JP5465162B2 - 移動通信網および無線基地局 - Google Patents

Description

本発明は、通信電力が相違する複数種の無線基地局を含む移動通信網において各無線基地局を制御する技術に関する。

通信電力が相違する複数種の無線基地局（例えばマクロ基地局とピコ基地局）を階層的に設置した移動通信網（heterogeneous network）では、通信電力の大きいマクロ基地局が通信電力の小さいピコ基地局と比較してセルサーチやハンドオーバの段階で移動端末の接続先として選択され易い。したがって、通信負荷がマクロ基地局に集中する傾向がある。以上のような通信負荷の集中を緩和するために、例えば非特許文献１には、ピコ基地局が形成するセル（ピコセル）を拡張する技術（range extension）が開示されている。

Aamod Khandekar et al.,"LTE-Advanced:Heterogeneous Networks", Proc. 2010 European Wireless Conference, p.978-p.982, April 2010

非特許文献１のように各ピコセルを拡張する技術によれば、移動端末の接続先としてピコ基地局が選択される機会は確かに増加する。しかし、複数のピコ基地局についてピコセルが同等に拡張されるから、多数の移動端末が集中する位置のピコ基地局ほど移動端末の接続数が増加する。そして、ピコ基地局同士の接続端末数に不均衡が発生すると、移動端末の接続が集中したピコ基地局にて通信速度（スループット）が低下するという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、通信電力が相違する複数種の無線基地局を含む移動通信網において特定の無線基地局に対する端末接続の集中を緩和して通信効率を向上させることを目的とする。

本発明の第１態様に係る移動通信網は、各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で各々が無線通信可能な複数の無線基地局を具備する移動通信網であって、複数の無線基地局は、第１セル（例えばマクロセルＣm）を形成する第１無線基地局（例えばマクロ基地局２２）と、第１セルよりも面積が小さい第２セル（例えばピコセルＣp）を各々が第１セル内に形成する複数の第２無線基地局（例えばピコ基地局２４）とを含み、複数の第２無線基地局の各々は、当該第２無線基地局の通信負荷指標を測定または算定する負荷測定部（例えば負荷測定部４２）と、移動端末が当該第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を通信負荷指標に応じて可変に設定する要素であって、通信負荷指標が第１閾値（例えば閾値Ｌ_th1）を下回る場合に補正値を増加させ、第１閾値よりも大きい第２閾値（例えば閾値Ｌ_th2）を通信負荷指標が上回る場合に補正値を減少させる補正値設定部（例えば補正値設定部４４）と、補正値設定部により設定された補正値を移動端末に通知する補正値通知部（例えば補正値通知部４６）とを含む。

第１態様の移動通信網では、各第２無線基地局が形成する第２セルの実質的な面積（すなわち第２無線基地局の実質的な通信電力）がその第２無線基地局の通信負荷に応じて調整されるから、特定の第２無線基地局に対する端末接続の集中が緩和されるという利点がある。第１態様の具体例は例えば第１実施形態として後述される。なお、本発明は、第１態様の移動通信網において第２無線基地局として採用される無線基地局（例えばピコ基地局２４）としても特定され得る。

本発明の第２態様に係る移動通信網は、各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で各々が無線通信可能な複数の無線基地局を具備する移動通信網であって、複数の無線基地局は、第１セル（例えばマクロセルＣm）を形成する第１無線基地局（例えばマクロ基地局２２）と、第１セルよりも面積が小さい第２セル（例えばピコセルＣp）を各々が第１セル内に形成する複数の第２無線基地局（例えばピコ基地局２４）とを含み、複数の第２無線基地局の各々は、第１無線基地局と無線通信する無線通信部（例えば無線通信装置２４６）と、無線通信部による第１無線基地局からの受信電力を測定する電力測定部（例えば電力測定部５２）と、移動端末が当該第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を、電力測定部が測定した受信電力に応じて可変に設定する補正値設定部（例えば補正値設定部５４）と、補正値設定部が設定した補正値を移動端末に通知する補正値通知部（例えば補正値通知部５６）とを含む。

第２態様の移動通信網では、各第２無線基地局が形成する第２セルの実質的な面積がその第２無線基地局と第１無線基地局との距離に応じて調整されるから、第１無線基地局に対する端末接続の集中や特定の第２無線基地局に対する端末接続の集中が緩和されるという利点がある。第２態様の具体例は例えば第２実施形態として後述される。なお、本発明は、第２態様の移動通信網において第２無線基地局として採用される無線基地局（例えばピコ基地局２４）としても特定され得る。

