JP5534016B2 - 制御装置及び制御方法並びに移動通信システム - Google Patents

Description

本発明は、移動通信システムなどの通信システム上の無線基地局を制御する制御装置及び方法の技術分野に関する。

移動通信システムにおいては、無線リソースの効率利用や、電波不感地帯の解消、エリア展開コストの削減、通信品質の向上などを目的として、所謂マクロセルと比較して送信電力の低いフェムトセルの使用が拡大している。このようなマクロセルとフェムトセルとが混在する移動通信システムにおいては、通信品質を向上させるために、可能であればなるべくフェムトセルに移動端末が在圏して、通信を行うことが望ましい。フェムトセルにより多くの移動端末を在圏させるためには、例えばフェムトセルの送信電力を増加させ、セル半径を拡大することが考えられる。

しかしながら、マクロセルとフェムトセルとが同じ周波数帯域を用いている移動通信システムにおいては、マクロセルとフェムトセルとの夫々の送信電波が相互に干渉し合い、相手側の通信品質の劣化に繋がっている。特に、上述のようにフェムトセルにおける通信品質の向上のために送信電力を増加する場合、該フェムトセル周辺に位置するマクロセル及び他のフェムトセルの通信に与える干渉が増加する可能性がある。

例えば以下に示す先行技術文献には、マクロセルとフェムトセルとの間の与干渉による通信品質の劣化に係る技術的な課題を解決するための技術について説明されている。以下の先行技術文献には、移動端末のハンドオーバ要求を拒否したフェムトセルの送信電力を低減させ、セル半径を縮小することで、ハンドオーバ要求元のセルに在圏する移動端末への干渉を抑制する技術が説明されている。

特開２０１０−１６４２０号公報

しかしながら、上述の先行技術文献において説明される技術についても、以下に示す課題を残している。ある移動端末のハンドオーバ動作においてフェムトセルの送信電力を低減させる場合、該フェムトセルと接続中の他の移動端末への与干渉に影響を及ぼし、干渉量が増大する。その結果、移動端末の通信速度の低下や、通信の不能に繋がる。

他方で、フェムトセルに対してより多くの移動端末を在圏させたいとの要請もある。ハンドオーバ時に、フェムトセルの送信電力を増加させ、セル半径を拡大することで、移動端末が好適にフェムトセルにハンドオーバし、通信を開始できるという利点がある。

本発明は、上述した問題に鑑みて為されたものであり、フェムトセルからの干渉量を抑制し、他の移動端末について好適な通信を継続させつつ、ある移動端末について好適なハンドオーバを実現する制御装置及び方法、並びに移動通信システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、開示の制御装置は、第１無線区間を形成して移動端末と通信する第１基地局と、第１無線区間内に重複し、且つ第１無線区間より相対的に送信電力が低い第２無線区間を形成して移動端末と通信する第２基地局との動作を制御する。

上記制御を実施するために、開示の制御装置は、接続変更判定部と、測定部と、変更値決定部と、予測部と、電力変更部とを備える。

接続変更判定部は、移動端末からの接続先の変更要求に対して、接続の可否を判定する。測定部は、第１無線区間に位置する全ての移動端末について、第１基地局又は第２基地局からの通信状況を測定する。変更値決定部は、第２基地局の送信電力の変更値を決定する。予測部は、変更値に基づいて第２基地局の送信電力を変更した後の通信状況を予測する。電力変更部は、変更値に基づいて第２基地局の送信電力を変更する。

また、電力変更部は、移動端末が第１基地局及び第２基地局の間で接続先を変更する際に、通信状況の測定結果及び予測結果に応じて、第２基地局の送信電力を変更する。

開示の制御方法は、接続変更判定工程と、測定工程と、変更値決定工程と、予測工程と、電力変更工程とを備える。各工程では、上述した制御装置が備える各部が行うものと同様の動作が行われる。

開示の移動通信システムは、上述の制御装置と同様の装置を備える。

上述の構成によれば、例えばマクロセル基地局である第１基地局とフェムトセル基地局である第２基地局とが混在する移動通信システム内のエリアにおいて、移動端末のハンドオーバ時に、第２基地局から他の移動端末に与える干渉量の悪化を抑制出来る。更に、干渉量の悪化を行うことなく、第２基地局の送信電力をハンドオーバの態様に応じて変更することが出来、ハンドオーバ処理を精確に実施可能となる。

移動通信システムの全体的な構成を示す図である。 制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 稼働制御内部の機能部を示すブロック図である。 基地局のハードウェア構成例を示すブロック図である。 基地局内部の機能部を示すブロック図である。 移動端末のハードウェア構成例を示すブロック図である。 移動端末内部の機能部を示すブロック図である。 ハンドオーバ処理に係る各部の動作を示すシーケンス図である。 メッセージの構成例を示す図である。 メッセージの構成例を示す図である。 メッセージの構成例を示す図である。 メッセージの構成例を示す図である。 基地局における処理を示すフローチャートである。 基地局と移動端末との位置関係を示す図である。 ハンドオーバ処理に係る制御装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。 移動端末において観測される基地局からの受信電力を示すグラフである。 フェムトセル制御処理に係る制御装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。 ハンドオーバ処理に係る制御装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。 移動端末において観測される基地局からの受信電力を示すグラフである。 フェムトセル制御処理に係る制御装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。 フェムトセル制御処理による基地局のセルエリア半径の変更を示す図である。 フェムトセル制御処理による基地局のセルエリア半径の変更を示す図である。 ハンドオーバ処理を実施しない場合の処理の流れを示すシーケンス図である。 制御装置のメモリに格納されるテーブルの例である。 変形例に係る各部の動作を示すシーケンス図である。 変形例に係る各部の動作を示すシーケンス図である。

以下に、発明を実施するための実施形態について説明する。

（１）構成例
図１を参照して、開示の制御装置の一例が適用される移動通信システムの構成を示す。図１は、移動通信システム１の全体の構成を示すブロック図である。移動通信システム１は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式を採用する無線通信システムなどである。

図１に示されるように、移動通信システム１は、制御装置１００と、マクロセルを形成する無線基地局であるｅＮＢ（evolved Node B）２００と、該マクロセルに重複して配置されるフェムトセルを形成する複数の基地局ＨｅＮＢ（Home eNB）３００ａ及びＨｅＮＢ３００ｂとを備える。ｅＮＢ２００、ＨｅＮＢ３００ａ及びＨｅＮＢ３００ｂの夫々は、配下のマクロセル又はフェムトセルに在圏するＵＥ４００と同一の周波数で無線通信を行う。以降、ＨｅＮＢ３００ａ及びＨｅＮＢ３００ｂを区別することなく説明する場合には、ＨｅＮＢ３００という表記を用いて説明する。尚、実施例においては、第１基地局の例としてマクロセル基地局であるｅＮＢ２００、第２基地局の例としてフェムトセル基地局であるＨｅＮＢ３００について説明しているがその他の基地局を用いてもよい。例えば、第２基地局の例として、マクロセルより送信電力が低いマイクロセルを用いてもよい。

制御装置１００は、開示の制御装置の一例であって、移動通信システム１内の各基地局ｅＮＢ２００、ＨｅＮＢ３００ａ及びＨｅＮＢ３００ｂの夫々と通信可能な態様で接続される。図２及び図３を参照して、制御装置１００の基本的な構成及び機能について説明する。

図２は、制御装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。制御装置１００は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）１０１と、ＣＰＵ１０２と、メモリ１０３とを備える。ＬＳＩ１０１は、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００と接続し、情報の通信を行う構成である。尚、ＬＳＩ１０１の少なくとも一部は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を含んでいてもよい。ＣＰＵ１０２は、制御装置１００の各部の動作を制御すると共に、例えばメモリ１０３内に格納されるプログラムを実行することで、図３に示す各機能部が行うものと同様の動作を行う。

