JP5664244B2 - 基地局、無線通信システム、基地局の制御方法、無線通信方法、制御プログラム、および移動局 - Google Patents

Description

本発明は、基地局、無線通信システム、基地局の制御方法、無線通信方法、制御プログラム、および移動局に関する。

移動通信システム、特にセルラーシステムでは、異なるセル半径を持つ基地局のカバーエリアを互いに重複させるよう配置することで、通信可能なサービスエリアを広範囲に確保している。しかしながら、基地局のカバーエリア同士を重複させることにより基地局の信号同士が互いに干渉し、これにより回線容量の低下が懸念される。また、基地局数の増加に伴い、セルのカバーエリア内に移動局が存在しない基地局が存在する確率が高まる。このような基地局は、利用されていないにも拘らず起動し続けており、不必要に電力を消費する。
そこで、移動通信システムにおける干渉回避や省電力化を図るための技術が提案されている。例えば、特許文献１（特開２００３−３７５５５号公報）は、基地局が他の基地局から送信されている下り信号を監視し、他の基地局のトラフィック状況や受信電力を考慮して自基地局の送信を停止させたり、送信を開始させたりすることにより、低トラフィック時で動作している基地局数を減らし、且つ周辺の基地局に与える干渉を低減させる技術を開示する。
また、関連する技術として、特許文献２（特開２００１−７８２４６号公報）は、一次基地局が隣接基地局の信号品質の測定値を用いて適当なハンドオーバ候補を選択することについて記載する。特許文献３（特開平３−１１７１２１号公報）は、現在通信している無線基地局よりも通信品質が良好な他の無線基地局がある場合、該他の無線基地局に通信中チャネルを切り替えることを開示する。特許文献４（特開２００７−２９５３１８号公報）は、隣接無線基地局の上り総干渉レベルまたは下り総送信電力が規定値以上になった場合、自セル配下の移動端末の隣接セルへのハンドオーバを抑制させることを記載する。
また、関連する技術として、非特許文献１（望月、田久、楳田、藤井、中川、″適応変復調における変調方式推定によりプライマリシステムの送受信機間距離を特定するコグニティブ無線の基礎検討、″電子情報通信学会 ソサイエティ大会、Ｂ−１７−１４、２００８．）は、コグニティブ無線システムにおける送信電力制御技術を開示する。この技術において、まず、コグニティブ無線システムは、適応変復調を用いた他の無線通信システムにおける基地局から送信された下り信号を用いて変調方式を推定し、その変調方式から基地局と移動局の距離を特定する。そして、コグニティブ無線システムは、上記距離を考慮して、移動局への与干渉量が最大となる移動局の位置（コグニティブ無線システムと移動局が最も近づく位置）において、一定値以下の与干渉量となるように送信電力制御を行い、他の無線通信システムと同一周波数帯域を共有する。

特許文献１において、自基地局は、隣接基地局のトラフィックが高トラフィックになったという条件が満たされた場合、スリープ状態（制御信号の送信を停止した状態）からアクティブ状態（制御信号を送信する状態）へ復帰する。しかしながら、隣接基地局が高トラフィックになったからといって、実際に隣接基地局から自基地局にハンドオーバすべき移動局が存在するとは限らない。従って、特許文献１に開示の基地局は、隣接基地局から自基地局へハンドオーバすべき移動局が存在しないにも拘らず無駄にアクティブ状態に復帰する。よって、電力の浪費が懸念される。すなわち、特許文献１に開示の技術は、低トラフィック状態であるにも拘らず無駄に起動している基地局の数を十分に減らすことができず、結果として、隣接セル間干渉や電力消費を十分に低減させることができない。
また、特許文献２〜４および非特許文献１は、基地局の状態遷移（すなわち、制御信号の送信を停止した状態から制御信号を送信する状態への遷移、あるいはその逆の遷移）を、効率よく行う技術について開示していない。すなわち、特許文献２〜４および非特許文献１の開示の技術では、無駄に起動している基地局の数を十分に減らすことができず、結果として、隣接セル間干渉や電力消費を十分に低減させることができない。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、基地局における電力の消費を抑え、且つ基地局間の電波干渉を回避することが可能な基地局、無線通信システム、基地局の制御方法、無線通信方法、制御プログラム、および移動局を提供することを目的とする。

本発明の基地局は、移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質に応じて制御信号の送信を制御する。
また、本発明の無線通信システムは、第１の基地局と、第２の基地局と、前記第１の基地局および前記第２の基地局と通信可能な少なくとも１つの移動局とを備え、前記第２の基地局は、前記移動局と前記第１の基地局間の無線リンクにおける通信品質に応じて制御信号の送信を制御する。
また、本発明の基地局の制御方法は、移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質を認知し、認知した前記通信品質に基づいて自基地局における制御信号の送信を制御する。
また、本発明の無線通信方法は、第１の基地局と、第２の基地局と、前記第１の基地局および前記第２の基地局と通信可能な少なくとも１つの移動局とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記第２の基地局において、移動局と前記第１の基地局間の無線リンクにおける通信品質を認知し、認知した前記通信品質に基づいて制御信号の送信を制御する。
また、本発明のコンピュータプログラムは、移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質を認知する処理と、認知した前記通信品質に基づいて制御信号の送信を制御する処理とを、自基地局のコンピュータに実行させる。
また、本発明の移動局は、第１の基地局および第２の基地局と通信可能な移動局であって、前記第１の基地局に対する上り方向の信号を送信し、該送信信号が前記第２の基地局で受信され、前記第２の基地局において該送信信号に基づいて認知された前記移動局と前記第１の基地局間の無線リンクにおける通信品質に基づいて前記第２の基地局から送信される制御信号を受信する。

本発明によれば、基地局における電力の消費が抑制され、且つ基地局間の電波干渉が回避される。

本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの一例を示す構成図である。 第１の実施形態における第１の基地局の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態における第２の基地局の一例を示すブロック図である。 第２の基地局の状態遷移についての説明図である。 第２の基地局がアクティブ状態から電波送信停止状態へ遷移する場合の無線通信システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。 アクティブ状態から電波送信停止状態へ遷移する場合の第２の基地局の動作の一例を説明するフローチャートである。 第１の実施形態において、電波送信停止状態からアクティブ状態へ遷移する場合の第２の基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムを構成する第２の基地局の一例を示すブロック図である。 第２の実施形態において、電波送信停止状態からアクティブ状態へ遷移する場合の第２の基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムを構成する第２の基地局の一例を示すブロック図である。 第３の実施形態において、電波送信停止状態からアクティブ状態へ遷移する場合の第２の基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 移動局が、無線リンクを確立している基地局のセル中央にいる状態を示す無線通信システムの一例を示す構成図である。 移動局が、無線リンクを確立している基地局のセルエッジにいる状態を示す無線通信システムの一例を示す構成図である。 本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムを構成する第２の基地局の一例を示すブロック図である。 第４の実施形態において、電波送信停止状態からアクティブ状態へ遷移する場合の第２の基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態に係る無線通信システムを構成する第２の基地局の一例を示すブロック図である。 第５の実施形態において、電波送信停止状態からアクティブ状態へ遷移する場合の第２の基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第７の実施形態に係る無線通信システムを構成する第２の基地局の一例を示すブロック図である。

本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る基地局は、移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質に応じて制御信号（例えば、基地局のセル全体に報知する共通制御信号）の送信を制御する。例えば、制御信号の送信を停止している基地局は、上記通信品質と所定の閾値とを比較し、該通信品質が所定の品質以下の場合、制御信号の送信を開始する。すなわち、上記基地局は、移動局が他の基地局ではなく自基地局と無線リンクを確立したほうが、通信品質が改善する可能性があるときに、はじめて制御信号の送信を開始する（換言すれば、以下で説明するアクティブ状態に遷移する）。従って、無駄に起動する基地局の数を低減することができ、結果として、より確実に、基地局における電力の消費を抑え、且つ基地局間の電波干渉を回避することが可能となる。以下、本発明の複数の実施形態について具体的に説明する。尚、以下の各実施形態では、制御信号の一例として所定パターンの信号を継続的に繰返し送信する共通制御信号であるパイロット信号を用いた場合について説明する。
