JPWO2015052973A1 - 通信制御装置、通信制御方法、無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システム - Google Patents

通信制御装置、通信制御方法、無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システム Download PDF

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Abstract

【課題】スモールセルが多数配備される環境において、スモールセルの動作モードの制御のためのシグナリングを効率的に行うことのできる仕組みを提供すること。【解決手段】複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルを運用する通信ノードの各々と通信する通信部と前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを、前記スモールセルグループの単位で判定する判定部と、前記判定部により判定される、前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを特定する制御メッセージを、前記通信部を介して前記通信ノードへシグナリングするシグナリング部と、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、無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムに関する。
無線通信サービスにおいて扱われるトラフィックの量は、近年急速に増加している。２０１５年頃の実用化が予定されている第４世代セルラ通信サービスでは、準固定環境では最大１Ｇｂｐｓ、移動環境でも最大１００Ｍｂｐｓのデータレートが利用可能となる見込みである。しかし、セルラ通信システムの発展はトラフィックの急増に追い付いておらず、システム負荷の高まりに起因する局所的なデータレートの低下及びネットワーク障害の発生のリスクは依然として存在する。非特許文献１は、こうしたリスクへの対策の１つとして、スモールセルの積極的な活用を提案している。
マクロセルは、比較的大きいセルサイズを有し、広い地理的領域をカバーするように互いに隣接して配置される。一方、スモールセルは、単独では比較的狭い領域のみをカバーする。スモールセルは、マクロセルの無線通信サービスを補完し、又は固有のサービスを提供するために使用され得る。
マクロセルのサービスエリア内でアクティブに動作するスモールセルの数が多くなると、１つのセルの無線信号に対してより多くの近傍セルからの無線信号が干渉するようになる。そのため、例えば端末密度が低く、トラフィックのオフロードの効果としてのゲインが小さい状況では、アクティブなスモールセルの増加は却ってシステム全体としてのスループットを低下させる。非特許文献２は、アクティブ化（ターンオン）されるスモールセルの割合とキャパシティゲインとの関係についてのシミュレーション結果を開示している。
NTT DOCOMO, "Text Proposal for TR36.923 on Small Cell Enhancement Scenarios", 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #72, January 28 - February 1, 2013, R1-130748 LG Electronics, "Analysis and design considerations of cell on/off in small cell", 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #73, Fukuoka, Japan, May 20-24 2013, R1-132236
非特許文献２により示されているように、スモールセルのアクティブ化／非アクティブ化（オン／オフ）、即ち動作モードの制御を動的に行うことは、システムキャパシティの最適化の観点で有益であろう。しかしながら、スモールセルの動作モードの制御に伴うシグナリングの増加は、シグナリングオーバヘッドの増大という新たな問題を引き起こし得る。
従って、スモールセルの動作モードの制御のためのシグナリングを効率的に行うことのできる仕組みが提供されることが望ましい。
本開示によれば、複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルを運用する通信ノードの各々と通信する通信部と前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを、前記スモールセルグループの単位で判定する判定部と、前記判定部により判定される、前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを特定する制御メッセージを、前記通信部を介して前記通信ノードへシグナリングするシグナリング部と、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、複数のスモールセルをそれぞれ運用する通信ノードの各々と通信する通信制御装置において、各スモールセルが複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つに属するように、前記複数のスモールセルをグルーピングすることと、前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを、前記スモールセルグループの単位で判定することと、判定された前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを特定する制御メッセージを、前記通信ノードへシグナリングすることと、を含む通信制御方法が提供される。
また、本開示によれば、複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルのうちの第１のスモールセルを運用する無線通信部と、前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを前記スモールセルグループの単位で判定する制御ノードからシグナリングされる、前記第１のスモールセルが属するスモールセルグループについて判定された前記動作モードを特定する制御メッセージに従って、前記第１のスモールセルの前記動作モードを設定する制御部と、を備える無線通信装置が提供される。
また、本開示によれば、複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルのうちの第１のスモールセルを運用する無線通信装置において、前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを前記スモールセルグループの単位で判定する制御ノードからシグナリングされる、前記第１のスモールセルが属するスモールセルグループについて判定された前記動作モードを特定する制御メッセージを受信することと、受信された前記制御メッセージに従って、前記第１のスモールセルの前記動作モードを設定することと、を含む無線通信方法が提供される。
また、本開示によれば、複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルを運用する複数の通信ノードと、前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを、前記スモールセルグループの単位で判定する判定部、及び前記判定部により判定される、前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを特定する制御メッセージを、前記複数の通信ノードへシグナリングするシグナリング部、を備える通信制御装置と、を含む無線通信システムが提供される。
本開示に係る技術によれば、スモールセルの動作モードの制御のためのシグナリングを効率的に行うことができる。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果と共に、又は上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、又は本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示に係る技術が適用される無線通信システムの概要について説明するための第１の説明図である。 本開示に係る技術が適用される無線通信システムの概要について説明するための第２の説明図である。 マクロセルのセクタ分割の第１の例を示す説明図である。 マクロセルのセクタ分割の第２の例を示す説明図である。 制御エンティティの配置のいくつかの例を示す説明図である。 一実施形態に係る通信制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 スモールセルグループの第１の構成例について説明するための説明図である。 第１の構成例におけるスモールセルグループ単位のスモールセルのアクティブ化について説明するための第１の説明図である。 第１の構成例におけるスモールセルグループ単位のスモールセルのアクティブ化について説明するための第２の説明図である。 スモールセルグループの第２の構成例について説明するための説明図である。 第２の構成例におけるスモールセルグループ単位のスモールセルのアクティブ化について説明するための第１の説明図である。 第２の構成例におけるスモールセルグループ単位のスモールセルのアクティブ化について説明するための第２の説明図である。 セクタごとの動作モードの制御について説明するための説明図である。 スモールセルグループの第１の構成例に対応する制御メッセージの一例を示す説明図である。 スモールセルグループの第２の構成例に対応する制御メッセージの一例を示す説明図である。 スモールセルデータの構成の一例を示す説明図である。 動作モードテーブルの構成の一例を示す説明図である。 一実施形態に係る通信制御処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 図１４に示した動作モード判定処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。 図１４に示した動作モード判定処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。 図１４に示した動作モード判定処理の流れの第３の例を示すフローチャートである。 図１４に示した動作モード判定処理の流れの第４の例を示すフローチャートである。 図１４に示した動作モード判定処理の流れの第５の例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 動作モード設定処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。 動作モード設定処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。 ＳＡＳ（Spectrum Access System）における階層的なロールモデルについて説明するための説明図である。 管理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の概略的な構成の第１の例を示すブロック図である。 ｅＮＢの概略的な構成の第２の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．システムの概要
２．通信制御装置の構成例
２−１．各部の構成
２−２．スモールセルグループの構成
２−３．制御メッセージ
２−４．データ構成
２−５．処理の流れ
３．無線通信装置の構成例
３−１．各部の構成
３−２．処理の流れ
４．ＳＡＳ（Spectrum Access System）への適用
５．応用例
６．まとめ
＜１．システムの概要＞
図１及び図２は、本開示に係る技術が適用される無線通信システム１の概要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、無線通信システム１は、マクロセル基地局１０、複数のスモールセル基地局、及び複数の端末装置を含む。
マクロセル基地局１０は、マクロセル１２内で第１の無線通信サービスを提供する基地局である。マクロセル基地局１０は、例えば、法的に認可され、又は使用権限若しくは優先的な使用権を与えられた周波数チャネルを利用して、マクロセル１２を運用し得る。マクロセル基地局１０は、周波数分割複信（ＦＤＤ）方式でマクロセル１２を運用してもよく、又は時分割複信（ＴＤＤ）方式でマクロセル１２を運用してもよい。マクロセル１２内に位置する端末装置は、マクロセル基地局１０に接続することができる。図１Ａの例では、端末装置３０ａを含む複数の端末装置が、マクロセル基地局１０に接続している。マクロセル基地局に接続している端末装置を、マクロセル端末ともいう。
スモールセル基地局２０ａ及び２０ｂは、それぞれ、マクロセル１２内で第２の無線通信サービスを提供する基地局である。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、マイクロセル及びリレーセルなどを含む概念である。第２の無線通信サービスは、例えばホットスポットにおいて第１の無線通信サービスのキャパシティを増強する、第１の無線通信サービスと実質的に同等の無線通信サービスであってもよい。その代わりに、第２の無線通信サービスは、第１の無線通信サービスとは（例えば、利用周波数帯、無線アクセス技術又は提供事業者などの観点で）異なる無線通信サービスであってもよい。第２の無線通信サービスは、第１の無線通信サービスのための周波数チャネルを二次利用することにより提供されてもよい。
