WO2011074673A1 - 上層基地局、下層基地局及び無線通信システム - Google Patents

上層基地局、下層基地局及び無線通信システム Download PDF

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WO2011074673A1
WO2011074673A1 PCT/JP2010/072788 JP2010072788W WO2011074673A1 WO 2011074673 A1 WO2011074673 A1 WO 2011074673A1 JP 2010072788 W JP2010072788 W JP 2010072788W WO 2011074673 A1 WO2011074673 A1 WO 2011074673A1
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base station
lower layer
communication
layer base
upper layer
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PCT/JP2010/072788
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真也 蘭
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京セラ株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0225—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal
    • H04W52/0235—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal where the received signal is a power saving command
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to an upper layer base station, a lower layer base station, and a radio communication system.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2009-278781 filed in Japan on December 18, 2009, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a base station used in a wireless communication system constructs a communication area with cells having a cell radius of about several kilometers to 10 km, generally called a macro cell.
  • a macro cell In the communication area of the macro cell, an area with poor communication sensitivity may be formed depending on the location of the shielding object or the base station.
  • heterogeneous networks have been put into practical use as a cell structure that can guarantee high-speed communication in the entire communication area region of a macro cell.
  • a small cell base station called a micro cell is arranged in a low sensitivity area of a macro cell.
  • the cell communication area radius is about several hundred meters to 1 km.
  • a plurality of femtocells small cells having a cell radius of about several tens of meters
  • a commercial facility such as a store or a restaurant.
  • a method of placing adjacent to the joint is described.
  • This technique allows a mobile station to be handed over between adjacent femtocells. In this case, in the femtocell in which no mobile station exists, the radio transmission of the base station is stopped. Then, when the mobile station moves into the femtocell, base station radio transmission of the femtocell adjacent to the femtocell is started.
  • Patent Document 1 is effective when a plurality of cells are arranged adjacent to each other in a daisy chain.
  • small cells micro cell, pico cell, or femto cell
  • the macro cell and the small cell are not adjacent to each other. I can't do it.
  • wireless transmission of base stations of adjacent femtocells that are not actually connected is started, and wasteful power consumption occurs.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the upper layer base station, lower layer base station, and radio
  • An upper-layer base station is an upper-layer base station that forms the upper-layer cell in a radio communication system in which a lower-layer cell that overlaps the upper-layer cell is arranged, and realizes communication with a radio terminal existing in the upper-layer cell To the lower layer base station that satisfies the communication connection conditions between the upper layer radio unit, the upper layer station communication unit that realizes communication with the lower layer base station forming the lower layer cell, and the currently communicating radio terminal, And an upper layer control unit for instructing switching from the power saving mode to the normal operation mode via the upper layer inter-station communication unit.
  • the upper layer control unit determines whether there is a lower layer base station that satisfies the communication connection condition based on terminal attribute information that can be acquired by communication with the wireless terminal. It is characterized by judging.
  • the upper layer control unit may be configured such that the wireless terminal currently communicating is the lower layer cell of the lower layer base station based on the position information of the wireless terminal acquired as the terminal attribute information. If it is located within the base layer, the base layer base station determines that the base layer base station satisfies the communication connection condition.
  • the upper layer control unit based on the communication type and position information of the wireless terminal acquired as the terminal attribute information, the communication type is data communication, and the wireless
  • the lower layer base station determines that the lower layer base station satisfies the communication connection condition.
  • the communication type is voice communication
  • the upper layer control unit determines that there is no lower layer base station that satisfies the communication connection condition regardless of the position information.
  • the upper layer control unit can correspond to the use frequency of the radio terminal based on the use frequency and position information of the radio terminal acquired as the terminal attribute information. And when the said radio
  • the upper layer control unit determines whether or not there is a lower layer base station that satisfies the communication connection condition when the communication load of the own station is equal to or greater than a specified value. It is characterized by that.
  • a lower layer base station is a lower layer base station that forms one lower layer cell among the plurality of lower layer cells in a wireless communication system in which a lower layer cell overlapping an upper layer cell is arranged, and Power saving via the lower layer radio unit that realizes communication with the radio terminals existing in the mobile station, the communication unit between lower layer stations that realizes communication with the upper layer base station that forms the upper layer cell, and the communication unit between the lower layer stations
  • the operation mode of the own station is switched from the power saving mode to the normal operation mode, while the radio communication of the own station is all completed,
  • a lower layer control unit that switches the operation mode of the local station to the power saving mode.
  • the wireless communication system employs a structure in which a lower layer cell that overlaps an upper layer cell is arranged, and an upper layer base station that forms the upper layer cell and a plurality of lower layer bases that form each of the plurality of lower layer cells
  • a radio communication system comprising a station, wherein the upper layer base station realizes communication between an upper layer radio unit that realizes communication with a radio terminal existing in the upper layer cell and a lower layer base station that forms the lower layer cell
  • the upper layer base station realizes communication between an upper layer radio unit that realizes communication with a radio terminal existing in the upper layer cell and a lower layer base station that forms the lower layer cell
  • An upper layer control unit, and each of the plurality of lower layer base stations includes: a lower layer radio unit that realizes communication with a radio terminal existing in the lower layer cell; and an upper layer base station that forms the upper layer cell. Realize communication When the switching instruction from the power saving mode to the normal operation mode is received from the upper layer base station via the communication unit between the lower layer stations and the communication unit between the lower layer stations, the operation mode of the own station is normally changed from the power saving mode.
  • a lower layer control unit that switches the operation mode of the local station to the power saving mode when all the wireless communication of the local station is completed while switching to the operation mode.
  • the upper layer control unit determines whether there is a lower layer base station that satisfies the communication connection condition based on terminal attribute information that can be acquired by communication with the wireless terminal. It is characterized by judging. Further, in the radio communication system according to the present invention, the upper layer control unit is configured such that, based on the position information of the radio terminal acquired as the terminal attribute information, the currently communicating radio terminal is the lower layer cell of the lower layer base station. If it is located within the base layer, the lower layer base station is determined as a lower layer base station that satisfies the communication connection condition.
  • the upper layer control unit is configured such that the communication type is data communication based on the communication type and location information of the wireless terminal acquired as the terminal attribute information, and the wireless control unit
  • the lower layer base station determines that the lower layer base station satisfies the communication connection condition.
  • the upper layer control unit determines that there is no lower layer base station that satisfies the communication connection condition regardless of the position information when the communication type is voice communication. It is characterized by doing.
  • the upper layer control unit can correspond to the use frequency of the radio terminal based on the use frequency and position information of the radio terminal acquired as the terminal attribute information. And when the said radio
  • the upper layer control unit determines whether or not there is a lower layer base station that satisfies the communication connection condition when the communication load of the own station is equal to or greater than a specified value. It is characterized by that.
  • the lower layer base station that is determined to satisfy the communication connection condition with the wireless terminal currently communicating in the upper layer base station is switched from the power saving mode to the normal operation mode. It can be minimized.
  • FIG. 1 is a block configuration diagram of a wireless communication system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an internal block configuration diagram of an upper layer base station UB and lower layer base stations LB1 to LB8. It is a flowchart showing the communication operation of the upper layer base station UB. It is a flowchart showing the communication operation in the normal operation mode of the lower layer base station LB. It is a flowchart showing the communication operation in the power save mode of the lower layer base station LB. It is a sequence chart showing the specific example of the whole communication operation
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wireless communication system 1 in the present embodiment.
  • a wireless communication system 1 is an LTE system compliant with LTE (Long Term Evolution), which is a next-generation high-speed communication standard, for example, and there are a plurality (eight in the present embodiment) in the upper cell US.
  • LTE Long Term Evolution
  • the heterogeneous network in which the lower layer cells LS1 to LS8 are arranged is employed.
  • the LTE system uses OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) for downlink communication and SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) for uplink communication. Further, the LTE system allocates radio resources to user terminals in units of RB (Resource Block).
  • a heterogeneous network is formed in order to improve throughput.
  • the SN ratio is secured and the load on the base station is distributed.
  • a macro cell having a cell radius of about several km to 10 km is assumed as the upper layer cell US.
  • the lower layer cells LS1 to LS8 are microcells having a cell radius of about several hundred m to 1 km.
  • the lower layer cells LS1 to LS8 may be femtocells or picocells that are smaller than the microcells.
  • Such a wireless communication system 1 includes an upper layer base station UB that forms the upper layer cell US and eight lower layer base stations LB1 to LB8 that form the lower layer cells LS1 to LS8, respectively.
  • the upper layer base station UB can perform wireless communication with a wireless terminal (not shown) existing in the upper layer cell US. Further, the upper layer base station UB is connected to each lower layer base station LB1 to LB8 by a communication cable C (not shown).
  • the upper layer base station UB can communicate with the lower layer base stations LB1 to LB8. Further, the lower layer base stations LB1 to LB8 can wirelessly communicate with wireless terminals (not shown) existing in the areas of the lower layer cells LS1 to LS8 of the respective own stations.
  • lower layer base stations LB when it is not necessary to distinguish each of the lower layer base stations LB1 to LB8, they are collectively referred to as lower layer base stations LB. Further, when it is not necessary to distinguish each of the lower layer cells LS1 to LS8, they are collectively referred to as a lower layer cell LS.
  • FIG. 2 is an internal block configuration diagram of the upper layer base station UB and the lower layer base stations LB1 to LB8.
  • the lower layer base station LB3 is used as an example.
