JP5609974B2 - 通信装置、制御装置、通信装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の無線基地局を含む移動通信システムにおいて、システム全体の省電力化のために無線基地局の稼動状態または送信パラメータを調整する技術に関する。

従来、移動通信システムでは、予めサービスを提供する通信事業者が無線基地局ごとに目標となるセルカバレッジを決定し、そのセルカバレッジが得られるように無線基地局に対して送信パラメータが設定されている。送信パラメータは例えば、無線基地局の各セルに対する無線送信電力、アンテナの高さ、アンテナパターン（又はビームフォーミング）、及びチルト角等である。このとき、システムを運用中、例えば時間帯などに応じてトラフィック量は大きく変動する。そのため、所定のエリアにおいてすべての無線基地局を常時稼動させること、又はすべての無線基地局に対して、そのセルカバレッジを広く確保するような値に送信パラメータを常時設定しておくことは、効率的でない場合がありうる。

上記観点に関連して、システムの通信トラフィック状態によって無線基地局のゾーン構成を変更することにより電力消費を低減させ、ゾーン構成の変更によって通信不可能領域の発生を防ぐことを意図した移動通信システムが知られている（特許文献１）。この移動通信システムでは、無線制御局が、無線基地局群から通知される通信トラフィックを集中監視する手段と、無線基地局群内の各子無線基地局から通知される主無線基地局の電界強度を集中監視する手段と、無線基地局群内の無線基地局に対して無線出力可変制御信号を送信する手段と、主無線基地局と複数の子無線基地局の配置構成を管理するデータベースと、を備える。

特開平１０−１４５８４２号公報

上述した従来の移動通信システムによれば、複数の無線基地局が含まれる所定のサービスエリア内の通信トラフィックが閾値を下回る場合にゾーン構成の変更、すなわち、特定の無線基地局の無線送信機能を停止し、別の無線基地局の無線送信出力を上げるという制御が行われる。しかしながら、かかる制御では、無線基地局が形成するセル間において移動局のハンドオーバが実行されるときに、その移動局がハンドオーバ前の通信を維持できない局面が多くなる可能性が高いという問題が懸念される。かかる問題について、以下、図１および図２を参照して説明する。

図１は、所定のサービスエリアに複数の無線基地局eNB１０〜１６が固定して配置されている移動通信システムを示している。各無線基地局は、セルを形成する通信装置である。図１において、(a)ではサービスエリア内のすべての無線基地局が通常稼動状態となっている。一方、(b)では無線基地局eNB１１〜１３が通常稼動状態のままであるが、無線基地局eNB１０，１４，１６が省電力状態となっている。(b)ではさらに、無線基地局eNB１５は、送信電力を通常稼動状態よりも上げた状態となっており、それによって、無線基地局eNB１５が形成するセルは無線基地局eNB１０，１４，１６が通常稼動状態において形成していたセルをカバーするようになっている。このとき、図１(b)において、移動局UEに対して、無線基地局eNB１２が形成するセルから無線基地局eNB１５が形成するセルへハンドオーバが実行された場合を想定する。

図１(b)に示したセル構成において、無線基地局eNB１５がカバーすべきセル領域が拡大されているが、無線基地局の信号処理能力または無線基地局が収容可能な移動局の数が状態変化の前後で変わらないため、新たにハンドオーバされた移動局UEを収容できない場合が生じうる。かかる場合、所定のサービスエリア内でのハンドオーバであれば、そのサービスエリア内の通信トラフィックの総量に変化がないため、上述した従来の移動通信システムではセル構成（すなわち、ゾーン構成）の変更する制御が行われない。すなわち、セル構成を図１(b)の構成から図１(a)の構成へ変更する制御が行われず、移動局UEのハンドオーバに応じた信号処理能力の向上が図られない。

また仮に、移動局UEのハンドオーバの検出に基づいてセル構成を図１(b)の構成から図１(a)の構成へ変更する制御が行われたとしても、セル構成の変更には一定の時間が掛かるため、ハンドオーバ直後に移動局UEがハンドオーバ前の通信状態を維持できない可能性がある。すなわち、移動局UEのハンドオーバ後に通信が停止させられるか、又は通信速度が低下させられる可能性がある。この問題点についてさらに、図２を参照して説明する。
上述した移動局UEのハンドオーバに関連する問題点を時間軸に沿って示したものが図２である。図２では、 (a)に無線基地局eNB１０の状態を時間軸に沿って示し、(b)に移動局UEの通信速度を時間軸に沿って示している。図２において、あるハンドオーバ(HO)のタイミング（時刻t0）が経過し、無線基地局eNB１５に移動局UEがハンドオーバされると、無線基地局eNB１５の信号処理能力の観点からその移動局UEを無線基地局eNB１５が収容できず、セル構成を図１(b)の状態から図１(a)の状態へ変更することが決定される。しかしながら、セル構成の変更が行われる時刻t1まで時間が掛かるため、時刻t0から時刻t1の間に移動局UEの通信速度が低下させられるか(S1→S0)、又は通信が停止させられる。上述したようにハンドオーバされる移動局UEの通信速度の低下、又は通信の停止は、今後の移動通信システム、例えばLTE(Long Term Evolution)，UMB(Ultra Mobile Broadband), WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等のシステムにおいて高ビットレートの呼を処理することから、今後高頻度で生ずる可能性が高いといえる。

よって、発明の１つの側面では、セルを形成する通信装置を複数含む移動通信システムにおいて、各通信装置の稼動状態または送信パラメータを調整するときに、通信装置のセル間における移動局の通信の継続性を確保することができるようにした、通信装置、制御装置、送信パラメータの調整方法を提供することを目的とする。

