JP2015201802A - 基地局、及び基地局制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不要なハンドオーバを抑制することである。
【解決手段】フェムト基地局１０は、端末判定部１２と頻度算出部１３とカバレッジ制御部１４とを有する。端末判定部１２は、フェムト基地局１０に接続中の端末が、フェムト基地局１０のセルを通過する端末であるか否かを判定する。頻度算出部１３は、端末判定部１２により上記端末であると判定された端末のハンドオーバの頻度を算出する。カバレッジ制御部１４は、頻度算出部１３により算出された上記頻度に応じて、送信電力を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基地局、及び基地局制御方法に関する。

近年、屋外に設置されたマクロ基地局からのトラフィックのオフロードや、屋内エリアにおける高速ワイヤレス環境の実現等を目的として、フェムト基地局が普及しつつある。フェムト基地局は、一般的に、マクロ基地局よりも小型で低出力な基地局であり、数ｍ〜数十ｍの接続可能エリア（以下、「カバレッジ」と記す。）を有する。フェムト基地局には、一般家庭等に設置され、接続可能なユーザが特定のメンバに限定されるClosed Accessモードで動作するＣＳＧ（Closed Subscriber Group）フェムト基地局と、店舗内や駅構内に設置され、オペレータの契約ユーザであれば制限なく接続可能なOpen Accessモードで動作するＮｏｎ−ＣＳＧフェムト基地局とがある。

後者のＮｏｎ−ＣＳＧフェムト基地局では、送信信号が屋内から外壁や窓を透過して屋外に漏れ出し、カバレッジが屋外にも形成されると、屋外の端末も、屋内の端末と同様に、フェムト基地局に接続可能となる。屋外の端末がフェムト基地局に接続すると、これに伴い、本来のサービス対象者である屋内の端末の通信容量や通信レートが低下してしまう。また、屋外の端末がフェムトセルを通過すると、隣接セルからフェムトセルへのハンドオーバと、フェムトセルから隣接セルへのハンドオーバとが、短時間の間に発生することとなり、上位ネットワークに対するシグナリング負荷が増大してしまう。

特開２０１２−２３１２３６号公報 特開２０１３−１９７９６９号公報

上述した問題点を解決する方法の一つとして、カバレッジ制御がある。カバレッジ制御では、フェムト基地局は、例えば、所定時間内におけるハンドオーバ頻度が所定値以下となる様に、送信電力を低下させて、屋外への電波漏えいを減少させる。しかしながら、Ｎｏｎ−ＣＳＧフェムト基地局の場合、ＣＳＧフェムト基地局と異なり、フェムト基地局はメンバの識別を行わないため、自セルへのハンドオーバ要求が、屋内、屋外の内、何れの端末から発生しているかを判別することが困難である。このため、フェムト基地局は、自局のカバレッジを出入りする全ての端末のハンドオーバ頻度を指標としたカバレッジ制御を行う。

一般的には、フェムト基地局が送信電力を下げると、屋外端末のハンドオーバ頻度は減少するが、一方で、屋内カバレッジも減少するため、屋内でのハンドオーバ頻度が増加し始める。ところが、屋外端末と屋内端末とを判別しないＮｏｎ−ＣＳＧフェムト基地局の場合、フェムト基地局が、自局のカバレッジを出入りする全ての端末のハンドオーバ頻度を観測しても、ハンドオーバ頻度における屋内外の内訳までを把握することはできない。従って、ユーザが屋内外の何れにいるかを区別することなく、単純に全端末のハンドオーバ頻度が所定値以下となる様に制御する方法では、フェムト基地局は、屋外端末のハンドオーバ頻度を優先的に低減させる等の調整ができず、適切なカバレッジ制御を行うことは困難である。

図１６は、従来技術における問題点を説明するための図である。図１６では、ｘ軸にはフェムト基地局の送信電力Ｐが規定され、ｙ軸にはハンドオーバ頻度Ｈが規定されている。実線Ｌ１１は、屋外端末のハンドオーバ頻度Ｈの変化を示し、破線Ｌ１２は、屋内端末のハンドオーバ頻度Ｈの変化を示し、一点鎖線Ｌ１３は、全端末のハンドオーバ頻度Ｈの変化を示す。図１６に示す様に、屋外端末のハンドオーバ頻度Ｈを、そのターゲット値であるハンドオーバ頻度Ｈ_Ｔとするには、フェムト基地局は、送信電力Ｐを、理想値であるＰ_{ｉｄｅａｌ}に設定すればよい。しかしながら、全端末のハンドオーバ頻度を指標とする従来の制御では、フェムト基地局は、全端末のハンドオーバ頻度を最小化することは可能であるが、屋内外の内訳を把握していないため、屋内端末のハンドオーバ頻度の観点からは、必ずしも最適ではない送信電力Ｐを設定してしまうことがある。例えば、フェムト基地局は、送信電力Ｐを、屋外端末のハンドオーバ頻度を必要以上に抑制してしまうＰ_ＣＯＶに設定してしまい、その結果、破線Ｌ２に示す屋内端末のハンドオーバ頻度Ｈが反対に増加してしまうことがある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、不要なハンドオーバを抑制することのできる基地局、及び基地局制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する基地局は、一つの態様において、第１判定部と算出部と制御部とを有する。前記第１判定部は、基地局に接続中の端末が、前記基地局のセルを通過する端末であるか否かを判定する。前記算出部は、前記第１判定部により前記端末であると判定された端末のハンドオーバの頻度を算出する。前記制御部は、前記算出部により算出された前記頻度に応じて、送信電力を制御する。

