JP5787359B2 - 無線通信システム、無線基地局装置、及びこれらの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は無線通信システム、無線基地局装置、及びこれらの制御方法に関し、特に省電力化が可能な無線通信システム、無線基地局装置、及びこれらの制御方法に関する。

近年、無線基地局装置の消費電力を削減する技術が注目を集めている。特許文献１には無線基地局装置の省電力化に関する技術が開示されている。図１５は特許文献１にかかる無線基地局装置を説明するための図である。図１５において、無線基地局装置１００は、ネットワーク１６０との間で信号１７０を送受信する制御部１２０、この制御部１２０と送受信信号１７１＿１〜１７１＿５をそれぞれ送受信する信号処理部１３０＿１〜１３０＿５を有する。また、これらの信号処理部との間で送受信した送受信信号１７２＿１〜１７２＿５をアンテナ１５０を経由して移動端末と送受信する送受信部１４０を有する。制御部１２０は、それぞれ、制御信号１８１＿１〜１８１＿５を送受信することにより信号処理部１３０＿１〜１３０＿５を制御し、制御信号１８２で送受信部１４０を制御する。また、制御部１２０は端末数推定部１１０と接続されており、信号１８０を用いて端末数の推定値を取得している。

そして、図１５に示す無線基地局装置では、端末数推定部１１０がサービスエリアに在圏する移動端末数を移動端末の位置登録数、移動端末からのアクセス要求メッセージ数、又は移動端末への着信通知メッセージ数に基づき推定している。そして、制御部１２０が移動端末推定数に基づき不要な信号処理部１３０＿１〜１３０＿５の電源をオフにしている。

特開２００３−３４７９８５号公報

しかしながら、背景技術にかかる無線基地局装置は、無線基地局装置の配下に通信中のユーザ装置がない場合でも、パイロット情報を連続送信している。このため、無線基地局装置は下り方向の無線送信を中断することができず、常に電力を消費している。

本発明の目的は、無線基地局装置の消費電力を低減することが可能な無線通信システム、無線基地局装置、及びこれらの制御方法を提供することである。

本発明にかかる無線通信システムは、ユーザ装置と、当該ユーザ装置と無線通信を行う無線基地局装置とを有する。前記無線基地局装置は、当該無線基地局装置のサービスエリア内に在圏する前記ユーザ装置の通信状態を監視し、通信中の前記ユーザ装置がない場合は、前記無線基地局装置から前記ユーザ装置に送信する信号を間欠送信する。

また、本発明にかかる、ユーザ装置と無線通信を行う無線基地局装置は、無線基地局装置のサービスエリア内に在圏する前記ユーザ装置の通信状態を監視し、通信中の前記ユーザ装置がない場合は、前記無線基地局装置から前記ユーザ装置に送信する信号を間欠送信する。

また、本発明にかかる、ユーザ装置と当該ユーザ装置と無線通信を行う無線基地局装置とを有する無線通信システムの制御方法は、前記無線基地局装置のサービスエリア内に在圏する前記ユーザ装置の通信状態を監視し、通信中の前記ユーザ装置がない場合は、前記無線基地局装置から前記ユーザ装置に送信する信号を間欠送信し、前記間欠送信された信号を受信する。

また、本発明にかかる無線基地局装置の制御方法は、前記無線基地局装置のサービスエリア内に在圏するユーザ装置の通信状態を監視し、通信中の前記ユーザ装置がない場合は、前記無線基地局装置から前記ユーザ装置に送信する信号を間欠送信する。

本発明により、無線基地局装置の消費電力を低減することが可能な無線通信システム、無線基地局装置、及びこれらの制御方法を提供することができる。

実施の形態１にかかる無線通信システムを示す図である。 実施の形態１にかかる無線通信システムを構成する無線基地局装置の動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２にかかる無線通信システムを示す図である。 実施の形態３にかかる無線通信システムを示す図である。 一定間隔で間欠送信する場合の間欠送信の例を示す図である。 ランダム間隔で間欠送信する場合の間欠送信の例を示す図である。 実施の形態４にかかる無線通信システムを示す図である。 実施の形態４にかかる無線通信システムを構成する無線基地局装置の動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態５にかかる無線通信システムを示す図である。 実施の形態５にかかる無線通信システムの動作を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は、同期情報（ＳＣＨ）／共通パイロット情報（ＣＰＩＣＨ）を送信するタイミングを示す図である。（ｂ）は、報知情報（Ｐ−ＣＣＰＣＨ、Ｓ−ＣＣＰＣＨ）／ページング情報（ＰＩＣＨ）を送信するタイミングを示す図である。 アップリンクの場合のＬＴＥシステムの論理チャネルとトランスポートチャネルを示す図である。 ダウンリンクの場合のＬＴＥシステムの論理チャネルとトランスポートチャネルを示す図である。 下り信号を間引いた場合の例を示す図である（下り信号を一定期間停止した場合）。 下り信号を間引いた場合の例を示す図である（下り信号の周波数帯域を制限した場合）。 Ｗ−ＣＤＭＡの場合のシステム構成を示す図である。 ＬＴＥの場合のシステム構成を示す図である。 背景技術にかかる無線基地局装置を示す図である。

実施の形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施の形態にかかる無線通信システムを説明するための図である。本実施の形態にかかる無線通信システムは、ユーザ装置２と、当該ユーザ装置２と無線通信を行う無線基地局装置１とを有する。

