(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
広域基地局と通信可能な広域エリア内にある狭域エリアで通信可能な狭域基地局を構成する基地局装置において、
収容対象となっている無線通信端末からの電波を受信する無線通信受信部と、
収容対象となっている無線通信端末に電波を送信する無線通信送信部と、
前記無線通信受信部による電波の受信を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、収容対象となっている全ての無線通信端末が位置登録されていない場合、前記無線通信受信部と前記無線通信送信部とを停止させ、
前記無線通信端末が自基地局と同じ無線エリア情報のエリア内にいる場合は、前記無線通信受信部に対し前記無線通信端末からの電波の受信を開始させ、
前記無線通信端末からの送信波を受信し、復調が可能であった場合は、前記無線通信送信部を開始することを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記無線通信端末が自基地局と同じ無線エリア情報のエリア内にいないことを前記管理サーバから前記有線通信部を介して通知された場合は、前記無線通信受信部に対し前記無線通信端末からの電波の受信を停止させることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭域のエリア内で無線通信端末と通信する基地局装置および管理サーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信システムにおいて、フェムトセル（Femtocell）と呼ばれる、従来よりごく小さい範囲をカバーする基地局の方式が提案されている。従来の携帯電話のセル、つまり１つの基地局でカバーする範囲は半径１ｋｍ〜数ｋｍ程度あるが、フェムトセルでカバーされるのは、たとえば家の中や小さなオフィスなど、せいぜい１０ｍ程度のエリアである。フェムトセルは、サービス範囲をピンポイントに提供することが可能であることや、設置が個人でも可能になる点で、今後普及が進むと思われる。
【０００３】
ここで、マクロセルとフェムトセルを有する従来の無線通信システムについて図１６、図１７を参照して説明する。
【０００４】
図１６、図１７に示した従来の無線通信システムは、それぞれフェムトセル９ａ、９ｂをカバーするフェムトセル基地局９０ａ、９０ｂ、それぞれのフェムトセルを含むマクロセル８をカバーするマクロセル基地局２０、および、マクロセル基地局２０に接続されている「ＣＤＭＡ２０００  １ｘＥＶ−ＤＯ」に準拠した無線通信ネットワーク２６を有している。
【０００５】
さらに、図１６、図１７に示した従来の無線通信システムは、フェムトセル基地局９０ａ、９０ｂとそれぞれ接続するルータ２３、２２、これらルータと接続する公衆網９２、公衆網９２および無線通信ネットワーク２６と接続するゲートウェイ２４、および、ゲートウェイ２４と接続する管理サーバ９１を有している。管理サーバ９１は、ＯＡＭ（Operation And Maintenance）機能を有しており、例えば、フェムトセル９ａ、９ｂおよびフェムトセル基地局９０ａ、９０ｂに関する情報を管理している。
【０００６】
また、無線通信端末３０は、フェムトセル基地局９０ａとの通信を許可されている。フェムトセル基地局９０ａは、無線通信端末３０と通信を行っているとき、（１）無線通信端末３０がフェムトセル９ａの圏外に出て、（２）マクロセル基地局２０にハンドオフしたとする。フェムトセル９ａの圏内には通信を許可されている端末が１台も無いが、（３）フェムトセル基地局９０ａの電波の送信は行われ続ける。
【０００７】
例えば、無線通信端末３０の利用者が昼間、や仕事や学校に出かけていて、フェムトセル基地局９０ａが設置されている家には利用者が誰もいないという状況において、フェムトセル基地局９０ａの電波の送信は行われ続けることがあり、この状況で、フェムトセル基地局９０ａが許可された無線通信端末３０に対して電波を送信し続けるのは、電力の無駄であると言える。
【０００８】
