WO2011024415A1 - 無線通信システム、基地局、無線通信方法および記憶媒体 - Google Patents

無線通信システム、基地局、無線通信方法および記憶媒体 Download PDF

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WO2011024415A1
WO2011024415A1 PCT/JP2010/005121 JP2010005121W WO2011024415A1 WO 2011024415 A1 WO2011024415 A1 WO 2011024415A1 JP 2010005121 W JP2010005121 W JP 2010005121W WO 2011024415 A1 WO2011024415 A1 WO 2011024415A1
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WO
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mobile station
received
base station
wireless communication
communication connection
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PCT/JP2010/005121
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English (en)
French (fr)
Inventor
森田基樹
濱辺孝二郎
Original Assignee
日本電気株式会社
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/04Reselecting a cell layer in multi-layered cells
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04TPC
    • H04W52/18TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/24TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters
    • H04W52/243TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters taking into account interferences
    • H04W52/244Interferences in heterogeneous networks, e.g. among macro and femto or pico cells or other sector / system interference [OSI]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04TPC
    • H04W52/38TPC being performed in particular situations
    • H04W52/40TPC being performed in particular situations during macro-diversity or soft handoff
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/02Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/045Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using private Base Stations, e.g. femto Base Stations, home Node B

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, a base station, a wireless communication method, and a storage medium storing a program.
  • a femtocell The range covered by such a base station is called a femtocell because it is extremely small compared to the coverage of a base station installed outdoors (hereinafter referred to as a macro base station).
  • this ultra-small base station is referred to as a femtocell base station.
  • As an operation mode of the femtocell base station it is considered that only a pre-registered mobile station connects to the femtocell base station for communication.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system 1000 including the femtocell base station 101.
  • a femtocell base station 101 forms a femtocell 106.
  • the femtocell base station 101 is connected to the network 105 via a femto gateway (GW) 104.
  • Reference numerals 102 and 103 denote mobile stations.
  • the registered mobile station 102 registered in the femtocell base station 101 can be connected to the network 105 via the femtocell base station 101.
  • Unregistered mobile stations 103 that are not registered in the femtocell base station 101 cannot connect to the network 105 via the femtocell base station 101.
  • the wireless communication system 1000 transmits a pilot signal toward the femtocell 106 that is covered.
  • the registered mobile station 102 receives the pilot signal, performs synchronization establishment, channel estimation, and the like, and transmits / receives data to / from the femtocell base station 101. Therefore, it is possible to provide good communication quality by allowing the registered mobile station 102 to receive the pilot signal with good quality.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2008-17325
  • a wireless terminal device (mobile station) belonging to a wireless base station has detected a wireless device that interferes with communication with the wireless base station.
  • a control signal is transmitted to the wireless device.
  • a radio device of an interference source that cannot be recognized by the radio base station can be controlled, and radio wave interference can be avoided.
  • a base station included in a wireless communication system (mobile communication system) disclosed in Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-135673 controls the transmission power of a pilot channel based on the total transmission power and the amount of uplink interference in neighboring base stations. Thereby, it is possible to form a cell by autonomously setting the transmission power of the pilot channel while emphasizing between the base stations.
  • Non-Patent Document 1 proposes a system in which a femtocell base station is activated when a specific signal for activation is received from a mobile station.
  • Femtocell base stations are W-CDMA (Wideband Code Divide Multiple Access), E-UTRA (Evolved Universal Radio Access), LTE (LongTermTem wireless system), LTE (LongTermTemM, etc.).
  • W-CDMA Wideband Code Divide Multiple Access
  • E-UTRA Evolved Universal Radio Access
  • LTE LongTermTem wireless system
  • LTE LongTermTemM, etc.
  • use in a system such as IEEE 802.16m is under consideration.
  • Non-Patent Document 2 When the femtocell base station is used in W-CDMA, as described in Non-Patent Document 2, data transmission using dedicated channels whose transmission power is controlled in the uplink and downlink, Data transmission using a shared channel is performed.
  • the radio frequency band is divided into a plurality of resource blocks (PRBs) and is transmitted to the base station.
  • the provided scheduler assigns the PRB, and data transmission using the assigned PRB is performed.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent interference from an unregistered mobile station in communication between the mobile station and a base station that can communicate with the registered mobile station. And a storage medium storing a wireless communication system, a base station, a wireless communication method, and a program that can prevent communication and maintain the communication quality of the unregistered mobile station.
  • a plurality of mobile stations a plurality of mobile stations, a first base station capable of communication connection with the plurality of mobile stations, and a second base station capable of communication connection with a registered mobile station registered in advance among the plurality of mobile stations.
  • a base station wherein the second base station stores a registered mobile station storage unit that stores the registered mobile station, and a received signal received from one mobile station of the plurality of mobile stations.
  • Mobile station information acquisition means for acquiring mobile station information for specifying a station, and when the one mobile station specified by the mobile station information acquired by the mobile station information acquisition means is the registered mobile station, Communication connection means for communication connection with one mobile station, and when the one mobile station specified by the mobile station information acquired by the mobile station information acquisition means is not the registered mobile station, the one mobile station Received signal received from the other Communication quality acquisition means for acquiring at least one communication quality of a received signal received from a mobile station; and when the communication quality acquired by the communication quality acquisition means satisfies a predetermined condition, and the communication connection means Obtained by the mobile station information acquisition means and the handover execution means for handing over the communication connection of the other mobile station to the first base station when communication connection is established with other mobile stations other than the mobile station.
  • a transmission signal transmitted to the mobile station when the one mobile station specified by the mobile station information is not the registered mobile station and the communication connection means is not in communication connection with the other mobile station.
  • a transmission power control unit that suppresses the power of the wireless communication system
  • a registered mobile station storage means for storing a registered mobile station capable of communication connection, and a received signal received from one mobile station of the plurality of mobile stations
  • Mobile station information acquisition means for acquiring mobile station information specifying the one mobile station, and the one mobile station specified by the mobile station information acquired by the mobile station information acquisition means is the registered mobile station
  • Communication quality acquisition means for acquiring at least one communication quality of a reception signal received from one mobile station or a reception signal received from another mobile station, and the communication product acquired by the communication quality acquisition means
  • the communication connection means is in communication connection with another mobile station other than the one mobile station, the communication connection of the other mobile station is different from that of the own device.
  • a base station comprising transmission power control means for suppressing power of a transmission signal transmitted to the mobile station when the mobile station is not in communication connection.
  • a mobile station information acquisition step for acquiring mobile station information for identifying the one mobile station from a received signal received from one mobile station among a plurality of mobile stations, and the mobile station information
  • a communication connection step for establishing communication connection with the one mobile station when the one mobile station specified by the mobile station information acquired in the acquisition step is a registered mobile station registered in advance; and the mobile station information acquisition
  • the one mobile station specified by the mobile station information acquired in the step is not the registered mobile station, a received signal received from the one mobile station or a received signal received from the other mobile station
  • a first communication quality acquisition step for acquiring at least one communication quality; and when the communication quality acquired in the first communication quality acquisition step satisfies a predetermined condition and other than the one mobile station
  • a storage medium storing a program for causing a computer to execute data processing so as to be readable by the computer, wherein the data processing is received from one mobile station among a plurality of mobile stations.
  • the mobile station information acquisition process for acquiring mobile station information for identifying the one mobile station from the signal, and the one mobile station specified by the mobile station information acquired in the mobile station information acquisition process is registered in advance.
  • a communication quality acquisition process for acquiring the communication quality of at least one of the received signal received from the one mobile station or the received signal received from the other mobile station when not a station;
  • the communication quality acquired in one communication quality acquisition process satisfies a predetermined condition and when communication connection is established with another mobile station other than the one mobile station, the communication connection of the other mobile station is handed over.
  • the one mobile station specified by the mobile station information acquired in the mobile station information acquisition process is not the registered mobile station and is not in communication connection with the other mobile station
  • a transmission power suppression process for suppressing the power of the transmission signal transmitted to the mobile station.