  • the other lower layer base stations LB have the same internal configuration as the lower layer base station LB3.
  • the upper layer base station UB includes an upper layer radio unit 11, an upper layer inter-station communication unit 12, an upper layer storage unit 13, and an upper layer control unit 14.
  • the lower layer base station LB3 includes a lower layer radio unit 21, a lower layer inter-station communication unit 22, a lower layer storage unit 23, and a lower layer control unit 24.
  • the upper layer radio unit 11 is controlled by the upper layer control unit 14.
  • the upper layer radio unit 11 uses OFDMA when performing downlink communication with a radio terminal existing in the communication area of the upper layer cell US, and uses SC-FDMA when performing uplink communication with the radio terminal.
  • the upper layer radio unit 11 realizes radio communication with a radio terminal existing in the communication area of the upper layer cell US.
  • the upper layer radio unit 11 generates an OFDM signal for transmission from the baseband signal input from the upper layer control unit 14 during downlink communication. Further, the upper layer radio unit 11 transmits the generated OFDM signal to the radio terminal via the antenna 11a.
  • the upper layer radio unit 11 converts the SC-FDM signal received from the radio terminal via the antenna 11a into a baseband signal during uplink communication. Then, the upper layer wireless unit 11 outputs the converted signal to the upper layer control unit 14.
  • the upper-layer inter-station communication unit 12 is connected to the lower-layer inter-station communication units 22 of the lower-layer base stations LB1 to LB8 via the communication cable C. As a result, the upper layer inter-station communication unit 12 can communicate with the lower layer inter-station communication unit 22 of each of the lower layer base stations LB1 to LB8.
  • the upper-layer inter-station communication unit 12 realizes wired communication with the lower-layer base stations LB1 to LB8 under the control of the upper layer control unit 14.
  • the upper layer storage unit 13 stores in advance a base station control program executed by the upper layer control unit 14 and various setting data. Further, the upper layer storage unit 13 functions as a buffer for buffering packet data.
  • the upper layer control unit 14 controls the overall communication operation of the upper layer base station UB according to the base station control program stored in the upper layer storage unit 13. Further, the upper layer control unit 14 searches for a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition with the wireless terminal currently communicating, and sets the upper layer inter-station communication unit 12 to the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition. Through this, it is possible to transmit an instruction for switching from the power save mode (power saving mode) to the normal operation mode (hereinafter referred to as a mode switching instruction).
  • one of the communication connection conditions is a condition that a wireless terminal currently communicating is located in a communicable area (lower layer cell LS) of the lower layer base station LB.
  • the upper layer control unit 14 acquires terminal attribute information through communication with a wireless terminal. Based on this, the upper layer control unit 14 determines whether there is a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition. Specifically, the upper layer control unit 14 acquires the position information of the wireless terminal as the terminal attribute information. Based on the position information, the upper layer control unit 14 determines whether there is a lower layer cell LS corresponding to the position of the currently communicating wireless terminal.
  • the lower layer base station LB determines that the lower layer base station LB satisfies the communication connection condition. .
  • the lower layer base station LB of the lower layer cell LS is determined as the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition.
  • the terminal attribute information includes the communication type such as voice communication and data communication, the frequency used by the wireless terminal, etc., in addition to the position information of the wireless terminal currently communicating.
  • the lower layer radio unit 21 is controlled by the lower layer control unit 24.
  • the lower layer radio unit 21 uses OFDMA when performing downlink communication with a radio terminal, and uses SC-FDMA when performing uplink communication with the radio terminal.
  • the lower layer radio unit 21 realizes radio communication with the radio terminals existing in the lower layer cell LS3.
  • the lower layer radio unit 21 generates an OFDM signal for transmission from the baseband signal input from the lower layer control unit 24 during downlink communication. Then, the lower layer radio unit 21 transmits the generated OFDM signal to the radio terminal via the antenna 21a.
  • the lower layer radio unit 21 uses OFDMA for downlink communication with a wireless terminal, and SC-FDMA for uplink communication. Thereby, the lower layer radio unit 21 realizes radio communication with the radio terminals existing in the lower layer cell LS3. Specifically, the lower layer radio unit 21 generates an OFDM signal for transmission from the baseband signal input from the lower layer control unit 24 when performing downlink communication with the radio terminal. The lower layer radio unit 21 transmits the generated OFDM signal to the radio terminal via the antenna 21a. In addition, when the lower layer radio unit 21 performs uplink communication with the radio terminal, the lower layer radio unit 21 converts the SC-FDM signal received from the radio terminal via the antenna 21a into a baseband signal. Then, the lower layer radio unit 21 outputs the converted signal to the lower layer control unit 24.
  • the lower layer inter-station communication unit 22 is communicably connected to the upper layer inter-station communication unit 12 via the communication cable C.
  • the lower layer inter-station communication unit 22 is controlled by the lower layer control unit 24.
  • the lower-layer inter-station communication unit 22 realizes wired communication with the upper-layer base station UB.
  • the lower layer storage unit 23 stores in advance a base station control program executed by the lower layer control unit 24 and various setting data.
  • the lower layer storage unit 23 functions as a buffer for buffering packet data.
  • the lower layer control unit 24 controls the overall communication operation of the lower layer base station LB3 in accordance with the base station control program stored in the lower layer storage unit 23. Further, when the lower layer control unit 24 receives a mode switching instruction from the upper layer base station UB via the lower layer inter-station communication unit 22, the lower layer control unit 24 switches the operation mode of the own station from the power save mode (power saving mode) to the normal operation mode. . Further, when communication with the wireless terminal via the lower layer wireless unit 21 is completed, the lower layer control unit 24 can switch the operation mode of the own station to the power save mode.
  • the lower layer control unit 24 is limited so that only the “standby function” that waits for a mode switching instruction from the upper layer base station UB can be implemented. That is, most of the power of the lower layer base station LB3 in the power save mode is consumed by the standby function for the mode switching instruction of the lower layer control unit 24, so the power consumption of the lower layer base station LB3 is extremely small. .
  • FIG. 3 is a flowchart showing the communication operation of the upper layer base station UB.
  • the upper layer control unit 14 of the upper layer base station UB receives a connection request from a wireless terminal via the upper layer wireless unit 11 (step S1), the upper layer control unit 14 and the wireless terminal that has transmitted the connection request Establish a communication connection for. (Step S2).
  • the upper layer control unit 14 transmits a location information transmission request to the wireless terminal via the upper layer wireless unit 11 (step S3).
  • This position information transmission request is a signal for requesting the wireless terminal to transmit position information indicating the current position.
  • the wireless terminal has a function of detecting position information of its own terminal such as a GPS (Global Positioning System) function. Then, in response to the position information transmission request, the wireless terminal transmits position information indicating the current position of the terminal itself to the upper layer base station UB.
  • GPS Global Positioning System
  • the upper layer control unit 14 acquires the position information from the wireless terminal via the upper layer wireless unit 11 (step S4), there is a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition with the wireless terminal based on the acquired position information. It is determined whether or not to perform (step S5). Specifically, the upper layer control unit 14, based on the acquired position information, if the wireless terminal currently communicating is located in the lower layer cell LS of the lower layer base station LB, the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition Judge as.
  • step S5 When the determination in step S5 is “Yes”, that is, when there is a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition, the upper layer control unit 14 determines whether the upper layer station LB satisfies the communication connection condition. A mode switching instruction is transmitted via the communication unit 12 (step S6). On the other hand, if the determination in step S5 is “No”, that is, if there is no lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition, the upper layer control unit 14 proceeds to step S8 described later without transmitting a mode switching instruction. Transition.
  • the upper layer control unit 14 determines whether or not a disconnection request has been received from the currently communicating wireless terminal (in other words, whether or not the handover has succeeded) (step S7). If the determination in step S7 is “Yes”, the upper layer control unit 14 disconnects the communication connection with the currently communicating wireless terminal (step S8). On the other hand, if the determination in step S5 is “No”, or if the determination in step S7 is “No”, the upper layer control unit 14 continues to maintain the communication connection with the wireless terminal and performs a normal communication operation (for example, voice communication or data communication) is performed (step S9).
  • a normal communication operation For example, voice communication or data communication
  • the upper layer control unit 14 determines whether or not communication with the wireless terminal has ended (step S10). If the determination in step S10 is “No”, the upper layer control unit 14 reacquires position information (step S3). If the determination in step S10 is “Yes”, the upper layer control unit 14 performs a process of disconnecting the communication connection with the wireless terminal (step S8).
  • the upper layer control unit 14 repeatedly performs the above steps S1 to S10 each time it receives a connection request from the wireless terminal. That is, when establishing a communication connection with a wireless terminal, the upper layer base station UB determines whether there is a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition with the wireless terminal. If there is no lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition, the upper layer control unit 14 performs communication with the wireless terminal at the local station, and satisfies the communication connection condition until the communication is completed. The determination whether or not the lower layer base station LB exists is repeated (because the wireless terminal may move).
  • the upper layer base station UB transmits a mode switching instruction to the lower layer base station LB.
  • the upper layer base station UB can switch the operation mode of the lower layer base station LB from the power save mode to the normal operation mode.
  • the wireless terminal since the wireless terminal exists in the lower layer cell LS of the lower layer base station LB that has shifted to the normal operation mode, the wireless terminal performs handover to the lower layer base station LB.
  • the wireless terminal succeeds in the handover, the wireless terminal transmits a disconnection request to the upper layer base station UB.