第１の観点では、セルを形成して移動局と無線通信を行うとともに、他の通信装置と通信リンクによって接続されている通信装置、が提供される。
この通信装置は、
自装置のセル内で第１時刻において生じているトラフィック量である第１トラフィック量を取得する第１情報取得部；
自装置と隣接する第２通信装置との通信によって、当該第２通信装置の各々のセル内で上記第１時刻において生じているトラフィック量である第２トラフィック量を取得する第２情報取得部；
上記第１トラフィック量及び上記第２トラフィック量に基づいて、上記第１時刻よりも将来における自装置のセル内のトラフィック量の予測値を算出する算出部；
上記予測値に基づいて自装置の送信パラメータを調整する調整部；
を備える。

第２の観点では、セルを形成して移動局と無線通信を行う複数の通信装置の各々と通信リンクによって接続され、上記各通信装置を制御する制御装置、が提供される。
第１通信装置のセル内で第１時刻において生じているトラフィック量である第１トラフィック量を取得する第１情報取得部；
上記第１通信装置と隣接する第２通信装置の各々のセル内で前記第１時刻において生じているトラフィック量である第２トラフィック量を取得する第２情報取得部；
上記第１トラフィック量及び上記第２トラフィック量に基づいて、上記第１時刻よりも将来における上記第１通信装置のセル内のトラフィック量の予測値を算出する算出部；
上記予測値に基づいて、上記第１通信装置に対して指示すべき送信パラメータを制御する制御部；
を備える。

第３の観点では、複数の通信装置を含む移動通信システムにおいて、通信装置の送信パラメータを調整する、送信パラメータの調整方法が提供される。

開示の通信装置、制御装置、送信パラメータの調整方法によれば、セルを形成する通信装置を複数含む移動通信システムにおいて、各通信装置の稼動状態または送信パラメータを調整するときに、通信装置のセル間における移動局の通信の継続性を確保することができる。

従来の移動通信システムの課題を説明するための図。 従来の移動通信システムの課題を説明するための図。 第１の実施形態の移動通信システムの構成例を示す図。 第１の実施形態の基地局の状態と当該基地局へハンドオーバされる移動局の通信速度を時間軸に沿って示す図。 第１の実施形態の基地局の構成の要部を示すブロック図。 第１の実施形態の基地局と、その基地局の隣接基地局とで実行される処理を示すフローチャート。 第２の実施形態の移動通信システムの構成例を示す図。 第３の実施形態の移動通信システムの構成例を示す図。 第３の実施形態においてEMSの概略構成を示すブロック図。 第３の実施形態において、各基地局とEMSの間で実行される処理を示すフローチャート。 セル構成の変更の前後における送信パラメータの好ましい変更方法を示す図。

以下の実施形態の説明において、無線基地局、移動局は適宜、それぞれeNB、UEと略記する。

（１）第１の実施形態
以下、第１の実施形態について説明する。

（１−１）移動通信システム
本実施形態の移動通信システムは、複数の無線基地局（以下、単に「基地局」と略記する。）を含むサービスエリア内で複数のセル構成を採りうるように設計されている。例えば、本実施形態の移動通信システムは、図１(a)に示したように、複数の無線基地局の通常稼動状態（「第１状態」という。）の送信パラメータによって形成される通常セル構成（第１セル構成）を採る。また、本実施形態の移動通信システムは、図１(b)に例示したように、複数の基地局の中の特定の基地局が省力化状態（「第２状態」という。）に遷移するとともに、その特定の基地局以外の他の基地局が特定の基地局のセルの領域の減少をカバーするために送信パラメータが調整された状態（「第３状態」という。）に遷移する省電力セル構成（第２セル構成）を採る。
基地局は、第２状態において、稼動が停止させられるか、又はセルの領域が通常稼動状態よりも狭くなるように送信パラメータが調整された状態となっている。また、第２セル構成（省電力セル構成）を採る場合には、第３状態にある基地局では、セルの領域が通常稼動状態よりも広くなるように送信パラメータが調整されている。

図１(b)では、第３状態にある基地局eNB１５のセルの領域が第１状態よりも広くなるように送信パラメータが制御されている例を示した。ここで、制御対象の送信パラメータは、無線送信電力、アンテナの高さ、アンテナパターン（又はビームフォーミング）、及びチルト角等である。サービスエリア内の各基地局は、所定のインタフェース（例えばLTEではX2インタフェース）で接続されており、セル構成の変更は基地局間で連携して行われる。例えば、図１(b)に示した例では、基地局eNB１０と基地局eNB１５の間の通信によって、基地局eNB１５は、基地局eNB１０が通常稼動状態から省電力状態へ遷移することが通知され、この通知を受けて、基地局eNB１５の送信パラメータが調整される。サービスエリア内で省電力状態となった基地局をどの基地局がカバーするかについては、予め決めておけばよい。
なお、各基地局では、セル構成の変更に伴い、自局に隣接している基地局（又はセルID）のリストを含む情報である隣接セルリストが更新されうる。

以下の説明において、基地局の状態とは、上述した第１、第２または第３状態のいずれかの状態を意味する。

（１−２）基地局の状態を選択するための指標値
次に、サービスエリア内の各基地局において自局の状態（第１、第２または第３状態のいずれか）を選択するための指標値について説明する。ここで、サービスエリア内のある基地局Ｘと、基地局Ｘに隣接している複数の基地局adj_1, adj_2, …, adj_Nとについて着目する。このとき、基地局Ｘの指標値は、以下の式(1)のとおり算出される。

指標値＝Traffic_X ＋ Σ(Traffic_adj_n) …(1)

但し、上記式(1)において、Traffic_Xは、基地局Ｘのセル内で発生している現在（例えば、第１時刻）のトラフィック量、すなわち基地局Ｘで現在生じているトラフィック量（第１トラフィック量）を意味する。上記式(1)において、Traffic_adj_n (n=1, 2, …, N)はそれぞれ、基地局Ｘに隣接している複数の基地局adj_1, adj_2, …, adj_Nのセル内で発生している現在のトラフィック量、すなわち各基地局で現在生じているトラフィック量（第２トラフィック量）を意味する。Σ(Traffic_adj_n)のΣは、n=1, 2, …, Nにおける総和である。

