(57)【要約】【課題】セルラー無線システムにおける再生可能エネルギーの利用率を向上し、セルラー無線システム全体のエネルギー消費量を低減する。【解決手段】再生可能エネルギーを使用する基地局は、基地局のネットワーク資源使用情報及び蓄電池電気量情報の少なくとも一つに基づいて、基地局のカバレッジエリアを調整する必要があるかを判定する調整要求判定部と、カバレッジエリアを調整する必要があると判定された場合、隣接基地局へカバレッジエリア調整要求を送信する調整要求送受信部と、隣接基地局からカバレッジエリア調整要求を受信すると、基地局のネットワーク資源使用情報及び蓄電池電気量情報の少なくとも一つに基づいて、隣接基地局からのカバレッジエリア調整要求に同意するかを判定する調整要求応答部と、調整要求応答部の判定結果に基づいて、隣接基地局へ調整要求応答を送信する応答送信部とを備える。【選択図】図５
2014176087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルラー無線システムに使用される再生可能エネルギーを使用する基地局であって、
前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源使用情報及び前記再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池電気量情報の少なくとも一つに基づいて、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があるかを判定する調整要求判定部と、
前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定された場合、前記セルラー無線システムにおける隣接基地局へカバレッジエリア調整要求を送信し、前記隣接基地局からの調整要求応答を受信する調整要求送受信部と、
前記隣接基地局から前記カバレッジエリア調整要求を受信すると、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源使用情報及び蓄電池電気量情報の少なくとも一つに基づいて、前記隣接基地局からのカバレッジエリア調整要求に同意するかを判定する調整要求応答部と、
前記調整要求応答部の判定結果に基づいて、前記隣接基地局に前記調整要求応答を送信する応答送信部と、を備えることを特徴とする基地局。
【請求項２】
請求項１に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局であって、
前記調整要求判定部は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源が不足する場合、及び／又は前記再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池の電気量が不足する場合、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定することを特徴とする基地局。
【請求項３】
請求項１に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局であって、
前記ネットワーク資源使用情報は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源の使用済み量を示す情報であり、前記蓄電池電気量情報は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池に残存する電気量を示す情報であり、
前記調整要求判定部は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源の使用済み量が所定の第１の閾値より大きい場合、及び／又は前記再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池の残存電気量が所定の第２の閾値より小さい場合、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定することを特徴とする基地局。
【請求項４】
請求項１に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局であって、
前記調整要求判定部は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源使用情報及び蓄電池電気量情報に基づいて、前記再生可能エネルギーを使用する基地局が中断する確率を算出し、前記中断する確率が所定の第３の閾値より大きい場合、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定することを特徴とする基地局。
【請求項５】
請求項１に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局であって、
前記調整要求応答部は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源が十分であり、且つ、前記蓄電池の電気量が十分である場合、前記隣接基地局からのカバレッジエリア調整要求に同意すると判定することを特徴とする基地局。
【請求項６】
請求項１に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局であって、
前記ネットワーク資源使用情報は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源の使用済み量を示す情報であり、前記蓄電池電気量情報は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池に残存する電気量を示す情報であり、
前記調整要求応答部は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源の使用済み量が所定の第４の閾値より小さく、且つ、前記再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池に残存する電気量が所定の第５の閾値より大きい場合、前記隣接基地局からのカバレッジエリア調整要求に同意すると判定することを特徴とする基地局。
【請求項７】
