JP2009159355A - 無線通信システム、基地局、及び基地局の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムで使用される基地局の消費電力を削減し、他の無線通信システムへの干渉を抑制する。
【解決手段】無線通信システム１は、フェムト基地局２１Ａ及び２１Ｂを含む。フェムト基地局２１Ａはフェムトセル２０Ａを形成し、フェムト基地局２１Ｂはフェムトセル２０Ｂを形成する。フェムト基地局２１Ｂは、隣接するフェムトセル２０Ａ内の移動局の在圏状況に応じて生成される出力制御信号Ｓ１に基づいて、自局の無線信号出力を開始する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基地局を含む無線通信システムに関し、特に、基地局の無線信号出力の制御に関する。

無線通信システムで使用される基地局として、カバーエリア（セル半径）が数十メートル程度とされる極めて小規模な基地局が提案されている。このような小規模な基地局によって形成されるセルは、「フェムトセル」と呼ばれている。フェムトセルのセル半径は、一般に「マクロセル」と呼ばれているセル半径が数ｋｍ〜１０ｋｍ程度のセルや、「マイクロセル」と呼ばれているセル半径が数百ｍ〜１ｋｍ程度のセルと比べて極めて小さい。フェムト基地局は、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、光ファイバ、同軸ケーブル等の固定通信回線に接続して使用することが想定されている。

なお、以下では、フェムトセルを形成する小規模な基地局を「フェムト基地局」と呼ぶ。また、フェムト基地局は、マクロセル又はマイクロセル等の大規模なセルの中に階層化されて配置されることが多い。以下では、マクロセル又はマイクロセル等の上位階層の大規模セルを総称して「上位層セル」と呼ぶ。

ところで、特許文献１は、トラフィック量に応じて、基地局のパイロット信号の送信電力を増減し、セルサイズを変更する技術を開示している。具体的には、あるセルのトラフィック量が増大した場合に、トラフィック量が増大したセルを形成している基地局のパイロット信号の送信電力を低下させてセルサイズを縮小し、これに隣接するセルを形成する基地局のパイロット信号の送信電力を増大させてセルサイズを拡大する技術が開示されている。
特開２００１−１６０９８４号公報

上述した特許文献１に開示されているように、従来の基地局は、隣接セルのトラフィック状況に応じて無線信号の送信電力を増減させることはあっても、隣接セルのトラフィック量に応じて基地局の無線信号出力を開始させたり停止させたりすることは行なわれていない。

本願の発明者等は、売店や飲食店等の商業施設内、屋外の券売機の周辺などにフェムト基地局を設置し、フェムトセルに接続している移動局又はこれを所持する利用者に対して特定のサービスを提供することを検討している。より具体的には、例えば、複数のフェムトセルを数珠繋ぎに隣接させて上位層セル内に配置し、数珠繋ぎの一端のフェムトセルを上位層セルからの移動局のハンドオーバが許可されたセル（以下、エントランスセルと呼ぶ）とする。そして、エントランスセルに隣接するフェムトセルから他端のフェムトセルまでは、隣接するフェムトセル間での移動局のハンドオーバを許可し、上位層セルからの移動局のハンドオーバを不可能とする。これにより、数珠繋ぎの末端に配置されたフェムトセル（以下、目的地セルと呼ぶ）の場所では、数珠繋ぎのフェムトセルを辿る経路で目的地セルまで移動してきた移動局と、それ以外の経路で目的地セルの場所に到達した移動局とが異なるセルに属することになる。このため、移動局の辿ってきた移動経路に応じてサービス内容を決定することができる。この技術については、本願の出願人によって先に出願された特願２００７−２６０１０９号（平成１９年１０月３日出願）に詳細に記載されている。

このようなフェムトセルを用いた新規なサービスを提供するに際して、フェムト基地局に無線信号の出力を継続的に行わせたのでは電力消費量が大きくなる。つまり、サービス提供の必要性がない場合には、フェムトセルの無線信号出力を停止させることが、省電力の観点からみて望ましい。また、近傍に存在する他の無線通信システムへの干渉を抑制できる点でも望ましい。

