JP5473860B2 - 移動通信システム及び無線基地局の省電力化制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信システム及び無線基地局の省電力化制御方法に係り、特に、複数の無線基地局と、それらの無線基地局のカバーエリアに囲まれていて、かつ、それらの無線基地局のカバーエリア外に配置された無線基地局とを備える移動通信システム及び複数の無線基地局のカバーエリアに囲まれていて、かつ、それらの無線基地局のカバーエリア外に配置された無線基地局の省電力化制御方法に関する。

一般に、移動通信システムを構成する無線基地局は、そのカバーエリアにおいて恒常的に電波の送信を行っているため、常に電力の供給を必要とする。１つのエリアを複数の基地局がカバーする場合に、通信トラフィックが低い無線基地局の送信電力の浪費を低減するための従来技術として、例えば、特許文献１等に記載された技術が知られている。この従来技術は、通信トラフィックが低い無線基地局の電力を断として、その運用を停止することにより移動通信システム全体の省電力化を図るというものである。

前述したような従来技術が適用される移動通信システムの例として、例えば、マクロセルであるＬＴＥとミクロセルであるＷｉＭＡＸとにより構成される移動通信システムがある。この移動通信システムは、１つのエリアを異なる通信方式の複数の無線基地局がカバーするように構成されていて、この移動通信システムを利用する端末が通信方式の異なる前述のＷｉＭＡＸ基地局、ＬＴＥ基地局の両方を利用するサービスを受けることができるように構成されている。すなわち、この移動通信システムは、広域でＬＴＥが配備され、駅や建物内ではＷｉＭＡＸがスポット的に配置されて構成されたものである。

近年の移動通信システムは、複数の規格や周波数帯域のそれぞれに対応して構成されているため、移動通信システム同士で送波する電波が干渉することはない。このような移動通信システムのマルチスタンダード化、マルチバンド化が進むにつれて、無線基地局は、電波の干渉に捉われることがないため、その送信電力を最大限に利用して運用される可能性がある。

目下、ＷｉＭＡＸ基地局から最適な通信回線を自動的に選択してインターネットに接続する無線ルータの開発が進められている。この無線ルータは、ミクロセルであるＷｉＭＡＸにマクロセルであるＬＴＥの最適電波を自動選択して接続するサービスを提供するものであり、近い将来におけるパソコンや携帯端末からのネット利用が途切れにくくなるサービスとしての普及が見込まれている。また、このようなサービスを利用することが可能なデュアル端末の普及も見込まれている。このような状況において、異なる通信方式による複数の移動通信システムを統合する観点でその送信電力の消費に着目すると、１つのエリアで複数の無線基地局が重複して運用している場所に配置されている無線基地局の送信電力に浪費があることが認められる。

特開２００２−２０４４７８号公報

前述した従来技術を適用して構成される移動通信システムは、無線基地局の電力断により省電力化を図るものとなるが、ビル群の狭間や山間部のように地形が湾曲した地帯等、マクロセルの境界から外れた場所に設置された無線基地局を電力断の対象とした場合に電波の不感エリアを発生させてしまうという問題点を生じさせる。

本発明の目的は、第１の通信方式を持つ複数の無線基地局のカバーエリアの境界から外れた場所に設置されている第２の通信方式を持つ無線基地局の省電力化を、電波の不感エリアを発生させることなく行うことができる移動通信システム及び無線基地局の省電力化制御方法を提供することにある。

本発明によれば前記目的は、第１、第２の通信方式を持つ複数の無線基地局を１つのエリア内に分散配置して加入者端末に対するサービスを行う移動通信システムにおいて、 第１の通信方式を持つ複数の無線基地局と、それらの複数の無線基地局による複数のカバーエリアに周囲を囲まれていて、かつ、それらのカバーエリアの境界から外れた場所に設置されている第２の通信方式を持つ無線基地局と、前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局を管理する第１のセンタ設備と、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局を管理する第２のセンタ設備とを備え、前記第１のセンタ設備は、前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの運用状況の情報として運用の有無の情報を収集し前記第２のセンタ設備に送信して、前記第２のセンタ設備内に備えられたデータベースに格納させる基地局運用状況収集手段を有し、前記第２のセンタ設備は、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの接続呼数データを収集し、収集した接続呼数と前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局毎に予め定められた呼数上限閾値との比率を算出する呼接続情報収集・比率化手段と、前記算出した比率と前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局毎に予め定められた接続呼数と呼数上限閾値との比率である制御呼数比率閾値とを比較して、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの送信電力を下げるか上げるかを決定する閾値判定・局特定手段と、前記データベースに格納された前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの運用の有無の情報により、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれに隣接する前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの運用の有無の情報を判定する隣接局状況判定手段と、前記決定された前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの送信電力を下げるか上げるかの情報及び前記隣接する前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの運用の有無の情報を参照して、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの送信電力を予め定めた下限値または上限値となるように制御する電力制御手段とを有することにより達成される。