請求項１に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局であって、
前記隣接基地局からの前記調整要求応答に基づいて、カバレッジエリアの調整が可能であるかを判定する調整処理判定部と、
カバレッジエリアの調整が可能であると判定された場合、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整量及び前記隣接基地局のカバレッジエリアの調整量の少なくとも一つを決定し、前記隣接基地局の調整処理部と連携してカバレッジエリアの調整処理を実行する調整処理部とをさらに備えることを特徴とする基地局。
【請求項８】
請求項７に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局であって、
前記調整処理部は、前記決定した隣接基地局のカバレッジエリアの調整量を前記隣接基地局に通知し、前記受信した隣接基地局のカバレッジエリアの調整量に基づいて前記隣接基地局がカバレッジエリアを増大した後に、前記決定した再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整量に基づいて、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを縮小することを特徴とする基地局。
【請求項９】
請求項７に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局であって、
前記調整処理部は、前記隣接基地局から受信した前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整量に基づいて、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを増大することを特徴とする基地局。
【請求項１０】
再生可能エネルギーを使用する基地局を有するセルラー無線システムに使用される再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整方法であって、
前記再生可能エネルギーを使用する基地局が、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源使用情報及び前記再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池電気量情報の少なくとも一つに基づいて、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があるかを判定する調整要求判定ステップと、
前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定された場合、前記再生可能エネルギーを使用する基地局が前記セルラー無線システムにおける隣接基地局へカバレッジエリア調整要求を送信し、前記隣接基地局からの調整要求応答を受信する調整要求送受信ステップと、
前記再生可能エネルギーを使用する基地局が、前記隣接基地局からの前記調整要求応答に基づいて、カバレッジエリアの調整が可能であるかを判定する調整処理判定ステップと、
カバレッジエリアの調整が可能であると判定された場合、前記再生可能エネルギーを使用する基地局が、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整量及び前記隣接基地局のカバレッジエリアの調整量の少なくとも一つを決定し、前記隣接基地局と連携してカバレッジエリアの調整処理を実行する調整処理ステップと、を含むことを特徴とする調整方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整方法であって、
前記調整要求判定ステップでは、前記再生可能エネルギーを使用する基地局は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源が不足する場合、及び／又は前記再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池の電気量が不足する場合、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定することを特徴とする調整方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整方法であって、
前記ネットワーク資源使用情報は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源の使用済み量を示す情報であり、前記蓄電池電気量情報は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池に残存する電気量を示す情報であり、
前記調整要求判定ステップでは、前記再生可能エネルギーを使用する基地局は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源の使用済み量が所定の第１の閾値より大きい場合、及び／又は前記再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池に残存する電気量が所定の第２の閾値より小さい場合、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定することを特徴とする調整方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整方法であって、
前記調整要求判定ステップでは、前記再生可能エネルギーを使用する基地局は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源使用情報及び蓄電池電気量情報に基づいて、前記再生可能エネルギーを使用する基地局が中断する確率を算出し、前記中断する確率が所定の第３の閾値より大きい場合、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定することを特徴とする調整方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整方法であって、
