(57)【要約】【課題】周波数資源の有効利用を図りつつ、マクロセルのトラフィックをフェムトセルへ優先的に分散させる。【解決手段】フェムトセル基地局は、周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルＣＨ１の帯域幅Ｗ１、中心周波数ｆ１、及び優先度Ｐ１に関する報知情報を周辺のマクロセル基地局から受信し、Ｗ１＞Ｗ２かつｆ１≠ｆ２かつＰ１＜Ｐ２の条件を満たすように、フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルＣＨ２の帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２、及び優先度Ｐ２を設定する。【選択図】図２
2014107821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＴＥ方式の通信サービスを提供するフェムトセル基地局であって、
周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの帯域幅、中心周波数、及び優先度に関する報知情報を前記周辺のマクロセル基地局から受信する受信手段と、
Ｗ１を前記周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの帯域幅、
Ｗ２を前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの帯域幅、
ｆ１を前記周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの中心周波数、
ｆ２を前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの中心周波数、
Ｐ１を前記周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの優先度、
Ｐ２を前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの優先度、としたときに、Ｗ１＞Ｗ２かつｆ１≠ｆ２かつＰ１＜Ｐ２の条件を満たすように、前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの帯域幅、中心周波数、及び優先度を設定する設定手段と、
を備えるフェムトセル基地局。
【請求項２】
請求項１に記載のフェムトセル基地局であって、
前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの帯域幅は、ＬＴＥ方式の通信規格で使用が定められている複数の異なる帯域幅のうち、前記周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの帯域幅より狭帯域であり、かつ最も広帯域の帯域幅である、フェムトセル基地局。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のフェムトセル基地局であって、
前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの帯域幅、中心周波数、及び優先度に関する情報を前記周辺のマクロセル基地局に通知する通知手段を更に備える、フェムトセル基地局。
【請求項４】
ＬＴＥ方式の通信サービスを提供するフェムトセル基地局とその周辺のマクロセル基地局とを備える移動通信システムであって、
前記フェムトセル基地局は、
前記周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの帯域幅、中心周波数、及び優先度に関する報知情報を前記周辺のマクロセル基地局から受信する受信手段と、
Ｗ１を前記周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの帯域幅、
Ｗ２を前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの帯域幅、
ｆ１を前記周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの中心周波数、
ｆ２を前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの中心周波数、
Ｐ１を前記周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの優先度、
Ｐ２を前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの優先度、としたときに、Ｗ１＞Ｗ２かつｆ１≠ｆ２かつＰ１＜Ｐ２の条件を満たすように、前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの帯域幅、中心周波数、及び優先度を設定する設定手段と、
前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの帯域幅、中心周波数、及び優先度に関する情報を前記周辺のマクロセル基地局に通知する通知手段とを備え、
前記周辺のマクロセル基地局は、前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの帯域幅、中心周波数、及び優先度に関する情報を移動機に報知する報知手段を備える、移動通信システム。
【請求項５】
周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの帯域幅、中心周波数、及び優先度に関する報知情報を前記周辺のマクロセル基地局から受信し、