［第１の実施形態］
本実施の形態では、無線リンクの通信品質を、無線リンクの「スループット」とする場合を例に挙げて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの一例を示す構成図である。この無線通信システムは、基地局１（第１の基地局、または他の基地局とも言う）と、基地局２（第２の基地局）と、少なくとも１つの移動局１００と、無線ネットワーク制御装置（以下、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と言う）２００とを備える。基地局１は、セル１１内の移動局（例えば、図１の場合、移動局１００）に対してパイロット信号を送信する。パイロット信号を受信した移動局１００は、受信したパイロット信号を基に基地局１と無線リンク１１００にて通信を行う。基地局２は、セル１２内の移動局に対してパイロット信号の送信を行うことができ、パイロット信号を受信した移動局（例えば、図１の場合、移動局１００）は、基地局２と無線リンク１２００を形成し通信を行うことができる。ここで、セル１１およびセル１２は、各々の少なくとも一部がオーバーラップしている。ＲＮＣ２００は、回線２００１を通じて基地局１と接続されるとともに、回線２００２を通じて基地局２と接続される。ＲＮＣ２００は、基地局１および基地局２を管理する。ここで、回線２００１および２００２は、有線回線でも無線回線でもよく、以下の説明では有線回線として説明する。
図２は、図１に示す第１の基地局としての基地局１の一例を示すブロック図である。基地局１は、ネットワーク通信部３００と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部３０２と、受信信号処理部３０４と、送信信号処理部３０６と、アンテナ３０８を備える。ネットワーク通信部３００は、回線２００１によりＲＮＣ２００と通信を行う。ＲＦ部３０２は、無線リンク１１００により移動局１００と通信を行う。受信信号処理部３０４は、ＲＦ部３０２が移動局１００から受信した信号を処理する。送信信号処理部３０６は、移動局１００へ送信する為の信号を処理し、処理した信号をＲＦ部３０２へ出力する。アンテナ３０８は、移動局１００と無線通信を行う為に空間に電波を放射し、あるいは、空間を伝わって来た電波を捕捉する。
図３は、図１に示す第２の基地局としての基地局２の一例を示すブロック図である。基地局２は、ネットワーク通信部３５０と、ＲＦ部３５２と、受信信号処理部３５４と、送信信号処理部３５６と、アンテナ３５８と、電力制御部３６０と、上り信号処理部３６２と、通信品質認知部３６４Ａと、制御部３６６とを備える。ネットワーク通信部３５０は、回線２００２によりＲＮＣ２００と通信を行う。ＲＦ部３５２は、無線リンク１２００により移動局１００と通信を行う。受信信号処理部３５４は、ＲＦ部３５２が移動局１００から受信した信号を処理する。送信信号処理部３５６は、移動局１００へ送信する為の信号を処理し、処理した信号をＲＦ部３５２へ出力する。アンテナ３５８は、移動局１００と無線通信を行う為に空間に電波を放射し、あるいは、空間を伝わって来た電波を捕捉する。
電力制御部３６０は、制御部３６６からの命令に基づいて、送信信号処理部３５６の電源のオンオフ制御と、ＲＦ部３５２における送信電力の制御およびその電源のオンオフ制御を実行する。
上り信号処理部３６２は、ＲＦ部３５２から受信した信号から、基地局２周辺の移動局（例えば、図１において移動局１００）が他の基地局（例えば、図１において基地局１）へ送信する上り信号を検出し、検出した上り信号を、基地局２内の他のユニット（例えば、制御部３６６）へ送信する。また、上り信号処理部３６２は、移動局が他の基地局へ送信した送信信号の基地局２における受信電力を測定し、該受信電力と所定の閾値とを比較し、該比較結果を制御部３６６へ送信する。なお、送信信号がＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）の信号等で、周波数領域に拡散されている場合、受信信号における信号対雑音比（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｅ）が低くなり上り信号の検出が難しくなる。従って、この場合、受信電力の代わりに、送信側の拡散で使用した拡散符号（Ｗ−ＣＤＭＡの場合はチャネライゼーションコードとスクランブルコード）を用いた逆拡散処理により得られた相関値を利用することができる。従って、例えば、上り信号がＷ−ＣＤＭＡの信号である場合、隣接する基地局のチャネライゼーションコードとスクランブルコードを用いて、受信信号を逆拡散し、逆拡散した信号とパイロット信号との相関値を計算する。ここで得られた相関値の中で最大となる値と所定の閾値とを比較して、該比較結果を制御部３６６へ送信することもできる。
通信品質認知部３６４Ａは、移動局１００と基地局１間の無線リンク１１００における通信品質を認知し、該通信品質情報を制御部３６６へ送信する。具体的には、第１の実施形態において、通信品質認知部３６４Ａは、スループット（通信疎通率）認知部３７０を備える。スループット認知部３７０は、ネットワーク通信部３５０を介してＲＮＣ２００から無線リンク１１００のスループット情報を受信し、受信したスループット情報を制御部３６６へ送信する。ここで、スループット情報としては、具体的には、無線リンク１１００におけるデータの受信レートであり再送を含まない形態でもプロトコルのオーバヘッドなどを含む形態であってもよい。また、スループット情報は、例えば、無線リンク１１００におけるビット誤り率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）情報であってもよく、あるいは、パケット誤り率（ＰＥＲ：Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）であってもよい。また、それ以外の情報であってもよい。
制御部３６６は、ネットワーク通信部３５０、受信信号処理部３５４、上り信号処理部３６２、または通信品質認知部３６４Ａからの情報または指示に基づいて、基地局２の状態遷移（換言すれば、パイロット信号の送信）を制御する。例えば、制御部３６６は、移動局１００（基地局２周辺の移動局）と基地局１（基地局２以外の他の基地局）間の無線リンク１１００の通信品質に基づいて、基地局２の状態遷移を制御する。より具体的には、例えば、制御部３６６は、上記通信品質が所定の品質に達していない場合、基地局２の状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移させる（すなわち、所定電力でのパイロット信号の送信を開始する）。
図４は、第２の基地局としての基地局２の状態遷移についての説明図である。基地局２は、図４に示すような２つの動作状態を有する。第１の動作状態は、基地局２がセル１２内に在圏する移動局（図１において、例えば、移動局１００）との間で無線信号を送受信することが可能なアクティブ状態Ｓｔ＿１１である。第２の動作状態は、基地局２から移動局に向けて送信される無線信号を停止し、セル１２内の移動局との無線通信が不可能な状態となる電波送信停止状態Ｓｔ＿１２である。
基地局２は、例えば、図４に示すような条件が成立する度に、動作状態を一方から他方へ遷移させる。基地局２がアクティブ状態Ｓｔ＿１１から電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ遷移するのは、例えば、基地局２と全ての移動局との間の通信が切断され、基地局２と接続する移動局が存在しなくなった場合である。基地局２が電波送信停止状態Ｓｔ＿１２からアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移する条件は、例えば、移動局１００と基地局１間の無線リンク１１００の通信品質が所定の品質に達していない場合である。
尚、電波送信停止状態Ｓｔ＿１２における「基地局２からの電波の送信を停止」とは、具体的には、例えば、基地局２の電力制御部３６０により送信信号処理部３５６あるいはＲＦ部３５２の電源や送信機能がオフされ、基地局２から移動局１００への送信が停止されている状態を意味する。
図５は、第２の基地局としての基地局２がアクティブ状態Ｓｔ＿１１から電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ遷移する場合の無線通信システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。以下、必要に応じて図１〜図３を参照して、図５に記載のシーケンスについて説明する。
まず、基地局２は、セル１２内において移動局１００と通信中である（ステップＳ１）。ここで、何らかの理由により、移動局１００は、基地局２に対して通信切断処理を実行する（ステップＳ２）。移動局１００から通信切断要求を受信した基地局２は、自基地局のセル１２内に移動局１００以外に通信中の移動局が存在するか否かを確認する（ステップＳ３）。
移動局１００以外に通信中の移動局が存在しないことが確認された場合、基地局２は、セル１２周辺の移動局から基地局１（すなわち、他の基地局）への送信信号の基地局２における受信電力の測定を行い、予め設定された閾値と比較を行う（ステップＳ４）。該受信電力が閾値を超えずに一定時間（例えば５秒）経過した場合、基地局２は、周辺に移動局が存在しないと判断し、基地局２のカバーエリアを縮小させるよう送信電力を徐々に（例えば０．１秒ごとに１ｄＢ）低下させる（ステップＳ５）。
