JPWO2014119099A1 - 通信制御装置、通信制御方法、プログラム及び端末装置 - Google Patents

通信制御装置、通信制御方法、プログラム及び端末装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ヘテロジーニアスネットワーク環境下において、ダイナミックＡＰが活用される場合の最適なセルの配置を実現すること。【解決手段】スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な１つ以上の端末装置に関連する情報を用いて、１つ以上の既存セルのうち、新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択する選択部と、前記選択部により選択される前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に存在する少なくとも１つの前記端末装置へ、前記新規スモールセルの運用を指示する制御部と、を備える通信制御装置を提供する。【選択図】図５

Description

本開示は、通信制御装置、通信制御方法、プログラム及び端末装置に関する。
近年の無線通信環境は、データトラフィックの急増を原因として、周波数リソースの枯渇化という問題に直面している。そこで、周波数リソースの枯渇化への対策の１つとして、ヘテロジーニアス（Heterogeneous）ネットワークに注目が集まっている。ヘテロジーニアスネットワークは、無線アクセス技術、セルサイズ又は周波数帯の異なる様々なセルが併存することにより形成されるネットワークである。例えば、３ＧＰＰリリース１２以降の第５世代（５Ｇ）無線通信方式に向けて、相対的に低い周波数帯をマクロセルに、相対的に高い周波数帯をスモールセルに割当てて、マクロセルとスモールセルとを互いに重複させることが提案されている（下記非特許文献１参照）。それにより、ネットワーク密度が高められ、通信効率（例えば、システムキャパシティ又は通信品質など）が改善され得る。
NTT DOCOMO, INC., "Requirements, Candidate Solutions & Technology Roadmap for LTE Rel-12 Onward", 3GPP Workshop on Release 12 and onwards，Ljubljana, Slovenia, June 11-12, 2012
しかしながら、端末の移動、フェージング又はシャドウイングなどを原因として、最適なセルの配置は、動的に変化する。そこで、スモールセルのためのアクセスポイント（ＡＰ）として動作可能な端末装置（以下、ダイナミックＡＰという）を活用し、状況に応じてダイナミックＡＰにスモールセルを動的に構成させることが有益である。スモールセルを新たに構成する際、当該新たなスモールセルのカバレッジは、通常、既存の様々なセルへ有害な干渉を与えないように設定される。しかし、既存のセルへの干渉を画一的に回避するような保守的な手法は、いくつかの場面においては、結果的に最適なセルの配置を実現することを妨げる可能性がある。
従って、ヘテロジーニアスネットワーク環境下において、ダイナミックＡＰが活用される場合の最適なセルの配置を実現する仕組みが提供されることが望ましい。
本開示によれば、スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な１つ以上の端末装置に関連する情報を用いて、１つ以上の既存セルのうち、新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択する選択部と、前記選択部により選択される前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に存在する少なくとも１つの前記端末装置へ、前記新規スモールセルの運用を指示する制御部と、を備える通信制御装置が提供される。
また、本開示によれば、スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な１つ以上の端末装置に関連する情報を用いて、１つ以上の既存セルのうち、新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択することと、選択された前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に存在する少なくとも１つの前記端末装置へ、前記新規スモールセルの運用を指示することと、を含む通信制御方法が提供される。
また、本開示によれば、通信制御装置を制御するコンピュータを、スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な１つ以上の端末装置に関連する情報を用いて、１つ以上の既存セルのうち、新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択する選択部と、前記選択部により選択される前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に存在する少なくとも１つの前記端末装置へ、前記新規スモールセルの運用を指示する制御部と、として機能させるためのプログラムが提供される。
また、本開示によれば、スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な端末装置であって、１つ以上の既存セルのうち新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択する通信制御装置と通信する通信部と、前記通信制御装置により選択される前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に前記端末装置が存在すると前記通信制御装置により判定された場合に、前記通信制御装置からの指示に応じて、前記新規スモールセルの運用を開始する制御部と、を備える端末装置が提供される。
本開示に係る技術によれば、ヘテロジーニアスネットワーク環境下において、ダイナミックＡＰが活用される場合の最適なセルの配置を実現することができる。
ヘテロジーニアスネットワークの構成の一例について説明するための説明図である。 ダイナミックＡＰのカバレッジを設定するための既存の手法について説明するための第１の説明図である。 ダイナミックＡＰのカバレッジを設定するための既存の手法について説明するための第２の説明図である。 ダイナミックＡＰのカバレッジを設定するための既存の手法について説明するための第３の説明図である。 一実施形態に係るネットワーキング制御ノードの構成の一例を示すブロック図である。 図５に示したネットワーキング制御ノードにより実行され得る通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 想定セルのカバレッジの判定について説明するための説明図である。 保護対象セルの選択について説明するための第１の説明図である。 保護対象セルの選択について説明するための第２の説明図である。 図６に示した保護対象セル選択処理の詳細な流れの一例を示すフローチャートである。 保護対象セルを保護するための暫定的なカバレッジの決定について説明するための説明図である。 スモールセル設置エリアの決定について説明するための説明図である。 図６に示した設置エリア決定処理の詳細な流れの一例を示すフローチャートである。 新規スモールセルの設置について説明するための説明図である。 図６に示したスモールセル設置処理の詳細な流れの一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係るダイナミックＡＰの構成の一例を示すブロック図である。 一実施形態に係る通信制御システムにおける処理の流れの一例を示すシーケンス図の前半部である。 一実施形態に係る通信制御システムにおける処理の流れの一例を示すシーケンス図の後半部である。 サーバの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 ｅＮＢの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 スマートフォンの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 カーナビゲーション装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
また、以下の順序で説明を行う。
１．技術の概要
２．ネットワーキング制御ノードの構成
３．ダイナミックＡＰの構成
４．処理シーケンス
５．応用例
６．まとめ
＜１．技術の概要＞
まず、図１〜図４を用いて、本開示に係る技術の概要を説明する。
［１−１．ヘテロジーニアスネットワークの例］
図１は、ヘテロジーニアスネットワークの構成の一例について説明するための説明図である。図１を参照すると、一例としてのヘテロジーニアスネットワーク１が示されている。ヘテロジーニアスネットワーク１は、マクロセル１１、スモールセル１２ａ及びスモールセル１２ｂを含む。スモールセル１２ａ及びスモールセル１２ｂは、それぞれ、マクロセル１１に部分的に重複している。
マクロセル１１は、基地局ＢＳ１により運用される大規模なセルである。一例として、マクロセル１１の半径は、数百メートルから十数キロメートルの範囲内であってよい。基地局ＢＳ１がＬＴＥ（Long Term Evolution）方式に従って動作する場合には、基地局ＢＳ１は、ｅＮＢ（evolved Node B）と呼ばれ得る。なお、かかる例に限定されず、基地局ＢＳ１は、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）方式、ＷｉＭＡＸ方式又はＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式などのその他のセルラ通信方式に従って動作してもよい。基地局ＢＳ１は、コアネットワーク１３に接続される。コアネットワーク１３は、インターネット１４に接続される。
スモールセルは、マクロセルと比較すると小規模なセルである。スモールセル１２ａは、基地局ＢＳ２ａにより運用される。スモールセル１２ｂは、基地局ＢＳ２ｂにより運用される。本明細書において、スモールセルは、フェムトセル、ナノセル、ピコセル及びマイクロセルなどの、比較的小規模な様々な種類のセルを含む概念をいう。一例としてのスモールセルの分類を、表１に示す。なお、本開示に係る技術は、表１に示されていない種類のセルにも適用可能である。
Figure 2014119099
表１において、「カテゴリ」は、スモールセル自体又はスモールセル基地局の種類を示す。「ＩＦ例」は、スモールセル基地局がマクロセル基地局又はその他の制御ノードと通信するために利用可能な通信インタフェース（あるいは通信媒体）の例を示す。ピコセルは、例えば、Ｓ１インタフェースを介してコアネットワーク内の制御ノードと、Ｘ２インタフェースを介して他の基地局と通信し得る。フェムトセルは、Ｘ２トンネリングプロトコルを用いて他の基地局と通信し得る。ＲＲＨ（Remote Radio Head）は、光ファイバを介してマクロセル基地局と通信し得る。ホットゾーン基地局は、ピコセルと同様、Ｓ１インタフェースを介してコアネットワーク内の制御ノードと、Ｘ２インタフェースを介して他の基地局と通信し得る。中継局は、エアインタフェースを介してマクロセル基地局と通信し得る。「収容率」は、１つのセル当たりどの程度多くの端末（ＬＴＥ方式におけるＵＥに相当。移動局ともいう）を収容し得るかを示す指標である。ピコセル、ＲＲＨ、ホットゾーン基地局及び中継局と比較して、フェムトセルの収容率はやや低い。「アクセスタイプ」は、端末からのアクセスの受け入れに関する分類である。オープンアクセスタイプのセルには、原則として全ての端末が接続可能である。一方、クローズドアクセスタイプのセルには、原則として予め登録された端末のみが接続可能である。
図１に例示したヘテロジーニアスネットワーク１において、端末の位置は、時間を追って変化する。マクロセル１１の内部の通信環境は、フェージング又はシャドウイングなどを原因として、変動し得る。従って、ヘテロジーニアスネットワーク１には通信効率を改善するためにスモールセル１２ａ及びスモールセル１２ｂが配置されているものの、このようなスモールセルの配置が長期間にわたって最適であるとは限らない。例えば、図１の例では、領域１６ａに複数の端末が密集している。従って、領域１６ａに新たなスモールセルのためのアクセスポイントを配置すれば、当該新たなスモールセルが多くの端末を収容する結果として、通信効率はさらに改善するであろう。また、領域１６ｂは、基地局ＢＳ１から見て障害物１５の陰に位置しているため、領域１６ｂに存在する端末がマクロセル１１に接続したとしても、劣悪な通信品質しか得られない。従って、領域１６ｂに存在する端末を収容する新たなスモールセルのためのアクセスポイントを配置することによっても、通信効率は改善するであろう。