  • a wireless communication system in communication between a base station that can communicate with a registered mobile station and the mobile station, interference from an unregistered mobile station is avoided, and communication quality of the unregistered mobile station is also improved.
  • a wireless communication system, a base station, a wireless communication method, and a storage medium storing a program are provided.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a wireless communication system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the radio communication system 100 includes a mobile station 30, a mobile station 40, a macro base station 10 that can be connected to the mobile station 30 and the mobile station 40, and a registered mobile registered in advance among the mobile station 30 and the mobile station 40.
  • a femtocell base station 20 capable of communication connection with the station, and a network 50.
  • the mobile station 30 is a registered mobile station
  • the mobile station 40 is an unregistered mobile station. That is, the mobile station 30 can communicate with the network 50 via the macro base station 10 or the femtocell base station 20, and the mobile station 40 can communicate with the network 50 only through the macro base station 10.
  • the mobile station 30 is transmitting an uplink signal to the femtocell base station 20 at the time shown in FIG. Since the mobile station 40 is an unregistered mobile station, it does not intentionally transmit an uplink signal toward the femtocell base station 20, but the femtocell base station 20 is transmitted from the mobile station 40 toward the macro base station 10. The received uplink signal is received as interference.
  • the network 50 is the Internet, a LAN, a public telephone network, or a combination thereof.
  • the mobile station 30 or the mobile station 40 is a device capable of communication connection with the network 50, such as a mobile communication device, a mobile phone, or a PHS.
  • the macro base station 10 or the femtocell base station 20 is illustrated as being directly connected to the network 50, but is connected via a gateway device, an RNC (Radio Network Controller), or the like. Also good.
  • RNC Radio Network Controller
  • the femtocell base station 20 includes a registered mobile station storage unit 21, a mobile station information acquisition unit 22, a communication connection unit 23, a communication quality acquisition unit 24, a handover execution unit 25, a transmission power control unit 26, and a reception
  • the power acquisition unit 27, the wireless reception unit 28, and the wireless transmission unit 29 are configured.
  • the radio reception unit 28 includes a reception antenna, and receives an uplink signal from the mobile stations 30 and 40 or a downlink signal or a common pilot signal from the macro base station 10 via the reception antenna.
  • the wireless reception unit 28 is a reception unit of each wireless system of W-CDMA, E-UTRA, or IEEE 802.16m, and the details of the configuration are omitted.
  • the wireless transmission unit 29 includes a transmission antenna and transmits a downlink signal, a common pilot signal, and the like to the mobile station 30 that is a registered mobile station via the transmission antenna.
  • the wireless transmission unit 29 is a transmission unit of each wireless system of W-CDMA, E-UTRA, or IEEE 802.16m, and the details of the configuration are omitted.
  • the registered mobile station storage unit 21 stores a registered mobile station (in this embodiment, the mobile station 30) that can be connected to the mobile station 30 and the mobile station 40. More specifically, the registered mobile station storage unit 21 stores identification information that can identify each registered mobile station. This identification information only needs to identify the registered mobile station individually.
  • the mobile station information acquisition unit 22 acquires, from the received signal received from the mobile station 30 or the mobile station 40, mobile station information that identifies the mobile station that transmitted the received signal.
  • the communication connection unit 23 When the mobile station identified by the mobile station information acquired by the mobile station information acquisition unit 22 is the mobile station 30, the communication connection unit 23 is connected to the mobile station 30 because the mobile station 30 is a registered mobile station. Then, the communication connection with the network 50 is established. In addition, the communication connection unit 23 determines that the mobile station 40 is an unregistered mobile station when the mobile station specified by the mobile station information acquired by the mobile station information acquisition unit 22 is the mobile station 40. Cannot establish communication connection.
  • the communication quality acquisition unit 24 acquires the received power as the communication quality of the received uplink signal. For example, the communication quality acquisition unit 24 receives from the mobile station 40 when the mobile station specified by the mobile station information acquired by the mobile station information acquisition unit 22 is the mobile station 40 (when it is not a registered mobile station). Receive power (communication quality) of an uplink signal (received signal) is acquired. The communication quality acquisition unit 24 may acquire the received power by measuring the received power of the received uplink signal, or may acquire information indicating the received power from the received data included in the received uplink signal. .
  • the communication quality of the present embodiment is the reception power of the uplink signal received from the mobile station 40 (unregistered mobile station), but is not limited to this.
  • the communication quality acquired by the communication quality acquisition unit 24 may be any status that changes depending on the level of interference by the mobile station 40, such as the radio wave intensity of the uplink signal received from the mobile station 40.
  • Handover execution unit 25 when the received power obtained by the communication quality acquisition unit 24 exceeds the threshold value A 1 (when the communication quality satisfies a predetermined condition), and the mobile communication connection unit 23 of another station, for example, mobile station
  • the communication connection of the mobile station 30 is handed over to the macro base station 10 (another base station different from the mobile station).
  • FIG. 2 is a sequence diagram when the communication connection of the mobile station 30 is handed over from the femtocell base station 20 to the macro base station 10.
  • the processing procedure shown in FIG. 2 is an example for realizing handover in the present invention, and is not limited to this.
  • the communication quality acquiring unit 24 when obtaining received power exceeding the threshold value A 1, and notifies the handover execution unit 25 (step T1).
  • the handover execution unit 25 receives the notification from the communication quality acquisition unit 24 and requests the mobile station information of the mobile station that is currently connected to the communication connection unit 23 (step T2).
  • the communication connection unit 23 outputs the mobile station information of the mobile station 30, which is a mobile station connected to the communication, to the handover execution unit 25 (Step T3).
  • the handover execution unit 25 sends a base station other than the femtocell base station 20 (here, the macro base station) to the mobile station 30 indicated by the mobile station information output in step T3, among the downlink signals currently received by the mobile station 30.
  • the communication quality of the downlink signal of the station 10) is requested (step T4).
  • the mobile station 30 outputs the communication quality of the received downlink signal in response to the request at step T4 (step T5).
  • the handover execution unit 25 determines a base station that can perform handover of the communication connection of the mobile station 30 from the communication quality output in step T5 (step T6).
  • the base station that can be handed over is determined so that the base station that receives the maximum received power among the received power of the downlink signals of base stations other than the femtocell base station 20 becomes the base station that can be handed over. It may be judged. If it is determined in step T6 that handover to the macro base station 10 is possible, the handover execution unit 25 requests the macro base station 10 for handover (step T7), and accepts the confirmation from the macro base station 10 (step T8). ). In addition, the handover execution unit 25 requests the mobile station 30 to execute the handover (Step T9), and accepts the confirmation from the mobile station 30 (Step T10).
  • the mobile station 30 executes a handover from the femtocell base station 20 to the macro base station 10 (step T11).
  • the mobile station 30 notifies the femtocell base station 20 (handover execution unit 25) and the macro base station 10 to that effect. Notification is made (steps T12 and T13).
  • the communication quality required in step T4 is the one used in the wireless standard (SIR: Signal to Interference Ratio, SINR: Signal to Interference and Noise Ratio, CIR: Carrier to Interference Ratio, Eb / Nob: Eb / Nob: Noise, etc.) may be used.
  • SIR Signal to Interference Ratio
  • SINR Signal to Interference and Noise Ratio
  • CIR Carrier to Interference Ratio
  • Eb / Nob Eb / Nob: Noise, etc.
  • the transmission power control unit 26 sets the power level of the transmission signal transmitted from the wireless transmission unit 29 to the mobile station.
  • the transmission signal transmitted to the mobile station is a common pilot signal or a downlink signal.
  • two types of operating states are determined according to the power level of the transmission signal transmitted from the wireless transmission unit 29.
  • the transmission power control unit 26 switches between a power setting value corresponding to the active state and a power setting value corresponding to the sleep state. It is assumed that the power setting value corresponding to the active state is larger than the power setting value corresponding to the sleep state.
