JP5724692B2 - 移動通信システム運用方法及び制御監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信システムの基地局の運用を行う移動通信システム運用方法及び制御監視装置に関する。

移動通信システムでは、基地局と移動局間で通信を行う。基地局は、大きなカバレッジと大きなスループットすなわち単位時間あたりのデータ転送量を持つことが望ましい。それを実現するためには、ダウンリンクにおいて基地局の出力電力を大きくするなどの方法が取られている。しかし、通信使用量つまりデータ転送量が少ない場合であっても制御信号を放射するために、出力電力はそれほど小さくならない。

ところで、基地局アンテナダイバーシティ方式のＣＤＭＡセルラー無線基地局で、同一セクタをカバーする少なくとも２つのアンテナのうち少なくとも片方のアンテナが、このアンテナのカバーするセクタのトラフィックの状況に応じて、基地局から移動局への通信の送信電力を時変的に変化制御する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−１９７１０７号公報

基地局アンテナダイバーシティ方式のＣＤＭＡセルラー無線基地局で、基地局から移動局への通信の送信電力を時変的に変化制御する技術では、各基地局のトラフィックが大きくなると、同時に使用するチャネル分を基地局装置から送信電力を増加させて送信するため、移動局における受信品質が劣化する。

このため、基地局の送信電力を減少させることで、１セクタで収容できる移動局数を減少し、通信路を確保するように制御している。これにより、エネジーセービングが可能にはなるが、１セクタで収容できる移動局数が減少するために効率が悪化するという問題があった。

開示の移動通信システム運用方法は、移動通信システム全体の消費電力を削減することを目的とする。

開示の一実施形態による移動通信システム運用方法は、複数の基地局それぞれが形成するセル内で前記基地局と移動局との間をＭＩＭＯ空間多重方式により通信を行う移動通信システム運用方法であって、
隣接する複数セルにおいて基準値より通信使用量が小さいセルの運用を停止し、前記隣接する複数セルにおいて前記基準値より通信使用量が大きいセルは複数のアンテナで送信を行う高次のＭＩＭＯ構成で運用し、
前記隣接する複数セルの通信使用量の合計が所定値以下である場合に、前記隣接する複数セルの通信使用量の平均値に基づいた前記基準値より通信使用量が小さいセルの運用を停止し、
前記基準値より通信使用量が小さく運用を停止するセルの数が多いほど、前記基準値より通信使用量が大きいセルは多くのアンテナで送信を行うようＭＩＭＯ構成の次数を大きくし、
前記隣接する複数セルのセル数が所定数を超える場合、前記所定数のセル毎にグループ化を行い、
グループ内の全てのセルの通信使用量が前記基準値より小さい場合は、前記グループ内の１つのセルは複数のアンテナで送信を行う高次のＭＩＭＯ構成で運用する。

本実施形態によれば、移動通信システム全体の消費電力を削減することができる。

移動通信システムの一実施形態の構成図である。 監視制御装置の一実施形態の機能構成図である。 監視制御装置の一実施形態のハードウェア構成図である。 基地局装置の一実施形態の機能構成図である。 基地局装置の一実施形態の基地局装置の一実施形態のハードウェア構成図である。 複数セルが隣接した場合の基地局配置の一実施形態を示す図である。 ＭＩＭＯ設定処理の一実施形態のフローチャートである。 ＭＩＭＯ設定処理の一実施形態のフローチャートである。 観測時間の設定について説明するための図である。 観測時間の設定処理の一実施形態のフローチャートである。 オフセット値の設定について説明するための図である。 オフセット値の設定処理の一実施形態のフローチャートである。 グループ内単一セル運用切替え処理の一実施形態のフローチャートである。

以下、図面に基づいて実施形態を説明する。

＜移動通信システムの構成＞
図１に移動通信システムの一実施形態の構成図を示す。図１において、ネットワーク１にはゲートウェイ（ＧＷ：Ｇａｔｅ Ｗａｙ）２が接続され、ゲートウェイ２の配下に基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）３−１〜３−ｎが接続されている。また、ゲートウェイ２には、基地局３−１〜３−ｎそれぞれを監視し、かつ制御する監視制御装置４が接続されている。この監視制御装置４により、各基地局３−１〜３−ｎの運用状態を検出し、基地局３−１〜３−ｎの機能を制御することができる。

