JP2014096779A - 複数のマイクロ基地局を制御する装置及び方法、基地局及び基地局を動作させる方法、移動局及び移動局を動作させる方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のマイクロ基地局を制御する方法を提供する。
【解決手段】マイクロ基地局カバーエリアをそれぞれ有する複数のマイクロ基地局を制御する装置は、マイクロ基地局ごとに、複数の地理的ロケーションと、それに関連した、対応する地理的ロケーションから対応するマイクロ基地局までの無線チャネルの無線チャネル情報の内容とを保存するデータベース１０と、移動局の地理的ロケーションを受信し、前記データベースにアクセスし、前記受信した地理的ロケーションの無線チャネル情報に基づいて、あるマイクロ基地局と前記移動局との間の通信を可能にする無線チャネルを有する該マイクロ基地局を特定し、前記移動局にサービスを提供するよう該特定されたマイクロ基地局に命令するメッセージを該特定されたマイクロ基地局へ送信するマイクロ基地局コントローラ１２とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は通信技術に関し、具体的には、スリープモード又はアクティブモードのいずれかにすることができる基地局を用いた移動通信技術に関する。

ヘテロジニアスネットワーク（あるいは異種混合ネットワーク）（Heterogeneous Networks）は、無線通信における今後の無線アクセスネットワークの研究の重要なテーマである。この分野における最近の傾向は、異なった２つのオーバレイネットワークにおける制御信号（Control Signal）とユーザデータ信号（User Data Signal）との分離、いわゆるＣプレーンとＵプレーンとが分離されたネットワーク（C/U-plane separated Networks）である。加えて、エネルギーの節減及びエネルギー効率も、無線ネットワークにおいて極めて一般的な傾向にある。

このようなネットワークにおいて小さなセルをスリープ状態とすることに関する主な問題のうちの１つは、そのようなセルが何らの信号も送信しないため、第三者の助けがなければ移動局（Mobile Station, ＭＳ）が発見できないということである。さらに、パイロットシンボルがないことにより、スリープ状態にあるセルとＭＳとの間のチャネルを測定することが不可能なため、最も適切な、小さなセルを決定することができない。

現在、無線ネットワークにおけるエネルギー効率は非常に一般的なテーマであるため、幾つかの文献が存在する。
− 欧州プロジェクトEARTHは、２０１２年７月に公開した非特許文献１において、ＣプレーンとＵプレーンの分離のコンセプトと、使用されていないＢＳをスリープモードとする仕組みとを発表している。
− 最近公開された特許文献１は、干渉レベルと経路損失の測定値に基づいた、ヘテロジニアスネットワークにおける基地局ウェイクアップ制御システムを提案している。
− ＢＳのスリープモードに関する研究は、例えば以下の複数の著者によりなされている。
・非特許文献２は、基地局においてオフに切り替えられている要素数に応じた、基地局のスリープモードの様々なレベルに相当する「非連続送信」（Discontinuous Transmission, ＤＴＸ）方式を提案している。
・非特許文献３は、ＢＳの半径を小さくすることにより当該ＢＳを徐々にスリープ状態とし、近傍のセルの半径を大きくする方法をもたらす、「セルのウィルティング及びブロッサミング（Cell Wilting and Blossoming）（あるいはセルの縮小及び拡大）」のコンセプトを提示している。
・非特許文献４は、ある基地局に関して、その近傍セルにおけるトラフィックが当該基地局のトラフィックを扱うことができる場合には、当該基地局をオフに切り替える方法を記載している。

関連する別の技術は、特許文献２〜４に記載されている。

特許文献５は、無線通信システムにおいて移動局をスリープモードの状態で動作させる方法を開示している。この方法は、あるリスニングウィンドウにおいてアドレストラフィック表示メッセージ及びユニキャストデータの受信の失敗に応じて、スケジューリングされている次のリスニングウィンドウのロケーションを照会する要求メッセージを基地局に送信するステップと、その要求メッセージに応じてユニキャストされた応答メッセージを受信するステップと、その応答メッセージに含まれる同期情報を用いてスリープサイクルの同期をとるステップと、前記応答メッセージに含まれる緊急警告サービス情報を用いて、緊急警告サービスに関連するメッセージが送信されているかどうかを判断するステップとを含む。

従来技術として非特許文献５は、移動アクセスネットワークが最適化とエネルギー消費を必要とし、データ量及び求められるビットレートが急激に増加しているという問題を議論している。移動アクセスネットワークの設計を評価するために、アクティブな基地局の割合（active base station fractions）のベースラインを確立することを可能とする経験則が示されている。スリープモードは、エネルギー効率の大きな改善をもたらす可能性があり、フェムトセルの展開の実現をもたらすものとしての役割を果たす。

基本的に、既知の方法の問題は、エネルギー節減と、大きな送信スループットを有する効率的なネットワークトポロジの両方を実現するのは困難であるということである。

国際公開第２０１２／１１００７５号 欧州特許出願公開第２４３２２８４号 欧州特許出願公開第２０５６６２８号 欧州特許出願公開第２１４１９４７号 米国特許出願公開第２０１２／０１００８８１号

EARTH Project Deliverable D3.3, [2012年9月3日検索], https://bscw.ict-earth.eu/pub/bscw.cgi/d70472/EARTH_WP3_D3.3.pdf Frenger, P.; Moberg, P.; Malmodin, J.; Jading, Y.; Godor, I.; , "Reducing Energy Consumption in LTE with Cell DTX," Vehicular Technology Conference (VTC Spring), 2011 IEEE 73rd , vol., no., pp.1-5, 15-18 May 2011 Conte, A.; Feki, A.; Chiaraviglio, L.; Ciullo, D.; Meo, M.; Marsan, M.A.; , "Cell wilting and blossoming for energy efficiency," Wireless Communications, IEEE , vol.18, no.5, pp.50-57, October 2011 Tamal Adhikary, Amit Kumar Das, Md. Abdur Razzaque, Md. O***r Rahman, Choong Seon Hong, "A distributed wake-up scheduling algorithm for base stations in green cellular networks", 6th International Conference on Ubiquitous Information Management and Communication (ICUIMC '12). ACM, New York, NY, USA, Article 120, 7 pages. Vereecken et al., "Evaluation of the potential for energy saving in macrocell and femtocell networks using a heuristic introducing sleep modes in base stations", EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking 2012, 170

したがって、本発明の目的は、移動通信ネットワークのための改善されたコンセプトを提供することである。

上記目的は、請求項１に記載の複数のマイクロ基地局を制御する装置、請求項８に記載の複数のマイクロ基地局を制御する方法、請求項９に記載の基地局、請求項１１に記載の基地局を動作させる方法、請求項１２に記載の移動局、請求項１４に記載の移動局を動作させる方法、又は請求項１５に記載のコンピュータプログラムによって達成される。

本発明の実施形態によれば、複数のマイクロ基地局を制御する装置内のデータベースの力により、改善されたエネルギー効率の良いコンセプトを得ることができる。このデータベースは、マイクロ基地局ごとに、複数の地理的ロケーションと、それに関連する、対応する地理的ロケーションから対応するマイクロ基地局までの無線チャネルの無線チャネル情報の内容とを保存するものである。

このデータベースによれば、マイクロ基地局コントローラは、移動局の現在の地理的ロケーションを用いてこのデータベースにアクセスすることができる。次に、マイクロ基地局は、あるマイクロ基地局と移動局との間の通信を可能にする無線チャネルを有する該マイクロ基地局を特定するためにこのデータベースにアクセスし、次に、マイクロ基地局コントローラは、この移動局にサービスを提供する準備を整えるよう特定されたマイクロ基地局に命令するメッセージを該特定されたマイクロ基地局に送る。このメッセージには、特定されたマイクロ基地局がスリープモードにある場合におけるウェイクアップメッセージが含まれうるか、又はマイクロ基地局が既にアクティブモード若しくはウェイクアップモードにある場合における、マイクロ基地局がこれから移動局にサービスを提供する準備を整えるようなサービス提供命令が含まれうる。