本発明の第１の態様は、第１のセルを形成して、前記第１のセル内に在圏する移動局との無線通信を行なう第１の基地局と、第２のセルを形成して、前記第２のセル内に在圏する移動局との無線通信を行なう第２の基地局とを備える無線通信システムである。さらに、前記第２のセル内の移動局の在圏状況に基づいて、前記第１の基地局の無線信号出力が開始又は停止されることを特徴とする。これにより、例えば、第２の基地局（例えば、上述したエントランスセル）に移動局が在圏する場合に、第１の基地局（例えば、エントランスセルに隣接するフェムトセルや目的地セル）の無線信号出力を開始できる。また、第２の基地局に移動局が在圏しない場合に、第１の基地局の無線信号出力を停止できる。すなわち、第1の基地局のサービス提供の必要性がない場合に、第１の基地局の無線信号出力を停止できるため、消費電力の削減及び他の無線通信システムへの干渉の抑制に寄与できる。

なお、上述した本発明の第１の態様にかかる無線通信システムは、少なくとも前記第１及び第２のセルを含む下位層セル群が上位層セル内に配置された階層化セル構造を有してもよい。このとき、前記第２のセルは、前記上位層セルからの移動局のハンドオーバが許可されたエントランスセルとしてもよい。また、前記第１のセルは、前記上位層セルからの移動局のハンドオーバが不可能とされ、かつ前記下位層セル群に含まれる少なくとも１つのセルからのハンドオーバが許可されることにより、前記第２のセルを経由して移動局が到達可能なセルとしてもよい。

このように階層化セル構造を有して構成された無線通信システムにおいては、第１の基地局は、上位層セルからハンドオーバした移動局が第２のセルに在圏する場合に選択的に無線信号出力を開始し、第１のセルへの移動局のハンドオーバに備えることができる。言い換えると、ある移動局が、第２のセルを経由せずに第１の基地局の近傍に存在したとしても、この移動局に対してサービス提供を行なう必要はないため、無線信号出力を停止させた状態を維持できる。つまり、第１の基地局は、第１のセルへの移動局のハンドオーバが予想される状況に応じて、効率良く無線信号を出力することができる。

本発明により、無線通信システムで使用される基地局の消費電力を削減し、他の無線通信システムへの干渉を抑制することができる。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜発明の実施の形態１＞
本実施の形態にかかる無線通信システム１の構成を図１に示す。無線通信システム１は、隣接するセルに移動局が在圏しているか否かに応じて、電波出力の開始及び停止を切り替えるフェムト基地局２１Ｂ及び２１Ｃを含む。なお、ここで、電波出力の停止とは、無線信号の送信電力を、移動局との通信を行なう通常動作時の電力レベルから実質的に停止とみなせる電力レベルまで低下させることを意味する。つまり、電波出力を停止した時のフェムト基地局２１Ｂ及び２１Ｃの送信電力は、完全にゼロでなくてもよい。

本実施の形態にかかる無線通信システム１は、マクロセル１０のエリア内に複数のフェムトセル２０Ａ〜Ｃが配置された階層化セル構造を有する。以下では、図１に示した各要素について順に説明する。マクロセル１０は、マクロ基地局１１によって形成される。マクロセル１０内に存在する移動局（例えば、移動局３１Ｂ）は、マクロ基地局１１と無線インタフェースにより接続される。マクロ基地局１１は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）４０に接続されており、移動局（例えば、移動局３１Ｂ）とＲＡＮ４０との間でトラフィックを中継する。

一方、フェムトセル２０Ａ〜２０Ｃは、それぞれフェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃによって形成される。フェムトセル２０Ａ〜２０Ｃは、マクロセル１０に比べてセル半径が小さく、マクロセル１０内に階層化されている。また、図１に示すように、フェムトセル２０Ａ〜２０Ｃは、数珠繋ぎ状に互いに隣接して配置されている。

フェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃは、例えば、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、光ファイバ、同軸ケーブル等の固定通信回線に接続して使用され、ＩＰ（Internet Protocol）通信網やインターネット等のＩＰネットワーク（不図示）を経由して、ＲＡＮ４０に接続される。フェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃは、ＩＰネットワーク（不図示）を介して、移動局（例えば、移動局３１Ａ）とＲＡＮ４０との間でトラフィックを中継する。

無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）４１は、配下の基地局、すなわち図１では、マクロ基地局１１並びにフェムト基地局２１Ａ〜Ｃとこれらに接続する移動局との間の無線リソース管理を行なう。また、ＲＮＣ４１は、移動局（例えば、移動局３１Ａ及び３１Ｂ）のセル間移動に伴うハンドオーバを制御する。具体的には、移動局（例えば、移動局３１Ａ及び３１Ｂ）から、信号品質に関する測定結果報告を受信し、この測定結果報告に基づいて移動局のハンドオーバの実行を決定し、基地局及び移動局に対して必要な制御情報を通知することによって、移動局のハンドオーバを制御する。ここで、移動局がＲＮＣ４１に報告する測定結果は、例えば、隣接するセルの基地局から受信される信号の受信信号レベル、受信ＳＩＲ（Signal to Interference power Ratio）等である。

