(57)【要約】【課題】無線通信ネットワークにおいて低消費電力制御を行うにあたり、従来技術では複数の基地局を制御するための管理ノードが必要とされていた。そのため、管理ノードを製造するためのコストがかかり、管理ノードの配置スペースが必要となる課題があった。【解決手段】基地局１が収容トラヒック量に応じて隣接する基地局２に無線通信ネットワークを介して稼働を要求する制御信号を送信し、その制御信号を受信した基地局２は停止状態から稼働状態に移行する。【選択図】  図１
2014017578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接基地局と通信ネットワークを介して接続されている無線通信用の基地局において、
前記隣接基地局が稼働状態であるか停止状態であるかを監視する監視手段と、
自局で使用されている無線リソース量または自局のサポートしている端末数を測定する測定手段と、
前記監視手段による監視結果と、記測定手段によって測定された無線リソース量または端末数と、に応じて自局または前記隣接基地局の稼働または停止を決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記測定手段は自局で使用されている無線リソース量を測定し、
前記決定手段は前記測定手段によって測定された無線リソース量に応じて前記隣接基地局の稼働または停止を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記決定手段は前記測定手段によって測定された無線リソース量が所定閾値を超えた場合に停止状態にある前記隣接基地局の稼働を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
停止状態にある前記隣接基地局に稼働を要求する制御信号を送信する送信手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の基地局。
【請求項５】
前記測定手段は自局のサポートしている端末数を測定し、
前記決定手段は前記測定手段によって測定された端末数に応じて自局の稼働または停止を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項６】
前記決定手段は前記測定手段によって測定された端末数が所定閾値を下回った場合に稼働状態にある自局の停止を決定する
ことを特徴とする請求項５に記載の基地局。
【請求項７】
前記決定手段は前記測定手段によって測定された端末数が所定閾値を下回った場合に稼働状態にある自局の停止を決定し、自局の送信電力を徐々に低下させることにより自局を稼働状態から停止状態へ移行する
ことを特徴とする請求項５に記載の基地局。
【請求項８】
前記稼働状態から前記停止状態への移行期間中に自局のサポートしている端末からの発信または前記端末への着信を検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記端末からの発信または前記端末への着信が検出された場合に稼働状態にある自局の停止状態への移行を取り止める移行停止手段と、
を備えることを特徴とする請求項６ないし請求項７に記載の基地局。
【請求項９】
隣接基地局と通信ネットワークを介して接続されている無線通信用の基地局制御方法において、
前記隣接基地局が稼働状態であるか停止状態であるかを監視する監視ステップと、
自局で使用されている無線リソース量または自局のサポートしている端末数を測定する測定ステップと、
前記監視手段による監視結果と、記測定手段によって測定された無線リソース量または端末数と、に応じて自局または前記隣接基地局の稼働または停止を決定する決定ステップと、
を備えることを特徴とする基地局制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信ネットワークにおける基地局の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信ネットワーク環境では、基地局等の無線機器における電力消費を抑制するための技術が重要となる。これまでに、基地局装置単体での消費電力低減技術や複数基地局で形成される無線通信ネットワークにおける消費電力低減技術が検討されている。
【０００３】
その中で、無線通信ネットワーク全体で消費電力を低減する技術に関して、特許文献１では省電力管理ノードが無線通信ネットワーク内に存在する複数基地局の無線通信モジュールの電源をオンまたはオフとするよう制御する方法が開示されている。
【０００４】
