JP5352513B2 - 無線通信システム及びハンドオーバー制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の基地局を備える無線通信システム、基地局及び基地局を管理する技術に関する。

CDMA （Code Division Multiple Access) 方式を使用した第3世代のセルラ無線通信システムによって、IP網を介したマルチメディア情報の通信が可能となり、更に広帯域高速化された通信サービスへのニーズが高まっている。例えば、ベストエフォート型のデータ通信、VoIPによる音声通信、及び映像などのストリーミング情報の配信など、広帯域通信のサポートが一般的となることが予想される。
この様な利用シーンの多様化と共に、更なる広帯域、高速化へのニーズが高まっている。広帯域、高速化をキーワードに、CDMAの次の世代の無線通信システムとして注目を集めたのがOFDMA方式を利用した無線通信システムである。

OFDMA方式は、直交する複数搬送波を周波数軸上で直交多重することで、周波数利用効率を向上させる技術である。OFDMA方式を採用したセルラ無線通信システムは第3.9世代セルラ無線通信システムと位置づけられており、代表規格として、LTE （Long Term Evolution)やUMB（Ultra Mobile Broadband)がある。これらはそれぞれ、3GPP （3rd Generation Partnership Project)や3GPP2という企業団体により国際的な標準規格化が行われてきた。

無線通信システムにおいて、端末と基地局を接続する無線アクセスにおいて、隣接基地局（セル)およびその配下の端末からの電波干渉が致命的となる事が知られている。とりわけ、OFDMA無線通信システムでは、隣接基地局（セル)からの干渉の影響が大きい事が知られており、基地局の配置設計の難易度が高い。

基地局のカバーエリアの境界であるセルエッジにおける無線アクセスにおいては、隣接セルからの干渉電力レベルと自セルからの所望信号レベルが拮抗した値になり、チャネル品質を現す指標であるSINR （Signal to Interference and Noise power Ratio)の劣化という形で顕著に現れる。

システム全体として、無線アクセスにおけるチャネル容量を向上させるためには、隣接セル間の干渉を低減する事が重要な役割を占める。隣接セル間の干渉低減は、過剰な電力を送信しない事に集約される。しかし、無暗に電力を抑圧すると、カバーエリア（セル半径)の縮小や通信速度の低下といった問題が生じる。よって、過剰な電力を特定して電力を下げる必要がある。

隣接セル間の干渉対策として、高電力で送信できる周波数帯をセル間で別々に割当て、その周波数帯を使用してセルエッジ（セルの端)端末をカバーする技術、FFR （Fractional Frequency Reuse)がある。モバイルWiMAXでは、周波数を3分割使用するチャネルフォーマットが規定されている（非特許文献１）。
FFRにおいて、高電力用の無線リソースを割当てる処理は基地局におけるスケジューラが担当する。よって、スケジューラの動作は、常にセルエッジとセルセンタを考慮したもので無ければならない。FFRは、無線アクセスのDownlink/Uplink共に有効である。

加えて、無線アクセスのUplink動作においては、セルエッジに存在する端末の送信電力制御も干渉制御と密接に関係する。セルエッジの端末は、基地局との間で発生する伝搬路損失を克服する為に、高電力での送信が必要となる。この電力を抑圧する場合、無線リソースを多く割り当て、誤り訂正符号の符号化率を下げる事が必要になる。電力を下げる事により干渉は低減できるが、周波数リソース使用率が上がる為、無線アクセス系における負荷が上昇する事になる。特許文献1では、自セルのアクセス系の負荷に応じて無線アクセスにおける周波数リソース使用方法を変更する技術に言及している。

また、上記のような無線アクセス部分の干渉低減への配慮に加えて、端末接続が集中する場所においては、セル間の負荷分散制御も重要である。基地局のバックボーンの処理量を上回る場合、呼接続の確立が困難になる可能性が高くなることに起因する。以上より、無線アクセス系、バックボーン処理系2つの観点より、セル毎の負荷レベルを平衡させるべく、検討が進められてきた。

特開2009−118016号公報

IEEE Standard for Local and metropolitan area networks Part 16: Air Interface for Broadband Wireless Access Systems （IEEE Std 802.16（ＴＭ）−2009)， 29 May 2009