本発明の別の態様は、関連付けられているか又はサービスが提供されている基地局から地理的ロケーションとそれに関連する無線チャネル情報とを受信する基地局に関する。次に、基地局は、地理的ロケーションと無線チャネル情報とからなるこの一組のデータに自己の基地局ＩＤを加え、その情報を、好ましくはバックホールネットワークを通して、複数のマイクロ基地局を制御する、別個の（separate）装置に転送して、この装置が現在の基地局に関してデータベースを構築又は更新できるようにする。

さらに、基地局は、スリープモードの場合は、パイロットトーンを送出しないように構成され、スリープモードにない場合はパイロットトーンを送出するように構成される。スリープモードにおいてはさらに、出力電力増幅器（output power amplifier）をオフに切り替えること等によって電力節減処理をも行うことができる。他方、アクティブモードにおいては、電力増幅器はオンである。パイロットトーンを送信しないことによって既にエネルギー節減がもたらされているが、これらのエネルギー節減は、電力増幅器又は他の送信に関連する要素をさらにオフにすることによって向上させることができる。このような要素には、追加的には、ベースバンド信号をアップミックス（upmix）するためのローカル発振器と、それに対応する、例えばダイオード等の能動素子を含むアップミキサー素子とが含まれうる。

スリープモードをオフに切り替える更なる処理は、基地局の無線通信インタフェースに接続されているベースバンドプロセッサに関係しうる。そして、移動局にサービスを提供するための命令を受信することができる状況とするために、複数のマイクロ基地局を制御する装置と現在の基地局との間のデータ接続に接続された受信側フロントエンドのみがアクティブであるようになっている。この命令は、１つの例では単なるウェイクアップメッセージとすることもできるし、実際にある移動局にサービスを提供するマイクロ基地局への命令とすることもできる。したがって、このメッセージは、移動局と基地局との間の、現在の通信プロトコルに応じて基地局が制御若しくは起動するか又は移動局が制御若しくは起動する実際の接続を行うことができるように、移動局にサービスを提供する準備を整えるよう特定のマイクロ基地局に命令するメッセージとすることもできる。

移動局の好ましい実施態様によれば、マイクロ基地局のパイロットトーンをリスンするステップと、マイクロ基地局のパイロットトーンがヒアできない場合にはマイクロ基地局への接続が失敗したことを示すメッセージをマクロ基地局に送信するステップとを含む、分離したセルのモードを有効にする方法（detached cell mode activation procedure）を実行する移動局コントローラを備えている。さらに詳細には、セルのモードを有効にする方法は、メッセージの送信に続いて、別のマイクロ基地局のパイロットトーンを再びリスンするステップと、この別のマイクロ基地局が移動局にサービスを提供することができる場合には、この別のマイクロ基地局との初期通信処理を開始するステップか、又は別のマイクロ基地局への接続の試行が所定回数にわたり失敗した場合には、マクロ基地局への接続を開始するステップかとを含む。

本発明の好ましい実施の形態は、例えばＣプレーンとＵプレーンとが分離されたネットワークにおける小さなセルが、使用されていない場合にはエネルギーを節減するためにスリープとなり、必要な場合にはそれらを元に戻すことを可能にするシステムコンセプトに関する。

一実施形態によれば、任意の移動局が任意の時点及び任意のロケーションで直接的に又は間接的にアクセス可能なデータベースが提供される一方で、このデータベースは、小さなセル等の全てのセルの何らかのチャネル品質情報を有している。このチャネル品質情報は地理的ロケーション座標と対応付けられ、どの小さなセルがネットワーク内のカバーエリア（coverage area）（あるいはサービスエリア）内の任意の地理的な点において接続に最も適しているかを判断することができる。このため、データベースは、マイクロ基地局がオン状態にあるか又はスリープ状態にあるかとは無関係に、接続するのに最も適したＵプレーン基地局がどれであるかを決定するのに役立つ何らかのデータを保存する各マクロ基地局又はＣプレーン基地局に設けられることが好ましい。この決定は、移動局から報告された地理的ロケーション情報に基づいてのみ行われる。

本発明の好ましい実施の形態は、Ｕプレーンセルの発見及びこの目的に関する解決策を扱う。

さらに、好ましい実施形態によれば、中央記憶装置と、測定データの処理とが提供される。これは、複数のマイクロ基地局を制御する装置にて行われることが好ましく、この装置は、マクロ基地局又はＣプレーン基地局に設けられることが好ましい。

したがって、これらの実施の形態は、近傍のセルが行う何らかのアクション及び動作又は判断ではなく、中央記憶装置と測定データの処理とに関する。

さらに、前記データベースは、移動局の地理的ロケーション情報を保持し、移動局からこのデータベースに直接、又はマクロ基地局若しくは更にはマイクロ基地局を通して間接的に報告されたこの地理的位置が、基地局をオン又はオフに切り替えるために用いられる。

本発明の実施の形態では、集中型の手法が用いられ、ＣプレーンとＵプレーンとが切り離されたアーキテクチャが、一方ではデータベースとともに、他方では移動局の地理的情報とともに用いられる。

実施形態におけるデータベースの力による解決策は、低い計算コスト及び低いメモリ消費量にてＵプレーン基地局の発見に関する問題を解決することを可能とする。
− 使用されていないＵプレーンＢＳをスリープモードとしておくことにより、ネットワークのエネルギー消費、したがって動作コストを削減することが可能となる。
− アルゴリズムを通して、ＭＳにサービスを提供することができない場合のみＵプレーンＢＳがウェイクアップするため、エネルギー消費は基本的に最小となる。
− 負荷分散等の付加的な特徴を実施して何らかの追加的な最適化を行うことができる。
− システムの容量は影響を受けない。ＵプレーンＢＳは、システムがそのＵプレーンＢＳを必要としないことが確実な場合のみスリープモードのままとされる。システム全体の効用としては、分離したセルのコンセプト（Detached Cell Concept）は、標準的なファントムセルコンセプトのシステムのようにふるまう。

さらに、本発明によれば、事業者（あるいはオペレータ）がシステム全体の消費電力を削減することを可能とする。

続いて、本発明の好ましい実施形態について添付の図面を参照して説明する。

複数のマイクロ基地局を制御する装置の一実施形態を示す説明図である。 基地局の一実施形態を示す説明図である。 移動局の一実施形態を示す説明図である。 複数のマイクロ基地局を制御する方法の一実施形態を示す説明図である。 基地局を動作させる方法の一実施形態を示す説明図である。 移動局を動作させる方法の一実施形態を示す説明図である。 移動局と、複数のマイクロ基地局を制御する装置と、マイクロ基地局とによって実行される処理を含む、分離したセルのモードを有効にする方法（detached cell mode activation procedure）の概略を示す説明図である。 一実施形態におけるデータベースの構造及び更新方法を示す説明図である。 分離したセルのコンセプト（detached cell concept, ＤＣＣ）の一般的な仕組みを示す説明図である。 ＤＣＣの機能を示す説明図である。 軽負荷分散（light load balancing）アルゴリズムの実施態様を示す説明図である。 強制的なＤＣモード有効化の一実施形態を示す説明図である。 ２つの基地局間のハンドオーバ方法を示す説明図である。

図１は、複数のマイクロ基地局を制御する装置を示している。各マイクロ基地局は、ヘテロジニアスネットワーク内においてマイクロ基地局無線カバーエリア（micro base station radio coverage area）（あるいはマイクロ基地局無線サービスエリア）をそれぞれ有する。このヘテロジニアスネットワークには、マクロ基地局無線カバーエリアを有するマクロ基地局がある。このマクロ基地局無線カバーエリアは、少なくとも２つのマイクロ基地局カバーエリアをカバーしている。本装置はデータベース１０を備えている。このデータベース１０は、マイクロ基地局ＩＤ（符号１０ａ）により特定されるマイクロ基地局ごとに、符号１０ｂとして示す複数の地理的ロケーションと、それらに関連付けられる無線チャネル情報（符号１０ｃ）とを保存するものである。この無線チャネル情報は、列１０ｂに示した、対応する地理的ロケーションから、列１０ａに示した、対応するマイクロ基地局までの無線チャネルに関するものである。