本発明の第３態様に係る移動通信網は、各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で各々が無線通信可能な複数の無線基地局を具備する移動通信網であって、複数の無線基地局は、第１セルを形成する第１無線基地局と、第１セルよりも面積が小さい第２セルを各々が第１セル内に形成する複数の第２無線基地局とを含み、第１無線基地局は、当該第１無線基地局と複数の第２無線基地局との通信速度の総計を推定する速度推定部（例えば速度推定部６２）と、移動端末が各第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を、当該第１無線基地局と複数の第２無線基地局との通信速度の総計が速度推定部による推定値から上昇するように第２無線基地局毎に可変に設定する補正値設定部（例えば補正値設定部６４）と、補正値設定部が各第２無線基地局について設定した各補正値を、当該第２無線基地局を介して移動端末に通知する補正値通知部（例えば補正値通知部６６）とを含む。

第３態様の移動通信網では、通信速度の総計が上昇するように補正値が第２無線基地局毎に個別に設定されるから、第１無線基地局と複数の第２無線基地局とを含む全体的な通信効率を向上させながら、第１無線基地局に対する端末接続の集中や特定の第２無線基地局に対する端末接続の集中が緩和されるという利点がある。第３態様の具体例は例えば第３実施形態として後述される。なお、本発明は、第３態様の移動通信網において第１無線基地局として採用される無線基地局（例えばマクロ基地局２２）としても特定され得る。

本発明の第１実施形態に係る無線通信システムのブロック図である。 無線通信システムにおける移動端末のブロック図である。 無線通信システムにおける補正値とセルの実質的な範囲との関係の説明図である。 無線通信システムにおける無線基地局（マクロ基地局，ピコ基地局）のブロック図である。 無線通信システムにおけるピコ基地局の機能に着目したブロック図である。 ピコ基地局が補正値を設定する動作のフローチャートである。 第２実施形態のピコ基地局の機能的なブロック図である。 第３実施形態のマクロ基地局の機能的なブロック図である。 第３実施形態のマクロ基地局の動作のフローチャートである。

＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の無線通信システム１００のブロック図である。無線通信システム１００は、移動通信網１２と複数の移動端末１４とを具備する。移動通信網１２は、音声通話やデータ通信等の無線通信サービスを各移動端末１４に提供する通信網であり、相互に接続された複数の無線基地局２０を含む。各無線基地局２０は、自身が形成するセルＣ（Ｃm，Ｃp）内に在圏する移動端末１４と無線通信する。なお、各無線基地局２０は、UMTSでのNB（Node B）やUMTS（Universal Mobile Telecommunications System） LTE(Long Term Evolution)でのe-Node Bであり得る。

移動端末１４は、例えば携帯電話機（UMTS LTEでのUE（User Equipment））であり、移動通信網１２の各無線基地局２０を介して他の通信装置（他の移動端末１４やサーバ装置）と通信する。なお、無線基地局２０と移動端末１４との間の無線通信の方式は任意であるが、例えば下り方向にはOFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Acceess）が採用され、上り方向にはSC-FDMA（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用される。

移動通信網１２の複数の無線基地局２０は、通信電力が相違するマクロ基地局２２とピコ基地局２４とに区別される。各マクロ基地局２２には複数のピコ基地局２４が接続される。なお、図１では便宜的に１個のマクロ基地局２２のみを図示したが、実際には相互に接続された多数のマクロ基地局２２が配置されて各々に複数のピコ基地局２４が接続される。無線通信システム１００がLTEに準拠する場合、マクロ基地局２２同士の接続およびマクロ基地局２２とピコ基地局２４との接続には例えばＸ2インターフェイスが採用される。ただし、RNC（Radio Network Controller）を介して各無線基地局２０が通信してもよい。

マクロ基地局２２はピコ基地局２４と比較して通信電力（最大送信電力）が大きい。したがって、マクロ基地局２２が形成するセルＣ（以下「マクロセルＣm」という）の面積はピコ基地局２４が形成するセルＣ（以下「ピコセルＣp」という）の面積を上回る。例えば、マクロセルＣmは半径数百メートルから数十キロメートル程度の範囲であり、ピコセルＣpは半径数メートルから数十メートル程度の範囲である。図１に示すように、各マクロ基地局２２のマクロセルＣmの内側には複数のピコ基地局２４が設置される。したがって、マクロセルＣm内には複数のピコセルＣpが形成される。以上の説明から理解されるように、移動通信網１２は、通信電力が相違する複数種の無線基地局２０が階層的に配置された通信網（heterogeneous network）である。

図２は、各移動端末１４のブロック図である。移動端末１４は、無線通信装置１４２と演算処理装置１４４とを具備する。なお、音声や画像を出力する出力装置や利用者からの指示を受付ける入力装置等の図示は便宜的に省略されている。

