JP2014053944A

JP2014053944A - Upper-layer base station, lower-layer base station, and wireless communication system

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Publication number: JP2014053944A
Application number: JP2013224905A
Authority: JP
Inventors: Shinya Ran; 真也蘭
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-03-20

Abstract

【課題】上層セル内に複数の下層セルが配置された無線通信システムの消費電力を最小限に抑えることの可能な上層基地局を提供する。
【解決手段】上層セル内に複数の下層セルが配置された無線通信システムにおいて前記上層セルを形成する上層基地局であって、前記上層セル内に存在する無線端末との通信を実現する上層無線部と、前記下層セルを形成する下層基地局との通信を実現する上層局間通信部と、現在通信中の無線端末との通信接続条件を満足する前記下層基地局に対し、前記上層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替えを指示する上層制御部とを備える。
【選択図】図２An upper layer base station capable of minimizing power consumption of a radio communication system in which a plurality of lower layer cells are arranged in an upper layer cell is provided.
An upper layer base station that forms the upper layer cell in a radio communication system in which a plurality of lower layer cells are arranged in the upper layer cell, and realizes communication with a radio terminal existing in the upper layer cell. Between the upper layer stations for the lower layer base station that satisfies the communication connection condition between the communication unit and the upper layer station communication unit that realizes communication with the lower layer base station forming the lower layer cell And an upper layer control unit that instructs switching from the power saving mode to the normal operation mode via the communication unit.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、上層基地局、下層基地局及び無線通信システムに関する。 The present invention relates to an upper layer base station, a lower layer base station, and a radio communication system.

無線通信システムで使用される基地局は、一般にマクロセルと呼ばれるセル半径が数ｋｍ〜１０ｋｍ程度のセルで通信エリアを構築するが、遮蔽物や基地局の立地条件などにより、マクロセル内に通信感度の悪いエリアが形成される場合がある。近年では、マクロセルの全領域で高速通信を保証可能なセル構造として、マクロセル内に存在する低感度エリアに、マイクロセルと呼ばれるセル半径が数百ｍ〜１ｋｍ程度の小型セル用の基地局を配置して成るヘテロジーニアスネットワークが実用化されている。 A base station used in a wireless communication system constructs a communication area with a cell having a cell radius of about several kilometers to 10 km, which is generally called a macro cell. Bad areas may be formed. In recent years, as a cell structure that can guarantee high-speed communication in the entire area of a macro cell, a base station for a small cell having a cell radius of about several hundred m to 1 km is arranged in a low sensitivity area existing in the macro cell. This heterogeneous network has been put into practical use.

小型セル用の基地局を用いる技術としては、例えば、下記特許文献１には、売店や飲食店等の商業施設内などに、複数のフェムトセル（セル半径が数十ｍ程度の小型セル）を数珠つなぎに隣接配置し、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た際、移動局が在圏していないフェムトセルの基地局無線送信を停止させ、移動局がフェムトセル内に移動した時、当フェムトセルに隣接するフェムトセルの基地局無線送信を開始する技術が開示されている。 As a technique using a base station for a small cell, for example, in Patent Document 1 below, a plurality of femtocells (small cells having a cell radius of about several tens of meters) are installed in a commercial facility such as a store or a restaurant. Adjacent to the daisy chain, when mobile station handover is permitted between adjacent femtocells, the base station radio transmission of the femtocells where the mobile station is not located is stopped, and the mobile station moves into the femtocell Then, a technique for starting base station radio transmission of a femto cell adjacent to the femto cell is disclosed.

特開２００９−１５９３５５号公報JP 2009-159355 A

上記特許文献１の技術は、複数のセルが数珠つなぎに隣接配置されている場合には有効であるが、マクロセル内に複数の小型セル（マイクロセル、ピコセル或いはフェムトセル）が存在するヘテロジーニアスネットワークにおいては、マクロセルと小型セルとが隣接した位置関係にないため、当技術を適用することはできない。また、隣接フェムトセル数が多くなると、その分、実際には接続しない（ハンドオーバするかしないか不明な）隣接フェムトセルの基地局無線送信が開始されるため、無駄な電力消費が生じることになる。 The technique of Patent Document 1 is effective when a plurality of cells are arranged adjacent to each other in a daisy chain, but a heterogeneous network in which a plurality of small cells (microcells, picocells, or femtocells) are present in a macrocell. In this case, since the macro cell and the small cell are not adjacent to each other, the present technology cannot be applied. In addition, when the number of adjacent femtocells increases, base station wireless transmission of adjacent femtocells that are not actually connected (whether to perform handover or not) is started, and wasteful power consumption occurs. .

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上層セル内に複数の下層セルが配置された無線通信システムの消費電力を最小限に抑えることの可能な上層基地局、下層基地局及び無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an upper layer base station and a lower layer base station capable of minimizing power consumption of a radio communication system in which a plurality of lower layer cells are arranged in an upper layer cell. And it aims at providing a radio | wireless communications system.

上記目的を達成するために、本発明に係る上層基地局は、上層セル内に複数の下層セルが配置された無線通信システムにおいて前記上層セルを形成する上層基地局であって、前記上層セル内に存在する無線端末との通信を実現する上層無線部と、前記下層セルを形成する下層基地局との通信を実現する上層局間通信部と、現在通信中の無線端末との通信接続条件を満足する前記下層基地局に対し、前記上層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替えを指示する上層制御部と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an upper layer base station according to the present invention is an upper layer base station that forms the upper layer cell in a radio communication system in which a plurality of lower layer cells are arranged in the upper layer cell. Communication connection conditions between an upper-layer radio unit that realizes communication with a radio terminal existing in the radio, a communication unit between upper-layer stations that realizes communication with a lower-layer base station that forms the lower-layer cell, and a radio terminal that is currently communicating And an upper layer control unit that instructs the satisfied lower layer base station to switch from the power saving mode to the normal operation mode via the upper layer inter-station communication unit.

また、本発明に係る上層基地局において、前記上層制御部は、前記無線端末との通信によって取得可能な端末属性情報に基づいて、前記通信接続条件を満足する下層基地局が存在するか否かを判断することを特徴とする。 In the upper layer base station according to the present invention, the upper layer control unit determines whether there is a lower layer base station that satisfies the communication connection condition based on terminal attribute information that can be acquired by communication with the wireless terminal. It is characterized by judging.

また、本発明に係る上層基地局において、前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の位置情報を基に、前記現在通信中の無線端末が下層セル内に位置する下層基地局があった場合、前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする。 Further, in the upper layer base station according to the present invention, the upper layer control unit may be configured such that, based on the position information of the wireless terminal acquired as the terminal attribute information, the lower layer base in which the currently communicating wireless terminal is located in a lower layer cell When there is a station, it is determined as a lower layer base station that satisfies the communication connection condition.

また、本発明に係る上層基地局において、前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の通信種別及び位置情報を基に、前記通信種別がデータ通信であって、且つ当該無線端末が下層セル内に位置する下層基地局があった場合、前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする。
また、前記上層制御部は、前記通信種別が音声通信の場合には、前記位置情報に関わらず、前記通信接続条件を満足する下層基地局は存在しないと判断することを特徴とする。 Further, in the upper layer base station according to the present invention, the upper layer control unit, based on the communication type and position information of the wireless terminal acquired as the terminal attribute information, the communication type is data communication, and the wireless When there is a lower layer base station in which the terminal is located in the lower layer cell, it is determined as a lower layer base station that satisfies the communication connection condition.
Further, when the communication type is voice communication, the upper layer control unit determines that there is no lower layer base station that satisfies the communication connection condition regardless of the position information.

