JP6090337B2 - 移動通信システム、無線基地局装置、及び動作制御方法 - Google Patents

移動通信システム、無線基地局装置、及び動作制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、移動通信システム、無線基地局装置、及び動作制御法に関する。
現在、携帯電話システムや無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線通信システムが広く利用されている。また、無線通信の分野では、通信速度や通信容量を更に向上させるべく、次世代の通信技術について継続的な議論が行われている。
例えば、標準化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる通信規格や、ＬＴＥをベースとしたＬＴＥ−Ａ（LTE-Advance）と呼ばれる通信規格の標準化が完了若しくは検討されている。
また、３ＧＰＰでは、移動通信システムにおける検討モデル（マクロ基地局とピコ基地局とで重複したサービスエリアを有するモデル）において、ＥＳ（Energy Saving：省エネルギー）についての議論が行われた。
しかし、例えば、ＥＳを実現するためにある基地局を休止させ、休止した基地局に隣接する隣接基地局における無線信号の送信電力を変化させると、当該隣接基地局から送信される無線信号が干渉となる場合がある。このような干渉などの問題によって、現実には移動通信システムにおいて効果的なＥＳの実現には至っていない。
他方、移動通信システムにおいてはＨｅｔＮｅｔ（Heterogenous Network ）と呼ばれるネットワークが注目されつつある。ＨｅｔＮｅｔは、例えば、マクロセルやピコセル、マイクロセルなど様々なサイズのセルが階層化されたネットワークである。ＨｅｔＮｅｔにおいては、例えば、異なる通信方式（ＬＴＥと３Ｇなど）のセルや異なる周波数のセルが含まれる。このようにＨｅｔＮｅｔにおいてはセルが階層化されるため、例えば、移動通信システム全体の容量（キャパシティ）を向上させることができる。
ＥＳまたは基地局の動作を制御する技術としては例えば以下のようなものがある。
すなわち、アクセスポイントをグループ化させ、配下となる端末との通信が少ないアクセスポイントをサーバによって停止させ、停止したアクセスポイントのエリアをカバーするように特定のアクセスポイントの電波出力をサーバによって増大させるようにした技術がある。この技術によれば、例えば、無線ＬＡＮシステムの低消費電力化などを実現することができる。
また、交換機がシステム動作状態により無線基地局制御パターンテーブルを検索し、各無線基地局に対して動作パターンの指示を行うようにした技術もある。この技術によれば、例えば、トラヒックの集中や無線基地局の故障により発生する呼損を救済することができる。
また、送信電力制御を行う技術に関して例えば以下のようなものがある。
すなわち、周辺基地局における総送信電力に基づいて自基地局の総送信電力の状態を判定し、サービスエリアの状態および総送信電力の状態に基づいて自基地局における共通制御チャネルの送信電力を決定するようにした技術がある。この技術によれば、例えば、周辺基地局と協調しつつ共通制御チャネルの送信電力を自律的に設定することができる。
また、共通制御チャネルの受信品質の測定結果に基づいてサービスエリアの状態を判定し、隣接基地局におけるサービスエリアの状態を取得し、自局と隣接基地局のサービスエリアの状態に基づいて共通制御チャネルの送信電力を制御する技術もある。この技術によれば、例えば、サービスエリア全体での下り干渉量を低減させ、下り容量を増加させることができる。
3GPP TR36.902 V9.3.1 (2011-3)
特開２０１１−１５２１１号公報 特開平８−２８９３６６号公報 特開２００６−１３５６７３号公報 特開２００７−３０６４０７号公報
しかしながら、上述したＥＳまたは基地局の動作を制御する２つの技術は、例えば、サーバや交換機によって集中管理及び集中制御が行われる技術である。
ある特定の装置によって集中管理や集中制御が行われる場合、特定の装置が移動通信システム内に別途設置されるなど、設置のためのコスト（又は投資）がかかる場合がある。また、このような特定の装置が故障等により使用することができなくなると、アクセスポイントを停止させること等ができず、移動通信システム全体のＥＳを実現することができなくなる。
また、上述したＥＳまたは基地局の動作を制御する２つの技術は、例えば、アクセスポイントの停止などにより、ある特定のアクセスポイントや基地局の送信電力を増大させることになる。従って、これらの技術では上述した干渉の問題が発生する。
一方、送信電力制御を行う上述した２つの技術に関して、例えば、共通制御チャネルの送信電力を制御することができるものの、基地局自体の稼働は継続することになる。基地局の稼働による消費電力は実際には非常に大きい。従って、共通制御チャネルの送信電力を制御することによる消費電力削減効果は、基地局の稼働による全体の消費電力削減効果と比較して低いものとなる。
また、送信電力制御を行う上述した２つの技術は、上述した干渉の問題については何ら議論されていない。
そこで、本発明の一目的は、相互に連携して自律的な動作制御を行うことを可能にした移動通信システム、無線基地局装置、及び動作制御方法を提供することにある。
また、本発明の一目的は、移動通信システム全体の消費電力を削減するようにした移動通信システム、無線基地局装置、及び動作制御方法を提供することにある。
さらに、本発明の一目的は、干渉の問題を回避できるようにした移動通信システム、無線基地局装置、及び動作制御方法を提供することにある。
第１及び第２の無線基地局装置と端末装置とを備え、前記第１又は第２の無線基地局装置と前記端末装置の間で無線通信を行う移動通信通信システムにおいて、前記第１の無線基地局装置は、前記第１の無線基地局装置に隣接する前記第２の無線基地局装置との間で交換されるメッセージに基づいて、前記第１の無線基地局装置の稼働を休止させるか否かを制御する第１の制御部を備える。
相互に連携して自律的な動作制御を行うことを可能にした移動通信システム、無線基地局装置、及び動作制御方法を提供することができる。また、移動通信システム全体の消費電力を削減するようにした移動通信システム、無線基地局装置、及び動作制御方法を提供することができる。さらに、干渉の問題を回避できるようにした移動通信システム、無線基地局装置、及び動作制御方法を提供することができる。
図１は移動通信システムの構成例を表わす図である。 図２は移動通信システムの構成例を表わす図である。 図３はセルの簡易モデルの例を表わす図である。 図４はガードタイミング方式による動作例を表わすフローチャートである。 図５はＡＣＫ／ＮＡＫ方式による動作例を表わすフローチャートである。 図６はガードタイミング方式による動作シーケンスの例を表わす図である。 図７はガードタイミング方式による動作シーケンスの例を表わす図である。 図８はＡＣＫ／ＮＡＫ方式による動作シーケンスの例を表わす図である。 図９はＡＣＫ／ＮＡＫ方式による動作シーケンスの例を表わす図である。 図１０は休止条件の判定アルゴリズムの例を説明するための図である。 図１１はセルの簡易モデルの例を表わす図である。 図１２は再起動の動作シーケンスの例を表わす図である。 図１３は基地局における状態遷移の例を表わす図である。 図１４（Ａ）から図１４（Ｃ）はＸ２インターフェースにおけるメッセージの例を表わす図である。 図１５は基地局のハードウェアの構成例を表わす図である。 図１６は基地局の機能ブロックの構成例を表わす図である。 図１７は屋内におけるセルの構成例を表わす図である。 図１８は閉／開空間設置時におけるガードタイミング方式による動作例を表わすフローチャートである。 図１９はＨｅｔＮｅｔにおけるセルの構成例を表わす図である。 図２０は動作状態マトリックスを表わす図である。 図２１はＮｅｔＮｅｔにおける動作シーケンスの例を表わす図である。 図２２はＨｅｔＮｅｔにおける動作シーケンスの例を表わす図である。 図２３はセルの状態遷移の例を表わす図である。 図２４はＨｅｔＮｅｔにおける動作シーケンスの例を表わす図である。 図２５はＨｅｔＮｅｔにおける動作シーケンスの例を表わす図である。 図２６はＨｅｔＮｅｔにおける動作シーケンスの例を表わす図である。
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態における移動通信システム１０の構成例を表わす図である。移動通信システム１０は、第１及び第２の無線基地局装置１００−１，１００−２と端末装置２００を備える。
第１の無線基地局装置１００−１は、自局のサービス提供可能な範囲（例えばセル範囲と称する場合がある）において端末装置２００と無線通信し、端末装置２００に対して音声通信、映像配信、ブラウザの閲覧など様々なサービスを提供することができる。
