JP5339370B2 - Wireless communication system and base station activation method for reducing power consumption of entire base station - Google Patents
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Description
本発明は、基地局全体の消費電力を低減する無線通信システム及び基地局起動方法に関する。 The present invention relates to a radio communication system and a base station activation method that reduce power consumption of the entire base station.
通信機器における消費電力の低減化は、単にエネルギーコストの低減だけでなく、二酸化炭素の排出量削減という環境への配慮のために必要となってきている。特に、携帯電話通信用の基地局による消費電力量は、携帯電話事業者による消費電力量のおよそ6割近くを占める場合もある(例えば非特許文献1参照)。そのため、近年、消費電力が少ない無線通信システム、即ち、環境に優しい無線通信システムが、研究開発されてきている。
Reduction of power consumption in communication devices has become necessary not only for reducing energy costs but also for environmental considerations such as reducing carbon dioxide emissions. In particular, the amount of power consumed by mobile phone communication base stations may occupy approximately 60% of the amount of power consumed by mobile phone operators (see Non-Patent
無線端末は、一般的に携帯端末(スマートフォン、PAD、ノートパソコン等)であって、バッテリを搭載しているために、その消費電力の低減化技術には多くの検討がなされている。例えば無線LAN(Local Area Network)によれば、ユーザが操作していない無線端末を自動的に停止(又は休止)させると共に、アクセスポイントを介して遠隔から無線端末を起動させることができる(例えば特許文献1〜4参照)。 A wireless terminal is generally a mobile terminal (smart phone, PAD, notebook computer, etc.), and has a battery. Therefore, many studies have been made on techniques for reducing power consumption. For example, according to a wireless local area network (LAN), a wireless terminal that is not operated by a user can be automatically stopped (or suspended), and the wireless terminal can be started remotely via an access point (for example, patents). References 1-4).
また、携帯電話通信システムによれば、通信トラヒック量が少ない時間帯に、一部の基地局を停止する(電力増幅器を停止する、又は、電源を落とす)ことによって、システム全体における消費電力を削減することができる。通信トラヒック量が少ない時間帯とは、例えば都心部における夜間である。 In addition, according to the cellular phone communication system, power consumption in the entire system can be reduced by stopping some base stations (stopping the power amplifier or turning off the power) during a time zone with a small amount of communication traffic. can do. The time zone with a small amount of communication traffic is, for example, the night in the city center.
携帯電話用の大型基地局に対して、サービス半径の小さいフェムト/ピコ/マイクロセルを構成する小型基地局(アクセスポイント)を屋内に設置する技術もある(例えば特許文献5参照)。この技術によれば、小型基地局は、無線通信インタフェースを常に起動しているために、比較的に消費電力が高い。そこで、夜間等の通信トラフィック量の減少する時間帯に、一部の小型基地局を停止することによって、無線インタフェースの起動継続時間を減らし、消費電力を低減化する技術もある(例えば非特許文献2参照)。 There is also a technique for installing a small base station (access point) constituting a femto / pico / microcell with a small service radius indoors for a large base station for a mobile phone (see, for example, Patent Document 5). According to this technique, since the small base station always activates the wireless communication interface, the power consumption is relatively high. Therefore, there is a technique for reducing the power consumption by reducing the activation duration of the radio interface by stopping some small base stations during a time period when the amount of communication traffic decreases, such as at night (for example, non-patent literature). 2).
特許文献1〜4に記載の技術によれば、小型基地局又はアクセスポイントの起動/停止を制御するものではない。また、特許文献5に記載された技術によれば、無線端末からのフィードバック情報に基づいて基地局の送信電力を制御するものであって、干渉を低減す技術である。即ち、消費電力を低減化するものではない。更に、非特許文献2に記載された技術によれば、消費電力の低減化のために、どの基地局を、どのようなタイミングでどの程度の時間だけ起動/停止を制御するかについて全く開示していない。
According to the techniques described in
そこで、本発明によれば、通信トラフィックに応じて、小型基地局を適応的に起動制御することによって、基地局全体の消費電力を低減することができる無線通信システム及び基地局制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, according to the present invention, there is provided a radio communication system and a base station control method capable of reducing the power consumption of the entire base station by adaptively starting and controlling a small base station according to communication traffic. For the purpose.