送信電力を低下させている間、基地局２は、自基地局のセル１２内において移動局から新たな接続要求があるか否かを確認する（ステップＳ６）。また、基地局２は、移動局の他の基地局への送信信号の受信電力が閾値を超えたか否かについて確認する（ステップＳ７）。新たな接続要求がなく且つ該受信電力が閾値を下回っている場合、基地局２は、送信電力が一定量（例えば２０ｄＢ）下がるまで（すなわち、送信電力がアクティブ状態Ｓｔ＿１１における電力の１００分の１になるまで）、ステップＳ５からステップＳ７までの処理を繰返し行う。
送信電力が所定の閾値まで低下した場合（ステップＳ８）、基地局２は、ＲＮＣ２００に対して、基地局２が電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ遷移する旨の報告を行う（ステップＳ９）。そして、状態遷移報告を送信した基地局２は、電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ遷移する（すなわち、移動局に対する電波の送信を停止する）（ステップＳ１０）。該報告を受信したＲＮＣ２００は、基地局２の状態報告がＲＮＣ２００によって受理された旨の通知を、基地局２へ送信する（ステップＳ１１）。また、ＲＮＣ２００は、基地局２を測定セルセットから削除するように基地局１へ指示する（ステップ１２）。ここで、測定セルセットとは、移動局がパイロット信号の受信電力の測定を行う対象のセル（基地局）のリストである。そして、該指示を受信した基地局１は、基地局１における測定セルセットを更新し、基地局２を削除する（ステップＳ１３）。
図６は、アクティブ状態Ｓｔ＿１１から電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ遷移する場合の第２の基地局としての基地局２の動作の一例を説明するフローチャートである。該フローに示す処理は、基地局２がアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移したときに実行される。
基地局２の受信信号処理部３５４は、基地局２と通信中の移動局の有無（移動局の数が０か否か、または、通信トラフィックが０か否か）について判定する（ステップＳ２０）。受信信号処理部３５４によって基地局２と通信中の移動局が″有″と判定された場合（ステップＳ２０においてＮｏ判定の場合）、制御部３６６は、基地局２の動作状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１に維持する（ステップＳ２９）。制御部３６６は、電力制御部３６０に対し、送信電力を通常の動作状態に保つよう指示する。これにより、基地局２は、引き続き、セル１２内に在圏する移動局と無線信号を送受信することが可能となる。
通信中の移動局が″無″と判定された場合（ステップＳ２０においてＹｅｓ判定の場合）、上り信号処理部３６２は、基地局２の周辺に存在する移動局が他の基地局へ送信する上り信号の基地局２における受信電力を測定し、該受信電力と所定の閾値との比較を行い、該比較結果を制御部３６６へ送信する（ステップＳ２１）。該受信電力が閾値を超えている場合（ステップＳ２１においてＹｅｓ判定の場合）、制御部３６６は、基地局２の動作状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１に維持する（ステップＳ２９）。すなわち、基地局２とセル１２内に在圏する移動局とが無線信号を送受信することが可能な状態が維持される。
一方、受信電力が閾値を下回る場合（ステップＳ２１においてＮｏ判定の場合）、制御部３６６は、電力制御部３６０に対して、パイロット信号を含む制御信号の送信電力を徐々に低下させる指示を発行する。送信電力を低下させる指示を受けた電力制御部３６０は、送信信号処理部３５６に対し、送信電力を徐々に低下させる指示を出力する（ステップＳ２２）。ここで、例えば、電力制御部３６０は、送信信号処理部３５６の送信電力を、例えば、０．１秒ごとに１ｄＢずつ下げ、２０ｄＢ下がるまで（すなわち、送信電力がアクティブ状態Ｓｔ＿１１における電力の１００分の１になるまで）、送信電力の低下処理を停止する。
電力制御部３６０の制御により送信信号処理部３５６が送信電力を低下させている間、受信信号処理部３５４は、基地局２のセル１２内において移動局から新たな接続要求があるか否かについて確認し、該確認結果を制御部３６６へ送信する（ステップＳ２３）。また同時に、上り信号処理部３６２は、基地局２周辺の移動局が他の基地局へ送信する上り信号の基地局２における受信電力が、閾値を超えているか否かについて確認し、該確認結果を制御部３６６へ送信する（ステップＳ２４）。
送信電力を低下させている間に、セル１２内において移動局から新たな接続要求があるか（ステップＳ２３においてＹｅｓ判定の場合）、あるいは、基地局２における移動局の他の基地局への送信信号の受信電力が閾値を超えた場合（ステップＳ２４においてＹｅｓ判定の場合）、制御部３６６は、電力制御部３６０に対して、送信信号処理部３５６におけるパイロット信号を含む制御信号の送信電力を規定値に上昇させる指示を発行する。これにより電力制御部３６０は、送信信号処理部３５６を制御し、送信電力を上昇させ（ステップＳ２８）、基地局２の動作状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１に維持する（ステップＳ２９）。
一方、送信電力を低下させている間にセル１２内において移動局から新たな接続要求がなく（ステップＳ２３においてＮｏ判定の場合）、且つ基地局２における移動局の他の基地局への送信信号の受信電力が閾値を下回っている場合（ステップＳ２４においてＮｏ判定の場合）、送信信号処理部３５６は、送信電力が所定の閾値まで低下したか否かを判断する（ステップＳ２５）。閾値まで低下した時点（ステップＳ２５においてＹｅｓ判定の場合）で、送信信号処理部３５６は、送信電力が閾値まで低下した旨を、制御部３６６に通知する。該通知を受けた制御部３６６は、ネットワーク通信部３５０を介してＲＮＣ２００に対し、基地局２が電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ遷移する旨を報告する（ステップＳ２６）。ＲＮＣ２００に対して状態遷移の報告を行った後、制御部３６６は、電力制御部３６０に対して、送信信号処理部３５６におけるパイロット信号の送信を停止させる（基地局２の動作状態を電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ遷移させる）指示を発行する（ステップＳ２７）。
尚、基地局２における送信電力低下処理は、上記に限定されない。例えば、基地局２の電力制御部３６０または送信信号処理部３５６は、送信電力を所定の値まで徐々にではなく一気に低下させることも可能である。その場合、図６における少なくともステップＳ２３の処理、場合によっては、ステップＳ２４の処理を省くこともできる。ここで、上記″所定の値″は、信号が全く出力されていない状態、すなわち、″０″出力（例えば、″０″ワット）を含む。
図７は、電波送信停止状態Ｓｔ＿１２からアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移する場合の第２の基地局としての基地局２の動作の一例を示すフローチャートである。基地局２において概フローに示す処理が呼び出されるのは、基地局２が電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ遷移した時である。
電波送信停止状態Ｓｔ＿１２にある基地局２の通信品質認知部３６４は、移動局１００（基地局２周辺の移動局）と基地局１（基地局２以外の他の基地局）間の無線リンク１１００の通信品質を認知する（ステップＳ３０）。具体的には、通信品質認知部３６４Ａを構成するスループット認知部３７０は、ネットワーク通信部３５０を介してＲＮＣ２００（または、基地局１）から無線リンク１１００のスループット情報を受信する。スループット認知部３７０は、該スループット情報を制御部３６６へ送信する。制御部３６６は、無線リンク１１００のスループットが所定の閾値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ３１）。無線リンク１１００のスループットが所定の閾値よりも高い場合（ステップＳ３１においてＹｅｓ判定の場合）、ステップＳ３０およびステップＳ３１に各々示される処理が繰り返し実行される。
一方、無線リンク１１００のスループットが所定の閾値よりも低い場合（ステップＳ３１においてＮｏ判定の場合）、制御部３６６は、基地局２の状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１２へ遷移させる（ステップＳ３２）。具体的には、制御部３６６は、電力制御部３６０に対して、送信信号処理部３５６におけるパイロット信号を含む制御信号の送信電力を規定値に上昇させる指示を発行する。電力制御部３６０は、送信信号処理部３５６を制御し、送信電力を上昇させる。これにより、パイロット信号の送信が開始される。制御部３６６は、ネットワーク通信部３５０を介してＲＮＣ２００に対して、基地局２がアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移したことを報告する（ステップＳ３３）。