このような動的なスモールセルの構成のために、本開示に係る技術では、上述したダイナミックＡＰを活用する。一例としてのダイナミックＡＰの分類を、表２に示す。なお、本開示に係る技術は、表２に示されていない種類のダイナミックＡＰにも適用可能である。
Figure 2014119099
表２において、「カテゴリ」は、ダイナミックＡＰの種類を示す。「ＩＦ例」は、ダイナミックＡＰが基地局又はその他の制御ノードと通信するために利用可能な通信インタフェースの例を示す。モバイルルータ端末及び一般端末は、共に、エアインタフェースを介して基地局と通信し得る。ここでのエアインタフェースは、マクロセル又はスモールセルにより提供されるセルラ方式の無線インタフェースであってもよい。その代わりに、ダイナミックＡＰは、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＺｉｇｂｅｅ（登録商標）などの非セルラ方式のエアインタフェース（及びその先の有線ネットワーク）を介して基地局と通信してもよい。「ＡＰ機能」は、アクセスポイントとして動作するための機能がどのように実現されるかを示す。モバイルルータ端末は、固有のアクセスポイント機能が予め搭載されている端末である。一般端末は、アクセスポイント機能のための機能モジュールを事後的にダウンロードすることによりアクセスポイントとして動作可能な端末である。「バッテリー」は、端末のバッテリー容量の平均的な大きさを示す。モバイルルータ端末のバッテリー容量は、一般端末のバッテリー容量よりも大きいことが多い。「収容率」は、１つのＡＰ当たりどの程度多くの端末を収容し得るかを示す指標である。上述した様々な基地局と比較すると、一般的に、ダイナミックＡＰの収容率は低い。「アクセスタイプ」は、端末からのアクセスの受け入れに関する分類である。ダイナミックＡＰのアクセスタイプは、オープンアクセスタイプであってもよく、又はクローズドアクセスタイプであってもよい。
［１−２．課題の説明］
図２〜図４は、ダイナミックＡＰのカバレッジを設定するための既存の手法について説明するための説明図である。図２を参照すると、ヘテロジーニアスネットワーク１において、端末装置ＴＭ１がダイナミックＡＰとして動作し、新たなスモールセル１７ａを運用しようとしている。しかしながら、スモールセル１７ａのカバレッジは大き過ぎるため、端末装置ＴＭ１（又はスモールセル１７ａに接続する端末）からの無線信号が既存のスモールセル１２ａに接続する端末装置ＴＭ２へ有害な干渉を与える可能性がある。そこで、端末装置ＴＭ１は、干渉を回避するために、送信電力を低減する。
図３を参照すると、端末装置ＴＭ１が送信電力を低減した結果として、スモールセル１７ａのカバレッジが縮小し、端末装置ＴＭ２への干渉は回避されている。但し、図２の例においてスモールセル１７ａのカバレッジに含まれていた端末装置ＴＭ３は、図３の例ではスモールセル１７ａのカバレッジから外れている。
図４を参照すると、ヘテロジーニアスネットワーク１において、端末装置ＴＭ４がダイナミックＡＰとして動作し、新たなスモールセル１７ｂを運用しようとしている。端末装置ＴＭ４は、既存のスモールセル１２ｂに接続する端末へ有害な干渉を与えることを回避するために、送信電力を低減する。その結果、スモールセル１７ｂのカバレッジは縮小され、障害物１５に起因するシャドウイングの影響を受ける端末装置ＴＭ５及びＴＭ６がスモールセル１７ｂのカバレッジから外れている。図４の例では、スモールセル１７ｂが収容可能な端末は存在しないため、新たなスモールセル１７ｂを運用することはもはや無意味である。しかし、実際には、既存のスモールセル１２ｂを停止し、又はスモールセル１２ｂのカバレッジを縮小した上で、端末装置ＴＭ４がスモールセル１７ｂをより広いカバレッジ（図中の点線）で運用した方が、ネットワーク全体としての通信効率は向上する可能性がある。即ち、既存のセルへの干渉を画一的に回避するような保守的な手法は、結果的に最適なセルの配置を実現することを妨げ得る点で、望ましくない。
そこで、次節より、上述した問題点を解消し、ダイナミックＡＰが活用される場合の最適なセルの配置を実現するための例示的な実施形態について、詳細に説明する。
＜２．ネットワーキング制御ノードの構成＞
ヘテロジーニアスネットワーク環境下でダイナミックＡＰを活用する際、最適なセルの配置を決定するためには、ネットワークのトポロジー及び各装置のケイパビリティを把握することが求められ得る。これは、個々の端末装置にとって容易ではない。そこで、本開示に係る技術は、上述したスモールセルを含むネットワークの形成を支援する新たな機能エンティティであるネットワーキング制御エンティティ（ＮＣＥ：Networking Control Entity）を導入する。ネットワーキング制御エンティティは、例えば、ネットワーク全体の通信効率の観点から、新たなスモールセルの設置に適したエリア（以下、スモールセル設置エリア）を決定する。そして、ネットワーキング制御エンティティは、スモールセル設置エリア内に存在するダイナミックＡＰとして動作可能な端末装置へ、スモールセルの運用の開始を指示する。ネットワーキング制御エンティティは、スモールセル設置エリアを決定する際、既存のセルへの干渉を画一的に回避するのではなく、新たなスモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セル（Protected Cell）を選択する。
なお、本明細書では、ネットワーキング制御エンティティが実装されたノードを、ネットワーキング制御ノードという。ネットワーキング制御エンティティは、いずれの通信ノードにおいて実装されてもよい。端末からのアクセス性の観点では、ネットワーキング制御エンティティを、基地局、コアネットワーク上の制御ノード、又はインターネット上のサーバのいずれかの機能として実装することが有益である。本節では、一例として、ネットワーキング制御エンティティが、コアネットワーク１３上の制御ノード（例えば、移動性管理エンティティ（ＭＭＥ）、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）若しくはＰＤＮゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）、又はＮＣＥのための専用のノード）において実装されているものとする。
図５は、一実施形態に係るネットワーキング制御ノード１００の構成の一例を示すブロック図である。図５を参照すると、ネットワーキング制御ノード１００は、通信部１１０、記憶部１２０及び制御部１３０を備える。
［２−１．通信部］
通信部１１０は、ネットワーキング制御ノード１００が他の装置と通信するための通信インタフェースである。通信部１１０は、例えば、コアネットワーク１３又はインターネット１４に接続される様々な基地局と通信する。また、通信部１１０は、それら基地局を介して、端末装置と通信する。
［２−２．記憶部］
記憶部１２０は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、ネットワーキング制御ノード１００の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。記憶部１２０により記憶されるデータは、後に説明するダイナミックＡＰ情報、端末情報及び既存セル情報を含み得る。
［２−３．制御部］
制御部１３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサを用いて、ネットワーキング制御ノード１００の動作全般を制御する。本実施形態において、制御部１３０は、スモールセル制御部１３２、保護対象セル選択部１３４及びエリア決定部１３６を含む。
（１）スモールセル制御部−準備処理
スモールセル制御部１３２は、通信部１１０を介するシグナリングによってスモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能なダイナミックＡＰを識別し、ダイナミックＡＰによるスモールセルの運用を制御する。また、スモールセル制御部１３２は、スモールセルを新たに構成するニーズが存在する場合に、ネットワーク全体の通信効率が最適化されるようにスモールセルを配置するための処理を実行する。より具体的には、本実施形態において、スモールセル制御部１３２により実行される処理は、準備処理とメイン処理とに区別される。
図６は、ネットワーキング制御ノード１００により実行され得る通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図６に示したステップＳ１１０〜ステップＳ１３５の処理は、準備処理に相当する。ステップＳ１４０〜ステップＳ１９０の処理は、メイン処理に相当する。
準備処理は、主に、新規スモールセルのニーズの判定、情報の収集及びマスタ端末候補の選択を含む。まず、スモールセル制御部１３２は、通信部１１０を介するスモールセル設置要求の受信を待ち受ける（ステップＳ１１０）。スモールセル設置要求は、例えば、システムキャパシティの向上を目的として、図１に例示したマクロセル基地局ＢＳ１から受信されてもよい。また、スモールセル設置要求は、通信品質の改善を目的として、劣悪な通信品質を経験している端末装置から受信されてもよい。
スモールセル制御部１３２は、スモールセル設置要求が受信されると、新規スモールセルのニーズを判定する（ステップＳ１１５）。例えば、スモールセル制御部１３２は、システムキャパシティの向上が目的である場合に、マクロセル１１に接続済みの端末数、マクロセル１１の収容端末上限数に対する接続済みの端末数の割合、又はマクロセル１１のリソース使用率などのキャパシティ指標を所定の判定閾値と比較する。そして、スモールセル制御部１３２は、閾値比較の結果がキャパシティが逼迫していることを示す場合に、新規スモールセルのニーズが存在する（即ち、新規スモールセルを設置することが必要である）と判定し得る。また、例えば、スモールセル制御部１３２は、特定の端末装置の通信品質の改善が目的である場合に、受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）、リファレンス信号受信品質（ＲＳＲＱ：Reference Signal Received Quality）、リファレンス信号受信電力（ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power）、ビットエラーレート（ＢＥＲ：Bit Error Rate）、フレームエラーレート（ＦＥＲ：Frame Error Rate）又はＳＮ比（Signal to Noise Ratio）などの品質指標を所定の判定閾値と比較する。そして、スモールセル制御部１３２は、閾値比較の結果が通信品質が劣悪であることを示す場合に、新規スモールセルのニーズが存在すると判定し得る。スモールセル制御部１３２は、特定の１つの端末装置の品質指標を判定閾値と比較する代わりに、特定の端末装置及びその周辺に位置する端末装置の総合的な通信品質を表す品質指標（例えば、後述する式（３）参照）を判定閾値と比較してもよい。ここで、新規スモールセルのニーズが存在しないと判定された場合には、スモールセル設置要求に対する拒否がスモールセル制御部１３２により応答され、処理はステップＳ１１０へ戻る（ステップＳ１２０）。新規スモールセルのニーズが存在すると判定された場合には、処理はステップＳ１２５へ進む。なお、スモールセル制御部１３２は、スモールセル設置要求が受信されたかに関わらず、システムキャパシティ又は個々の端末装置の通信品質を監視し、新規スモールセルのニーズを能動的に判定してもよい。
新規スモールセルのニーズが存在する場合、スモールセル制御部１３２は、最適なセルの配置を決定するために使用され得る、端末情報、ダイナミックＡＰ情報及び既存セル情報を取得する（ステップＳ１２５）。
端末情報は、ヘテロジーニアスネットワーク１内の端末装置の各々から取得されてもよく、又は端末情報を予め保持している基地局若しくはその他のネットワークノードから取得されてもよい。端末情報は、以下に列挙する情報アイテムのうちの少なくとも１つを含み得る：
ａ）端末識別子
ｂ）位置データ
ｃ）通信履歴データ
ｄ）ケイパビリティデータ
ｅ）通信品質データ
ｆ）バッテリー残量データ
ｇ）モビリティデータ
各端末装置の位置は、いかなる測位手法に従って決定されてもよい。例えば、３ＧＰＰリリース９以降でサポートされるＡ−ＧＮＳＳ（Assisted−Global Navigation Satellite Systems）、ＯＴＤＯＡ（Observed Time Difference of Arrival）又はＥ−ＣＩＤ（Enhanced−Cell ID）などの測位方式のうちのいずれかが、各端末装置の位置を決定するために使用されてもよい。
