JP2009049485A - 移動通信システム、上位ノード装置、基地局装置、移動局装置、および、基地局状態制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＳＧ向けの基地局の保有者やユーザの手を煩わせることなく、装置の電力消費や周囲に与える干渉の影響を低減する。
【解決手段】上位ノード装置に設けられ、基地局装置および移動局装置の位置情報を獲得する手段と、上記上位ノード装置に設けられ、上記移動局装置が上記基地局装置に接続する権限を有するか否かを確認する手段と、上記上位ノード装置に設けられ、上記基地局装置および上記移動局装置の位置情報を基にして上記基地局装置と上記移動局装置の近接度合を計算する手段と、上記上位ノード装置に設けられ、上記基地局装置と上記移動局装置が近接している場合に上記基地局装置をサービス状態に移行させ、上記基地局装置と全ての移動局装置が近接していない場合には上記基地局装置を無線部停止状態に移行させる手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動通信システム、上位ノード装置、基地局装置、移動局装置、および、基地局状態制御方法に関する。

移動通信システムにおける公衆通信向け基地局は、不規則に発生するユーザからの接続要求に応えるために、ネットワーク管理者によってサービスが開始された後は定常的にサービスを行っていた。

ネットワーク管理者による開始の作業は例えば次のように行われる。
（１）基地局を設置して各種の結線等の後に電源を投入し、上位ノードとの回線を開通させる。
（２）ネットワーク経由もしくは手動の直接入力により各種パラメータを基地局に設定する。

設定を反映させて基地局のサービスを開始した後は、故障もしくは装置構成の変更等により再起動が必要な場合を除き、可能な限り中断することなくサービスを継続していた。また、基地局を撤去する場合には、基地局のサービスを終了した上で電源を切断する。

これらは公衆通信向け基地局についての運用であるが、ホーム基地局（ＨＮＢ：Home dNodeB）（非特許文献１を参照。）と呼ばれるような家庭等の小規模なエリアに設置される基地局についても基本的に同様の運用が予想される。
3GPP TSG RAN #35 RP-070209 Lemesos, Cyprus, 6-9 March 2007(http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/TSG_RAN/TSGR_35/Docs/)

上述したように、従来の基地局は定常的にサービスを行っていたため、ホーム基地局については次のような問題点が指摘されていた。
（１）ホーム基地局では、従来の接続可能なユーザの制限がない運用に加えて、ＣＳＧ（Closed Subscriber Group）のみに接続ユーザを制限した運用が検討されている。このとき、ＣＳＧのユーザが近傍にいないホーム基地局からの送信は無駄になる。
（２）上記のような状態は電力の浪費となるだけでなく、ＣＳＧのユーザの非接続時にも基地局から送信される共通制御チャネルによって他セルとの間で干渉を招く。干渉により、ＣＳＧ以外のユーザに通信品質劣化が生じる。また、干渉により、上記のＣＳＧ向けの基地局とは無関係の基地局に通信容量劣化が生じる。
（３）ＣＳＧ向けの基地局は多数の設置（例えば、１家族あたりに１つの基地局）が予測されており、上記の弊害は無視できない大きな問題となる。

一方、ＣＳＧ向け基地局のユーザが手動で基地局を起動・停止するという運用も考えられるが、次のような問題がある。
（４）基地局を起動させるまでに実施中の通信のハンドオーバが失敗する可能性がある。例えば、戸外で公衆通信向け基地局と通信を行っている状態から、ＣＳＧ向けの基地局の設置された家の中に入ってくる場合に、ＣＳＧ向けの基地局の手動による起動が間に合わずに通信のハンドオーバが失敗する可能性がある。
（５）基地局の他のユーザ（家族の自分以外の者等）に配慮した装置の停止が求められ、操作が煩雑化し、基地局の起動・停止が形骸化する可能性がある。

本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、ＣＳＧ向けの基地局の保有者やユーザの手を煩わせることなく、装置の電力消費や周囲に与える干渉の影響を低減することのできる移動通信システム、上位ノード装置、基地局装置、移動局装置、および、基地局状態制御方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明にあっては、請求項１に記載されるように、上位ノード装置に設けられ、基地局装置および移動局装置の位置情報を獲得する手段と、上記上位ノード装置に設けられ、上記移動局装置が上記基地局装置に接続する権限を有するか否かを確認する手段と、上記上位ノード装置に設けられ、上記基地局装置および上記移動局装置の位置情報を基にして上記基地局装置と上記移動局装置の近接度合を計算する手段と、上記上位ノード装置に設けられ、上記基地局装置と上記移動局装置が近接している場合に上記基地局装置をサービス状態に移行させ、上記基地局装置と全ての移動局装置が近接していない場合には上記基地局装置を無線部停止状態に移行させる手段とを備える移動通信システムを要旨としている。

また、請求項２に記載されるように、基地局装置の位置情報と移動局装置の位置情報を獲得する手段と、上記移動局装置が上記基地局装置に接続する権限を有するか否かを確認する手段と、上記位置情報を基にして上記基地局装置と上記移動局装置の近接度合を計算する手段と、上記基地局装置と上記移動局装置が近接している場合に上記基地局装置をサービス状態に移行させ、上記基地局装置と全ての移動局装置が近接していない場合には上記基地局装置を無線部停止状態に移行させる手段とを備える上位ノード装置として構成することができる。

また、請求項３に記載されるように、自装置の位置情報を獲得する手段と、自装置の位置情報と識別子を上位ノード装置へ送信する手段と、上記上位ノード装置からの命令に応じて自装置をサービス状態と無線部停止状態の間で遷移させる手段とを備える基地局装置として構成することができる。

また、請求項４に記載されるように、自装置の位置情報を獲得する手段と、接続権限を有する特定の基地局装置と関連付けられた位置登録エリアもしくは上記接続権限を有する特定の基地局装置と関連付けられた基地局装置がカバーするエリアに自装置が侵入した場合に、上記位置情報を獲得する手段を起動する手段と、自装置の位置情報と識別子を基地局装置へ送信する手段とを備える移動局装置として構成することができる。