一実施形態において、スモールセル基地局は、少なくとも、アクティブモード及びスタンバイモードという２つの動作モードで動作可能である。本明細書において、アクティブモードとは、スモールセルに端末が接続するために必要とされる様々な信号をスモールセル基地局が送信するモードをいう。スモールセルに端末が接続するために必要とされる信号とは、例えば、ダウンリンク上のリファレンス信号（ビーコン信号、パイロット信号又は同期信号ともいう）及びその他の制御信号を含み得る。アクティブモードでは、スモールセル基地局の無線通信回路及び制御回路に連続的に電力及びクロックが供給される。一方、スタンバイモードとは、リファレンス信号などの制御信号が送信されない（又は少なくともその送信頻度が抑制される）モードをいう。スタンバイモードでは、スモールセル基地局の無線通信回路には、例えば間欠的に電力及びクロックが供給され、又は電力及びクロックが供給されない。スタンバイモードの概念は、非アクティブモード、アイドルモード、スリープモード及びドーマント（dormant）モードを含み得る。スタンバイモードにおいて、無線通信回路のＲＦ（Radio Frequency）部若しくはデジタル部又はその双方など、いずれの部分がターンオフされてもよい。なお、スモールセル基地局は、アクティブモード及びスタンバイモードとは異なる動作モードでさらに動作可能であってもよい。
図１の例において、スモールセル基地局２０ａ及び２０ｂは、スタンバイモードで動作している。スモールセル基地局２０ａは、スモールセル２２ａのためのリファレンス信号を送信しない。よって、スモールセル基地局２０ａの近傍に位置する端末装置３０ｂは、スモールセル基地局２０ａではなくマクロセル基地局１０に接続する。一方、図２の例においては、スモールセル基地局２０ａ及び２０ｂを含む複数のスモールセル基地局が、アクティブモードで動作している。スモールセル基地局２０ａは、スモールセル２２ａのためのリファレンス信号をダウンリンク上で送信する。スモールセル基地局２０ｂは、スモールセル２２ｂのためのリファレンス信号をダウンリンク上で送信する。スモールセル基地局２０ａの近傍に位置する端末装置３０ｂは、スモールセル基地局２０ａに接続する。スモールセル基地局に接続している端末装置を、スモールセル端末ともいう。
なお、本明細書において、スモールセル基地局２０ａ及び２０ｂを互いに区別する必要がない場合には、符号の末尾のアルファベットを省略することにより、これらをスモールセル基地局２０と総称する。スモールセル２２ａ及び２２ｂ（スモールセル２２）、並びに端末装置３０ａ及び３０ｂ（端末装置３０）などのように、他の構成要素についても同様とする。
スモールセル基地局２０は、バックホールリンクを介して、マクロセル基地局１０に接続する。バックホールリンクは、有線リンクであってもよく、又は無線リンクであってもよい。マクロセル基地局１０は、コアネットワーク５に接続する。コアネットワーク５は、ユーザ情報の管理、端末の移動性の管理、パケットの転送及びゲートウェイなどの役割をそれぞれ有する複数の上位ノードを含む。スモールセル基地局２０もまた、コアネットワーク５に接続されてもよい。なお、スモールセル基地局２０は、パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）７を介してコアネットワーク５及びマクロセル基地局１０に接続されてもよい。ＰＤＮ７は、例えば、インターネットを含む。
図１の例のように、マクロセル１２の内部に存在するスモールセル基地局２０の多くがスタンバイモードに設定される場合、それらスモールセル基地局２０からダウンリンク（スモールセル端末との間のアクセスリンク）上で信号が送信されない。この場合、マクロセル基地局１０とマクロセル端末との間で送受信される所望信号に対する干渉が低減される。特に、マクロセル１２において発生するトラフィック量が少なく、又は端末密度が低い状況下では、スモールセルを活用してトラフィックを分散させるよりも、干渉を低減してキャパシティゲインを得ることの方が有益である。一方、図２の例のように端末密度が高まり、多くのトラフィックが発生する状況下では、いくつかのスモールセルをアクティブ化してトラフィックの負荷をマクロセルとアクティブなスモールセルとに分散させる（オフロードする）ことで、システムキャパシティの最適化を図ることができる。
しかしながら、図１及び図２では簡明さの目的のために少数のスモールセルしか示していないものの、実環境においてマクロセルに配備されるスモールセル基地局の数は、数十個から数百個にも達し得る。従って、スモールセルの動作モードを動的に制御するために制御エンティティとスモールセル基地局との間で個別のシグナリングが頻繁に交換されることになれば、相当な量のシグナリングオーバヘッドが発生する。そこで、本開示に係る技術では、複数のスモールセルをスモールセルグループにグルーピングし、スモールセルグループの単位で動作モードを制御する制御エンティティを導入することにより、動作モードの動的な制御に伴うシグナリングの増大を抑制する。
制御エンティティは、ある管理領域に配置される複数のスモールセルをスモールセルグループにグルーピングする。グルーピングの基準は、いかなる基準であってもよい。但し、非特許文献１に記載されたクラスタリング技術において地理的に互いに近接して配置される一群のスモールセルが１つのスモールセルクラスタを形成するのに対し、本開示に係る技術では、各スモールセルグループは、管理領域にわたって分散的に配置される複数のスモールセルを含む。それにより、管理領域内のトラフィックの状況に応じたアクティブなスモールセルの割合の調整が容易となる。スモールセルグループの構成のいくつかの例について、後にさらに説明する。
ある例において、管理領域は、マクロセルに相当し得る。この場合、制御エンティティは、マクロセルごとに、どのスモールセルグループに属するスモールセルの動作モードをアクティブ化すべきかを判定する。他の例において、管理領域は、マクロセルの各セクタに相当し得る。この場合、制御エンティティは、セクタごとに、どのスモールセルグループに属するスモールセルの動作モードをアクティブ化すべきかを判定する。管理領域がより大きいほどシグナリングオーバヘッドの削減の効果は高まる一方、管理領域がより小さいほど動作モードのより精細な制御が可能となる。図３Ａを参照すると、マクロセル１２は、方位角において等分された６個のセクタ１４ａ〜１４ｆを含む。管理領域は、マクロセル１２に等しくてもよく、又はセクタ１４ａ〜１４ｆの各々に等しくてもよい。マクロセルのセクタ分割は、３次元的に行われてもよい。図３Ｂを参照すると、マクロセル１２は、仰俯角において分割された３個のセクタ１５ａ〜１５ｃを含む。セクタ１５ａは地表付近を、セクタ１５ｂは建物９の低層階を、セクタ１５ｃは建物９の高層階をそれぞれカバーする。管理領域は、セクタ１５ａ〜１５ｃの各々に等しくてもよい。
制御エンティティは、無線通信に関与する様々な種類のノードに実装されてよい。図４は、制御エンティティの配置のいくつかの例を示している。第１の例として、制御エンティティ１００ａは、マクロセル基地局１０に配置される。第２の例として、制御エンティティ１００ｂは、スモールセル基地局２０に配置される。第３の例として、制御エンティティ１００ｃは、コアネットワーク５内のノードに配置される。第４の例として、制御エンティティ１００ｄは、ＰＤＮ７内のノードに配置される。いずれのケースでも、制御エンティティは、スモールセルを運用するスモールセル基地局の各々と通信し、スモールセルグループの単位で決定される動作モードをスモールセル基地局へシグナリングする。そのような仕組みを実現するための例示的な実施形態について、次節より詳細に説明する。
＜２．通信制御装置の構成例＞
本節では、マクロセル基地局１０に制御エンティティが実装されるものとする。しかしながら、ここでの説明は、他の種類のノードに制御エンティティが実装されるケースにも適用可能である。
図５は、一実施形態に係る通信制御装置１００の構成の一例を示すブロック図である。通信制御装置１００は、上述した制御エンティティが実装されたマクロセル基地局１０に相当する。通信制御装置１００は、無線通信部１１０、ネットワーク通信部１２０、記憶部１３０及び制御部１５０を含む。
［２−１．各部の構成］
（１）無線通信部
無線通信部１１０は、マクロセル１２内に位置する端末装置３０へ、第１の無線通信サービスを提供する。例えば、無線通信部１１０は、ダウンリンク上でリファレンス信号を送信する。当該リファレンス信号は、セル選択又はセル再選択の手続の中で端末装置３０によって探索される。また、端末装置３０は、ハンドオーバ判定の基礎となるセルごとの通信品質を、当該リファレンス信号についてメジャメントを実行することにより導出する。また、無線通信部１１０は、ダウンリンクのブロードキャストチャネル上で、システム情報を送信する。ブロードキャストチャネル上のシステム情報は、通常、マクロセル１２の運用周波数帯及び無線通信部１１０のアンテナ数などの静的な制御情報（ホワイトリストともいう）を含む。動的な制御情報は、共有チャネル上の制御情報領域（例えば、ＳＩＢ（System Information Block））で送信され得る。無線通信部１１０は、マクロセル基地局１０に接続する端末装置３０ごとに、無線ベアラを確立する。無線ベアラは、アップリンク上で端末装置３０からアップリンクトラフィックを受信し、及びダウンリンク上で端末装置３０へダウリンクトラフィックを送信する。アップリンク及びダウンリンクのデータレートは、各端末のＱｏＳ（Quality of Service）クラスに応じて調整され得る。
（２）ネットワーク通信部
ネットワーク通信部１２０は、マクロセル基地局１０と、コアネットワーク５内の上位ノード、他のマクロセル基地局及びスモールセル基地局２０との間の通信を仲介する。一例として、マクロセル基地局１０がＬＴＥ方式又はＬＴＥ−Ａ方式で動作する場合、ネットワーク通信部１２０は、コアネットワーク５内のＳ−ＧＷ（Serving-Gateway）及びＭＭＥ（Mobility Management Entity）との間で、それぞれＳ１−Ｕインタフェース及びＳ１−ＭＭＥインタフェースと呼ばれる通信リンクを確立する。また、ネットワーク通信部１２０は、他のマクロセル基地局との間でＸ２インタフェースと呼ばれる通信リンクを確立する。さらに、ネットワーク通信部１２０は、マクロセル１２内で動作するスモールセル基地局２０との間で、上述したバックホールリンクを確立する。なお、無線通信部１１０とスモールセル基地局２０との間の無線リンクが、無線バックホールリンクとして利用されてもよい。
（３）記憶部
記憶部１３０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、マクロセル基地局１０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１３０により記憶されるデータは、例えば、後述するスモールセルデータ１３１、及び動作モードテーブル１４５を含み得る。
（４）制御部
制御部１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサを用いて、通信制御装置１００の動作全般を制御する。本実施形態において、制御部１５０は、通信制御部１５２、モード判定部１５４及びシグナリング部１５６を含む。
（４−１）通信制御部
通信制御部１５２は、第１の無線通信サービスの提供を制御する。例えば、通信制御部１５２は、無線通信部１１０により受信されるアップリンクのデータトラフィックを、その宛て先に依存して、ネットワーク通信部１２０からコアネットワーク５又は他のマクロセル基地局若しくはスモールセル基地局２０へ転送させる。また、通信制御部１５２は、ネットワーク通信部１２０により他のノードから受信されるダウンリンクのデータトラフィックを、無線通信部１１０から宛て先の端末装置３０へ送信させる。また、通信制御部１５２は、端末装置３０により測定されるダウンリンクの通信品質を示すレポート（例えば、メジャメントレポート又はＣＱＩ（Channel Quality Indicator）レポート）を、無線通信部１１０に受信させる。また、通信制御部１５２は、アップリンクの通信品質を、無線通信部１１０に測定させる。
（４−２）モード判定部
モード判定部１５４は、マクロセル１２内に配置される複数のスモールセル２２の各々の動作モードをいずれの動作モードに設定すべきかを、スモールセルグループの単位で判定する。モード判定部１５４は、動作モードの判定を周期的に実行してもよい。また、モード判定部１５４は、いずれかのノードからの判定要求の受信、スモールセルの新規登録若しくは廃止、又はモニタリングされる指標の変化などのイベントの発生をトリガとして、動作モードの判定を実行してもよい。
本実施形態において、スモールセル２２は、それぞれ、複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つに属する。そして、モード判定部１５４は、システムキャパシティ要件に関連する判定指標を用いて、スモールセルグループの単位で動作モードを判定する。上述したように、動作モードの候補は、少なくともアクティブモードとスタンバイモードとを含む。典型的には、モード判定部１５４は、より大きいシステムキャパシティが要求されることを判定指標が示す場合に、管理領域におけるアクティブなスモールセルの密度がより高くなるように、スモールセルグループごとの動作モードを決定する。逆に、モード判定部１５４は、小さいシステムキャパシティしか要求されないことを判定指標が示す場合に、管理領域におけるアクティブなスモールセルの密度が低くなるように、スモールセルグループごとの動作モードを決定する。
