WO2012029143A1 - 制御装置及び制御方法並びに移動通信システム - Google Patents

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WO2012029143A1
WO2012029143A1 PCT/JP2010/064950 JP2010064950W WO2012029143A1 WO 2012029143 A1 WO2012029143 A1 WO 2012029143A1 JP 2010064950 W JP2010064950 W JP 2010064950W WO 2012029143 A1 WO2012029143 A1 WO 2012029143A1
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WO
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base station
transmission power
henb
change
mobile terminal
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PCT/JP2010/064950
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English (en)
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ダナシリ ヴィジエーダーサ デーワガマゲー
雅人 香取
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富士通株式会社
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    • H04W52/24—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters
    • H04W52/243—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters taking into account interferences
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    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/045—Public 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 technical field of a control apparatus and method for controlling a radio base station on a communication system such as a mobile communication system.
  • femtocells which have lower transmission power than so-called macrocells
  • macro cells and femto cells coexist
  • the transmission radio waves of the macro cell and the femto cell interfere with each other, leading to degradation of communication quality on the other side.
  • the transmission power is increased in order to improve the communication quality in the femto cell as described above, there is a possibility that interference given to the communication of the macro cell located in the vicinity of the femto cell and other femto cells may increase.
  • the following prior art documents describe techniques for solving technical problems related to communication quality degradation due to interference between a macro cell and a femto cell.
  • the transmission power of a femtocell that has rejected a handover request from a mobile terminal is reduced, and the cell radius is reduced, thereby suppressing interference with a mobile terminal residing in the cell that requested the handover.
  • the technology is explained.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and suppresses the amount of interference from a femtocell, and realizes a suitable handover for a certain mobile terminal while continuing suitable communication for another mobile terminal. It is an object to provide a control device and method, and a mobile communication system.
  • a disclosed control apparatus includes a first base station that forms a first radio zone and communicates with a mobile terminal, overlaps within the first radio zone, and is more relative to the first radio zone.
  • the second radio section with low transmission power is formed to control the operation with the second base station that communicates with the mobile terminal.
  • the disclosed control device includes a connection change determination unit, a measurement unit, a change value determination unit, a prediction unit, and a power change unit.
  • the connection change determination unit determines whether or not connection is possible in response to a connection destination change request from the mobile terminal.
  • a measurement part measures the communication condition from a 1st base station or a 2nd base station about all the mobile terminals located in a 1st radio area.
  • the change value determining unit determines a change value of the transmission power of the second base station.
  • the prediction unit predicts the communication status after changing the transmission power of the second base station based on the change value.
  • the power changing unit changes the transmission power of the second base station based on the changed value.
  • the power changing unit changes the transmission power of the second base station according to the measurement result and the prediction result of the communication status. change.
  • the disclosed control method includes a connection change determination step, a measurement step, a change value determination step, a prediction step, and a power change step. In each step, the same operation as that performed by each unit included in the control device described above is performed.
  • the disclosed mobile communication system includes a device similar to the control device described above.
  • the transmission power of the second base station can be changed according to the mode of handover without deteriorating the amount of interference, and the handover process can be performed accurately.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the mobile communication system 1.
  • the mobile communication system 1 is, for example, a radio communication system that employs an LTE (Long Term Evolution) scheme.
  • LTE Long Term Evolution
  • the mobile communication system 1 forms a control device 100, an eNB (evolved Node ⁇ B) 200 that is a radio base station that forms a macro cell, and a femto cell that is arranged overlapping the macro cell.
  • eNB evolved Node ⁇ B
  • a femto cell that is arranged overlapping the macro cell.
  • Each of the eNB 200, the HeNB 300a, and the HeNB 300b performs radio communication at the same frequency as the UE 400 located in the subordinate macro cell or femto cell.
  • HeNB 300a and the HeNB 300b are described without being distinguished, the description will be made using the notation HeNB 300.
  • eNB200 which is a macrocell base station as an example of a 1st base station
  • HeNB300 which is a femtocell base station
  • a micro cell having lower transmission power than the macro cell may be used.
  • the control device 100 is an example of the disclosed control device, and is connected in a manner capable of communicating with each of the base stations eNB200, HeNB300a, and HeNB300b in the mobile communication system 1. With reference to FIG.2 and FIG.3, the basic structure and function of the control apparatus 100 are demonstrated.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the control device 100.
  • the control device 100 includes an LSI (Large Scale Integration) 101, a CPU 102, and a memory 103.
  • the LSI 101 is connected to the eNB 200 and the HeNB 300 to perform information communication. Note that at least a part of the LSI 101 may include an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the CPU 102 controls the operation of each unit of the control device 100 and executes the same operation as that performed by each functional unit shown in FIG. 3 by executing a program stored in the memory 103, for example.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a functional unit configuration in the CPU 102 of the control device 100.
  • the CPU 102 of the control device 100 includes a receiving unit 111, an information collection unit 112, a calculation unit 113, a handover determination unit 114, and a transmission unit 115.
  • the receiving unit 111 is an interface that transfers a signal received from the connected eNB 200 or HeNB 300 to the information collecting unit 112.
  • the information collection unit 112 analyzes the signal received from the reception unit 111, performs an operation requested by a message included in the signal, and acquires information included in the signal.
  • the information collection unit 112 is an example of a measurement unit and a prediction unit in the control device 100, and collects transmission user data amount, interference information, position information, and the like regarding the UE 400 transmitted from the eNB 200 and the HeNB 300.
  • the calculation unit 113 performs calculation processing when performing the handover processing of the UE 400 based on the signal received from the information collection unit 112. Moreover, the calculating part 113 is an example of the change value determination part in the control apparatus 100, Comprising: As mentioned later, the change value of the transmission power of HeNB300 in a femtocell control process is determined. Moreover, the calculating part 113 is an example of the power change part in the control apparatus 100, Comprising: Based on the determined change value of transmission power, the message which instruct
  • the handover determination unit 114 is an example of a connection change determination unit in the control device 100, and determines whether or not to perform the handover process of the UE 400 based on the calculation result performed by the calculation unit 112.
  • the transmission unit 115 is an interface for transmitting information to the connected eNB 200 and HeNB 300.
  • the eNB 200 is an example of the disclosed first base station, and is, for example, a so-called macro cell base station.
  • the HeNB 300 is an example of the disclosed second base station, and is, for example, a so-called femtocell base station having transmission power smaller than that of the macrocell base station. With reference to FIG.4 and FIG.5, the fundamental structure and function of eNB200 are demonstrated.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the eNB 200.
  • the eNB 200 includes an antenna 201, an amplifier 202, a DSP (Digital signal processor) 203, an LSI 204, a CPU 205, and a memory 206.
  • the antenna 201 is an antenna for communicating with the UE 400 located in the cell by transmitting a transmission radio wave and forming a cell.
  • the amplifier 202 is configured to amplify signals transmitted and received by the antenna 201.
  • the DSP 203 performs processing for converting information received via the network into a mode for outputting from the antenna 201 and processing for converting information received at the antenna 201 into a mode for transmitting to the network.
  • the LSI 204 is connected to the control device 100 to perform information communication. Note that at least a part of the LSI 204 may include an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the CPU 205 controls the operation of each unit of the eNB 200 and executes the same operation as that performed by each functional unit illustrated in FIG. 5 by executing a program stored in the memory 206, for example.
  • HeNB300 is also provided with the same structure. The same applies to the functional units described below.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a functional unit configuration in the CPU 205 of the eNB 200.
  • the CPU 205 of the eNB 200 includes functional units such as a reception unit 211, a transmission unit 212, an information collection unit 213, a handover processing unit 214, a power control unit 215, a calculation unit 216, and a traffic measurement unit 217.
  • the receiving unit 211 is an interface that transfers signals received from the control device 100 and the UE 400 to the information collecting unit 213.
  • the transmission unit 212 is an interface for transmitting information to the control device 100 and the UE 400.
  • the information collection unit 213 analyzes the signal received from the reception unit 211, performs an operation requested by a message included in the signal, and acquires information included in the signal.
  • the handover processing unit 214 When the information collection unit 213 receives a message requesting the handover of the UE 400, the handover processing unit 214 performs a handover process according to the request. In addition, the handover processing unit 214 determines whether to perform a femtocell control process (to be described later) for the handover process, and notifies the information collection unit 213 of the determination result.
  • a femtocell control process to be described later
  • the power control unit 215 changes the transmission power of the transmission radio wave transmitted via the antenna 201 when a change in transmission power is required in the femtocell control process described later. Note that the power control unit 215 performs transmission power change control mainly in the HeNB 300 that is a femtocell base station, as will be described later.
  • the calculation unit 216 requests the traffic measurement unit 217 for the average amount of user data being transmitted for the UE 400 to which the eNB 200 or the HeNB 300 is connected.
  • the traffic measurement unit 217 appropriately measures the amount of user data being transmitted for each of the UEs 400 to which the eNB 200 or the HeNB 300 is connected, and stores the user data in the memory 206. Further, when there is a request for the average user data amount from the calculation unit 216, the traffic measurement unit 217 calculates and transmits the average user data amount for each UE 400 from the stored user data amount.
  • UE 400 is an example of the disclosed mobile terminal, and communicates with the core network via eNB 200 or HeNB 300 by being in a cell formed by eNB 200 or HeNB 300. With reference to FIG.6 and FIG.7, the fundamental structure and function of UE400 are demonstrated.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the UE 400.
  • the UE 400 includes an antenna 401, an amplifier 402, a DSP 403, a CPU 404, and a memory 405.
  • the antenna 401 is an antenna for receiving a transmission radio wave from the eNB 200 or the HeNB 300 and communicating with the eNB 200 or the HeNB 300.
  • the amplifier 402 is configured to amplify signals transmitted and received by the antenna 401.
  • the DSP 403 performs processing for converting a signal transmitted and received by the antenna 401 and information used in the UE 400.
  • the CPU 404 controls the operation of each unit of the UE 400 and executes the same operation as that performed by each functional unit shown in FIG. 7 by executing a program stored in the memory 405, for example.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a functional unit configuration in the CPU 404 of the UE 400.
  • the CPU 404 of the UE 400 includes functional units such as a reception unit 411, a transmission unit 412, an information collection unit 413, a received power measurement unit 414, and a position information measurement unit 415.
  • the receiving unit 411 is an interface that transfers a signal received from the eNB 200 or the HeNB 300 to the information collecting unit 413.
  • the transmission unit 412 is an interface for transmitting information to the eNB 200 or the HeNB 300.
  • the information collection unit 413 analyzes the signal received from the reception unit 411, performs an operation requested by a message included in the signal, and acquires information included in the signal.
  • the received power measurement unit 414 periodically measures the received power from the connected eNB 200 or HeNB 300, or from the neighboring eNB 200 or HeNB 300 that is not connected.
  • the reception power measurement unit 414 transmits the measurement result when receiving a reception power measurement result request from the connected eNB 200 or HeNB 300.
  • the location information measurement unit 415 acquires the location information of the UE 400 using GPS. At this time, the location information measurement unit 415 measures the GPS measurement error indicating the accuracy of the location information along with the location information of the UE 400.
  • the position information measurement unit 415 transmits position information and GPS measurement error information when receiving a terminal position information request from the connected eNB 200 or HeNB 300.
  • FIG. 8 is a sequence diagram illustrating a process flow by the control apparatus 100 related to the handover process of the UE 400.
  • a process when the UE 400 accommodated in the eNB 200 hands over to the HeNB 300 that forms a femto cell overlapping in the cell area of the eNB 200 is illustrated.
  • the UE 400 that is communicating with the eNB 200 measures the received power from the HeNB 300 as appropriate. When the received power from the HeNB 300 increases beyond a predetermined threshold, the UE transmits a message requesting handover to the HeNB 300 together with the measurement result of the received power to the eNB 200.
  • the eNB 200 that has received the handover request message transmits a femto cell change request message M11 including information specifying the handover destination HeNB 300 to the control device 100.
  • the femto cell change request message M11 is a message for requesting the control device 100 from the handover source eNB 200 for femto cell control for changing the transmission power in the handover destination HeNB 300, and thus the cell radius.
  • FIG. 9A shows an example of information included in the femtocell change request message M11.
  • the femtocell change request message M11 includes information that identifies each of the transmission destination control device 100, the transmission source eNB 200 or the HeNB 300, the UE 400 that requests the handover, and the handover destination HeNB 300 or the eNB 200.
  • the control apparatus 100 that has received the femtocell change request message M11 provides the current transmission power, the position of each connected UE 400, and the average user data to a plurality of HeNBs 300 including the eNB 200 and the handover destination HeNB 300.
  • a handover information request message M21 for requesting each amount of information is transmitted.
  • the control device 100 transmits the handover information request message M21 to the eNB 200 and the HeNB 300 of all femto cells overlaying in the cell area of the eNB 200.
  • the control apparatus 100 refers to the arrangement position information of the eNB 200 and the HeNB 300 stored in the memory 103, and determines the transmission destination of the handover information request message M21.
  • the handover information request message M21 includes information for specifying each of the transmission destination HeNB 300 or eNB 200 and the transmission source control device 100.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 transmit a terminal location information request message M41 for requesting location information of each UE 400 to the currently connected UE 400.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 may transmit the message to all UEs 400 that are preferably connected by using so-called broadcast communication.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 wait for reception of a response from the connected UE 400 for a predetermined period set in advance.