特許文献１では省電力管理ノードが無線通信ネットワーク内の複数の基地局からサービス提供エリア内でのトラヒック状態とサービス状態を受領する。その情報に基づき省電力管理ノードは省電力スケジューリングを行い、トラヒック負荷が小さい基地局に対して省電力スケジューリングコマンドを送信する。省電力スケジューリングコマンドを受領した基地局はその基地局内の複数の無線通信モジュールの一部あるいは全ての電源をオンまたはオフにする。このような制御により、複数基地局で形成された無線通信ネットワーク全体での消費電力を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６１７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１における制御方法では、無線通信ネットワーク上で複数の基地局を集中制御するため、基地局とは別に省電力管理ノードが必要となる。その結果、省電力管理ノードを製造するためのコストがかかる。また、省電力管理ノードを配置するために配置箇所が必要となる問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明では、無線通信ネットワーク上に特別な省電力管理ノードを配置することなく、複数基地局の間で消費電力を低減する基地局を実現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、本発明における基地局及び基地局制御方法は、隣接基地局と通信ネットワークを介して接続されている無線通信用の基地局において、前記隣接基地局が稼働状態であるか停止状態であるかを監視する監視手段と、自局で使用されている無線リソース量または自局のサービスエリア内にある待ち受け端末数を測定する測定手段とを備え、前記測定手段によって測定された無線リソース量または待ち受け端末数に応じて自局または前記隣接基地局の稼働または停止を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる基地局では、複数の基地局を集中的に制御するための省電力管理ノードを設置する必要がなく、省電力管理ノードを製造するコストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる無線通信ネットワークの基本制御構成。
【図２】本発明の実施の形態１に係わる基地局の基本構成図。
【図３】本発明の実施の形態１に係わる隣接基地局管理テーブル。
【図４】本発明の実施の形態１の稼動状態における基地局の動作を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施の形態１における稼働要求信号のメッセージフォーマット例。
【図６】本発明の実施の形態１において停止状態の基地局の動作を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施の形態１において平均無線リソース使用量が閾値を超えた場合の動作シーケンス。
【図８】本発明の実施の形態１を適用した場合のサービス提供エリアの変化。
【図９】本発明の実施の形態２において稼働状態にある基地局の動作を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施の形態２において「停止遷移通知」信号を受信する基地局における動作を表すフローチャート。
【図１１】本発明の実施の形態２における停止遷移通知信号のメッセージフォーマットの一例。
【図１２】本発明の実施の形態２における稼動状態の基地局において配下の待ち受け端末が閾値を下回った場合の動作シーケンス。
【図１３】本発明の実施の形態２における基地局のサービス提供エリアの変化。
【図１４】本発明の実施の形態３において稼動状態の基地局の動作を表すフローチャート。
【図１５】本発明の実施の形態３において稼動状態にある配下の平均待ち受け端末数が閾値を下回った場合の動作シーケンス。
【図１６】本発明の実施の形態３における基地局のサービス提供エリアの変化。
【図１７】本発明の実施の形態４にかかわる無線通信ネットワークの基本制御構成。
【図１８】本発明の実施の形態４にかかわる基地局の基本構成図。
【図１９】本発明の実施の形態４の稼動状態における基地局の動作を示すフローチャート。