無線基地局装置１は、当該無線基地局装置１のサービスエリア内に在圏するユーザ装置２の通信状態を監視する。また、無線基地局装置１は、通信中のユーザ装置２がない場合は、無線基地局装置１からユーザ装置２に送信する信号を間欠送信する。この場合、ユーザ装置に送信する信号は例えばＷ−ＣＤＭＡ方式の場合は、パイロットチャネル、シンクチャネルなどの下りの共通チャネルである。ここで、通信中とは無線基地局装置１とユーザ装置２が通話やデータ通信を行っている状態をいう。また、間欠送信とは、通常の送信と比べて出力電力が減少するように信号を間引いて送信する方法である。例えば、無線基地局装置の信号送信間隔を空ける（広げる）、無線基地局装置が使用する周波数帯域を制限する（絞り込む）等の方法により行うことができる。なお、無線基地局装置の送信信号間隔を空け、かつ、無線基地局装置が使用する周波数帯域を制限することもできる。
ユーザ装置２は、無線基地局装置１と無線通信をすることができる端末であり、一つの無線基地局装置のサービスエリア内に複数存在してもよい。

次に、本実施の形態にかかる無線通信システムを構成する無線基地局装置１の動作について図２を用いて説明する。
まず、無線基地局装置１を起動する（Ｓ１）。無線基地局装置１が起動すると、無線基地局装置１は下り無線送信を開始する（Ｓ２）。そして、無線基地局装置１は無線基地局装置１の配下（サービスエリア内）に通信中のユーザ装置２があるか否かを判断する（Ｓ３）。無線基地局装置１の配下に通信中のユーザ装置２がある場合は、下り連続送信を行う（Ｓ４）。一方、無線基地局装置１の配下に通信中のユーザ装置２がない場合は、下り間欠送信を行う（Ｓ５）。

無線基地局装置１は通信中のユーザ装置２が存在するか否かを一定の間隔で監視し、通信中のユーザ装置２が存在する場合は下り連続送信を行い、通信中のユーザ装置が存在しない場合は下り間欠送信を行うという動作を繰り返す。
下り間欠送信をする場合は、図５Ａに示すように、信号を一定間隔で送信してもよいし、図５Ｂに示すように信号をランダム間隔で送信してもよい。

本実施の形態にかかる無線通信システムでは、無線基地局装置の配下に通信中のユーザ装置が無い場合、無線基地局装置が下り間欠送信をしているので、無線基地局装置の送信電力を抑えることができる。なお、在圏中のユーザ装置は、無線基地局装置の間欠送信により多少の無線障害の影響を受ける可能性はあるが、在圏状態は継続することができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。図３は本実施の形態にかかる無線通信システムを説明するための図である。本実施の形態にかかる無線通信システムも実施の形態１と同様に、ユーザ装置２と、当該ユーザ装置２と無線通信を行う無線基地局装置１とを有する。無線基地局装置１は、当該無線基地局装置のサービスエリア内に在圏するユーザ装置２の通信状態を監視する。また、無線基地局装置１は、通信中のユーザ装置２がない場合は、無線基地局装置１からユーザ装置２に送信する信号を間欠送信する。

本実施の形態では、無線基地局装置１は制御部４と通信部５を有する。制御部４は、通信中のユーザ装置２がない場合は、無線基地局装置１からユーザ装置２に送信する信号を間欠送信するように通信部５を制御する。また、通信部５は、制御部４からの制御に基づき、信号を間欠送信する。

尚、本実施の形態にかかる無線通信システムを構成する無線基地局装置１の動作については、図２で示した動作と同様であるので説明を省略する。また、本実施の形態においても、下り間欠送信をする場合は、図５Ａに示すように、信号を一定間隔で送信してもよいし、図５Ｂに示すように信号をランダム間隔で送信してもよい。

本実施の形態にかかる無線通信システムにおいても、無線基地局装置１の配下に通信中のユーザ装置が無い場合、無線基地局装置１が下り間欠送信をしているので、無線基地局装置１の送信電力を抑えることができる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３として、本発明にかかる無線通信システムをＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）のネットワーク、またはＬＴＥ（Long Term Evolution）のネットワークに適用した場合について説明する。

本実施の形態にかかる無線通信システムを図４に示す。本実施の形態にかかる無線通信システムは、実施の形態１と同様に無線基地局装置１とユーザ装置２を有する。無線基地局装置１は、監視部３、制御部４、通信部５を有する。無線基地局装置の監視部３は、在圏するユーザ装置の状態を監視し、監視結果を制御部４に出力する。具体的には、監視部３は個別チャネル（ＤＣＨ（Dedicated Channel）、トランスポートチャネル）を監視する。ここで、監視部３が監視するチャネルは個別チャネルだけではなく、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）であってもよい。ランダムアクセスチャネルとは、ユーザ装置２から無線基地局装置１に対する通信の要求を送るチャネルである。

制御部４は、監視部３からの監視結果が通信中の在圏ユーザ装置２がないことを示す場合に、通信部５が送信する信号を間欠送信するように通信部５を制御する。
通信部５は、制御部４からの制御信号に基づきユーザ装置２に対して間欠送信を行う。間欠送信の対象は、パイロットチャネル、シンクチャネル（同期チャネル）を含む下り共通チャネルである。具体的には、ＣＰＩＣＨ（Common Pilot Channel）やＳＣＨ（Synchronization Channel）である。

尚、本実施の形態にかかる無線通信システムを構成する無線基地局装置１の動作については、図２で示した動作と同様であるので説明を省略する。また、本実施の形態においても、下り間欠送信をする場合は、図５Ａに示すように、信号を一定間隔で送信してもよいし、図５Ｂに示すように信号をランダム間隔で送信してもよい。