  • the upper layer base station UB receives the disconnection request from the wireless terminal, the upper layer base station UB considers that the handover is successful and disconnects the communication connection with the wireless terminal.
  • FIG. 4A is a flowchart showing the communication operation of the lower layer base station LB in the normal operation mode.
  • FIG. 4B is a flowchart showing the communication operation of the lower layer base station LB in the power save mode (standby operation).
  • step S11 when the lower layer base station LB receives the connection request from the wireless terminal via the lower layer radio unit 21 in the normal operation mode of the lower layer base station LB (step S11), Processing for establishing a communication connection with the wireless terminal that has transmitted the connection request is performed (step S12). And the lower layer control part 24 performs normal communication operation
  • the connection request in step S11 includes a connection request transmitted from the wireless terminal to the lower layer base station LB at the time of handover.
  • the lower layer control unit 24 determines whether a disconnection request has been received from the currently communicating wireless terminal (in other words, whether the handover has succeeded) (step S14). If the determination in step S14 is “Yes”, the lower layer control unit 24 disconnects the communication connection with the currently communicating wireless terminal (step S15). Then, the lower layer control unit 24 determines whether or not communication with other wireless terminals is in progress (in other words, whether or not all wireless communication of the own station has been completed) (step S16). If the determination in step S16 is “Yes”, the lower layer control unit 24 switches the operation mode of the own station to the power save mode (step S17), and if the determination in step S16 is “No”, the lower layer control. The unit 24 maintains its own operation mode in the normal operation mode.
  • step S14 determines whether or not communication with the wireless terminal has ended (step S18). If the determination in step S18 is “No”, the lower layer control unit 24 continues communication with the wireless terminal (step S13). When the determination in step S18 is “Yes”, the lower layer control unit 24 performs a process of disconnecting the communication connection with the wireless terminal (step S15).
  • the lower layer control unit 24 repeatedly performs the above steps S11 to S18 every time a connection request is received from the wireless terminal in the normal operation mode. That is, when the lower layer base station LB receives a connection request from a wireless terminal in the normal operation mode, the lower-layer base station LB establishes a communication connection with the wireless terminal and performs normal communication, and all the wireless communication of the own station is completed. First, the operation mode of the own station is switched to the power saving mode (FIG. 4B). Accordingly, the lower layer base station LB can minimize the power consumption of the own station.
  • the lower layer control unit 24 of the lower layer base station LB determines whether a mode switching instruction is received from the upper layer base station UB via the lower layer inter-station communication unit 22. (Step S21). If the determination in step S21 is “No”, the lower layer control unit 24 repeats the process of step S21. On the other hand, if the determination in step S21 is “Yes”, that is, if a mode switching instruction is received from the upper layer base station UB, the lower layer control unit 24 switches its own operation mode to the normal operation mode (FIG. 4A) ( Step S22). Note that the lower layer control unit 24 does nothing if it is already in the normal operation mode when it receives the mode switching instruction.
  • the lower layer base station LB in the power save mode performs only the “standby operation” waiting for reception of the mode switching instruction, the power consumption of the lower layer base station LB is extremely small.
  • a wireless terminal (hereinafter referred to as a wireless terminal T) enters the communication area of the lower layer cell LS3 from such an initial state, and then the wireless terminal T moves to the lower layer cell LS4.
  • a wireless terminal T enters the communication area of the lower layer cell LS3 from such an initial state, and then the wireless terminal T moves to the lower layer cell LS4.
  • FIGS. 5, 6A, 6B, 7A, and 7B Specific examples will be described with reference to FIGS. 5, 6A, 6B, 7A, and 7B.
  • FIG. 5 is a sequence chart showing communication between the radio terminal T, the upper layer base station UB, and the lower layer base stations LB3 and LB4 in accordance with the above assumption.
  • the wireless terminal T transmits a connection request to the upper layer base station UB (step S31).
  • the upper layer base station UB Upon receiving the connection request from the wireless terminal T, the upper layer base station UB establishes a communication connection with the wireless terminal T (step S32). After establishing communication connection with the wireless terminal T, the upper layer base station UB transmits a position information transmission request to the wireless terminal T (step S33).
  • the wireless terminal T When receiving the position information transmission request from the upper layer base station UB, the wireless terminal T transmits the position information of the current position of the terminal detected by the GPS function to the upper layer base station UB (step S34). Based on the position information acquired from the wireless terminal T, the upper layer base station UB determines that the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition is the lower layer base station LB3, and issues a mode switching instruction to the lower layer base station LB3. Transmit (step S35).
  • the lower layer base station LB3 When the lower layer base station LB3 receives the mode switching instruction from the upper layer base station UB, the lower layer base station LB3 switches its own operation mode from the power save mode to the normal operation mode (step S36: see FIG. 6B).
  • the upper layer base station UB determines the handover of the radio terminal T in response to the report of the radio field strength of the neighboring base stations of the radio terminal T. Then, handover is performed from the upper layer base station UB to the lower layer base station LB3 (step S37).
  • the lower layer base station LB3 When the lower layer base station LB3 receives the connection request from the wireless terminal T, it establishes a communication connection with the wireless terminal T (step S38). After establishing the communication connection with the lower layer base station LB3, the wireless terminal T transmits a disconnection request to the upper layer base station UB (step S39). When receiving the disconnection request from the wireless terminal T, the upper layer base station UB disconnects the communication connection with the wireless terminal T (step S40). Thereafter, normal communication is performed between the wireless terminal T and the lower layer base station LB3 (step S41).
  • the wireless terminal T has moved from the lower layer cell LS3 to the lower layer cell LS4 before the communication between the wireless terminal T and the lower layer base station LB3 ends (see FIG. 7A).
  • the radio terminal T has a reduced strength of radio waves received from the lower layer base station LB3.
  • the lower layer base station LB3 receives the report of the radio field strength of the peripheral base station of the wireless terminal T and determines the handover of the wireless terminal T. Then, handover is performed from the lower layer base station LB3 to the upper layer base station UB (step S42).
  • the upper layer base station UB Upon receiving the connection request from the wireless terminal T, the upper layer base station UB establishes a communication connection with the wireless terminal T (step S43). After establishing the communication connection with the upper layer base station UB, the radio terminal T transmits a disconnection request to the lower layer base station LB3 (step S44). When receiving the disconnection request from the wireless terminal T, the lower layer base station LB3 disconnects the communication connection with the wireless terminal T (step S45). Thereby, the lower layer base station LB3 determines that all the wireless communication of the own station has been completed, and switches the operation mode of the own station to the power saving mode (step S46).
  • the upper layer base station UB transmits a position information transmission request to the wireless terminal T (step S47).
  • the wireless terminal T transmits position information indicating the current position of the terminal detected by the GPS function to the upper layer base station UB (step S48).
  • the upper layer base station UB determines that the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition is the lower layer base station LB4. Then, the upper layer base station UB transmits a mode switching instruction to the lower layer base station LB4 (step S49).
  • the lower layer base station LB4 When the lower layer base station LB4 receives the mode switching instruction from the upper layer base station UB, the lower layer base station LB4 switches its own operation mode from the power save mode to the normal operation mode (step S50: see FIG. 7B).
  • the upper layer base station UB determines the handover of the radio terminal T in response to the report of the radio field strength of the peripheral base station of the radio terminal T. Thereby, a handover is performed from the upper layer base station UB to the lower layer base station LB4 (step S51).
  • the lower layer base station LB4 When receiving the connection request from the wireless terminal T, the lower layer base station LB4 establishes a communication connection with the wireless terminal T (step S52). After establishing the communication connection with the lower layer base station LB4, the wireless terminal T transmits a disconnection request to the upper layer base station UB (step S53). When receiving the disconnection request from the wireless terminal T, the upper layer base station UB disconnects the communication connection with the wireless terminal T (step S54). Thereafter, normal communication is performed between the wireless terminal T and the lower layer base station LB4 (step S55).
  • the wireless terminal T moves from the lower layer cell LS4, a communication connection is once established between the upper layer base station UB and the wireless terminal T.
  • the lower layer base station LB4 returns to the power save mode.
  • the lower layer base station LB returns to the normal operation mode and establishes a communication connection with the wireless terminal T.
  • the lower layer base station LB determined to satisfy the communication connection condition with the radio terminal T currently communicating with the upper layer base station UB is transferred from the power save mode to the normal operation mode. Therefore, the power consumption of the entire system can be minimized.
  • the wireless terminal T equipped with the GPS function is assumed and the position information detected by the GPS function is acquired from the wireless terminal T is exemplified.
  • the GPS function is not necessarily included in all the wireless terminals T. Is not installed.
  • the upper layer base station UB may have a function of detecting information similar to the position information of the wireless terminal T, for example, a distance to the wireless terminal T, a direction in which the wireless terminal T is located, and the like.
  • the position information is acquired as the terminal attribute information of the wireless terminal T, and the lower layer base station LB of the lower layer cell LS where the wireless terminal T exists based on this position information is The case where it judged as lower layer base station LB which satisfies communication connection conditions was illustrated. Further, for example, in addition to the position information as the terminal attribute information, a communication type indicating whether the communication requested by the wireless terminal T is voice communication or data communication may be acquired.
