JP2013150065A

JP2013150065A - 基地局及び基地局制御方法

Info

Publication number: JP2013150065A
Application number: JP2012007252A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Suyama; 武彦巣山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: JP5816104B2

Abstract

【課題】システム全体のカバーエリアを減少させることなく、かつ基地局をスリープモードで動作させてシステム全体の消費電力を低減できる基地局及び基地局の制御方法を提供する。
【解決手段】スリープモードで動作可能な基地局１であって、アダプティブアレイアンテナ１１と、アダプティブアレイアンテナ１１のアンテナ指向性を変えて複数の方向における他基地局（１ａ〜１ｃ）の下り制御信号を受信し、複数の方向のうち少なくとも一の方向における下り制御信号の受信レベルが所定の閾値未満である場合、基地局１をスリープモードで動作させないように制御する無線制御部１３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、スリープモードで動作可能な基地局及び基地局制御方法に関する。

従来の基地局において、設置場所や時間帯などによってトラフィックは様々に変化する。ユーザーに快適な利用環境を提供するには、ピーク時のトラフィックに合わせて基地局を併設するなどの処置を行う必要があるが、その反面トラフィックの低下時にはカバーエリアの重なる基地局が無駄に稼働している事になりシステム全体の電力は無駄に消費されてしまっている。

これを解決する手段として、基地局が、他基地局が送信する下り制御信号（他基地局が携帯端末向けに送信した制御信号）を受信して、周囲に点在する同一システムの他基地局のトラフィック状況を把握し、自基地局のトラフィックが低い場合（つまり回線が使用されていない場合）で、かつ他基地局のトラフィックが低い場合、当該カバーエリアのトラフィックが低いと認識して自基地局をスリープモードで動作させ、システム全体の省電力化を図る技術が提案されている（例えば特許文献１）。なおスリープモードとは、基地局における無線信号の受信動作を継続し、送信動作を停止することを意味する。通常、無線信号の送信は消費電力が大きいため、通常運用モードからスリープモードにすることにより消費電力を低減することができる。通常運用モードとは、無線信号の受信動作及び送信動作をすることを意味する。

特開２０１０−１８３３０３号公報

しかしながら、自基地局や周辺の他基地局のトラフィック情報のみで自基地局をスリープモードで動作させるように制御するには問題がある。すなわち、システムのカバーエリア端の基地局がスリープモードで動作した場合、他基地局からのエリアカバーが行われず、システム全体のカバーエリアを減少させてしまっていた。以下具体的に図４により説明する。

図４は、複数の基地局の配置とカバーエリアの概略図である。図４の各円は、各基地局のカバーエリアを表しており、各円の中心に基地局がそれぞれ存在する。そして当該円の内側において移動局は基地局と通信が可能である。例えば図４の基地局Ａは、システム全体のカバーエリア端に位置している。また例えば基地局Ｂは、システム全体のカバーエリア端に位置していない。

ここで基地局Ｂがスリープモードで動作した場合、基地局Ｂのカバーエリアの全ては、他基地局のカバーエリアと重複するため、システム全体のカバーエリアは減少しない。一方、基地局Ａがスリープモードで動作した場合、基地局Ａのカバーエリアのうち、他基地局のカバーエリアと重複していない領域が存在するため、他基地局からのエリアカバーが行われず、システム全体のカバーエリアが減少してしまう。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、カバーエリア端に位置する基地局がスリープモードで動作することを防止し、システム全体のカバーエリアを減少させることなく、かつ基地局をスリープモードで動作させてシステム全体の消費電力を低減できる基地局及び基地局の制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る基地局は、
スリープモードで動作可能な基地局であって、
アダプティブアレイアンテナと、
前記アダプティブアレイアンテナのアンテナ指向性を変えて複数の方向における他基地局の下り制御信号を受信し、前記複数の方向のうち少なくとも一の方向における前記下り制御信号の受信レベルが所定の閾値未満である場合、前記基地局をスリープモードで動作させないように制御する無線制御部と、
を備えることを特徴とする。