通信履歴データは、各端末装置の過去の通信量（例えば、一定期間ごとの送信トラフィック量及び受信トラフィック量など）を示すデータである。
ケイパビリティデータは、各端末装置がダイナミックＡＰとして動作可能か否かを示す単純なフラグであってもよい。その代わりに、ケイパビリティデータは、各端末装置のプロセッサ性能、メモリサイズ、アンテナ本数及び（３ＧＰＰにより規定されている）端末クラスのうちの少なくとも１つを示してもよい。後者の場合、スモールセル制御部１３２は、ケイパビリティデータがダイナミックＡＰの動作要件を満たす端末装置を、ダイナミックＡＰとして識別し得る。
通信品質データは、各端末装置により測定される通信品質を示すデータである。通信品質データは、例えば、上述したＲＳＳＩ、ＲＳＲＱ、ＲＳＲＰ、ＢＥＲ、ＦＥＲ及びＳＮ比のうち少なくとも１つを示し得る。所定の閾値を上回る通信品質を有しない端末装置は、スモールセルを運用するためのマスタ端末候補から除外されてもよい。
バッテリー残量データは、各端末装置の最新のバッテリー残量を示すデータである。バッテリー残量データは、各端末装置が外部電源に接続されているかを示すフラグを含んでもよい。外部電源に接続されておらず、且つ所定の閾値を上回るバッテリー残量を有しない端末装置は、スモールセルを運用するためのマスタ端末候補から除外されてもよい。
モビリティデータは、各端末装置のモビリティステータスを示すデータである。モビリティステータスは、例えば、“移動せず”及び“移動中”という２種類のステータスを識別可能であってもよく、又は“移動せず”、“低速移動中”及び“高速移動中”などのようなより多くのステータスを識別可能であってもよい。特定のモビリティステータス（例えば、“高速移動中”）を有する端末装置は、スモールセルを運用するためのマスタ端末候補から除外されてもよい。
ダイナミックＡＰ情報は、ダイナミックＡＰとしてのケイパビリティを有する端末装置の各々から取得されてもよく、又は基地局若しくはその他のネットワークノードから取得されてもよい。ダイナミックＡＰ情報は、以下に列挙する情報アイテムのうちの少なくとも１つを含み得る：
ｈ）ユーザ認可フラグ
ｉ）最大送信電力
ｊ）収容端末上限数
ユーザ認可フラグは、スモールセルを運用するマスタ端末として各ダイナミックＡＰが利用されることを、当該ダイナミックＡＰのユーザが認可したか否かを示す。あるダイナミックＡＰについてユーザ認可データがマスタ端末としての利用を拒否することを示す場合、スモールセル制御部１３２は、当該ダイナミックＡＰをマスタ端末候補から除外し得る。
最大送信電力は、各ダイナミックＡＰの出力可能な送信電力の最大値を示す。最大送信電力は、各ダイナミックＡＰがスモールセルを運用すると想定した場合の当該スモールセルのカバレッジを判定するために使用され得る。
収容端末上限数は、各ダイナミックＡＰが運用するスモールセルに収容することのできる端末数の上限値を示す。
既存セル情報は、マクロセル及び既存のスモールセルについての情報を含む。マクロセルについての既存セル情報は、マクロセル基地局又はその他のネットワークノードから取得されてよい。既存のスモールセルについての既存セル情報は、各セルを運用するスモールセル基地局若しくはマスタ端末、マクロセル基地局又はその他のネットワークノードから取得されてよい。既存セル情報は、以下に列挙する情報アイテムのうちの少なくとも１つを含み得る：
ｋ）カバレッジデータ
ｌ）許容干渉レベル
ｍ）接続端末リスト
カバレッジデータは、各既存セルのカバレッジを示すデータである。カバレッジデータは、例えば、各既存セルの基地局（又はマスタ端末）の位置座標及びセル半径を含んでもよい。その代わりに、カバレッジデータは、より複雑なセルの地理的形状を示すポリゴンデータを含んでもよい。
許容干渉レベルは、各既存セルについて許容される干渉信号の電力レベルの上限値を示す。許容干渉レベルは、典型的には、各既存セルのセルエッジにおいて許容される電力レベルを示してよい。
接続端末リストは、各既存セルに接続中の端末装置の端末識別子のリストである。スモールセル制御部１３２は、接続端末リストを参照することにより、マクロセル及び既存のスモールセルの各々にどの端末装置が接続しているかを識別することができる。
次に、スモールセル制御部１３２は、各端末装置について取得した端末情報を用いて、スモールセルを運用するためのマスタ端末候補を選択する（ステップＳ１３０）。例えば、スモールセル制御部１３２は、上述したケイパビリティデータに基づいて、アクセスポイントとして動作可能なケイパビリティを有する端末装置、即ちダイナミックＡＰを識別する。そして、スモールセル制御部１３２は、識別したダイナミックＡＰのうち、マクロセルとの間の通信品質、バッテリー残量又はモビリティが所定の基準を満たす装置を、マスタ端末候補として選択する。例えば、スモールセル制御部１３２は、上述したように、所定の閾値を上回る通信品質を有しないダイナミックＡＰ、所定の閾値を上回るバッテリー残量を有しないダイナミックＡＰ、又は高速で移動しているダイナミックＡＰを、マスタ端末候補から除外してもよい。
次に、スモールセル制御部１３２は、少なくとも１つのマスタ端末候補が選択されたか否かを判定する（ステップＳ１３５）。ここで、マスタ端末候補が全く選択されなかった場合には、新規スモールセルは設置されず、図６の通信制御処理はステップＳ１１０へ戻る。少なくとも１つのマスタ端末候補が選択された場合には、準備処理は終了し、図６の通信制御処理はステップＳ１４０以降のメイン処理へ進む。
図６に示したように、メイン処理は、主に、保護対象セル選択処理、設置エリア決定処理及びスモールセル設置処理を含む。保護対象セル選択処理及び設置エリア決定処理は、スモールセル設置エリアを再定義することが求められる場合に実行される（ステップＳ１４０）。
スモールセル設置エリアを再定義することが求められる場合、スモールセル制御部１３２は、保護対象セル選択部１３４に、保護対象セル選択処理を実行させる（ステップＳ１５０）。その結果、１つ以上の既存セルのうち、新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルが選択される。保護対象セル選択処理については、後に図９を用いてさらに説明する。次に、スモールセル制御部１３２は、エリア決定部１３６に、設置エリア決定処理を実行させる（ステップＳ１７０）。その結果、選択された保護対象セルの各々への干渉が許容干渉レベルを上回らないように、スモールセル設置エリアが決定される。設置エリア決定処理については、後に図１２を用いてさらに説明する。
そして、スモールセル制御部１３２は、スモールセル設置処理を実行する（ステップＳ１９０）。その結果、事前に定義され又はステップＳ１７０において再定義されたスモールセル設置エリアに、新規スモールセルが設置される。スモールセル設置処理については、後に図１４を用いてさらに説明する。
（２）保護対象セル選択部
保護対象セル選択部１３４は、スモールセル制御部１３２により収集されたダイナミックＡＰに関連する情報を用いて、保護対象セル選択処理を実行することにより、１つ以上の既存セルのうちの保護対象セルを選択する。より具体的には、本実施形態において、保護対象セル選択部１３４は、スモールセル制御部１３２により選択されたマスタ端末候補の各々により運用されると想定される想定セル（Hypothesis Cell）、及び当該想定セルと重複するカバレッジを有する既存セル（Existing Cell）についての通信効率の評価に基づいて、保護対象セルを選択する。
例えば、保護対象セル選択部１３４は、各想定セルのカバレッジを、当該想定セルを運用するマスタ端末候補の最大送信電力から、簡易的に判定し得る。例えば、カバレッジの半径は、各想定セルのチャネル周波数に依存する（距離の関数である）減衰率と最大送信電力とに基づいて計算され得る。それにより、各想定セルと重複するカバレッジを有する既存セルを識別することが可能となる。
図７は、想定セルのカバレッジの判定について説明するための説明図である。図７を参照すると、ヘテロジーニアスネットワーク１内で、スモールセル基地局ＢＳ２ａは、既存のスモールセル１２ａを運用している。スモールセル基地局ＢＳ２ｂは、既存のスモールセル１２ｂを運用している。ダイナミックＡＰである端末装置ＴＭ１０は、マスタ端末として、既存のスモールセル１２ｃを運用している。また、５つのマスタ端末候補ＴＭ１、ＴＭ３、ＴＭ４、ＴＭ７及びＴＭ８が選択されている。端末装置ＴＭ６は、ダイナミックＡＰとしてのケイパビリティを有するものの、マクロセルとの間の通信品質が劣悪であるため、マスタ端末候補からは除外されている。図７の例において、マスタ端末候補ＴＭ１についての想定セルＨＣ１のカバレッジは、既存セル１２ａ及び既存セル１２ｂと重複する。マスタ端末候補ＴＭ３についての想定セルＨＣ３のカバレッジは、既存セル１２ａと重複する。マスタ端末候補ＴＭ４についての想定セルＨＣ４のカバレッジは、既存セル１２ｂと重複する。マスタ端末候補ＴＭ７についての想定セルＨＣ７のカバレッジは、既存セル１２ｂと重複する。マスタ端末候補ＴＭ８についての想定セルＨＣ８のカバレッジは、既存セル１２ｃと重複する。保護対象セル選択部１３４は、このようにカバレッジの重複する想定セル及び既存セルのペアの間で、通信効率を比較する。
第１の例において、通信効率指標Ｅ１は、次の式（１）のように、収容端末数ＮＵＥに等しい。収容端末数ＮＵＥは、ある１つの想定セル又は既存セルのカバレッジの内部に位置する端末装置の数を表す。なお、カバレッジの内部に位置する端末装置の数が当該セルの収容端末上限数を上回る場合には、カバレッジの内部に位置する端末装置の数の代わりに当該収容端末上限数が、収容端末数ＮＵＥとして扱われ得る。
Figure 2014119099
第２の例において、通信効率指標Ｅ２は、次の式（２）のように、収容端末のトラフィック量Ｔｆ（ＵＥｉ）の総和（本明細書において、収容端末通信量という）に等しい。ｉ番目の収容端末についてのトラフィック量Ｔｆ（ＵＥｉ）として、例えば、収容端末ＵＥｉの通信履歴データにより示される過去の通信量が使用されてもよく、又は当該過去の通信量からの予測値が使用されてもよい。
Figure 2014119099
第３の例において、通信効率指標Ｅ３は、次の式（３）のように、収容端末の受信信号強度ＲＳＳＩ（ＵＥｉ）の逆数の総和（本明細書において、品質総改善度という）に等しい。ここでの受信信号強度は、マクロセルのダウンリンク信号について測定される値である。通信効率指標Ｅ３は、受信信号強度の低い端末がセル内に多く含まれるほど高い値を示す。即ち、通信効率指標Ｅ３の高い値は、その場所にスモールセルを設置することにより全体として通信品質の大幅な改善が見込まれることを意味する。ＲＳＳＩの代わりに、ＲＳＲＱ、ＲＳＲＰ、ＢＥＲ、ＦＥＲ又はＳＮ比などのその他の種類の品質指標が使用されてもよい。なお、ＢＥＲ及びＦＥＲは、その値が小さいほど品質が良好であることを示す。そのため、ＢＥＲ又はＦＥＲが使用される場合には、逆数の演算は行われず、その値の総和が品質総改善度として算出され得る。
Figure 2014119099
保護対象セル選択部１３４は、これら通信効率指標Ｅ１、Ｅ２及びＥ３のうちの１つ又は２つ以上の組合せを、比較の対象の想定セル及び既存セルについて評価する。保護対象セル選択部１３４は、スモールセルの設置の目的に応じて、通信効率の評価基準を切り替えてもよい。例えば、システムキャパシティの向上が目的である場合には、保護対象セル選択部１３４は、通信効率指標Ｅ１又はＥ２を優先的に使用し得る。一方、特定の端末装置の通信品質の改善が目的である場合には、保護対象セル選択部１３４は、通信効率指標Ｅ３を優先的に使用し得る。
保護対象セル選択部１３４は、例えば、対応する（比較相手である）想定セルよりも通信効率の劣る既存セルを、保護対象セルから除外する。
図８Ａは、保護対象セルの選択について説明するための第１の説明図である。図８Ａを参照すると、図７に示した既存セル１２ａ及び想定セルＨＣ１が示されている。既存セル１２ａは、スモールセル基地局ＢＳ２ａにより運用されるスモールセルである。想定セルＨＣ１は、マスタ端末候補ＴＭ１により運用されることが想定されるスモールセルである。既存セル１２ａ及び想定セルＨＣ１のカバレッジは互いに重複する。ここで、例えば、既存セル１２ａの収容端末数ＮＵＥは、５に等しい。想定セルＨＣ１の収容端末数ＮＵＥは、３に等しい。この場合、保護対象セル選択部１３４は、想定セルＨＣ１よりも既存セル１２ａの方がネットワーク全体の通信効率に寄与することが予測されるため、既存セル１２ａを保護対象セルから除外しない。