  • the UE 400 that has received the terminal location information request message M41 from the connected eNB 200, Perform location information measurement processing. Specifically, the UE 400 and the position information measuring unit measure position information and GPS measurement error using GPS. Thereafter, the UE 400 transmits a terminal location information response message M42 including the location information of the UE 400, GPS error information, and the like to the eNB 200 that is the transmission source of the terminal location information request message M41.
  • FIG. 12 shows an example of information included in the terminal location information request message M41 and the terminal location information response message M42.
  • the terminal location information request message M41 includes information for specifying the source eNB 200 or HeNB 300, and notifies the UE 400 of an instruction for requesting terminal location information.
  • the terminal location information response message M42 includes information specifying each of the destination eNB 200 or HeNB 300 and the source UE 400, the terminal location information of the source UE 400, and GPS measurement error information.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 regularly measure the amount of user data for each of the connected UEs 400 received via the core network, and store it in the memory.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 calculate the average user data amount for each predetermined period based on the user data amount stored in the memory.
  • the operation flow of the eNB 200 and the HeNB 300 after transmitting the terminal location information request message M41 will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 collect the position information of each UE 400 from the received terminal position information response message M42 after a predetermined period from the transmission of the terminal position information request message M41 (step S101).
  • the eNB 200 and the HeNB 300 generate a handover information response message M22 in which the average user data amount during the period and the transmission power of the eNB 200 or the HeNB 300 are further added to the collected location information, and are transmitted to the control device 100 (Step S104).
  • the handover information response message M22 includes the identification number # UE1, 2,..., N, position information, and average for each of the connected UEs 400, together with information specifying the destination control device 100, the source eNB 200 or HeNB 300. Including the amount of user data. Further, the handover information response message M22 includes information notifying whether the handover process for the UE 400 determined by the following operation is possible or not.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 determine whether the handover process is possible or not based on the GPS measurement error included in the received terminal location information response message M42 from the UE 400.
  • the GPS measurement error indicating the measurement accuracy of the location information of the UE 400 is large, the calculation accuracy of the received power depending on the distance from the eNB 200 or the HeNB 300 to the UE 400 may be reduced, as will be described in detail later. Therefore, the eNB 200 and the HeNB 300 determine a predetermined threshold value for the GPS measurement error included in the terminal location information response message M42 from the UE 400, and when a GPS measurement error exceeding the threshold value is detected, the control device 100 May be processed to end the subsequent processing.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 set 10% (0.1R) of the cell radius R as a GPS measurement error threshold value that enables handover.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 indicate that the handover process for the UE 400 is possible when the GPS measurement error included in the received terminal location information response message M42 from the UE 400 is 0.1R or less (step S102: Yes).
  • a handover information response message M22 including information to be notified is transmitted.
  • step S102 when the GPS measurement error of the UE 400 becomes larger than 0.1R (step S102: No), the eNB 200 and the HeNB 300 determine that the handover process is not possible for the UE 400 (step S103). In this case, the eNB 200 and the HeNB 300 transmit a handover information response message M22 including information notifying that the handover process cannot be performed to the control apparatus 100.
  • the control apparatus 100 analyzes the handover information response message M22, updates the database on the memory when the handover is possible, and performs the handover process. When the handover is impossible, the database on the memory is not updated. By setting in this way, it is possible to suppress the influence of the measurement error of the location information of the UE 400 on the handover process.
  • control device 100 performs a calculation process related to the handover process of the UE 400 in the calculation unit 113 based on the handover information response message M22 received from the eNB 200 and the HeNB 300. Moreover, the control apparatus 100 determines in the handover determination part 114 whether the handover process of UE400 is possible.
  • the control device 100 transmits a transmission power change request message M31 to the HeNB 300.
  • the transmission power change message M31 includes information for specifying each of the transmission destination HeNB 300 and the transmission source control device 100, and information for designating the transmission power change to the HeNB 300.
  • the HeNB 300 that has received the transmission power change message M31 changes the transmission power of the HeNB 300 based on the amount of power included in the message in the power control unit. After the change, the HeNB 300 transmits a transmission power change response message M32 that notifies the control device 100 that the transmission power has been changed.
  • FIG. 11B shows an example of information included in the transmission power change response message M32.
  • the transmission power change response message M32 includes information for specifying each of the transmission destination control device 100 and the transmission source HeNB 300, and information for notifying that the change of transmission power in the HeNB 300 is completed.
  • the control device 100 transmits a femtocell change response message M12 notifying that the handover process of the UE 400 is possible to the handover source eNB 200.
  • FIG. 9B shows an example of information included in the femtocell change request message M12.
  • the femtocell change request message M12 includes information for notifying the handover process result together with information for specifying the destination eNB 200 or HeNB 300, the source control device 100, the UE 400 requesting handover, and the HeNB 300 or eNB 200 as the handover destination. Including.
  • UE400 existing in the cell of eNB200 demonstrated the process at the time of handing over to HeNB300 which overlaps in the cell area of this eNB200, and forms a femtocell.
  • the mobile communication system 1 performs a conventional, in other words, a known handover process.
  • Femtocell control processing example An example of the above-described femtocell control processing will be described.
  • FIG. 14 is a diagram when the cell areas of the eNB 200 and the HeNB 300 related to the handover of the UE 400 are viewed from above.
  • one UE related to the handover process among UEs located in the cell of the eNB 200 is designated as UE (i), and one UE related to the handover process is designated as UE among the UEs located within the cell of the HeNB 300. It is written as (j) and distinguished from other UEs.
  • the radius of the cell of the eNB 200 is denoted as R
  • the distance from the eNB 200 to the UE (i) is denoted as Ri
  • the distance from the eNB 200 to the UE (j) is denoted as Rj.
  • the radius of the cell of HeNB300 is shown as r
  • the distance from HeNB300 to UE (i) is shown as ri
  • the distance from HeNB300 to UE (j) is shown as rj.
  • the received power p (Ri, R) from the eNB 200 in the UE (i) can be expressed as the following equation (1) using a predetermined coefficient S.
  • the cell radius R of the eNB 200 can be calculated from the transmission power of the eNB 200, and the distance from the eNB 200 to the UE (i) Ri can be calculated from the location information of the UE (i) detected by GPS or the like.
  • the received power from the eNB 200 and the HeNB 300 in each UE (i) and (j) can be calculated as a function of distance.
  • UE receives radio waves of received power p (Ri, R) from eNB 200 and performs communication, while receiving interference from radio waves of power P (ri, r) from HeNB 300.
  • the signal-to-interference ratio Q (Ri, R, ri, r) at this time is expressed by the following equation (2) as a function of the received power p described above.
  • the signal-to-interference ratio Q affects the transmission rate of the amount of user data transmitted to the target UE (i).
  • the signal-to-interference ratio Q can be calculated using Equation (2) for all UEs located in the cell area of the eNB 200 including the cell area of the HeNB 300.
  • the average amount of user data E (r) transmitted to all UEs located in the cell area of the eNB 200 having the radius R including the cell area of the HeNB 300 is Is represented by the following equation (3).
  • Equation (3) L represents the number of UEs 400 connected to the eNB 200, and M represents the number of UEs 400 connected to the HeNB 300.
  • Di represents the average user data amount for UE (i), and Dj represents the average user data amount for UE (j).
  • An increase in E (r) indicates that the average amount of user data transmitted in the cell area of the eNB 200 increases, and thus an improvement in communication efficiency in the mobile communication system 1.
  • the decrease in E (r) indicates that the average amount of user data transmitted in the cell area of the eNB 200 decreases due to the influence of interference caused by transmission radio waves from the HeNB 300, and thus communication efficiency in the mobile communication system 1 Showing worsening.
  • the transmission power of the HeNB 300 is changed using a predetermined power value as a target value.
  • the cell radius r of the HeNB 300 changes.
  • the cell radius of the changed HeNB 300 is expressed as r ′.
  • the number of UE400 located in the cell area of HeNB300 changes by changing the cell radius of HeNB300 from r to r '. Specifically, when the cell radius increases, the number of UE 400 located in the cell area of HeNB 300 increases, and when the cell radius decreases, the number of UE 400 located in the cell area of HeNB 300 decreases.
  • the increase number of the UEs 400 connected to the HeNB 300 in the cell area after the change of the HeNB 300 is m.
  • the number of UE 400 connected to the eNB 200 is reduced in the change of the cell area.
  • the average user data amount E (r ′) to the connected UE 400 transmitted by the HeNB 300 after the cell area change is expressed by the following equation (5).
  • the calculation unit 113 of the control device 100 predicts the average user data amount after the femtocell control process, and determines the implementation content of the femtocell control process for the HeNB 300 based on the predicted value. Specifically, when E (r ′) after the femtocell control process is larger than E (r) before the process (that is, when E (r ′) ⁇ E (r)), the calculation unit 113 The femtocell control process for increasing the transmission power of the HeNB 300 is performed.
  • the calculation unit 113 uses the HeNB 300.
  • the femtocell control process is performed to reduce the transmission power.
  • radio resource allocation to each UE 400 is instructed according to the transmission user data amount.
  • FIG. 15 is a flowchart showing a flow of determination processing for starting femto cell control processing by the handover processing unit 214 of the eNB 200 that is the handover source.
  • the handover processing unit 214 of the eNB 200 that has received the handover request message from the UE 400 located in the cell determines whether to perform the femto cell control processing in the manner described below in the handover processing unit 214.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 are the cell radius R of the eNB 200 used for calculating the transmission power Pm of the eNB 200 and the maximum transmission power Pmax and the minimum transmission power Pmin of the HeNB 300 used for the calculation described below. And information exchange is performed by regularly reporting values such as the cell radius r of the HeNB 300, for example.
  • the handover processing unit 214 compares the transmission power Pm of the eNB 200 with the transmission power Ph of the handover destination HeNB 300 (step S201). Based on this determination, the handover processing unit 214 determines whether or not to proceed to the femtocell control process.
  • the handover processing unit 214 determines that the femto cell control process is not necessary for the UE 400, and ends the process.
  • the handover processing unit 214 confirms the transmission power that can be increased in the HeNB 300 when performing the femto cell control process.
  • the handover processing unit 214 compares Ph + ⁇ P obtained by adding a predetermined power value ⁇ P to the transmission power Ph of the HeNB 300 and the maximum transmission power Pmax of the HeNB 300, so that the increase in transmission power is Ph + ⁇ P. Or Pmax is confirmed (step S202).
  • n is a system parameter for determining the minimum transmission power that increases or decreases the transmission power of the HeNB 300, and may be set as appropriate.
  • the handover processing unit 214 sets the target value of the transmission power in the HeNB 300 in the femto cell control process to Ph + ⁇ P.
  • the handover processing unit 214 compares the transmission power Ph + ⁇ P of the HeNB 300 with the transmission power Pm of the eNB 200 (step S203). When Ph + ⁇ P is equal to or greater than Pm (step S203: Yes), the handover processing unit 214 determines that femtocell control processing can be performed.
  • the handover processing unit 214 sets the target value of the transmission power in the HeNB 300 in the femto cell control process to Pmax.
  • the handover processing unit 214 compares the maximum transmission power Pmax of the HeNB 300 with the transmission power Pm of the eNB 200 (step S204). When Pmax is greater than or equal to Pm (step S203: Yes), the handover processing unit 214 determines that femtocell control processing can be performed.
  • step S203 When it is determined that the femtocell control process can be performed (step S203: Yes or step S204: Yes), the handover processing unit 214 performs the femtocell control process of the HeNB 300 using the determined target value of transmission power ( Step S205). If the handover processing unit 214 determines that the femtocell control process cannot be performed (step S201: Yes, step S203: No, or step S204: No), the process ends.
  • an increase or decrease amount of the reception power from the HeNB 300 measured in the UE 400 is expressed by ⁇ p.
  • the transmission power of the HeNB 300 increases from Ph to Ph + ⁇ P
  • the reception power from the HeNB 300 measured in the UE 400 is changed from ph to ph + ⁇ p.
  • step S203 Yes or step S204: Yes
  • the handover source eNB 200 In response to this, a femtocell change request message M11 is transmitted.
  • the control device 100 determines the mode of femtocell control processing and whether or not to perform handover in the calculation unit 113 and the handover determination unit 114.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a flow of femtocell control processing by the control device 100.
  • the calculation unit 113 of the control device 100 that has received the handover information response message M22 uses the above-described equation (3) based on the information on the eNB 200 and the HeNB 300 and the current position of the UE 400 that is related to the handover.
  • a data amount E (r) is calculated.
  • the calculation unit 113 calculates the average user data amount E (r ′) when the transmission power of the HeNB 300 is changed to the transmission power target value determined by the above-described process, among Ph + ⁇ P and Pmax. .
  • the cell radius r ′ of the HeNB 300 corresponding to the transmission power of the HeNB 300 is described as r1.
  • the calculation unit 113 compares the calculated E (r) with E (r1) (step S301).
  • the calculation unit 113 transmits a transmission power change request message M31 for increasing the transmission power Ph to the target value Ph + ⁇ P or Pmax to the HeNB 300.
  • the HeNB 300 that has received the transmission power change request message M31 increases the transmission power Ph and expands the cell area according to the transmission power information included in the message (step S302).
