JP5541286B2

JP5541286B2 - 無線通信システム、基地局、無線通信方法およびプログラム

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Publication number: JP5541286B2
Application number: JP2011528634A
Authority: JP
Inventors: 基樹森田; 孝二郎濱辺
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Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2014-07-09
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Description

本発明は、無線通信システム、基地局、無線通信方法およびプログラムに関する。

近年、携帯電話の普及に伴い、屋外だけでなく屋内からも携帯電話による音声通信やデータ通信の需要が増大している。このような需要の増大に対して、利用者宅内や小規模オフィス内などの屋内に設置可能な超小型の基地局の開発が進められている。そのような基地局がカバーする範囲は、屋外に設置される基地局（以下マクロ基地局と呼ぶ）のカバー範囲に比べて極めて小さいことから、フェムトセルと呼ばれる。以下では、この超小型の基地局をフェムトセル基地局と呼ぶ。フェムトセル基地局の運用形態として、予め登録された移動局のみがフェムトセル基地局に接続して通信を行なうことが検討されている。

図５は、フェムトセル基地局１０１を含む無線通信システム１０００の構成図である。１０１はフェムトセル基地局であり、フェムトセル１０６を形成する。フェムトセル基地局１０１はフェムトゲートウェイ（ＧＷ）１０４を介してネットワーク１０５に接続する。１０２と１０３は移動局である。移動局がフェムトセル１０６の中にあるとき、フェムトセル基地局１０１に登録されている登録移動局１０２はフェムトセル基地局１０１を介してネットワーク１０５と接続できる。フェムトセル基地局１０１に登録されていない非登録移動局１０３は、フェムトセル基地局１０１を介してネットワーク１０５には接続できない。

上記の無線通信システム１０００は、そのカバーするフェムトセル１０６に向けてパイロット信号を送信する。登録移動局１０２は、そのパイロット信号を受信することにより、同期確立及びチャネル推定等を行なって、フェムトセル基地局１０１との間でデータの送受信を行なう。そのため、登録移動局１０２においてパイロット信号を良好な品質で受信できるようにすることで、良好な通信品質を提供できる。

また、上記の無線通信システム１０００に適用可能な技術として、以下のような技術が提案されている。

特許文献１（特開２００８−１７３２５号公報）の無線通信システムにおいて、無線基地局に帰属している無線端末装置（移動局）は、当該無線基地局との通信に干渉する無線装置を検出したとき、当該無線装置に対して制御信号を送信する。これにより、無線基地局が認識できない干渉源の無線装置であっても制御することができ、電波干渉を回避することができる。

特許文献２（特開２００６−１３５６７３号公報）の無線通信システム（移動通信システム）が備える基地局は、周辺基地局における総送信電力や上り干渉量に基づいてパイロットチャンネルの送信電力を制御する。これにより、基地局間で強調しつつパイロットチャンネルの送信電力を自律的に設定し、セル形成ができる。

非特許文献１では、移動局から起動のための特定の信号を受信するとフェムトセル基地局が起動するシステムが提案されている。フェムトセル基地局は、携帯電話の無線通信規格ではＷ−ＣＤＭＡ（ＷｉｄｅｂａｎｄＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）、Ｅ−ＵＴＲＡ（ＥｖｏｌｖｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）等のシステムで、無線ＭＡＮ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＭｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）の無線通信規格ではＩＥＥＥ８０２．１６ｍ等のシステムの中で使用することが検討されている。

フェムトセル基地局がＷ−ＣＤＭＡで使用される場合は、非特許文献２に記載されているように、上り回線と下り回線における送信電力制御された個別チャネルを用いたデータ送信や、下り回線における共用チャネルを用いたデータ送信が行われる。

フェムトセル基地局がＥ−ＵＴＲＡで使用される場合は、非特許文献３に記載されているように、無線周波数の帯域が複数のリソースブロック（ＰＲＢ；ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅｓｏｕｒｃｅＢｌｏｃｋ）に分割され、基地局に備えられたスケジューラがＰＲＢの割当を行ない、割り当てられたＰＲＢを用いたデータ送信が行われる。

フェムトセル基地局がＩＥＥＥ８０２．１６ｍで使用される場合は、非特許文献４に記載されているように、通信規格にＯＦＤＭＡ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）を採用し無線周波数の帯域をサブキャリアに分割して、基地局に備えられたスケジューラがサブキャリアの割当を行ない、割り当てられたサブキャリアを用いたデータ送信が行われる。