図８Ｂは、保護対象セルの選択について説明するための第２の説明図である。図８Ｂを参照すると、図７に示した既存セル１２ｂ及び想定セルＨＣ４が示されている。既存セル１２ｂは、スモールセル基地局ＢＳ２ｂにより運用されるスモールセルである。想定セルＨＣ４は、マスタ端末候補ＴＭ４により運用されることが想定されるスモールセルである。既存セル１２ｂ及び想定セルＨＣ４のカバレッジは互いに重複する。ここで、例えば、既存セル１２ｂの収容端末数ＮＵＥは、３に等しい。想定セルＨＣ４の収容端末数ＮＵＥは、４に等しい。また、想定セルＨＣ４の収容端末には、障害物１５に起因するシェーディングの影響を受ける端末装置も含まれている。この場合、保護対象セル選択部１３４は、既存セル１２ｂよりも想定セルＨＣ４の方がネットワーク全体の通信効率に寄与することが予測されるため、既存セル１２ｂを保護対象セルから除外する。このような通信効率についての評価の最終的な結果として、図８Ｂの例では、既存セル１２ａ及び既存セル１２ｃが、保護対象セルとして選択されている。
なお、保護対象セル選択部１３４は、対応する想定セルよりも通信効率の劣る既存セルについて、カバレッジの重複が当該既存セルの送信電力の低減によって解消される場合に、送信電力の低減を条件として、当該既存セルを保護対象セルに含めてもよい。既存セルの送信電力の低減によって既存セルのカバレッジが縮小すれば、その縮小の分だけ新規スモールセルを設置する余地が増加するため、このような手法もまた有益である。
図９は、ここまでに説明した保護対象セル選択処理の詳細な流れの一例を示すフローチャートである。図９を参照すると、まず、保護対象セル選択部１３４は、スモールセル制御部１３２により選択されたマスタ端末候補の各々について、最大送信電力とチャネル周波数に依存する減衰率とに基づいてカバレッジ半径を計算し、想定セルを設定する（ステップＳ１５２）。その後のステップＳ１５６〜ステップＳ１６０の処理は、各想定セルについて繰り返される（ステップＳ１５４）。
想定セルごとの繰り返しにおいて、保護対象セル選択部１３４は、まず、処理対象の想定セルについての通信効率指標を判定する（ステップＳ１５６）。また、保護対象セル選択部１３４は、処理対象の想定セルと重複するカバレッジを有する既存セルの通信効率指標を判定する（ステップＳ１５８）。そして、保護対象セル選択部１３４は、通信効率指標の比較に基づいて、対応する想定セルよりも通信効率が劣る既存セルを、保護対象セルから除外する（又は通信効率が劣る既存セルの送信電力を低減することを決定する）（ステップＳ１６０）。最終的に、保護対象セル選択部１３４により保護対象セルから除外されなかった既存セルが、保護対象セルとして扱われ得る。
保護対象セル選択部１３４により選択された保護対象セルの各々に対する干渉は、その後の新規スモールセルの設置に際して、各保護対象セルの許容レベルを上回らないように制御される。一方、保護対象セルから除外された既存セルに対する干渉は、その後の新規スモールセルの設置に際して考慮されない。即ち、本実施形態では、既存のセルへの干渉が画一的に回避されるのではなく、動的に選択される保護対象セルへの干渉のみが回避される。保護対象セルは、上述したように、ネットワーク全体としての通信効率の向上の観点から選択される。そして、選択された保護対象セルを保護しつつ、その他のスモールセルが再編成され、最適なスモールセルの配置が実現される。
（３）エリア決定部
エリア決定部１３６は、保護対象セル選択部１３４により選択される保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように、新規スモールセルが設置され得るスモールセル設置エリアを決定する。これは、本実施形態において、保護対象セルの選択結果に基づいて直接的に新規スモールセルが設置されるのではなく、保護対象セルの選択結果に基づいてスモールセル設置エリアがまず決定されることを意味する。そして、新規スモールセルのためのマスタ端末は、スモールセル設置エリア内に存在するマスタ端末候補から選択される。このようなスモールセル設置エリアを導入することにより、例えば、一度選択したマスタ端末にスモールセルの運用を阻害する事由が生じた場合に、スモールセル設置エリア内の他のダイナミックＡＰにマスタ端末を迅速に切り替えるといった、柔軟なネットワークの運用が可能となる。スモールセルの運用を阻害する事由とは、例えば、バックホールリンクの品質低下、バッテリー残量の減少又はハードウェア障害若しくはソフトウェア障害の発生などを含み得る。マスタ端末の負荷が高い状況下では、同じスモールセル設置エリア内で追加的なマスタ端末を選択することにより、負荷を分散することも可能である。
エリア決定部１３６は、例えば、スモールセル設置エリアを決定するために、ある走査エリア内で走査される複数の地点の各々について、各地点に新規スモールセルが設置された場合の通信効率の改善をスコアリングする。その結果、各地点についての効率改善スコアが算出される。ここでの走査エリアは、いかなる地理的エリアであってもよい。例えば、走査エリアは、マクロセルのカバレッジに等しくてもよい。また、保護対象セルのカバレッジが走査エリアから除外されてもよい。また、スモールセル設置要求の送信元の端末装置の位置を含む部分領域に走査エリアが制限されてもよい。走査エリア内で走査される地点は、マスタ端末候補が位置する地点であってもよく、又はマスタ端末候補の位置に関わらず設定される地点（例えば、一定の間隔を置いて規則的に配置される地点など）であってもよい。そして、エリア決定部１３６は、相対的に良好な効率改善スコアを示す地点をスモールセル設置エリアが含むように、スモールセル設置エリアを決定する。
効率改善スコアは、例えば、各地点に新規スモールセルが設置される場合の、当該新規スモールセルの収容端末数、収容端末通信量、アクセスポイント候補数及びカバレッジの広さのうち少なくとも１つに基づいて算出されてもよい。ここでの新規スモールセルのカバレッジは、各地点にマスタ端末が位置し、当該マスタ端末の送信電力が各保護対象セルへ有害な干渉を引き起こさないように低減されるという条件の下で、暫定的に決定される。
図１０は、保護対象セルを保護するための暫定的なカバレッジの決定について説明するための説明図である。図１０の例では、説明の簡明さのために、マスタ端末候補が位置する地点がエリア決定部１３６により走査されるものとする。図１０を図７と対比すると、想定セルＨＣ１及びＨＣ３のカバレッジは、保護対象セル１２ａへ有害な干渉を与えないように縮小されている。また、想定セルＨＣ８のカバレッジは、保護対象セル１２ｂへ有害な干渉を与えないように縮小されている。これに対し、想定セルＨＣ４のカバレッジは、既存セル１２ｂが保護対象セルから除外されたため、縮小されていない。効率改善スコアの算出において利用される収容端末数は、このように決定されるカバレッジの内部に位置する端末装置（収容端末：Accommodated Terminals）の数であってよい。収容端末通信量は、当該カバレッジの内部に位置する収容端末についてのトラフィック量の総和であってよい。アクセスポイント候補数は、当該カバレッジの内部（又はカバレッジの中央付近）に位置するダイナミックＡＰの数であってよい。カバレッジの広さは、暫定的に決定されるカバレッジの半径又は面積などであってよい。
一例として、効率改善スコアＳ１は、次の式（４）のように算出され得る。式（４）において、ＭＵＥは収容端末数、Ｔｆ（ＵＥｊ）はｊ番目の収容端末のトラフィック量、ＭＤＡＰはアクセスポイント候補数、Ｃｏはカバレッジの広さである。式（４）の右辺の各項に乗算される変数ｗ１、ｗ２、ｗ３及びｗ４は、通信効率の最適化の観点でチューニングされ得る重みであり、いくつかの重みはゼロであってもよい。
Figure 2014119099
効率改善スコアＳ１の大きい値は、その候補地点に新規スモールセルが設置された場合の通信効率の改善が例えばシステムキャパシティの面で大きいと推定されることを示す。よって、システムキャパシティの向上を目的として新規スモールセルが設置される場合には、このような効率改善スコアＳ１を利用することが有益である。
他の例として、効率改善スコアは、例えば、各地点に新規スモールセルが設置される場合の、当該新規スモールセルの収容端末ごとの品質指標に基づいて算出されてもよい。効率改善スコアＳ２は、次の式（５）のように算出され得る。ここでの受信信号強度ＲＳＳＩ（ＵＥｊ）は、ｊ番目の端末装置によりマクロセルのダウンリンク信号について測定される値である。ＲＳＳＩの代わりに、ＲＳＲＱ、ＲＳＲＰ、ＢＥＲ、ＦＥＲ又はＳＮ比などのその他の種類の品質指標が使用されてもよい。なお、式（３）のケースと同様、ＢＥＲ又はＦＥＲが使用される場合には、逆数の演算は行われず、その値の総和が効率改善スコアとして算出され得る。
Figure 2014119099
効率改善スコアＳ２の大きい値は、その候補地点に新規スモールセルが設置された場合の通信効率の改善が特に端末装置の通信品質の面で大きいと推定されることを示す。よって、端末装置の通信品質の改善を目的として新規スモールセルが設置される場合には、このような効率改善スコアＳ２を利用することが有益である。
エリア決定部１３６は、このように算出され得る効率改善スコアが良好な値を示す領域にスモールセルが設置されるように、スモールセル設置エリアを決定する。図１１は、スモールセル設置エリアの決定について説明するための説明図である。図１１を参照すると、エリア決定部１３６により算出される効率改善スコアの高いエリアが濃い網掛けで、それ以外の走査エリアが薄い網掛けで示されている。図１１の例では、地点Ｐ１を含むエリアＣＡ１、及び地点Ｐ４を含むエリアＣＡ４において、効率改善スコアが相対的に高い値を示す。一方、地点Ｐ３、Ｐ７及びＰ８などの残りのエリアでは、（例えば、近傍の端末密度が低いこと、通信品質の改善が見込まれる端末が少ないことなどを理由として）効率改善スコアは相対的に低い値を示す。従って、エリア決定部１３６は、エリアＣＡ１及びＣＡ４を、スモールセル設置エリアとして決定し得る。
なお、エリア決定部１３６は、特定の端末装置（例えば、スモールセル設置要求の送信元の端末装置）についての通信品質の改善が要求される場合には、当該特定の端末装置の現在位置が新規スモールセルのカバレッジに含まれるように、スモールセル設置エリアを決定してもよい。例えば、図１１において、端末装置ＴＭ５がスモールセル設置要求を送信した場合には、エリア決定部１３６は、端末装置ＴＭ５に近いエリアＣＡ４のみをスモールセル設置エリアとして決定し得る。それにより、劣悪な通信品質を経験している端末装置の通信品質を確実に改善することが可能となる。
また、エリア決定部１３６は、所定の数のダイナミックＡＰがスモールセル設置エリアに含まれるように、スモールセル設置エリアを決定してもよい。所定の数が１である場合には、新規スモールセルを運用するために少なくとも１つのマスタ端末をスモールセル設置エリア内に即座に確保することができる。また、所定の数が２以上である場合には、新規スモールセルを運用するマスタ端末に加えて、当該マスタ端末をバックアップするダイナミックＡＰを確保することができる。
図１２は、ここまでに説明した設置エリア決定処理の詳細な流れの一例を示すフローチャートである。図１２のステップＳ１７４〜ステップＳ１８０の処理は、走査エリア内の各候補地点について繰り返される（ステップＳ１７２）。
候補地点ごとの繰り返しにおいて、エリア決定部１３６は、各候補地点に新規スモールセルが設置される場合の新規スモールセルの暫定的なカバレッジを、保護対象セルへの有害な干渉が回避されるように決定する（ステップＳ１７４）。次に、エリア決定部１３６は、候補地点が特定条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１７６）。ここでの特定条件とは、例えば、特定の端末装置についての通信品質の改善が要求される場合の、当該特定の端末装置の現在位置が暫定的なカバレッジに含まれるという条件であってもよい。また、特定条件とは、所定の数のダイナミックＡＰが候補地点の近傍に存在するという条件であってもよい。特定条件についての判定は、スキップされてもよい。候補地点が特定条件を満たす場合（又は特定条件についての判定がスキップされる場合）、エリア決定部１３６は、暫定的に決定したカバレッジに基づいて、候補地点の効率改善スコアを算出する（ステップＳ１７８）。一方、候補地点が特定条件を満たさない場合、エリア決定部１３６は、候補地点の効率改善スコアをゼロに設定し得る。
全ての候補地点について効率改善スコアの算出が終了すると、エリア決定部１３６は、効率改善スコアに従ってスモールセル設置エリアを決定する（ステップＳ１８２）。そして、エリア決定部１３６は、決定したスモールセル設置エリアを定義するデータを、記憶部１２０に記憶させる。