以上説明した第１の実施形態に係る無線通信システムおいて、基地局２は、移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質（例えば、スループット）を認知し、該スループットに基づいてパイロット信号の送信を制御する。具体的には、基地局２の制御部３６６は、無線リンク１１００のスループットと所定の閾値とを比較し、該スループットが所定の閾値よりも低い場合、基地局２の状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移させる。すなわち、本無線通信システムの場合、第２の基地局としての基地局２は、現在は他の基地局（第１の基地局）と通信中であるがその通信品質が低下している移動局、換言すれば、基地局２と無線リンクを確立したほうが、通信品質が改善する可能性がある少なくとも１つの移動局が存在する場合、そこではじめて制御信号の送信を開始する（換言すれば、アクティブ状態に遷移する）。従って、特許文献１のように無駄に起動する基地局の数を低減することができ、結果として、より確実に、基地局における電力の消費を抑え、且つ基地局間の電波干渉を回避することが可能となる。
ここで、第１の実施形態に係る無線通信システムの基地局２は、アクティブ状態Ｓｔ＿１１に遷移した後に、所定の条件が成立した場合（例えば、基地局２と通信する移動局が存在しなくなった場合や基地局２のパイロット信号の移動局における受信電力が閾値より低い場合）、基地局２の動作状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１から電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ戻す処理を実行することができる。すなわち、基地局２は、パイロット信号の送信を開始した後に、上記の所定の条件が成立した場合、パイロット信号の送信を停止する手段（例えば、制御部３６６と電力制御部３６０）を備える。
このようによりきめ細かな状態遷移制御を行うことにより、より一層確実に、基地局における電力の消費を抑え、且つ基地局間の電波干渉を回避することが可能となる。
尚、以上説明した第１の実施形態において、基地局２におけるパイロット信号の送信開始（換言すれば、アクティブ状態Ｓｔ＿１１への遷移）は、無線リンク１１００（移動局と他の基地局間の無線リンク）のスループットと所定の閾値との絶対比較の結果に基づく、と説明した。しかしながら、パイロット信号の送信開始は、必ずしも上記絶対比較の結果のみに限定されるものではない。例えば、制御部３６６が、無線リンク１１００のスループット（基地局２のスループット認知部３７０によって認知される）と、移動局１００が基地局２と接続したと仮定した場合の無線リンク（例えば、図１において、無線リンク１２００）のスループット（以下、これを「仮想スループット」と言う）とを相対的に比較し、該相対比較結果に基づいて、基地局２におけるパイロット信号の送信を開始させることも可能である。
ここで、仮想スループットを算出する方法について説明する。基地局２は、上り信号処理部３６２により測定される、基地局２周辺の移動局が他の基地局へ送信する上り信号の受信電力と上記仮想スループットとの対応関係を定めたテーブル（不図示）を、自己の記憶手段に予め保存する。基地局２の、例えば、制御部３６６は、測定した受信電力をキーに上記テーブルをサーチすることにより、上記受信電力に対応する仮想スループットを特定し、該仮想スループットと無線リンク１１００のスループットとを相対比較し、無線リンク１１００のスループットが仮想スループットよりも相対的に低い場合、もしくは、無線リンク１１００のスループットと仮想スループットの比が所定の閾値以下の場合（例えば、（無線リンク１１００のスループット）／（仮想スループット）≦閾値の場合）にパイロット信号の送信を開始する。このようにすることにより、パイロット信号の送信開始に関し、移動局と基地局２との間の通信品質（例えば、無線リンクのスループット）を反映されることが可能となる。従って、無駄に起動する基地局の数を、より一層低減させることができる。
［第２の実施形態］
本実施の形態では、無線リンクの通信品質を、無線リンクの「受信感度」とする場合を例に挙げて説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムを構成する第２の基地局としての基地局４の一例を示すブロック図である。尚、該無線通信システムにおいて、この基地局４以外の構成群（第１の基地局としての基地局１、移動局１００およびＲＮＣ２００）については、第１の実施形態において説明した構成群と同一であるため、それらについての説明は省略する。基地局４の、図３に示す基地局２との構成上の差異は、通信品質認知部３６４Ｂがスループット認知部３７０に替えて受信感度認知部３８０を備える点にある。基地局４におけるこの通信品質認知部３６４Ｂ以外の構成については、図３に示す基地局２の構成と同一であるため、それらの説明は省略する。
受信感度認知部３８０は、ネットワーク通信部３５０を介してＲＮＣ２００（あるいは、基地局１）から無線リンク１１００の受信感度情報を受信し、その受信感度情報を制御部３６６へ送信する。ここで、受信感度情報としては、具体的には、例えば、無線リンク１１００のＳＮＲ情報をはじめとし、信号対干渉比（ＳＩＲ：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ）情報や信号対雑音干渉比（ＳＩＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）情報、もしくは受信電力情報であってもよく、あるいは、それ以外の情報であってもよい。
以下、この第２の実施形態に係る無線通信システムの動作について説明する。尚、この第２の実施形態の無線通信システム、およびそれ以降に説明する第３〜７の実施形態の無線通信システムにおいて、第２の基地局がアクティブ状態から電波送信停止状態へ遷移する場合の無線通信システムの動作シーケンス、およびアクティブ状態から電波送信停止状態へ遷移する場合の第２の基地局の動作フローは、第１の実施形態における無線通信システムの動作シーケンス（図５参照）、および第２の基地局の動作フロー（図６参照）と同様であるため、それらについての説明は、以下省略する。
図９は、電波送信停止状態Ｓｔ＿１２からアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移する場合の第２の基地局としての基地局４の動作の一例を示すフローチャートである。基地局４において概フローに示す処理が呼び出されるのは、基地局４が電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ遷移した時である。
電波送信停止状態Ｓｔ＿１２にある基地局４の通信品質認知部３６４Ｂは、移動局１００（基地局４周辺の移動局）と基地局１（基地局４以外の他の基地局）間の無線リンク１１００の受信感度を認知する（ステップＳ５０）。具体的には、通信品質認知部３６４Ｂを構成する受信感度認知部３８０は、ネットワーク通信部３５０を介してＲＮＣ２００（または、基地局１）から無線リンク１１００の受信感度情報（例えば、ＳＮＲ情報）を受信する。受信感度認知部３８０は、該受信感度情報を制御部３６６へ送信する。制御部３６６は、無線リンク１１００の受信感度が所定の閾値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ５１）。無線リンク１１００の受信感度が所定の閾値よりも高い場合（ステップＳ５１においてＹｅｓ判定の場合）、ステップＳ５０およびステップＳ５１に各々示される処理が繰り返し実行される。
一方、無線リンク１１００の受信感度が所定の閾値よりも低い場合（ステップＳ５１においてＮｏ判定の場合）、制御部３６６は、基地局４の状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移させる（ステップＳ５２）。具体的には、制御部３６６は、電力制御部３６０に対して、送信信号処理部３５６におけるパイロット信号を含む制御信号の送信電力を規定値に上昇させる指示を発行する。電力制御部３６０は、送信信号処理部３５６を制御し、送信電力を上昇させる。これにより、パイロット信号の送信が開始される。制御部３６６は、ネットワーク通信部３５０を介してＲＮＣ２００に対して、基地局４がアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移したことを報告する（ステップＳ５３）。
以上説明した第２の実施形態に係る無線通信システムおいて、基地局４は、移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質（例えば、受信感度（例えば、ＳＮＲ））を認知し、該受信感度に基づいてパイロット信号の送信を制御する。具体的には、基地局４の制御部３６６は、無線リンク１１００の受信感度と所定の閾値とを比較し、該受信感度が所定の閾値よりも低い場合、基地局４の状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移させる。すなわち、本無線通信システムの場合、第２の基地局としての基地局４は、現在は他の基地局（第１の基地局）と通信中であるがその通信品質が劣化している移動局、換言すれば、基地局４と無線リンクを確立したほうが、通信品質が改善する可能性がある少なくとも１つの移動局が存在する場合、そこではじめて制御信号の送信を開始する（換言すれば、アクティブ状態に遷移する）。従って、特許文献１のように無駄に起動する基地局の数を低減することができ、結果として、より確実に、基地局における電力の消費を抑え、且つ基地局間の電波干渉を回避することが可能となる。