また、本発明に係る上層基地局において、前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の使用周波数及び位置情報を基に、前記無線端末の使用周波数に対応可能な下層基地局であって、且つ当該無線端末が下層セル内に位置する下層基地局があった場合、前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする。
また、前記上層制御部は、前記無線端末の使用周波数に対応可能な下層基地局が存在しない場合、前記位置情報に関わらず、前記通信接続条件を満足する下層基地局は存在しないと判断することを特徴とする。 Further, in the upper layer base station according to the present invention, the upper layer control unit can correspond to the use frequency of the radio terminal based on the use frequency and position information of the radio terminal acquired as the terminal attribute information. And when there exists a lower layer base station in which the said radio | wireless terminal is located in a lower layer cell, it judges as the lower layer base station which satisfies the said communication connection conditions, It is characterized by the above-mentioned.
Further, the upper layer control unit determines that there is no lower layer base station that satisfies the communication connection condition regardless of the position information when there is no lower layer base station that can support the frequency used by the wireless terminal. It is characterized by.

また、本発明に係る上層基地局において、前記上層制御部は、自局の通信負荷が規定値以上の場合に、前記通信接続条件を満足する下層基地局が存在するか否かの判断を行うことを特徴とする。 Also, in the upper layer base station according to the present invention, the upper layer control unit determines whether or not there is a lower layer base station that satisfies the communication connection condition when the communication load of the own station is equal to or greater than a specified value. It is characterized by that.

一方、本発明に係る下層基地局は、上層セル内に複数の下層セルが配置された無線通信システムにおいて前記複数の下層セルの内、１つの下層セルを形成する下層基地局であって、前記下層セル内に存在する無線端末との通信を実現する下層無線部と、前記上層セルを形成する上層基地局との通信を実現する下層局間通信部と、前記下層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替え指示を前記上層基地局から受信した場合に、自局の動作モードを省電力モードから通常動作モードへ切替える一方、自局の無線通信が全て終了した場合に、前記自局の動作モードを前記省電力モードへ切替える下層制御部と、を備えることを特徴とする。 Meanwhile, a lower layer base station according to the present invention is a lower layer base station that forms one lower layer cell among the plurality of lower layer cells in a radio communication system in which a plurality of lower layer cells are arranged in an upper layer cell, Via a lower layer radio unit that realizes communication with a radio terminal existing in a lower layer cell, an inter-lower station communication unit that realizes communication with an upper layer base station forming the upper layer cell, and the lower layer inter-station communication unit When an instruction to switch from the power saving mode to the normal operation mode is received from the upper layer base station, when the operation mode of the own station is switched from the power saving mode to the normal operation mode, while all wireless communication of the own station is completed. And a lower layer control unit that switches the operation mode of the local station to the power saving mode.

さらに、本発明に係る無線通信システムは、上層セル内に複数の下層セルが配置された構造を採用し、前記上層セルを形成する上層基地局及び前記複数の下層セルの各々を形成する複数の下層基地局を備える無線通信システムであって、前記上層基地局は、前記上層セル内に存在する無線端末との通信を実現する上層無線部と、前記下層セルを形成する下層基地局との通信を実現する上層局間通信部と、現在通信中の無線端末との通信接続条件を満足する前記下層基地局に対し、前記上層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替えを指示する上層制御部と、を備え、前記複数の下層基地局の各々は、前記下層セル内に存在する無線端末との通信を実現する下層無線部と、前記上層セルを形成する上層基地局との通信を実現する下層局間通信部と、前記下層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替え指示を前記上層基地局から受信した場合に、自局の動作モードを省電力モードから通常動作モードへ切替える一方、自局の無線通信が全て終了した場合に、前記自局の動作モードを前記省電力モードへ切替える下層制御部と、を備えることを特徴とする。 Furthermore, the wireless communication system according to the present invention employs a structure in which a plurality of lower layer cells are arranged in an upper layer cell, and a plurality of upper layer base stations that form the upper layer cell and a plurality of lower layer cells that form each of the plurality of lower layer cells. A radio communication system including a lower layer base station, wherein the upper layer base station communicates with an upper layer radio unit that realizes communication with a radio terminal existing in the upper layer cell and a lower layer base station that forms the lower layer cell. Switching from the power saving mode to the normal operation mode via the communication unit between the upper layers for the lower layer base station that satisfies the communication connection condition between the communication unit between the upper layers and the wireless terminal currently communicating A plurality of lower layer base stations, and each of the plurality of lower layer base stations includes a lower layer radio unit that realizes communication with a radio terminal existing in the lower layer cell, and an upper layer base station that forms the upper layer cell Communication with When the switching instruction from the power saving mode to the normal operation mode is received from the upper layer base station via the communication unit between the lower layer stations and the communication unit between the lower layer stations, the operation mode of the own station is normally changed from the power saving mode. A lower layer control unit that switches the operation mode of the local station to the power saving mode when all the wireless communication of the local station is completed while switching to the operation mode.

本発明によれば、上層基地局において現在通信中の無線端末との通信接続条件を満足すると判断された下層基地局のみを、省電力モードから通常動作モードへ切替えるため、システム全体の消費電力を最小限に抑えることが可能となる。 According to the present invention, only the lower layer base station that is determined to satisfy the communication connection condition with the wireless terminal currently communicating in the upper layer base station is switched from the power saving mode to the normal operation mode. It can be minimized.

本発明の一実施形態に係る無線通信システム１のブロック構成図である。1 is a block configuration diagram of a wireless communication system 1 according to an embodiment of the present invention. 上層基地局ＵＢ及び下層基地局ＬＢ１〜ＬＢ８の内部ブロック構成図である。It is an internal block block diagram of upper-layer base station UB and lower-layer base station LB1-LB8. 上層基地局ＵＢの通信動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the communication operation of the upper layer base station UB. 下層基地局ＬＢの通常動作モード時及びパワーセーブモード時における通信動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the communication operation in the normal operation mode and the power save mode of the lower layer base station LB. 無線端末を含む無線通信システム１の全体通信動作の具体例を表すシーケンスチャートである。It is a sequence chart showing the specific example of the whole communication operation | movement of the radio | wireless communications system 1 containing a radio | wireless terminal. 無線端末を含む無線通信システム１の全体通信動作の具体例に関する補足説明図である。It is supplementary explanatory drawing regarding the specific example of the whole communication operation | movement of the radio | wireless communications system 1 containing a radio | wireless terminal. 無線端末を含む無線通信システム１の全体通信動作の具体例に関する補足説明図である。It is supplementary explanatory drawing regarding the specific example of the whole communication operation | movement of the radio | wireless communications system 1 containing a radio | wireless terminal.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態における無線通信システム１の構成概略図である。この図１に示すように、無線通信システム１は、例えば次世代高速通信規格であるＬＴＥ（Long Term Evolution）に準拠したＬＴＥシステムであり、上層セルＵＳ内に複数（本実施形態では８個）の下層セルＬＳ１〜ＬＳ８が配置されたヘテロジーニアスネットワークを採用している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wireless communication system 1 in the present embodiment. As shown in FIG. 1, a wireless communication system 1 is an LTE system compliant with LTE (Long Term Evolution), which is a next-generation high-speed communication standard, for example, and there are a plurality (eight in the present embodiment) in the upper cell US. The heterogeneous network in which the lower layer cells LS1 to LS8 are arranged is employed.

ＬＴＥシステムとは、ダウンリンク通信にＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を、アップリンク通信にＳＣ−ＦＤＭＡ(Single Carrier Frequency Division Multiple Access）を用い、ユーザ端末に対してＲＢ（Resource Block）単位で無線リソースの割り当てを行うものである。なお、ＲＢとは、例えば、１２サブキャリア分の帯域幅（＝１８０ｋＨｚ）と７シンボル分の時間幅（＝１スロット長０．５ｍｓ）で構成された、無線リソースの最小割当単位である。 The LTE system uses OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) for downlink communication and SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) for uplink communication, and is wireless on the user terminal basis in RB (Resource Block) units. Assigns resources. Note that the RB is a minimum allocation unit of radio resources, for example, configured with a bandwidth of 12 subcarriers (= 180 kHz) and a time width of 7 symbols (= 1 slot length 0.5 ms).