基地局３−１〜３−ｎは、移動局（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）５と無線通信を行う。基地局３−１〜３−ｎと移動局５等との間のダウンリンクは、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）空間多重と、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕ１ｔｉｐ１ｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）及びＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕ１ｔｉｐ１ｅ Ａｃｃｅｓｓ：直交周波数分割多重アクセス）組み合わせたＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式で無線通信を行う。

使用する周波数帯域は、基地局３−１〜３−ｎそれぞれが形成する全てのセルで同じ周波数帯域である。また、他のセルへの干渉があってもセル間にカバレッジホールは発生しないよう強力な誤り訂正方式などを採用する。なお、本実施形態では、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式に限ることはなく、ＭＩＭＯ空間多重方式を用いた無線通信を行う移動通信システムであればよい。

＜監視制御装置の構成＞
図２Ａは監視制御装置の一実施形態の機能構成図を示す。図２Ａにおいて、監視制御装置４はデータベース１０、積分器１１、演算器１２、制御処理部１３、観測時間設定部１４、オフセット設定部１５を有している。データベース１０はセル＃１〜＃ｎを形成する基地局３−１〜３−ｎから通知される通信使用量等のデータを一定期間保持する。ここで、通信使用量とは、例えばデータ転送量つまりスループット又は通話加入者数などである。なお、データベース１０に保持する一定期間は後述する観測時間Ｔ_Ｏ（Ｔ_Ｏは数分から数１０分程度）に比べて十分に長い期間である。

積分器１１はセル＃１〜＃ｎを形成する基地局３−１〜３−ｎから通知される通信使用量をセル毎に観測時間Ｔ_Ｏだけ積分して、セル毎の積分使用量を算出する。観測時間Ｔ_Ｏは観測時間設定部１４から設定される。なお、必ずしも監視制御装置４で通信使用量の積分を行う必要はなく、各基地局で積分した結果を送出することもでき、この場合には積分器１１を設ける必要はない。ただし、監視制御装置４で通信使用量の積分を行う方が、各基地局が非同期に積分した結果を送出するよりも有効である。

演算器１２は隣接するセルをグループ化し、グループ内のセルの積分使用量の平均値を算出し、平均値とオフセット値αなどを用いて各セルのＭＩＭＯ運用形態を決定する。なお、オフセット値αはオフセット設定部１５から設定される。制御処理部１３は演算器１２から通知された各セルのＭＩＭＯ運用形態を各セル＃１〜＃ｎの基地局３−１〜３−ｎに設定するためのＭＩＭＯ制御信号を生成して、各基地局３−１〜３−ｎに送信する。

図２Ｂは監視制御装置の一実施形態のハードウェア構成図を示す。図２Ｂにおいて、監視制御装置４は、ＣＰＵ３１、メモリ３２、入力装置３３、表示装置３４、インタフェース回路３５、ハードディスク装置３６を有し、これらのＣＰＵ３１〜ハードディスク装置３６それぞれはバス３７により相互に接続されている。

ＣＰＵ３１はメモリ３２に記憶されている各種プログラムを実行する。例えばＣＰＵ３１は積分処理のプログラムを実行することで積分器１１の機能を実現し、グループ化処理やＭＩＭＯ運用形態決定処理のプログラムを実行することで演算器１２の機能を実現する。また、ＣＰＵ３１は制御処理のプログラムを実行することで制御処理部１３の機能を実現する。また、ＣＰＵ３１は観測時間設定処理のプログラムを実行することで観測時間設定部１４の機能を実現し、オフセット設定のプログラムを実行することでオフセット設定部１５の機能を実現する。また、ＣＰＵ３１はハードディスク装置３６を用い、データベース処理のプログラムを実行することでデータベース１０の機能を実現する。

入力装置３３は例えば管理者からの情報の入力に用いられ、入力情報はＣＰＵ３１に供給される。表示装置３４はＣＰＵ３１の制御により監視制御装置の動作状態などを管理者に対して表示する。インタフェース回路３５はゲートウェイ２との間で情報の送受信を行う。

＜基地局装置の構成＞
図３Ａは基地局３−１〜３−ｎそれぞれに対応する基地局装置の一実施形態の機能構成図を示す。図３Ａにおいて、基地局装置２０はデータ送受信部２１、データ分配部２２、変調・増幅部２３、送信アンテナ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ、受信アンテナ２５ａ，２５ｂ、復調・増幅部２６を有している。

端子２７はゲートウェイ２に接続されており、ゲートウェイ２から入力される送信データはデータ送受信部２１内の送信部２１ａに供給され、データ送受信部２１内の受信部２１ｂから出力される受信データは端子２７からゲートウェイ２に供給される。また、端子２８は監視制御装置４に接続されており、監視制御装置４から入力されるＭＩＭＯ制御信号はデータ送受信部２１、データ分配部２２、変調・増幅部２３に供給される。