また、第２の無線基地局装置１００−２においても、自局のセル範囲において端末装置２００と無線通信し、端末装置２００に対して様々なサービスを提供することができる。
第１の無線基地局装置１００−１は第１の制御部１５０を備える。第１の制御部１５０は、第１の無線基地局装置１００−１に隣接する第２の無線基地局装置１００−２との間でメッセージを交換し、交換される当該メッセージに基づいて、自局である第１の無線基地局装置１００−１を休止させるか否かを制御する。
例えば、以下のようにして制御が行われる。すなわち、第１の制御部１５０は、無線通信を行っている端末装置２００との間の通信状態に基づいて、第１の無線基地局装置１００−１が休止条件を満たすか否かを判別する。
休止条件は、例えば、当該無線基地局装置が休止可能な状態であるか否かを判別するための条件であり、「一つのセル内のトラヒック量が低下し、一定時間定められた閾値内で推移した」などとすることができる。
そして、第１の制御部１５０は、休止条件を満たすと判別したときに、第２の無線基地局装置１００−２から第２の休止宣言メッセージを受信していないと、第１の休止宣言メッセージを第２の無線基地局装置１００−２に送信する。この場合、第１の休止宣言メッセージは、例えば、第１の無線基地局装置１００−１において休止可能な状態であることを表わすメッセージである。また、第２の休止宣言メッセージは、例えば、第２の無線基地局装置１００−２において休止可能な状態であることを表わすメッセージである。
その後、第１の制御部１５０は、第２の無線基地局装置１００−２から第２の休止宣言メッセージを受信していないと判別したときからガードタイミング期間（又は所定期間）内において第２の休止宣言メッセージを受信していないとき、休止モードに移行する。
第１の無線基地局装置１００−１は休止モードに移行すると、第２の無線基地局装置１００−２との間のメッセージを交換するための処理ブロック（例えば第１の制御部１５０）については稼働を継続し、それ以外の処理ブロックは稼働を休止させる。
一方、第１の制御部１５０は、休止条件を満たしても、既に第２の無線基地局装置１００−２から第２の休止宣言メッセージを受信していたり、ガードタイミング期間内に第２の休止宣言メッセージを受信するときは、第１の無線基地局装置１００−１の稼働状態を継続する。
このように移動通信システム１０においては、第１及び第２の無線基地局装置１００−１，１００−２は上位装置などにメッセージを送信することはなく、無線基地局装置間でメッセージを交換することで自局の稼働を休止するか否かを制御するようにしている。
従って、本移動通信システム１０は、例えば、第１及び第２の無線基地局装置１００−１，１００−２間で相互に連携して、第１の無線基地局装置１００−１自身が自律的にその稼働を休止させるか否かの動作を制御することができる。
また、本移動通信システム１０においては、例えば、メッセージの交換によって、第１の無線基地局装置１００−１の稼働を休止させることができる。従って、第１の無線基地局装置１００−１の稼働を休止させた場合、第１の無線基地局装置１００−１の稼働を継続させた場合や当該基地局装置１００−１から送信される共通制御チャネルの送信電力を制御する場合と比較して、移動通信システム１０全体の消費電力を大幅に減らすことができる。
さらに、本移動通信システム１０においては、例えば、第１の無線基地局装置１００−１の稼働を休止させた場合、第２の無線基地局装置１００−２の送信電力を上げる制御などは行われない。従って、本移動通信システム１０においては、第１の無線基地局装置１００−１の稼働を休止させても、干渉の問題を回避させることが可能となる。
［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態においては、以下の順番で説明する。
＜１．移動通信システムの構成例＞
＜２．動作例＞
＜３．基地局の構成例＞
＜４．実施例１＞
＜５．実施例２＞
＜１．移動通信システムの構成例＞
最初に第２の実施の形態における移動通信システムの構成例について説明する。図２は移動通信システム１０の構成例を表わす図である。
移動通信システム１０は無線基地局装置（以下においては「基地局」と称する場合がある）１００−１〜１００−３と端末装置（以下においては「端末」と称する場合がある）２００−１〜２００−３を備える。
各基地局１００−１〜１００−３は、端末２００−１〜２００−３と無線接続して無線通信を行う無線通信装置である。また、各基地局１００−１〜１００−３は、１又は複数のセル範囲（又はサービスエリア、或いは通信可能範囲）内において、端末２００−１〜２００−３に対して音声通信や映像配信などの種々のサービスを提供できる。
なお、図２において各基地局１００−１〜１００−３の周りにある円は、各基地局１００−１〜１００−３におけるセル範囲を示している。以下においては、このようなセル範囲のことを「セル」と称する場合がある。また、セル範囲だけでなく、当該セル範囲を有する基地局を含めて「セル」と称する場合もある。
端末２００−１〜２００−３は、各基地局１００−１〜１００−３と無線接続して、無線通信を行う無線通信装置である。端末２００−１〜２００−３は、例えば、フィーチャーフォンやスマートフォン、あるいはパーソナルコンピュータなどである。
図２の例では、２つの端末２００−１，２００−２が基地局１００−１と接続して無線通信を行い、端末２００−３が基地局１００−３と接続して無線通信を行っている様子を表わしている。図２に示す移動通信システム１０の構成は一例であり、移動通信システム１０は２つの基地局又は４つ以上の基地局を備えるようにしてもよい。また、端末についても、移動通信システム１０は４つ以上の端末を備えるようにしてもよい。
なお、基地局１００−１〜１００−３については、とくに断らない限り、基地局１００と称する場合がある。また、端末２００−１〜２００−３についても、とくに断らない限り、端末２００と称する場合がある。
＜２．動作例＞
以下、移動通信システム１０における動作例について説明する。最初に、図３に示す簡易モデルを用いて移動通信システム１０における動作例について簡単に説明する。
図３はセルの構成例を表わす図である。中央にセルＥ（点線で示される）が配置され、セルＥのセル範囲と重複するようにセルＥに隣接する隣接セルＡ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉ（太線で示される）が配置される。
セルＥは休止条件を満足したとする。ここで休止条件は、例えば、「一つのセル内のトラヒック量が低下し、一定時間定められた閾値内で推移する」とする。セルＥが休止条件を満足すると、隣接セルＡ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉに対して休止宣言メッセージを送信する。例えば、セルＥは休止宣言メッセージを送信することで休止宣言を行う。そして、セルＥは、休止宣言メッセージを送信後、隣接セルＡ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉにおいてトラヒックの低下がないとき、セルＥの稼働を休止する。
言い換えると、例えば、セルＥにおけるトラヒック量が一定時間において閾値以下に低下しているとき、隣接セルＡ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉにおけるトラヒック量が一定時間において閾値より大きく増加しているとき、セルＥの稼働を休止する。
以上がセルＥを休止させるための条件（以下、休止条件と称する場合がある）となる。この場合において、セルＥと隣接する隣接セル（１つのセルでもよいし、複数のセルでもよい）が同時に休止条件を満足し、隣接セルも同時に休止宣言を行った場合、「セルＥを含め隣接セルは同時に稼働休止はしない」ものとする。
これは、隣接セルが同時に休止すると、サービスを提供することができない範囲が大きくなり、他のセルによってエリアを補完することができず、サービス性が損なわれてしまうためである。このように隣接セル間で同時に休止宣言が行われた場合、本移動通信システム１０では、いずれかのセルの休止宣言を優先させることを許容するものとする。例えば、セルの識別情報の順番などによりいずれかのセルの休止宣言を優先させることもできる。
また、セルＥが休止宣言メッセージを送信後、一定期間内において隣接セルＡ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉから休止宣言メッセージを受信した場合、「セルＥは休止宣言を放棄し、隣接セルＡ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉの休止宣言を有効とする」ものとする。セルＥは隣接セルＡ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉからの休止宣言の方がセルＥ自身で宣言した休止宣言よりも早いと判断する。すなわち、隣接セルを同時に休止させないという原則に基づいて、一定期間内（又はガードタイミング内）の休止宣言についてはより早く休止宣言メッセージを送信したセルの休止宣言を有効とするようにしている。