本発明によれば、制御対象となる無線基地局であるＷｉＭＡＸ基地局の呼接続量である無線基地局の使用率に応じて、その無線基地局に必要な送信電力の制御を行うことができるので、電波の不感エリアを発生させることなく、移動通信システム全体としての省電力化を図ることができる。

本発明の一実施形態による移動通信システムを構成する複数の無線基地局のカバーエリアと無線基地局を管理するセンタ設備の構成例とを示す図である。 図１に示すＷｉＭＡＸセンタ設備、ＬＴＥセンタ設備が備える各機能と、それらの各機能が参照、格納するデータベース上のテーブルとの例を示す図である。 本発明の実施形態による移動通信システムの全体での機能処理の動作概要を説明するシーケンスチャートの例である。 図３のシーケンス３００での判定制御機能が機能するための事前準備としての関連シーケンスの詳細を説明するシーケンスチャートの例である。 図３のシーケンス２００での基地局運用状況収集機能の関連シーケンスの詳細を説明するシーケンスチャートの例である。 図３のシーケンス３０１での呼接続情報収集・比率化機能の関連シーケンスの詳細を説明するシーケンスチャートの例である。 図３のシーケンス３０２での閾値判定・局特定機能の関連シーケンスの詳細を説明するシーケンスチャートの例である。 図３のシーケンス３０３での隣接状況判定機能の関連シーケンスの詳細を説明するシーケンスチャートの例である。 図３のシーケンス３０４での電力制御機能の関連シーケンスの詳細を説明するシーケンスチャートの例である。 閾値テーブルの構成例を示す図である。 基地局情報テーブルの構成例を示す図である。 接続呼数データテーブルの構成例を示す図である。 比率データテーブルの構成例を示す図である。 対象局テーブルの構成例を示す図である。 隣接状況判定結果テーブルの構成例を示す図である。

以下、本発明による移動通信システム及び無線基地局の省電力化制御方法の実施形態を図面により詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態による移動通信システムを構成する複数の無線基地局のカバーエリアと無線基地局を管理するセンタ設備の構成例とを示す図である。

本発明の一実施形態による移動通信システムは、複数のＬＴＥ無線基地局（以下、無線基地局を単に基地局と記す）２１−１〜２１−３と、それらのＬＴＥ基地局のカバーエリア３−１〜３−３に囲まれていて、かつ、それらのカバーエリア３−１〜３−３の境界外に配置されカバーエリア３−４内をサービスするＷｉＭＡＸ基地局１１−１と、ＷｉＭＡＸ基地局１１−１を管理するＷｉＭＡＸセンタ設備１と、複数のＬＴＥ基地局２１−１〜２１−３を管理するＬＴＥセンター設備２とを備えて構成される。

ＷｉＭＡＸセンタ設備１は、図示しないＷｉＭＡＸ基地局１１−２〜１１−ｎをも管理するものであり、呼接続情報収集・比率化機能１３１、閾値判定・局特定機能１３２、隣接局状況判定機能１３３、電力制御機能１３４を有する判定制御機能１３と、データベース１２と、データベース１２に基地局データを入力する入力装置１４とを備えて構成されている。また、ＬＴＥセンタ設備２は、ＬＴＥ基地局２１−１〜２１−ｎ（図１にはＬＴＥ基地局２１−１〜２１−３だけを示している）の運用の有無のデータを収集する基地局運用状況収集機能２２を備えて構成されている。

前述のＷｉＭＡＸセンタ設備１、ＬＴＥセンタ設備２は、図示しないが、ＣＰＵ、ＨＤＤ等による記憶装置、メモリ、キーボード等の入力装置、表示装置、通信インタフェース等を備えた情報処理装置内に構成され、記憶装置に格納された本発明の実施形態での処理を行うためのプログラムをメモリにロードし、そのプログラムをＣＰＵに実行させることにより、前述した各機能が構築している。

前述したＷｉＭＡＸセンタ設備１がＷｉＭＡＸ基地局の送信電力制御を行うために判定制御機能１３を構成している呼接続情報収集・比率化機能１３１、閾値判定・局特定機能１３２、隣接局状況判定機能１３３、電力制御機能１３４の各機能は、データベース１２内に格納された処理に必要となるデータ用いる。また、これらの機能処理の前提条件として必要となるデータについては、予めデータベース１２に格納しておくために、管理者が使用する入力装置１４が使用される。

複数のＬＴＥ基地局２１−１〜２１−３のそれぞれの送波のカバーエリア３−１〜３−３は、お互いに跨るように存在している。そして、その中間地点にＷｉＭＡＸ基地局１１−１が設置されており、ＷｉＭＡＸ基地局１１−１の送波のカバーエリア３−４は、ＬＴＥ基地局２１−１〜２１−３の送波のカバーエリア３−１〜３−３に跨って存在している。そして、ＷｉＭＡＸ基地局１１−１とＬＴＥ基地局２１−１〜２１−ｎの１つとは相互に接続可能であり、両基地局が連携して加入者端末に対するサービスを行うことができる。