無線通信装置１４２は、移動端末１４自身が在圏するセルＣを形成する無線基地局２０（マクロ基地局２２またはピコ基地局２４）と無線通信する通信機器であり、無線基地局２０から電波を受信して電気信号に変換する受信回路と、音声信号等の電気信号を電波に変換して送信する送信回路とを含む。また、第１実施形態の無線通信装置１４２は、移動端末１４自身が在圏するピコセルＣpを形成するピコ基地局２４から補正値Ａ（詳細は後述）を受信する。

演算処理装置１４４は、記憶回路（図示略）に格納されたプログラムを実行することで複数の機能（特性値測定部３２，特性値補正部３４，基地局選択部３６）を実現する。なお、演算処理装置１４４の各機能を複数の集積回路に分散した構成や、専用の電子回路（DSP（Digital Signal Processor）が各機能を実現する構成も採用され得る。

特性値測定部３２は、無線通信装置１４２が各無線基地局２０から受信した電波の特性値（以下「受信電波特性値」という）Ｒ0を測定または算定する。受信電波特性値Ｒ0の典型例は受信電力であるが、例えば信号対干渉比（SIR（Signal-to-Interference Ratio）や信号対雑音比（SNR（Signal-to-Noise Ratio））も受信電波特性値Ｒ0として利用され得る。

特性値補正部３４は、特性値測定部３２が各ピコ基地局２４について特定した受信電波特性値Ｒ0を、無線通信装置１４２がそのピコ基地局２４から受信した補正値Ａに応じて補正することで受信電波特性値Ｒを算定する。具体的には、ピコ基地局２４の受信電波特性値Ｒ0と補正値Ａとの加算値が補正後の受信電波特性値Ｒ（Ｒ＝Ｒ0＋Ａ）として算定される。すなわち、第１実施形態の補正値Ａは、受信電波特性値Ｒに対するオフセット値を意味する。他方、特性値補正部３４は、特性値測定部３２がマクロ基地局２２について測定した受信電波特性値Ｒ0を補正せずに受信電波特性値Ｒとして確定する。

基地局選択部３６は、移動端末１４と通信可能な複数の無線基地局２０のうち実際に移動端末１４が接続すべき無線基地局２０（マクロ基地局２２またはピコ基地局２４）を、各無線基地局２０の受信電波特性値Ｒに応じて選択する。基地局選択部３６による無線基地局２０の選択は、例えばセルサーチやハンドオーバの段階で実行される。

具体的には、基地局選択部３６は、移動端末１４と通信可能な複数の無線基地局２０のうち、特性値補正部３４による処理後の受信電波特性値Ｒが最大となる無線基地局２０を選択する。すなわち、補正値Ａによる補正後のピコ基地局２４の受信電波特性値Ｒ（＝Ｒ0＋Ａ）が最大となる場合にはそのピコ基地局２４が移動端末１４の接続先として選択され、マクロ基地局２２の受信電波特性値Ｒ（＝Ｒ0）が最大となる場合にはそのマクロ基地局２２が移動端末１４の接続先として選択される。以上の説明から理解されるように、特性値補正部３４による受信電波特性値Ｒの補正（補正値Ａの加算）は、ピコ基地局２４が形成するピコセルＣpを実質的に拡張する（すなわちピコ基地局２４の通信電力を実質的に上昇させる）ように作用する。すなわち、図３に示すように、補正値Ａが大きいピコ基地局２４のピコセルＣpほど実質的な面積は拡大する。

例えば、ピコ基地局２４の補正前の受信電波特性値Ｒ0がマクロ基地局２２の受信電波特性値Ｒ0を下回る場合でも、補正値Ａによる補正後のピコ基地局２４の受信電波特性値Ｒがマクロ基地局２２の受信電波特性値Ｒを上回る場合にはピコ基地局２４が移動端末１４の接続先として選択される。また、補正前の受信電波特性値Ｒ0が相等しい複数のピコ基地局２４が移動端末１４と通信可能な場合には、補正値Ａが最大のピコ基地局２４が移動端末１４の接続先として選択される。すなわち、図３に示すように、補正値Ａが大きいピコ基地局２４ほど移動端末１４の接続先として選択され易い。

図４は、マクロ基地局２２のブロック図である。各マクロ基地局２２は、基地局間通信装置２２２と演算処理装置２２４と無線通信装置２２６とを具備する。基地局間通信装置２２２は、移動通信網１２内の他の無線基地局２０（マクロ基地局２２またはピコ基地局２４）と通信する。無線通信装置２２６は、マクロ基地局２２自身が形成するマクロセルＣm内に在圏する移動端末１４と無線通信する通信機器であり、移動端末１４から電波を受信して電気信号に変換する受信回路と、移動端末１４に提供すべき情報を電波に変換して送信する送信回路とを含む。演算処理装置２２４は、無線基地局２０の全体的な動作を制御する。