このようなＬＴＥシステム等の高速無線通信システムでは、スループット向上のために、ヘテロジーニアスネットワークを形成し、ＳＮの確保や基地局負荷の分散を図っている。本実施形態では、上層セルＵＳとして、セル半径が数ｋｍ〜１０ｋｍ程度のマクロセルを想定し、下層セルＬＳ１〜ＬＳ８として、セル半径が数百ｍ〜１ｋｍ程度のマイクロセルを想定する。なお、下層セルＬＳ１〜ＬＳ８は、マイクロセルよりも小型のフェムトセル、或いはピコセル等であっても良い。 In such a high-speed wireless communication system such as an LTE system, a heterogeneous network is formed in order to improve throughput, and an SN is secured and a base station load is distributed. In the present embodiment, a macro cell having a cell radius of about several kilometers to 10 km is assumed as the upper layer cell US, and a micro cell having a cell radius of about several hundreds to 1 km is assumed as the lower layer cells LS1 to LS8. The lower layer cells LS1 to LS8 may be femtocells or picocells that are smaller than the microcells.

このような無線通信システム１は、上層セルＵＳを形成する上層基地局ＵＢと、下層セルＬＳ１〜ＬＳ８のそれぞれを形成する８基の下層基地局ＬＢ１〜ＬＢ８とを備えている。上層基地局ＵＢは、上層セルＵＳ内に存在する無線端末（図示省略）との無線通信が可能であると共に、通信ケーブル（図示省略）によって各下層基地局ＬＢ１〜ＬＢ８と通信可能に接続されている。また、下層基地局ＬＢ１〜ＬＢ８は、それぞれの自局の下層セルＬＳ１〜ＬＳ８内に存在する無線端末（図示省略）との無線通信が可能である。 Such a wireless communication system 1 includes an upper layer base station UB that forms the upper layer cell US and eight lower layer base stations LB1 to LB8 that form the lower layer cells LS1 to LS8, respectively. The upper layer base station UB is capable of wireless communication with a wireless terminal (not shown) existing in the upper layer cell US, and is connected to each lower layer base station LB1 to LB8 via a communication cable (not shown). Yes. In addition, the lower layer base stations LB1 to LB8 are capable of wireless communication with wireless terminals (not shown) existing in the lower layer cells LS1 to LS8 of their own stations.

なお、以下では、説明の便宜上、下層基地局ＬＢ１〜ＬＢ８のそれぞれを区別する必要がない場合には下層基地局ＬＢと総称し、また、下層セルＬＳ１〜ＬＳ８のそれぞれを区別する必要がない場合には下層セルＬＳと総称する。 In the following, for convenience of explanation, when it is not necessary to distinguish each of the lower layer base stations LB1 to LB8, they are collectively referred to as the lower layer base station LB, and when it is not necessary to distinguish each of the lower layer cells LS1 to LS8. Is collectively referred to as a lower layer cell LS.

図２は、上層基地局ＵＢ及び下層基地局ＬＢ１〜ＬＢ８の内部ブロック構成図である。なお、図２では、下層基地局ＬＢ３を代表的に用いて、下層基地局ＬＢの内部構成を図示しているが、他の下層基地局ＬＢも同様な内部構成を備えている。この図２に示すように、上層基地局ＵＢは、上層無線部１１、上層局間通信部１２、上層記憶部１３及び上層制御部１４を備えている。また、下層基地局ＬＢ３は、下層無線部２１、下層局間通信部２２、下層記憶部２３及び下層制御部２４を備えている。 FIG. 2 is an internal block configuration diagram of the upper layer base station UB and the lower layer base stations LB1 to LB8. In FIG. 2, the internal configuration of the lower layer base station LB is illustrated using the lower layer base station LB3 as a representative, but other lower layer base stations LB also have the same internal configuration. As shown in FIG. 2, the upper layer base station UB includes an upper layer radio unit 11, an upper layer inter-station communication unit 12, an upper layer storage unit 13, and an upper layer control unit 14. The lower layer base station LB3 includes a lower layer radio unit 21, a lower layer inter-station communication unit 22, a lower layer storage unit 23, and a lower layer control unit 24.

上層基地局ＵＢにおいて、上層無線部１１は、上層制御部１４による制御の下、ダウンリンク通信ではＯＦＤＭＡを、アップリンク通信ではＳＣ−ＦＤＭＡを用いて、上層セルＵＳ内に存在する無線端末との無線通信を実現するものである。具体的には、この上層無線部１１は、ダウンリンク通信時において、上層制御部１４から入力されるベースバンド信号から送信用のＯＦＤＭ信号を生成し、そのＯＦＤＭ信号をアンテナ１１ａを介して無線端末に送信する。また、この上層無線部１１は、アップリンク通信時において、アンテナ１１ａを介して無線端末から受信したＳＣ−ＦＤＭ信号をベースバンド信号に変換して上層制御部１４に出力する。 In the upper layer base station UB, the upper layer radio unit 11 uses OFDMA for downlink communication and SC-FDMA for uplink communication under the control of the upper layer control unit 14, and communicates with radio terminals existing in the upper cell US. Wireless communication is realized. Specifically, the upper layer radio unit 11 generates an OFDM signal for transmission from the baseband signal input from the upper layer control unit 14 during downlink communication, and the OFDM signal is transmitted to the radio terminal via the antenna 11a. Send to. Further, the upper layer radio unit 11 converts the SC-FDM signal received from the radio terminal via the antenna 11a into a baseband signal and outputs it to the upper layer control unit 14 during uplink communication.

上層局間通信部１２は、通信ケーブルＣを介して各下層基地局ＬＢ１〜ＬＢ８の下層局間通信部２２と通信可能に接続されており、上層制御部１４による制御の下、各下層基地局ＬＢ１〜ＬＢ８との有線通信を実現するものである。上層記憶部１３は、上層制御部１４にて実行される基地局制御プログラムや各種設定データを予め記憶していると共に、パケットデータをバッファリングするバッファとしての機能を有している。 The upper-layer inter-station communication unit 12 is communicably connected to the lower-layer inter-station communication units 22 of the lower-layer base stations LB1 to LB8 via the communication cable C. Under control of the upper-layer control unit 14, each lower-layer base station Wired communication with LB1 to LB8 is realized. The upper layer storage unit 13 stores a base station control program executed by the upper layer control unit 14 and various setting data in advance, and also has a function as a buffer for buffering packet data.

上層制御部１４は、上層記憶部１３に記憶されている基地局制御プログラムに従って上層基地局ＵＢの通信動作を統括制御するものである。また、この上層制御部１４は、本実施形態における特徴的な機能として、現在通信中の無線端末との通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢに対し、上層局間通信部１２を介してパワーセーブモード（省電力モード）から通常動作モードへの切替え指示（以下、モード切替指示と称す）を送信する機能を有している。なお、通信接続条件の一つには、下層基地局ＬＢの通信可能エリア（下層セルＬＳ）に現在通信中の無線端末が位置するという条件がある。 The upper layer control unit 14 performs overall control of communication operations of the upper layer base station UB in accordance with the base station control program stored in the upper layer storage unit 13. Further, as a characteristic function in the present embodiment, the upper layer control unit 14 provides power to the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition with the currently communicating wireless terminal via the upper layer inter-station communication unit 12. It has a function of transmitting a switching instruction (hereinafter referred to as a mode switching instruction) from the save mode (power saving mode) to the normal operation mode. Note that one of the communication connection conditions is a condition that a wireless terminal currently communicating is located in a communicable area (lower layer cell LS) of the lower layer base station LB.

なお、本実施形態において、上層制御部１４は、無線端末との通信によって取得可能な端末属性情報に基づいて、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在するか否かを判断する。具体的には、上層制御部１４は、上記の端末属性情報として取得した無線端末の位置情報を基に、現在通信中の無線端末が下層セルＬＳ内に位置する下層基地局ＬＢがあった場合、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢとして判断する。なお、端末属性情報には、現在通信中の無線端末の位置情報に加えて、音声通信・データ通信等の通信種別、無線端末の使用周波数などがある。 In the present embodiment, the upper layer control unit 14 determines whether there is a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition, based on terminal attribute information that can be acquired through communication with a wireless terminal. Specifically, when the upper layer control unit 14 has a lower layer base station LB in which the currently communicating wireless terminal is located in the lower layer cell LS based on the position information of the wireless terminal acquired as the terminal attribute information. The lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition is determined. The terminal attribute information includes the communication type such as voice communication and data communication, the frequency used by the wireless terminal, etc., in addition to the position information of the wireless terminal currently communicating.