図３は、制御装置１００のＣＰＵ１０２内の機能部構成をブロック図として示したものである。図３に示されるように制御装置１００のＣＰＵ１０２は、受信部１１１、情報収集部１１２、演算部１１３、ハンドオーバ判定部１１４及び送信部１１５の各機能部を備える。

受信部１１１は、接続するｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００から受信した信号を情報収集部１１２に転送するインタフェースである。

情報収集部１１２は、受信部１１１より受信した信号を解析し、該信号に含まれるメッセージにより要求される動作の実施や、該信号に含まれる情報の取得を行う。また、情報収集部１１２は、制御装置１００における測定部及び予測部の一例であって、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００から送信されるＵＥ４００についての送信ユーザデータ量や干渉にかかる情報、位置情報などを収集する。

演算部１１３は、情報収集部１１２より受信した信号に基づき、ＵＥ４００のハンドオーバ処理を行う際の演算処理を行う。また、演算部１１３は、制御装置１００における変更値決定部の一例であって、後述するようにフェムトセル制御処理におけるＨｅＮＢ３００の送信電力の変更値の決定を行う。また、演算部１１３は、制御装置１００における電力変更部の一例であって、決定された送信電力の変更値に基づいてＨｅＮＢ３００に対して、送信電力の変更を指示するメッセージを作成する。

ハンドオーバ判定部１１４は、制御装置１００における接続変更判定部の一例であって、演算部１１２において実施される演算結果に基づいて、ＵＥ４００のハンドオーバ処理を行うか否かの判定を行う。

送信部１１５は、接続するｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００に対して情報を送信するためのインタフェースである。

ｅＮＢ２００は、開示の第１基地局の一例であって、例えば、所謂マクロセル基地局である。ＨｅＮＢ３００は、開示の第２基地局の一例であって、例えば、マクロセル基地局よりも送信電力の小さい、所謂フェムトセル基地局である。図４及び図５を参照して、ｅＮＢ２００の基本的な構成及び機能について説明する。

図４は、ｅＮＢ２００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。ｅＮＢ２００は、アンテナ２０１と、アンプ２０２と、ＤＳＰ（Digital signal Processor）２０３と、ＬＳＩ２０４と、ＣＰＵ２０５と、メモリ２０６とを備える。アンテナ２０１は、送信電波を送信し、セルを形成することで、セル内に在圏するＵＥ４００と通信を行うためのアンテナである。アンプ２０２は、アンテナ２０１において送受信される信号の増幅を行う構成である。ＤＳＰ２０３は、ネットワークを介して受信される情報をアンテナ２０１から出力するための態様に変換する処理や、アンテナ２０１において受信される情報をネットワークに送信するための態様に変換する処理を行う。ＬＳＩ２０４は、制御装置１００と接続し、情報の通信を行う構成である。尚、ＬＳＩ２０４の少なくとも一部は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を含んでいてもよい。ＣＰＵ２０５は、ｅＮＢ２００の各部の動作を制御すると共に、例えばメモリ２０６内に格納されるプログラムを実行することで、図５に示す各機能部が行うものと同様の動作を行う。尚、上述の各構成について、ＨｅＮＢ３００もまた同様の構成を備える。以下に説明する機能部についても同様である。

図５は、ｅＮＢ２００のＣＰＵ２０５内の機能部構成をブロック図として示したものである。図５に示されるようにｅＮＢ２００のＣＰＵ２０５は、受信部２１１、送信部２１２、情報収集部２１３、ハンドオーバ処理部２１４、電力制御部２１５、演算部２１６及びトラヒック測定部２１７の各機能部を備える。

受信部２１１は、制御装置１００及びＵＥ４００から受信した信号を情報収集部２１３に転送するインタフェースである。送信部２１２は、制御装置１００及びＵＥ４００に対して情報を送信するためのインタフェースである。

情報収集部２１３は、受信部２１１より受信した信号を解析し、該信号に含まれるメッセージにより要求される動作の実施や、該信号に含まれる情報の取得を行う。

ハンドオーバ処理部２１４は、情報収集部２１３においてＵＥ４００のハンドオーバを要求するメッセージが受信される場合、該要求に応じたハンドオーバ処理を実施する。また、ハンドオーバ処理部２１４は、該ハンドオーバ処理のために後述するフェムトセル制御処理の実施の判断を行い、判断結果を情報収集部２１３に通知する。

電力制御部２１５は、後述するフェムトセル制御処理において、送信電力の変更が要求される場合、アンテナ２０１を介して送信する送信電波の送信電力の変更を行う。尚、電力制御部２１５は、後述するように、主にフェムトセル基地局であるＨｅＮＢ３００において送信電力の変更制御を行う。

演算部２１６は、ｅＮＢ２００又は、ＨｅＮＢ３００が接続中のＵＥ４００について、送信している平均ユーザデータ量をトラヒック測定部２１７に要求する。トラヒック測定部２１７は、ｅＮＢ２００又は、ＨｅＮＢ３００が接続中のＵＥ４００の夫々について、送信しているユーザデータ量を適宜測定し、メモリ２０６に格納する。また、トラヒック測定部２１７は、演算部２１６より平均ユーザデータ量の要求がある場合、格納されるユーザデータ量より、個々のＵＥ４００についての平均ユーザデータ量を算出し、送信する。

ＵＥ４００は、開示の移動端末の一例であって、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００の形成するセルに在圏することで、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００を介してコアネットワークと通信を行う。図６及び図７を参照して、ＵＥ４００の基本的な構成及び機能について説明する。

図６は、ＵＥ４００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。ＵＥ４００は、アンテナ４０１と、アンプ４０２と、ＤＳＰ４０３と、ＣＰＵ４０４と、メモリ４０５とを備える。アンテナ４０１は、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００からの送信電波を受信し、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００と通信を行うためのアンテナである。アンプ４０２は、アンテナ４０１において送受信される信号の増幅を行う構成である。ＤＳＰ４０３は、アンテナ４０１において送受信される信号と、ＵＥ４００において用いられる情報とを変換する処理を行う。ＣＰＵ４０４は、ＵＥ４００の各部の動作を制御すると共に、例えばメモリ４０５内に格納されるプログラムを実行することで、図７に示す各機能部が行うものと同様の動作を行う。

図７は、ＵＥ４００のＣＰＵ４０４内の機能部構成をブロック図として示したものである。図７に示されるようにＵＥ４００のＣＰＵ４０４は、受信部４１１、送信部４１２、情報収集部４１３、受信電力測定部４１４及び位置情報測定部４１５の各機能部を備える。

受信部４１１は、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００から受信した信号を情報収集部４１３に転送するインタフェースである。送信部４１２は、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００に対して情報を送信するためのインタフェースである。

情報収集部４１３は、受信部４１１より受信した信号を解析し、該信号に含まれるメッセージにより要求される動作の実施や、該信号に含まれる情報の取得を行う。

受信電力測定部４１４は、接続中のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００、或いは接続していない周辺のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００からの受信電力を定期的に測定する。受信電力測定部４１４は、接続中のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００から受信電力の測定結果要求を受けた場合などに、測定結果を送信する。

位置情報測定部４１５は、ＧＰＳを用いて当該ＵＥ４００の位置情報を取得する。このとき、位置情報測定部４１５は、ＵＥ４００の位置情報と共に、該位置情報の精度を示すＧＰＳ測定誤差も測定する。位置情報測定部４１５は、接続中のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００から端末位置情報要求を受けた場合などに、位置情報とＧＰＳ測定誤差情報とを送信する。

（２）動作例
図８を参照して、制御装置１００の動作について説明する。図８は、ＵＥ４００のハンドオーバ処理に係る制御装置１００による処理の流れを示すシーケンス図である。図８に示される例では、ｅＮＢ２００に収容されるＵＥ４００が、該ｅＮＢ２００のセルエリア内に重複してフェムトセルを形成するＨｅＮＢ３００にハンドオーバする際の処理が示される。