移動局３１Ａ及び３１Ｂは、現在サービスを受けている基地局から下り制御チャネルを介して報知される隣接セル情報を記憶する。そして、移動局３１Ａ及び３１Ｂは、隣接セル情報を参照することによって、ハンドオーバの際に信号品質の測定対象とする隣接セルを決定する。ここで、隣接セル情報とは、隣接セルの基地局が送信する信号の信号品質を測定するために必要な情報である。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ規格のセルラ通信システムのように基地局間が非同期のセルラ通信システムの場合、隣接セルの基地局が使用している拡散符号が隣接セル情報によって移動局３１Ａ及び３１Ｂに通知される。移動局３１Ａ及び３１Ｂは、隣接セル情報によって基地局から通知された拡散符号を用いて逆拡散処理を順次行うことにより、測定に使用する拡散符号の数を隣接セル数に限定することができる。また、ｃｄｍａ２０００規格のセルラ通信システムのように基地局間が同期されたセルラ無線通信システムは、同一の拡散符号を基地局装置毎に異なる遅延を与えて使用する。このため、拡散符号と併せて拡散符号の遅延情報も隣接セル情報として通知される。

なお、本実施の形態におけるハンドオーバ処理の説明は、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式のセルラ通信システムを例として行うが、ＦＨ−ＣＤＭＡ（Frequency hopping Code Division Multiple Access）方式やＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式などの他のセルラ無線通信システムにおいても、移動局は、基地局から報知される隣接セル情報を参照することによって信号品質の測定対象とする隣接セルを決定することができる。例えば、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式であれば、隣接セルの基地局が使用する周波数チャネルが隣接セル情報によって通知される。

コアネットワーク４２に配置されたロケーションレジスタ４３は、移動局３１Ａ及びＢからの位置登録要求に応じて、移動局３１Ａ及びＢの各々が在圏するセル情報を登録する。

ところで、本実施の形態にかかる無線通信システム１では、マクロ基地局１１並びにフェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃから報知される隣接セル情報に、必ずしも全ての隣接セルに関する情報が含まれていない。言い換えると、マクロ基地局１１並びにフェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃのうち少なくとも一部の基地局から報知される隣接セル情報の内容は、隣接セルの総数より小さい数の隣接セルに関するものに制限されている。このように隣接セル情報の内容を制限することで、移動局３１Ａ及び３１Ｂのセル間移動の可否を制御することができる。

マクロ基地局１１並びにフェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃが報知する隣接セル情報の具体的な設定例を図２に示す。例えば、マクロ基地局１１が報知する隣接セル情報には、フェムト基地局２１Ａが使用する拡散符号が含まれているが、フェムト基地局２１Ｂ及び２１Ｃが使用する拡散符号は含まれていない。このため、マクロセル１０に属する移動局は、フェムトセル２０Ａへのハンドオーバが可能であるが、その他のフェムトセル２０Ｂ及び２０Ｃへのハンドオーバは不可能である。なお、図２には示されていないが、マクロセル１０に隣接する他のマクロセル（不図示）に関する情報が、マクロ基地局１１が報知する隣接セル情報に含まれることは勿論である。

また、フェムト基地局２１Ａが報知する隣接セル情報には、マクロ基地局１１が使用する拡散符号及びフェムト基地局２１Ｂが使用する拡散符号が含まれている。このため、フェムトセル２０Ａに属する移動局は、マクロセル１０及びフェムトセル２０Ｂへのハンドオーバが可能である。

また、フェムト基地局２１Ｂが報知する隣接セル情報には、マクロ基地局１１が使用する拡散符号、フェムト基地局２１Ａが使用する拡散符号、及びフェムト基地局２１Ｃが使用する拡散符号が含まれている。このため、フェムトセル２０Ｂに属する移動局は、マクロセル１０、フェムトセル２０Ａ、及びフェムトセル２０Ｃへのハンドオーバが可能である。

また、フェムト基地局２１Ｃが報知する隣接セル情報には、マクロ基地局１１が使用する拡散符号、及びフェムト基地局２１Ｂが使用する拡散符号が含まれている。このため、フェムトセル２０Ｃに属する移動局は、マクロセル１０、及びフェムトセル２０Ｂへのハンドオーバが可能である。