本装置はマイクロ基地局コントローラ１２をも備えている。このマイクロ基地局コントローラ１２は、入力１３において地理的ロケーションを受信し、このロケーションを用いて出力１４を通して前記データベースにアクセスし、受信した地理的情報に関する無線チャネル情報に基づいて、特定のマイクロ基地局と移動局との間の通信を可能とする無線チャネルを有するマイクロ基地局を特定する。そのマイクロ基地局ＩＤは入力１５を通じて送られてくる。さらに、マイクロ基地局コントローラ１２は、特定されたマイクロ基地局に対して、当該移動局にサービスを提供する準備を整えるよう命令するメッセージを送るように構成されている。一実施形態において、出力１６を通して送信されるこの命令は、特定されたマイクロ基地局がスリープモードにある場合の、当該マイクロ基地局に向けた単なるウェイクアップメッセージであるか、又はそのマイクロ基地局が例えば既にアクティブモードにある場合の、ある移動局に対して実際に接続を行わせる命令である。ある移動局がそのマイクロ基地局への接続を確立するか、又はそのマイクロ基地局がその移動局への接続を確立するかとは無関係に、マイクロ基地局コントローラからの命令１６によって、入力１５を通じて受信したマイクロ基地局ＩＤにより特定される、宛先のマイクロ基地局が、入力１３を通してマイクロ基地局コントローラが受信した移動デバイスのロケーション又はその付近にあるその移動局に対してサービスを提供できる準備が整うことになる。

本装置は入力インタフェース１９を備えている。この入力インタフェース１９は、複数あるマイクロ基地局のそれぞれからトラフィック負荷情報を受信するか、又はある移動局から、その移動局と現在通信しているマイクロ基地局のマイクロ基地局識別情報と、その移動局とそのマイクロ基地局との間の無線チャネル情報とを、その移動局のロケーションに関する地理的情報と関連付けて受信する。

本装置はデータベース更新部１７を備えている。このデータベース更新部１７は、あるマイクロ基地局の情報が存在しない場合に、入力インタフェース１９を通して受信したマイクロ基地局識別情報と無線チャネル情報と地理的位置とを前記データベースに新たに取り込むか、あるいは、入力インタフェース１９を通して受信した、その地理的位置における無線チャネル情報とマイクロ基地局識別情報とを前記データベースが既に有している場合には、前記データベースに保存されている無線チャネル情報を更新する。

マイクロ基地局コントローラ１２は、現在、マクロ基地局無線カバーエリア内に移動局が存在するかどうかを検出する。マクロ基地局無線カバーエリア内に移動局が存在しない場合には、マイクロ基地局コントローラは、出力１８を通して、マクロ基地局のカバーエリア内にある全てのマイクロ基地局又は一部のマイクロ基地局に対し、スリープモードに移行するよう命令するためのスリープモード命令を送る。

そして、マイクロ基地局コントローラ１２は、既にスリープモードとなっているマイクロ基地局に関するスリープ記録１３を保存する。マクロ基地局のリソースブロック使用量が使用量しきい値に達した場合か、現在アクティブなマイクロ基地局について測定されたチャネル品質が所定量にわたって劣化し始めた場合か、マイクロ基地局コントローラ１２が、ある移動局が現在スリープ状態にはないマイクロ基地局への接続に成功しなかったことを示すメッセージを該移動局から受信した場合かに、マイクロ基地局コントローラ１２は、前記スリープ記録から求められるスリープモード状態のマイクロ基地局にのみメッセージを送信する。

マイクロ基地局コントローラは、ある判定メトリックを用いて負荷分散アルゴリズム（load balancing algorithm）を実行することができる。この判定メトリックは、対象のマイクロ基地局に関して前記データベースに保存されている無線チャネル情報と、現在使用されていないリソースブロック数とに基づいたものである。代替的に又は追加的には、このメトリックは移動局が自ら決定し、その移動局が自ら実際に測定した無線チャネル情報に依存する。

本発明の別の実施形態では、マイクロ基地局コントローラ１２は、マクロ基地局無線カバーエリア内に新たに設けられたマイクロ基地局を検出する。マイクロ基地局コントローラは、該新たに設けられたマイクロ基地局と通信する移動局の地理的情報と関連付けられている所定数の無線チャネル情報のサンプルを、複数のマイクロ基地局を制御する前記装置が受信するまでは、該新たに設けられたマイクロ基地局に対してスリープモードに移行させる命令をしないように構成されている。

図２は、マイクロ基地局などの基地局の実施形態に関するものである。基地局そのものは、マクロ基地局、あるいはスリープモードに移行することのできる任意の基地局とすることもできる。

この基地局は、ある移動局と通信するための第１の通信インタフェース２１と、別個の（separate）基地局コントローラと通信するための第２の通信インタフェース２２とを備えている。

この基地局はさらに、基地局ＩＤを有する基地局プロセッサ２３を備えている。つまり、基地局プロセッサ２３は、図２に示した基地局の識別情報を記憶しており、このＩＤは、少なくともマクロ基地局無線カバーエリア内の各基地局によって異なっている。

前記基地局プロセッサ２３は、前記第２の通信インタフェースを用いて、第１の通信インタフェース２２と通信している移動局から受信した無線チャネル情報の内容とそれに関連する地理的ロケーションとを送信する。この通信は、別個の基地局モードコントローラとのものであり、第２の通信インタフェース２２が用いられる。

さらに、基地局プロセッサ２３は、無線チャネル情報の内容を送信する前に、符号２０で示した自己の基地局ＩＤを、該無線チャネル情報の内容及びそれに関連する地理的ロケーションへと関連付けるように構成されている。

さらに、基地局プロセッサ２３は、第２の通信インタフェース２２を用い、入力２４を通してスリープモード有効化命令を受信する。そして、基地局プロセッサ２３は、少なくとも、当該基地局がスリープモードの場合には当該基地局からパイロットトーンが送信されず、当該基地局がスリープモードではない場合にはパイロットトーンが送信されるように、第１の通信インタフェース２１を制御する。

第１の通信インタフェース２１は無線チャネル通信インタフェースであり、第２の通信インタフェース２２はマクロ基地局に対するバックホール接続とのインタフェースであることが好ましい。このバックホール接続は、有線接続であることが好ましいが、無線接続など任意の接続とすることができる。

スリープモードは、通常状態よりもエネルギー消費が少ないという点で、新規のモード（novel mode）、アクティブモード、ウェイクアップモードとは異なる。１秒未満、更には０．５秒未満の迅速なウェイクアップ時間が好ましい。基地局の完全な電源オフは好ましくない。

図３は、基地局と通信する移動局の態様を示している。移動局は、該移動局とサービスを提供する基地局との間のチャネルを推定する無線チャネル推定部３１を備えている。前記移動局は、該移動局の現在の位置を求める地理的ロケーション決定部３２も備えている。加えて、前記移動局は基地局にフィードバックメッセージを送信するフィードバック情報送信部３３を備えている。このフィードバックメッセージは、入力３３を通して受信する推定チャネルに関する情報と、入力３５を通して受信する地理的位置とを有する一方で、特に、一方の無線チャネル情報と他方の地理的位置とが整合すること、すなわち、ブロック３２によって求められた地理的位置において無線チャネルが推定されていることが必要である。これを保証するために、接続３６により、図示のタイミングを継続的にとることが好ましい。

前記移動局は、無線通信チャネルを通してマイクロ基地局又はマクロ基地局と通信することができる状況にある送受信インタフェース３８に接続されている移動局コントローラ３７を備えている。

移動局コントローラ３７は、図６ｂに例示する、分離したセルのモードを有効にする方法（detached cell mode activation procedure）を実行する。特に、この分離したセルのモードを有効にする方法の第１のステップ、すなわち、移動局がマイクロ基地局のパイロットトーンをリスンするステップを符号６３に示している。