【図２０】本発明の実施の形態４における基地局と省電力管理ノードの間での制御シーケンス。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１にかかわる無線通信ネットワークの基本制御構成を示している。図中、１〜３はそれぞれ基地局（１）〜基地局（３）、４〜６はそれぞれ基地局（１）１〜基地局（３）３が通信サービスを行うサービスエリア、１１〜１５はそれぞれ端末（１）〜端末（５）、２０はネットワーク、２１はモバイルネットワークゲートウエイ、２２はサーバ又はインターネットをそれぞれ示している。図１では端末が通信接続を行うための基地局（例えば、基地局（１）１〜基地局（３）３）が複数局配置されており、複数の基地局（１）１〜基地局（３）３はネットワーク２０を介して相互に通信することができる。ここで、ネットワーク２０は有線回線であっても無線回線であってもかまわない。また、複数の基地局（１）１〜基地局（３）３はネットワーク２０を介してモバイルネットワークゲートウェイ２１にリンクされている。モバイルネットワークゲートウェイ２１の一方の端にはサーバまたはインターネット２２が接続されている。端末（１）１１〜端末（５）１５の各々は基地局、ネットワーク２０、モバイルネットワークゲートウェイ２１を介してインターネット２２への接続が可能となる。
【００１２】
図２は図１に示した無線通信ネットワークにおける複数基地局のうちの一つの基地局の構成を示す図である。図中、３０は隣接基地局監視部、３１は運用状態決定部、３２はネットワークアクセス部、３３はベースバンドモジュール部、３４はＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）モジュール部、３５はアンテナ、３６はネットワークインタフェース、３７は無線リソース制御・測定部、３８は信号処理部、３９はＲＦ変換部をそれぞれ示している。
【００１３】
隣接基地局監視部３０には無線通信ネットワークにおいて接続された隣接する基地局（以下、隣接基地局）の状態を監視する機能及び監視テーブルが格納されている。運用状態決定部３１には自局または前記隣接基地局の稼働または停止を決定し、隣接基地局との間で必要な制御を行うための機能が格納されている。ネットワークアクセス部３２はネットワークからの信号を受信し、その信号の種類に応じて隣接基地局監視部３０または運用状態決定部３１またはベースバンドモジュール部３３に転送する。ベースバンドモジュール部３３ではネットワークからの信号をネットワークアクセス部３２を介してネットワークインタフェース３６で受信し、無線リソース制御・測定部３７でスケジューリングを行った後、信号処理部３８で変調を行う。さらに、ＲＦ変換部３９によってＲＦ信号に変換した後、ＲＦモジュール部３４に転送してアンテナ３５から端末へ信号を送信する。
【００１４】
一方、端末から信号を受信する際には、ＲＦモジュール部３４およびアンテナ３５を介して受信した信号をもとにベースバンドモジュール部３３において受信処理を行い、ネットワークアクセス部３２へ信号を送信する。また、ネットワークアクセス部３２は隣接基地局監視部３０または運用状態決定部３１またはベースバンドモジュール部３３から受信した信号をネットワークに向けて送信する。
【００１５】
実施の形態１〜３における電力制御では、図２に示される隣接基地局監視部３０において隣接基地局の状態が監視され、運用状態決定部３１において各基地局が送信する電力または各基地局の運用状態（運用または停止）が決定される。さらに、運用状態決定部３１は送信すべき電力値をベースバンドモジュール部３３内のＲＦ変換部３９に通知し、ＲＦ変換部３９が送信信号の送信電力を通知された電力値に設定することによって送信電力制御が実施される。
【００１６】
また、各基地局の隣接基地局監視部３０はネットワークアクセス部３２、ネットワークを介して隣接基地局と逐次交信を行っており、隣接基地局の稼働状態を監視している。具体的には、基地局は隣接基地局の稼働状態を認識するために隣接基地局に稼働状態に関する問い合せを行う。隣接基地局はその問い合せに対して所定時間内に稼働状態であることを前記基地局に返信する。隣接基地局が停止状態にある場合には、所定時間内に基地局への返信は行われない。しかし、前記基地局は所定時間内に返信がないことによって隣接基地局が停止状態であることを認識することができる。ここで、「稼働状態」とは基地局が運用され、基地局のサービスエリア内にある待ち受け端末及び通信中の端末をサポートしている状態を表す。また、「停止状態」とはその基地局が運用を停止している状態であり、基地局は信号送信及び基地局での信号受信を行わず、サービスエリア内の待ち受け端末及び通信端末をサポートしていない状態を表す。
【００１７】
また、別の方法として、稼働状態にある各基地局が隣接基地局へ稼働状態であることを定期的に通知することも可能である。稼働状態から停止状態に移行する際には、基地局は隣接基地局に停止状態に移行することを通知しても構わない。このような制御により、基地局は隣接基地局が稼働状態にあるか停止状態にあるかを把握でき、隣接基地局を監視することができる。