基地局Ｘに隣接している基地局（以下、「隣接基地局」という。）で発生しているトラフィック量は、各基地局で計測された後に基地局Ｘへ所定のインタフェース（例えばLTEではX2インタフェース）によって通知される。また、各基地局でのトラフィック量の測定方法は問わないが、例えば、各基地局で処理されているリソースブロック、パケット数（PDUの数）の単位時間当たりの量、或いは所定時間のサンプルを平均化した量を測定する方法、又はスループットを測定する方法などを採ることができる。

上記指標値の算出に当たり、自局のトラフィック量に対して自局の隣接基地局のトラフィック量を加算する理由について、図３を参照して説明する。図３は、指標値の算出の対象となる基地局eNB１０（上記基地局Ｘに相当）と、基地局eNB１０の複数の隣接基地局eNB１１〜１６とを含むサービスエリア内の移動通信システムを示している。図３に概念的に示すように、基地局eNB１１〜１６に現在接続している移動局UEは将来、基地局eNB１０へハンドオーバされる可能性がある。そこで、本実施形態では、ある基地局の指標値の算出に当たって、その基地局のトラフィック量のみならず、その基地局の隣接基地局のトラフィック量がすべて考慮される。つまり、基地局eNB１０において算出される指標値は、隣接基地局からハンドオーバされうる移動局UEによるトラフィック量増加分を最大限見積もった形で、基地局eNB１０の将来のトラフィック量の予測値となっている。

なお、図３に示した一例では、基地局eNB１０を指標値の算出の対象となる基地局としたが、他の基地局についても同様にして指標値が算出される。例えば、図３において、基地局eNB１６の指標値の算出に当たっては、基地局eNB１６の隣接基地局eNB１０，１１，１５のトラフィック量が考慮される。

サービスエリア内の各基地局は、算出した指標値を所定の閾値と比較して自局の状態（第１、第２または第３状態のいずれか）を選択する。すなわち、指標値が所定の閾値を超えている場合には第１状態（通常稼動状態）が選択され、指標値が所定の閾値よりも小さい場合には第２状態（省電力状態）が選択される。このとき、指標値が、隣接基地局からハンドオーバされうる移動局UEによるトラフィック量増加分を最大限見積もった形で算出されているため、移動局UEのハンドオーバが実際に生じてから自局の状態の遷移を行う、ということがない。この点についてさらに、図４を参照して説明する。

図４の(a)では、指標値の算出の対象となる基地局の一例として基地局eNB１０（図３参照）の状態を時間軸に沿って示し、(b)では基地局eNB１０へハンドオーバされる移動局UEの通信速度を時間軸に沿って示している。図４において、移動局UEの基地局eNB１０へのハンドオーバ(HO)が実際に行われるタイミング（時刻t0）に達する前に、その移動局UEの通信によるトラフィック量は、基地局eNB１０の隣接基地局のトラフィック量として算出され、基地局eNB１０へ通知される。そのため、基地局eNB１０で算出される指標値は、例えば時刻t0より前の時刻tpにおいて、自局で生じているトラフィック量よりも大きな値として算出される。ここで、基地局eNB１０では、仮に時刻tpまで第２状態であるとすれば、時刻tpにおいて第２状態から第１状態への遷移が行われるため、基地局eNB１０の処理能力上問題なくハンドオーバされる移動局UEを収容できる。その結果、その移動局UEのハンドオーバの前後で移動局UEの通信およびその通信速度が維持される。

（１−３）基地局の構成
次に、基地局の構成について、図５を参照して説明する。図５は、基地局（eNB）の構成の要部を示すブロック図である。

図５を参照すると、本実施形態の基地局は、送受信共用のアンテナ１０、受信部１２、復調復号部１３、伝送路インタフェース１４、呼処理部１５、符号化変調部１６、送信部１７、制御部１８、送信パラメータ調整部１９および記憶部２０を備える。

受信部１２は、帯域制限フィルタ、ローノイズアンプ（LNA: Low Noise Amplifier）、ローカル周波数発信器、直交復調器、AGC(Automatic Gain Control)アンプ、A/D(Analog to Digital)変換器などを含む。受信部１２は、アンテナ１０において移動局から受信したRF信号をデジタルベースバンド信号に変換する。受信部１２ではさらに、受信信号をデータ信号、制御信号、及びパイロット信号等の参照信号に分離する処理を行う。
復調復号部１３は、データ信号及び制御信号に対して復調及び復号処理を行う。このとき、受信部１２で分離された参照信号から得られるチャネル推定値に基づいて、データ信号及び制御信号についてのチャネル補償が行われる。

伝送路インタフェース１４は、隣接基地局、コアネットワーク装置、さらには必要に応じてEMS(Element Management System；エレメント管理システム)および／又はOPS(OPeration System；オペレーションシステム)（以下、EMS/OPSと表記する。）との間のインタフェース回路を備える。

呼処理部１５は、無線の送信信号および受信信号の物理層よりも上位層のインタフェース処理（例えば、MAC(Media Access Control), RLC (Radio Link Control), PDCP (Packet Data Convergence Protocol), RRC (Radio Resource Control)の処理）、接続している移動局ごとの無線リソースに対するスケジューリングなどを行う。

符号化変調部１６は、移動局ごとのデータ信号、制御信号、及びパイロット信号等の参照信号に対して符号化及び変調処理を行うとともに、データ信号、制御信号、及び参照信号を多重化する。送信部１７は、D/A(Digital to Analog)変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備え、多重化された送信信号を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナ１０から空間へ放射する。

制御部１８は、マイクロコントローラを主体として構成され、基地局内部の各種の制御、所要の信号処理を行う。記憶部２０は、制御部１８で行われる制御に要するデータを記憶している。記憶部２０は、データの読み出し、書き込みのために制御部１８によってアクセスされうる。