このような課題に対し、特許文献１には、一定時間内に通信がない場合には、基地局の送信機能を停止し、この間に無線通信端末が発呼する場合は、無線通信端末が基地局に対して送信起動要求信号を送信し、基地局が、この信号を受信して送信機能を再起動して無線通信端末との通信を可能にすることで、送信機能を停止させた分、消費電力を低減するものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１５２１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した特許文献１に開示された技術は、基地局の消費電力を低減するために、一定時間内に通信がない場合に、基地局の送信機能を停止するものであるが、基地局の消費電力をさらに低減するためには、送信機能を停止するとともに受信機能も停止することが好ましい。しかしながら、受信機能も停止すると、無線通信端末からの送信起動要求信号を受信することができなって、送信機能を再起動することができなくなるため、受信機能を停止して消費電力を低減することはできなかった。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、従来と比較して効率的な電力消費を行うことができる基地局装置および管理サーバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、広域基地局と通信可能な広域エリア内にある狭域エリアで通信可能な狭域基地局を構成する基地局装置において、収容対象となっている無線通信端末からの電波を受信する無線通信受信部と、収容対象となっている無線通信端末に電波を送信する無線通信送信部と、前記無線通信受信部による電波の受信を制御する制御部とを備え、前記制御部は、収容対象となっている全ての無線通信端末が位置登録されていない場合、前記無線通信受信部と前記無線通信送信部とを停止させ、前記無線通信端末が自基地局と同じ無線エリア情報のエリア内にいる場合は、前記無線通信受信部に対し前記無線通信端末からの電波の受信を開始させ、前記無線通信端末からの送信波を受信し、復調が可能であった場合は、前記無線通信送信部を開始することを特徴とする。
【００１６】
前記制御部は、前記無線通信端末が自基地局と同じ無線エリア情報のエリア内にいないことを前記管理サーバから前記有線通信部を介して通知された場合は、前記無線通信受信部に対し前記無線通信端末からの電波の受信を停止させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フェムトセル基地局は、無線通信端末がフェムトセルに近づいたときに無線通信端末の送信波の監視を開始するため、無線通信端末がフェムトセルの遠隔地にいるときでも送信波の監視を行っている場合よりも、効率的な電力消費を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係る無線通信システムの構成図である。
【図２】フェムトセル基地局のブロック図である。
【図３】管理サーバのブロック図である。
【図４】フェムトセル基地局の状態遷移を説明する図である。
【図５】フェムトセル基地局が準備フェーズのときのシーケンス図である。
【図６】フェムトセル基地局が待受けフェーズのときの無線通信システムの動作について説明する図である。
【図７】フェムトセル基地局が待受けフェーズのときのシーケンス図である。
【図８】ＵＡＴＩ更新通知の情報を示す図である。
【図９】ＵＡＴＩ取得通知（近隣）の情報を示す図である。
【図１０】ＵＡＴＩ取得通知（遠方）の情報を示す図である。
【図１１】フェムトセル基地局が監視フェーズのときの無線通信システムの動作について説明する図である。
【図１２】フェムトセル基地局が監視フェーズのときのシーケンス図である。
【図１３】ＵＡＴＩ取得通知（遠方）を受信した場合のシーケンス図である。
【図１４】ＭＩの例を示す図である。
【図１５】ＭＱの例を示す図である。
【図１６】従来の無線通信システムの構成図である。
【図１７】従来の無線通信システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る無線通信システムの構成図である。図１に示した無線通信システムは、フェムトセル９ａ、９ｂそれぞれをカバーするフェムトセル基地局（狭域基地局）１０ａ、１０ｂ、フェムトセル９ａ、９ｂ（狭域エリア）を含むマクロセル８（広域エリア）をカバーするマクロセル基地局（広域基地局）２０、および、マクロセル基地局２０に接続されている無線通信ネットワーク２６を有している。本実施例では、無線通信ネットワーク２６は、「ＣＤＭＡ２０００  １ｘＥＶ−ＤＯ」に準拠している。なお、フェムトセル基地局のそれぞれを区別する場合には、フェムトセル基地局１０ａ、１０ｂと記載し、フェムトセル基地局のそれぞれを区別しない場合には、フェムトセル基地局１０と記載する。
【００２０】