基地局は配置される場所や用途によって、図２に示すように、セルの大きさや収容端末台数にばらつきがある。例えば都心部などでは、密集して端末が存在する為、マクロセルのようなセルの大きい基地局だけで、端末を収容する事は基地局負荷の観点で難しい。そこで、マクロセル２０１−aより小さいセルを構成するマイクロセルやピコセルといった小型基地局を点在させて、マクロセルをサポートする運用がとられている。以下、基地局の送信電力の大きさをセルの大きさと定義する。更に、一方に対してセルの大きい基地局をマクロセル、マクロセルと比較して、セルの小さい基地局をピコセルと定義して使用する。

ピコセルは上述の通り、特に端末収容負荷が集中する場所に配置される。よって、適切に負荷制御が行われないと、ピコセル201−bに負荷が集中し、マクロセル201−aは負荷が空疎化し、図３に示すように、隣接する基地局間で端末接続数が極端に違う状態が発生する。

そこで、端末接続負荷を分散させる為に、ピコセルからマクロセルへのハンドオーバを促進させる事を考える。ピコセルからマクロセルに移った端末は、ハンドオーバ先のマクロセルのセルエッジに存在することになる。端末はマクロセル基地局までの伝搬路損失を克服する為に、より高電力の送信を必要とする。つまり、ピコセルから負荷分散を目的として端末をマクロセルへとハンドオーバさせると、ピコセルに大きな干渉として影響してしまう。

本願では、各セルの負荷とセル間の干渉とを考慮した無線通信システムを提供することを目的とする。

上記課題の少なくとも一を解決するために、本発明の一態様では、通信範囲が異なる少なくとも二つの基地局を有する無線通信システムで、いずれかの基地局は、端末のハンドオーバを行う場合に、他の基地局の負荷情報に基づいてハンドオーバを制御する、ことを特徴とする。

別の態様として、ハンドオーバ候補基地局とハンドオーバ元の基地局とにおいて、互いの負荷情報に基づいて、ハンドオーバ促進処理を行う。

別の態様として、ハンドオーバーした基地局は、セルエッジの負荷状況を鑑みつつ、送信電力制御及び周波数スケジューリングの少なくともいずれか一方を行う。また、ハンドオーバーした基地局は、ハンドオーバ元の基地局より通信範囲が大きい通信範囲を構成する基地局である。

別の態様として、ハンドオーバ元基地局が、ハンドオーバー先の基地局の通信範囲より小さい基地局である場合は、ハンドオーバ候補基地局の負荷状況を考慮して、ハンドオーバさせる端末数を決定する。

本発明のいずれかの態様によれば、基地局の特性に応じた負荷分散ができる。

無線システムの一般系を説明する図 無線基地局の配置、負荷およびセル半径の不均衡を説明する図 無線基地局の負荷分散制御無しの負荷状況を説明する図 本実施例におけるシステム構成を説明する図 本実施例の概要を説明するフローチャートを示す図 負荷情報の交換を含むハンドオーバシーケンスを説明する図 基地局管理装置の構成を示す図 ピコセルのハンドオーバパラメータ更新方法を説明する図 マクロセルのスケジューリングパラメータ更新方法を説明する図 干渉抑圧の為の送信電力制御を説明する図 干渉抑圧の為の周波数スケジューリングを説明する図 負荷レベルに応じたリソース割当量、電力制御量を保持するスケジューリングモードテーブルを示す図 負荷情報と品質情報からハンドオーバ基準値変更を説明する図 発明のスケジューリング方法と電力制御を説明する図 ピコセルの装置構成を説明する図 マクロセルの装置構成を示す図。

本発明を実施する為の形態について、いくつかの実施例に分けて説明する。これらの実施例は、個別で実施しても良いが、組合せて実施しても良い。以下の説明において、図中で同じ符号番号がついたものは、同様の動作を行うため、説明を省略する。

本実施例でのセルラ無線通信システムは、たとえば、直交周波数分割多重：OFDMA （Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式を用いる。そして、本実施例では、基地局および、該基地局の隣接基地局との負荷分散ならびにセル間干渉制御などの、無線通信システムの最適化制御を行う。