本願の開示する基地局の一つの態様によれば、不要なハンドオーバを抑制することができる。

図１は、フェムト基地局の機能構成を示す図である。 図２は、フェムト基地局のハードウェア構成を示す図である。 図３は、本実施例に係るフェムト基地局の動作を説明するためのフローチャートである。 図４は、本実施例に係るハンドオーバ回数更新処理を説明するためのフローチャートである。 図５は、端末ＩＤを使用して接続履歴の有無を判定する場合における端末リストの一例を示す図である。 図６は、セルＩＤを使用して接続履歴の有無を判定する場合におけるセルリストの一例を示す図である。 図７は、本実施例に係るカバレッジ制御処理を説明するためのフローチャートである。 図８は、通過端末のハンドオーバ頻度及び送信電力の時間変化を示す図である。 図９は、変形例１に係るフェムト基地局の動作を説明するためのフローチャートである。 図１０は、変形例１に係るカバレッジ制御処理を説明するためのフローチャートである。 図１１は、変形例１の別態様に係るカバレッジ制御処理を説明するためのフローチャートである。 図１２は、滞在端末のハンドオーバタイミングの遅延に起因するカバレッジの差異を示す図である。 図１３は、変形例２に係るカバレッジ制御処理を説明するためのフローチャートである。 図１４は、変形例３に係るカバレッジ制御処理を説明するためのフローチャートである。 図１５は、変形例４に係るフェムト基地局の動作を説明するためのフローチャートである。 図１６は、従来技術における問題点を説明するための図である。

以下に、本願の開示する基地局、及び基地局制御方法の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する基地局、及び基地局制御方法が限定されるものではない。

まず、本願の開示する一実施例に係るフェムト基地局の構成を説明する。図１は、フェムト基地局１０の機能構成を示す図である。フェムト基地局１０は、自局に接続可能な端末が制限されていないモード（オープンアクセスモード）での動作が可能な基地局である。図１に示す様に、フェムト基地局１０は、ハンドオーバ監視部１１と端末判定部１２と頻度算出部１３とカバレッジ制御部１４とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。

説明の前提として、以降、フェムト基地局１０の形成するセルを一時的に通過する屋外ユーザの端末を「通過端末」、それ以外の端末を「滞在端末」と記す。

ハンドオーバ監視部１１は、フェムト基地局１０の形成する自セルと、他の基地局の形成する他セルとの間におけるハンドオーバの発生を監視する。端末判定部１２は、発生したハンドオーバが通過端末によるハンドオーバであるか否かを判定し、該判定の結果に応じて、通過端末のハンドオーバ回数を更新する。頻度算出部１３は、所定時間内に発生したハンドオーバの回数であるハンドオーバ頻度を算出し、該算出結果が所定の条件を満たすか否かを判定する。カバレッジ制御部１４は、上記ハンドオーバ頻度が所定の条件を満たす場合、上記ハンドオーバ頻度に応じて送信電力を増減させ、自セルのカバレッジ制御を行う。

図２は、フェムト基地局１０のハードウェア構成を示す図である。図２に示す様に、フェムト基地局１０は、ハードウェアの構成要素として、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０ａと、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）１０ｂと、メモリ１０ｃと、ＲＦ（Radio Frequency）部１０ｄと、ネットワークＩＦ（Inter Face）部１０ｅとを有する。ＤＳＰ１０ａとＦＰＧＡ１０ｂとは、スイッチ等のネットワークＩＦ部１０ｅを介して、各種信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。ＲＦ部１０ｄは、アンテナＡを有する。メモリ１０ｃは、例えば、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）等のＲＡＭ、ＲＯＭ（Read Only Memory)、フラッシュメモリにより構成される。

機能構成とハードウェア構成との対応関係に関し、ハンドオーバ監視部１１と端末判定部１２と頻度算出部１３とは、例えばＤＳＰ１０ａ、ＦＰＧＡ１０ｂ等の集積回路により実現される。また、頻度算出部１３によるハンドオーバ頻度の算出結果は、例えばメモリ１０ｃに保持される。更に、カバレッジ制御部１４は、例えばＤＳＰ１０ａ、ＦＰＧＡ１０ｂ、ＲＦ部１０ｄにより実現される。

次に、動作を説明する。

図３は、本実施例に係るフェムト基地局１０の動作を説明するためのフローチャートである。まずＳ１では、フェムト基地局１０のハンドオーバ監視部１１は、自セルと他セルとの間におけるハンドオーバの発生を監視する。該監視の結果、ハンドオーバが発生した場合（Ｓ１；Ｙｅｓ）には、端末判定部１２は、該ハンドオーバが通過端末によるハンドオーバであるか否かを判定し、該判定の結果に応じて、通過端末のハンドオーバ回数を適宜更新する（Ｓ２）。

上記監視の開始時から所定時間が経過すると（Ｓ３；Ｙｅｓ）、頻度算出部１３は、該所定時間内に発生したハンドオーバの回数であるハンドオーバ頻度を算出し、該算出結果が所定の条件を満たすか否かを判定する（Ｓ４）。該判定の結果、上記ハンドオーバ頻度が所定の条件を満たす場合（Ｓ４；Ｙｅｓ）には、カバレッジ制御部１４は、上記ハンドオーバ頻度に応じて送信電力を増減させ、自セルのカバレッジ制御を行う（Ｓ５）。

ここで、上記所定時間は、例えば３０分〜１時間程度であるが、時間帯に応じて適宜変更してもよい。例えば、夜間は端末の通過頻度が少ないことから、２２：００〜６：００の間は、上記所定時間は３時間程度とし、それ以外の時間帯は、上記所定時間は１時間程度としてもよい。これにより、端末を保持するユーザの混み具合に応じた、より適応的なカバレッジ制御が可能となる。

なお、上記Ｓ１において、ハンドオーバが発生しない場合（Ｓ１；Ｎｏ）、または、上記Ｓ３において、上記監視の開始時から所定時間が経過していない場合（Ｓ３；Ｎｏ）には、上述したＳ１の処理が継続して実行される。また、上記Ｓ４において、上記ハンドオーバ頻度が所定の条件を満たさない場合（Ｓ４；Ｎｏ）にも同様に、上述したＳ１の処理が実行される。