本実施の形態にかかる無線通信システムにおいても、無線基地局装置１の配下に通信中のユーザ装置が無い場合、無線基地局装置１が下り間欠送信をしているので、無線基地局装置１の送信電力を抑えることができる。

実施の形態４．
次に、実施の形態４にかかる無線通信システムについて説明する。本実施の形態にかかる無線通信システムの構成は実施の形態３にかかる無線通信システムと基本的には同様である。実施の形態３にかかる無線通信システムと異なる点は、無線基地局装置１が報知部６を有し、ユーザ装置２が復号部９を有する点である。

本実施の形態にかかる無線通信システムを図６に示す。図６において、無線基地局装置の監視部３は、在圏ユーザ装置２の状況を監視する。また、制御部４は通信中の在圏ユーザ装置がない場合に間欠送信をするように通信部５に命令する。

報知部６は、報知情報を生成する。報知情報には、ユーザ装置に送信する信号の間引き周期やタイミングに関する情報が含まれる。報知情報の一例として、ＭＩＢやＳＩＢがある。ＭＩＢ（Master Information Block）はスケジュール情報であり、下りの送信帯域や送信周期をユーザ装置に知らせるものである。ＳＩＢ（System Information Block）は端末への接続に必要な情報を含む。無線基地局装置１の通信部５は、制御部４の命令により間欠送信を行うと共に、報知部６で生成された報知情報をユーザ装置へ送信する。

ユーザ装置２の通信部７は、無線基地局装置１からの間欠送信および報知情報を受信する。ユーザ装置２の復号部９は、受信した報知情報を復号化する。そして、ユーザ装置２の制御部８は、復号化した報知情報に基づくタイミングで無線基地局装置１からの間欠信号を受信するように通信部７に命令する。

次に、本実施の形態にかかる無線通信システムを構成する無線基地局装置の動作について図７を用いて説明する。
まず、無線基地局装置１を起動する（Ｓ１１）。無線基地局装置１が起動すると、無線基地局装置１は下り無線送信を開始する（Ｓ１２）。そして、無線基地局装置１の監視部３は無線基地局装置１の配下に通信中のユーザ装置２があるか否かを判断する（Ｓ１３）。無線基地局装置１の配下に通信中のユーザ装置２があると監視部３が判断した場合、制御部４は連続送信をするように通信部５に命令する。通信部５は制御部４の命令に基づき下り連続送信を行う（Ｓ１４）。

一方、無線基地局装置１の配下に通信中のユーザ装置２がないと監視部３が判断した場合、制御部４は間欠送信をするように通信部５に命令する。通信部５は制御部４の命令に基づき下り間欠送信を行う（Ｓ１５）。また、報知部６は、報知情報を生成し、当該報知情報をユーザ装置２に送信し、下り間欠送信のタイミングをユーザ装置２に報知する（Ｓ１６）。

無線基地局装置１は通信中のユーザ装置２が存在するか否かを一定の間隔で監視し、通信中のユーザ装置２が存在する場合は下り連続送信を行い、通信中のユーザ装置が存在しない場合は下り間欠送信と下り間欠送信タイミングの報知を行うという動作を繰り返す。

本実施の形態にかかる無線通信システムでは、無線基地局装置の配下に通信中のユーザ装置が無い場合、無線基地局装置とユーザ装置とが同期して下り間欠送受信しているので、無線基地局装置及びユーザ装置の送受信電力を抑えることができる。
尚、本実施の形態においても、下り間欠送信をする場合は、図５Ａに示すように、信号を一定間隔で送信してもよいし、図５Ｂに示すように信号をランダム間隔で送信してもよい。

実施の形態５．
次に、実施の形態５にかかる無線通信システムについて説明する。本実施の形態にかかる無線通信システムの構成は実施の形態３にかかる無線通信システムと基本的に同様である。実施の形態３と異なる点は、無線基地局装置１が設定部１０を有し、ユーザ装置２が検出部１１を有する点である。

本実施の形態にかかる無線通信システムを図８に示す。図８において、無線基地局装置１の監視部３は、在圏ユーザ装置２の状況を監視する。また、制御部４は通信中の在圏ユーザ装置がない場合に間欠送信を通信部５に命令する。無線基地局装置１の設定部１０は、所定の拡散符号を通信部５に指示する。無線基地局装置１の通信部５は、拡散符号を用いて事前に決定された周期でユーザ装置２と同期して、下り間欠信号の送信タイミング情報である報知情報をユーザ装置２に送信する。

ここで、所定の拡散符号としては、例えば一つ又は複数の特定のＳＳＣ（Secondary Synchronization Code）、または、一つ又は複数の特定のScrambling Code Groupとしてもよい。所定の拡散符号（フェムト用拡散符号(例えばScrambling Code)）は、「３ＧＰＰ仕様書、TS25.213 v3.9.0(2003-12) Technical Specification 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Spreading and modulation(FDD)(Release 1999) 、5.2.3.2 Code allocation of SSC(Secondary Synchronization Code)」に記載されている。

ユーザ装置２の通信部７は、無線基地局装置１からの信号を受信する。ユーザ装置２の検出部１１は所定の拡散符号を検出し、当該拡散符号を検出したことをユーザ装置２の制御部８に通知する。ユーザ装置２の制御部８は、所定の拡散符号を検出した場合、システムとして事前に決定された周期で無線基地局装置１と同期して、報知情報を間欠受信するように通信部７に命令する。ユーザ装置２の通信部７は制御部８の命令に従い無線基地局装置１からの信号を間欠受信する。