  • the upper layer control unit 14 determines the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition based on the communication type and the position information acquired as the terminal attribute information. For example, when the communication type of the currently communicating wireless terminal T is data communication and the wireless terminal T is located in the communication area of the lower layer cell LS of any lower layer base station LB, the upper layer control unit 14, the lower layer base station LB of the lower layer cell LS where the wireless terminal T is located is determined as the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition. In this case, when the communication type of the wireless terminal T is voice communication, the upper layer control unit 14 determines that there is no lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition regardless of the position information.
  • the wireless terminal T requesting data communication with a large amount of communication traffic accesses the upper layer base station UB
  • the communication load of the upper layer base station UB is significantly increased as the number of accesses to the upper layer base station UB increases. Increase.
  • the lower layer base station LB to which the radio terminal T can communicate and connect (the radio terminal T is located in the lower layer cell LS) is switched to the normal operation mode, and the connection destination of the radio terminal T is switched to the lower layer base station LB.
  • the base station load is distributed in the entire system.
  • the wireless terminal T requesting voice communication with a small amount of communication traffic accesses the upper layer base station UB
  • the communication load of the upper layer base station UB is increased even if the number of accesses to the upper layer base station UB increases.
  • the upper layer control unit 14 determines that there is no lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition regardless of the position of the wireless terminal T (that is, the switching to the normal operation mode is not performed). As a result, the power consumption of the entire system can be further reduced.
  • the upper layer control unit 14 is a lower layer base station LB that can correspond to the used frequency of the currently communicating wireless terminal T based on the used frequency and position information acquired as the terminal attribute information, and the wireless terminal T Is located in the lower layer cell LS of any lower layer base station LB. If there is a lower layer base station LB where the wireless terminal T is located, the upper layer control unit 14 determines that the lower layer base station LB satisfies the communication connection condition.
  • the upper layer control unit 14 determines whether the lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition regardless of the location information of the wireless terminal T. Judge that it does not exist.
  • the lower layer base stations LB1 to LB8 are base stations that can support the frequency used by the wireless terminal T. Therefore, when there is no lower layer base station LB that can support the frequency used by the wireless terminal T, Regardless of the position information, switching to the normal operation mode is not performed. Thereby, the power consumption of the whole system can be further reduced.
  • the upper layer control unit 14 may be provided with a function of determining whether or not there is a lower layer base station LB that satisfies the communication connection condition when the communication load of the own station is equal to or greater than a specified value. Thereby, when the communication load of the upper layer base station UB is smaller than the specified value, the lower layer base station LB is not switched to the normal operation mode, and it can be expected that the power consumption of the entire system is further reduced.
  • a function can be applied to each of the above embodiment, the modified example (2) and the modified example (3).
  • a macro cell having a cell communication area radius of about several kilometers to 10 km is assumed as the upper layer cell US
  • a micro cell having a cell communication area radius of about several hundreds to 1 km is assumed as the lower layer cells LS1 to LS8.
  • the explanation was made assuming a cell.
  • the cell radii of the upper layer cell US and the lower layer cells LS1 to LS8 are not limited to the above numerical values, and the number of lower layer cells arranged in the upper layer cell US is not limited to eight. . That is, the present invention can be applied to any wireless communication system that employs a heterogeneous network in which a plurality of lower layer cells LS are arranged in the upper layer cell US.
  • the LTE system compliant with LTE which is the next-generation high-speed communication standard
  • LTE which is the next-generation high-speed communication standard
  • the wireless communication system according to the present invention is not limited to this. Any wireless communication system using other communication standards that employ multi-carrier communication, such as WiMAX, can be applied.
  • an upper layer base station a lower layer base station, and a radio communication system capable of minimizing the overall power consumption of the radio communication system in which the lower layer cell overlapping the upper layer cell is arranged.

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Abstract