マイクロ基地局のパイロットトーンがヒアできない場合には、処理はステップ６４に進む。そして、移動局は、マイクロ基地局との接続に失敗したことを示すメッセージをマクロ基地局に送信する。他方、ステップ６３にてパイロットトーンがヒアできた場合には、ステップ６５に示すように、移動局はヒアしたパイロットトーンを用いて該マイクロ基地局との接続方法をセットアップする。

ステップ６４に続き、別のマイクロ基地局のパイロットトーンをリスンするステップ６６がさらに行われる。

該別のマイクロ基地局が移動局にサービスを提供することができる場合、すなわち、該別のマイクロ基地局のパイロットトーンがヒアできた場合には、ステップ６７に示すように、移動局は、この別のマイクロ基地局への初期接続処理を開始する。他方、パイロットトーンがヒアできない場合と、ステップ６６にて所定の回数にわたり失敗した場合とには、ステップ６８が実行される。つまり、この移動局はマクロ基地局へ接続する。

図６ａにおいて、ステップ６１、すなわち、マイクロ基地局への無線チャネルを推定し、その無線チャネル推定時の現在の地理的ロケーションを求めるステップは、実際には図３のブロック３１、３２によって行われる。そして、組み合わされた情報を地理データベースに向けて直接的に又はマイクロ基地局若しくはマクロ基地局を通して送信するステップ６２は、移動局のブロック３３と送受信インタフェース３８とにより行われる。以上のことに留意されたい。

図９は、分離したセルのコンセプト（detached cell concept, ＤＣＣ）の概要を示している。分離したセルのコンセプトは、本発明の実施形態において対象とする構成である。しかし、本発明の実施形態は、マクロ基地局及びマイクロ基地局が存在する他のネットワークアーキテクチャとの関係でも用いることができる。

分離したセルのコンセプトには２つのオーバレイネットワークが含まれる。
・マクロ又はマイクロとすることのできる幾つかの制御プレーン基地局（Control Plane Base Stations, ＣプレーンＢＳ）により構成されるアンブレラネットワーク（Umbrella Network, UNW）。
これらのセルは、現在標準化されているシステム（例えばＬＴＥあるいはＬＴＥ−Ａ）を用いて、現時点で既存の周波数帯（例えば２ＧＨｚ）で動作し、レガシー移動局（Mobile Station, ＭＳ）、つまり現在の標準規格のみをサポートするＭＳの下位互換性を保証する。
・２０１２年の段階ではまだ認可されていない、複数の小さなセルが異なる（より高い）周波数帯（例えば３．５ＧＨｚ）で動作する、幾つかのユーザデータプレーン基地局（User Data Plane Base Station, ＵプレーンＢＳ）により構成される分離したセルネットワーク（Detached Cell Network, ＤＣＮ）。
これらの小さなセルは、バックホールリンクを通してＵＷＮへと接続され、使用されない場合にはスリープ状態にすることができる。

ネットワークに接続されている移動局（Mobile Station, ＭＳ）は、以下の２つの動作モードのうちの一方を用いる。
・レガシーモード： このモードでは、ＵＮＷは、制御信号及びユーザデータ信号の双方の送信（Ｃ＋Ｕ送信）を処理する。このモードは、レガシーＭＳをサポートするため、あるいは比較的低いデータレートの要件若しくは非常にモビリティ（mobility）（あるいは移動性）の高い少数の新型ＭＳをサポートするために用いられる。したがって、このモードを用いる場合にはＤＣＮは用いられない。
・分離セル（Detached Cell, ＤＣ）モード： このモードでは、ＵＮＷはＣプレーン通信を担当し、ＤＣＮはＵプレーン通信を担当する。ＵプレーンＢＳは、必要な場合のみオンに切り替えられる。レガシーＭＳはこのモードをサポートしていないため、レガシーモードでのみネットワークに接続する。

ある動作モード又は別の動作モードの選択は、多くの要因によって決定される。その１つはＢＳのモビリティである。
・モビリティの低いＭＳの場合： Ｃプレーン基地局のチャネル品質及び利用可能なリソースがＭＳのサービス品質の要件を満たす場合には、ＭＳはレガシーモードにてネットワークへの接続を維持する。これらの要件が満たされない場合、又は何らかの負荷分散機能が実装されている場合のみ、ＭＳはＤＣモードで接続する。
・モビリティの高いＭＳの場合： ＭＳは、レガシーモードにとどまるように強制される。この主な理由は、小さなセル間の絶え間ないハンドオーバを避けるためである。モビリティ（すなわち、移動局のスピード）は、通知される地理的ロケーション情報、ドップラー周波数シフト、又は他の手段により推定できる。

Ｕプレーン基地局は２つの異なる状態をとることができる。
・オン状態： Ｕプレーン基地局が完全にオンであり、接続されたＭＳに対するユーザデータと、新たなＭＳが接続することを可能にするためのパイロットシンボルとの双方を送信する。ＵプレーンＢＳから送信されるパイロットシンボルは、ユーザが各Ｕプレーン基地局を区別し、ユーザと各ＵプレーンＢＳとの間のチャネル品質を測定することを可能にするものである。
・スリープ状態： そのＵプレーン基地局は信号を一切送受信できないが、バックホールリンクを通してほぼ即時にＣプレーン基地局によりウェイクアップすることのできる一種のスタンバイモードである。この状態と、ＢＳが完全にシャットダウンした完全な「オフ」状態との主な違いは、非常に短い時間（約１ｍｓ）でＵプレーン基地局をウェイクアップさせ、再び動作可能な状態にすることができるということである。したがって、ＢＳをこの状態にしておくことは、システムの動的側面（例えばハンドオーバ中）に影響を及ぼさないが、基地局の回路部のある一部がオンのままとなっているため、結果として無視できないエネルギー消費量となる。

図９はこのようなヘテロジニアスネットワークを示している。このネットワークは、マクロ基地局カバーエリア９１を有する、符号９０で示すマクロ基地局を有する。加えて、独自のマイクロ基地局カバーエリア９３をそれぞれ有する５つのマイクロ基地局９２も示されている。図９からわかるように、マクロ基地局無線カバーエリア９１は、少なくとも２つのマイクロ基地局無線カバーエリア９３をカバーし、特に、図９の実施形態では、このようなマイクロ基地局無線カバーエリアを５つカバーする。

制御信号とユーザデータ信号とは、２つの別個のオーバレイネットワーク（Ｃ／Ｕ分離ネットワーク）において切り離され、ユーザデータ信号を担当する基地局９２（Ｕプレーン基地局）は、必要とされない場合にはスリープ状態に設定されることが好ましい。

必然的に、これらの小さなセルをスリープ状態にすることにより、これらの小さなセルの発見に関する問題が生じる。これらの小さなセルはスリープモードではパイロットシンボルの送信を停止するからである。この問題に対処するために、本発明は図１に示したデータベース１０に依存する。これは、任意の移動局が、その移動局が報告した地理的ロケーション情報に基づいて、オン状態及びスリープモードの双方にある、対応するマイクロ基地局に接続することを助ける。

Ｕプレーンは符号９４として示されており、移動局９５をマイクロ基地局９３に接続させ、それに加えて、移動局９５は、Ｃプレーンを介したマクロ基地局９０へのＣプレーン接続９６を有することができる。加えて、各マイクロ基地局９２、９３はマクロ基地局９０への別々のバックホールリンク９７を有することができる。

本発明の好ましい実施形態は、様々な態様に関するものである。１つの態様として、任意の移動局が、その移動局が報告した地理的ロケーション情報のみに基づいて最適なＵプレーン基地局を選択することを支援するために、データベースが用いられる。

本発明の更なる特徴は、このデータベースがマクロ基地局内に保存され、このデータベースの内容はセルラーネットワークの通常のサービスにおいて収集され、さらに、このデータベースの内容はセルラーネットワークの通常のサービス中に更新されるという点である。