一方、下層基地局ＬＢ３（他の下層基地局ＬＢも同様）において、下層無線部２１は、下層制御部２４による制御の下、ダウンリンク通信ではＯＦＤＭＡを、アップリンク通信ではＳＣ−ＦＤＭＡを用いて、下層セルＬＳ３内に存在する無線端末との無線通信を実現するものである。具体的には、この下層無線部２１は、ダウンリンク通信時において、下層制御部２４から入力されるベースバンド信号から送信用のＯＦＤＭ信号を生成し、そのＯＦＤＭ信号をアンテナ２１ａを介して無線端末に送信する。また、この下層無線部２１は、アップリンク通信時において、アンテナ２１ａを介して無線端末から受信したＳＣ−ＦＤＭ信号をベースバンド信号に変換して下層制御部２４に出力する。 On the other hand, in the lower layer base station LB3 (the same applies to the other lower layer base stations LB), the lower layer radio unit 21 uses OFDMA for downlink communication and SC-FDMA for uplink communication under the control of the lower layer control unit 24. The wireless communication with the wireless terminal existing in the lower layer cell LS3 is realized. Specifically, the lower layer radio unit 21 generates an OFDM signal for transmission from the baseband signal input from the lower layer control unit 24 during downlink communication, and the OFDM signal is transmitted to the radio terminal via the antenna 21a. Send to. Further, the lower layer radio unit 21 converts the SC-FDM signal received from the radio terminal via the antenna 21 a into a baseband signal and outputs it to the lower layer control unit 24 during uplink communication.

下層局間通信部２２は、通信ケーブルＣを介して上層基地局ＵＢの上層局間通信部１２と通信可能に接続されており、下層制御部２４による制御の下、上層基地局ＵＢとの有線通信を実現するものである。下層記憶部２３は、下層制御部２４にて実行される基地局制御プログラムや各種設定データを予め記憶していると共に、パケットデータをバッファリングするバッファとしての機能を有している。 The lower-layer inter-station communication unit 22 is communicably connected to the upper-layer inter-station communication unit 12 via the communication cable C, and is wired to the upper-layer base station UB under the control of the lower-layer control unit 24. Communication is realized. The lower layer storage unit 23 stores in advance a base station control program executed by the lower layer control unit 24 and various setting data, and also has a function as a buffer for buffering packet data.

下層制御部２４は、下層記憶部１３に記憶されている基地局制御プログラムに従って下層基地局ＬＢ３の通信動作を統括制御するものである。また、この下層制御部２４は、本実施形態における特徴的な機能として、上層基地局ＵＢから下層局間通信部２２を介してモード切替指示を受信した場合に、自局の動作モードをパワーセーブモード（省電力モード）から通常動作モードへ切替える一方、下層無線部２１による無線端末との通信が終了した場合に、自局の動作モードをパワーセーブモードへ切替える機能を有している。 The lower layer control unit 24 controls the communication operation of the lower layer base station LB3 according to the base station control program stored in the lower layer storage unit 13. In addition, as a characteristic function in this embodiment, the lower layer control unit 24 saves the operation mode of its own station when a mode switching instruction is received from the upper layer base station UB via the lower layer inter-station communication unit 22. While switching from the mode (power saving mode) to the normal operation mode, it has a function of switching the operation mode of the own station to the power save mode when communication with the wireless terminal by the lower layer radio unit 21 is completed.

なお、本実施形態において、パワーセーブモードとは、下層無線部２１への電源供給を停止して無線通信動作を実施不能（電波送受信不能）とし、下層制御部２４の機能を、上層基地局ＵＢからのモード切替指示を待ち受ける待ち受け機能のみに制限するモードである。つまり、パワーセーブモード時における下層基地局ＬＢ３の電力は、そのほとんどが下層制御部２４のモード切替指示の待ち受け機能に消費されるため、消費電力量は極微量となる。 In the present embodiment, the power save mode means that the power supply to the lower layer radio unit 21 is stopped to disable the wireless communication operation (cannot transmit / receive radio waves), and the function of the lower layer control unit 24 is changed to the upper layer base station UB. This mode is limited to only a standby function that waits for a mode switching instruction from. That is, most of the power of the lower layer base station LB3 in the power save mode is consumed by the standby function for the mode switching instruction of the lower layer control unit 24, and thus the power consumption is extremely small.

次に、上記のように構成された上層基地局ＵＢ及び下層基地局ＬＢの通信動作について詳細に説明する。
＜上層基地局ＵＢの通信動作＞
まず、上層基地局ＵＢの通信動作について説明する。図３は、上層基地局ＵＢの通信動作を表すフローチャートである。この図３に示すように、上層基地局ＵＢの上層制御部１４は、上層無線部１１を介して無線端末から接続要求を受信すると（ステップＳ１）、その接続要求を送信してきた無線端末との通信接続の確立処理を行う（ステップＳ２）。 Next, communication operations of the upper layer base station UB and the lower layer base station LB configured as described above will be described in detail.
<Communication operation of upper layer base station UB>
First, the communication operation of the upper layer base station UB will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the communication operation of the upper layer base station UB. As shown in FIG. 3, when the upper layer control unit 14 of the upper layer base station UB receives a connection request from the wireless terminal via the upper layer wireless unit 11 (step S1), the upper layer control unit 14 communicates with the wireless terminal that has transmitted the connection request. Communication connection establishment processing is performed (step S2).

そして、上層制御部１４は、ステップＳ２によって無線端末との通信接続が確立すると、上層無線部１１を介して、その無線端末に対して位置情報送信要求を送信する（ステップＳ３）。この位置情報送信要求とは、無線端末に対して現在位置を示す位置情報を送信するように要求するための信号である。無線端末は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）機能などの自端末の位置情報を検出する機能を備えており、上記の位置情報送信要求に応じて、自端末の現在位置を示す位置情報を上層基地局ＵＢへ送信する。 Then, when the communication connection with the wireless terminal is established in step S2, the upper layer control unit 14 transmits a position information transmission request to the wireless terminal via the upper layer wireless unit 11 (step S3). This position information transmission request is a signal for requesting the wireless terminal to transmit position information indicating the current position. The wireless terminal has a function of detecting position information of its own terminal such as a GPS (Global Positioning System) function, for example. In response to the position information transmission request, the wireless terminal uses position information indicating the current position of its own terminal Transmit to station UB.

上層制御部１４は、上層無線部１１を介して無線端末から位置情報を取得すると（ステップＳ４）、取得した位置情報に基づいて、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在するか否かを判断する（ステップＳ５）。具体的には、上層制御部１４は、取得した位置情報を基に、現在通信中の無線端末が下層セルＬＳ内に位置する下層基地局ＬＢがあった場合、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢとして判断する。 When the upper layer control unit 14 acquires position information from the wireless terminal via the upper layer wireless unit 11 (step S4), based on the acquired position information, whether there is a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition or not. Is determined (step S5). Specifically, the upper layer control unit 14, on the basis of the acquired position information, if there is a lower layer base station LB in which the currently communicating wireless terminal is located in the lower layer cell LS, the lower layer base that satisfies the communication connection condition Judge as station LB.

上記ステップＳ５において「Ｙｅｓ」の場合、つまり通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在する場合、上層制御部１４は、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢに対し、上層局間通信部１２を介してモード切替指示を送信する（ステップＳ６）。一方、上記ステップＳ５において「Ｎｏ」の場合、つまり通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在しない場合、上層制御部１４は、モード切替指示を送信することなく、後述のステップＳ８へ移行する。 In the case of “Yes” in step S5, that is, when there is a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition, the upper layer control unit 14 sends an upper layer station communication unit to the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition. A mode switching instruction is transmitted via 12 (step S6). On the other hand, if “No” in step S5, that is, if there is no lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition, the upper layer control unit 14 proceeds to step S8 described later without transmitting a mode switching instruction. .