ｅＮＢ２００と通信中のＵＥ４００は、ＨｅＮＢ３００からの受信電力を適宜測定している。ＨｅＮＢ３００からの受信電力が所定の閾値を超えて大きくなるなどする場合、ＵＥは、ｅＮＢ２００に対して、受信電力の測定結果と共に、該ＨｅＮＢ３００へのハンドオーバを要求するメッセージを送信する。

ハンドオーバ要求メッセージを受信したｅＮＢ２００は、制御装置１００に対して、ハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００を特定する情報を含むフェムトセル変更要求メッセージＭ１１を送信する。フェムトセル変更要求メッセージＭ１１は、ハンドオーバ元のｅＮＢ２００より、制御装置１００に対して、ハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００における送信電力、ひいてはセル半径の変更を行うフェムトセル制御を要求するメッセージである。

フェムトセル変更要求メッセージＭ１１に含まれる情報について、図９（ａ）に例を示す。フェムトセル変更要求メッセージＭ１１は、送信先の制御装置１００、送信元のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００、ハンドオーバを要求するＵＥ４００及びハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００又はｅＮＢ２００の夫々を特定する情報を含む。

再び図８において、フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を受信した制御装置１００は、ｅＮＢ２００及びハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００を含む複数のＨｅＮＢ３００に対して、現在の送信電力並びに接続中の各ＵＥ４００の位置及び平均ユーザデータ量の各情報を要求するハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信する。
制御装置１００は、フェムトセル変更要求メッセージＭ１１の送信元がｅＮＢ２００である場合、該ｅＮＢ２００及び該ｅＮＢ２００のセルのエリア内にオーバレイする全フェムトセルのＨｅＮＢ３００に対して、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信する。このとき、制御装置１００は、メモリ１０３内に格納されるｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００の配置位置情報などを参照して、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１の送信先を決定する。

ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１に含まれる情報について、図１０（ａ）に例を示す。ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１は、送信先のＨｅＮＢ３００又はｅＮＢ２００及び送信元の制御装置１００の夫々を特定する情報を含む。

再び図８において、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を受信した後に、接続中のＵＥ４００に対して、各ＵＥ４００の位置情報を要求する端末位置情報要求メッセージＭ４１を送信する。尚、このときｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、所謂ブロードキャスト通信を用いることで、好適に接続中の全ＵＥ４００に対して該メッセージを送信してもよい。端末位置情報要求メッセージＭ４１を送信後、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、予め設定される所定の期間、接続中のＵＥ４００からの応答の受信を待機する。

接続中のｅＮＢ２００から端末位置情報要求メッセージＭ４１を受信したＵＥ４００は、
位置情報測定処理を行う。具体的には、ＵＥ４００や、位置情報測定部においてＧＰＳを用いた位置情報及びＧＰＳ測定誤差の測定を行う。その後、ＵＥ４００は、端末位置情報要求メッセージＭ４１の送信元のｅＮＢ２００に対して、該ＵＥ４００の位置情報及びＧＰＳ誤差情報などを含む、端末位置情報応答メッセージＭ４２を送信する。

端末位置情報要求メッセージＭ４１及び端末位置情報応答メッセージＭ４２に含まれる情報について、図１２に例を示す。端末位置情報要求メッセージＭ４１は、送信元のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００を特定する情報を含み、端末位置情報を要求する指示をＵＥ４００に通知する。端末位置情報応答メッセージＭ４２は、送信先のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００、送信元のＵＥ４００の夫々を特定する情報と、送信元のＵＥ４００の端末位置情報及びＧＰＳ測定誤差情報とを含む。

また、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、コアネットワークを介して受信した接続中のＵＥ４００の夫々に対するユーザデータの量を定期的に測定し、メモリ内に格納している。ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、メモリ内に格納されるユーザデータ量に基づき、所定の周期毎の平均ユーザデータ量を算出する。

端末位置情報要求メッセージＭ４１を送信した後のｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００の動作の流れについて、図１３のフローチャートを参照して説明する。ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、端末位置情報要求メッセージＭ４１の送信から所定の期間後に、受信した端末位置情報応答メッセージＭ４２から各ＵＥ４００の位置情報を収集する（ステップＳ１０１）。ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、収集された位置情報に、更に該期間中の平均ユーザデータ量及び該ｅＮＢ２００又は該ＨｅＮＢ３００の送信電力を加えたハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を生成して、制御装置１００に対して送信する（ステップＳ１０４）。

ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２に含まれる情報について、図１０（ｂ）に例を示す。ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２は、送信先の制御装置１００、送信元のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００を特定する情報と共に、接続中のＵＥ４００の夫々について、識別番号♯ＵＥ１、２、・・・ｎと位置情報と平均ユーザデータ量とを含む。また、ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２は、以下に示す動作により判定されるＵＥ４００についてのハンドオーバ処理が可能であるか不可能であるかを通知する情報を含む。

ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、受信したＵＥ４００からの端末位置情報応答メッセージＭ４２に含まれるＧＰＳ測定誤差に基づいて、ハンドオーバ処理が可能であるか不可能であるかの判定を行う。ＵＥ４００の位置情報の測定精度を示すＧＰＳ測定誤差が大きい場合、後に詳述するように、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００からＵＥ４００までの距離に依存する受信電力の算出精度が低下する可能性がある。そこで、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、ＵＥ４００からの端末位置情報応答メッセージＭ４２に含まれるＧＰＳ測定誤差について、所定の閾値を決定し、該閾値を超えるＧＰＳ測定誤差が検出される場合、その旨を制御装置１００に通知し、以降の処理を終了する処理を行ってもよい。

図１３に示される例では、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、ハンドオーバ実施可能とするＧＰＳ測定誤差の閾値について、セル半径Ｒの１０％（０．１Ｒ）を設定している。
ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、受信したＵＥ４００からの端末位置情報応答メッセージＭ４２に含まれるＧＰＳ測定誤差が、０．１Ｒ以下である場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）に、ＵＥ４００についてのハンドオーバ処理が可能である旨を通知する情報を含むハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を送信する。

他方で、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、ＵＥ４００のＧＰＳ測定誤差が０．１Ｒより大きくなる場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、該ＵＥ４００については、ハンドオーバ処理が不可であると判定する（ステップＳ１０３）。この場合、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、制御装置１００に対して、ハンドオーバ処理不可能である旨を通知する情報を含むハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を送信する。

制御装置１００は、ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を解析し、ハンドオーバ可能な場合メモリ上のデータベースを更新し、ハンドオーバ処理を実施する。ハンドオーバが不可能な場合、メモリ上のデータベースの更新を行わない。このように設定することで、ＵＥ４００の位置情報の測定誤差がハンドオーバ処理に与える影響を抑制することが出来る。

再び図８において、制御装置１００は、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００より受信したハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２に基づいて、ＵＥ４００のハンドオーバ処理に係る演算処理を演算部１１３において実施する。また、制御装置１００は、ＵＥ４００のハンドオーバ処理が可能であるか否かについて、ハンドオーバ判定部１１４において判定する。

上述の演算処理及び判定の結果により、ハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００において送信電力の変更が必要と判断される場合、制御装置１００は該ＨｅＮＢ３００に対して、送信電力変更要求メッセージＭ３１を送信する。

送信電力変更メッセージＭ３１に含まれる情報について、図１１（ａ）に例を示す。送信電力変更メッセージＭ３１は、送信先のＨｅＮＢ３００及び送信元の制御装置１００の夫々を特定する情報と、ＨｅＮＢ３００に対して送信電力の変更を指定する情報とを含む。