制御部１８は、呼処理部１５と協働して自局のトラフィック量を算出する。トラフィック量の算出は、例えば、呼処理部１５で処理されているリソースブロック、パケット数（PDUの数）の単位時間当たりの量、或いは所定時間のサンプルを平均化した量を測定する方法、又はスループットを測定する方法などによって行われる。なお、制御部１８で算出されたトラフィック量は、伝送路インタフェース１４を介して所定のインタフェース（例えばLTEではX2インタフェース）によって他の基地局へ通知される。
制御部１８は、自ら算出した自局のトラフィック量と、伝送路インタフェース１４を介して通知される他の隣接基地局のトラフィック量とに基づいて、上記(1)式に示した指標値を算出する。制御部１８はさらに、算出した指標値を所定の閾値と比較することによって、自局の状態（第１、第２または第３状態のいずれか）を選択し、その状態選択に応じた制御信号を送信パラメータ調整部１９へ送出する。
なお、上述した説明の例では、制御部１８は第１情報取得部および算出部として機能し、伝送路インタフェース１４は第２情報取得部として機能する。

送信パラメータ調整部１９は、制御部１８から送出された制御信号に基づき、制御部１８で選択された状態となるように、送信パラメータを調整する。調整対象の送信パラメータが無線送信電力である場合には、送信部１７内のパワーアンプの増幅度が調整される。
調整対象の送信パラメータがアンテナのチルト角である場合には、チルト角調整機構（図示せず）によってチルト角が所望の値に調整される。チルト角調整機構は公知の機構を利用することができ、ここでは詳細に説明しない。アンテナを支持する部材をモータによって駆動することによって、実際に傾斜させるアンテナのチルト角を制御する機械的機構としては、例えば特開2005-051409号公報に開示されているものがある。また、鉛直方向に複数のアンテナユニットを設け、各アンテナユニットに対する給電の位相を制御することで、実際にアンテナを傾斜させることなく、実質的にアンテナのチルト角方向の指向性を調整する電気的機構としては、例えば特許4040042号公報に開示されているものがある。
調整対象の送信パラメータがアンテナパターン（又はビームフォーミング）である場合には、例えばアンテナ１０が複数のアンテナ素子から構成される。このとき、アンテナ１０から送出される電磁波が所望の方向の指向特性を得られるように、各アンテナ素子に割り当てられた信号に乗算される複素定数（重み付け）が送信パラメータ調整部１９により設定される。

（１−４）送信パラメータの制御方法
次に、図６を参照して、基地局Ｘと、基地局Ｘの隣接基地局adj_1とで実行される送信パラメータの制御方法の一例について説明する。図６は、基地局Ｘと、基地局Ｘの隣接基地局adj_1とで実行される処理を示すフローチャートである。

図６において先ず、基地局Ｘおよび隣接基地局adj_1の双方において、制御部１８により自局のトラフィック量が測定される（ステップＳ１０、Ｓ１２）。そして、隣接基地局adj_1は、測定したトラフィック量を伝送路インタフェース１４を介して基地局Ｘへ通知する（ステップＳ１４）。基地局Ｘで測定されたトラフィック量も同様に隣接基地局adj_1へ通知されるが、図６のフローチャートでは省略している。また、基地局Ｘに対するトラフィック量の測定結果の通知は、隣接基地局adj_1のみならず、基地局Ｘに隣接するすべての基地局から行われる。

基地局Ｘでは、制御部１８が、ステップＳ１０で自ら算出した自局のトラフィック量と、伝送路インタフェース１４を介して通知される他の隣接基地局のトラフィック量とに基づいて、上記(1)式に示した指標値を算出する（ステップＳ１６）。基地局Ｘの制御部１８はさらに、ステップＳ１６で算出した指標値を所定の閾値と比較することによって、自局の状態（第１、第２または第３状態のいずれか）を選択し、現在の状態から遷移させるべきか否か判断する（ステップＳ１８）。現在の状態から別の状態へ遷移させるべきと判断した場合には（ステップＳ１８のYES）、基地局Ｘの新しい状態を含む状態遷移通知を伝送路インタフェース１４を介して隣接基地局へ送出するとともに（ステップＳ２０）、状態の遷移に伴う処理の実行を行う（ステップＳ２２）。例えば、第１状態（通常稼動状態）から第２状態（省力化状態）へ遷移する場合には、基地局Ｘでは、電源遮断による稼動停止処理、又はセルの領域が第１状態よりも狭くなるように、制御部１８および送信パラメータ調整部１９によって送信パラメータを調整する処理が行われる。ステップＳ１８で現在の状態から別の状態へ遷移させるべきでないと判断した場合には何もしない。

ここで、隣接基地局adj_1が、基地局Ｘに隣接する複数の隣接基地局のうち、第２状態（省力化状態）にある基地局Ｘのセルの領域の減少をカバーする基地局として予め定められている場合を想定する。そして、ステップＳ２０で受けた状態遷移通知が、基地局Ｘの第１状態から第２状態への遷移を示すものである場合には、隣接基地局adj_1はステップＳ２４の処理を行う。すなわち、ステップＳ２４において、隣接基地局adj_1では、基地局Ｘのセルの領域の減少をカバーすべく、セルの領域が第１状態よりも広くなるように、制御部１８および送信パラメータ調整部１９によって送信パラメータを調整する処理が行われる。これにより、第１セル構成から第２セル構成へ変更がなされる。

以上説明したように、本実施形態の移動通信システムによれば、サービスエリア内の各基地局において、自局のトラフィック量のみならず自局のすべての隣接基地局のトラフィック量を考慮して、自局の状態を選択するための指標値が算出される。この指標値は、隣接基地局からハンドオーバされうる移動局によるトラフィック量増加分を最大限見積もった将来の予測値として算出されている。そのため、移動局のハンドオーバが実際に生じてから自局の状態の遷移を行うということがなく、移動局のハンドオーバの前後で移動局の通信およびその通信速度を維持することができる。