【００１８】
各基地局の隣接基地局監視部３０は隣接基地局の稼働状態を監視し、その結果を隣接基地局管理テーブルとして保持する。図３は隣接基地局監視部３０内に格納されている隣接基地局管理テーブルの一例を示す。ここでは、隣接基地局が３つある場合を示すが、隣接基地局は３つに限らない。隣接基地局管理テーブルでは、隣接基地局の状態が「稼動状態」または「停止状態」として記憶されている。また、各基地局の隣接基地局監視部３０では、隣接基地局の稼働状況を監視している。図３では、隣接基地局番号１が稼働状態、隣接基地局番号２が停止状態、隣接基地局番号３が稼働状態であることが示されている。基地局はこの管理テーブルに基づき隣接基地局の稼働状態を認識できる。
【００１９】
このような環境において、本実施の形態では、第１の基地局のサポートするデータ量または端末数が増加し、第１の基地局で使用する平均無線リソース量が一定閾値を超えた場合に、停止状態にある隣接基地局（第２の基地局）を稼働する制御を行う。ここで「無線リソース」とは、たとえば周波数、時間、拡散符号などを用いて端末との接続に用いられる無線資源の量を表す。すなわち、通信に用いられている一定帯域幅を有する通信チャネルの数、時間スロットの数、拡散符号の利用数などとして表される。平均無線リソース使用量が増加することは、第１の基地局配下の端末の増加あるいはトラヒック量の増加を意味する。具体的には、基地局の使用する平均無線リソース量が一定閾値以上の場合に、隣接基地局を稼働する制御が行われる。このような構成により、省電力管理ノードを必要とすることなく、複数の基地局が互いに分散制御によって隣接する基地局を起動することができる。
【００２０】
図４は上述の制御を実現する第１の基地局での動作をフローチャートとして示している。第１の基地局は測定手段である無線リソース制御・測定部３７においてまず無線リソース使用量を測定し、所定時間における無線リソース使用量の平均である平均無線リソース使用量を求める（Ｓ０００１）。次に、第１の基地局は決定手段である運用状態決定部３１において、無線リソース制御・測定部３７から通知された平均無線リソース使用量と閾値を比較し（Ｓ０００２）、平均無線リソース使用量が閾値を超えた場合には、図３に示す隣接基地局管理テーブルの中から停止状態にある第２の基地局（隣接基地局）を検索する（Ｓ０００３）。ここで、閾値は前もって適切な値に設定されている。前記テーブル内で停止状態にある第２の基地局（隣接基地局）が存在する場合には（Ｓ０００４）、監視手段である隣接基地局監視部３０は停止状態にある第２の基地局（隣接基地局）に稼動要求信号を送信（Ｓ０００５）する。ここで、停止状態にある第２の基地局（隣接基地局）が複数存在する場合には、そのうちの一つを選定して稼動要求信号を送信してもよいし、停止状態にある全ての第２の基地局（隣接基地局）に稼動要求信号を送信しても構わない。また、隣接基地局管理テーブルにおいて、稼動要求信号を送信した第２の基地局（隣接基地局）の状態を「稼動状態」に変更する（Ｓ０００６）。ステップＳ０００２において平均無線リソース使用量が閾値を超えない場合は、所定の測定時間間隔の待ち合わせを行った後に（Ｓ０００７）、再び平均無線リソース使用量の測定（Ｓ０００１）を実施する。上述のステップＳ０００６において、第２の基地局（隣接基地局）が稼動要求信号の受信に対して応答信号を返信する場合には、第１の基地局は応答信号を受信した段階で、隣接基地局管理テーブルにおける隣接基地局の状態を「稼動状態」に変更しても構わない。
【００２１】
図５は稼働要求信号のメッセージフォーマット例を示す。図５では、一例としてＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットのペイロードに「起動要求コマンド」を含むメッセージフォーマットを示している。この他に、稼働要求信号のフォーマットはＩＰ(Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｃｔｏｃｏｌ)パケット形式のデータとする構成も可能であり、いかなるフォーマットでも構わない。
【００２２】
図６は停止状態における第２の基地局が稼動要求信号を受信する場合の動作を示すフローチャートである。停止状態にある第２の基地局は第１の基地局からの稼動要求信号を待ち受ける（Ｓ０１０１）。第２の基地局の運用状態決定部では、第１の基地局からネットワーク、ネットワークアクセス部を介して稼動要求信号を受信すると、第２の基地局を稼動状態に遷移する（Ｓ０１０３）。なお、第２の基地局の構成及び運用状態決定部は図示されていないが、図２に示す第１の基地局と同じ構成を有している。また、第２の基地局は稼動要求信号を受信しなかった場合は待ち受け状態を継続する（Ｓ０１０１）。稼動要求信号を受信して稼動状態となった場合には、稼動要求信号を送信した第１の基地局に応答を返す構成とすることもできる。