本発明によれば、電波到達範囲が広い大型基地局と、電波到達範囲が狭く且つ大型基地局の電波到達範囲内に設置された小型基地局と、大型基地局及び小型基地局の両方と通信することができる無線端末とを有する無線通信システムであって、
小型基地局の起動を制御する管理装置を更に有し、
大型基地局は、無線端末からの電波の到来方位を検知する電波到来方位検知手段と、無線端末からの電波の到来方位の情報を、管理装置へ送信する電波到来方位通知手段とを有し、
管理装置は、電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する端末計数手段と、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位に位置する小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する起動信号送信手段とを有し、
小型基地局は、管理装置から起動信号を受信した際に起動し、その周囲にアクティブな無線端末が存在しない場合、第1の所定時間経過後に自動的に停止し、その周囲にアクティブな無線端末が存在する場合、当該全ての無線端末の通信が終了した後、第2の所定時間経過後に自動的に停止することを特徴とする。
According to the present invention, a large base station with a wide radio wave coverage, a small base station with a narrow radio wave reach and installed within the radio wave reach of the large base station, and both the large base station and the small base station communicate with each other. A wireless communication system having a wireless terminal capable of
It further has a management device that controls the activation of the small base station,
The large base station has radio wave arrival direction detection means for detecting the arrival direction of radio waves from the wireless terminal, and radio wave arrival direction notification means for transmitting information on the arrival direction of radio waves from the wireless terminal to the management device,
The management device has terminal counting means for determining whether or not the number of wireless terminals or the amount of communication traffic is a predetermined number or more for each radio wave arrival direction, and the number of wireless terminals or the amount of communication traffic is a predetermined number or more And an activation signal transmitting means for transmitting an activation signal to be activated to a small base station located in the arrival direction of the radio wave,
The small base station is activated when an activation signal is received from the management apparatus, and when there is no active wireless terminal around it , the small base station is automatically stopped after the first predetermined time has elapsed, and the active wireless terminal around that Is present, the communication is automatically stopped after the second predetermined time has elapsed after the communication of all the wireless terminals has been completed .
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、
大型基地局は、セクタアンテナを有し、
電波到来方位検知手段は、電波の到来方位を所定角度又は所定エリア範囲に区分し、無線端末からの電波の到来方位を検知することも好ましい。
According to another embodiment of the wireless communication system of the present invention,
The large base station has a sector antenna,
Preferably, the radio wave arrival direction detection means divides the radio wave arrival direction into a predetermined angle or a predetermined area range, and detects the radio wave arrival direction from the wireless terminal.
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、
大型基地局は、アレイアンテナを有し、
電波到来方位検知手段は、電波の到来方位を所定角度又は所定エリア範囲に区分し、送信アレイ重みベクトルを制御することによって電波放射方位を変化させて、無線端末からの電波の到来方位を検知することも好ましい。
According to another embodiment of the wireless communication system of the present invention,
The large base station has an array antenna,
The radio wave arrival direction detecting means divides the radio wave arrival direction into a predetermined angle or a predetermined area range, changes the radio wave radiation direction by controlling the transmission array weight vector, and detects the radio wave arrival direction from the wireless terminal. It is also preferable.
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、
大型基地局について、
電波到来方位検知手段は、無線端末と間の距離を更に検知し、
電波到来方位通知手段は、無線端末との間の距離の情報を、管理装置へ更に送信し、
管理装置について、
端末計数手段は、電波到来方位及び距離に基づくエリア毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定し、
起動信号送信手段は、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位及び距離の範囲に位置する小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信することも好ましい。
According to another embodiment of the wireless communication system of the present invention,
About large base stations
The radio wave arrival direction detection means further detects the distance between the wireless terminal,
The radio wave arrival direction notifying means further transmits information on the distance to the wireless terminal to the management device,
About management device
The terminal counting means determines whether the number of wireless terminals or the amount of communication traffic is a predetermined number or more for each area based on the arrival direction and distance of radio waves,
The activation signal transmitting means preferably transmits an activation signal to be activated to a small base station located in the range of the arrival direction and distance of the radio wave when the number of wireless terminals or the amount of communication traffic is a predetermined number or more. .
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、管理装置は、大型基地局に一体的に搭載されていることも好ましい。 According to another embodiment of the wireless communication system of the present invention, it is also preferable that the management apparatus is integrally mounted on the large base station.
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、
管理装置の起動信号送信手段は、起動信号に、起動すべき小型基地局の位置範囲情報を含め、
小型基地局は、起動信号に含まれた位置範囲情報の位置範囲に、当該小型基地局の位置が含まれる場合に起動することも好ましい。
According to another embodiment of the wireless communication system of the present invention,
The activation signal transmission means of the management device includes the position range information of the small base station to be activated in the activation signal,
The small base station is also preferably activated when the position range of the position range information included in the activation signal includes the position of the small base station.