そして、上層制御部１４は、現在通信中の無線端末から切断要求を受信したか否か（換言すれば、ハンドオーバが成功したか否か）を判断し（ステップＳ７）、「Ｙｅｓ」の場合には、現在通信中の無線端末との通信接続の切断処理を行う（ステップＳ８）。一方、上記ステップＳ５において「Ｎｏ」の場合、または、上記ステップＳ７において「Ｎｏ」の場合、上層制御部１４は、引き続き無線端末との通信接続を維持して通常の通信動作（例えば、音声通信或いはデータ通信）を行う（ステップＳ９）。 Then, the upper layer control unit 14 determines whether or not a disconnection request has been received from the currently communicating wireless terminal (in other words, whether or not the handover has succeeded) (step S7). Performs a process of disconnecting the communication connection with the currently communicating wireless terminal (step S8). On the other hand, if “No” in step S5 or “No” in step S7, the upper layer control unit 14 continues to maintain a communication connection with the wireless terminal and performs normal communication operation (for example, voice communication). Alternatively, data communication is performed (step S9).

そして、上層制御部１４は、無線端末との通信が終了したか否かを判断し（ステップＳ１０）、「Ｎｏ」の場合には、ステップＳ３に戻って位置情報の再取得を行い、「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ８に移行して無線端末との通信接続の切断処理を行う。 Then, the upper layer control unit 14 determines whether or not the communication with the wireless terminal has ended (step S10). If “No”, the process returns to step S3 to reacquire position information, and “Yes ", The process proceeds to step S8, and the communication connection with the wireless terminal is disconnected.

上層制御部１４は、無線端末から接続要求を受信する度に上記のステップＳ１〜Ｓ１０を繰り返し実施する。つまり、上層基地局ＵＢは、無線端末との通信接続を確立すると、その無線端末との通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在するか否かを判断し、存在しなければ自局にて無線端末との通信を実施する一方、通信が終了するまで通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在するか否かの判断を繰り返す（無線端末が移動する可能性があるため）。 The upper layer control unit 14 repeatedly performs the above steps S1 to S10 each time a connection request is received from a wireless terminal. That is, when establishing a communication connection with a wireless terminal, the upper layer base station UB determines whether or not there is a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition with the wireless terminal. While the communication with the wireless terminal is performed, the determination as to whether or not there is a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition is repeated until the communication ends (because the wireless terminal may move).

そして、上層基地局ＵＢは、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在する場合、その下層基地局ＬＢに対してモード切替指示を送信して、当該下層基地局ＬＢの動作モードをパワーセーブモードから通常動作モードへ切替える。ここで、無線端末は、通常動作モードに移行した下層基地局ＬＢの下層セルＬＳ内に存在するため、その下層基地局ＬＢに対してハンドオーバを行い、ハンドオーバに成功すれば、上層基地局ＵＢに切断要求を送信する。そして、上層基地局ＵＢは、無線端末から切断要求を受信した場合、ハンドオーバに成功したと看做して通信接続を切断する。 Then, when there is a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition, the upper layer base station UB transmits a mode switching instruction to the lower layer base station LB, and saves the operation mode of the lower layer base station LB. Switch from mode to normal operation mode. Here, since the wireless terminal exists in the lower layer cell LS of the lower layer base station LB that has shifted to the normal operation mode, the wireless terminal performs handover to the lower layer base station LB, and if the handover succeeds, the wireless terminal transfers to the upper layer base station UB. Send a disconnect request. When the upper layer base station UB receives a disconnection request from the wireless terminal, the upper layer base station UB considers that the handover has been successful and disconnects the communication connection.

＜下層基地局ＬＢの通信動作＞
続いて、下層基地局ＬＢの通信動作について説明する。図４（ａ）は、通常動作モード時における下層基地局ＬＢの通信動作を表すフローチャートであり、図４（ｂ）は、パワーセーブモード時（待ち受け動作時）における下層基地局ＬＢの通信動作を表すフローチャートである。 <Communication operation of lower layer base station LB>
Next, the communication operation of the lower layer base station LB will be described. 4A is a flowchart showing the communication operation of the lower layer base station LB in the normal operation mode, and FIG. 4B shows the communication operation of the lower layer base station LB in the power save mode (standby operation). It is a flowchart to represent.

まず、図４（ａ）に示すように、通常動作モード時において、下層基地局ＬＢの下層制御部２４は、下層無線部２１を介して無線端末から接続要求を受信すると（ステップＳ１１）、その接続要求を送信してきた無線端末との通信接続の確立処理を行い（ステップＳ１２）、通信接続を確立した無線端末と通常の通信動作を行う（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１１における接続要求とは、ハンドオーバ時に無線端末から送信される接続要求も含む。 First, as shown in FIG. 4A, in the normal operation mode, when the lower layer control unit 24 of the lower layer base station LB receives a connection request from the wireless terminal via the lower layer radio unit 21 (step S11), A communication connection establishment process is performed with the wireless terminal that has transmitted the connection request (step S12), and a normal communication operation is performed with the wireless terminal that has established the communication connection (step S13). The connection request in step S11 includes a connection request transmitted from the wireless terminal at the time of handover.

そして、下層制御部２４は、現在通信中の無線端末から切断要求を受信したか否か（換言すれば、ハンドオーバが成功したか否か）を判断し（ステップＳ１４）、「Ｙｅｓ」の場合には、現在通信中の無線端末との通信接続の切断処理を行う（ステップＳ１５）。そして、下層制御部２４は、他に通信中の無線端末が無いか否か（換言すれば、自局の無線通信が全て終了したか否か）を判断し（ステップＳ１６）、「Ｙｅｓ」の場合には、自局の動作モードをパワーセーブモードに切替え（ステップＳ１７）、「Ｎｏ」の場合には、自局の動作モードを通常動作モードに維持する。 Then, the lower layer control unit 24 determines whether or not a disconnection request has been received from the currently communicating wireless terminal (in other words, whether or not the handover has succeeded) (step S14). Performs a process of disconnecting the communication connection with the currently communicating wireless terminal (step S15). Then, the lower layer control unit 24 determines whether there is no other wireless terminal in communication (in other words, whether all the wireless communication of the own station has been completed) (step S16). In this case, the operation mode of the own station is switched to the power save mode (step S17). If “No”, the operation mode of the own station is maintained in the normal operation mode.

一方、上記ステップＳ１４において「Ｎｏ」の場合、下層制御部２４は、無線端末との通信が終了したか否かを判断し（ステップＳ１８）、「Ｎｏ」の場合には、ステップＳ１３に戻って無線端末との通信を継続し、「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ１５に移行して無線端末との通信接続の切断処理を行う。 On the other hand, if “No” in step S14, the lower layer control unit 24 determines whether or not communication with the wireless terminal has ended (step S18). If “No”, the process returns to step S13. If the communication with the wireless terminal is continued and “Yes”, the process proceeds to step S15 and the communication connection with the wireless terminal is disconnected.

下層制御部２４は、通常動作モード時において、無線端末から接続要求を受信する度に上記のステップＳ１１〜Ｓ１８を繰り返し実施する。つまり、下層基地局ＬＢは、通常動作モード時において、無線端末から接続要求を受信すると、その無線端末との通信接続を確立して通常の通信を行い、自局の無線通信が全て終了した場合に、自局の動作モードをパワーセーブモードに切替えて、自局の消費電力を最小限に抑える。 The lower layer control unit 24 repeatedly performs the above steps S11 to S18 every time a connection request is received from the wireless terminal in the normal operation mode. That is, when the lower layer base station LB receives a connection request from a wireless terminal in the normal operation mode, the lower-layer base station LB establishes a communication connection with the wireless terminal and performs normal communication, and all the wireless communication of the own station is completed. In addition, the operation mode of the local station is switched to the power saving mode to minimize the power consumption of the local station.