　上層基地局は、上層セルに重なる下層セルが配置された無線通信システムにおいて前記上層セルを形成する上層基地局であって、前記上層セル内に存在する無線端末との通信を実現する上層無線部と、前記下層セルを形成する下層基地局との通信を実現する上層局間通信部と、現在通信中の無線端末との通信接続条件を満足する前記下層基地局に対し、前記上層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替えを指示する上層制御部とを備えている。

Description

上層基地局、下層基地局及び無線通信システム
　本発明は、上層基地局、下層基地局及び無線通信システムに関する。
　本願は、２００９年１２月１８日に、日本に出願された特願２００９－２８７７８１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　無線通信システムで使用される基地局は、一般にマクロセルと呼ばれるセル半径が数ｋｍ～１０ｋｍ程度のセルで通信エリアを構築する。マクロセルの通信エリアには、遮蔽物や基地局の立地条件などにより、通信感度の悪いエリアが形成される場合がある。近年では、マクロセルの全通信エリア領域で高速通信を保証できるセル構造として、ヘテロジーニアスネットワークが実用化されている。ヘテロジーニアスネットワークには、マクロセルの低感度エリアに、マイクロセルと呼ばれる、小型セル用の基地局が配置されている。セルの通信エリア半径は数百ｍ～１ｋｍ程度である。
　小型セル用の基地局を用いる技術として、例えば、下記特許文献１には、売店や飲食店等の商業施設内などに、複数のフェムトセル（セル半径が数十ｍ程度の小型セル）を数珠つなぎに隣接して配置する方法が記載されている。この技術では、隣接するフェムトセル間での移動局のハンドオーバを許可する。この場合、移動局が存在していないフェムトセルでは、その基地局の無線送信を停止させる。そして、移動局がフェムトセル内に移動した時、そのフェムトセルに隣接するフェムトセルの基地局無線送信を開始する。
特開２００９－１５９３５５号公報
　上記特許文献１の技術は、複数のセルが数珠つなぎに隣接配置されている場合には有効である。しかし、ヘテロジーニアスネットワークにおいて、マクロセル内に複数の小型セル（マイクロセル、ピコセル或いはフェムトセル）が存在する場合、マクロセルと小型セルとが隣接した位置関係にないため、上記特許文献１の技術を適用することはできない。また、マクロセル内に隣接フェムトセル数が多くなると、実際には接続しない（ハンドオーバするかしないか不明な）隣接フェムトセルの基地局の無線送信が開始されるため、無駄な電力消費が生じる。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものである。本発明によれば、上層セルに重なる下層セルが配置された無線通信システムの消費電力を最小限に抑えることの可能な上層基地局、下層基地局及び無線通信システムを提供することができる。
　本発明に係る上層基地局は、上層セルに重なる下層セルが配置された無線通信システムにおいて前記上層セルを形成する上層基地局であって、前記上層セル内に存在する無線端末との通信を実現する上層無線部と、前記下層セルを形成する下層基地局との通信を実現する上層局間通信部と、現在通信中の無線端末との通信接続条件を満足する前記下層基地局に対し、前記上層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替えを指示する上層制御部と、を備えることを特徴とする。
　また、本発明に係る上層基地局において、前記上層制御部は、前記無線端末との通信によって取得可能な端末属性情報に基づいて、前記通信接続条件を満足する下層基地局が存在するか否かを判断することを特徴とする。
　また、本発明に係る上層基地局において、前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の位置情報を基に、前記現在通信中の無線端末が前記下層基地局の前記下層セル内に位置する場合、前記下層基地局が前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする。
　また、本発明に係る上層基地局において、前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の通信種別及び位置情報を基に、前記通信種別がデータ通信であって、且つ当該無線端末が前記下層基地局の前記下層セル内に位置する場合、前記下層基地局が前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする。
　また、前記上層制御部は、前記通信種別が音声通信の場合には、前記位置情報に関わらず、前記通信接続条件を満足する下層基地局は存在しないと判断することを特徴とする。
　また、本発明に係る上層基地局において、前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の使用周波数及び位置情報を基に、前記無線端末の使用周波数に対応可能な下層基地局であって、且つ当該無線端末が前記下層基地局の前記下層セル内に位置する場合、前記下層基地局が前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする。
　また、前記上層制御部は、前記無線端末の使用周波数に対応可能な下層基地局が存在しない場合、前記位置情報に関わらず、前記通信接続条件を満足する下層基地局は存在しないと判断することを特徴とする。
　また、本発明に係る上層基地局において、前記上層制御部は、自局の通信負荷が規定値以上の場合に、前記通信接続条件を満足する下層基地局が存在するか否かの判断を行うことを特徴とする。
　一方、本発明に係る下層基地局は、上層セルに重なる下層セルが配置された無線通信システムにおいて前記複数の下層セルの内、１つの下層セルを形成する下層基地局であって、前記下層セル内に存在する無線端末との通信を実現する下層無線部と、前記上層セルを形成する上層基地局との通信を実現する下層局間通信部と、前記下層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替え指示を前記上層基地局から受信した場合に、自局の動作モードを省電力モードから通常動作モードへ切替える一方、自局の無線通信が全て終了した場合に、前記自局の動作モードを前記省電力モードへ切替える下層制御部と、を備えることを特徴とする。
　さらに、本発明に係る無線通信システムは、上層セルに重なる下層セルが配置された構造を採用し、前記上層セルを形成する上層基地局及び前記複数の下層セルの各々を形成する複数の下層基地局を備える無線通信システムであって、前記上層基地局は、前記上層セル内に存在する無線端末との通信を実現する上層無線部と、前記下層セルを形成する下層基地局との通信を実現する上層局間通信部と、現在通信中の無線端末との通信接続条件を満足する前記下層基地局に対し、前記上層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替えを指示する上層制御部と、を備え、前記複数の下層基地局の各々は、前記下層セル内に存在する無線端末との通信を実現する下層無線部と、前記上層セルを形成する上層基地局との通信を実現する下層局間通信部と、前記下層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替え指示を前記上層基地局から受信した場合に、自局の動作モードを省電力モードから通常動作モードへ切替える一方、自局の無線通信が全て終了した場合に、前記自局の動作モードを前記省電力モードへ切替える下層制御部と、を備えることを特徴とする。
　また、本発明に係る無線通信システムにおいて、前記上層制御部は、前記無線端末との通信によって取得可能な端末属性情報に基づいて、前記通信接続条件を満足する下層基地局が存在するか否かを判断することを特徴とする。
　また、本発明に係る無線通信システムにおいて、前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の位置情報を基に、前記現在通信中の無線端末が前記下層基地局の前記下層セル内に位置する場合、前記下層基地局が前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする。
　また、本発明に係る無線通信システムにおいて、前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の通信種別及び位置情報を基に、前記通信種別がデータ通信であって、且つ当該無線端末が前記下層基地局の前記下層セル内に位置する場合、前記下層基地局が前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする。
　また、本発明に係る無線通信システムにおいて、前記上層制御部は、前記通信種別が音声通信の場合には、前記位置情報に関わらず、前記通信接続条件を満足する下層基地局は存在しないと判断することを特徴とする。
　また、本発明に係る無線通信システムにおいて、前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の使用周波数及び位置情報を基に、前記無線端末の使用周波数に対応可能な下層基地局であって、且つ当該無線端末が前記下層基地局の前記下層セル内に位置する場合、前記下層基地局が前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする。
　また、本発明に係る無線通信システムにおいて、前記上層制御部は、前記無線端末の使用周波数に対応可能な下層基地局が存在しない場合、前記位置情報に関わらず、前記通信接続条件を満足する下層基地局は存在しないと判断することを特徴。
　また、本発明に係る無線通信システムにおいて、前記上層制御部は、自局の通信負荷が規定値以上の場合に、前記通信接続条件を満足する下層基地局が存在するか否かの判断を行うことを特徴とする。
　本発明によれば、上層基地局において現在通信中の無線端末との通信接続条件を満足すると判断された下層基地局のみを、省電力モードから通常動作モードへ切替えるため、システム全体の消費電力を最小限に抑えることが可能となる。
本発明の一実施形態に係る無線通信システム１のブロック構成図である。 上層基地局ＵＢ及び下層基地局ＬＢ１～ＬＢ８の内部ブロック構成図である。 上層基地局ＵＢの通信動作を表すフローチャートである。 下層基地局ＬＢの通常動作モード時おける通信動作を表すフローチャートである。 下層基地局ＬＢのパワーセーブモード時における通信動作を表すフローチャートである。 無線端末を含む無線通信システム１の全体通信動作の具体例を表すシーケンスチャートである。 無線端末を含む無線通信システム１の全体通信動作の具体例に関する補足説明図である。 無線端末を含む無線通信システム１の全体通信動作の具体例に関する補足説明図である。 無線端末を含む無線通信システム１の全体通信動作の具体例に関する補足説明図である。 無線端末を含む無線通信システム１の全体通信動作の具体例に関する補足説明図である。
　以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態における無線通信システム１の構成概略図である。この図１に示すように、無線通信システム１は、例えば次世代高速通信規格であるＬＴＥ（Long Term Evolution）に準拠したＬＴＥシステムであり、上層セルＵＳ内に複数（本実施形態では８個）の下層セルＬＳ１～ＬＳ８が配置されたヘテロジーニアスネットワークを採用している。
　ＬＴＥシステムとは、ダウンリンク通信にＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を用い、アップリンク通信にＳＣ－ＦＤＭＡ(Single Carrier Frequency Division Multiple Access）を用いている。さらに、ＬＴＥシステムは、ユーザ端末に対してＲＢ（Resource Block）単位で無線リソースを割り当てている。ＲＢとは、例えば、１２サブキャリア分の帯域幅（＝１８０ｋＨｚ）と７シンボル分の時間幅（＝１スロット長０．５ｍｓ）で構成された、無線リソースの最小割当単位である。
　このようなＬＴＥシステム等の高速無線通信システムでは、スループット向上のために、ヘテロジーニアスネットワークを形成している。これによって、ＳＮ比を確保し、基地局の負荷を分散している。本実施形態では、上層セルＵＳとして、セル半径が数ｋｍ～１０ｋｍ程度のマクロセルを想定している。さらに、下層セルＬＳ１～ＬＳ８として、セル半径が数百ｍ～１ｋｍ程度のマイクロセルを想定している。なお、下層セルＬＳ１～ＬＳ８は、マイクロセルよりも小型のフェムトセル、或いはピコセル等であっても良い。