また、請求項５に記載されるように、移動局装置に設けられ、自装置と基地局装置の位置情報を獲得する手段と、上記移動局装置に設けられ、上記位置情報を基にして上記基地局装置と上記移動局装置の近接度合を計算する手段と、上記移動局装置に設けられ、上記近接度合を上記基地局装置へ送信する手段と、上記基地局装置に設けられ、自装置と上記移動局装置が近接している場合に自装置をサービス状態に移行させ、自装置に接続する権限を有する全ての移動局装置が近接していない場合に自装置の無線部を停止状態に移行させる手段とを備える移動通信システムとして構成することができる。

また、請求項６に記載されるように、自装置および接続権限を有する特定の基地局装置の位置情報を獲得する手段と、上記位置情報を基にして上記基地局装置と自装置の近接度合を計算する手段と、上記移動局装置に設けられ、上記近接度合を上記基地局装置へ送信する手段とを備える移動局装置として構成することができる。

また、請求項７に記載されるように、請求項６に記載の移動局装置において、上記接続権限を有する特定の基地局装置と関連付けられた位置登録エリアもしくは上記接続する権限を有する特定の基地局装置と関連付けられた基地局装置がカバーするエリアに自装置が侵入した場合に、上記位置情報を獲得する手段を起動する手段を備えるようにすることができる。

また、請求項８に記載されるように、自装置の位置情報を獲得して移動局装置へ送信する手段と、上記移動局装置から近接度合を獲得する手段と、自装置と上記移動局装置が近接している場合に自装置をサービス状態に移行させ、自装置に接続する権限を有する全ての移動局装置が近接していない場合に自装置の無線部を停止状態に移行させる手段とを備える基地局装置として構成することができる。

また、請求項９に記載されるように、請求項３または８に記載の基地局装置において、 他の基地局装置からの信号の受信品質を測定する手段と、上記受信品質が閾値以下である場合には常に自装置をサービス状態とする手段とを備えるようにすることができる。

また、請求項１０に記載されるように、上位ノード装置において、基地局装置および移動局装置の位置情報を獲得する工程と、上記上位ノード装置において、上記移動局装置が上記基地局装置に接続する権限を有するか否かを確認する工程と、上記上位ノード装置において、上記基地局装置および上記移動局装置の位置情報を基にして上記基地局装置と上記移動局装置の近接度合を計算する工程と、上記上位ノード装置において、上記基地局装置と上記移動局装置が近接している場合に上記基地局装置をサービス状態に移行させ、上記基地局装置と全ての移動局装置が近接していない場合には上記基地局装置を無線部停止状態に移行させる工程とを備える基地局状態制御方法として構成することができる。

また、請求項１１に記載されるように、移動局装置において、自装置と基地局装置の位置情報を獲得する工程と、上記移動局装置において、上記位置情報を基にして上記基地局装置と上記移動局装置の近接度合を計算する工程と、上記移動局装置において、上記近接度合を上記基地局装置へ送信する工程と、上記基地局装置において、自装置と上記移動局装置が近接している場合に自装置をサービス状態に移行させ、自装置に接続する権限を有する全ての移動局装置が近接していない場合に自装置の無線部を停止状態に移行させる工程とを備える基地局状態制御方法として構成することができる。

本発明の移動通信システム、上位ノード装置、基地局装置、移動局装置、および、基地局状態制御方法にあっては、ＣＳＧ向けの基地局の保有者やユーザの手を煩わせることなく、装置の電力消費や周囲に与える干渉の影響を低減することができる。

以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。

図１は本発明の一実施形態にかかる移動通信システムの構成例を示す図である。

図１において、上位ノード１はメッシュトポロジに基づき、有線の専用回線により周囲の複数の上位ノードと接続されている。

上位ノード１には、有線インタフェース（S1 Interface）を介して複数のマクロ基地局（ＭＮＢ：Macro eNodeB）２＃１、２＃２、２＃３が接続されるとともに、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）、携帯電話事業者の専用回線等の有線回線を介してホーム基地局（ＨＮＢ：Home eNB）３が接続されている。ここで、マクロ基地局２＃１、２＃２、２＃３は通信事業者が設置する比較的規模の大きい基地局であり、ホーム基地局３は個人等が設置する小規模の基地局である。

マクロ基地局２＃１のセクタのカバーするエリアがマクロセル（Macro Cell）４＃１であり、マクロ基地局２＃２のセクタのカバーするエリアがマクロセル４＃２であり、マクロ基地局２＃３のセクタのカバーするエリアがマクロセル４＃３である。隣接するマクロセル４＃１とマクロセル４＃２、および、マクロセル４＃２とマクロセル４＃３のそれぞれの間には、ハンドオーバを円滑に行うために若干のオーバーラップ部分が設けられている。ホーム基地局３のカバーするエリアがホームセル（Home Cell）５である。

また、マクロセル４＃１、４＃２を囲んで位置登録エリア（ＴＡ：Tracking Area）６＃１が設定され、マクロセル４＃３を囲んで位置登録エリア６＃２が設定されているものとする。位置登録エリアは、セル単位でも、それらのクラスタ（複数のセル群）でもよい。位置登録エリアは移動局の在圏するエリアを管理する単位であり、移動局が基地局と通信を行うことにより上位層で管理されるものである。

マクロセル４＃１、４＃２、４＃３には、ユーザの携帯する移動局（ＵＥ：User Equipment）７＃１、７＃２、７＃３が在圏している。ここでは、移動局７＃１はマクロ基地局２＃１からＢＣＨ（Broadcast Channel）等の共通制御チャネルを捕捉し、移動局７＃２はマクロ基地局２＃２からＢＣＨ等の共通制御チャネルを捕捉し、移動局７＃３はマクロ基地局２＃３からＢＣＨ等の共通制御チャネルを捕捉しているものとしている。

図２はホーム基地局３の状態を示す図であり、装置の電源が投入されていない「停止状態」と、装置の電源は投入されているが無線部の電源が停止されている「無線部停止状態」と、無線部の電源が供給されている「サービス状態」とがあるものとする。「停止状態」から電源投入を行うことで「無線部停止状態」になり、「無線部停止状態」から電源切断を行うことで「停止状態」になる。「無線部停止状態」から無線部を開始することで「サービス状態」となり、「サービス状態」から無線部を終了することで「無線部停止状態」になる。