また本発明に係る基地局は、
前記無線制御部が、前記アンテナ指向性を所定の角度毎に略３６０度回転させ、全方位における前記下り制御信号を受信することを特徴とする。

また本発明に係る基地局は、前記無線制御部はさらに、前記下り制御信号に含まれる情報に基づき他基地局のトラフィックを検知し、少なくとも一の方向で受信した前記下り制御信号に含まれる情報に基づく前記トラフィックが所定の閾値以上である場合、前記基地局をスリープモードで動作させないように制御することを特徴とする。

また、本発明に係る基地局の制御方法は、
スリープモードで動作可能なアダプティブアレイアンテナを備えた基地局の制御方法であって、
前記アダプティブアレイアンテナのアンテナ指向性を変えて複数の方向における他基地局の下り制御信号を受信するステップと、
前記複数の方向のうち少なくとも一の方向における前記下り制御信号の受信レベルが所定の閾値未満である場合、前記基地局をスリープモードで動作させないように制御するステップと、
を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る基地局の制御方法は、
前記制御信号を受信するステップが、前記アンテナ指向性を所定の角度毎に略３６０度回転させ、全方位における前記下り制御信号を受信することを特徴とする。

また、本発明に係る基地局の制御方法はさらに、
前記下り制御信号に含まれる情報に基づき他基地局のトラフィックを検知するステップと、
少なくとも一の方向で受信した前記下り制御信号に含まれる情報に基づく前記トラフィックが所定の閾値以上である場合、前記基地局をスリープモードで動作させないように制御するステップと、
を含むことを特徴とする。

本発明における基地局及び基地局の制御方法によれば、カバーエリア端に位置する基地局がスリープモードで動作することを防止し、システム全体のカバーエリアを減少させることなく、かつ基地局をスリープモードで動作させてシステム全体の消費電力を低減できる。

本発明の一実施形態に係る基地局を含むシステムのブロック図である。基地局Ａ及び基地局Ｂの下り制御信号の受信レベルを表す図である。本発明の一実施形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。複数の基地局の配置とシステム全体のカバーエリアの概略図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施形態に係る基地局１を含むシステムのブロック図である。本システムは、基地局１と、携帯端末２と、通信網３と他基地局１ａ〜１ｃを備える。本システムはＰＨＳのシステム構成であるが、ＰＨＳ以外のシステムであってもよい。なお他基地局は３つのみ例示しているが、２以下であっても、４以上であってもよい。

本発明の一実施形態に係る基地局１は、アダプティブアレイアンテナ１１と、無線部１２と、無線制御部１３と、ネットワーク通信部１４とを備える。

アダプティブアレイアンテナ１１は、複数のアンテナを備える。アダプティブアレイアンテナ１１は、後述する無線制御部１３により該複数のアンテナのアンテナウェイトを調整し、アンテナ指向性を任意の方向に変化させることができる。なお図１ではアダプティブアレイアンテナ１１は、アンテナを２本備える構成を例示しているがこれに限られず、アンテナは３本以上であってもよい。

無線部１２は、アダプティブアレイアンテナ１１を介して、携帯端末２とＴＤＤ方式（時分割複信方式）により無線信号を送受信する。また無線部１２は、アダプティブアレイアンテナ１１を介して、他基地局１ａ〜１ｃの下り制御信号を受信する。当該下り制御信号は、他基地局１ａ〜１ｃが、配下の携帯端末向けに送信する制御信号である。基地局１は、当該下り制御信号を受信し、当該下り制御信号に含まれる情報を参照することで、当該下り制御信号を送信した他基地局１ａ〜１ｃのいずれか一つが通常運用モードで動作していること及び他基地局１ａ〜１ｃのトラフィックを認知することができる。なお図１では、１つの携帯端末（携帯端末２）のみを例示しているがこれに限られず、基地局１は、複数の携帯端末と無線通信してもよい。