続いて、上記Ｓ２の処理について詳細に説明する。図４は、本実施例に係るハンドオーバ回数更新処理を説明するためのフローチャートである。Ｓ２１では、端末判定部１２は、発生したハンドオーバが、他セルから自セルへの入圏に伴うハンドオーバであるか否かを判定する。該判定の結果、発生したハンドオーバが、他セルから自セルへの入圏に伴うハンドオーバである場合（Ｓ２１；Ｙｅｓ）、端末判定部１２は、今回の自セルへの接続時間の測定を開始する。また、端末判定部１２は、自セルにハンドオーバした端末が、過去所定時間Ｔ_ｐａｓｔ（例えば、５分〜１時間程度）内に自セルに接続したことがあるか否か（接続履歴の有無）を判定する（Ｓ２２）。Ｓ２２の終了後は、図３のＳ３へ移行する。

上記Ｓ２１における判定の結果、発生したハンドオーバが、他セルから自セルへの入圏に伴うハンドオーバでない場合（Ｓ２１；Ｎｏ）、すなわち、自セルから他セルへのハンドオーバである場合には、Ｓ２３以降の処理が実行される。Ｓ２３では、端末判定部１２は、他セルにハンドオーバした端末が、Ｓ２２で過去の自セルへの接続履歴が無いと判断されたか否かを判定する。

上記判定の結果、過去の所定時間Ｔ_ｐａｓｔ内に自セルへの接続履歴が無い場合（Ｓ２３；Ｙｅｓ）には、端末判定部１２は、今回の自セルへの接続時間が閾値Ｔ_１（例えば、１〜５分程度）未満であるか否かを判定する（Ｓ２４）。該判定の結果、上記接続時間が閾値Ｔ_１未満である場合（Ｓ２４；Ｙｅｓ）には、端末判定部１２は、ハンドオーバした端末を通過端末と判定し、通過端末のハンドオーバ回数を保持するカウンタを、１だけ増加させる（Ｓ２５）。

なお、上記Ｓ２３において、過去の所定時間Ｔ_ｐａｓｔ内に自セルへの接続履歴が有る場合（Ｓ２３；Ｎｏ）、または、上記Ｓ２４において、上記接続時間が閾値Ｔ_１以上である場合（Ｓ２４；Ｎｏ）には、以降の処理を省略して、図３のＳ３の処理が実行される。

これにより、端末判定部１２は、他セルから自セルにハンドオーバした端末の内、過去の所定時間Ｔ_ｐａｓｔ内に自セルへの接続履歴が無く、かつ、今回の自セルでの接続時間が閾値Ｔ_１未満である端末を、通過端末と判定する。

なお、上記Ｓ２２、Ｓ２３の判定処理は、通過端末が、フェムト基地局１０のセルＣ１０近傍を頻繁に行き来しない限りは、過去所定時間Ｔ_ｐａｓｔ内における接続履歴が無い可能性が高いとの推測の基に実行される。また、上記Ｓ２４の判定処理は、接続履歴は無いが接続時間の短くない端末を通過端末から除外する。これにより、店舗顧客の様に、屋外から入店してきてフェムトセルＣ１０内に所定時間滞在する端末（滞在端末）によるハンドオーバを、単に通過するだけの端末（通過端末）によるハンドオーバと誤認することが防止される。

ここで、上記Ｓ２２、Ｓ２３において端末判定部１２が自セル接続履歴の有無を判定する方法として、２つの方法が存在する。第１の方法は、フェムト基地局１０が自セルに接続した端末のＩＤを使用する方法であり、第２の方法は、端末の接続したセルのＩＤを使用する方法である。

まず、第１の方法について説明する。第１の方法では、フェムト基地局１０は、自セルに接続した端末のＩＤ（識別子）をリストに記憶しておき、他セルから自セルにハンドオーバする端末のＩＤ（例えば、Ｕ３）がリストに有るか否かに基づき、該端末（例えば、端末Ｕ３）の自セルへの接続履歴の有無を判定する。

端末判定部１２は、現在から所定時間Ｔ_ｐａｓｔだけ過去の間に自セルに接続した端末のＩＤを記憶しておく。図５は、端末ＩＤを使用して接続履歴の有無を判定する場合における端末リストＬ１の一例を示す図である。なお、図５において、所定時間Ｔ_ｐａｓｔは、３０分に設定されている。図５では、フェムト基地局１０への接続開始時刻が新しい順に、端末ＩＤ、接続開始時刻、接続時間がそれぞれ記録されており、先頭行（インデックス“０”）は、自セルへの接続履歴の有無の判定対象となる端末（本実施例では端末Ｕ３）のために確保される。なお、図５の端末リストＬ１のサイズ（行数）は、接続開始時刻が現時刻（本実施例では１０：００）から所定時間Ｔ_ｐａｓｔ以内である端末の数によって決まる。従って、本実施例では、接続開始時刻が９：３０〜１０：００の端末Ｕ１〜Ｕ３の接続情報が端末リストＬ１に保持される。

上記Ｓ２２、Ｓ２３では、端末判定部１２は、端末リストＬ１のインデックス“１”以降に、インデックス“０”に対応する端末のＩＤが有るか否かを確認し、有る場合には、自セルへの接続履歴有りと判定する。図５に示す例では、インデックス“１”以降のインデックス“１”〜“３”には、端末ＩＤ“Ｕ３”が存在しないため、端末判定部１２は、端末Ｕ３による自セルＣ１０への接続履歴は無いものと判定する。

次に、第２の方法について説明する。第２の方法では、フェムト基地局１０は、他セルから自セルにハンドオーバする端末の接続履歴情報に、自セルの識別子が有るか否かに基づき、該端末（例えば、端末Ｕ１）の自セルへの接続履歴の有無を判定する。