以上、移動通信システム１０における動作例について簡単に説明した。次に、基地局１００（又はセル）において行われる基本動作について説明する。
＜２．１ 基本動作について＞
図４及び図５は基本動作の例を表わすフローチャート、図６〜図９は基本動作の例を表わすシーケンス図をそれぞれ表わしている。
このうち、図４はガードタイミング方式による動作例、図５はＡＣＫ／ＮＡＫ方式による動作例をそれぞれ表わすフローチャートである。本第２の実施の形態においては、ガードタイミング方式とＡＣＫ／ＮＡＫ方式の２つの方式がある。図４から説明する。
基地局１００は通常運転モードで動作する（Ｓ１０）。通常運転モードは、例えば、基地局１００内における処理ブロックのすべての電源がオンになっている状態であり、基地局１００が通常状態で稼働している状態である。
次に、基地局１００は休止条件を満足するか否かを判別する（Ｓ１１）。休止条件としては、例えば、上記した「一つのセル内のトラヒック量が低下し、一定時間定められた閾値内で推移する」を満足するか否かにより判別するようにしてもよい。
図１０は休止条件を判定するアルゴリズムの例を説明するための図である。図１０では処理トラヒック量に着目した場合の例を表わしている。すなわち、基地局＃Ａは処理トラヒック量を測定する。そして、基地局＃Ａは、単位時間Ｔの間において、測定した処理トラヒック量が閾値＃１から閾値＃２（閾値＃１＞閾値＃２）以下へ変動したことを検出したとき（又はトラヒックの変動量が閾値よりも低下したとき）、「一つのセル内のトラヒック量が低下し、一定時間定められた閾値内で推移する」を満たすと判定する。この場合、基地局＃Ａは、隣接基地局に休止宣言メッセージを送信する。これは、基地局＃Ａのトラヒック量が低下するとき、当該基地局に在圏する端末（またはユーザ）２００の数は少なくなり、基地局＃Ａは稼働を休止することが可能な状態と判定することができる。
一般的な基地局の設計手法は、隣接基地局どうしがサービスエリアを補完するように設計される。基地局＃Ａのトラヒックが低下するとき、基地局＃Ａに隣接する隣接基地局においてもトラヒックの低下が想定される。このような場合、基地局＃Ａは休止するものの、隣接基地局によって基地局＃Ａのサービスエリアを補完するこができる。
なお、図１０の例では処理トラヒック量を休止条件の判断指標としているが、例えば、端末２００における参照信号の受信電力（ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power）を休止条件の判断指標とすることもできる。当該基地局のサービスエリアに在圏する端末２００は隣接基地局（又は周辺基地局）のＲＳＲＰを測定し、当該基地局にＲＳＲＰを送信する。当該基地局は、ＲＳＲＰに基づいて隣接基地局（又は周辺基地局）から十分な電力で無線信号を受信しているか否かにより、休止条件を満足するか否かを判定することができる。
休止条件の判断指標としては、ＲＳＲＰ以外にも、搬送波対雑音比（Carrier to Noise ratio）、信号雑音比（Signal-noise ratio）、希望波信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ（Signal to Interference power Ratio））、ビット当たりの信号電力と雑音密度の比Ｅｂ／ＮＯ（energy power bit to noise power spectral density ratio）などが用いられてもよい。あるいは、これらの指標が組み合わされたものを休止条件の判断指標としてもよい。
図４に戻り、基地局１００は休止条件を満足しないとき（Ｓ１１でＮＯ）、通常運転モード（Ｓ１０）に移行する。
一方、基地局１００は休止条件を満足するとき（Ｓ１１でＹＥＳ）、隣接基地局から休止宣言受信済みか否かを判別する（Ｓ１２）。
基地局１００は、隣接基地局から休止宣言を受信していたとき（Ｓ１２でＹＥＳ）、隣接基地局に対して休止宣言メッセージを発信することなく、通常運転モード（Ｓ１０）を継続する。この場合、隣接基地局からの休止宣言メッセージの方が基地局１００における休止宣言メッセージ（後段のＳ１３）より早いため、隣接基地局からの休止宣言を有効とし、基地局１００は隣接基地局に休止宣言メッセージを送信しないことになる。
一方、基地局１００は、隣接基地局から休止宣言メッセージを受信していないとき（Ｓ１２でＮＯ）、休止宣言メッセージを隣接基地局へ発信する（Ｓ１３）。この場合、基地局１００は、例えばトラヒック量が低下し、しかもＳ１２の段階において隣接基地局は休止していないことが確認されているため（Ｓ１２でＮＯ）、隣接基地局に対して休止宣言メッセージを発信する。
なお、休止宣言メッセージには、当該基地局１００において休止可能な状態にあるという意味付けの情報を含むものとする。休止宣言メッセージの例は後述する。
次に、基地局１００はガードタイミング期間（又は所定期間）に隣接基地局から休止宣言メッセージを受信したか否かを判別する（Ｓ１４）。この場合のガードタイミング期間は、例えば、Ｓ１２の処理開始（又はＳ１２の処理後）から開始され、予め決められた期間とする。
そして、基地局１００は、ガードタイミング期間内に隣接基地局から休止宣言メッセージを受信したとき（Ｓ１４でＹＥＳのとき）、基地局１００の休止宣言メッセージを放棄し、Ｓ１０に移行する。
上記したように、基地局１００はガードタイミング期間内に隣接基地局から休止宣言メッセージを受信したとき、隣接基地局の休止宣言の方が自局の休止宣言よりも早いと判断し、発信した休止宣言メッセージを放棄し、隣接基地局からの休止宣言メッセージを有効とする。この場合、基地局１００は休止宣言放棄メッセージを隣接基地局へ送信することで、自ら宣言した休止宣言の放棄を通知できる。
一方、基地局１００はガードタイミング期間内に隣接基地局から休止宣言を受信しなかったとき（Ｓ１４でＮＯ）、休止モードに移行する（Ｓ１５）。この場合、基地局１００と隣接基地局は同時に休止することにはならず、隣接基地局どうしを同時に休止させない、という原則を満足するため、基地局１００は休止モードに移行する。
なお、休止モードの状態のとき、基地局は、例えば、基地局間のメッセージ等を交換するためのインターフェイスであるＸ２インターフェイスを実行する処理ブロックについては稼働させ（電源がオン）、それ以外の処理ブロックは稼働が休止する（電源がオフ）状態となる。詳細については後述する。
上記した動作例においては、例えば、基地局１００はガードタイミング期間内において隣接基地局からの休止宣言の有無により休止宣言の有効性を判断した。それ以外にも、休止宣言に対する隣接基地局からの応答により、休止宣言の有効性を判断してもよい。図５はＡＣＫ／ＮＡＫを利用した場合の基本動作の例を表わすフローチャートである。
Ｓ１０からＳ１３までの動作はガードタイミング方式（図４）と同一である。基地局１００は休止宣言メッセージを発信（Ｓ１３）後、休止宣言メッセージに対するＮＡＫ（Negative Acknowledge：否定応答）を隣接基地局から受信したか否かを判別する（Ｓ１７）。
隣接基地局がＮＡＫを応答するというのは、例えば、隣接基地局の休止宣言の方が基地局１００よりも早く休止宣言を行っている場合であり、隣接基地局は基地局１００に対する休止宣言を許可しないことを表わしている。
従って、基地局１００は隣接基地局からＮＡＫを受信したとき（Ｓ１７でＹｅｓ）、基地局１００は休止モードに移行しないで通常運転モードを継続する（Ｓ１０）。なお、隣接基地局が複数あるとき、基地局１００は１つの隣接基地局からＮＡＫを受信した場合も、休止モードに移行せず、通常運転モードを継続する。
一方、基地局１００は隣接基地局からＡＣＫを受信したとき（Ｓ１７でＮＯ）、休止モードに移行する（Ｓ１５）。この場合は、例えば、隣接基地局は、基地局１００の休止宣言を受け入れ、基地局１００が休止してもよいことを基地局１００に通知している。このような場合、基地局１００は休止モードに移行する。なお、隣接基地局が複数ある場合、基地局１００はすべての隣接基地局からＡＣＫを受け取ったとき、休止モードに移行するようにする。隣接基地局どうしで同時に休止させないためである。
次に、ガードタイミング方式とＡＣＫ／ＮＡＫ方式の動作シーケンス例について説明する。図６及び図７はガードタイミング方式、図８及び図９はＡＣＫ／ＮＡＫ方式の動作シーケンス例をそれぞれ表わしている。図６から図９は、図３に示すセルの簡易モデルにおける動作シーケンス例を表わしている。