送信部２１ａは送信データの符号化を含む各種処理を行う。処理後のデータはＭＩＭＯ制御信号に基づいて系統１〜系統４に分割されたデータ分配部２２に供給される。データ分配部２２の系統１〜系統４はＭＩＭＯ制御信号に基づいて処理後のデータを系統１〜系統４に分割された変調・増幅部２３に供給する。変調・増幅部２３の系統１〜系統４それぞれは供給されるデータの変調及び増幅を行って、送信アンテナ２４ａ〜２４ｄそれぞれから送信する。

これにより、ＭＩＭＯ制御信号の制御に従って、単一の送信アンテナ（例えば２４ａ）を用いる１次のＭＩＭＯ構成（１ＭＩＭＯ構成）の送信、２つの送信アンテナ（例えば２４ａ，２４ｂ）を用いる２次のＭＩＭＯ構成（２ＭＩＭＯ構成）の送信、４つの送信アンテナ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを用いる４次のＭＩＭＯ構成（４ＭＩＭＯ構成）の送信、それぞれが行われる。なお、受信アンテナ２５ａ，２５ｂは送信アンテナと共通に使用できるように設計されることが多い。

復調・増幅部２６は受信アンテナ２５ａ，２５ｂを用いて移動局から送信される信号のダイバーシチ受信を行い、受信信号の復調を行う。復調信号はデータ送受信部２１内の受信部２１ｂに供給されて復号を含む各種処理が行われ、受信データは端子２７からゲートウェイ２に供給される。

図３Ｂは基地局装置の一実施形態のハードウェア構成図を示す。図３Ｂにおいて、基地局装置２０は、ＣＰＵ４１、メモリ４２、インタフェース回路４３、変調・増幅回路４４、復調・増幅回路４５を有し、これらのＣＰＵ４１〜復調・増幅回路４５それぞれはバス４６により相互に接続されている。なお、ＣＰＵ４１と変調・増幅回路４４及び復調・増幅回路４５との間はバス４６以外の専用線で接続しても良い。

ＣＰＵ４１はメモリ４２に記憶されている各種プログラムを実行する。例えばＣＰＵ４１は符号化を含む各種処理のプログラムを実行することで送信部２１ａの機能を実現し、データ分配処理のプログラムを実行することでデータ分配部２２の機能を実現する。また、ＣＰＵ４１は復号を含む各種処理のプログラムを実行することで受信部２１ｂの機能を実現する。

また、インタフェース回路４３はゲートウェイ２との間で情報の送受信を行う。変調・増幅回路４４は変調・増幅部２３に対応し、復調・増幅回路４５は復調・増幅部２６に対応する。

＜グルーピング＞
図４に複数セルが隣接した場合の基地局配置の一実施形態を示す。図４において、隣接する６角形のそれぞれが１つの基地局のカバレッジであるセルを表しており、各セルの中心に基地局が存在する。各基地局は１セクタでオムニアンテナ（無指向性アンテナ）を用いてセルを形成又はカバーしている。

図４では１６個のセルＧ１−１〜Ｇ４−４を示している。１６個のセルを基地局運用の効率化の対象とした場合、通信使用量が極端に少ない基地局の運用を停止（オフ）する場合には、グループ単位で運用を停止する基地局を選択・決定して、効率良く基地局を運用する。都市部や郊外地域では、１つの基地局のカバー範囲を小さくして（マイクロセル化）置局する場合が多い。そのために、自セルの電波は隣接する他のセルまで十分に届いている。

本実施形態では、この１６個のセルＧ１−１〜Ｇ４−４を隣接するＮ個のセル毎にグループ化する。なお、ここでは、Ｎ＝４としているが、これに限らずＮは２以上の整数で８程度まで選択可能である。これにより、互いに隣接する４つのグループ、すなわち、第１グループのセルＧ１−１，Ｇ１−１，Ｇ１−３，Ｇ１−４と、第２グループのセルＧ２−１，Ｇ２−１，Ｇ２−３，Ｇ２−４と、第３グループのセルＧ３−１，Ｇ３−１，Ｇ３−３，Ｇ３−４と、第４グループのセルＧ４−１，Ｇ４−１，Ｇ４−３，Ｇ４−４とにグループ分けする。なお、グループ化は１つのセルが複数のグループに含まれることがないようにする。