端末判定部１２は、自セルＣ１０にハンドオーバしてきた端末自身の過去の接続履歴を使用する。本実施例では、ＬＴＥ（Long Term Evolution）において、端末のハンドオーバに際してハンドオーバ元の基地局からハンドオーバ先の基地局に提供されるＵＥヒストリ情報を用いる場合を例示して説明する。このＵＥヒストリ情報は、自セルにハンドオーバしてきた端末の過去の接続先の記録されたリストであり、各基地局は、該端末を他セルにハンドオーバさせる際に、リストの先頭行に自局セルの情報を追記して、ハンドオーバ先のフェムト基地局に提供する。追記される情報は、例えば、グローバルセルＩＤ（例えば、ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）ＩＤ＋セルＩＤ）と、セルタイプ（例えば、very small、small、medium、large、…）と、各セルでの接続時間（例えば、0〜4,095秒）とである。

そこで、端末判定部１２は、ＵＥヒストリ情報の先頭行から順に、各セルでの接続時間を累積した累積接続時間が所定時間Ｔ_ｐａｓｔに最も近くなる行まで、ＵＥヒストリ情報を部分的に抽出する。端末判定部１２は、第１の方法と同様に、インデックス“０”に自局セルＣ１０の情報を追記して、セルリストＬ２を作成する。図６は、セルＩＤを使用して接続履歴の有無を判定する場合におけるセルリストＬ２の一例を示す図である。図６に示す様に、セルリストＬ２には、通過端末の接続時間と累積接続時間とが、接続先のセルＩＤ毎に保持されている。

上記Ｓ２２、Ｓ２３では、端末判定部１２は、セルリストＬ２のインデックス“１”以降に、インデックス“０”に対応する自セルのＩＤが有るか否かを確認し、有る場合には、自セルへの接続履歴有りと判定する。図６に示す例では、インデックス“１”以降のインデックス“１”〜“３”には、自セルのＩＤ“Ｃ１０”が存在しないため、端末判定部１２は、端末Ｕ１による自セルＣ１０への接続履歴は無いものと判定する。

続いて、上記Ｓ４、Ｓ５の各処理について詳細に説明する。図７は、本実施例に係るカバレッジ制御処理を説明するためのフローチャートである。Ｓ４１では、頻度算出部１３は、通過端末の上記ハンドオーバ頻度と閾値Ｑ_１とを比較する。該比較の結果、ハンドオーバ頻度≧閾値Ｑ_１である場合（Ｓ４１；Ｙｅｓ）には、カバレッジ制御部１４は、フェムト基地局１０の送信電力を所定量Δ_１だけ低減させ、カバレッジを縮小する（Ｓ５１）。

一方、上記Ｓ４１における比較の結果、通過端末の上記ハンドオーバ頻度＜閾値Ｑ_１である場合（Ｓ４１；Ｎｏ）、頻度算出部１３は、更に、通過端末の上記ハンドオーバ頻度と閾値Ｑ_２との比較を行う。該比較の結果、ハンドオーバ頻度＜閾値Ｑ_２である場合（Ｓ４２；Ｙｅｓ）には、カバレッジ制御部１４は、通過端末のハンドオーバ頻度が既に十分に低いと判断し、フェムト基地局１０の送信電力を所定量Δ_２だけ増加させて、カバレッジを拡大する（Ｓ５２）。

カバレッジの縮小及び拡大処理の終了後は、カバレッジ制御部１４は、通過端末のハンドオーバ回数のカウンタを“０”にリセットする（Ｓ５３）。そして、図３のステップＳ１の処理に戻る。

なお、上記閾値Ｑ_１、Ｑ_２は、例えば、フェムト基地局の設置環境や、単位面積当たりのユーザ数（人口密度）、ユーザの通行量や歩行速度等によって異なるが、閾値Ｑ_１は、例えば１時間当たり１０〜１００端末程度である。また、閾値Ｑ_２は、例えば１時間当たり１〜１０端末程度である。また、上記所定量Δ_１、Δ_２は、双方が同一の値（例えば、３〜５ｄＢ程度）であってもよい。但し、送信電力を増加させる際の所定量Δ_２は、カバレッジ拡大時における周辺セルへの干渉の影響を極力低減させるため、減少させる際の所定量Δ_１（例えば、３ｄＢ）よりも小さい値（例えば、１ｄＢ）であることが好ましい。

図８は、通過端末のハンドオーバ頻度Ｈ及び送信電力Ｐの時間変化を示す図である。図８に示す様に、時間ｔ_Ａまでは、通過端末のハンドオーバ頻度Ｈが閾値Ｑ_１以上であることから、カバレッジ制御部１４は、送信電力Ｐを所定量Δ_１ずつ減少させることにより、自局セルＣ１０のカバレッジを段階的に縮小する。その後、時間ｔ_Ａを経過し、通過端末のハンドオーバ頻度Ｈが閾値Ｑ_１を下回ると、閾値Ｑ_２を下回るまでは、カバレッジ制御部１４は、カバレッジ制御が不要であると判断する（図７のＳ４２；Ｎｏ）。その結果、時間ｔ_Ａ〜ｔ_Ｂの間は、送信電力Ｐは一定値を維持する。その後、時間ｔ_Ｂを経過し、通過端末のハンドオーバ頻度Ｈが閾値Ｑ_２を下回ると、カバレッジ制御部１４は、送信電力Ｐを所定量Δ_２ずつ増加させることにより、自局セルＣ１０のカバレッジを段階的に拡大する。

以上説明した様に、フェムト基地局１０は、端末判定部１２と頻度算出部１３とカバレッジ制御部１４とを有する。端末判定部１２は、フェムト基地局１０に接続中の端末が、フェムト基地局１０のセルを一時的に通過する端末（通過端末）であるか否かを判定する。頻度算出部１３は、端末判定部１２により上記端末であると判定された端末のハンドオーバの頻度を算出する。カバレッジ制御部１４は、頻度算出部１３により算出された上記頻度に応じて、送信電力を制御する。例えば、端末判定部１２は、他セルから自セルへのハンドオーバが発生した場合に、過去にフェムト基地局１０への接続履歴が無く、かつ、フェムト基地局１０への今回の接続時間が閾値Ｔ_１未満である端末を、通過端末であると判定するものとしてもよい。