【００２３】
図７は基地局が稼動している状態において、平均無線リソース使用量が閾値を超えた場合の動作シーケンスを示している。図中、基地局１において平均無線リソース使用量が閾値を超えたと判定された場合、基地局１は停止状態の隣接基地局ＡおよびＢに対して稼動要求信号を送信する。ここでは、停止状態にある複数の隣接基地局に対して稼動要求信号を送信する構成を示しているが、そのうちの一つを選定して稼動要求信号を送信しても構わない。稼動要求信号を受信した隣接基地局は起動して稼動状態に遷移する。このような構成により、隣接基地局は稼働状態に円滑に移行できる。
【００２４】
図８は本実施の形態を適用した場合のサービス提供エリアの変化である。図中、４１、４４は基地局、４２、４３は端末を表している。また、実線で表された基地局は稼働中の基地局であり、破線で表された基地局は停止中の基地局である。稼動中の基地局４１に隣接する停止中の基地局４４が稼動状態に遷移することにより、サービス提供を行う基地局の個数が増加する。その結果、多くの基地局が稼動する環境では、全サービスエリアを多くの基地局で分割してサポートするため、基地局１つあたりのサービスエリアは小さくなる。その結果、各基地局は基地局近傍の端末のみをサポートする構成となる。具体的に、図８では隣接基地局が停止している環境では基地局４１は端末４２、４３をサポートしているが、隣接基地局が稼働している環境では基地局４１は近傍の端末４３のみをサポートしている。このような構成により、ネットワーク全体として、より多くの端末あるいはトラヒックを収容しやすい構成とすることができる。
【００２５】
以上に記載されるように、本実施の形態の構成によれば、複数の基地局が互いに分散制御によって隣接する基地局を起動することができる。そのため、複数の基地局を集中的に制御するための省電力管理ノードを設置する必要はない。その結果、省電力管理ノードを別途製造するコストを削減でき、省電力管理ノードを配置するためのスペースを不要とできる。
【００２６】
また、本実施の形態によれば、停止状態にある第２の基地局（隣接基地局）を必要が生じた場合にのみ稼働させることができる。その結果、第２の基地局を常時稼働する場合に比べてネットワーク全体での消費電力を低減できる。このように本実施の形態に基づき分散制御を行うことにより、ネットワーク全体の省電力化を実現することができる。
【００２７】
また、異なる形態として、第１の基地局が稼動している状態において平均無線リソース使用量が別のある閾値を下回った場合に、第１の基地局の稼動を停止する構成を実現することもできる。具体的に、第１の基地局は運用状態決定部３１において無線リソース制御・測定部３７から通知された平均無線リソース使用量と閾値を比較し、平均無線リソース使用量が閾値を下回った場合に第１の基地局の運用を停止する。このように、自局で使用されている無線リソース量に応じて自局または前記隣接基地局の稼働または停止を決定することにより、ネットワーク全体の省電力化を実現できる。
【００２８】
実施の形態２．
実施の形態１では基地局の使用する平均無線リソース量が多い場合に隣接基地局を稼働する方法を示した。これに対して、実施の形態２ではサービスエリア内にある待ち受け端末数が一定閾値を下回る場合に稼働を停止する基地局の制御を開示する。このような制御により、サポートする待ち受け端末数が少ない基地局を効率的に停止状態とすることで、ネットワーク全体の基地局の省電力化を図ることを目的とする。
【００２９】
図９は本発明の実施の形態２にかかわる無線通信ネットワークにおいて稼働状態にある基地局の動作をフローチャートとして示している。基地局の構成は実施の形態１と同様なので説明を省略する。
【００３０】
図９に記載された制御について説明する。第１の基地局は図２の無線リソース制御・測定部３７においてまずサービスエリア内にある待ち受け端末数を測定し、待ち受け端末数の一定時間内の平均をとることにより、平均待ち受け端末数を求める（Ｓ０２０１）。第１の基地局は隣接基地局監視部３０内において、無線リソース制御・測定部３７から通知された平均待ち受け端末数と閾値を比較し（Ｓ０２０２）、平均待ち受け端末数が閾値を下回る場合には、図３に示した隣接基地局管理テーブルから稼働中の第２の基地局（隣接基地局）を求める（Ｓ０２０３）。さらに、第２の基地局（隣接基地局）に「停止遷移通知」信号を送信して、第１の基地局が停止状態に移行することを通知する（Ｓ０２０４）。その後、第１の基地局はその基地局配下の待ち受け端末のハンドオーバ処理を実行した後（Ｓ０２０５）、「停止状態」に遷移する（Ｓ０２０６）。平均待ち受け端末数が閾値よりも大きい場合には、第１の基地局の稼働を維持する。その場合には、所定時間の待ち合わせを行い（Ｓ０２０７）、再び平均待ち受け端末数の測定を実施する（Ｓ０２０１）。