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、大型基地局は、携帯電話通信用の基地局であり、小型基地局は、フェムトセル、ピコセル又はマイクロセル用の基地局であることも好ましい。 According to another embodiment of the wireless communication system of the present invention, the large base station may be a base station for mobile phone communication, and the small base station may be a base station for femtocell , picocell, or microcell. preferable.
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、無線端末は、大型基地局及び小型基地局と通信するために、同一通信方式の1つの通信インタフェースを備えているか、又は、異なる通信方式の2つの通信インタフェースを備えていることも好ましい。 According to another embodiment of the wireless communication system of the present invention, the wireless terminal has one communication interface of the same communication method in order to communicate with the large base station and the small base station, or different communication methods. It is also preferable to have two communication interfaces.
本発明によれば、電波到達範囲が広い大型基地局と、電波到達範囲が狭く且つ大型基地局の電波到達範囲内に設置された小型基地局と、大型基地局及び小型基地局の両方と通信することができる無線端末とを有する無線通信システムにおける基地局起動方法であって、
小型基地局の起動を制御する管理装置を更に有し、
大型基地局が、無線端末からの電波の到来方位を検知する第1のステップと、
大型基地局が、無線端末からの電波の到来方位の情報を、管理装置へ送信する第2のステップと、
管理装置が、電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する第3のステップと、
管理装置が、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位に位置する小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する第4のステップと、
小型基地局が、管理装置から起動信号を受信した際に起動し、その周囲にアクティブな無線端末が存在しない場合、第1の所定時間経過後に自動的に停止し、その周囲にアクティブな無線端末が存在する場合、当該全ての無線端末の通信が終了した後、第2の所定時間経過後に自動的に停止する第5のステップと
を有することを特徴とする。
According to the present invention, a large base station with a wide radio wave coverage, a small base station with a narrow radio wave reach and installed within the radio wave reach of the large base station, and both the large base station and the small base station communicate with each other. A base station activation method in a wireless communication system having a wireless terminal capable of
It further has a management device that controls the activation of the small base station,
A first step in which a large base station detects the direction of arrival of radio waves from a wireless terminal;
A second step in which the large base station transmits information on the arrival direction of the radio wave from the wireless terminal to the management device;
A third step in which the management device determines whether the number of wireless terminals or the amount of communication traffic is greater than or equal to a predetermined number for each radio wave arrival direction;
A fourth step of transmitting an activation signal to be activated to the small base station located in the arrival direction of the radio wave when the number of wireless terminals or the amount of communication traffic is equal to or greater than a predetermined number,
When the small base station receives an activation signal from the management apparatus and there is no active wireless terminal around it , the small base station automatically stops after the first predetermined time has passed, and is active around that And a fifth step of automatically stopping after a second predetermined time has elapsed after the communication of all the wireless terminals is completed .
本発明の無線通信システム及び基地局制御方法によれば、通信トラフィックに応じて、小型基地局を適応的に起動制御することによって、基地局全体の消費電力を低減することができる。 According to the wireless communication system and the base station control method of the present invention, the power consumption of the entire base station can be reduced by adaptively starting and controlling the small base station according to the communication traffic.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明におけるシステム構成図である。 FIG. 1 is a system configuration diagram according to the present invention.
図1によれば、無線通信システムは、大型基地局1と、複数の小型基地局2と、管理装置3と、無線端末4とを有する。
According to FIG. 1, the wireless communication system includes a
大型基地局1は、電波到達範囲(カバーエリア)が広い基地局であって、例えば携帯電話通信用の基地局である。また、大型基地局1は、指向性を持つアレイアンテナ又はセクタアンテナを備えており、そのカバーエリア内には、1つ以上の小型基地局2が存在する。
The
小型基地局2は、電波到達範囲が大型基地局1よりも狭く、且つ、大型基地局1の電波到達範囲内に設置される。大型基地局1の携帯電話通信用マクロセル基地局に対して、小型基地局2のフェムトセル基地局(Femtocell Base Station)の関係であってもよい。また、例えば、大型基地局のマクロセル(macrocell)に対して小型基地局のマイクロセル(microcell)の関係、又は、大型基地局のマイクロセルに対して小型基地局のピコセル(picocell)の関係であってもよい。更に、大型基地局としてのマイクロセルに対して小型基地局のピコセル又はフェムトセルの関係であってもよい。
The
管理装置3は、通信事業者網を介して大型基地局1及び小型基地局2に接続されており、小型基地局2に対してその起動を制御する。尚、管理装置3は、大型基地局1に一体的に備えられていてもよい。図1によれば、1基の大型基地局1に対して1台の管理装置3が設置されているが、複数の大型基地局1に対してそれより少ない数の管理装置3が設置されることも好ましい。
The
小型基地局2は、管理装置3から起動信号を受信した際に起動する。小型基地局2は、例えばLAN技術に基づく「Wake On LAN」機能を有する。「Wake On LAN」は、ネットワークを介して、遠隔から電源を投入することができる技術である。具体的には、起動信号としての特別なパケットを、対象となる小型基地局へ送信する。具体的には、Magic Packet方式がある。
The
無線端末4は、大型基地局1及び小型基地局2の両方と、無線リンクを介して通信することができる。ここで、無線端末4は、大型基地局と通信する通信方式と、小型基地局と通信する通信方式とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。通信方式が異なる場合、無線端末4は、異なる無線通信インタフェースを備えることとなる。
The
図2は、本発明におけるシーケンス図である。図3及び図4は、無線端末と大型基地局との間で無線リンクを確立している電波放射範囲を表す説明図である。図2のシーケンスの説明の中で、図3及び図4を説明する。 FIG. 2 is a sequence diagram in the present invention. 3 and 4 are explanatory diagrams showing a radio wave radiation range in which a radio link is established between a radio terminal and a large base station. 3 and 4 will be described in the description of the sequence of FIG.