すなわち、フェムト基地局１０は、過去の所定時間内における自局への接続履歴の有無と、今回の自局への接続時間とを基に、カバレッジを制御する。これにより、フェムト基地局１０は、セルＣ１０を一時的に通過するだけの端末（屋外ユーザ）による不要なハンドオーバを抑制する。従って、本来はフェムト基地局１０が収容する必要の無い端末の接続が減少し、これに伴い、滞在端末（屋内ユーザ）のための通信容量が確保される。また、上位ネットワークにおいても、ハンドオーバ処理に伴うシグナリング負荷が低減される。

（変形例１）
次に、変形例１について説明する。フェムト基地局１０の形成するセルＣ１０に在圏する端末の内、通過端末以外の端末は、滞在端末に分類されるが、滞在端末は、必ずしも静止している端末に限らず、屋内を低速で移動する端末や、建物内外への移動を行う端末を含む。従って、屋内でのフェムト基地局１０の設置位置やユーザ分布によっては、フェムト基地局１０が、通過端末のハンドオーバ頻度の低減のみを目標としたカバレッジ制御を行うと、滞在端末によるハンドオーバの影響が増大する。そこで、変形例１では、フェムト基地局１０は、滞在端末に関する指標値を所定時間測定し、通過端末のハンドオーバ頻度に加え、該測定結果を用いてカバレッジ制御を行う。これにより、滞在端末によるハンドオーバの影響を考慮したカバレッジ制御が可能となる。以下、上記実施例との相違点を中心として説明する。

変形例１に係るフェムト基地局は、図１及び図２に示した実施例に係るフェムト基地局１０と同様の構成を有する。従って、変形例１では、上記実施例と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その図示及び詳細な説明は省略する。図９は、変形例１に係るフェムト基地局１０の動作を説明するためのフローチャートである。図９は、上記実施例に係る動作の説明において参照した図３と同様の処理を含むことから、共通するステップには、末尾が同一の参照符号を付すと共に、その詳細な説明は省略する。具体的には、図９のステップＴ１〜Ｔ４の各処理は、図３に示したステップＳ１〜Ｓ４の各処理にそれぞれ対応する。

変形例１に特有のＴ５では、フェムト基地局１０のカバレッジ制御部１４は、滞在端末に関する指標値として、自セルＣ１０内の状態を表す指標値（例えば、滞在端末のハンドオーバ頻度）を用いたカバレッジ制御を行う。例えば、フェムト基地局１０が屋内の中でも屋外に近い窓際等の位置に設置される場合、屋外への電波漏えい量が多いため、通過端末によるハンドオーバの頻度が高くなる。この様な環境下において、上記実施例の様に、フェムト基地局１０が、通過端末によるハンドオーバの頻度のみを指標としたカバレッジ制御を行うと、送信電力が過度に減少して屋内カバレッジが狭くなり、滞在端末のハンドオーバ頻度が増加し始める。従って、カバレッジ制御部１４は、通過端末のハンドオーバ頻度のみならず、滞在端末のハンドオーバ頻度も考慮して、カバレッジを制御する。

図１０は、変形例１に係るカバレッジ制御処理を説明するためのフローチャートである。図１０は、上記実施例に係る動作の説明において参照した図７と同様の処理を含むことから、共通するステップには、末尾が同一の参照符号を付すと共に、その詳細な説明は省略する。具体的には、図１０のステップＴ４１、Ｔ４２、Ｔ５１〜Ｔ５３の各処理は、図７に示したステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ５１〜Ｓ５３の各処理にそれぞれ対応する。

変形例１に特有のＴ４３では、フェムト基地局１０の頻度算出部１３は、滞在端末のハンドオーバ頻度を増加させるカバレッジ縮小方向の電力制御の実行可否を、滞在端末のハンドオーバ頻度に応じて決定する。すなわち、フェムト基地局１０は、通過端末のハンドオーバ頻度≧閾値Ｑ_１である（Ｔ４１；Ｙｅｓ）が、滞在端末のハンドオーバ頻度＜閾値Ｑ_３でない場合（Ｔ４３；Ｎｏ）には、Ｔ５１の処理を省略してカバレッジを縮小しない。

あるいは、更に別の変形態様として、フェムト基地局１０は、滞在端末のハンドオーバ頻度＜閾値Ｑ_３でない場合（Ｔ４３；Ｎｏ）には、滞在端末による自セルから他セルへのハンドオーバのタイミングを遅らせるものとしてもよい。すなわち、フェムト基地局１０が、滞在端末に関してのみハンドオーバのタイミングを遅延させる制御を行うハンドオーバ遅延部１５を更に有するものとしてもよい。

図１１は、変形例１の別態様に係るカバレッジ制御処理を説明するためのフローチャートである。図１１に示す様に、Ｔ５４では、ハンドオーバ遅延部１５は、セルＣ１０内の滞在端末が他のセルへハンドオーバするタイミングを遅延させる。具体的には、ハンドオーバ遅延部１５は、ハンドオーバに用いる測定情報を端末がフェムト基地局１０に報告する条件（例えば、パラメータ）を変更（厳格化）する様に、滞在端末に指示し、滞在端末を自セルから他セルへハンドオーバし難くする。もしくは、フェムト基地局１０が、端末から報告された測定情報を基にハンドオーバの実行を決定するための条件（例えば、パラメータ）を、滞在端末に関してのみ変更（厳格化）することによっても、滞在端末によるハンドオーバのタイミングを遅延させることができる。