続いて、図４（ｂ）に示すように、パワーセーブモード時において、下層基地局ＬＢの下層制御部２４は、下層局間通信部２２を介して、上層基地局ＵＢからモード切替指示を受信したか否かを判断し（ステップＳ２１）、「Ｎｏ」の場合には、ステップＳ２１の処理を繰り返す。一方、このステップＳ２１において「Ｙｅｓ」の場合、つまり上層基地局ＵＢからモード切替指示を受信した場合、下層制御部２４は、自局の動作モードを通常動作モードへ切替える（ステップＳ２２）。なお、下層制御部２４は、モード切替指示を受信した場合において、既に通常動作モードであった場合には何もしない。 Subsequently, as illustrated in FIG. 4B, in the power save mode, the lower layer control unit 24 of the lower layer base station LB receives a mode switching instruction from the upper layer base station UB via the lower layer station communication unit 22. It is determined whether or not (step S21). If “No”, the process of step S21 is repeated. On the other hand, if “Yes” in step S21, that is, if a mode switching instruction is received from the upper layer base station UB, the lower layer control unit 24 switches the operation mode of the own station to the normal operation mode (step S22). Note that the lower layer control unit 24 does nothing if it is already in the normal operation mode when it receives the mode switching instruction.

このように、パワーセーブモード時における下層基地局ＬＢは、モード切替指示の受信を待ち受ける待ち受け動作のみを行っているため、消費電力量は極微量となる。 As described above, the lower layer base station LB in the power save mode performs only the standby operation of waiting for the reception of the mode switching instruction, so that the power consumption is extremely small.

＜無線端末を含む無線通信システム１の全体通信動作の具体例＞
次に、上述した上層基地局ＵＢ及び下層基地局ＬＢの通信動作を前提として、無線端末を含む無線通信システム１の全体通信動作の具体例について説明する。なお、本具体例では、初期状態として、上層セルＵＳ内に無線端末が存在せず、各下層基地局ＬＢ１〜ＬＢ８はそれぞれパワーセーブモードに切替わっているものと想定する（但し、上層基地局ＵＢは常時通常動作している）。そして、そのような初期状態から、下層セルＬＳ３に無線端末（以下、無線端末の符号をＴとする）が侵入し、その後、その無線端末Ｔが下層セルＬＳ４に移動した場合を想定する。 <Specific Example of Overall Communication Operation of Wireless Communication System 1 Including Wireless Terminal>
Next, a specific example of the overall communication operation of the wireless communication system 1 including wireless terminals will be described on the premise of the communication operation of the upper layer base station UB and the lower layer base station LB. In this specific example, as an initial state, it is assumed that there is no wireless terminal in the upper layer cell US, and each of the lower layer base stations LB1 to LB8 is switched to the power saving mode (however, the upper layer base station UB always operates normally). Then, it is assumed that a wireless terminal (hereinafter referred to as a wireless terminal code T) enters the lower layer cell LS3 from such an initial state, and then the wireless terminal T moves to the lower layer cell LS4.

図５は、上記の想定の下に、無線端末Ｔ、上層基地局ＵＢ、下層基地局ＬＢ３及びＬＢ４の相互間通信を表したシーケンスチャートである。この図５に示すように、無線端末Ｔは、下層セルＬＳ３に侵入すると（図６（ａ）参照）、上層基地局ＵＢに対して接続要求を送信する（ステップＳ３１）。上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔから接続要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を確立し（ステップＳ３２）、通信接続確立後、無線端末Ｔに対して位置情報送信要求を送信する（ステップＳ３３）。 FIG. 5 is a sequence chart showing communication between the radio terminal T, the upper layer base station UB, and the lower layer base stations LB3 and LB4 under the above assumption. As shown in FIG. 5, when entering the lower layer cell LS3 (see FIG. 6A), the radio terminal T transmits a connection request to the upper layer base station UB (step S31). Upon receiving the connection request from the wireless terminal T, the upper layer base station UB establishes a communication connection with the wireless terminal T (step S32), and transmits a position information transmission request to the wireless terminal T after establishing the communication connection ( Step S33).

無線端末Ｔは、上層基地局ＵＢから位置情報送信要求を受信すると、ＧＰＳ機能によって検出した自端末の現在位置を示す位置情報を上層基地局ＵＢに送信する（ステップＳ３４）。上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔから取得した位置情報に基づいて、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢは下層基地局ＬＢ３であると判断し、下層基地局ＬＢ３に対してモード切替指示を送信する（ステップＳ３５）。 When receiving the position information transmission request from the upper layer base station UB, the radio terminal T transmits position information indicating the current position of the terminal detected by the GPS function to the upper layer base station UB (step S34). Based on the position information acquired from the wireless terminal T, the upper layer base station UB determines that the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition is the lower layer base station LB3, and issues a mode switching instruction to the lower layer base station LB3. Transmit (step S35).

下層基地局ＬＢ３は、上層基地局ＵＢからモード切替指示を受信すると、自局の動作モードをパワーセーブモードから通常動作モードへ切替える（ステップＳ３６：図６（ｂ）参照）。一方、上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔの周辺基地局の電波強度の報告を受けて無線端末Ｔのハンドオーバを決定し、上層基地局ＵＢから下層基地局ＬＢ３にハンドオーバがなされる（ステップＳ３７）。 When the lower layer base station LB3 receives the mode switching instruction from the upper layer base station UB, the lower layer base station LB3 switches its own operation mode from the power saving mode to the normal operation mode (step S36: see FIG. 6B). On the other hand, the upper layer base station UB determines the handover of the radio terminal T in response to the report of the radio field strength of the neighboring base stations of the radio terminal T, and is handed over from the upper layer base station UB to the lower layer base station LB3 (step S37). .

下層基地局ＬＢ３は、無線端末Ｔから接続要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を確立する（ステップＳ３８）。無線端末Ｔは、下層基地局ＬＢ３との通信接続確立後、上層基地局ＵＢに対して切断要求を送信する（ステップＳ３９）。上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔから切断要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を切断する（ステップＳ４０）。その後、無線端末Ｔと下層基地局ＬＢ３との間で通常の通信が実施される（ステップＳ４１）。 When the lower layer base station LB3 receives the connection request from the wireless terminal T, the lower layer base station LB3 establishes a communication connection with the wireless terminal T (step S38). After establishing the communication connection with the lower layer base station LB3, the wireless terminal T transmits a disconnection request to the upper layer base station UB (step S39). When receiving the disconnection request from the wireless terminal T, the upper layer base station UB disconnects the communication connection with the wireless terminal T (step S40). Thereafter, normal communication is performed between the wireless terminal T and the lower layer base station LB3 (step S41).

ここで、無線端末Ｔと下層基地局ＬＢ３との間で通信が終了する前に、無線端末Ｔが下層セルＬＳ３から下層セルＬＳ４に移動したと想定する（図７（ａ）参照）。この場合、無線端末Ｔは、下層基地局ＬＢ３から受信している電波の強度が低下し、下層基地局ＬＢ３は、無線端末Ｔの周辺基地局の電波強度の報告を受けて無線端末Ｔのハンドオーバを決定し、下層基地局ＬＢ３から上層基地局ＵＢにハンドオーバがなされる（ステップＳ４２）。 Here, it is assumed that the wireless terminal T has moved from the lower layer cell LS3 to the lower layer cell LS4 before the communication is completed between the wireless terminal T and the lower layer base station LB3 (see FIG. 7A). In this case, the radio terminal T receives a report of the radio field strength of the peripheral base station of the radio terminal T and receives a report of the radio field strength of the radio terminal T from the lower base station LB3. Is handed over from the lower layer base station LB3 to the upper layer base station UB (step S42).

上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔから接続要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を確立する（ステップＳ４３）。無線端末Ｔは、上層基地局ＵＢとの通信接続確立後、下層基地局ＬＢ３に対して切断要求を送信する（ステップＳ４４）。下層基地局ＬＢ３は、無線端末Ｔから切断要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を切断する（ステップＳ４５）。これにより、下層基地局ＬＢ３は、自局の無線通信が全て終了したと判断し、自局の動作モードをパワーセーブモードに切替える（ステップＳ４６）。 Upon receiving the connection request from the wireless terminal T, the upper layer base station UB establishes a communication connection with the wireless terminal T (Step S43). After establishing the communication connection with the upper layer base station UB, the radio terminal T transmits a disconnection request to the lower layer base station LB3 (step S44). When receiving the disconnection request from the wireless terminal T, the lower layer base station LB3 disconnects the communication connection with the wireless terminal T (step S45). Thereby, the lower layer base station LB3 determines that all the wireless communication of the own station has been completed, and switches the operation mode of the own station to the power saving mode (step S46).