  • the set value of power corresponding to the sleep state may be zero.
  • the communication connection unit 23 is not in communication connection with another mobile station.
  • the transmission power control unit 26 sets a power setting value corresponding to the sleep state, and suppresses the power of the transmission signal transmitted to the mobile station.
  • the transmission power control unit 26 detects the power of the transmission signal transmitted to the mobile station after detecting that all the communication connections with the mobile station 30 connected by the communication connection unit 23 have been disconnected. Suppress.
  • the transmission power control unit 26 may detect the disconnection of the communication connection by receiving the notification output from the communication connection unit 23, or may detect the disconnection of the communication connection by monitoring the communication connection unit 23.
  • the handover execution unit 25 may detect the disconnection of the communication connection by receiving the notification of the completion of the handover from the mobile station that was communicating, or the communication connection may be disconnected by a combination of these methods. May be detected.
  • the transmission power control unit 26 releases the power suppression to the transmission signal, to set the power of the set value corresponding to the active state.
  • the threshold A 2 is preferably smaller than the threshold A 1 .
  • the received power acquisition unit 27 acquires the received power of the received signal received from the macro base station 10. Then, the transmission power control unit 26 reduces the threshold A 1 as the received power obtained by received power acquisition unit 27 becomes larger, increasing the threshold value A 1 as the acquired received power decreases. The transmission power control unit 26 increases the threshold A 2 Higher threshold A 1, may be reduced threshold A 2 smaller the threshold A 1.
  • the received signal received from the macro base station 10 is, for example, a downlink signal or a common pilot signal transmitted by the macro base station 10.
  • the correlation between the received power and the threshold value A 1 from the macro base station 10 may be a inverse relationship, stepped (the received power from the macro base station 10 falls below a predetermined value to increase the certain amount threshold A 1 This relationship may be continued).
  • All or part of the configuration included in the femtocell base station 20 may be realized by hardware, or may be realized by a program (or program code) that causes a processor to execute processing.
  • the processor reads and executes the program from a recording medium such as a nonvolatile memory.
  • the program When the configuration included in the femtocell base station 20 is implemented by a program, the program is stored in a storage medium readable by a processor (computer). Then, the program causes the processor to execute mobile station information acquisition processing for acquiring mobile station information for identifying one mobile station from a received signal received from one mobile station of the mobile station 30 and the mobile station 40. . Further, the program performs communication connection processing for communication connection with one mobile station when one mobile station specified by the mobile station information acquired in the mobile station information acquisition processing is a registered mobile station registered in advance. , Let the processor execute. And when the mobile station information specified in the mobile station information acquisition process is not a registered mobile station, the program communicates with other mobile stations other than the mobile station.
  • the communication quality acquisition process for acquiring the communication quality of at least one of the reception signal received from one mobile station or the reception signal received from another mobile station. Then, when the communication quality acquired in the first communication quality acquisition process satisfies a predetermined condition, the program causes the processor to execute a handover execution process for handing over the communication connection of another mobile station. Then, when the one mobile station specified by the mobile station information acquired in the mobile station information acquisition process is not a registered mobile station and is not in communication connection with another mobile station, the program A processor is caused to execute a transmission power suppression process for suppressing the power of a transmission signal to be transmitted.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a wireless communication method applied to the femtocell base station 20 in the active state.
  • the femtocell base station 20 waits until receiving an uplink signal while not receiving an uplink signal from either the mobile station 30 or the mobile station 40 (NO in step S1).
  • the femtocell base station 20 receives an uplink signal from one of the mobile stations 30 and 40 (YES in step S1)
  • the femtocell base station 20 identifies one mobile station from the received uplink signal.
  • Mobile station information is acquired (step S2).
  • the femtocell base station 20 moves when the one mobile station specified by the mobile station information acquired in step S2 is the mobile station 30 (a registered mobile station registered in advance) (YES in step S3). A communication connection is established with the station 30 (step S4).
  • the femtocell base station 20 is configured such that when one mobile station specified by the mobile station information acquired in step S2 is the mobile station 40 (not a registered mobile station) (NO in step S3), and When communication connection is established with another mobile station other than the mobile station (YES in step S5), the reception power (communication quality) of the uplink signal received from the mobile station 40 is acquired (step S6). Then, the received power obtained in step S6 exceeds the threshold value A 1 when (communication quality satisfies the predetermined condition) (YES in step S7), and to handover a communication connection other mobile station (step S8), and again The process returns to the determination in step S5.
  • step S6 communication quality does not satisfy a predetermined condition
  • step S8 the threshold value A 1 obtained in step S6 (communication quality does not satisfy a predetermined condition) when (NO in step S7), and returns to the determination in step S5.
  • Steps S5 to S8 are repeated until there is no mobile station to which the femtocell base station 20 (communication connection unit 23) is connected.
  • the femtocell base station 20 is configured such that when one mobile station specified by the mobile station information acquired in step S2 is the mobile station 40 (not a registered mobile station) (NO in step S3), When the communication connection with the mobile station is not established (NO in step S5), the power of the transmission signal transmitted to the mobile station is suppressed (step S9), the femtocell base station 20 enters the sleep state, and this flowchart ends. It becomes.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a wireless communication method applied to the femtocell base station 20 in the sleep state.
  • the femtocell base station 20 repeats the standby state while the power of the transmission signal is suppressed in step S9 in FIG. 3 while the uplink signal is not received (NO in step S11), and the mobile station 30 and the mobile station 40
  • step S11 mobile station information for identifying the one mobile station is acquired from the received uplink signal.
  • step S12 when one mobile station specified by the mobile station information acquired in step S12 is the mobile station 40 (not a registered mobile station) (NO in step S13), the femtocell base station 20 The received power of the uplink signal received from the terminal is acquired (step S14). Note that the femtocell base station 20 returns to step S11 again when one mobile station specified by the mobile station information acquired in step S12 is the mobile station 30 (registered mobile station) (YES in step S13). Return to.
  • step S14 When the received power obtained in step S14 exceeds the threshold value A 2 (YES in step S15), and returns to step S11. Further, when the received power obtained in step S14 is the threshold value A 2 or less (NO in step S15), and releases the suppression of the power to the transmission signal set at step S9 (step S16), and the femtocell base station 20 Becomes an active state, and this flowchart ends.
  • the femtocell base station 20 acquires the received power of the received signal received from the macro base station 10 as a process independent of the flowcharts of FIGS. 3 and 4, and the threshold A 1 increases as the acquired received power increases. Make it smaller.
  • the femtocell base station 20 shall receive a received signal intermittently from the macro base station 10, and the space
  • the femtocell base station 20 receives a received signal from an unregistered mobile station 40 during communication with a registered mobile station 30, and performs communication when the communication quality of the received signal satisfies a predetermined condition. If the communication connection of the mobile station 30 in the middle is handed over to the macro base station 10 and there are no mobile stations in communication connection, the transmission power of the own device is suppressed. Thereby, the communication quality of the communication connection of the mobile station 40 can be maintained while avoiding interference of the mobile station 40 with respect to the communication connection of the mobile station 30.
  • this embodiment suppresses the power of the transmission signal after detecting that all the communication connections by the femtocell base station 20 (communication connection unit 23) are disconnected, the femtocell base station 20 and the mobile station It is possible to prevent the femtocell base station 20 from going into a sleep state during communication.
  • the present embodiment acquires the received power of the uplink signal received from the unregistered mobile station even when the femtocell base station 20 is in the sleep state, and depends on the acquired received power.
  • the sleep state of the femtocell base station 20 can be canceled.
  • the femtocell base station 20 can be immediately brought into an active state.
  • the present embodiment since the smaller the value of the threshold A 1 as the received power increases in the downstream circuit signal received from the macro base station 10, and a macro base station 10 and the femtocell base station 20 existing at a short distance In this case, handover from the femtocell base station 20 to the macro base station 10 is likely to occur.
  • the wireless communication system to which the present invention is applied is not particularly limited.