尚、以上説明した第２の実施形態において、基地局４におけるパイロット信号の送信開始は、無線リンク１１００（すなわち、移動局と他の基地局間の無線リンク）の受信感度と所定の閾値との絶対比較の結果に基づく、と説明した。しかしながら、パイロット信号の送信開始は、必ずしも上記絶対比較の結果のみに限定されるものではない。例えば、制御部３６６が、無線リンク１１００の受信感度（基地局４の受信感度認知部３８０によって認知される）と、移動局１００が基地局４と接続したと仮定した場合の無線リンク（例えば、図１において、無線リンク１２００）の受信感度とを相対的に比較し、該相対比較結果に基づいて、基地局４におけるパイロット信号の送信を開始させることも可能である。
ここで、無線リンク１２００の受信感度は、基地局４の上り信号処理部３６２により測定される、基地局４周辺の移動局が他の基地局へ送信する上り信号の受信電力を求め、使用する受信感度情報の種類（ＳＮＲ、ＳＩＲ、ＳＩＮＲ）に応じて計算される。受信感度として、受信電力を使用する場合は、測定した上り信号の受信電力をそのまま用いればよい。次に、無線リンク１１００の受信感度と無線リンク１２００の受信感度とを相対比較し、無線リンク１１００の受信感度が無線リンク１２００の受信感度よりも相対的に低い場合、もしくは、無線リンク１１００の受信感度と無線リンク１２００の受信感度の比が所定の閾値以下の場合（例えば、（無線リンク１１００の受信感度）／（無線リンク１２００の受信感度）≦閾値の場合）にパイロット信号の送信を開始する。このようにすることにより、パイロット信号の送信開始に関し、移動局と基地局４との間の通信品質（例えば、無線リンクの受信感度）を反映されることが可能となる。従って、無駄に起動する基地局の数を、より一層低減させることができる。
［第３の実施形態］
本実施の形態では、無線リンクの通信品質を、無線リンクの「変調方式」とする場合を例に挙げて説明する。
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムを構成する第２の基地局としての基地局６の一例を示すブロック図である。尚、該無線通信システムにおいて、この基地局６以外の構成群（第１の基地局としての基地局１、移動局１００およびＲＮＣ２００）については、第１の実施形態において説明した構成群と同一であるため、それらについての説明は省略する。基地局６の、図３に示す基地局２との構成上の差異は、通信品質認知部３６４Ｃが、スループット認知部３７０に替えて変調方式推定部４００を備える点にある。基地局６におけるこの通信品質認知部３６４Ｃ以外の構成については、図３に示す基地局２の構成と同一であるため、それらの説明は省略する。
ここで、例えば、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で規定されるＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）通信方式の場合、無線リンクの通信状態や品質に応じて変調方式を適応的に変える適応変調方式が採用されている。そこで、変調方式推定部４００は、上り信号処理部３６２から、基地局６周辺の移動局（例えば、図１において移動局１００）が他の基地局（例えば、図１において基地局１）へ送信する上り信号（この場合、制御信号に限らずユーザデータ信号も含む）を受信する。変調方式推定部４００は、この上り信号から、無線リンク１１００の変調方式（変調多値数）を推定する。変調方式推定部４００は、推定した無線リンク１１００の変調方式情報を、制御部３６６へ送信する。ここで、変調方式の推定方法として、例えば、変調信号の振幅差と位相差の大きさが、変調方式により異なることを用いて、変調方式（例えば、ＢＰＳＫ（二位相偏移変調：Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（四位相偏移変調：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（直交振幅変調：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ））を識別する方法を挙げることができる。該方法は、例えば、非特許文献２（新保，岡，阿多，″結合モーメントを用いた搬送波周波数オフセットのあるディジタル変調方式の識別，″電子情報通信学会 論文誌Ｂ Ｖｏｌ．Ｊ８９−Ｂ，Ｎｏ．１０，ｐｐ．１９７１−１９８０，２００６．）に記載されている。
図１１は、電波送信停止状態Ｓｔ＿１２からアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移する場合の第２の基地局としての基地局６の動作の一例を示すフローチャートである。基地局６において概フローに示す処理が呼び出されるのは、基地局６が電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ遷移した時である。
電波送信停止状態Ｓｔ＿１２にある基地局６において、通信品質認知部３６４Ｃを構成する変調方式推定部４００は、上り信号処理部３６２から、基地局６周辺の移動局１００が基地局１へ送信する上り信号を受信する。変調方式推定部４００は、この上り信号から、無線リンク１１００の変調方式を推定し（ステップＳ１００）、推定した変調方式情報を制御部３６６へ送信する。制御部３６６は、無線リンク１１００の変調方式が、低次変調（例えば、ＱＰＳＫ）であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。無線リンク１１００の変調方式が低次変調でない場合（ステップＳ１０１においてＮｏ判定の場合）、ステップＳ１００およびステップＳ１０１に各々示される処理が繰り返し実行される。無線リンク１１００の変調方式が高次変調（例えば、１６ＱＡＭ）である場合、制御部３６６は、移動局１００が無線リンクを確立している基地局１のセル１１の中央付近にいると判断する（図１２参照）。すなわち、制御部３６６は、無線リンク１１００の通信品質が良いと推定し、基地局６からのパイロット信号の送信開始を見送る。
一方、無線リンク１１００の変調方式が低次変調の場合（ステップＳ１０１においてＹｅｓ判定の場合）、制御部３６６は、基地局６の状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１２へ遷移させる（ステップＳ１０２）。ここで、無線リンク１１００の変調方式が低次変調（例えば、ＱＰＳＫ）である場合、制御部３６６は、移動局１００が無線リンクを確立している基地局１のセル１１のエッジ付近にいると判断する（図１３参照）。すなわち、制御部３６６は、無線リンク１１００の通信品質が良くないと推定し、基地局６からのパイロット信号の送信を開始する。制御部３６６は、ネットワーク通信部３５０を介してＲＮＣ２００に対して、基地局６がアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移したことを報告する（ステップＳ１０３）。
以上説明した第３の実施形態に係る無線通信システムおいて、基地局６は、移動局と他の基地局間の無線リンクにおける変調方式を推定し、推定した変調方式に基づいてパイロット信号の送信を制御する。具体的には、基地局６の制御部３６６は、無線リンク１１００の変調方式が低次変調である場合、基地局６の状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移させる。すなわち、本無線通信システムの場合、第２の基地局としての基地局６は、現在は他の基地局（第１の基地局）と通信中であるがその通信品質が低下している可能性がある移動局、換言すれば、基地局６と無線リンクを確立したほうが、通信品質が改善する可能性がある少なくとも１つの移動局が存在する場合、そこではじめて制御信号の送信を開始する（換言すれば、アクティブ状態に遷移する）。従って、特許文献１のように無駄に起動する基地局の数を低減することができ、結果として、より確実に、基地局における電力の消費を抑え、且つ基地局間の電波干渉を回避することが可能となる。
尚、以上説明した第３の実施形態において、無線リンク１１００の通信品質（この場合は、変調方式）の認知は、基地局６周辺の移動局が他の基地局へ送信する上り信号から推定することにより行われると説明した。しかしながら、基地局６における変調方式の認知は、上記に限定されず、例えば、基地局６が、バックボーン（例えば、ＲＮＣ２００あるいは基地局１）から、無線リンク１１００の変調方式情報そのものを受信することも可能である。
［第４の実施形態］
本実施の形態では、無線リンクの通信品質を、無線リンクの「ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）ストリーム数」とする場合を例に挙げて説明する。
図１４は、本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムを構成する第２の基地局としての基地局８の一例を示すブロック図である。尚、該無線通信システムにおいて、この基地局８以外の構成群（第１の基地局としての基地局１、移動局１００およびＲＮＣ２００）については、第１の実施形態において説明した構成群と同一であるため、それらについての説明は省略する。基地局８の、図３に示す基地局２との構成上の差異は、通信品質認知部３６４Ｄが、スループット認知部３７０に替えてストリーム数推定部４５０を備える点にある。基地局８におけるこの通信品質認知部３６４Ｄ以外の構成については、図３に示す基地局２の構成と同一であるため、それらの説明は省略する。