　このような無線通信システム１は、上層セルＵＳを形成する上層基地局ＵＢと、下層セルＬＳ１～ＬＳ８のそれぞれを形成する８基の下層基地局ＬＢ１～ＬＢ８とを備えている。上層基地局ＵＢは、上層セルＵＳ内に存在する無線端末（図示省略）との無線通信が可能である。さらに上層基地局ＵＢは、通信ケーブルＣ（図示省略）によって各下層基地局ＬＢ１～ＬＢ８に接続されている。上層基地局ＵＢは各下層基地局ＬＢ１～ＬＢ８と通信することが可能である。また、下層基地局ＬＢ１～ＬＢ８は、それぞれの自局の下層セルＬＳ１～ＬＳ８のエリア内に存在する無線端末（図示省略）と無線通信が可能である。
　なお、以下では、説明の便宜上、下層基地局ＬＢ１～ＬＢ８のそれぞれを区別する必要がない場合には下層基地局ＬＢと総称する。また、下層セルＬＳ１～ＬＳ８のそれぞれを区別する必要がない場合には下層セルＬＳと総称する。
　図２は、上層基地局ＵＢ及び下層基地局ＬＢ１～ＬＢ８の内部ブロック構成図である。
　なお、図２では、下層基地局ＬＢの内部構成を説明するために、下層基地局ＬＢ３を例に用いている。他の下層基地局ＬＢも下層基地局ＬＢ３と同様な内部構成を備えている。図２に示すように、上層基地局ＵＢは、上層無線部１１、上層局間通信部１２、上層記憶部１３及び上層制御部１４を備えている。また、下層基地局ＬＢ３は、下層無線部２１、下層局間通信部２２、下層記憶部２３及び下層制御部２４を備えている。
　上層基地局ＵＢにおいて、上層無線部１１は、上層制御部１４によって制御されている。上層無線部１１は、上層セルＵＳの通信エリア内に存在する無線端末とダウンリンク通信を行う場合はＯＦＤＭＡを用い、無線端末とアップリンク通信を行う場合はＳＣ－ＦＤＭＡを用いる。これによって上層無線部１１は、上層セルＵＳの通信エリア内に存在する無線端末との無線通信を実現する。具体的には、上層無線部１１は、ダウンリンク通信時において、上層制御部１４から入力されるベースバンド信号から送信用のＯＦＤＭ信号を生成する。更に上層無線部１１は、その生成したＯＦＤＭ信号をアンテナ１１ａを介して無線端末に送信する。また、上層無線部１１は、アップリンク通信時において、アンテナ１１ａを介して無線端末から受信したＳＣ－ＦＤＭ信号をベースバンド信号に変換する。そして、上層無線部１１は、変換した信号を上層制御部１４に出力する。
　上層局間通信部１２は、通信ケーブルＣを介して各下層基地局ＬＢ１～ＬＢ８の下層局間通信部２２と接続されている。これによって、上層局間通信部１２は、各下層基地局ＬＢ１～ＬＢ８の下層局間通信部２２と通信することができる。上層局間通信部１２は、上層制御部１４の制御によって各下層基地局ＬＢ１～ＬＢ８との有線通信を実現している。上層記憶部１３は、上層制御部１４にて実行される基地局制御プログラムや各種設定データを予め記憶している。また、上層記憶部１３は、パケットデータをバッファリングするバッファとして機能する。
　上層制御部１４は、上層記憶部１３に記憶されている基地局制御プログラムに従って上層基地局ＵＢの通信動作を統括して制御する。また、上層制御部１４は、現在通信中の無線端末との通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢを探し、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢに対して、上層局間通信部１２を介して、パワーセーブモード（省電力モード）から通常動作モードへの切替え指示（以下、モード切替指示と称す）を送信することができる。なお、通信接続条件の一つには、下層基地局ＬＢの通信可能エリア（下層セルＬＳ）に現在通信中の無線端末が位置するという条件がある。
　なお、本実施形態において、上層制御部１４は、無線端末との通信によって端末属性情報を取得する。上層制御部１４は、これに基づいて、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在するか否かを判断する。具体的には、上層制御部１４は、上記の端末属性情報として、無線端末の位置情報を取得する。上層制御部１４は、その位置情報に基づいて、現在通信中の無線端末の位置に対応する下層セルＬＳがあるか判断し、対応する下層セルＬＳがあった場合、すなわち、上層制御部１４は、取得した位置情報を基に、現在通信中の無線端末が下層基地局ＬＢの下層セルＬＳ内に位置する場合、その下層基地局ＬＢが、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢとして判断する。下層セルＬＳの下層基地局ＬＢを、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢとして判断する。なお、端末属性情報には、現在通信中の無線端末の位置情報に加えて、音声通信・データ通信等の通信種別、無線端末の使用周波数などがある。
　一方、下層基地局ＬＢ３（他の下層基地局ＬＢも同様）において、下層無線部２１は、下層制御部２４によって制御されている。下層無線部２１は、下層制御部２４の制御によって、無線端末とダウンリンク通信を行う場合、ＯＦＤＭＡを用い、無線端末とアップリンク通信を行う場合、ＳＣ－ＦＤＭＡを用いる。これによって、下層無線部２１は、下層セルＬＳ３内に存在する無線端末との無線通信を実現する。具体的には、下層無線部２１は、ダウンリンク通信時において、下層制御部２４から入力されるベースバンド信号から送信用のＯＦＤＭ信号を生成する。そして、下層無線部２１はその生成されたＯＦＤＭ信号をアンテナ２１ａを介して無線端末に送信する。下層無線部２１は、無線端末とダウンリンク通信する場合、ＯＦＤＭＡを用い、アップリンク通信ではＳＣ－ＦＤＭＡを用いる。これによって、下層無線部２１は、下層セルＬＳ３内に存在する無線端末との無線通信を実現する。具体的には、下層無線部２１は、無線端末とダウンリンク通信する場合、下層制御部２４から入力されるベースバンド信号から送信用のＯＦＤＭ信号を生成する。下層無線部２１は、その生成したＯＦＤＭ信号をアンテナ２１ａを介して無線端末に送信する。また、下層無線部２１は、無線端末とアップリンク通信する場合、アンテナ２１ａを介して無線端末から受信したＳＣ－ＦＤＭ信号をベースバンド信号に変換する。そして、下層無線部２１は、その変換した信号を下層制御部２４に出力する。
　下層局間通信部２２は、通信ケーブルＣを介して上層基地局ＵＢの上層局間通信部１２と通信可能に接続されている。下層局間通信部２２は、下層制御部２４によって制御されている。これによって、下層局間通信部２２は、上層基地局ＵＢとの有線通信を実現する。下層記憶部２３は、下層制御部２４にて実行される基地局制御プログラムや各種設定データを予め記憶している。下層記憶部２３は、パケットデータをバッファリングするバッファとしての機能している。
　下層制御部２４は、下層記憶部２３に記憶されている基地局制御プログラムに従って下層基地局ＬＢ３の通信動作を統括して制御する。また、下層制御部２４は、上層基地局ＵＢから下層局間通信部２２を介してモード切替指示を受信した場合、自局の動作モードをパワーセーブモード（省電力モード）から通常動作モードへ切替える。更に下層制御部２４は、下層無線部２１を介した無線端末との通信が終了すると、自局の動作モードをパワーセーブモードへ切替えことができる。
　なお、本実施形態において、パワーセーブモードは、下層無線部２１への電源供給を停止して、下層無線部２１の無線通信動作を実施不能（電波送受信不能）とする。更に、パワーセーブモードでは、下層制御部２４は、上層基地局ＵＢからのモード切替指示を待ち受ける「待ち受け機能」のみが実施できるように制限される。つまり、パワーセーブモード時における下層基地局ＬＢ３の電力は、その電力のほとんどが下層制御部２４のモード切替指示の待ち受け機能に消費されるため、下層基地局ＬＢ３の消費電力量は極微量となる。
　次に、上記の上層基地局ＵＢ及び下層基地局ＬＢの通信動作について詳細に説明する。
（上層基地局ＵＢの通信動作）
　まず、上層基地局ＵＢの通信動作について説明する。図３は、上層基地局ＵＢの通信動作を表すフローチャートである。この図３に示すように、上層基地局ＵＢの上層制御部１４は、上層無線部１１を介して、無線端末から接続要求を受信すると（ステップＳ１）、その接続要求を送信してきた無線端末との通信接続を確立する。（ステップＳ２）。
　そして、上層制御部１４は、ステップＳ２によって無線端末との通信接続が確立すると、上層無線部１１を介して、その無線端末に対して位置情報送信要求を送信する（ステップＳ３）。この位置情報送信要求とは、無線端末に対して現在位置を示す位置情報を送信するように要求するための信号である。無線端末は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）機能などの自端末の位置情報を検出する機能を備えている。そして、無線端末は、上記の位置情報送信要求に応じて、自端末の現在位置を示す位置情報を上層基地局ＵＢへ送信する。
　上層制御部１４は、上層無線部１１を介して無線端末から位置情報を取得すると（ステップＳ４）、取得した位置情報に基づいて、無線端末との通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在するか否かを判断する（ステップＳ５）。具体的には、上層制御部１４は、取得した位置情報を基に、現在通信中の無線端末が下層基地局ＬＢの下層セルＬＳ内に位置する場合、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢとして判断する。
　上記ステップＳ５における判断が「Ｙｅｓ」の場合、つまり通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在する場合、上層制御部１４は、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢに対し、上層局間通信部１２を介して、モード切替指示を送信する（ステップＳ６）。一方、上記ステップＳ５における判断が「Ｎｏ」の場合、つまり通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在しない場合、上層制御部１４は、モード切替指示を送信することなく、後述のステップＳ８へ移行する。
　上層制御部１４は、現在通信中の無線端末から切断要求を受信したか否か（換言すれば、ハンドオーバが成功したか否か）を判断する（ステップＳ７）。ステップＳ７における判断が「Ｙｅｓ」の場合には、上層制御部１４は、現在通信中の無線端末との通信接続を切断する（ステップＳ８）。一方、上記ステップＳ５における判断が「Ｎｏ」の場合、または、上記ステップＳ７における判断が「Ｎｏ」の場合、上層制御部１４は、無線端末との通信接続を引き続き維持して通常の通信動作（例えば、音声通信或いはデータ通信）を行う（ステップＳ９）。
　更に、上層制御部１４は、無線端末との通信が終了したか否かを判断する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０における判断が「Ｎｏ」の場合には、上層制御部１４は、位置情報の再取得を行う（ステップＳ３）。ステップＳ１０における判断が「Ｙｅｓ」の場合には、上層制御部１４は、無線端末との通信接続の切断処理を行う（ステップＳ８）。
　上層制御部１４は、無線端末から接続要求を受信する度に上記のステップＳ１～Ｓ１０を繰り返し実施する。つまり、上層基地局ＵＢは、無線端末との通信接続を確立すると、その無線端末との通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在するか否かを判断する。そして、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在しなければ、上層制御部１４は、自局にて無線端末との通信を実施する一方、通信が終了するまで、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在するか否かの判断を繰り返す（無線端末が移動する可能性があるため）。
　そして、上層基地局ＵＢは、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在する場合、その下層基地局ＬＢに対してモード切替指示を送信する。これによって、上層基地局ＵＢは当該下層基地局ＬＢの動作モードをパワーセーブモードから通常動作モードへ切替えることができる。ここで、無線端末は、通常動作モードに移行した下層基地局ＬＢの下層セルＬＳ内に存在しているので、その下層基地局ＬＢに対してハンドオーバを行う。無線端末は、ハンドオーバに成功すると、上層基地局ＵＢに切断要求を送信する。そして、上層基地局ＵＢは、無線端末から切断要求を受信した場合、ハンドオーバに成功したと看做して、無線端末との通信接続を切断する。