前記隣接基地局は、前記再生可能エネルギーを使用する基地局から前記カバレッジエリア調整要求を受信すると、前記隣接基地局のネットワーク資源使用情報及び蓄電池電気量情報の少なくとも一つに基づいて、前記再生可能エネルギーを使用する基地局からのカバレッジエリア調整要求に同意するかを判定する調整要求応答ステップと、
前記隣接基地局が、前記調整要求応答ステップの判定結果に基づいて、前記再生可能エネルギーを使用する基地局へ前記調整要求応答を送信する応答送信ステップと
をさらに含むことを特徴とする調整方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整方法であって、
前記調整要求応答ステップでは、前記隣接基地局は、前記隣接基地局のネットワーク資源が十分であり、且つ、前記蓄電池の電気量が十分である場合、前記再生可能エネルギーを使用する基地局からのカバレッジエリア調整要求に同意すると判定することを特徴とする調整方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整方法であって、
前記ネットワーク資源使用情報は、基地局のネットワーク資源の使用済み量を示す情報であり、前記蓄電池電気量情報は、基地局の蓄電池に残存する電気量を示す情報であり、
前記調整要求応答ステップでは、前記隣接基地局は、前記隣接基地局のネットワーク資源の使用済み量が所定の第４の閾値より小さく、且つ、前記隣接基地局の蓄電池に残存する電気量が所定の第５の閾値より大きい場合、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整に同意すると判定する、ことを特徴とする調整方法。
【請求項１７】
請求項１０に記載の再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整方法であって、
前記調整処理ステップでは、
前記再生可能エネルギーを使用する基地局は、決定した前記隣接基地局のカバレッジエリアの調整量を前記隣接基地局に通知し、
前記隣接基地局は、前記受信した隣接基地局のカバレッジエリアの調整量に基づいて、前記隣接基地局のカバレッジエリアを増大し、
前記隣接基地局のカバレッジエリアを増大した後に、前記再生可能エネルギーを使用する基地局は、決定した前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整量に基づいて、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを縮小することを特徴とする調整方法。
【請求項１８】
再生可能エネルギーを使用する基地局、及びセルラー無線システムにおいて前記基地局と隣接し、再生可能エネルギーを使用する隣接基地局を有するセルラー無線システムであって、
前記再生可能エネルギーを使用する基地局は、
前記再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源使用情報及び前記再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池電気量情報の少なくとも一つに基づいて、前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があるかを判定する調整要求判定部と、
前記再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定された場合、前記セルラー無線システムの隣接基地局へカバレッジエリア調整要求を送信し、前記隣接基地局からの調整要求応答を受信する調整要求送受信部と、を有し、
前記隣接基地局は、
前記隣接基地局のネットワーク資源使用情報及び前記隣接基地局の蓄電池電気量情報に基づいて、前記再生可能エネルギーを使用する基地局からのカバレッジエリア調整要求に同意するかを判定する調整要求応答部と、
前記調整要求応答部の判定結果に基づいて、前記再生可能エネルギーを使用する基地局へ前記調整要求応答を送信する応答送信部と、を有することを特徴とするセルラー無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生可能エネルギーを使用する基地局及、そのカバレッジエリアの調整方法、及び再生可能エネルギーを使用する基地局を有するセルラー無線システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の基地局を有するセルラー無線システムにおいて、基地局のエネルギー消費量を低減する一つの方法として、トラフィックの変化及びサービス品質へのユーザ要求に応じて基地局のカバレッジエリアを調整する基地局カバレッジエリア調整（「セルズーミング」とも言う）という技術が提案されている。
【０００３】
基地局のカバレッジエリアの調整は、通常、基地局の送信電力を調整することによって実現される。仮に、ユーザが常に最も強い信号を送信する基地局に接続したとすると、送信電力を調整すればユーザの接続状況を変化できる。また、ある基地局の中断確率が高いことが検出されると、この基地局は、中断確率が所定の閾値より小さくなるまで送信電力を減らし、負荷又はエネルギー消費の負担を分担するように隣接する基地局に電力の増加を要求する。
【０００４】
近年、太陽エネルギー及び風力エネルギー等の再生可能エネルギーを使用する基地局が、セルラー無線システムに次第に応用されている。再生可能エネルギーを使用する基地局は、従来の通常の基地局と比べて、再生可能エネルギーの給電システムを備える。例えば、太陽エネルギーを利用する再生可能エネルギーを使用する基地局では、再生可能エネルギーの給電システムは、太陽電池アレイ及び太陽エネルギー充電制御装置によって太陽エネルギーを収集し、収集したエネルギーを蓄電池に貯蔵し、さらに、蓄電池によって基地局本体に給電している。また、通常使用される再生可能エネルギーを使用する基地局は、通常の基地局のように送電網からの商用電源によって給電してもよいが、エネルギー消費量を減少するために、再生可能エネルギーを使用する基地局においては、蓄電池に貯蔵されている電気量を優先的に使用し、蓄電池の電気量ではユーザ要求を満たすことができなくなって、商用電源を使用して補充的に給電する。
【０００５】