また、「停止状態」から「サービス状態」に移行させることを「起動」と呼び、「サービス状態」から「停止状態」に移行させることを「停止」と呼ぶ。更に、「サービス状態」から「停止状態」を経て「サービス状態」に戻すことを「再起動」と呼び、「サービス状態」から「無線部停止状態」を経て「サービス状態」に戻すことを「再開」と呼ぶ。なお、「無線部停止状態」においては、送信機と受信機から構成される無線部のうち送信機のみの電源を停止してもよい。

＜第１の実施例＞
第１の実施例は、上位ノードがホーム基地局の位置情報を有する場合の実施例を示すものである。移動通信システムの全体的な構成は図１に示したものを前提としている。また、マクロ基地局としては、この種の移動通信システムで用いられる一般的な構成を前提としている。

図３は第１の実施例における上位ノード１およびホーム基地局３の構成例を示す図である。

図３において、上位ノード１は、有線回線を介して他の上位ノードおよび配下の基地局（マクロ基地局２とホーム基地局３の両者を含む）と通信を行うネットワークインタフェース部１２１を備えている。

また、上位ノード１は、移動局７（７＃１〜７＃３）もしくはネットワークに配置された測位サーバにおいて得られた移動局７の位置情報をネットワークを介して獲得して記憶する移動局位置情報記憶部１２２を備えている。移動局７の位置情報は、ＧＰＳ（Global Positioning System）や基地局が送信する信号のＲＴＴ（Round Trip Time）等を用いた測位アルゴリズムのように、この種の移動通信システムで用いられる一般的な方法によって得られる。また、非接触ＩＣカードから位置情報を得てもよい。

また、上位ノード１は、ホーム基地局３もしくはネットワークに配置された測位サーバにおいて得られたホーム基地局３の位置情報をネットワークを介して獲得して記憶するホーム基地局位置情報記憶部１２３を備えている。

また、上位ノード１は、移動局７の識別子とホーム基地局３の識別子の対応付けを行う移動局／ホーム基地局対応付けデータベース部１２４を備えている。この対応付けは、ホーム基地局３への接続権限を有するＣＳＧの移動局７の識別子と当該ホーム基地局３の識別子の対応付けである。１つのホーム基地局３の識別子に対応付けられた移動局７の識別子は複数存在してもよい。また、１つの移動局７の識別子が複数のホーム基地局３に対応付けられてもよい。

また、上位ノード１は、移動局位置情報記憶部１２２から受け取った移動局位置とホーム基地局位置情報記憶部１２３から受け取ったホーム基地局位置を基にして、移動局７とホーム基地局３の近接度合を計算する近接度合計算部１２５を備えている。近接度合は、移動局位置が変更された場合に、移動局７の識別子に対応した識別子を持つホーム基地局３と当該移動局７の間において計算される。この近接度合は、移動局７とホーム基地局３の間の距離で表わされる。また、ある観測期間における移動局７とホーム基地局３の間の距離の平均値、中央値、確率密度関数、累積値等の統計的な値を用いて近接度合を表してもよい。

また、上位ノード１は、ホーム基地局３の状態をサービス状態から無線部停止状態に移行させる無線部終了命令とホーム基地局３の状態を無線部停止状態からサービス状態に移行させる無線部開始命令を生成するホーム基地局無線部状態制御命令生成部１２６を備えている。ホーム基地局無線部状態制御命令生成部１２６には、各ホーム基地局３からネットワークインタフェース部１２１を介して受信した各ホーム基地局３の無線部の状態が記憶されている。ホーム基地局無線部状態制御命令生成部１２６は、近接度合計算部１２５からホーム基地局３の識別子とそれに対応した近接度合を受け取る。近接度合が予め規定した値の範囲内であり、ホーム基地局３の無線部が停止していれば、無線部開始命令をネットワークインタフェース部１２１へ送信する。ホーム基地局３に対応付けられた全ての移動局７の近接度合が予め規定した値の範囲外であり、ホーム基地局３がサービス状態であれば、無線部停止命令をネットワークインタフェース部１２１へ送信する。ネットワークインタフェース部１２１は、識別子に対応したホーム基地局３へ無線部開始命令もしくは無線部停止命令を送信する。

一方、図３において、ホーム基地局３は、有線回線を介して上位ノード１と通信を行うネットワークインタフェース部３０１を備えている。

また、ホーム基地局３は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部３０２と、その位置情報を記憶する位置情報記憶部３０３とを備えている。なお、マクロ基地局２が、ホーム基地局３で受信するマクロ基地局２からの信号の受信電力レベル等を用いて、この種の移動通信システムで用いられる一般的な測位を行い、上位ノード１を介してホーム基地局３へ位置情報を通知してもよい。また、ホーム基地局３が設置された住所をホーム基地局３の位置情報としてもよい。これによって、ホーム基地局３において、ＧＰＳの信号やマクロ基地局２からの信号の受信品質が劣悪である場合においても、ホーム基地局３の位置情報を得ることができる。

また、ホーム基地局３は、ネットワークインタフェース部３０１から無線部状態制御命令を取得して、無線部の状態を変更する無線部状態管理部３０４を備えている。無線部状態管理部３０４は、無線部停止状態であるときに無線部開始の命令を受け取った場合、無線部を開始させる。また、無線部状態管理部３０４は、サービス状態であるときに無線部停止命令を受け取った場合、無線部を停止させる。また、無線部状態管理部３０４は、無線部の状態が変更されたときに、無線部の状態をネットワークインタフェース部３０１へ通知する。ネットワークインタフェース部３０１は、通知された無線部の状態を有線回線を介して上位ノード１およびマクロ基地局２へ送信する。また、無線部状態制御命令を取得して、無線部状態が変更された場合に限らず、ユーザによって無線部状態が変更されたときや通信環境の変化やホーム基地局３内部で起こった障害からホーム基地局３が自身で無線部状態を変更したときにおいても、無線部状態管理部３０４は、無線部の状態をネットワークインタフェース部３０１へ通知する。また、無線部状態管理部３０４は、上位ノード１もしくはマクロ基地局２からの要求に応じて、無線部の状態をネットワークインタフェース部３０１へ通知してもよい。