Ｗ１を前記周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの帯域幅、
Ｗ２を前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの帯域幅、
ｆ１を前記周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの中心周波数、
ｆ２を前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの中心周波数、
Ｐ１を前記周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの優先度、
Ｐ２を前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの優先度、としたときに、Ｗ１＞Ｗ２かつｆ１≠ｆ２かつＰ１＜Ｐ２の条件を満たすように、前記フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルの帯域幅、中心周波数、及び優先度を設定する、ＬＴＥチャネル設定方法。
【請求項６】
請求項５に記載のＬＴＥチャネル設定方法をフェムトセル基地局に実行させるためのＬＴＥチャネル設定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＴＥチャネルを設定するためのフェムトセル基地局、移動通信システム、方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰフォーラムでは、利用者宅内、オフィス内などに設置可能な小型基地局の標準化が行なわれている。この小型基地局は、ユーザによって宅内や小規模オフィス等に設置され、ＡＤＳＬや光ファイバ回線等のブロードバンド回線を用いてコアネットワークに接続する。このような小型基地局は、フェムト基地局と呼ばれている。また、フェムトセル基地局が形成するカバレッジエリアは、マクロセル基地局が形成するカバレッジエリアであるマクロセルより狭いため、フェムトセルと呼ばれている。近年、スマートフォン等の高機能携帯電話の普及に伴い、トラフィックが無線回線容量を圧迫しつつある状況に鑑み、マクロセルのトラフィックをフェムトセルに分散させることが検討されている（トラフィックオフロード）。マクロセルのトラフィックをフェムトセルに分散させる仕組みとして、例えば、フェムトセルの通信チャネルの優先度をマクロセルの通信チャネルの優先度より高く設定し、マクロセルよりもフェムトセルへ優先的に移動機が接続するように促す仕組みが考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ＬＴＥ方式の通信規格では、同一の中心周波数を有する二つの帯域に異なる優先度を設定することが許容されていないため、マクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの中心周波数と、フェムトセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの中心周波数が同一である場合、フェムトセルのＬＴＥチャネルの優先度をマクロセルのＬＴＥチャネルの優先度より高く設定し、マクロセルよりもフェムトセルへ優先的に移動機が接続するように促すことができない。フェムトセルのＬＴＥチャネルの優先度をマクロセルのＬＴＥチャネルの優先度より高く設定するために、マクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルの帯域外にフェムトセル用の優先チャネルを設けることは、周波数資源の有効利用の観点から望ましくない。
【０００４】
そこで、本発明は、周波数資源の有効利用を図りつつ、マクロセルのトラフィックをフェムトセルへ優先的に分散させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明に係わるフェムトセル基地局は、周辺のマクロセル基地局が運用しているＬＴＥチャネルＣＨ１の帯域幅Ｗ１、中心周波数ｆ１、及び優先度Ｐ１に関する報知情報を周辺のマクロセル基地局から受信する受信手段と、Ｗ１＞Ｗ２かつｆ１≠ｆ２かつＰ１＜Ｐ２の条件を満たすように、フェムトセル基地局が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルＣＨ２の帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２、及び優先度Ｐ２を設定する設定手段とを備える。ＬＴＥ方式の通信規格では、同一の中心周波数を有する二つの帯域に異なる優先度を設定することが許容されていないため、ｆ１≠ｆ２とすることにより、優先度がＰ１＜Ｐ２となるように設定できる。これにより、マクロセルのトラフィックをフェムトセルへ優先的に分散させることができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、周波数資源の有効利用を図りつつ、マクロセルのトラフィックをフェムトセルへ優先的に分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係わる移動通信システムの全体構成図である。
【図２】本実施形態に係わるＬＴＥチャネルの設定方法の概略を示す説明図である。