（４）スモールセル制御部−スモールセル設置処理
スモールセル制御部１３２は、保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に存在するダイナミックＡＰをマスタ端末として選択し、選択したマスタ端末へ新規スモールセルの運用を指示する。マスタ端末は、典型的には、エリア決定部１３６により決定されるスモールセル設置エリア内に存在するダイナミックＡＰから選択される。新規スモールセルにおいてＣｏＭＰ（COordinated MultiPoint）送信技術が活用される場合には、２つ以上のマスタ端末が選択されてもよい。
スモールセル制御部１３２は、マスタ端末を選択すると、選択したマスタ端末へ通信部１１０を介してスモールセルの運用開始を指示する指示信号を送信する。当該指示信号は、例えば、新規スモールセルのための周波数チャネルのチャネル番号、運用期間、送信電力、無線アクセス技術、スペクトラムマスク及び暗号化方式などを指定する運用情報を含んでもよい。新規スモールセルの送信電力は、新規スモールセルが保護対象セルへ許容干渉レベルを上回る干渉を与えないように、必要に応じて低減される。スモールセル制御部１３２は、送信した指示信号に対する応答信号がマスタ端末から受信されると、新規スモールセルに収容されるべき端末装置へ、新規スモールセルへのハンドオーバを指示するハンドオーバ命令（Handover Command）を送信する。さらに、スモールセル制御部１３２は、保護対象セルから除外された既存セルを運用するスモールセル基地局又はダイナミックＡＰへ、当該既存セルの運用停止又は送信電力の低減を指示する。このようなシグナリングの結果として、スモールセルの配置が再編成され、最新の状況に適合する最適なスモールセルの配置が実現される。
図１３は、新規スモールセルの設置について説明するための説明図である。図１３を参照すると、ヘテロジーニアスネットワーク１に、新規スモールセル１７ａ及び新規スモールセル１７ｂが配置されている。新規スモールセル１７ａは、マスタ端末ＴＭ１により運用される。新規スモールセル１７ａのカバレッジは、保護対象セル１２ａに有害な干渉を与えないように制限される。マスタ端末ＴＭ１の近傍に位置する２つの端末装置が新規スモールセル１７ａに収容される結果として、ヘテロジーニアスネットワーク１のシステムキャパシティは向上する。新規スモールセル１７ｂは、マスタ端末ＴＭ４により運用される。図７の例においてスモールセル基地局ＢＳ２ｂにより運用されていた既存セル１２ｂは、図１３の例では既に停止している。既存セル１２ｂに接続していた２つの端末装置は、新規スモールセル１７ｂに収容される。さらに、障害物１５に起因して劣悪な通信品質を経験していた端末装置（例えば、端末装置ＴＭ５）が新規スモールセル１７ｂに収容される結果として、システムキャパシティが向上するのみならず、これら端末装置の通信品質が改善する。このようなスモールセルの配置の再編成によって、ネットワーク全体の通信効率を大きく向上させることができる。
図１４は、ここまでに説明したスモールセル設置処理の詳細な流れの一例を示すフローチャートである。図１４を参照すると、まず、スモールセル制御部１３２は、スモールセル設置エリア内のマスタ端末候補のうち、新規スモールセルのために動作すべきマスタ端末を選択する（ステップＳ１９２）。スモールセル制御部１３２は、例えば、マスタ端末候補の位置、ケイパビリティ、通信品質、バッテリー残量、モビリティ、最大送信電力及び収容端末上限数などの様々な情報に基づいて、所定の数のマスタ端末を選択してよい。次に、スモールセル制御部１３２は、選択したマスタ端末へ、スモールセルの運用開始を指示する指示信号を送信する（ステップＳ１９４）。次に、スモールセル制御部１３２は、新規スモールセルに収容されるべき端末装置（例えば、新規スモールセルのカバレッジの内部に位置する端末装置）へ、新規スモールセルへのハンドオーバを指示するハンドオーバ命令を送信する（ステップＳ１９６）。次に、スモールセル制御部１３２は、保護されない既存セルの基地局又はマスタ端末へ、既存セルの運用停止又は送信電力の低減を指示する（ステップＳ１９８）。
なお、ここまでにフローチャートを用いて説明した処理ステップの順序は、図示した順序と異なってもよい。また、いくつかの処理ステップが省略され、又は追加的な処理ステップが採用されてもよい。
＜３．ダイナミックＡＰの構成＞
図１５は、一実施形態に係るダイナミックＡＰ２００の構成の一例を示すブロック図である。図１５を参照すると、ダイナミックＡＰ２００は、無線通信部２１０、記憶部２２０、入力部２３０、表示部２４０及び制御部２５０を備える。
［３−１．無線通信部］
無線通信部２１０は、ダイナミックＡＰ２００が無線通信を実行するための無線通信インタフェースである。ダイナミックＡＰ２００が端末装置として動作する場合には、無線通信部２１０は、いずれかの基地局との間で無線接続を確立し、無線信号を送受信する。ダイナミックＡＰ２００がアクセスポイントとして動作する場合には、無線通信部２１０は、さらに他の端末装置との間でアクセスリンクを確立し、当該アクセスリンク上で無線信号を送受信する。アクセスリンクは、ネットワーキング制御ノード１００又は基地局により指定され得る時間−周波数リソース上で、時分割複信（ＴＤＤ）方式又は周波数分割複信（ＦＤＤ）方式で運用されてよい。
無線通信部２１０は、アクセスポイントとして動作するための固有のモバイルルータ機能を、予め有していてもよい。その代わりに、無線通信部２１０は、外部サーバからダウンロードされる機能モジュールを後述する通信制御部２５４が実行することにより、アクセスポイントとして動作してもよい。
［３−２．記憶部］
記憶部２２０は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、ダイナミックＡＰ２００の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。記憶部２２０により記憶されるデータは、上述した端末情報、ダイナミックＡＰ情報、及び接続先セルに関する情報などを含み得る。記憶部２２０により記憶されるプログラムは、モバイルルータ機能のための機能モジュールを含み得る。
［３−３．入力部］
入力部２３０は、ユーザがダイナミックＡＰ２００へ情報を入力するための１つ以上の入力デバイスを含む。入力部２３０は、例えば、表示部２４０と一体化されるタッチセンサを含んでもよい。また、入力部２３０は、キーパッド、ボタン、スイッチ又はホイールなどのその他の種類の入力デバイスを含んでもよい。
［３−４．表示部］
表示部２４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）又はＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）などにより構成される表示モジュールである。表示部２４０は、例えば、ダイナミックＡＰ２００の動作をユーザが設定するための設定画面を表示する。入力部２３０及び表示部２４０を介して、上述したユーザ認可フラグをユーザが設定するためのユーザインタフェースが提供されてもよい。
［３−５．制御部］
制御部２５０は、ＣＰＵ又はＤＳＰなどのプロセッサを用いて、ダイナミックＡＰ２００の動作全般を制御する。本実施形態において、制御部２５０は、アプリケーション部２５２及び通信制御部２５４を含む。
（１）アプリケーション部
アプリケーション部２５２は、アプリケーションを実行する。アプリケーション部２５２により実行されるアプリケーションは、例えば、音声通話クライアント、インターネットブラウザ、メーラ又はＳＮＳクライアントなどの通信用アプリケーションを含み得る。
（２）通信制御部
通信制御部２５４は、ダイナミックＡＰ２００による無線通信を制御する。例えば、通信制御部２５４は、ダイナミックＡＰ２００が端末装置として動作する場合に、基地局から受信されるスケジューリング情報に従って、無線通信部２１０にアップリンク信号を送信させ、及び無線通信部２１０にダウンリンク信号を受信させる。また、通信制御部２５４は、上述したネットワーキング制御ノード１００との間で、シグナリングを交換する。例えば、通信制御部２５４は、通信用アプリケーションにとって十分な通信品質が得られていない場合に、ネットワーキング制御ノード１００へスモールセル設置要求を送信してもよい。
ダイナミックＡＰ２００がスモールセル設置エリアの内部に存在する場合、ダイナミックＡＰ２００は、ネットワーキング制御ノード１００から、マスタ端末としてスモールセルを運用することを指示される可能性がある。通信制御部２５４は、ネットワーキング制御ノード１００からスモールセルの運用を指示されると、無線通信部２１０をスモールセルのためのアクセスポイントとして動作させる。通信制御部２５４は、スモールセルの運用がユーザにより認可されているかを検証するために、予めユーザにより設定されるユーザ認可フラグを参照してもよい。通信制御部２５４は、無線通信部２１０が固有のモバイルルータ機能を有していない場合には、モバイルルータ機能の機能モジュールを外部サーバからダウンロードし、ダウンロードした機能モジュールを実行することにより、無線通信部２１０をアクセスポイントとして動作させてもよい。通信制御部２５４は、ネットワーキング制御ノード１００からの指示に応じて、保護対象セルに有害な干渉を与えないように、無線通信部２１０の送信電力を制限してもよい。そして、通信制御部２５４は、接続先セル（典型的には、マクロセル）と端末装置との間で、無線通信部２１０にトラフィックを中継させる。
＜４．処理シーケンス＞
図１６Ａ及び図１６Ｂは、一実施形態に係る通信制御システムにおける処理の流れの一例を示すシーケンス図である。ここで説明する通信制御システムは、１つ以上の端末装置（ＵＥ）、１つ以上のダイナミックＡＰ（ＤＡＰ）、１つ以上の既存セルの基地局（ＢＳｓ）及びネットワーキング制御エンティティ（ＮＣＥ）を含み得る。なお、ネットワーキング制御エンティティは、マクロセル基地局と物理的に同一の装置に実装されてもよく、異なる装置に実装されてもよい。ネットワーキング制御エンティティがマクロセル基地局に含まれる場合、図中のネットワーキング制御エンティティとマクロセル基地局との間のシグナリングは省略され得る。ネットワーキング制御エンティティにより管理されるダイナミックＡＰ及び端末装置は、マクロセルの内部に位置する端末装置であってもよい。
図１６Ａを参照すると、まず、例えばマクロセル基地局は、スモールセル設置要求をネットワーキング制御エンティティへ送信し得る（ステップＳ１０）。その代わりに、端末装置が、スモールセル設置要求をネットワーキング制御エンティティへ送信してもよい（ステップＳ１２）。ネットワーキング制御エンティティは、スモールセル設置要求を受信すると、上述したキャパシティ指標又は品質指標を所定の判定閾値と比較することにより、新規スモールセルのニーズを判定する（ステップＳ１４）。
次に、ネットワーキング制御エンティティは、新規スモールセルのニーズが存在すると判定されると、ダイナミックＡＰ関連情報を収集する（ステップＳ１６）。より具体的には、ネットワーキング制御エンティティは、マクロセル基地局、スモールセル基地局、及びダイナミックＡＰを含む端末装置へ情報要求を送信し、端末情報、ダイナミックＡＰ情報及び既存セル情報を取得し得る。
次に、ネットワーキング制御エンティティは、上述した端末情報を用いて、スモールセルを運用するためのマスタ端末候補を選択する（ステップＳ１８）。ここで選択されるマスタ端末候補は、例えば、アクセスポイントとして動作可能なケイパビリティを有し、マクロセルとの間の通信品質、バッテリー残量又はモビリティが所定の基準を満たす装置であってよい。
次に、ネットワーキング制御エンティティは、スモールセル設置エリアを再定義することが求められる場合、保護対象セル選択処理を実行することにより、既存セルのうち干渉から保護されるべき保護対象セルを選択する（ステップＳ２０）。そして、ネットワーキング制御エンティティは、設置エリア決定処理を実行することにより、保護対象セルが有害な干渉から保護されるようにスモールセル設置エリアを決定する（ステップＳ２２）。
次に、図１６Ｂを参照すると、ネットワーキング制御エンティティは、スモールセル設置エリア内に存在するダイナミックＡＰのうちの、新規スモールセルを運用すべきマスタ端末を選択する（ステップＳ２４）。そして、ネットワーキング制御エンティティは、選択したマスタ端末へ、新規スモールセルの運用を指示する（ステップＳ２６）。ネットワーキング制御エンティティによりマスタ端末として指定されたダイナミックＡＰは、ネットワーキング制御エンティティからの指示信号に応じて、新規スモールセルの運用を開始する（ステップＳ２８）。そして、当該ダイナミックＡＰは、新規スモールセルの運用の開始を、ネットワーキング制御エンティティへ報告する（ステップＳ３０）。