特開２００８−１７３２５号公報特開２００６−１３５６７３号公報

"ＤｙｎａｍｉｃＳｅｔｕｐｏｆＨＮＢｓｆｏｒＥｎｅｒｇｙＳａｖｉｎｇｓａｎｄＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＲｅｄｕｃｔｉｏｎ"，３ＧＰＰＴＳＧＲＡＮＷＧ３Ｍｅｅｔｉｎｇ＃５９ｂｉｓ，Ｒ３−０８０６５８ "３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ；ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎＧｒｏｕｐＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ；Ｐｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ（ＦＤＤ）（Ｒｅｌｅａｓｅ７）"，３ＧＰＰＴＳ２５．２１４Ｖ７．３．０（２００６−１２），ｐｐ．１４−３１ "３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ；ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎＧｒｏｕｐＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ；ＥｖｏｌｖｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）ａｎｄＥｖｏｌｖｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）；Ｏｖｅｒａｌｌｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ；Ｓｔａｇｅ２（Ｒｅｌｅａｓｅ８）"，３ＧＰＰＴＳ３６．３００Ｖ８．１．０（２００７−０６），ｐｐ．１６−３０ "ＩＥＥＥ８０２．１６ｍＳｙｓｔｅｍＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎＤｏｃｕｍｅｎｔ"，ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ−０８／００３ｒ９ａ，ｐｐ．６４−８８

しかしながら上記技術を図５の無線通信システム１０００に適用した場合、以下の点で改善の余地を有していた。すなわち、フェムトセル基地局１０１と登録移動局１０２とが通信している際に、フェムトセル１０６に非登録移動局１０３が近づいたとき、登録移動局１０２と非登録移動局１０３との間で干渉が発生し、互いの通信品質が低下する。このとき、当該干渉を避けるように非登録移動局１０３の通信を制御すると、非登録移動局１０３の通信品質が維持できない恐れがある。また、フェムトセル基地局１０１のパイロット信号の送信電力を下げる（または停止する）と登録移動局１０２の通信品質が維持できない恐れがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、登録された移動局と通信接続可能な基地局と当該移動局との通信において、非登録の移動局からの干渉を回避し、かつ当該非登録の移動局の通信品質も維持する無線通信システム、基地局、無線通信方法およびプログラムを提供することにある。

本発明によれば、複数の移動局と、前記複数の移動局と通信接続可能な第１基地局と、前記複数の移動局のうち、予め登録された登録移動局と通信接続可能な第２基地局と、を備え、前記第２基地局は、前記登録移動局を記憶する登録移動局記憶手段と、前記複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を特定する移動局情報を取得する移動局情報取得手段と、前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続手段と、前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得手段と、前記通信品質取得手段によって取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記通信接続手段が前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続を、前記第１基地局にハンドオーバさせるハンドオーバ実行手段と、前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記通信接続手段が前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力制御手段と、を含むことを特徴とする無線通信システムが提供される。

また、本発明によれば、複数の移動局のうち、通信接続可能な登録移動局を記憶する登録移動局記憶手段と、前記複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を特定する移動局情報を取得する移動局情報取得手段と、前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続手段と、前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得手段と、前記通信品質取得手段によって取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記通信接続手段が前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続を、自機とは異なる他の基地局にハンドオーバさせるハンドオーバ実行手段と、前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記通信接続手段が前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力制御手段と、を備えることを特徴とする基地局が提供される。

さらに、本発明によれば、複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を識別する移動局情報を取得する移動局情報取得ステップと、前記移動局情報取得ステップで取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が予め登録された登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続ステップと、前記移動局情報取得ステップで取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する第１通信品質取得ステップと、前記第１通信品質取得ステップで取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続をハンドオーバさせるハンドオーバ実行ステップと、前記移動局情報取得ステップで取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力抑制ステップと、を備えることを特徴とする無線通信方法が提供される。

さらに、本発明によれば、コンピュータにデータ処理を実行させるプログラムであって、前記データ処理が、複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を識別する移動局情報を取得する移動局情報取得処理と、前記移動局情報取得処理で取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が予め登録された登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続処理と、前記移動局情報取得処理で取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得処理と、前記第１通信品質取得処理で取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続をハンドオーバさせるハンドオーバ実行処理と、前記移動局情報取得処理で取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力抑制処理と、を含むことを特徴とするプログラムが提供される。

本発明によれば、登録された移動局と通信接続可能な基地局と当該移動局との通信において、非登録の移動局からの干渉を回避し、かつ当該非登録の移動局の通信品質も維持する無線通信システム、基地局、無線通信方法およびプログラムが提供される。

