JP5719751B2 - 基地局及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、通信端末と通信する基地局に関する。

従来から無線通信に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、通信端末と通信する複数の基地局を備える無線通信システムが開示されている。

特開２０１１−１０１３２８号公報

さて、基地局においては、動作モードとして、通常動作モードと低消費電力モードとを有するものがある。このような基地局においては、動作モードを適切に切り替えることが望まれる。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、通常動作モードと低消費電力モードを有する基地局において、適切に動作モードを切り替えることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る基地局は、通常動作モードと低消費電力モードを有する基地局であって、周辺基地局での無線リソースの利用状況を判定する判定部と、自基地局の動作モードを制御する動作モード制御部とを備え、前記動作モード制御部は、自基地局の動作モードが通常動作モードである場合に、前記判定部が周辺基地局での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定すると、ランダム時間経過後に、自基地局の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する。

また、本発明に係る基地局は、通常動作モードと低消費電力モードを有する基地局であって、自基地局及び周辺基地局での無線リソースの利用状況を判定する判定部と、自基地局の動作モードを制御する動作モード制御部とを備え、前記動作モード制御部は、自基地局の動作モードが通常動作モードである場合に、前記判定部が自基地局での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定し、かつ周辺基地局での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定すると、ランダム時間経過後に、自基地局の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する。

また、本発明に係る基地局は、通常動作モードと低消費電力モードを有する周辺基地局が存在する基地局であって、通信部と、自基地局での無線リソースの利用状況を判定する判定部とを備え、前記通信部は、前記判定部が自基地局での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定すると、前記周辺基地局に対して、低消費電力モードに遷移することを指示する第１指示信号を送信する。

また、本発明に係る基地局は、上記の基地局が周辺基地局として存在し、通常動作モードと低消費電力モードを有する基地局であって、通信部と、自基地局の動作モードを制御する動作モード制御部とを備え、前記動作モード制御部は、自基地局の動作モードが通常動作モードである場合に、前記通信部が前記周辺基地局から前記第１指示信号を受信すると、自基地局の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する。

また、本発明に係る基地局の一態様では、前記動作モード制御部は、自基地局の動作モードが通常動作モードである場合に、前記通信部が前記周辺基地局から前記第１指示信号を受信すると、ランダム時間経過後に、自基地局の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する。

また、本発明に係る基地局の一態様では、前記通信部は、前記判定部が自基地局での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて高いと判定すると、前記周辺基地局に対して、通常動作モードに変更することを指示する第２指示信号を送信する。

また、本発明に係る基地局は、上記の基地局が周辺基地局として存在し、通常動作モードと低消費電力モードを有する基地局であって、通信部と、自基地局の動作モードを制御する動作モード制御部とを備え、前記動作モード制御部は、自基地局の動作モードが低消費電力モードである場合に、前記通信部が前記周辺基地局から前記第２指示信号を受信すると、自基地局の動作モードを低消費電力モードから通常動作モードに変更する。

また、本発明に係る基地局の一態様では、前記動作モード制御部は、前記ランダム時間の計測中に、周辺基地局からその動作モードが低消費電力モードに変更したことが通知されると、前記ランダム時間を計測し直す。

また、本発明に係る基地局の一態様では、前記動作モード制御部は、前記ランダム時間の計測中に、周辺基地局からその動作モードを低消費電力モードに変更したことが通知されると、自基地局の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更しない。

また、本発明に係る基地局の一態様では、前記動作モード制御部は、自基地局の識別情報に基づいて前記ランダム時間を決定する。

また、本発明に係る無線通信システムは、第１基地局と、その周辺に位置し、通常動作モードと低消費電力モードを有する第２基地局とを備える無線通信システムであって、前記第１基地局は、第１通信部と、自基地局での無線リソースの利用状況を判定する判定部とを有し、前記第２基地局は、第２通信部と、自基地局の動作モードを制御する動作モード制御部とを有し、前記第１基地局では、前記第１通信部は、前記判定部が自基地局での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定すると、前記第２基地局に対して、低消費電力モードに遷移することを指示する指示信号を送信し、前記第２基地局では、前記動作モード制御部は、自基地局の動作モードが通常動作モードである場合に、前記第２通信部が前記第１基地局から前記指示信号を受信すると、自基地局の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する。

本発明によれば、基地局の動作モードを、通常動作モードから低消費電力モードに適切に変更することができる。

無線通信システムの構成を示す図である。 基地局の構成を示す図である。 ＴＤＭＡフレームの構成を示す図である。 動作モード決定処理を示すフローチャートである。 動作モード変更処理を示すフローチャートである。 ２つの基地局において動作モードが低消費電力モードに変更されるタイミングの一例を示す図である。

図１は本実施の形態に係る無線通信システム１００の構成を示す図である。無線通信システム１００は、例えばＰＨＳ（Personal Handyphone System）であって、それぞれがＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Multiple Access/Time Division Duplexing）方式で通信端末２と通信する複数の基地局１を備えている。

図１に示されるように、各基地局１のサービスエリア１０は、周辺基地局１のサービスエリア１０と部分的に重なっている。図１では、４つの基地局１だけしか示されていないため、１つの基地局１に対して周辺基地局１が２つあるいは３つだけしか存在していないが、実際には、１つの基地局１に対して例えば６つの周辺基地局１が存在することがある。

複数の基地局１は、図示しないネットワークに接続されており、当該ネットワークを通じて互いに通信可能となっている。また、ネットワークには図示しないサーバ装置が接続されており、各基地局１は、ネットワークを通じてサーバ装置と通信可能となっている。