また、ホーム基地局３は、マクロ基地局２が送信する信号を受信する基地局対向受信部３０５を備えている。

また、ホーム基地局３は、基地局対向受信部３０５から信号を取得して受信品質を測定する受信品質測定部３０６を備えている。受信品質測定部３０６は、マクロ基地局２から送信される既知信号の受信電力、伝搬損失や信号電力対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Ratio）等をこの種の移動通信システムで用いられる一般的な方法によって測定する。

無線部状態管理部３０４は、受信品質測定部３０６から受信品質測定結果を取得して、受信品質が劣悪であれば、本発明の基地局状態制御を行わないで、常にサービス状態とする。ただし、本発明の基地局状態制御以外の要因によるホーム基地局３の状態変化については、この限りではない。そして、無線部状態管理部３０４は、受信品質が劣悪であれば、基地局状態制御機能を停止するという命令をネットワークインタフェース部３０１を介して上位ノード１およびマクロ基地局２へ送って、上位ノード１では当該ホーム基地局３に対する基地局状態制御機能を停止してもよい。ここで、受信品質が劣悪であるとは、この種の移動通信システムの移動局において同様の受信品質であるときに、基地局と移動局の間での通信が困難である受信品質を示している。例えば、この種の移動通信システムの移動局において、圏外表示がされる受信品質である。これによって、移動局７がＧＰＳの受信やマクロ基地局２との通信ができないときに、ホーム基地局３を起動できないという問題を回避することができる。また、ホーム基地局３においてマクロ基地局２からの信号の受信品質が劣悪である場合には、ホーム基地局３が常にサービス状態であっても、周辺のマクロ基地局２へ与える電波干渉が小さいため、問題とはならない。

図４は第１の実施例における移動局７（７＃１〜７＃３）の構成例を示す図である。

図４において、移動局７は、基地局（マクロ基地局２とホーム基地局３の両者を含む）からの信号を受信する基地局対向受信部７０１を備えている。

また、移動局７は、自装置が接続許可されたホーム基地局３とマクロ基地局２の対応付けやホーム基地局３とホーム基地局３に対応付けられたマクロ基地局２の位置登録エリア６（６＃１〜６＃３）の対応付けに関するデータベースであるＨＮＢ／ＭＮＢ／ＴＡ対応付けデータベース部７０２を備えている。ホーム基地局３とマクロ基地局２の対応付けは、電波測定結果や地理的な位置に基づいて予め設定されており、ＨＮＢ／ＭＮＢ／ＴＡ対応付けデータベース部７０２は、これをマクロ基地局２を介して上位ノード１から獲得する。また、ＨＮＢ／ＭＮＢ／ＴＡ対応付けデータベース部７０２は、ホーム基地局３とホーム基地局３に対応付けられたマクロ基地局２の位置登録エリア６の対応付けを基地局対向受信部７０１を介してマクロ基地局２から獲得する。

また、移動局７は、位置情報を取得する測位部７０３を備えている。移動局７の位置情報は、ＧＰＳや基地局が送信する信号のＲＴＴ等を用いた測位アルゴリズムのように、この種の移動通信システムで用いられる一般的な方法によって得られる。測位部７０３は、周期的に測位を行ってもよい。また、測位部７０３は、ＨＮＢ／ＭＮＢ／ＴＡ対応付けデータベース部７０２におけるホーム基地局３に対応付けられたマクロ基地局２の位置登録エリア６の識別子を受信した時点から、周期的に測位を行ってもよい。また、測位部７０３は、ＨＮＢ／ＭＮＢ／ＴＡ対応付けデータベース部７０２におけるホーム基地局３に対応付けられたマクロ基地局２の識別子をマクロ基地局２から受信した時点から、周期的に測位を行ってもよい。また、測位を行う周期を近接度合に応じて、変更してもよい。例えば、移動局７とホーム基地局３間の距離が小さい場合には短い周期で測位を行い、移動局７とホーム基地局３間の距離が大きい場合には長い周期で測位を行う。これによって、移動局７の電力消費を低減できる。また、移動局７と上位ノード１間、移動局７とマクロ基地局２間、上位ノード１とマクロ基地局２間の信号伝達の量を低減できる。

また、移動局７は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部７０４を備えている。ＧＰＳ受信部７０４は、測位部７０３から通知されたタイミングでＧＰＳ信号の受信を行い、復調したＧＰＳ信号を測位部７０３に転送する。

また、移動局７は、測位部７０３から受け取った自装置の位置情報を記憶する位置情報記憶部７０５を備えている。

また、移動局７は、自装置の識別子を記憶する識別子記憶部７０６を備えている。この識別子は、移動通信ネットワークが移動局７を識別するために使われる。また、ホーム基地局３との対応付けにおいても使用される。

また、移動局７は、基地局へ信号を送信する基地局対向送信部７０７を備えている。基地局対向送信部７０７は、測位部７０３からの測位命令をマクロ基地局２へ送信する。また、測位後に位置情報が更新された後に、位置情報記憶部７０５から自装置の位置情報を受け取ってマクロ基地局２へ送信する。

図５は第１の実施例における処理例を示すシーケンス図である。

図５において、ホーム基地局３で電源投入が行われると（ステップＳ１０１）、ホーム基地局３は自装置の位置を測定する（ステップＳ１０２）。そして、ホーム基地局３は、自装置の位置情報をネットワークを介して上位ノード１へ送信する（ステップＳ１０３）。

一方、マクロ基地局２＃１は、基地局識別子と位置登録エリア識別子を含む共通制御チャネルを送信する（ステップＳ１０４）。移動局７＃１は、周期的に自装置の測位を行う（ステップＳ１０５）。測位は、位置登録エリア６＃２から接続権限を有するホーム基地局３と関連付けられた位置登録エリア６＃１に侵入したときから周期的に行われてもよい。また、マクロセル４＃２から接続権限を有するホーム基地局３と関連付けられたマクロセル４＃１に侵入したときから周期的に行われてもよい。これらの侵入は、マクロ基地局２が送信する共通制御チャネルに含まれる位置登録エリア識別子や基地局識別子によって確認される。