図６の例では、基地局Ｅに対する隣接基地局Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉが稼働中（Ｓ３０）であるときにおいて、基地局Ｅが休止条件を満足している（Ｓ３１、図４のＳ１１でＹＥＳ）。この場合において、基地局Ｅは隣接基地局Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉから休止宣言を受信していないとき（Ｓ１２でＮＯ）、基地局Ｅは休止宣言メッセージ（図６では「休止宣言ＭＳＧ」）を発信する（Ｓ１３）。そして、基地局Ｅはガードタイミング期間において隣接基地局Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉから休止宣言を受信していないため（図４のＳ１４でＮＯ）、休止モードに移行する（Ｓ３２、図４のＳ１６）。
図７の例では、基地局Ｅは隣接基地局Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉに休止宣言メッセージを発信するものの（Ｓ１３）、ガードタイミング期間内において、隣接基地局の１つである基地局Ｂから発信された休止宣言メッセージを受信している。基地局Ｅは、基地局Ｂによる休止宣言の方が自局の休止宣言よりも早いと判断し、基地局Ｂの休止宣言を有効と判断する。そして、基地局Ｅは、休止宣言メッセージを送信した隣接基地局Ｄ，Ｆに対して休止宣言放棄メッセージ（図７では、休止宣言放棄ＭＳＧ）を発信する。この場合、基地局Ｅは通常運転モードを継続する。
他方、基地局Ｂはガードタイミング期間内において隣接基地局から休止宣言を受信しておらず、休止モード（Ｓ３２）に移行する。
図８の例では、基地局Ｅは、休止条件を満足し（Ｓ３１）、隣接基地局Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉから休止宣言メッセージを受信していない（Ｓ１２でＮＯ）として、休止宣言メッセージを発信する（Ｓ１３）。その後、基地局Ｅは隣接基地局Ａ〜Ｄ，Ｆ〜ＩからＡＣＫ（図中、「ＯＫ」）を受信する。基地局Ｅは全ての隣接基地局Ａ〜Ｄ，Ｆ〜ＩからＡＣＫを受信したため、休止モード（Ｓ３２）に移行することができる。
一方、図９の例では、基地局Ｅは休止宣言メッセージを発信するものの（Ｓ１３）、隣接基地局の１つである基地局Ｄから休止宣言メッセージに対するＮＡＫを受信する（Ｓ１３−２）。この場合、基地局Ｅは休止宣言メッセージを発信した先行の隣接基地局が存在すると判断して、稼働状態（通常運転モード）を継続する（Ｓ３０）。
基地局Ｄにおいては、例えば、隣接基地局から休止宣言メッセージを同時に受信したり、前後して受信したりする場合がある。しかし、このような場合でも、上述した「隣接基地局どうしについては同時に休止しない」という原則を考慮して、同時に受信した場合はいずれか一方、また、前後して受信した場合は先に受信した休止宣言に対してＡＣＫとし、後に受信した休止宣言メッセージに対してＮＡＫとすることができる。
ＡＣＫ／ＮＡＫ方式だけでなく、ガードタイミング方式でも共通ではあるが、ある地域内に配置される複数の基地局が同時に休止宣言メッセージを発信する場合、発信された全ての休止宣言を許容することは当該地域における通信途絶に結び付く可能性がある。従って、当該地域における通信サービスを維持できる範囲において、ある基地局の休止宣言を許容し、それ以外を許容しない（又は拒絶、或いは排他）ようにすることができる。
このような処理が実現可能とするため、例えば、休止宣言メッセージ内に当該休止宣言を行った基地局の識別情報、或いは特定基地局に割り当てられた優位指定等の指標に基づいて、優先又は非優先の処理を行うことで、複数の休止宣言メッセージを受信した場合の処理を行うこともできる。
なお、図９の例では、基地局Ｅは基地局Ｂからの休止宣言メッセージと基地局Ｅからの休止宣言メッセージを受信しているが、基地局Ｅからの休止宣言メッセージに対してはＮＡＫを返信することとしているため、基地局Ｅに対してＮＡＫを返信している。もちろん、基地局Ｄは基地局Ｂからの休止宣言メッセージに対してＡＣＫを返信し、その後に受信した基地局Ｅからの休止宣言メッセージに対してＮＡＫを返信してもよい。
基地局Ｂでは、休止宣言メッセージを発信し（Ｓ１３）、すべての隣接基地局Ａ，Ｃ〜ＩからＡＣＫを受け取ったため、休止モードに移行する（Ｓ３２）。
なお、基地局Ｂが休止モードに移行する場合、基地局Ｂは、配下の端末２００に対して呼を救済すべく、強制的にハンドオーバを行わせることができる。例えば、基地局Ｂは配下の端末２００に休止モードに移行する旨を通知し、端末２００は通信品質も最もよい隣接基地局を選択して通知し、基地局Ｂは通知を受けた隣接基地局に対して、端末２００についてのハンドオーバ先である旨のメッセージを通知することもできる。或いは、基地局Ｂは配下の端末２００に対して、稼働中の隣接基地局のいずれかをハンドオーバ先とするハンドオーバメッセージなどを送信することで、ハンドオーバ先を知らせてハンドオーバを行わせることもできる。
＜２．２ 再起動＞
次に、休止中の基地局１００が再起動する場合の動作例について説明する。図１１は再起動を説明するための簡易モデルの例、図１２は再起動のシーケンス例をそれぞれ表わしている。
図１１の例では、基地局＃Ａは休止中（又は休止モード中）であり、基地局＃Ａに隣接する隣接基地局＃Ｂ〜＃Ｅが稼働中（又は通常運転モード）である。この場合、基地局＃Ａが休止状態にあるため、隣接基地局＃Ｂ〜＃Ｅのトラヒック量も逓減していることが想定される。
このような場合において、例えば、隣接基地局＃Ｂにおけるトラヒック量が単位時間内に閾値以上変動したとき、当該隣接基地局＃Ｂは基地局＃Ａに起動メッセージを発信する（図１２のＳ２０）。隣接基地局＃Ｂにおいてトラヒック量が増加しているのであれば、休止中の基地局＃Ａにおいてもトラヒック量が増加することが想定され、隣接基地局＃Ｂが休止中の基地局＃Ａを起動させるべく、起動メッセージを発信するようにしている。
なお、休止中の基地局＃Ａは起動メッセージを受信すると、起動メッセージを送信した基地局＃Ｂに対して、ＡＣＫ（肯定応答、図中「ＯＫ」）を送信するようにしてもよい（Ｓ２１）。
そして、基地局＃Ａは起動メッセージを受信すると、他の隣接基地局＃Ｃ〜＃Ｅに対して休止宣言解除メッセージを発信する（Ｓ２２）。これにより、例えば、基地局＃Ａは隣接基地局＃Ｂ〜＃Ｅに対して発信した休止宣言を解除することができる。
基地局＃Ａは休止宣言解除メッセージを発信すると、休止モードから通常運転モード（又は稼働中）に移行する。また、隣接基地局＃Ｂ〜＃Ｅは休止宣言解除メッセージを受信することで、休止していた基地局＃Ａが稼働することを確認する。
休止中の基地局＃Ａを再起動させる再起動条件としては、例えば、休止条件と反対のアルゴリズムとすることができる。例えば、基地局＃Ｂは処理トラヒック量に着目し、処理トラヒック量が単位時間内において閾値＃３から閾値＃４（閾値＃４＞閾値＃３）以上変化したとき、再起動条件を満たすとして、基地局＃Ａに起動メッセージを送信する。
一方、基地局＃Ｂは、処理トラヒック量が閾値＃３から閾値＃４以上変化しなかったとき、再起動条件を満たさないと判定して、基地局＃Ａに起動メッセージを送信しない、などとすることができる。
以上が基地局＃Ａにおける再起動の基本動作の例である。上記した例は「トラヒック量」に着目したが、これ以外にも、休止条件の判定アルゴリズム（例えば図１０）と同様に、端末２００の信号受信状態を示す種々の指標（ＲＳＲＰやＳＩＲなど）、あるいはこれらの組み合わせが用いられても良い。
なお、休止中の基地局＃Ａが再起動したとき、基地局＃Ａのセル範囲内に該当する呼については、基地局＃Ａへ強制的にハンドオーバを行わせることができる。
例えば、隣接基地局＃Ｂは端末２００から送信された受信品質に基づいて基地局＃Ａのセル範囲内に位置することを判断した場合に、端末２００に対して基地局＃Ａへ強制的にハンドオーバするようメッセージを送信し、これによりハンドオーバを行わせることもできる。
＜２．３ 基地局における状態遷移＞
上記したように本第２の実施の形態において、基地局１００は新たに休止モードが定義される。休止モードは、例えば、３ＧＰＰ仕様におけるＸ２インターフェイスを実行する処理ブロックが稼働状態となっており、それ以外の処理ブロックは稼働を休止している状態である。休止モードでもＸ２インターフェイスが稼働しているのは、例えば、隣接基地局から起動メッセージを受信できるようにするためである。休止モードでは、例えば、基地局１００は隣接基地局から送信された起動メッセージの受信以外は稼働を休止させている。
図１３は基地局１００の状態遷移の例を表わす図である。基地局１００は電源オフ状態（Ｓ２５）のときに電源が投入されると、通常運転モード（通常動作モード，Ｓ１０）に移行する。また、基地局１００は通常運転モード（Ｓ１０）において電源が切断されると電源オフ状態（Ｓ２５）に移行する。