さらに、図１に示した無線通信システムは、フェムトセル基地局１０ａ、１０ｂとそれぞれ接続するルータ２３、２２、ルータ２３、２２と接続するフェムトセル利用者契約回線２５、フェムトセル利用者契約回線２５および無線通信ネットワーク２６と接続するゲートウェイ２４、および、ゲートウェイ２４と接続する管理サーバ４０を有している。管理サーバ４０は、ＯＡＭ（Operation And Maintenance）機能を有しており、例えば、フェムトセル９ａ、９ｂおよびフェムトセル基地局１０ａ、１０ｂに関する情報を管理している。
また、無線通信端末３０は、フェムトセル基地局１０ａとの通信を許可されてフェムトセル基地局１０ａの収容対象となっている。
【００２１】
図２は、フェムトセル基地局のブロック図である。フェムトセル基地局１０は、無線通信送信部１１と、無線通信受信部１２と、マクロセル監視部１３と、有線通信部１４と、記憶部１５と、制御部１６によって構成されている。無線通信送信部１１は、収容対象となっている無線通信端末に電波を送信する。無線通信受信部１２は、収容対象となっている無線通信端末からの電波を受信する。有線通信部１４は、管理サーバ４０と通信する。マクロセル監視部１３は、フェムトセル基地局１０の周辺にあるマクロセル基地局２０を監視してマクロセル基地局２０に関する周辺基地局情報を取得する。
記憶部１５は、フラッシュメモリーやハードディスクなどの記憶媒体などによって構成されており、制御部１６は、ＣＰＵなどによって構成されている。
【００２２】
制御部１６は、収容対象となっている無線通信端末の識別情報（ＥＳＮ等）を記憶部１５に予め登録する。また、制御部１６は、自己のフェムトセル基地局１０の周辺にあるマクロセル基地局２０に関する周辺基地局情報および無線通信端末３０の識別情報（ＥＳＮ等）を管理サーバ４０に通知する。
【００２３】
制御部１６は、無線通信送信部１１による電波の送信と、無線通信受信部１２による電波の監視を制御する。
また、制御部１６は、収容対象となっている全ての無線通信端末が位置登録されていない場合、無線通信送信部１１に対し電波の送信を停止させると共に無線通信受信部１２に対し電波の監視を停止させ、無線通信端末がフェムトセル基地局１０と同じ無線エリア情報のエリア内にいることを基地局を管理する管理サーバ４０から通知された場合は、無線通信受信部１２に対し無線通信端末からの電波の監視を開始させる。
【００２４】
図３は、管理サーバのブロック図である。管理サーバ４０は、ＵＡＴＩ（Unicast Access terminal identifier）判定部４３と、有線通信部４４と、記憶部４５と、制御部４６によって構成されている。ＵＡＴＩ判定部４３は、マクロセル基地局２０と通信している無線通信端末３０がフェムトセル基地局１０と同じ無線エリア情報のエリア内にいるか否かを、マクロセル基地局２０から得た無線エリア情報に基づいて判定する。有線通信部４４は、マクロセル基地局２０およびフェムトセル基地局１０と通信する。記憶部４５は、ハードディスクまたはフラッシュメモリーなどの記憶媒体などによって構成されており、制御部４６は、ＣＰＵなどによって構成されている。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態に係るフェムトセル基地局の動作について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係るフェムトセル基地局の状態遷移を説明する図である。図４に示すように、本発明の実施の形態に係るフェムトセル基地局の動作については、準備フェーズ、待受けフェーズ、監視フェーズ、基地局動作フェーズの４つに分けられる。
【００２６】
＜準備フェーズ＞
図１は、フェムトセル基地局が準備フェーズのときの無線通信システムの動作について説明する図である。図１に示すように、フェムトセル基地局１０ａは、フェムトセル基地局１０ａの周辺にあるマクロセル基地局２０の周辺基地局情報を取得する。また、フェムトセル基地局１０ａは、フェムトセル基地局１０ａとの通信が許可された無線通信端末３０の識別情報（ＥＳＮ等）を登録する。また、フェムトセル基地局１０ａは、周辺基地局情報および無線通信端末３０の識別情報（ＥＳＮ等）を管理サーバ４０に通知する。
【００２７】
次に、フェムトセル基地局が準備フェーズのときの動作の詳細をシーケンス図として図５に示す。
フェムトセル基地局１０ａは、フェムトセル登録情報を管理サーバ４０に登録する（Ｓ１０１）。サーバ４０へ登録するフェムトセル登録情報は、フェムトセル基地局１０ａの識別情報、ＩＰアドレスである。