しかしながら、太陽エネルギー及び風力エネルギーを使用する発電には、持続性がないため、再生可能エネルギーを使用する基地局のエネルギー状況は必ずしも十分に安定するものではない。例えば、太陽エネルギーでは、直射日光の場合には、エネルギー収集率が高く、蓄電池の電気量を比較的高いレベルに維持することができるが、天気の状況によって日光が遮蔽されると、エネルギー収集率が低くなり、蓄電池はその電気量が少ない状態となるおそれがある。
【０００６】
上述した再生可能エネルギーを使用する基地局のエネルギー状況の特徴からすると、セルラー無線システムにおける基地局のカバレッジエリアを調整する場合には、従来のようにトラフィックの変化及びサービス品質へのユーザ要求等のような基地局外部の要素を考慮するだけでは足りず、再生可能エネルギーを使用する基地局のエネルギー（すなわち、蓄電池の電気量）の状況も考慮する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、再生可能エネルギーを使用する基地局のエネルギー状況と組み合わせて基地局のカバレッジエリアを調整し、セルラー無線システムにおける再生可能エネルギーの利用率を向上し、セルラー無線システム全体のエネルギー消費量を低減することができる、再生可能エネルギーを使用する基地局及びそのカバレッジエリアの調整方法、並びに再生可能エネルギーを使用する基地局を有するセルラー無線システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、セルラー無線システムに使用される再生可能エネルギーを使用する基地局であって、再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源使用情報及び再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池電気量情報の少なくとも一つに基づいて、再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があるかを判定する調整要求判定部と、再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定された場合、セルラー無線システムにおける隣接基地局へカバレッジエリア調整要求を送信し、隣接基地局からの調整要求応答を受信する調整要求送受信部と、隣接基地局からカバレッジエリア調整要求を受信すると、再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源使用情報及び蓄電池電気量情報の少なくとも一つに基づいて、前記隣接基地局からのカバレッジエリア調整要求に同意するかを判定する調整要求応答部と、調整要求応答部の判定結果に基づいて、隣接基地局に調整要求応答を送信する応答送信部と、を備えることを特徴とする再生可能エネルギーを使用する基地局を提供する。
【０００９】
また、本発明は、再生可能エネルギーを使用する基地局を有するセルラー無線システムに使用される再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整方法であって、再生可能エネルギーを使用する基地局が、再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源使用情報及び再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池電気量情報の少なくとも一つに基づいて、再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があるかを判定する調整要求判定ステップと、再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定された場合、再生可能エネルギーを使用する基地局がセルラー無線システムにおける隣接基地局へカバレッジエリア調整要求を送信し、隣接基地局からの調整要求応答を受信する調整要求送受信ステップと、再生可能エネルギーを使用する基地局が、隣接基地局からの調整要求応答に基づいて、カバレッジエリアの調整が可能であるかを判定する調整処理判定ステップと、カバレッジエリアの調整が可能であると判定された場合、再生可能エネルギーを使用する基地局が、再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整量及び隣接基地局のカバレッジエリアの調整量の少なくとも一つを決定し、隣接基地局と連携してカバレッジエリアの調整処理を実行する調整処理ステップと、を含むことを特徴とする調整方法を提供する。
【００１０】
さらに、本発明は、再生可能エネルギーを使用する基地局、及びセルラー無線システムにおいて基地局と隣接し、再生可能エネルギーを使用する隣接基地局を有するセルラー無線システムであって、再生可能エネルギーを使用する基地局は、再生可能エネルギーを使用する基地局のネットワーク資源使用情報及び再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池電気量情報の少なくとも一つに基づいて、再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があるかを判定する調整要求判定部と、再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定された場合、セルラー無線システムの隣接基地局へカバレッジエリア調整要求を送信し、隣接基地局からの調整要求応答を受信する調整要求送受信部と、を有し、隣接基地局は、隣接基地局のネットワーク資源使用情報及び隣接基地局の蓄電池電気量情報に基づいて、再生可能エネルギーを使用する基地局からのカバレッジエリア調整要求に同意するかを判定する調整要求応答部と、調整要求応答部の判定結果に基づいて、再生可能エネルギーを使用する基地局へ調整要求応答を送信する応答送信部と、を有することを特徴とするセルラー無線システムを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
前述した再生可能エネルギーを使用する基地局、再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整方法、及び再生可能エネルギーを使用する基地局を有するセルラー無線システムによれば、基地局のカバレッジエリアの調整において再生可能エネルギーを使用する基地局のエネルギー状況を考慮したので、セルラー無線システムにおける再生可能エネルギーの利用率を向上し、よって、セルラー無線システム全体のエネルギー消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例における基地局のカバレッジエリアの調整原理を示す説明図である。