無線制御部１３は、基地局１に係る各種制御を行う。具体的には無線制御部１３は、所定の条件下、基地局１をスリープモードで動作させ、又は通常運用モードで動作させる。

また、無線制御部１３は、無線部１２による携帯端末２との無線通信のトラフィック、すなわち基地局１のトラフィックが第一の閾値以上であるか否かを判定する。そして無線制御部１３は、基地局１のトラフィックが第一の閾値以上の場合には、基地局１のカバーエリア内の携帯端末２と通信状態であるため、基地局１をスリープモードで動作させないように制御する。すなわち無線制御部１３は、基地局１を通常運用モードで動作させる。

また無線制御部１３は、アダプティブアレイアンテナ１１のＡＡＡ制御（ＡｄａｐｔｉｖｅＡｒｒａｙＡｎｔｅｎｎａ制御）を行い、アンテナ指向性を変化させる。そして無線制御部１３は、アダプティブアレイアンテナ１１のアンテナ指向性を変えて複数の方向における下り制御信号を、アダプティブアレイアンテナ１１及び無線部１２を介して受信する。好ましくは、無線制御部１３は、アダプティブアレイアンテナ１１のアンテナ指向性を所定の角度毎に略３６０度回転させ、全方位における下り制御信号を、アダプティブアレイアンテナ１１及び無線部１２を介して受信する。

また無線制御部１３は、複数の方向において受信した下り制御信号の受信レベルを測定し、当該受信レベルが第二の閾値以上であるか否かを判定する。そして無線制御部１３は、少なくとも１つの方向の受信レベルが第二の閾値未満である場合、基地局１がシステム全体のカバーエリア端に位置していると判断し、スリープモードで動作させないように制御する。すなわち無線制御部１３は、基地局１を通常運用モードで動作させる。

一方、すべての方向における受信レベルが第二の閾値以上である場合、無線制御部１３は、基地局１がシステム全体のカバーエリア端に位置していないと判断し、所定の条件下基地局１をスリープ動作させる。

また無線制御部１３は、各方向において受信した下り制御信号に基づき、該下り制御信号を送信した他基地局（他基地局１ａ〜１ｃのいずれか）のトラフィックを検知する。そして無線制御部１３は、当該トラフィックが第三の閾値以上か否かを判定する。無線制御部１３は、少なくとも一の他基地局（他基地局１ａ〜１ｃ）のトラフィックが第三の閾値以上である場合、例えば、他基地局に接続する携帯端末２の移動により生じるハンドオーバ等の影響により、基地局１の周辺においてトラフィックが変動する可能性が高いと判断し、基地局１をスリープモードで動作させないように制御する。すなわち無線制御部１３は、基地局１を通常運用モードで動作させる。

そして無線制御部１３は、基地局１のトラフィックが第一の閾値未満の場合で、かつ各方向において受信した下り制御信号に基づく他基地局１ａ〜１ｃのトラフィックの全てが第三の閾値未満である場合、基地局１及び他基地局１ａ〜１ｃのトラフィックが少ないため、基地局１をスリープモードで動作させる。スリープモードは所定時間継続し、所定時間または外部制御によりスリープモード解除指示があった場合、無線制御部１３は、基地局１がスリープモードで動作することを停止させる。

ネットワーク通信部１４は、通信網３を介して上位網に接続しており、上位網とのネットワーク通信を行う。

図２は、各方向の下り制御信号の受信レベルを示す。図２（ａ）及び図２（ｂ）はそれぞれ図４における基地局Ａ及び基地局Ｂに対応する。ここで図２（ａ）及び図２（ｂ）において横軸は方位であり、０度（ｄｅｇ）が北方向である。縦軸は下り制御信号の受信レベルである。また第二の閾値は３０ｄＢμＶであるとする。以下、基地局Ａ及び基地局Ｂが、該下り制御信号の受信レベルを測定する方法について具体的に説明する。なお基地局Ａ及び基地局Ｂはいずれも本発明に係る基地局１の構成であるとし、基地局１の参照符号を用いて説明する。