＜ＭＩＭＯ設定処理のフローチャート＞
図５及び図６は監視制御装置４が実行するＭＩＭＯ設定処理の一実施形態のフローチャートを示す。つまり、図５及び図６の各ステップはＣＰＵ３１で実行される。図５において、監視制御装置４はステップＳ１で全てのセルの基地局に対し単一の送信アンテナによる１ＭＩＭＯ構成の送信を行う設定を行う。これは初期設定である。

次に、ステップＳ２で隣接するセル数が４個（つまり所定数）を超えるか否かを判別する。ここで、隣接するセル数はサービスエリアによって予め決まった値である。なお、隣接するセル数を４個と比較するのは、グループ化のセル数をＮ＝４としているからである。隣接するセル数が４個以下の場合はステップＳ３に進み、観測時間Ｔ_Ｏの間、全セルの通信使用量（データ転送量）をセル毎に観測時間Ｔ_Ｏだけ積分する。

次に、ステップＳ４で自局を含む最大４個の隣接セルの通信使用量（積分値）の合計値が１つのセルが持つ最大収容キャパシチＣＭＡＸの３倍より大きいか否かを判別する。なお、１つのセルの最大収容キャパシチＣＭＡＸとは、１つのセルの基地局が１ＭＩＭＯ構成で１本の送信アンテナを用いて送信する最大通信使用量を観測時間Ｔ_Ｏだけ積分した値であり、ここでは各セルの最大通信使用量は全て同一であるものとする。

自局を含む隣接セルの通信使用量（積分値）の合計値が最大収容キャパシチＣＭＡＸの３倍より大きい場合には、自局を含む隣接する全セルの通信使用量が増加傾向でかなり大きいとして、ステップＳ５で全セルの基地局に４つの送信アンテナによる４ＭＩＭＯ構成の送信を行うよう指示するＭＩＭＯ制御信号を生成し、全セルの基地局に送信する。その後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ４で自局を含む隣接セルの通信使用量（積分値）の合計値が最大収容キャパシチＣＭＡＸの３倍以下の場合には、ステップＳ６で自局を含む最大４個の隣接セルの通信使用量（積分値）の合計値が１つのセルが持つ最大収容キャパシチＣＭＡＸの２倍（つまり所定値）より大きいか否かを判別する。

自局を含む隣接セルの通信使用量（積分値）の合計値が最大収容キャパシチＣＭＡＸの２倍より大きい場合には、自局を含む隣接する全セルの通信使用量が増加傾向である程度大きいとして、ステップＳ７で全セルの基地局に２つの送信アンテナによる２ＭＩＭＯ構成の送信を行うよう指示するＭＩＭＯ制御信号を生成し、全セルの基地局に送信する。その後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ６で自局を含む隣接セルの通信使用量（積分値）の合計値が最大収容キャパシチＣＭＡＸの２倍以下の場合には、ステップＳ８で自局を含む最大４個の隣接セルの通信使用量（積分値）の平均値からオフセット値αだけ小さい値（つまり基準値）よりも通信使用量（積分値）が小さいセルの数が０個であるか否かを判別する。

なお、観測時間Ｔ_Ｏを単位時間と考えて、各セルの単位時間当たりの最大通信使用量がＸ［Ｍｂｐｓ］であるとした場合、通常では単位時間当たりの隣接セルの通信使用量の平均値がＸ／２［Ｍｂｐｓ］となる状態を理想的な状態として、オフセット値αは例えばＸ／４［Ｍｂｐｓ］程度に設定する。

隣接セルの通信使用量（積分値）の平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さいセルの数が０個の場合には、自局を含む隣接する各セルはほぼ均一に使用されているとして、ステップＳ９で全セルの基地局に単一の送信アンテナによる１ＭＩＭＯ構成の送信を行うよう指示するＭＩＭＯ制御信号を生成し、全セルの基地局に送信する。その後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ８で隣接セルの通信使用量（積分値）の平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さいセルの数が０個以外の場合には、ステップＳ１０で隣接セルの通信使用量（積分値）の平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さいセルの数が１又は２個であるか否かを判別する。

隣接セルの通信使用量（積分値）の平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さいセルの数が１又は２個の場合には、自局を含む隣接する全セルの通信使用量が減少傾向であるとして、ステップＳ１１で平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さいセルの基地局の運用を停止し、残りのセルつまり平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が大きいセルの基地局に２つの送信アンテナによる２ＭＩＭＯ構成の送信を行うよう指示するＭＩＭＯ制御信号を生成し、全セルの基地局に送信する。その後、ステップＳ２に進む。上記残りのセルの基地局を２ＭＩＭＯ構成とするのは運用を停止した１セル又は２セルに在圏する加入者の移動局の分を残りのセルでカバーするためである。