【図２】本発明の第２の実施例における基地局のカバレッジエリアの調整原理を示す説明図である。
【図３】本発明の第３の実施例における基地局のカバレッジエリアの調整原理を示す説明図である。
【図４】本発明の第４の実施例における基地局のカバレッジエリアの調整原理を示す説明図である。
【図５】再生可能エネルギーを使用する基地局の機能構成を示す図である。
【図６】再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整処理フローチャートである。
【図７】再生可能エネルギーを使用する基地局においてカバレッジエリア調整要求を受信した後の処理のフローチャートである。
【図８】通常の基地局においてカバレッジエリア調整要求を受信した後の処理のフローチャートである。
【図９】セルラー無線システムにおける基地局のカバレッジエリアの調整のシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、再生可能エネルギーを使用する基地局の中断確率の意味及びその算出方法について説明する。
【００１４】
基地局の中断確率（ｏｕｔａｇｅ）とは、基地局のカバレッジエリアにおいてユーザのサービス品質（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｓｅｒｖｉｃｅ）が満たされていない統計的確率であると定義する。中断の発生は、通常、基地局の所定の周波数帯域の条件下において、サービス品質へのユーザの要求が基地局のサービス能力を超えたことに起因する。再生可能エネルギーを使用する基地局のエネルギーが不足する場合、再生可能エネルギーを使用する基地局は、一部の周波数帯域を閉鎖するが、これにより再生可能エネルギーを使用する基地局のサービス能力は低下する。よって、再生可能エネルギーを使用する基地局のエネルギーも中断発生のひとつの要素となる。すなわち、再生可能エネルギーを使用する基地局については、中断の発生はおそらく、負荷が大き過ぎるか、又はそのエネルギーの不足によるので、中断確率は、負荷及びエネルギーの関数に基づくものとなる。
【００１５】
例えば、サービスレート（帯域幅）の要求が一定である場合、下記式（１）によって再生可能エネルギーを使用する基地局の中断確率を算出することができる。
Pout=Pr(r<r0)=1-(1-Pr(r<r0|Pt))Pr(Pt)  …（１）
なお、Ｐｏｕｔは再生可能エネルギーを使用する基地局の中断確率、Ｐｒ（ｒ＜ｒ０｜Ｐｔ）は所定の電力Ｐｔの条件下においてサービスレートｒ０が満たされない確率、Ｐｒ（Ｐｔ）は電力需要Ｐｔが満たされる確率をそれぞれ示す。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施例における基地局のカバレッジエリアの調整原理を示す説明図である。このうち、図１（ａ）は基地局のカバレッジエリアを調整する前の状態、図１（ｂ）は基地局のカバレッジエリアを調整した後の状態、図１（ｃ）は基地局のカバレッジエリアの調整前後の送信電力及び中断確率をそれぞれ示す。
【００１７】
図１（ａ）には、再生可能エネルギーを使用する基地局Ａ（単に「基地局Ａ」ともいう）と再生可能エネルギーを使用する基地局Ｂ（単に「基地局Ｂ」ともいう）とを有するセルラー無線システムを示している。また、本発明における再生可能エネルギーを使用する基地局については、太陽エネルギーを使用する基地局を例に説明する。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、同図における基地局Ａ及び基地局Ｂの蓄電池は、その電気量が十分な状態である。この場合、基地局のカバレッジエリアの調整では、蓄電池の電気量の要素を考慮することなく、負荷の要素のみを考慮すればよい。すなわち、この場合、基地局のカバレッジエリアの調整原理は、再生可能エネルギーを利用しない通常の基地局のカバレッジエリアの調整原理と基本的に同じである。
【００１９】
図１（ａ）において、基地局Ａのカバレッジエリアでは２台の無線端末が接続され、基地局Ｂのカバレッジエリアでは６台の無線端末が接続されている。このとき、基地局Ａの負荷は基地局Ｂの負荷より小さくなっている。
【００２０】
ネットワークフローを均一化し、基地局の中断確率を低下するために、高負荷の基地局Ｂのカバレッジエリアを縮小し、低負荷の基地局Ａのカバレッジエリアを増大することによって、負荷を均一化する。図１（ｂ）に示すように、基地局のカバレッジエリアを調整した後では、基地局Ａのカバレッジエリアでは４台の無線端末が接続され、基地局Ｂのカバレッジエリアでは４台の無線端末が接続されている。すなわち、基地局Ａが、基地局Ｂのカバレッジエリアから移転した２台の無線端末を受け入れている。
【００２１】
また、図１（ｃ）に示すように、基地局のカバレッジエリアを調整する前では、基地局Ａと基地局Ｂとのカバレッジエリアが同じであり、基地局Ａの送信電力（ｐｏｗｅｒ）と基地局Ｂの送信電力も同じであるが、基地局Ｂの無線端末の接続数が多く、負荷が大きいので、基地局Ｂの中断確率（ｏｕｔａｇｅ）が基地局Ａの中断確率より大きくなる。これに対して、基地局のカバレッジエリアを調整した後では、基地局Ａのカバレッジエリアが大きくなり、基地局Ｂのカバレッジエリアが小さくなるので、基地局Ａの送信電力は大きくなり、基地局Ｂの送信電力は小さくなる。このため、基地局Ａ及び基地局Ｂにおける無線端末の接続数がいずれも４台になり、基地局の負荷が同じになり、蓄電池の電気量も十分であるので、基地局Ａの中断確率と基地局Ｂの中断確率は等しくなり、いずれもそのカバレッジエリア内のサービス品質を満たすことができる。
【００２２】
図２は、本発明の第２の実施例における基地局のカバレッジエリアの調整原理を示す説明図である。このうち、図２（ａ）は基地局のカバレッジエリアを調整する前の状態、図２（ｂ）は基地局のカバレッジエリアを調整した後の状態、図２（ｃ）は基地局のカバレッジエリアの調整前後の送信電力及び中断確率をそれぞれ示す。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、基地局Ａのカバレッジエリアでは４台の無線端末が接続され、基地局Ｂのカバレッジエリアでは４台の無線端末が接続されている。このとき、基地局Ａの負荷と基地局Ｂの負荷とは同じであるが、基地局Ｂの蓄電池は電気量が十分な状態であるのに対して、基地局Ａの蓄電池は電気量が不足する状態である。そのため、この場合、負荷の要素を考慮するだけでなく、蓄電池の電気量の要素も考慮して、基地局のカバレッジエリアを調整する必要がある。