一例として、システムキャパシティ要件に関連する判定指標は、管理領域において実際に発生した実トラフィック量を含んでもよい。他の例として、システムキャパシティ要件に関連する判定指標は、管理領域において発生すると予測される予測トラフィック量を含んでもよい。これらトラフィック量は、例えば、単位時間当たりのビット数によって表現され得る。例えば、モード判定部１５４は、管理領域に存在する端末のＱｏＳクラスに基づいて、トラフィック量を予測し得る。実トラフィック量又は予測トラフィック量がより高い値を示すほど、より大きいシステムキャパシティを確保することが求められる。逆に、実トラフィック量又は予測トラフィック量が低い値を示す場合には、あまり多くのスモールセルをアクティブ化させず、管理領域内の干渉を低減することが望ましい。
また別の例として、システムキャパシティ要件に関連する判定指標は、管理領域に存在する端末数を含んでもよい。ここでの端末数は、端末の総数であってもよく、又はアクティブな端末の数であってもよい。端末数を計測するために、無線通信部１１０における無線ベアラの数が集計されてもよい。計測された端末数がより高い値を示すほど、より大きいシステムキャパシティを確保することが求められる。逆に、端末数が低い値を示す場合には、あまり多くのスモールセルをアクティブ化させず、管理領域内の干渉を低減することが望ましい。
モード判定部１５４は、システム内で扱われる端末又はトラフィックのタイプに応じて、動作モードの判定のために使用する上記判定指標を切り替えてもよい。例えば、Ｍ２Ｍ（Machine To Machine）通信を行うＭＴＣ（Machine Type Communication）端末は、比較的少量のトラフィックを定常的に発生させる。従って、通常のユーザ端末についてはシステムの負荷をより直接的に左右するトラフィック量が判定指標として適している一方、ＭＴＣ端末については、集計の容易さも考慮すると、端末数を判定指標として使用することが有益と言える。そこで、モード判定部１５４は、Ｍ２Ｍ通信又はＭＴＣ端末を扱う場合には判定指標として端末数を使用し、それ以外の場合には（実又は予測）トラフィック量を判定指標として使用し得る。
ある実施例において、記憶部１３０は、判定指標の値とスモールセルグループごとの動作モードとをマッピングする動作モードテーブル１４５を記憶する。そして、モード判定部１５４は、継続的にモニタリングされる判定指標の値に対応するデータを動作モードテーブル１４５から取得して、スモールセルグループの単位の動作モードを判定する。かかる構成によれば、複雑な演算を要することなく、管理領域内の最新の状況に応じて迅速に最適な動作モードを決定することができる。モード判定部１５４は、時間的条件（例えば、曜日又は時間帯）に応じて、動作モードの判定のために使用するテーブルを切り替えてもよい。例えば、平日と休日、又は日中と早朝／深夜では、トラフィックが発生する場所の傾向は異なる。そこで、時間的条件に応じて動作モードテーブルを切り替えることにより、ユーザの動向にスモールセルの動作モードをより的確に合わせることが可能となる。
他の実施例において、モード判定部１５４は、判定指標の値に適合するスモールセルグループごとの動作モードの最適なパターンを、複数のパターンを順次走査しつつ判定指標との適合性を検証することにより判定する。かかる構成によれば、上述した動作モードテーブルを予め記憶することなく、スモールセルグループの単位で動作モードを動的に制御することができる。
なお、マクロセル端末又はスモールセル端末として動作する移動端末が一時的に基地局機能を実行することにより、スモールセルを動的に運用するケースがある。本明細書では、このような移動端末をダイナミックＡＰ、ダイナミックＡＰにより運用されるスモールセルをダイナミックセルという。一般的にはダイナミックＡＰの（プロセッサ、メモリ及びバッテリなどの）性能は固定型の基地局よりも劣る。そこで、モード判定部１５４は、ダイナミックセルが属さない第１のスモールセルグループの動作モードを、ダイナミックセルが属する第２のスモールセルグループよりも優先的に、アクティブモードに設定すべきであると判定してもよい。例えば、ダイナミックＡＰのみを含む（従って、高度な負荷分散が求められる場合のみアクティブ化され得る）特殊なスモールセルグループが定義されてもよい。
（４−３）シグナリング部
シグナリング部１５６は、通信制御装置１００と各スモールセル基地局２０との間で確立されるバックホールリンクを介して、スモールセルの動作モードの制御のためのシグナリングを実行する。例えば、シグナリング部１５６は、各スモールセルの初期登録の際に、スモールセルグループの割当てを示す割当てメッセージを、当該スモールセルを運用するスモールセル基地局２０へシグナリングする。また、シグナリング部１５６は、モード判定部１５４により判定される、スモールセルグループの単位の動作モードを特定する制御メッセージを、各スモールセル基地局２０へシグナリングする。当該制御メッセージは、典型的には、バックホールリンク上で複数のスモールセル基地局２０へブロードキャストされ又はマルチキャストされる。
ある実施例において、上記制御メッセージは、スモールセルグループごとの判定された動作モードを示すフラグのセットを含んでもよい。例えば、動作モードの候補が２つ（アクティブモード及びスタンバイモード）であり、スモールセルグループの総数がＭ個であるものとする。この場合、Ｍビットのビット列のみで、全てのスモールセルについて判定された動作モードを特定することができる。その代わりに、上記制御メッセージは、アクティブモードに設定すべきであると判定されたスモールセルグループの識別情報を含んでもよい。制御メッセージのフォーマットのいくつかの例について、後にさらに説明する。
［２−２．スモールセルグループの構成］
（１）第１の構成例
図６は、スモールセルグループの第１の構成例について説明するための説明図である。図６を参照すると、マクロセル１２がカバーする地理的領域が、格子状の複数のセグメントに分割されている。そして、経度（横）方向及び緯度（縦）方向において１つおきに選択されるセグメントに位置するスモールセル基地局（ＳＢＳ）２０により運用されるスモールセルが、１つのスモールセルグループを形成する。
ここでは、説明の便宜上、各セグメントを、経度方向のインデックスｍ及び緯度方向のインデックスｎを用いて、セグメントＳＧ［ｍ，ｎ］と表現する。例えば、スモールセルグループＧ１１は、セグメントＳＧ［２ｉ，２ｊ］（ｉ，ｊは任意の自然数）に位置する、中空の上三角で描かれたスモールセル基地局２０により運用されるスモールセルを含む。スモールセルグループＧ１２は、セグメントＳＧ［２ｉ−１，２ｊ−１］に位置する、中空の下三角で描かれたスモールセル基地局２０により運用されるスモールセルを含む。スモールセルグループＧ１３は、セグメントＳＧ［２ｉ−１，２ｊ］に位置する、中実の下三角で描かれたスモールセル基地局２０により運用されるスモールセルを含む。スモールセルグループＧ１４は、セグメントＳＧ［２ｉ，２ｊ−１］に位置する、中実の上三角で描かれたスモールセル基地局２０により運用されるスモールセルを含む。即ち、これらスモールセルグループＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３及びＧ１４の各々は、マクロセル１２にわたって分散的に配置される複数のスモールセルを含む。
なお、ここでは、説明の簡明さのためにスモールセルが一様に分散している例を示している。しかしながら、実際には、スモールセルが存在しないセグメントがあってもよい。また、セグメントごとのスモールセルの数（密度）は異なってもよく、例えばトラフィックが集中することが統計的に既知であるセグメントに、より多くのスモールセルが配置されてもよい。また、セグメントの形状及びサイズも、均一でなくてもよい。
図７Ａ及び図７Ｂは、図６に示した第１の構成例におけるスモールセルグループ単位のスモールセルのアクティブ化について説明するための説明図である。第１の構成例において、各スモールセルは、単一のスモールセルグループ（即ち、スモールセルグループＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３及びＧ１４のうちの１つ）に属する。そして、モード判定部１５４は、より大きいシステムキャパシティ要件を判定指標が示す場合に、より多くのスモールセルグループの動作モードをアクティブモードに設定すべきであると判定する。例えば、マクロセル１２において、システムキャパシティ要件に関連する判定指標が最も低い値を示す場合、スモールセルグループＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３及びＧ１４の全てについて、動作モードはスタンバイモードに設定される。判定指標がある程度上昇すると、図７Ａにおいて網掛けされたセグメントで示したように、モード判定部１５４は、スモールセルグループＧ１１をアクティブ化する。判定指標がさらに上昇すると、図７Ｂにおいて網掛けされたセグメントで示したように、モード判定部１５４は、スモールセルグループＧ１２を追加的にアクティブ化する。判定指標がさらに上昇を続けると、モード判定部１５４は、スモールセルグループＧ１３、Ｇ１４を順次追加的にアクティブ化し得る。
（２）第２の構成例
図８は、スモールセルグループの第２の構成例について説明するための説明図である。第２の構成例では、各スモールセルは１つ以上のスモールセルグループに属し、複数のスモールセルグループが異なる数のスモールセルを含む。例えば、スモールセルグループＧ２１は、セグメントＳＧ［２ｉ，２ｊ］（ｉ，ｊは任意の自然数）に位置する、中空の上三角で描かれたスモールセル基地局２０により運用されるスモールセルを含む。スモールセルグループＧ２２は、スモールセルグループＧ２１に含まれるスモールセルに加えて、セグメントＳＧ［２ｉ−１，２ｊ−１］に位置する、中空の下三角で描かれたスモールセル基地局２０により運用されるスモールセルを含む。スモールセルグループＧ２３は、スモールセルグループＧ２２に含まれるスモールセルに加えて、セグメントＳＧ［２ｉ−１，２ｊ］に位置する、中実の下三角で描かれたスモールセル基地局２０により運用されるスモールセルを含む。スモールセルグループＧ２４は、スモールセルグループＧ２３に含まれるスモールセルに加えて、セグメントＳＧ［２ｉ，２ｊ−１］に位置する、中実の上三角で描かれたスモールセル基地局２０により運用されるスモールセルを含む。第２の構成例においても、スモールセルグループＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３及びＧ２４の各々は、マクロセル１２にわたって分散的に配置される複数のスモールセルを含む。なお、第１の構成例と同様、実際には、スモールセルが存在しないセグメントがあってもよい。また、セグメントごとのスモールセルの数（密度）は異なってもよい。
図９Ａ及び図９Ｂは、図８に示した第２の構成例におけるスモールセルグループ単位のスモールセルのアクティブ化について説明するための説明図である。第２の構成例において、モード判定部１５４は、より大きいシステムキャパシティ要件を判定指標が示す場合に、より多くのスモールセルを含むスモールセルグループの動作モードをアクティブモードに設定すべきであると判定する。例えば、マクロセル１２において、システムキャパシティ要件に関連する判定指標が最も低い値を示す場合、スモールセルグループＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３及びＧ２４の全てについて、動作モードはスタンバイモードに設定される。判定指標がある程度上昇すると、図９Ａにおいて網掛けされたセグメントで示したように、モード判定部１５４は、スモールセルグループＧ２１をアクティブ化する。判定指標がさらに上昇すると、図９Ｂにおいて網掛けされたセグメントで示したように、モード判定部１５４は、スモールセルグループＧ２１の代わりにスモールセルグループＧ２２をアクティブ化する。判定指標がさらに上昇を続けると、モード判定部１５４は、スモールセルグループＧ２２の代わりにスモールセルグループＧ２３を、さらにスモールセルグループＧ２３の代わりにＧ２４を順次アクティブ化し得る。
（３）セクタごとの動作モードの制御
上述したスモールセルグループの第１の構成例及び第２の構成例では、マクロセル１２が管理領域に相当し得る。一方、図１０には、マクロセル１２の各セクタが管理領域に相当する例が示されている。図１０を参照すると、マクロセル１２は、６個のセクタ１４ａ〜１４ｆに分割されている。モード判定部１５４は、これらセクタ１４ａ〜１４ｆについて別々に、スモールセルグループの単位で動作モードを決定し得る。例えば、アクティブなスモールセルの割合は、セクタ１４ａについては７５％、セクタ１４ｂについては０％、セクタ１４ｃについては５０％、セクタ１４ｄについては０％、セクタ１４ｅについては０％、セクタ１４ｆについては２５％である。
［２−３．制御メッセージ］
（１）第１の例
図１１Ａは、スモールセルグループの第１の構成例に対応する制御メッセージの一例を示す説明図である。図１１Ａを参照すると、制御メッセージ１６１ａは、メッセージタイプフィールド１６２、及び動作モードフィールド１６４を含む。メッセージタイプフィールド１６２は、制御メッセージ１６１ａがスモールセルグループ単位の動作モードを特定するためのメッセージであることを意味するコード“Ｔ１”を示す。動作モードフィールド１６４は、ここではそれぞれ１ビットの長さを有する４つのフラグを含む。動作モードフィールド１６４の１番目のビットは、スモールセルグループＧ１１がアクティブ化されるべきかを意味するフラグである。この１番目のフラグが“１”であればスモールセルグループＧ１１はアクティブ化され、当該フラグが“０”であればスモールセルグループＧ１１は非アクティブ化される。動作モードフィールド１６４の２番目のビットは、スモールセルグループＧ１２がアクティブ化されるべきかを意味するフラグである。この２番目のフラグが“１”であればスモールセルグループＧ１２はアクティブ化され、当該フラグが“０”であればスモールセルグループＧ１２は非アクティブ化される。動作モードフィールド１６４の３番目のビットは、スモールセルグループＧ１３がアクティブ化されるべきかを意味するフラグである。この３番目のフラグが“１”であればスモールセルグループＧ１３はアクティブ化され、当該フラグが“０”であればスモールセルグループＧ１３は非アクティブ化される。動作モードフィールド１６４の４番目のビットは、スモールセルグループＧ１４がアクティブ化されるべきかを意味するフラグである。この４番目のフラグが“１”であればスモールセルグループＧ１４はアクティブ化され、当該フラグが“０”であればスモールセルグループＧ１４は非アクティブ化される。図１１Ａの例では、動作モードフィールド１６４のビット列は“１１００”であるため、スモールセルグループＧ１１及びＧ１２に属するスモールセルの動作モードはアクティブモードに、スモールセルグループＧ１３及びＧ１４に属するスモールセルの動作モードはスタンバイモードに設定され得る。