本発明の実施形態は、前述のようなＬＴＥのマクロセルに周囲を囲まれていて、かつ、マクロセルの境界から外れた場所のＷｉＭＡＸ基地局１１−１に対して、その接続呼数に応じて送信電力の強弱を制御するものである。図１には、１つのＷｉＭＡＸ基地局１１−１しか示していないが、本発明の実施形態で制御対象とするＷｉＭＡＸ基地局は、運用されている複数のＷｉＭＡＸ基地局の全てであり、送信電力の制御を必要とするＷｉＭＡＸ基地局は、ＷｉＭＡＸセンタ設備１内の判定制御機能１３により特定される。そして、判定制御機能１３は、ＷｉＭＡＸ基地局１１−１〜１１−ｎの全てに対する制御処理を行うものである。

前述の場合、ＷｉＭＡＸ基地局１１−１の送信電力を下げることにより、そのカバーエリアが狭小化することになるが、事前に保持するＷｉＭＡＸ基地局１１−１の送信電力の最小の閾値から判定して、送信電力の最小値を下回らない範囲で送信電力を下げてＷｉＭＡＸ基地局１１−１を運用することにより、電波の不感エリアを発生させることなくＷｉＭＡＸ基地局１１−１の省電力化を図ることができる。送信電力の最小値とは、基地局の配置を設計する置局設計時に電波測定等を行って決定される隣接局との不感エリアを発生させないような送信電力の値である。図１に示す例でいえば、ＷｉＭＡＸ基地局１１−１の送波のカバーエリア３−４が、ＬＴＥ基地局２１−１〜２１−３の送波のカバーエリア３−１〜３−３に跨る最小のカバーエリアとなるような送信電力の値である。

図２は図１に示すＷｉＭＡＸセンタ設備１、ＬＴＥセンタ設備２が備える各機能と、それらの各機能が参照、格納するデータベース上のテーブルとの例を示す図である。

ＬＴＥセンタ設備２内の基地局運用状況収集機能２２は、ＬＴＥセンタ設備２が監視する全てのＬＴＥ基地局２１−１〜２１−ｎの運用の有無のデータを５分周期で収集している。そして、基地局運用状況収集機能２２は、収集したＬＴＥ基地局の運用有無のデータを、ＷｉＭＡＸセンタ設備１内のデータベース１２にデータを送信して格納するためにＬＴＥセンタ設備２に対して５分周期でアクセスする。

ＷｉＭＡＸセンタ設備１は、機能処理の前提条件として必要となるデータである運用基地局データについて、予めデータベース１２に格納しておくために、既に説明したように入力装置１４を備えている。

ＷｉＭＡＸセンタ設備１は、データベース１２を備え、データベース１２には、データテーブルとして、閾値テーブル１２１、基地局情報テーブル１２２、接続呼数データテーブル１２３、比率データテーブル１２４、対象局データテーブル１２５、隣接局状況判定結果テーブル１２６が保持されており、データベース１２は、判定制御機能１３を構成する前述した各機能との間でデータの授受を行っている。

次に、本発明の実施形態での制御処理の動作を説明するに先立って、データベース内に保持される前述した各テーブルの構成について、図面により説明する。

図１０は閾値テーブル１２１の構成例を示す図である。この閾値テーブル１２１は、ＷｉＭＡＸセンタ設備１の管理下にある複数のＷｉＭＡＸ基地局１１−１〜１１−ｎそれぞれの管理項目を管理するテーブルである。その管理項目は、ＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ、送信電力通常値、送信電力下限閾値、呼数上限閾値、制御呼数比率閾値である。

前述において、ＷｉＭＡＸ基地局ＩＤは、ＷｉＭＡＸ基地局を特定する固有の識別子である。送信電力通常値は、ＷｉＭＡＸ基地局の通常運用時における送信電力値であり、本発明の実施形態では送信電力の上限閾値である。送信電力下限閾値は、ＷｉＭＡＸ基地局固有の送信電力の最小値である。この値は、ＷｉＭＡＸ基地局の送信電力を下げても、隣接するＬＴＥ基地局カバーエリアがＷｉＭＡＸ基地局のカバーエリアを補うことができ、該当ＷｉＭＡＸ基地局のカバーエリアに不感エリアが発生しない最小の値である。呼数上限閾値は、ＷｉＭＡＸ基地局毎のある瞬間の接続可能呼数の最大値である。制御呼数比率閾値は、ＷｉＭＡＸ基地局毎の制御化すべき呼数の閾値である。これらの値には、ＷｉＭＡＸ基地局が設置されたときの置局設定時に定められた値が使用され、予め後述するように設定される。

図１１は基地局情報テーブル１２２の構成例を示す図である。この基地局情報テーブル１２２は、縦列にＷｉＭＡＸセンタ設備１の管理下にある複数のＷｉＭＡＸ基地局１１−１〜１１−ｎの運用相当数を管理し、横列にそのＷｉＭＡＸ基地局の管理項目を管理するテーブルである。その管理項目は、ＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ、ＬＴＥ隣接局１ＩＤ、ＬＴＥ隣接局１運用状況、ＬＴＥ隣接局２ＩＤ、ＬＴＥ隣接局２運用状況であり、縦列のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤの局に隣接するＬＴＥ基地局の数だけのＬＴＥ基地局について、場合によっては５局、あるいは６局に及ぶ基地局ついて、横列でＬＴＥ隣接局のＩＤとその運用状況を管理する。前述の運用状況の値“０”は運用されていないことを、値“１”は運用中であることを意味している。