上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。

本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成図である。移動局の通信接続をフェムトセル基地局からマクロ基地局にハンドオーバさせるときのシーケンス図である。アクティブ状態のフェムトセル基地局に適用される無線通信方法を示すフローチャートを示す図である。スリープ状態のフェムトセル基地局に適用される無線通信方法を示すフローチャートを示す図である。フェムトセル基地局を含む無線通信システムの構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システム１００の構成図である。無線通信システム１００は、移動局３０と、移動局４０と、移動局３０と移動局４０と通信接続可能なマクロ基地局１０と、移動局３０と移動局４０のうち、予め登録された登録移動局と通信接続可能なフェムトセル基地局２０と、ネットワーク５０と、を備える。本実施形態においては、移動局３０は登録移動局であって、移動局４０は非登録移動局であるものとする。すなわち、移動局３０はマクロ基地局１０またはフェムトセル基地局２０を介してネットワーク５０と通信することができ、移動局４０はマクロ基地局１０のみを介してネットワーク５０と通信することができる。図１に示す時点で、移動局３０は、上り回線信号をフェムトセル基地局２０に送信しているものとする。移動局４０は非登録移動局なので、フェムトセル基地局２０に向けては意図的に上り回線信号を送信しないが、フェムトセル基地局２０は、移動局４０からマクロ基地局１０に向けて送信された上り回線信号を、干渉として受信する。

本実施形態において、ネットワーク５０はインターネット、ＬＡＮ、公衆電話網またはこれらの組み合わせである。また、移動局３０または移動局４０は、ネットワーク５０と通信接続が可能な装置、例えばモバイル通信機器、携帯電話機またはＰＨＳ等である。

なお、図１においてマクロ基地局１０またはフェムトセル基地局２０は、ネットワーク５０と直接接続しているように図示しているが、ゲートウェイ装置やＲＮＣ（ＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等を介在して接続してもよい。

フェムトセル基地局２０は、登録移動局記憶部２１と、移動局情報取得部２２と、通信接続部２３と、通信品質取得部２４と、ハンドオーバ実行部２５と、送信電力制御部２６と、受信電力取得部２７と、無線受信部２８と、無線送信部２９と、によって構成される。

無線受信部２８は、受信アンテナを備え、移動局３０、４０からの上り回線信号を、またはマクロ基地局１０からの下り回線信号や共通パイロット信号等を、受信アンテナを介して受信する。無線受信部２８は、Ｗ−ＣＤＭＡやＥ−ＵＴＲＡ、またはＩＥＥＥ８０２．１６ｍの各無線方式の受信部であり、その構成の詳細は省略する。

無線送信部２９は、送信アンテナを備え、登録移動局である移動局３０への下り回線信号や共通パイロット信号等を、送信アンテナを介して送信する。無線送信部２９は、Ｗ−ＣＤＭＡやＥ−ＵＴＲＡ、またはＩＥＥＥ８０２．１６ｍの各無線方式の送信部であり、その構成の詳細は省略する。

登録移動局記憶部２１は、移動局３０と移動局４０のうち、通信接続可能な登録移動局（本実施形態においては移動局３０）を記憶する。より具体的には、登録移動局記憶部２１は、それぞれの登録移動局を識別可能な識別情報を記憶する。この識別情報は、登録移動局を個体識別することができればよい。

移動局情報取得部２２は、移動局３０または移動局４０から受信した受信信号から、当該受信信号を送信した移動局を特定する移動局情報を取得する。

通信接続部２３は、移動局情報取得部２２によって取得された移動局情報によって特定される移動局が移動局３０であるとき、移動局３０は登録移動局であるので、移動局３０と通信接続し、ネットワーク５０と通信接続させる。また、通信接続部２３は、移動局情報取得部２２によって取得された移動局情報によって特定される移動局が移動局４０であるとき、移動局４０は非登録移動局であるので、移動局４０と通信接続できない。

通信品質取得部２４は、受信した上り回線信号の通信品質として、その受信電力を取得する。例えば、通信品質取得部２４は、移動局情報取得部２２によって取得された移動局情報に特定される移動局が移動局４０であるとき（登録移動局ではないとき）、移動局４０から受信した上り信号（受信信号）の受信電力（通信品質）を取得する。通信品質取得部２４は、受信した上り信号の受信電力を計測することによって受信電力を取得してもよいし、受信した上り信号に含まれる受信データから受信電力を示す情報を取得してもよい。

なお、本実施形態の通信品質は、移動局４０（非登録移動局）から受信した上り信号の受信電力とするが、これに限らなくてもよい。例えば、通信品質取得部２４が取得する通信品質は、移動局４０から受信した上り信号の電波強度等、移動局４０による干渉の大小によって変化するステータスであれば何れであってもよい。

ハンドオーバ実行部２５は、通信品質取得部２４によって取得された受信電力が閾値Ａ_１を超えるとき（通信品質が所定の条件を満たすとき）、かつ通信接続部２３が他の移動局、例えば移動局３０と通信接続しているとき、移動局３０の通信接続を、マクロ基地局１０（自機とは異なる他の基地局）にハンドオーバさせる。

図２は、移動局３０の通信接続をフェムトセル基地局２０からマクロ基地局１０にハンドオーバさせるときのシーケンス図である。ただし、図２に示す処理手順は、本発明においてハンドオーバを実現するための一例であって、これに限定されなくてもよい。