再び図８において、送信電力変更メッセージＭ３１を受信したＨｅＮＢ３００は、電力制御部において、メッセージ中に含まれる電力量に基づくＨｅＮＢ３００の送信電力の変更を行う。変更後、ＨｅＮＢ３００は、制御装置１００に対して送信電力の変更が実施されたことを通知する送信電力変更応答メッセージＭ３２を送信する。

送信電力変更応答メッセージＭ３２に含まれる情報について、図１１（ｂ）に例を示す。送信電力変更応答メッセージＭ３２は、送信先の制御装置１００及び送信元のＨｅＮＢ３００の夫々を特定する情報と、ＨｅＮＢ３００において送信電力の変更が完了したことを通知する情報とを含む。

再び図８において、送信電力変更応答メッセージＭ３２の受信後に、制御装置１００は、ＵＥ４００のハンドオーバ処理が可能であることを通知するフェムトセル変更応答メッセージＭ１２をハンドオーバ元のｅＮＢ２００に送信する。

フェムトセル変更要求メッセージＭ１２に含まれる情報について、図９（ｂ）に例を示す。フェムトセル変更要求メッセージＭ１２は、送信先のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００、送信元の制御装置１００、ハンドオーバを要求するＵＥ４００及びハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００又はｅＮＢ２００の夫々を特定する情報と共に、ハンドオーバ処理結果を通知する情報を含む。

尚、上述の説明では、ｅＮＢ２００のセルに在圏するＵＥ４００が、該ｅＮＢ２００のセルエリア内に重複してフェムトセルを形成するＨｅＮＢ３００にハンドオーバする際の処理について説明した。しかしながら、ＨｅＮＢ３００のフェムトセルに在圏するＵＥ４００がｅＮＢ２００に対してハンドオーバする際のハンドオーバ処理シーケンスについても同様であってよい。

また、ＨｅＮＢ３００のフェムトセルに在圏するＵＥ４００が他のＨｅＮＢ３００に対してハンドオーバする際には、移動通信システム１は、従来の、言い換えれば公知のハンドオーバ処理を行う。

（３）フェムトセル制御処理例
上述したフェムトセル制御処理の例について説明する。

フェムトセル制御処理において、制御装置の演算部１１３において実施されるＨｅＮＢ３００の送信電力を制御するための処理について図１４を参照して説明する。図１４は、ＵＥ４００のハンドオーバに係るｅＮＢ２００とＨｅＮＢ３００の夫々のセルエリアを上方から見た場合の図である。

図１４では、ｅＮＢ２００のセル内に在圏するＵＥの内、ハンドオーバ処理に係る一つのＵＥをＵＥ（ｉ）、ＨｅＮＢ３００のセル内に在圏するＵＥの内、ハンドオーバ処理に係る一つのＵＥをＵＥ（ｊ）と表記して他のＵＥと区別して表す。図１４では、ｅＮＢ２００のセルの半径をＲ、ｅＮＢ２００からＵＥ（ｉ）までの距離をＲｉ、ｅＮＢ２００からＵＥ（ｊ）までの距離をＲｊと示す。図１４では、ＨｅＮＢ３００のセルの半径をｒ、ＨｅＮＢ３００からＵＥ（ｉ）までの距離をｒｉ、ＨｅＮＢ３００からＵＥ（ｊ）までの距離をｒｊと示す。

図１４の例では、ＵＥ（ｉ）における、ｅＮＢ２００からの受信電力ｐ（Ｒｉ，Ｒ）は、所定の係数Ｓを用いて、以下の式（１）のように表すことが出来る。

ｅＮＢ２００のセル半径Ｒは、ｅＮＢ２００の送信電力より算出可能であり、ｅＮＢ２００からＵＥ（ｉ）までの距離をＲｉは、ＧＰＳなどにより検出されるＵＥ（ｉ）の位置情報より算出可能となる。上述の式（１）を用いることで、各ＵＥ（ｉ）及び（ｊ）におけるｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００からの受信電力を距離の関数として算出可能となる。

ＵＥ（ｉ）は、ｅＮＢ２００から受信電力ｐ（Ｒｉ，Ｒ）の電波を受け通信を行っている一方で、ＨｅＮＢ３００から電力Ｐ（ｒｉ，ｒ）の電波による干渉を受ける。この際の信号対干渉比Ｑ（Ｒｉ，Ｒ，ｒｉ，ｒ）は、上述した受信電力ｐの関数として以下の式（２）により表される。

信号対干渉比Ｑは、対象のＵＥ（ｉ）に対して送信されるユーザデータ量の送信速度などに影響する。ＨｅＮＢ３００のセルエリアを含むｅＮＢ２００のセルエリア内に位置する全ＵＥについて、式（２）を用いて信号対干渉比Ｑを算出することが出来る。

式（２）に示される信号対干渉比Ｑを用いると、ＨｅＮＢ３００のセルエリアを含む半径ＲのｅＮＢ２００のセルエリア内に位置する全ＵＥに対して送信される平均ユーザーデータ量Ｅ（ｒ）は、以下の式（３）により表される。

式（３）において、Ｌは、ｅＮＢ２００と接続中のＵＥ４００の数、ＭはＨｅＮＢ３００と接続中のＵＥ４００の数を夫々示す。Ｄｉは、ＵＥ（ｉ）に対する平均ユーザデータ量、Ｄｊは、ＵＥ（ｊ）に対する平均ユーザデータ量を夫々示す。Ｅ（ｒ）の増加は、ｅＮＢ２００のセルエリア内において送信される平均ユーザデータ量が増加することを示し、ひいては移動通信システム１における通信効率の向上を示す。他方で、Ｅ（ｒ）の減少は、ｅＮＢ２００のセルエリア内において送信される平均ユーザデータ量がＨｅＮＢ３００からの送信電波による干渉の影響などにより減少することを示し、ひいては移動通信システム１における通信効率の悪化を示す。

上述のように、フェムトセル制御処理においては、所定の電力値を目標値として、ＨｅＮＢ３００の送信電力の変更が行われる。かかる送信電力の変更により、ＨｅＮＢ３００のセル半径ｒは変化する。以下、変化後のＨｅＮＢ３００のセル半径をｒ’と表記する。また、ＨｅＮＢ３００のセル半径をｒからｒ’に変更することで、ＨｅＮＢ３００のセルエリアに位置するＵＥ４００の数が変更する。具体的には、セル半径が増加する場合、ＨｅＮＢ３００のセルエリアに位置するＵＥ４００の数が増加し、セル半径が減少する場合、ＨｅＮＢ３００のセルエリアに位置するＵＥ４００の数が減少する。

フェムトセル制御処理によるＨｅＮＢ３００のセルエリア半径の変更に応じて、ＨｅＮＢ３００の変更後のセルエリアにおいて、ＨｅＮＢ３００と接続するＵＥ４００の増加数をｍとする。この場合、ＨｅＮＢ３００のセルエリアと重複して配置されるｅＮＢ２００のセルエリアでは、該セルエリアの変更において、ｅＮＢ２００と接続するＵＥ４００がｍ個減少すると考えられる。このとき、セルエリア変更後のＨｅＮＢ３００が送信する接続中のＵＥ４００への平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ’）は、以下の式（５）により表される。

制御装置１００の演算部１１３は、フェムトセル制御処理後の平均ユーザデータ量を予測し、該予測値に基づいて、ＨｅＮＢ３００に対するフェムトセル制御処理の実施内容を決定する。具体的には、フェムトセル制御処理後のＥ（ｒ’）が処理前のＥ（ｒ）より大きくなる場合（つまり、Ｅ（ｒ’）≧Ｅ（ｒ）となる場合）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力を増加するフェムトセル制御処理を実施する。他方で、フェムトセル制御処理後のＥ（ｒ’）が処理前のＥ（ｒ）より小さくなる場合（つまり、Ｅ（ｒ’）＜Ｅ（ｒ）となる場合）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力を減少するフェムトセル制御処理を実施する。また、送信ユーザデータ量に応じて各ＵＥ４００への無線リソースの割り当てを指示する。