図５は、ピコ基地局２４のブロック図である。各ピコ基地局２４は、基地局間通信装置２４２と演算処理装置２４４と無線通信装置２４６とを具備する。基地局間通信装置２４２は、ピコ基地局２４自身が接続されたマクロ基地局２２と通信する。無線通信装置２４６は、ピコ基地局２４自身が形成するピコセルＣp内に在圏する移動端末１４と無線通信する通信機器であり、無線通信装置２２６と同様に、移動端末１４から電波を受信して電気信号に変換する受信回路と、移動端末１４に提供すべき情報を電波に変換して送信する送信回路とを含む。

演算処理装置２４４は、ピコ基地局２４の全体的な動作を制御する。第１実施形態の演算処理装置２４４は、記憶回路（図示略）に格納されたプログラムを実行することで複数の機能（負荷測定部４２，補正値設定部４４，補正値通知部４６）を実現する。なお、演算処理装置２４４の各機能を複数の集積回路に分散した構成や、専用の電子回路（DSP）が各機能を実現する構成も採用され得る。

負荷測定部４２は、ピコ基地局２４自身の通信負荷を示す指標値（以下「通信負荷指標」という）Ｌを測定または算定する。第１実施形態の通信負荷指標Ｌは通信トラフィックを示す。例えば、ピコ基地局２４が形成するピコセルＣp内の移動端末１４からの発呼数とピコセルＣp内の移動端末１４に対する着呼数との単位時間内の合計値、あるいはピコ基地局２４が単位時間内で中継するパケットの総数が、通信トラヒックとして通信負荷指標Ｌで表現される。

補正値設定部４４は、負荷測定部４２が測定した通信負荷指標Ｌに応じてピコ基地局２４自身の補正値Ａを可変に設定する。具体的には、補正値設定部４４は、通信負荷指標Ｌが示す通信負荷が大きいほど補正値Ａを小さい数値に設定する。例えば、通信負荷指標Ｌの数値毎に補正値Ａの数値が登録されたテーブルを参照して現在の通信負荷指標Ｌに対応する補正値Ａを決定してもよいし、通信負荷指標Ｌを変数とする所定の数式の演算で補正値Ａを算定してもよい。通信負荷指標Ｌはピコ基地局２４毎に相違するから、補正値Ａはピコ基地局２４毎に相異なる数値に設定され得る。補正値通知部４６は、ピコ基地局２４自身が形成するピコセルＣp内に在圏する各移動端末１４に対し、補正値設定部４４が設定した補正値Ａを無線通信装置２４６から通知する。前述の通り、補正値Ａは各移動端末１４にて無線基地局２０の選択に利用される。

図６は、各ピコ基地局２４の演算処理装置２４４が補正値Ａを設定および通知する動作のフローチャートである。例えば所定の周期で発生する割込を契機として図６の処理が実行され、処理毎に補正値Ａが更新される。図６の処理が開始すると、負荷測定部４２は、ピコ基地局２４自身の現在の通信負荷指標Ｌを測定または算定する（Ｓ10）。補正値設定部４４は、以下に詳述するように、ピコ基地局２４自身の通信負荷指標Ｌが所定の範囲内（Ｌ_th1≦Ｌ≦Ｌ_th2）の数値に近付くように補正値Ａを更新する（Ｓ11〜Ｓ14）。

補正値設定部４４は、負荷測定部４２が測定した通信負荷指標Ｌが所定の閾値Ｌ_th1を下回るか否かを判定する（Ｓ11）。通信負荷指標Ｌが閾値Ｌ_th1を下回る場合（Ｓ11：YES）、補正値設定部４４は、現段階の補正値Ａに所定値Δ1を加算した数値を更新後の補正値Ａ（Ａ＝Ａ＋Δ1）として算定する（Ｓ12）。補正値通知部４６は、更新後の補正値Ａを無線通信装置２４６からピコセルＣp内の各移動端末１４に通知して図６の処理を終了する（Ｓ15）。以上の動作の結果、通信負荷が小さい（通信負荷指標Ｌが閾値Ｌ_th1を下回る）ピコ基地局２４は、補正値Ａが増加することで移動端末１４の接続先として選択され易くなる。

他方、通信負荷指標Ｌが所定の閾値Ｌ_th1を上回る場合（Ｓ11：NO）、補正値設定部４４は、通信負荷指標Ｌが所定の閾値Ｌ_th2を上回るか否かを判定する（Ｓ13）。閾値Ｌ_th2は、閾値Ｌ_th1を上回る所定値である。通信負荷指標Ｌが閾値Ｌ_th2を上回る場合（Ｓ13：YES）、補正値設定部４４は、現段階の補正値Ａから所定値Δ2を減算した数値を更新後の補正値Ａ（Ａ＝Ａ−Δ2）として算定する（Ｓ14）。所定値Δ2は、例えば所定値Δ1と等しい数値に設定される。補正値通知部４６は、更新後の補正値ＡをピコセルＣp内の各移動端末１４に通知して図６の処理を終了する（Ｓ15）。したがって、通信負荷が大きい（通信負荷指標Ｌが閾値Ｌ_th2を上回る）ピコ基地局２４は、補正値Ａが減少することで移動端末１４の接続先として選択され難くなる。