【図３】本実施形態に係わるＬＴＥチャネルの設定方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態に係わるフェムトセル基地局の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】本実施形態に係わるマクロセル基地局の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、各図を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係わる移動通信システム１００の全体構成図である。移動通信システム１００は、主として、フェムトセル基地局１０とその周辺のマクロセル基地局３０とを備えており、第四世代の移動通信サービスとしてＬＴＥ方式の通信サービスを移動機２０に提供する。移動機２０は、例えば、スマートフォン等の高機能携帯電話機である。移動通信制御局６０は、マクロセル基地局３０に接続しており、移動機２０の発着信、リセレクション又はハンドオーバー時に、無線回線制御や呼処理等を行う。コアネットワーク５０は、移動機２０を位置登録するためのロケーションレジスタ５１を備えている。マクロセル３０Ａは、マクロセル基地局３０の送信電波が届くカバレッジエリアである。フェムトセル１０Ａは、フェムトセル基地局１０の送信電波が届くカバレッジエリアであり、その範囲はマクロセル３０Ａよりも狭い。フェムトセル基地局１０は、ブロードバンド回線４１に接続されており、移動機２０によるインターネット網４０を介しての通話を中継する。ブロードバンド回線４１は、例えば、非対称デジタル加入者線、光ファイバ又は同軸ケーブル等の高速データ回線である。インターネット網４０は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルに準拠したネットワークである。フェムトセル制御局７０は、インターネット網４０を介してフェムトセル基地局１０を制御しており、フェムトセル基地局１０を介した移動機２０の接続制御を行う。フェムトセル制御局７０は、ゲートウェイ５２を介してコアネットワーク５０に接続している。
【０００９】
マクロセル基地局３０は、例えば、地域毎に異なる帯域でＬＴＥ方式の通信サービスを提供している。例えば、ある地域では１０ＭＨｚの帯域でＬＴＥ方式の通信サービスが提供され、他の地域では５ＭＨｚの帯域でＬＴＥ方式の通信サービスが提供されている。マクロセル基地局３０は、ＬＴＥ方式の通信サービスに加えてＷ−ＣＤＭＡ方式の通信サービスを提供してもよい。フェムトセル基地局１０は、可搬性のある小型基地局であるため、フェムトセル基地局１０の周辺のマクロセル基地局３０が提供するＬＴＥ方式の通信サービスがどの帯域を使用しているかは、フェムトセル基地局１０が設置される地域に依存する。
【００１０】
次に、図２を参照しながら、本実施形態に係わるＬＴＥチャネルの設定方法の概略について説明する。ある地域において、マクロセル基地局３０が運用しているＬＴＥチャネルＣＨ１の帯域幅をＷ１、中心周波数をｆ１、及び優先度をＰ１とすると、帯域幅Ｗ１、中心周波数ｆ１、及び優先度Ｐ１に関する情報は、報知情報の一つであるＳＩＢ１９と呼ばれるシステム情報ブロックに格納されてマクロセル基地局３０から報知されている。フェムトセル基地局１０は、マクロセル基地局３０から送信される電波をサーチし、ＳＩＢ１９を受信することにより、周辺のマクロセル基地局３０が運用しているＬＴＥチャネルＣＨ１の帯域幅Ｗ１、中心周波数ｆ１、及び優先度Ｐ１を取得及び認識することができる。
【００１１】
フェムトセル基地局１０が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルＣＨ２の帯域幅をＷ２、中心周波数をｆ２、及び優先度をＰ２とすると、フェムトセル基地局１０は、Ｗ１＞Ｗ２かつｆ１≠ｆ２かつＰ１＜Ｐ２の条件を満たすようにＬＴＥチャネルＣＨ２の帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２、及び優先度Ｐ２を設定する。ＬＴＥ方式の通信規格では、同一の中心周波数を有する二つの帯域に異なる優先度を設定することが許容されていないため、ｆ１≠ｆ２とすることにより、優先度がＰ１＜Ｐ２となるように設定できる。但し、帯域幅Ｗ２は、帯域幅Ｗ１より狭いだけでなく、帯域幅Ｗ１の範囲内にあることが望ましい。これにより、ＬＴＥチャネルＣＨ２と他の通信チャネル（例えば、他社が運用しているＷ−ＣＤＭＡチャネル）との干渉を回避しつつ、周波数資源の有効利用を図ることができる。また、ＬＴＥ方式の通信規格では、複数の異なる帯域幅（例えば、１．４ＭＨｚ、３ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、及び２０ＭＨｚ）の使用が定められており、帯域幅が広くなる程、通信速度が上がる。帯域幅Ｗ２は、ＬＴＥ方式の通信規格で使用が定められている複数の帯域幅の中で帯域幅Ｗ１より狭帯域のものであれば、どれでもよいが、通信速度を考慮すると、帯域幅Ｗ１より狭帯域であり、かつ、ＬＴＥ方式の通信規格上使用が定められている複数の異なる帯域幅の中で最も広帯域の帯域幅であるものが望ましい。
【００１２】