次に、ネットワーキング制御エンティティは、新規スモールセルに収容されるべき端末装置へ、ハンドオーバ命令を送信する（ステップＳ３２）。ハンドオーバ命令を受信した端末装置は、既存のマクロセル又はスモールセルから新規スモールセルへのハンドオーバを実行する（ステップＳ３４）。そして、当該端末装置は、ハンドオーバの完了をネットワーキング制御エンティティへ報告する（ステップＳ３６）。
次に、ネットワーキング制御エンティティは、保護対象セルから除外された既存セル、又は送信電力の低減を条件として保護対象セルに加えられた既存セルが存在する場合に、当該既存セルへ、セルの運用停止又は送信電力の低減を指示する（ステップＳ３８）。かかる指示を受信した既存セルの基地局（又はマスタ端末）は、既存セルの運用を停止し、又は既存セルの送信電力を低減する（ステップＳ４０）。そして、当該基地局（又はマスタ端末）は、指示された処理の完了をネットワーキング制御エンティティへ報告する（ステップＳ４２）。
＜５．応用例＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用可能である。例えば、ネットワーキング制御ノード１００は、タワーサーバ、ラックサーバ、又はブレードサーバなどのいずれかの種類のサーバとして実現されてもよい。また、ネットワーキング制御ノード１００は、サーバに搭載される制御モジュール（例えば、１つのダイで構成される集積回路モジュール、又はブレードサーバのスロットに挿入されるカード若しくはブレード）であってもよい。
また、例えば、ネットワーキング制御エンティティは、マクロｅＮＢ又はスモールｅＮＢなどのいずれかの種類のｅＮＢ（evolved Node B）上に実装されてもよい。スモールｅＮＢは、ピコｅＮＢ、マイクロｅＮＢ又はホーム（フェムト）ｅＮＢなどの、マクロセルよりも小さいセルをカバーするｅＮＢであってよい。その代わりに、ネットワーキング制御エンティティは、ＮｏｄｅＢ又はＢＴＳ（Base Transceiver Station）などの他の種類の基地局上に実装されてもよい。ｅＮＢは、無線通信を制御する本体（基地局装置ともいう）と、本体とは別の場所に配置される１つ以上のＲＲＨ（Remote Radio Head）とを含んでもよい。
また、例えば、ダイナミックＡＰ２００は、スマートフォン、タブレットＰＣ（Personal Computer）、ノートＰＣ、携帯型ゲーム端末、携帯型／ドングル型のモバイルルータ若しくはデジタルカメラなどのモバイル端末、又はカーナビゲーション装置などの車載端末として実現されてもよい。また、ダイナミックＡＰ２００は、Ｍ２Ｍ（Machine To Machine）通信を行う端末（ＭＴＣ（Machine Type Communication）端末ともいう）として実現されてもよい。さらに、ダイナミックＡＰ２００は、これら端末に搭載される無線通信モジュール（例えば、１つのダイで構成される集積回路モジュール）であってもよい。
［５−１．ネットワーキング制御ノードに関する応用例］
図１７は、本開示に係る技術が適用され得るサーバ７００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。サーバ７００は、プロセッサ７０１、メモリ７０２、ストレージ７０３、ネットワークインタフェース７０４及びバス７０６を備える。
プロセッサ７０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）であってよく、サーバ７００の各種機能を制御する。メモリ７０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）を含み、プロセッサ７０１により実行されるプログラム及びデータを記憶する。ストレージ７０３は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体を含み得る。
ネットワークインタフェース７０４は、サーバ７００を有線通信ネットワーク７０５に接続するための有線通信インタフェースである。有線通信ネットワーク７０５は、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）などのコアネットワークであってもよく、又はインターネットなどのＰＤＮ（Packet Data Network）であってもよい。
バス７０６は、プロセッサ７０１、メモリ７０２、ストレージ７０３及びネットワークインタフェース７０４を互いに接続する。バス７０６は、速度の異なる２つ以上のバス（例えば、高速バス及び低速バス）を含んでもよい。
図１７に示したサーバ７００において、図５を用いて説明したスモールセル制御部１３２、保護対象セル選択部１３４及びエリア決定部１３６は、プロセッサ７０１において実装されてもよい。例えば、サーバ７００が保護対象セルを有害な干渉から保護するようにスモールセルの配置を決定することにより、ネットワーク全体の通信効率を高めることができる。
［５−２．基地局に関する応用例］
図１８は、本開示に係る技術が適用され得るｅＮＢの概略的な構成の一例を示すブロック図である。ｅＮＢ８００は、１つ以上のアンテナ８１０、及び基地局装置８２０を有する。各アンテナ８１０及び基地局装置８２０は、ＲＦケーブルを介して互いに接続され得る。
アンテナ８１０の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、基地局装置８２０による無線信号の送受信のために使用される。ｅＮＢ８００は、図１８に示したように複数のアンテナ８１０を有し、複数のアンテナ８１０は、例えばｅＮＢ８００が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図１８にはｅＮＢ８００が複数のアンテナ８１０を有する例を示したが、ｅＮＢ８００は単一のアンテナ８１０を有してもよい。
基地局装置８２０は、コントローラ８２１、メモリ８２２、ネットワークインタフェース８２３及び無線通信インタフェース８２５を備える。
コントローラ８２１は、例えばＣＰＵ又はＤＳＰであってよく、基地局装置８２０の上位レイヤの様々な機能を動作させる。例えば、コントローラ８２１は、無線通信インタフェース８２５により処理された信号内のデータからデータパケットを生成し、生成したパケットをネットワークインタフェース８２３を介して転送する。コントローラ８２１は、複数のベースバンドプロセッサからのデータをバンドリングすることによりバンドルドパケットを生成し、生成したバンドルドパケットを転送してもよい。また、コントローラ８２１は、無線リソース管理（Radio Resource Control）、無線ベアラ制御（Radio Bearer Control）、移動性管理（Mobility Management）、流入制御（Admission Control）又はスケジューリング（Scheduling）などの制御を実行する論理的な機能を有してもよい。また、当該制御は、周辺のｅＮＢ又はコアネットワークノードと連携して実行されてもよい。メモリ８２２は、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み、コントローラ８２１により実行されるプログラム、及び様々な制御データ（例えば、端末リスト、送信電力データ及びスケジューリングデータなど）を記憶する。
ネットワークインタフェース８２３は、基地局装置８２０をコアネットワーク８２４に接続するための通信インタフェースである。コントローラ８２１は、ネットワークインタフェース８２３を介して、コアネットワークノード又は他のｅＮＢと通信してもよい。その場合に、ｅＮＢ８００と、コアネットワークノード又は他のｅＮＢとは、論理的なインタフェース（例えば、Ｓ１インタフェース又はＸ２インタフェース）により互いに接続されてもよい。ネットワークインタフェース８２３は、有線通信インタフェースであってもよく、又は無線バックホールのための無線通信インタフェースであってもよい。ネットワークインタフェース８２３が無線通信インタフェースである場合、ネットワークインタフェース８２３は、無線通信インタフェース８２５により使用される周波数帯域よりもより高い周波数帯域を無線通信に使用してもよい。
無線通信インタフェース８２５は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、アンテナ８１０を介して、ｅＮＢ８００のセル内に位置する端末に無線接続を提供する。無線通信インタフェース８２５は、典型的には、ベースバンド（ＢＢ）プロセッサ８２６及びＲＦ回路８２７などを含み得る。ＢＢプロセッサ８２６は、例えば、符号化／復号、変調／復調及び多重化／逆多重化などを行なってよく、各レイヤ（例えば、Ｌ１、ＭＡＣ（Medium Access Control）、ＲＬＣ（Radio Link Control）及びＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol））の様々な信号処理を実行する。ＢＢプロセッサ８２６は、コントローラ８２１の代わりに、上述した論理的な機能の一部又は全部を有してもよい。ＢＢプロセッサ８２６は、通信制御プログラムを記憶するメモリ、当該プログラムを実行するプロセッサ及び関連する回路を含むモジュールであってもよく、ＢＢプロセッサ８２６の機能は、上記プログラムのアップデートにより変更可能であってもよい。また、上記モジュールは、基地局装置８２０のスロットに挿入されるカード若しくはブレードであってもよく、又は上記カード若しくは上記ブレードに搭載されるチップであってもよい。一方、ＲＦ回路８２７は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ８１０を介して無線信号を送受信する。
無線通信インタフェース８２５は、図１８に示したように複数のＢＢプロセッサ８２６を含み、複数のＢＢプロセッサ８２６は、例えばｅＮＢ８００が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。また、無線通信インタフェース８２５は、図１８に示したように複数のＲＦ回路８２７を含み、複数のＲＦ回路８２７は、例えば複数のアンテナ素子にそれぞれ対応してもよい。なお、図１８には無線通信インタフェース８２５が複数のＢＢプロセッサ８２６及び複数のＲＦ回路８２７を含む例を示したが、無線通信インタフェース８２５は単一のＢＢプロセッサ８２６又は単一のＲＦ回路８２７を含んでもよい。
図１８に示したｅＮＢ８００において、図５を用いて説明したスモールセル制御部１３２、保護対象セル選択部１３４及びエリア決定部１３６は、例えばコントローラ８２１において実装されてもよい。例えば、ｅＮＢ８００が保護対象セルを有害な干渉から保護するようにスモールセルの配置を決定することにより、ネットワーク全体の通信効率を高めることができる。
［５−３．端末装置に関する応用例］
（第１の応用例）
図１９は、本開示に係る技術が適用され得るスマートフォン９００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。スマートフォン９００は、プロセッサ９０１、メモリ９０２、ストレージ９０３、外部接続インタフェース９０４、カメラ９０６、センサ９０７、マイクロフォン９０８、入力デバイス９０９、表示デバイス９１０、スピーカ９１１、無線通信インタフェース９１２、１つ以上のアンテナスイッチ９１５、１つ以上のアンテナ９１６、バス９１７、バッテリー９１８及び補助コントローラ９１９を備える。
プロセッサ９０１は、例えばＣＰＵ又はＳｏＣ（System on Chip）であってよく、スマートフォン９００のアプリケーションレイヤ及びその他のレイヤの機能を制御する。メモリ９０２は、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み、プロセッサ９０１により実行されるプログラム及びデータを記憶する。ストレージ９０３は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体を含み得る。外部接続インタフェース９０４は、メモリーカード又はＵＳＢ（Universal Serial Bus）デバイスなどの外付けデバイスをスマートフォン９００へ接続するためのインタフェースである。