図２に示したような隣接セル情報の設定を行うことにより、フェムトセル２０Ａ〜２０Ｃの中で、マクロセル１０に所属する移動局がハンドオーバ処理によって直接的に移動できるセルは、フェムトセル２０Ａに限定される。つまり、フェムトセル２０Ａは、フェムトセル２０Ａ〜Ｃを含むフェムトセル群の「エントランスセル」である。

上述したように、本実施の形態では、マクロセル１０内にフェムトセル２０Ａ〜２０Ｃを数珠繋ぎ状に配置し、さらに、マクロセル１０からのハンドオーバが可能な「エントランスセル」をフェムトセル２０Ａとしている。これによって、フェムトセル２０Ｃが形成された空間内に位置する移動局３１Ａ及び３１Ｂは、辿ってきた移動経路の違いに応じて異なるセルに属することになる。すなわち、図１の白抜き矢印Ｒ１により示す経路に沿って移動してきた移動局３１Ａは、マクロセル１０、フェムトセル２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの順にセル間移動を繰り返す。このため、フェムトセル２０Ｃの空間内に到達した移動局３１Ａは、フェムトセル２０Ｃに所属する。一方、図１の白抜き矢印Ｒ２により示す移動経路に沿って移動してきた移動局３１Ｂは、ハンドオーバの制限によりフェムトセル２０Ｃに接続することができない。このため、フェムトセル２０Ｃのエリア内に到達した移動局３１Ｂは、依然としてマクロセル１０に所属している。

なお、移動局３１Ａ及び３１Ｂが複数のセルに接続可能な場合には、セル半径の小さいセルに優先的に接続するようにするとよい。これにより、移動局３１Ａを、「エントランスセル」であるフェムトセル２０Ａからフェムトセル２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの順で移動させることが可能となる。

また、電源オフの状態から起動した移動局３１Ａ及び３１Ｂがセルサーチを行なって接続するセルを決定する際には、フェムトセル２０Ｂ及び２０Ｃではなくマクロセル１０が接続先のセルとして選択されるように、フェムトセル２０Ｂ及び２０Ｃに接続制限を行なうとよい。

以上に述べたように、本実施の形態にかかる無線通信システム１は、同じ地点に位置している移動局の所属セルの違いによって移動局を区別可能であるため、例えば、移動局の所属するセルの違いによって、異なるサービスを提供することが可能である。

一方、移動局のハンドオーバが制限されているために、エントランスセルであるフェムトセル２０Ａに移動局が在圏する状況でなければ、フェムトセル２０Ｂ及び２０Ｃに移動局が移動してくる可能性はない。そこで、本実施の形態のフェムト基地局２１Ｂは、隣接するフェムトセル２０Ａに移動局が在圏しない場合には電波出力を停止し、マクロセル１０からフェムトセル２０Ａへの移動局のハンドオーバに応じて電波出力を開始する。同様に、フェムト基地局２１Ｃは、隣接するフェムトセル２０Ｂに移動局が在圏しない場合には電波出力を停止し、フェムトセル２０Ａからフェムトセル２０Ｂへの移動局のハンドオーバに応じて電波出力を開始する。なお、フェムト基地局２１Ｂ及び２１Ｃの電波出力の開始は、ハンドオーバ処理の開始を契機としてもよいし、ハンドオーバの完了を契機としてもよいし、又はハンドオーバ処理途中の任意の処理の実行を契機としてもよい。

以下では、フェムト基地局２１Ｂを例にとり、フェムト基地局２１Ｂの構成と、フェムトセル２０Ｂの電波出力の開始動作及び停止動作の具体例について説明する。なお、フェムト基地局２１Ｃについてもフェムト基地局２１Ｂと同様に構成すればよい。

図３は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式のフェムト基地局２１Ｂの構成例を示すブロック図である。図３において、符号化部２１１は、移動局に向けて送信される送信データを入力し、チャネル符号化（誤り訂正符号化）、レートマッチング、インタリービング等を行なってトランスポートチャネルを生成し無線通信部２１２に供給する。

無線通信部２１２は、符号化部１１１から供給されるトランスポートチャネルのデータ系列に上述したＴＰＣビット等の制御情報を付加して物理チャネルの無線フレームを生成するとともに、ＱＰＳＫ信号点へのマッピング、拡散変調、Ｄ／Ａ変換、直交変調、無線周波数帯への周波数変換、信号増幅等の各処理を行う。無線通信部１１２は、これらの処理によって生成されたダウンリンク信号（基地局から移動局へ送信される無線信号）をアンテナ２１３に出力する。