ステップＳ１０で隣接セルの通信使用量（積分値）の平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さいセルの数が１又は２個以外の場合には、ステップＳ１２で隣接セルの通信使用量（積分値）の平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さいセルの数が３個であるとみなして、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さい３セルの基地局の運用を停止し、残り１つのセルの基地局に４つの送信アンテナによる４ＭＩＭＯ構成の送信を行うよう指示するＭＩＭＯ制御信号を生成し、全セルの基地局に送信する。その後、ステップＳ２に進む。上記残り１つのセルの基地局を４ＭＩＭＯ構成とするのは運用を停止した３セルに在圏する加入者の移動局の分をカバーするためである。

一方、ステップＳ２で隣接するセル数が４個を超える場合は図６のステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では隣接するセル同士をＮ＝４個のセル毎にグループ化する。すなわち図４の例では４つのグループにグループ化する。そして、ステップＳ１６で観測時間Ｔ_Ｏの間、全セルの通信使用量（データ転送量）をセル毎に観測時間Ｔ_Ｏだけ積分する。

次に、ステップＳ１７で全セルの通信使用量（積分値）の平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さいセルを探し、グループ内の４つのセルが全て、全セルの通信使用量（積分値）の平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さいセルとなったグループがあるか否かを判別する。

グループ内の４つのセルが全て平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さいセルとなるグループ（該当グループ）があれば、ステップＳ１８で該当グループの中で最も通信使用量（積分値）が大きいセルの運用を生かして、グループ通信使用量（積分値）が小さい３個のセルの運用を停止し、運用を生かしたセルの基地局に２つの送信アンテナによる２ＭＩＭＯ構成の送信を行うよう指示するＭＩＭＯ制御信号を生成する。これにより、運用を生かしたセルにより運用を停止した３個のセルをカバーさせる。その後、ステップＳ２に進む。このように、ステップＳ１３とは異なりステップＳ１８では、運用を生かしたセルの基地局を２ＭＩＭＯ構成としているのは、該当グループに隣接するグループから該当グループに在圏する移動局に対する送信を行うことができるからである。

なお、ステップＳ１７でグループ内の４つのセルが全て、全セルの通信使用量（積分値）の平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さいセルとなったグループがない場合にはステップＳ２に進む。

＜観測時間Ｔ_Ｏの設定＞
本実施形態では、図７に示す時刻０〜Ｔ_Ｏにおいて各セルの通信使用量を検出してセル毎に積分し、時刻Ｔ_Ｏにおいて図５及び図６のＭＩＭＯ設定処理を実行することで、時刻Ｔ_Ｏ〜２Ｔ_Ｏにおける各セルの基地局のＭＩＭＯ構成を設定する。同様に、時刻Ｔ_Ｏ〜２Ｔ_Ｏにおいて各セルの通信使用量を検出してセル毎に積分し、時刻２Ｔ_Ｏにおいて図５及び図６のＭＩＭＯ設定処理を実行して、時刻２Ｔ_Ｏ〜３Ｔ_Ｏにおける各セルの基地局のＭＩＭＯ構成を設定する。

ここで、観測時間Ｔ_Ｏが長いほど監視制御装置４では各セルの通信状況を正確に認識することができ、観測時間Ｔ_Ｏが短い場合は各セルの基地局の通信使用量にはバラツキが生じる。しかし、観測時間Ｔ_Ｏが長いほど現在の通信状況に応じた各セルの基地局の設定が遅れ、呼の急激な増減が発生した場合に柔軟に対応できないことになる。

図８に観測時間設定部１４による観測時間Ｔ_Ｏの設定処理の一実施形態のフローチャートを示す。つまり、図８の各ステップはＣＰＵ３１で実行される。この処理は一定時間経過する毎に実行される。図８において、ステップＳ２１で観測時間設定部１４はデータベース１０から隣接する各セルの基地局から通知された通信使用量を読み出し、隣接する各セルにおける通信使用量の変化を解析する。

そして、ステップＳ２２で隣接する各セルが急激な呼の発生が予想されるエリアであるか否かを判別する。急激な呼の発生が予想されるエリアとは、例えば映画館や劇場などのように一定時間毎に加入者数が変動したことが過去にあるエリアである。