図3及び図4によれば、大型基地局1は、電波の到来方位を所定角度又は所定エリア範囲に区分し、その範囲毎に、1つ以上の無線端末4と通信する。大型基地局1がセクタアンテナを備える場合、全方位を例えば3つのセクタに区分し、セクタ毎に、1つ以上の無線端末と通信する。大型基地局1は、セクタ毎に、無線端末を検知することができる。
3 and 4, the
また、大型基地局1がアレイアンテナを備える場合、指向性のある電波を、ランダムな方位に放射することによって、無線端末を検知するものであってもよい(例えば非特許文献7及び8参照)。更に、大型基地局は、方位だけでなく、無線端末との間の距離を推定するものであることも好ましい(例えば非特許文献3参照)。
When the
図2〜図4によれば、無線端末a及び無線端末bは、小型基地局Aのカバーエリア内に位置している。このとき、小型基地局A及び小型基地局Bは、停止中であって、無線端末と通信することができない。 2 to 4, the wireless terminal a and the wireless terminal b are located in the cover area of the small base station A. At this time, the small base station A and the small base station B are stopped and cannot communicate with the wireless terminal.
(S201)無線端末aは、停止中の小型基地局Aではなく、大型基地局1と通信しようとする。大型基地局1は、アレイアンテナ又はセクタアンテナによって、無線端末aからの電波の到来方位を検知する。
(S201) The wireless terminal a tries to communicate with the
(S202)大型基地局1は、無線端末aからの電波の到来方位の情報を、管理装置3へ送信する。セクタアンテナの場合、電波の到来方位はセクタ番号であってもよい。また、アレイアンテナの場合、予め区分された角度範囲毎の識別子であってもよい。
(S202) The
(S203)管理装置3は、電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する。図2によれば、S203の段階では、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数に達していないとする。
(S203) The
(S204)この場合、無線端末aは、大型基地局1との間で無線リンクを確立し、大型基地局1を介して通信事業者網に接続する。
(S204) In this case, the wireless terminal a establishes a wireless link with the
(S211)次に、無線端末bも、停止中の小型基地局Aではなく、大型基地局1と通信しようとする。大型基地局1は、無線端末bからの電波の到来方位を検知する。S211の状態は、図3に表されている。
(S211) Next, the wireless terminal b also tries to communicate with the
(S212)大型基地局1は、無線端末bからの電波の到来方位の情報を、管理装置3へ送信する。
(S212) The
(S213)管理装置3は、電波到来方位毎に、無線端末の数が所定数以上であるか否かを判定する。例えば所定数=10の場合、その電波到来方位について10台の無線端末が検知された場合、この判定は真となる。一方で、所定数=1の場合、その電波到来方位について1台の無線端末が検知されただけで、この判定は真となる。図2によれば、S213の段階では、無線端末の数が所定数に達したとする。
(S213) The
尚、無線端末の数ではなく、所定の平均単位時間通信トラフィック量を、判定の真偽に用いるものであってもよい。この場合、例えば、所定量=(平均)1.0Mbpsとしたとき、その電波到来方位について平均して1.0Mbpsの通信トラフィックが検知された場合、判定が真となる。このトラフィック量に関しては、上り・下りそれぞれについて所定の値を設定し、どちらかが所定量に達した際に真と判定するのも好ましい。 In addition, instead of the number of wireless terminals, a predetermined average unit time communication traffic volume may be used for determination. In this case, for example, when the predetermined amount = (average) 1.0 Mbps, the determination is true when communication traffic of 1.0 Mbps on average is detected for the radio wave arrival direction. Regarding this traffic volume, it is also preferable to set a predetermined value for each of the upstream and downstream, and to determine true when either reaches a predetermined amount.