図1を用いてセルラ無線システムの構成について説明する。セルラ無線システムは、無線基地局によってセルと呼ばれるエリアをカバーし、そのカバー範囲の広さや、機能の分類によりマクロセル、マイクロセル、ピコセル、フェムトセルなどといった呼称を持つ。セルラ無線の基地局201の最もカバーエリアを大きく取るものは、マクロセル基地局201−aとも呼ばれ、数百〜数千m程度の範囲内の移動局203を収容する。基地局201は、Mobile Network 202を介して、基地局上位装置205と接続される。基地局上位装置205を介することで、IP網との通信、あるいは離れた位置に存在する移動局203同士の「呼」を接続する事が出来る。

図４に、本実施例における無線通信システムの構成図を示す。ある端末が現在所属している基地局（Serving Cell)201−b、ハンドオーバ候補基地局（Target Cell)201−aおよび、基地局管理装置EMS （Element Management System)サーバ204、基地局の上位装置205から構成されている。基地局の上位装置は、例えば、GatewayやMME（Mobility Management Entity)といった装置である。なお、基地局間を有線ネットワークあるいは、無線ネットワークを介して接続されていてもよい。

本実施例では、負荷の大きいServing Cellがピコセルであり、負荷の小さいTarget Cellがマクロセルである場合を考える。負荷分散のためピコセルからマクロセルへとハンドオーバさせる。

本実施例の概要を示すフローチャートを図５に示す。ステップ１００１において、ピコセルとマクロセルの双方の負荷情報を更新する。負荷情報の更新は、ピコセル、マクロセル基地局の双方が自律的に更新してよい。あるいは、基地局管理装置２０４が、各基地局から収集し更新しても良い。例えば、ハードウェアの使用率、無線リソース使用率や、端末接続数から判断しても良い。ステップ１００２において、ピコセルからマクロセルへのハンドオーバを促進させる処理を行う。本ステップの処理は、ハンドオーバに関わるパラメータを、ピコセルとマクロセルがそれぞれ調整する事で実施される。
ステップ１００３では、干渉を抑圧する為の端末の送信電力制御を行い、ステップ１００４では、ステップ１００３で干渉抑圧の電力制御をした端末に対して、通信品質劣化を防ぐための無線周波数のスケジューリングを実施する。ステップ１００３とステップ１００４は、マクロセル基地局が実施する。

図６は、端末が現在所属しているピコセル基地局（Serving Cell)から、ハンドオーバ候補のマクロセル基地局（Target Cell)へ接続を切り替えるための準備フロー詳細を示しており、図５のフローチャートのステップ１００１および１００２に対応している。ピコセルは、前記端末のハンドオーバ候補基地局の位置情報を保持しており、端末のハンドオーバを以下の制御ステップに従い実施する。

ステップ3001のOverload Reportでは、ピコセル２０１−ｂは、Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ上の基地局管理装置２０４に対して、自セルの負荷情報の報告を行う。さらに、自セルの負荷情報の報告に加えて、基地局管理装置２０４に対して、マクロセルの負荷情報を問い合わせても良い。マクロセル２０１−ａも同様の処理を実施してもよい。

負荷情報としては、リソース使用率、ハードウェア使用率、端末接続数、トラフィックの種類などがあげられる。

なお、トラフィックの種類は、例えば、VoIPやGamingなどのリアルタイムトラフィックや、FTP等のベストエフォートトラフィックがある。リアルタイムトラフィックとベストエフォートトラフィックでは、スケジューリング方式が異なる。無線リソースを割当てるとき、リアルタイムトラフィックは、一般的に高負荷であるため、リアルタイムトラフィックが占める割合は、重みを持たせて負荷を考慮してもよい。また、基地局は、RRC （Radio Resource Control)により端末と通信メッセージをやり取りする。このようなRRC接続情報の数を端末接続数と近似して統計してもよい。 ピコセルとマクロセルの間に直接的なインタフェースがある場合は該インタフェースを使用し、ピコセル２０１−ｂと、マクロセル２０１−ａは、お互いに負荷情報を通知してもよい。

ステップ３００２において、負荷情報のログを基地局管理装置２０４が管理している場合には、定期的に、あるいは基地局から要求があった場合に、Mobile Network 202を介して基地局に対して通知を行う。