図２は各基地局１の構成を示す図である。図２に示されるように、各基地局１は、無線通信部２０と、送信処理部３０と、受信処理部４０と、制御部５０と、ネットワーク通信部６０とを備えている。

ネットワーク通信部６０は、ネットワークからのデータを制御部５０に送信し、制御部５０からのデータをネットワークに送信する。

無線通信部２０は、送信部２１と受信部２２とを備えている。送信部２１は、送信処理部３０から出力されるベースバンドの送信信号に対して、Ｄ／Ａ変換処理、アップコンバート及び増幅処理等を行って、搬送帯域の送信信号を生成する。そして、送信部２１は、生成した搬送帯域の送信信号をアンテナ２３に入力する。これにより、アンテナ２３から送信信号が無線送信される。受信部２２は、アンテナ２３で受信された受信信号に対して、増幅処理、ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換処理等を行って、ベースバンドの受信信号を生成して出力する。

送信処理部３０は、制御部５０で生成された送信データに対して変調処理等を行って、ベースバンドのデジタル形式の送信信号を生成して出力する。受信処理部４０は、受信部２２から送信されるデジタル形式のベースバンドの受信信号に対して復調処理等を行って、当該受信信号に含まれる制御データ及びユーザデータ等を取得する。

制御部５０は、送信処理部３０、受信処理部４０及びネットワーク通信部６０を制御して、基地局１全体の動作を統括的に管理する。制御部５０は、ネットワーク通信部６０から出力されるデータ等に基づいて、通信端末２に送信する送信データを生成して送信処理部３０に出力する。また制御部５０は、受信処理部４０で取得された受信データのうち、ネットワークに送信するデータをネットワーク通信部６０に送信する。

制御部５０には、利用状況判定部５１、動作モード制御部５２及び利用状況取得部５３が設けられている。利用状況判定部５１は、自基地局１の周辺に位置する周辺基地局１での無線リソースの利用状況を判定する。利用状況取得部５３は、自基地局１での無線リソースの利用状況を取得する。動作モード制御部５２は、基地局１の動作モードを制御する。

ここで、本実施の形態に係る基地局１には、通常動作モードと低消費電力モードの２つの動作モードが存在する。動作モード制御部５２は、基地局１の動作モードを、通常動作モードから低消費電力モードに変更したり、低消費電力モードから通常動作モードに変更したりする。

本実施の形態では、通常動作モードでは、無線通信部２０、送信処理部３０、受信処理部４０、制御部５０及びネットワーク通信部６０のすべてが動作を行う。これに対して、低消費電力モードでは、例えば、送信部２１及び送信処理部３０の動作が停止し、受信部２２、受信処理部４０、制御部５０及びネットワーク通信部６０は動作する。つまり、本実施の形態に係る低消費電力モードでは、基地局１の送信機能が停止する。低消費電力モードでは、送信部２１及び送信処理部３０に対する電源供給が停止される。

なお、本実施の形態のように、送信処理部３０がデジタル信号を処理する場合には、つまり送信処理部３０がデジタル回路で構成されている場合には、低消費電力モードにおいて、送信処理部３０の動作に必要な動作クロック信号の当該送信処理部３０に対する供給を停止することによって、基地局１の送信機能を停止しても良い。

また、制御部５０がＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）及びメモリなどで構成されている場合には、ＣＰＵあるいはＤＳＰが実行するメモリ内のプログラムのうち、基地局１の送信処理に関するモジュールが、低消費電力モードにおいて実行されないようにしても良い。

＜ＴＤＭＡフレームの構成＞
次に基地局１が通信端末２との通信に使用するＴＤＭＡフレーム２００の構成について説明する。図３はＴＤＭＡフレーム２００の構成を示す図である。図３に示されるように、ＴＤＭＡフレーム２００は、基地局１が通信端末２に信号を送信するための下りフレーム２００ｄと、基地局１が通信端末２からの信号を受信するための上りフレーム２００ｕとで構成されている。下りフレーム２００ｄ及び上りフレーム２００ｕのそれぞれは、４つのスロットＳＬで構成されている。以後、下りフレーム２００ｄに含まれるスロットＳＬを「下りスロットＳＬ」と呼ぶ。そして、下りフレーム２００ｄに含まれる４つの下りスロットＳＬを先頭から順に第１〜第４下りスロットＳＬとそれぞれ呼ぶ。また、上りフレーム２００ｕに含まれるスロットＳＬを「上りスロットＳＬ」と呼ぶ。そして、上りフレーム２００ｕに含まれる４つの上りスロットＳＬを先頭から順に第１〜第４上りスロットＳＬとそれぞれ呼ぶ。

基地局１は、第１〜第４下りスロットＳＬのうちの１つの第Ｎ下りスロットＳＬ（１≦Ｎ≦４）と、第１〜第４上りスロットＳＬのうちの１つの第Ｎ上りスロットＳＬとを、制御データの通信に使用する。以後、基地局１が通信端末２との制御データの通信で使用する下りスロットＳＬ及び上りスロットＳＬを「制御下りスロットＳＬ」及び「制御上りスロットＳＬ」とそれぞれ呼ぶ。各基地局１では、使用する制御下りスロットＳＬ及び制御上りスロットＳＬのスロット番号が一致している。