（２）第２の実施形態
以下、第２の実施形態について説明する。
本実施形態の移動通信システムでは、各基地局において自局の状態を選択するための指標値の算出方法が上記(1)式と異なる。基地局の構成は、第１の実施形態の構成（図５参照）と同一のものを採ることができる。
本実施形態では、サービスエリア内の各基地局では、指標値を算出するに当たって、隣接基地局との間のハンドオーバによるトラフィック量の流入および流出、さらには自局内の呼の発生および消失が考慮される。例えば、図３と同一のシステムを示す図である図７を参照して説明する。図７に概念的に示すように、基地局eNB１０は、指標値を算出するに当たって、隣接基地局eNB１１〜１６との間のハンドオーバによるトラフィック量の流入および流出、さらには自局内の呼の発生および消失が考慮される。このとき、基地局eNB１０は、各隣接基地局との間のハンドオーバ、さらには自局内の発呼および着呼を考慮した将来のトラフィック量の予測値を、統計値に基づいて精度良く算出する。

以下、サービスエリア内の任意の基地局Ｘにおける指標値の本実施形態の算出方法について、さらに具体的に説明する。
先ず、サービスエリア内のある基地局Ｘと、基地局Ｘに隣接している複数の基地局adj_1, adj_2, …, adj_Nとについて着目する。このとき、本実施形態において、基地局Ｘの指標値は、以下の式(2)のとおり算出される。

指標値＝Traffic_X
＋ Σ(Traffic_adj_n * H_in_n)
− Σ(Traffic_X * H_out_n)
＋ MOCq_X * MOC_X
− MTq_X * MT_X …(2)

上記式(2)において、Traffic_Xは、基地局Ｘのセル内で発生している現在のトラフィック量、すなわち基地局Ｘで現在生じているトラフィック量（第１トラフィック量）を意味する。上記式(1)において、Traffic_adj_n (n=1, 2, …, N)はそれぞれ、基地局Ｘに隣接している複数の基地局adj_1, adj_2, …, adj_Nのセル内で発生している現在のトラフィック量、すなわち各基地局で現在生じているトラフィック量（第２トラフィック量）を意味する。なお、式(2)の各項で、Σはn=1, 2, …, Nにおける総和である。

上記式(2)において、H_in_n(n=1, 2, …, N)は、基地局Ｘに隣接している複数の基地局adj_1, adj_2, …, adj_Nの各々から基地局Ｘに移動局のハンドオーバによって流入するトラフィック量の割合、いわばハンドオーバによる流入率の統計値である。よって、式(2)の第２項(Σ(Traffic_adj_n
* H_in_n))は、隣接基地局から基地局Ｘに流入するトラフィック量の総和の予測値を意味する。なお、上記流入率は例えば、比較的長期間のサンプルを平均化して算出し、移動平均値をとること等により逐次更新していくことが好ましい。

上記式(2)において、H_out_n(n=1, 2, …, N)は、基地局Ｘに隣接している複数の基地局adj_1, adj_2, …, adj_Nの各々に対して基地局Ｘから移動局のハンドオーバによって流出するトラフィック量の割合、いわばハンドオーバによる流出率の統計値である。よって、式(2)の第３項(Σ(Traffic_X * H_out_n))は、隣接基地局に対して基地局Ｘから流出するトラフィック量の総和の予測値を意味する。なお、上記流出率は例えば、比較的長期間のサンプルを平均化して算出し、移動平均値をとること等により逐次更新していくことが好ましい。

上記式(2)において、MOCq_Xは、基地局Ｘ内で発生する発呼および着呼によって発生するトラフィック量の平均値（統計値）である。MOC_Xは、基地局Ｘ内で発生する発呼および着呼の率（統計値）である。MOCq_Xは例えば、基地局Ｘ内で発生する発呼および着呼によって生ずる、１日のトラフィック量の平均値（統計値）である。MOC_Xは例えば、基地局Ｘ内のすべての移動局のうち発呼または着呼を生じさせる移動局の時間ごとの割合である。この場合、式(2)の第４項(MOCq_X * MOC_X)は、１日のうちの所望の時刻において基地局Ｘ内で発生する発呼および着呼によって生ずるトラフィック量の予測値を意味する。MOCq_XおよびMOC_Xは曜日又は時間ごとに大きく異なる統計値となることが想定されるため、曜日および時間ごとに逐次サンプルを取得して基地局Ｘ内でMOCq_XおよびMOC_Xを更新していくことが好ましい。MOCq_XおよびMOC_Xの更新は例えば、曜日および時間ごとのサンプルについて移動平均値をとることによって行われる。

上記式(2)において、MTq_Xは、基地局Ｘ内で終了する呼によって消失するトラフィック量の平均値（統計値）である。MT_Xは、基地局Ｘ内で終了する呼の率（統計値）である。MTq_Xは例えば、基地局Ｘ内で終了する呼によって消失する、１日のトラフィック量の平均値（統計値）である。MT_Xは例えば、基地局Ｘ内のすべての移動局のうち呼を終了させる移動局の時間ごとの割合である。この場合、式(2)の第５項(MTq_X * MT_X)は、１日のうちの所望の時刻において基地局Ｘ内で終了する呼によって消失するトラフィック量の予測値を意味する。MTq_XまたはMT_Xは曜日又は時間ごとに大きく異なる統計値となることが想定されるため、曜日および時間ごとに逐次サンプルを取得して基地局Ｘ内でMTq_XおよびMT_Xを更新していくことが好ましい。MTq_XおよびMT_Xの更新は例えば、曜日および時間ごとのサンプルについて移動平均値をとることによって行われる。