  • the control apparatus 100 transmits the femtocell change response M12 for performing the handover process from the eNB 200 to the HeNB 300 for the UE 400 to the eNB 200 or the HeNB 300.
  • the eNB 200 or the HeNB 300 that has received the femtocell change response M12 performs the handover process of the UE 400 according to the handover destination eNB / HeNB included in the message (step S303).
  • the handover determination unit 114 determines that the UE 400 is not handed over to the HeNB 300 and continues to be connected to the eNB 200. . Moreover, the calculating part 113 progresses to the process which reduces the cell area of HeNB300. The calculation unit 113 calculates an average user data amount E (r2) based on the cell radius r2 corresponding to the transmission power Ph ⁇ P after the decrease when the transmission power of the HeNB 300 is decreased by ⁇ P, and E (r) and E ( Comparison with r2) is performed (step S304).
  • step S304: Yes the operation unit 113 sets the transmission power Ph to the target value Ph ⁇ P in order to reduce the cell area for the HeNB 300.
  • the transmission power change request message M31 to be decreased to (S305).
  • E (r2) is smaller than E (r) (step S304: No)
  • the calculation unit 113 ends the process without giving an instruction to change the transmission power of the HeNB 300.
  • FIG. 18 is a flowchart showing a flow of determination processing for starting femto cell control processing by the handover processing unit 214 of the HeNB 300 that is the handover source.
  • the handover processing unit 214 of the HeNB 300 that has received the handover request message from the UE 400 located in the cell determines whether to execute the femto cell control process in the handover processing unit 214 in the manner described below.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 are the cell radius R of the eNB 200 used for calculating the transmission power Pm of the eNB 200 and the maximum transmission power Pmax and the minimum transmission power Pmin of the HeNB 300 used for the calculation described below. And information exchange is performed by regularly reporting values such as the cell radius r of the HeNB 300, for example.
  • the handover processing unit 214 of the HeNB 300 compares the transmission power Ph of the HeNB 300 with the transmission power Pm of the eNB 200 that is the handover destination (step S401). Based on this determination, the handover processing unit 214 determines whether or not to proceed to the femtocell control process.
  • the handover processing unit 214 determines that the femto cell control process is not necessary for the UE 400, and ends the process.
  • the handover processing unit 214 checks transmission power that can be increased in the HeNB 300 when performing the femto cell control process.
  • the handover processing unit 214 compares the Ph + ⁇ P obtained by adding a predetermined power value ⁇ P to the transmission power Ph of the HeNB 300 and the minimum transmission power Pmin of the HeNB 300, so that the transmission power that can be increased is Ph + ⁇ P. Or Pmin is confirmed (step S402).
  • ⁇ P is a predetermined power value determined from the difference between the maximum transmission power Pmax and the minimum transmission power Pmin of the HeNB 300, similarly to the above-described ⁇ P.
  • the handover processing unit 214 sets the target value of the transmission power in the HeNB 300 in the femto cell control process to Ph + ⁇ P.
  • the handover processing unit 214 compares Ph ⁇ P obtained by subtracting the power value ⁇ P from the transmission power Ph of the HeNB 300 and the transmission power Pm of the eNB 200 (step S403). When Ph ⁇ P is equal to or smaller than Pmin (step S403: Yes), the handover processing unit 214 determines that femtocell control processing can be performed.
  • the handover processing unit 214 sets the target value of the transmission power in the HeNB 300 in the femto cell control process to Pmin.
  • the handover processing unit 214 compares the minimum transmission power Pmin of the HeNB 300 with the transmission power Pm of the eNB 200 (step S404). When Pmin is equal to or less than Pm (step S404: Yes), the handover processing unit 214 determines that femtocell control processing can be performed.
  • step S403: Yes or step S404: Yes the handover processing unit 214 performs the femto cell control process of the HeNB 300 using the determined transmission power target value. This is performed (step S405). If the handover processing unit 214 determines that the femtocell control process cannot be performed (that is, step S401: Yes, step S403: No, or step S404: No), the process ends.
  • FIG. 19 An example of the relationship between the received power pm from the eNB 200 and the received power ph from the HeNB 300 measured in the UE 400 connected to the HeNB 300 is shown in the graph of FIG. In FIG. 19, the same as FIG.
  • the transmission power of the eNB 200 is Pm
  • the reception power from the eNB 200 measured in the UE 400 is described as pm.
  • the transmission power of the HeNB 300 is Ph
  • the reception power from the HeNB 300 measured in the UE 400 is described as ph.
  • the transmission power of the HeNB 300 is increased or decreased by ⁇ P
  • the increase or decrease amount of the reception power from the HeNB 300 measured in the UE 400 is described as ⁇ p.
  • step S403 Yes or step S404: Yes
  • step S403 Yes or step S404: Yes
  • the handover source HeNB 300 In response to this, a femtocell change request message M11 is transmitted.
  • the control device 100 determines the mode of femtocell control processing and whether or not to perform handover in the calculation unit 113 and the handover determination unit 114.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the flow of femtocell control processing by the control device 100.
  • the calculation unit 113 of the control device 100 that has received the handover information response message M22 from the HeNB 300 uses the above equation (3) based on the information on the eNB 200 and the HeNB 300 and the current position of the UE 400 related to the handover.
  • An average user data amount E (r) is calculated.
  • the calculation unit 113 calculates the average user data amount E (r ′) when the transmission power of the HeNB 300 is changed to the transmission power target value determined by the above-described process, among Ph + ⁇ P and Pmin. .
  • the cell radius r ′ of the HeNB 300 corresponding to the changed transmission power is denoted as r1.
  • the calculation unit 113 compares the calculated E (r) and E (r1) (step S501).
  • the handover determination unit 114 determines that the UE 400 is not handed over to the eNB 200 and continues to be connected to the HeNB 300.
  • the calculation unit 113 transmits a transmission power change request message M31 for increasing the transmission power Ph to the target value Ph + ⁇ P or Pmax to expand the cell area to the HeNB 300 (step S502).
  • step S501: No the operation unit 113 proceeds to a process of reducing the cell area of the HeNB 300.
  • the calculation unit 113 calculates an average user data amount E (r2) based on the cell radius r2 corresponding to the transmission power Ph ⁇ P after the decrease when the transmission power of the HeNB 300 is decreased by ⁇ P, and E (r) and E ( Comparison with r2) is performed (step S503).
  • E (r2) is equal to or greater than E (r) (step S503: Yes
  • the operation unit 113 sets the transmission power Ph to the target value Ph ⁇ P in order to reduce the cell area for the HeNB 300.
  • the handover determination unit 114 performs a handover process from the HeNB 300 to the eNB 200 for the UE 400 (step S505).
  • step S503 When E (r2) is smaller than E (r) (step S503: No), the calculation unit 113 does not issue an instruction to change the transmission power of the HeNB 300, and the handover determination unit 114 performs the UE 400 from the HeNB 300 to the eNB 200. Handover processing is performed (step S505).
  • the control device 100 transmits the average user data amount transmitted to all UEs 400 located in the cell area of the eNB 200 including the cell area of the HeNB 300 during the handover process of the UE 400.
  • the calculation related to is performed.
  • the control apparatus 100 implements the femtocell control process which changes the transmission power Ph of HeNB300 according to a calculation result.
  • the radius r of the cell area of the HeNB 300 is also changed by changing the transmission power Ph of the HeNB 300. Specifically, as the transmission power Ph increases, the radius r of the cell area of the HeNB 300 increases, and when the transmission power Ph decreases, the radius r of the cell area of the HeNB 300 decreases. Examples of such a change in the radius r of the cell area of the HeNB 300 are shown in FIGS. 21 and 22.
  • the control device 100 performs control to increase the transmission power Ph of the HeNB 300 when the UE (i) connected to the eNB 200 performs handover to the HeNB 300, the value before the change is obtained. A comparison is made between E (r) and the changed value E (r1). When the average user data amount E (r1) after the change is predicted to be equal to or greater than the value E (r) before the change, the control device 100 performs a femtocell control process for increasing the transmission power Ph of the HeNB 300. For this reason, when a UE (i) connected to the eNB 200 performs handover to the HeNB 300, the handover process can be more reliably realized without increasing interference with other UEs 400.
  • the control device 100 when the average user data amount E (r1) after the change is predicted to be less than the value E (r) before the change, the control device 100 does not perform the handover for the UE (i), and Control for increasing the transmission power Ph of the HeNB 300 is not performed. At this time, the control apparatus 100 compares the average user data amount E (r2) when the control is performed to reduce the transmission power Ph of the HeNB 300 and the value E (r) before the change. When the average user data amount E (r2) after the change is predicted to be equal to or greater than the value E (r) before the change, the control device 100 performs control to reduce the transmission power of the HeNB 300.
  • the interference caused by the transmission radio wave from the HeNB 300 without increasing the interference to the other UE 400 when continuing the connection to the eNB 200. Can be reduced.
  • the same effect can be obtained when the UE 400 connected to the HeNB 300 is handed over to the eNB 200.
  • the control device 100 performs control to increase the transmission power Ph of the HeNB 300 when the UE (j) connected to the HeNB 300 performs handover to the eNB 200, the value before the change is obtained. A comparison is made between E (r) and the changed value E (r1). The control device 100 performs a femtocell control process for increasing the transmission power Ph of the HeNB 300 when the average user data amount E (r1) after the change is equal to or greater than the value E (r) before the change. At this time, since the predicted value of the average user data amount is increased, the transmission power Ph of the HeNB 300 is increased without increasing the influence of interference on other UEs 400 located in the cell area of the eNB 200. I can do it.
  • the reception power from HeNB300 in UE400 which concerns on a handover process increases by increasing transmission power Ph of HeNB300, the handover to eNB200 becomes unnecessary. For this reason, the handover process itself is terminated. Therefore, it is possible to suitably maintain the connection of the UE 400 with the HeNB 300, and efficient utilization of radio resources of the eNB 200 that are required to connect to a relatively large number of UEs 400 is expected. Note that, when a decrease in received power from the HeNB 300 is observed due to the UE 400 related to the handover process moving further in the cell edge direction, the presence / absence of the handover of the UE 400 is examined.
  • the control device 100 when the average user data amount E (r1) after the change is predicted to be less than the value E (r) before the change, the control device 100 does not perform control to increase the transmission power Ph of the HeNB 300. . At this time, the control apparatus 100 compares the average user data amount E (r2) when the control is performed to reduce the transmission power Ph of the HeNB 300 and the value E (r) before the change. When the average user data amount E (r2) after the change is predicted to be equal to or greater than the value E (r) before the change, the control device 100 performs control to reduce the transmission power of the HeNB 300. After that, the UE (j) is handed over to the eNB 200.
  • the control device 100 does not perform control to reduce the transmission power Ph of the HeNB 300.
  • the femto cell control is based on the predicted change in the average user data amount E (r) transmitted to all UEs 400 located in the cell area of the eNB 200 before and after the femto cell control process. Whether or not the processing is performed and its mode are determined.
  • the average user data amount E (r) is expressed as a function of the signal-to-interference ratio Q (Ri, R, ri, r) from the eNB 200 and the HeNB 300 for each UE 400.
  • the calculation unit 113 of the control device 100 determines whether the femtocell control process is performed based on the signal-to-interference ratio Q in all UEs 400 instead of the average user data amount E (r) before and after the femtocell control process is performed. And its mode may be determined. For example, when the average signal-to-interference ratio in all UEs 400 located in the cell area of the eNB 200 when the transmission power Ph of the HeNB 300 increases, the influence of interference on the UE 400 increases due to the increase in transmission power. It is thought that it is not.
  • the received power, the signal-to-interference ratio, and the transmitted user data amount in the UE 400 from the eNB 200 or the HeNB 300 are the distance between the UE 400 and the eNB 200 or the HeNB 300. Expressed as a function of Therefore, when the femtocell control process is performed in a state where the control device 100 does not accurately grasp the location information of the UE 400, the calculation accuracy of the average user data amount E (r) is deteriorated, resulting in an increase in interference. There is a possibility that control will be implemented.
  • the control apparatus 100 sets a predetermined threshold value for the GPS measurement error transmitted from the UE 400, and when a measurement error exceeding the threshold value is observed, femtocell control based on a predicted value such as the average user data amount E (r) Processing and handover processing itself for the UE 400 in which the measurement error is observed may be terminated.
  • the GPS measurement error threshold value may be set to an appropriate numerical value by some method such as simulation.
  • Modified Operation Example A modified operation example performed by the control device 100 will be described.
  • the control device 100 that has received the femtocell change request message M11 sends a handover information request message M21 to a predetermined eNB200 and HeNB300. Send.
  • each eNB 200 and HeNB 300 exchanges the terminal location information request and response messages M41 and M42 according to the message, and then returns a handover information response message M22 to the control device 100.
  • a handover process of the UE 400 is congested, a huge amount of information communication occurs for message exchange. As a result, the traffic in the mobile communication system 1 may be affected.
  • FIG. 24 is an example of a table stored in the database.
  • FIG. 24A is an example of a table that stores information about the UE 400 included in the handover information response message M22.
  • the table for storing information about the UE 400 stores the position information, the average user data amount, the specific information of the eNB 200 during communication, and the reception time for each UE 400.
  • 24B is an example of a table that stores information about the eNB 200 or HeNB 300 that is the transmission source of the message included in the handover information response message M22.