また、無線通信部２１２は、アンテナ２１３によって受信されたアップリンク信号（移動局から基地局へ送信される無線信号）を入力し、信号増幅、周波数変換、直交復調、Ａ／Ｄ変換、逆拡散、ＱＰＳＫ復調等の各処理を行い、得られたデータ系列を復号化部１１６に供給する。

復号化部２１４は、受信データ系列に対して、デインタリービング、チャネル復号化、エラー訂正等の処理を行い、復元されたデータを出力する。

制御信号受信部２１５は、ＲＮＣ４１から送信される出力制御信号Ｓ１を受信する。出力制御信号Ｓ１は、フェムト基地局２１Ｂの電波出力、つまり、共通パイロットチャネル等を含むダウンリンク信号の出力の開始及び停止を制御するための信号である。出力制御信号Ｓ１は、フェムト基地局２１Ｂが生成するフェムトセル２０Ｂに隣接する２つのフェムトセル２０Ａ及び２０Ｃ内に移動局が在圏するか否かを示す。

出力制御部２１６は、出力制御信号Ｓ１の内容に基づいて、無線通信部２１２の電波出力を制御する。より具体的に述べると、出力制御部２１６は、出力制御信号Ｓ１が出力開始を示す場合に、無線通信部２１２にダウンリンク信号の出力を開始させる。一方、出力制御信号Ｓ１が出力停止を示す場合、出力制御部２１６は、無線通信部２１２にダウンリンク信号の出力を停止させる。

続いて以下では、フェムト基地局２１Ｂの電波出力の開始手順及び停止手順の具体例について図４〜７のフローチャートを用いて説明する。図４は、フェムト基地局２１Ｂの電波出力を開始させる際のＲＮＣ４１の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０１では、ＲＮＣ４１が、フェムトセル２０Ｂの隣接セルであるフェムトセル２０Ａへの移動局のハンドオーバを認識する。ステップＳ１０２では、ＲＮＣ４１が、電波出力開始を示す出力制御信号Ｓ１をフェムト基地局２１Ｂに対して送信する。

図５は、電波出力開始時のフェムト基地局２１Ｂの処理手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２０１では、フェムト基地局２１Ｂが有する制御信号受信部２１５が、電波出力開始を示す出力制御信号Ｓ１を受信する。ステップＳ２０２では、電波出力開始を示す出力制御信号Ｓ１に応答して、出力制御部２１６が、無線通信部２１２の電波出力を開始させる。

図６は、フェムト基地局２１Ｂの電波出力を停止させる際のＲＮＣ４１の処理手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ３０１では、ＲＮＣ４１が、フェムト基地局２１Ｂが形成するフェムトセル２０Ｂ、並びにこれに隣接するフェムトセル２０Ａ及び２０Ｃに移動局が在圏していないことを認識する。ステップＳ３０２では、ＲＮＣ４１が、電波出力停止を示す出力制御信号Ｓ１をフェムト基地局２１Ｂに対して送信する。

図７は、電波出力停止時のフェムト基地局２１Ｂの処理手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ４０１では、フェムト基地局２１Ｂが有する制御信号受信部２１５が、電波出力停止を示す出力制御信号Ｓ１を受信する。ステップＳ４０２では、電波出力停止を示す出力制御信号Ｓ１に応答して、出力制御部２１６が、無線通信部２１２の電波出力を停止させる。

上述したように、本実施の形態にかかる無線通信システム１では、フェムト基地局２１Ｂの電波出力の開始を、隣接するフェムトセル２０Ａ内の移動局の在圏状況に応じて決定することとした。また、フェムト基地局２１Ｂの電波出力の停止を、隣接するフェムトセル２０Ａ及び２０Ｃ内の移動局の在圏状況に応じて決定することとした。これにより、フェムト基地局２１Ｂは、フェムトセル２０Ｂへの移動局のハンドオーバが予想される状況に応じて効率良く電波出力を行うことができる。