次に、本実施の形態にかかる無線通信システムの動作について図９を用いて説明する。まず、無線基地局装置１はユーザ装置２のサーチを開始する（Ｓ２１）。ユーザ装置２は、無線基地局装置１からの信号を受信し、ユーザ装置２の検出部１１は当該信号が所定の拡散符号であるかを判断する（Ｓ２２）。ユーザ装置２の検出部１１が所定の拡散符号ではないと判断した場合は、下り連続受信をする（Ｓ２３）。ユーザ装置２の検出部１１が所定の拡散符号であると判断した場合は、事前に決定された周期で無線基地局装置１と同期して、下り間欠受信する（Ｓ２４）。

本実施の形態にかかる無線通信システムでは、無線基地局装置が所定の拡散符号を送信し、ユーザ装置が当該拡散符号を検出しているので、より早くに所定の無線基地局装置（例えばフェムト無線基地局装置）であることを、ユーザ装置が認識できる。また、本実施の形態にかかる無線通信システムにより、無線基地局装置とユーザ装置間の情報伝達の欠損を防止することができる。

実施の形態６．
次に、実施の形態６にかかる無線通信システムについて説明する。本実施の形態にかかる無線通信システムの構成は他の実施の形態と基本的に同様である。本実施の形態では、図１０に示すように、無線基地局装置が報知情報／ページング情報を送信する前に、同期情報／共通パイロット情報を一定期間プリアンブル送信している。

図１０（ａ）は、同期情報（ＳＣＨ）／共通パイロット情報（ＣＰＩＣＨ）を送信するタイミングを示す図である。また、図１０（ｂ）は、報知情報（Ｐ−ＣＣＰＣＨ、Ｓ−ＣＣＰＣＨ）／ページング情報（ＰＩＣＨ）を送信するタイミングを示す図である。図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態にかかる無線通信システムの無線基地局装置は、同期情報（ＳＣＨ）／共通パイロット情報（ＣＰＩＣＨ）を送信するタイミングを、報知情報（Ｐ−ＣＣＰＣＨ、Ｓ−ＣＣＰＣＨ）／ページング情報（ＰＩＣＨ）を送信するタイミングよりも早くしている（プリアンブル送信）。

ユーザ装置は同期情報（ＳＣＨ）／共通パイロット情報（ＣＰＩＣＨ）のプリアンブル送信を受信すると、データ送信開始を検知する。すなわち、ユーザ装置は所定の無線基地局装置に在圏する装置であることをより早くに検知することができる。例えば、ユーザ装置が共通パイロット情報は受信できたが、受信前後の所定の時間帯において報知信号を受信できない場合に、共通パイロット情報の送信元の無線基地局装置が省電力モードであることを認識することができる。

本実施の形態にかかる無線通信システムにより、ユーザ装置における下り方向の同期補正の精度を向上することができ、同期外れを防止することができる。

実施の形態７．
次に、実施の形態７にかかる無線通信システムについて説明する。本実施の形態にかかる無線通信システムの構成も他の実施の形態と基本的に同様である。本実施の形態では、無線基地局装置が、（１）報知情報として無線基地局装置の種別等を含めて送信している点、（２）共通パイロット情報（ＣＰＩＣＨ）に間欠送信の開始を示すフラグを追加している点が、他の実施の形態と異なる。

（１）報知情報として無線基地局装置の種別等を含めて送信する場合
本実施の形態にかかる無線通信システムでは、無線基地局装置が、報知情報に無線基地局装置の種別または無線基地局装置のセルを識別する識別情報を含めて送信することもできる。ここで、報知情報とは、例えば、ＭＩＢ(Management Information Block)である。また識別情報とは、例えば、所定のＣＳＧＩＤ(Closed subscriber group Cell ID)である。ＣＳＧＩＤとは、マクロセル、マイクロセル、フェムトセルといった無線基地局装置のセル種別や、無線基地局装置の種類を識別する識別情報である。

そして、ユーザ装置は報知情報を受信し、受信した報知情報に上記識別情報が含まれているかどうかを判断する。上記識別情報が含まれている場合、ユーザ装置は間欠受信を開始する。

（２）共通パイロット情報に間欠送信の開始を示すフラグを追加する場合
また、本実施の形態にかかる無線通信システムでは、共通パイロット情報に無線基地局装置が間欠送信を開始することを示すフラグを追加して送信することもできる。ユーザ装置は共通パイロット情報を受信し、受信した共通パイロット情報に無線基地局装置が間欠送信を開始することを示すフラグが含まれているかどうかを判断する。間欠送信を開始することを示すフラグが含まれている場合、ユーザ装置は間欠受信を開始する。

実施の形態８．
次に、実施の形態８にかかる無線通信システムについて説明する。本実施の形態にかかる無線通信システムでは、本実施の形態にかかる無線通信システムをＥｖｏｌｖｅｄ ＨＳＰＡ（High Speed Packet Access）のネットワークまたはＬＴＥ（Long Term Evolution）のネットワークに適用している。これらのネットワークでは、ＲＮＣ（Radio Network Controller）がノードＢに縮退されたＦｌａｔ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅの形態をとることが可能である。なお、本実施の形態にかかる無線通信システムの構成も基本的には図４と同様である。

本実施の形態にかかる無線通信システムを構成する無線基地局装置の監視部は、個別チャネルまたはランダムアクセスチャネルに基づいて、ユーザ装置との通信の有無を判断する。

個別チャネルで判断する場合は、例えばＤＣＣＨ／ＤＴＣＨで判断する。つまり、一定期間ＤＣＣＨ（Dedicated Control Channel）、もしくは、ＤＴＣＨ（Dedicated Traffic Channel）を使用したデータの送受信を行っていない場合、無線基地局装置の監視部はユーザ装置との通信が無いと判断することができる。なお、ＬＴＥシステムでは、図１１Ａ及びＢに示すように、論理チャネルであるＤＣＣＨ／ＤＴＣＨは、トランスポートチャネルであるＵＬ−ＳＣＨ（UpLink-Shared Channel）またはＤＬ−ＳＣＨ（DownLink-Shared Channel）を介して転送される。