このような制御メッセージのフォーマットによれば、図６を用いて説明したマクロセル１２内で動作する多数のスモールセル基地局２０の動作モードを、４ビットのみのビット列をシグナリング（例えば、管理領域内にブロードキャスト）するだけで、動的に制御することができる。
（２）第２の例
図１１Ｂは、スモールセルグループの第２の構成例に対応する制御メッセージの一例を示す説明図である。図１１Ｂを参照すると、制御メッセージ１６１ｂは、メッセージタイプフィールド１６２、及びアクティブグループフィールド１６６を含む。アクティブグループフィールド１６６は、アクティブモードに設定すべきであると判定されたスモールセルグループの識別情報を示す。図１１Ｂの例では、アクティブグループフィールド１６６は、スモールセルグループＧ２２のグループＩＤのみを含んでいる。そのため、スモールセルグループＧ２２に属するスモールセルの動作モードはアクティブモードに、スモールセルグループＧ２２に属さないスモールセルの動作モードはスタンバイモードに設定され得る。
このような制御メッセージのフォーマットによれば、図８を用いて説明したマクロセル１２内で動作する多数のスモールセル基地局２０の動作モードを、１つの（又は少数の）スモールセルグループの識別情報をシグナリング（例えば、管理領域内にブロードキャスト）するだけで、動的に制御することができる。
図１１Ａ及び図１１Ｂに例示した制御メッセージは、新たに導入されるメッセージとして定義されてもよい。その代わりに、これら制御メッセージは、例えばＤＴＸ（Discontinuous Transmission）／ＤＲＸ（Discontinuous Reception）制御用のマルチキャストメッセージなどの既存のメッセージを流用する形式で定義されてもよい。
［２−４．データ構成］
（１）スモールセルデータ
図１２は、記憶部１３０により記憶され得るスモールセルデータ１３１の構成の一例を示す説明図である。図１２を参照すると、スモールセルデータ１３１は、セルＩＤ１３２、セル半径１３３、基地局（ＢＳ）位置１３４、最大収容端末数１３５、ＢＳタイプ１３６、利用可能チャネル１３７、運用チャネル１３８、収容端末数１３９、帯域使用率１４０及びグループＩＤ１４１という１０個のデータ項目を含む。
セルＩＤ１３２は、各スモールセル（又はスモールセル基地局）を一意に識別するための識別子である。セル半径１３３及びＢＳ位置１３４は、各スモールセルのカバレッジを特定する情報である。セル半径１３３は、各スモールセルのカバレッジの半径を表す。セル半径は、各スモールセル基地局の最大送信電力、アンテナゲイン及びアンテナ高さなどのパラメータから計算されてもよい。ＢＳ位置１３４は、各スモールセル基地局の地理的位置（緯度、経度及び高度）を表す。最大収容端末数１３５は、各スモールセル基地局が収容可能な端末数の最大値を表す。ＢＳタイプ１３６は、各スモールセル基地局が固定型の基地局なのか又は移動型の基地局（即ち、ダイナミックＡＰ）なのかを表す。利用可能チャネル１３７は、各スモールセルに割当てられた、又は各スモールセル基地局によりサポートされる、利用可能なチャネルのリストを表す。各チャネルは、例えばＩＭＴ（International Mobile Telecommunication）のバンド番号を用いて識別され得る。運用チャネル１３８は、利用可能なチャネルのうち、各スモールセルの運用のために実際に使用されているチャネルのリストを表す。収容端末数１３９は、各スモールセルにその時点で接続している端末の数を表す。帯域使用率１４０は、各スモールセルの帯域に占める実測されるトラフィックの比率を表す。グループＩＤ１４１は、各スモールセルが属するスモールセルグループを識別する識別子（又はそのリスト）を表す。
これらデータ項目のうち、セル半径１３３及びＢＳ位置１３４は、各スモールセルの運用が開始される際に登録され、スモールセル基地局の移動又は構成の変更の都度更新され得る。最大収容端末数１３５及びＢＳタイプ１３６は、各スモールセルの運用が開始される際に登録され得る。利用可能チャネル１３７は、各スモールセルの運用が開始される際に割当てられ、シグナリング部１５６から各スモールセル基地局へシグナリングされ得る。運用チャネル１３８は、シグナリングされた利用可能チャネルから各スモールセル基地局によって選択され、通信制御装置１００へ報告され得る。収容端末数１３９及び帯域使用率１４０は、各スモールセルがアクティブモードで運用されている間、モード判定部１５４によりモニタリングされ、随時更新され得る。グループＩＤ１４１は、各スモールセルの運用が開始される際にモード判定部１５４により各スモールセルに割当てられ、シグナリング部１５６から各スモールセル基地局へシグナリングされ得る。各スモールセルへのスモールセルグループの割当ては、管理領域内の通信状況の変化に依存して更新されてもよい。
図１２に示したスモールセルデータ１３１は、ある１つの管理領域内のスモールセルに関連付けられるレコードのみを含む。しかしながら、かかる例に限定されず、スモールセルデータ１３１は、複数の管理領域（例えば、複数のセクタ又は複数のマクロセル）にわたって存在する多数のスモールセルに関連付けられるレコードを含んでよい。
（２）動作モードテーブル
図１３は、記憶部１３０により記憶され得る動作モードテーブル１４５の構成の一例を示す説明図である。動作モードテーブル１４５は、パターンＩＤ１４６、キャパシティレンジ１４７、端末数レンジ１４８及び動作モードパターン１４９という４個のデータ項目を含む。
パターンＩＤ１４６は、動作モードテーブル１４５の各レコードを一意に識別するための識別子である。キャパシティレンジ１４７は、各レコードに関連付けられる、管理領域のシステムキャパシティのレンジを表す。ここでのシステムキャパシティは、例えば、単位時間当たりに処理可能なビット数（即ち、スループット）によって表現され得る。端末数レンジ１４８は、各レコードに関連付けられる、管理領域においてマクロセル及びスモールセルに収容される合計端末数のレンジを表す。動作モードパターン１４９は、スモールセルグループごとの動作モードの設定パターンを表す。キャパシティレンジ１４７及び端末数レンジ１４８は、各スモールセルグループへのスモールセルの割当てに変更がある場合には更新され得る。
図１３の例において、システムキャパシティ要件に関連する判定指標として（実測され又は予測される）トラフィック量が使用され、最新のトラフィック量ＣｃｕｒｒｅｎｔがＣ０よりも小さいものとする。この場合、モード判定部１５４は、最新のトラフィック量Ｃｃｕｒｒｅｎｔに適合するキャパシティレンジ１４７を有するパターンＩＤ＝“ＰＴ０”のレコードを参照する。そして、モード判定部１５４は、当該レコードの動作モードパターン１４９の内容に基づいて、スモールセルグループＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３及びＧ１４の全ての動作モードをスタンバイモードに設定すべきであると決定し得る。最新のトラフィック量ＣｃｕｒｒｅｎｔがＣ０よりも大きくＣ１よりも小さい場合、モード判定部１５４は、最新のトラフィック量Ｃｃｕｒｒｅｎｔに適合するキャパシティレンジ１４７を有するパターンＩＤ＝“ＰＴ１”のレコードを参照する。そして、モード判定部１５４は、当該レコードの動作モードパターン１４９の内容に基づいて、スモールセルグループＧ１１のみをアクティブ化し得る。最新のトラフィック量ＣｃｕｒｒｅｎｔがＣ１よりも大きくＣ２よりも小さい場合、モード判定部１５４は、最新のトラフィック量Ｃｃｕｒｒｅｎｔに適合するキャパシティレンジ１４７を有するパターンＩＤ＝“ＰＴ２”のレコードを参照する。そして、モード判定部１５４は、当該レコードの動作モードパターン１４９の内容に基づいて、スモールセルグループＧ１１及びＧ１２をアクティブ化し得る。
図１３の例において、システムキャパシティ要件に関連する判定指標として収容端末数が使用され、最新の収容端末数ＮＣｕｒｒｅｎｔがＮ０よりも小さいものとする。この場合、モード判定部１５４は、最新の収容端末数ＮＣｕｒｒｅｎｔに適合するキャパシティレンジ１４７を有するパターンＩＤ＝“ＰＴ０”のレコードを参照する。そして、モード判定部１５４は、当該レコードの動作モードパターン１４９の内容に基づいて、スモールセルグループＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３及びＧ１４の全ての動作モードをスタンバイモードに設定すべきであると決定し得る。最新の収容端末数ＮＣｕｒｒｅｎｔがＮ０よりも大きくＮ１よりも小さい場合、モード判定部１５４は、最新の収容端末数ＮＣｕｒｒｅｎｔに適合するキャパシティレンジ１４７を有するパターンＩＤ＝“ＰＴ１”のレコードを参照する。そして、モード判定部１５４は、当該レコードの動作モードパターン１４９の内容に基づいて、スモールセルグループＧ１１のみをアクティブ化し得る。最新の収容端末数ＮＣｕｒｒｅｎｔがＮ１よりも大きくＮ２よりも小さい場合、モード判定部１５４は、最新の収容端末数ＮＣｕｒｒｅｎｔに適合するキャパシティレンジ１４７を有するパターンＩＤ＝“ＰＴ２”のレコードを参照する。そして、モード判定部１５４は、当該レコードの動作モードパターン１４９の内容に基づいて、スモールセルグループＧ１１及びＧ１２をアクティブ化し得る。
なお、スモールセルグループごとの期待されるキャパシティ又は収容端末数が動的に計算される場合には、記憶部１３０は、図１３に例示したような動作モードテーブル１４５を記憶しなくてもよい。また、キャパシティレンジ１４７及び端末数レンジ１４８の一方は省略されてもよい。
（３）キャパシティの計算
管理領域におけるシステムキャパシティは、当該管理領域におけるマクロセル（又はそのセクタ）のキャパシティと、当該管理領域においてアクティブモードで動作するゼロ又は１つ以上のスモールセルのキャパシティとの合計に相当する。一例として、各セルのキャパシティは、次のように計算され得る。なお、ここでは、各セルがＬＴＥ方式に従って運用されるものとする。
まず、管理領域内の、ｋ番目のスモールセルグループに属するｘ番目のスモールセルＳＣｋ，ｘにより使用されるｌ番目の周波数チャネルの、周波数方向のリソースブロック数をＮＲＢ（ｋ，ｘ，ｌ）とする。ＮＲＢ（ｋ，ｘ，ｌ）は周波数チャネルの帯域幅から導出可能であり、例えば、２０ＭＨｚの帯域幅を有するＩＭＴバンドの周波数方向のリソースブロック数は１００個である。また、１つのリソースブロック当たりの符号化ビット数をＮＣＢ＿ＲＢとすると、スモールセルＳＣｋ，ｘのｌ番目の周波数チャネル上で処理可能な１秒当たりの符号化ビット数ＭＣＢ（ｋ，ｘ，ｌ）は、次式のように表現され得る。
Figure 2015052973
なお、上の式において、Ｍｏｄは、変調次数を表す。ＮＳｙｍｂｏｌは、１リソースブロック当たりの変調シンボル数を表し、時間方向のシンボル数（６個又は７個）とサブキャリア数（１２本）との積に等しい。ＮＲｅｆ、ＮＣｔｒｌ及びＮＳｙｎｃは、１リソースブロック当たりのリファレンス信号、制御信号及び同期信号の数をそれぞれ表す。関数Ｆは、典型的には、１リソースブロック当たりの変調シンボル数と変調次数とから計算される全てのビットから制御用ビットを除いた数を導く。スモールセルＳＣｋ，ｘのｌ番目の周波数チャネル上で処理可能な１秒当たりのデータビット数ＭＤＢ（ｋ，ｘ，ｌ）は、符号化レートＲｃｏｄｅを算入することにより、次式のように表現され得る。
Figure 2015052973
式（２）において、ＭＴａｉｌは、符号化の際に付加されるテールビットの数を表す。スモールセルＳＣｋ，ｘにより処理可能な１秒当たりのデータビット数ＭＤＢ（ｋ，ｘ）は、例えば、次式のように表現され得る。
Figure 2015052973
式（３）において、パラメータαは調整マージン、パラメータβはＭＩＭＯストリーム数を表す。このＭＤＢ（ｋ，ｘ）が、各スモールセルについて期待されるキャパシティに相当し得る。管理領域におけるシステムキャパシティ（スループット）は、上記キャパシティを集計することにより、次式のように計算され得る。
Figure 2015052973
式（４）において、ＭＤＢ＿Ｍａｃｒｏは、マクロセル（又はセクタ）の期待キャパシティである。
［２−５．処理の流れ］
（１）制御シーケンス
図１４は、一実施形態に係る通信制御処理の流れの一例を示すシーケンス図である。図１４に示したシーケンスには、マクロセル基地局１０に相当する通信制御装置１００、スモールセル基地局２０ａ及び２０ｂ、端末装置３０ａ及び３０ｂ、並びにコアネットワークノード５０が関与する。
このシーケンスの冒頭において、スモールセル基地局２０ａはスタンバイモードで、スモールセル基地局２０ｂはアクティブモードでそれぞれ動作している。端末装置３０ａはマクロセル基地局１０に、端末装置３０ｂはスモールセル基地局２０ｂにそれぞれ接続している。例えば、コアネットワークノード５０は、端末装置３０ａ宛てのダウンリンクトラフィックを、マクロセル基地局１０へ送信する（ステップＳ１０）。マクロセル基地局１０は、当該ダウンリンクトラフィックを、端末装置３０ａへ転送する（ステップＳ１２）。また、例えば、端末装置３０ｂは、アップリンクトラフィックをスモールセル基地局２０ｂへ送信する（ステップＳ１４）。スモールセル基地局２０ｂは当該アップリンクトラフィックをマクロセル基地局１０へ転送し（ステップＳ１６）、マクロセル基地局１０は当該アップリンクトラフィックをさらにコアネットワークノード５０へ転送する（ステップＳ１８）。