また、基地局１は、通信端末２とのユーザデータの通信で使用する無線リソースとして、同一のＴＤＭＡフレーム２００に含まれる、第Ｍ下りスロットＳＬ（１≦Ｍ≦４）及び第Ｍ上りスロットＳＬを、当該通信端末２に対して割り当てる。ただし、第Ｍ下りスロットＳＬは制御下りスロットＳＬではなく、第Ｍ上りスロットＳＬは制御上りスロットＳＬではない。通信端末２は、基地局１によって、ユーザデータの通信で使用する無線リソースとして割り当てられた下りスロットＳＬ及び上りスロットＳＬを用いて当該基地局１と通信する。以後、基地局１が通信端末２とのユーザデータの通信で使用する下りスロットＳＬ及び上りスロットＳＬを「データ下りスロットＳＬ」及び「データ上りスロットＳＬ」とそれぞれ呼ぶ。各基地局１では、同一のＴＤＭＡフレーム２００に含まれる、同じスロット番号のデータ下りスロットＳＬ及びデータ上りスロットＳＬを対として通信端末２に割り当てる。

また、基地局１は、Ｌ個（Ｌ≧２）のＴＤＭＡフレーム２００に１回、制御下りスロットＳＬを使用して報知情報を送信する。このＬ個のＴＤＭＡフレーム２００は「ＬＣＣＨ（Logical Control CHannel）スパーフレーム」と呼ばれている。互いに周辺に位置する複数の基地局１においては、報知情報を送信する際に使用する制御下りスロットＳＬが一致しないようになっている。基地局１が送信する報知情報には、システム情報及び当該基地局１の運用情報などが含まれる。

＜利用状況取得部の動作について＞
次に基地局１の利用状況取得部５３の動作について詳細に説明する。本実施の形態に係る利用状況取得部５３は、自基地局１において、ＴＤＭＡフレーム２００に含まれる３つのデータ下りスロットＳＬのうち、通信端末２との通信で使用されている下りスロットＳＬ（以後、「使用スロットＳＬ」と呼ぶ）の数を取得する。そして、利用状況取得部５３は、使用スロットＳＬの数を、ＴＤＭＡフレーム２００に含まれるデータ下りスロットＳＬの総数、つまり“３”で除算した値を、自基地局１での無線リソースの利用状況を示す無線リソース利用率として求める。

例えば、使用スロットＳＬの数が“３”の場合には、“３／３”が無線リソース利用率として求められる。また、使用スロットＳＬの数が“０”の場合には、“０／３”が無線リソース利用率として求められる。

利用状況取得部５３では、無線リソース利用率が定期的に求められる。利用状況取得部５３で求められた無線リソース利用率は、基地局１が送信する報知情報が含む運用情報に含められる。

なお、本実施の形態では、通信端末２に対して、ユーザデータの通信で使用される無線リソースとして、第Ｍ下りスロットＳＬと第Ｍ上りスロットＳＬとが必ず対を成して割り当てられることから、使用スロットＳＬの数は、ＴＤＭＡフレーム２００に含まれる３つのデータ上りスロットＳＬのうち、通信端末２との通信で使用されている上りスロットＳＬの数を意味している。

＜利用状況判定部及び動作モード制御部の動作について＞
次に基地局１の利用状況判定部５１及び動作モード制御部５２の動作について詳細に説明する。本実施の形態に係る基地局１では、動作モード制御部５２が、利用状況判定部５１における、周辺基地局１での無線リソースの利用状況の判定結果に基づいて自基地局１の動作モードを決定する。以後、この処理を「動作モード設定処理」と呼ぶ。

図４は基地局１での動作モード設定処理を示すフローチャートである。図４に示されるように、ステップｓ１において、利用状況判定部５１は、自基地局１の周辺に位置する周辺基地局１が送信する無線リソース利用率における最大値と最小値を最大利用率及び最小利用率としてそれぞれ特定する。動作モード設定処理では、受信部２２は、例えば、ＬＣＣＨスパーフレームの間、第１〜第４下りスロットＳＬのそれぞれにおいて、報知情報の受信処理を行う。利用状況判定部５１は、受信部２２で受信された各報知情報について、当該報知情報が、無線リソース利用率を含む運用情報を含んでいるか否かを判定する。利用状況判定部５１は、報知情報が、無線リソース利用率を含む運用情報を含んでいる場合には、当該運用情報から無線リソース利用率を取得する。そして、利用状況判定部５１は、取得した無線リソース利用率のうちの最大値及び最小値を特定して、当該最大値を最大利用率とし、当該最小値を最小利用率とする。

ステップｓ１において、最大利用率及び最小利用率が特定されると、ステップｓ２において、利用状況判定部５１は、自基地局１の現在の動作モードを確認する。ステップｓ２において、自基地局１の動作モードが通常動作モードであることが確認されると、ステップｓ３において、利用状況判定部５１は、ステップｓ１で特定した最小利用率がしきい値βよりも小さいかを判定する。利用状況判定部５１は、最小利用率がしきい値βよりも小さい場合には、周辺基地局１での無線リソース利用率が低いと判定する。

ステップｓ３において、周辺基地局１での無線リソース利用率が低いと判定されると、ステップｓ５において、動作モード制御部５２は、自基地局１の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する動作モード変更処理を行う。これにより、基地局１では、送信機能が停止して、消費電力が小さくなる。一方で、ステップｓ３において、最小利用率がしきい値βよりも小さくないと判定されると、動作モード設定処理は終了する。したがって、この場合には、基地局１は通常動作モードを維持することになる。

上述のステップｓ２おいて、自基地局１の動作モードが低消費電力モードであることが確認されると、ステップｓ４において、利用状況判定部５１は、ステップｓ１で特定した最大利用率がしきい値α（＞β）よりも大きいかを判定する。利用状況判定部５１は、最大利用率がしきい値αよりも大きい場合には、周辺基地局１での無線リソース利用率が高いと判定する。