図３は本実施形態に係わるＬＴＥチャネルの設定方法の手順を示すフローチャートである。フェムトセル基地局１０は、周辺のマクロセル基地局３０から報知されているＳＩＢ１９を受信することにより、周辺のマクロセル基地局３０が運用しているＬＴＥチャネルＣＨ１の帯域幅Ｗ１、中心周波数ｆ１、及び優先度Ｐ１を取得及び認識する（ステップ３０１）。フェムトセル基地局１０は、Ｗ１＞Ｗ２かつｆ１≠ｆ２かつＰ１＜Ｐ２の条件を満たすようにＬＴＥチャネルＣＨ２の帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２、及び優先度Ｐ２を設定し（ステップ３０２）、ＬＴＥチャネルＣＨ２の帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２、及び優先度Ｐ２に関する情報を、コアネットワーク５０を介して周辺のマクロセル基地局３０に通知する（ステップ３０３）。マクロセル基地局３０は、自機の周辺に位置する基地局（他のマクロセル基地局３０及びフェムトセル基地局１０）を識別するための周辺セル情報を管理している。周辺セル情報には、基地局のセルの識別子、基地局送信周波数、プライオリティ、及び無線方式種別が含まれる。マクロセル基地局は、新規に運用が開始されるＬＴＥチャネルＣＨ２の帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２、及び優先度Ｐ２に関する情報をフェムトセル基地局１０から受け取ると、自機が管理している周辺セル情報を更新し、新規に運用が開始されるＬＴＥチャネルＣＨ２の帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２、及び優先度Ｐ２に関する情報を移動機２０に報知する。マクロセル基地局３０が運用しているＬＴＥチャネルＣＨ１の優先度Ｐ１よりも、フェムトセル基地局１０が運用しているＬＴＥチャネルＣＨ２の優先度Ｐ２の方が高くなるように設定されているため、マクロセル基地局３０からの報知情報を受け取った移動機２０は、ＬＴＥチャネルＣＨ２を介してフェムトセル基地局１０に優先的に接続する。これにより、マクロセル基地局３０のトラフィックをフェムトセル基地局１０へ優先的に分散させることができる。
【００１３】
図４はフェムトセル基地局１０の構成を示す機能ブロック図である。フェムトセル基地局１０は、アンテナ１１を介して移動機２０と無線通信するための無線通信部１２、各種動作設定等の処理を行う制御部１３、及びインターネット網４０を介してフェムトセル制御局７０に接続するネットワーク通信部１４を備える。無線通信部１２は、所定の通信方式（例えば、ＬＴＥ方式、Ｗ−ＣＤＭＡ方式）で無線通信を行うための高周波回路やベースバンド回路を含む回路基板から構成されており、例えば、ＬＴＥチャネルＣＨ１の帯域幅Ｗ１、中心周波数ｆ１、及び優先度Ｐ１に関する報知情報を周辺のマクロセル基地局３０から受信する受信手段として機能する。制御部１３は、ＣＰＵ及びメモリ等の回路チップから構成されており、例えば、ＬＴＥチャネルＣＨ２の帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２、及び優先度Ｐ２を設定する設定手段として機能する。制御部１３のメモリには、フェムトセル基地局１０に上述のステップ３０１〜３０３を実行させるためのＬＴＥチャネル設定プログラムが格納されている。ネットワーク制御部１４は、ＴＣＰ／ＩＰに準拠したネットワークインタフェース回路等によって構成されており、例えば、ＬＴＥチャネルＣＨ２の帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２、及び優先度Ｐ２に関する情報を、コアネットワーク５０を介して周辺のマクロセル基地局３０に通知する通知手段として機能する。
【００１４】
図５はマクロセル基地局３０の構成を示す機能ブロック図である。マクロセル基地局３０は、アンテナ３１を介して移動機２０と無線通信するための無線通信部３２、通信制御を行う制御部３３、及び移動通信制御局６０に接続するネットワーク通信部３４を備える。無線通信部３２は、所定の通信方式（例えば、ＬＴＥ方式、Ｗ−ＣＤＭＡ方式）で無線通信を行うための高周波回路やベースバンド回路を含む回路基板から構成されており、例えば、ＬＴＥチャネルＣＨ２の帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２、及び優先度Ｐ２に関する情報を移動機２０に報知する報知手段として機能する。制御部１３は、ＣＰＵ及びメモリ等の回路チップから構成されており、例えば、周辺セル情報を管理している。
【００１５】
本実施形態によれば、フェムトセル基地局１０は、周辺のマクロセル基地局３０が運用しているＬＴＥチャネルＣＨ１の帯域幅Ｗ１、中心周波数ｆ１、及び優先度Ｐ１に関する報知情報を周辺のマクロセル基地局３０から受信し、Ｗ１＞Ｗ２かつｆ１≠ｆ２かつＰ１＜Ｐ２の条件を満たすように、フェムトセル基地局１０が新規に運用を開始するＬＴＥチャネルＣＨ２の帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２、及び優先度Ｐ２を設定することにより、周波数資源の有効利用を図りつつ、マクロセル３０Ａのトラフィックをフェムトセル１０Ａへ優先的に分散させることができる。
【符号の説明】
【００１６】
１０…フェムトセル基地局
１０Ａ…フェムトセル
１１…アンテナ
１２…無線通信部
１３…制御部
１４…ネットワーク通信部
２０…移動機
３０…マクロセル基地局
３０Ａ…マクロセル
３１…アンテナ
３２…無線通信部
３３…制御部
３４…ネットワーク通信部
４０…インターネット網
４１…ブロードバンド回線
５０…コアネットワーク
５１…ロケーションレジスタ
５２…ゲートウェイ
【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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