  • the present invention can also be applied to a wireless communication system (for example, IEEE 802.16m) that employs a TDD (Time Division Duplex) method in which the same radio frequency is divided and used on the uplink and downlink.
  • a wireless communication system for example, IEEE 802.16m
  • TDD Time Division Duplex
  • the present invention is also applicable to, for example, a W-CDMA system, an E-UTRA system, or a WiMAX wireless communication system.
  • the number of macro base stations 10 adjacent to the femtocell base station 20 is one, but a plurality of macro base stations 10 may be provided.
  • one mobile station 30 and one mobile station 40 are respectively registered mobile stations and non-registered mobile stations.
  • a device arranged above the femtocell base station 20 of the above embodiment for example, RNC (Radio Network). Controller).
  • the communication connection to the femtocell base station 20 is permitted depending on whether or not the mobile station is a “registered mobile station”.
  • the femtocell base station 20 may permit communication connection even if the mobile station is not a “registered mobile station”.
  • communication connections of unregistered mobile stations may be permitted within a predetermined upper limit range.
  • unregistered mobile stations for which communication connection is permitted are handled in the same way as registered mobile stations, or communication is performed after restricting communication such as restricting communication contents of unregistered mobile stations compared to registered mobile stations. You may connect.
  • the communication speed of an unregistered mobile station is controlled to be lower than that of a registered mobile station.
  • the setting values can be set in three or more stages. It doesn't matter.
  • the present invention is not limited to a femtocell base station, and can be applied to a pico base station and a micro base station that cover a wider area than a femtocell base station. Further, the present invention can be applied to each of a plurality of wireless stations that autonomously form a wireless ad hoc network.
  • the communication quality acquired by the communication quality acquisition unit 24 uses the reception power of the uplink signal received from the mobile station 40 that is not a registered mobile station, but this need not be the case.
  • the communication quality acquisition unit 24 acquires, as communication quality, an interference wave value that indicates a larger value as the influence of the interference wave on the received signal received from the mobile station 30 (other mobile station) in communication increases. parts 25, when the interference wave value obtained by the communication quality acquisition unit 24 exceeds the threshold value a 3, the communication connection of the mobile station 30, the macro base station 10 may be handed over.
  • the threshold A 3 may be a value equal to either the threshold A 1 or the threshold A 2 or may be a value different from both.
  • the interference wave values used in wireless standards SIR: Signal to Interference Ratio, SINR: Signal to Interference and Noise Ratio, CIR: Carrier to Interference Ratio, Eb / No: Energy, etc. That's fine.
  • the femtocell base station 20 acquires the distance information indicating the distance between the macro base station 10 and the femtocell base station 20, by reducing the threshold value A 1 shorter distance indicated by the obtained distance information Also good.

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Abstract

 無線通信システム(100)は、複数の移動局(30)、(40)と、マクロ基地局(10)と、登録移動局と通信接続するフェムトセル基地局(20)と、を備える。そして、フェムトセル基地局(20)は、登録移動局ではない一の移動局から受信した受信信号の通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ他の移動局と通信接続しているとき、他の移動局の通信接続を、マクロ基地局(10)にハンドオーバさせるハンドオーバ実行部(25)と、登録移動局ではない一の移動局から受信信号を受信し、かつ他の移動局と通信接続していないとき、移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力制御部(26)と、を含む。

Description

無線通信システム、基地局、無線通信方法および記憶媒体
 本発明は、無線通信システム、基地局、無線通信方法およびプログラムを格納している記憶媒体に関する。
 近年、携帯電話の普及に伴い、屋外だけでなく屋内からも携帯電話による音声通信やデータ通信の需要が増大している。このような需要の増大に対して、利用者宅内や小規模オフィス内などの屋内に設置可能な超小型の基地局の開発が進められている。そのような基地局がカバーする範囲は、屋外に設置される基地局(以下マクロ基地局と呼ぶ)のカバー範囲に比べて極めて小さいことから、フェムトセルと呼ばれる。以下では、この超小型の基地局をフェムトセル基地局と呼ぶ。フェムトセル基地局の運用形態として、予め登録された移動局のみがフェムトセル基地局に接続して通信を行なうことが検討されている。
 図5は、フェムトセル基地局101を含む無線通信システム1000の構成図である。101はフェムトセル基地局であり、フェムトセル106を形成する。フェムトセル基地局101はフェムトゲートウェイ(GW)104を介してネットワーク105に接続する。102と103は移動局である。移動局がフェムトセル106の中にあるとき、フェムトセル基地局101に登録されている登録移動局102はフェムトセル基地局101を介してネットワーク105と接続できる。フェムトセル基地局101に登録されていない非登録移動局103は、フェムトセル基地局101を介してネットワーク105には接続できない。
 上記の無線通信システム1000は、そのカバーするフェムトセル106に向けてパイロット信号を送信する。登録移動局102は、そのパイロット信号を受信することにより、同期確立及びチャネル推定等を行なって、フェムトセル基地局101との間でデータの送受信を行なう。そのため、登録移動局102においてパイロット信号を良好な品質で受信できるようにすることで、良好な通信品質を提供できる。
 また、上記の無線通信システム1000に適用可能な技術として、以下のような技術が提案されている。