図１２は接続呼数データテーブル１２３の構成例を示す図である。この接続呼数データテーブル１２３は、縦列にＷｉＭＡＸセンタ設備１の管理下にある複数のＷｉＭＡＸ基地局１１−１〜１１−ｎの運用相当数を管理し、横列に収集周期５分間毎に接続した呼数（その時点で接続が継続しているか否かは問わない）を管理する。

図１３は比率データテーブル１２４の構成例を示す図である。この比率データテーブル１２４は、縦列にＷｉＭＡＸセンタ設備１の管理下にある複数のＷｉＭＡＸ基地局１１−１〜１１−ｎの運用相当数を管理し、横列に収集周期５分間毎のＷｉＭＡＸ基地局毎の接続呼数の接続可能呼数に対する比率として管理する。

図１４は対象局テーブル１２５の構成例を示す図である。この対象局テーブル１２５は、縦列にＷｉＭＡＸセンタ設備１の管理下にある複数のＷｉＭＡＸ基地局１１−１〜１１−ｎの運用相当数を管理し、横列に収集周期５分間毎の送信電力の制御を行うか否かを示す送信電力制御対象フラグを管理する。送信電力制御対象フラグの値“０”は制御を行わないことを、値“１”は送信電力を下限値に制御することを、値“２”は送信電力を上限値に制御することを意味する。

図１５は隣接状況判定結果テーブル１２６の構成例を示す図である。この隣接状況判定結果テーブル１２６は、縦列にＷｉＭＡＸセンタ設備１の管理下にある複数のＷｉＭＡＸ基地局１１−１〜１１−ｎの運用相当数を管理し、横列に収集周期５分間毎の隣接ＬＴＥ基地局の運用の有無を示す制御フラグを管理する。制御フラグの値“０”は運用されていないことを、値“１”は運用中であることを意味する。

図３は本発明の実施形態による移動通信システムの全体での機能処理の動作概要を説明するシーケンスチャートの例であり、次に、これについて説明する。

（１）まず、判定制御機能１３が機能するための事前準備としての関連シーケンスが実行される。このシーケンスは、ＷｉＭＡＸセンタ設備１の運用者が、入力装置１４を使用して判定制御機能１３を機能させるために必要なデータを入力する処理である。また、このシーケンスで格納されるデータは、後述する機能処理の実行のために必要なものであり、当初のデータの格納は移動通信システムの構築時に行われ、データの更新はＷｉＭＡＸ基地局、ＬＴＥ基地局の増設等の際に行われる。なお、この処理の詳細については、図４により後述する（シーケンス３００）。

（２）次に、基地局運用状況収集機能２２の関連シーケンスが実行される。このシーケンスは、基地局運用状況収集機能２２が、ＬＴＥ基地局２１−１を含む複数のＬＴＥ基地局から運用有無のデータを収集して、データベース１２の基地局情報テーブル１２２に格納する処理である。なお、この処理の詳細については、図５により後述する（シーケンス２００）。

（３）次に、呼接続情報収集・比率化機能１３１の関連シーケンスが実行される。このシーケンスは、ＷｉＭＡＸセンタ設備１内の判定制御機能１３内の呼接続情報収集・比率化機能１３１が、ＷｉＭＡＸ基地局１１−１を含む複数のＷｉＭＡＸ基地局から接続呼数データを収集して、データベース１２の図１２で説明した接続呼数データテーブル１２３、図１３で説明した比率データテーブル１２４に格納する処理である。なお、この処理の詳細については、図６により後述する（シーケンス３０１）。

（４）次に、閾値判定・局特定機能１３２の関連シーケンスが実行される。このシーケンスは、ＷｉＭＡＸセンタ設備１内の判定制御機能１３内の閾値判定・局特定機能１３２が、データベース１２内の図１０で説明した閾値テーブル１２１及び図１３で説明した比率データテーブル１２４内のデータを参照して、図１４で説明した対象局テーブル１２５にＷｉＭＡＸ基地局の送信電力の制御を行うか否かを示す送信電力制御対象フラグを設定する処理である。なお、この処理の詳細については、図７により後述する（シーケンス３０２）。

（５）次に、隣接状況判定機能１３３の関連シーケンスが実行される。このシーケンスは、ＷｉＭＡＸセンタ設備１内の判定制御機能１３内の隣接状況判定機能１３３が、データベース１２内の図１１で説明した基地局情報テーブル１２２及び図１４で説明した対象局テーブル１２５内のデータを参照して、図１５に示して説明した隣接状況判定結果テーブル１２６にＷｉＭＡＸ基地局の隣接局の運用有無判定フラグを設定する処理である。なお、この処理の詳細については、図８により後述する（シーケンス３０３）。