通信制御装置１００のモード判定部１５４は、こうした端末の接続状況及び通信状況を継続的にモニタリングする（ステップＳ２０）。そして、モード判定部１５４は、システムキャパシティ要件に関連する判定指標を用いて、動作モード判定処理を実行する（ステップＳ３０）。ここでの動作モード判定処理によって、スモールセルグループ単位の動作モードが決定される。なお、動作モード判定処理の詳細な流れのいくつかの例について、後に説明する。
スモールセルグループ単位の動作モードが決定されると、シグナリング部１５６は、判定された動作モードを特定する制御メッセージを、バックホールリンク上でスモールセル基地局２０ａ及び２０ｂへシグナリングする（ステップＳ４０）。また、シグナリング部１５６は、ＭＭＥなどのコアネットワークノード５０へ、動作モードの判定結果をレポートしてもよい（ステップＳ４５）。
ここでは、一例として、スモールセル基地局２０ａが属するスモールセルグループがアクティブ化されるべきこと（及び、スモールセル基地局２０ｂが属するスモールセルグループのアクティブモードが維持されるべきこと）を制御メッセージが示していたものとする。スモールセル基地局２０ａは、通信制御装置１００から受信された当該制御メッセージに従って、スモールセル基地局２０ａにより運用されるスモールセルをアクティブ化する（ステップＳ５０）。
スモールセル基地局２０ａにより運用されるスモールセルがアクティブ化されると、スモールセル基地局２０ａの近傍に位置する端末装置３０ａは、スモールセル基地局２０ａから送信されるリファレンス信号を受信することが可能となる（ステップＳ５５）。端末装置３０ａは、例えばサービング基地局であるマクロセル基地局１０からの指示又は周期的なタイミングに従ってメジャメントを実行し、サービングセル及び隣接セルについてリファレンス信号の品質を測定する（ステップＳ６０）。ここでの隣接セルは、スモールセル基地局２０ａにより運用されるスモールセルを含む。なお、端末装置３０ａがスタンバイ中であった場合には、メジャメントの代わりにセルサーチが実行され得る。
次に、端末装置３０ａは、メジャメントの結果としての品質指標のリストを含むメジャメントレポートを、マクロセル基地局１０へ送信する（ステップＳ６５）。ここでは、送信されたメジャメントレポートの中で、スモールセル基地局２０ａにより運用されるスモールセルが最も良好な品質を示していたものとする。この場合、メジャメントレポートをトリガとして、マクロセル基地局１０をソース基地局、スモールセル基地局２０ａをターゲット基地局とするハンドオーバ手続が実行される（ステップＳ７０）。そして、端末装置３０ａは、例えばランダムアクセス信号を送信することにより、アクティブ化されたスモールセル基地局２０ａのスモールセルへの接続を試行する（ステップＳ８０）。
（２）動作モード判定処理−第１の例
図１５Ａは、図１４に示した動作モード判定処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。第１の例において、モード判定部１５４は、管理領域において実際に発生した実トラフィック量を判定指標として使用し、記憶部１３０により記憶される動作モードテーブル１４５を参照する。
図１５Ａを参照すると、まず、モード判定部１５４は、管理領域においてある時間ウィンドウ内で実際に発生した総トラフィック量ＴＲを取得する（ステップＳ１１０）。次に、モード判定部１５４は、動作モードテーブル１４５において、総トラフィック量ＴＲが属するキャパシティレンジを有するレコードの動作モードパターンを参照し、対応するスモールセルグループ単位の動作モードを取得する（ステップＳ１１５）。なお、動作モードパターンの異なる複数の動作モードテーブル１４５が用意される場合には、モード判定部１５４は、例えば時間的条件に応じて、ここで参照すべき動作モードテーブルを切り替えてもよい（動作モード判定処理の他の例においても同様である）。
次に、モード判定部１５４は、個別のスモールセル基地局のステータス（例えば、正常動作中／故障中、バッテリー残量わずか、など）に依存して、動作モードを調整する（ステップＳ１３０）。例えば、いくつかのスモールセル基地局が動作不能であってシステムキャパシティが不足することが予測される場合には、１つ以上のスモールセルグループが追加的にアクティブ化されてもよい。バッテリー駆動型のスモールセル基地局のバッテリー残量が閾値を下回る場合には、当該スモールセル基地局は、充電によってバッテリー残量が閾値を上回るまで、スモールセルグループから（又はキャパシティの計算から）除外されてもよい。なお、ここでの動作モードの調整は、省略されてもよい。
次に、シグナリング部１５６は、モード判定部１５４により判定され又は調整された動作モードが、前回シグナリングした動作モードからの更新を含むかを判定する（ステップＳ１３５）。ここで、いずれのスモールセルグループの動作モードも更新されない場合には、その後の処理はスキップされる。動作モードの更新がある場合には、シグナリング部１５６は、スモールセルグループ単位の最新の動作モードを特定する制御メッセージを生成する（ステップＳ１４０）。そして、シグナリング部１５６は、生成した制御メッセージを、管理領域内の１つ以上のスモールセル基地局２０へブロードキャスト（又はマルチキャスト）する（ステップＳ１４５）。
（３）動作モード判定処理−第２の例
図１５Ｂは、図１４に示した動作モード判定処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。第２の例において、モード判定部１５４は、管理領域において発生すると予測される予測トラフィック量を判定指標として使用し、記憶部１３０により記憶される動作モードテーブル１４５を参照する。
図１５Ｂを参照すると、まず、モード判定部１５４は、管理領域に存在する端末のＱｏＳクラスに基づいて、予測トラフィック量ＥＴを集計する（ステップＳ１１１）。一例として、ＱｏＳクラスは、次の４種類のクラスを含む：
−“Conversational”クラス：音声通話、ＶｏＩＰ、ビデオ会議等
−“Streaming”クラス：リアルタイム映像配信等
−“Interactive”クラス：ウェブアクセス、データベース検索等
−“Background”クラス：電子メール、ＳＭＳ等
これら４種類のＱｏＳクラスはそれぞれ異なるキャパシティ要件を有し、ＱｏＳクラス（又はトラフィッククラス）ごとに異なる属性が定義されている。ここでの属性は、例えば、最大ビットレート、デリバリ順序（delivery order）、ビットエラーレート、保証（guaranteed）ビットレート、転送遅延及びトラフィック処理プライオリティなどを含む。従って、モード判定部１５４は、各端末のＱｏＳクラスとクラスごとのこれら属性情報とを用いて、予測トラフィック量ＥＴを集計することができる。例えば、予測トラフィック量ＥＴとして、優先度の高い“Conversational”クラス又は“Streaming”クラスに属する端末の保証ビットレートの総和が計算されてもよい。その代わりに、予測トラフィック量ＥＴとして、全てのクラスの端末の最大ビットレートの総和が計算されてもよい。
次に、モード判定部１５４は、動作モードテーブル１４５において、予測トラフィック量ＥＴが属するキャパシティレンジを有するレコードの動作モードパターンを参照し、対応するスモールセルグループ単位の動作モードを取得する（ステップＳ１１６）。
次に、モード判定部１５４は、個別のスモールセル基地局のステータスに依存して、動作モードを調整する（ステップＳ１３０）。なお、ここでの動作モードの調整は、省略されてもよい。
次に、シグナリング部１５６は、モード判定部１５４により判定され又は調整された動作モードが、前回シグナリングした動作モードからの更新を含むかを判定する（ステップＳ１３５）。動作モードの更新がある場合には、シグナリング部１５６は、スモールセルグループ単位の最新の動作モードを特定する制御メッセージを生成する（ステップＳ１４０）。そして、シグナリング部１５６は、生成した制御メッセージを、管理領域内の１つ以上のスモールセル基地局２０へブロードキャスト（又はマルチキャスト）する（ステップＳ１４５）。
（４）動作モード判定処理−第３の例
図１５Ｃは、図１４に示した動作モード判定処理の流れの第３の例を示すフローチャートである。第３の例において、モード判定部１５４は、管理領域に存在する端末数を判定指標として使用し、記憶部１３０により記憶される動作モードテーブル１４５を参照する。
図１５Ｃを参照すると、まず、モード判定部１５４は、管理領域に存在する端末の総数ＮＵＥを集計する（ステップＳ１１２）。次に、モード判定部１５４は、動作モードテーブル１４５において、端末総数ＮＵＥが属する端末数レンジを有するレコードの動作モードパターンを参照し、対応するスモールセルグループ単位の動作モードを取得する（ステップＳ１１７）。
次に、モード判定部１５４は、個別のスモールセル基地局のステータスに依存して、動作モードを調整する（ステップＳ１３０）。なお、ここでの動作モードの調整は、省略されてもよい。
次に、シグナリング部１５６は、モード判定部１５４により判定され又は調整された動作モードが、前回シグナリングした動作モードからの更新を含むかを判定する（ステップＳ１３５）。動作モードの更新がある場合には、シグナリング部１５６は、スモールセルグループ単位の最新の動作モードを特定する制御メッセージを生成する（ステップＳ１４０）。そして、シグナリング部１５６は、生成した制御メッセージを、管理領域内の１つ以上のスモールセル基地局２０へブロードキャスト（又はマルチキャスト）する（ステップＳ１４５）。
（５）動作モード判定処理−第４の例
図１５Ｄは、図１４に示した動作モード判定処理の流れの第４の例を示すフローチャートである。第４の例において、モード判定部１５４は、管理領域において実際に発生した実トラフィック量を判定指標として使用する。動作モードテーブル１４５は参照されない。
図１５Ｄを参照すると、まず、モード判定部１５４は、管理領域においてある時間ウィンドウ内で実際に発生した総トラフィック量ＴＲを取得する（ステップＳ１１０）。次に、モード判定部１５４は、管理領域のシステムキャパシティ、即ちマクロセル（又はセクタ）のキャパシティとアクティブなスモールセルのキャパシティとの和に等しい合計キャパシティＴＣを計算する（ステップＳ１１８）。
次に、モード判定部１５４は、総トラフィック量ＴＲと合計キャパシティＴＣとを比較する（ステップＳ１２０、Ｓ１２１）。ここで、合計キャパシティＴＣから総トラフィック量ＴＲを減算した差（以下、キャパシティギャップという）が閾値Ｔｈ１を下回る場合、キャパシティが実際に不足しており又は不足するリスクがあるため、モード判定部１５４は、スタンバイ中のスモールセルグループのうちの１つをアクティブ化する（ステップＳ１２４）。また、キャパシティギャップが閾値Ｔｈ２（閾値Ｔｈ２は、正の値をとり、閾値Ｔｈ１よりも大きい）を上回る場合、キャパシティに余裕があるため、モード判定部１５４は、アクティブなスモールセルグループのうちの１つを非アクティブ化する（ステップＳ１２７）。このような動作モードの調整及びシステムキャパシティＴＣの再計算は、キャパシティギャップが閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２とにより規定されるレンジ内に収まるまで繰り返される。
なお、キャパシティの余剰又は不足は、少なくとも部分的に、その時点でアクティブモードで動作しているスモールセル基地局の送信電力を引き下げ又は引き上げることにより調整されてもよい。
キャパシティギャップが閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２とにより規定されるレンジ内に収まると、シグナリング部１５６は、判定された動作モードが、前回シグナリングした動作モードからの更新を含むかを判定する（ステップＳ１３５）。動作モードの更新がある場合には、シグナリング部１５６は、スモールセルグループ単位の最新の動作モードを特定する制御メッセージを生成する（ステップＳ１４０）。そして、シグナリング部１５６は、生成した制御メッセージを、管理領域内の１つ以上のスモールセル基地局２０へブロードキャスト（又はマルチキャスト）する（ステップＳ１４５）。
（６）動作モード判定処理−第５の例
図１５Ｅは、図１４に示した動作モード判定処理の流れの第５の例を示すフローチャートである。第５の例において、モード判定部１５４は、管理領域において実際に発生した実トラフィック量を判定指標として使用する。動作モードテーブル１４５は参照されない。ダイナミックセルが属さないスモールセルグループの動作モードは、ダイナミックセルが属するスモールセルグループよりも優先的に、アクティブモードに設定される。
図１５Ｅを参照すると、まず、モード判定部１５４は、管理領域においてある時間ウィンドウ内で実際に発生した総トラフィック量ＴＲを取得する（ステップＳ１１０）。次に、モード判定部１５４は、管理領域のシステムキャパシティ、即ちマクロセル（又はセクタ）のキャパシティとアクティブなスモールセルのキャパシティとの和に等しい合計キャパシティＴＣを計算する（ステップＳ１１８）。