次いで、移動局７＃１は、自装置の位置情報と識別子をマクロ基地局２＃１へ送信する（ステップＳ１０６）。マクロ基地局２＃１は、移動局７＃１の位置情報と識別子をネットワークを介して上位ノード１へ送信する（ステップＳ１０７）。

上位ノード１は、受信した移動局７＃１の識別子が接続許可されたホーム基地局３の確認を行う（ステップＳ１０８）。

次いで、上位ノード１は、対応が確認された移動局７＃１とホーム基地局３の間の近接度合を計算する（ステップＳ１０９）。近接度合は、移動局７＃１とホーム基地局３の間の距離で表わされる。また、ある観測期間における移動局７＃１とホーム基地局３の間の距離の平均値、中央値、確率密度関数、累積値等の統計的な値を用いて近接度合を表してもよい。

次いで、上位ノード１は、上記近接度合に基づいて、ホーム基地局無線部状態制御命令を生成する（ステップＳ１１０）。上記近接度合が予め規定した値の範囲内であり、ホーム基地局３の無線部が停止していれば、無線部開始命令を生成する。ホーム基地局３のＣＳＧの全ての移動局の近接度合が予め規定した値の範囲外であり、ホーム基地局３がサービス状態であれば、無線部停止命令を生成する。そして、上位ノード１は、ホーム基地局無線部状態制御命令をホーム基地局３へ送信する（ステップＳ１１１）。

ホーム基地局３は、ホーム基地局無線部状態制御命令を受信すると、無線部開始命令であり自装置の無線部が停止していれば無線部を開始し、無線部停止命令であり自装置がサービス状態であれば無線部を終了する（ステップＳ１１２）。

また、ホーム基地局３は、無線部状態が変更されたときに、無線部状態の報告を有線回線を介して上位ノード１へ送信する（ステップＳ１１３）。また、無線部状態制御命令を取得して、無線部状態が変更された場合に限らず、ユーザによって無線部状態が変更されたときや通信環境の変化やホーム基地局３内部で起こった障害からホーム基地局３が自身で無線部状態を変更したときにおいても、ホーム基地局３は、無線部状態の報告を上位ノード１へ送信する。

上位ノード１は、ホーム基地局３から受信した無線部状態の報告をマクロ基地局２＃１へ送信する（ステップＳ１１４）。また、ホーム基地局３は、上位ノード１もしくはマクロ基地局２＃１からの要求に応じて、無線部状態の報告を上位ノード１もしくはマクロ基地局２＃１へ送信してもよい。

このように、ホーム基地局３のＣＳＧのユーザがホーム基地局３の周辺に位置しているか否かによって、ホーム基地局３をサービス状態と無線部停止状態との間で遷移させるため、ユーザが利用しようとする場合には通常通りのサービス提供が行え、ユーザの利用可能性がない場合は無駄な電力消費を抑えるとともに共通制御チャネルによる干渉を防止することができる。

＜第２の実施例＞
第２の実施例は、移動局がホーム基地局の位置情報を有する場合の実施例を示すものである。移動通信システムの全体的な構成は図１に示したものを前提としている。また、マクロ基地局および上位ノードとしては、この種の移動通信システムで用いられる一般的な構成を前提としている。

第２の実施例は、移動局がホーム基地局の位置情報を有するため、近接度合を移動局において計算することが可能である。このため、移動局の位置情報が更新される度に、移動局の位置情報を上位ノードに送信する必要がない。このため、移動局と上位ノードの間で送受信される信号の情報量を低減できる。

図６は第２の実施例における移動局７（７＃１〜７＃３）およびホーム基地局３の構成例を示す図である。

図６において、移動局７は、基地局（マクロ基地局２とホーム基地局３の両者を含む）からの信号を受信する基地局対向受信部７２１を備えている。

また、移動局７は、自装置が接続許可されたホーム基地局３とマクロ基地局２の対応付けやホーム基地局３とホーム基地局３に対応付けられたマクロ基地局２の位置登録エリア６（６＃１〜６＃３）の対応付けに関するデータベースであるＨＮＢ／ＭＮＢ／ＴＡ対応付けデータベース部７２２を備えている。ホーム基地局３とマクロ基地局２の対応付けは、電波測定結果や地理的な位置に基づいて予め設定されており、ＨＮＢ／ＭＮＢ／ＴＡ対応付けデータベース部７２２は、これをマクロ基地局２を介して上位ノード１から獲得する。また、ＨＮＢ／ＭＮＢ／ＴＡ対応付けデータベース部７２２は、ホーム基地局３とホーム基地局３に対応付けられたマクロ基地局２の位置登録エリア６の対応付けを基地局対向受信部７２１を介してマクロ基地局２から獲得する。

また、移動局７は、位置情報を取得する測位部７２３を備えている。移動局７の位置情報は、ＧＰＳや基地局が送信する信号のＲＴＴ等を用いた測位アルゴリズムのように、この種の移動通信システムで用いられる一般的な方法によって得られる。測位部７２３は、周期的に測位を行ってもよい。また、測位部７２３は、ＨＮＢ／ＭＮＢ／ＴＡ対応付けデータベース部７２２におけるホーム基地局３に対応付けられたマクロ基地局２の位置登録エリア６の識別子を受信した時点から、周期的に測位を行ってもよい。また、測位部７２３は、ＨＮＢ／ＭＮＢ／ＴＡ対応付けデータベース部７２２におけるホーム基地局３に対応付けられたマクロ基地局２の識別子をマクロ基地局２から受信した時点から、周期的に測位を行ってもよい。また、測位を行う周期を近接度合に応じて、変更してもよい。例えば、移動局７とホーム基地局３間の距離が小さい場合には短い周期で測位を行い、移動局７とホーム基地局３間の距離が大きい場合には長い周期で測位を行う。これによって、移動局７の電力消費を低減できる。また、移動局７と上位ノード１間、移動局７とマクロ基地局２間、上位ノード１とマクロ基地局２間の信号伝達の量を低減できる。

また、移動局７は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部７２４を備えている。ＧＰＳ受信部７２４は、測位部７２３から通知されたタイミングでＧＰＳ信号の受信を行い、復調したＧＰＳ信号を測位部７２３に転送する。