(S221)管理装置3は、大型基地局1からの当該電波の到来方位に位置する小型基地局A及びBへ、起動するべき起動信号を送信する。起動信号は、例えばWake On LANのパケットであってもよい。
(S221) The
また、起動信号に、起動すべき小型基地局の地理的な位置範囲情報が含まれていることも好ましい。この場合、管理装置3は、各小型基地局の位置を予め管理する必要がない。位置範囲情報は、例えば緯度経度の範囲である。
It is also preferable that the activation signal includes geographical position range information of the small base station to be activated. In this case, the
(S222)小型基地局A及びBは、管理装置3から起動信号を受信した際に、起動する。小型基地局A及びBは、例えばLAN技術におけるWake On LANの機能を有する。小型基地局A及びBが起動した際、基地局Aの近傍に位置する無線端末a及びbが、既にリンクを確立している大型基地局1から小型基地局Aへハンドオーバすることも好ましい。
(S222) The small base stations A and B are activated when the activation signal is received from the
また、起動信号に位置範囲情報が含まれている場合、小型基地局A及びBは、その位置範囲に、自らの基地局の位置が含まれるか否かを判定する。含まれている場合にのみ、小型基地局A及びBは起動する。 Further, when the activation signal includes position range information, the small base stations A and B determine whether or not the position range of the small base stations A and B includes its own base station. Only if it is included, the small base stations A and B are activated.
また、小型基地局A及びBは、管理装置3から起動信号を受信することによって起動した後、第1の所定時間を計測する第1のタイマを起動する。第1のタイマは、例えば30分であってもよい。第1のタイマは、小型基地局が起動される毎にリセットされ、起動後カウントダウンを進める。
In addition, the small base stations A and B are activated by receiving an activation signal from the
(S223)その後、無線端末a及びbは、小型基地局Aとの間で無線リンクを確立し、小型基地局Aを介して通信事業者網に接続する。S223の状態は、図4に表されている。また、小型基地局Aは、管理装置3から起動信号を受信することによって起動した後であって、ユーザ所望の当該通信が終了した後、第2の所定時間を計測する第2のタイマを起動する。第2のタイマ起動に伴って、第1のタイマを停止することも好ましい。
(S223) Thereafter, the wireless terminals a and b establish a wireless link with the small base station A and connect to the communication carrier network via the small base station A. The state of S223 is shown in FIG. The small base station A starts after receiving the start signal from the
尚、S222については、小型基地局Bは、大型基地局から起動信号を受信することによって起動したものの、その周囲にアクティブな無線端末が存在しない場合もある。この場合、第1のタイマのタイムアウトによって再度停止することになる。従って、起動後にリセットされる第1のタイマは、ユーザの所望通信終了後にリセットされる第2のタイマよりも短いことが好ましい。 In S222, although the small base station B is activated by receiving the activation signal from the large base station, there may be no active wireless terminal around it. In this case, it stops again due to the timeout of the first timer. Therefore, it is preferable that the first timer that is reset after the activation is shorter than the second timer that is reset after the user's desired communication ends.
(S224)小型基地局A及びBは、第1のタイマ又は第2のタイマがタイムアウトした際、自動的に停止する。図2によれば、無線端末が周囲にいない小型基地局Bは、小型基地局Aよりも早めに停止する。小型基地局が無駄に起動している時間を減らすことによって、消費電力を低減化する。 (S224) The small base stations A and B automatically stop when the first timer or the second timer times out. According to FIG. 2, the small base station B where the wireless terminal is not in the vicinity stops earlier than the small base station A. Power consumption is reduced by reducing the time during which the small base station is wasted.