まず、通信品質取得部２４は閾値Ａ_１を超える受信電力を取得したとき、その旨をハンドオーバ実行部２５に通知する（ステップＴ１）。次に、ハンドオーバ実行部２５は、通信品質取得部２４からの通知を受け付けて、通信接続部２３に現在通信接続している移動局の移動局情報を要求する（ステップＴ２）。続いて、通信接続部２３は、ステップＴ２の要求に応じて、通信接続している移動局である移動局３０の移動局情報をハンドオーバ実行部２５に出力する（ステップＴ３）。ハンドオーバ実行部２５は、ステップＴ３で出力された移動局情報が示す移動局３０に、移動局３０が現在受信している下り回線信号のうちフェムトセル基地局２０以外の基地局（ここではマクロ基地局１０）の下り回線信号の通信品質を要求する（ステップＴ４）。移動局３０は、ステップＴ４の要求に応じて、受信している下り回線信号の通信品質を出力する（ステップＴ５）。ハンドオーバ実行部２５は、ステップＴ５で出力された通信品質から、移動局３０の通信接続をハンドオーバ可能な基地局を判定する（ステップＴ６）。ハンドオーバ可能な基地局の判定は、例えば、フェムトセル基地局２０以外の基地局の下り回線信号の受信電力のうち、最大の受信電力で受信される基地局を、ハンドオーバ可能な基地局となるように判定しても良い。仮に、ステップＴ６でマクロ基地局１０にハンドオーバ可能と判定されたとすると、ハンドオーバ実行部２５は、マクロ基地局１０にハンドオーバを要求し（ステップＴ７）、マクロ基地局１０からその確認を受け付ける（ステップＴ８）。また、ハンドオーバ実行部２５は、移動局３０にハンドオーバを実行するように要求し（ステップＴ９）、移動局３０からその確認を受け付ける（ステップＴ１０）。移動局３０は、フェムトセル基地局２０からマクロ基地局１０へのハンドオーバを実行し（ステップＴ１１）、ハンドオーバが完了するとその旨をフェムトセル基地局２０（ハンドオーバ実行部２５）およびマクロ基地局１０に通知する（ステップＴ１２、Ｔ１３）。

なお、ステップＴ４で要求する通信品質は、無線規格で使用されるもの（ＳＩＲ：ＳｉｇｎａｌｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＲａｔｉｏ、ＳＩＮＲ：ＳｉｇｎａｌｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｎｄＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ、ＣＩＲ：ＣａｒｒｉｅｒｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＲａｔｉｏ、Ｅｂ／Ｎｏ：ＥｎｅｒｇｙｐｅｒｂｉｔｏｖｅｒＮｏｉｓｅ等）を用いればよい。

送信電力制御部２６は、無線送信部２９から移動局に送信される送信信号の電力の大きさを設定する。ここで、移動局に送信される送信信号とは、共通パイロット信号や下り回線信号である。なお、本実施形態のフェムトセル基地局２０においては、無線送信部２９から送信される送信信号の電力の大きさに応じてアクティブ状態、スリープ状態の２種類の稼動状態が定められている。そして、送信電力制御部２６は、アクティブ状態に対応する電力の設定値と、スリープ状態に対応する電力の設定値を切り替えるものとする。なお、アクティブ状態に対応する電力の設定値は、スリープ状態に対応する電力の設定値より大きいものとする。また、スリープ状態に対応する電力の設定値はゼロであってもよい。

移動局情報取得部２２によって取得された移動局情報に特定される移動局が移動局４０である（登録移動局ではない）とき、かつ通信接続部２３が他の移動局と通信接続していないとき、送信電力制御部２６はスリープ状態に対応する電力の設定値を設定し、移動局に送信される送信信号の電力を抑制する。

本実施形態において、送信電力制御部２６は、通信接続部２３によって通信接続された移動局３０との通信接続が全て切断されたことを検知した後、移動局に送信される送信信号の電力を抑制する。なお、送信電力制御部２６は、通信接続部２３から出力された通知を受け付けて通信接続の切断を検知してもよいし、通信接続部２３を監視することによって通信接続の切断を検知してもよいし、ハンドオーバ実行部２５がハンドオーバ完了の通知を、通信していた移動局から受け付けたことによって通信接続の切断を検知してもよいし、これらの複数を組み合わせた方法で通信接続の切断を検知してもよい。

また、送信電力制御部２６によって送信信号の電力が抑制されている、すなわち、フェムトセル基地局２０がスリープ状態であるとき、かつ通信品質取得部２４によって取得された移動局４０（登録移動局ではない移動局）からの受信電力が閾値Ａ_２以下であるとき、送信電力制御部２６は送信信号に対する電力の抑制を解除し、アクティブ状態に対応する電力の設定値を設定する。なお、閾値Ａ_２は、閾値Ａ_１より小さいことが望ましい。