一方、上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔに対して位置情報送信要求を送信し（ステップＳ４７）、無線端末Ｔは、ＧＰＳ機能によって検出した自端末の現在位置を示す位置情報を上層基地局ＵＢに送信する（ステップＳ４８）。上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔから取得した位置情報に基づいて、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢは下層基地局ＬＢ４であると判断し、下層基地局ＬＢ４に対してモード切替指示を送信する（ステップＳ４９）。 On the other hand, the upper layer base station UB transmits a position information transmission request to the wireless terminal T (step S47), and the wireless terminal T displays the position information indicating the current position of the terminal detected by the GPS function as the upper layer base station UB. (Step S48). Based on the position information acquired from the wireless terminal T, the upper layer base station UB determines that the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition is the lower layer base station LB4, and issues a mode switching instruction to the lower layer base station LB4. Transmit (step S49).

下層基地局ＬＢ４は、上層基地局ＵＢからモード切替指示を受信すると、自局の動作モードをパワーセーブモードから通常動作モードへ切替える（ステップＳ５０：図７（ｂ）参照）。一方、上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔの周辺基地局の電波強度の報告を受けて無線端末Ｔのハンドオーバを決定し、上層基地局ＵＢから下層基地局ＬＢ４にハンドオーバがなされる（ステップＳ５１）。 When receiving the mode switching instruction from the upper layer base station UB, the lower layer base station LB4 switches its own operation mode from the power save mode to the normal operation mode (step S50: see FIG. 7B). On the other hand, the upper layer base station UB determines the handover of the radio terminal T in response to the report of the radio field strength of the neighboring base stations of the radio terminal T, and is handed over from the upper layer base station UB to the lower layer base station LB4 (step S51). .

下層基地局ＬＢ４は、無線端末Ｔから接続要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を確立し（ステップＳ５２）、無線端末Ｔは、下層基地局ＬＢ４との通信接続確立後、上層基地局ＵＢに対して切断要求を送信する（ステップＳ５３）。上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔから切断要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を切断し（ステップＳ５４）、その後、無線端末Ｔと下層基地局ＬＢ４との間で通常の通信が実施される（ステップＳ５５）。 When the lower layer base station LB4 receives the connection request from the wireless terminal T, the lower layer base station LB4 establishes a communication connection with the wireless terminal T (step S52), and the wireless terminal T establishes the communication connection with the lower layer base station LB4, A disconnection request is transmitted to the UB (step S53). When the upper layer base station UB receives the disconnection request from the radio terminal T, the upper layer base station UB disconnects the communication connection with the radio terminal T (step S54), and then normal communication is performed between the radio terminal T and the lower layer base station LB4. (Step S55).

以下、同様に、無線端末Ｔが下層セルＬＳ４から移動すると、一旦、上層基地局ＵＢと無線端末Ｔとの間で通信接続が確立され（この時、下層基地局ＬＢ４はパワーセーブモードに戻る）、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが見つかれば、その下層基地局ＬＢが通常動作モードに復帰して、無線端末Ｔとの通信を担うことになる。 Hereinafter, similarly, when the radio terminal T moves from the lower layer cell LS4, a communication connection is once established between the upper layer base station UB and the radio terminal T (at this time, the lower layer base station LB4 returns to the power save mode). If a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition is found, the lower layer base station LB returns to the normal operation mode and assumes communication with the wireless terminal T.

以上説明したように、本実施形態によれば、上層基地局ＵＢにおいて現在通信中の無線端末Ｔとの通信接続条件を満足すると判断された下層基地局ＬＢのみを、パワーセーブモードから通常動作モードへ切替えるため、システム全体の消費電力を最小限に抑えることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, only the lower layer base station LB determined to satisfy the communication connection condition with the radio terminal T currently communicating with the upper layer base station UB is transferred from the power save mode to the normal operation mode. Therefore, the power consumption of the entire system can be minimized.

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、ＧＰＳ機能を搭載した無線端末Ｔを想定し、ＧＰＳ機能によって検出された位置情報を無線端末Ｔから取得する場合を例示したが、必ずしも全ての無線端末ＴにＧＰＳ機能が搭載されているわけではない。そこで、上層基地局ＵＢに、無線端末Ｔの位置情報に類似する情報、例えば無線端末Ｔまでの距離や無線端末Ｔの位置する方向などを検出する機能を設けて良い。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, The following modifications are mentioned.
(1) In the above embodiment, the case where the wireless terminal T equipped with the GPS function is assumed and the position information detected by the GPS function is acquired from the wireless terminal T is exemplified. However, the GPS function is not necessarily included in all the wireless terminals T. Is not installed. Therefore, the upper layer base station UB may be provided with a function for detecting information similar to the position information of the wireless terminal T, for example, the distance to the wireless terminal T, the direction in which the wireless terminal T is located, and the like.

（２）上記実施形態では、上層基地局ＵＢにおいて、無線端末Ｔの端末属性情報として位置情報を取得し、この位置情報に基づいて無線端末Ｔが下層セルＬＳ内に位置する下層基地局ＬＢを、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢとして判断する場合を例示したが、例えば、端末属性情報として位置情報に加えて、無線端末Ｔが要求する通信が音声通信なのかデータ通信なのかを示す通信種別を取得しても良い。 (2) In the above embodiment, in the upper layer base station UB, the position information is acquired as the terminal attribute information of the wireless terminal T, and the lower layer base station LB in which the wireless terminal T is located in the lower layer cell LS is acquired based on this position information. In the example, the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition is exemplified. For example, in addition to the position information as the terminal attribute information, the communication request by the wireless terminal T indicates voice communication or data communication. The communication type may be acquired.

この場合、上層制御部１４は、端末属性情報として取得した通信種別及び位置情報を基に、現在通信中の無線端末Ｔの通信種別がデータ通信であって、且つ当該無線端末Ｔが下層セルＬＳ内に位置する下層基地局ＬＢがあった場合、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢとして判断する。さらに、この場合、上層制御部１４は、無線端末Ｔの通信種別が音声通信の場合には、位置情報に関わらず、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢは存在しないと判断する。 In this case, the upper layer control unit 14 determines that the communication type of the wireless terminal T currently communicating is data communication based on the communication type and position information acquired as the terminal attribute information, and the wireless terminal T is in the lower cell LS. If there is a lower layer base station LB located within, the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition is determined. Further, in this case, when the communication type of the wireless terminal T is voice communication, the upper layer control unit 14 determines that there is no lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition regardless of the position information.

つまり、通信トラフィック量が大きいデータ通信を要求する無線端末Ｔが上層基地局ＵＢにアクセスしてきた場合には、上層基地局ＵＢへのアクセス数が多くなる程、上層基地局ＵＢの通信負荷が大幅に増大するため、その無線端末Ｔが通信接続可能な（無線端末Ｔが下層セルＬＳ内に位置する）下層基地局ＬＢを通常動作モードへ切替え、無線端末Ｔの接続先を下層基地局ＬＢに切替えることにより、システム全体における基地局負荷の分散を図る。 That is, when the wireless terminal T requesting data communication with a large amount of communication traffic accesses the upper layer base station UB, the communication load on the upper layer base station UB increases as the number of accesses to the upper layer base station UB increases. Therefore, the lower layer base station LB to which the wireless terminal T is communicably connected (the wireless terminal T is located in the lower layer cell LS) is switched to the normal operation mode, and the connection destination of the wireless terminal T is changed to the lower layer base station LB. By switching, the base station load in the entire system is distributed.