なお、図１の構成例では、上位層セルであるマクロセル１０からハンドオーバ可能なエントランスセルがフェムトセル２０Ａのみであり、マクロセル１０からフェムトセル２０Ｂに到達する経路が、フェムトセル２０Ａを経由する１つのみである。しかしながら、エントランスセルは複数設けられてもよい。例えば、フェムトセル２０Ａに加えてフェムトセル２０Ｃがエントランスセルとされる場合には、フェムト基地局２１Ｂの電波出力の開始を、フェムトセル２０Ａ及び２０Ｃ内の移動局の在圏状況に応じて決定するとよい。

また、フェムト基地局２１Ｃの電波出力の開始を、隣接するフェムトセル２０Ｂではなく、エントランスセルであるフェムトセル２０Ａ内の移動局の在圏状況に応じて決定してもよい。

また、図１の構成例では、マクロ基地局１１並びにフェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃが共通のＲＮＣ４１によって管理される例を示したが、このような構成は一例である。例えば、マクロ基地局１１を管理するＲＮＣ４１とは別のＲＮＣ（不図示）が、フェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃのために配置されてもよい。このような構成の場合、例えば、出力制御信号Ｓ１は、ＲＮＣ間インタフェース（ｌｕｒインタフェース）を用いてＲＮＣ４１からフェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃ用のＲＮＣ（不図示）に対して転送され、フェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃ用のＲＮＣ（不図示）を経由してフェムト基地局２１Ｂ及びＣに伝達されてもよい。

＜発明の実施の形態２＞
発明の実施の形態１では、ＲＮＣ４１によって把握されるハンドオーバの発生、フェムトセル２０Ａ〜２０Ｃ内の移動局の在圏状況に基づいて、フェムト基地局２１Ｂ及び２１Ｃの電波出力の開始及び停止を制御する例を示した。しかしながら、フェムトセル２０Ａ〜２０Ｃ内の移動局の在圏状況の把握は、例えば、ロケーションレジスタ４３に登録された移動局の位置情報を用いて行うことも可能である。

本実施の形態にかかる無線通信システム２の全体構成を図８に示す。無線通信システム２は、ロケーションレジスタ４３を参照できるようにコアネットワーク４２に接続されたサーバ５０を有する。サーバ５０は、ロケーションレジスタ４３を参照して、フェムトセル２０Ａ内に移動局が在圏するか否かを検知する。サーバ５０は、フェムトセル２０Ａに在圏する移動局の数がゼロから有限値に変化した場合に、電波出力開始を示す出力制御信号Ｓ１をフェムト基地局２１Ｂに送信する。また。サーバ５０は、フェムトセル２０Ａ〜２０Ｃに在圏する移動局数が有限値からゼロに変化した場合に、電波出力停止を示す出力制御信号Ｓ１をフェムト基地局２１Ｂに送信する。出力制御信号Ｓ１を受信したフェムト基地局２１Ｂの動作は、発明の実施の形態１と同様とすればよい。

＜発明の実施の形態３＞
発明の実施の形態１及び２は、フェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃを管理するＲＮＣ４１をフェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃとは別にネットワーク内に配置する構成例を示した。しかしながら、フェムト基地局にＲＮＣ機能が内蔵される場合もある。本実施の形態では、上述したフェムト基地局２１Ａ〜２１Ｃに代えて、ＲＮＣ機能を有するフェムト基地局６１Ａ〜６１Ｃを使用し、フェムト基地局６１Ａ〜６１Ｃ相互間の信号転送によって、フェムト基地局６１Ｂ及び６１Ｃの電波出力を制御する例について説明する。

本実施の形態にかかる無線通信システム３の全体構成を図９に示す。図９では、フェムト基地局６１Ａがフェムト基地局２１Ａに代えて使用され、エントランスセルであるフェムトセル２０Ａを形成する。同様に、フェムト基地局６１Ｂ及び６１Ｃが、それぞれフェムト基地局２１Ｂ及び２１Ｃに代えて使用され、ハンドオーバが制限されたフェムトセル２０Ｂ及び２０Ｃを形成する。

フェムト基地局６１Ａ〜６１Ｃは、ＩＰネットワーク４４を経由し、ゲートウェイ４５を介してセルラ通信事業者のコアネットワーク４２に接続される。フェムト基地局６１Ａ〜６１Ｃは、ＩＰネットワーク４４を介して、移動局（例えば、移動局３１Ａ）とコアネットワーク４２との間でトラフィックを中継する。また、フェムト基地局６１Ｂ及び６１Ｃは、隣接セルの移動局の在圏状況に応じて電波出力の開始・停止を行なう機能を有する。