式(2)の算出に当たって使用される各統計値は、基地局Ｘの記憶部２０（図５参照）に記憶されることになる。

第１の実施形態と本実施形態の指標値の算出方法を比較すると、以下のとおりである。
先ず、第１の実施形態における指標値は、現在の基地局Ｘと隣接基地局のトラフィック量の総和から算出した基地局Ｘの将来のトラフィック量の予測値であり、基地局Ｘの将来のトラフィック量としては多く見積もり過ぎている状況が考えられる。かかる状況下では、ハンドオーバされる移動局の通信の劣化を確実に回避するという観点では好ましいが、必要以上に第１セル構成（通常セル構成）を採る傾向が高くなり、省電力性能がある程度犠牲にされうる。これに対し、本実施形態の指標値の算出方法は、上述したように、基地局Ｘのハンドオーバによるトラフィック量の流入および流出、さらには自局内の呼の発生および消失が考慮され、第１の実施形態のものと比較して、より高精度で将来のトラフィック量を予測することが可能となる。例えば、上記式(2)に基づいて現在よりも所定時間経過した後の基地局Ｘにおけるトラフィック量が高精度で予測され、この予測値に基づいて現在における基地局Ｘの状態を選択することができる。これにより、本実施形態の指標値の算出方法によれば、第１セル構成（通常セル構成）と第２セル構成（省電力セル構成）を、第１の実施形態よりも適切に選択することができる。すなわち、本実施形態では、移動局の通信継続性と省電力性能を高いレベルで両立することができる。

上述したように、本実施形態では、サービスエリア内の各基地局が上記式(2)に基づいて現在よりも所定時間経過した後の自局のトラフィック量を予測することが好ましいが、ここでの所定時間は任意に設定することができる。例えば、この所定時間は、第１セル構成（通常セル構成）と第２セル構成（省電力セル構成）の間の遷移時間を確保できる程度に長く設定されるようにしてもよい。

なお、本実施形態において、上記式(2)で使用される統計値が各基地局で逐次更新されていく点について述べた。しかしながら、第２セル構成（省電力セル構成）の下では、第２状態（省電力状態）となった基地局は、自局が第１状態（通常稼動状態）のときにカバーすべきセルの領域（以下、「領域A1」とする。）における統計値を、サンプルとして自ら取得することができない。そこで、第２セル構成の下では、第３状態となった基地局（以下、「基地局Y1」とする。）は、第２状態となった基地局（以下、「基地局Y2」とする。）のために、基地局Y2が第１状態のときにカバーすべきセルの領域における統計値を、サンプルとして取得しておく。そして、基地局Y1は、基地局Y2の電源が復帰した後の適切なタイミング、例えば第２セル構成から第１セル構成に遷移したタイミングで、第２セル構成の下で取得しておいたサンプルを基地局Y2へ提供することが好ましい。これにより、基地局Y2は、セル構成如何に関わらず、継続して統計値を適切に更新し続けることが可能となる。
なお、上記処理を行うに当たり、基地局Y1は、基地局Y2が第１状態のときにカバーすべきセルの領域（上記領域A1）における統計値をサンプルとして取得するため、領域A1の地理的情報を予め保持しておく。また、基地局Y1は、第２セル構成の下で接続している各移動局の位置情報（例えばGPS(Global
Positioning System)情報）を取得し、その移動局に関するトラフィック量を算出するときに、上記領域A1に含まれるか否かを逐次確認する。これにより、基地局Y1は、上記領域A1におけるサンプルをその他の領域におけるサンプルを区別できるようになる。

上記式(2)において、第２項以降の各項について必ずしもすべての項を含まなくてもよい。例えば、ハンドオーバのみを考慮して第２、第３項のみから指標値を算出してもよいし、大きな値を見積もるために第１項に加算される第２、４項のみを考慮して指標値を算出してもよい。

（３）第３の実施形態
以下、第３の実施形態について説明する。

（３−１）移動通信システム
本実施形態の移動通信システムでは、サービスエリア内のすべての基地局の指標値を管理する制御装置として、EMS又はOPSを備える点で、上記各実施形態と相違する。以下に示す例では、制御装置としてのEMSが、各基地局の指標値に基づいて各基地局の状態の選択、セル構成の決定を一元的に行う。
図８に、本実施形態の移動通信システムの概要例を示す。サービスエリア内の各基地局eNB１０〜１６は、外部のEMS１００と通信リンク（有線、無線を問わない。）と接続されており、この通信リンクによって本実施形態の制御が行われる。なお、EMS１００で指標値を算出するに当たった適用される算出方法は、上記各実施形態で示したものを適用することができる。本実施形態の各基地局の構成は概ね図５に示したものと同一でよいが、本実施形態の基地局では、制御部１８が指標値の算出、および状態の選択処理を行わなくてもよい。

図９は、本実施形態のEMSの概略構成を示すブロック図である。
図９に示すように、本実施形態のEMSは、サービスエリア内の基地局eNB１０〜１６と上記通信リンクによる通信を行うための伝送路インタフェース２１、制御部２２および記憶部２３を備える。

制御部２２は、マイクロコントローラを主体として構成され、EMS内部の各種の制御、所要の信号処理を行う。記憶部２３は、制御部２２で行われる制御に要するデータを記憶している。記憶部２３は、データの読み出し、書き込みのために制御部２２によってアクセスされうる。

制御部２２は、伝送路インタフェース２１を介して各基地局のトラフィック量を取得する。
制御部２２は、例えば、基地局ごとに、基地局のトラフィック量と、その基地局の隣接基地局のトラフィック量とに基づいて、上記(1)式に示した指標値を算出する。制御部２２はさらに、算出した指標値を所定の閾値と比較することによって、各基地局の状態（第１、第２または第３状態のいずれか）を決定する。すなわち、セル構成が決定される。制御部２２は、決定した各基地局の状態を伝送路インタフェース２１を介して各基地局へ通知する。
制御部２２が上記(2)式に示した指標値を算出する場合には、各基地局から各種の統計値を算出するためのサンプルが伝送路インタフェース２１を介して各基地局から提供される。各種の統計値は記憶部２３で一元的に保持され、制御部２２によって逐次更新される。

（３−２）送信パラメータの制御方法
次に、図１０を参照して、サービスエリア内の各基地局とEMSの間で実行される送信パラメータの制御方法の一例について説明する。図１０は、各基地局と、EMSとで実行される処理を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、上記(1)式に従って指標値を算出する場合について示してあるが、他の指標値の算出方法（例えば式(2)の算出方法）についても適用できることは明らかである。