前述したように、小型基地局2は、大型基地局1によって区分された所定範囲内で、アクティブとなった無線端末4が所定数以上となった場合にのみ起動する。ここで、大型基地局から小型基地局への無駄なハンドオーバを回避するため、無線端末4の実際の通信を、小型基地局2が起動されるまで待たせることも好ましい。しかしながら、この場合、小型基地局2の起動完了時間によっては、無線端末4における通信開始までの遅延時間が長くなり、ユーザビリティが低下することが懸念される。従って、無線端末4が、通信開始の可能性のある動作をトリガにして、近未来の接続可能性を示す制御メッセージを大型基地局1へ送信することも好ましい。大型基地局1は、その制御メッセージをトリガにして、対象となる小型基地局群を起動することができる。通信開始の可能性のある動作とは、例えば、折り畳み式端末である場合、折り畳んだ状態から開いた状態へ遷移した際、スライド式端末である場合、スライド操作によって開いた状態へ遷移した際である。
As described above, the
このように、大型基地局1が、無線端末4における実際の通信開始前に、小型基地局2を起動することによって、無線端末4は、通信開始当初から小型基地局2を用いて通信を開始することができる。
In this way, the
図5は、本発明における大型基地局及び管理装置の機能構成図である。 FIG. 5 is a functional configuration diagram of the large base station and the management apparatus according to the present invention.
図5によれば、基地局1は、アンテナ(アレイアンテナ又はセクタアンテナ)10と、アンテナ毎の位相レベル調整部11と、分配器12と、電波到来方位検知部121と、符号化・復号部13と、通信事業者網インタフェース部14と、電波到来方位通知部141とを有する。
According to FIG. 5, the
アンテナ10がアレイアンテナである場合、指向性を有する電波の放射方向を変化させるために、2つ以上のアンテナ素子を有する。また、アンテナ10がセクタアンテナである場合、所定角度範囲毎にアンテナ素子を有する。
When the
位相レベル調整部11は、アンテナ素子毎に、送受信すべき信号の振幅及び位相を調整する。分配器12は、符号化・復号部13と複数のアンテナ素子との間で、送信信号を分配する。符号化・復号部13は、送受信すべき信号に対して、符号化又は復号処理を実行する。通信事業者網インタフェース部14は、通信事業者網に接続する。
The phase
電波到来方位検知部121は、電波の到来方位を所定角度又は所定エリア範囲に区分し、無線端末からの電波の到来方位を検知する。アンテナ10がセクタアンテナである場合、電波到来方位検知部121は、セクタ毎に、無線端末からの電波の到来方位を検知する。また、アンテナ10がアレイアンテナである場合、電波到来方位検知部121は、送信アレイ重みベクトルを制御することによって電波放射方位を変化させて、無線端末からの電波の到来方位を検知する。更に、電波到来方位検知部121は、無線端末と間の距離を更に検知するものであってもよい。
The radio wave arrival
電波到来方位通知部141は、無線端末4からの電波の到来方位の情報を、管理装置3へ送信する。電波到来方位通知部141は、無線端末4との間の距離の情報を、管理装置3へ更に送信することも好ましい。
The radio wave arrival
次に、管理装置3は、通信事業者網インタフェース部30と、端末計数部31と、基地局位置管理部32と、起動信号送信部33とを有する。
Next, the
端末計数部31は、大型基地局の電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する。また、大型基地局の電波到来方位検出部121が、無線端末との間の距離も検知することができる場合、端末計数部31は、電波到来方位及び距離に基づくエリア毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する。
The
基地局位置管理部32は、大型基地局1及び複数の小型基地局2における位置情報を管理する。従って、端末計数部31によって計数されるエリア毎に、そのエリアに位置する小型基地局2が特定される。
The base station
起動信号送信部33は、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位に位置する小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する。また、起動信号は、起動すべき小型基地局の位置範囲情報を含めるものであってもよい。
When the number of wireless terminals or the amount of communication traffic is equal to or greater than a predetermined number, the activation
図6は、管理装置を搭載した大型基地局の機能構成図である。 FIG. 6 is a functional configuration diagram of a large base station equipped with a management device.