受信電力取得部２７は、マクロ基地局１０から受信した受信信号の受信電力を取得する。そして、送信電力制御部２６は、受信電力取得部２７によって取得された受信電力が大きくなるほど閾値Ａ_１を小さくし、取得された受信電力が小さくなるほど閾値Ａ_１を大きくする。また、送信電力制御部２６は、閾値Ａ_１を大きくするほど閾値Ａ_２を大きくし、閾値Ａ_１を小さくするほど閾値Ａ_２を小さくしてもよい。ここで、マクロ基地局１０から受信した受信信号とは、例えばマクロ基地局１０が送信する下り回線信号や共通パイロット信号等である。また、マクロ基地局１０からの受信電力と閾値Ａ_１との相関関係は、反比例関係でもよいし、階段状（マクロ基地局１０からの受信電力が所定値以下になると一定量閾値Ａ_１を上げ、以下この関係を続ける）にしてもよい。

フェムトセル基地局２０に内包される構成の全部または一部は、ハードウェアで実現されてもよいし、あるいは、プロセッサに処理を実行させるプログラム（またはプログラムコード）で実現されてもよい。プロセッサは、不揮発性メモリなどの記録媒体からそのプログラムを読み出し実行する。

フェムトセル基地局２０に内包される構成がプログラムによって実施される場合、当該プログラムはプロセッサ（コンピュータ）が読み出し可能な記憶媒体に格納される。そして、当該プログラムは、移動局３０と移動局４０のうち一の移動局から受信した受信信号から、一の移動局を識別する移動局情報を取得する移動局情報取得処理を、プロセッサに実行させる。また、当該プログラムは、移動局情報取得処理で取得された移動局情報に特定される一の移動局が予め登録された登録移動局であるとき、一の移動局と通信接続する通信接続処理を、プロセッサに実行させる。そして、当該プログラムは、移動局情報取得処理で取得された移動局情報に特定される一の移動局が登録移動局ではないとき、かつ一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、一の移動局から受信した受信信号、または他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得処理を、プロセッサに実行させる。そして、当該プログラムは、第１通信品質取得処理で取得された通信品質が所定の条件を満たすとき、他の移動局の通信接続をハンドオーバさせるハンドオーバ実行処理を、プロセッサに実行させる。そして、当該プログラムは、移動局情報取得処理で取得された移動局情報に特定される一の移動局が登録移動局ではないとき、かつ他の移動局と通信接続していないとき、移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力抑制処理を、プロセッサに実行させる。

図３は、アクティブ状態のフェムトセル基地局２０に適用される無線通信方法を示すフローチャートを示す図である。まず、フェムトセル基地局２０は、移動局３０と移動局４０とのいずれかから上り回線信号を受信しない間（ステップＳ１のＮＯ）、上り回線信号を受信するまで待機する。そして、フェムトセル基地局２０は、移動局３０と移動局４０のうち一の移動局から上り回線信号を受信したとき（ステップＳ１のＹＥＳ）、受信した上り回線信号から一の移動局を識別する移動局情報を取得する（ステップＳ２）。

そして、フェムトセル基地局２０は、ステップＳ２で取得された移動局情報に特定される一の移動局が移動局３０（予め登録された登録移動局）であるとき（ステップＳ３のＹＥＳ）、移動局３０と通信接続する（ステップＳ４）。

また、フェムトセル基地局２０は、ステップＳ２で取得された移動局情報に特定される一の移動局が移動局４０である（登録移動局ではない）とき（ステップＳ３のＮＯ）、かつ一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき（ステップＳ５のＹＥＳ）、移動局４０から受信した上り回線信号の受信電力（通信品質）を取得する（ステップＳ６）。そして、ステップＳ６で取得された受信電力が閾値Ａ_１を超える（通信品質が所定の条件を満たす）とき（ステップＳ７のＹＥＳ）、他の移動局の通信接続をハンドオーバさせ（ステップＳ８）、再びステップＳ５の判定に戻る。また、ステップＳ６で取得された受信電力が閾値Ａ_１を超えない（通信品質が所定の条件を満たさない）とき（ステップＳ７のＮＯ）、再びステップＳ５の判定に戻る。ステップＳ５〜ステップＳ８の処理は、フェムトセル基地局２０（通信接続部２３）が通信接続している移動局がなくなるまで繰り返される。

また、フェムトセル基地局２０は、ステップＳ２で取得された移動局情報に特定される一の移動局が移動局４０である（登録移動局ではない）とき（ステップＳ３のＮＯ）、かつ他の移動局と通信接続していないとき（ステップＳ５のＮＯ）、移動局に送信される送信信号の電力を抑制し（ステップＳ９）、フェムトセル基地局２０がスリープ状態となって、このフローチャートは終了となる。