ステップ3003のOverload parameter decisionでは、ピコセルは、マクロセルの負荷情報に基づきハンドオーバのパラメータを更新し、マクロセルは自セルの負荷情報を更新する。

ステップ2001のMeasurement Controlでは、ピコセルは、端末に対して、ピコセルおよびマクロセルからの受信品質を測定および報告の命令を出す。マクロセルは場合によっては複数存在する。

ステップ2002のUL allocationでは、ピコセルから端末に対してステップ2003のMeasurement Reportを送信するためのリソース割当を行う。

ステップ2003のMeasurement Reportでは、端末がピコセルおよびマクロセルからの信号品質を測定したものを報告する。
信号品質とは、たとえば、受信電力強度や、信号対雑音及び干渉電力比 （SINR：Signal to Interference and Noise Ratio)、送信電力情報と受信電力強度の差分から算出される伝搬路損失（パスロス)で、基地局と端末間の通信品質に関する情報である。

ステップ2004のHO decisionでは、ピコセルが、端末から報告された信号品質と、ハンドオーバの基準とする信号品質閾値との比較を行う。マクロセルからの信号品質が閾値を超えた場合、端末をマクロセルへとハンドオーバさせる処理を実施する。ハンドオーバ基準値となる信号品質閾値は、固定値でもよいし、基地局上位装置から指定しても良い。あるいは、自律的または上位装置で統計的に算出する値を用いても良い。

ステップ2005のHO Requestでは、ピコセルは、マクロセルに対して、端末をハンドオーバさせても良いか問い合わせを行う。ピコセルとマクロセルに直接やり取りできるインタフェースがついていれば、該インタフェースを使用してもよい。インタフェースがない場合には、Mobile Networkを介して、基地局上位装置から、マクロセルへ問い合わせを行う。

ステップ2006のAdmission Controlでは、マクロセルは、新たに端末を受け容れても良いか判定を行う。判定の基準には、負荷情報を用いる。負荷情報には、RB（Resource Block)使用率、トラフィック種類、接続端末数、ハードウェア使用率などを使用してよい。新たに端末を受け容れる事で、負荷情報が一定の値に達する場合、受け入れを拒否する。

ステップ2007のHO Request Ackでは、Admission Controlの結果、受け容れ可（Ack)と判定された場合に、マクロセルからピコセルに対して通知を行うものである。ステップ2005と同様に、ピコセルとマクロセルの間にインタフェースが用意されている場合には、該インタフェースを使用して通知してもよい。ない場合には一度、上位装置を通して通知する。

ステップ2008のDL allocationにおいては、ピコセルは、マクロセルよりHO Request Ackがフィードバックされてきた場合、ステップ2009のRRC Connection Reconfigureを通知する為の下りRB割当を行う。

ステップ2009のRRC Reconfigureでは、ピコセルは、端末に対して、マクロセルへのハンドオーバを行う為の情報を通知する。

以上のステップを持って、ハンドオーバを行う為の準備が整う。端末はピコセルから接続を切る処理を実施し（3010）、マクロセルへの同期処理に入る（3012）。マクロセルはピコセルに対して、前記端末用に保持していたバッファデータおよび通信中のパケットを引き継ぐ（3014）。

図６の各ステップの詳細を、基地局ごと、基地局管理装置ごとに以下説明する。

図８は、図６のステップ３００３に対応するピコセルのハンドオーバパラメータの更新を示すフローチャートでさる。ピコセルのハンドオーバ候補先は図４に示す通り、複数の場合がある。ステップ４０１１において、ピコセルは端末から自セル及びハンドオーバ候補基地局からの受信信号品質を報告させた（ステップ２００１〜２００３)情報を集計する。信号品質とは、受信電力強度や、信号対雑音及び干渉電力比 （SINR：Signal to Interference and Noise Ratio)、送信電力情報と受信電力強度の差分から算出される伝搬路損失（パスロス)であっても良い。

ステップ４０１２において、ピコセルはマクロセルの負荷情報を収集する。収集する方法は、ピコセルとマクロセルの間にインタフェースが用意されている場合には、該インタフェースを使用して通知してもよい。ない場合には一度、上位装置を介して通知し、負荷情報を収集する。

