的14mX25mX3m 的层(区域)内有10间5mX5m的房间和4mX25m的走廊，在图中的圆标记所示的房间的 中央的高度2. 5m的位置，配备了四个包括本实施例的定向性控制功能的基站。假设该区域 内均匀地分布了 350台用户装置。在实际环境中，认为用户装置数也可以更少。本模拟中 的频率假设为2GHz。基站的发送功率、接收电平阈值RE、接收质量阈值SIRE、移动台接收 灵敏度(允许最低接收功率Rmin)分别设为-25dBm(初始值)、_78dB、0dB、 _82dBm。如图 IIB所示这样假设各房间的材质，使用从基站向终端方向的光线追踪(ray-tracing)模拟， 计算传播模型。此外，基站天线假设为天线元件数6的阵列天线。在本模拟中，将基站天线的最大增益规定为+7. 8dBd以及将最小增益规定为_2. 2dBd，但在实际运用的情况下，因为 通过阵列天线的结构决定因此不进行该规定，或者仅规定最大增益，或者仅规定最小增益， 或者也可以设为仅规定最大增益或最小增益的其中一个。基站天线的定向性首先将全部的 基站的水平面内定向性小的全方向性的状态设为初始状态，在图2的步骤中反复地更新定 向性。此外，假设用户装置对接收电平最大的基站报告测定数据。假设来自用户装置的到 来波方向为最大功率的路径到来的方向，该方向能够在基站侧理想地估计。
图14B与图14A同样表示从接收电平场所率以及接收质量场所率的观点来看的模 拟结果。例如，在接收电平场所率中，"功率控制"和"定向性控制"的差小且得到大致同样 的特性。此外，"功率控制"和"定向性控制"都是所有(100%)的终端都满足移动台接收 灵敏度为_82dBm以及接收电平阈值为_78dBm的任何一个条件。此外，在SIR场所率中， 可知2dB以上的SIR的终端在通过"功率控制"形成区域的情况下为47%，而在"定向性控 制"的情况下成为53% (场所率改善了6%)。若以通过"功率控制"形成区域的情况的 SIR场所率为基准进行考虑，则SIR为2dB以上的终端通过设为"定向性控制"而增加13% (6% +47% X100)。 以上，参照特定的实施例说明了本发明，但各个例子仅仅是例示，本领域技术人员 应该理解各种变形例、修改例、代替例、置换例等。为了促进发明的理解而使用具体的数值 例进行了说明，但只要没有特别的事先说明，则这些数值仅为一例，可以使用适当的任何的 值。为了说明的方便，使用功能方框图说明了本发明的实施例的装置，但这样的装置可以通 过硬件、软件和它们的组合来实现。本发明不限定于上述实施例，在不脱离本发明的精神的 范围内，各种变形例、修改例、代替例、置换例等包含在本发明中。 本国际申请要求2007年7月6日申请的日本专利申请第2007-178726号的优先 权，其全部内容援引于本国际申请中。
权利要求
一种基站装置，用于移动通信系统，该基站装置包括在每个到来方向上从一个以上的用户装置收集至少包含下行信号的质量信息的测定数据的部件；根据规定的评价函数将各测定数据变换为评价值的部件；由多个评价值的角度分布导出用于决定定向性的权重的更新量的部件；以及将通过更新后的权重加权后的下行信号发送给用户装置的部件。
2. 如权利要求l所述的基站装置，其中，所述规定的评价函数根据所述下行信号的接收电平的高低而增减。
3. 如权利要求2所述的基站装置，其中，在所述下行信号的接收电平在规定的范围内时，所述规定的评价函数根据所述下行信 号的希望信号功率与非希望信号功率的比率是否大于规定值而取不同的值。
4. 如权利要求3所述的基站装置，其中， 所述规定的评价函数f为，在Rmin《Ri < RE的情况下，按照f = 0. 5 (RE-Ri) / (RE-Rmin)变化， 在RE《Ri < Rmax且SIRE《SIRi的情况下，f = 0，在RE《Ri < Rmax且SIRi < SIRE的情况下，按照f = 0. 5 (Ri-RE) / (RE-Rmax)变化， 在Rmax < Ri且SIRE《SIRi的情况下，f = 0， 在Rmax < Ri且SIRi < SIRE的情况下，f = 0. 5，其中，Ri表示第i个用户装置的下行参考信号的接收电平，Rmin表示接收电平的允许 最小值，Rmax表示接收电平的允许最大值，RE表示对于接收电平的规定的阈值，SIRi表示 希望信号功率比非希望信号功率，SIRE表示对于接收质量的规定的阈值。
5. 如权利要求3所述的基站装置，其中， 所述规定的评价函数f为，在Rmin《Ri < RE且SIRE《SIRi且Ps《Pth的情况下，f = 0. 5， 在Rmin《Ri < RE且SIRE《SIRi且Pth < Ps的情况下，按照f = 0. 5 (RE-Ri) / (RE-Rmin)变化，在Rmin《Ri < RE且SIRi < SIRE的情况下，按照f = 0. 5 (RE-Ri) / (RE-Rmin)变化，在RE《Ri < Rmax且SIRE《SIRi且Ps《Pth的情况下，f = 0. 5，在RE《Ri < Rmax且SIRE《SIRi且Pth < Ps的情况下，f = 0，在RE《Ri < Rmax且SIRi < SIRE的情况下，按照f = 0. 5 (Ri-RE) / (RE-Rmax)变化，在Rmax < Ri且SIRE《SIRi且Ps《Pth的情况下，f = 0. 5，在Rmax < Ri且SIRE《SIRi且Pth < Ps的情况下，f = 0，在Rmax < Ri且SIRi < SIRE的情况下，f = -0. 5，其中，Ri表示第i个用户装置的下行参考信号的接收电平，Rmin表示接收电平的允许 最小值，Rmax表示接收电平的允许最大值，RE表示对于接收电平的规定的阈值，SIRi表示 希望信号功率比非希望信号功率，SIRE表示对于接收质量的规定的阈值。
6. 如权利要求l所述的基站装置，其中，将多个评价值按照每个到来方向进行分类，并进行平滑化处理，从而导出所述多个评 价值的角度分布。
7. 如权利要求6所述的基站装置，其中，某个数据的平滑化处理通过对包含该数据的规定范围内的数据组进行加权平均的局 部加权平滑化处理来进行。
8. 如权利要求l所述的基站装置，其中， 所述到来方向由用户装置的位置信息导出。
9. 一种定向性控制方法，用于移动通信系统中的基站装置，该定向性控制方法包括 在每个到来方向上从一个以上的用户装置收集至少包含下行信号的质量信息的测定数据的步骤；根据规定的评价函数将各测定数据变换为评价值的步骤；由多个评价值的角度分布导出用于决定定向性的权重的更新量的步骤；以及将通过更新后的权重加权后的下行信号发送给用户装置的步骤。
10. 如权利要求9所述的定向性控制方法，其中， 所述进行收集的步骤在数据库中收集规定数个以上的测定数据。
全文摘要
移动通信系统中的基站装置包括在每个到来方向上从一个以上的用户装置收集至少包含下行信号的质量信息的测定数据的部件；根据规定的评价函数将各测定数据变换为评价值的部件；由多个评价值的角度分布导出用于决定定向性的权重的更新量的部件；以及将通过更新后的权重加权后的下行信号发送给用户装置的部件。
文档编号H04W16/28GK101796863SQ20088010510
公开日2010年8月4日 申请日期2008年7月2日 优先权日2007年7月6日
发明者井上佑树, 长敬三 申请人:株式会社Ntt都科摩