（６）次に、電力制御機能１３４の関連シーケンスが実行される。このシーケンスは、ＷｉＭＡＸセンタ設備１内の判定制御機能１３内の電力制御機能１３４が、データベース１２内の図１５に示して説明した隣接状況判定結果テーブル１２６及び図１０に示す閾値テーブルを参照して、ＷｉＭＡＸ基地局の送信電力の制御を行う処理である。なお、この処理の詳細については、図９により後述する（シーケンス３０４）。

図４は図３のシーケンス３００での判定制御機能１３が機能するための事前準備としての関連シーケンスの詳細を説明するシーケンスチャートの例であり、次に、これについて説明する。

（１）ＷｉＭＡＸセンタ設備１の運用者は、入力装置１４を使用して、データベース１２の中の閾値テーブル１２１の全項目にデータを入力する（シーケンス４０１）。

（２）次に、ＷｉＭＡＸセンタ設備１の運用者は、入力装置１４を使用して、データベースの１２中の基地局情報テーブル１２２の該当管理項目にデータを入力する（シーケンス４０２）。

図４に示すシーケンス３００では、図１１に示して説明した基地局情報テーブル１２２のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤとそれに隣接するＬＴＥ基地局のＩＤをＬＴＥ隣接局１ＩＤ、ＬＴＥ隣接局２ＩＤ、ＬＴＥ隣接局ＩＤ３、それ以降について相当数分のＬＴＥ隣接局ＩＤのデータを入力する。そして、このシーケンスで入力した図１１に示す基地局情報テーブル１２２のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤは、図１２に示して説明した接続呼数データテーブル１２３、図１３に示して説明した比率データテーブル１２４、図１４に示して説明した対象局データテーブル１２５、図１５隣接状況判定結果テーブル１２６の管理項目であるＷｉＭＡＸ基地局ＩＤと同一のものとなるようにしてデータの整合性を保持する。なお、この整合性を保持するための方法は、後述する各機能での処理の中で説明する。

図５は図３のシーケンス２００での基地局運用状況収集機能２２の関連シーケンスの詳細を説明するシーケンスチャートの例であり、次に、これについて説明する。

（１）基地局運用状況収集機能２２は、ＬＴＥ基地局２１−１に対して運用の有無を識別するデータを要求し、ＬＴＥ基地局２１−１からの応答としてのＬＴＥ基地局２１−１の運用の有無を示すデータを受信する（シーケンス４１１、４１２）
（２）基地局運用状況収集機能２２は、前述のようにして、ＬＴＥ基地局２１−１の運用有無を識別するデータを収集し、ＷｉＭＡＸセンタ設備１へデータを送信して、データベース１２の中の基地局情報テーブル１２２に該当データを格納させる（シーケンス４１３）。

前述の処理におけるＬＴＥ基地局２１−１の運用有無を識別するデータを収集する収集周期は、例えば、５分周期のように、運用のリアルタイム性を保つことが可能な周期とされる。また、図５の説明ではＬＴＥ基地局２１−１からデータを収集するとして説明しているが、この処理は、ＬＴＥセンタ設備２の管理下にある運用可能な全ＬＴＥ基地局相当数について順次実行される。

図６は図３のシーケンス３０１での呼接続情報収集・比率化機能１３１の関連シーケンスの詳細を説明するシーケンスチャートの例であり、次に、これについて説明する。

（１）呼接続情報収集・比率化機能１３１は、ＷｉＭＡＸ基地局１１−１に対して接続呼数データを要求し、ＷｉＭＡＸ基地局１１−１からの応答としてのＷｉＭＡＸ基地局１１−１の接続呼数データを受信する。接続呼数データとは、ＷｉＭＡＸ基地局の５分間における総接続呼数を表す（シーケンス４２１、４２２）。

（２）呼接続情報収集・比率化機能１３１は、前述のようにして、ＷｉＭＡＸ基地局１１−１の接続呼数データを収集し、ＷｉＭＡＸセンタ設備１内のデータベース１２の中の図１２に示して説明した接続呼数データテーブル１２３に該当データを格納する（シーケンス４２３）。

（３）次に、呼接続情報収集・比率化機能１３１は、図１２に示して説明した接続呼数データテーブル１２３の中の該当するＷｉＭＡＸ基地局ＩＤにおける最新の時間帯５分間における接続呼数を参照、取得し、得られた接続呼数を、図１０に示して説明した閾値テーブル１２１に定義された局毎のある瞬間の接続可能呼数の最大値である呼数上限閾値の数値を参照、取得して、得られた呼数上限閾値で割って比率を算出する（シーケンス４２４、４２５）。

（４）その後、呼接続情報収集・比率化機能１３１は、算出した比率を図１３に示して説明した比率データテーブル１２４の中の該当するＷｉＭＡＸ基地局ＩＤにおける最新の時間帯５分間における比率データとして格納する（シーケンス４２６）。