更なる特徴は、あるマイクロ基地局を最初にオンからスリープに切り替えるためのある判断基準が用いられるということである。

さらに、移動局が地理的ロケーション情報をデータベース又はマクロ基地局に報告できるように、移動局用のある判断基準を用いることが好ましい。

実施形態の更なる特徴は、スリープ中のマイクロ基地局のうち適したものをウェイクアップさせてそのマイクロ基地局と移動局とを接続させる処理、すなわちスリープ状態からオン状態への移行に関するものである。

図１０は、分離したセルのコンセプト（detached cell concept）の機能を示している。新型の移動局は、Ｕプレーン基地局がオンのとき、あるいはマイクロ基地局がオンのときに、分離セルモード（detached cell mode）で動作することができる。あるいは、対応する基地局がオン状態ではない場合には、移動局はレガシーモードで動作することができる。レガシー移動局は、マイクロ基地局がオンの場合であっても、レガシーモードでのみ動作するが、双方のモードで動作することのできる進化型の移動局は、これらのモードから選択することができる。

つまり、図１０は、レガシーモードで動作する、すなわちマクロ基地局９０と直接接続するレガシー移動局１００を示す一方で、移動局１０１、１０２、１０３は、それぞれのマイクロ基地局１０４、１０５と通信する進化型移動局である。

さらに、図１０は、マイクロ基地局１０６がスリープモードにあるために移動局１０７がマクロ基地局９０と直接通信する状況を示している。移動局１０７がレガシー移動局であるか進化型移動局であるかに関わらず、移動局１０７はマイクロ基地局１０６がスリープモードにある限り、マクロ基地局９０としか通信することができない。しかし、マクロ基地局９０がマイクロ基地局１０６をウェイクアップモードすなわちアクティブモードにすると、移動局１０７が進化型移動局であれば、移動局１０７はマイクロ基地局１０６と通信することができる。

したがって、レガシーモードでは、アンブレラネットワークは、レガシー移動局をサポートするか、又は低いデータレート要件若しくは非常に高いモビリティの少数の進化型移動局をサポートするために、Ｃプレーン信号及びＵプレーン信号の双方の送信を処理する。このモードではＤＣＮは用いられない。

これに対し、ＤＣモードが用いられる場合は、アンブレラネットワークはＣプレーン通信のみを担当し、ＤＣＮがＵプレーン通信を担当する。Ｕプレーン基地局は、必要な場合のみオンに切り替えられる。そして、レガシー移動局はこのモードをサポートしていないため、レガシーモードにより、つまりマクロ基地局を介してのみネットワークに接続する。

このような状況において、本発明は、図１０にて「Ｃ」及び「Ｕ」によって示しているように、アンブレラネットワークが制御信号の送信のためのものであり、分離したセルネットワーク（Detached Cell Network）がユーザデータの送信のためのものである、といったようなアンブレラネットワーク及び分離したセルネットワークの実際の実施態様には限定されないことに留意されたい。むしろ、本発明は、移動局がマイクロ基地局からサービスの提供を受けている場合に基地局と移動局との間の全てのデータがマイクロ基地局から送信されるか、又は移動局が対応するマクロ基地局から実際にサービスの提供を受けている場合に全てのデータが移動局とマクロ基地局との間で送信されるといったような場合にも同様に適用することができる。したがって、図１０に示した二重のネットワークは本発明を実施するのに必須ではないものの、このアーキテクチャは本発明の好ましい応用形態である。

実施形態の目標は、エネルギーの最大量を抑えることである。しかし、開発段階においてこの量を適切に定量化することは容易ではない。本セクションでは、オン状態にある基地局に対しての、スリープ状態にある基地局が消費するエネルギーの割合の推定値を与えることを試みる。

参照までに以下を前提とする。
・オン状態にある基地局は１００％のエネルギーを消費する。
・スリープ状態にある基地局はｘ＜１００％のエネルギーを消費する。
・完全なオフ状態の基地局は０％のエネルギーを消費する。

ここでの目的は、ｘを定量化することである。主な基準は、Ｕプレーン基地局の接続アルゴリズムをシステムに適用することができるように、ＵプレーンＢＳがスリープモードからオンモードへほぼ瞬時に（約１ｍｓｅｃで）移行する必要があるということである。

このような、ほぼ瞬時のスリープ機能は、「マイクロスリープ」モードの実装により、様々なシステムに導入されている。例えば、非特許文献２は、基地局が約３０μｓでのウェイクアップを可能とする「マイクロＤＴＸ」方式を導入している。この方式では、基地局の電力増幅器（Power Amplifier, ＰＡ）のみが非アクティブの状態、すなわちその最も低い動作点で動作することを前提としている。

ＥＡＲＴＨプロジェクトの研究は、小さなセル（ピコセルあるいはフェムトセル）について、ＰＡをアクティブでない状態とすることのみによって、約３０％のエネルギー節減を得ることができ（非特許文献「EARTH Project Deliverable D4.3」、2012年9月3日検索、https://bscw.ict-earth.eu/pub/bscw.cgi/d70472/EARTH_WP4_D4.3.pdf）、その結果、スリープモードでは約７０％のエネルギー消費率となると判断することができている。

非特許文献２は、ある基地局を深いスリープ状態に維持し、その基地局を１０秒〜２０秒以上かけてウェイクアップさせることが可能であるとも述べている。これにより、無線周波数（Radio Frequency, ＲＦ）又はベースバンド（Base Band, ＢＢ）の処理部といった追加の要素をオフとすることによって、この基地局の消費量は０Ｗに近づく。不都合な点として、これらの時間は、本当に短いウェイクアップ時間が好ましくは求められる本アルゴリズムにとっては好ましくない。

しかし、基地局の製造メーカは、基地局のマイクロスリープモードに現在焦点を当てているため、基地局がスリープモードからオンになるまでの時間に関して、数年のうちに何らかの進歩を見込まれる。

基地局を完全にオフにすることも可能だが、基地局を再びオンにするのに非常に長い時間がかかる（基地局のタイプによるが５分〜３０分）。ボトルネックとなる構成要素、すなわちオンに切り替えるのに時間がかかる基地局内の構成要素は以下のように特定することができる。
・冷却システム。移動局の温度を安定させる必要があるからである。しかし、図５からわかるように、小さなセルは通常、冷却システムを有していない。
・ＤＳＰ構成要素、つまりＢＢ処理構成要素。他のあらゆるコンピュータと同様に、ブートアップに一定の時間を要するからである。

上記に鑑みて、マイクロ基地局は、完全にオンである場合、そして該マイクロ基地局が、接続されている移動局へユーザデータを送信し、同様に新たな移動局が接続するのを可能とするためにパイロットシンボルを送信する場合には、オン状態にある。

マイクロ基地局は、一種のスタンバイモードにあるときにはスリープ状態にある。スリープ状態においては、信号を一切送受信することができない。スリープ状態における一般的な前提は、電力増幅器（power amplifier, ＰＡ）を非アクティブな状態とすることであるが、基地局のＲＦ、ＢＢの構成要素の一部もオフにすることで、消費電力を更に低減することができる。基地局が完全にシャットダウンされている完全な「オフ」状態との主な違いは、マクロ基地局がバックホールリンクを通じてほぼ即時に、すなわち０．５秒未満で、好ましくは１０ｍｓ未満、更には約１ｍｓでマイクロ基地局をウェイクアップさせることができるということである。

Ｃプレーン基地局に保存されているデータベースは、このＣプレーン基地局の管轄下にある全てのＵプレーンＢＳ、すなわち、バックホールを通してこのＣプレーン基地局に接続されている全てのＵプレーンＢＳに関する情報を有している。このデータベースは複数の区画に分割されており、各区画は１つのＵプレーン基地局に対応している。

各Ｕプレーン基地局は、データベース内に以下の内容を保存する。
・当該Ｕプレーン基地局の瞬時のトラフィック負荷。これはＵプレーン基地局により、残りの物理リソースブロック（Physical Resource Blocks, ＰＲＢｓ）の数によって表される。この値は、実際の値を可能な限り保持するために、可能な限り定期的に更新され（バックホールリンクを通してＣプレーン基地局へとフィードバックされ）、負荷分散（load balancing）のために用いられる。
・補助的なＧＰＳなどを通じて得られ、ＭＳから報告される地理的ロケーション情報。
・ＳＩＮＲ情報に関する何らかの情報。これは、報告された地理的ロケーションの座標の対応する集合ごとの、ダウンリンクＲＳＲＰ（reference signal received power, 基準信号受信電力）値又はＲＳＲＱ（reference signal received quality, 基準信号受信品質）値によって表される。ＲＳＳＩ（received signal strength indicator, 受信信号強度インジケータ）値も無線チャネル情報に用いることができる。