  • the table that stores information about the eNB 200 or the HeNB 300 stores information that identifies the location information, transmission power, and HeNB 300 of each eNB 200 or HeNB 300 that overlap the cell areas, in other words, the eNB 200 that is positioned at the upper level.
  • the control device 100 when receiving the femtocell change request message M11, the control device 100 refers to the database in the memory 103 instead of transmitting the handover information request message M22, and there is information that can be used for handover. Confirm whether or not. Note that the control device 100 determines that the message can be used for handover processing for a predetermined period from the reception time of the message stored in the database.
  • the calculation unit 113 and the handover determination unit 114 of the control device 100 extract the location information and user data amount of the UE 400 from the database stored in the memory 103, and perform the same processing as in the above-described embodiment.
  • the control device 100 transmits a handover information request message M21 to the eNB 200 and the HeNB 300 as in the above-described embodiment. Thereafter, when the handover information response message M22 for the handover information request message M21 is received, the control device 100 updates the database in the memory 103 based on the information included in the message.
  • the control device 100 can acquire information used for the handover process without necessarily performing the handover information request message M21 and the response message M22 for the individual handover process.
  • the handover process of a certain UE 400 can be acquired and the handover process of other UEs 400 can be performed using the information stored in the memory 103, thereby greatly reducing the traffic volume. It can be realized.
  • control device 100 may periodically receive notification of information related to the handover process from the eNB 200 and the HeNB 300.
  • the control device 100 transmits the handover information request message M21 at a predetermined cycle to the eNB 200 and all the HeNBs 300 of the cell that are redundantly arranged in the cell area of the eNB 200.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 that have received the handover information request message M21 collect information by transmitting a terminal location information request message M41 for the UE 400.
  • the eNB 200 and the HeNB 300 create a handover information response message M22 including the collected information and transmit it to the control apparatus 100.
  • the control device 100 stores the information included in the message in the database in the memory 103.
  • the control device 100 when receiving the femtocell change request message M11 from the eNB 200 or the HeNB 300, the control device 100 refers to the database stored in the memory 103 instead of transmitting the handover information request message M21, and stores the stored handover. The information concerning is taken out. The sequence at this time is shown in FIG.
  • the control device 100 recollects information by transmitting the handover information request message M21 to the eNB 200 and the HeNB 300 at a predetermined cycle according to the expiration date of the stored information. Update the database. Therefore, when the UE 400 makes a handover request, the handover process can be preferably performed using the information stored in the database in the memory 103 without transmitting the handover information request message M21.
  • 1 mobile communication system 100 control device, 101 LSI, 102 CPU, 103 memory, 111 receiver, 112 Information gathering department, 113 calculation unit, 114 handover determination unit, 115 transmitter, 200 eNB, 300 HeNB.

Abstract

　制御装置（１００）は、第１無線区間を構成する第１基地局（２００）と、第１無線区間内に重複し、且つ第１無線区間より相対的に送信電力が低い第２無線区間をする第２基地局（３００）との動作を制御する。制御装置は、移動端末（４００）からの接続先の変更要求に対して、接続の可否を判定する接続変更判定部（１１４）と、第１無線区間に位置する全ての移動端末について、第１基地局又は第２基地局からの通信状況を測定する測定部（１１２）と、第２基地局の送信電力の変更値を決定する変更値決定部（１１３）と、変更値に基づいて第２基地局の送信電力の変更後の通信状況を予測する予測部（１１２）と、変更値に基づいて第２基地局の送信電力を変更する電力変更部（１１３）とを備える。電力変更部（１１３）は、移動端末が接続先を変更する際に、通信状況の測定結果及び予測結果に応じて、第２基地局の送信電力を変更する。

Description

制御装置及び制御方法並びに移動通信システム
　本発明は、移動通信システムなどの通信システム上の無線基地局を制御する制御装置及び方法の技術分野に関する。
　移動通信システムにおいては、無線リソースの効率利用や、電波不感地帯の解消、エリア展開コストの削減、通信品質の向上などを目的として、所謂マクロセルと比較して送信電力の低いフェムトセルの使用が拡大している。このようなマクロセルとフェムトセルとが混在する移動通信システムにおいては、通信品質を向上させるために、可能であればなるべくフェムトセルに移動端末が在圏して、通信を行うことが望ましい。フェムトセルにより多くの移動端末を在圏させるためには、例えばフェムトセルの送信電力を増加させ、セル半径を拡大することが考えられる。
　しかしながら、マクロセルとフェムトセルとが同じ周波数帯域を用いている移動通信システムにおいては、マクロセルとフェムトセルとの夫々の送信電波が相互に干渉し合い、相手側の通信品質の劣化に繋がっている。特に、上述のようにフェムトセルにおける通信品質の向上のために送信電力を増加する場合、該フェムトセル周辺に位置するマクロセル及び他のフェムトセルの通信に与える干渉が増加する可能性がある。
　例えば以下に示す先行技術文献には、マクロセルとフェムトセルとの間の与干渉による通信品質の劣化に係る技術的な課題を解決するための技術について説明されている。以下の先行技術文献には、移動端末のハンドオーバ要求を拒否したフェムトセルの送信電力を低減させ、セル半径を縮小することで、ハンドオーバ要求元のセルに在圏する移動端末への干渉を抑制する技術が説明されている。
特開２０１０－１６４２０号公報
　しかしながら、上述の先行技術文献において説明される技術についても、以下に示す課題を残している。ある移動端末のハンドオーバ動作においてフェムトセルの送信電力を低減させる場合、該フェムトセルと接続中の他の移動端末への与干渉に影響を及ぼし、干渉量が増大する。その結果、移動端末の通信速度の低下や、通信の不能に繋がる。
　他方で、フェムトセルに対してより多くの移動端末を在圏させたいとの要請もある。ハンドオーバ時に、フェムトセルの送信電力を増加させ、セル半径を拡大することで、移動端末が好適にフェムトセルにハンドオーバし、通信を開始できるという利点がある。
　本発明は、上述した問題に鑑みて為されたものであり、フェムトセルからの干渉量を抑制し、他の移動端末について好適な通信を継続させつつ、ある移動端末について好適なハンドオーバを実現する制御装置及び方法、並びに移動通信システムを提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、開示の制御装置は、第１無線区間を形成して移動端末と通信する第１基地局と、第１無線区間内に重複し、且つ第１無線区間より相対的に送信電力が低い第２無線区間を形成して移動端末と通信する第２基地局との動作を制御する。
　上記制御を実施するために、開示の制御装置は、接続変更判定部と、測定部と、変更値決定部と、予測部と、電力変更部とを備える。
　接続変更判定部は、移動端末からの接続先の変更要求に対して、接続の可否を判定する。測定部は、第１無線区間に位置する全ての移動端末について、第１基地局又は第２基地局からの通信状況を測定する。変更値決定部は、第２基地局の送信電力の変更値を決定する。予測部は、変更値に基づいて第２基地局の送信電力を変更した後の通信状況を予測する。電力変更部は、変更値に基づいて第２基地局の送信電力を変更する。
　また、電力変更部は、移動端末が第１基地局及び第２基地局の間で接続先を変更する際に、通信状況の測定結果及び予測結果に応じて、第２基地局の送信電力を変更する。
　開示の制御方法は、接続変更判定工程と、測定工程と、変更値決定工程と、予測工程と、電力変更工程とを備える。各工程では、上述した制御装置が備える各部が行うものと同様の動作が行われる。
　開示の移動通信システムは、上述の制御装置と同様の装置を備える。
　上述の構成によれば、例えばマクロセル基地局である第１基地局とフェムトセル基地局である第２基地局とが混在する移動通信システム内のエリアにおいて、移動端末のハンドオーバ時に、第２基地局から他の移動端末に与える干渉量の悪化を抑制出来る。更に、干渉量の悪化を行うことなく、第２基地局の送信電力をハンドオーバの態様に応じて変更することが出来、ハンドオーバ処理を精確に実施可能となる。
移動通信システムの全体的な構成を示す図である。 制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 稼働制御内部の機能部を示すブロック図である。 基地局のハードウェア構成例を示すブロック図である。 基地局内部の機能部を示すブロック図である。 移動端末のハードウェア構成例を示すブロック図である。 移動端末内部の機能部を示すブロック図である。 ハンドオーバ処理に係る各部の動作を示すシーケンス図である。 メッセージの構成例を示す図である。 メッセージの構成例を示す図である。 メッセージの構成例を示す図である。 メッセージの構成例を示す図である。 基地局における処理を示すフローチャートである。 基地局と移動端末との位置関係を示す図である。 ハンドオーバ処理に係る制御装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。 移動端末において観測される基地局からの受信電力を示すグラフである。 フェムトセル制御処理に係る制御装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。 ハンドオーバ処理に係る制御装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。 移動端末において観測される基地局からの受信電力を示すグラフである。 フェムトセル制御処理に係る制御装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。 フェムトセル制御処理による基地局のセルエリア半径の変更を示す図である。 フェムトセル制御処理による基地局のセルエリア半径の変更を示す図である。 ハンドオーバ処理を実施しない場合の処理の流れを示すシーケンス図である。 制御装置のメモリに格納されるテーブルの例である。 変形例に係る各部の動作を示すシーケンス図である。 変形例に係る各部の動作を示すシーケンス図である。
　以下に、発明を実施するための実施形態について説明する。
　（１）構成例
　図１を参照して、開示の制御装置の一例が適用される移動通信システムの構成を示す。図１は、移動通信システム１の全体の構成を示すブロック図である。移動通信システム１は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式を採用する無線通信システムなどである。
　図１に示されるように、移動通信システム１は、制御装置１００と、マクロセルを形成する無線基地局であるｅＮＢ（evolved Node B）２００と、該マクロセルに重複して配置されるフェムトセルを形成する複数の基地局ＨｅＮＢ（Home eNB）３００ａ及びＨｅＮＢ３００ｂとを備える。ｅＮＢ２００、ＨｅＮＢ３００ａ及びＨｅＮＢ３００ｂの夫々は、配下のマクロセル又はフェムトセルに在圏するＵＥ４００と同一の周波数で無線通信を行う。以降、ＨｅＮＢ３００ａ及びＨｅＮＢ３００ｂを区別することなく説明する場合には、ＨｅＮＢ３００という表記を用いて説明する。尚、実施例においては、第１基地局の例としてマクロセル基地局であるｅＮＢ２００、第２基地局の例としてフェムトセル基地局であるＨｅＮＢ３００について説明しているがその他の基地局を用いてもよい。例えば、第２基地局の例として、マクロセルより送信電力が低いマイクロセルを用いてもよい。
　制御装置１００は、開示の制御装置の一例であって、移動通信システム１内の各基地局ｅＮＢ２００、ＨｅＮＢ３００ａ及びＨｅＮＢ３００ｂの夫々と通信可能な態様で接続される。図２及び図３を参照して、制御装置１００の基本的な構成及び機能について説明する。
　図２は、制御装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。制御装置１００は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）１０１と、ＣＰＵ１０２と、メモリ１０３とを備える。ＬＳＩ１０１は、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００と接続し、情報の通信を行う構成である。尚、ＬＳＩ１０１の少なくとも一部は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を含んでいてもよい。ＣＰＵ１０２は、制御装置１００の各部の動作を制御すると共に、例えばメモリ１０３内に格納されるプログラムを実行することで、図３に示す各機能部が行うものと同様の動作を行う。