図１０において先ず、各基地局において制御部１８により自局のトラフィック量が測定され（ステップＳ３０）、その測定結果が伝送路インタフェースによってEMSへ通知される（ステップＳ３２）。
EMSでは、制御部２２が基地局ごとに、ステップＳ３２で通知される各基地局のトラフィック量に基づいて、上記(1)式に示した指標値を算出する（ステップＳ３４）。EMSでは、制御部２２がさらに、ステップＳ３４で算出した指標値を所定の閾値と比較することによって、基地局ごとに状態（第１、第２または第３状態のいずれか）を決定する。すなわち、セル構成が決定される。（ステップＳ３６）。決定された基地局ごとの状態は各基地局へ通知される（ステップＳ３８）。各基地局は、ステップＳ３８で通知される状態となるように所要の処理を実行する（ステップＳ４０）。この所要の処理には、電源遮断による稼動停止処理、又は送信パラメータの調整処理が含まれる。

以上説明したように、本実施形態の移動通信システムによれば、サービスエリア内のセル構成の変更がEMSによって一元的に行われるようにした。これにより第１および第２の実施形態と同様の作用効果を奏することは明らかである。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の通信装置、制御装置、送信パラメータの調整方法は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

（変形例）
セル構成の変更では、基地局の処理の負荷が急増しないような方法で送信パラメータを円滑に変更することが好ましい。かかる観点から、セル構成の変更の前後における送信パラメータの好ましい変更方法について、図１１を参照して説明する。
図１１では、横軸を時間、縦軸を送信パラメータとしての基地局eNB１０および基地局eNB１５の無線送信電力、を示している。ここで、時刻t0では第１セル構成（通常セル構成）にあり、基地局eNB１０，１５共に第１状態（通常稼動状態）である。時刻t3〜t4では第２セル構成（省電力セル構成）であり、基地局eNB１０は第２状態（省力化状態）であり、基地局eNB１５は第３状態（送信電力を上げた状態）である。時刻t7では再び第１セル構成（通常セル構成）にあり、基地局eNB１０，１５共に第１状態（通常稼動状態）である。すなわち、時刻t0〜t7では、トラフィックの減少および増加に伴ってセル構成が第１セル構成→第２セル構成→第１セル構成と推移していく状態を示している。図１１では一例として、第１状態の送信電力を50%、第２状態の送信電力を0%、第３状態の送信電力を100%、としている。

このとき、状態変更の過渡期間、すなわち、図１１の時刻t0〜t3および時刻t4〜t7において、基地局eNB１０と基地局eNB１５の間で連携して、通信帯域を分割した領域ごと（図１１では一例として、帯域F1, F2, F3）に、徐々に送信電力を変化させる。このとき、過渡期間の間、すべての帯域で同程度の変化率で送信電力を変化させてもよく、また、図１１に示すように帯域ごとに時間差をもって変化させてもよい。図１１では一例として、時刻t1で基地局eNB１５は帯域F1の送信電力を50%→100%と変化させ、基地局eNB１０は帯域F1の送信電力を50%→0%と変化させる。また、図１１では一例として、時刻t0〜t3において基地局eNB１５は帯域F2, F3の送信電力を50%→100%と徐々に変化させ、基地局eNB１０は帯域F2, F3の送信電力を50%→0%と徐々に変化させる。帯域ごとに基地局で収容可能な移動局の数はほぼ決まっているので、基地局eNB１０と基地局eNB１５の間で連携して帯域ごとに送信電力を変化させることで、上記過渡期間における移動局のハンドオーバを基地局eNB１０と基地局eNB１５の間で円滑に行うことができる。そのため、各基地局における基地局の処理の負荷が、セル構成の変更の前後で急増しないようになる。

上述した記述では、基地局によってセルが形成され、セルの領域を制御する基地局の送信パラメータを調整対象であるものとして説明した。しかしながら、単一のセルを形成する複数のセクタ単位で基地局が送信パラメータを調整対象に構成されている場合には、基地局がセクタごとの通信装置によって構成されていると見なすことができる。この場合、基地局を構成する通信装置ごとに、送信パラメータが調整される。すなわち、基地局を構成する通信装置ごとに状態（第１、第２または第３状態のいずれかの状態）が選択または決定される。

eNB…基地局（通信装置）
１０…アンテナ
１２…受信部
１３…復調復号部
１４…伝送路インタフェース
１５…呼処理部
１６…符号化変調部
１７…送信部
１８…制御部
１９…送信パラメータ調整部
２０…記憶部
EMS…エレメント管理システム（制御装置）
２１…伝送路インタフェース
２２…制御部
２３…記憶部

Claims (10)