ＳＩＮＲ情報は新たな測定ごとに絶えず更新される。これは、指数移動平均（Exponential Moving Average, ＥＭＡ）計算により行われる。この計算によって、信号を平滑化し、それによって誤った測定及び急激なチャネル変動を補償することが可能になる。

地理的ロケーション座標をＳＩＮＲ値と対応付けることにより、Ｕプレーン基地局がパイロットシンボルを送信していない場合であっても、ＭＳは、任意の場所において移動局とＵプレーン基地局との間のチャネル品質に関する情報を得ることができる。

図８は、データベースの一実施形態を示している。ロケーション座標１０ｂが示されている。さらに、基地局識別情報１０が「１」、「２」、「３」、・・・として示されており、ＳＩＮＲ（signal interference noise ratio, 信号干渉雑音比）情報として例示するチャネル情報が符号１０ｃに示されている。

このため、移動局は、この対象の移動局にサービスを提供するマイクロ基地局へチャネル情報及び地理的ロケーションをフィードバックする。そして、マイクロ基地局は、この情報を、自己のＩＤとともにバックホールリンク９７（図９参照）を通して複数のマイクロ基地局を制御する装置に提供する。この装置は、図８の左部分に示したデータベースを追加的に管理するマクロ基地局９０内に設けられることが好ましい。

ロケーション座標の量子化（quantization）が用いられることが好ましい。通常、移動局から報告される地理的ロケーションは、量子化されたロケーション座標とは一致しない。したがって、図１に示したデータベース更新部１７は、ある丸め規則に従ってロケーション座標を丸めること等によってデータベースの正しい量子化間隔（quantization interval）を見つけるように構成される。次に、データベース更新部１７は、新たな基地局がデータベース内に情報を有していない場合に、その新たな基地局ＩＤを用いて新たな列を設ける。その一方で、基地局がデータベース内にある情報を有する場合には、図８の右側に示すような更新処理が行われる。ここで、それ以前に記憶されている値と現在の測定値との重み付けがされた加算を行うことにより、新たなチャネル情報値が計算される。ただし、重み付けは平滑化係数（smoothing factor）αによって決まり、これは０．９５未満であることが好ましく、他の実施形態では、代替的又は付加的に０．３よりも大きいことが好ましい。

ＳＩＮＲ情報とロケーション座標とマイクロ基地局ＩＤとの保存に加えて、マイクロ基地局の現在の平均トラフィック負荷も保存されることが好ましい。この値は、該マイクロ基地局のついての、残りの（すなわち対象のマイクロ基地局が使用していない）物理リソースブロック（physical resource blocks, ＰＲＢｓ）の数により表すことができ、この値は定期的に、すなわち、ある移動局がこのマイクロ基地局に接続するか又はこのマイクロ基地局との接続を解除するたびに更新することができる。その一方で、この値は、後述する接続あるいは接続解除、又はスリープあるいはウェイクアップの方法に有用であることがわかっている。

上述したように、スリープモードにあるＢＳは発見に関して問題を抱えている。したがって、スリープモードの状態であってもなおそのＢＳを発見することができるように、データベースが十分成熟していることが必要である。

データベースが十分成熟するためには、学習プロセスを経るべきである。この学習プロセスは、Ｕプレーン基地局のカバーエリア内の多くのロケーション座標に関する十分なＳＩＮＲ測定値の履歴をデータベース内に持つことに相当する。

あるＵプレーン基地局についてこの学習プロセスが完了しない限り、そのＵプレーン基地局は、発見可能なままであるようにするために、永続的にオン状態に留まる。

データベースの値が十分成熟している場合には、Ｃプレーン基地局は、最後に接続した移動局がセルを出るとすぐにそのＵプレーン基地局が自動的にスリープ状態に移行するようになることを可能にする。

地理的ロケーション情報をＣプレーン基地局に報告することは、移動局に対してエネルギーを消費させ、何らかの追加的なシグナリングオーバヘッドを引き起こす処理である。したがって、これらの信号が送信される状況を制限することが好ましい。
・レガシーモードで接続されている場合、移動局は、該移動局の地理的ロケーション情報の更新情報（あるいは最新情報）をＣプレーン基地局へ定期的に送信する。これにより、移動局を可能な限り迅速にＤＣＮへと接続することができるばかりでなく、移動局のモビリティのステータスを測定し、移動局がレガシーモードに留まる必要があるか否かを知ることもできる。
・移動局は、ＤＣモードで接続されている場合には、受信信号品質が十分に良好ではないときのみ、その基地局の地理的ロケーション情報の更新情報（あるいは最新情報）をＣプレーン基地局へと送信する。そして、このロケーション情報の更新情報が、Ｕプレーン基地局間（Ｕ−ｔｏ−Ｕ）でのハンドオーバ処理を支援するのに用いられる。

移動局が最も適切なＵプレーン基地局に接続することを可能とするためには、特別なアルゴリズムが必要となる。このアルゴリズムは、既にオン状態にあるＵプレーンＢＳに対するＭＳの接続を優先する一方で、必要な場合には、それらのＭＳがスリープモード状態にあるＵプレーン基地局へ接続することを可能にする。

Ｕプレーン基地局への移動局の接続は、以下のような様々な場合に生じうる。
・Ｃプレーン基地局のＰＲＢ使用量があるしきい値に達すると、Ｃプレーン基地局は、レガシーモードで接続されている幾つかのＭＳを順序付けし、その動作モードをＤＣモードへ切り替えることによって、自己のトラフィックをアンロードする（unload）（あるいは解放する、又は負荷を減らす）必要がある。
・現在使用中のＵプレーン基地局において測定されたチャネル品質（ＳＩＮＲ）が劣化し始めている場合に、Ｕプレーン基地局間（Ｕ−ｔｏ−Ｕ）でのハンドオーバ処理を開始する必要がある。

Ｕプレーン基地局に接続するためのアルゴリズムは以下のように構成される。
− 第１のステップにて、移動局は、パイロットシンボルをリスンする（７０）ことによって、既にオン状態にあるＵプレーンＢＳに接続しようと試みる。
− 少なくとも１つのＵプレーン基地局がその移動局に対してサービスを提供することができる場合（７１）には、標準的な初期接続処理又は周波数ブロック構成処理（component carrier configuration procedure）が開始する（７２）。
・この場合、別のＵプレーン基地局がウェイクアップすることはない。
− 移動局にサービスを提供することができる現時点でアクティブなＵプレーン基地局がない場合（７１）には、移動局は、成功しなかった旨のメッセージを送信することによりＣプレーン基地局に対して報告する（７３）。
− Ｃプレーン基地局は、定期的な更新情報から得られる地理的ロケーションが与えられると、データベースに含まれるデータを活用して最も適切なＵプレーン基地局をオンにし、移動局にこのＵプレーン基地局のセルＩＤを通知する（７４）。
− 新たにオンとなったＵプレーン基地局は、今度はパイロットシンボルを送信し、これらのパイロットシンボルを移動局が受信する（７５）。移動局が適切なチャネルを測定した場合には、初期接続処理又は周波数ブロック構成処理を開始することができる（７７）。
− 新たに測定したチャネルが十分良好ではない場合（７８）
・移動局は、成功しなかった旨のメッセージをＣプレーン基地局へ再び送信する（７３）ことにより、別のＵプレーン基地局への接続を試みる。
・移動局は、ある試行回数（例えば３回、４回）を経てもなおＤＣＮに接続できない場合には、レガシーモードにフォールバックする（７９）。