（３−１）ｅＮＢ２００と接続中のＵＥ４００に係る処理例
図１５乃至図１７を参照して、ｅＮＢ２００のセルに在圏するＵＥ４００がＨｅＮＢ３００にハンドオーバする際のフェムトセル制御処理の開始時の処理について説明する。図１５は、ハンドオーバ元となるｅＮＢ２００のハンドオーバ処理部２１４によるフェムトセル制御処理を開始するための判定処理の流れを示すフローチャートである。セル内に在圏するＵＥ４００からハンドオーバ要求メッセージを受信したｅＮＢ２００のハンドオーバ処理部２１４は、ハンドオーバ処理部２１４において、以下に説明する態様でフェムトセル制御処理の実施の判断を行う。尚、ｅＮＢ２００とＨｅＮＢ３００とは、以下に説明される計算に用いられるｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍ並びにＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘ及び最小送信電力Ｐｍｉｎ、又は上述した各値の算出に用いられるｅＮＢ２００のセル半径Ｒ及びＨｅＮＢ３００のセル半径ｒ等の値を例えば定期的に通知し合うことで情報の交換を行っている。

ハンドオーバ処理部２１４は、当該ｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍと、ハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈとを比較する（ステップＳ２０１）。該判定により、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理に進むか否かの判断を行う。

ＨｅＮＢ３００の送信電力ＰｈがｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍ以上である場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、ＵＥ４００についてフェムトセル制御処理の実施が不要であると判定し、処理を終了する。

ＨｅＮＢ３００の送信電力ＰｈがｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍ未満である場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施する際のＨｅＮＢ３００において増加可能な送信電力の確認を行う。

具体的には、ハンドオーバ処理部２１４は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈに対して所定の電力値ΔＰを加算したＰｈ＋ΔＰと、ＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘとを比較することで、増加可能な送信電力がＰｈ＋ΔＰであるかＰｍａｘであるかを確認する（ステップＳ２０２）。ΔＰとは、ＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘと最小送信電力Ｐｍｉｎとの差より決定される、所定の電力値である。具体的には、ΔＰ＝（Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ）／ｎとして算出される。このときのｎは、ＨｅＮＢ３００の送信電力の増加または減少する最小送信電力を決定するためのシステム的なパラメータであり、適宜設定されるものであってよい。

ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈ＋ΔＰがＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘ未満である場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理でのＨｅＮＢ３００における送信電力の目標値をＰｈ＋ΔＰに設定する。次にハンドオーバ処理部２１４は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈ＋ΔＰと、当該ｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍとを比較する（ステップＳ２０３）。Ｐｈ＋ΔＰがＰｍ以上である場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施可能と判断する。

また、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈ＋ΔＰがＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘ以上である場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理でのＨｅＮＢ３００における送信電力の目標値をＰｍａｘに設定する。次にハンドオーバ処理部２１４は、ＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘと、当該ｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍとを比較する（ステップＳ２０４）。ＰｍａｘがＰｍ以上である場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施可能と判断する。

ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施可能と判断する場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ、又はステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、決定された送信電力の目標値を用いてＨｅＮＢ３００のフェムトセル制御処理を行う（ステップＳ２０５）。尚、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施不可能と判断する場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ、ステップＳ２０３：Ｎｏ、又はステップＳ２０４：Ｎｏ）、処理を終了する。

ｅＮＢ２００と接続中のＵＥ４００において測定されるｅＮＢ２００からの受信電力ｐｍ及びＨｅＮＢ３００からの受信電力ｐｈの関係について、図１６のグラフに例を示す。ここで、ｅＮＢ２００の送信電力がＰｍのとき、ＵＥ４００おいて測定されるｅＮＢ２００からの受信電力をｐｍであるとする。また、ＨｅＮＢ３００の送信電力がＰｈのとき、ＵＥ４００おいて測定されるＨｅＮＢ３００からの受信電力をｐｈとする。ｅＮＢ２００からの受信電力ｐｍ及びＨｅＮＢ３００からの受信電力ｐｈは、上述した式（１）に基づいて算出される。また、ＨｅＮＢ３００の送信電力をΔＰ分増加又は減少する場合、ＵＥ４００において測定されるＨｅＮＢ３００からの受信電力の増加又は減少量をδｐで表現する。例えば、ＨｅＮＢ３００の送信電力がＰｈからＰｈ＋ΔＰに増加する場合、ＵＥ４００において測定されるＨｅＮＢ３００からの受信電力はｐｈからｐｈ＋δｐとなる。

上述のフェムトセル制御開始時の処理において、フェムトセル制御処理が実施可能であると判定される場合（図１５、ステップＳ２０３：Ｙｅｓ、又はステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ元のｅＮＢ２００は、制御装置１００に対して、フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を送信する。フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を受信した制御装置１００は、演算部１１３及びハンドオーバ判定部１１４において、フェムトセル制御処理の態様とハンドオーバの実施の有無とを決定する。図１７は、制御装置１００によるフェムトセル制御処理の流れを示すフローチャートである。

ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を受信した制御装置１００の演算部１１３は、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００に係る情報、並びにハンドオーバに係るＵＥ４００の現在位置に基づいて、上述の式（３）を用いて現時点での平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）を算出する。また、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力をＰｈ＋ΔＰ及びＰｍａｘのいずれかのうち、上述の処理により決定された送信電力の目標値に変更した際の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ’）を算出する。ＨｅＮＢ３００の送信電力に応じたＨｅＮＢ３００のセル半径ｒ’をｒ１と記載する。演算部１１３は、算出されたＥ（ｒ）とＥ（ｒ１）との比較を行う（ステップＳ３０１）。

Ｅ（ｒ１）がＥ（ｒ）以上となる場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００に対して、送信電力Ｐｈを目標値Ｐｈ＋ΔＰ又はＰｍａｘまで増加させる送信電力変更要求メッセージＭ３１を送信する。送信電力変更要求メッセージＭ３１を受信したＨｅＮＢ３００は、メッセージ内に含まれる送信電力情報に応じて、送信電力Ｐｈを増加させ、セルエリアを拡大する（ステップＳ３０２）。その後、制御装置１００は、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００に対して、ＵＥ４００についてｅＮＢ２００からＨｅＮＢ３００に対するハンドオーバ処理を行うためのフェムトセル変更応答Ｍ１２を送信する。フェムトセル変更応答Ｍ１２を受信したｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００は、メッセージ内に含まれるハンドオーバ先のｅＮＢ／ＨｅＮＢ上方に応じて、ＵＥ４００のハンドオーバ処理を行う（ステップＳ３０３）。

他方で、Ｅ（ｒ１）がＥ（ｒ）より小さくなる場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、ハンドオーバ判定部１１４は、ＵＥ４００についてＨｅＮＢ３００へのハンドオーバを実施せず、ｅＮＢ２００との接続を継続するよう判断する。また、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００のセルエリアを縮小する処理へ進む。演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力をΔＰ減少する場合の減少後の送信電力Ｐｈ−ΔＰに応じたセル半径ｒ２に基づく平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）を算出し、Ｅ（ｒ）とＥ（ｒ２）との比較を行う（ステップＳ３０４）。比較後、Ｅ（ｒ２）がＥ（ｒ）以上となる場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００に対して、セルエリアを縮小させるために、送信電力Ｐｈを目標値Ｐｈ−ΔＰまで減少させる送信電力変更要求メッセージＭ３１を送信する（ステップＳ３０５）。Ｅ（ｒ２）がＥ（ｒ）より小さく場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力の変更の指示を行わずに、処理を終了する。