他方、通信負荷指標Ｌが閾値Ｌ_th1と閾値Ｌ_th2との間の範囲内にある場合（Ｓ13：NO）、補正値通知部４６は、現段階の補正値Ａ（すなわち前回の処理時と同じ補正値Ａ）を各移動端末１４に通知して図６の処理を終了する（Ｓ15）。以上の説明から理解されるように、各ピコ基地局２４から移動端末１４に通知される補正値Ａはピコ基地局２４毎の通信状況（通信負荷指標Ｌ）に応じて刻々と変化する。すなわち、通信負荷が小さいピコ基地局２４ほど、ピコセルＣpが実質的に拡張して移動端末１４に選択され易くなる。

以上に説明したように、第１実施形態では、各ピコ基地局２４のピコセルＣpが実質的に拡張されるから、ピコセルＣpを拡張しないシステムと比較して、マクロ基地局２２に対する端末接続の集中を緩和する（すなわち、端末接続数をマクロ基地局２２とピコ基地局２４とで均等化する）ことが可能である。また、補正値Ａをピコ基地局２４毎に設定することで各ピコセルＣpの実質的な面積がピコ基地局２４毎の通信負荷に応じて個別に調整されるから、特定のピコ基地局２４に対する端末接続の集中が緩和される（すなわち、端末接続数が各ピコ基地局２４間で均等化される）という利点がある。

第１実施形態のバリエーションとして、例えば通信負荷指標Ｌを１種類の閾値Ｌ_thのみと比較し、通信負荷指標Ｌが閾値Ｌ_thを下回る場合には補正値Ａを増加させるとともに閾値Ｌ_thを上回る場合には補正値Ａを減少させることも想定され得る。しかし、このバリエーションでは、通信負荷の変動に応じて補正値Ａが過度に頻繁に変化する（すなわちピコセルＣpの実質的な面積が頻繁に変化する）から、移動端末１４の接続先を変更する頻度が増加するという問題がある。第１実施形態では、通信負荷指標Ｌが閾値Ｌ_th1から閾値Ｌ_th2までの範囲内にある場合には補正値Ａが変化しないから、各ピコセルＣpの実質的な面積の変動は抑制される。したがって、第１実施形態によれば、単一の閾値Ｌ_thのみを利用するバリエーションと比較して移動端末１４とピコ基地局２４との通信が安定化されるという利点がある。

＜Ｂ：第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各態様において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図７は、第２実施形態におけるピコ基地局２４のブロック図である。図７に示すように、各ピコ基地局２４の演算処理装置２４４は、記憶回路内のプログラムを実行することで電力測定部５２と補正値設定部５４と補正値通知部５６として機能する。なお、演算処理装置２４４の各機能を複数の集積回路に分散した構成や、専用の電子回路（DSP）が各機能を実現する構成も採用され得る。

ピコ基地局２４の無線通信装置２４６は、移動端末１４と無線通信する機能に加えて、自身のピコセルＣpを含むマクロセルＣmを形成するマクロ基地局２２から電波を受信する機能を備える。電力測定部５２は、無線通信装置２４６がマクロ基地局２２から受信した電波の電力（受信電力）Ｐを測定する。ピコ基地局２４とマクロ基地局２２との距離が大きいほど受信電力Ｐは減少する。すなわち、受信電力Ｐは、ピコ基地局２４とマクロ基地局２２との距離の指標として機能する。

補正値設定部５４は、電力測定部５２が測定した受信電力Ｐに応じてピコ基地局２４自身の補正値Ａを可変に設定する。具体的には、補正値設定部５４は、受信電力Ｐが大きいほど（すなわちピコ基地局２４とマクロ基地局２２との距離が小さいほど）補正値Ａを大きい数値に設定する。例えば、受信電力Ｐの数値毎に補正値Ａの数値が登録されたテーブルを参照して受信電力Ｐに対応する補正値Ａを決定してもよいし、受信電力Ｐを変数とする所定の数式の演算で補正値Ａを算定してもよい。受信電力Ｐはマクロ基地局２２との距離（ピコ基地局２４の設置位置）に応じてピコ基地局２４毎に相違するから、補正値Ａはピコ基地局２４毎に相異なる数値に設定される。補正値通知部５６は、第１実施形態の補正値通知部４６と同様に、ピコ基地局２４自身が形成するピコセルＣp内に在圏する各移動端末１４に対し、補正値設定部５４が設定した補正値Ａを無線通信装置２４６から通知する。