図４は、スリープ状態のフェムトセル基地局２０に適用される無線通信方法を示すフローチャートを示す図である。フェムトセル基地局２０は、図３のステップＳ９で送信信号の電力を抑制された状態で、上り回線信号を受信しない間は（ステップＳ１１のＮＯ）待機状態を繰り返し、移動局３０と移動局４０のうち一の移動局から上り回線信号を受信したとき（ステップＳ１１のＹＥＳ）、受信した上り回線信号から一の移動局を識別する移動局情報を取得する（ステップＳ１２）。

そして、フェムトセル基地局２０は、ステップＳ１２で取得された移動局情報に特定される一の移動局が移動局４０である（登録移動局ではない）とき（ステップＳ１３のＮＯ）、移動局４０から受信した上り回線信号の受信電力を取得する（ステップＳ１４）。なお、フェムトセル基地局２０は、ステップＳ１２で取得された移動局情報に特定される一の移動局が移動局３０である（登録移動局である）とき（ステップＳ１３のＹＥＳ）、再びステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１４で取得された受信電力が閾値Ａ_２を超えるとき（ステップＳ１５のＹＥＳ）、再びステップＳ１１に戻る。また、ステップＳ１４で取得された受信電力が閾値Ａ_２以下であるとき（ステップＳ１５のＮＯ）、ステップＳ９で設定された送信信号に対する電力の抑制を解除し（ステップＳ１６）、フェムトセル基地局２０がアクティブ状態になって、このフローチャートは終了する。

なお、フェムトセル基地局２０は、図３および図４のフローチャートとは独立した処理として、マクロ基地局１０から受信した受信信号の受信電力を取得し、取得された受信電力が大きくなるほど閾値Ａ_１を小さくする。なお、フェムトセル基地局２０は、マクロ基地局１０から間欠的に受信信号を受信するものとし、その間隔は一定であってもよいし、不定であってもよい。

本実施形態の効果について説明する。本実施形態のフェムトセル基地局２０は、登録済みの移動局３０との通信中に非登録の移動局４０から受信信号を受信し、かつ受信信号の通信品質が所定の条件を満たすとき、通信中の移動局３０の通信接続をマクロ基地局１０にハンドオーバさせ、通信接続中の移動局がなくなったら、自機の送信電力を抑制する。これによって、移動局３０の通信接続に対する移動局４０の干渉を回避しつつ、移動局４０の通信接続の通信品質を維持することができる。

また、本実施形態は、フェムトセル基地局２０（通信接続部２３）による通信接続が全て切断されたことを検知した後に、送信信号の電力を抑制するので、フェムトセル基地局２０と移動局が通信している最中に、フェムトセル基地局２０がスリープ状態になることを防ぐことができる。

さらに、本実施形態は、フェムトセル基地局２０がスリープ状態となっているときであっても、非登録の移動局から受信した上り回線信号の受信電力を取得し、取得された受信電力に応じてフェムトセル基地局２０のスリープ状態を解除することができる。これにより、干渉の影響が小さくなったときに、速やかにフェムトセル基地局２０をアクティブ状態にすることができる。

さらに、本実施形態は、マクロ基地局１０から受信した下り回路信号の受信電力が大きくなるほど閾値Ａ_１の値を小さくするので、マクロ基地局１０とフェムトセル基地局２０とが近距離に存在する場合、フェムトセル基地局２０からマクロ基地局１０へのハンドオーバが起こりやすくなる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

本発明の適用先の無線通信方式は特に限定されるものではない。例えば、上り回線と下り回線で同一の無線周波数を時間的に分けて使用するＴＤＤ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）方式を採用する無線通信システム（例えばＩＥＥＥ８０２．１６ｍ）にも本発明は適用可能である。また、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式、Ｅ−ＵＴＲＡ方式またはＷｉＭＡＸの無線通信システムにも本発明は適用可能である。

上記実施形態において、フェムトセル基地局２０に隣接するマクロ基地局１０は一つとしたが、複数であってもよい。また、上記実施形態において、登録移動局と非登録移動局とは、それぞれ移動局３０と移動局４０と一つずつであったが、それぞれ複数であってもよい。

上記実施形態のフェムトセル基地局２０の処理の一部、例えばハンドオーバ実行部２５や、送信電力制御部２６の処理については、フェムトセル基地局２０の上位に配置された装置、例えばＲＮＣ（ＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）によって実行されてもよい。

上記実施形態では、移動局が「登録移動局」であるか否かによって、フェムトセル基地局２０への通信接続を許可する旨を説明した。しかしながら、フェムトセル基地局２０は、移動局が「登録移動局」ではなくても通信接続を許可してもよい。例えば、予め定められた上限台数の範囲で非登録移動局の通信接続を許可してもよい。その場合、通信接続が許可された非登録移動局は登録移動局と同様に扱うか、非登録移動局の通信内容を登録移動局と比較して制限する等の通信規制を行った上で通信接続させてもよい。通信内容の制限の一例としては、非登録移動局の通信速度を登録移動局に比べて低速に抑制することである。