ステップｓ４において、周辺基地局１での無線リソース利用率が高いと判定されると、ステップｓ５において、動作モード制御部５２は、自基地局１の動作モードを低消費電力モードから通常動作モードに変更する動作モード変更処理を行う。これにより、基地局１では送信動作が再開する。一方で、ステップｓ４において、最大利用率がしきい値αよりも大きくないと判定されると、動作モード設定処理は終了する。したがって、この場合には、基地局１は低消費電力モードを維持することになる。

ステップｓ５の動作モード変更処理が行われると、ステップｓ６において、制御部５０が、自基地局１の動作モードが変更されたことを通知するモード変更通知情報を生成して、送信処理部３０に出力する。これにより、モード変更通知情報を含む送信信号が基地局１から送信される。

モード変更通知情報は、基地局１が送信する報知情報に含められる運用情報に含められる。ステップｓ５において基地局１の動作モードが通常動作モードに変更されると、ステップｓ６においては、基地局１の動作モードが通常動作モードに変更したことを示すモード変更通知情報が生成される。一方で、ステップｓ５において基地局１の動作モードが低消費電力モードに変更されると、ステップｓ６においては、基地局１の動作モードが低消費電力モードに変更したことを示すモード変更通知情報が生成される。

以上の動作モード設定処理は、例えば、数十個のＬＣＣＨスパーフレームごとに実行される。

＜動作モード変更処理＞
次に、ステップｓ５での動作モード変更処理について詳細に説明する。本実施の形態に係る基地局１では、その動作モードが通常動作モードの場合において、周辺基地局１での無線リソース利用率が低いと判定されると、直ちに当該基地局１の動作モードが低消費電力モードに変更されるのではなく、ランダム時間経過後に、当該基地局１の動作モードが低消費電力モードに変更される。

同様に、基地局１では、その動作モードが低消費電力モードの場合において、周辺基地局１での無線リソース利用率が高いと判定されると、直ちに当該基地局１の動作モードが通常動作モードに変更されるのではなく、ランダム時間経過後に、当該基地局１の動作モードが通常動作モードに変更される。

図５は、ステップｓ５での動作モード変更処理を示すフローチャートである。図５では、基地局１の動作モードが通常動作モードから低消費電力モードに変更される動作モード変更処理が示されている。

ステップｓ５では、まずステップｓ５１において、動作モード制御部５２が、遅延時間タイマに設定する計測時間を決定する。遅延時間タイマは、動作モードの変更を遅延させる時間を計測するタイマであって、動作モード制御部５２に設けられている。遅延時間タイマに設定される計測時間は、ランダム時間となっている。本実施の形態では、例えば、ＣＳ−ＩＤと呼ばれる基地局１の識別情報に基づいて求められた疑似乱数が、計測時間として遅延時間タイマに設定される。

次にステップｓ５２において、動作モード制御部５２は、遅延時間タイマの計測動作をスタートさせる。そして、ステップｓ５３において、動作モード制御部５２は、遅延時間タイマが設定時間（ランダム時間）を計測している最中に、受信部２２において、周辺基地局１が送信する、動作モードが低消費電力モードに変更されたことを示すモード変更通知情報（以後、「第１モード変更通知情報」と呼ぶ）が受信された否かを判定する。

ステップｓ５３において、遅延時間タイマが設定時間を計測している最中に、受信部２２において、周辺基地局１が送信する第１モード変更通知情報が受信されたと判定されると、ステップｓ５４において、動作モード制御部５２は、遅延時間タイマの現在の計測値をリセットする。その後、ステップｓ５３が再度実行される。これにより、動作モード制御部５２では、遅延時間タイマが設定時間を計測している最中に、周辺基地局１からその動作モードが低消費電力モードに変更されたことが通知されると、遅延時間タイマは設定時間を計測し直すようになる。

一方で、ステップｓ５３において、遅延時間タイマが設定時間を計測している最中に、受信部２２において、周辺基地局１が送信する第１モード変更通知情報が受信されなかったと判定されると、言い換えれば、周辺基地局１が送信する第１モード変更通知情報を受信部２２が受信せずに、遅延時間タイマが設定時間の計測を完了すると、ステップｓ５５において、動作モード制御部５２は、基地局１の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する。

なお、基地局１の動作モードが低消費電力モードから通常動作モードに変更される動作モード変更処理においては、ステップｓ５３では、動作モード制御部５２は、遅延時間タイマが設定時間を計測している最中に、受信部２２において、周辺基地局１が送信する、動作モードが通常動作モードに変更されたことを示すモード変更通知情報（以後、「第２モード変更通知情報」と呼ぶ）が受信された否かを判定する。そして、ステップｓ５３において、遅延時間タイマが設定時間を計測している最中に、受信部２２において、周辺基地局１が送信する第２モード変更通知情報が受信されたと判定されると、ステップｓ５４において、動作モード制御部５２は、遅延時間タイマの現在の計測値をリセットする。その後、ステップｓ５３が再度実行される。これにより、動作モード制御部５２では、遅延時間タイマが設定時間を計測している最中に、周辺基地局１からその動作モードが通常動作モードに変更されたことが通知されると、遅延時間タイマは設定時間を計測し直すようになる。

一方で、ステップｓ５３において、遅延時間タイマが設定時間を計測している最中に、受信部２２において、周辺基地局１が送信する第２モード変更通知情報が受信されなかったと判定されると、ステップｓ５５において、動作モード制御部５２は、基地局１の動作モードを低消費電力モードから通常動作モードに変更する。

以上のように、本実施の形態に係る基地局１では、その動作モードが通常動作モードの場合に、周辺基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定されると、当該基地局１の動作モードが通常動作モードから低消費電力モードに変更される。