ＭＩＭＯを実行するための複数のアンテナを備えた移動局では、マルチストリーム送信を行う場合、シングルストリームによる送信と比べ送信電力が大きくなる。そのため、比較的大きな電力が必要なセルエッジ付近にいる移動局では、マルチストリーム送信ではなく、シングルストリームで送信することが考えられる。これに対し、移動局がセル中央付近にいる場合には、セルエッジと比べて送信電力が小さく済むため、マルチストリーム送信を行うことで伝送容量の増大を図る。このような移動局に対して、ストリーム数推定部４５０は、上り信号処理部３６２から、基地局８周辺の移動局（例えば、図１において移動局１００）が他の基地局（例えば、図１において基地局１）へ送信する上り信号（この場合、制御信号に限らずユーザデータ信号も含む）を受信する。ストリーム数推定部４５０は、この上り信号から、無線リンク１１００のＭＩＭＯストリーム数を推定する。ストリーム数推定部４５０は、推定した無線リンク１１００のストリーム数情報を、制御部３６６へ送信する。ここで、ＭＩＭＯストリーム数の推定方法として、例えば、送信ストリーム数の増加により受信信号点の変動が大きくなることを利用し、受信信号の平均振幅レベルと瞬時振幅レベルの偏差を用いて送信ストリーム数を推定する方法を挙げることができる。該方法は、例えば、非特許文献３（田久，藤井，楳田，中川，″ＭＩＭＯ・コグニティブ無線通信における並列送信数認知の検討，″電子情報通信学会 信学技法ＳＲ−２００７−９１，２００８．）に記載されている。
図１５は、電波送信停止状態Ｓｔ＿１２からアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移する場合の第２の基地局としての基地局８の動作の一例を示すフローチャートである。基地局８において概フローに示す処理が呼び出されるのは、基地局８が電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ遷移した時である。
電波送信停止状態Ｓｔ＿１２にある基地局８において、通信品質認知部３６４Ｄを構成するストリーム数推定部４５０は、上り信号処理部３６２から、基地局８周辺の移動局１００が基地局１へ送信する上り信号を受信する。ストリーム数推定部４５０は、この上り信号から、無線リンク１１００のＭＩＭＯストリーム数を推定し（ステップＳ１５０）、推定したＭＩＭＯストリーム情報を制御部３６６へ送信する。制御部３６６は、無線リンク１１００のＭＩＭＯストリーム数が、１つ（すなわち、シングルストリーム）であるか否かを判定する（ステップＳ１５１）。無線リンク１１００のＭＩＭＯストリームがシングルストリームでない場合（ステップＳ１５１においてＮｏ判定の場合）、ステップＳ１５０およびステップＳ１５１に各々示される処理が繰り返し実行される。無線リンク１１００のＭＩＭＯストリームがシングルストリームでない場合（すなわち、マルチストリームである場合）、制御部３６６は、移動局１００が無線リンクを確立している基地局１のセル１１の中央付近にいると判断する（図１２参照）。すなわち、制御部３６６は、無線リンク１１００の通信品質が良いと推定し、基地局８からのパイロット信号の送信開始を見送る。
一方、無線リンク１１００のＭＩＭＯストリームがシングルストリームである場合（ステップＳ１５１においてＹｅｓ判定の場合）、制御部３６６は、基地局８の状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移させる（ステップＳ１５２）。ここで、無線リンク１１００のＭＩＭＯストリームがシングルストリームである場合、制御部３６６は、移動局１００が無線リンクを確立している基地局１のセル１１のエッジ付近にいると判断する（図１３参照）。すなわち、制御部３６６は、無線リンク１１００の通信品質が良くないと推定し、基地局８からのパイロット信号の送信を開始する。制御部３６６は、ネットワーク通信部３５０を介してＲＮＣ２００に対して、基地局８がアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移したことを報告する（ステップＳ１５３）。
以上説明した第４の実施形態に係る無線通信システムおいて、基地局８は、移動局と他の基地局間の無線リンクにおけるＭＩＭＯストリーム数を推定し、推定したＭＩＭＯストリーム数に基づいてパイロット信号の送信を制御する。具体的には、基地局８の制御部３６６は、無線リンク１１００のＭＩＭＯストリームがシングルストリームである場合、基地局８の状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移させる。すなわち、本無線通信システムの場合、第２の基地局としての基地局８は、現在は他の基地局（第１の基地局）と通信中であるがその通信品質が低下している可能性がある移動局、換言すれば、基地局８と無線リンクを確立したほうが、通信品質が改善する可能性がある少なくとも１つの移動局が存在する場合、そこではじめて制御信号の送信を開始する（換言すれば、アクティブ状態に遷移する）。従って、特許文献１のように無駄に起動する基地局の数を低減することができ、結果として、より確実に、基地局における電力の消費を抑え、且つ基地局間の電波干渉を回避することが可能となる。
尚、以上説明した第４の実施形態において、無線リンク１１００の通信品質（この場合は、ＭＩＭＯストリーム数）の認知は、基地局８周辺の移動局が他の基地局へ送信する上り信号から推定することにより行われると説明した。しかしながら、基地局８におけるＭＩＭＯストリーム数の認知は、上記に限定されず、例えば、基地局８が、バックボーン（例えば、ＲＮＣ２００あるいは基地局１）から、無線リンク１１００におけるＭＩＭＯストリーム数情報そのものを受信することも可能である。
［第５の実施形態］
本実施の形態では、無線リンクの通信品質を、無線リンクの「アクセス方式」とする場合を例に挙げて説明する。
図１６は、本発明の第５の実施形態に係る無線通信システムを構成する第２の基地局としての基地局１０の一例を示すブロック図である。尚、該無線通信システムにおいて、この基地局１０以外の構成群（第１の基地局としての基地局１、移動局１００およびＲＮＣ２００）については、第１の実施形態において説明した構成群と同一であるため、それらについての説明は省略する。基地局１０の、図３に示す基地局２との構成上の差異は、通信品質認知部３６４Ｅが、スループット認知部３７０に替えてアクセス方式推定部５００を備える点にある。基地局１０におけるこの通信品質認知部３６４Ｅ以外の構成については、図３に示す基地局２の構成と同一であるため、それらの説明は省略する。
アクセス方式推定部５００は、上り信号処理部３６２から、基地局１０周辺の移動局（例えば、図１において移動局１００）が他の基地局（例えば、図１において基地局１）へ送信する上り信号（この場合、制御信号に限らずユーザデータ信号も含む）を受信する。アクセス方式推定部５００は、この上り信号から、無線リンク１１００のアクセス方式（例えば、ＳＣ−ＦＤＭＡ（単一キャリア周波数分割多元接続：Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ））を推定する。アクセス方式推定部５００は、推定した無線リンク１１００のアクセス方式情報を、制御部３６６へ送信する。
ここで、例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて、セルエッジ付近において移動局のＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）を低減し、一方、セルの中央付近において伝送容量を大きくする目的で、ＯＦＤＭとＳＣ−ＦＤＭＡを切り替える上りアクセス方式が提案されている。例えば、該方式は、非特許文献４（Ｌ．Ｌｉｕ，Ｔ．Ｉｎｏｕｅ，Ｋ．Ｋｏｙａｎａｇｉ，Ｙ．Ｋａｋｕｒａ，″Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｃｈｅｍｅｓ ｆｏｒ ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ，″電子情報通信学会 ソサイエティ大会，ＢＳ−４−１０，２００８．）に記載されている。このアクセス方式では、セルエッジ付近にいる移動局は、送信電力が大きくなりＰＡＰＲが問題となるため、ＯＦＤＭに比べてＰＡＰＲの低いＳＣ−ＦＤＭＡをアクセス方式として用い、一方、セルの中央付近にいる移動局は必要な送信電力が小さく済みＰＡＰＲが問題とならないため、伝送容量が大きいＯＦＤＭを用いる。ここで、アクセス方式の推定方法として、ＯＦＤＭとＳＣ−ＦＤＭＡのＰＡＰＲの大きさの違いを利用し、識別対象である受信信号のＰＡＰＲを測定し、予め定めた閾値と比較することでアクセス方式を識別することができる。
図１７は、電波送信停止状態Ｓｔ＿１２からアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移する場合の第２の基地局としての基地局１０の動作の一例を示すフローチャートである。基地局１０において概フローに示す処理が呼び出されるのは、基地局１０が電波送信停止状態Ｓｔ＿１２へ遷移した時である。
電波送信停止状態Ｓｔ＿１２にある基地局１０において、通信品質認知部３６４Ｅを構成するアクセス方式推定部５００は、上り信号処理部３６２から、基地局１０周辺の移動局１００が基地局１へ送信する上り信号を受信する。アクセス方式推定部５００は、この上り信号から、無線リンク１１００のアクセス方式を推定し（ステップＳ２００）、推定したアクセス方式情報を制御部３６６へ送信する。制御部３６６は、無線リンク１１００のアクセス方式がＳＣ−ＦＤＭＡであるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。無線リンク１１００のアクセス方式がＳＣ−ＦＤＭＡでない場合（ステップＳ２０１においてＮｏ判定の場合）、ステップＳ２００およびステップＳ２０１に各々示される処理が繰り返し実行される。無線リンク１１００のアクセス方式がＳＣ−ＦＤＭＡではなくＯＦＤＭである場合、制御部３６６は、移動局１００が無線リンクを確立している基地局１のセル１１の中央付近にいると判断する（図１２参照）。すなわち、制御部３６６は、無線リンク１１００の通信品質が良いと推定し、基地局１０からのパイロット信号の送信開始を見送る。