上記実施形態では、送信電力制御部２６によって設定される送信電力の設定値について、アクティブ状態とスリープ状態とに対応する２種類の設定値を用いたが、３以上の多段階に設定可能であってもかまわない。

上記実施形態では、フェムトセル基地局に本発明を適用する場合について説明した。しかしながら、本発明はフェムトセル基地局に限らず、フェムトセル基地局より広範囲をカバーするピコ基地局、マイクロ基地局であっても適用可能である。また、自律的に無線アドホックネットワークを形成する複数の無線局の各々に適用することも可能である。

上記実施形態では、通信品質取得部２４が取得する通信品質は、登録移動局ではない移動局４０から受信した上り回線信号の受信電力を用いたが、これに限らなくてもよい。例えば、通信品質取得部２４は、通信中の移動局３０（他の移動局）から受信した受信信号に対する干渉波の影響が大きいほど大きい値を示す干渉波値を通信品質として取得し、ハンドオーバ実行部２５は、通信品質取得部２４によって取得された干渉波値が閾値Ａ_３を超えるとき、移動局３０の通信接続を、マクロ基地局１０にハンドオーバさせてもよい。なお、閾値Ａ_３は、閾値Ａ_１または閾値Ａ_２のいずれかと等しい値であってもよいし、双方と異なる値であってもよい。

上記干渉波値として、無線規格で使用されるもの（ＳＩＲ：ＳｉｇｎａｌｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＲａｔｉｏ、ＳＩＮＲ：ＳｉｇｎａｌｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｎｄＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ、ＣＩＲ：ＣａｒｒｉｅｒｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＲａｔｉｏ、Ｅｂ／Ｎｏ：ＥｎｅｒｇｙｐｅｒｂｉｔｏｖｅｒＮｏｉｓｅ等）を用いればよい。

上記実施形態では、マクロ基地局１０から受信した受信信号の受信電力を取得し、これに基づいて閾値Ａ_１を変更することを説明した。マクロ基地局１０から受信した受信信号の受信電力に代えて、マクロ基地局１０とフェムトセル基地局２０との間の距離を示す距離情報を用いても同様の効果が得られる。すなわち、フェムトセル基地局２０は、マクロ基地局１０とフェムトセル基地局２０との間の距離を示す距離情報を取得し、取得された距離情報が示す距離が短いほど閾値Ａ_１を小さくしてもよい。

また、上記実施形態の説明には、複数のフローチャートを用いており、それぞれに複数のステップを順番に記載してあるが、その記載の順番は、本発明の無線通信方法のステップを実行する順番を限定するものではない。このため、本発明の無線通信方法を実行するときには、その複数のステップの順番は内容的に支障しない範囲で変更することができる。

なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各構成要素の機能などを具体的に説明したが、その機能などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。