　図３は、制御装置１００のＣＰＵ１０２内の機能部構成をブロック図として示したものである。図３に示されるように制御装置１００のＣＰＵ１０２は、受信部１１１、情報収集部１１２、演算部１１３、ハンドオーバ判定部１１４及び送信部１１５の各機能部を備える。
　受信部１１１は、接続するｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００から受信した信号を情報収集部１１２に転送するインタフェースである。
　情報収集部１１２は、受信部１１１より受信した信号を解析し、該信号に含まれるメッセージにより要求される動作の実施や、該信号に含まれる情報の取得を行う。また、情報収集部１１２は、制御装置１００における測定部及び予測部の一例であって、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００から送信されるＵＥ４００についての送信ユーザデータ量や干渉にかかる情報、位置情報などを収集する。
　演算部１１３は、情報収集部１１２より受信した信号に基づき、ＵＥ４００のハンドオーバ処理を行う際の演算処理を行う。また、演算部１１３は、制御装置１００における変更値決定部の一例であって、後述するようにフェムトセル制御処理におけるＨｅＮＢ３００の送信電力の変更値の決定を行う。また、演算部１１３は、制御装置１００における電力変更部の一例であって、決定された送信電力の変更値に基づいてＨｅＮＢ３００に対して、送信電力の変更を指示するメッセージを作成する。
　ハンドオーバ判定部１１４は、制御装置１００における接続変更判定部の一例であって、演算部１１２において実施される演算結果に基づいて、ＵＥ４００のハンドオーバ処理を行うか否かの判定を行う。
　送信部１１５は、接続するｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００に対して情報を送信するためのインタフェースである。
　ｅＮＢ２００は、開示の第１基地局の一例であって、例えば、所謂マクロセル基地局である。ＨｅＮＢ３００は、開示の第２基地局の一例であって、例えば、マクロセル基地局よりも送信電力の小さい、所謂フェムトセル基地局である。図４及び図５を参照して、ｅＮＢ２００の基本的な構成及び機能について説明する。
　図４は、ｅＮＢ２００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。ｅＮＢ２００は、アンテナ２０１と、アンプ２０２と、ＤＳＰ（Digital signal Processor）２０３と、ＬＳＩ２０４と、ＣＰＵ２０５と、メモリ２０６とを備える。アンテナ２０１は、送信電波を送信し、セルを形成することで、セル内に在圏するＵＥ４００と通信を行うためのアンテナである。アンプ２０２は、アンテナ２０１において送受信される信号の増幅を行う構成である。ＤＳＰ２０３は、ネットワークを介して受信される情報をアンテナ２０１から出力するための態様に変換する処理や、アンテナ２０１において受信される情報をネットワークに送信するための態様に変換する処理を行う。ＬＳＩ２０４は、制御装置１００と接続し、情報の通信を行う構成である。尚、ＬＳＩ２０４の少なくとも一部は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を含んでいてもよい。ＣＰＵ２０５は、ｅＮＢ２００の各部の動作を制御すると共に、例えばメモリ２０６内に格納されるプログラムを実行することで、図５に示す各機能部が行うものと同様の動作を行う。尚、上述の各構成について、ＨｅＮＢ３００もまた同様の構成を備える。以下に説明する機能部についても同様である。
　図５は、ｅＮＢ２００のＣＰＵ２０５内の機能部構成をブロック図として示したものである。図５に示されるようにｅＮＢ２００のＣＰＵ２０５は、受信部２１１、送信部２１２、情報収集部２１３、ハンドオーバ処理部２１４、電力制御部２１５、演算部２１６及びトラヒック測定部２１７の各機能部を備える。
　受信部２１１は、制御装置１００及びＵＥ４００から受信した信号を情報収集部２１３に転送するインタフェースである。送信部２１２は、制御装置１００及びＵＥ４００に対して情報を送信するためのインタフェースである。
　情報収集部２１３は、受信部２１１より受信した信号を解析し、該信号に含まれるメッセージにより要求される動作の実施や、該信号に含まれる情報の取得を行う。
　ハンドオーバ処理部２１４は、情報収集部２１３においてＵＥ４００のハンドオーバを要求するメッセージが受信される場合、該要求に応じたハンドオーバ処理を実施する。また、ハンドオーバ処理部２１４は、該ハンドオーバ処理のために後述するフェムトセル制御処理の実施の判断を行い、判断結果を情報収集部２１３に通知する。
　電力制御部２１５は、後述するフェムトセル制御処理において、送信電力の変更が要求される場合、アンテナ２０１を介して送信する送信電波の送信電力の変更を行う。尚、電力制御部２１５は、後述するように、主にフェムトセル基地局であるＨｅＮＢ３００において送信電力の変更制御を行う。
　演算部２１６は、ｅＮＢ２００又は、ＨｅＮＢ３００が接続中のＵＥ４００について、送信している平均ユーザデータ量をトラヒック測定部２１７に要求する。トラヒック測定部２１７は、ｅＮＢ２００又は、ＨｅＮＢ３００が接続中のＵＥ４００の夫々について、送信しているユーザデータ量を適宜測定し、メモリ２０６に格納する。また、トラヒック測定部２１７は、演算部２１６より平均ユーザデータ量の要求がある場合、格納されるユーザデータ量より、個々のＵＥ４００についての平均ユーザデータ量を算出し、送信する。
　ＵＥ４００は、開示の移動端末の一例であって、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００の形成するセルに在圏することで、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００を介してコアネットワークと通信を行う。図６及び図７を参照して、ＵＥ４００の基本的な構成及び機能について説明する。
　図６は、ＵＥ４００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。ＵＥ４００は、アンテナ４０１と、アンプ４０２と、ＤＳＰ４０３と、ＣＰＵ４０４と、メモリ４０５とを備える。アンテナ４０１は、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００からの送信電波を受信し、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００と通信を行うためのアンテナである。アンプ４０２は、アンテナ４０１において送受信される信号の増幅を行う構成である。ＤＳＰ４０３は、アンテナ４０１において送受信される信号と、ＵＥ４００において用いられる情報とを変換する処理を行う。ＣＰＵ４０４は、ＵＥ４００の各部の動作を制御すると共に、例えばメモリ４０５内に格納されるプログラムを実行することで、図７に示す各機能部が行うものと同様の動作を行う。
　図７は、ＵＥ４００のＣＰＵ４０４内の機能部構成をブロック図として示したものである。図７に示されるようにＵＥ４００のＣＰＵ４０４は、受信部４１１、送信部４１２、情報収集部４１３、受信電力測定部４１４及び位置情報測定部４１５の各機能部を備える。
　受信部４１１は、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００から受信した信号を情報収集部４１３に転送するインタフェースである。送信部４１２は、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００に対して情報を送信するためのインタフェースである。
　情報収集部４１３は、受信部４１１より受信した信号を解析し、該信号に含まれるメッセージにより要求される動作の実施や、該信号に含まれる情報の取得を行う。
　受信電力測定部４１４は、接続中のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００、或いは接続していない周辺のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００からの受信電力を定期的に測定する。受信電力測定部４１４は、接続中のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００から受信電力の測定結果要求を受けた場合などに、測定結果を送信する。
　位置情報測定部４１５は、ＧＰＳを用いて当該ＵＥ４００の位置情報を取得する。このとき、位置情報測定部４１５は、ＵＥ４００の位置情報と共に、該位置情報の精度を示すＧＰＳ測定誤差も測定する。位置情報測定部４１５は、接続中のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００から端末位置情報要求を受けた場合などに、位置情報とＧＰＳ測定誤差情報とを送信する。
　（２）動作例
　図８を参照して、制御装置１００の動作について説明する。図８は、ＵＥ４００のハンドオーバ処理に係る制御装置１００による処理の流れを示すシーケンス図である。図８に示される例では、ｅＮＢ２００に収容されるＵＥ４００が、該ｅＮＢ２００のセルエリア内に重複してフェムトセルを形成するＨｅＮＢ３００にハンドオーバする際の処理が示される。
　ｅＮＢ２００と通信中のＵＥ４００は、ＨｅＮＢ３００からの受信電力を適宜測定している。ＨｅＮＢ３００からの受信電力が所定の閾値を超えて大きくなるなどする場合、ＵＥは、ｅＮＢ２００に対して、受信電力の測定結果と共に、該ＨｅＮＢ３００へのハンドオーバを要求するメッセージを送信する。
　ハンドオーバ要求メッセージを受信したｅＮＢ２００は、制御装置１００に対して、ハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００を特定する情報を含むフェムトセル変更要求メッセージＭ１１を送信する。フェムトセル変更要求メッセージＭ１１は、ハンドオーバ元のｅＮＢ２００より、制御装置１００に対して、ハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００における送信電力、ひいてはセル半径の変更を行うフェムトセル制御を要求するメッセージである。
　フェムトセル変更要求メッセージＭ１１に含まれる情報について、図９（ａ）に例を示す。フェムトセル変更要求メッセージＭ１１は、送信先の制御装置１００、送信元のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００、ハンドオーバを要求するＵＥ４００及びハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００又はｅＮＢ２００の夫々を特定する情報を含む。
　再び図８において、フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を受信した制御装置１００は、ｅＮＢ２００及びハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００を含む複数のＨｅＮＢ３００に対して、現在の送信電力並びに接続中の各ＵＥ４００の位置及び平均ユーザデータ量の各情報を要求するハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信する。
制御装置１００は、フェムトセル変更要求メッセージＭ１１の送信元がｅＮＢ２００である場合、該ｅＮＢ２００及び該ｅＮＢ２００のセルのエリア内にオーバレイする全フェムトセルのＨｅＮＢ３００に対して、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信する。このとき、制御装置１００は、メモリ１０３内に格納されるｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００の配置位置情報などを参照して、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１の送信先を決定する。
　ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１に含まれる情報について、図１０（ａ）に例を示す。ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１は、送信先のＨｅＮＢ３００又はｅＮＢ２００及び送信元の制御装置１００の夫々を特定する情報を含む。
　再び図８において、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を受信した後に、接続中のＵＥ４００に対して、各ＵＥ４００の位置情報を要求する端末位置情報要求メッセージＭ４１を送信する。尚、このときｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、所謂ブロードキャスト通信を用いることで、好適に接続中の全ＵＥ４００に対して該メッセージを送信してもよい。端末位置情報要求メッセージＭ４１を送信後、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、予め設定される所定の期間、接続中のＵＥ４００からの応答の受信を待機する。
　接続中のｅＮＢ２００から端末位置情報要求メッセージＭ４１を受信したＵＥ４００は、
位置情報測定処理を行う。具体的には、ＵＥ４００や、位置情報測定部においてＧＰＳを用いた位置情報及びＧＰＳ測定誤差の測定を行う。その後、ＵＥ４００は、端末位置情報要求メッセージＭ４１の送信元のｅＮＢ２００に対して、該ＵＥ４００の位置情報及びＧＰＳ誤差情報などを含む、端末位置情報応答メッセージＭ４２を送信する。
　端末位置情報要求メッセージＭ４１及び端末位置情報応答メッセージＭ４２に含まれる情報について、図１２に例を示す。端末位置情報要求メッセージＭ４１は、送信元のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００を特定する情報を含み、端末位置情報を要求する指示をＵＥ４００に通知する。端末位置情報応答メッセージＭ４２は、送信先のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００、送信元のＵＥ４００の夫々を特定する情報と、送信元のＵＥ４００の端末位置情報及びＧＰＳ測定誤差情報とを含む。
　また、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、コアネットワークを介して受信した接続中のＵＥ４００の夫々に対するユーザデータの量を定期的に測定し、メモリ内に格納している。ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、メモリ内に格納されるユーザデータ量に基づき、所定の周期毎の平均ユーザデータ量を算出する。
　端末位置情報要求メッセージＭ４１を送信した後のｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００の動作の流れについて、図１３のフローチャートを参照して説明する。ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、端末位置情報要求メッセージＭ４１の送信から所定の期間後に、受信した端末位置情報応答メッセージＭ４２から各ＵＥ４００の位置情報を収集する（ステップＳ１０１）。ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、収集された位置情報に、更に該期間中の平均ユーザデータ量及び該ｅＮＢ２００又は該ＨｅＮＢ３００の送信電力を加えたハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を生成して、制御装置１００に対して送信する（ステップＳ１０４）。
　ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２に含まれる情報について、図１０（ｂ）に例を示す。ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２は、送信先の制御装置１００、送信元のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００を特定する情報と共に、接続中のＵＥ４００の夫々について、識別番号♯ＵＥ１、２、・・・ｎと位置情報と平均ユーザデータ量とを含む。また、ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２は、以下に示す動作により判定されるＵＥ４００についてのハンドオーバ処理が可能であるか不可能であるかを通知する情報を含む。
　ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、受信したＵＥ４００からの端末位置情報応答メッセージＭ４２に含まれるＧＰＳ測定誤差に基づいて、ハンドオーバ処理が可能であるか不可能であるかの判定を行う。ＵＥ４００の位置情報の測定精度を示すＧＰＳ測定誤差が大きい場合、後に詳述するように、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００からＵＥ４００までの距離に依存する受信電力の算出精度が低下する可能性がある。そこで、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、ＵＥ４００からの端末位置情報応答メッセージＭ４２に含まれるＧＰＳ測定誤差について、所定の閾値を決定し、該閾値を超えるＧＰＳ測定誤差が検出される場合、その旨を制御装置１００に通知し、以降の処理を終了する処理を行ってもよい。
　図１３に示される例では、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、ハンドオーバ実施可能とするＧＰＳ測定誤差の閾値について、セル半径Ｒの１０％（０．１Ｒ）を設定している。
ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、受信したＵＥ４００からの端末位置情報応答メッセージＭ４２に含まれるＧＰＳ測定誤差が、０．１Ｒ以下である場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）に、ＵＥ４００についてのハンドオーバ処理が可能である旨を通知する情報を含むハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を送信する。