（３−２）ＨｅＮＢ３００と接続中のＵＥ４００に係る処理例
図１８乃至図２０を参照して、ＨｅＮＢ３００のセルに在圏するＵＥ４００がｅＮＢ２００にハンドオーバする際のフェムトセル制御処理の開始時の処理について説明する。図１８は、ハンドオーバ元となるＨｅＮＢ３００のハンドオーバ処理部２１４によるフェムトセル制御処理を開始するための判定処理の流れを示すフローチャートである。セル内に在圏するＵＥ４００からハンドオーバ要求メッセージを受信したＨｅＮＢ３００のハンドオーバ処理部２１４は、ハンドオーバ処理部２１４において、以下に説明する態様でフェムトセル制御処理の実施の判断を行う。尚、ｅＮＢ２００とＨｅＮＢ３００とは、以下に説明される計算に用いられるｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍ並びにＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘ及び最小送信電力Ｐｍｉｎ、又は上述した各値の算出に用いられるｅＮＢ２００のセル半径Ｒ及びＨｅＮＢ３００のセル半径ｒ等の値を例えば定期的に通知し合うことで情報の交換を行っている。

ＨｅＮＢ３００のハンドオーバ処理部２１４は、当該ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈと、ハンドオーバ先のｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍとを比較する（ステップＳ４０１）。該判定により、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理に進むか否かの判断を行う。

ＨｅＮＢ３００の送信電力ＰｈがｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍ以下である場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、ＵＥ４００についてフェムトセル制御処理の実施が不要であると判定し、処理を終了する。

ＨｅＮＢ３００の送信電力ＰｈがｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍを上回る場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施する際のＨｅＮＢ３００において増加可能な送信電力の確認を行う。

具体的には、ハンドオーバ処理部２１４は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈに対して所定の電力値ΔＰを加算したＰｈ＋ΔＰと、ＨｅＮＢ３００の最小送信電力Ｐｍｉｎとを比較することで、増加可能な送信電力がＰｈ＋ΔＰであるかＰｍｉｎであるかを確認する（ステップＳ４０２）。ΔＰとは、上述のΔＰと同様に、ＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘと最小送信電力Ｐｍｉｎとの差より決定される、所定の電力値である。

ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈ＋ΔＰがＨｅＮＢ３００の最小送信電力Ｐｍｉｎを上回る場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理でのＨｅＮＢ３００における送信電力の目標値をＰｈ＋ΔＰに設定する。次にハンドオーバ処理部２１４は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈに対して電力値ΔＰを減算したＰｈ−ΔＰと、当該ｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍとを比較する（ステップＳ４０３）。Ｐｈ−ΔＰがＰｍｉｎ以下である場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施可能と判断する。

また、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈ＋ΔＰがＨｅＮＢ３００の最小送信電力Ｐｍｉｎ以下である場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理でのＨｅＮＢ３００における送信電力の目標値をＰｍｉｎに設定する。次にハンドオーバ処理部２１４は、ＨｅＮＢ３００の最小送信電力Ｐｍｉｎと、当該ｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍとを比較する（ステップＳ４０４）。ＰｍｉｎがＰｍ以下である場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施可能と判断する。

ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施可能と判断する場合（つまり、ステップＳ４０３：Ｙｅｓ、又はステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、決定された送信電力の目標値を用いてＨｅＮＢ３００のフェムトセル制御処理を行う（ステップＳ４０５）。尚、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施不可能と判断する場合（つまり、ステップＳ４０１：Ｙｅｓ、ステップＳ４０３：Ｎｏ、又はステップＳ４０４：Ｎｏ）、処理を終了する。

ＨｅＮＢ３００と接続中のＵＥ４００において測定されるｅＮＢ２００からの受信電力ｐｍ及びＨｅＮＢ３００からの受信電力ｐｈの関係について、図１９のグラフに例を示す。図１９では、図１６と同様に。ｅＮＢ２００の送信電力がＰｍのとき、ＵＥ４００おいて測定されるｅＮＢ２００からの受信電力をｐｍと記載している。また、ＨｅＮＢ３００の送信電力がＰｈのとき、ＵＥ４００おいて測定されるＨｅＮＢ３００からの受信電力をｐｈと記載している。また、ＨｅＮＢ３００の送信電力をΔＰ分増加又は減少する場合、ＵＥ４００において測定されるＨｅＮＢ３００からの受信電力の増加又は減少量をδｐと記載している。

上述のフェムトセル制御開始時の処理において、フェムトセル制御処理が実施可能であると判定される場合（図１８、ステップＳ４０３：Ｙｅｓ、又はステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ元のＨｅＮＢ３００は、制御装置１００に対して、フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を送信する。フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を受信した制御装置１００は、演算部１１３及びハンドオーバ判定部１１４において、フェムトセル制御処理の態様とハンドオーバの実施の有無とを決定する。図２０は、制御装置１００によるフェムトセル制御処理の流れを示すフローチャートである。

ＨｅＮＢ３００からハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を受信した制御装置１００の演算部１１３は、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００に係る情報、並びにハンドオーバに係るＵＥ４００の現在位置に基づいて、上述の式（３）を用いて現時点での平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）を算出する。また、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力をＰｈ＋ΔＰ及びＰｍｉｎのいずれかのうち、上述の処理により決定された送信電力の目標値に変更した際の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ’）を算出する。変更後の送信電力に応じたＨｅＮＢ３００のセル半径ｒ’をｒ１と記載する。演算部１１３は、算出されたＥ（ｒ）とＥ（ｒ１）との比較を行う（ステップＳ５０１）。

Ｅ（ｒ１）がＥ（ｒ）以上となる場合（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ判定部１１４は、ＵＥ４００についてｅＮＢ２００へのハンドオーバを実施せず、ＨｅＮＢ３００との接続を継続するよう判断する。また、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００に対して、セルエリアを拡大させるために、送信電力Ｐｈを目標値Ｐｈ＋ΔＰ又はＰｍａｘまで増加させる送信電力変更要求メッセージＭ３１を送信する（ステップＳ５０２）。

他方で、Ｅ（ｒ１）がＥ（ｒ）より小さくなる場合（ステップＳ５０１：Ｎｏ）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００のセルエリアを縮小する処理へ進む。演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力をΔＰ減少する場合の減少後の送信電力Ｐｈ−ΔＰに応じたセル半径ｒ２に基づく平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）を算出し、Ｅ（ｒ）とＥ（ｒ２）との比較を行う（ステップＳ５０３）。比較後、Ｅ（ｒ２）がＥ（ｒ）以上となる場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００に対して、セルエリアを縮小させるために、送信電力Ｐｈを目標値Ｐｈ−ΔＰまで減少させる送信電力変更要求メッセージＭ３１を送信する（ステップＳ５０４）。その後、ハンドオーバ判定部１１４は、ＵＥ４００について、ＨｅＮＢ３００からｅＮＢ２００に対するハンドオーバ処理を行う（ステップＳ５０５）。

Ｅ（ｒ２）がＥ（ｒ）より小さく場合（ステップＳ５０３：Ｎｏ）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力の変更の指示を行わずに、ハンドオーバ判定部１１４は、ＵＥ４００について、ＨｅＮＢ３００からｅＮＢ２００に対するハンドオーバ処理を行う（ステップＳ５０５）。

（４）効果の説明
以上、説明したように、制御装置１００は、ＵＥ４００のハンドオーバ処理に際して、ＨｅＮＢ３００のセルエリアを含むｅＮＢ２００のセルエリア内に位置する全ＵＥ４００に対して送信される平均ユーザデータ量に係る演算を行う。そして、制御装置１００は、演算結果に応じて、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを変更するフェムトセル制御処理を実施する。

ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを変更することで、ＨｅＮＢ３００のセルエリアの半径ｒもまた変更される。具体的には、送信電力Ｐｈが増加することで、ＨｅＮＢ３００のセルエリアの半径ｒが拡大し、送信電力Ｐｈが減少することで、ＨｅＮＢ３００のセルエリアの半径ｒが縮小する。このようなＨｅＮＢ３００のセルエリアの半径ｒの変化について、図２１及び図２２に例を示す。