【００３１】
このような制御により、待ち受け端末数が少ない基地局の電源を効率的に停止し、基地局の省電力化を図ることができる。なお、ステップＳ０２０５において基地局配下の待ち受け端末のハンドオーバ処理を実行するにあたっては、さまざまな方法が考えられる。例えば、第１の基地局は待ち受け端末に「停止状態」に遷移することを通知して、ハンドオーバ処理を行うよう要求する方法がある。その要求を受けた待ち受け端末は適した周辺基地局（第２の基地局を含む）を探索してハンドオーバ処理を行うことにより、周辺基地局へのハンドオーバを行う。また、別の方法として、第１の基地局が各待ち受け端末に適した周辺基地局を個別に検索した後、各待ち受け端末にハンドオーバ先の基地局を通知する形式でハンドオーバを指示することもできる。ハンドオーバの指示を受けた待ち受け端末はハンドオーバを実行する。
【００３２】
図１０は「停止遷移通知」を受信する第２の基地局における動作をフローチャートとして表している。図１０において、第２の基地局は第１の基地局（隣接基地局）からの「停止遷移通知」を待ち受け（Ｓ０３０１）、「停止遷移通知」を受領した場合には隣接基地局管理テーブルにおいて第１の基地局（隣接基地局）の状態を「停止状態」とする（Ｓ０３０３）。また、「停止遷移通知」を受領しない場合には、第１の基地局が「稼働状態」であることを継続的に維持する。
【００３３】
隣接基地局管理テーブルにおいて隣接基地局の状態が「停止状態」の場合には、停止状態にある隣接基地局への端末のハンドオーバを禁止する処置をとることができる。具体的には、基地局は停止状態にある隣接基地局へのハンドオーバの禁止を端末に通知し、その通知を受けた端末は停止状態にある隣接基地局へのハンドオーバを取り止め、他の基地局へのハンドオーバを行う。また、第２の基地局（隣接基地局）は第１の基地局の電源が停止されることに対応して、サービスエリアを補完するための送信電力の変更、アンテナ放射パターンの変更などの必要な措置を行っても構わない。
【００３４】
図１１は停止遷移通知信号のメッセージフォーマット例を示す。図１１では、一例としてＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットのペイロードに「停止遷移通知コマンド」を含むメッセージフォーマットを示している。停止遷移通知信号のフォーマットはＩＰ(Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)パケット形式のデータとする構成も可能であり、いかなるフォーマットでも構わない。
【００３５】
図１２は稼動状態において配下の待ち受け端末が閾値を下回った場合の動作シーケンスを示している。図中、基地局１において待ち受け端末数が閾値以下と判定された場合、基地局１は隣接機局ＡおよびＢに対し「停止遷移通知」を送信する。それを受信した隣接基地局ＡおよびＢは隣接基地局状態テーブルを更新する。
【００３６】
図１３は本実施の形態による基地局のサービス提供エリアの変化である。図中、５１、５４は基地局、５２、５３は端末を示している。図中、実線で表された基地局は稼働中の基地局であり、破線で表された基地局は停止中の基地局である。稼動中の基地局５１に隣接する基地局５４が停止状態に遷移することにより、サービス提供を行う基地局の個数が減少する。その結果、全サービスエリアを少ない基地局で分割してサポートすることとなり、基地局１つあたりのサービスエリアは大きくなる。また、各基地局は広いサービスエリアをサポートする構成となる。このような構成により、ネットワーク全体において運用基地局数を低減し、少ない基地局数で端末あるいはトラヒックを収容することにより、ネットワーク全体における消費電力を低減することができる。
【００３７】
以上に記載されるように、本実施の形態の構成によれば、複数の基地局が互いに分散的な制御に基づき基地局を停止することができる。また、基地局が停止した場合の処置を隣接基地局に通知することができる。そのため、複数の基地局を集中的に制御するための省電力管理ノードを設置する必要はない。従って、省電力管理ノードを別途製造するコストを削減でき、省電力管理ノードを配置するためのスペースを不要とできる。本実施の形態の構成では、通常の基地局装置の分散制御に基づき、ネットワーク全体の省電力化を効率的に実現することができる。