　他方で、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、ＵＥ４００のＧＰＳ測定誤差が０．１Ｒより大きくなる場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、該ＵＥ４００については、ハンドオーバ処理が不可であると判定する（ステップＳ１０３）。この場合、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、制御装置１００に対して、ハンドオーバ処理不可能である旨を通知する情報を含むハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を送信する。
　制御装置１００は、ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を解析し、ハンドオーバ可能な場合メモリ上のデータベースを更新し、ハンドオーバ処理を実施する。ハンドオーバが不可能な場合、メモリ上のデータベースの更新を行わない。このように設定することで、ＵＥ４００の位置情報の測定誤差がハンドオーバ処理に与える影響を抑制することが出来る。
　再び図８において、制御装置１００は、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００より受信したハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２に基づいて、ＵＥ４００のハンドオーバ処理に係る演算処理を演算部１１３において実施する。また、制御装置１００は、ＵＥ４００のハンドオーバ処理が可能であるか否かについて、ハンドオーバ判定部１１４において判定する。
　上述の演算処理及び判定の結果により、ハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００において送信電力の変更が必要と判断される場合、制御装置１００は該ＨｅＮＢ３００に対して、送信電力変更要求メッセージＭ３１を送信する。
　送信電力変更メッセージＭ３１に含まれる情報について、図１１（ａ）に例を示す。送信電力変更メッセージＭ３１は、送信先のＨｅＮＢ３００及び送信元の制御装置１００の夫々を特定する情報と、ＨｅＮＢ３００に対して送信電力の変更を指定する情報とを含む。
　再び図８において、送信電力変更メッセージＭ３１を受信したＨｅＮＢ３００は、電力制御部において、メッセージ中に含まれる電力量に基づくＨｅＮＢ３００の送信電力の変更を行う。変更後、ＨｅＮＢ３００は、制御装置１００に対して送信電力の変更が実施されたことを通知する送信電力変更応答メッセージＭ３２を送信する。
　送信電力変更応答メッセージＭ３２に含まれる情報について、図１１（ｂ）に例を示す。送信電力変更応答メッセージＭ３２は、送信先の制御装置１００及び送信元のＨｅＮＢ３００の夫々を特定する情報と、ＨｅＮＢ３００において送信電力の変更が完了したことを通知する情報とを含む。
　再び図８において、送信電力変更応答メッセージＭ３２の受信後に、制御装置１００は、ＵＥ４００のハンドオーバ処理が可能であることを通知するフェムトセル変更応答メッセージＭ１２をハンドオーバ元のｅＮＢ２００に送信する。
　フェムトセル変更要求メッセージＭ１２に含まれる情報について、図９（ｂ）に例を示す。フェムトセル変更要求メッセージＭ１２は、送信先のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００、送信元の制御装置１００、ハンドオーバを要求するＵＥ４００及びハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００又はｅＮＢ２００の夫々を特定する情報と共に、ハンドオーバ処理結果を通知する情報を含む。
　尚、上述の説明では、ｅＮＢ２００のセルに在圏するＵＥ４００が、該ｅＮＢ２００のセルエリア内に重複してフェムトセルを形成するＨｅＮＢ３００にハンドオーバする際の処理について説明した。しかしながら、ＨｅＮＢ３００のフェムトセルに在圏するＵＥ４００がｅＮＢ２００に対してハンドオーバする際のハンドオーバ処理シーケンスについても同様であってよい。
　また、ＨｅＮＢ３００のフェムトセルに在圏するＵＥ４００が他のＨｅＮＢ３００に対してハンドオーバする際には、移動通信システム１は、従来の、言い換えれば公知のハンドオーバ処理を行う。
　（３）フェムトセル制御処理例
　上述したフェムトセル制御処理の例について説明する。
　フェムトセル制御処理において、制御装置の演算部１１３において実施されるＨｅＮＢ３００の送信電力を制御するための処理について図１４を参照して説明する。図１４は、ＵＥ４００のハンドオーバに係るｅＮＢ２００とＨｅＮＢ３００の夫々のセルエリアを上方から見た場合の図である。
　図１４では、ｅＮＢ２００のセル内に在圏するＵＥの内、ハンドオーバ処理に係る一つのＵＥをＵＥ（ｉ）、ＨｅＮＢ３００のセル内に在圏するＵＥの内、ハンドオーバ処理に係る一つのＵＥをＵＥ（ｊ）と表記して他のＵＥと区別して表す。図１４では、ｅＮＢ２００のセルの半径をＲ、ｅＮＢ２００からＵＥ（ｉ）までの距離をＲｉ、ｅＮＢ２００からＵＥ（ｊ）までの距離をＲｊと示す。図１４では、ＨｅＮＢ３００のセルの半径をｒ、ＨｅＮＢ３００からＵＥ（ｉ）までの距離をｒｉ、ＨｅＮＢ３００からＵＥ（ｊ）までの距離をｒｊと示す。
　図１４の例では、ＵＥ（ｉ）における、ｅＮＢ２００からの受信電力ｐ（Ｒｉ，Ｒ）は、所定の係数Ｓを用いて、以下の式（１）のように表すことが出来る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ｅＮＢ２００のセル半径Ｒは、ｅＮＢ２００の送信電力より算出可能であり、ｅＮＢ２００からＵＥ（ｉ）までの距離をＲｉは、ＧＰＳなどにより検出されるＵＥ（ｉ）の位置情報より算出可能となる。上述の式（１）を用いることで、各ＵＥ（ｉ）及び（ｊ）におけるｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００からの受信電力を距離の関数として算出可能となる。
　ＵＥ（ｉ）は、ｅＮＢ２００から受信電力ｐ（Ｒｉ，Ｒ）の電波を受け通信を行っている一方で、ＨｅＮＢ３００から電力Ｐ（ｒｉ，ｒ）の電波による干渉を受ける。この際の信号対干渉比Ｑ（Ｒｉ，Ｒ，ｒｉ，ｒ）は、上述した受信電力ｐの関数として以下の式（２）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　信号対干渉比Ｑは、対象のＵＥ（ｉ）に対して送信されるユーザデータ量の送信速度などに影響する。ＨｅＮＢ３００のセルエリアを含むｅＮＢ２００のセルエリア内に位置する全ＵＥについて、式（２）を用いて信号対干渉比Ｑを算出することが出来る。
　式（２）に示される信号対干渉比Ｑを用いると、ＨｅＮＢ３００のセルエリアを含む半径ＲのｅＮＢ２００のセルエリア内に位置する全ＵＥに対して送信される平均ユーザーデータ量Ｅ（ｒ）は、以下の式（３）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　式（３）において、Ｌは、ｅＮＢ２００と接続中のＵＥ４００の数、ＭはＨｅＮＢ３００と接続中のＵＥ４００の数を夫々示す。Ｄｉは、ＵＥ（ｉ）に対する平均ユーザデータ量、Ｄｊは、ＵＥ（ｊ）に対する平均ユーザデータ量を夫々示す。Ｅ（ｒ）の増加は、ｅＮＢ２００のセルエリア内において送信される平均ユーザデータ量が増加することを示し、ひいては移動通信システム１における通信効率の向上を示す。他方で、Ｅ（ｒ）の減少は、ｅＮＢ２００のセルエリア内において送信される平均ユーザデータ量がＨｅＮＢ３００からの送信電波による干渉の影響などにより減少することを示し、ひいては移動通信システム１における通信効率の悪化を示す。
　上述のように、フェムトセル制御処理においては、所定の電力値を目標値として、ＨｅＮＢ３００の送信電力の変更が行われる。かかる送信電力の変更により、ＨｅＮＢ３００のセル半径ｒは変化する。以下、変化後のＨｅＮＢ３００のセル半径をｒ’と表記する。また、ＨｅＮＢ３００のセル半径をｒからｒ’に変更することで、ＨｅＮＢ３００のセルエリアに位置するＵＥ４００の数が変更する。具体的には、セル半径が増加する場合、ＨｅＮＢ３００のセルエリアに位置するＵＥ４００の数が増加し、セル半径が減少する場合、ＨｅＮＢ３００のセルエリアに位置するＵＥ４００の数が減少する。
　フェムトセル制御処理によるＨｅＮＢ３００のセルエリア半径の変更に応じて、ＨｅＮＢ３００の変更後のセルエリアにおいて、ＨｅＮＢ３００と接続するＵＥ４００の増加数をｍとする。この場合、ＨｅＮＢ３００のセルエリアと重複して配置されるｅＮＢ２００のセルエリアでは、該セルエリアの変更において、ｅＮＢ２００と接続するＵＥ４００がｍ個減少すると考えられる。このとき、セルエリア変更後のＨｅＮＢ３００が送信する接続中のＵＥ４００への平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ’）は、以下の式（５）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　制御装置１００の演算部１１３は、フェムトセル制御処理後の平均ユーザデータ量を予測し、該予測値に基づいて、ＨｅＮＢ３００に対するフェムトセル制御処理の実施内容を決定する。具体的には、フェムトセル制御処理後のＥ（ｒ’）が処理前のＥ（ｒ）より大きくなる場合（つまり、Ｅ（ｒ’）≧Ｅ（ｒ）となる場合）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力を増加するフェムトセル制御処理を実施する。他方で、フェムトセル制御処理後のＥ（ｒ’）が処理前のＥ（ｒ）より小さくなる場合（つまり、Ｅ（ｒ’）＜Ｅ（ｒ）となる場合）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力を減少するフェムトセル制御処理を実施する。また、送信ユーザデータ量に応じて各ＵＥ４００への無線リソースの割り当てを指示する。
　（３－１）ｅＮＢ２００と接続中のＵＥ４００に係る処理例
　図１５乃至図１７を参照して、ｅＮＢ２００のセルに在圏するＵＥ４００がＨｅＮＢ３００にハンドオーバする際のフェムトセル制御処理の開始時の処理について説明する。図１５は、ハンドオーバ元となるｅＮＢ２００のハンドオーバ処理部２１４によるフェムトセル制御処理を開始するための判定処理の流れを示すフローチャートである。セル内に在圏するＵＥ４００からハンドオーバ要求メッセージを受信したｅＮＢ２００のハンドオーバ処理部２１４は、ハンドオーバ処理部２１４において、以下に説明する態様でフェムトセル制御処理の実施の判断を行う。尚、ｅＮＢ２００とＨｅＮＢ３００とは、以下に説明される計算に用いられるｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍ並びにＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘ及び最小送信電力Ｐｍｉｎ、又は上述した各値の算出に用いられるｅＮＢ２００のセル半径Ｒ及びＨｅＮＢ３００のセル半径ｒ等の値を例えば定期的に通知し合うことで情報の交換を行っている。
　ハンドオーバ処理部２１４は、当該ｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍと、ハンドオーバ先のＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈとを比較する（ステップＳ２０１）。該判定により、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理に進むか否かの判断を行う。
　ＨｅＮＢ３００の送信電力ＰｈがｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍ以上である場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、ＵＥ４００についてフェムトセル制御処理の実施が不要であると判定し、処理を終了する。
　ＨｅＮＢ３００の送信電力ＰｈがｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍ未満である場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施する際のＨｅＮＢ３００において増加可能な送信電力の確認を行う。
　具体的には、ハンドオーバ処理部２１４は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈに対して所定の電力値ΔＰを加算したＰｈ＋ΔＰと、ＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘとを比較することで、増加可能な送信電力がＰｈ＋ΔＰであるかＰｍａｘであるかを確認する（ステップＳ２０２）。ΔＰとは、ＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘと最小送信電力Ｐｍｉｎとの差より決定される、所定の電力値である。具体的には、ΔＰ＝（Ｐｍａｘ－Ｐｍｉｎ）／ｎとして算出される。このときのｎは、ＨｅＮＢ３００の送信電力の増加または減少する最小送信電力を決定するためのシステム的なパラメータであり、適宜設定されるものであってよい。
　ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈ＋ΔＰがＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘ未満である場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理でのＨｅＮＢ３００における送信電力の目標値をＰｈ＋ΔＰに設定する。次にハンドオーバ処理部２１４は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈ＋ΔＰと、当該ｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍとを比較する（ステップＳ２０３）。Ｐｈ＋ΔＰがＰｍ以上である場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施可能と判断する。
　また、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈ＋ΔＰがＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘ以上である場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理でのＨｅＮＢ３００における送信電力の目標値をＰｍａｘに設定する。次にハンドオーバ処理部２１４は、ＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘと、当該ｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍとを比較する（ステップＳ２０４）。ＰｍａｘがＰｍ以上である場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施可能と判断する。
　ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施可能と判断する場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ、又はステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、決定された送信電力の目標値を用いてＨｅＮＢ３００のフェムトセル制御処理を行う（ステップＳ２０５）。尚、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施不可能と判断する場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ、ステップＳ２０３：Ｎｏ、又はステップＳ２０４：Ｎｏ）、処理を終了する。
　ｅＮＢ２００と接続中のＵＥ４００において測定されるｅＮＢ２００からの受信電力ｐｍ及びＨｅＮＢ３００からの受信電力ｐｈの関係について、図１６のグラフに例を示す。ここで、ｅＮＢ２００の送信電力がＰｍのとき、ＵＥ４００おいて測定されるｅＮＢ２００からの受信電力をｐｍであるとする。また、ＨｅＮＢ３００の送信電力がＰｈのとき、ＵＥ４００おいて測定されるＨｅＮＢ３００からの受信電力をｐｈとする。ｅＮＢ２００からの受信電力ｐｍ及びＨｅＮＢ３００からの受信電力ｐｈは、上述した式（１）に基づいて算出される。また、ＨｅＮＢ３００の送信電力をΔＰ分増加又は減少する場合、ＵＥ４００において測定されるＨｅＮＢ３００からの受信電力の増加又は減少量をδｐで表現する。例えば、ＨｅＮＢ３００の送信電力がＰｈからＰｈ＋ΔＰに増加する場合、ＵＥ４００において測定されるＨｅＮＢ３００からの受信電力はｐｈからｐｈ＋δｐとなる。
　上述のフェムトセル制御開始時の処理において、フェムトセル制御処理が実施可能であると判定される場合（図１５、ステップＳ２０３：Ｙｅｓ、又はステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ元のｅＮＢ２００は、制御装置１００に対して、フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を送信する。フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を受信した制御装置１００は、演算部１１３及びハンドオーバ判定部１１４において、フェムトセル制御処理の態様とハンドオーバの実施の有無とを決定する。図１７は、制御装置１００によるフェムトセル制御処理の流れを示すフローチャートである。
　ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を受信した制御装置１００の演算部１１３は、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００に係る情報、並びにハンドオーバに係るＵＥ４００の現在位置に基づいて、上述の式（３）を用いて現時点での平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）を算出する。また、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力をＰｈ＋ΔＰ及びＰｍａｘのいずれかのうち、上述の処理により決定された送信電力の目標値に変更した際の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ’）を算出する。ＨｅＮＢ３００の送信電力に応じたＨｅＮＢ３００のセル半径ｒ’をｒ１と記載する。演算部１１３は、算出されたＥ（ｒ）とＥ（ｒ１）との比較を行う（ステップＳ３０１）。