また、移動局７は、測位部７２３から受け取った自装置の位置情報を記憶する位置情報記憶部７２５を備えている。

また、移動局７は、ホーム基地局３もしくはネットワークに配置された測位サーバにおいて得られたホーム基地局３の位置情報と識別子を獲得して記憶するホーム基地局位置情報記憶部７２６を備えている。ホーム基地局３の位置情報は、移動局７がホーム基地局３のカバーエリアに在圏している際に、ホーム基地局３が位置情報を送信して、移動局７が受信することによって獲得してもよい。また、ホーム基地局３の位置情報は、移動局７に搭載された非接触ＩＣカードを利用して、ホーム基地局３から獲得してもよい。また、ホーム基地局３の位置情報は、ユーザが移動局７に入力することで獲得してもよい。また、ホーム基地局３の位置情報は、上位ノード１からネットワークを介して獲得してもよい。

また、移動局７は、自装置の識別子を記憶する識別子記憶部７２７を備えている。この識別子は、移動通信ネットワークが移動局７を識別するために使われる。また、ホーム基地局３との対応付けにおいても使用される。

また、移動局７は、位置情報記憶部７２５から受け取った自装置位置とホーム基地局位置情報記憶部７２６から受け取ったホーム基地局位置を基にして、自装置とホーム基地局３の近接度合を計算する近接度合計算部７２８を備えている。近接度合計算部７２８は、識別子記憶部７２７から自装置の識別子を受け取る。近接度合計算部７２８は、ホーム基地局位置情報記憶部７２６からホーム基地局３の識別子を受け取る。近接度合は、自装置の位置が変更された場合に、自装置の識別子に対応した識別子を持つホーム基地局３と自装置の間において計算される。この近接度合は、自装置とホーム基地局３の間の距離で表わされる。また、ある観測期間における自装置とホーム基地局３の間の距離の平均値、中央値、確率密度関数、累積値等の統計的な値を用いて近接度合を表してもよい。

また、移動局７は、基地局へ信号を送信する基地局対向送信部７２９を備えている。基地局対向送信部７２９は、ホーム基地局３が無線部停止状態であり、かつ近接度合が予め規定した値の範囲内である場合、もしくはホーム基地局３がサービス状態であり、かつ近接度合が予め規定した値の範囲外である場合に、近接度合計算部７２８から受け取った近接度合をマクロ基地局２へ送信する。基地局対向送信部７２９は、測位部７２３からの測位命令をマクロ基地局２へ送信する。

一方、図６において、ホーム基地局３は、有線回線を介して上位ノード１と通信を行うネットワークインタフェース部３２１を備えている。

また、ホーム基地局３は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部３２２と、その位置情報を記憶する位置情報記憶部３２３とを備えている。なお、マクロ基地局２が、ホーム基地局３で受信するマクロ基地局２からの信号の受信電力レベル等を用いて、この種の移動通信システムで用いられる一般的な測位を行い、上位ノード１を介してホーム基地局３へ位置情報を通知してもよい。また、ホーム基地局３が設置された住所をホーム基地局３の位置情報としてもよい。これによって、ホーム基地局３において、ＧＰＳの信号やマクロ基地局２からの信号の受信品質が劣悪である場合においても、ホーム基地局３の位置情報を得ることができる。

また、ホーム基地局３は、無線部の状態を変更する無線部状態管理部３２５を備えている。無線部状態管理部３２５は、自装置への接続権限を有するＣＳＧの全ての移動局７と自装置の間の近接度合をネットワークインタフェース部３２１から上位ノード１を介して取得して、記憶する。無線部状態管理部３２５は、ＣＳＧの少なくとも１つの移動局７との近接度合が予め規定した値の範囲内であり、自装置の無線部が停止していれば、無線部を開始する。無線部状態管理部３２５は、ＣＳＧの全ての移動局７との近接度合が予め規定した値の範囲外であり、自装置がサービス状態であれば、無線部を終了する。また、無線部状態管理部３２５は、無線部の状態が変更されたときに、無線部の状態をネットワークインタフェース部３２１へ通知する。ネットワークインタフェース部３２１は、通知された無線部の状態を有線回線を介して上位ノード１およびマクロ基地局２へ送信する。上位ノード１は、この種の移動通信システムにおいて一般的に行われるように移動局７が在圏する基地局を介して、通知された無線部の状態を移動局７へ通知する。また、無線部状態制御命令を取得して、無線部状態が変更された場合に限らず、ユーザによって無線部状態が変更されたときや通信環境の変化やホーム基地局３内部で起こった障害からホーム基地局３が自身で無線部状態を変更したときにおいても、無線部状態管理部３２５は、無線部の状態をネットワークインタフェース部３２１へ通知する。また、無線部状態管理部３２５は、移動局７もしくはマクロ基地局２もしくは上位ノード１からの要求に応じて、無線部の状態をネットワークインタフェース部３２１へ通知してもよい。

また、ホーム基地局３は、マクロ基地局２が送信する信号を受信する基地局対向受信部３２６を備えている。

また、ホーム基地局３は、基地局対向受信部３２６から信号を取得して受信品質を測定する受信品質測定部３２７を備えている。受信品質測定部３２７は、マクロ基地局２から送信される既知信号の受信電力、伝搬損失や信号電力対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Ratio）等をこの種の移動通信システムで用いられる一般的な方法によって測定する。

無線部状態管理部３２５は、受信品質測定部３２７から受信品質測定結果を取得して、受信品質が劣悪であれば、本発明の基地局状態制御を行わないで、常にサービス状態とする。ただし、本発明の基地局状態制御以外の要因によるホーム基地局３の状態変化については、この限りではない。そして、無線部状態管理部３２５は、受信品質が劣悪であれば、基地局状態制御機能を停止するという通知を移動局７およびマクロ基地局２へ送信する。この通知は、移動局７がホーム基地局３のカバーエリアに在圏している際に、ホーム基地局３によって移動局７へ送信されてもよい。また、この通知は、ネットワークを介してマクロ基地局２へ送信されて、さらにマクロ基地局２によって移動局７へ送信されてもよい。ここで、受信品質が劣悪であるとは、この種の移動通信システムの移動局において同様の受信品質であるときに、基地局と移動局の間での通信が困難である受信品質を示している。例えば、この種の移動通信システムの移動局において、圏外表示がされる受信品質である。これによって、移動局７がＧＰＳの受信やマクロ基地局２との通信ができないときに、ホーム基地局３を起動できないという問題を回避することができる。また、ホーム基地局においてマクロ基地局２からの信号の受信品質が劣悪である場合には、ホーム基地局３が常にサービス状態であっても、周辺のマクロ基地局２へ与える電波干渉が小さいため、問題とはならない。