図４は、複数のマイクロ基地局を制御する方法の好ましい態様を示している。ステップ４０にて、データベース情報を有するデータベースが保存される。この情報には、地理的ロケーション１０ｂと、基地局ＩＤ１０ａと、無線チャネル情報１０ｃとが含まれる。ステップ４１にて、ある移動局の地理的ロケーションが、その移動局から直接、又はこの情報を送信するマイクロ基地局から管轄のマクロ基地局へと送られる。ステップ４２にて、データベースへのアクセスが行われ、ステップ４１にて受信した地理的ロケーションに関して最良のチャネルを有するマイクロ基地局が検索される。そしてステップ４３にて、特定されたマイクロ基地局へメッセージが送信され、これによって、この特定されたマイクロ基地局は、スリープ状態からアクティブ状態又はウェイクアップ状態に戻る。

図５ａ及び図５ｂは、基地局の処理、具体的には本発明の一実施形態に従って基地局を動作させる方法を示している。

ステップ５０にて、基地局、具体的には図２の基地局プロセッサ２３は、自己の基地局ＩＤ２０を記憶する。

ステップ５１にて、基地局は、移動局からのフィードバック情報として、地理的ロケーション及び無線チャネル情報を受信する。次に、ステップ５２にて、基地局はステップ５１にて受信した情報、すなわち無線チャネル情報及び地理的位置に対して自己の基地局ＩＤを関連付ける。次に、ステップ５３にて、基地局は、自己の基地局ＩＤを含むこのメッセージを、好ましくはマイクロ基地局とマクロ基地局との間のバックホールネットワークを通して、別個の（separate）基地局コントローラへと送信する。

次に、図５４に示すように、基地局は、スリープモード有効化信号を受信するように更に構成されている。ステップ５５に示すように、スリープモード有効化信号を受信すると、このスリープモード有効化信号に応じて、基地局はパイロットトーンを一切送出しない。その一方で、基地局が、例えば図１の出力１６を介したマイクロ基地局コントローラ１２からの出力として、スリープモード終了信号を受信すると、基地局は、ステップ５６に示すように受信したスリープモード終了信号に応じてパイロットトーンの送信を開始する。

あるユーザに対してサービスを提供するのにどのセルが最良であるかを決定するためには、以下の軟判定（Soft Decision, ＳＤ）メトリックを用いることができる。Sその目的は、チャネル品質とトラフィック負荷との間の最良の妥協点を提供するセルを見いだすことである。これは以下のように表される。

ただし、α_１及びα_２は、調整可能な、すなわちシミュレーションを通して調整可能な可変の重み付け係数である。remainingPRBSは、現時点でマイクロ基地局によって使用されていない物理リソースブロック（physical resource blocks）である。ここで、物理リソースブロックには、コードスロット、時間スロット、周波数スロット、又は時間・周波数スロット、すなわち、任意の種類の変調形式でユーザに割り当てることのできる任意のリソースブロックが含まれうる。

ＣプレーンとＵプレーンとが切り離されたアーキテクチャを最大限に活かすために、ＵＮＷからのレガシーモードのトラフィックが、既にオンの状態にあるＵプレーンＢＳのみにより可能な限り効率的にＤＣＮへとリダイレクトされる。これにより、ネットワークのエネルギー消費を無駄に増加させないようにする。このプロセスは、軽負荷分散アルゴリズム（Light Load Balancing Algorithm）と呼ばれる。
− レガシーモードでＣプレーン基地局に接続されている移動局は、ＵプレーンＢＳが送信したパイロットシンボルを定期的にリスンし、それに対応するＳＩＮＲを測定する（１１０）。ＵプレーンＢＳからパイロットシンボルが送信される。このＵプレーンＢＳは次のいずれかである。
・既に別のユーザにサービスを提供しているもの。
・ネットワークに新たに接続されたもの、つまりデータベース内の値が十分に成熟していないもの。
− オプショナルではあるが、データベースの値を更新するために、地理的ロケーション情報の更新情報を送信する際にＳＩＮＲ測定値がＣプレーンＢＳへとフィードバックされる（１１１）。これにより、スリープモードの学習プロセスを加速させることができる。このプロセスは、重大なシグナリングオーバヘッドを引き起こす可能性があるので、慎重に検討する必要がある。
− 測定されたＳＩＮＲがあるしきい値を超えた全てのＵプレーンＢＳ及びＣプレーン基地局に関して、それまでに定められているＳＤメトリックが計算される（１１２）。
・最も大きなＳＤメトリックがＣプレーン基地局のものであると判明した場合には、移動局はレガシーモードに留まる（１１３）。
・最も大きなＳＤメトリックがＵプレーン基地局のものであると判明した場合には、移動局は、標準的な初期接続処理又は周波数ブロック構成処理（component carrier configuration procedure）を開始することによってこのＵプレーン基地局に接続する（１１４）。

言い換えれば、本発明の実施形態は、中央ノード及びアクセスノードから構成されるシステムの態様に関するものである。そして、ユーザ端末はアクセスノードに接続し、中央ノード内のデータベースに保存されている情報と該ユーザ端末が報告した地理的ロケーションとを用いた中央ノードによる制御の下、データの送受信を行う。

このデータベース内に保存される情報には、セグメント化された地理的ロケーションごとの受信信号電力（received signal power）あるいは受信信号品質（received signal quality）と、中央ノードの制御下にある全てのアクセスノードの物理リソース利用率とが含まれる。

受信信号電力又は受信信号品質と地理的ロケーション情報とは、ユーザ端末又は移動局からフィードバックされて報告される値であることが好ましい。

さらに、地理的ロケーションごとの受信信号電力又は受信信号品質は、ユーザ端末又は移動局からの報告ごとに平均化法（averaging method）を用いて更新される。

さらに、あるアクセスノードにユーザ端末が接続されていない場合には、中央ノードは、そのアクセスノードの無線周波数成分（radio frequency component）及び／又はベースバンド成分（baseband components）の一部をオフに切り替えることによりそのアクセスノードをスリープモードに移行させるように管理することが好ましい。

一実施形態によれば、局における受信信号電力、受信信号品質の平均化したサンプルの数が、アクセスノードの近傍の各地理的ロケーションに関して十分でない場合には、そのアクセスノードは永続的にオン状態にあり、中央ノードはそのアクセスノードのスリープモードを監視（monitor）しない。他の実施形態によれば、ユーザ端末がアクセスノードに接続すると、全てのユーザ端末が必要とするユーザスループットを維持することにより、スリープモードに留まるアクセスノードの数が最大となる。さらに別の実施形態によれば、中央ノードにて推定されたユーザ端末の速度があるしきい値を超えると、中央ノードは、該端末をアクセスノードに接続させることなく該端末を完全に管理する。

Claims (15)