図１２は、滞在端末Ｕ１２のハンドオーバタイミングの遅延に起因するカバレッジＣ１１、Ｃ１２の差異を示す図である。図１２に示す様に、建物Ｂ内に設置されたフェムト基地局１０は、カバレッジＣ１１のセルを形成するが、上述した遅延制御により、滞在端末Ｕ１２のハンドオーバを、通過端末Ｕ１１のハンドオーバよりも遅らせる。これにより、フェムト基地局１０の形成するセルのカバレッジは、滞在端末Ｕ１２のカバレッジＣ１２が、通過端末Ｕ１１のカバレッジＣ１１よりも仮想的に大きくなり、その分、滞在端末Ｕ１２によるハンドオーバの頻度が更に抑制される。

ここで、頻度算出部１３は、図３のＳ１及びＳ２にて、滞在端末のハンドオーバ頻度を、通過端末のハンドオーバ頻度と併せて、図１１のＴ４３の前までに算出する。あるいは、頻度算出部１３は、滞在端末のハンドオーバ頻度を、図４のＳ２３；ＮｏまたはＳ２４；Ｎｏとなるハンドオーバの様に、通過端末のハンドオーバ以外のハンドオーバの頻度として算出するものとしてもよい。更に、頻度算出部１３は、滞在端末のハンドオーバ頻度を、図４のＳ２３；Ｎｏとなるハンドオーバの内、自セルへの接続時間が閾値Ｔ_１未満（Ｓ２４；Ｙｅｓ）であるハンドオーバの頻度として算出するものとしてもよい。これにより、滞在端末のハンドオーバの内、短時間しか接続されないハンドオーバのみが、ハンドオーバ頻度の算出対象として抽出可能となる。

（変形例２）
次に、変形例２について説明する。上記変形例１では、フェムト基地局１０は、通過端末に関してのみ、ハンドオーバ頻度が所定条件を満たすか否かの判定を行ったが、変形例２では、全端末を対象として、ハンドオーバ頻度が所定条件を満たすか否かの判定を行う。以下、変形例１との相違点を中心として説明する。

変形例２に係るフェムト基地局は、変形例１に係るフェムト基地局１０と同様の構成を有する。従って、変形例２では、変形例１と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その図示及び詳細な説明は省略する。図１３は、変形例２に係るカバレッジ制御処理を説明するためのフローチャートである。図１３は、変形例１に係る動作の説明において参照した図１０と同様の処理を含むことから、共通するステップには、末尾が同一の参照符号を付すと共に、その詳細な説明は省略する。具体的には、図１３のステップＵ４３、Ｕ５１〜Ｕ５３の各処理は、図１０に示したステップＴ４３、Ｔ５１〜Ｔ５３の各処理にそれぞれ対応する。

変形例２に特有のＵ４１では、頻度算出部１３は、セルＣ１０に在圏する全ての端末（通過端末と滞在端末）のハンドオーバ頻度と閾値Ｑ_４とを比較する。該比較の結果、上記ハンドオーバ頻度≧閾値Ｑ_４である場合（Ｕ４１；Ｙｅｓ）には、Ｕ４３に移行し、上記ハンドオーバ頻度＜閾値Ｑ_４である場合（Ｕ４１；Ｎｏ）には、Ｕ４２に移行する。Ｕ４２では、頻度算出部１３は、更に、上記全ての端末の上記ハンドオーバ頻度と閾値Ｑ_５との比較を行う。該比較の結果、ハンドオーバ頻度＜閾値Ｑ_５である場合（Ｕ４２；Ｙｅｓ）には、カバレッジ制御部１４は、上記全ての端末のハンドオーバ頻度が既に十分に低いと判断し、フェムト基地局１０の送信電力を所定量Δ_２だけ増加させて、カバレッジを拡大する（Ｕ５２）。これにより、ハンドオーバに伴う、上位ネットワークへのシグナリング負荷の総量が、更に削減される。

（変形例３）
次に、変形例３について説明する。フェムト基地局１０が、通過端末のハンドオーバ頻度の低減のみを目標としたカバレッジ制御を行うと、設置位置やユーザ分布によっては、屋内のカバレッジが不足し、滞在端末における通信品質の劣化やスループット等の通信レートの低下が起きる。そこで、変形例３では、フェムト基地局１０は、滞在端末に関する指標値として、滞在端末の通信品質や通信レート（例えば、スループット）等の統計値を使用し、該統計値が所定の閾値以上となる様に、カバレッジ制御を行う。すなわち、上記変形例１、２では、フェムト基地局１０は、自セルＣ１０内の状態を表す指標値としてハンドオーバ頻度を用いたが、変形例３では、別の指標値として、接続端末（例えば、滞在端末）の受信品質や通信レート等の所定期間の統計値を追加的に用いる。以下、変形例１、２との相違点を中心として説明する。

変形例３に係るフェムト基地局は、変形例１、２に係るフェムト基地局１０と同様の構成を有する。従って、変形例３では、変形例１、２と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その図示及び詳細な説明は省略する。図１４は、変形例３に係るカバレッジ制御処理を説明するためのフローチャートである。図１４は、変形例１に係る動作の説明において参照した図１０と同様の処理を含むことから、共通するステップには、末尾が同一の参照符号を付すと共に、その詳細な説明は省略する。具体的には、図１４のステップＶ４１、Ｖ４２、Ｖ５１〜Ｖ５３の各処理は、図１０に示したステップＴ４１、Ｔ４２、Ｔ５１〜Ｔ５３の各処理にそれぞれ対応する。

変形例３に特有のＶ４３では、フェムト基地局１０の頻度算出部１３は、滞在端末の上記統計値≧閾値Ｓ_１である場合（Ｖ４３；Ｙｅｓ）には、カバレッジを縮小しても通信の品質やレートは維持可能なため、カバレッジを縮小する（Ｖ５１）。これに対し、滞在端末の上記統計値＜閾値Ｓ_１である場合（Ｖ４３；Ｎｏ）には、頻度算出部１３は、Ｖ５１の処理を省略してカバレッジを縮小しない。