ここで、周辺基地局１での無線リソース利用率が低い場合には、周辺基地局１の周辺には通信端末２があまり存在しておらず、周辺基地局１の稼働率が低いと考えることができる。したがって、基地局１に関して、その周辺に位置する周辺基地局１での無線リソース利用率が低い場合には、当該基地局１の周辺にも通信端末２があまり存在していないと考えることができる。よって、基地局１に関して、周辺基地局１での無線リソース利用率が低いと判定された場合、当該基地局１の動作モードを低消費電力モードに変更することによって、当該基地局１の動作モードを低消費電力モードに変更したことによる悪影響を抑えつつ、当該基地局１の消費電力を小さくすることができる。よって、基地局１の動作モードを適切に低消費電力モードに変更することができる。

また、本実施の形態に係る基地局１では、その動作モードが低消費電力モードの場合に、周辺基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて高いと判定されると、当該基地局１の動作モードが低消費電力モードから通常動作モードに変更される。周辺基地局１での無線リソース利用率が高い場合には、周辺基地局１の周辺には通信端末２が多く存在しており、周辺基地局１の稼働率が高いと考えることができる。したがって、基地局１に関して、その周辺に位置する周辺基地局１での無線リソース利用率が高い場合には、当該基地局１の周辺にも通信端末２が多く存在していると考えることができる。よって、基地局１に関して、周辺基地局１での無線リソース利用率が高いと判定された場合、当該基地局１の動作モードを通常動作モードに変更することによって、当該基地局１を適切な状況において通常動作モードに復帰することができる。

また、本実施の形態に係る基地局１では、周辺基地局１での無線リソース利用率が低いと判定されると、当該基地局１の動作モードが、直ちに低消費電力モードに変更されるのではなく、ランダム時間経過後に低消費電力モードに変更される。したがって、互いに周辺に位置する複数の基地局１において、同じタイミングで、周辺基地局１での無線リソース利用率が低いと判定された場合であっても、それらの動作モードが低消費電力モードに変更されるタイミングをずらすことができる。

仮に、互いに周辺に位置する複数の基地局１が同時に低消費電力モードに遷移すると、低消費電力モードで動作する基地局１が広範囲にわたって存在するようになる。その結果、低消費電力モードで動作する基地局１のサービスエリア１０に入ってきた通信端末２の通信を、その周辺の基地局１でカバーすることが困難となり、当該通信端末２が基地局１と適切に通信できない可能性が高くなる。

本実施の形態では、互いに周辺に位置する複数の基地局１において、同じタイミングで、周辺基地局での無線リソース利用率が低いと判定された場合であっても、それらの動作モードが低消費電力モードに変更されるタイミングをずらすことができることから、低消費電力モードで動作する基地局１のサービスエリア１０に入ってきた通信端末２の通信を、その周辺の基地局１でカバーすることが可能となる。よって、当該通信端末２が基地局１と適切に通信できる可能性を高めることできる。

また、本実施の形態に係る基地局１では、その動作モードが通常動作モードから低消費電力モードに変更される場合において、遅延時間タイマでの設定時間（ランダム時間）の計測中に、周辺基地局１からその動作モードが低消費電力モードに変更したことが通知されると、遅延時間タイマは当該設定時間を計測し直すようになっている。したがって、互いに周辺に位置する複数の基地局１の動作モードが低消費電力モードに変更されるタイミングをずらすことが可能となる。

図６は、基地局１Ａの動作モードと、その周辺に位置する基地局１Ｂの動作モードが低消費電力モードに変化するタイミングの一例を示す図である。図６の例では、通常動作モードで動作する基地局１Ａでは、タイミングｔ１Ａにおいて、遅延時間タイマの計測動作がスタートし、通常動作モードで動作する基地局１Ｂでは、タイミングｔ１Ｂにおいて、遅延時間タイマの計測動作がスタートしている。

基地局１Ｂでは、遅延時間タイマでの設定時間ＴＢの計測中に、その周辺の基地局１からはその動作モードを低消費電力モードに変更したことが通知されず、遅延時間タイマでの設定時間ＴＢの計測後のタイミングｔ２Ｂにおいて低消費電力モードとなっている。

一方で、基地局１Ａでは、遅延時間タイマでの設定時間ＴＡの計測中に、その周辺の基地局１からその動作モードを低消費電力モードに変更したことがタイミングｔ２Ａで通知され、遅延時間タイマは設定時間ＴＡを計測し直している。そして、基地局１Ａでは、遅延時間タイマが設定時間ＴＡを計測し直した後のタイミングｔ３Ａにおいて低消費電力モードとなっている。

図６に示されるタイミングｔ４Ａは、基地局１Ａにおいて、遅延時間タイマでの設定時間ＴＡの計測中に、その周辺の基地局１からその動作モードを低消費電力モードに変更したことがタイミングｔ２Ａで通知された場合であっても、遅延時間タイマが仮に設定時間ＴＡを計測し直さないとした場合での、低消費電力モードに変化するタイミングを示している。つまり、本実施の形態とは異なり、基地局１Ａにおいて、タイミングｔ１Ａにおいて計測動作をスタートした遅延時間タイマが、設定時間ＴＡの計測中に、その周辺の基地局１からその動作モードを低消費電力モードに変更したことが通知された場合であっても設定時間ＴＡを計測し直さない場合には、タイミングｔ４Ａにおいて、低消費電力モードに変化することになる。図６の例では、タイミングｔ４Ａは、基地局１Ｂにおいて動作モードが低消費電力モードに変化するタイミングｔ２Ｂと一致している。