【００３８】
また、上述の形態とは逆の場合として、第１の基地局が稼動している状態において配下の待ち受け端末が別のある閾値を上回った場合に停止中の隣接基地局を稼動することもできる。その結果、通常の基地局装置の分散制御に基づき、ネットワーク全体の省電力化を効率的に実現することができる。
【００３９】
実施の形態３．
本実施の形態では、サービスエリア内にある待ち受け端末数がある一定閾値以上の場合には稼働を継続し、待ち受け端末数が一定閾値を下回る場合には基地局が送信電力を徐々に低下することにより稼働を停止する。このような制御により、待ち受け端末数が少ない基地局の電源を効率的に停止し、かつ基地局が送信電力を徐々に低下する期間において待ち受け端末が円滑にハンドオーバをすることにより、ネットワーク全体の基地局の省電力化を図ることを目的とする。
【００４０】
図１４は本発明の実施の形態３にかかわる無線通信ネットワークの基本制御構成を示しており、稼働状態にある基地局の動作をフローチャートとして示している。基地局の構成は実施の形態１と同様なので説明を省略する。
【００４１】
図１４において、第１の基地局はサービスエリア内にある待ち受け端末数をある一定時間平均化することにより、平均待ち受け端末数を求める（Ｓ０４０１）。次に、平均待ち受け端末数と閾値を比較し（Ｓ０４０２）、平均待ち受け端末数が閾値を下回った場合には、送信電力が０になるまで所定の時間間隔で送信電力を所定電力Δだけ低下させる（Ｓ０４０５）。ここで、所定の時間間隔としては１秒、１０秒など、所定電力Δに関しては、１ｄＢ、３ｄＢなどの値が考えられる。この間に、待ち受け中の端末に発信あるいは着信があった場合（Ｓ０４０４）は、無線リソース制御・測定部３７内にある検出手段（図２では図示されていない）において待ち受け中の端末からの発信あるいは待ち受け端末への着信を検出し、無線リソース制御・測定部３７内にある移行停止手段（図２では図示されていない）によって第１の基地局の送信電力を稼働状態の通常レベルに戻し（Ｓ０４１０）、通常の稼働状態に戻る。また、送信電力が０となった場合には（Ｓ０４０６）、隣接基地局管理テーブルから稼働中の第２の基地局（隣接基地局）を求め（Ｓ０４０８）、第２の基地局（隣接基地局）に「停止遷移通知」信号を送信することで第１の基地局が停止状態に移行することを通知する（Ｓ０４０９）。その後に、第１の基地局は「停止状態」に遷移する。ステップＳ０４０２において平均待ち受け端末数が閾値を超えない場合は、所定の時間待ち合わせを行い（Ｓ０４０３）、再び平均待ち受け端末数の測定を実施する（Ｓ０４０１）。
【００４２】
このような制御により、待ち受け端末数が少ない基地局の電源を効率的に停止し、省電力化を図ることができる。また、送信電力を徐々に低下させる間に、端末はハンドオーバにより基地局を変更することができる。具体的に、端末は各基地局から送信されるパイロット信号の受信電力を測定し、接続中の基地局からのパイロット信号の受信電力が周辺基地局からのパイロット信号の受信電力よりも低くなった場合には、周辺基地局へのハンドオーバ処理を行う。このように基地局の送信電力を瞬時に切るのではなく、送信電力を徐々に低下させることによって、端末が発信・受信機能を維持しながら円滑にハンドオーバ処理を行える。その結果、基地局が電力を停止する過程においても、端末は継続的にサービスを受けることができる。
【００４３】
図１５は稼動状態において配下の平均待ち受け端末数が閾値を下回った場合の基地局の動作シーケンスを示している。基地局１において平均待ち受け端末数が閾値を下回った場合、基地局１は隣接基地局ＡおよびＢに対し「停止遷移通知」を送信する。それを受信した稼働中の隣接基地局ＡおよびＢは隣接基地局状態テーブルに記載された基地局１の状態を「稼働状態」から「停止状態」に更新する。
【００４４】
隣接基地局管理テーブルにおいて隣接基地局の状態が「停止状態」の場合には、停止状態にある隣接基地局への端末のハンドオーバを禁止する処置をとることができる。停止状態にある隣接基地局への端末のハンドオーバの禁止処置を受けた端末は停止状態にある隣接基地局へのハンドオーバを取り止め、他の基地局へのハンドオーバを行う。また、第２の基地局（隣接基地局）は第１の基地局の電源が停止されることに対応して、サービスエリアを補完するための送信電力の変更、アンテナ放射パターンの変更などの必要な措置を行っても構わない。
【００４５】