 特許文献1(特開2008-17325号公報)の無線通信システムにおいて、無線基地局に帰属している無線端末装置(移動局)は、当該無線基地局との通信に干渉する無線装置を検出したとき、当該無線装置に対して制御信号を送信する。これにより、無線基地局が認識できない干渉源の無線装置であっても制御することができ、電波干渉を回避することができる。
 特許文献2(特開2006-135673号公報)の無線通信システム(移動通信システム)が備える基地局は、周辺基地局における総送信電力や上り干渉量に基づいてパイロットチャンネルの送信電力を制御する。これにより、基地局間で強調しつつパイロットチャンネルの送信電力を自律的に設定し、セル形成ができる。
 非特許文献1では、移動局から起動のための特定の信号を受信するとフェムトセル基地局が起動するシステムが提案されている。フェムトセル基地局は、携帯電話の無線通信規格ではW-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)、E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)、LTE(Long Term Evolution)等のシステムで、無線MAN(Wireless Metropolitan Area Network)の無線通信規格ではIEEE 802.16m等のシステムの中で使用することが検討されている。
 フェムトセル基地局がW-CDMAで使用される場合は、非特許文献2に記載されているように、上り回線と下り回線における送信電力制御された個別チャネルを用いたデータ送信や、下り回線における共用チャネルを用いたデータ送信が行われる。
 フェムトセル基地局がE-UTRAで使用される場合は、非特許文献3に記載されているように、無線周波数の帯域が複数のリソースブロック(PRB;Physical Resource Block)に分割され、基地局に備えられたスケジューラがPRBの割当を行ない、割り当てられたPRBを用いたデータ送信が行われる。
 フェムトセル基地局がIEEE802.16mで使用される場合は、非特許文献4に記載されているように、通信規格にOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)を採用し無線周波数の帯域をサブキャリアに分割して、基地局に備えられたスケジューラがサブキャリアの割当を行ない、割り当てられたサブキャリアを用いたデータ送信が行われる。
特開2008-17325号公報 特開2006-135673号公報
"Dynamic Setup of HNBs for Energy Savings and Interference Reduction",3GPP TSG RAN WG3 Meeting #59bis,R3-080658 "3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network; Physical layer procedures (FDD)(Release 7)",3GPP TS 25.214 V7.3.0 (2006-12),pp.14-31 "3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 8)",3GPP TS 36.300 V8.1.0 (2007-06),pp.16-30 "IEEE 802.16m System Description Document",IEEE 802.16m-08/003r9a,pp.64-88
 しかしながら上記技術を図5の無線通信システム1000に適用した場合、以下の点で改善の余地を有していた。すなわち、フェムトセル基地局101と登録移動局102とが通信している際に、フェムトセル106に非登録移動局103が近づいたとき、登録移動局102と非登録移動局103との間で干渉が発生し、互いの通信品質が低下する。このとき、当該干渉を避けるように非登録移動局103の通信を制御すると、非登録移動局103の通信品質が維持できない恐れがある。また、フェムトセル基地局101のパイロット信号の送信電力を下げる(または停止する)と登録移動局102の通信品質が維持できない恐れがある。
 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、登録された移動局と通信接続可能な基地局と当該移動局との通信において、非登録の移動局からの干渉を回避し、かつ当該非登録の移動局の通信品質も維持する無線通信システム、基地局、無線通信方法およびプログラムを格納している記憶媒体を提供することにある。
 本発明によれば、複数の移動局と、前記複数の移動局と通信接続可能な第1基地局と、前記複数の移動局のうち、予め登録された登録移動局と通信接続可能な第2基地局と、を備え、前記第2基地局は、前記登録移動局を記憶する登録移動局記憶手段と、前記複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を特定する移動局情報を取得する移動局情報取得手段と、前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続手段と、前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得手段と、前記通信品質取得手段によって取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記通信接続手段が前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続を、前記第1基地局にハンドオーバさせるハンドオーバ実行手段と、前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記通信接続手段が前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力制御手段と、を含むことを特徴とする無線通信システムが提供される。
 また、本発明によれば、複数の移動局のうち、通信接続可能な登録移動局を記憶する登録移動局記憶手段と、前記複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を特定する移動局情報を取得する移動局情報取得手段と、前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続手段と、前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得手段と、前記通信品質取得手段によって取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記通信接続手段が前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続を、自機とは異なる他の基地局にハンドオーバさせるハンドオーバ実行手段と、前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記通信接続手段が前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力制御手段と、を備えることを特徴とする基地局が提供される。
 さらに、本発明によれば、複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を識別する移動局情報を取得する移動局情報取得ステップと、前記移動局情報取得ステップで取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が予め登録された登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続ステップと、前記移動局情報取得ステップで取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する第1通信品質取得ステップと、前記第1通信品質取得ステップで取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続をハンドオーバさせるハンドオーバ実行ステップと、前記移動局情報取得ステップで取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力抑制ステップと、を備えることを特徴とする無線通信方法が提供される。
 さらに、本発明によれば、コンピュータにデータ処理を実行させるプログラムを前記コンピュータに読み出し可能に格納した記憶媒体であって、前記データ処理が、複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を識別する移動局情報を取得する移動局情報取得処理と、前記移動局情報取得処理で取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が予め登録された登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続処理と、前記移動局情報取得処理で取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得処理と、前記第1通信品質取得処理で取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続をハンドオーバさせるハンドオーバ実行処理と、前記移動局情報取得処理で取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力抑制処理と、を含むことを特徴とする記憶媒体が提供される。
 本発明によれば、登録された移動局と通信接続可能な基地局と当該移動局との通信において、非登録の移動局からの干渉を回避し、かつ当該非登録の移動局の通信品質も維持する無線通信システム、基地局、無線通信方法およびプログラムを格納している記憶媒体が提供される。
 上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成図である。 移動局の通信接続をフェムトセル基地局からマクロ基地局にハンドオーバさせるときのシーケンス図である。 アクティブ状態のフェムトセル基地局に適用される無線通信方法を示すフローチャートを示す図である。 スリープ状態のフェムトセル基地局に適用される無線通信方法を示すフローチャートを示す図である。 フェムトセル基地局を含む無線通信システムの構成図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