図６の例では、基地局１Ａにおいて、遅延時間タイマでの設定時間ＴＡの計測中に、その周辺の基地局１からその動作モードを低消費電力モードに変更したことが通知された場合であっても、遅延時間タイマが仮に設定時間ＴＡを計測し直さないとした場合には、基地局１Ａとその周辺に位置する基地局１Ｂとでは、同時に低消費電力モードに変化することになる。

しかしながら、本実施の形態に係る基地局１Ａにおいては、遅延時間タイマでの設定時間ＴＡの計測中に、その周辺の基地局１からその動作モードを低消費電力モードに変更したことが通知されると、遅延時間タイマが設定時間ＴＡを計測し直すことから、基地局１Ａにおいて低消費電力モードに変化するタイミングｔ３Ａは、基地局１Ｂにおいて低消費電力モードに変化するタイミングｔ２Ｂよりも遅くなる。よって、互いに周辺に位置する基地局１Ａ，１Ｂの動作モードが低消費電力モードに変更されるタイミングをずらすことができる。これにより、通信端末２が基地局１と適切に通信できる可能性をさらに高めることできる。

＜各種変形例＞
＜第１変形例＞
上記の動作モード設定処理では、どの周辺基地局１から無線リソース利用率が受信されたか否かにかかわらず、所定期間（ＬＣＣＨスパーフレーム）において受信された無線リソース利用率を使用して基地局１の動作モードを決定していたが、特定の周辺基地局１から受信される無線リソース利用率だけを使用して基地局１の動作モードを決定しても良い。基地局１は、動作モード設定処理において、例えば、自基地局１と最も近い場所に存在する周辺基地局１からの無線リソース利用率だけを使用して基地局１の動作モードを決定しても良い。

このような場合には、上述のステップｓ１において、基地局１は、自基地局１と最も近い場所に存在する周辺基地局１から送信される報知情報を受信し、当該報知情報において、無線リソース利用率を含む運用情報が含まれているかを判定する。そして、基地局１は、自基地局１と最も近い場所に存在する周辺基地局１から、無線リソース利用率を含む運用情報が含まれる報知情報を受信すると、当該報知情報から無線リソース利用率を取得する。その後、基地局１ではステップｓ２が実行される。

ステップｓ２において、基地局１の動作モードが通常動作モードであると判定されると、ステップｓ３において、利用状況判定部５１は、ステップｓ１で取得された無線リソース利用率がしきい値βよりも小さいかを判定し、当該無線リソース利用率がしきい値βよりも小さい場合には、自基地局１と最も近い場所に存在する周辺基地局１での無線リソース利用率が低いと判定する。

一方で、ステップｓ２において、基地局１の動作モードが低消費電力モードであると判定されると、ステップｓ４において、利用状況判定部５１は、ステップｓ１で取得された無線リソース利用率がしきい値αよりも大きいかを判定し、当該無線リソース利用率がしきい値αよりも大きい場合には、自基地局１と最も近い場所に存在する周辺基地局１での無線リソース利用率が高いと判定する。

以後、基地局１ではステップｓ５，ｓ６が実行されて、動作モードが変更される。

このように、基地局１が、特定の周辺基地局１での無線リソースの利用状況に基づいて自基地局１の動作モードを決定する場合であっても、同様の効果を得ることができる。

＜第２変形例＞
上記の例では、各基地局１は、周辺基地局１での無線リソースの利用状況に基づいて自基地局１の動作モードを制御していたが、周辺基地局１での無線リソースの利用状況だけではなく、自基地局１での無線リソースの利用状況に基づいて、自基地局１の動作モードを制御しても良い。以下に、本変形例に係る基地局１の動作について詳細に説明する。

本変形例では、通常動作モードで動作する基地局１では、利用状況判定部５１が、周辺基地局１での無線リソースの利用状況だけではなく、自基地局１での無線リソースの利用状況も判定する。利用状況判定部５１は、利用状況取得部５３で取得される自基地局１での無線リソース利用率が上述のしきい値βよりも小さいかを、定期的あるいは不定期的に判定する。そして、利用状況判定部５１は、自基地局１での無線リソース利用率がしきい値βよりも小さい場合には、自基地局１での無線リソース利用率が低いと判定する。

通常動作モードで動作している基地局１において、利用状況判定部５１が自基地局１での無線リソース利用率が低いと判定すると、上述のステップｓ１〜ｓ３が実行される。基地局１では、ステップｓ３において、周辺基地局１での無線リソース利用率が低いと判定されると、上述のステップｓ５が実行される。その結果、基地局１の動作モードが通常動作モードから低消費電力モードに変化する。その後、基地局１では上述のステップｓ６が実行される。

一方で、ステップｓ３において、周辺基地局１での無線リソース利用率が低くないと判定されると、基地局１では、その動作モードが変化せずに、通常動作モードが維持される。

なお、低消費電力モードで動作する基地局１においては、利用状況判定部５１は、自基地局１での無線リソースの利用状況の判定は行わない。そして、低消費電力モードで動作する基地局１においては、上記の例と同様に、ステップｓ１，ｓ２，ｓ４が実行される。ステップｓ４において、周辺基地局１での無線リソース利用率が高いと判定されると、ステップｓ５が実行されて、基地局１の動作モードが低消費電力モードから通常動作モードに変化する。その後、ステップｓ６が実行される。ステップｓ４において、周辺基地局１での無線リソース利用率が高くないと判定されると、基地局１では、その動作モードが変化せずに、低消費電力モードが維持される。

以上のように、本変形例に係る基地局１においては、その動作モードが通常動作モードである場合において、自基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定され、かつ周辺基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定されると、自基地局１の動作モードが通常動作モードから低消費電力モードに変更される。