【００２８】
フェムトセル基地局１０ａは、フェムトセル基地局１０ａが備えるマクロセル基地局や周辺のフェムトセル基地局を監視する機能により、フェムトセル基地局１０ａの周辺にあるマクロセル基地局や周辺のフェムトセル基地局の報知情報を取得し（Ｓ１０２）、取得した周辺基地局の報知情報を管理サーバ４０に通知する（Ｓ１０３）。管理サーバ４０が周辺基地局から周辺基地局の報知情報を取得し、フェムトセル基地局１０ａが管理サーバ４０から周辺基地局の報知情報を取得するようにしても良い。報知情報は、具体例として、監視に必要なBandClass、Channel、PNであり、復調に必要なColorCode、SectorIDである。なお、フェムトセル基地局１０は、ＧＰＳやＮＴＰにより周辺にあるマクロセル基地局２０と時間同期を行っており、復調する際に同期をとっている。
【００２９】
フェムトセル基地局１０ａは、許可された無線通信端末３０の識別情報（ＥＳＮ等）を無線通信端末３０から取得し、取得したものを登録する（Ｓ１０４）。ここで、無線通信端末３０は、フェムトセル基地局１０ａの収容対象となる。なお、無線通信端末３０は、フェムトセル基地局１０ａ、１０ｂそれぞれに収容対象になっていてもよい。さらに、フェムトセル基地局１０ａは、登録された無線通信端末３０の識別情報（ＥＳＮ等）を管理サーバ４０に登録する（Ｓ１０５）。このとき管理サーバ４０にて、無線通信端末３０の識別情報とフェムトセル基地局１０ａとの対応付けがなされる。
【００３０】
＜待受けフェーズ＞
図６は、フェムトセル基地局が待受けフェーズのときの無線通信システムの動作について説明する図である。待受けフェーズの段階では、フェムトセル基地局１０ａは、無線通信送信部１１と無線通信受信部１２を停止させ、有線通信部１４を起動させてＵＡＴＩ取得通知を待つ状態となっている。
【００３１】
管理サーバ４０は、無線通信端末３０が取得したＵＡＴＩ（Unicast Access terminal identifier）の情報を、マクロセル基地局や周辺のフェムトセル基地局の所属する無線通信ネットワーク２６からの通知、または、無線通信ネットワーク２６への取得要求により取得すると、無線通信端末３０の識別情報（ＥＳＮ）を基に無線通信端末３０の登録されているフェムトセル基地局１０ａを割り出し、フェムトセル基地局１０ａへＵＡＴＩを送信する。
【００３２】
次に、フェムトセル基地局が待受けフェーズのときの動作の詳細をシーケンス図として図７に示す。
マクロセル基地局は、無線通信端末３０がマクロセル基地局からＵＡＴＩを取得し（Ｓ２０１）、無線通信端末３０とのＥＶ−ＤＯセッションがあるとき（Ｓ２０２でＹｅｓの場合）、またはＥＶ−ＤＯセッションの取得要求があり（Ｓ２０４）、無線通信端末３０とのＥＶ−ＤＯセッション取得に成功したとき（Ｓ２０５でＹｅｓの場合）は、無線通信ネットワーク２６経由で管理サーバ４０へＵＡＴＩの更新通知を行う（Ｓ２０３、Ｓ２０６）。なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の動作は、ハンドオフ中の位置登録に関わる動作等、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６の動作は、位置登録に関わる動作等を想定している。図８は、ＵＡＴＩ更新通知の情報を示しており、ＵＡＴＩ更新通知には、マクロセル基地局の基地局情報、ColorCode、SectorID、無線通信端末３０の識別情報（ＥＳＮ等）、ＵＡＴＩが含まれる。
【００３３】
管理サーバ４０は、無線通信端末３０の識別情報（ＥＳＮ）を基に無線通信端末３０の登録されているフェムトセル基地局１０ａを割り出す（Ｓ２０７）。フェムトセル基地局１０ａが割り出された場合（Ｓ２０８でＹｅｓの場合）、通信エリアを識別可能なColorCode（無線エリア情報）に基づいて、割り出されたフェムトセル基地局の付近にあるマクロセル基地局や周辺のフェムトセル基地局から取得されたＵＡＴＩであることが分かった場合（Ｓ２０９でＹｅｓの場合）、割り出されたフェムトセル基地局へ、ＵＡＴＩ取得通知（近隣）を行う。例えば、管理サーバ４０は、予めフェムトセル基地局それぞれのColorCode（例えば、上述の報知情報から取得）を有しており、ＵＡＴＩのColorCodeと割り出されたフェムトセル基地局のColorCodeとが一致した場合、Ｓ２０９のＹｅｓとする。付近には存在しないマクロセル基地局やフェムトセル基地局から取得されたＵＡＴＩである場合（Ｓ２０９でＮｏの場合）、ＵＡＴＩ取得通知（遠方）を送信する。フェムトセル基地局は、ＵＡＴＩ取得通知（近隣）を受信した場合は、後述の監視フェーズへ移行する（Ｓ２１０）。