基地局Ａの無線制御部１３は、アダプティブアレイアンテナ１１のアンテナ指向性を時計回転方向に４５度毎に変化させ、各方向（すなわち、０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度、３６０度）における下り制御信号を受信し、受信レベルを測定する。図２（ａ）では各方向における受信レベルはそれぞれ、４０ｄＢμＶ、８０ｄＢμＶ、８０ｄＢμＶ、７０ｄＢμＶ、４０ｄＢμＶ、１５ｄＢμＶ、５ｄＢμＶ、１０ｄＢμＶ、４０ｄＢμＶである。ここで、２２５度、２７０度、３１５度において第二の閾値未満であるが、基地局Ａはシステム全体のカバーエリア端に位置しているため、無線制御部１３は、基地局Ａをスリープモードで動作させないように制御する。

同様に基地局Ｂの無線制御部１３は、アダプティブアレイアンテナ１１のアンテナ指向性を時計回転方向に４５度毎に変化させ、各方向（すなわち、０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度、３６０度）における下り制御信号を受信し、受信レベルを測定する。図２（ｂ）では各方向における受信レベルはそれぞれ、８０ｄＢμＶ、７０ｄＢμＶ、８０ｄＢμＶ、８５ｄＢμＶ、８０ｄＢμＶ、９０ｄＢμＶ、８０ｄＢμＶ、７０ｄＢμＶ、８０ｄＢμＶである。ここで、全ての方向（ここでは全方位）において第二の閾値以上であるが、基地局Ｂはシステム全体のカバーエリア端に位置していないため、無線制御部１３は、基地局Ｂを所定の条件下、スリープモードで動作させる。

なお無線制御部１３は、アンテナ指向性を時計回転方向に回転させたが、反時計回転方向であってもよい。また無線制御部１３は、アダプティブアレイアンテナ１１のアンテナ指向性を４５度毎に３６０度回転させたがこれに限られず、所定角度毎に略３６０度回転させればよく、例えば１０度毎や９０度毎等に変化させてもよい。

次に、本発明に係る基地局１について、図３に示すフローチャートによりその動作を説明する。

はじめに基地局１の無線制御部１３は、無線部１２による携帯端末２との無線通信のトラフィック、すなわち基地局１のトラフィックが第一の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。第一の閾値以上の場合ステップＳ２に進み、第二の閾値未満の場合にはステップＳ３に進む。

基地局１のトラフィックが第一の閾値以上の場合、無線制御部１３は、基地局１のカバーエリア内の携帯端末２と通信状態であるため、基地局１をスリープモードで動作させないように制御する。すなわち無線制御部１３は、基地局１を通常運用モードで動作させる（ステップＳ２）。

一方、基地局１のトラフィックが第一の閾値未満の場合、無線制御部１３は、アダプティブアレイアンテナ１１のアンテナ指向性を変えて複数の方向における下り制御信号を、アダプティブアレイアンテナ１１及び無線部１２を介して受信する。好ましくは、無線制御部１３は、アダプティブアレイアンテナ１１のアンテナ指向性を所定の角度毎に略３６０度回転させ、全方位における下り制御信号を、アダプティブアレイアンテナ１１及び無線部１２を介して受信する。そして無線制御部１３は、複数の方向において受信した下り制御信号の受信レベルを測定し、該受信レベルが全て第二の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

ステップＳ３において少なくとも１つの方向における下り制御信号の受信レベルが第二の閾値未満である場合、無線制御部１３は、基地局１がシステム全体のカバーエリア端に位置していると判断し、スリープモードで動作させないように制御する。そしてステップＳ２に進み、無線制御部１３は、基地局１を通常モードで動作させる。

一方、ステップＳ３において全ての方向における受信レベルが第二の閾値以上である場合、無線制御部１３は、基地局１がシステム全体のカバーエリア端に位置していないと判断する。この場合、無線制御部１３は、各方向において受信した下り制御信号に基づき、該下り制御信号を送信した他基地局（他基地局１ａ〜１ｃのいずれか）のトラフィックを検知する。そして無線制御部１３は、少なくとも一の他基地局（他基地局１ａ〜１ｃ）のトラフィックが、第三の閾値以上か否かを判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、少なくとも一の他基地局（他基地局１ａ〜１ｃ）のトラフィックが第三の閾値以上である場合、無線制御部１３は、基地局１の周辺においてトラフィックが変動する可能性が高いと判断し、基地局１をスリープモードで動作させないように制御する。そしてステップＳ２に進み、無線制御部１３は、基地局１を通常運用モードで動作させる。