次に、モード判定部１５４は、総トラフィック量ＴＲと合計キャパシティＴＣとを比較する（ステップＳ１２０、Ｓ１２１）。ここで、合計キャパシティＴＣから総トラフィック量ＴＲを減算した差であるキャパシティギャップが閾値Ｔｈ１を下回る場合、モード判定部１５４は、スタンバイ中のスモールセルグループのうちの１つを選択する（ステップＳ１２２）。ここで、モード判定部１５４は、ダイナミックセルを含まないスモールセルグループがあれば、当該スモールセルグループを優先的に選択する。そして、モード判定部１５４は、選択したスモールセルグループをアクティブ化する（ステップＳ１２３）。また、キャパシティギャップが閾値Ｔｈ２を上回る場合、モード判定部１５４は、アクティブなスモールセルグループのうちの１つを選択する（ステップＳ１２５）。ここで、モード判定部１５４は、ダイナミックセルを含むスモールセルグループがあれば、当該スモールセルグループを優先的に選択する。そして、モード判定部１５４は、選択したスモールセルグループを非アクティブ化する（ステップＳ１２６）。このような動作モードの調整及びシステムキャパシティＴＣの再計算は、キャパシティギャップが閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２とにより規定されるレンジ内に収まるまで繰り返される。
キャパシティギャップが閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２とにより規定されるレンジ内に収まると、シグナリング部１５６は、判定された動作モードが、前回シグナリングした動作モードからの更新を含むかを判定する（ステップＳ１３５）。動作モードの更新がある場合には、シグナリング部１５６は、スモールセルグループ単位の最新の動作モードを特定する制御メッセージを生成する（ステップＳ１４０）。そして、シグナリング部１５６は、生成した制御メッセージを、管理領域内の１つ以上のスモールセル基地局２０へブロードキャスト（又はマルチキャスト）する（ステップＳ１４５）。
第５の例のように、ダイナミックＡＰではなく固定型のスモールセル基地局を優先的に活用することで、例えば、基地局の移動又はバッテリー不足に起因する構成の変更を最小限に抑制し、システムの安定的な運用を確保することができる。
なお、図１５Ａ〜図１５Ｅを用いて説明した動作モード判定処理の例は、互いにどのように組み合わされてもよい。
＜３．無線通信装置の構成例＞
［３−１．各部の構成］
図１６は、本実施形態に係るスモールセル基地局２０の構成の一例を示すブロック図である。図１６を参照すると、スモールセル基地局２０は、無線通信部２１０、ネットワーク通信部２２０、記憶部２３０及び制御部２４０を含む。
（１）無線通信部
無線通信部２１０は、マクロセル１２内に配置されるスモールセル２２内に位置する端末装置３０へ、第２の無線通信サービスを提供する。スモールセル２２は、複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つに属する。例えば、無線通信部２１０は、アクティブモードにおいて、ダウンリンク上でリファレンス信号を送信する。当該リファレンス信号は、セル選択又はセル再選択の手続の中で端末装置３０によって探索される。また、端末装置３０は、ハンドオーバ判定の基礎となるセルごとの通信品質を、当該リファレンス信号についてメジャメントを実行することにより導出する。
（２）ネットワーク通信部
ネットワーク通信部２２０は、マクロセル基地局１０との間でバックホールリンクを確立し、スモールセル基地局２０とマクロセル基地局１０との間の通信を仲介する。なお、バックホールリンクは、無線通信部２１０により確立される無線リンクの一部であってもよい。その場合には、ネットワーク通信部２２０は、スモールセル基地局２０の構成から省略され得る。
（３）記憶部
記憶部２３０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、スモールセル基地局２０の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。
（４）制御部
制御部２４０は、ＣＰＵ又はＤＳＰなどのプロセッサを用いて、スモールセル基地局２０の動作全般を制御する。本実施形態において、制御部２４０は、通信制御部２４２及びモード設定部２４４を含む。
通信制御部２４２は、第２の無線通信サービスの提供を制御する。例えば、通信制御部２４２は、無線通信部２１０により受信されるアップリンクのデータトラフィックを、その宛て先に依存して、ネットワーク通信部２２０からマクロセル基地局１０へ転送させる。また、通信制御部２４２は、ネットワーク通信部２２０により他のノードから受信されるダウンリンクのデータトラフィックを、無線通信部２１０から宛て先の端末装置３０へ送信させる。
モード設定部２４４は、無線通信部２１０及び通信制御部２４２の動作モードを、上述したアクティブモード及びスタンバイモードを含む動作モードの候補のうちの１つに設定する。モード設定部２４４は、例えば、バックホールリンクが確立されると、自装置のカバレッジに関する情報、最大収容端末数及び基地局タイプなどの情報を、通信制御装置１００に登録する。また、モード設定部２４４は、セルＩＤ、利用可能チャネル及びグループＩＤの割当てを示す割当てメッセージを、通信制御装置１００から受信する。モード設定部２４４は、当該割当てメッセージを参照することにより、自装置に割当てられたスモールセルグループを識別する。さらに、モード設定部２４４は、通信制御装置１００からシグナリングされる、スモールセルグループの単位の動作モードを特定する制御メッセージを受信する。当該制御メッセージは、各スモールセル基地局により運用されるスモールセルが属するスモールセルグループについて、通信制御装置１００により判定された動作モードを特定する。そして、モード設定部２４４は、受信した制御メッセージに従って、無線通信部２１０及び通信制御部２４２の動作モードを設定する。
例えば、図１１Ａに示した制御メッセージ１６１ａに関連し、自グループがスモールセルグループＧ１１である場合、モード設定部２４４は、動作モードフィールド１６４の１番目のビットが“１”であれば、無線通信部２１０及び通信制御部２４２の動作モードをアクティブモードに設定する。一方、モード設定部２４４は、動作モードフィールド１６４の１番目のビットが“０”であれば、無線通信部２１０及び通信制御部２４２の動作モードをスタンバイモードに設定する。
また、例えば、図１１Ｂに示した制御メッセージ１６１ｂに関連し、自グループがスモールセルグループＧ２１である場合、モード設定部２４４は、アクティブグループフィールド１６６がグループＩＤ“Ｇ２１”を含む場合に、無線通信部２１０及び通信制御部２４２の動作モードをアクティブモードに設定する。一方、モード設定部２４４は、アクティブグループフィールド１６６がグループＩＤ“Ｇ２１”を含まなければ、無線通信部２１０及び通信制御部２４２の動作モードをスタンバイモードに設定する。
モード設定部２４４は、通信制御装置１００からのシグナリングを継続的にモニタリングする。モード設定部２４４は、ブロードキャスト又はマルチキャストされる上記制御メッセージが受信される都度、受信されたメッセージにより特定される動作モードを確認する。そして、特定された自グループの動作モードが現在設定されている動作モードと異なる場合には、モード設定部２４４は、動作モードの設定を変更する。
一変形例において、スモールセル基地局２０は、通信制御装置１００からのシグナリングを要することなく、即ち上述した割当てメッセージを受信することなく、無線通信部２１０により運用されるスモールセルへのスモールセルグループの割当てを自律的に判定してもよい。スモールセルグループの割当ては、例えば、図６又は図８に例示したようなセグメントとスモールセルグループとのマッピングに基づいて、スモールセル基地局２０の地理的位置から判定され得る。例えば、スモールセル基地局２０がダイナミックセルを一時的に運用することのできる移動端末、即ちダイナミックＡＰであるものとする。ダイナミックＡＰのモビリティは、ダイナミックＡＰへのスモールセルグループの割当ての頻繁な変更の原因となり得る。しかし、ダイナミックＡＰが自律的にスモールセルグループの割当てを判定する場合には、割当てメッセージのシグナリングが不要であるため、スモールセルグループの割当ての頻繁な変更に起因してシグナリングオーバヘッドが増大することを回避することができる。地理的なセグメントとスモールセルグループとのマッピングは、通信制御装置１００によってブロードキャストされてもよく、又は何らかのデータサーバからスモールセル基地局２０によってダウンロードされてもよい。
［３−２．処理の流れ］
図１７Ａは、スモールセル基地局２０によって実行され得る動作モード設定処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。
図１７Ａを参照すると、まず、モード設定部２４４は、スモールセルグループの割当てを示す割当てメッセージを受信する（ステップＳ２１０）。その後、モード設定部２４４は、通信制御装置１００からのスモールセルグループの単位の動作モードを特定する制御メッセージの受信を待ち受ける（ステップＳ２２０）。モード設定部２４４は、制御メッセージが受信されると、当該制御メッセージにより特定された、自装置が属するスモールセルグループの動作モードを識別する（ステップＳ２３０）。そして、モード設定部２４４は、無線通信部２１０及び通信制御部２４２の動作モードを、識別したモードに設定する（ステップＳ２４０）。
図１７Ｂは、スモールセル基地局２０によって実行され得る動作モード設定処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。第２の例において、スモールセル基地局２０は、ダイナミックＡＰである。
図１７Ｂを参照すると、まず、モード設定部２４４は、スモールセルグループの割当てを判定するためのスモールセルグループ判定情報を取得する（ステップＳ２１０）。スモールセルグループ判定情報は、例えば、管理領域内の地理的なセグメントと対応するスモールセルグループとをマッピングする。次に、モード設定部２４４は、取得したＳＣＧ判定情報に従って、スモールセル基地局２０により運用されるダイナミックセルへのスモールセルグループの割当てを判定する（ステップＳ２１５）。その後、モード設定部２４４は、通信制御装置１００からのスモールセルグループの単位の動作モードを特定する制御メッセージの受信を待ち受ける（ステップＳ２２０）。モード設定部２４４は、制御メッセージが受信されると、当該制御メッセージにより特定された、スモールセル基地局２０が属するスモールセルグループの動作モードを識別する（ステップＳ２３０）。そして、モード設定部２４４は、無線通信部２１０及び通信制御部２４２の動作モードを、識別したモードに設定する（ステップＳ２４０）。また、モード設定部２４４は、スモールセル基地局２０が移動したかを判定する（ステップＳ２５０）。スモールセル基地局２０が移動していなければ、動作モード設定処理は、ステップＳ２２０における制御メッセージの受信の待ち受けに戻る。スモールセル基地局２０が移動した場合には、ＳＣＧ判定情報に従って、スモールセル基地局２０により運用されるダイナミックセルへのスモールセルグループの割当てが再度判定される。
＜４．ＳＡＳ（Spectrum Access System）への適用＞
米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）における周波数利用に関する議論において、スペクトラムアクセスを行うプレーヤを図１８に示すような３つのカテゴリに分類するスリーティアモデル（3 tiered model）が提唱されている。最上位のティアＴ１のプレーヤは、法的に認可された権限を有するプライマリユーザ（Incumbent Access Users）である。中間ティアＴ２のプレーヤは、二次的ではあっても優先的な使用が認められたプライオリティユーザ（Priority Access Users）である。最下位のティアＴ３のプレーヤは、近距離若しくは低送信電力での使用又は屋内での使用という制限が課せられるものの、承認の要件の厳しくない一般ユーザである（Generalized Authorized Access Users）。このようなスリーティアモデルのＳＡＳにおいて、上述した通信制御装置１００は、いずれのティアのプレーヤ（あるいはサードパーティ）によって導入されてもよい。例えば、プライオリティユーザ（及び一般ユーザ）により運用されるスモールセルの動作モードをスモールセルグループ単位で協調的に制御することで、ＳＡＳのキャパシティ及びシステム全体の消費電力を、少ないシグナリングオーバヘッドと共に最適に維持することができる。
＜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、マクロセル基地局１０の上位ノードとして、スモールセルの動作モードを制御する管理サーバが、タワーサーバ、ラックサーバ、又はブレードサーバなどの形態で実現されてもよい。また、管理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）において、スモールセルのための動作モード制御機能が実現されてもよい。
また、例えば、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０は、いずれかの種類のｅＮＢ（evolved Node B）として実現されてもよい。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、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０は、ＮｏｄｅＢ又はＢＴＳ（Base Transceiver Station）などの他の種類の基地局として実現されてもよい。マクロセル基地局１０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、後述する様々な種類の端末が一時的に又は半永続的に基地局機能を実行することにより、スモールセル基地局２０として動作してもよい。
また、例えば、端末装置３０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、端末装置３０は、Ｍ２Ｍ通信を行う端末（ＭＴＣ端末ともいう）として実現されてもよい。さらに、端末装置３０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）が提供されてもよい。