図７は第２の実施例における処理例を示すシーケンス図である。

図７において、ホーム基地局３で電源投入が行われると（ステップＳ２０１）、ホーム基地局３は自装置の位置を測定する（ステップＳ２０２）。そして、ホーム基地局３は、自装置の位置情報、自装置のＣＳＧの移動局の識別子、自装置に対応付けられたマクロ基地局、位置登録エリアを移動局７＃１へ報告する（ステップＳ２０３）。これらの情報の報告は、移動局７＃１がホーム基地局３のカバーエリアに在圏している際に、ホーム基地局３がこれらの情報を送信して、移動局７＃１が受信することによって行ってもよい。また、これらの情報の報告は、移動局７＃１に搭載された非接触ＩＣカードを利用して、行われてもよい。また、移動局７＃１は、ユーザが移動局７＃１に入力することで、これらの情報を獲得してもよい。また、これらの情報の報告は、上位ノード１からネットワークを介して行われてもよい。

一方、マクロ基地局２＃１は、基地局識別子と位置登録エリア識別子を含む共通制御チャネルを送信する（ステップＳ２０４）。移動局７＃１は、周期的に自装置の測位を行う（ステップＳ２０５）。測位は、位置登録エリア６＃２から接続権限を有するホーム基地局３と関連付けられた位置登録エリア６＃１に侵入したときから周期的に行われてもよい。また、マクロセル４＃２から接続権限を有するホーム基地局３と関連付けられたマクロセル４＃１に侵入したときから周期的に行われてもよい。これらの侵入は、マクロ基地局２が送信する共通制御チャネルに含まれる位置登録エリア識別子や基地局識別子によって確認される。

次いで、移動局７＃１は、自装置と接続権限を有するホーム基地局３の間の近接度合を計算する（ステップＳ２０６）。近接度合は、移動局７＃１とホーム基地局３の間の距離で表わされる。また、ある観測期間における移動局７＃１とホーム基地局３の間の距離の平均値、中央値、確率密度関数、累積値等の統計的な値を用いて近接度合を表してもよい。そして、移動局７＃１は、マクロ基地局２＃１へ近接度合と自装置の識別子を送信する（ステップＳ２０７）。マクロ基地局２＃１は、近接度合と移動局７＃１の識別子をネットワークを介して上位ノード１へ送信する（ステップＳ２０８）。上位ノード１は、近接度合と移動局７＃１の識別子をネットワークを介してホーム基地局３へ送信する（ステップＳ２０９）。ただし、マクロ基地局２＃１は、近接度合と移動局７＃１の識別子をネットワークを介してホーム基地局３へ直接送信してもよい。

ホーム基地局３は、ＣＳＧの少なくとも１つの移動局７との近接度合が予め規定した値の範囲内であり、自装置の無線部が停止していれば、無線部を開始する。また、ホーム基地局３は、ＣＳＧの全ての移動局７との近接度合が予め規定した値の範囲外であり、自装置がサービス状態であれば、無線部を終了する（ステップＳ２１０）。

また、ホーム基地局３は、無線部状態が変更されたときに、無線部状態の報告を有線回線を介して上位ノード１へ送信する（ステップＳ２１１）。上位ノード１は、ホーム基地局３から受信した無線部状態の報告をマクロ基地局２＃１へ送信する（ステップＳ２１２）。上位ノード１は、この種の移動通信システムにおいて一般的に行われるように移動局７＃１が在圏する基地局を介して、報告された無線部状態を移動局７＃１へ報告する（ステップＳ２１３）。また、ホーム基地局３は、移動局７＃１もしくはマクロ基地局２＃１もしくは上位ノード１からの要求に応じて、無線部状態の報告を移動局７＃１もしくはマクロ基地局２＃１もしくは上位ノード１へ送信してもよい。

このように、移動局７がホーム基地局３の位置情報を有するため、近接度合を移動局７において計算することが可能である。このため、移動局７の位置情報が更新される度に、移動局７の位置情報を上位ノード１に送信する必要がない。このため、移動局７と上位ノード１の間で送受信される信号の情報量を低減できる。

＜総括＞
以上説明したように、本発明の実施形態によれば次のような利点がある。
（１）使われる可能性があるホーム基地局だけを起動することができ、電力消費を抑えられる。
（２）使われる可能性のないホーム基地局の送信を一切抑えることで、他セルへの干渉を低減することができる。
（３）自動的にホーム基地局の状態が制御されるため、運用管理者の負担が軽減できる。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。

本発明の一実施形態にかかる移動通信システムの構成例を示す図である。 ホーム基地局の状態を示す図である。 第１の実施例における上位ノードおよびホーム基地局の構成例を示す図である。 第１の実施例における移動局の構成例を示す図である。 第１の実施例における処理例を示すシーケンス図である。 第２の実施例における移動局およびホーム基地局の構成例を示す図である。 第２の実施例における処理例を示すシーケンス図である。