 図1は、本発明の実施の形態に係る無線通信システム100の構成図である。無線通信システム100は、移動局30と、移動局40と、移動局30と移動局40と通信接続可能なマクロ基地局10と、移動局30と移動局40のうち、予め登録された登録移動局と通信接続可能なフェムトセル基地局20と、ネットワーク50と、を備える。本実施形態においては、移動局30は登録移動局であって、移動局40は非登録移動局であるものとする。すなわち、移動局30はマクロ基地局10またはフェムトセル基地局20を介してネットワーク50と通信することができ、移動局40はマクロ基地局10のみを介してネットワーク50と通信することができる。図1に示す時点で、移動局30は、上り回線信号をフェムトセル基地局20に送信しているものとする。移動局40は非登録移動局なので、フェムトセル基地局20に向けては意図的に上り回線信号を送信しないが、フェムトセル基地局20は、移動局40からマクロ基地局10に向けて送信された上り回線信号を、干渉として受信する。
 本実施形態において、ネットワーク50はインターネット、LAN、公衆電話網またはこれらの組み合わせである。また、移動局30または移動局40は、ネットワーク50と通信接続が可能な装置、例えばモバイル通信機器、携帯電話機またはPHS等である。
 なお、図1においてマクロ基地局10またはフェムトセル基地局20は、ネットワーク50と直接接続しているように図示しているが、ゲートウェイ装置やRNC(Radio Network Controller)等を介在して接続してもよい。
 フェムトセル基地局20は、登録移動局記憶部21と、移動局情報取得部22と、通信接続部23と、通信品質取得部24と、ハンドオーバ実行部25と、送信電力制御部26と、受信電力取得部27と、無線受信部28と、無線送信部29と、によって構成される。
 無線受信部28は、受信アンテナを備え、移動局30、40からの上り回線信号を、またはマクロ基地局10からの下り回線信号や共通パイロット信号等を、受信アンテナを介して受信する。無線受信部28は、W-CDMAやE-UTRA、またはIEEE 802.16mの各無線方式の受信部であり、その構成の詳細は省略する。
 無線送信部29は、送信アンテナを備え、登録移動局である移動局30への下り回線信号や共通パイロット信号等を、送信アンテナを介して送信する。無線送信部29は、W-CDMAやE-UTRA、またはIEEE 802.16mの各無線方式の送信部であり、その構成の詳細は省略する。
 登録移動局記憶部21は、移動局30と移動局40のうち、通信接続可能な登録移動局(本実施形態においては移動局30)を記憶する。より具体的には、登録移動局記憶部21は、それぞれの登録移動局を識別可能な識別情報を記憶する。この識別情報は、登録移動局を個体識別することができればよい。
 移動局情報取得部22は、移動局30または移動局40から受信した受信信号から、当該受信信号を送信した移動局を特定する移動局情報を取得する。
 通信接続部23は、移動局情報取得部22によって取得された移動局情報によって特定される移動局が移動局30であるとき、移動局30は登録移動局であるので、移動局30と通信接続し、ネットワーク50と通信接続させる。また、通信接続部23は、移動局情報取得部22によって取得された移動局情報によって特定される移動局が移動局40であるとき、移動局40は非登録移動局であるので、移動局40と通信接続できない。
 通信品質取得部24は、受信した上り回線信号の通信品質として、その受信電力を取得する。例えば、通信品質取得部24は、移動局情報取得部22によって取得された移動局情報に特定される移動局が移動局40であるとき(登録移動局ではないとき)、移動局40から受信した上り信号(受信信号)の受信電力(通信品質)を取得する。通信品質取得部24は、受信した上り信号の受信電力を計測することによって受信電力を取得してもよいし、受信した上り信号に含まれる受信データから受信電力を示す情報を取得してもよい。
 なお、本実施形態の通信品質は、移動局40(非登録移動局)から受信した上り信号の受信電力とするが、これに限らなくてもよい。例えば、通信品質取得部24が取得する通信品質は、移動局40から受信した上り信号の電波強度等、移動局40による干渉の大小によって変化するステータスであれば何れであってもよい。
 ハンドオーバ実行部25は、通信品質取得部24によって取得された受信電力が閾値Aを超えるとき(通信品質が所定の条件を満たすとき)、かつ通信接続部23が他の移動局、例えば移動局30と通信接続しているとき、移動局30の通信接続を、マクロ基地局10(自機とは異なる他の基地局)にハンドオーバさせる。
 図2は、移動局30の通信接続をフェムトセル基地局20からマクロ基地局10にハンドオーバさせるときのシーケンス図である。ただし、図2に示す処理手順は、本発明においてハンドオーバを実現するための一例であって、これに限定されなくてもよい。
 まず、通信品質取得部24は閾値Aを超える受信電力を取得したとき、その旨をハンドオーバ実行部25に通知する(ステップT1)。次に、ハンドオーバ実行部25は、通信品質取得部24からの通知を受け付けて、通信接続部23に現在通信接続している移動局の移動局情報を要求する(ステップT2)。続いて、通信接続部23は、ステップT2の要求に応じて、通信接続している移動局である移動局30の移動局情報をハンドオーバ実行部25に出力する(ステップT3)。ハンドオーバ実行部25は、ステップT3で出力された移動局情報が示す移動局30に、移動局30が現在受信している下り回線信号のうちフェムトセル基地局20以外の基地局(ここではマクロ基地局10)の下り回線信号の通信品質を要求する(ステップT4)。移動局30は、ステップT4の要求に応じて、受信している下り回線信号の通信品質を出力する(ステップT5)。ハンドオーバ実行部25は、ステップT5で出力された通信品質から、移動局30の通信接続をハンドオーバ可能な基地局を判定する(ステップT6)。ハンドオーバ可能な基地局の判定は、例えば、フェムトセル基地局20以外の基地局の下り回線信号の受信電力のうち、最大の受信電力で受信される基地局を、ハンドオーバ可能な基地局となるように判定しても良い。仮に、ステップT6でマクロ基地局10にハンドオーバ可能と判定されたとすると、ハンドオーバ実行部25は、マクロ基地局10にハンドオーバを要求し(ステップT7)、マクロ基地局10からその確認を受け付ける(ステップT8)。また、ハンドオーバ実行部25は、移動局30にハンドオーバを実行するように要求し(ステップT9)、移動局30からその確認を受け付ける(ステップT10)。移動局30は、フェムトセル基地局20からマクロ基地局10へのハンドオーバを実行し(ステップT11)、ハンドオーバが完了するとその旨をフェムトセル基地局20(ハンドオーバ実行部25)およびマクロ基地局10に通知する(ステップT12、T13)。
 なお、ステップT4で要求する通信品質は、無線規格で使用されるもの(SIR:Signal to Interference Ratio、SINR:Signal to Interference and Noise Ratio、CIR:Carrier to Interference Ratio、Eb/No:Energy per bit over Noise等)を用いればよい。
 送信電力制御部26は、無線送信部29から移動局に送信される送信信号の電力の大きさを設定する。ここで、移動局に送信される送信信号とは、共通パイロット信号や下り回線信号である。なお、本実施形態のフェムトセル基地局20においては、無線送信部29から送信される送信信号の電力の大きさに応じてアクティブ状態、スリープ状態の2種類の稼動状態が定められている。そして、送信電力制御部26は、アクティブ状態に対応する電力の設定値と、スリープ状態に対応する電力の設定値を切り替えるものとする。なお、アクティブ状態に対応する電力の設定値は、スリープ状態に対応する電力の設定値より大きいものとする。また、スリープ状態に対応する電力の設定値はゼロであってもよい。
 移動局情報取得部22によって取得された移動局情報に特定される移動局が移動局40である(登録移動局ではない)とき、かつ通信接続部23が他の移動局と通信接続していないとき、送信電力制御部26はスリープ状態に対応する電力の設定値を設定し、移動局に送信される送信信号の電力を抑制する。
 本実施形態において、送信電力制御部26は、通信接続部23によって通信接続された移動局30との通信接続が全て切断されたことを検知した後、移動局に送信される送信信号の電力を抑制する。なお、送信電力制御部26は、通信接続部23から出力された通知を受け付けて通信接続の切断を検知してもよいし、通信接続部23を監視することによって通信接続の切断を検知してもよいし、ハンドオーバ実行部25がハンドオーバ完了の通知を、通信していた移動局から受け付けたことによって通信接続の切断を検知してもよいし、これらの複数を組み合わせた方法で通信接続の切断を検知してもよい。
 また、送信電力制御部26によって送信信号の電力が抑制されている、すなわち、フェムトセル基地局20がスリープ状態であるとき、かつ通信品質取得部24によって取得された移動局40(登録移動局ではない移動局)からの受信電力が閾値A以下であるとき、送信電力制御部26は送信信号に対する電力の抑制を解除し、アクティブ状態に対応する電力の設定値を設定する。なお、閾値Aは、閾値Aより小さいことが望ましい。
 受信電力取得部27は、マクロ基地局10から受信した受信信号の受信電力を取得する。そして、送信電力制御部26は、受信電力取得部27によって取得された受信電力が大きくなるほど閾値Aを小さくし、取得された受信電力が小さくなるほど閾値Aを大きくする。また、送信電力制御部26は、閾値Aを大きくするほど閾値Aを大きくし、閾値Aを小さくするほど閾値Aを小さくしてもよい。ここで、マクロ基地局10から受信した受信信号とは、例えばマクロ基地局10が送信する下り回線信号や共通パイロット信号等である。また、マクロ基地局10からの受信電力と閾値Aとの相関関係は、反比例関係でもよいし、階段状(マクロ基地局10からの受信電力が所定値以下になると一定量閾値Aを上げ、以下この関係を続ける)にしてもよい。
 フェムトセル基地局20に内包される構成の全部または一部は、ハードウェアで実現されてもよいし、あるいは、プロセッサに処理を実行させるプログラム(またはプログラムコード)で実現されてもよい。プロセッサは、不揮発性メモリなどの記録媒体からそのプログラムを読み出し実行する。
 フェムトセル基地局20に内包される構成がプログラムによって実施される場合、当該プログラムはプロセッサ(コンピュータ)が読み出し可能な記憶媒体に格納される。そして、当該プログラムは、移動局30と移動局40のうち一の移動局から受信した受信信号から、一の移動局を識別する移動局情報を取得する移動局情報取得処理を、プロセッサに実行させる。また、当該プログラムは、移動局情報取得処理で取得された移動局情報に特定される一の移動局が予め登録された登録移動局であるとき、一の移動局と通信接続する通信接続処理を、プロセッサに実行させる。そして、当該プログラムは、移動局情報取得処理で取得された移動局情報に特定される一の移動局が登録移動局ではないとき、かつ一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、一の移動局から受信した受信信号、または他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得処理を、プロセッサに実行させる。そして、当該プログラムは、第1通信品質取得処理で取得された通信品質が所定の条件を満たすとき、他の移動局の通信接続をハンドオーバさせるハンドオーバ実行処理を、プロセッサに実行させる。そして、当該プログラムは、移動局情報取得処理で取得された移動局情報に特定される一の移動局が登録移動局ではないとき、かつ他の移動局と通信接続していないとき、移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力抑制処理を、プロセッサに実行させる。