（下層基地局ＬＢの通信動作）
　下層基地局ＬＢの通信動作について説明する。図４Ａは、通常動作モード時における下層基地局ＬＢの通信動作を表すフローチャートである。図４Ｂは、パワーセーブモード時（待ち受け動作時）における下層基地局ＬＢの通信動作を表すフローチャートである。
　図４Ａに示すように、下層基地局ＬＢの通常動作モード時において、下層基地局ＬＢの下層制御部２４は、下層無線部２１を介して無線端末から接続要求を受信すると（ステップＳ１１）、その接続要求を送信してきた無線端末との通信接続の確立処理を行う（ステップＳ１２）。そして、下層制御部２４は、通信接続を確立した無線端末と通常の通信動作を行う（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１１における接続要求には、ハンドオーバ時に無線端末から下層基地局ＬＢに送信される接続要求も含む。
　下層制御部２４は、現在通信中の無線端末から切断要求を受信したか否か（換言すれば、ハンドオーバが成功したか否か）を判断する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４における判断が「Ｙｅｓ」の場合には、下層制御部２４は、現在通信中の無線端末との通信接続を切断する（ステップＳ１５）。そして、下層制御部２４は、その他の無線端末と通信中であるか否か（換言すれば、自局の無線通信が全て終了したか否か）を判断し（ステップＳ１６）する。ステップＳ１６における判断が「Ｙｅｓ」の場合には、下層制御部２４は、自局の動作モードをパワーセーブモードに切替え（ステップＳ１７）、ステップＳ１６における判断が「Ｎｏ」の場合には、下層制御部２４は、自局の動作モードを通常動作モードに維持する。
　一方、上記ステップＳ１４における判断が「Ｎｏ」の場合、下層制御部２４は、無線端末との通信が終了したか否かを判断する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８における判断が「Ｎｏ」の場合には、下層制御部２４は、無線端末との通信を継続する(ステップＳ１３)。ステップＳ１８における判断が「Ｙｅｓ」の場合には、下層制御部２４は、無線端末との通信接続の切断処理を行う（ステップＳ１５）。
　下層制御部２４は、通常動作モード時において、無線端末から接続要求を受信する度に上記のステップＳ１１～Ｓ１８を繰り返し実施する。つまり、下層基地局ＬＢは、通常動作モード時において、無線端末から接続要求を受信すると、その無線端末との通信接続を確立して通常の通信を行い、自局の無線通信が全て終了した場合には、自局の動作モードをパワーセーブモードに切替える（図４Ｂ）。これによって、下層基地局ＬＢは、自局の消費電力を最小限に抑えることができる。
　図４Ｂに示すように、パワーセーブモード時において、下層基地局ＬＢの下層制御部２４は、下層局間通信部２２を介して、上層基地局ＵＢからモード切替指示を受信したか否かを判断する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１における判断が「Ｎｏ」の場合には、下層制御部２４は、ステップＳ２１の処理を繰り返す。一方、このステップＳ２１における判断が「Ｙｅｓ」の場合、つまり上層基地局ＵＢからモード切替指示を受信した場合、下層制御部２４は、自局の動作モードを通常動作モード（図４Ａ）へ切替える（ステップＳ２２）。なお、下層制御部２４は、モード切替指示を受信した場合において、既に通常動作モードであった場合には何もしない。
　このように、パワーセーブモード時における下層基地局ＬＢは、モード切替指示の受信を待ち受ける「待ち受け動作」のみを行っているため、下層基地局ＬＢの消費電力量は極微量となる。
（無線端末を含む無線通信システム１の全体通信動作の具体例）
　次に、上述した上層基地局ＵＢ及び下層基地局ＬＢの通信動作と、無線端末を含む無線通信システム１の全体通信動作について、具体例を使って説明する。本具体例では、初期状態として、上層セルＵＳの通信エリア内に無線端末が存在しておらず、各下層基地局ＬＢ１～ＬＢ８はそれぞれパワーセーブモードの状態にあると想定する（但し、上層基地局ＵＢは常時通常動作している）。この具体例では、そのような初期状態から、下層セルＬＳ３の通信エリア以内に無線端末（以下、無線端末Ｔとする）が侵入し、その後、その無線端末Ｔが下層セルＬＳ４に移動した場合を想定する。具体例として、図５、図６Ａ，図６Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂを使って具体的に説明する。
　図５は、上記の想定に従って、無線端末Ｔ、上層基地局ＵＢ、下層基地局ＬＢ３及びＬＢ４の相互間通信を表したシーケンスチャートである。無線端末Ｔは、下層セルＬＳ３に侵入すると（図６Ａ参照）、上層基地局ＵＢに対して接続要求を送信する（ステップＳ３１）。上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔから接続要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を確立する（ステップＳ３２）。上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔとの通信接続確立後、無線端末Ｔに対して位置情報送信要求を送信する（ステップＳ３３）。
　無線端末Ｔは、上層基地局ＵＢから位置情報送信要求を受信すると、ＧＰＳ機能によって検出した自端末の現在位置の位置情報を上層基地局ＵＢに送信する（ステップＳ３４）。上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔから取得した位置情報に基づいて、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢは下層基地局ＬＢ３であると判断し、下層基地局ＬＢ３に対してモード切替指示を送信する（ステップＳ３５）。
　下層基地局ＬＢ３は、上層基地局ＵＢからモード切替指示を受信すると、自局の動作モードをパワーセーブモードから通常動作モードへ切替える（ステップＳ３６：図６Ｂ参照）。一方、上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔの周辺基地局の電波強度の報告を受けて無線端末Ｔのハンドオーバを決定する。そして、上層基地局ＵＢから下層基地局ＬＢ３にハンドオーバがなされる（ステップＳ３７）。
　下層基地局ＬＢ３は、無線端末Ｔから接続要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を確立する（ステップＳ３８）。無線端末Ｔは、下層基地局ＬＢ３との通信接続を確立した後、上層基地局ＵＢに対して切断要求を送信する（ステップＳ３９）。上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔから切断要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を切断する（ステップＳ４０）。その後、無線端末Ｔと下層基地局ＬＢ３との間で通常の通信が実施される（ステップＳ４１）。
　更に、無線端末Ｔと下層基地局ＬＢ３との間で通信が終了する前に、無線端末Ｔが下層セルＬＳ３から下層セルＬＳ４に移動したと想定する（図７Ａ参照）。この場合、無線端末Ｔは、下層基地局ＬＢ３から受信している電波の強度が低下する。下層基地局ＬＢ３は、無線端末Ｔの周辺基地局の電波強度の報告を受けて無線端末Ｔのハンドオーバを決定する。そして、下層基地局ＬＢ３から上層基地局ＵＢにハンドオーバがなされる（ステップＳ４２）。
　上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔから接続要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を確立する（ステップＳ４３）。無線端末Ｔは、上層基地局ＵＢとの通信接続確立後、下層基地局ＬＢ３に対して切断要求を送信する（ステップＳ４４）。下層基地局ＬＢ３は、無線端末Ｔから切断要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を切断する（ステップＳ４５）。これにより、下層基地局ＬＢ３は、自局の無線通信が全て終了したと判断し、自局の動作モードをパワーセーブモードに切替える（ステップＳ４６）。
　一方、上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔに対して位置情報送信要求を送信する（ステップＳ４７）。無線端末Ｔは、ＧＰＳ機能によって検出した自端末の現在位置を示す位置情報を上層基地局ＵＢに送信する（ステップＳ４８）。上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔから取得した位置情報に基づいて、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢは下層基地局ＬＢ４であると判断する。そして、上層基地局ＵＢは、下層基地局ＬＢ４に対してモード切替指示を送信する（ステップＳ４９）。
　下層基地局ＬＢ４は、上層基地局ＵＢからモード切替指示を受信すると、自局の動作モードをパワーセーブモードから通常動作モードへ切替える（ステップＳ５０：図７Ｂ参照）。上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔの周辺基地局の電波強度の報告を受けて無線端末Ｔのハンドオーバを決定する。これにより、上層基地局ＵＢから下層基地局ＬＢ４にハンドオーバがなされる（ステップＳ５１）。
　下層基地局ＬＢ４は、無線端末Ｔから接続要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を確立する（ステップＳ５２）。無線端末Ｔは、下層基地局ＬＢ４との通信接続を確立した後、上層基地局ＵＢに対して切断要求を送信する（ステップＳ５３）。上層基地局ＵＢは、無線端末Ｔから切断要求を受信すると、無線端末Ｔとの通信接続を切断する（ステップＳ５４）。その後、無線端末Ｔと下層基地局ＬＢ４との間で通常の通信が実施される（ステップＳ５５）。
　以下、同様に、無線端末Ｔが下層セルＬＳ４から移動すると、一旦、上層基地局ＵＢと無線端末Ｔとの間で通信接続が確立される。この時、下層基地局ＬＢ４はパワーセーブモードに戻る。そして、無線端末Ｔとの通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが見つかれば、その下層基地局ＬＢが通常動作モードに復帰して、無線端末Ｔとの通信接続を確立する。
　以上説明したように、本実施形態によれば、上層基地局ＵＢにおいて現在通信中の無線端末Ｔとの通信接続条件を満足すると判断された下層基地局ＬＢのみを、パワーセーブモードから通常動作モードへ切替えるため、システム全体の消費電力を最小限に抑えることが可能となる。
　なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
　（１）上記実施形態では、ＧＰＳ機能を搭載した無線端末Ｔを想定し、ＧＰＳ機能によって検出された位置情報を無線端末Ｔから取得する場合を例示したが、必ずしも全ての無線端末ＴにＧＰＳ機能が搭載されているわけではない。その場合、上層基地局ＵＢが、無線端末Ｔの位置情報に類似する情報、例えば無線端末Ｔまでの距離や無線端末Ｔの位置する方向などを検出する機能を備えてもよい。
　（２）上記実施形態では、上層基地局ＵＢにおいて、無線端末Ｔの端末属性情報として位置情報を取得し、この位置情報に基づいて無線端末Ｔが存在する下層セルＬＳの下層基地局ＬＢを、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢとして判断する場合を例示した。更に、例えば、端末属性情報として位置情報に加えて、無線端末Ｔが要求する通信が音声通信なのかデータ通信なのかを示す通信種別を取得しても良い。