図１０は、フェムト基地局６１Ｂの構成例を示すブロック図である。なお、フェムト基地局６１Ｃも図１０と同様に構成すればよい。図１０において、制御信号受信部６１５は、隣接セルを形成するフェムト基地局６１Ａ又は６１Ｃから送信される在圏通知信号Ｓ２を受信する。在圏通知信号Ｓ２は、自局が形成するセル内に在圏する移動局の有無を通知するための信号である。例えば、フェムト基地局６１Ａが生成する在圏通知信号Ｓ２は、フェムトセル２０Ａ内に在圏する移動局の有無を示す。

出力制御部６１６は、制御信号受信部６１５により受信される在圏通知信号Ｓ２と、ＲＮＣ部６１７により把握される自セル（フェムトセル２０Ｂ）内の移動局の在圏状況に基づいて、無線通信部２１２の電波出力の開始及び停止を制御する。

ＲＮＣ部６１７は、ＲＮＣ（Radio Network Controller）の機能を有し、無線通信部２１２により使用される無線パラメータ（例えば、使用周波数、拡散コード、共通パイロットチャネルの送信電力等）を無線通信部２１２に供給する。

続いて以下では、フェムト基地局６１Ｂの電波出力の開始手順及び停止手順の具体例について図１１〜１３のフローチャートを用いて説明する。図１１は、フェムト基地局６１Ｂの電波出力を開始させる際のフェムト基地局６１Ａの処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ５０１では、フェムト基地局６１Ａが、フェムトセル２０Ａへの移動局のハンドオーバを認識する。ステップＳ５０２では、フェムト基地局６１Ａが、移動局が在圏することを示す在圏通知信号Ｓ２をフェムト基地局６１Ｂに対して送信する。

図１２は、電波出力開始時のフェムト基地局６１Ｂの処理手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ６０１では、フェムト基地局６１Ｂが有する制御信号受信部６１５が、移動局が在圏することを示す在圏通知信号Ｓ２を受信する。ステップＳ６０２では、移動局が在圏することを示す在圏通知信号Ｓ２に応答して、出力制御部６１６が、無線通信部２１２の電波出力を開始させる。

図１３は、電波出力停止時のフェムト基地局６１Ｂの処理手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ７０１では、隣接するフェムト基地局６１Ａ及び６１Ｃから送信される在圏通知信号Ｓ２が解除されたか否かを判定する。在圏通知信号Ｓ２が解除された場合（ステップＳ７０１でＹＥＳ）、ステップＳ７０２において、自セル（フェムトセル２０Ｂ）内に移動局が在圏するか否かを判定する。自セル内に移動局が在圏していないと判定された場合（ステップＳ７０１でＮＯ）、ステップ７０３において、無線通信部２１２の電波出力を停止させる。

＜その他の実施の形態＞
上述した実施の形態１〜３において、エントランスセルから目的地セルまでの一連の下位層セルをフェムトセル２０Ａ〜２０Ｃとし、これらの上位層セルをマクロセル１０としたのは一例である。つまり、一連の下位層セル及び上位層セルのセル半径が、フェムトセル及びマクロセルの典型的なセル半径に限定されるものではない。

また、図１、８及び９では、エントランスセルから目的地セルまでの一連の下位層セル（フェムトセル２０Ａ〜２０Ｃ）が１つの上位層セル（マクロセル１０）内に配置された構成を示した。しかしながら、このような構成は一例であって、例えば、エントランスセルであるフェムトセル２０Ａと目的地セルであるフェムトセル２０が、別々の上位層セル内に設けられてもよい。

また、図１、８及び９では、エントランスセルから目的地セルまでの複数の下位層セルを数珠繋ぎに配置する例を示したが、このような構成は一例である。例えば、所望のエリアを複数の小規模セルによってカバーするために、複数の下位層セルは、ある１つの下位層セルが他の３つ以上の下位層セルと隣接するように配置されてもよい。また、複数の下位層セルの中に、複数のエントランスセルを設けてもよいし、複数の目的地セルを設けてもよい。

また、上位層セル（マクロセル１０）の中に階層化された複数の下位層セル（フェムトセル２０Ａ〜２０Ｃ）は、セクタ化された１台の基地局によって形成されてもよい。また、複数の下位層セルは、上位層セルを形成する上位層セル用基地局から延伸して配置されたアンテナによって形成されてもよい。この場合、上位層セル用基地局から延伸して配置されたアンテナが、下位層セルを形成する下位層セル用基地局に相当する。