【００２４】
蓄電池の電気量をより多く利用して、システム全体の省エネルギーを達成するために、蓄電池の電気量が不足する基地局Ａのカバレッジエリアを縮小し、蓄電池の電気量が十分である基地局Ｂのカバレッジエリアを増大する。図２（ｂ）に示すように、基地局のカバレッジエリアを調整した後では、基地局Ａのカバレッジエリアでは３台の無線端末が接続され、基地局Ｂのカバレッジエリアでは５台の無線端末が接続されている。すなわち、基地局Ｂが、基地局Ａのカバレッジエリアから移転した１台の無線端末を受け入れている。
【００２５】
また、図２（ｃ）に示すように、基地局のカバレッジエリアを調整する前では、基地局Ａのカバレッジエリアと基地局Ｂのカバレッジエリアが同じであり、基地局Ａの送信電力と基地局Ｂの送信電力も同じであるが、基地局Ａの蓄電池の電気量が不足しているので、基地局Ａの中断確率が、基地局Ｂの中断確率より大きくなっている。これに対して、基地局のカバレッジエリアを調整した後では、基地局Ａのカバレッジエリアが小さくなり、基地局Ｂのカバレッジエリアが大きくなるので、これに伴って基地局Ａの送信電力は小さくなり、基地局Ｂの送信電力は大きくなる。これに対して、基地局Ａの無線端末の接続数が３台に減少し、基地局Ｂの無線端末の接続数が５台に増加する。その結果、送信電力が小さい基地局Ａの無線端末の接続数が少なくなり、送信電力が大きい基地局Ｂの無線端末の接続数が多くなり、前述した送信電力及び負荷の２つの要素の変化を総合すると、基地局Ａの中断確率と基地局Ｂの中断確率は基本的に等しくなり、いずれもそのカバレッジエリア内のサービス品質を満たすことができる。
【００２６】
図３は、本発明の第３の実施例における基地局のカバレッジエリアの調整原理を示す説明図である。このうち、図３（ａ）は基地局のカバレッジエリアを調整する前の状態、図３（ｂ）は基地局のカバレッジエリアを調整した後の状態、図３（ｃ）は基地局のカバレッジエリア調整前後の送信電力及び中断確率をそれぞれ示す。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、基地局のカバレッジエリアを調整する前では、基地局Ａのカバレッジエリアでは３台の無線端末が接続され、基地局Ｂのカバレッジエリアでは５台の無線端末が接続されており、このとき、基地局Ｂの方が負荷が大きくなっている。蓄電池の電気量の観点では、基地局Ｂの蓄電池は電気量が不足する状態であり、基地局Ａの蓄電池は電気量が制限された状態（電気量が不足する状態と電気量が十分な状態との間の状態）である。
【００２８】
そのため、基地局Ｂの方が負荷が大きいにもかかわらず、基地局Ａの電気量が制限されているので、基地局Ｂから移転する無線端末を完全に受け入れることはできない。よって、基地局のカバレッジエリアの調整は、基地局Ａの中断確率が低くなり過ぎないように、基地局Ａのカバレッジエリアを適宜に増大すると共に、送電網からの商用電源を用いて基地局Ｂに給電するように制御する。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、基地局のカバレッジエリアを調整した後では、基地局Ａのカバレッジエリアは適宜に大きくなって、４台の無線端末が接続され、基地局Ｂのカバレッジエリアは適宜に小さくなって、４台の無線端末が接続される。すなわち、基地局Ａが、基地局Ｂのカバレッジエリアから移転した１台の無線端末を受け入れている。
【００３０】
また、図３（ｃ）に示すように、基地局のカバレッジエリアを調整する前では、基地局Ａのカバレッジエリアと基地局Ｂのカバレッジエリアが同じであり、基地局Ａの送信電力と基地局Ｂの送信電力も同じであるが、基地局Ｂの無線端末の接続数が多く、負荷が大きく、さらに基地局Ｂの蓄電池の電気量も少ないので、基地局Ｂの中断確率が、基地局Ａの中断確率より大きくなっている。基地局のカバレッジエリアを調整した後では、基地局Ａのカバレッジエリアが適宜に大きくなったので、その分、送信電力が大きくなっている。このとき、基地局Ｂのカバレッジエリアは適宜に小さくなり、負荷がある程度小さくなったが、基地局Ｂの蓄電池の電気量では、依然として中断確率を所望の閾値より小さくすることができない。そのため、基地局Ｂにおいては、そのカバレッジエリア内のサービス品質への要求を満たすために、蓄電池の電気量を使用する他に、送電網からの商用電源を用いて補充的に給電する。これによって、蓄電池による給電量は比較的少ないが、蓄電池からの給電及び送電網からの商用電源の給電によって、基地局Ｂの全送信電力の需要が確保される。その結果、基地局Ａの中断確率と基地局Ｂの中断確率は基本的に等しくなり、いずれもそのカバレッジエリア内のサービス品質への要求を満たすことができる。
【００３１】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、再生可能エネルギーを使用する基地局Ａ（単に「基地局Ａ」ともいう）と送電網からの商用電源のみによって給電される通常の基地局Ｃ（単に「基地局Ｃ」ともいう）とを有するセルラー無線システムを示す。エネルギー消費量を減少するには、再生可能エネルギーの利用率をできるだけ増加することが望ましいので、基地局Ａの蓄電池の電気量に基づいて各基地局のカバレッジエリアを調整する。
【００３２】
図４（ａ）は、基地局Ａの蓄電池の電気量が不足する状況を示している。この場合、基地局Ａはカバレッジエリアを縮小し、その分、基地局Ｃはカバレッジエリアを増大する。しかしながら、基地局Ｃのカバレッジエリアにも一定の限界があり（基地局自体の総帯域幅、最大送信電力等によって決定される）、基地局Ｃは限界に達するとさらに増大することはできないので、ネットワークのカバレッジエリアを確保するように、基地局Ａも送電網からの商用電源を用いる必要がある。
【００３３】