　この場合、上層制御部１４は、端末属性情報として取得した通信種別及び位置情報を基に、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢを判断する。例えば、現在通信中の無線端末Ｔの通信種別がデータ通信であって、且つ、その無線端末Ｔが、何れかの下層基地局ＬＢの下層セルＬＳの通信エリア内に位置する場合、上層制御部１４は、無線端末Ｔが位置する下層セルＬＳの下層基地局ＬＢが、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢとして判断する。この場合、上層制御部１４は、無線端末Ｔの通信種別が音声通信の場合には、位置情報に関わらず、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢは存在しないと判断する。
　つまり、通信トラフィック量が大きいデータ通信を要求する無線端末Ｔが上層基地局ＵＢにアクセスしてきた場合には、上層基地局ＵＢへのアクセス数の増加と共に、上層基地局ＵＢの通信負荷が大幅に増大する。この場合、その無線端末Ｔが通信接続できる（無線端末Ｔが下層セルＬＳ内に位置する）下層基地局ＬＢを通常動作モードへ切替え、無線端末Ｔの接続先を下層基地局ＬＢに切替える。これによって、システム全体における基地局負荷の分散を図る。
　一方、通信トラフィック量が小さい音声通信を要求する無線端末Ｔが上層基地局ＵＢにアクセスしてきた場合には、上層基地局ＵＢへのアクセス数が多くなっても、上層基地局ＵＢの通信負荷はそれほど大きくならない。この場合、上層制御部１４は、無線端末Ｔの位置に関わらず、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢは存在しないと判断する（つまり通常動作モードへの切替えを実施しない）。これによって、システム全体の消費電力を更に低減することができる。
　（３）上記（２）の変形例では、端末属性情報として通信種別及び位置情報を取得する場合を例示した。この他に、例えば、端末属性情報として位置情報に加えて、無線端末Ｔの使用周波数を取得しても良い。この場合、上層制御部１４は、端末属性情報として取得した使用周波数及び位置情報を基に、現在通信中の無線端末Ｔの使用周波数に対応できる下層基地局ＬＢであって、且つ当該無線端末Ｔが、何れかの下層基地局ＬＢの下層セルＬＳ内に位置するか判断する。そして、該無線端末Ｔが位置する下層基地局ＬＢがあった場合、上層制御部１４は、その下層基地局ＬＢが通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢとして判断する。さらに、この場合、上層制御部１４は、無線端末Ｔの使用周波数に対応できる下層基地局ＬＢが存在しない場合、無線端末Ｔの位置情報に関わらず、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢは存在しないと判断する。
　つまり、下層基地局ＬＢ１～ＬＢ８の全てが無線端末Ｔの使用周波数に対応できる基地局であるとは限らないため、無線端末Ｔの使用周波数に対応できる下層基地局ＬＢが存在しない場合には、位置情報に関わらず、通常動作モードへの切替えを実施しない。これにより、システム全体の消費電力を更に低減することができる。
　（４）上述したように、上層基地局ＵＢの通信負荷がそれほど大きくない場合には、必ずしも下層基地局ＬＢを通常動作モードへ切替える必要はない。そこで、上層制御部１４に、自局の通信負荷が規定値以上の場合に、通信接続条件を満足する下層基地局ＬＢが存在するか否かの判断を行う機能を設けても良い。これにより、上層基地局ＵＢの通信負荷が規定値未満の小さい場合では、下層基地局ＬＢを通常動作モードへ切替えることがなくなり、システム全体の消費電力を更に低減することが期待できる。なお、このような機能は、上記実施形態、（２）の変形例及び（３）の変形例のそれぞれについて適用できる。
　（５）上記実施形態では、上層セルＵＳとして、セルの通信エリア半径が数ｋｍ～１０ｋｍ程度のマクロセルを想定し、下層セルＬＳ１～ＬＳ８として、セル通信エリア半径が数百ｍ～１ｋｍ程度のマイクロセルを想定して説明した。しかし、本発明に係る無線通信システムは、上層セルＵＳ及び下層セルＬＳ１～ＬＳ８のセル半径は上記の数値に限定されず、また、上層セルＵＳ内における下層セルの配置数も８個に限定されない。つまり、上層セルＵＳ内に複数の下層セルＬＳが配置されたヘテロジーニアスネットワークを採用する無線通信システムであれば、本発明を適用することが可能である。
　（６）上記実施形態では、本発明に係る無線通信システムとして、次世代高速通信規格であるＬＴＥに準拠したＬＴＥシステムを例示して説明したが、本発明に係る無線通信システムは、これ限らず、ＷｉＭＡＸ等、マルチキャリア通信を採用した他の通信規格を用いる無線通信システムであれば、適用することが可能である。
　上層セルに重なる下層セルが配置された無線通信システムの全体の消費電力を最小限に抑えることの可能な上層基地局、下層基地局及び無線通信システムを提供することができる。
　１　　無線通信システム
　ＵＢ　　上層基地局
　１１　　上層無線部
　１２　　上層局間通信部
　１３　　上層記憶部
　１４　　上層制御部
　ＬＢ（ＬＢ１～ＬＢ８）　　下層基地局
　２１　　下層無線部
　２２　　下層局間通信部
　２３　　下層記憶部
　２４　　下層制御部
　ＵＳ　　上層セル
　ＬＳ（ＬＳ１～ＬＳ８）　　下層セル
　Ｔ　　無線端末

Claims (17)

  1. 　上層セルに重なる下層セルが配置された無線通信システムにおいて前記上層セルを形成する上層基地局であって、
    　前記上層セル内に存在する無線端末との通信を実現する上層無線部と、
    　前記下層セルを形成する下層基地局との通信を実現する上層局間通信部と、
    　現在通信中の無線端末との通信接続条件を満足する前記下層基地局に対し、前記上層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替えを指示する上層制御部と、を備えることを特徴とする上層基地局。
  2. 　前記上層制御部は、前記無線端末との通信によって取得可能な端末属性情報に基づいて、前記通信接続条件を満足する下層基地局が存在するか否かを判断することを特徴とする請求項１記載の上層基地局。
  3. 　前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の位置情報を基に、前記現在通信中の無線端末が前記下層基地局の前記下層セル内に位置する場合、前記下層基地局が前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする請求項２記載の上層基地局。
  4. 　前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の通信種別及び位置情報を基に、前記通信種別がデータ通信であって、且つ当該無線端末が前記下層基地局の前記下層セル内に位置する場合、前記下層基地局が前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする請求項２記載の上層基地局。
  5. 　前記上層制御部は、前記通信種別が音声通信の場合には、前記位置情報に関わらず、前記通信接続条件を満足する下層基地局は存在しないと判断することを特徴とする請求項４記載の上層基地局。
  6. 　前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の使用周波数及び位置情報を基に、前記無線端末の使用周波数に対応可能な下層基地局であって、且つ当該無線端末が前記下層基地局の前記下層セル内に位置する場合、前記下層基地局が前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする請求項２記載の上層基地局。
  7. 　前記上層制御部は、前記無線端末の使用周波数に対応可能な下層基地局が存在しない場合、前記位置情報に関わらず、前記通信接続条件を満足する下層基地局は存在しないと判断することを特徴とする請求項６記載の上層基地局。
  8. 　前記上層制御部は、自局の通信負荷が規定値以上の場合に、前記通信接続条件を満足する下層基地局が存在するか否かの判断を行うことを特徴とする請求項１に記載の上層基地局。
  9. 　上層セルに重なる下層セルが配置された無線通信システムにおいて前記複数の下層セルの内、１つの下層セルを形成する下層基地局であって、
    　前記下層セル内に存在する無線端末との通信を実現する下層無線部と、
    　前記上層セルを形成する上層基地局との通信を実現する下層局間通信部と、
    　前記下層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替え指示を前記上層基地局から受信した場合に、自局の動作モードを省電力モードから通常動作モードへ切替える一方、自局の無線通信が全て終了した場合に、前記自局の動作モードを前記省電力モードへ切替える下層制御部と、
    を備えることを特徴とする下層基地局。
  10. 　上層セルに重なる下層セルが配置された構造を採用し、前記上層セルを形成する上層基地局及び前記複数の下層セルの各々を形成する複数の下層基地局を備える無線通信システムであって、
    　前記上層基地局は、
    　前記上層セル内に存在する無線端末との通信を実現する上層無線部と、
    　前記下層セルを形成する下層基地局との通信を実現する上層局間通信部と、
    　現在通信中の無線端末との通信接続条件を満足する前記下層基地局に対し、前記上層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替えを指示する上層制御部と、を備え、
    　前記複数の下層基地局の各々は、
    　前記下層セル内に存在する無線端末との通信を実現する下層無線部と、
    　前記上層セルを形成する上層基地局との通信を実現する下層局間通信部と、
    　前記下層局間通信部を介して省電力モードから通常動作モードへの切替え指示を前記上層基地局から受信した場合に、自局の動作モードを省電力モードから通常動作モードへ切替える一方、自局の無線通信が全て終了した場合に、前記自局の動作モードを前記省電力モードへ切替える下層制御部と、
    を備えることを特徴とする無線通信システム。
  11. 　前記無線通信システムの前記上層制御部は、前記無線端末との通信によって取得可能な端末属性情報に基づいて、前記通信接続条件を満足する下層基地局が存在するか否かを判断することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
  12. 　前記無線通信システムの前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の位置情報を基に、前記現在通信中の無線端末が前記下層基地局の前記下層セル内に位置する場合、前記下層基地局が前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。
  13. 　前記無線通信システムの前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の通信種別及び位置情報を基に、前記通信種別がデータ通信であって、且つ当該無線端末が前記下層基地局の前記下層セル内に位置する場合、前記下層基地局が前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。
  14. 　前記無線通信システムの前記上層制御部は、前記通信種別が音声通信の場合には、前記位置情報に関わらず、前記通信接続条件を満足する下層基地局は存在しないと判断することを特徴とする請求項１３に記載の無線通信システム。
  15. 　前記無線通信システムの前記上層制御部は、前記端末属性情報として取得した前記無線端末の使用周波数及び位置情報を基に、前記無線端末の使用周波数に対応可能な下層基地局であって、且つ当該無線端末が前記下層基地局の前記下層セル内に位置する場合、前記下層基地局が前記通信接続条件を満足する下層基地局として判断することを特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。
  16. 　前記無線通信システムの前記上層制御部は、前記無線端末の使用周波数に対応可能な下層基地局が存在しない場合、前記位置情報に関わらず、前記通信接続条件を満足する下層基地局は存在しないと判断することを特徴とする請求項１５に記載の無線通信システム。
  17. 　前記無線通信システムの前記上層制御部は、自局の通信負荷が規定値以上の場合に、前記通信接続条件を満足する下層基地局が存在するか否かの判断を行うことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
     
     
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