ステップＳ２２で隣接する各セルが急激な呼の発生が予想されるエリアと判別された場合、ステップＳ２３で観測時間Ｔ_Ｏを所定の割合で短く設定する。一方、隣接する各セルが急激な呼の発生が予想されないエリアと判別された場合、ステップＳ２４で観測時間Ｔ_Ｏを所定の割合で長く設定する。

なお、図８のフローチャートによらず、管理作業員の操作により観測時間Ｔ_Ｏを設定しても良い。

＜オフセット値αの設定＞
本実施形態では隣接するセルの通信使用量（積分値）の平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量（積分値）が小さいセルを探している。オフセット値αの値が大きすぎる場合は図９（Ａ）に示すように、セル＃１〜＃４の通信使用量は全て平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも大きくなる。

これに対して、オフセット値αの値が適切である場合は図９（Ｂ）に示すように、平均値からオフセット値αだけ小さい値よりも通信使用量が小さいセル＃４を検出することができる。

図１０にオフセット設定部１５によるオフセット値αの設定処理の一実施形態のフローチャートを示す。つまり、図１０の各ステップはＣＰＵ３１で実行される。この処理は一定時間経過する毎に実行される。図１０において、ステップＳ３１でオフセット設定部１５はデータベース１０から隣接する各セルの基地局から通知された通信使用量と各セルの基地局のＭＩＭＯ構成情報を読み出し、隣接する各セルにおける通信使用量のバラツキ、つまり隣接する各セルにおける通信使用量の分散を解析する。

そして、ステップＳ３２で隣接する各セルにおける通信使用量のバラツキが大きいか、つまり、分散値が所定値より大きいか否かを判別する。隣接する各セルにおける通信使用量のバラツキが大きい場合、ステップＳ３３でバラツキの指標であるオフセット値αを所定の割合で大きく設定する。一方、隣接する各セルにおける通信使用量のバラツキが大きくないと判別された場合、ステップＳ３４でオフセット値αを所定の割合で小さく設定する。

これにより、通信使用量が大きく変化するようなエリア、例えば都市部などの昼間の通信使用量は多いが夜になると急激に減少するエリアでは、オフセット値αは比較的に大きくすることができる。特に、高次のＭＩＭＯ構成を使用している基地局では、オフセット値αの値を大きくして判断する必要がある。逆に田舎では、集会などによって一時的に通信使用量が増えるものの、ほぼ大きな差が発生しないようなエリアは、オフセット値αを小さめに設定することができる。

なお、図１０のフローチャートによらず、管理作業員の操作によりオフセット値αを設定しても良い。

＜グループ内単一セル運用切替え＞
ところで、図４において、例えば第１グループにグルーピングされたセルＧ１−１，Ｇ１−１，Ｇ１−３，Ｇ１−４について考える。図６のステップＳ１８の実行により、この第１グループでセルＧ１−１のみが運用され、セルＧ１−２，Ｇ１−３，Ｇ１−４の運用が停止され、セルＧ１−２，Ｇ１−３，Ｇ１−４におけるトラフィックはセルＧ１−１の基地局がカバーしている状態とする。

この場合、運用が停止されたセル（例えばセルＧ１−２）におけるトラフィックがセルＧ１−１のトラフィックより大きくなることもあるので、運用を行う単一のセルを、例えばＧ１−１，Ｇ１−２，Ｇ１−３，Ｇ１−４の順に一定時間間隔（一定時間は例えば数分から数１０分程度）で切替え、Ｇ１−４の次はＧ１−１に切替えて上記の一定時間間隔の切替えを続ける。これにより、全てのエリアを効率的にカバーすることができる。

図１１はグループ内単一セル運用切替え処理の一実施形態のフローチャートを示す。この処理は図６のステップＳ１８の実行された後に実行される。つまり、図１１の各ステップはＣＰＵ３１で実行される。図１１において、ステップＳ４１でグループｉ（なお、ｉは１以上の整数）においてセルｉ−ｊ（なお、ｊは１から４までの整数）のみを運用する。ステップＳ１８の実行当初においてはセルｉ−ｊにおけるｉ，ｊはステップＳ１８で設定される。

次に、ステップＳ４２で一定時間経過したか否かを判別し、一定時間経過した場合にはステップＳ４３に進み、ｊの値を１だけインクリメントする。その後、ステップＳ４４でｊの値が４を超えるか否かを判別し、ｊの値が４を超える場合にはステップＳ４５でｊの値を１にする。ステップＳ４５の実行後、又は、ステップＳ４４でｊの値が４以下であればステップＳ４１に進む。