一方ステップＳ４において、各方向において受信した下り制御信号に基づく他基地局１ａ〜１ｃのトラフィックの全てが第三の閾値未満である場合、基地局１及び他基地局１ａ〜１ｃのトラフィックが少ないため、基地局１をスリープモードで動作させる（ステップＳ５）。

続いて無線制御部１３は、所定時間の経過または外部制御によりスリープモード解除指示があるか否かを判定する（ステップＳ６）。スリープモード解除指示が無い場合、ステップＳ５に戻り無線制御部１３は、基地局１にスリープモードを継続させる。一方、スリープモード解除指示があった場合、ステップＳ１に戻る。すなわち、無線制御部１３は、基地局１を所定の条件下、通常運用モードで動作又はスリープモードで動作させる。

このように本発明によれば、無線制御部１３がアダプティブアレイアンテナ１１のＡＡＡのアンテナ指向性を変化させて複数の方向で受信した下り制御信号の受信レベルを測定することにより、カバーエリア端に位置する基地局１がスリープモードで動作することを防止し、システム全体のカバーエリアを減少させることなく、かつ基地局１をスリープモードで動作させてシステム全体の消費電力を低減できる。

また本発明によれば、無線制御部１３は、アダプティブアレイアンテナ１１のアンテナ指向性を所定の角度毎に略３６０度回転させ、全方位における下り制御信号を、アダプティブアレイアンテナ１１及び無線部１２を介して受信するため、全方位における他基地局の状況を把握することができる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１基地局
１１アダプティブアレイアンテナ
１２無線部
１３無線制御部
１４ネットワーク通信部
２携帯端末
３通信網
１ａ、１ｂ、１ｃ他基地局

Claims

スリープモードで動作可能な基地局であって、
アダプティブアレイアンテナと、
前記アダプティブアレイアンテナのアンテナ指向性を変えて複数の方向における他基地局の下り制御信号を受信し、前記複数の方向のうち少なくとも一の方向における前記下り制御信号の受信レベルが所定の閾値未満である場合、前記基地局をスリープモードで動作させないように制御する無線制御部と、
を備える基地局。
前記無線制御部は、前記アンテナ指向性を所定の角度毎に略３６０度回転させ、全方位における前記下り制御信号を受信することを特徴とする、請求項１に記載の基地局。
前記無線制御部はさらに、前記下り制御信号に含まれる情報に基づき他基地局のトラフィックを検知し、少なくとも一の方向で受信した前記下り制御信号に含まれる情報に基づく前記トラフィックが所定の閾値以上である場合、前記基地局をスリープモードで動作させないように制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の基地局。
スリープモードで動作可能なアダプティブアレイアンテナを備えた基地局の制御方法であって、
前記アダプティブアレイアンテナのアンテナ指向性を変えて複数の方向における他基地局の下り制御信号を受信するステップと、
前記複数の方向のうち少なくとも一の方向における前記下り制御信号の受信レベルが所定の閾値未満である場合、前記基地局をスリープモードで動作させないように制御するステップと、
を含む基地局の制御方法。
前記制御信号を受信するステップは、前記アンテナ指向性を所定の角度毎に略３６０度回転させ、全方位における前記下り制御信号を受信することを特徴とする、請求項４に記載の基地局の制御方法。
前記基地局の制御方法はさらに、
前記下り制御信号に含まれる情報に基づき他基地局のトラフィックを検知するステップと、
少なくとも一の方向で受信した前記下り制御信号に含まれる情報に基づく前記トラフィックが所定の閾値以上である場合、前記基地局をスリープモードで動作させないように制御するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項４又は５に記載の基地局の制御方法。