例えば、制御装置１００は、ｅＮＢ２００と接続中のＵＥ（ｉ）がＨｅＮＢ３００に対してハンドオーバする際に、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加する制御を行った場合の平均ユーザデータ量について、変更前の値Ｅ（ｒ）と変更後の値Ｅ（ｒ１）との比較を行う。制御装置１００は、変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ１）が、変更前の値Ｅ（ｒ）以上と予測される場合に、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加するフェムトセル制御処理を実施する。このため、ｅＮＢ２００と接続中のあるＵＥ（ｉ）がＨｅＮＢ３００に対してハンドオーバするにあたって、他のＵＥ４００に対する与干渉を増加することなく、ハンドオーバ処理をより確実に実現可能となる。

他方で、制御装置１００は、変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ１）が、変更前の値Ｅ（ｒ）未満と予測される場合には、ＵＥ（ｉ）についてハンドオーバを実施せず、且つＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加する制御を実施しない。このとき、制御装置１００は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを減少する制御を行った場合の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）と変更前の値Ｅ（ｒ）との比較を行う。変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）が変更前の値Ｅ（ｒ）以上と予測される場合に、制御装置１００は、ＨｅＮＢ３００の送信電力を減少する制御を行う。このため、ｅＮＢ２００と接続中のＵＥ（ｉ）がＨｅＮＢ３００に対するハンドオーバに失敗した場合、ｅＮＢ２００との接続を継続するにあたって、他のＵＥ４００に対する与干渉を増加することなく、ＨｅＮＢ３００からの送信電波による与干渉を低減することが出来る。

上述のフェムトセル制御処理によれば、ＨｅＮＢ３００と接続中のＵＥ４００がｅＮＢ２００にハンドオーバする際についても同様の効果が得られる。

例えば、制御装置１００は、ＨｅＮＢ３００と接続中のＵＥ（ｊ）がｅＮＢ２００に対してハンドオーバする際に、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加する制御を行った場合の平均ユーザデータ量について、変更前の値Ｅ（ｒ）と変更後の値Ｅ（ｒ１）との比較を行う。制御装置１００は、変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ１）が、変更前の値Ｅ（ｒ）以上となる場合に、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加するフェムトセル制御処理を実施する。このとき、平均ユーザデータ量の予測値に増加が見られることから、ｅＮＢ２００のセルエリア内に位置する他のＵＥ４００に対する与干渉の影響を増加することなく、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈの増加を行うことが出来る。また、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加することで、ハンドオーバ処理に係るＵＥ４００におけるＨｅＮＢ３００からの受信電力が増加するため、ｅＮＢ２００へのハンドオーバが不要となる。このため、ハンドオーバ処理自体は終了される。従って、ＵＥ４００のＨｅＮＢ３００との接続を好適に維持可能となり、比較的多数のＵＥ４００と接続することが求められるｅＮＢ２００の無線リソースの効率的な活用が見込まれる。尚、該ハンドオーバ処理に係るＵＥ４００が更にセルエッジ方向に移動することなどにより、ＨｅＮＢ３００からの受信電力の低下が観測される場合、該ＵＥ４００のハンドオーバの実施の有無についての検討が行われる。

他方で、制御装置１００は、変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ１）が、変更前の値Ｅ（ｒ）未満と予測される場合には、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加する制御を実施しない。このとき、制御装置１００は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを減少する制御を行った場合の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）と変更前の値Ｅ（ｒ）との比較を行う。変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）が変更前の値Ｅ（ｒ）以上と予測される場合に、制御装置１００は、ＨｅＮＢ３００の送信電力を減少する制御を行う。その後、ＵＥ（ｊ）について、ｅＮＢ２００へのハンドオーバを行う。このため、ＨｅＮＢ３００と接続中のあるＵＥ（ｊ）がｅＮＢ２００に対してハンドオーバした後に、ＨｅＮＢ３００からの送信電波によるＵＥ（ｊ）への与干渉の影響を抑制することが出来る。このとき、平均ユーザデータ量の予測値に増加が見られることから、他のＵＥ４００に対する与干渉についても増加が生じない。

また、変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）が変更前の値Ｅ（ｒ）より小さくなると予測される場合には、制御装置１００は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを減少させる制御を行わない。

尚、上述の例では、フェムトセル制御処理の前後におけるｅＮＢ２００のセルエリア内に位置する全ＵＥ４００に対して送信される平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）について、予測される変化に基づき、フェムトセル制御処理の実施の有無及びその態様が決定される。式（３）に示されるように、平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）は、個々のＵＥ４００に対するｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００からの信号対干渉比Ｑ（Ｒｉ，Ｒ，ｒｉ，ｒ）の関数として表される。そこで、制御装置１００の演算部１１３は、フェムトセル制御処理の実施前後における平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）の代わりに、全ＵＥ４００における信号対干渉比Ｑに基づき、フェムトセル制御処理の実施の有無及びその態様を決定してもよい。例えば、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈが増加する場合のｅＮＢ２００のセルエリア内に位置する全ＵＥ４００における平均信号対干渉比に増加が見られる場合、かかる送信電力の増加によりＵＥ４００への与干渉の影響は増加していないと考えられる。

式（１）乃至式（３）に示されるように、実施例において、ＵＥ４００におけるｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００からの受信電力、信号対干渉比及び送信されるユーザデータ量は、ＵＥ４００とｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００との距離の関数として表される。従って、制御装置１００がＵＥ４００の位置情報が正確に把握していない状態で、フェムトセル制御処理を実施する場合、平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）の算出精度が劣化し、与干渉の増加を招く制御を実施してしまう可能性がある。

制御装置１００は、ＵＥ４００から送信されるＧＰＳ測定誤差に所定の閾値を設定し、該閾値を上回る測定誤差が観測される場合、平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）などの予測値に基づくフェムトセル制御処理や、該測定誤差が観測されるＵＥ４００についてのハンドオーバ処理自体を終了してもよい。

図１３を参照して説明した例では、ハンドオーバ処理に係るＵＥ４００からの位置情報について、観測されるＧＰＳ測定誤差が０．１Ｒより大きい場合、ＵＥ４００の位置の測定精度が十分高くないと判断して、ハンドオーバ処理を実施不可能と判定している。ＧＰＳ測定誤差の閾値は、上述したようなセル半径の１０％値以外にも、シミュレーション等の何らかの方法により適切な数値に設定されてもよい。

（５）変形動作例
制御装置１００が行う変形動作例について説明する。図８を参照して説明した上述の実施例においては、フェムトセル制御処理のために、フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を受信した制御装置１００は、所定のｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００に対してハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信する。また、各ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、該メッセージに応じて、端末位置情報要求及び応答メッセージＭ４１、Ｍ４２の交換を行った後、ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を制御装置１００に返す。このようなＵＥ４００のハンドオーバ処理が輻輳する場合、メッセージの交換のために膨大な情報量の通信が発生する。これにより、移動通信システム１におけるトラヒックに影響が生じることが考えられる。

変形動作例では、制御装置１００は、図８に示されるようにｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００からハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を受信した場合、該メッセージの内容と、該メッセージの受信時刻とをメモリ１０３内のデータベースに格納する。図２４は、データベースに格納されるテーブルの一例である。図２４（ａ）は、ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２に含まれるＵＥ４００についての情報を保存するテーブルの例である。ＵＥ４００についての情報を保存するテーブルは、各ＵＥ４００について、位置情報、平均ユーザデータ量、通信中のｅＮＢ２００の特定情報及び受信時刻を格納する。図２４（ｂ）は、ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２に含まれる該メッセージの送信元のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００についての情報を格納するテーブルの例である。ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００についての情報を格納するテーブルは、各ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００の位置情報、送信電力及びＨｅＮＢ３００について、セルエリアが重複する、言い換えれば上位に位置するｅＮＢ２００を特定する情報を格納する。