［５−１．管理サーバに関する応用例］
図１９は、本開示に係る技術が適用され得る管理サーバ７００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。管理サーバ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１９に示した管理サーバ７００がスモールセルグループの単位で動作モードを制御する役割を担うことにより、システム内に多数のスモールセルが配備されたとしても、シグナリングオーバヘッドの増大を抑制しつつ、それらスモールセルの動作モードの制御を一元的かつ協調的に実行することができる。
［５−２．基地局に関する応用例］
（第１の応用例）
図２０は、本開示に係る技術が適用され得るｅＮＢの概略的な構成の第１の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２０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２０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２０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２０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２０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。
（第２の応用例）
図２１は、本開示に係る技術が適用され得るｅＮＢの概略的な構成の第２の例を示すブロック図である。ｅＮＢ８３０は、１つ以上のアンテナ８４０、基地局装置８５０、及びＲＲＨ８６０を有する。各アンテナ８４０及びＲＲＨ８６０は、ＲＦケーブルを介して互いに接続され得る。また、基地局装置８５０及びＲＲＨ８６０は、光ファイバケーブルなどの高速回線で互いに接続され得る。
アンテナ８４０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、ＲＲＨ８６０による無線信号の送受信のために使用される。ｅＮＢ８３０は、図２１に示したように複数のアンテナ８４０を有し、複数のアンテナ８４０は、例えばｅＮＢ８３０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２１にはｅＮＢ８３０が複数のアンテナ８４０を有する例を示したが、ｅＮＢ８３０は単一のアンテナ８４０を有してもよい。
基地局装置８５０は、コントローラ８５１、メモリ８５２、ネットワークインタフェース８５３、無線通信インタフェース８５５及び接続インタフェース８５７を備える。コントローラ８５１、メモリ８５２及びネットワークインタフェース８５３は、図２０を参照して説明したコントローラ８２１、メモリ８２２及びネットワークインタフェース８２３と同様のものである。
無線通信インタフェース８５５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、ＲＲＨ８６０及びアンテナ８４０を介して、ＲＲＨ８６０に対応するセクタ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８５５は、典型的には、ＢＢプロセッサ８５６などを含み得る。ＢＢプロセッサ８５６は、接続インタフェース８５７を介してＲＲＨ８６０のＲＦ回路８６４と接続されることを除き、図２０を参照して説明したＢＢプロセッサ８２６と同様のものである。無線通信インタフェース８５５は、図２１に示したように複数のＢＢプロセッサ８５６を含み、複数のＢＢプロセッサ８５６は、例えばｅＮＢ８３０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２１には無線通信インタフェース８５５が複数のＢＢプロセッサ８５６を含む例を示したが、無線通信インタフェース８５５は単一のＢＢプロセッサ８５６を含んでもよい。
接続インタフェース８５７は、基地局装置８５０（無線通信インタフェース８５５）をＲＲＨ８６０と接続するためのインタフェースである。接続インタフェース８５７は、基地局装置８５０（無線通信インタフェース８５５）とＲＲＨ８６０とを接続する上記高速回線での通信のための通信モジュールであってもよい。
また、ＲＲＨ８６０は、接続インタフェース８６１及び無線通信インタフェース８６３を備える。
接続インタフェース８６１は、ＲＲＨ８６０（無線通信インタフェース８６３）を基地局装置８５０と接続するためのインタフェースである。接続インタフェース８６１は、上記高速回線での通信のための通信モジュールであってもよい。
無線通信インタフェース８６３は、アンテナ８４０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８６３は、典型的には、ＲＦ回路８６４などを含み得る。ＲＦ回路８６４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８４０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８６３は、図２１に示したように複数のＲＦ回路８６４を含み、複数のＲＦ回路８６４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２１には無線通信インタフェース８６３が複数のＲＦ回路８６４を含む例を示したが、無線通信インタフェース８６３は単一のＲＦ回路８６４を含んでもよい。
図２０に示したｅＮＢ８００は、本明細書で説明したスモールセル基地局２０として利用されてもよい。例えば、スモールセル基地局２０の通信制御部２４２及びモード設定部２４４は、無線通信インタフェース８２５において実装されてもよい。また、これら機能の少なくとも一部は、コントローラ８２１において実装されてもよい。
また、図２０及び図２１に示したｅＮＢ８００及びｅＮＢ８３０は、本明細書で説明したマクロセル基地局１０として利用されてもよい。例えば、マクロセル基地局１０の通信制御部１５２、モード判定部１５４及びシグナリング部１５６は、無線通信インタフェース８２５並びに無線通信インタフェース８５５及び／又は無線通信インタフェース８６３において実装されてもよい。また、これら機能の少なくとも一部は、コントローラ８２１及びコントローラ８５１において実装されてもよい。
［５−３．端末装置に関する応用例］
（第１の応用例）
図２２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２２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２２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２２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２２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２２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２２に示したスマートフォン９００がスモールセル基地局２０として動作する場合、スモールセル基地局２０の通信制御部２４２及びモード設定部２４４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、これら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。また、スマートフォン９００は、端末装置３０として利用されてもよい。
（第２の応用例）
図２３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２３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２３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２３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２３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２３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２３に示したカーナビゲーション装置９２０がスモールセル基地局２０として動作する場合、スモールセル基地局２０の通信制御部２４２及びモード設定部２４４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、これら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。また、カーナビゲーション装置９２０は、端末装置３０として利用されてもよい。
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２３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、複数のスモールセルが配置されるシステムにおいて、複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つに各スモールセルが割当てられ、複数のスモールセルの各々の動作モードがスモールセルグループの単位で判定された上で、スモールセルグループの単位の動作モードを特定する制御メッセージが各スモールセル基地局へシグナリングされる。従って、多数のスモールセル基地局が配備される環境においても、スモールセルの動作モードを通知するために多大なシグナリングオーバヘッドが生じることを回避することができる。また、動作モードの通知のためのシグナリングオーバヘッドが少ないという事実は、制御エンティティからスモールセル基地局へ動作モードが通知される頻度を高めることが許容されることも意味する。従って、本開示に係る技術によれば、時間的に変化するトラフィックの状況に対してアクティブなスモールセルの割合をより的確に追随させることも可能となる。
ところで、あるスモールセル基地局の近傍に端末が存在することを条件として、当該スモールセル基地局をアクティブ化する手法も考えられる。しかしながら、ＧＰＳ（Global Positioning System）ベースの手法又は到来方向推定（ＤｏＡ：Direction of Arrival）ベースの手法などの既存の測位法は、スモールセルのセルサイズと比較して十分な測位精度を有しない。また、スモールセル基地局の設置のニーズは屋外よりも屋内の方が大きいが、屋内に存在する端末にとって、ＧＰＳ測位は利用可能でないことが多い。従って、端末の測位に基づくスモールセルの動作モードの制御は、現在のところ、有効に機能するとは言い難い。これに対し、本開示に係る技術では、マクロセル又はそのセクタに相当し得る比較的広い管理領域ごとに、システムキャパシティ要件に関連する判定指標に応じてスモールセルの動作モードがスモールセルグループの単位で制御される。従って、地理的にはある程度粗い制御でありながら、アクティブなスモールセルの割合をトラフィックの状況に追随して多様に変化させることができる。その際、端末の測位は必須ではない。
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（非一時的な媒体：non-transitory media）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に読み込まれ、ＣＰＵなどのプロセッサにより実行される。
また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
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。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的又は例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果と共に、又は上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏し得る。
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）
複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルを運用する通信ノードの各々と通信する通信部と
前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを、前記スモールセルグループの単位で判定する判定部と、
前記判定部により判定される、前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを特定する制御メッセージを、前記通信部を介して前記通信ノードへシグナリングするシグナリング部と、
を備える通信制御装置。
（２）
前記複数のスモールセルグループの各々は、マクロセル又は前記マクロセルのセクタに相当する管理領域にわたって分散的に配置されるスモールセルを含む、前記（１）に記載の通信制御装置。
（３）
前記判定部は、システムキャパシティ要件に関連する判定指標を用いて、前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを判定する、前記（２）に記載の通信制御装置。
（４）
前記判定指標は、前記管理領域において実際に発生したトラフィック量を含む、前記（３）に記載の通信制御装置。
（５）
前記判定指標は、前記管理領域において発生すると予測されるトラフィック量を含む、前記（３）に記載の通信制御装置。