一方、通信トラフィック量が小さい音声通信を要求する無線端末Ｔが上層基地局ＵＢにアクセスしてきた場合には、上層基地局ＵＢへのアクセス数が多くなっても、上層基地局ＵＢの通信負荷はそれほど大きくならないため、無線端末Ｔの位置に関わらず、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢは存在しないと判断する（つまり通常動作モードへの切替えを実施しない）ことにより、システム全体のさらなる低消費電力化を図ることができる。 On the other hand, when the wireless terminal T requesting voice communication with a small amount of communication traffic accesses the upper layer base station UB, the communication load of the upper layer base station UB is increased even if the number of accesses to the upper layer base station UB increases. Since it is not so large, it is determined that there is no lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition regardless of the position of the wireless terminal T (that is, switching to the normal operation mode is not performed), thereby further reducing the overall system. Power consumption can be reduced.

（３）上記（２）の変形例では、端末属性情報として通信種別及び位置情報を取得する場合を例示したが、この他、例えば、端末属性情報として位置情報に加えて、無線端末Ｔの使用周波数を取得しても良い。この場合、上層制御部１４は、端末属性情報として取得した使用周波数及び位置情報を基に、現在通信中の無線端末Ｔの使用周波数に対応可能な下層基地局ＬＢであって、且つ当該無線端末Ｔが下層セルＬＳ内に位置する下層基地局ＬＢがあった場合、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢとして判断する。さらに、この場合、上層制御部１４は、無線端末Ｔの使用周波数に対応可能な下層基地局ＬＢが存在しない場合、位置情報に関わらず、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢは存在しないと判断する。 (3) In the modification of the above (2), the case where the communication type and the position information are acquired as the terminal attribute information is illustrated. However, for example, in addition to the position information as the terminal attribute information, the use of the wireless terminal T The frequency may be acquired. In this case, the upper layer control unit 14 is a lower layer base station LB that can correspond to the used frequency of the wireless terminal T that is currently communicating based on the used frequency and position information acquired as the terminal attribute information, and the wireless terminal When there is a lower layer base station LB where T is located in the lower layer cell LS, it is determined as a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition. Furthermore, in this case, when there is no lower layer base station LB that can support the frequency used by the radio terminal T, the upper layer control unit 14 determines that there is no lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition regardless of the position information. to decide.

つまり、下層基地局ＬＢ１〜ＬＢ８の全てが無線端末Ｔの使用周波数に対応可能な基地局であるとは限らないため、無線端末Ｔの使用周波数に対応可能な下層基地局ＬＢが存在しない場合には、位置情報に関わらず、通常動作モードへの切替えを実施しないことにより、システム全体のさらなる低消費電力化を図ることができる。 That is, not all of the lower layer base stations LB1 to LB8 are base stations that can support the frequency used by the radio terminal T, and therefore there is no lower layer base station LB that can handle the frequency used by the radio terminal T. Regardless of the position information, the power consumption of the entire system can be further reduced by not switching to the normal operation mode.

（４）上述したように、上層基地局ＵＢの通信負荷がそれほど大きくない場合には、必ずしも下層基地局ＬＢを通常動作モードへ切替える必要はない。そこで、上層制御部１４に、自局の通信負荷が規定値以上の場合に、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在するか否かの判断を行う機能を設けても良い。これにより、上層基地局ＵＢの通信負荷が規定値未満の小さい場合では、下層基地局ＬＢを通常動作モードへ切替えることがなくなり、システム全体のさらなる低消費電力化を期待できる。なお、このような機能は、上記実施形態、（２）の変形例及び（３）の変形例のそれぞれについて適用できる。 (4) As described above, when the communication load of the upper layer base station UB is not so large, it is not always necessary to switch the lower layer base station LB to the normal operation mode. Therefore, the upper layer control unit 14 may be provided with a function of determining whether or not there is a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition when the communication load of the own station is equal to or greater than a specified value. As a result, when the communication load of the upper layer base station UB is smaller than the specified value, the lower layer base station LB is not switched to the normal operation mode, and further reduction in power consumption of the entire system can be expected. Such a function can be applied to each of the above embodiment, the modified example (2) and the modified example (3).

（５）上記実施形態では、上層セルＵＳとして、セル半径が数ｋｍ〜１０ｋｍ程度のマクロセルを想定し、下層セルＬＳ１〜ＬＳ８として、セル半径が数百ｍ〜１ｋｍ程度のマイクロセルを想定して説明したが、上層セルＵＳ及び下層セルＬＳ１〜ＬＳ８のセル半径は上記の数値に限定されず、また、上層セルＵＳ内における下層セルの配置数も８個に限定されない。つまり、上層セルＵＳ内に複数の下層セルＬＳが配置されたヘテロジーニアスネットワークを採用する無線通信システムであれば、本発明を適用することが可能である。 (5) In the above embodiment, a macro cell having a cell radius of about several kilometers to 10 km is assumed as the upper layer cell US, and a micro cell having a cell radius of about several hundreds to 1 km is assumed as the lower layer cells LS1 to LS8. Although described, the cell radii of the upper layer cell US and the lower layer cells LS1 to LS8 are not limited to the above numerical values, and the number of lower layer cells arranged in the upper layer cell US is not limited to eight. That is, the present invention can be applied to any wireless communication system that employs a heterogeneous network in which a plurality of lower layer cells LS are arranged in the upper layer cell US.

（６）上記実施形態では、本発明に係る無線通信システムとして、次世代高速通信規格であるＬＴＥに準拠したＬＴＥシステムを例示して説明したが、これ限らず、ＷｉＭＡＸ等、マルチキャリア通信を採用した他の通信規格を用いる無線通信システムであれば、本発明を適用することが可能である。 (6) In the above embodiment, the LTE system compliant with LTE, which is the next-generation high-speed communication standard, has been described as an example of the wireless communication system according to the present invention. However, the present invention is not limited to this, and multicarrier communication such as WiMAX is adopted. The present invention can be applied to any wireless communication system using other communication standards.

１…無線通信システム、ＵＢ…上層基地局、１１…上層無線部、１２…上層局間通信部、１３…上層記憶部、１４…上層制御部、ＬＢ（ＬＢ１〜ＬＢ８）…下層基地局、２１…下層無線部、２２…下層局間通信部、２３…下層記憶部、２４…下層制御部、ＵＳ…上層セル、ＬＳ（ＬＳ１〜ＬＳ８）…下層セル、Ｔ…無線端末

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless communication system, UB ... Upper layer base station, 11 ... Upper layer radio | wireless part, 12 ... Upper layer inter-station communication part, 13 ... Upper layer memory | storage part, 14 ... Upper layer control part, LB (LB1-LB8) ... Lower layer base station, 21 ... lower layer radio unit, 22 ... lower layer inter-station communication unit, 23 ... lower layer storage unit, 24 ... lower layer control unit, US ... upper layer cell, LS (LS1 to LS8) ... lower layer cell, T ... radio terminal

Claims

An upper layer base station that forms the upper layer cell in a wireless communication system in which a plurality of lower layer cells are arranged in the upper layer cell,
An upper layer radio unit for realizing communication with a radio terminal existing in the upper layer cell;
A communication unit between upper-layer stations that realizes communication with a lower-layer base station forming the lower-layer cell;
A lower layer base station capable of supporting the frequency used by the wireless terminal and the lower layer base station in which the wireless terminal is located in the lower layer cell, from the power saving mode to the normal operation mode via the upper layer station communication unit. And an upper layer control unit that instructs switching to the upper layer base station.

The upper layer control unit is a lower layer base station capable of supporting the frequency used by the wireless terminal when the communication load of the local station is equal to or higher than a specified value, and the lower layer base station is located in the lower layer cell. On the other hand, an upper layer base station that instructs switching from a power saving mode to a normal operation mode via the upper layer station communication unit.

A radio communication system that employs a structure in which a plurality of lower layer cells are arranged in an upper layer cell, and includes an upper layer base station that forms the upper layer cell and a plurality of lower layer base stations that form each of the plurality of lower layer cells. ,
The upper layer base station
An upper layer radio unit for realizing communication with a radio terminal existing in the upper layer cell;
A communication unit between upper-layer stations that realizes communication with a lower-layer base station forming the lower-layer cell;
A lower layer base station capable of supporting the frequency used by the wireless terminal and the lower layer base station in which the wireless terminal is located in the lower layer cell, from the power saving mode to the normal operation mode via the upper layer station communication unit. A radio communication system comprising: an upper layer control unit that instructs switching to