変形動作例では、制御装置１００は、フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を受信した場合、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２２を送信する代わりに、メモリ１０３内のデータベースを参照し、ハンドオーバに利用可能な情報が存在するか否かの確認を行う。尚、制御装置１００は、データベースに格納されるメッセージの受信時刻から所定の期間のハンドオーバ処理について該メッセージを利用可能と判断する。

ハンドオーバ処理に利用可能な情報が存在する場合、該情報を基にハンドオーバ処理及びフェムトセル制御処理を行う。このときのシーケンスを図２５に示す。制御装置１００の演算部１１３及びハンドオーバ判定部１１４は、メモリ１０３に格納されるデータベースから、ＵＥ４００の位置情報及びユーザデータ量などを抽出し、上述した実施例と同様の処理を行う。

他方で、ハンドオーバ処理に利用可能な情報が存在しない場合、制御装置１００は、上述の実施例と同様にｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００に対してハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信する。その後、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１に対するハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を受信した場合、制御装置１００は、該メッセージに含まれる情報を基にメモリ１０３内のデータベースを更新する。

変形例の動作によれば、制御装置１００は、必ずしも個別のハンドオーバ処理についてハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１及び応答メッセージＭ２２を行うことなく、ハンドオーバ処理に用いる情報を取得することが出来る。複数のＵＥ４００からのハンドオーバ要求が輻輳する場合については、あるＵＥ４００のハンドオーバ処理について取得し、メモリ１０３内に格納した情報を用いて他のＵＥ４００のハンドオーバ処理を実施可能となり、トラヒック量の大きな抑制を実現出来る。

尚、更なる変形例として、制御装置１００は、周期的にｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００からハンドオーバ処理にかかる情報の通知を受けてもよい。

この態様では、制御装置１００は、ｅＮＢ２００及び該ｅＮＢ２００のセルエリアに重複して配置されるセルの全ＨｅＮＢ３００に対して、所定の周期でハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信する。ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を受信したｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、ＵＥ４００について端末位置情報要求メッセージＭ４１を送信することで、情報を収集する。ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、該収集された情報を含むハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を作成し、制御装置１００へ送信する。制御装置１００は、ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を受信した場合、該メッセージに含まれる情報をメモリ１０３内のデータベースに格納する。

その後、制御装置１００は、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００からフェムトセル変更要求メッセージＭ１１を受信した場合、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信する代わりに、メモリ１０３に格納されるデータベースを参照して、保存されているハンドオーバに係る情報を取り出す。このときのシーケンスを図２６に示す。

この態様によれば、制御装置１００は、例えば、格納される情報の有効期限に応じた所定の周期で、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１をｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００に対して送信することで、情報を再収集し、データベースの更新を行う。従って、ＵＥ４００のハンドオーバ要求に際して、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信することなく、好適にメモリ１０３内のデータベースに格納される情報を用いてハンドオーバ処理を実施することが出来る。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う制御装置及び制御方法並びに移動通信システムなどもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１ 移動通信システム
１００ 制御装置、
１０１ ＬＳＩ、
１０２ ＣＰＵ、
１０３ メモリ、
１１１ 受信部、
１１２ 情報収集部、
１１３ 演算部、
１１４ ハンドオーバ判定部、
１１５ 送信部、
２００ ｅＮＢ、
３００ ＨｅＮＢ。

Claims (9)

1. 第１無線区間を形成して移動端末と通信する第１基地局と、前記第１無線区間内に重複し、且つ前記第１無線区間より相対的に送信電力が低い第２無線区間を形成して前記移動端末と通信する第２基地局との動作を制御する制御装置であって、
   前記移動端末からの接続先の変更要求に対して、接続の可否を判定する接続変更判定部と、
   前記第１無線区間に位置する全ての前記移動端末について、前記第１基地局又は前記第２基地局からの通信状況を測定する測定部と、
   前記第２基地局の送信電力の変更値を決定する変更値決定部と、
   前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を変更した後の前記通信状況を予測する予測部と、
   前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を変更する電力変更部と
   を備え、
   前記電力変更部は、前記移動端末が前記第１基地局及び前記第２基地局の間で接続先を変更する際に、前記通信状況の測定結果及び予測結果に応じて、前記第２基地局の送信電力を変更することを特徴とする制御装置。
2. 前記変更値決定部は、前記変更値を変更前の第２基地局の送信電力より高くなるよう決定し、
   前記電力変更部は、前記移動端末が前記第１基地局から前記第２基地局に接続先を変更する際に、前記通信状況の予測結果が測定結果と同等以上となる場合、前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を増加することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記変更値決定部は、前記変更値を変更前の第２基地局の送信電力より低くなるよう決定し、
   前記電力変更部は、前記移動端末が前記第１基地局から前記第２基地局に接続先を変更する際に、前記移動端末の接続先の変更が不可であると判定され、且つ前記通信状況の予測結果が測定結果と同等以上となる場合、前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を低減することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記変更値決定部は、前記変更値を変更前の第２基地局の送信電力より低くなるよう決定し、
   前記電力変更部は、前記移動端末が前記第２基地局から前記第１基地局に接続先を変更する際に、前記通信状況の予測結果が測定結果と同等以上となる場合、前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を低減することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
5. 前記変更値決定部は、前記変更値を変更前の第２基地局の送信電力より高くなるよう決定し、
   前記電力変更部は、前記移動端末が前記第２基地局から前記第１基地局に接続先を変更する際に、前記移動端末の接続先の変更が不可であると判定され、且つ前記通信状況の予測結果が測定結果と同等以上となる場合、前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を増加することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
6. 前記通信状況は、前記第１無線区間に位置する全ての前記移動端末に対する前記第２基地局からの与干渉を示す情報であることを示す請求項１に記載の制御装置。
7. 前記通信状況は、前記第１無線区間に位置する全ての前記移動端末に対する前記第１基地局又は前記第２基地局からの通信量を示す情報であることを示す請求項１に記載の制御装置。
8. 第１無線区間を形成して移動端末と通信する第１基地局と、前記第１無線区間内に重複し、且つ前記第１無線区間より相対的に送信電力が低い第２無線区間を形成して前記移動端末と通信する第２基地局との動作を制御する制御方法であって、
   前記移動端末からの接続先の変更要求に対して、接続の可否を判定する接続変更判定工程と、
   前記第１無線区間に位置する全ての前記移動端末について、前記第１基地局又は前記第２基地局からの通信状況を測定する測定工程と、
   前記第２基地局の送信電力の変更値を決定する変更値決定工程と、
   前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を変更した後の前記通信状況を予測する予測工程と、
   前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を変更する電力変更工程と
   を備え、
   前記電力変更工程は、前記移動端末が前記第１基地局及び前記第２基地局の間で接続先を変更する際に、前記通信状況の測定結果及び予測結果に応じて、前記第２基地局の送信電力を変更することを特徴とする制御方法。
9. 第１無線区間を形成して移動端末と通信する第１基地局と、前記第１無線区間内に重複し、且つ前記第１無線区間より相対的に送信電力が低い第２無線区間を形成して前記移動端末と通信する第２基地局と、制御装置とを含む移動通信システムであって、
   前記制御装置は、
   前記移動端末からの接続先の変更要求に対して、接続の可否を判定する接続変更判定部と、
   前記第１無線区間に位置する全ての前記移動端末について、前記第１基地局又は前記第２基地局からの通信状況を測定する測定部と、
   前記第２基地局の送信電力の変更値を決定する変更値決定部と、
   前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を変更した後の前記通信状況を予測する予測部と、
   前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を変更する電力変更部と
   を備え、
   前記電力変更部は、前記移動端末が前記第１基地局及び前記第２基地局の間で接続先を変更する際に、前記通信状況の測定結果及び予測結果に応じて、前記第２基地局の送信電力を変更することを特徴とする移動通信システム。

Images