また、個別チャネル以外で判断する場合は、次のようにして判断する。ユーザ装置から物理チャネルであるＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）を使用したＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｅａｍｂｌｅ（初期接続、ハンドオーバー時の接続に使用）を一定期間受信していない場合、もしくは、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｅａｍｂｌｅの受信に伴う接続処理を行っていない場合、無線基地局装置の監視部はユーザ装置との通信が無いと判断する。

本実施の形態にかかる無線通信システムを構成する無線基地局装置１の監視部３は、上記手法によりユーザ装置との通信の有無を判断する。そして、制御部４は、監視部３からの監視結果が通信中の在圏ユーザ装置がないことを示す場合に、通信部５が送信する信号を間引くように通信部５に対して命令をする。通信部５は、制御部４からの制御信号に基づき信号の間引きを実施する。

下り信号を間引く場合は、例えば、一定期間、全ての信号を停止する。これにより、時間軸上で下り信号を間引くことができる。この時、同期用信号であるＳＳ（Synchronization Signal）やユーザ装置（ＵＥともいう）がセルを識別するために必要となるＤＬ ＲＳ（DownLink Reference Signal）も停止する。ここで、一定期間とは、特定の周期であり、例えば１秒周期で送信／停止を繰り返してもよい。また、ランダムのタイミングで複数のサブフレームを間引いてもよい。図１２は、一定期間、下り信号を間引いた場合の例を示す図である。図１２において横軸は時間であり、縦軸は周波数である。図１２では、下り信号のサブフレームを一定期間、全て停止している。このように、一定期間下り信号を間引くことで、無線基地局装置の省電力化を図ることができる。

実施の形態９．
次に、実施の形態９にかかる無線通信システムについて説明する。本実施の形態にかかる無線通信システムの構成は実施の形態８にかかる無線通信システムと基本的に同様であるが、下り送信信号の間引き方が実施の形態８と異なる。

本実施の形態では、送信信号のうち特定の信号を間引いている。これにより、周波数軸上で間引くことができる。具体的には、同期用信号であるＳＳやユーザ装置識別用のＤＬ ＲＳ、また、ＢＣＨ（Broadcast Channel）、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）を用いてＵＥに通知する報知情報（System Information)のような必要な信号は送信を維持し、それ以外のユーザデータを停止する。

この際、ＳＳ、ＢＣＨは全システム帯域の中央６ＲＢ（Resource Block）を使用して送信することが標準化で定義されている。このため、その他の信号である、ＤＬ ＲＳ、ＰＤＳＣＨ（報知情報用）も出来る限り中央のＲＢを使用して送信することで、無線部で送信する信号の帯域幅を小さくすることができ、省電力化を図ることができる。図１３は、サブフレーム間において送信帯域を抑制している状態を示す図である。図１３に示すように、サブフレームに存在するＤＬ ＲＳ、ＰＤＳＣＨ（報知情報用）は、中央のＲＢを使用して送信されている。

尚、ＲＢおよびＰＤＳＣＨで使用する周波数帯域幅を狭めることで省電力化を図る手法は、ＵＥが１台も存在しない場合だけではなく、ＵＥ数が少ないときにも用いることができる。また、実施の形態８および実施の形態９において、時間軸上での間引き方と周波数軸上での間引き方を別々に説明したが、両者を組み合わせて周波数軸上及び時間軸上の両方で間引いてもよい。

実施の形態１０．
次に実施の形態１０について説明する。実施の形態１０では、ユーザ装置（ＵＥ）に対して無線基地局装置（ｅＮＢ）が省電力モードであることを通知する場合について説明する。実施の形態９では、ＰＤＳＣＨで送信する報知情報を出来る限り中央のＲＢへ寄せることで、通信部で送信する電波の周波数帯域幅を狭くし、省電力化を図った。このような場合、ＵＥでＰＤＳＣＨをデコードするために必要な情報が通知されるＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）も同じ帯域幅に狭める必要がある。

しかし、例えば２０ＭＨｚの帯域幅で送信中の無線基地局装置（ｅＮＢ）が、任意のタイミングで省電力化のために５ＭＨｚの帯域幅で送信するように変更したとしても、ＵＥにその変化を認識させることはできず、ＵＥにおいてＰＤＣＣＨを正常に受信することができない可能性がある。そこで、ＰＤＣＣＨ無しで受信可能な以下の２つの信号のいずれかを用いることで、ＵＥに対して無線基地局装置（ｅＮＢ）が省電力モードであること、つまり、帯域幅を制限して送信中であることを通知することができる。

まず、省電力モードを示す信号シーケンス（Downlink Reference Signal）を新たに定義し、この信号を用いることで、ＵＥに対して無線基地局装置（ｅＮＢ）が省電力モードであることを通知することができる。現在定義されている、セル全体用、ＭＢＳＦＮセル用、個別ユーザ用の３種類の信号に加えて、省電力モードを示す信号シーケンスを追加する。この信号シーケンスでは、省電力モードであることに加えて、現在の抑制帯域幅（例えば、１．４ＭＨｚや３ＭＨｚなどを示す情報）をＵＥへ通知することができる。この際、抑制後の帯域における中央の周波数と、抑制前の帯域における中央の周波数を同一にすると取り決めをすることで、ＵＥはどこの周波数に集約されたかを判断することができる。