また、基地局１００は、通常運転モード（Ｓ１０）において休止条件（Ｓ１１）を満たすと、隣接基地局へ休止宣言メッセージを発信する（Ｓ１３）。そして、基地局１００は、ガードタイミング期間内に隣接基地局から休止宣言メッセージを受信しないとき（Ｓ１４で「なし」）、休止モード（Ｓ１５，Ｓ３２）へ移行する。
休止モード（Ｓ１５，Ｓ３２）へ移行した基地局１００は、隣接基地局から起動命令（「起動」又は起動メッセージなど）を受信したとき（Ｓ２０）、通常運転モード（Ｓ１０）に移行する。
一方、基地局１００はガードタイミング期間内に隣接基地局から休止宣言メッセージを受信すると（Ｓ１４で「あり」）、隣接基地局へ休止宣言放棄メッセージを送信し（Ｓ２６）、通常運転モード（Ｓ１０）へ移行する。
＜２．４ メッセージの例＞
次に、基地局１００間で交換される「休止宣言」、「休止宣言解除（放棄）」、「起動」、「休止宣言」に対する「ＡＣＫ」及び「ＮＡＫ」の各メッセージの例について説明する。図１４（Ａ）から図１４（Ｃ）はかかるメッセージの構成例を表わす図である。
Ｘ２インターフェイスでは、「Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＭＳＧ」、「Ｒｅｓｏｕｃｅ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ＭＳＧ」、及び「Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｔｕｓ Ｆａｉｌｕｒｅ ＭＳＧ」の各メッセージが定義されている。
図１４（Ａ）に示す「Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＭＳＧ」は、例えば、リソース状況の送信を要求するメッセージを表わす。当該メッセージ内には、オプションの項目として、「Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｔｓｔｉｃｓ」領域があり、当該領域に挿入される２ビットを用いて、「休止宣言」、「休止宣言解除（放棄）」、「起動」の各メッセージとすることができる。
図１４（Ｂ）に示す「Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ＭＳＧ」は、例えば、「Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＭＳＧ」に対する応答メッセージである。当該メッセージのオプション項目である「Ｃｒｉｔｉｃａｌｉｔｙ Ｄｉａｇｏｎｉｓｔｉｃ」領域を用いて、「ＡＣＫ」メッセージとすることができる。
また、図１４（Ｃ）に示す「Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｔｕｓ Ｆａｉｌｕｒ ＭＳＧ」は、例えば、「Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＭＳＧ」に対してリソース状況の取得失敗を表わすメッセージである。当該メッセージのオプション項目である「Ｃｒｉｔｉｃａｌｉｔｙ Ｄｉａｇｏｎｉｓｔｉｃ」領域を用いて、「ＮＡＫ」メッセージとすることができる。
＜３．基地局の構成例＞
次に基地局１００の構成例について説明する。図１５は基地局１００のハードウェア構成例を表わし、図１６は基地局１００の機能ブロックの構成例を表わしている。
図１５に示すように、基地局１００は、受信アンテナ１０１、送信アンテナ１０２、無線部１１０、制御部１２０、外部ＩＦ部１３０、及び電源部１４０を備える。また、図１６に示すように、無線部１１０は受信部１１１と送信部１１２を含む。さらに、制御部１２０は、監視部１２１、状態処理部１２２、ＭＳＧ送信部１２３、ＭＳＧ受信部１２４、隣接基地局情報ＤＢ（データベース）１２５、ベースバンド部１２８、及びタイミング制御部１２９を含む。
なお、第１の実施の形態における第１の制御部１５０は、例えば、制御部１２０に対応する。
受信アンテナ１０１は、端末２００から送信された無線信号を受信する。
受信部１１１は、受信アンテナ１０１で受信した無線信号を無線帯域の信号からベースバンド帯域の信号に変換する。受信部１１１では、無線信号を受信し、周波数変換処理などが行われるよう、分波器（Duplexer）、パワーアンプ（Power Amp）、高周波増幅器又はローノイズアンプ（Low Noise Amp）、直交変復調回路などを内部に備えるようにしてもよい。
送信部１１２は、制御部１２０から出力されたベースバンド信号をベースバンド帯域の信号から無線帯域の信号に変換する。送信部１１２においても、周波数変換処理や無線信号の送信処理などが行われるよう、分波器やパワーアンプ、ローノイズアンプ、直交変復調回路などを内部に備えるようにしてもよい。
送信アンテナ１０２は、送信部１１２から出力された無線信号を端末２００に送信する。
監視部１２１は、基地局１００において送受信されるデータパケットの通信データパケット量（以下、トラヒックと称する場合がある）を監視又は観測する。監視部１２１は観測したトラヒックを状態処理部１２２に出力する。
なお、監視部１２１は、配下の端末２００にスケジューラによって割り当てるリソースブロック（Resource Block）数（又は無線リソース量）により、トラヒックを観測するようにしてもよい。スケジューラは、例えば制御部１２０内にあり、図１６では図示されていないが、例えば監視部１２１やタイミング制御部１２９などが当該スケジューラであってもよい。
状態処理部１２２は、監視部１２１からトラヒックを受け取り、休止条件を満足するか否かを判定する。例えば、状態処理部１２２は、図１０に示す休止条件の判定アルゴリズムにより判別する。
また、状態処理部１２２は、休止条件を満たすと判定したときにおいて、隣接基地局から休止宣言メッセージを受信していないとき、ＭＳＧ送信部１２３に対して、「休止宣言メッセージ」（例えば図１４（Ａ））の送信を依頼する。
さらに、状態処理部１２２は、ガードタイミング期間内において隣接基地局から「休止宣言メッセージ」の受信の有無を判別し、基地局１００について休止モードに移行可能か否かを判定する。状態処理部１２２は、ガードタイミング期間内において隣接基地局から「休止宣言メッセージ」を受信していないとき、電源部１４０に対して基地局１００が休止モードとなるように依頼する。
一方、状態処理部１２２は、ガードタイミング期間内において隣接基地局から「休止宣言メッセージ」を受信したとき、既に送信した「休止宣言メッセージ」を無効にするため、ＭＳＧ送信部１２３に対して「休止宣言放棄メッセージ」の送信を依頼する。
また、状態処理部１２２は、隣接基地局から「休止宣言メッセージ」を受信した（隣接基地局が休止モードのとき）後において、監視部１２１からトラヒックを受け取り、再起動条件を満たすと判定したとき、「休止宣言解除メッセージ」を当該隣接基地局へ送信するようＭＳＧ送信部１２３に依頼する。
さらに、状態処理部１２２は、当該基地局１００が休止モードとなっているときにおいて、ＭＳＧ受信部１２４を介して隣接基地局から「休止宣言解除メッセージ」を受信したとき、当該基地局１００を休止モードから稼働状態（通常運転モード）に移行させるよう電源部１４０に依頼する。
ＭＳＧ送信部１２３は、状態処理部１２２から各メッセージの送信の依頼を受けると、各メッセージを生成して隣接基地局に送信する。メッセージの種別としては、「休止宣言メッセージ」、「休止宣言放棄メッセージ」、「休止宣言解除メッセージ」、「ＡＣＫメッセージ」、「ＮＡＫメッセージ」などがある。
ＭＳＧ受信部１２４は、隣接基地局から各メッセージを受信すると、各メッセージを受信したことを状態処理部１２２へ通知する。
隣接基地局情報ＤＢ１２５は、例えば、基地局１００に隣接する隣接基地局の識別情報、隣接基地局の状態（休止モードか通常運転モードか）などの情報を記憶する。状態処理部１２２は隣接基地局情報ＤＢ１２５に適宜アクセスして、隣接基地局へ各メッセージを送信するときの送信先の識別情報を取得したり、隣接基地局の状態を記憶したりすることができる。
ベースバンド部１２８は、受信部１１１から出力されたベースバンド信号に対して、復調処理や誤り訂正復号化処理などを施して、データ等を抽出する。ベースバンド部１２８は抽出したデータ等を外部ＩＦ部１３０へ出力する。また、ベースバンド部１２８は、外部ＩＦ部１３０から出力されたデータ等に対して誤り訂正符号化処理、変調処理などを施してベースバンド信号を送信部１１２へ出力する。ベースバンド部１２８では、このような処理を行うことができるよう、誤り訂正符号化処理回路、誤り訂正復号化処理回路、変調処理回路、復調処理回路などを内部に備えるようにしてもよい。