本実施形態によれば、通信使用量の少ない基地局を探し、その基地局の運用を停止し、停止した基地局の分を運用している基地局でカバーすることにより、周波数の有効利用を図ると共に、移動通信システム全体の消費電力を削減することができる。
（付記１）
複数の基地局それぞれが形成するセル内で前記基地局と移動局との間をＭＩＭＯ空間多重方式により通信を行う移動通信システム運用方法であって、
隣接する複数セルにおいて基準値より通信使用量が小さいセルの運用を停止し、前記隣接する複数セルにおいて前記基準値より通信使用量が大きいセルは複数のアンテナで送信を行う高次のＭＩＭＯ構成で運用する
ことを特徴とする移動通信システム運用方法。
（付記２）
付記１記載の移動通信システム運用方法において、
前記隣接する複数セルの通信使用量の合計が所定値以下である場合に、前記隣接する複数セルの通信使用量の平均値に基づいた前記基準値より通信使用量が小さいセルの運用を停止する
ことを特徴とする移動通信システム運用方法。
（付記３）
付記２記載の移動通信システム運用方法において、
前記基準値より通信使用量が小さく運用を停止するセルの数が多いほど、前記基準値より通信使用量が大きいセルは多くのアンテナで送信を行うようＭＩＭＯ構成の次数を大きくする
ことを特徴とする移動通信システム運用方法。
（付記４）
付記３記載の移動通信システム運用方法において、
前記隣接する複数セルのセル数が所定数を超える場合、前記所定数のセル毎にグループ化を行い、
グループ内の全てのセルの通信使用量が前記基準値より小さい場合は、前記グループ内の１つのセルは複数のアンテナで送信を行う高次のＭＩＭＯ構成で運用する
ことを特徴とする移動通信システム運用方法。
（付記５）
複数の基地局それぞれが形成するセル内で前記基地局と移動局との間をＭＩＭＯ空間多重方式により通信を行う移動通信システムの制御監視装置であって、
前記複数のセルの基地局から通信使用量を収集する収集手段と、
隣接する複数セルにおいて基準値より通信使用量が小さいセルの運用を停止させ、前記隣接する複数セルにおいて前記基準値より通信使用量が大きいセルは複数のアンテナで送信を行う高次のＭＩＭＯ構成の運用とする制御手段と、
を有することを特徴とする制御監視装置。
（付記６）
付記５記載の制御監視装置において、
前記制御手段は、前記隣接する複数セルの通信使用量の合計が所定値以下である場合に、前記隣接する複数セルの通信使用量の平均値に基づいた前記基準値より通信使用量が小さいセルの運用を停止する
ことを特徴とする制御監視装置。
（付記７）
付記６記載の制御監視装置において、
前記制御手段は、前記基準値より通信使用量が小さく運用を停止するセルの数が多いほど、前記基準値より通信使用量が大きいセルのＭＩＭＯ構成の次数を大きくする
ことを特徴とする制御監視装置。
（付記８）
付記７記載の制御監視装置において、
前記制御手段は、前記隣接する複数セルのセル数が所定数を超える場合、前記所定数のセル毎にグループ化を行うグループ化手段と、
グループ内の全てのセルの通信使用量が前記基準値より小さい場合は、前記グループ内の１つのセルを高次のＭＩＭＯ構成で運用するグループ内制御手段を
有することを特徴とする制御監視装置。
（付記９）
付記４記載の移動通信システム運用方法において、
前記隣接する複数セルの通信使用量の合計が所定値以上である場合に、前記隣接する複数セルそれぞれは前記通信使用量の合計に基づいた高次のＭＩＭＯ構成で運用する
ことを特徴とする移動通信システム運用方法。
（付記１０）
付記８記載の制御監視装置において、
前記隣接する複数セルの通信使用量の合計が所定値以上である場合に、前記隣接する複数セルそれぞれは前記通信使用量の合計に基づいた高次のＭＩＭＯ構成で運用する
ことを特徴とする制御監視装置。
（付記１１）
付記１０記載の制御監視装置において、
前記グループ内制御手段は、前記グループ内で高次のＭＩＭＯ構成で運用する１つのセルを一定時間間隔で順次切替える
ことを特徴とする制御監視装置。
（付記１２）
付記１１記載の制御監視装置において、
前記通信使用量は、データ転送量又は通話加入者数を所定時間だけ積分した値であり、
前記基準値は、前記隣接する複数セルの通信使用量の平均値からオフセット値を減じた値である
ことを特徴とする制御監視装置。
（付記１３）
付記１２記載の制御監視装置において、
前記データ転送量又は通話加入者数を積分する所定時間を設定する時間設定手段を
有することを特徴とする制御監視装置。
（付記１４）
付記１３記載の制御監視装置において、
前記オフセット値を設定するオフセット設定手段を
有することを特徴とする制御監視装置。