ステップ４０１３において、ピコセルは、ステップ４０１１で収集した品質情報と、ステップ４０１２で収集した負荷情報を使用して、ハンドオーバ先を決定する為のハンドオーバ基準値を設定する。更に、前記ハンドオーバ基準値は、ハンドオーバさせる端末を選択する事にも適用してよい。固定値あるいは統計値から取得したハンドオーバ基準値の閾値を、端末の信号品質が到達できなかった場合、ハンドオーバさせる候補としてよい。

図１３は、実効伝搬路損失テーブル１３００を示す。図１３では、負荷情報ごとに、伝搬路損失に対して、一定のオフセットを与えた実効的な伝搬路損失をハンドオーバ基準値として定義する。例えば、信号品質情報として伝搬路損失の値を使用するときを考える。伝搬路損失をハンドオーバ基準に使う場合、伝搬路損失が最も小さいセルを選択する場合に、定義されるハンドオーバ基準値である。図１３に示すように、ハンドオーバー先のセル（Target Cell 1，2，3，）ごとに、負荷のレベル（Overload level）に応じた、ハンドオーバーする基準が設定されている。負荷が軽い場合、伝搬路損失１３１０を−５し、負荷が重い場合＋５といったようにハンドオーバ基準値である実効的な伝搬路損失１３５０を調整する。負荷情報をより詳細なレベルに分割して扱う事が出来る場合、信号品質に対して与えるオフセット量も合わせて詳細値を使用してよい。当然、±５以外の値も使用して良い。伝搬路損失をハンドオーバ基準として説明したが、受信電力強度やSINRをハンドオーバ基準とし、負荷情報に応じて同様の調整を実施しても良い。

図１５は、ピコセルの装置構成図である。Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉ／Ｆ部４１１は、基地局管理装置２０４や、基地局上位装置２０５、あるいは他基地局との通信を行う為のインタフェースを管理するブロックである。ステップ４０１２の、負荷情報収集処理を実施する。

送信部４１２は、誤り訂正符号化、変調処理など、無線規格に沿った信号処理を行い端末２０３へ無線信号を送信する。

受信部４１３は、端末２０３からの無線信号を受信し、復調処理、誤り訂正復号などを行う。ステップ４０１１の信号品質収集処理を実施する。

ハンドオーバパラメータ制御部４１４は、例えば、Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉ／Ｆ部４１１から受信した情報に基づき、ハンドオーバパラメータ制御を実施する。つまり、ステップ４０１３に相当する処理を実施する。ハンドオーバパラメータの調整結果である実効伝搬路損失テーブルは、メモリ部４１５に保存される。 ハンドオーバ判定部４１６は、ハンドオーバさせる端末２０３や、ハンドオーバ先のターゲットセルを決定する。なお、ハンドオーバーパラメータ制御部４１４やハンドオーバ判定部４１６は、ハードウェアとして構成されていてもよいし、プログラムとして外部記憶媒体や不揮発性媒体により記憶され、ピコセルのプロセッサに読みだされて、プロセッサが実行するによう構成されていてもよい。

図９は、図６のステップ３００３に対応するマクロセルの負荷情報の更新方法を示すフローチャートである。

ステップ４００１において、無線リソース使用率、トラフィック種類の比率、端末接続数、などを負荷情報として収集する。これらは、自セル基地局、あるいはモバイルネットワーク２０２を介し、基地局上位装置２０５や、基地局管理装置２０４を通じて行う。例えば、無線リソース使用率は自セルのスケジューリングを行うときに、割当て済みの無線リソース量の統計を取得しても良いし、基地局管理装置２０４あるいはその上位装置２０５が、無線リソース使用量の情報を収集して統計を取得後、基地局へ再度通知してもよい。また、トラフィック種類および端末接続数も同様に基地局単独での統計をしてもよいし、基地局管理装置２０４でログを取得し、基地局へ通知してもよい。

例えば、VoIPやGamingなどのリアルタイムトラフィックを行う時と、HTTP、FTP等のベストエフォートトラフィックでは、スケジューリング方式が異なる。無線リソースの割当て中、リアルタイムトラフィックは一般的に高負荷であるため、リアルタイムトラフィックが占める割合は、重みを持たせて負荷を考慮して良い。また、基地局は、RRC （Radio Resource Control)により端末と通信メッセージをやり取りする。このようなRRC接続情報の数を端末接続数と近似して統計してもよい。

