(57)【要約】【課題】フェムトセル内の移動機の在圏数に関わらずハンドオーバーゾーンを略一定にする。【解決手段】フェムトセル基地局１０は、移動機２０と通信するための送信電波を出力する無線通信部１１と、送信電波のカバレッジエリアであるフェムトセル３０内に在圏する移動機２０の数の増減に関する統計的な変動傾向を示す統計情報１４を保持する記憶部１３と、統計情報１４を基に移動機２０のハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御する制御部１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動機と通信するための送信電波を出力する無線通信部と、
前記送信電波のカバレッジエリア内に在圏する移動機の数の増減に関する統計的な変動傾向を示す統計情報を保持する記憶部と、
前記統計情報を基に前記移動機のハンドオーバーゾーンが略一定になるように前記送信電波の出力を制御する制御部と、
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、
前記統計情報は、前記カバレッジエリア内に在圏する前記移動機の数が２４時間を一単位として又は所定期間日数を一単位として周期的に増減することを示す情報である、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、
前記制御部は、前記移動機と前記無線通信部との間の通信の評価指標を更に加味して、前記ハンドオーバーゾーンが略一定になるように前記送信電波の出力を制御する、フェムトセル基地局。
【請求項４】
請求項３に記載のフェムトセル基地局であって、
前記制御部は、前記統計情報と前記評価指標とをそれぞれ重み付け評価した上で前記ハンドオーバーゾーンが略一定になるように前記送信電波の出力を制御する、フェムトセル基地局。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のフェムトセル基地局であって、
前記記憶部は、前記移動機のハンドオーバーの実施の適否を判定する条件を規定するハンドオーバーパラメータを更に保持し、
前記フェムトセル基地局は、前記移動機が前記ハンドオーバーゾーンでハンドオーバーできるように、前記評価指標に基づいて前記ハンドオーバーパラメータをフィードバック補正する補正手段を更に備える、フェムトセル基地局。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうち何れか１項に記載のフェムトセル基地局であって、
前記統計情報は、前記フェムトセル基地局の設置環境に類似する環境に設置されている他のフェムトセル基地局のカバレッジエリア内に在圏する移動機の数の増減に関する統計的な変動傾向を示す統計情報をデフォルト設定情報とする、フェムトセル基地局。
【請求項７】
フェムトセル基地局の送信電波の出力を制御するための出力制御方法であって、
前記送信電波のカバレッジエリア内に在圏する移動機の数の増減に関する統計的な変動傾向を示す統計情報を基に前記移動機のハンドオーバーゾーンが略一定になるように前記送信電波の出力を制御する、出力制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の出力制御方法をフェムトセル基地局に実行させるための出力制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は送信電波の出力を制御するフェムトセル基地局、並びにその出力制御方法及び出力制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
公衆携帯電話通信網を構成するマクロ基地局は、セル半径が数百mから十数km程度のマクロセルをカバレッジエリアとしているが、マクロセル同士の境界領域や、電波の届き難いビルの奥或いは地下では、電波強度が微弱となり、通信し難い場所が生じる。このような通信し難い場所での通信を確保するため、セル半径が数１０m程度のフェムトセルをカバレッジエリアとするフェムトセル基地局が運用されている。マクロ基地局とフェムトセル基地局とが混在する移動通信ネットワークにおいて、マクロセルとフェムトセルとの間の移動機のハンドオーバーを実現する方法に言及した特許文献として、例えば、特開２０１１−０８２６９２号公報が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】特開２０１１−０８２６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フェムトセル基地局は、マクロ基地局に比べて微弱な送信電波を出力しているため、流動的に変化する移動機の在圏数に応じてセルエッジが変動するという現象が生じる。図５を参照してこの現象を説明する。同図において、符号５０は従来のフェムトセル基地局を示し、符号２０は移動機を示し、符号３０はフェムトセルを示し、符号３１はセルエッジを示す。図５（ａ）及び図５（ｂ）におけるフェムトセル基地局５０の送信出力は同じであるが、図５（ｂ）よりも図５（ａ）の方が移動機２０の在圏数が多い。フェムトセル３０内に在圏する移動機２０の数が増加すると、フェムトセル基地局５０の同時通信数の増加に伴ってセル内干渉が増加することによりフェムトセル３０の範囲が狭くなり、その結果、セルエッジ３１が変動する。このような傾向は、フェムトセル基地局５０の送信出力が上限付近に近づくと、顕著に見られる。
【０００５】
フェムトセル３０内に在圏する移動機２０の数の変動傾向には、ある一定の規則性があることが判明している。例えば、フェムトセル基地局５０がオフィスに設置されている場合には、日中になると、移動機２０の在圏数が増加し、夜間になると、移動機２０の在圏数が減少する。フェムトセル基地局５０が飲食店に設置されている場合には、正午前後や夜間の時間帯で移動機２０の在圏数が増加する。フェムトセル３０内に在圏する移動機２０の数の周期的な変動は、セルエッジ３１の周期的な変動をもたらす。
【０００６】