前述した図６の説明ではＷｉＭＡＸ基地局１１−１からデータを収集するとして説明しているが、この処理は、ＷｉＭＡＸセンタ設備１の管理下にある運用されている全ＷｉＭＡＸ基地局相当数について順次実行される。

また、図１２に示す接続呼数データテーブル１２３へ格納するデータは、該当するＷｉＭＡＸ基地局ＩＤの収集周期５分間毎の接続呼数として格納される。

図７は図３のシーケンス３０２での閾値判定・局特定機能１３２の関連シーケンスの詳細を説明するシーケンスチャートの例であり、次に、これについて説明する。

（１）閾値判定・局特定機能１３２は、図１０に示して説明した閾値テーブル１２１に定義された、ＷｉＭＡＸ基地局毎の制御化すべき呼数の閾値である制御呼数比率閾値の値を参照、取得すると共に、また、先行機能である、呼接続情報収集・比率化機能１３１が算出し、図１３に示す比率データテーブル１２４のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎の最新の時間帯５分間の比率を参照、取得する（シーケンス４３１、４３２）。

（２）次に、閾値判定・局特定機能１３２は、図１３に示す比率データテーブル１２４のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎の最新の時間帯５分間の比率が、図１０に示す閾値テーブル１２１のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎の制御呼数比率閾値未満であれば、該当ＷｉＭＡＸ基地局の送信電力を最小値に下げるため、制御フラグ「１」を図１４に示して説明した対象局テーブル１２５の中のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎の最新の時間帯５分間の値として設定する。また、閾値判定・局特定機能１３２は、図１３に示す比率データテーブル１２４のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎の最新の時間帯５分間の比率が、図１０に示す閾値テーブル１２１のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎の制御呼数比率閾値以上であれば、送信電力を最大値に上げるため、制御フラグ２を設定する（シーケンス４３３）。

図８は図３のシーケンス３０３での隣接状況判定機能１３３の関連シーケンスの詳細を説明するシーケンスチャートの例であり、次に、これについて説明する。

（１）隣接状況判定機能１３３は、図１１に示して説明した基地局情報テーブル１２２のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎のＬＴＥ隣接局１運用状況、ＬＴＥ隣接局２運用状況、ＬＴＥ隣接局３運用状況、及び、それ以降のＬＴＥ隣接局の運用状況のデータを参照すると共に、図１４に示して説明した対象局テーブル１２５の中のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎の最新の時間帯５分間の制御対象フラグを参照する（シーケンス４４１、４４２）。

（２）そして、隣接状況判定機能１３３は、図１４に示す対象局テーブル１２５の参照で、制御対象フラグに説明対象であることを示す「１」が設定されているＷｉＭＡＸ基地局について、図１１に示す基地局情報テーブル１２２の中のＬＴＥ隣接局の運用フラグに運用中であることを示す「１」が設定されていれば、図１５に示す隣接状況判定結果テーブル１２６の中のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎の最新の時間帯５分間に対して隣接局の運用有無判定フラグを運用中であることを示す「１」に設定する（シーケンス４４３）。

図９は図３のシーケンス３０４での電力制御機能１３４の関連シーケンスの詳細を説明するシーケンスチャートの例であり、次に、これについて説明する。図９に示すシーケンス３０４−１は電力制御機能１３４が行う送信電力下限制御の関連シーケンスであり、関連シーケンス３０４−２は電力制御機能１３４が行う送信電力上限制御の関連シーケンスである。

（１）電力制御機能１３４は、送信電力下限制御の関連シーケンス３０４−１として、図１４に示す対象局テーブル１２５の中のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎の最新の時間帯５分間の制御対象フラグに「１」が設定されている対象局を検索する（シーケンス４５１）。

（２）次に、シーケンス４５１の処理で検索された対象局であって、かつ、図１５に示す隣接状況判定テーブル１２６の中のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎の最新の時間帯５分間の制御対象フラグが「１」に設定されている局を検索する（シーケンス４５２）。

（３）次に、電力制御機能１３４は、シーケンス４５２の処理で検索された局に対して、図１０に示す閾値テーブル１２１の送信電力下限値を参照して、その値をＷｉＭＡＸ基地局１１−１内の基地局内送信電力パラメータに設定することにより、ＷｉＭＡＸ基地局１１−１の送信電力が下限値となるように制御を行う（シーケンス４５３、４５４）。

（４）あるいは、電力制御機能１３４は、送信電力上限制御の関連シーケンス３０４−２として、図１４に示す対象局テーブル１２５の中のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎の最新の時間帯５分間の制御対象フラグに「２」が設定されている対象局を検索する（シーケンス４６１）。

（５）次に、電力制御機能１３４は、シーケンス４６１の処理で検索された対象局に対して、図１０に示す閾値テーブル１２１の送信電力通常値を参照して、その値をＷｉＭＡＸ基地局１１−１内の基地局内送信電力パラメータに設定することにより、ＷｉＭＡＸ基地局１１−１の送信電力が上限値となるように制御を行う（シーケンス４６２、４６３）。