ステップ４００２において、このようにして収集した負荷情報を、複数段階の閾値を持って制御する。

ステップ４００３においては、ステップ４００２の負荷情報の段階に応じて、パラメータの設定を行う。負荷が軽度の場合、電力制御とリソース割り当て方法を強く適用できるパラメータ設定をしてもよい。すなわち、セルエッジ端末の電力制御のターゲット電力を抑圧する様なパラメータ設定を行ってよい。更にスケジューラによりリソース割当てるときに、無線リソースを多めに割当てる設定を行っても良い。負荷普通の場合は、同様の処理を適用してもよい。負荷重度の場合は、負荷を逃がす対象外のセルと判定し、上記処理を実施しなくてもよい。

図１２は、ステップ４００２における制御の際、参照するスケジュールモードテーブル１２００である。負荷レベル１２１０に応じたリソース割当量１２３０、電力制御量１２２０を保持する。図１２に示すように負荷軽度（Light) １２５０、負荷普通 （Middle) １２６０、負荷重度 （Heavy) １２７０の三段階で設定されている。さらに、詳細な段階に分けて設定してもよい。これら三段階以上に詳細に分ける場合は、各段階の中間的な動作を行うようにする。例えば、図１２に示すようなテーブルにしたがって電力制御量１２２０と無線リソースの割当量１２３０を調節する。

図１６は、マクロセルの装置構成図を示す。Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉ／Ｆ部４１１は、基地局管理装置２０４や、基地局上位装置２０５、あるいは他基地局との通信を行う為のインタフェースを管理するブロックである。ステップ４００１の、負荷情報収集処理を実施する。

受信部４１３は、端末２０３からの無線信号を受信し、復調処理、誤り訂正復号などを行う。ステップ４０１１の信号品質収集処理を実施する。

スケジューリングモード制御部４１８は、負荷情報に基づき、スケジューラ部４１７および送信電力制御部４１９のモードを変更する。ここで使用する負荷情報のレベルと、リソース割当量、電力制御量の対応関係はメモリ部４１５−ａに、スケジューリングモードテーブル（図１２）として保持される。ステップ４００２に相当する処理である。

スケジューラ部４１７および送信電力制御部４１９は、スケジューリングを実施する。すなわち、負荷が軽い場合に、前者は無線リソース使用量を追加割当、後者は送信電力抑圧を実施する。ステップ４００３の処理である。スケジューラ部４１７、スケジューリングモード制御部４１８及び送信電力制御部４１９は、ハードウェアで構成されていてもよいし、プログラムとして、外部の記憶媒体や不揮発性記憶媒体に記憶され、プロセッサがそれらのプログラムを読みだして実行してもよい。

ステップ１００３および１００４を、図１０、図１１、図１４を用いて説明する。ハンドオーバを経て、マクロセルのセルエッジに移動した端末の送信電力制御は干渉制御を考慮する上で重要である。端末をピコセルからマクロセルへハンドオーバさせるとき、ピコセルと通信していた時と同程度の品質で通信を行う為には、図１０に示すとおり、ピコセル所属時の伝搬路損失４０２と、マクロセル所属時の伝搬路損失４０４の差分を補うように送信電力制御を実施せねばならない。ピコセル所属時の送信電力４０１に対して、上記伝搬路損失の差分を補填した送信電力４０３で送信を行う必要がある。

しかし、マクロセルにハンドオーバした後の端末送信電力４０３は、ピコセルに対して大きな干渉源となる事が予想される。よって、本実施例では、電力制御によりこの電力を抑圧する。図１１に示すとおり、電力を抑圧する場合には無線リソースを多く割り当てる。あるパケットの送信完了に必要な信号電力量５１１は一定であり、電力を下げた後の信号電力量５１２も同程度である事に起因する。つまり、ハンドオーバー先の基地局は、ハンドオーバーした端末を少なくとも含む端末への送信電力制御について、信号電力量５１１をＰｏｗｅｒ（送信電力値）軸方向に減少させ端末送信電力を抑圧し、信号電力量５１２のように、周波数方向にリソースを追加することで、割り当てられる端末数を増やす制御をする。