 図3は、アクティブ状態のフェムトセル基地局20に適用される無線通信方法を示すフローチャートを示す図である。まず、フェムトセル基地局20は、移動局30と移動局40とのいずれかから上り回線信号を受信しない間(ステップS1のNO)、上り回線信号を受信するまで待機する。そして、フェムトセル基地局20は、移動局30と移動局40のうち一の移動局から上り回線信号を受信したとき(ステップS1のYES)、受信した上り回線信号から一の移動局を識別する移動局情報を取得する(ステップS2)。
 そして、フェムトセル基地局20は、ステップS2で取得された移動局情報に特定される一の移動局が移動局30(予め登録された登録移動局)であるとき(ステップS3のYES)、移動局30と通信接続する(ステップS4)。
 また、フェムトセル基地局20は、ステップS2で取得された移動局情報に特定される一の移動局が移動局40である(登録移動局ではない)とき(ステップS3のNO)、かつ一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき(ステップS5のYES)、移動局40から受信した上り回線信号の受信電力(通信品質)を取得する(ステップS6)。そして、ステップS6で取得された受信電力が閾値Aを超える(通信品質が所定の条件を満たす)とき(ステップS7のYES)、他の移動局の通信接続をハンドオーバさせ(ステップS8)、再びステップS5の判定に戻る。また、ステップS6で取得された受信電力が閾値Aを超えない(通信品質が所定の条件を満たさない)とき(ステップS7のNO)、再びステップS5の判定に戻る。ステップS5~ステップS8の処理は、フェムトセル基地局20(通信接続部23)が通信接続している移動局がなくなるまで繰り返される。
 また、フェムトセル基地局20は、ステップS2で取得された移動局情報に特定される一の移動局が移動局40である(登録移動局ではない)とき(ステップS3のNO)、かつ他の移動局と通信接続していないとき(ステップS5のNO)、移動局に送信される送信信号の電力を抑制し(ステップS9)、フェムトセル基地局20がスリープ状態となって、このフローチャートは終了となる。
 図4は、スリープ状態のフェムトセル基地局20に適用される無線通信方法を示すフローチャートを示す図である。フェムトセル基地局20は、図3のステップS9で送信信号の電力を抑制された状態で、上り回線信号を受信しない間は(ステップS11のNO)待機状態を繰り返し、移動局30と移動局40のうち一の移動局から上り回線信号を受信したとき(ステップS11のYES)、受信した上り回線信号から一の移動局を識別する移動局情報を取得する(ステップS12)。
 そして、フェムトセル基地局20は、ステップS12で取得された移動局情報に特定される一の移動局が移動局40である(登録移動局ではない)とき(ステップS13のNO)、移動局40から受信した上り回線信号の受信電力を取得する(ステップS14)。なお、フェムトセル基地局20は、ステップS12で取得された移動局情報に特定される一の移動局が移動局30である(登録移動局である)とき(ステップS13のYES)、再びステップS11に戻る。
 ステップS14で取得された受信電力が閾値Aを超えるとき(ステップS15のYES)、再びステップS11に戻る。また、ステップS14で取得された受信電力が閾値A以下であるとき(ステップS15のNO)、ステップS9で設定された送信信号に対する電力の抑制を解除し(ステップS16)、フェムトセル基地局20がアクティブ状態になって、このフローチャートは終了する。
 なお、フェムトセル基地局20は、図3および図4のフローチャートとは独立した処理として、マクロ基地局10から受信した受信信号の受信電力を取得し、取得された受信電力が大きくなるほど閾値Aを小さくする。なお、フェムトセル基地局20は、マクロ基地局10から間欠的に受信信号を受信するものとし、その間隔は一定であってもよいし、不定であってもよい。
 本実施形態の効果について説明する。本実施形態のフェムトセル基地局20は、登録済みの移動局30との通信中に非登録の移動局40から受信信号を受信し、かつ受信信号の通信品質が所定の条件を満たすとき、通信中の移動局30の通信接続をマクロ基地局10にハンドオーバさせ、通信接続中の移動局がなくなったら、自機の送信電力を抑制する。これによって、移動局30の通信接続に対する移動局40の干渉を回避しつつ、移動局40の通信接続の通信品質を維持することができる。
 また、本実施形態は、フェムトセル基地局20(通信接続部23)による通信接続が全て切断されたことを検知した後に、送信信号の電力を抑制するので、フェムトセル基地局20と移動局が通信している最中に、フェムトセル基地局20がスリープ状態になることを防ぐことができる。
 さらに、本実施形態は、フェムトセル基地局20がスリープ状態となっているときであっても、非登録の移動局から受信した上り回線信号の受信電力を取得し、取得された受信電力に応じてフェムトセル基地局20のスリープ状態を解除することができる。これにより、干渉の影響が小さくなったときに、速やかにフェムトセル基地局20をアクティブ状態にすることができる。
 さらに、本実施形態は、マクロ基地局10から受信した下り回路信号の受信電力が大きくなるほど閾値Aの値を小さくするので、マクロ基地局10とフェムトセル基地局20とが近距離に存在する場合、フェムトセル基地局20からマクロ基地局10へのハンドオーバが起こりやすくなる。
 以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
 本発明の適用先の無線通信方式は特に限定されるものではない。例えば、上り回線と下り回線で同一の無線周波数を時間的に分けて使用するTDD(Time Division Duplex)方式を採用する無線通信システム(例えばIEEE 802.16m)にも本発明は適用可能である。また、例えば、W-CDMA方式、E-UTRA方式またはWiMAXの無線通信システムにも本発明は適用可能である。 
 上記実施形態において、フェムトセル基地局20に隣接するマクロ基地局10は一つとしたが、複数であってもよい。また、上記実施形態において、登録移動局と非登録移動局とは、それぞれ移動局30と移動局40と一つずつであったが、それぞれ複数であってもよい。
 上記実施形態のフェムトセル基地局20の処理の一部、例えばハンドオーバ実行部25や、送信電力制御部26の処理については、フェムトセル基地局20の上位に配置された装置、例えばRNC(Radio Network Controller)によって実行されてもよい。
 上記実施形態では、移動局が「登録移動局」であるか否かによって、フェムトセル基地局20への通信接続を許可する旨を説明した。しかしながら、フェムトセル基地局20は、移動局が「登録移動局」ではなくても通信接続を許可してもよい。例えば、予め定められた上限台数の範囲で非登録移動局の通信接続を許可してもよい。その場合、通信接続が許可された非登録移動局は登録移動局と同様に扱うか、非登録移動局の通信内容を登録移動局と比較して制限する等の通信規制を行った上で通信接続させてもよい。通信内容の制限の一例としては、非登録移動局の通信速度を登録移動局に比べて低速に抑制することである。
 上記実施形態では、送信電力制御部26によって設定される送信電力の設定値について、アクティブ状態とスリープ状態とに対応する2種類の設定値を用いたが、3以上の多段階に設定可能であってもかまわない。
 上記実施形態では、フェムトセル基地局に本発明を適用する場合について説明した。しかしながら、本発明はフェムトセル基地局に限らず、フェムトセル基地局より広範囲をカバーするピコ基地局、マイクロ基地局であっても適用可能である。また、自律的に無線アドホックネットワークを形成する複数の無線局の各々に適用することも可能である。
 上記実施形態では、通信品質取得部24が取得する通信品質は、登録移動局ではない移動局40から受信した上り回線信号の受信電力を用いたが、これに限らなくてもよい。例えば、通信品質取得部24は、通信中の移動局30(他の移動局)から受信した受信信号に対する干渉波の影響が大きいほど大きい値を示す干渉波値を通信品質として取得し、ハンドオーバ実行部25は、通信品質取得部24によって取得された干渉波値が閾値Aを超えるとき、移動局30の通信接続を、マクロ基地局10にハンドオーバさせてもよい。なお、閾値Aは、閾値Aまたは閾値Aのいずれかと等しい値であってもよいし、双方と異なる値であってもよい。
 上記干渉波値として、無線規格で使用されるもの(SIR:Signal to Interference Ratio、SINR:Signal to Interference and Noise Ratio、CIR:Carrier to Interference Ratio、Eb/No:Energy per bit over Noise等)を用いればよい。
 上記実施形態では、マクロ基地局10から受信した受信信号の受信電力を取得し、これに基づいて閾値Aを変更することを説明した。マクロ基地局10から受信した受信信号の受信電力に代えて、マクロ基地局10とフェムトセル基地局20との間の距離を示す距離情報を用いても同様の効果が得られる。すなわち、フェムトセル基地局20は、マクロ基地局10とフェムトセル基地局20との間の距離を示す距離情報を取得し、取得された距離情報が示す距離が短いほど閾値Aを小さくしてもよい。
 また、上記実施形態の説明には、複数のフローチャートを用いており、それぞれに複数のステップを順番に記載してあるが、その記載の順番は、本発明の無線通信方法のステップを実行する順番を限定するものではない。このため、本発明の無線通信方法を実行するときには、その複数のステップの順番は内容的に支障しない範囲で変更することができる。
 なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各構成要素の機能などを具体的に説明したが、その機能などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
  この出願は、2009年8月25日に出願された日本出願特願2009-194213を基礎とする優先権を主張し、その開示の総てをここに取り込む。

Claims (18)

  1.  複数の移動局と、
     前記複数の移動局と通信接続可能な第1基地局と、