1. セルを形成して移動局と無線通信を行うとともに、他の通信装置と通信リンクによって接続されている通信装置であって、
   自装置である第１通信装置のセル内で第１時刻において生じているトラフィック量である第１トラフィック量を取得する第１情報取得部と、
   前記第１通信装置と隣接する第２通信装置との通信によって、当該第２通信装置の各々のセル内で前記第１時刻において生じているトラフィック量である第２トラフィック量を取得する第２情報取得部と、
   前記第１トラフィック量及び前記第２トラフィック量に基づいて、前記第１時刻よりも将来における前記第１通信装置のセル内のトラフィック量の予測値を算出する算出部と、
   前記予測値に基づいて、通常稼働状態である第１状態、省電力稼働状態である第２状態、送信パラメータが調整された状態である第３状態の間で前記第１通信装置の状態を遷移させるか否かを判定し、前記第１通信装置の状態を遷移させると判定した場合には、前記第１通信装置の新しい状態を含む状態遷移通知を前記第２通信装置へ送信して前記第１通信装置の状態を前記第１通信装置の新しい状態へ遷移させ、他の通信装置から前記他の通信装置の新しい状態を含む状態遷移通知を受信すると、受信した状態遷移通知に合わせて自装置の状態を遷移させる制御部と、
   を備えた、通信装置。
2. 第１統計値として、日時ごとの自装置と第２通信装置の各々のセル間の移動局のハンドオーバの発生率、を記憶する第１記憶部、
   を備え、
   前記算出部はさらに、前記第１統計値を参照し、前記第１時刻よりも所定時間経過した後の前記ハンドオーバの発生率に基づいて前記予測値を算出する、
   請求項１に記載された、通信装置。
3. 第２統計値として、日時ごとに前記第１通信装置のセル内で発生するトラフィック量、および前記第１通信装置のセル内で終了するトラフィック量、を記憶する第２記憶部、
   を備え、
   前記算出部はさらに、前記第２統計値を参照し、前記第１時刻よりも所定時間経過した後に前記第１通信装置のセル内で発生する第３トラフィック量、および前記第１通信装置のセル内で終了する第４トラフィック量に基づいて前記予測値を算出する、
   請求項１又は２に記載された、通信装置。
4. 日時ごとのサンプルを取得して、前記第１統計値及び／又は前記第２統計値を逐次更新する、
   請求項２又は３に記載された、通信装置。
5. セルを形成して移動局と無線通信を行う複数の通信装置の各々と通信リンクによって接続され、前記各通信装置を制御する制御装置であって、
   第１通信装置のセル内で第１時刻において生じているトラフィック量である第１トラフィック量を取得する第１情報取得部と、
   前記第１通信装置と隣接する第２通信装置の各々のセル内で前記第１時刻において生じているトラフィック量である第２トラフィック量を取得する第２情報取得部と、
   前記第１トラフィック量及び前記第２トラフィック量に基づいて、前記第１時刻よりも将来における前記第１通信装置のセル内のトラフィック量の予測値を算出する算出部と、
   前記予測値に基づいて、通常稼働状態である第１状態、省電力稼働状態である第２状態、送信パラメータが調整された状態である第３状態の間で前記第１通信装置及び前記第２通信装置の状態を遷移させるか否かを判定し、前記第１通信装置の状態及び前記第２通信装置の状態を遷移させると判定した場合には、前記第１通信装置の新しい状態を含む状態遷移通知を前記第１通信装置へ送信して前記第１通信装置の状態を前記第１通信装置の新しい状態へ遷移させ、前記第１通信装置の新しい状態に対応する前記第２通信装置の新しい状態を含む状態遷移通知を前記第２通信装置へ送信して前記第２通信装置の状態を前記第２通信装置の新しい状態へ遷移させる制御部と、
   を備えた、制御装置。
6. 第１統計値として、日時ごとの前記第１通信装置と前記第２通信装置の各々のセル間の移動局のハンドオーバの発生率、を記憶する第１記憶部、
   を備え、
   前記算出部はさらに、前記第１統計値を参照し、前記第１時刻よりも所定時間経過した後の前記ハンドオーバの発生率に基づいて前記予測値を算出する、
   請求項５に記載された、制御装置。
7. 第２統計値として、日時ごとに前記第１通信装置のセル内で発生するトラフィック量、および前記第１通信装置のセル内で終了するトラフィック量、を記憶する第２記憶部、
   を備え、
   前記算出部はさらに、前記第２統計値を参照し、前記第１時刻よりも所定時間経過した後に前記第１通信装置のセル内で発生する第３トラフィック量、および前記第１通信装置のセル内で終了する第４トラフィック量に基づいて前記予測値を算出する、
   請求項５又は６に記載された、制御装置。
8. 日時ごとのサンプルを取得して、前記第１統計値及び／又は前記第２統計値を逐次更新
   する、
   請求項６又は７に記載された、制御装置。
9. 前記予測値は、以下の式に基づき算出される指標値である
   ことを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載の制御装置。
   指標値＝Traffic_X
   ＋Σ(Traffic_adj_n*H_in_n)
   −Σ(Traffic_X*H_out_n)
   ＋MOCq_X*MOC_X
   −MTq_X*MT_X
   ただし、Traffic_Xは前記第１トラフィック量を示し、Traffic_adj_nは前記第２トラフィック量を示し、H_in_nは前記第１通信装置と隣接する前記第２通信装置から前記第１通信装置へ移動局のハンドオーバによって流入するトラフィック量の割合である流入率を示し、H_out_nは前記第１通信装置に隣接する前記第２通信装置に対して前記第１通信装置から移動局のハンドオーバによって流出するトラフィック量の割合である流出率を示し、MOCq_Xは前記第１通信装置で発生する発呼及び着呼によって発生するトラフィック量の平均値を示し、MOC_Xは前記第１通信装置で発生する発呼および着呼の率を示し、MTq_Xは前記第１通信装置で終了する呼によって消失するトラフィック量の平均値を示し、MT_Xは前記第１通信装置で終了する呼の率を示す。
10. 複数の通信装置を含む移動通信システムにおける通信装置の制御方法であって、
    第１通信装置のセル内で第１時刻において生じているトラフィック量である第１トラフィック量を取得し、
    前記第１通信装置と隣接する第２通信装置の各々のセル内で前記第１時刻において生じているトラフィック量である第２トラフィック量を取得し、
    前記第１トラフィック量及び前記第２トラフィック量に基づいて、前記第１時刻よりも将来における前記第１通信装置のセル内のトラフィック量の予測値を算出し、
    前記予測値に基づいて、通常稼働状態である第１状態、省電力稼働状態である第２状態、送信パラメータが調整された状態である第３状態の間で前記第１通信装置および前記第２通信装置の状態を遷移させるか否かを判定し、前記第１通信装置の状態および前記第２通信装置の状態を遷移させると判定した場合には、前記第１通信装置の新しい状態を含む状態遷移通知を前記第１通信装置へ送信して前記第１通信装置の状態を前記第１通信装置の新しい状態へ遷移させ、前記第１通信装置の新しい状態に対応する前記第２通信装置の新しい状態を含む状態遷移通知を前記第２通信装置へ送信して前記第２通信装置の状態を前記第２通信装置の新しい状態へ遷移させる、
    ことを含む、通信装置の制御方法。

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