　Ｅ（ｒ１）がＥ（ｒ）以上となる場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００に対して、送信電力Ｐｈを目標値Ｐｈ＋ΔＰ又はＰｍａｘまで増加させる送信電力変更要求メッセージＭ３１を送信する。送信電力変更要求メッセージＭ３１を受信したＨｅＮＢ３００は、メッセージ内に含まれる送信電力情報に応じて、送信電力Ｐｈを増加させ、セルエリアを拡大する（ステップＳ３０２）。その後、制御装置１００は、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００に対して、ＵＥ４００についてｅＮＢ２００からＨｅＮＢ３００に対するハンドオーバ処理を行うためのフェムトセル変更応答Ｍ１２を送信する。フェムトセル変更応答Ｍ１２を受信したｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００は、メッセージ内に含まれるハンドオーバ先のｅＮＢ／ＨｅＮＢ上方に応じて、ＵＥ４００のハンドオーバ処理を行う（ステップＳ３０３）。
　他方で、Ｅ（ｒ１）がＥ（ｒ）より小さくなる場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、ハンドオーバ判定部１１４は、ＵＥ４００についてＨｅＮＢ３００へのハンドオーバを実施せず、ｅＮＢ２００との接続を継続するよう判断する。また、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００のセルエリアを縮小する処理へ進む。演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力をΔＰ減少する場合の減少後の送信電力Ｐｈ－ΔＰに応じたセル半径ｒ２に基づく平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）を算出し、Ｅ（ｒ）とＥ（ｒ２）との比較を行う（ステップＳ３０４）。比較後、Ｅ（ｒ２）がＥ（ｒ）以上となる場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００に対して、セルエリアを縮小させるために、送信電力Ｐｈを目標値Ｐｈ－ΔＰまで減少させる送信電力変更要求メッセージＭ３１を送信する（ステップＳ３０５）。Ｅ（ｒ２）がＥ（ｒ）より小さく場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力の変更の指示を行わずに、処理を終了する。
　（３－２）ＨｅＮＢ３００と接続中のＵＥ４００に係る処理例
　図１８乃至図２０を参照して、ＨｅＮＢ３００のセルに在圏するＵＥ４００がｅＮＢ２００にハンドオーバする際のフェムトセル制御処理の開始時の処理について説明する。図１８は、ハンドオーバ元となるＨｅＮＢ３００のハンドオーバ処理部２１４によるフェムトセル制御処理を開始するための判定処理の流れを示すフローチャートである。セル内に在圏するＵＥ４００からハンドオーバ要求メッセージを受信したＨｅＮＢ３００のハンドオーバ処理部２１４は、ハンドオーバ処理部２１４において、以下に説明する態様でフェムトセル制御処理の実施の判断を行う。尚、ｅＮＢ２００とＨｅＮＢ３００とは、以下に説明される計算に用いられるｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍ並びにＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘ及び最小送信電力Ｐｍｉｎ、又は上述した各値の算出に用いられるｅＮＢ２００のセル半径Ｒ及びＨｅＮＢ３００のセル半径ｒ等の値を例えば定期的に通知し合うことで情報の交換を行っている。
　ＨｅＮＢ３００のハンドオーバ処理部２１４は、当該ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈと、ハンドオーバ先のｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍとを比較する（ステップＳ４０１）。該判定により、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理に進むか否かの判断を行う。
　ＨｅＮＢ３００の送信電力ＰｈがｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍ以下である場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、ＵＥ４００についてフェムトセル制御処理の実施が不要であると判定し、処理を終了する。
　ＨｅＮＢ３００の送信電力ＰｈがｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍを上回る場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施する際のＨｅＮＢ３００において増加可能な送信電力の確認を行う。
　具体的には、ハンドオーバ処理部２１４は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈに対して所定の電力値ΔＰを加算したＰｈ＋ΔＰと、ＨｅＮＢ３００の最小送信電力Ｐｍｉｎとを比較することで、増加可能な送信電力がＰｈ＋ΔＰであるかＰｍｉｎであるかを確認する（ステップＳ４０２）。ΔＰとは、上述のΔＰと同様に、ＨｅＮＢ３００の最大送信電力Ｐｍａｘと最小送信電力Ｐｍｉｎとの差より決定される、所定の電力値である。
　ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈ＋ΔＰがＨｅＮＢ３００の最小送信電力Ｐｍｉｎを上回る場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理でのＨｅＮＢ３００における送信電力の目標値をＰｈ＋ΔＰに設定する。次にハンドオーバ処理部２１４は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈに対して電力値ΔＰを減算したＰｈ－ΔＰと、当該ｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍとを比較する（ステップＳ４０３）。Ｐｈ－ΔＰがＰｍｉｎ以下である場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施可能と判断する。
　また、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈ＋ΔＰがＨｅＮＢ３００の最小送信電力Ｐｍｉｎ以下である場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理でのＨｅＮＢ３００における送信電力の目標値をＰｍｉｎに設定する。次にハンドオーバ処理部２１４は、ＨｅＮＢ３００の最小送信電力Ｐｍｉｎと、当該ｅＮＢ２００の送信電力Ｐｍとを比較する（ステップＳ４０４）。ＰｍｉｎがＰｍ以下である場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施可能と判断する。
　ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施可能と判断する場合（つまり、ステップＳ４０３：Ｙｅｓ、又はステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、決定された送信電力の目標値を用いてＨｅＮＢ３００のフェムトセル制御処理を行う（ステップＳ４０５）。尚、ハンドオーバ処理部２１４は、フェムトセル制御処理を実施不可能と判断する場合（つまり、ステップＳ４０１：Ｙｅｓ、ステップＳ４０３：Ｎｏ、又はステップＳ４０４：Ｎｏ）、処理を終了する。
　ＨｅＮＢ３００と接続中のＵＥ４００において測定されるｅＮＢ２００からの受信電力ｐｍ及びＨｅＮＢ３００からの受信電力ｐｈの関係について、図１９のグラフに例を示す。図１９では、図１６と同様に。ｅＮＢ２００の送信電力がＰｍのとき、ＵＥ４００おいて測定されるｅＮＢ２００からの受信電力をｐｍと記載している。また、ＨｅＮＢ３００の送信電力がＰｈのとき、ＵＥ４００おいて測定されるＨｅＮＢ３００からの受信電力をｐｈと記載している。また、ＨｅＮＢ３００の送信電力をΔＰ分増加又は減少する場合、ＵＥ４００において測定されるＨｅＮＢ３００からの受信電力の増加又は減少量をδｐと記載している。
　上述のフェムトセル制御開始時の処理において、フェムトセル制御処理が実施可能であると判定される場合（図１８、ステップＳ４０３：Ｙｅｓ、又はステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ元のＨｅＮＢ３００は、制御装置１００に対して、フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を送信する。フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を受信した制御装置１００は、演算部１１３及びハンドオーバ判定部１１４において、フェムトセル制御処理の態様とハンドオーバの実施の有無とを決定する。図２０は、制御装置１００によるフェムトセル制御処理の流れを示すフローチャートである。
　ＨｅＮＢ３００からハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を受信した制御装置１００の演算部１１３は、ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００に係る情報、並びにハンドオーバに係るＵＥ４００の現在位置に基づいて、上述の式（３）を用いて現時点での平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）を算出する。また、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力をＰｈ＋ΔＰ及びＰｍｉｎのいずれかのうち、上述の処理により決定された送信電力の目標値に変更した際の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ’）を算出する。変更後の送信電力に応じたＨｅＮＢ３００のセル半径ｒ’をｒ１と記載する。演算部１１３は、算出されたＥ（ｒ）とＥ（ｒ１）との比較を行う（ステップＳ５０１）。
　Ｅ（ｒ１）がＥ（ｒ）以上となる場合（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、ハンドオーバ判定部１１４は、ＵＥ４００についてｅＮＢ２００へのハンドオーバを実施せず、ＨｅＮＢ３００との接続を継続するよう判断する。また、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００に対して、セルエリアを拡大させるために、送信電力Ｐｈを目標値Ｐｈ＋ΔＰ又はＰｍａｘまで増加させる送信電力変更要求メッセージＭ３１を送信する（ステップＳ５０２）。
　他方で、Ｅ（ｒ１）がＥ（ｒ）より小さくなる場合（ステップＳ５０１：Ｎｏ）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００のセルエリアを縮小する処理へ進む。演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力をΔＰ減少する場合の減少後の送信電力Ｐｈ－ΔＰに応じたセル半径ｒ２に基づく平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）を算出し、Ｅ（ｒ）とＥ（ｒ２）との比較を行う（ステップＳ５０３）。比較後、Ｅ（ｒ２）がＥ（ｒ）以上となる場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００に対して、セルエリアを縮小させるために、送信電力Ｐｈを目標値Ｐｈ－ΔＰまで減少させる送信電力変更要求メッセージＭ３１を送信する（ステップＳ５０４）。その後、ハンドオーバ判定部１１４は、ＵＥ４００について、ＨｅＮＢ３００からｅＮＢ２００に対するハンドオーバ処理を行う（ステップＳ５０５）。
　Ｅ（ｒ２）がＥ（ｒ）より小さく場合（ステップＳ５０３：Ｎｏ）、演算部１１３は、ＨｅＮＢ３００の送信電力の変更の指示を行わずに、ハンドオーバ判定部１１４は、ＵＥ４００について、ＨｅＮＢ３００からｅＮＢ２００に対するハンドオーバ処理を行う（ステップＳ５０５）。
　（４）効果の説明
　以上、説明したように、制御装置１００は、ＵＥ４００のハンドオーバ処理に際して、ＨｅＮＢ３００のセルエリアを含むｅＮＢ２００のセルエリア内に位置する全ＵＥ４００に対して送信される平均ユーザデータ量に係る演算を行う。そして、制御装置１００は、演算結果に応じて、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを変更するフェムトセル制御処理を実施する。
　ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを変更することで、ＨｅＮＢ３００のセルエリアの半径ｒもまた変更される。具体的には、送信電力Ｐｈが増加することで、ＨｅＮＢ３００のセルエリアの半径ｒが拡大し、送信電力Ｐｈが減少することで、ＨｅＮＢ３００のセルエリアの半径ｒが縮小する。このようなＨｅＮＢ３００のセルエリアの半径ｒの変化について、図２１及び図２２に例を示す。
　例えば、制御装置１００は、ｅＮＢ２００と接続中のＵＥ（ｉ）がＨｅＮＢ３００に対してハンドオーバする際に、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加する制御を行った場合の平均ユーザデータ量について、変更前の値Ｅ（ｒ）と変更後の値Ｅ（ｒ１）との比較を行う。制御装置１００は、変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ１）が、変更前の値Ｅ（ｒ）以上と予測される場合に、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加するフェムトセル制御処理を実施する。このため、ｅＮＢ２００と接続中のあるＵＥ（ｉ）がＨｅＮＢ３００に対してハンドオーバするにあたって、他のＵＥ４００に対する与干渉を増加することなく、ハンドオーバ処理をより確実に実現可能となる。
　他方で、制御装置１００は、変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ１）が、変更前の値Ｅ（ｒ）未満と予測される場合には、ＵＥ（ｉ）についてハンドオーバを実施せず、且つＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加する制御を実施しない。このとき、制御装置１００は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを減少する制御を行った場合の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）と変更前の値Ｅ（ｒ）との比較を行う。変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）が変更前の値Ｅ（ｒ）以上と予測される場合に、制御装置１００は、ＨｅＮＢ３００の送信電力を減少する制御を行う。このため、ｅＮＢ２００と接続中のＵＥ（ｉ）がＨｅＮＢ３００に対するハンドオーバに失敗した場合、ｅＮＢ２００との接続を継続するにあたって、他のＵＥ４００に対する与干渉を増加することなく、ＨｅＮＢ３００からの送信電波による与干渉を低減することが出来る。
　上述のフェムトセル制御処理によれば、ＨｅＮＢ３００と接続中のＵＥ４００がｅＮＢ２００にハンドオーバする際についても同様の効果が得られる。
　例えば、制御装置１００は、ＨｅＮＢ３００と接続中のＵＥ（ｊ）がｅＮＢ２００に対してハンドオーバする際に、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加する制御を行った場合の平均ユーザデータ量について、変更前の値Ｅ（ｒ）と変更後の値Ｅ（ｒ１）との比較を行う。制御装置１００は、変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ１）が、変更前の値Ｅ（ｒ）以上となる場合に、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加するフェムトセル制御処理を実施する。このとき、平均ユーザデータ量の予測値に増加が見られることから、ｅＮＢ２００のセルエリア内に位置する他のＵＥ４００に対する与干渉の影響を増加することなく、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈの増加を行うことが出来る。また、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加することで、ハンドオーバ処理に係るＵＥ４００におけるＨｅＮＢ３００からの受信電力が増加するため、ｅＮＢ２００へのハンドオーバが不要となる。このため、ハンドオーバ処理自体は終了される。従って、ＵＥ４００のＨｅＮＢ３００との接続を好適に維持可能となり、比較的多数のＵＥ４００と接続することが求められるｅＮＢ２００の無線リソースの効率的な活用が見込まれる。尚、該ハンドオーバ処理に係るＵＥ４００が更にセルエッジ方向に移動することなどにより、ＨｅＮＢ３００からの受信電力の低下が観測される場合、該ＵＥ４００のハンドオーバの実施の有無についての検討が行われる。