符号の説明

１ 上位ノード
１２１ ネットワークインタフェース部
１２２ 移動局位置情報記憶部
１２３ ホーム基地局位置情報記憶部
１２４ 移動局／ホーム基地局対応付けデータベース部
１２５ 近接度合計算部
１２６ ホーム基地局無線部状態制御命令生成部
２、２＃１〜２＃３ マクロ基地局
３ ホーム基地局
３０１ ネットワークインタフェース部
３０２ ＧＰＳ受信部
３０３ 位置情報記憶部
３０４ 無線部状態管理部
３０５ 基地局対向受信部
３０６ 受信品質測定部
３２１ ネットワークインタフェース部
３２２ ＧＰＳ受信部
３２３ 位置情報記憶部
３２４ 移動局対向送信部
３２５ 無線部状態管理部
３２６ 基地局対向受信部
３２７ 受信品質測定部
４、４＃１〜４＃３ マクロセル
５ ホームセル
６、６＃１〜６＃３ 位置登録エリア
７、７＃１〜７＃３ 移動局
７０１ 基地局対向受信部
７０２ ＨＮＢ／ＭＮＢ／ＴＡ対応付けデータベース部
７０３ 測位部
７０４ ＧＰＳ受信部
７０５ 位置情報記憶部
７０６ 識別子記憶部
７０７ 基地局対向送信部
７２１ 基地局対向受信部
７２２ ＨＮＢ／ＭＮＢ／ＴＡ対応付けデータベース部
７２３ 測位部
７２４ ＧＰＳ受信部
７２５ 位置情報記憶部
７２６ ホーム基地局位置情報記憶部
７２７ 識別子記憶部
７２８ 近接度合計算部
７２９ 基地局対向送信部

Claims (11)

1. 上位ノード装置に設けられ、基地局装置および移動局装置の位置情報を獲得する手段と、
   上記上位ノード装置に設けられ、上記移動局装置が上記基地局装置に接続する権限を有するか否かを確認する手段と、
   上記上位ノード装置に設けられ、上記基地局装置および上記移動局装置の位置情報を基にして上記基地局装置と上記移動局装置の近接度合を計算する手段と、
   上記上位ノード装置に設けられ、上記基地局装置と上記移動局装置が近接している場合に上記基地局装置をサービス状態に移行させ、上記基地局装置と全ての移動局装置が近接していない場合には上記基地局装置を無線部停止状態に移行させる手段とを備えたことを特徴とする移動通信システム。
2. 基地局装置の位置情報と移動局装置の位置情報を獲得する手段と、
   上記移動局装置が上記基地局装置に接続する権限を有するか否かを確認する手段と、
   上記位置情報を基にして上記基地局装置と上記移動局装置の近接度合を計算する手段と、
   上記基地局装置と上記移動局装置が近接している場合に上記基地局装置をサービス状態に移行させ、上記基地局装置と全ての移動局装置が近接していない場合には上記基地局装置を無線部停止状態に移行させる手段とを備えたことを特徴とする上位ノード装置。
3. 自装置の位置情報を獲得する手段と、
   自装置の位置情報と識別子を上位ノード装置へ送信する手段と、
   上記上位ノード装置からの命令に応じて自装置をサービス状態と無線部停止状態の間で遷移させる手段とを備えたことを特徴とする基地局装置。
4. 自装置の位置情報を獲得する手段と、
   接続権限を有する特定の基地局装置と関連付けられた位置登録エリアもしくは上記接続権限を有する特定の基地局装置と関連付けられた基地局装置がカバーするエリアに自装置が侵入した場合に、上記位置情報を獲得する手段を起動する手段と、
   自装置の位置情報と識別子を基地局装置へ送信する手段とを備えたことを特徴とする移動局装置。
5. 移動局装置に設けられ、自装置と基地局装置の位置情報を獲得する手段と、
   上記移動局装置に設けられ、上記位置情報を基にして上記基地局装置と上記移動局装置の近接度合を計算する手段と、
   上記移動局装置に設けられ、上記近接度合を上記基地局装置へ送信する手段と、
   上記基地局装置に設けられ、自装置と上記移動局装置が近接している場合に自装置をサービス状態に移行させ、自装置に接続する権限を有する全ての移動局装置が近接していない場合に自装置の無線部を停止状態に移行させる手段とを備えたことを特徴とする移動通信システム。
6. 自装置および接続権限を有する特定の基地局装置の位置情報を獲得する手段と、
   上記位置情報を基にして上記基地局装置と自装置の近接度合を計算する手段と、
   上記移動局装置に設けられ、上記近接度合を上記基地局装置へ送信する手段とを備えたことを特徴とする移動局装置。
7. 請求項６に記載の移動局装置において、
   上記接続権限を有する特定の基地局装置と関連付けられた位置登録エリアもしくは上記接続する権限を有する特定の基地局装置と関連付けられた基地局装置がカバーするエリアに自装置が侵入した場合に、上記位置情報を獲得する手段を起動する手段を備えたことを特徴とする移動局装置。
8. 自装置の位置情報を獲得して移動局装置へ送信する手段と、
   上記移動局装置から近接度合を獲得する手段と、
   自装置と上記移動局装置が近接している場合に自装置をサービス状態に移行させ、自装置に接続する権限を有する全ての移動局装置が近接していない場合に自装置の無線部を停止状態に移行させる手段とを備えたことを特徴とする基地局装置。
9. 請求項３または８に記載の基地局装置において、 他の基地局装置からの信号の受信品質を測定する手段と、
   上記受信品質が閾値以下である場合には常に自装置をサービス状態とする手段とを備えたことを特徴とする基地局装置。
10. 上位ノード装置において、基地局装置および移動局装置の位置情報を獲得する工程と、
    上記上位ノード装置において、上記移動局装置が上記基地局装置に接続する権限を有するか否かを確認する工程と、
    上記上位ノード装置において、上記基地局装置および上記移動局装置の位置情報を基にして上記基地局装置と上記移動局装置の近接度合を計算する工程と、
    上記上位ノード装置において、上記基地局装置と上記移動局装置が近接している場合に上記基地局装置をサービス状態に移行させ、上記基地局装置と全ての移動局装置が近接していない場合には上記基地局装置を無線部停止状態に移行させる工程とを備えたことを特徴とする基地局状態制御方法。
11. 移動局装置において、自装置と基地局装置の位置情報を獲得する工程と、
    上記移動局装置において、上記位置情報を基にして上記基地局装置と上記移動局装置の近接度合を計算する工程と、
    上記移動局装置において、上記近接度合を上記基地局装置へ送信する工程と、
    上記基地局装置において、自装置と上記移動局装置が近接している場合に自装置をサービス状態に移行させ、自装置に接続する権限を有する全ての移動局装置が近接していない場合に自装置の無線部を停止状態に移行させる工程とを備えたことを特徴とする基地局状態制御方法。

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