カメラ９０６は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子を有し、撮像画像を生成する。センサ９０７は、例えば、測位センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ及び加速度センサなどのセンサ群を含み得る。マイクロフォン９０８は、スマートフォン９００へ入力される音声を音声信号へ変換する。入力デバイス９０９は、例えば、表示デバイス９１０の画面上へのタッチを検出するタッチセンサ、キーパッド、キーボード、ボタン又はスイッチなどを含み、ユーザからの操作又は情報入力を受け付ける。表示デバイス９１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイなどの画面を有し、スマートフォン９００の出力画像を表示する。スピーカ９１１は、スマートフォン９００から出力される音声信号を音声に変換する。
無線通信インタフェース９１２は、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、無線通信を実行する。無線通信インタフェース９１２は、典型的には、ＢＢプロセッサ９１３及びＲＦ回路９１４などを含み得る。ＢＢプロセッサ９１３は、例えば、符号化／復号、変調／復調及び多重化／逆多重化などを行なってよく、無線通信のための様々な信号処理を実行する。一方、ＲＦ回路９１４は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ９１６を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース９１２は、ＢＢプロセッサ９１３及びＲＦ回路９１４を集積したワンチップのモジュールであってもよい。無線通信インタフェース９１２は、図１９に示したように複数のＢＢプロセッサ９１３及び複数のＲＦ回路９１４を含んでもよい。なお、図１９には無線通信インタフェース９１２が複数のＢＢプロセッサ９１３及び複数のＲＦ回路９１４を含む例を示したが、無線通信インタフェース９１２は単一のＢＢプロセッサ９１３又は単一のＲＦ回路９１４を含んでもよい。
さらに、無線通信インタフェース９１２は、セルラー通信方式に加えて、近距離無線通信方式、近接無線通信方式又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）方式などの他の種類の無線通信方式をサポートしてもよく、その場合に、無線通信方式ごとのＢＢプロセッサ９１３及びＲＦ回路９１４を含んでもよい。
アンテナスイッチ９１５の各々は、無線通信インタフェース９１２に含まれる複数の回路（例えば、異なる無線通信方式のための回路）の間でアンテナ９１６の接続先を切り替える。
アンテナ９１６の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、無線通信インタフェース９１２による無線信号の送受信のために使用される。スマートフォン９００は、図１９に示したように複数のアンテナ９１６を有してもよい。なお、図１９にはスマートフォン９００が複数のアンテナ９１６を有する例を示したが、スマートフォン９００は単一のアンテナ９１６を有してもよい。
さらに、スマートフォン９００は、無線通信方式ごとにアンテナ９１６を備えてもよい。その場合に、アンテナスイッチ９１５は、スマートフォン９００の構成から省略されてもよい。
バス９１７は、プロセッサ９０１、メモリ９０２、ストレージ９０３、外部接続インタフェース９０４、カメラ９０６、センサ９０７、マイクロフォン９０８、入力デバイス９０９、表示デバイス９１０、スピーカ９１１、無線通信インタフェース９１２及び補助コントローラ９１９を互いに接続する。バッテリー９１８は、図中に破線で部分的に示した給電ラインを介して、図１９に示したスマートフォン９００の各ブロックへ電力を供給する。補助コントローラ９１９は、例えば、スリープモードにおいて、スマートフォン９００の必要最低限の機能を動作させる。
図１９に示したスマートフォン９００において、図１５を用いて説明した通信制御部２５４は、無線通信インタフェース９１２において実装されてもよい。また、当該機能の少なくとも一部は、プロセッサ９０１又は補助コントローラ９１９において実装されてもよい。例えば、スマートフォン９００が上述したネットワーキング制御ノードからの指示に応じて新規スモールセルの運用を開始することにより、ネットワーク全体の通信効率を高めることができる。
（第２の応用例）
図２０は、本開示に係る技術が適用され得るカーナビゲーション装置９２０の概略的な構成の一例を示すブロック図である。カーナビゲーション装置９２０は、プロセッサ９２１、メモリ９２２、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュール９２４、センサ９２５、データインタフェース９２６、コンテンツプレーヤ９２７、記憶媒体インタフェース９２８、入力デバイス９２９、表示デバイス９３０、スピーカ９３１、無線通信インタフェース９３３、１つ以上のアンテナスイッチ９３６、１つ以上のアンテナ９３７及びバッテリー９３８を備える。
プロセッサ９２１は、例えばＣＰＵ又はＳｏＣであってよく、カーナビゲーション装置９２０のナビゲーション機能及びその他の機能を制御する。メモリ９２２は、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み、プロセッサ９２１により実行されるプログラム及びデータを記憶する。
ＧＰＳモジュール９２４は、ＧＰＳ衛星から受信されるＧＰＳ信号を用いて、カーナビゲーション装置９２０の位置（例えば、緯度、経度及び高度）を測定する。センサ９２５は、例えば、ジャイロセンサ、地磁気センサ及び気圧センサなどのセンサ群を含み得る。データインタフェース９２６は、例えば、図示しない端子を介して車載ネットワーク９４１に接続され、車速データなどの車両側で生成されるデータを取得する。
コンテンツプレーヤ９２７は、記憶媒体インタフェース９２８に挿入される記憶媒体（例えば、ＣＤ又はＤＶＤ）に記憶されているコンテンツを再生する。入力デバイス９２９は、例えば、表示デバイス９３０の画面上へのタッチを検出するタッチセンサ、ボタン又はスイッチなどを含み、ユーザからの操作又は情報入力を受け付ける。表示デバイス９３０は、ＬＣＤ又はＯＬＥＤディスプレイなどの画面を有し、ナビゲーション機能又は再生されるコンテンツの画像を表示する。スピーカ９３１は、ナビゲーション機能又は再生されるコンテンツの音声を出力する。
無線通信インタフェース９３３は、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、無線通信を実行する。無線通信インタフェース９３３は、典型的には、ＢＢプロセッサ９３４及びＲＦ回路９３５などを含み得る。ＢＢプロセッサ９３４は、例えば、符号化／復号、変調／復調及び多重化／逆多重化などを行なってよく、無線通信のための様々な信号処理を実行する。一方、ＲＦ回路９３５は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ９３７を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース９３３は、ＢＢプロセッサ９３４及びＲＦ回路９３５を集積したワンチップのモジュールであってもよい。無線通信インタフェース９３３は、図２０に示したように複数のＢＢプロセッサ９３４及び複数のＲＦ回路９３５を含んでもよい。なお、図２０には無線通信インタフェース９３３が複数のＢＢプロセッサ９３４及び複数のＲＦ回路９３５を含む例を示したが、無線通信インタフェース９３３は単一のＢＢプロセッサ９３４又は単一のＲＦ回路９３５を含んでもよい。
さらに、無線通信インタフェース９３３は、セルラー通信方式に加えて、近距離無線通信方式、近接無線通信方式又は無線ＬＡＮ方式などの他の種類の無線通信方式をサポートしてもよく、その場合に、無線通信方式ごとのＢＢプロセッサ９３４及びＲＦ回路９３５を含んでもよい。
アンテナスイッチ９３６の各々は、無線通信インタフェース９３３に含まれる複数の回路（例えば、異なる無線通信方式のための回路）の間でアンテナ９３７の接続先を切り替える。
アンテナ９３７の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、無線通信インタフェース９３３による無線信号の送受信のために使用される。カーナビゲーション装置９２０は、図２０に示したように複数のアンテナ９３７を有してもよい。なお、図２０にはカーナビゲーション装置９２０が複数のアンテナ９３７を有する例を示したが、カーナビゲーション装置９２０は単一のアンテナ９３７を有してもよい。
さらに、カーナビゲーション装置９２０は、無線通信方式ごとにアンテナ９３７を備えてもよい。その場合に、アンテナスイッチ９３６は、カーナビゲーション装置９２０の構成から省略されてもよい。
バッテリー９３８は、図中に破線で部分的に示した給電ラインを介して、図２０に示したカーナビゲーション装置９２０の各ブロックへ電力を供給する。また、バッテリー９３８は、車両側から給電される電力を蓄積する。
図２０に示したカーナビゲーション装置９２０において、図１５を用いて説明した通信制御部２５４は、無線通信インタフェース９３３において実装されてもよい。また、当該機能の少なくとも一部は、プロセッサ９２１において実装されてもよい。例えば、カーナビゲーション装置９２０が上述したネットワーキング制御ノードからの指示に応じて新規スモールセルの運用を開始することにより、ネットワーク全体の通信効率を高めることができる。
また、本開示に係る技術は、上述したカーナビゲーション装置９２０の１つ以上のブロックと、車載ネットワーク９４１と、車両側モジュール９４２とを含む車載システム（又は車両）９４０として実現されてもよい。車両側モジュール９４２は、車速、エンジン回転数又は故障情報などの車両側データを生成し、生成したデータを車載ネットワーク９４１へ出力する。
＜６．まとめ＞
ここまで、図１〜図２０を用いて、本開示に係る技術の実施形態について詳細に説明した。上述した実施形態によれば、１つ以上の既存セルのうち、ダイナミックＡＰを用いて新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルが動的に選択され、選択された保護対象セルのみが有害な干渉から保護されるように、新規スモールセルの運用が開始される。従って、ヘテロジーニアスネットワーク環境下において、効率的な無線ネットワークの形成に寄与している保護対象セルの適切な保護と、通信効率への寄与の小さい既存セルに代わる新規スモールセルの効果的な配置とを達成することができる。それにより、スモールセルの配置が最適化され、ネットワーク全体の通信効率が向上される。
また、上述した実施形態によれば、ダイナミックＡＰにより運用されると想定される想定セルと、カバレッジの重複する既存セルとの間の通信効率の比較に基づいて、保護対象セルが選択される。従って、既存のセルへの干渉を画一的に回避するような手法においては過剰に制限されるはずであった新規スモールセルのカバレッジを、むしろ既存セルのカバレッジを取り込むように広げることができる。想定セルのカバレッジが当該想定セルを運用する端末装置の最大送信電力から簡易的に判定される場合には、保護対象セルの選択のために、計算コストの多い複雑なアルゴリズムを要しない。
また、上述した実施形態によれば、保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないようにスモールセル設置エリアが決定され、決定されたスモールセル設置エリア内に存在するダイナミックＡＰから新規スモールセルを運用すべきマスタ端末が選択される。従って、スモールセル設置エリア内で、マスタ端末を必要に応じて他のダイナミックＡＰに切り替え、又はマスタ端末の数を変更するといった、柔軟なネットワークの運用が可能となる。
また、上述した実施形態によれば、複数の候補地点の各々について通信効率の改善がスコアリングされ、そのスコアリング結果に基づいてスモールセル設置エリアが決定される。候補地点は、必ずしもその瞬間にダイナミックＡＰが存在している地点でなくてもよい。従って、時間を追って変化し得るダイナミックＡＰのロケーションに完全に左右されることなく、ある程度の時間にわたって有効性が保たれる場所に、スモールセル設置エリアを配置することができる。
なお、本明細書において説明した各装置による一連の制御処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記憶媒体（あるいは非一時的な（non-transitory）記録媒体）に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、実行時にＲＡＭ（Random Access Memory）に読み込まれ、ＣＰＵなどのプロセッサにより実行される。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な１つ以上の端末装置に関連する情報を用いて、１つ以上の既存セルのうち、新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択する選択部と、