タイミング制御部１２９は、例えば、ベースバンド部１２８から送信部１１２へベースバンド信号を出力するタイミングや、送信部１１２から送信アンテナ１０２を介して無線信号を送信するタイミングなどを制御する。また、タイミング制御部１２９は、ベースバンド部１２８から外部ＩＦ部１３０へデータなどを出力するタイミングなどを制御する。
外部ＩＦ部１３０は、例えば、基地局１００の上位装置と接続されて、制御部１２０から出力されたデータなどを上位装置に送信可能な所定伝送フォーマットに変換する。外部ＩＦ部１３０は変換後のデータを上位装置に送信する。また、外部ＩＦ部１３０は、上位装置から送信された所定伝送フォーマットのデータを受信し、当該データから端末２００に送信するデータを抽出して、制御部１２０に出力する。上位装置との間における所定伝送フォーマットしては、例えば、Ｓ１インターフェースなどがある。
また、外部ＩＦ部１３０は、ＭＳＧ送信部１２３から出力された各メッセージを隣接基地局に送信可能な伝送フォーマットに変換し、当該隣接基地局に送信する。また、外部ＩＦ部１３０は、隣接基地局から送信された所定伝送フォーマットのデータを受信し、受信したデータから各メッセージを抽出する。隣接基地局との間における伝送フォーマットとしては、例えば、Ｘ２インターフェースがある。
電源部１４０は、制御部１２０による制御に従って、基地局１００の電源をオンにしたり、オフにしたりする。また、電源部１４０は、状態処理部１２２からの制御に従って、基地局１００を休止モードにしたり、通常運転モードにしたりする。電源部１４０は、例えば、状態処理部１２２から休止モードへの移行の通知を受けると、外部ＩＦ部１３０とＭＳＧ受信部１２４、状態処理部１２２に対して電源を供給し、それ以外の処理ブロックは電源を供給しないようにする。これにより、例えば、基地局１００は休止モードにおいてもＸ２インターフェイスの受信を行うことが可能となる。一方、電源部１４０は、例えば、休止モード中の基地局１００において、通常運転モード（稼働中）への移行の通知を状態処理部１２２から受けると、基地局１００のすべての処理ブロックに対して電源を供給する。
＜４．実施例１＞
次にこのように構成された移動通信システム１０についての動作例について説明する。本第２の実施の形態における移動通信システム１０においては、基地局間で休止宣言メッセージなどのメッセージを交換し、当該メッセージに基づいて基地局１００自身で自局の稼働を休止させるか否かを制御するようにしている。
これにより、例えば、各基地局の動作状態を集中制御するシステムや装置などを不要とし、基地局間で相互に連動した自律分散型の制御方法を行うことができる。また、例えば、新たなシステム導入による設置コストの増加を防止することを可能としている。
その際に、移動通信システム１０では、現行の通信プロトコル（例えば図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ））を活用し、現行製品仕様への影響を最小限に留めることを可能にしている。この点からもコスト増加を防止することも可能となっている。
また、上記したように、移動通信システム１０においては、休止宣言メッセージの交換などにより基地局間で相互に連携しながら基地局１００の稼働を休止させることで、システム全体の消費電力を削減させている。その際に、隣接基地局では休止したサービスエリアをカバーすべく、送信電力を上げる制御などは行われず、隣接基地局間で干渉を発生させないようにしている。
特に、移動通信システム１０においては、利用者の移動変動が大きい地域（例えば、観光地、過疎地、イベント会場周辺など）、昼夜の時間帯で通信トラヒック量の変化が大きい地域（例えば、ビジネス街、住宅街、港湾地域、山間部の道路、市場や教育施設周辺など）などで稼働する基地局の最適化を自律的に行いながら、省エネルギー効果をもたらすことができる。
以下においては、２つの実施例で具体的に説明しながら、移動通信システム１０の動作例について説明する。
実施例１は、例えば、屋内（以下においては、閉空間と称する場合もある）に設置された屋内ワイヤレスシステムに対する適用例である。例えば、屋内に設置したフェムト基地局について、事務所において多くの人が一時的に集まる会議室や、残業時間帯や休日において人が存在しないエリアに応じて、フェムト基地局を休止させることで、通信設備の省エネルギー効果をもたらすことができる。
なお、フェムト基地局は、例えば、登録された端末２００についてサービスの提供を許容し、登録されていない端末２００についてはサービスの提供を許容しない基地局である。
図１７は閉空間内における基地局（例えばフェムト基地局）１００の設置形態の例を示す。例えば、図１７に示すように事務所内の中央部に設置された基地局＃Ｅのセル範囲においては、事務所内において人が最も多く存在し、それに応じて端末２００を介して通信を行う人も多くなることが想定される。
本移動通信システム１０においては、閉空間の中央部に設置された基地局＃Ｅは休止させないようにし、それ以外の基地局＃Ａ〜＃Ｄ，＃Ｆ〜＃Ｉについては休止させることを許容する。
これにより、例えば、移動通信システム１０においては、当該閉空間における省エネルギー効果とサービス維持の適正化を図ることができる。もちろん、基地局＃Ｅ以外にも、事務所内における人の移動状況などに応じて、基地局＃Ａを非休止指定の基地局としたり、基地局＃Ｂを非休止指定の基地局とすることができる。
図１８は実施例１における動作フローの例を表わしている。なお、図１８の例は「ガードタイミング方式」の例を示しているが、「ＡＣＫ／ＮＡＫ方式」で動作してもよい。
基地局＃Ｅは、通常運転モード（Ｓ１０）のときにおいて、休止条件を満足すると（Ｓ１１でＹＥＳ）、自局が非休止指定基地局か否かを判別する（Ｓ４０）。自局が非休止指定基地局として指定されているときは、当該基地局１００は休止条件を満足しても休止モードに移行せず、休止しないようになっている。例えば、隣接基地局情報ＤＢ１２５などのメモリには、非休止指定基地局の識別情報が記憶される。状態処理部１２２は休止条件を満足していると判定したとき（Ｓ１１でＹＥＳ）、隣接基地局情報ＤＢ１２５にアクセスし、自局の識別情報が非休止指定基地局として指定された基地局の識別情報と一致するか否かにより判別できる。
自局が非休止指定基地局として指定されているとき（Ｓ４０でＹＥＳ）、基地局＃Ｅは通常運転モードを継続する（Ｓ１０）。一方、基地局＃Ｅは、自局が非休止指定基地局として指定されていないとき（Ｓ４０でＮＯ）、Ｓ１２以降の処理を行う。
例えば、基地局＃Ｅが非休止指定基地局として指定されているとき、基地局＃Ｅは通常運転モードを継続する（Ｓ１０）。一方、非休止指定基地局として指定されていない基地局＃Ａ〜＃Ｄ，＃Ｆ〜＃Ｉは、Ｓ４０の処理を「ＮＯ」と判定し、休止モード（Ｓ３２）に移行することを許容する。
例えば、夜間の無人状態から始業時に作業員が出勤したときの人の流れや屋内トラヒックの変動などにより、休止している基地局（例えば基地局＃Ａ〜＃Ｄ，＃Ｆ〜＃Ｉ）を稼働させるための鍵となる基地局（例えば基地局＃Ｅ）を非休止指定基地局とすることができる。
なお、本第２の実施の形態すべてにおいて共通しているが、実施例１における移動通信システム１０は３ＧＰＰによる移動通信システムだけでなく、ＩＥＥＥ８０２シリーズや無線ＬＡＮ、その他の移動通信システムに適用可能である。
＜５．実施例２＞
本第２の実施の形態における移動通信システム１０は、例えば、ＨｅｔＮｅｔにも適用可能である。ＨｅｔＮｅｔは、例えば、大セル（又はラージセル）と小セル（又はスモールセル）が階層化されている移動通信システム１０の一例である。
図１９はＨｅｔＮｅｔの構成例を表わしている。図１９の例では、３層構造になっており、マクロセル＃Ａが下位階層セル、マクロセル＃Ａ内にピコセル＃Ｂが中位階層として配置され、さらに、ピコセル＃Ｂ内にピコセル＃Ｃが上位階層セルとして配置される。例えば、マクロセル＃Ａが大セルであり、ピコセル＃Ｂ，＃Ｃが小セルとなっている。
図２０はこのような階層構造のネットワークにおける状態マトリックスの例を表わしている。例えば、上位階層のピコセル＃Ｃを休止モードにし、それよりも下位階層のピコセル＃Ｂとマクロセル＃Ａを稼働中（又は通常運転モード）とすることができる。また、上位階層のピコセル＃Ｃと中位階層のピコセル＃Ｂを休止モードにし、下位階層のマクロセル＃Ａを稼働中とすることもできる。
ただし、本ＨｅｔＮｅｔの例では、中位階層のピコセル＃Ｂだけ休止モードにし、上位階層と下位階層の２つのセル＃Ａ，＃Ｃを稼働中にすることはしないようにしている。図１９において、ピコセル＃Ｂだけトラヒックが他の階層よりも高くなることは少なく、ピコセル＃Ｂだけを稼働中にすると、ピコセル＃Ｂに接続した呼の接続を維持することが不安定となることが想定されるからである。
３つのセル＃Ａ〜＃Ｃについては図２０に示す動作状態をとることを前提にして以下説明する。