図6によれば、管理装置3が、大型基地局1に一体的に搭載されたものであって、各機能構成部は、図5と全く同様である。
According to FIG. 6, the
本発明の利用形態を具体的に説明する。例えば、都心のオフィスと住宅街の社宅とにはそれぞれ、複数の小型基地局が設置されている。都心では、日中には、アクティブな無線端末が多いが、夜間には、アクティブな無線端末が極端に少なくなる。逆に、社宅では、日中には、アクティブな無線端末が少ないが、夜間には、アクティブな無線端末が多くなる。このような環境下では、小型基地局の周辺に存在する無線端末の数が、大きく変動することとなる。しかしながら、曜日又は時間帯に応じて、小型基地局の起動/停止を制御した場合、アクティブな無線端末が急激に増加/減少する状況変化に対応することができず、無線端末が基地局に接続できないとする不都合が生じる。例えば、何らかのイベントの開催によって特定のWebサイトへアクセスするべく、アクティブな無線端末が急激に増加する場合もある。従って、大型基地局が、所定範囲毎に無線端末の数を検知し、その状態に基づいて小型基地局の起動/停止が制御されることによって、通信トラヒックが集中する大型基地局の負荷を低減すると共に、アクティブな無線端末が急激に増加するような特別な状況変化にも対応することができる。 The utilization form of the present invention will be described specifically. For example, a plurality of small base stations are installed in an office in a city center and a company house in a residential area. In the city center, there are many active wireless terminals during the day, but there are extremely few active wireless terminals at night. On the contrary, in the company house, there are few active wireless terminals during the day, but there are many active wireless terminals at night. Under such an environment, the number of wireless terminals existing around the small base station greatly fluctuates. However, if the start / stop of the small base station is controlled according to the day of the week or the time zone, the wireless terminal cannot connect to the base station because the active wireless terminal cannot cope with the sudden change of the base station. The inconvenience that it cannot be done occurs. For example, there may be a sudden increase in the number of active wireless terminals for accessing a specific Web site by holding an event. Therefore, the large base station detects the number of wireless terminals for each predetermined range, and the start / stop of the small base station is controlled based on the state, thereby reducing the load on the large base station where communication traffic is concentrated In addition, it is possible to cope with a special situation change in which the number of active wireless terminals increases rapidly.
以上、詳細に前述したように、本発明の無線通信システム及び基地局起動方法によれば、通信トラフィックに応じて、小型基地局を適応的に起動制御することによって、基地局全体の消費電力を低減することができる。特に、不要な小型基地局が無駄に起動されている時間を減らすことによって、基地局全体の消費電力を低減する。また、時間や場所によってアクティブな無線端末が増加又は低減しても、無線端末のユーザビリティを低下させない。特に、オフィス街や住宅地域に配置された小型基地局の起動/停止に有効に機能する。 As described above in detail, according to the wireless communication system and the base station activation method of the present invention, the power consumption of the entire base station can be reduced by adaptively controlling the activation of the small base station according to the communication traffic. Can be reduced. In particular, the power consumption of the entire base station is reduced by reducing the time during which unnecessary small base stations are activated in vain. Moreover, even if the number of active wireless terminals increases or decreases depending on time and place, usability of the wireless terminals is not deteriorated. In particular, it functions effectively for starting / stopping small base stations arranged in office districts and residential areas.
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。 Various changes, modifications, and omissions of the above-described various embodiments of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The above description is merely an example, and is not intended to be restrictive. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.
1 大型基地局
10 アレイアンテナ、セクタアンテナ
11 位相・レベル調整部
12 分配器
121 電波到来方位検知部
13 符号化・復号部
14 通信事業者網インタフェース部
141 電波到来方位通知部
2 小型基地局
3 管理装置
30 通信事業者網インタフェース部
31 端末計数部
32 基地局位置管理部
33 起動信号送信部
4 無線端末
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記小型基地局の起動を制御する管理装置を更に有し、
前記大型基地局は、前記無線端末からの電波の到来方位を検知する電波到来方位検知手段と、前記無線端末からの電波の到来方位の情報を、前記管理装置へ送信する電波到来方位通知手段とを有し、
前記管理装置は、前記電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する端末計数手段と、前記無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位に位置する前記小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する起動信号送信手段とを有し、
前記小型基地局は、前記管理装置から前記起動信号を受信した際に起動し、その周囲にアクティブな無線端末が存在しない場合、第1の所定時間経過後に自動的に停止し、その周囲にアクティブな無線端末が存在する場合、当該全ての無線端末の通信が終了した後、第2の所定時間経過後に自動的に停止する
ことを特徴とする無線通信システム。 Communicating with a large base station with a wide radio wave coverage, a small base station with a narrow radio wave coverage and within the radio wave coverage of the large base station, and both the large base station and the small base station A wireless communication system having a wireless terminal capable of
A management device for controlling activation of the small base station;
The large base station includes a radio wave arrival direction detection unit that detects a radio wave arrival direction from the radio terminal, and a radio wave arrival direction notification unit that transmits information on the radio wave arrival direction from the radio terminal to the management device. Have
The management device includes terminal counting means for determining whether the number of radio terminals or the amount of communication traffic is greater than or equal to a predetermined number for each radio wave arrival direction, and the number of radio terminals or the amount of communication traffic is greater than or equal to a predetermined number If there is an activation signal transmitting means for transmitting an activation signal to be activated to the small base station located in the arrival direction of the radio wave,
The small base station is activated when the activation signal is received from the management apparatus, and when there is no active wireless terminal around it, the small base station automatically stops after the first predetermined time has elapsed and is active around A wireless communication system , wherein when there is a wireless terminal , the wireless communication system automatically stops after a second predetermined time has elapsed after the communication of all the wireless terminals is completed .