ここで、上記統計値の算出処理には、例えば、平均値や累積分布の計算処理が該当する。累積分布において下位（例えば、下位５％）のスループットをセル端スループットと定義すると、セル端スループットが閾値未満である場合（Ｖ４３；Ｎｏ）、これ以上のカバレッジ縮小は、更なるセル端スループットの低下を招く恐れが高い。従って、フェムト基地局１０は、これ以上カバレッジを縮小させない様に、送信電力を低減させるＶ５１の処理を省略する。これにより、ハンドオーバ頻度を下げるためのカバレッジの縮小が、滞在端末の通信品質や通信レートに与える影響を十分に考慮したカバレッジ制御が可能となる。

（変形例４）
次に、変形例４について説明する。ショッピングモール等においてフェムト基地局１０に接続する端末の数が多く、例えば、端末接続数が既に最大接続可能数に達している様な場合を想定する。この様な場合に、フェムト基地局１０が、カバレッジを拡大すると、他セルの端末からのハンドオーバ要求が新たに発生しても、該要求に応え切れず、新たな端末がフェムト基地局１０に接続できなくなる状態が発生し得る。かかる問題点を回避するため、フェムト基地局１０は、自局に接続する端末の数が閾値以上であるか否かを判定する端末数判定部１６を更に有するものとしてもよい。以下、上記実施例との相違点を中心として説明する。

変形例４に係るフェムト基地局は、図１及び図２に示した実施例に係るフェムト基地局１０と同様の構成を有する。従って、変形例４では、上記実施例と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その図示及び詳細な説明は省略する。図１５は、変形例４に係るフェムト基地局１０の動作を説明するためのフローチャートである。図１５は、上記実施例に係る動作の説明において参照した図３と同様の処理を含むことから、共通するステップには、末尾が同一の参照符号を付すと共に、その詳細な説明は省略する。具体的には、図１５のステップＷ１〜Ｗ５の各処理は、図３に示したステップＳ１〜Ｓ５の各処理にそれぞれ対応する。

変形例４に特有のＷ６では、フェムト基地局１０の端末数判定部１６は、フェムト基地局１０に接続している端末の数が閾値Ｍ_１未満であるか否かを判定する。該判定の結果、自セル接続端末数＜閾値Ｍ_１である場合（Ｗ６；Ｙｅｓ）には、Ｗ４に移行する。これに対し、自セル接続端末数≧閾値Ｍ_１である場合（Ｗ６；Ｎｏ）には、フェムト基地局１０は、Ｗ４、Ｗ５の各処理を省略し、カバレッジ制御（縮小または拡大）を実行しない。これにより、自セルＣ１０に接続する端末数を考慮したカバレッジ制御が可能となり、他セルからのハンドオーバを要求した端末が、フェムト基地局１０に接続できなくなるという事態は回避される。

ここで、上記閾値Ｍ_１は、例えば、フェムト基地局１０の設置環境（店舗内や駅構内）、ユーザ数、休日であるか否か等に応じて異なるが、フェムト基地局１０の接続端末数の上限値よりも若干低い値であることが望ましい。例えば、フェムト基地局１０の接続端末数の上限値が３２である場合には、閾値Ｍ_１は、緊急呼対応やバッファ分を考慮して、例えば２８〜３０程度である。また、フェムト基地局１０の接続端末数の上限値が６４である場合には、閾値Ｍ_１は、例えば６０程度である。

なお、上記実施例及び変形例では、不要なハンドオーバの発生し易いフェムト基地局とマクロ基地局との間におけるハンドオーバの抑制を想定した。しかしながら、本実施例に係るカバレッジ制御技術は、フェムト基地局に限らず、ピコ基地局等、カバレッジの可変制御が可能な小型セル基地局全般に適用可能である。

また、上記実施例及び変形例では、端末として、スマートフォンを想定して説明したが、本発明は、スマートフォンに限らず、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等、基地局の形成するセル間をハンドオーバする様々な通信機器に対して適用可能である。端末が基地局に報告する測定情報や通信品質についても、ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）値に限らず、電波強度を表すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）値や、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）値、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）値であってもよい。あるいは、ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）、ＲＩ（Rank Indicator）、ＬＩ（Layer Indicator）等のＣＳＩ（Channel State Information)であってもよい。

更に、フェムト基地局１０の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は、図示のものに限らず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、ハンドオーバ監視部１１と端末判定部１２とハンドオーバ遅延部１５、あるいは、端末判定部１２と端末数判定部１６を、それぞれ１つの構成要素として統合してもよい。反対に、端末判定部１２に関し、接続履歴の有無を判定する部分（図４のＳ２２、Ｓ２３）と、接続時間の長短を判定する部分（図４のＳ２４）とに分散してもよい。また、ハンドオーバ頻度の算出結果や各種閾値を保持するメモリを、フェムト基地局１０の外部装置として、ネットワークやケーブル経由で接続する様にしてもよい。

また、上記説明では、個々の実施例及び変形例毎に個別の構成、及び動作を説明した。しかしながら、各実施例及び変形例に係るフェムト基地局１０は、他の実施例や変形例に特有の構成要素を併せて有するものとしてもよい。また、実施例、変形例毎の組合せについても、２つに限らず、３つ以上の組合せ等、任意の形態を採ることが可能である。例えば、変形例２に係る全端末を対象とした頻度判定技術は、変形例１に限らず、他の変形例３、４に対して適用することもできる。また、変形例４に係る端末接続数を考慮したカバレッジ制御技術は、上記実施例に限らず、変形例１〜３に対しても適用可能である。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）基地局に接続中の端末が、前記基地局のセルを通過する端末であるか否かを判定する第１判定部と、
前記第１判定部により前記端末であると判定された端末のハンドオーバの頻度を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記頻度に応じて、送信電力を制御する制御部と
を有することを特徴とする基地局。

（付記２）前記第１判定部は、過去に前記基地局への接続履歴が無く、かつ、前記基地局への接続時間が第１所定値未満である端末を、前記通過する端末であると判定することを特徴とする付記１に記載の基地局。