移動端末１４の動作は第１実施形態と同様である。すなわち、基地局選択部３６は、移動端末１４と通信可能な複数の無線基地局２０のうち、特性値補正部３４による処理後の受信電波特性値Ｒが最大となる無線基地局２０（マクロ基地局２２またはピコ基地局２４）を選択する。以上の説明から理解されるように、マクロ基地局２２からの受信電力Ｐが大きいピコ基地局２４（すなわちマクロ基地局２２との距離が小さいピコ基地局２４）ほど、補正値Ａが大きい数値に設定されてピコセルＣpが実質的に拡張される。

マクロ基地局２２に近いピコ基地局２４のピコセルＣp内には受信電力Ｐの高い電波がマクロ基地局２２から到達するから、ピコ基地局２４の受信電波特性値Ｒ0を補正しないシステムでは、移動端末１４がピコセルＣp内に位置する場合でもマクロ基地局２２が接続先として選択される可能性が高い。第２実施形態によれば、マクロ基地局２２との距離が小さいピコ基地局２４ほど、補正値Ａが大きい数値に設定されてピコセルＣpが実質的に拡張されるから、マクロ基地局２２に対する端末接続の集中を緩和する（すなわち、端末接続数をマクロ基地局２２とピコ基地局２４とで均等化する）ことが可能である。なお、マクロ基地局２２からの受信電力Ｐが小さい位置のピコ基地局２４については補正値Ａが小さい数値に設定されるが、マクロ基地局２２から充分に離れた位置のピコ基地局２４は、ピコセルＣpの実質的な面積をそれほど拡張しなくても移動端末１４により選択される可能性は高い。

＜Ｃ：第３実施形態＞
第１実施形態および第２実施形態では、各ピコ基地局２４が自身の補正値Ａを設定して各移動端末１４に通知した。第３実施形態では、マクロ基地局２２が、自身のマクロセルＣm内にピコセルＣpを形成する複数のピコ基地局２４の各々について補正値Ａを設定する。

図８は、第３実施形態におけるマクロ基地局２２のブロック図である。図８に示すように、マクロ基地局２２の演算処理装置２２４は、記憶回路（図示略）に格納されたプログラムを実行することで複数の機能（速度推定部６２，補正値設定部６４，補正値通知部６６）を実現する。なお、図８に図示された演算処理装置２２４の各機能を複数の集積回路に分散した構成や、専用の電子回路（DSP）が各機能を実現する構成も採用され得る。

速度推定部６２は、総通信速度Ｔを測定する。総通信速度Ｔは、マクロ基地局２２とそのマクロセルＣm内の複数のピコ基地局２４との全体的な通信効率の指標であり、マクロセルＣm内の複数のピコ基地局２４の各々の通信速度（スループット）とマクロ基地局２２自身の通信速度との総計に相当する。例えば、各ピコ基地局２４での単位時間毎の情報転送量が通信速度としてマクロ基地局２２に通知され、速度推定部６２は、マクロ基地局２２自身の通信速度と各ピコ基地局２４から通知される通信速度との合計値を総通信速度Ｔとして算定する。

補正値設定部６４は、マクロ基地局２２が形成するマクロセルＣm内の各ピコ基地局２４の補正値Ａを総通信速度Ｔに応じて可変に設定する。具体的には、補正値設定部６４は、総通信速度Ｔが上昇するようにピコ基地局２４毎に補正値Ａを個別に算定する。補正値通知部６６は、各ピコ基地局２４について補正値設定部６４が設定した補正値Ａを、基地局間通信装置２２２を介してそのピコ基地局２４に通知する。各ピコ基地局２４は、マクロ基地局２２から通知された補正値Ａを自身のピコセルＣp内の各移動端末１４に通知する。

図９は、マクロ基地局２２が各ピコ基地局２４の補正値Ａを設定および通知する動作のフローチャートである。例えば所定の周期で発生する割込を契機として図９の処理が実行される。マクロ基地局２２に対応する複数（Ｎ個）のピコ基地局２４の補正値Ａ(1)〜Ａ(N)が図９の処理毎に適宜に更新される。図９の処理が開始すると、速度推定部６２は、マクロセルＣm内のＮ個のピコ基地局２４の各々から通信速度を取得して現段階の総通信速度Ｔ(0)を測定する（Ｓ20）。