図１６は本実施の形態による基地局のサービス提供エリアの変化を示している。図中、実線で表された基地局は稼働中の基地局であり、破線で表された基地局は停止状態に移行する基地局である。ネットワーク内において一部の基地局が停止状態に遷移することにより、サービス提供を行う基地局の個数が減少する。その結果、全サービスエリアを少ない基地局で分割してサポートすることとなり、基地局１つあたりのサービスエリアは大きくなる。このような構成により、稼動中の基地局が送信電力を徐々に低下させて停止状態に遷移することで基地局数を低減させ、無線通信インフラ全体の消費電力を低下させることができる。また、送信電力を徐々に低下させる間に、待ち受け端末を他の基地局にハンドオーバさせることで、端末の発着呼が不可能となる状態を回避できる。
【００４６】
本実施の形態によれば分散制御によって基地局を停止できるため、集中制御を実現するノードがなくてもネットワーク全体の省電力化を実現できる。また、送信電力が徐々に低下している間に端末は接続基地局を切り替えられる（ハンドオーバできる）ため、端末は継続的にサービスを受けることができる。
【００４７】
実施の形態４．
図１７は本発明の実施の形態４にかかわる無線通信ネットワークの基本制御構成を示している。
【００４８】
本実施の形態は従来技術と基本的に同じネットワーク構成を有するが、稼動状態から「停止状態」に遷移するにあたり送信電力を徐々に低下する機能を備えている点、その時間内に発信・着信があった場合に停止状態への遷移をキャンセルする機能を備えている点で従来技術と異なる。
【００４９】
図１７のネットワーク構成では、図１のネットワーク構成にさらに省電力スケジューリングを行なう省電力管理ノードが追加されている。図１８は本実施の形態において用いられる基地局構成を示している。図１８の基地局構成は図２の基地局構成において隣接基地局監視部３０、運用状態決定部３１が省電力制御部４０に置きかえられている。
【００５０】
図１９は稼動状態における基地局の動作を示すフローチャートである。基地局は省電力管理ノードから「停止遷移通知」を待ち受ける（Ｓ０５０１）。「停止遷移通知」を受信した場合（Ｓ０５０２）、基地局はネットワークアクセス部３２を介して省電力制御部４０において「停止遷移通知」を認識し、省電力制御部４０は送信電力が０になるまで所定の時間周期Ｔの間隔で送信電力を所定電力Δずつ低下させる。具体的にはまず送信電力を所定電力Δ低下させ（Ｓ０５０４）、送信電力が０でなければ（Ｓ０５０５）、一定時間時間周期Ｔ待機した後に（Ｓ０５０６）、再び送信電力を所定電力Δ低下させる（Ｓ０５０４）。ここで、所定の時間間隔Ｔとしては１秒、１０秒など、所定電力Δに関しては、１ｄＢ、３ｄＢなどの値が考えられる。送信電力が０となれば（Ｓ０５０５）、「停止完了」を省電力管理ノードに通知し（Ｓ０５０７）、停止状態に遷移する。この送信電力を低下する過程において待ち受け中の端末に発信あるいは着信があった場合は（Ｓ０５０３）、送信電力を稼働状態の通常レベルに戻し（Ｓ０５０８）、省電力管理ノードに「停止拒否」を通知したうえで（Ｓ０５０９）、通常の稼動状態に遷移し、省電力管理ノードから「停止遷移通知」を待ち受ける（Ｓ０５０１）。
【００５１】
図２０は稼動状態の基地局が省電力管理ノードから「停止指示」を受領し、送信電力を徐々に低下して０とした後に、省電力管理ノードに「停止完了」メッセージを送信するシーケンスを示している。
【００５２】
本実施の形態によれば、送信電力が徐々に低下している間に端末はハンドオーバにより基地局を変更できる。その結果、送信電力が低下する期間内においても、端末は継続的にサービスを受けることができる。また、端末からの発信もしくは端末からの着信があった場合には、通常の稼動状態に戻ることにより、安定したサービスを提供することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１〜３：基地局
４〜６：サービスエリア
１１〜１５：端末
２０：ネットワーク
２１：モバイルネットワークゲートウエイ
２２：サーバ又はインターネット
２３：省電力管理ノード
３０：隣接基地局監視部
３１：運用状態決定部
３２：ネットワークアクセス部
３３：ベースバンドモジュール部
３４：ＲＦモジュール部
３５：アンテナ
３６：ネットワークインタフェース
３７：無線リソース制御・測定部
３８：信号処理部
３９：ＲＦ変換部
４０：省電力制御部
４１、４４：基地局
４２、４３：端末
５１、５４：基地局
５２、５３：端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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