（付記３）前記算出部は、前記通過する端末でないと判定された端末のハンドオーバの頻度を算出し、
前記制御部は、前記算出部により算出された前記頻度に応じて、前記送信電力を制御することを特徴とする付記１に記載の基地局。

（付記４）前記算出部は、前記基地局に接続中の全ての端末のハンドオーバの頻度を算出し、
前記制御部は、前記算出部により算出された前記頻度が第２所定値以上である場合、前記通過する端末でないと判定された端末のハンドオーバの頻度に基づき、前記送信電力を減少させると共に、前記算出部により算出された前記頻度が前記第２所定値未満である場合、前記基地局に接続中の全ての端末のハンドオーバの頻度に基づき、前記送信電力を増加させる制御を行うことを特徴とする付記１に記載の基地局。

（付記５）前記算出部は、前記通過する端末でないと判定された端末の通信品質を算出し、
前記制御部は、前記算出部により算出された前記頻度と前記通信品質とに応じて、前記送信電力を制御することを特徴とする付記１に記載の基地局。

（付記６）前記基地局に接続する端末の数が第３所定値未満であるか否かを判定する第２判定部を更に有し、
前記算出部は、前記第２判定部により前記端末の数が前記第３所定値未満であると判定された場合、前記基地局のセルを通過する端末のハンドオーバの頻度を算出し、
前記制御部は、前記算出部により算出された前記頻度に応じて、前記送信電力を制御することを特徴とする付記１に記載の基地局。

（付記７）基地局が、
前記基地局に接続中の端末が、前記基地局のセルを通過する端末であるか否かを判定し、
前記端末であると判定された端末のハンドオーバの頻度を算出し、
算出された前記頻度に応じて、送信電力を制御する
ことを特徴とする基地局制御方法。

（付記８）前記通過する端末でないと判定された端末が、前記基地局のセル以外のセルへハンドオーバするタイミングを遅延させる制御を行う遅延部を更に有することを特徴とする付記３に記載の基地局。

（付記９）前記遅延部は、前記通過する端末でないと判定された端末が、前記ハンドオーバに用いる測定情報を前記基地局に報告する条件の変更を、前記端末に指示することを特徴とする付記８に記載の基地局。

（付記１０）前記遅延部は、前記通過する端末でないと判定された端末が前記基地局に報告する測定情報を用いて前記ハンドオーバの実行を決定するための条件を変更することを特徴とする付記８に記載の基地局。

（付記１１）前記算出部は、前記通過する端末でないと判定された端末の通信レートを算出し、
前記制御部は、前記算出部により算出された前記頻度と前記通信レートとに応じて、前記送信電力を制御することを特徴とする付記１に記載の基地局。

１０ フェムト基地局
１０ａ ＤＳＰ（Digital Signal Processor）
１０ｂ ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）
１０ｃ メモリ
１０ｄ ＲＦ（Radio Frequency）部
１０ｅ ネットワークＩＦ（Inter Face）部
１１ ハンドオーバ監視部
１２ 端末判定部
１３ 頻度算出部
１４ カバレッジ制御部
Ａ アンテナ
Ｂ 建物
Ｃ１０、Ｃ２０、Ｃ３０、Ｃ４０ セル
Ｃ１１ 通過端末のカバレッジ
Ｃ１２ 滞在端末のカバレッジ
Ｈ、Ｈ_Ｔ ハンドオーバ頻度
Ｌ１ 端末リスト
Ｌ２ セルリスト
Ｌ１１ 屋外端末のハンドオーバ頻度の時間変化
Ｌ１２ 屋内端末のハンドオーバ頻度の時間変化
Ｌ１３ 全端末のハンドオーバ頻度の時間変化
Ｐ 送信電力
Ｐ_{ｉｄｅａｌ} 送信電力理想値
ｔ 時間
Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ１１、Ｕ１２ 端末

Claims (7)

1. 基地局に接続中の端末が、前記基地局のセルを通過する端末であるか否かを判定する第１判定部と、
   前記第１判定部により前記端末であると判定された端末のハンドオーバの頻度を算出する算出部と、
   前記算出部により算出された前記頻度に応じて、送信電力を制御する制御部と
   を有することを特徴とする基地局。
2. 前記第１判定部は、過去に前記基地局への接続履歴が無く、かつ、前記基地局への接続時間が第１所定値未満である端末を、前記通過する端末であると判定することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
3. 前記算出部は、前記通過する端末でないと判定された端末のハンドオーバの頻度を算出し、
   前記制御部は、前記算出部により算出された前記頻度に応じて、前記送信電力を制御することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
4. 前記算出部は、前記基地局に接続中の全ての端末のハンドオーバの頻度を算出し、
   前記制御部は、前記算出部により算出された前記頻度が第２所定値以上である場合、前記通過する端末でないと判定された端末のハンドオーバの頻度に基づき、前記送信電力を減少させると共に、前記算出部により算出された前記頻度が前記第２所定値未満である場合、前記基地局に接続中の全ての端末のハンドオーバの頻度に基づき、前記送信電力を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
5. 前記算出部は、前記通過する端末でないと判定された端末の通信品質を算出し、
   前記制御部は、前記算出部により算出された前記頻度と前記通信品質とに応じて、前記送信電力を制御することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
6. 前記基地局に接続する端末の数が第３所定値未満であるか否かを判定する第２判定部を更に有し、
   前記算出部は、前記第２判定部により前記端末の数が前記第３所定値未満であると判定された場合、前記基地局のセルを通過する端末のハンドオーバの頻度を算出し、
   前記制御部は、前記算出部により算出された前記頻度に応じて、前記送信電力を制御することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
7. 基地局が、
   前記基地局に接続中の端末が、前記基地局のセルを通過する端末であるか否かを判定し、
   前記端末であると判定された端末のハンドオーバの頻度を算出し、
   算出された前記頻度に応じて、送信電力を制御する
   ことを特徴とする基地局制御方法。

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