この場合、図４（ｃ）に示すように、基地局Ａにおいては、蓄電池の電気量を使用する以外に、送電網からの商用電源を用いて部分的に給電しており、基地局Ｃと比べて、このときの基地局Ａは、負荷が小さく、カバレッジエリアも小さく、総送信電力も小さい。さらに、基地局Ａにおいては、送電網からの商用電源を用いて部分的に給電した結果、基地局Ａの中断確率と基地局Ｃの中断確率は基本的に等しくなり、いずれもそのカバレッジエリア内のサービス品質を満たすことができる。
【００３４】
図４（ｂ）は、基地局Ａの蓄電池の電気量が十分である状況を示している。この場合、基地局Ａはカバレッジエリアを増大し、蓄電池の電気量をできるだけ多く使用する一方、基地局Ｃはカバレッジエリアを縮小し、送電網からの商用電源のエネルギー消費量を減少することができる。
【００３５】
この場合、図４（ｃ）に示すように、基地局Ａは、蓄電池の電気量のみを使用しており、このときの基地局Ａは、基地局Ｃと比べて、負荷が大きく、カバレッジエリアも大きく、総送信電力も大きい。そして、基地局Ａの中断確率と基地局Ｃの中断確率は基本的に等しくなり、いずれもそのカバレッジエリア内のサービス品質を満たすことができる。
【００３６】
図５は、本発明における再生可能エネルギーを使用する基地局の機能構成を示す図であり、図６は、再生可能エネルギーを使用する基地局のカバレッジエリアの調整処理のフローチャートである。
【００３７】
図５に示すように、本発明における再生可能エネルギーを使用する基地局は、情報取得部１と、調整要求判定部２と、調整要求送受信部３と、調整処理判定部４と、調整処理部５と、ユーザ要求検査部６と、送電網給電部７と、ユーザ情報記憶部８と、エネルギー情報記憶部９と、隣接基地局情報テーブル１０と、調整要求応答部１１と、応答送信部１２とを有する。
【００３８】
図６に示すように、まず、ローカル基地局の情報取得部１が、ユーザ情報記憶部８から、この基地局のユーザに使用されるネットワーク資源の使用情報（すなわち、ユーザ容量情報）を取得し、エネルギー情報記憶部９からローカル基地局の蓄電池電気量情報を取得する（ステップＳ１１）。ネットワーク資源使用情報は、通常、基地局に接続される各無線端末の帯域幅の使用量の総和である。各無線端末の帯域幅の使用量が同じであるような特別な場合には、無線端末の接続数をネットワーク資源使用情報とすることができる。
【００３９】
次に、調整要求判定部２が、取得したローカル基地局のネットワーク資源使用情報及び蓄電池電気量情報に基づいて、ローカル基地局のカバレッジエリアを調整する必要があるかを判定する（ステップＳ１２）。
【００４０】
具体的には、ネットワーク資源が不足するかを判定するための第１の閾値、及び基地局の蓄電池の電気量が不足するかを判定するための第２の閾値を予め設定しておき、ローカル基地局のネットワーク資源の使用済み量が第１の閾値より大きい（例えば、ネットワーク資源の使用率が８０％より大きい）か、又はローカル基地局の蓄電池の電気量が第２の閾値より小さい（例えば、蓄電池の残存電気量が１０％より小さい）場合、ローカル基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定することができる。第１の閾値及び第２の閾値は、単位付きの具体的な数値でもよく、パーセンテージ等のような比率でもよい。
【００４１】
また、前述の判定は、中断確率を算出して行ってもよい。例えば、基地局の中断確率Ｐｏｕｔが所定の第３の閾値より大きい（例えば、Ｐｏｕｔ＞１％）場合、基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定する。
【００４２】
調整要求判定部２がローカル基地局のカバレッジエリアを調整する必要がないと判定した場合（ステップＳ１２で「ＮＯ」）、処理を終了する。
【００４３】
通常、基地局毎に隣接基地局情報テーブル１０を有し、定期的に情報交換をすることによって、各隣接基地局の情報を更新する。調整要求判定部２でローカル基地局のカバレッジエリアを調整する必要があると判定した場合（ステップＳ１２で「ＹＥＳ」）、調整要求送受信部３が、隣接基地局情報テーブル１０における隣接基地局へカバレッジエリア調整要求を送信すると共に、隣接基地局からの調整要求応答を受信する（ステップＳ１３）。カバレッジエリア調整要求を受信した後の各隣接基地局の処理については、図７、図８を参照して後述する。
【００４４】
その後、調整処理判定部４が、カバレッジエリアの調整が可能であるかを判定する（ステップＳ１４）。調整要求応答は、カバレッジエリアの調整に同意する旨の肯定応答とカバレッジエリアの調整に同意しない旨の否定応答との２種類に分けられ、肯定応答には、少なくとも、隣接基地局で提供可能なネットワーク資源使用情報が含まれる。
【００４５】
所定数以上（例えば、２つ以上）の隣接基地局が調整要求に同意した場合（ステップＳ１４で「ＹＥＳ」）、調整処理部５が、ローカル基地局のカバレッジエリアの調整量及び各隣接基地局のカバレッジエリアの調整量を決定し、隣接基地局と連携して各基地局のカバレッジエリアの調整処理を実行する（ステップＳ１５）。ローカル基地局及び各隣接基地局の調整処理部５の動作については、図９を参照して後述する。
【００４６】
次に、カバレッジエリア調整処理が完了すると、ユーザ要求検査部６が、調整処理後のカバレッジエリア（送信電力）でユーザ要求を満たすことができるかを判定する（ステップＳ１６）。ユーザ要求を満たすことができると判定した場合（ステップＳ１６、「ＹＥＳ」）、処理を終了する。まだユーザ要求を満たすことができないと判定した場合（ステップＳ１６で「ＮＯ」）、送電網給電部７が、蓄電池による給電以外の電力必要量を算出し、この電力必要量に基づいて再生可能エネルギーを使用する基地局に対して送電網からの商用電源により給電し（ステップＳ１８）、全ての処理を終了する。
【００４７】
一方、ステップＳ１４において、上記所定数より少ない隣接基地局が調整要求に同意した場合（ステップＳ１４で「ＮＯ」）、当該再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池の電気量が上記第２の閾値より小さいかを再度判定する（ステップＳ１７）。当該再生可能エネルギーを使用する基地局の蓄電池の電気量が上記第２の閾値、例えば、蓄電池の総電気量の２０％より小さい場合（ステップＳ１７で「ＹＥＳ」）、送電網給電部７が、送電網からの商用電源によって当該再生可能エネルギーを使用する基地局に対して給電し（ステップＳ１８）、全ての処理を終了する。ただし、第２の閾値以上である場合（ステップＳ１７で「ＮＯ」）、所定の時間が経過した後、再びステップＳ１２以降の処理を実行する。