前記選択部により選択される前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に存在する少なくとも１つの前記端末装置へ、前記新規スモールセルの運用を指示する制御部と、
を備える通信制御装置。
（２）
前記選択部は、前記１つ以上の端末装置の各々により運用されると想定される想定セル、及び当該想定セルと重複するカバレッジを有する前記既存セルについての通信効率の評価に基づいて、前記保護対象セルを選択する、前記（１）に記載の通信制御装置。
（３）
前記選択部は、対応する前記想定セルよりも前記通信効率の劣る前記既存セルを、前記保護対象セルから除外する、前記（２）に記載の通信制御装置。
（４）
前記選択部は、対応する前記想定セルよりも前記通信効率の劣る前記既存セルについて、前記カバレッジの重複が当該既存セルの送信電力の低減によって解消される場合に、送信電力の低減を条件として、当該既存セルを前記保護対象セルに含める、前記（３）に記載の通信制御装置。
（５）
前記選択部は、各想定セルのカバレッジを、当該想定セルを運用する端末装置の最大送信電力から判定する、前記（２）〜（４）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（６）
前記選択部は、前記通信効率として、各セルの収容端末数、収容端末通信量及び通信品質のうち少なくとも１つを評価する、前記（２）〜（５）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（７）
前記通信制御装置は、前記選択部により選択される前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように、前記新規スモールセルが設置され得る設置エリアを決定するエリア決定部、をさらに備え、
前記制御部は、前記エリア決定部により決定される前記設置エリア内に存在する少なくとも１つの前記端末装置へ、前記新規スモールセルの運用を指示する、
前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（８）
前記エリア決定部は、走査エリア内で走査される複数の地点の各々について、各地点に前記新規スモールセルが設置された場合の通信効率の改善をスコアリングし、相対的に良好なスコアを示す地点を前記設置エリアが含むように、前記設置エリアを決定する、前記（７）に記載の通信制御装置。
（９）
前記エリア決定部は、収容端末数、収容端末通信量、アクセスポイント候補数及びカバレッジの広さのうち少なくとも１つに基づいて、前記複数の地点の各々の前記スコアを決定する、前記（８）に記載の通信制御装置。
（１０）
前記エリア決定部は、収容端末ごとの通信品質に基づいて、前記複数の地点の各々の前記スコアを決定する、前記（８）又は前記（９）に記載の通信制御装置。
（１１）
前記エリア決定部は、特定の端末についての通信品質の改善が要求される場合には、当該特定の端末の現在位置が前記新規スモールセルのカバレッジに含まれるように、前記設置エリアを決定する、前記（７）〜（１０）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１２）
前記エリア決定部は、前記アクセスポイントとして動作可能なケイパビリティを有する所定の数の前記端末装置が前記設置エリアに含まれるように、前記設置エリアを決定する、前記（７）〜（１１）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１３）
前記１つ以上の端末装置は、各端末装置について取得されるケイパビリティデータに基づいて識別される、前記（１）〜（１２）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１４）
前記１つ以上の端末装置は、前記アクセスポイントとして動作可能なケイパビリティを有し、マクロセルとの間の通信品質、バッテリー残量又はモビリティが所定の基準を満たす装置である、前記（１３）に記載の通信制御装置。
（１５）
前記通信制御装置は、マクロセルを運用する基地局であり、
前記１つ以上の端末装置は、前記マクロセルの内部に位置する、
前記（１）〜（１４）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１６）
スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な１つ以上の端末装置に関連する情報を用いて、１つ以上の既存セルのうち、新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択することと、
選択された前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に存在する少なくとも１つの前記端末装置へ、前記新規スモールセルの運用を指示することと、
を含む通信制御方法。
（１７）
通信制御装置を制御するコンピュータを、
スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な１つ以上の端末装置に関連する情報を用いて、１つ以上の既存セルのうち、新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択する選択部と、
前記選択部により選択される前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に存在する少なくとも１つの前記端末装置へ、前記新規スモールセルの運用を指示する制御部と、
として機能させるためのプログラム。
（１８）
スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な端末装置であって、
１つ以上の既存セルのうち新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択する通信制御装置と通信する通信部と、
前記通信制御装置により選択される前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に前記端末装置が存在すると前記通信制御装置により判定された場合に、前記通信制御装置からの指示に応じて、前記新規スモールセルの運用を開始する制御部と、
を備える端末装置。
１００ 通信制御装置
１３２ スモールセル制御部
１３４ 保護対象セル選択部
１３６ エリア決定部
２００ 端末装置（ダイナミックアクセスポイント）
２１０ 通信部
２５４ 通信制御部

Claims (18)

  1. スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な１つ以上の端末装置に関連する情報を用いて、１つ以上の既存セルのうち、新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択する選択部と、
    前記選択部により選択される前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に存在する少なくとも１つの前記端末装置へ、前記新規スモールセルの運用を指示する制御部と、
    を備える通信制御装置。
  2. 前記選択部は、前記１つ以上の端末装置の各々により運用されると想定される想定セル、及び当該想定セルと重複するカバレッジを有する前記既存セルについての通信効率の評価に基づいて、前記保護対象セルを選択する、請求項１に記載の通信制御装置。
  3. 前記選択部は、対応する前記想定セルよりも前記通信効率の劣る前記既存セルを、前記保護対象セルから除外する、請求項２に記載の通信制御装置。
  4. 前記選択部は、対応する前記想定セルよりも前記通信効率の劣る前記既存セルについて、前記カバレッジの重複が当該既存セルの送信電力の低減によって解消される場合に、送信電力の低減を条件として、当該既存セルを前記保護対象セルに含める、請求項３に記載の通信制御装置。
  5. 前記選択部は、各想定セルのカバレッジを、当該想定セルを運用する端末装置の最大送信電力から判定する、請求項２に記載の通信制御装置。
  6. 前記選択部は、前記通信効率として、各セルの収容端末数、収容端末通信量及び通信品質のうち少なくとも１つを評価する、請求項２に記載の通信制御装置。
  7. 前記通信制御装置は、前記選択部により選択される前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように、前記新規スモールセルが設置され得る設置エリアを決定するエリア決定部、をさらに備え、
    前記制御部は、前記エリア決定部により決定される前記設置エリア内に存在する少なくとも１つの前記端末装置へ、前記新規スモールセルの運用を指示する、
    請求項１に記載の通信制御装置。
  8. 前記エリア決定部は、走査エリア内で走査される複数の地点の各々について、各地点に前記新規スモールセルが設置された場合の通信効率の改善をスコアリングし、相対的に良好なスコアを示す地点を前記設置エリアが含むように、前記設置エリアを決定する、請求項７に記載の通信制御装置。
  9. 前記エリア決定部は、収容端末数、収容端末通信量、アクセスポイント候補数及びカバレッジの広さのうち少なくとも１つに基づいて、前記複数の地点の各々の前記スコアを決定する、請求項８に記載の通信制御装置。
  10. 前記エリア決定部は、収容端末ごとの通信品質に基づいて、前記複数の地点の各々の前記スコアを決定する、請求項８に記載の通信制御装置。
  11. 前記エリア決定部は、特定の端末についての通信品質の改善が要求される場合には、当該特定の端末の現在位置が前記新規スモールセルのカバレッジに含まれるように、前記設置エリアを決定する、請求項７に記載の通信制御装置。
  12. 前記エリア決定部は、前記アクセスポイントとして動作可能なケイパビリティを有する所定の数の前記端末装置が前記設置エリアに含まれるように、前記設置エリアを決定する、請求項７に記載の通信制御装置。
  13. 前記１つ以上の端末装置は、各端末装置について取得されるケイパビリティデータに基づいて識別される、請求項１に記載の通信制御装置。
  14. 前記１つ以上の端末装置は、前記アクセスポイントとして動作可能なケイパビリティを有し、マクロセルとの間の通信品質、バッテリー残量又はモビリティが所定の基準を満たす装置である、請求項１３に記載の通信制御装置。
  15. 前記通信制御装置は、マクロセルを運用する基地局であり、
    前記１つ以上の端末装置は、前記マクロセルの内部に位置する、
    請求項１に記載の通信制御装置。
  16. スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な１つ以上の端末装置に関連する情報を用いて、１つ以上の既存セルのうち、新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択することと、
    選択された前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に存在する少なくとも１つの前記端末装置へ、前記新規スモールセルの運用を指示することと、
    を含む通信制御方法。
  17. 通信制御装置を制御するコンピュータを、
    スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な１つ以上の端末装置に関連する情報を用いて、１つ以上の既存セルのうち、新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択する選択部と、
    前記選択部により選択される前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に存在する少なくとも１つの前記端末装置へ、前記新規スモールセルの運用を指示する制御部と、
    として機能させるためのプログラム。
  18. スモールセルのためのアクセスポイントとして動作可能な端末装置であって、
    １つ以上の既存セルのうち新たに構成される新規スモールセルに起因する干渉から保護されるべき保護対象セルを選択する通信制御装置と通信する通信部と、
    前記通信制御装置により選択される前記保護対象セルの各々への干渉が許容レベルを上回らないように決定される位置に前記端末装置が存在すると前記通信制御装置により判定された場合に、前記通信制御装置からの指示に応じて、前記新規スモールセルの運用を開始する制御部と、
    を備える端末装置。
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