1. 少なくとも２つのマイクロ基地局無線カバーエリアをカバーするマクロ基地局無線カバーエリアを有するマクロ基地局を含むヘテロジニアスネットワークにおいて、マイクロ基地局カバーエリアをそれぞれ有する複数のマイクロ基地局を制御する装置であって、
   マイクロ基地局ごとに、複数の地理的ロケーションと、それに関連した、対応する地理的ロケーションから対応するマイクロ基地局までの無線チャネルの無線チャネル情報の内容とを保存するデータベース（１０）と、
   移動局の地理的ロケーションを受信し、前記データベースにアクセスし、前記受信した地理的ロケーションの無線チャネル情報に基づいて、あるマイクロ基地局と前記移動局との間の通信を可能にする無線チャネルを有する該マイクロ基地局を特定し、前記移動局にサービスを提供する準備を整えるよう該特定されたマイクロ基地局に命令するメッセージを該特定されたマイクロ基地局へ送信するマイクロ基地局コントローラ（１２）と
   を備えている装置。
2. 前記複数のマイクロ基地局のそれぞれからトラフィック負荷情報を受信するか、又はある移動局と現在通信しているマイクロ基地局のマイクロ基地局識別情報と、前記移動局と前記マイクロ基地局との間の無線チャネル情報とを、前記移動局のロケーションに関する地理的情報と関連付けて前記移動局から受信する入力インタフェース（１９）と、
   前記マイクロ基地局識別情報と前記無線チャネル情報と前記地理的位置とを前記データベースに新たに取り込むか、又は前記データベースが前記地理的位置における無線チャネル情報と前記マイクロ基地局識別情報とを既に保存している場合には、前記データベースに保存されている無線チャネル情報を更新するデータベース更新部（１７）と
   をさらに備えている請求項１に記載の装置。
3. 前記ヘテロジニアスネットワーク内のあるマイクロ基地局がスリープ状態にあり、
   前記マイクロ基地局コントローラ（１２）が、スリープ状態からウェイクアップ状態へ移行するよう前記マイクロ基地局に命令するメッセージを送信するものである、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記マイクロ基地局コントローラ（１２）は、現時点で前記マクロ基地局無線カバーエリア内に移動局が存在するかどうかを検出し、前記マクロ基地局無線カバーエリア内に移動局が存在しない場合には、前記マイクロ基地局のうち少なくとも１つに対してスリープモードに移行するよう命令するものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記マイクロ基地局コントローラ（１２）が、スリープモードにあるマイクロ基地局に関するスリープ記録（１３）を保存するものであり、
   前記マイクロ基地局コントローラが、前記マクロ基地局のリソースブロックの使用量が使用量のしきい値に達した場合か、現在アクティブなマイクロ基地局について測定されたチャネル品質が所定量にわたり劣化し始めた場合か、ある移動局がマイクロ基地局への接続に成功しなかったことを示すメッセージを前記マイクロ基地局コントローラが該移動局から受信した場合かにのみ、前記スリープ記録により決定されるスリープモード状態のマイクロ基地局に対して前記メッセージを送信するものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記マイクロ基地局コントローラ（１２）は、あるメトリックを用いて負荷分散アルゴリズムに基づいて、あるマイクロ基地局をアクティブとするかどうかを判断するものであり、該メトリックは、対象のマイクロ基地局に関して前記データベースに保存されている無線チャネル情報と、現在使用されていないリソースブロックの数とに基づくものであり、
   前記マイクロ基地局コントローラ（１２）は、スリープモードにある前記マイクロ基地局のメトリックが、既にアクティブなマイクロ基地局又は前記マクロ基地局のメトリックと比較して優れている場合に、スリープモードにある前記マイクロ基地局に対してメッセージを送信するものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記マイクロ基地局コントローラ（１２）は、前記マクロ基地局無線カバーエリア内に新たに設けられたマイクロ基地局を検出するものであり、
   前記新たに設けられたマイクロ基地局と通信する移動局の地理的情報に関連する所定数の無線チャネルのサンプルを、前記複数のマイクロ基地局を制御する装置が受信するまで、前記マイクロ基地局コントローラは前記新たに設けられたマイクロ基地局に対してスリープモードに移行する旨の命令をしないものである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. 少なくとも２つのマイクロ基地局無線カバーエリアをカバーするマクロ基地局無線カバーエリアを有するマクロ基地局を含むヘテロジニアスネットワークにおいて、マイクロ基地局カバーエリアをそれぞれ有する複数のマイクロ基地局を制御する方法であって、
   マイクロ基地局ごとに、複数の地理的ロケーションと、それに関連する、対応する地理的ロケーションから対応するマイクロ基地局までの無線チャネルの無線チャネル情報の内容とをデータベース内に保存するステップ（４０）と、
   ある移動局の地理的ロケーションを受信するステップ（４１）と、
   前記データベースにアクセスするステップ（４２）と、
   前記受信した地理的ロケーションの無線チャネル情報に基づいて、あるマイクロ基地局と前記移動局との間の通信を可能にする無線チャネルを有する該マイクロ基地局を特定するステップと、
   前記移動局にサービスを提供する準備を整えるよう前記特定されたマイクロ基地局に命令するメッセージを前記特定されたマイクロ基地局へ送信するステップ（４３）と
   を含む方法。
9. ある移動局と通信する第１の通信インタフェース（２１）と、
   別個の基地局コントローラと通信する第２の通信インタフェース（２２）と、
   前記第２の通信インタフェースを用いて、前記第１の通信インタフェースと通信する移動局から受信した無線チャネル情報の内容とそれに関連する地理的ロケーションとを、別個の基地局モードコントローラへと送信する基地局プロセッサ（２０）であって、前記無線チャネル情報の内容を送信する前に、自己の基地局識別情報を該無線チャネル情報の内容と関連付ける基地局プロセッサと
   を備えており、
   前記基地局プロセッサ（２０）はさらに、前記第２の通信インタフェースを用いて、前記別個の基地局モードコントローラからスリープモード有効化命令を受信するものであり、
   前記基地局プロセッサ（２０）は、当該基地局がスリープモードにある場合には前記通信インタフェースを通してパイロットトーンを送信せず、当該基地局がスリープモードにない場合には前記第１の通信インタフェースを通してパイロットトーンを送信するものである、基地局。
10. 前記第１の通信インタフェース（２１）が無線チャネル通信インタフェースであり、前記第２の通信インタフェース（２２）がマクロ基地局に向けたバックホール接続とのインタフェースである、請求項９に記載の基地局。
11. ある移動局と通信するための第１のインタフェースと、別個の基地局コントローラと通信するための第２の通信インタフェースと、基地局プロセッサとを備えた基地局を動作させる方法であって、
    前記第２の通信インタフェースを用いて、前記第１の通信インタフェースと通信する移動局から受信した無線チャネル情報の内容とそれに関連する地理的ロケーションとを、前記別個の基地局モードコントローラへ送信するステップ（５３）と、
    前記無線チャネル情報の内容を送信する前に、自己の基地局識別情報を該無線チャネル情報の内容と関連付けるステップ（５２）と、
    前記第１の通信インタフェースを通してスリープモード有効化命令を受信するステップ（５４）と、
    前記基地局がスリープモードにある場合には、前記第２の通信インタフェースを通してパイロットトーンを送信しないステップ（５５）と、
    前記基地局が前記スリープモードにない場合には、前記第２の通信インタフェースを通してパイロットトーンを送信するステップ（５６）と
    を含む方法。
12. ある基地局と通信する移動局であって、
    該移動局と、サービスを提供する基地局との間のチャネルを推定する無線チャネル推定部（３１）と、
    該移動局の現在の位置を決定する地理的位置決定部（３２）と、
    ある基地局にフィードバックメッセージを送信するフィードバック情報送信部であって、該フィードバックメッセージは、前記推定されたチャネルに関する情報と、前記無線チャネル推定部が前記チャネルを推定するとき（３６）に決定した地理的位置とを含むものである、フィードバック情報送信部と
    を備えた移動局。
13. マイクロ基地局のパイロットトーンをリスンするステップ（６３）と、
    マイクロ基地局のパイロットトーンがヒアできない場合には、マイクロ基地局への接続に失敗したことを示すメッセージをマクロ基地局へ送信するステップ（６４）と、
    前記メッセージの送信に続いて、別のマイクロ基地局のパイロットトーンを再びリスンするステップ（６６）と、
    前記別のマイクロ基地局が前記移動局にサービスを提供することができる場合には、該別のマイクロ基地局との初期通信処理を開始するステップ（６７）か、又は別のマイクロ基地局への接続の試行に所定回数にわたり失敗した場合には、前記マクロ基地局への接続を開始するステップ（６８）と
    を含む、分離したセルのモードを有効にする方法を実行する移動局コントローラ（３７）をさらに備えた請求項１２に記載の移動局。
14. 移動局と基地局との間のチャネルを推定するステップ（６９）と、
    前記移動局の現在の位置を求めるステップ（６１）と、
    前記基地局にフィードバックメッセージを送信するステップ（６２）であって、該フィードバックメッセージは、前記推定されたチャネルに関する情報と、前記チャネルを推定するときに求めた地理的位置とを含むものである、ステップと
    を含む、基地局と通信する移動局を動作させる方法。
15. 請求項８、１１、１４のいずれか一項に記載の方法をコンピュータ又はプロセッサに実行させるコンピュータプログラム。

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