【００４８】
図７は、再生可能エネルギーを使用する基地局においてカバレッジエリア調整要求を受信した後の処理のフローチャートである。
【００４９】
再生可能エネルギーを使用する基地局の調整要求応答部１１は、隣接する再生可能エネルギーを使用する基地局からカバレッジエリア調整要求を受信すると（ステップＳ２１）、ローカル基地局のネットワーク資源使用情報及び蓄電池電気量情報に基づいて、隣接基地局からのカバレッジエリア調整要求に同意するかを判定する（ステップＳ２２）。
【００５０】
具体的には、ネットワーク資源が十分であるかを判定するための第４の閾値、及び基地局の蓄電池の電気量が十分であるかを判定するための第５の閾値を予め設定しておき、ローカル基地局のネットワーク資源の使用済み量が第４の閾値より小さく（例えば、ネットワーク資源の使用率が６０％より小さく）、且つ、ローカル基地局の蓄電池の電気量が第５の閾値より大きい（例えば、蓄電池に残存する電気量が５０％より大きい）場合、隣接基地局からのカバレッジエリア調整要求に同意すると判定する。第４の閾値及び第５の閾値は、具体的な数値でもよく、パーセンテージ等の比率でもよい。
【００５１】
上記カバレッジエリア調整要求に同意すると判定した場合（ステップＳ２２で「ＹＥＳ」）、応答送信部１２が、カバレッジエリアの調整に同意する旨の肯定応答を送信し（ステップＳ２３）、当該肯定応答には、少なくとも、隣接基地局で提供可能なネットワーク資源使用情報が含まれる。上記カバレッジエリア調整要求に同意しないと判定した場合（ステップＳ２２で「ＮＯ」）、応答送信部１２は、カバレッジエリアの調整に同意しない旨の否定応答を送信する（ステップＳ２４）。以上で処理を終了する。
【００５２】
図８は、通常の基地局（再生可能エネルギーを用いない基地局）においてカバレッジエリア調整要求を受信した後の処理のフローチャートである。
【００５３】
図８のステップＳ２５において、通常の基地局は、ローカル基地局のネットワーク資源使用情報のみに基づいて、隣接基地局からのカバレッジエリア調整要求に同意するかを判定するという点で、図７におけるステップＳ２２とは異なっている。その他の処理については、図７における処理と同じであり、ここでは重複して説明しない。
【００５４】
また、セルラー無線システム全体における再生可能エネルギーの利用率を向上するためには、カバレッジエリアの調整を要求する、再生可能エネルギーを使用する基地局は、電気量が十分である再生可能エネルギーを使用する基地局を優先的に選択し、この基地局にその後のカバレッジエリアの増大処理を実行することが望ましい。
【００５５】
図９は、セルラー無線システムにおける基地局のカバレッジエリアの調整のシーケンス図である。以下、ローカル基地局及び各隣接基地局の調整処理部５の動作について、図９を参照して詳しく説明する。
【００５６】
図９に示すように、ローカル基地局の調整処理部５は、隣接基地局で提供可能なネットワーク資源使用情報に基づいて、ローカル基地局のカバレッジエリアの調整量及び各隣接基地局のカバレッジエリアの調整量を決定し、その後、隣接基地局のカバレッジエリアの調整量を各隣接基地局にそれぞれ送信する。例えば、４台の隣接基地局がいずれも１０Ｍ以上の帯域幅を提供可能な場合、ローカル基地局の調整処理部５は、ローカル基地局には４０Ｍの帯域幅に該当するカバレッジエリア（送信電力）を縮小すると共に、４台の隣接基地局が１０Ｍの帯域幅に該当するカバレッジエリアをそれぞれ増加するように決定して、各隣接基地局に通知する。
【００５７】
各隣接基地局の調整処理部５は、それぞれの調整量を受信した後、当該調整量に基づいてそれぞれのカバレッジエリアを調整する。カバレッジエリアの調整が完了した後、調整の完了をローカル基地局に通知する。
【００５８】
その後、ローカル基地局の調整処理部５は、上記各隣接基地局から調整完了の通知を受信した後、先ほど決定したローカル基地局のカバレッジエリアの調整量に基づいてローカル基地局のカバレッジエリアを調整する。これにより、ローカル基地局を含む各基地局のカバレッジエリアの調整処理が完了する。
【００５９】
具体的には、調整処理部５は、取得した隣接基地局で提供可能なネットワーク資源使用情報に基づいて、ローカル基地局のカバレッジエリアの調整量及び各隣接基地局のカバレッジエリアの調整量を決定し、その後、各隣接基地局と連携してカバレッジエリアの調整を実行する。例えば、４台の隣接基地局がいずれも１０Ｍ以上の帯域幅を提供可能な場合、ローカル基地局には４０Ｍの帯域幅に該当するカバレッジエリア（送信電力）を小さくするとともに、４台の隣接基地局には１０Ｍの帯域幅に該当するカバレッジエリアをそれぞれ増加するように決定する。
【００６０】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例および同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
【００６１】
例えば、ステップＳ２３における肯定応答は、隣接基地局で提供可能なネットワーク資源使用情報以外に、各隣接基地局の蓄電池電気量情報を含んでもよい。ローカル基地局へ肯定応答を送信した隣接基地局が多い場合、受信した各隣接基地局の電気量情報に基づいて、電気量が比較的多い隣接基地局を選択して、この基地局にその後のカバレッジエリアの増大処理を実行させてもよく、それによって、再生可能エネルギーの電気量をより合理的に利用することができる。
【００６２】
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
【００６３】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
【００６４】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【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１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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