また、ＢＣＨで通知されるＭＩＢ（Master Information Block）に情報要素を追加することで、ＵＥに対して無線基地局装置（ｅＮＢ）が省電力モードであることを通知することができる。すなわち、ＭＩＢに、省電力モードを示すフラグ（Ｆｌａｇ）を追加する。ＭＩＢは、もともと無線基地局装置（ｅＮＢ）が提供する全システム帯域を示す情報要素（dl-Bandwidth）を有するため、これと省電力モードを示すフラグを組み合わせることで、ＵＥに対して無線基地局装置（ｅＮＢ）が省電力モードであるか否かを通知することができる。例えば、「省電力モードＦｌａｇ＝Ｆａｌｓｅ、dl-Bandwidth=n100、20MHzを使用して通常のサービスを提供」、「省電力モードＦｌａｇ＝Ｔｒｕｅ、dl-Bandwidth=n6、省電力モード、システム帯域を１．４ＭＨｚに抑制中」という情報をＵＥに通知することで、無線基地局装置（ｅＮＢ）が省電力モードであるか否かを通知することができる。

実施の形態１１．
次に、実施の形態１１について説明する。上記実施の形態では、無線基地局装置の下り送信信号を間引く際に、無線基地局装置が判断していた。本実施の形態では、上位ノードからの命令に基づき間引き処理をするか否かを判断している。

図１４Ａ及びＢは本実施の形態にかかる無線通信システムのシステム構成を説明するための図である。図１４ＡはＷ−ＣＤＭＡの場合のシステム構成であり、図１４ＢはＬＴＥの場合のシステム構成である。

図１４Ａに示すＷ−ＣＤＭＡのシステム構成は、コアネットワークとＩＭＳ(IP Multimedia Subsystem)はそれぞれ基地局制御装置とインターネット網に接続している。また、無線基地局装置は基地局制御装置とインターネット網と接続している。また、保守監視装置は無線基地局装置と接続している。ここで、保守監視装置はあるエリアの複数の無線基地局装置の監視を行う機能を有する。無線基地局装置はユーザ装置と無線通信を行う。

図１４Ｂに示すＬＴＥのシステム構成は、図１４ＡのＷ−ＣＤＭＡのシステム構成から基地局制御装置を除いたシステム構成となっている。すなわち、コアネットワークとＩＭＳはそれぞれ無線基地局装置とインターネット網に接続している。無線基地局装置はインターネット網と接続している。また、保守監視装置は無線基地局装置と接続している。無線基地局装置はユーザ装置と無線通信を行う。

次に、図１４Ａ、Ｂに示すシステム構成において、上位ノードからの命令に基づき間引き処理をするか否かを判断する場合について説明する。

まず、コアネットワークで間引き処理の要否を判断する場合について説明する。この場合は、上位ノードであるコアネットワーク（S-GW: Serving GateWayもしくはMME: Mobility Management Entity）にて、ロケーションエリア内のユーザ在圏状況を定期的に確認する。そして、ロケーションエリア内にユーザがいない場合、又はユーザが少ない状況が確認できた場合には、間欠送信モードへ移行する。無線基地局装置は所定の指示情報を受信することで、間欠送信を実施することができる。

次に、保守監視装置で間引き処理の要否を判断する場合について説明する。保守監視装置で判断する場合は、保守監視装置を用いてあるエリア内のＵＥの在圏状況を判断し、所定の指示情報（例えば、間引き処理を実施するという指示情報）を無線基地局装置へ送信する。無線基地局装置は所定の指示情報を受信することで間欠送信を実施することができる。

なお、間欠送信を停止する際は、コアネットワークから明示的に間欠送信停止を指示することも可能である。例えば、緊急災害が発生した場合にはコアネットワークから緊急災害情報（例えば地震速報など）が通知され、無線基地局装置は電源を停止することなく、下りで災害情報を送り続ける。また、無線基地局装置が電源を停止している場合、上記緊急災害情報通知を受けると、無線基地局装置が起動し、下りで災害情報を送信する。

その他の実施の形態．
次に、本実施の形態にかかる無線通信システムの制御方法について説明する。本実施の形態にかかる、ユーザ装置と、当該ユーザ装置と無線通信を行う無線基地局装置とを有する無線通信システムの制御方法は、次のステップを有する。
（１）無線基地局装置のサービスエリア内に在圏するユーザ装置の通信状態を監視するステップ
（２）通信中のユーザ装置がない場合は、無線基地局装置からユーザ装置に送信する信号を間欠送信するステップ
（３）間欠送信された信号を受信するステップ
本実施の形態にかかる無線通信システムの制御方法を実施する際は、例えば上記で説明した無線通信システムを用いることができる。

また、本実施の形態にかかる無線通信システムの制御方法は次のステップを有してもよい。
（４）無線基地局装置からユーザ装置に送信する信号を間欠送信する際に、当該間欠送信される信号のタイミング情報である報知情報をユーザ装置に送信するステップ
（５）ユーザ装置が受信した報知情報を復号化するステップ
（６）復号化された報知情報に基づき、間欠送信された信号を受信するステップ

また、本実施の形態にかかる無線通信システムの制御方法は次のステップを有してもよい。
（７）無線基地局装置からユーザ装置に送信する信号を間欠送信する際に、所定の拡散符号をユーザ装置に送信するステップ
（８）ユーザ装置が受信した拡散符号に基づき、間欠送信された信号を受信するステップ

本実施の形態にかかる無線通信システムの制御方法では、無線基地局装置の配下に通信中のユーザ装置が無い場合、下り間欠送信をするように無線基地局装置を制御しているので、無線基地局装置の送信電力を抑えることができる。