上記、電力制御量と無線リソース使用量をマクロセルの負荷と関連させる処理について、図１４を用いて説明する。

ステップ４０２１では、図９の制御フローにより負荷情報から算出した制御変更量を読み出す。

ステップ４０２２では、ステップ４０２１で読み出した電力制御オフセットを考慮した電力制御を行う。負荷の段階によりセルエッジ端末のターゲット送信電力に対しての電力制御オフセットは変動し、マクロセルの負荷が軽いほど電力低減量を増加させる処理を行ってよい。

ステップ４０２３では、負荷の段階によりセルエッジ端末に対して割当てる無線リソース量の増加量は変動し、マクロセルの負荷が軽いほど無線リソース割当量を増加させてよい。なお、マクロセル側へ負荷分散のためにハンドオーバしてきた端末に対しては、ステップ４０２２と４０２３の処理を優先的に実施してもよい。以上のように、図５に示したフローを行うことで、負荷分散と干渉電力低減を実現する事が出来る。

図７は、基地局管理装置２０４の装置構成を示す。基地局管理装置２０４は、メモリ部４０１、CPU/DSP部４０２、外部インターフェース４０３、論理回路４０４を備え、複数の基地局の情報を収集及び制御する。

メモリ部４０１に、管理対象の基地局から収集した負荷情報を管理テーブルに格納（Load Management Table）する。CPU/DSP部４０２において、負荷情報の統計処理（Statistical Processing)を行う。統計処理を行った情報は再びメモリー部４０１の（Load Management Table)に格納しておく。つまり、Load Management Tableには、収集直後と、時系列のログを取った負荷情報が格納されていることになる。本実施例の基地局管理装置２０４は、基地局からえた負荷情報の統計を取得し、基地局２０１に対して、必要な負荷情報を分配することを特徴としている（ステップ３００２）。

論理回路４０４は、ステップ３００１及び３００２の動作を構成する。基地局に対して、負荷情報の報告命令を出すときには、論理回路４０４あるいはCPU・DSP部が、外部インタフェース４０３を介して送る。また、外部インタフェース４０３は、基地局だけでなく、他の機器ともモバイルネットワークを通じて接続されている。基地局同士の情報交換が必要な場合には、外部インタフェース４０３を使用して通知しても良い。

上述の実施例のように、ハンドオーバさせる基準を設定あるいは変更し、干渉を低減する為のスケジューリング方法を提供することにより、通信システムにおける、セル間の端末接続数および干渉量を均衡化させるという、効果がある。また、端末接続負荷が大きいセルから端末接続負荷の小さいセルへハンドオーバ（HO：Hand Over)を促進させ、負荷分散を実現させる、という効果がある。また、セル間の干渉を最小限に抑える、という効果がある。上述の実施例は、少なくともいずれか一の効果を奏する。

２０１ 無線通信システムの基地局
２０２ 無線通信システムのコアネットワーク
２０３ 無線通信システムの端末
２０４ 基地局管理装置 （EMS：Element Management System)
２０５ 無線ネットワークへ接続する為の基地局上位装置
４０１ 基地局管理装置の記憶媒体
４０２ 基地局管理装置のソフトウェア処理部
４０３ 基地局管理装置と基地局および上位装置と接続するインタフェース部
４０４ 基地局管理装置の処理をハードウェアサポートする論理回路
５０１ ピコセルのセルエッジ端末の送信電力
５０２ ピコセル基地局とセルエッジ端末間の伝搬路損失
５０３ マクロセルのセルエッジ端末の送信電力
５０４ マクロセル基地局とセルエッジ端末局間の伝搬路損失
５１１ 発明の制御無し時の電力・周波数リソース使用パタン
５１２ 発明の制御有り時の電力・周波数リソース使用パタン

Claims (10)