次に、図１０〜図１５に示すテーブル１２１〜１２６の中のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ１０００１を持つＷｉＭＡＸ基地局の送信電力の制御を行うものとして、その例を具体的に説明する。

図１０に示す閾値テーブル１２１の中の該当ＷｉＭＡＸ基地局の送信電力通常値は４０．０ｄＢｍ、送信電力下限閾値は３７．０ｄＢｍ、局毎の接続可能呼数の最大値である呼数上限閾値は２０、局毎の制御化すべき呼数の閾値である制御呼数比率閾値は０．１である。また、図１１に示す基地局情報テーブル１２２の中のＷＩＭＡＸ基地局ＩＤ１０００１のＬＴＥ隣接局としてＬＴＥ隣接局１ＩＤはａ、ＬＴＥ隣接局２ＩＤはｂであり、２つのＬＴＥ隣接局が存在する。ＬＴＥ隣接局１運用状況、ＬＴＥ隣接局２運用状況のフラグに「１」が設定されているため、両ＬＴＥ隣接局は運用状態にある。なお、フラグ「０」で設定がない場合、そのＬＴＥ隣接局は運用停止状態となっていることを意味する。

図６を参照すると、そのシーケンス４２４〜４２６に示すように、呼接続情報収集・比率化機能１３１は、図１２に示す接続呼数データテーブル１２３の中の該当ＷｉＭＡＸ基地局ＩＤの最新の時間帯０：０５〜０：１０のデータである接続呼数「１」を取得し、この値を、図１０に示す閾値テーブル１２１の呼数上限閾値「２０」で割ることにより比率０．０５を算出し、この比率０．０５の値を図１３に示す比率データテーブル１２４の該当時間箇所に格納する。

また、図７を参照すると、閾値判定・局特定機能１３２は、そのシーケンス４３１〜４３３に示すように、図１３に示す比率データテーブル１２４の該当ＷｉＭＡＸ基地局ＩＤの最新の時間帯０：０５〜０：１０の比率０．０５が、図１０に示す閾値テーブル１２１の該当ＷｉＭＡＸ基地局の制御個数比率閾値０．１値未満であることを判別して、該当局の送信電力を下げるため、図１４に示す対象局テーブル１２５の中の該当局の該当時間箇所に制御フラグ「１」を設定する。

次に、図８を参照すると、隣接局状況判定機能１３３は、そのシーケンス４４１〜４４３に示すように、図１１に示す基地局情報テーブル１２２のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎のＬＴＥ隣接局１運用状況、ＬＴＥ隣接局２運用状況、ＬＴＥ隣接局３運用状況のデータを参照し、図１４に示す対象局テーブル１２５の中のＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ毎の最新の時間帯５分間の制御対象フラグを参照して、該当ＷｉＭＡＸ基地局の該当時間箇所のフラグが「１」であることを確認して、図１５に示す隣接状況判定結果テーブル１２６の中の該当ＷｉＭＡＸ基地局の該当時間箇所の隣接局の運用有無判定フラグに「１」を設定する。

次に、図９を参照すると、電力制御機能１３４は、そのシーケンス４５２、４５３に示すように、図１５に示す隣接状況判定結果テーブル１２６の中の該当ＷｉＭＡＸ基地局の該当時間箇所にフラグ「１」が設定されていることを確認して、図１０に示す閾値テーブル１２１の送信電力下限閾値３７．０ｄＢｍをＷｉＭＡＸ基地局ＩＤ１０００１のＷｉＭＡＸ基地局内の送信電力パラメータに設定することにより該当ＷｉＭＡＸ基地局の送信電力の制御を行う。

前述した本発明の実施形態によれば、制御対象となる無線基地局であるＷｉＭＡＸ基地局の一定時間間隔毎の呼接続量、すなわち、ユーザによる無線基地局の使用率に応じて、その無線基地局に必要な送信電力の制御を行うことができるので、移動通信システム全体としての省電力化を図ることができる。また、本発明の実施形態によれば、ＷｉＭＡＸ基地局自体の運用を停止することなく送信電力の強弱を制御することができるため、電波の不感エリアを発生させることなく、当該ＷｉＭＡＸ基地局の省電力化を図ることができる。さらに、本発明の実施形態によれば、該当ＷｉＭＡＸ基地局エリアで、接続要求を行う端末が急増したような場合にも、それらの接続要求に対応することが可能となる。

前述した本発明の実施形態は、ＷｉＭＡＸ基地局の送信電力の制御をリアルタイム（５分間隔）に行うことによりＷｉＭＡＸ基地局の消費電力の制御を行うものとして説明したが、本発明は、前述した本発明の実施形態での処理で各テーブルに蓄積したデータに基づいた予測を行ってＷｉＭＡＸ基地局の送信電力の制御を行うことも可能である。また、前述した本発明の実施形態は、制御に使用する送信電力値が送信電力下限閾値と送信電力通常値（上限値）の２つの値であるとして説明したが、本発明は、制御に使用する送信電力値を３つ以上設定して、呼接続量に適した送信電力値で制御するようにすることも可能である。