次に、本実施の形態にかかる無線基地局装置の制御方法について説明する。本実施の形態にかかる無線基地局装置の制御方法は、無線基地局装置のサービスエリア内に在圏するユーザ装置の通信状態を監視し、通信中のユーザ装置がない場合は、無線基地局装置からユーザ装置に送信する信号を間欠送信する。本実施の形態にかかる無線基地局装置の制御方法を実施する際は、例えば上記で説明した無線基地局装置を用いることができる。

本実施の形態にかかる無線基地局装置の制御方法では、無線基地局装置の配下に通信中のユーザ装置が無い場合、下り間欠送信をするように無線基地局装置を制御しているので、無線基地局装置の送信電力を抑えることができる。

また、本実施の形態にかかる無線基地局装置の制御方法では、間欠送信される信号は、下り方向の共通チャネル信号であってもよい。また、本実施の形態にかかる無線基地局装置の制御方法では、間欠送信は、一定の間隔、またはランダム間隔で行ってもよい。

なお、上記の実施の形態によって本発明は限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。
例えば、上記の実施の形態で示した無線基地局の各処理を、コンピュータに実行させるためのプログラムとして提供することもできる。この場合、プログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。

なお、近年、屋内へ設置可能な無線基地局装置の開発が進められている。この無線基地局装置により形成されるセルは、そのカバーエリアが屋外に設置される無線基地局装置と比較して極めて小さいことから、一般にフェムトセルと呼ばれる。フェムトセルを形成する無線基地局装置はフェムト無線基地局装置と呼ばれる。これに対して、フェムトセルより大規模なセル(一般にマクロセルと呼ばれる)を形成する無線基地局装置はマクロ無線基地局装置と呼ばれる。本発明はこれらフェムト無線基地局装置およびマクロ無線基地局装置のみならず、あらゆる形態の無線基地局装置に適用できる。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、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、２００９年３月３日に出願された日本出願特願２００９−０４８９０８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。

本発明は、無線通信システム、無線基地局装置、及びこれらの制御方法に関し、特に省電力化が可能な無線通信システム、無線基地局装置、及びこれらの制御方法に利用することができる。

１ 無線基地局装置
２ ユーザ装置
３ 監視部
４ 制御部
５ 通信部
６ 報知部
７ 通信部
８ 制御部
９ 復号部
１０ 設定部
１１ 検出部
１２ 保守監視装置

Claims (18)