図２１は実施例２における動作シーケンス例を表わす図である。この例においては、中位階層セル（ピコセル＃Ｂ）から送信される休止宣言メッセージは劣性とし、上位階層セル（ピコセル＃Ｃ）から送信される休止宣言メッセージは優性とする。このような優劣が基地局１００（又はセル）ごとに指定され、休止宣言メッセージに付加された基地局１００（又はセル）の識別情報に基づいて優劣が判別できる。
図２１の例では、上位階層のピコセル＃Ｃは、休止条件を満足して休止可能状態（Ｓ３１Ｃ）へ遷移する。そして、ピコセル＃Ｃは、休止宣言メッセージを隣接基地局（上位階層のピコセル＃Ｃからすると隣接基地局はピコセル＃Ｂとなる）から受信済みでないため（Ｓ１２）、休止宣言メッセージを送信する（Ｓ１３−３）。この場合、休止宣言メッセージは上位階層のピコセル＃Ｃからの送信されるため、優性の休止宣言メッセージとなる。
そして、ピコセル＃Ｃは、ガードタイミング期間内において隣接基地局（ピコセル＃Ｂ）から休止宣言メッセージを受信していないため、休止モードに移行する（Ｓ３２Ｃ）。この場合、ピコセル＃Ｃは、休止モード移行前において、自セルに接続された呼を救済するため、当該呼に対して、ピコセル＃Ｂに強制的にハンドオーバさせている（Ｓ５０）。
休止宣言メッセージの優性又は劣性は、基地局１００の識別情報以外にも、地域ごとに定めた特定基地局（又は複数の基地局（又はセル））に割り当てた優位指定などの指標が休止宣言メッセージに付与されて、当該指標に基づいて判別することもできる。例えば、状態処理部１２２が休止宣言メッセージの送信とともに、自セル（又は自基地局）の識別情報も付与するようＭＳＧ送信部１２３に依頼することで、ピコセル＃Ｃは優性の休止宣言メッセージを送信することができる。
図２２は劣性の休止宣言メッセージが送信される場合の動作シーケンスの例を表わしている。
中位階層のピコセル＃Ｂは休止可能状態へ遷移し（Ｓ３１Ｂ）、隣接基地局（本例ではピコセル＃Ｃ）から休止宣言メッセージを受信していないため（Ｓ１２でＮＯ）、休止宣言メッセージをマクロセル＃Ａとピコセル＃Ｂに送信する（Ｓ１３−４）。この場合、休止宣言メッセージは、ピコセル＃Ｂからの休止宣言メッセージとなっているため、劣性となっている。
この場合、ピコセル＃Ｂよりも上位階層セルであるピコセル＃Ｃは、劣性の休止宣言メッセージに対して、休止宣言拒絶メッセージをピコセル＃Ｂに送信する（Ｓ１３−５）。これにより、例えば、ピコセル＃Ｃは中位階層のピコセル＃Ｂを休止させないようにすることができる。
上記したように、多重構造となっているＨｅｔＮｅｔにおいては、中位階層のセル（ピコセル＃Ｂ）のみを休止モードにすることも可能である。しかし、構造上中位階層の欠落となり、ネットワークの構成と呼維持への不安定要因を内在させることにもなるため、本移動通信システム１０では、中位階層のセルを休止させず、稼働状態を継続させるようにしている。
このようなことから、中位階層のセルから送信される休止宣言メッセージは劣性、上位階層のセルから送信される休止宣言メッセージは優性とし、劣性の休止宣言メッセージを受信した上位階層セルは拒絶メッセージを送信することで中位階層セルを休止させないことができる。
例えば、状態処理部１２２は、休止宣言メッセージを受信したとき、当該メッセージの送信元のセル（又は基地局１００）の識別情報を隣接基地局情報ＤＢ１２５で確認する。そして、状態処理部１２２は、自セルより下位階層のセル（又は基地局１００）からの休止宣言メッセージであることを確認したとき、休止宣言拒絶メッセージの送信をＭＳＧ受信部１２４に依頼する。
図２３は上位階層セル（例えばピコセル＃Ｃ）と中位階層セル（例えばピコセル＃Ｂ）の状態遷移の例を表わしている。
上位階層のピコセル＃Ｃは、稼働中（又は通常運転モード，Ｓ３０Ｃ）において、休止条件を満足すると休止可能状態（Ｓ３１Ｃ）へ遷移する。そして、ピコセル＃Ｃは、休止可能状態において、ガードタイミング期間内において隣接基地局から休止宣言メッセージを受信しないときに休止モードへ遷移する（Ｓ３２Ｃ）。
一方、中位階層のピコセル＃Ｂは稼働中（Ｓ３０Ｂ）において、例えば、休止条件を満足すると、休止可能状態（Ｓ３１Ｂ）へ遷移する。
そして、中位階層のピコセル＃Ｂは、休止可能状態（Ｓ３１Ｂ）から直接休止モード（Ｓ３２Ｂ）へ遷移せず、上位階層のピコセル＃Ｃが休止モード（Ｓ３２Ｃ）となったとき、休止モード（Ｓ３２Ｂ）への遷移が可能となる。このように、中位階層のピコセル＃Ｂは、上位階層のピコセル＃Ｃの状態に応じて遷移する場合もある。
次に、実施例２における動作シーケンス例について説明する。
図２４は、上位階層セルであるピコセル＃Ｃが休止可能状態へ遷移し、その後、中位階層セルであるピコセル＃Ｂが休止可能状態に遷移した場合の動作シーケンスの例を表わしている。
ピコセル＃Ｃは、休止可能条件を満たすと休止可能状態（Ｓ３１Ｃ）へ遷移する。そして、ピコセル＃Ｃは、隣接基地局であるピコセル＃Ｂから休止宣言メッセージを受信していないとき（Ｓ１２でＮＯ）、休止宣言メッセージを送信する（Ｓ１３−３）。この場合の休止宣言メッセージは上位階層セルからの休止宣言メッセージであるため、優性となる。
ピコセル＃Ｃは、例えばガードタイミング期間内において、隣接基地局から休止宣言メッセージを受信していないとき、ピコセル＃Ｃに接続する呼を中位階層セルであるピコセル＃Ｂに強制的にハンドオーバさせる（Ｓ５０）。そして、ピコセル＃Ｃは休止モードへ遷移する（Ｓ３２Ｃ）。
一方、中位階層であるピコセル＃Ｂは、ピコセル＃Ｃに接続された呼に対するハンドオーバが行われた（Ｓ５０）後、休止条件を満足すると休止可能状態へ遷移する（Ｓ３１Ｂ）。
そして、ピコセル＃Ｂは、隣接基地局から休止宣言メッセージを受信しているとき（Ｓ１２でＹＥＳ）、隣接基地局であるマクロセル＃Ａへ休止宣言メッセージを送信する（Ｓ１３−４）。この場合の休止宣言メッセージは、中位階層セルからの休止宣言メッセージであるため劣性となる。このとき、ピコセル＃Ｂは上位階層のピコセル＃Ｃに対して休止宣言メッセージを送信しない。例えば、ピコセル＃Ｃはピコセル＃Ｂからすると上位階層のセルであって、すでに休止モードに移行しているからである。
なお、中位階層セルであるピコセル＃Ｂでは、例えば、上位階層であるピコセル＃Ｃから送信された休止宣言メッセージを受信したことを条件に（Ｓ１２でＹＥＳ）、休止宣言メッセージを送信する（Ｓ１３−４）ことになる。
次に、ピコセル＃Ｂは、中位階層のピコセル＃Ｂと接続している呼をマクロセル＃Ａに強制的にハンドオーバさせ（Ｓ５１）、休止モードへ移行する（Ｓ３２Ｂ）。
図２５と図２６は上位階層セルであるピコセル＃Ｃと中位階層セルであるピコセル＃Ｂとがほぼ同時に休止可能状態（Ｓ３１Ｂ，Ｓ３１Ｃ）へ遷移した場合の動作シーケンス例を表わしている。
図２５の例では、ピコセル＃Ｃは休止宣言メッセージを送信後（Ｓ１３−３）、隣接基地局から休止宣言メッセージを受信済みでないと判別すると（Ｓ１２でＮＯ）、休止宣言メッセージ（優性）を送信する（Ｓ１３−３）。ピコセル＃Ｃは、例えばガードタイミング期間において休止宣言メッセージを受信しないと、ピコセル＃Ｃと接続する呼に対して強制的にハンドオーバを行わせ（Ｓ５０）、休止モードへ移行する（Ｓ３２Ｃ）。
一方、ピコセル＃Ｂは、休止条件を満足して休止可能状態へ遷移した後（Ｓ３１Ｂ）、休止宣言メッセージ（優性）を受信する（Ｓ１３−３）。ピコセル＃Ｂは、休止宣言メッセージの受信により（Ｓ１２でＹＥＳ）、休止宣言メッセージをマクロセル＃Ａに送信する（Ｓ１３−４）。この例では、ピコセル＃Ｂは、休止宣言メッセージを送信する前に、ピコセル＃Ｃに接続された呼の自セルへのハンドオーバを行わせる（Ｓ５０）。そして、ピコセル＃Ｂも、休止モードへ移行する（Ｓ３２Ｂ）。
図２５の例では、ピコセル＃Ｂ，＃Ｃはほぼ同時に休止可能状態へ遷移するものの、休止宣言メッセージを受信したか否か（Ｓ１２）を判別するタイミングが異なる場合の例である。
一方、図２６に示す例は、休止宣言メッセージを受信した否かの判別（Ｓ１２）もほぼ同時に行われる場合の例である。
すなわち、上位階層セルであるピコセル＃Ｃは、隣接基地局であるピコセル＃Ｂから休止宣言メッセージを受信済みでないとき（Ｓ１２でＮＯ）、休止宣言メッセージ（優性）を中位階層のピコセル＃Ｂと下位階層のマクロセル＃Ａへ送信する（Ｓ１３−３）。
次に、ピコセル＃Ｂは、隣接基地局であるピコセル＃Ｃから休止宣言メッセージ（優性）を受信しており（Ｓ１２でＹＥＳ）、休止宣言メッセージ（劣性）をピコセル＃Ｃへ送信する（Ｓ１３−４）。
この場合において、ピコセル＃Ｃは、ピコセル＃Ｂから休止宣言メッセージ（劣性）を受信するものの、劣性の休止宣言メッセージに対して休止宣言拒絶メッセージを送信する（Ｓ１３−５）。
ピコセル＃Ｂは、ピコセル＃Ｃから休止宣言拒絶メッセージを受信すると、ガードタイミングの再設定を行う。例えば、ピコセル＃Ｂはハンドオーバ（Ｓ５０，Ｓ５１）が行われる時間を稼ぐことができる。ピコセル＃Ｃとピコセル＃Ｂは、自セルに接続された呼の強制的なハンドオーバを行わせた後（Ｓ５０，Ｓ５１）、休止モードへ移行する（Ｓ３２Ｃ，Ｓ３２Ｂ）。