1. 無線通信システムであって、
   第一の通信範囲を構成する第一の基地局と、
   前記第一の通信範囲と重複する領域を含み、かつ前記第一の通信範囲と異なる大きさの第二の通信範囲を構成する第二の基地局と、
   前記第一の基地局、及び前記第二の基地局と通信可能な端末、を備え、
   前記第一の基地局及び前記第二の基地局はそれぞれ、
   前記第一の基地局及び前記第二の基地局の負荷情報のうち少なくとも一方を取得し、
   前記負荷情報に基づいて、前記端末のハンドオーバの要否を判断し、
   前記端末がハンドオーバした場合、前記ハンドオーバした端末の送信電力を抑圧し、前記ハンドオーバした端末への無線リソースの割り当て量を多くする、ことを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１記載の無線通信システムであって、
   前記第一の通信範囲は、前記第二の通信範囲より小さい通信範囲であって、
   前記第一の基地局は、
   前記端末から前記端末と前記第一の基地局との通信品質に関する品質情報を取得し、前記第二の基地局の負荷情報を取得し、前記品質情報と前記負荷情報に基づいて前記端末のハンドオーバの要否を判断し、
   前記第二の基地局は、
   前記ハンドオーバした端末の送信電力を抑圧し、前記ハンドオーバした端末への無線リソースの割り当て量を多くする、ことを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項２記載の無線通信システムであって、
   前記第一の基地局は、
   前記第二の基地局の負荷が大きい場合には前記第二の通信範囲をハンドオーバの対象外と判断し、前記第二の基地局の負荷が小さい場合にはハンドオーバを判断するための値をハンドオーバしやすくなるように調整する、ことを特徴とする無線通信システム。
4. 請求項２記載の無線通信システムであって、
   前記第二の基地局は、
   前記第二の基地局の負荷が小さいほど前記ハンドオーバされた端末の送信電力を小さくし、前記第二の基地局の負荷が大きいほど前記ハンドオーバされた端末への無線リソースの割当量を多くする、ことを特徴とする無線通信システム。
5. 請求項２記載の無線通信システムであって、
   前記端末のハンドオーバの結果、前記第二の基地局における前記第二の基地局の負荷情報が所定の値に達する場合、前記ハンドオーバを拒否する、ことを特徴とする無線通信システム。
6. 請求項２記載の無線通信システムであって、
   前記第二の基地局の負荷情報は、
   前記第一の通信範囲及び前記第二の通信範囲のうち少なくとも一方の通信範囲に属する端末数と、前記重複する範囲に属する端末数と、前記端末が利用するアプリケーションに対応するトラフィックの種類と、の少なくともいずれか一を含む、ことを特徴とする無線通信システム。
7. 請求項２記載の無線通信システムであって、
   前記第一の基地局は、いずれか一の端末のハンドオーバ要求を前記第二の基地局に送信し、前記第二の基地局から前記ハンドオーバ要求に対する応答を受領した場合に、前記ハンドオーバ処理を実行する、ことを特徴とする無線通信システム。
8. 請求項２記載の無線通信システムであって、
   さらに、前記第一の基地局と前記第二の基地局とに接続される基地局管理装置を備え、
   前記基地局管理装置は、
   前記第一の基地局及び前記第二の基地局少なくともいずれか一方から負荷情報を収集し、
   前記第一の基地局は、前記基地局管理装置に前記第二の基地局の負荷情報を問い合わせる、ことを特徴とする無線通信システム。
9. 複数基地局間における端末のハンドオーバ制御方法であって、
   第一の通信範囲を構成する第一の基地局、及び前記第一の通信範囲と重複する領域を含み、かつ前記第一の通信範囲と異なる大きさの第二の通信範囲を構成する第二の基地局は、
   それぞれ前記第一の基地局及び前記第二の基地局の負荷情報のうち少なくとも一方を取得し、
   前記負荷情報に基づいて、前記端末のハンドオーバの要否を判断し、
   前記端末がハンドオーバした場合、前記ハンドオーバした端末の送信電力を抑圧し、前記ハンドオーバした端末への無線リソースの割り当て量を多くする、ことを特徴とするハンドオーバ制御方法。
10. 請求項９記載のハンドオーバ制御方法であって、
    前記第一の通信範囲は前記第二の通信範囲より小さい通信範囲であって、
    前記第一の基地局は、
    前記端末から前記端末と前記第一の基地局との通信品質に関する品質情報を取得し、前記第二の基地局の負荷情報を取得し、前記品質情報と前記負荷情報に基づいて、前記端末のハンドオーバの要否を判断し、
    前記第二の基地局は、
    前記ハンドオーバした端末の送信電力を抑圧し、前記ハンドオーバした端末への無線リソースの割り当て量を多くする、ことを特徴とするハンドオーバ制御方法。

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