1. ユーザ装置と無線通信を行う無線基地局装置であって、
   前記無線基地局装置のサービスエリア内に在圏する前記ユーザ装置の通信状態を監視する監視手段と、
   通信中の前記ユーザ装置がない場合は、前記無線基地局装置から前記ユーザ装置に送信する信号を間欠送信するように制御する制御手段と、
   前記制御手段からの制御に基づき、前記信号を間欠送信する通信手段と、
   前記無線基地局装置が間欠送信する旨を前記ユーザ装置に通知する間欠送信通知手段、または前記無線基地局装置の間欠送信のタイミングを前記ユーザ装置に通知するタイミング通知手段の少なくとも一方と
   を有し、
   前記間欠送信は、通常は通信中の前記ユーザ装置がない場合でも連続送信される信号を間引いて送信する方法であり、
   下り信号を間引く場合は、全ての信号を停止し、このとき、同期用信号、共通パイロット情報、報知情報、及びページング情報も停止する
   無線基地局装置。
2. 前記無線基地局装置はＣＤＭＡ方式の無線基地局装置であって、
   前記間欠送信通知手段は、前記間欠送信するときに、所定の拡散符号を設定し、
   前記通信手段は、前記所定の拡散符号を用いて前記信号を間欠送信する
   請求項１に記載の無線基地局装置。
3. 前記間欠送信通知手段は、前記間欠送信を開始するときに、共通パイロット情報に前記間欠送信の開始を示すフラグを追加する
   請求項１に記載の無線基地局装置。
4. 前記間欠送信される信号は、同期用信号、共通パイロット情報、報知情報、及びページング情報であり、
   前記間欠送信通知手段は、前記間欠送信するときに、前記同期用信号と前記共通パイロット情報を送信するタイミングを、前記報知情報と前記ページング情報を送信するタイミングよりも早くする
   請求項１記載の無線基地局装置。
5. 前記タイミング通知手段は、前記間欠送信するときに、間欠送信のタイミング情報を含む報知情報を生成し、
   前記通信手段が前記報知情報を前記ユーザ装置へ送信する
   請求項１から４のいずれか一項に記載の無線基地局装置。
6. 前記タイミング通知手段は、前記間欠送信するときに、前記無線基地局装置のセル種別を識別する識別情報を設定し、
   前記通信手段が前記識別情報を前記ユーザ装置へ送信する
   請求項１から４のいずれか一項に記載の無線基地局装置。
7. 前記間欠送信は、一定の間隔、またはランダム間隔で行われる、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の無線基地局装置。
8. 前記間欠送信は、一定期間信号を停止することによる間引き処理によって行なわれる、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の無線基地局装置。
9. ユーザ装置と無線通信を行う無線基地局装置の制御方法であって、
   前記無線基地局装置のサービスエリア内に在圏する前記ユーザ装置の通信状態を監視する監視ステップと、
   通信中の前記ユーザ装置がない場合は、前記無線基地局装置から前記ユーザ装置に送信する信号を間欠送信するように制御する制御ステップと、
   前記制御ステップからの制御に基づき、前記信号を間欠送信する通信ステップと、
   前記無線基地局装置が間欠送信する旨を前記ユーザ装置に通知する間欠送信通知ステップ、または前記無線基地局装置の間欠送信のタイミングを前記ユーザ装置に通知するタイミング通知ステップの少なくとも一方と
   を有し、
   前記間欠送信は、通常は通信中の前記ユーザ装置がない場合でも連続送信される信号を間引いて送信する方法であり、
   下り信号を間引く場合は、全ての信号を停止し、このとき、同期用信号、共通パイロット情報、報知情報、及びページング情報も停止する
   無線基地局装置の制御方法。
10. 前記無線基地局装置の制御方法はＣＤＭＡ方式の無線基地局装置の制御方法であって、
    前記間欠送信通知ステップは、前記間欠送信するときに、所定の拡散符号を設定し、
    前記通信ステップは、前記所定の拡散符号を用いて前記信号を間欠送信する
    請求項９記載の無線基地局装置の制御方法。
11. 前記間欠送信通知ステップは、前記間欠送信を開始するときに、共通パイロット情報に前記間欠送信の開始を示すフラグを追加する
    請求項９記載の無線基地局装置の制御方法。
12. 前記間欠送信される信号は、同期用信号、共通パイロット情報、報知情報、及びページング情報であり、
    前記間欠送信通知ステップは、前記間欠送信するときに、前記同期用信号と前記共通パイロット情報を送信するタイミングを、前記報知情報と前記ページング情報を送信するタイミングよりも早くする
    請求項９記載の無線基地局装置の制御方法。
13. 前記タイミング通知ステップは、前記間欠送信するときに、間欠送信のタイミング情報を含む報知情報を生成し、
    前記通信ステップは前記報知情報を前記ユーザ装置へ送信する
    請求項９から１２のいずれか一項に記載の無線基地局装置の制御方法。
14. ユーザ装置と、
    前記ユーザ装置と無線通信を行う無線基地局装置と
    を有し、
    前記無線基地局装置は
    前記無線基地局装置のサービスエリア内に在圏する前記ユーザ装置の通信状態を監視する監視手段と、
    通信中の前記ユーザ装置がない場合は、前記無線基地局装置から前記ユーザ装置に送信する信号を間欠送信するように制御する制御手段と、
    前記制御手段からの制御に基づき、前記信号を間欠送信する通信手段と、
    前記無線基地局装置が間欠送信する旨をユーザ装置に通知する手段、または前記無線基地局装置の間欠送信のタイミングをユーザ装置に通知する手段の少なくとも一方と
    を有し、
    前記ユーザ装置は、
    前記無線基地局装置から送信された信号を受信する通信手段と、
    前記無線基地局装置から通知された、間欠送信する旨の当該ユーザ装置への通知を検出する間欠送信通知検出手段、または間欠送信のタイミングの当該ユーザ装置への通知を検出するタイミング通知検出手段の少なくとも一方と、
    検出した前記間欠送信する旨または前記間欠送信のタイミングの少なくとも一方に基づき、前記間欠送信された信号を受信するよう前記通信手段を制御する手段と
    を有し、
    前記間欠送信は、通常は通信中の前記ユーザ装置がない場合でも連続送信される信号を間引いて送信する方法であり、
    下り信号を間引く場合は、全ての信号を停止し、このとき、同期用信号、共通パイロット情報、報知情報、及びページング情報も停止する
    無線通信システム。
15. 前記間欠送信は、一定期間信号を停止することによる間引き処理によって行なわれる、
    請求項１４に記載の無線通信システム。
16. 前記無線基地局装置は、上位ノードであるコアネットワークまたは当該無線基地局装置と接続された保守監視装置のいずれか一方からの指示に基づき前記間引き処理を行う、
    請求項１５に記載の無線通信システム。
17. 無線基地局装置と無線通信を行うユーザ装置であって、
    前記ユーザ装置は、
    前記無線基地局装置から送信された信号を受信する通信手段と、
    前記無線基地局装置から通知された、前記無線基地局装置が間欠送信する旨のユーザ装置への通知を検出する間欠送信通知検出手段、または前記無線基地局装置の間欠送信のタイミングのユーザ装置への通知を検出するタイミング通知検出手段の少なくとも一方と、
    検出した前記間欠送信する旨または前記間欠送信のタイミングの少なくとも一方に基づき、前記間欠送信された信号を受信するよう前記通信手段を制御する手段と
    を有し、
    前記間欠送信は、通常は前記無線基地局装置と通信中の前記ユーザ装置がない場合でも連続送信される信号を間引いて送信する方法であり、
    下り信号を間引く場合は、全ての信号を停止し、このとき、同期用信号、共通パイロット情報、報知情報、及びページング情報も停止する
    ユーザ装置。
18. コンピュータを、
    ユーザ装置と無線通信を行う無線基地局装置において、
    前記無線基地局装置のサービスエリア内に在圏する前記ユーザ装置の通信状態を監視する監視手段、
    通信中の前記ユーザ装置がない場合は、前記無線基地局装置から前記ユーザ装置に送信する信号を間欠送信するように制御する制御手段、及び
    前記制御手段からの制御に基づき、前記信号の間欠送信する通信手段、並びに
    前記無線基地局装置が間欠送信することを前記ユーザ装置に通知する間欠送信通知手段、または前記無線基地局装置の間欠送信のタイミングを前記ユーザ装置に通知するタイミング通知手段の少なくとも一方
    として機能させ、
    前記間欠送信は、通常は通信中の前記ユーザ装置がない場合でも連続送信される信号を間引いて送信する方法であり、
    下り信号を間引く場合は、全ての信号を停止し、このとき、同期用信号、共通パイロット情報、報知情報、及びページング情報も停止する
    プログラム。

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