また、前述した本発明の実施形態は、複数のＬＴＥ基地局と、それらの複数のＬＴＥ基地局による複数のマクロセルに周囲を囲まれていて、かつ、マクロセルの境界から外れた場所に設置された複数のＷｉＭＡＸ基地局とにより構成された移動通信システムにおけるＷｉＭＡＸ基地局に対して、その接続呼数に応じて送信電力の強弱を制御するものとして説明したが、本発明は、ＬＴＥ基地局、ＷｉＭＡＸ基地局が他の通信方式の無線基地局である場合にも適用することができる。すなわち、本発明は、任意の通信方式を持つ複数の無線基地局と、それらの複数の無線基地局による複数のカバーエリアに周囲を囲まれていて、かつ、それらのカバーエリアの境界から外れた場所に設置されている他の通信方式の無線基地局とにより構成された移動通信システムにおける他の通信方式を持つ無線基地局に対する送信電力の制御にも適用することができる。

１ ＷｉＭＡＸセンタ設備
１１−１〜１１−ｎ ＷｉＭＡＸ基地局
１２ データベース
１２１ 閾値テーブル
１２２ 基地局情報テーブル
１２３ 接続呼数データテーブル
１２４ 比率データテーブル
１２５ 対象局テーブル
１２６ 隣接状況判定結果テーブル
１３ 判定制御機能
１３１ 呼接続情報収集・比率化機能
１３２ 閾値判定・局特定機能
１３３ 隣接局状況判定機能
１３４ 電力制御機能
２ ＬＴＥセンタ設備
２１−１〜２１−ｎ ＬＴＥ基地局
２２ 基地局運用状況収集機能
１４ 入力装置

Claims (4)

1. 第１、第２の通信方式を持つ複数の無線基地局を１つのエリア内に分散配置して加入者端末に対するサービスを行う移動通信システムにおいて、
   第１の通信方式を持つ複数の無線基地局と、それらの複数の無線基地局による複数のカバーエリアに周囲を囲まれていて、かつ、それらのカバーエリアの境界から外れた場所に設置されている第２の通信方式を持つ無線基地局と、前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局を管理する第１のセンタ設備と、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局を管理する第２のセンタ設備とを備え、
   前記第１のセンタ設備は、前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの運用状況の情報として運用の有無の情報を収集し前記第２のセンタ設備に送信して、前記第２のセンタ設備内に備えられたデータベースに格納させる基地局運用状況収集手段を有し、
   前記第２のセンタ設備は、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの接続呼数データを収集し、収集した接続呼数と前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局毎に予め定められた呼数上限閾値との比率を算出する呼接続情報収集・比率化手段と、前記算出した比率と前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局毎に予め定められた接続呼数と呼数上限閾値との比率である制御呼数比率閾値とを比較して、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの送信電力を下げるか上げるかを決定する閾値判定・局特定手段と、前記データベースに格納された前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの運用の有無の情報により、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれに隣接する前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの運用の有無の情報を判定する隣接局状況判定手段と、前記決定された前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの送信電力を下げるか上げるかの情報及び前記隣接する前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの運用の有無の情報を参照して、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの送信電力を予め定めた下限値または上限値となるように制御する電力制御手段とを有することを特徴とする移動通信システム。
2. 前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局がＬＴＥ無線基地局であり、前記第２の通信方式を持つ無線基地局がＷｉＭＡＸ基地局であることを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
3. 前記送信電力の予め定めた下限値は、電波の不感エリアを生じさせることのない最小の送信電力値であることを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
4. 第１、第２の通信方式を持つ複数の無線基地局を１つのエリア内に分散配置して加入者端末に対するサービスを行う移動通信システムにおける無線基地局の省電力化制御方法において、
   前記移動通信システムは、第１の通信方式を持つ複数の無線基地局と、それらの複数の無線基地局による複数のカバーエリアに周囲を囲まれていて、かつ、それらのカバーエリアの境界から外れた場所に設置されている第２の通信方式を持つ無線基地局と、前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局を管理する第１のセンタ設備と、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局を管理する第２のセンタ設備とを備え、
   前記第１のセンタ設備は、前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの運用状況の情報として運用の有無の情報を収集し前記第２のセンタ設備に送信して、前記第２のセンタ設備内に備えられたデータベースに格納させ、
   前記第２のセンタ設備は、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの接続呼数データを収集し、収集した接続呼数と前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局毎に予め定められた呼数上限閾値との比率を算出し、前記算出した比率と前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局毎に予め定められた接続呼数と呼数上限閾値との比率である制御呼数比率閾値とを比較して、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの送信電力を下げるか上げるかを決定し、前記データベースに格納された前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの運用の有無の情報により、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれに隣接する前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの運用の有無の情報を判定し、前記決定された前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの送信電力を下げるか上げるかの情報及び前記隣接する前記第１の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの運用の有無の情報を参照して、前記第２の通信方式を持つ複数の無線基地局それぞれの送信電力を予め定めた下限値または上限値となるように制御することを特徴とする無線基地局の省電力化制御方法。

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