（６）
前記判定部は、前記管理領域に存在する端末のＱｏＳ（Quality of Service）クラスに基づいて、前記トラフィック量を予測する、前記（５）に記載の通信制御装置。
（７）
前記判定指標は、前記管理領域に存在する端末数を含む、前記（２）に記載の通信制御装置。
（８）
各スモールセルは、単一のスモールセルグループに属し、
前記判定部は、より大きいシステムキャパシティ要件を前記判定指標が示す場合に、より多くのスモールセルグループの前記動作モードを前記アクティブモードに設定すべきであると判定する、
前記（３）〜（７）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（９）
前記複数のスモールセルグループは、異なる数のスモールセルを含み、
前記判定部は、より大きいシステムキャパシティ要件を前記判定指標が示す場合に、より多くのスモールセルを含むスモールセルグループの前記動作モードを前記アクティブモードに設定すべきであると判定する、
前記（３）〜（７）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１０）
前記判定部は、前記判定指標の値と前記スモールセルグループごとの前記動作モードとをマッピングするテーブルを用いて、前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを判定する、前記（３）〜（９）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１１）
前記判定部は、システム内で扱われる端末又はトラフィックのタイプに応じて、前記動作モードの判定のために使用する前記判定指標を切り替える、前記（３）〜（１０）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１２）
前記判定部は、時間的条件に応じて、前記動作モードの判定のために使用する前記テーブルを切り替える、前記（１０）に記載の通信制御装置。
（１３）
前記複数のスモールセルは、移動端末により動的に運用されるダイナミックセルを含み、
前記判定部は、前記ダイナミックセルが属さない第１のスモールセルグループの動作モードを、前記ダイナミックセルが属する第２のスモールセルグループよりも優先的に、前記アクティブモードに設定すべきであると判定する、
前記（１）〜（１２）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１４）
前記シグナリング部は、各スモールセルの初期登録の際に、前記スモールセルグループの割当てを示す割当てメッセージを、前記通信部を介して当該スモールセルを運用する通信ノードへシグナリングする、前記（１）〜（１３）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１５）
前記複数のスモールセルは、移動端末により一時的に運用されるダイナミックセルを含み、
前記移動端末は、前記通信制御装置からの個別のシグナリングを要することなく、前記ダイナミックセルへの前記スモールセルグループの割当てを判定する、
前記（１）〜（１４）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１６）
前記通信部は、前記制御メッセージを、複数の前記通信ノードへブロードキャストし又はマルチキャストする、前記（１）〜（１５）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１７）
複数のスモールセルをそれぞれ運用する通信ノードの各々と通信する通信制御装置において、各スモールセルが複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つに属するように、前記複数のスモールセルをグルーピングすることと、
前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを、前記スモールセルグループの単位で判定することと、
判定された前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを特定する制御メッセージを、前記通信ノードへシグナリングすることと、
を含む通信制御方法。
（１８）
複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルのうちの第１のスモールセルを運用する無線通信部と、
前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを前記スモールセルグループの単位で判定する制御ノードからシグナリングされる、前記第１のスモールセルが属するスモールセルグループについて判定された前記動作モードを特定する制御メッセージに従って、前記第１のスモールセルの前記動作モードを設定する制御部と、
を備える無線通信装置。
（１９）
複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルのうちの第１のスモールセルを運用する無線通信装置において、前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを前記スモールセルグループの単位で判定する制御ノードからシグナリングされる、前記第１のスモールセルが属するスモールセルグループについて判定された前記動作モードを特定する制御メッセージを受信することと、
受信された前記制御メッセージに従って、前記第１のスモールセルの前記動作モードを設定することと、
を含む無線通信方法。
（２０）
複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルを運用する複数の通信ノードと、
前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを、前記スモールセルグループの単位で判定する判定部、及び
前記判定部により判定される、前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを特定する制御メッセージを、前記複数の通信ノードへシグナリングするシグナリング部、
を備える通信制御装置と、
を含む無線通信システム。
１ 無線通信システム
１０ マクロセル基地局
１２ マクロセル
１００ 通信制御装置
１１０ 無線通信部
１２０ ネットワーク通信部
１３０ 記憶部
１３１ スモールセルデータ
１４５ 動作モードテーブル
１５０ 制御部
１５２ 通信制御部
１５４ モード判定部
１５６ シグナリング部
２０ スモールセル基地局
２２ スモールセル
２１０ 無線通信部
２２０ ネットワーク通信部
２３０ 記憶部
２４０ 制御部
２４２ 通信制御部
２４４ モード設定部
３０ 端末装置

Claims (20)

  1. 複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルを運用する通信ノードの各々と通信する通信部と
    前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを、前記スモールセルグループの単位で判定する判定部と、
    前記判定部により判定される、前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを特定する制御メッセージを、前記通信部を介して前記通信ノードへシグナリングするシグナリング部と、
    を備える通信制御装置。
  2. 前記複数のスモールセルグループの各々は、マクロセル又は前記マクロセルのセクタに相当する管理領域にわたって分散的に配置されるスモールセルを含む、請求項１に記載の通信制御装置。
  3. 前記判定部は、システムキャパシティ要件に関連する判定指標を用いて、前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを判定する、請求項２に記載の通信制御装置。
  4. 前記判定指標は、前記管理領域において実際に発生したトラフィック量を含む、請求項３に記載の通信制御装置。
  5. 前記判定指標は、前記管理領域において発生すると予測されるトラフィック量を含む、請求項３に記載の通信制御装置。
  6. 前記判定部は、前記管理領域に存在する端末のＱｏＳ（Quality of Service）クラスに基づいて、前記トラフィック量を予測する、請求項５に記載の通信制御装置。
  7. 前記判定指標は、前記管理領域に存在する端末数を含む、請求項３に記載の通信制御装置。
  8. 各スモールセルは、単一のスモールセルグループに属し、
    前記判定部は、より大きいシステムキャパシティ要件を前記判定指標が示す場合に、より多くのスモールセルグループの前記動作モードを前記アクティブモードに設定すべきであると判定する、
    請求項３に記載の通信制御装置。
  9. 前記複数のスモールセルグループは、異なる数のスモールセルを含み、
    前記判定部は、より大きいシステムキャパシティ要件を前記判定指標が示す場合に、より多くのスモールセルを含むスモールセルグループの前記動作モードを前記アクティブモードに設定すべきであると判定する、
    請求項３に記載の通信制御装置。
  10. 前記判定部は、前記判定指標の値と前記スモールセルグループごとの前記動作モードとをマッピングするテーブルを用いて、前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを判定する、請求項３に記載の通信制御装置。
  11. 前記判定部は、システム内で扱われる端末又はトラフィックのタイプに応じて、前記動作モードの判定のために使用する前記判定指標を切り替える、請求項３に記載の通信制御装置。
  12. 前記判定部は、時間的条件に応じて、前記動作モードの判定のために使用する前記テーブルを切り替える、請求項１０に記載の通信制御装置。
  13. 前記複数のスモールセルは、移動端末により動的に運用されるダイナミックセルを含み、
    前記判定部は、前記ダイナミックセルが属さない第１のスモールセルグループの動作モードを、前記ダイナミックセルが属する第２のスモールセルグループよりも優先的に、前記アクティブモードに設定すべきであると判定する、
    請求項１に記載の通信制御装置。
  14. 前記シグナリング部は、各スモールセルの初期登録の際に、前記スモールセルグループの割当てを示す割当てメッセージを、前記通信部を介して当該スモールセルを運用する通信ノードへシグナリングする、請求項１に記載の通信制御装置。
  15. 前記複数のスモールセルは、移動端末により一時的に運用されるダイナミックセルを含み、
    前記移動端末は、前記通信制御装置からの個別のシグナリングを要することなく、前記ダイナミックセルへの前記スモールセルグループの割当てを判定する、
    請求項１に記載の通信制御装置。
  16. 前記通信部は、前記制御メッセージを、複数の前記通信ノードへブロードキャストし又はマルチキャストする、請求項１に記載の通信制御装置。
  17. 複数のスモールセルをそれぞれ運用する通信ノードの各々と通信する通信制御装置において、各スモールセルが複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つに属するように、前記複数のスモールセルをグルーピングすることと、
    前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを、前記スモールセルグループの単位で判定することと、
    判定された前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを特定する制御メッセージを、前記通信ノードへシグナリングすることと、
    を含む通信制御方法。
  18. 複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルのうちの第１のスモールセルを運用する無線通信部と、
    前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを前記スモールセルグループの単位で判定する制御ノードからシグナリングされる、前記第１のスモールセルが属するスモールセルグループについて判定された前記動作モードを特定する制御メッセージに従って、前記第１のスモールセルの前記動作モードを設定する制御部と、
    を備える無線通信装置。
  19. 複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルのうちの第１のスモールセルを運用する無線通信装置において、前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを前記スモールセルグループの単位で判定する制御ノードからシグナリングされる、前記第１のスモールセルが属するスモールセルグループについて判定された前記動作モードを特定する制御メッセージを受信することと、
    受信された前記制御メッセージに従って、前記第１のスモールセルの前記動作モードを設定することと、
    を含む無線通信方法。
  20. 複数のスモールセルグループのうちの少なくとも１つにそれぞれ属する複数のスモールセルを運用する複数の通信ノードと、
    前記複数のスモールセルの各々の動作モードをアクティブモードに設定すべきかを、前記スモールセルグループの単位で判定する判定部、及び
    前記判定部により判定される、前記スモールセルグループの単位の前記動作モードを特定する制御メッセージを、前記複数の通信ノードへシグナリングするシグナリング部、
    を備える通信制御装置と、
    を含む無線通信システム。
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