これに対して、本変形例とは異なり、基地局１において、周辺基地局１での無線リソースの利用状況にかかわらず、自基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定されると、自基地局１の動作モードが通常動作モードから低消費電力モードに変更される場合には、基地局１では、周辺基地局１での無線リソース利用率が高いにもかかわらず、動作モードが低消費電力モードに変化する可能性がある。この場合には、周辺基地局１の周辺に多くの通信端末２が存在するにもかかわらず、基地局１は低消費電力モードで動作することになる。つまり、基地局１は、自身のサービスエリア１０内に、周辺基地局１と通信する通信端末２が移動して入ってくる可能性が高いにもかかわらず、自身の動作モードを低消費電力モードに変更してしまう。その結果、通信端末２が基地局１と通信しにくくなる。

本実施の形態に係る基地局１では、自基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定され、かつ周辺基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定されると、自基地局１の動作モードが通常動作モードから低消費電力モードに変更されることから、周辺基地局１の周辺に位置する通信端末２が少ないときに、基地局１は低消費電力モードで動作することになる。つまり、基地局１は、自基地局１のサービスエリア１０内に、周辺基地局１と通信する通信端末２が移動して入ってくる可能性が低いときに、自基地局１の動作モードを低消費電力モードに変更するようになる。よって、基地局１では適切に低消費電力モードに変更される。

また、本実施の形態に係る基地局１では、上記の例と同様に、その動作モードが低消費電力モードである場合において、周辺基地局１での無線リソース利用率が高いと判定されると、当該基地局１の動作モードが低消費電力モードから通常動作モードに変更される。したがって、当該基地局１を適切な状況において通常動作モードに復帰することができる。

＜第３変形例＞
上記の例では、基地局１は、周辺基地局１から通知される当該周辺基地局１での無線リソースの利用状況に基づいて、自基地局１の動作モードを低消費電力モードに変更していたが、周辺基地局１から、低消費電力モードに遷移することを指示する第１指示信号を受信すると、自基地局１の動作モードを低消費電力モードに変更しても良い。

また、上記の例では、基地局１は、周辺基地局１から通知される当該周辺基地局１での無線リソースの利用状況に基づいて、自基地局１の動作モードを通常動作モードに変更していたが、周辺基地局１から、通常動作モードに遷移することを指示する第２指示信号を受信すると、自基地局１の動作モードを通常動作モードに変更しても良い。以下に本変形例に係る基地局１の動作について説明する。

本変形例に係る基地局１では、利用状況判定部５１は、周辺基地局１での無線リソースの利用状況を判定するのではなく、自基地局１での無線リソースの利用状況を判定する。利用状況判定部５１は、定期的あるいは不定期的に、利用状況取得部５３で取得される自基地局１での無線リソース利用率と、上述のしきい値α，βのそれぞれとを比較する。利用状況判定部５１は、自基地局１での無線リソース利用率がしきい値βよりも小さい場合には、自基地局１での無線リソース利用率が低いと判定する。また、利用状況判定部５１は、自基地局１での無線リソース利用率がしきい値αよりも大きい場合には、自基地局１での無線リソース利用率が高いと判定する。

制御部５０は、利用状況判定部５１が、自基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定すると、低消費電力モードに遷移することを指示する第１指示信号を生成して送信処理部３０に入力する。この第１指示信号は報知情報に含められる。これにより、無線通信部２０は、利用状況判定部５１が、自基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定すると、周辺基地局１に対して、低消費電力モードに遷移することを指示する第１指示信号を送信する。

一方で、制御部５０は、利用状況判定部５１が、自基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて高いと判定すると、通常動作モードに遷移することを指示する第２指示信号を生成して送信処理部３０に入力する。この第２指示信号は報知情報に含められる。これにより、無線通信部２０は、利用状況判定部５１が、自基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて高いと判定すると、周辺基地局１に対して、通常動作モードに遷移することを指示する第２指示信号を送信する。

また、本変形例に係る基地局１では、当該基地局１の動作モードが通常動作モードの場合には、動作モード制御部５２は、無線通信部２０が周辺基地局１から第１指示信号を受信すると、自基地局１の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する。

一方で、低消費電力モードで動作する基地局１では、動作モード制御部５２は、無線通信部２０が周辺基地局１から第２指示信号を受信すると、自基地局１の動作モードを低消費電力モードから通常動作モードに変更する。

以上のように、本変形例に係る基地局１では、自基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定されると、周辺基地局１に対して、低消費電力モードに遷移することを指示する第１指示信号が送信されるため、周辺基地局１は、その動作モードを低消費電力モードに適切に変更することができる。

また、本変形例に係る基地局１では、自基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて高いと判定されると、周辺基地局１に対して、通常動作モードに遷移することを指示する第２指示信号が送信されるため、周辺基地局１は、その動作モードを通常動作モードに適切に変更することができる。

＜第４変形例＞
動作モード変更処理においては、動作モード制御部５２は、遅延時間タイマの設定時間の計測中に、周辺基地局１からモード変更通知情報が通知されると、動作モードを変更せずに動作モード変更処理を終了しても良い。

具体的には、通常動作モードで動作する基地局１において、ステップｓ３において周辺基地局１での無線リソース利用率が低いと判定されてステップｓ５が実行される際、ステップｓ５３において、遅延時間タイマが設定時間を計測している最中に、受信部２２において、周辺基地局１が送信する第１モード変更通知情報が受信されたと判定されると、動作モード制御部５２は、遅延時間タイマの現在の計測値をリセットして、自基地局１の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更せずに動作モード変更処理を終了する。この場合には、ステップｓ６は実行されない。これにより、通常動作モードで動作する基地局１は、周辺基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定した場合であっても、周辺基地局１の動作モードが通常動作モードから低消費電力モードに変更されると、動作モードの変更を行わなくなる。よって、互いに周辺に位置する複数の基地局１において、それらの動作モードが同じようなタイミングで低消費電力モードに変更されることを抑制できる。