図２５及び図２６の例では、２つのピコセル＃Ｂ，＃Ｃがほぼ同時に休止可能状態（Ｓ３１Ｂ，Ｓ３１Ｃ）へ遷移しても、接続された呼をハンドオーバにより救済しながら（Ｓ５０，Ｓ５１）、休止モードへ遷移する例を表わしている。この際に、集中制御などが行われず、休止宣言メッセージの交換などによって、セル間（又は基地局間）において相互に連携し自律的にセルが休止モードへ遷移することができるようになっている。
従って、ＨｅｔＮｅｔに本移動通信システム１０が適用された場合でも、各ピコセルは休止モードへ遷移することができるため、システム全体の消費電力の削減することもできる。その際に、休止するセルに接続された呼についてもハンドオーバにより救済されるため、端末２００に対して継続したサービスの提供を行うことができる。
また、例えば、上位階層セル（例えばピコセル＃Ｃ）は、それより下位階層のセル（例えば、中位階層セルのピコセル＃Ｂや下位階層セルのマクロセル＃Ａ）から休止宣言メッセージを受信しても、当該休止宣言メッセージの受信の有無に拘わらず、自セルが休止条件を満足すると、休止することができる。
一方、例えば、中位階層セルや下位階層セルは、自セルが休止条件を満足しても、休止することはできず、自セルより上位の階層のセル（中位階層セルからすると上位階層セル、下位階層セルからすると中位階層セルと上位階層セル）から休止宣言メッセージを受信することで、休止することができる。これにより、例えば、階層構造のＨｅｔＮｅｔにおいて、「中間階層」の欠落による呼維持への不安定要素を取り除くことができる。
［その他の実施の形態］
次にその他の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態において、図１９を用いてＨｅｔＮｅｔの一例を説明した。ＨｅｔＮｅｔの構成としては、図１９に示す構成以外にも、マクロセルとピコセル（又は大セルと小セル）の２層構造でもよいし、ピコセルが複数構造になった４層構造以上のものでもよい。また、複数構造のものが１つのマクロセル内に複数存在する構成でもよい。
いずれのＨｅｔＮｅｔにおいても、第２の実施の形態で説明した移動通信システム１０を適用して実施することができる。この場合、例えば、図２２で説明したように、中位階層セルからの休止宣言メッセージについては劣性とし、上位階層セルからの休止宣言メッセージは優性とする。そして、上位階層セルは劣性の休止宣言メッセージを受信すると、休止宣言拒絶メッセージを中位階層セルに返信する。中位階層セルでは、休止可能状態へ遷移したとき、上位階層セルからの優性の休止宣言メッセージを受信した後、休止モードへ移行することができる。このように、図１９に示す構成以外のＨｅｔＮｅｔにおいても本移動通信システム１０を適用することができる。
また、第２の実施の形態において、実施例１では非休止指定基地局について説明したが、このような基地局を実施例２において説明したＨｅｔＮｅｔに適用することも可能である。
１０：移動通信システム １００：無線基地局装置（基地局）
１２０：制御部 １２１：監視部
１２２：状態処理部 １２３：ＭＳＧ送信部
１２４：ＭＳＧ受信部 １３０：外部ＩＦ部
１４０：電源部 １５０：第１の制御部
２００：端末装置（端末）

Claims (12)

  1. 第１及び第２の無線基地局装置と
    端末装置とを備え、前記第１又は第２の無線基地局装置と前記端末装置の間で無線通信を行う移動通信システムにおいて、
    前記第１の無線基地局装置は、前記第１の無線基地局装置の通信状態と前記第１の無線基地局装置に隣接する前記第２の無線基地局装置との間で交換される稼動状態に関するメッセージとに基づいて、前記第１の無線基地局装置の稼働を休止させるか否かを制御する第１の制御部を備えることを特徴とする移動通信システム。
  2. 前記メッセージは、前記第１の無線基地局装置が休止可能な状態であることを表わす第１の休止宣言メッセージを含み、
    前記第１の制御部は、前記第１の無線基地局装置と無線通信を行う前記端末装置との間の通信状態に基づいて、前記第１の無線基地局装置に隣接する前記第２の無線基地局装置に対して前記第１の休止宣言メッセージを送信することを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
  3. 前記メッセージは前記第２の無線基地局装置が休止可能な状態であることを表わす第２の休止宣言メッセージを含み、
    前記第１の制御部は、前記第１の無線基地局装置の通信状態に基づいて、前記第１の無線基地局装置が休止可能な状態であって、前記第２の無線基地局装置から前記第２の休止宣言メッセージを受信していないと判別したとき、前記第１の休止宣言メッセージを送信することを特徴とする請求項２記載の移動通信システム。
  4. 前記第１の制御部は、前記第２の無線基地局装置から前記第２の休止宣言メッセージを受信していないと判別したときから所定期間内に前記第２の無線基地局装置から前記第２の休止宣言メッセージを受信しないとき、前記第１の無線基地局装置の稼働を休止させることを特徴とする請求項３記載の移動通信システム。
  5. 前記メッセージは前記第１の休止宣言メッセージに対して前記第１の無線基地局装置の休止を許可する肯定応答メッセージを含み、
    前記第１の制御部は、前記第１の休止宣言メッセージを送信後、前記第２の無線基地局装置又は前記第１の無線基地局装置に隣接する第３の無線基地局装置から前記第１の休止宣言メッセージに対する前記肯定応答メッセージを受信したとき、前記第１の無線基地局装置の稼働を休止させることを特徴とする請求項３記載の移動通信システム。
  6. 前記第２の無線基地局装置は第２の制御部を備え、
    前記メッセージは前記第２の無線基地局装置が休止可能な状態であることを表わす第２の休止宣言メッセージを含み、
    前記第２の制御部は、前記第２の無線基地局装置と無線通信を行う前記端末装置と、前記第２の無線基地局装置の間における通信状態に基づいて、前記第１の無線基地局装置に対して前記第２の休止宣言メッセージを送信し、
    前記第１の制御部による前記第１の休止宣言メッセージの送信と、前記第２の制御部による前記第２の休止宣言メッセージの送信が同時に行われたとき、前記第１及び第２の制御部は前記第１又は第２の無線基地局装置の稼働を同時に休止させないことを特徴とする請求項２記載の移動通信システム。
  7. 前記第２の無線基地局装置は第２の制御部を備え、
    前記メッセージは休止している前記第１の無線基地局装置を起動させる起動メッセージを含み、
    前記第２の制御部は、前記第２の無線基地局装置と無線通信を行う前記端末装置との間の通信状態に基づいて前記起動メッセージを送信し、
    前記第１の制御部は、前記起動メッセージを受信すると前記第１の無線基地局装置を稼働させることを特徴とする請求項３又は４に記載の移動通信システム。
  8. 前記第１の制御部は、前記第１の無線基地局装置が休止することが許容されないとき、前記第１の休止宣言メッセージを送信せず、前記第１の無線基地局装置が休止することが許容されるとき、前記通信状態に基づいて前記第１の休止宣言メッセージを送信することを特徴とする請求項２記載の移動通信システム。
  9. 前記第１の無線基地局装置のセル範囲は前記第２の無線基地局装置のセル範囲を含み、前記第１の無線基地局装置は前記第２の無線基地局装置に対して上位階層の基地局、前記第２の無線基地局装置は前記第１の無線基地局装置に対して下位階層の基地局となることを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
  10. 前記第１の制御部は、前記第１の無線基地局装置の稼働を休止させるときは、前記第２の無線基地局装置から送信されたメッセージの受信以外は稼働を休止させることを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
  11. 端末装置と無線通信を行う無線基地局装置において、
    通信状態と前記無線基地局装置に隣接する他の無線基地局装置との間で交換される稼動状態に関するメッセージとに基づいて、稼働を休止させるか否かを制御する第１の制御部を備えることを特徴とする無線基地局装置。
  12. 第１又は第２の無線基地局装置と端末装置の間で無線通信を行う移動通信システムにおける動作制御方法であって、
    前記第１の無線基地局装置は、前記第１の無線基地局装置の通信状態と前記第１の無線基地局装置に隣接する前記第２の無線基地局装置との間で交換される稼動状態に関するメッセージとに基づいて、前記第１の無線基地局装置の稼働を休止させるか否かを制御することを特徴とする動作制御方法。
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