【００３４】
図９は、ＵＡＴＩ取得通知（近隣）の情報を示しており、図１０は、ＵＡＴＩ取得通知（遠方）の情報を示している。ＵＡＴＩ取得通知には、マクロセル基地局のColorCode、無線通信端末３０の識別情報（ＥＳＮ等）、ＵＡＴＩが含まれる。
【００３５】
＜監視フェーズ＞
図１１は、フェムトセル基地局が監視フェーズのときの無線通信システムの動作について説明する図である。監視フェーズの段階では、フェムトセル基地局１０ａは、無線通信送信部１１を停止させ、無線通信受信部１２と有線通信部１４を起動させている。フェムトセル基地局１０ａは、監視フェーズのときは無線通信受信部１２を起動させて無線通信端末３０の監視を開始する。
【００３６】
図１２は、フェムトセル基地局が監視フェーズのときの動作の詳細を示すシーケンス図である。図１２に示すように、無線通信端末３０とマクロセル基地局２０とが通信しているとき（Ｓ３０１）に、フェムトセル基地局１０ａは、無線通信端末３０からマクロセル基地局２０への送信波を受信する（監視する）（Ｓ３０２）。次に、受信した送信波からＵＡＴＩを抽出し、ＵＡＴＩを基にして復調を実施する（Ｓ３０３）。復調が可能であった場合は、登録された無線通信端末３０からの送信波である。復調が可能であり、ColorCodeが近隣であれば（Ｓ３０４でＹｅｓの場合）、基地局動作フェーズに移行する（Ｓ３０５）。
【００３７】
図１３は、ＵＡＴＩ取得通知（遠方）を受信したときのシーケンス図である。Ｓ４０１〜Ｓ４０３までの動作は、図１２のＳ３０１〜Ｓ３０３までの動作と同様である。図１３に示すように、フェムトセル基地局１０ａは、監視フェーズにてフェムトセルを管理する管理サーバ４０から登録されている無線通信端末全てのＵＡＴＩ取得通知（遠方）を受信し（Ｓ４０４）、近隣に登録されている無線通信端末が存在しないと判定した場合（Ｓ４０５でＹｅｓの場合）、前述の無線通信端末３０の監視を停止し、待受けフェーズへ移行する（Ｓ４０６）。
【００３８】
フェムトセル基地局１０ａは、無線通信端末３０の送信波をＭＩ、ＭＱを基にして復調する。図１４はＭＩの例を示しており、図１５はＭＱの例を示している。図１４、図１５中のＡ０〜Ａ３１は取得しているＵＡＴＩのビットを示す。
【００３９】
＜基地局動作フェーズ＞
基地局動作フェーズの段階では、フェムトセル基地局１０ａは、無線通信送信部１１と無線通信受信部１２と有線通信部１４を起動させている。
フェムトセル基地局１０ａは、基地局動作フェーズのときは無線通信送信部１１を起動させて電波の送信を開始し、基地局としての動作を行う。待ち受けしている無線通信端末３０がいなくなった場合は、前述の監視フェーズへ移行する。
【００４０】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るフェムトセル基地局は、通信を許可されている無線通信端末がフェムトセルの近隣にいる場合に無線通信端末の送信波の監視を開始するため、無線通信端末がフェムトセルの遠隔地にいるときでも送信波の監視を行っている場合よりも、効率的な電力消費を行うことができる。
【符号の説明】
【００４１】
８  マクロセル
９ａ、９ｂ  フェムトセル
１０ａ、１０ｂ  フェムトセル基地局
１１  無線通信送信部
１２  有線通信受信部
１３  マクロセル監視部
１４、４４  有線通信部
１５、４５  記憶部
１６、４６  制御部
２０  マクロセル基地局
２２、２３  ルータ
２４  ゲートウェイ
２５  フェムトセル利用者契約回線
２６  無線通信ネットワーク
３０  無線通信端末
４０  管理サーバ
４３  ＵＡＴＩ判定部
【図１】
0005498097.tif 000002
【図２】
0005498097.tif 000003
【図３】
0005498097.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005498097.tif 000012
【図１２】
0005498097.tif 000013
【図１３】
0005498097.tif 000014
【図１４】
0005498097.tif 000015
【図１５】
0005498097.tif 000016
【図１６】
0005498097.tif 000017
【図１７】
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