前記電波到来方位検知手段は、電波の到来方位を所定角度又は所定エリア範囲に区分し、前記無線端末からの電波の到来方位を検知することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 The large base station has a sector antenna,
2. The radio communication system according to claim 1, wherein the radio wave arrival direction detecting means divides the radio wave arrival direction into a predetermined angle or a predetermined area range and detects the radio wave arrival direction from the wireless terminal.
前記電波到来方位検知手段は、電波の到来方位を所定角度又は所定エリア範囲に区分し、送信アレイ重みベクトルを制御することによって電波放射方位を変化させて、前記無線端末からの電波の到来方位を検知することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 The large base station has an array antenna,
The radio wave arrival azimuth detecting means divides the radio wave arrival azimuth into a predetermined angle or a predetermined area range, changes the radio wave radiation azimuth by controlling the transmission array weight vector, and determines the radio wave arrival azimuth from the wireless terminal. The wireless communication system according to claim 1, wherein the wireless communication system is detected.
前記電波到来方位検知手段は、前記無線端末と間の距離を更に検知し、
前記電波到来方位通知手段は、前記無線端末との間の距離の情報を、前記管理装置へ更に送信し、
前記管理装置について、
前記端末計数手段は、前記電波到来方位及び前記距離に基づくエリア毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定し、
前記起動信号送信手段は、前記無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位及び距離の範囲に位置する前記小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の無線通信システム。 About the large base station,
The radio wave arrival direction detecting means further detects a distance between the wireless terminal,
The radio wave arrival direction notifying means further transmits information on the distance to the wireless terminal to the management device,
About the management device
The terminal counting means determines whether the number of wireless terminals or the amount of communication traffic is a predetermined number or more for each area based on the radio wave arrival azimuth and the distance,
The activation signal transmitting means transmits an activation signal to be activated to the small base station located in the range of the arrival direction and distance of the radio wave when the number of the wireless terminals or the communication traffic amount is a predetermined number or more. wireless communication system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that.
前記小型基地局は、前記起動信号に含まれた前記位置範囲情報の位置範囲に、当該小型基地局の位置が含まれる場合に起動することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の無線通信システム。 The activation signal transmitting means of the management device includes, in the activation signal, location range information of a small base station to be activated,
The said small base station starts when the position of the said small base station is contained in the position range of the said position range information contained in the said starting signal, The any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. The wireless communication system according to 1.
前記小型基地局は、フェムトセル、ピコセル又はマイクロセル用の基地局である
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の無線通信システム。 The large base station is a base station for mobile phone communication,
The wireless communication system according to any one of claims 1 to 6 , wherein the small base station is a base station for a femto cell, a pico cell, or a micro cell.
前記小型基地局の起動を制御する管理装置を更に有し、
前記大型基地局が、前記無線端末からの電波の到来方位を検知する第1のステップと、
前記大型基地局が、前記無線端末からの電波の到来方位の情報を、前記管理装置へ送信する第2のステップと、
前記管理装置が、前記電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する第3のステップと、
前記管理装置が、前記無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位に位置する前記小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する第4のステップと、
前記小型基地局が、前記管理装置から前記起動信号を受信した際に起動し、その周囲にアクティブな無線端末が存在しない場合、第1の所定時間経過後に自動的に停止し、その周囲にアクティブな無線端末が存在する場合、当該全ての無線端末の通信が終了した後、第2の所定時間経過後に自動的に停止する第5のステップと
を有することを特徴とする基地局起動方法。 Communicating with a large base station with a wide radio wave coverage, a small base station with a narrow radio wave coverage and within the radio wave coverage of the large base station, and both the large base station and the small base station A base station activation method in a wireless communication system having a wireless terminal capable of,
A management device for controlling activation of the small base station;
A first step in which the large base station detects an arrival direction of radio waves from the wireless terminal;
A second step in which the large base station transmits information on the arrival direction of radio waves from the wireless terminal to the management device;
A third step in which the management device determines whether the number of wireless terminals or the amount of communication traffic is a predetermined number or more for each radio wave arrival direction;
A fourth step of transmitting an activation signal to be activated to the small base station located in the arrival direction of the radio wave, when the number of the wireless terminals or the amount of communication traffic is a predetermined number or more,
The small base station is activated when the activation signal is received from the management device, and when there is no active wireless terminal around it, the small base station automatically stops after the elapse of a first predetermined time and is active around And a fifth step of automatically stopping after a second predetermined time has elapsed after the communication of all the wireless terminals is completed when there are any wireless terminals .
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