また、上述した実施の形態１〜３は、階層化セル構造を有する無線通信システムについて説明したが、本発明の適用先は、階層化セル構造を有する無線通信システムに限定されるものではない。

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

本発明の実施の形態１にかかる無線通信システムの構成図である。 本発明の実施の形態１にかかる無線通信システムにおける隣接セル情報の設定例を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局の構成を示すブロック図である。 フェムト基地局の電波出力を開始させる際の無線ネットワーク制御装置の処理手順を示すフローチャートである。 フェムト基地局による電波出力の開始手順を示すフローチャートである。 フェムト基地局の電波出力を停止させる際の無線ネットワーク制御装置の処理手順を示すフローチャートである。 フェムト基地局による電波出力の停止手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２にかかる無線通信システムの構成図である。 本発明の実施の形態３にかかる無線通信システムの構成図である。 本発明の実施の形態３にかかるフェムト基地局の構成を示すブロック図である。 フェムト基地局による在圏通知信号の手順を示すフローチャートである。 フェムト基地局による電波出力の開始手順を示すフローチャートである。 フェムト基地局による電波出力の停止手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１、２、３ 無線通信システム
１０ マクロセル
１１ マクロ基地局
２０Ａ〜２０Ｃ フェムトセル
２１Ａ〜２１Ｃ、６１Ａ〜６１Ｃ フェムト基地局
３１Ａ、３１Ｂ 移動局
４０ 無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）
４１ 無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）
４２ コアネットワーク
４３ ロケーションレジスタ（ＬＲ）
４４ ＩＰネットワーク
４５ ゲートウェイ（ＧＷ）
５０ サーバ

Claims (11)

1. 第１のセルを形成して、前記第１のセル内に在圏する移動局との無線通信を行なう第１の基地局と、
   第２のセルを形成して、前記第２のセル内に在圏する移動局との無線通信を行なう第２の基地局とを備え、
   前記第２のセル内の移動局の在圏状況に応じて、前記第１の基地局の無線信号出力が開始又は停止されることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第２のセル内に移動局が在圏する場合に前記第１の基地局の無線信号出力を行い、前記第２のセル内に移動局が在圏しない場合に前記第１の基地局の無線信号出力を停止する請求項１に記載の無線通信システム。
3. 少なくとも前記第１及び第２のセルを含む下位層セル群が上位層セル内に配置された階層化セル構造を有し、
   前記第２のセルは、前記上位層セルからの移動局のハンドオーバが許可されたエントランスセルであり、
   前記第１のセルは、前記上位層セルからの移動局のハンドオーバが不可能とされ、かつ前記下位層セル群に含まれる少なくとも１つのセルからのハンドオーバが許可されることにより、前記第２のセルを経由して移動局が到達可能なセルである請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 前記上位層セルから前記第２のセルへのハンドオーバに応じて、前記第１の基地局の無線信号出力を開始する請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記第２のセルに隣接する第３のセルから前記第２のセルへの移動局のハンドオーバに応じて、前記第１の基地局の無線信号出力を開始する請求項１又は２に記載の無線通信システム。
6. 前記第２のセルは、前記第１のセルの隣接セルである請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
7. 移動局との間で無線信号の送受信を行なう無線通信部と、
   他の基地局が形成するセル内の移動局の在圏状況に応じて生成される制御信号を受信する制御信号受信部と、
   前記制御信号に基づいて、前記無線通信部の信号出力を開始させる出力制御部と、
   を備える基地局。
8. 前記制御信号は、前記他の基地局とネットワークを介して通信可能に接続され、前記他の基地局が形成するセルに対するハンドオーバを制御する無線ネットワーク制御装置によって生成される請求項７に記載の基地局。
9. 前記制御信号は、移動局のハンドオーバを制御する無線ネットワーク制御機能を備えた前記他の基地局によって生成される請求項７に記載の基地局。
10. 無線通信システムで使用され、第１のセルを形成して移動局と無線通信を行なう基地局の制御方法であって、
    前記無線通信システムに含まれる第２のセル内の移動局の在圏状況に応じて生成される制御信号を受信するステップ（ａ）と、
    前記制御信号に基づいて、前記移動局によって受信される無線信号の出力を開始又は停止するステップ（ｂ）と、
    を含む基地局の制御方法。
11. 前記ステップ（ｂ）では、前記第２のセル内に移動局が在圏する場合に前記無線信号の出力を行い、前記第２のセル内に移動局が在圏しない場合に前記無線信号の出力を停止する請求項１０に記載の基地局の制御方法。

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