１ ネットワーク
２ ゲートウェイ
３−１〜３−ｎ 基地局
４ 監視制御装置
５ 移動局
１０ データベース
１１ 積分器
１２ 演算器
１３ 制御処理部
１４ 観測時間設定部
１５ オフセット設定部
２０ 基地局装置
２１ データ送受信部
２２ データ分配部
２３ 変調・増幅部
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ 送信アンテナ
２５ａ，２５ｂ 受信アンテナ
２６ 復調・増幅部
３１，４１ ＣＰＵ
３２，４２ メモリ
３３ 入力装置
３４ 表示装置
３５，４３ インタフェース回路
３６ ハードディスク装置
４４ 変調・増幅回路
４５ 復調・増幅回路

Claims (4)

1. 複数の基地局それぞれが形成するセル内で前記基地局と移動局との間をＭＩＭＯ空間多重方式により通信を行う移動通信システム運用方法であって、
   隣接する複数セルにおいて基準値より通信使用量が小さいセルの運用を停止し、前記隣接する複数セルにおいて前記基準値より通信使用量が大きいセルは複数のアンテナで送信を行う高次のＭＩＭＯ構成で運用し、
   前記隣接する複数セルの通信使用量の合計が所定値以下である場合に、前記隣接する複数セルの通信使用量の平均値に基づいた前記基準値より通信使用量が小さいセルの運用を停止し、
   前記基準値より通信使用量が小さく運用を停止するセルの数が多いほど、前記基準値より通信使用量が大きいセルは多くのアンテナで送信を行うようＭＩＭＯ構成の次数を大きくし、
   前記隣接する複数セルのセル数が所定数を超える場合、前記所定数のセル毎にグループ化を行い、
   グループ内の全てのセルの通信使用量が前記基準値より小さい場合は、前記グループ内の１つのセルは複数のアンテナで送信を行う高次のＭＩＭＯ構成で運用する
   ことを特徴とする移動通信システム運用方法。
2. 請求項１記載の移動通信システム運用方法において、
   前記隣接する複数セルの通信使用量の合計が所定値以上である場合に、前記隣接する複数セルそれぞれは前記通信使用量の合計に基づいた高次のＭＩＭＯ構成で運用する
   ことを特徴とする移動通信システム運用方法。
3. 複数の基地局それぞれが形成するセル内で前記基地局と移動局との間をＭＩＭＯ空間多重方式により通信を行う移動通信システムの制御監視装置であって、
   前記複数のセルの基地局から通信使用量を収集する収集手段と、
   隣接する複数セルにおいて基準値より通信使用量が小さいセルの運用を停止させ、前記隣接する複数セルにおいて前記基準値より通信使用量が大きいセルは複数のアンテナで送信を行う高次のＭＩＭＯ構成の運用とする制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記隣接する複数セルの通信使用量の合計が所定値以下である場合に、前記隣接する複数セルの通信使用量の平均値に基づいた前記基準値より通信使用量が小さいセルの運用を停止し、
   また、前記制御手段は、前記基準値より通信使用量が小さく運用を停止するセルの数が多いほど、前記基準値より通信使用量が大きいセルは多くのアンテナで送信を行うようＭＩＭＯ構成の次数を大きくし、
   更に、前記制御手段は、前記隣接する複数セルのセル数が所定数を超える場合、前記所定数のセル毎にグループ化を行うグループ化手段と、
   グループ内の全てのセルの通信使用量が前記基準値より小さい場合は、前記グループ内の１つのセルは複数のアンテナで送信を行う高次のＭＩＭＯ構成で運用するグループ内制御手段を
   有することを特徴とする制御監視装置。
4. 請求項３記載の制御監視装置において、
   前記制御手段は、前記隣接する複数セルの通信使用量の合計が所定値以上である場合に、前記隣接する複数セルそれぞれを前記通信使用量の合計に基づいた高次のＭＩＭＯ構成で運用する
   ことを特徴とする制御監視装置。

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