補正値設定部６４は、Ｎ個のピコ基地局２４のうち第ｎ番目（ｎ＝１〜Ｎ）の１個のピコ基地局２４（以下「対象基地局２４(n)」という）を選択する（Ｓ21）。マクロセルＣm内のＮ個のピコ基地局２４の各々を対象基地局２４(n)として、以下のステップＳ22からステップＳ26の処理（以下「補正値設定処理」という）が順次に実行される（Ｓ27：NO）。

補正値設定処理が開始すると、補正値設定部６４は、対象基地局２４(n)の現段階の補正値Ａ(n)を変化量Δ1だけ増加させる（Ｓ22）。そして、速度推定部６２は、対象基地局２４(n)の補正値Ａ(n)を変化量Δ1だけ増加させた場合の総通信速度Ｔ(n)を推定する（Ｓ23）。総通信速度Ｔ(n)の推定の方法は任意であるが、例えば、補正値Ａを変化量Δ1だけ変化させた場合に想定される総通信速度Ｔ(n)の変化量をピコ基地局２４毎に統計的または実験的に事前に得ておけばよい。すなわち、速度推定部６２は、前回の補正値設定処理のステップＳ23で算定した総通信速度Ｔ(n-1)（第１回目の補正値設定処理ではステップＳ20の総通信速度Ｔ(0)）を、対象基地局２４(n)について用意された変化量だけ変化させることで、現段階の総通信速度Ｔ(n)を算定する。

補正値設定部６４は、ステップＳ23で算定した総通信速度Ｔ(n)が、前回の補正値設定処理のステップＳ23で算定した総通信速度Ｔ(n-1)（すなわち、対象基地局２４(n)の補正値Ａ(n)を増加させない場合の総通信速度）を上回るか否かを判定する（Ｓ24）。なお、第１回目の補正値設定処理では、直前のステップＳ23で算定した総通信速度Ｔ(1)がステップＳ20の総通信速度Ｔ(0)を上回るか否かがステップＳ24で判定される。ステップＳ24の判定の結果が肯定である場合（Ｔ(n)＞Ｔ(n-1)）、補正値通知部６６は、ステップＳ22で変化させた補正値Ａ(n)を基地局間通信装置２２２から対象基地局２４(n)に通知する（Ｓ26）。すなわち、補正値Ａ(n)の増加の結果として総通信速度Ｔの上昇が見込まれる場合には、その増加後の数値が対象基地局２４(n)の補正値Ａ(n)として確定される。

他方、ステップＳ24の判定の結果が否定である場合（Ｔ(n)≦Ｔ(n-1)）、補正値設定部６４は、ステップＳ22で増加させた補正値Ａ(n)を変化量Δ2だけ減少させる（Ｓ25）。変化量Δ2は、例えば変化量Δ1と等しい数値に設定される。すなわち、補正値Ａ(n)を増加させた結果として総通信速度Ｔの低下が見込まれる場合（Ｓ24：NO）、ステップＳ22での補正値Ａ(n)の増加が取り消される。補正値通知部６６は、ステップＳ25の処理後の補正値Ａ(n)を基地局間通信装置２２２から対象基地局２４(n)に通知する（Ｓ26）。

マクロ基地局２２のマクロセルＣm内に配置されたＮ個のピコ基地局２４の各々について以上の補正値設定処理を実行した時点で図９の処理が終了する（Ｓ27：YES）。以上の説明から理解されるように、総通信速度Ｔが上昇するように各ピコ基地局２４の補正値Ａ(1)〜Ａ(N)の各々が図９の処理毎に順次に更新される。補正値Ａ(n)を各ピコ基地局２４から受信した移動端末１４の動作は第１実施形態と同様である。

第３実施形態では、各ピコ基地局２４のピコセルＣpが補正値Ａに応じて実質的に拡張されるから、第１実施形態と同様に、ピコセルＣpを拡張しない構成と比較してマクロ基地局２２に対する端末接続の集中を緩和することが可能である。また、補正値Ａ(n)がピコ基地局２４毎に個別に調整されるから、特定のピコ基地局２４に対する端末接続の集中が緩和される（すなわち、端末接続数が各ピコ基地局２４間で均等化される）という利点がある。特に第３実施形態では、総通信速度Ｔが上昇するように各ピコ基地局２４の補正値Ａ(n)が設定されるから、１個のマクロ基地局２２とこれに対応するＮ個のピコ基地局２４との全体にわたる通信効率を向上させることが可能である。

＜Ｄ：変形例＞
以上の形態には様々な変形が加えられる。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は適宜に併合され得る。

（１）変形例１
第１実施形態における通信負荷指標Ｌの内容はピコ基地局２４の通信トラフィックに限定されない。例えば、ピコ基地局２４に接続している移動端末１４の総数（接続端末数）を通信負荷指標Ｌとしてもよいし、ピコ基地局２４で利用可能なリソースのうち実際に移動端末１４との通信で使用されている割合（リソース利用率）を通信負荷指標Ｌとしてもよい。リソースは、例えばOFDMAにおける周波数リソースブロックやCDMAにおける下りリンクのチャネライゼーションコードである。