　他方で、制御装置１００は、変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ１）が、変更前の値Ｅ（ｒ）未満と予測される場合には、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを増加する制御を実施しない。このとき、制御装置１００は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを減少する制御を行った場合の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）と変更前の値Ｅ（ｒ）との比較を行う。変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）が変更前の値Ｅ（ｒ）以上と予測される場合に、制御装置１００は、ＨｅＮＢ３００の送信電力を減少する制御を行う。その後、ＵＥ（ｊ）について、ｅＮＢ２００へのハンドオーバを行う。このため、ＨｅＮＢ３００と接続中のあるＵＥ（ｊ）がｅＮＢ２００に対してハンドオーバした後に、ＨｅＮＢ３００からの送信電波によるＵＥ（ｊ）への与干渉の影響を抑制することが出来る。このとき、平均ユーザデータ量の予測値に増加が見られることから、他のＵＥ４００に対する与干渉についても増加が生じない。
　また、変更後の平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ２）が変更前の値Ｅ（ｒ）より小さくなると予測される場合には、制御装置１００は、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈを減少させる制御を行わない。
　尚、上述の例では、フェムトセル制御処理の前後におけるｅＮＢ２００のセルエリア内に位置する全ＵＥ４００に対して送信される平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）について、予測される変化に基づき、フェムトセル制御処理の実施の有無及びその態様が決定される。式（３）に示されるように、平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）は、個々のＵＥ４００に対するｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００からの信号対干渉比Ｑ（Ｒｉ，Ｒ，ｒｉ，ｒ）の関数として表される。そこで、制御装置１００の演算部１１３は、フェムトセル制御処理の実施前後における平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）の代わりに、全ＵＥ４００における信号対干渉比Ｑに基づき、フェムトセル制御処理の実施の有無及びその態様を決定してもよい。例えば、ＨｅＮＢ３００の送信電力Ｐｈが増加する場合のｅＮＢ２００のセルエリア内に位置する全ＵＥ４００における平均信号対干渉比に増加が見られる場合、かかる送信電力の増加によりＵＥ４００への与干渉の影響は増加していないと考えられる。
　式（１）乃至式（３）に示されるように、実施例において、ＵＥ４００におけるｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００からの受信電力、信号対干渉比及び送信されるユーザデータ量は、ＵＥ４００とｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００との距離の関数として表される。従って、制御装置１００がＵＥ４００の位置情報が正確に把握していない状態で、フェムトセル制御処理を実施する場合、平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）の算出精度が劣化し、与干渉の増加を招く制御を実施してしまう可能性がある。
　制御装置１００は、ＵＥ４００から送信されるＧＰＳ測定誤差に所定の閾値を設定し、該閾値を上回る測定誤差が観測される場合、平均ユーザデータ量Ｅ（ｒ）などの予測値に基づくフェムトセル制御処理や、該測定誤差が観測されるＵＥ４００についてのハンドオーバ処理自体を終了してもよい。
　図１３を参照して説明した例では、ハンドオーバ処理に係るＵＥ４００からの位置情報について、観測されるＧＰＳ測定誤差が０．１Ｒより大きい場合、ＵＥ４００の位置の測定精度が十分高くないと判断して、ハンドオーバ処理を実施不可能と判定している。ＧＰＳ測定誤差の閾値は、上述したようなセル半径の１０％値以外にも、シミュレーション等の何らかの方法により適切な数値に設定されてもよい。
　（５）変形動作例
　制御装置１００が行う変形動作例について説明する。図８を参照して説明した上述の実施例においては、フェムトセル制御処理のために、フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を受信した制御装置１００は、所定のｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００に対してハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信する。また、各ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、該メッセージに応じて、端末位置情報要求及び応答メッセージＭ４１、Ｍ４２の交換を行った後、ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を制御装置１００に返す。このようなＵＥ４００のハンドオーバ処理が輻輳する場合、メッセージの交換のために膨大な情報量の通信が発生する。これにより、移動通信システム１におけるトラヒックに影響が生じることが考えられる。
　変形動作例では、制御装置１００は、図８に示されるようにｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００からハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を受信した場合、該メッセージの内容と、該メッセージの受信時刻とをメモリ１０３内のデータベースに格納する。図２４は、データベースに格納されるテーブルの一例である。図２４（ａ）は、ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２に含まれるＵＥ４００についての情報を保存するテーブルの例である。ＵＥ４００についての情報を保存するテーブルは、各ＵＥ４００について、位置情報、平均ユーザデータ量、通信中のｅＮＢ２００の特定情報及び受信時刻を格納する。図２４（ｂ）は、ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２に含まれる該メッセージの送信元のｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００についての情報を格納するテーブルの例である。ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００についての情報を格納するテーブルは、各ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００の位置情報、送信電力及びＨｅＮＢ３００について、セルエリアが重複する、言い換えれば上位に位置するｅＮＢ２００を特定する情報を格納する。
　変形動作例では、制御装置１００は、フェムトセル変更要求メッセージＭ１１を受信した場合、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２２を送信する代わりに、メモリ１０３内のデータベースを参照し、ハンドオーバに利用可能な情報が存在するか否かの確認を行う。尚、制御装置１００は、データベースに格納されるメッセージの受信時刻から所定の期間のハンドオーバ処理について該メッセージを利用可能と判断する。
　ハンドオーバ処理に利用可能な情報が存在する場合、該情報を基にハンドオーバ処理及びフェムトセル制御処理を行う。このときのシーケンスを図２５に示す。制御装置１００の演算部１１３及びハンドオーバ判定部１１４は、メモリ１０３に格納されるデータベースから、ＵＥ４００の位置情報及びユーザデータ量などを抽出し、上述した実施例と同様の処理を行う。
　他方で、ハンドオーバ処理に利用可能な情報が存在しない場合、制御装置１００は、上述の実施例と同様にｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００に対してハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信する。その後、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１に対するハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を受信した場合、制御装置１００は、該メッセージに含まれる情報を基にメモリ１０３内のデータベースを更新する。
　変形例の動作によれば、制御装置１００は、必ずしも個別のハンドオーバ処理についてハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１及び応答メッセージＭ２２を行うことなく、ハンドオーバ処理に用いる情報を取得することが出来る。複数のＵＥ４００からのハンドオーバ要求が輻輳する場合については、あるＵＥ４００のハンドオーバ処理について取得し、メモリ１０３内に格納した情報を用いて他のＵＥ４００のハンドオーバ処理を実施可能となり、トラヒック量の大きな抑制を実現出来る。
　尚、更なる変形例として、制御装置１００は、周期的にｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００からハンドオーバ処理にかかる情報の通知を受けてもよい。
　この態様では、制御装置１００は、ｅＮＢ２００及び該ｅＮＢ２００のセルエリアに重複して配置されるセルの全ＨｅＮＢ３００に対して、所定の周期でハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信する。ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を受信したｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、ＵＥ４００について端末位置情報要求メッセージＭ４１を送信することで、情報を収集する。ｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００は、該収集された情報を含むハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を作成し、制御装置１００へ送信する。制御装置１００は、ハンドオーバ情報応答メッセージＭ２２を受信した場合、該メッセージに含まれる情報をメモリ１０３内のデータベースに格納する。
　その後、制御装置１００は、ｅＮＢ２００又はＨｅＮＢ３００からフェムトセル変更要求メッセージＭ１１を受信した場合、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信する代わりに、メモリ１０３に格納されるデータベースを参照して、保存されているハンドオーバに係る情報を取り出す。このときのシーケンスを図２６に示す。
　この態様によれば、制御装置１００は、例えば、格納される情報の有効期限に応じた所定の周期で、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１をｅＮＢ２００及びＨｅＮＢ３００に対して送信することで、情報を再収集し、データベースの更新を行う。従って、ＵＥ４００のハンドオーバ要求に際して、ハンドオーバ情報要求メッセージＭ２１を送信することなく、好適にメモリ１０３内のデータベースに格納される情報を用いてハンドオーバ処理を実施することが出来る。
　本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う制御装置及び制御方法並びに移動通信システムなどもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
１　移動通信システム
１００　制御装置、
１０１　ＬＳＩ、
１０２　ＣＰＵ、
１０３　メモリ、
１１１　受信部、
１１２　情報収集部、
１１３　演算部、
１１４　ハンドオーバ判定部、
１１５　送信部、
２００　ｅＮＢ、
３００　ＨｅＮＢ。

Claims (9)

  1. 　第１無線区間を形成して移動端末と通信する第１基地局と、前記第１無線区間内に重複し、且つ前記第１無線区間より相対的に送信電力が低い第２無線区間を形成して前記移動端末と通信する第２基地局との動作を制御する制御装置であって、
    　前記移動端末からの接続先の変更要求に対して、接続の可否を判定する接続変更判定部と、
    　前記第１無線区間に位置する全ての前記移動端末について、前記第１基地局又は前記第２基地局からの通信状況を測定する測定部と、
    　前記第２基地局の送信電力の変更値を決定する変更値決定部と、
    　前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を変更した後の前記通信状況を予測する予測部と、
    　前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を変更する電力変更部と
    　を備え、
    　前記電力変更部は、前記移動端末が前記第１基地局及び前記第２基地局の間で接続先を変更する際に、前記通信状況の測定結果及び予測結果に応じて、前記第２基地局の送信電力を変更することを特徴とする制御装置。
  2. 　前記変更値決定部は、前記変更値を変更前の第２基地局の送信電力より高くなるよう決定し、
    　前記電力変更部は、前記移動端末が前記第１基地局から前記第２基地局に接続先を変更する際に、前記通信状況の予測結果が測定結果と同等以上となる場合、前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を増加することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記変更値決定部は、前記変更値を変更前の第２基地局の送信電力より低くなるよう決定し、
    　前記電力変更部は、前記移動端末が前記第１基地局から前記第２基地局に接続先を変更する際に、前記移動端末の接続先の変更が不可であると判定され、且つ前記通信状況の予測結果が測定結果と同等以上となる場合、前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を低減することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  4. 　前記変更値決定部は、前記変更値を変更前の第２基地局の送信電力より低くなるよう決定し、
    　前記電力変更部は、前記移動端末が前記第２基地局から前記第１基地局に接続先を変更する際に、前記通信状況の予測結果が測定結果と同等以上となる場合、前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を低減することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  5. 　前記変更値決定部は、前記変更値を変更前の第２基地局の送信電力より高くなるよう決定し、
    　前記電力変更部は、前記移動端末が前記第２基地局から前記第１基地局に接続先を変更する際に、前記移動端末の接続先の変更が不可であると判定され、且つ前記通信状況の予測結果が測定結果と同等以上となる場合、前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を増加することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  6. 　前記通信状況は、前記第１無線区間に位置する全ての前記移動端末に対する前記第２基地局からの与干渉を示す情報であることを示す請求項１に記載の制御装置。
  7. 　前記通信状況は、前記第１無線区間に位置する全ての前記移動端末に対する前記第１基地局又は前記第２基地局からの通信量を示す情報であることを示す請求項１に記載の制御装置。
  8. 　第１無線区間を形成して移動端末と通信する第１基地局と、前記第１無線区間内に重複し、且つ前記第１無線区間より相対的に送信電力が低い第２無線区間を形成して前記移動端末と通信する第２基地局との動作を制御する制御方法であって、
    　前記移動端末からの接続先の変更要求に対して、接続の可否を判定する接続変更判定工程と、
    　前記第１無線区間に位置する全ての前記移動端末について、前記第１基地局又は前記第２基地局からの通信状況を測定する測定工程と、
    　前記第２基地局の送信電力の変更値を決定する変更値決定工程と、
    　前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を変更した後の前記通信状況を予測する予測工程と、
    　前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を変更する電力変更工程と
    　を備え、
    　前記電力変更工程は、前記移動端末が前記第１基地局及び前記第２基地局の間で接続先を変更する際に、前記通信状況の測定結果及び予測結果に応じて、前記第２基地局の送信電力を変更することを特徴とする制御方法。
  9. 　第１無線区間を形成して移動端末と通信する第１基地局と、前記第１無線区間内に重複し、且つ前記第１無線区間より相対的に送信電力が低い第２無線区間を形成して前記移動端末と通信する第２基地局と、制御装置とを含む移動通信システムであって、
    　前記制御装置は、
    　前記移動端末からの接続先の変更要求に対して、接続の可否を判定する接続変更判定部と、
    　前記第１無線区間に位置する全ての前記移動端末について、前記第１基地局又は前記第２基地局からの通信状況を測定する測定部と、
    　前記第２基地局の送信電力の変更値を決定する変更値決定部と、
    　前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を変更した後の前記通信状況を予測する予測部と、
    　前記変更値に基づいて前記第２基地局の送信電力を変更する電力変更部と
    　を備え、
    　前記電力変更部は、前記移動端末が前記第１基地局及び前記第２基地局の間で接続先を変更する際に、前記通信状況の測定結果及び予測結果に応じて、前記第２基地局の送信電力を変更することを特徴とする移動通信システム。
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