     前記複数の移動局のうち、予め登録された登録移動局と通信接続可能な第2基地局と、を備え、
     前記第2基地局は、
      前記登録移動局を記憶する登録移動局記憶手段と、
      前記複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を特定する移動局情報を取得する移動局情報取得手段と、
      前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続手段と、
      前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得手段と、
      前記通信品質取得手段によって取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記通信接続手段が前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続を、前記第1基地局にハンドオーバさせるハンドオーバ実行手段と、
      前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記通信接続手段が前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力制御手段と、
    を含むことを特徴とする無線通信システム。
  2.  請求項1に記載の無線通信システムであって、
     前記送信電力制御手段は、前記通信接続手段による前記他の移動局との通信接続が全て切断されたことを検知した後、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制することを特徴とする無線通信システム。
  3.  請求項1または2に記載の無線通信システムであって、
     前記通信品質取得手段は、前記一の移動局から受信した受信信号の受信電力を前記通信品質として取得し、
     前記ハンドオーバ実行手段は、前記通信品質取得手段によって取得された前記受信電力が第1の閾値を超えるとき、前記他の移動局の通信接続を、前記第1基地局にハンドオーバさせることを特徴とする無線通信システム。
  4.  請求項3に記載の無線通信システムであって、
     前記通信品質取得手段は、前記送信電力制御手段によって前記送信信号の電力が抑制されているとき、前記登録移動局ではない前記移動局から受信した受信信号の受信電力を取得し、
     前記送信電力制御手段は、前記通信品質取得手段によって取得された前記受信電力が第2の閾値以下であるとき、前記送信信号に対する電力の抑制を解除することを特徴とする無線通信システム。
  5.  請求項4に記載の無線通信システムであって、
     前記第2の閾値は、前記第1の閾値より小さいことを特徴とする無線通信システム。
  6.  請求項3乃至5のいずれかに記載の無線通信システムであって、
     前記第2基地局は、
      前記第1基地局から受信した受信信号の受信電力を取得する受信電力取得手段を含み、
      前記送信電力制御手段は、前記受信電力取得手段によって取得された前記受信電力が大きくなるほど前記第1の閾値を小さくすることを特徴とする無線通信システム。
  7.  請求項3乃至5のいずれかに記載の無線通信システムであって、
     前記第2基地局は、
      前記第1基地局と前記第2基地局との間の距離を示す距離情報を取得する距離情報取得手段を含み、
      前記送信電力制御手段は、前記距離情報取得手段によって取得された前記距離情報が示す距離が短いほど前記第1の閾値を小さくすることを特徴とする無線通信システム。
  8.  請求項1乃至7のいずれかに記載の無線通信システムであって、
     前記通信品質取得手段は、前記他の移動局から受信した受信信号に対する干渉波の影響が大きいほど大きい値を示す干渉波値を前記通信品質として取得し、
     前記ハンドオーバ実行手段は、前記通信品質取得手段によって取得された前記干渉波値が第3の閾値を超えるとき、前記他の移動局の通信接続を、前記第1基地局にハンドオーバさせることを特徴とする無線通信システム。
  9.  複数の移動局のうち、通信接続可能な登録移動局を記憶する登録移動局記憶手段と、
     前記複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を特定する移動局情報を取得する移動局情報取得手段と、
     前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続手段と、
     前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得手段と、
     前記通信品質取得手段によって取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記通信接続手段が前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続を、自機とは異なる他の基地局にハンドオーバさせるハンドオーバ実行手段と、
     前記移動局情報取得手段によって取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記通信接続手段が前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力制御手段と、
    を備えることを特徴とする基地局。
  10.  複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を識別する移動局情報を取得する移動局情報取得ステップと、
     前記移動局情報取得ステップで取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が予め登録された登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続ステップと、
     前記移動局情報取得ステップで取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する第1通信品質取得ステップと、
     前記第1通信品質取得ステップで取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続をハンドオーバさせるハンドオーバ実行ステップと、
     前記移動局情報取得ステップで取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力抑制ステップと、
    を備えることを特徴とする無線通信方法。
  11.  請求項10に記載の無線通信方法であって、
     前記送信電力抑制ステップでは、前記他の移動局との通信接続が全て切断されたことを検知した後、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制することを特徴とする無線通信方法。
  12.  請求項10または11に記載の無線通信方法であって、
     前記第1通信品質取得ステップでは、前記一の移動局から受信した受信信号の受信電力を前記通信品質として取得し、
     前記ハンドオーバ実行ステップでは、前記通信品質取得ステップで取得された前記受信電力が第1の閾値を超えるとき、前記他の移動局の通信接続を、前記第1基地局にハンドオーバさせることを特徴とする無線通信方法。
  13.  請求項12に記載の無線通信方法であって、
     前記送信電力抑制ステップで前記送信信号の電力を抑制されたとき、前記登録移動局ではない前記移動局から受信した受信信号の受信電力を取得する第2通信品質取得ステップと、
     前記第2通信品質取得ステップで取得された前記受信電力が第2の閾値以下であるとき、前記送信電力抑制ステップで設定された前記送信信号に対する電力の抑制を解除する送信電力抑制解除ステップと、
    を備えることを特徴とする無線通信方法。
  14.  請求項13に記載の無線通信方法であって、
     前記第2の閾値は、前記第1の閾値より小さいことを特徴とする無線通信方法。
  15.  請求項12乃至14のいずれかに記載の無線通信方法であって、
      前記第1基地局から受信した受信信号の受信電力を取得する受信電力取得ステップを含み、
      前記送信電力抑制ステップでは、前記受信電力取得ステップで取得された前記受信電力が大きくなるほど前記第1の閾値を小さくすることを特徴とする無線通信方法。
  16.  請求項12乃至14のいずれかに記載の無線通信方法であって、
      前記第1基地局と前記第2基地局との間の距離を示す距離情報を取得する距離情報取得ステップを含み、
      前記送信電力抑制ステップでは、前記距離情報取得ステップで取得された前記距離情報が示す距離が短いほど前記第1の閾値を小さくすることを特徴とする無線通信方法。
  17.  請求項11乃至16のいずれかに記載の無線通信方法であって、
     前記第1通信品質取得ステップでは、前記他の移動局から受信した受信信号に対する干渉波の影響が大きいほど大きい値を示す干渉波値を前記通信品質として取得し、
     前記ハンドオーバ実行ステップでは、前記通信品質取得ステップで取得された前記干渉波値が第3の閾値を超えるとき、前記他の移動局の通信接続をハンドオーバさせることを特徴とする無線通信方法。
  18.  コンピュータにデータ処理を実行させるプログラムを前記コンピュータに読み出し可能に格納した記憶媒体であって、
     前記データ処理が、
     複数の移動局のうち一の移動局から受信した受信信号から、前記一の移動局を識別する移動局情報を取得する移動局情報取得処理と、
     前記移動局情報取得処理で取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が予め登録された登録移動局であるとき、前記一の移動局と通信接続する通信接続処理と、
     前記移動局情報取得処理で取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、前記一の移動局から受信した受信信号、または前記他の移動局から受信した受信信号の少なくとも一方の通信品質を取得する通信品質取得処理と、
     前記第1通信品質取得処理で取得された前記通信品質が所定の条件を満たすとき、かつ前記一の移動局以外の他の移動局と通信接続しているとき、前記他の移動局の通信接続をハンドオーバさせるハンドオーバ実行処理と、
     前記移動局情報取得処理で取得された前記移動局情報に特定される前記一の移動局が前記登録移動局ではないとき、かつ前記他の移動局と通信接続していないとき、前記移動局に送信される送信信号の電力を抑制する送信電力抑制処理と、
    を含むことを特徴とする記憶媒体。
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