（２）変形例２
以上に例示した各形態は適宜に併合され得る。例えば、第１実施形態で例示した通信負荷指標Ｌと第２実施形態で例示した受信電力Ｐとの双方（例えば通信負荷指標Ｌと受信電力Ｐとの加重和）に応じて補正値Ａが可変に設定される。

（３）変形例３
補正値Ａを適用した受信電波特性値Ｒ0の補正の方法は適宜に変更される。例えば、受信電波特性値Ｒ0に補正値Ａを乗算することで補正後の受信電波特性値Ｒを算定する構成や、受信電波特性値Ｒ0と補正値Ａとを変数とする所定の数式の演算で補正後の受信電波特性値Ｒを算定する構成が採用され得る。受信電波特性値Ｒ0の補正の方法に応じた適切な方法で補正値Ａが算定される。

（４）変形例４
前述の各形態では、面積が小さいセルＣを形成する無線基地局２０としてピコ基地局２４を例示したが、マクロセルＣm内にセルＣを形成する無線基地局２０の種類は任意である。例えば、半径数十メートルから数百メートル程度のセル（マイクロセル）Ｃを形成するマイクロ基地局や、半径数メートル程度のセル（フェムトセル）を形成するフェムト基地局を、以上の各形態におけるピコ基地局２４の代わりに採用してもよい。また、通信電力が相違する３種類以上の無線基地局２０を含む構成も採用され得る。以上の説明から理解されるように、移動通信網１２は、第１セルを形成する無線基地局２０（例えば実施形態のマクロ基地局２２）と、第１セルよりも面積が小さい第２セルを形成する無線基地局２０（例えば実施形態のピコ基地局２４）とを含む通信網（換言すると、通信電力が相違する複数種の無線基地局２０を含む通信網）として包括される。

１００……無線通信システム、１２……移動通信網、１４……移動端末、１４２，２２６……無線通信装置、１４４，２２４，２４４……演算処理装置、２０……無線基地局、２２……マクロ基地局、２２２，２４２……基地局間通信装置、２４……ピコ基地局、２４６……無線通信装置、３２……特性値測定部、３４……特性値補正部、３６……基地局選択部、４２……負荷測定部、４４，５４，６４……補正値設定部、４６，５６，６６……補正値通知部、５２……電力測定部、６２……速度推定部。

Claims (2)

1. 各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で各々が無線通信可能な複数の無線基地局を具備する移動通信網であって、
   前記複数の無線基地局は、第１セルを形成する第１無線基地局と、前記第１セルよりも面積が小さい第２セルを各々が前記第１セル内に形成する複数の第２無線基地局とを含み、
   前記第１無線基地局は、
   当該第１無線基地局と前記複数の第２無線基地局との総通信速度を推定する速度推定部と、
   前記移動端末が前記各第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を、当該第１無線基地局と前記複数の第２無線基地局との総通信速度が前記速度推定部による推定値から上昇するように前記第２無線基地局毎に可変に設定する補正値設定部と、
   前記補正値設定部が前記各第２無線基地局について設定した各補正値を、当該第２無線基地局を介して前記移動端末に通知する補正値通知部とを含み、
   前記補正値設定部は、前記複数の第２無線基地局の各々について、当該第２無線基地局の補正値を所定値だけ増加させた場合の総通信速度の推定値が、当該増加前の総通信速度を上回る場合に当該増加を確定し、当該増加前の総通信速度を下回る場合に当該増加を取消す
   移動通信網。
2. 各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で各々が無線通信可能な第１セルを形成するとともに、第１セルよりも面積が小さい第２セルを各々が前記第１セル内に形成する複数の小電力無線基地局の各々と通信する無線基地局であって、
   当該無線基地局と前記複数の小電力無線基地局との総通信速度を推定する速度推定部と、
   前記移動端末が前記各小電力無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を、当該無線基地局と前記複数の小電力無線基地局との総通信速度が前記速度推定部による推定値から上昇するように前記小電力無線基地局毎に可変に設定する補正値設定部と、
   前記補正値設定部が前記各小電力無線基地局について設定した各補正値を、当該小電力無線基地局を介して前記移動端末に通知する補正値通知部とを具備し、
   前記補正値設定部は、前記複数の小電力無線基地局の各々について、当該小電力無線基地局の補正値を所定値だけ増加させた場合の総通信速度の推定値が、当該増加前の総通信速度を上回る場合に当該増加を確定し、当該増加前の総通信速度を下回る場合に当該増加を取消す
   無線基地局。
   
   
   

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