同様に、低消費電力モードで動作する基地局１において、ステップｓ４において周辺基地局１での無線リソース利用率が高いと判定されてステップｓ５が実行される際、ステップｓ５３において、遅延時間タイマが設定時間を計測している最中に、受信部２２において、周辺基地局１が送信する第２モード変更通知情報が受信されたと判定されると、動作モード制御部５２は、遅延時間タイマの現在の計測値をリセットして、自基地局１の動作モードを低消費電力モードから通常動作モードに変更せずに動作モード変更処理を終了する。この場合には、ステップｓ６は実行されない。これにより、低消費電力モードで動作する基地局１は、周辺基地局１での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて高いと判定した場合であっても、周辺基地局１の動作モードが低消費電力モードから通常動作モードに変更されると、動作モードの変更を行わなくなる。

＜その他の変形例＞
上記の例では、本願発明をＰＨＳに適用する場合について説明したが、本願発明は他の無線通信システムにも適用することができる。

１ 基地局
２ 通信端末
２０ 無線通信部
５１ 利用状況判定部
５２ 動作モード制御部
５３ 利用状況取得部

Claims (11)

1. 通常動作モードと低消費電力モードを有する基地局であって、
   周辺基地局での無線リソースの利用状況を判定する判定部と、
   自基地局の動作モードを制御する動作モード制御部と
   を備え、
   前記動作モード制御部は、自基地局の動作モードが通常動作モードである場合に、前記判定部が周辺基地局での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定すると、ランダム時間経過後に、自基地局の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する、基地局。
2. 通常動作モードと低消費電力モードを有する基地局であって、
   自基地局及び周辺基地局での無線リソースの利用状況を判定する判定部と、
   自基地局の動作モードを制御する動作モード制御部と
   を備え、
   前記動作モード制御部は、自基地局の動作モードが通常動作モードである場合に、前記判定部が自基地局での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定し、かつ周辺基地局での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定すると、ランダム時間経過後に、自基地局の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する、基地局。
3. 通常動作モードと低消費電力モードを有する周辺基地局が存在する基地局であって、
   通信部と、
   自基地局での無線リソースの利用状況を判定する判定部と
   を備え、
   前記通信部は、前記判定部が自基地局での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定すると、前記周辺基地局に対して、低消費電力モードに遷移することを指示する第１指示信号を送信する、基地局。
4. 請求項３に記載の基地局が周辺基地局として存在し、通常動作モードと低消費電力モードを有する基地局であって、
   通信部と、
   自基地局の動作モードを制御する動作モード制御部と
   を備え、
   前記動作モード制御部は、自基地局の動作モードが通常動作モードである場合に、前記通信部が前記周辺基地局から前記第１指示信号を受信すると、自基地局の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する、基地局。
5. 請求項４に記載の基地局であって、
   前記動作モード制御部は、自基地局の動作モードが通常動作モードである場合に、前記通信部が前記周辺基地局から前記第１指示信号を受信すると、ランダム時間経過後に、自基地局の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する、基地局。
6. 請求項３に記載の基地局であって、
   前記通信部は、前記判定部が自基地局での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて高いと判定すると、前記周辺基地局に対して、通常動作モードに変更することを指示する第２指示信号を送信する、基地局。
7. 請求項６に記載の基地局が周辺基地局として存在し、通常動作モードと低消費電力モードを有する基地局であって、
   通信部と、
   自基地局の動作モードを制御する動作モード制御部と
   を備え、
   前記動作モード制御部は、自基地局の動作モードが低消費電力モードである場合に、前記通信部が前記周辺基地局から前記第２指示信号を受信すると、自基地局の動作モードを低消費電力モードから通常動作モードに変更する、基地局。
8. 請求項１、請求項２及び請求項５のいずれか一つに記載の基地局であって、
   前記動作モード制御部は、前記ランダム時間の計測中に、周辺基地局からその動作モードを低消費電力モードに変更したことが通知されると、前記ランダム時間を計測し直す、基地局。
9. 請求項１、請求項２及び請求項５のいずれか一つに記載の基地局であって、
   前記動作モード制御部は、前記ランダム時間の計測中に、周辺基地局からその動作モードを低消費電力モードに変更したことが通知されると、自基地局の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更しない、基地局。
10. 請求項１、請求項２、請求項５、請求項８及び請求項９のいずれか一つに記載の基地局であって、
    前記動作モード制御部は、自基地局の識別情報に基づいて前記ランダム時間を決定する、基地局。
11. 第１基地局と、その周辺に位置し、通常動作モードと低消費電力モードを有する第２基地局とを備える無線通信システムであって、
    前記第１基地局は、
    第１通信部と、
    自基地局での無線リソースの利用状況を判定する判定部と
    を有し、
    前記第２基地局は、
    第２通信部と、
    自基地局の動作モードを制御する動作モード制御部と
    を有し、
    前記第１基地局では、前記第１通信部は、前記判定部が自基地局での無線リソース利用率が所定の基準に基づいて低いと判定すると、前記第２基地局に対して、低消費電力モードに遷移することを指示する指示信号を送信し、
    前記第２基地局では、前記動作モード制御部は、自基地局の動作モードが通常動作モードである場合に、前記第２通信部が前記第１基地局から前記指示信号を受信すると、自基地局の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに変更する、無線通信システム。

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