この出願は、２００９年８月２５日に出願された日本出願特願２００９−１９４２１３を基礎とする優先権を主張し、その開示の総てをここに取り込む。

Claims

複数の移動局と、
前記複数の移動局と通信接続可能な第１基地局と、
前記複数の移動局のうち、予め登録された登録移動局と通信接続可能な第２基地局と、を備え、
前記第２基地局は、
前記登録移動局を記憶する登録移動局記憶手段と、
前記複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を特定する移動局情報を取得する移動局情報取得手段と、
前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続手段と、
前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得手段と、
前記通信品質取得手段によって取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記通信接続手段が前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続を、前記第１基地局にハンドオーバさせるハンドオーバ実行手段と、
前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記通信接続手段が前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力制御手段と、
を含むことを特徴とする無線通信システム。
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記送信電力制御手段は、前記通信接続手段による前記他の移動局との通信接続が全て切断されたことを検知した後、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制することを特徴とする無線通信システム。
請求項１または２に記載の無線通信システムであって、
前記通信品質取得手段は、前記一の移動局から受信した受信信号の受信電力を前記通信品質として取得し、
前記ハンドオーバ実行手段は、前記通信品質取得手段によって取得された前記受信電力が第１の閾値を超えるとき、前記他の移動局の通信接続を、前記第１基地局にハンドオーバさせることを特徴とする無線通信システム。
請求項３に記載の無線通信システムであって、
前記通信品質取得手段は、前記送信電力制御手段によって前記送信信号の電力が抑制されているとき、前記登録移動局ではない前記移動局から受信した受信信号の受信電力を取得し、
前記送信電力制御手段は、前記通信品質取得手段によって取得された前記受信電力が第２の閾値以下であるとき、前記送信信号に対する電力の抑制を解除することを特徴とする無線通信システム。
請求項４に記載の無線通信システムであって、
前記第２の閾値は、前記第１の閾値より小さいことを特徴とする無線通信システム。
請求項３乃至５のいずれかに記載の無線通信システムであって、
前記第２基地局は、
前記第１基地局から受信した受信信号の受信電力を取得する受信電力取得手段を含み、
前記送信電力制御手段は、前記受信電力取得手段によって取得された前記受信電力が大きくなるほど前記第１の閾値を小さくすることを特徴とする無線通信システム。
請求項３乃至５のいずれかに記載の無線通信システムであって、
前記第２基地局は、
前記第１基地局と前記第２基地局との間の距離を示す距離情報を取得する距離情報取得手段を含み、
前記送信電力制御手段は、前記距離情報取得手段によって取得された前記距離情報が示す距離が短いほど前記第１の閾値を小さくすることを特徴とする無線通信システム。
請求項１乃至７のいずれかに記載の無線通信システムであって、
前記通信品質取得手段は、前記他の移動局から受信した受信信号に対する干渉波の影響が大きいほど大きい値を示す干渉波値を前記通信品質として取得し、
前記ハンドオーバ実行手段は、前記通信品質取得手段によって取得された前記干渉波値が第３の閾値を超えるとき、前記他の移動局の通信接続を、前記第１基地局にハンドオーバさせることを特徴とする無線通信システム。
複数の移動局のうち、通信接続可能な登録移動局を記憶する登録移動局記憶手段と、
前記複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を特定する移動局情報を取得する移動局情報取得手段と、
前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続手段と、
前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得手段と、
前記通信品質取得手段によって取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記通信接続手段が前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続を、自機とは異なる他の基地局にハンドオーバさせるハンドオーバ実行手段と、
前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記通信接続手段が前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力制御手段と、
を備えることを特徴とする基地局。
複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を識別する移動局情報を取得する移動局情報取得ステップと、
前記移動局情報取得ステップで取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が予め登録された登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続ステップと、
前記移動局情報取得ステップで取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する第１通信品質取得ステップと、
前記第１通信品質取得ステップで取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続をハンドオーバさせるハンドオーバ実行ステップと、
前記移動局情報取得ステップで取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力抑制ステップと、
を備えることを特徴とする無線通信方法。
請求項１０に記載の無線通信方法であって、
前記送信電力抑制ステップでは、前記他の移動局との通信接続が全て切断されたことを検知した後、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制することを特徴とする無線通信方法。
請求項１０または１１に記載の無線通信方法であって、
前記第１通信品質取得ステップでは、前記一の移動局から受信した受信信号の受信電力を前記通信品質として取得し、
前記ハンドオーバ実行ステップでは、前記通信品質取得ステップで取得された前記受信電力が第１の閾値を超えるとき、前記他の移動局の通信接続を、前記第１基地局にハンドオーバさせることを特徴とする無線通信方法。
請求項１２に記載の無線通信方法であって、
前記送信電力抑制ステップで前記送信信号の電力を抑制されたとき、前記登録移動局ではない前記移動局から受信した受信信号の受信電力を取得する第２通信品質取得ステップと、
前記第２通信品質取得ステップで取得された前記受信電力が第２の閾値以下であるとき、前記送信電力抑制ステップで設定された前記送信信号に対する電力の抑制を解除する送信電力抑制解除ステップと、
を備えることを特徴とする無線通信方法。
請求項１３に記載の無線通信方法であって、
前記第２の閾値は、前記第１の閾値より小さいことを特徴とする無線通信方法。
請求項１２乃至１４のいずれかに記載の無線通信方法であって、
前記第１基地局から受信した受信信号の受信電力を取得する受信電力取得ステップを含み、
前記送信電力抑制ステップでは、前記受信電力取得ステップで取得された前記受信電力が大きくなるほど前記第１の閾値を小さくすることを特徴とする無線通信方法。
請求項１２乃至１４のいずれかに記載の無線通信方法であって、
前記第１基地局と前記第２基地局との間の距離を示す距離情報を取得する距離情報取得ステップを含み、
前記送信電力抑制ステップでは、前記距離情報取得ステップで取得された前記距離情報が示す距離が短いほど前記第１の閾値を小さくすることを特徴とする無線通信方法。
請求項１１乃至１６のいずれかに記載の無線通信方法であって、
前記第１通信品質取得ステップでは、前記他の移動局から受信した受信信号に対する干渉波の影響が大きいほど大きい値を示す干渉波値を前記通信品質として取得し、
前記ハンドオーバ実行ステップでは、前記通信品質取得ステップで取得された前記干渉波値が第３の閾値を超えるとき、前記他の移動局の通信接続をハンドオーバさせることを特徴とする無線通信方法。
コンピュータにデータ処理を実行させるプログラムであって、
前記データ処理が、
複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を識別する移動局情報を取得する移動局情報取得処理と、
前記移動局情報取得処理で取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が予め登録された登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続処理と、
前記移動局情報取得処理で取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得処理と、
前記第１通信品質取得処理で取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続をハンドオーバさせるハンドオーバ実行処理と、
前記移動局情報取得処理で取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力抑制処理と、
を含むことを特徴とするプログラム。