一方、無線リンク１１００のアクセス方式がＳＣ−ＦＤＭＡである場合（ステップＳ２０１においてＹｅｓ判定の場合）、制御部３６６は、基地局１０の状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移させる（ステップＳ２０２）。ここで、無線リンク１１００のアクセス方式がＳＣ−ＦＤＭＡである場合、制御部３６６は、移動局１００が無線リンクを確立している基地局１のセル１１のエッジ付近にいると判断する（図１３参照）。すなわち、制御部３６６は、無線リンク１１００の通信品質が良くないと推定し、基地局１０からのパイロット信号の送信を開始する。制御部３６６は、ネットワーク通信部３５０を介してＲＮＣ２００に対して、基地局１０がアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移したことを報告する（ステップＳ２０３）。
以上説明した第５の実施形態に係る無線通信システムおいて、基地局１０は、移動局と他の基地局間の無線リンクにおけるアクセス方式を推定し、推定したアクセス方式に基づいてパイロット信号の送信を制御する。具体的には、基地局１０の制御部３６６は、無線リンク１１００のアクセス方式がＳＣ−ＦＤＭＡである場合、基地局１０の状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移させる。すなわち、本無線通信システムの場合、第２の基地局としての基地局１０は、現在は他の基地局（第１の基地局）と通信中であるがその通信品質が低下している可能性がある移動局、換言すれば、基地局１０と無線リンクを確立したほうが、通信品質が改善する可能性がある少なくとも１つの移動局が存在する場合、そこではじめて制御信号の送信を開始する（換言すれば、アクティブ状態に遷移する）。従って、特許文献１のように無駄に起動する基地局の数を低減することができ、結果として、より確実に、基地局における電力の消費を抑え、且つ基地局間の電波干渉を回避することが可能となる。
尚、以上説明した第５の実施形態において、無線リンク１１００の通信品質（この場合は、アクセス方式）の認知は、基地局１０周辺の移動局が他の基地局へ送信する上り信号から推定することにより行われると説明した。しかしながら、基地局１０における上記アクセス方式の認知は、上記に限定されず、例えば、基地局１０が、バックボーン（例えば、ＲＮＣ２００あるいは基地局１）から、無線リンク１１００におけるアクセス方式情報そのものを受信することも可能である。
［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態に係る無線通信システムにおいて、以上説明した第１〜第５の実施形態で説明した第２の基地局（基地局２、４、６、８および１０）は、無線リンク１１００の通信品質の認知処理およびその判定処理を、移動局１００が第２の基地局のセル１２内に存在する場合に限り行う。このようにすることにより、第２の基地局は、ハンドオーバが可能な移動局が確実に存在する場合に限り、アクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移する。すなわち、起動してもハンドオーバする移動局が無いなどの問題が回避され、従って、無駄に起動する基地局の数をより確実に低減することが可能となる。
移動局が第２の基地局のセル内に存在するか否か確認する例として、例えば、第２の基地局が、第２の基地局周辺の移動局が第１の基地局へ送信する上り信号の受信電力を測定し、該受信電力と所定の閾値とを比較し、受信電力が閾値以上である場合、該移動局が第２の基地局のセル内に存在する方法を挙げることができる。
また、移動局が第２の基地局のセル内に存在するか否か確認する他の例として、第２の基地局が、移動局が第１の基地局へ送信する上り信号から移動局の他の基地局に対する発呼を検出した場合、該移動局が第２の基地局のセル内に存在すると判断する方法を挙げることもできる。
また、移動局が第２の基地局のセル内に存在するか否か確認する他の例として、第２の基地局が移動局の位置情報をバックボーン（例えば、ＲＮＣ２００または第１の基地局）経由で受信し、その位置情報に基づいて移動局が第２の基地局のセル内に存在するか否かを判断する方法を挙げることができる。あるいは、移動局が第２の基地局のセル内に存在するか否かの判断をバックボーン側に委ね、第２の基地局は、その結果情報（すなわち、セル内に存在するかしないかの情報）のみを受信することもできる。
［第７の実施形態］
図１８は、本発明の第７の実施形態に係る無線通信システムを構成する第２の基地局としての基地局１４の一例を示すブロック図である。尚、該無線通信システムにおいて、この基地局１４以外の構成群（第１の基地局としての基地局１、移動局１００およびＲＮＣ２００）については、第１の実施形態において説明した構成群と同一であるため、それらについての説明は省略する。基地局１４の、図３に示す基地局２との構成上の差異は、通信品質認知部３６４Ａに替えて移動局特定部６００を備える点にある。基地局１４におけるこの移動局特定部６００以外の構成については、図３に示す基地局２の構成と同一であるため、それらの説明は省略する。
移動局特定部６００は、ネットワーク通信部３５０を介して他の基地局またはＲＮＣ２００から、他の基地局と通信している移動局の受信感度（ＳＮＲ、ＳＩＲ、ＳＩＮＲ、受信電力）情報と無線リソース割当て情報（ＬＴＥにおいては時間と周波数で区切られたリソースブロックのスケジューリング情報、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）の場合は、隣接する基地局で用いているスクランブルコードと既に移動局に割当てられているチャネライゼーションコードの符号割当て情報）を受信する。移動局特定部６００は、上記受信感度情報から受信感度の低い移動局を特定し、上記無線リソース割当て情報を用いて当該移動局の上り信号を特定し、特定した上り信号の受信電力を測定する。また、対象となる信号がＷ−ＣＤＭＡの場合、上り信号の受信電力を測定する代わりに、上記符号割当て情報を用いる逆拡散処理により得られた相関値を測定し、利用してもよい。
移動局特定部６００は、測定した受信電力と所定の閾値とを比較し、その比較結果により、既に確立された無線リンク（例えば、無線リンク１１００）の通信品質が悪く、かつ基地局１４のセル１２内にいる移動局を特定する。移動局特定部６００は、特定の移動局（すなわち、既に確立された無線リンクの通信品質が悪く、かつ基地局１４のセル内にいる移動局）が存在する旨を、制御部３６６へ通知する。そして、制御部３６６は、上述したように、基地局２の状態をアクティブ状態Ｓｔ＿１１へ遷移させる。
［変形例］
尚、以上説明した第１〜第７の実施形態において、第１の基地局（例えば、基地局１）および第２の基地局（例えば、基地局２、基地局４、基地局６、基地局８、基地局１０および基地局１４）の内部における各構成要素の機能配分は、必ずしも上記の実施形態（図２、図３、図８、図１０、図１４、図１６および図１８参照）に限定されない。従って、現在の構成要素を任意に分割または統合してもよく、あるいは、構成要素間で機能を移管してもよい。例えば、図３に示す第２の基地局としての基地局２において、通信品質認知部３６４Ａと制御部３６６とを統合することができる。すなわち、この統合部は、通信品質認知部３６４Ａの機能（移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質を認知する機能）と、制御部３６６の機能（通信品質に基づいて制御信号の送信を制御する機能）とを実行する。すなわち、この統合部を備える基地局は、図３に示す基地局２と同等の性能を発揮する。繰り返しの説明となるが、上記各実施形態における各基地局の構成要素の機能配分およびそれらの名称は、あくまで一例であり、上記各実施形態に束縛されることなく任意に変更することが可能である。
以上説明した第１〜第７の実施形態に係る無線通信システムおいて、第２の基地局は、１台の移動局と他の基地局間の無線リンクの通信品質が低い（相対的にあるいは絶対的に低い）場合、パイロット信号の送信を開始する（換言すれば、アクティブ状態へ遷移する）、と説明した。しかしながら、対象となる移動局の数は１台に限定されない。例えば、所定の複数個の移動局の無線リンクの通信品質が同時に低い場合にパイロット信号の送信を開始してもよい。
以上説明した第１〜第７の実施形態において、制御信号としてパイロット信号を用いて説明を行ったが、パイロット信号に限られたわけではなく、セル固有の情報やシステム固有の情報を報知する信号を用いる形態でもよい。
また、以上説明した第１〜第７の実施形態において、第１の基地局が、アクティブ状態となった基地局のセルを測定セルセットに追加して、移動局に対してそのセルを測定する指示を行うと説明したが、これらの処理は省略可能である。その場合、移動局が、パイロット信号の受信電力を自律的に測定し、そのセルの制御信号からセルの識別信号を受信するなどして、パイロット受信電力をそのセルの識別番号とともに報告することもできる。
また、以上説明した第１〜第７の実施形態において、基地局とセルは一対一に対応すると説明したが、１つの基地局が複数のセルやセクタを有することもできる。その場合、基地局は、セルまたはセクタ毎にアクティブ状態と電波送信停止状態の遷移制御を行うことができる。
また、以上説明した第１〜第７の実施形態においては、第１の基地局及び第２の基地局は一つの周波数帯域を使用して移動局と通信する場合だけでなく、複数の周波数帯域を使用し、それぞれの周波数帯域で個別に移動局と通信してもよい。その場合、基地局は、周波数帯域毎にアクティブ状態と電波送信停止状態の遷移制御を行うことができる。
また、以上説明した第１〜第７の実施形態において、第１の基地局（例えば、基地局１）および第２の基地局（例えば、基地局２）は、各々に専用の機能を搭載し、各々の目的に即した専用機であると説明した。しかしながら、一方の基地局が他方の基地局のみが搭載している機能を搭載することにより、第１の基地局および第２の基地局の機能が共有化される。従って、そのようにすることにより、上記説明した第１の基地局の役目を第２の基地局が担い、反対に、第２の基地局の役目を第１の基地局が担うことも可能である。
また、以上説明した第１〜第７の実施形態において、ＲＮＣ２００は、必ずしも必須の構成要素ではない。例えば、第１の基地局や第２の基地局の各々が、ＲＮＣ２００の機能を含む構成とすることもできる。その場合、第１の基地局と第２の基地局は、所定の通信網（例えば、有線通信網）を介して直接接続される。この場合、例えば、第２の基地局がアクティブ状態になった後、ＲＮＣ２００に報告する代わりに、直接、第１の基地局に通知して、測定セルセットの変更を行うこともできる。
また、以上説明した第１〜第７の実施形態において、第１の基地局および第２の基地局の各々は、専用のハードウェアで制御されると説明した。しかしながら、第１の基地局および第２の基地局は、制御プログラムに基づいて図示しないコンピュータ回路（例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ））によって制御され、動作するようにすることもできる。
また、以上説明した第１〜第７の実施形態の無線通信システムの第１および第２の基地局のセル構成を、階層セル（重複セルとも言う）構成とすることができる。例えば、第１の基地局をマクロセルとし、第２の基地局を、そのカバーエリア全体がマクロセルのカバーエリア内に包含される小さなセル（例えば、マイクロセル、ミクロセル、ナノセル、フェムトセル等）とすることもできる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２００８年１２月１９日に出願された日本出願特願２００８−３２４５３２号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１、２、４、６、８、１０、１４ 基地局
１１、１２ 基地局のセル
１００ 移動局
２００ ＲＮＣ
３６０ 電力制御部
３６２ 上り信号処理部
３６４ 通信品質認知部
３６６ 制御部
３７０ スループット認知部
３８０ 受信感度認知部
４００ 変調方式推定部
４５０ ストリーム数推定部
５００ アクセス方式推定部
６００ 移動局特定部

Claims (11)

1. 移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質を認知する認知手段と、
   認知された前記通信品質に基づいて制御信号の送信を制御する送信制御手段と
   を備え、
   前記通信品質が所定の品質に達していない場合、前記送信制御手段は、前記制御信号の送信を開始し、
   前記認知手段は、前記通信品質に係わる情報を他の装置から受け取り、
   前記認知手段は、前記通信品質として、前記無線リンクのスループットを認知し、
   前記移動局が前記他の基地局へ送信する上り信号の受信電力を測定する測定手段を更に備え、前記送信制御手段は、前記スループットと前記受信電力との関係に基づいて前記制御信号の送信を制御することを特徴とする基地局。
2. 前記送信制御手段は、前記関係より、前記移動局を前記基地局へ接続した場合のスループットのほうが前記スループットよりも高くなると判断する場合、前記制御信号の送信を開始することを特徴とする請求項１記載の基地局。
3. 移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質を認知する認知手段と、
   認知された前記通信品質に基づいて制御信号の送信を制御する送信制御手段と
   を備え、
   前記通信品質が所定の品質に達していない場合、前記送信制御手段は、前記制御信号の送信を開始し、
   前記認知手段は、前記通信品質に係わる情報を他の装置から受け取り、
   前記認知手段は、前記通信品質として、前記無線リンクの受信感度を認知し、
   前記移動局が前記他の基地局へ送信する上り信号の前記基地局における受信感度を測定する測定手段を更に備え、前記送信制御手段は、前記他の基地局における受信感度と前記基地局における受信感度との関係に基づいて前記制御信号の送信を制御することを特徴とする基地局。
4. 前記送信制御手段は、前記関係より、前記移動局を前記基地局へ接続した場合の受信感度のほうが前記受信感度よりも高くなると判断する場合、前記制御信号の送信を開始することを特徴とする請求項３記載の基地局、
5. 移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質を認知する認知手段と、
   認知された前記通信品質に基づいて制御信号の送信を制御する送信制御手段と
   を備え、
   前記通信品質が所定の品質に達していない場合、前記送信制御手段は、前記制御信号の送信を開始し、
   前記送信制御手段は、前記移動局が前記基地局の通信範囲内に存在するか否かを判断し、前記移動局が前記通信範囲内に存在する場合、前記制御信号の送信を制御することを特徴とする基地局。
6. 前記移動局が前記他の基地局へ送信する上り信号の受信電力が所定の閾値と等しいかあるいは高い場合、前記送信制御手段は、前記移動局が前記範囲内に存在すると判断することを特徴とする請求項２２記載の基地局。
7. 移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質を認知する認知手段と、
   認知された前記通信品質に基づいて制御信号の送信を制御する送信制御手段と
   を備え、
   前記通信品質が所定の品質に達していない場合、前記送信制御手段は、前記制御信号の送信を開始し、
   他の装置から、前記他の基地局と通信している移動局の信号対干渉雑音比情報と無線リソース割当て情報を受信し、前記無線リソース割当て情報から信号対干渉雑音比の低い移動局の上り信号を特定し、特定した上り信号の受信電力を測定することで、前記無線リンクの通信品質が悪く、かつ前記基地局のセル内にいる移動局を特定する特定手段を更に備え、前記制御手段は、前記特定手段の特定結果に基づいて前記制御信号の送信を制御することを特徴とする基地局。
8. 第１の基地局と、
   第２の基地局と、
   前記第１の基地局および前記第２の基地局と通信可能な少なくとも１つの移動局とを備え、
   前記第２の基地局は、前記移動局と前記第１の基地局間の無線リンクにおける通信品質を認知する認知手段と、
   認知された前記通信品質に基づいて制御信号の送信を制御する送信制御手段と
   を備え、
   前記通信品質が所定の品質に達していない場合、前記送信制御手段は、前記制御信号の送信を開始し、
   前記第２の基地局は、前記通信品質に係わる情報を他の装置から受け取り、
   前記第２の基地局は、前記通信品質として、前記無線リンクのスループットを認知し、認知したスループットに基づいて前記制御信号の送信を制御し、
   前記第２の基地局は、前記移動局が前記第１の基地局へ送信する上り信号の受信電力を測定する測定手段を更に備え、前記送信制御手段は、前記スループットと前記受信電力との関係に基づいて前記制御信号の送信を制御することを特徴とする無線通信システム。
9. 移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質を認知し、
   認知された前記通信品質に基づいて制御信号の送信を制御し、
   前記通信品質が所定の品質に達していない場合、前記制御信号の送信を開始し、
   前記通信品質に係わる情報を他の装置から受け取り、
   前記通信品質として、前記無線リンクのスループットを認知し、
   前記移動局が前記他の基地局へ送信する上り信号の受信電力を測定し、前記スループットと前記受信電力との関係に基づいて前記制御信号の送信を制御することを特徴とする基地局の制御方法。
10. 第１の基地局と、第２の基地局と、前記第１の基地局および前記第２の基地局と通信可能な少なくとも１つの移動局とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    前記第２の基地局において、前記移動局と前記第１の基地局間の無線リンクにおける通信品質を認知し、認知された前記通信品質に基づいて制御信号の送信を制御し、前記通信品質が所定の品質に達していない場合、前記制御信号の送信を開始し、
    前記第２の基地局は、前記通信品質に係わる情報を他の装置から受け取り、
    前記第２の基地局は、前記通信品質として、前記無線リンクのスループットを認知し、認知したスループットに基づいて前記制御信号の送信を制御し、
    前記第２の基地局は、前記移動局が前記第１の基地局へ送信する上り信号の受信電力を測定し、前記スループットと前記受信電力との関係に基づいて前記制御信号の送信を制御することを特徴とする無線通信方法。
11. 移動局と他の基地局間の無線リンクにおける通信品質を認知する処理と、認知された前記通信品質に基づいて制御信号の送信を制御する処理と、前記通信品質が所定の品質に達していない場合、前記制御信号の送信を開始する処理と、前記通信品質に係わる情報を他の装置から受け取る処理と、前記通信品質として、前記無線リンクのスループットを認知する処理と、前記移動局が前記他の基地局へ送信する上り信号の受信電力を測定し、前記スループットと前記受信電力との関係に基づいて前記制御信号の送信を制御する処理とを、自基地局のコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。

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