このようなセルエッジの変動は、移動機のハンドオーバーゾーンの不安定化をもたらす要因となる。図６を参照してこの点について説明する。同図のグラフの横軸は、フェムトセル基地局からの距離（Ｌ）を示し、その縦時軸は、希望波１チップ当たりのエネルギー対帯域内受信電力密度比（Ｅｃ／Ｎｏ）を示す。フェムトセルのＥｃ／Ｎｏが閾値ＴＨ２を下回ると、フェムトセルに在圏している移動機の通話が切れてしまい、フェムトセルからマクロセルへのハンドオーバーが困難になる。このため、フェムトセルに在圏している移動機は、フェムトセルのＥｃ／Ｎｏが閾値ＴＨ１を下回る時間がある一定時間継続すると、より通信品質のよいＥｃ／Ｎｏを示すマクロセルへハンドオーバーする。本明細書において、ハンドオーバーゾーンとは、フェムトセルのＥｃ／ＮｏがＴＨ２以上かつＴＨ１以下の範囲を示すものとする。
【０００７】
ここで、符号８１は、フェムトセルのＥｃ／Ｎｏが符号６１に示すグラフのように減衰し、かつマクロセルのＥｃ／Ｎｏが符号７１に示すグラフのように減衰した場合における、移動機のハンドオーバーゾーンを示す。同様に、符号８２は、フェムトセルのＥｃ／Ｎｏが符号６２に示すグラフのように減衰し、かつマクロセルのＥｃ／Ｎｏが符号７２に示すグラフのように減衰した場合における、移動機のハンドオーバーゾーンを示す。フェムトセル内に在圏する移動機の数が増加すると、そのＥｃ／Ｎｏの減衰は大きくなり、例えば、符号６１に示すグラフから符号６２に示すグラフのように遷移する。これに伴い、移動機のハンドオーバーゾーンは、符号８１に示すポイントから符号８２に示すポイントへ遷移する。符号９０は、ハンドオーバーゾーンの変動量を示しており、この変動は、セルエッジの変動に関連している。このようにハンドオーバーゾーンが変動すると、移動機がハンドオーバーに失敗する場合が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は移動機の在圏数に関わらずハンドオーバーゾーンを略一定にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、移動機と通信するための送信電波を出力する無線通信部と、送信電波のカバレッジエリア内に在圏する移動機の数の増減に関する統計的な変動傾向を示す統計情報を保持する記憶部と、統計情報を基に移動機のハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御する制御部とを備える。統計情報から移動機の在圏数を予測できるため、統計情報を基に移動機のハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御することができる。
【００１０】
統計情報は、例えば、カバレッジエリア内に在圏する移動機の数が２４時間を一単位として周期的に増減することを示す情報でもよく、或いはカバレッジエリア内に在圏する移動機の数が所定期間日数（例えば一週間、一ヶ月、一年等）を一単位として周期的に増減することを示す情報でもよい。
【００１１】
制御部は、例えば、移動機と無線通信部との間の通信の評価指標を更に加味して、ハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御してもよい。これにより、ハンドオーバーの成功率を高めることができる。制御部は、統計情報と評価指標とをそれぞれ重み付け評価した上でハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御してもよい。
【００１２】
記憶部は、移動機のハンドオーバーの実施の適否を判定する条件を規定するハンドオーバーパラメータを更に保持してもよい。フェムトセル基地局は、移動機がハンドオーバーゾーンでハンドオーバーできるように、評価指標に基づいてハンドオーバーパラメータをフィードバック補正する補正手段を更に備えてもよい。このようなハンドオーバーパラメータのフィードバック補正により、ハンドオーバーの成功率を高めることができる。
【００１３】
統計情報は、フェムトセル基地局の設置環境に類似する環境に設置されている他のフェムトセル基地局のカバレッジエリア内に在圏する移動機の数の増減に関する統計的な変動傾向を示す統計情報をデフォルト設定情報としてもよい。フェムトセル基地局が設置される環境が類似している場合には、その統計情報も類似する傾向が高いことが判明している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、送信電波のカバレッジエリア内に在圏する移動機の数の増減に関する統計的な変動傾向を示す統計情報から移動機の在圏数を予測できるため、統計情報を基に移動機のハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係わるフェムトセル基地局の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係わる統計情報の一例を示すグラフである。
【図３】本実施形態に係わる統計情報の一例を示すグラフである。
【図４】本実施形態に係わるフェムトセル基地局の送信出力制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】従来のフェムトセル基地局に係わるセルエッジの変動の様子を示す説明図である。
【図６】従来のフェムトセル基地局に係わるハンドオーバーゾーンの変動の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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フェムトセル基地局１０の機能構成を示すブロック図である。フェムトセル基地局１０は、移動機２０と通信するための送信電波を出力する無線通信部１１と、統計情報１４及びハンドオーバーパラメータ１５を保持する記憶部１３と、統計情報１４を基に移動機２０のハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御する制御部１２とを備える。無線通信部１１は、所定の通信方式（例えば、符号分割多重接続方式）で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いる。制御部１２は、ＣＰＵ等の回路チップから構成されている。記憶部１３は、メモリ等の記憶資源から構成されている。統計情報１４は、送信電波のカバレッジエリアであるフェムトセル３０内に在圏する移動機２０の数の増減に関する統計的な変動傾向を示す情報である。ハンドオーバーパラメータ１５は、移動機２０のハンドオーバーの実施の適否を判定する条件を規定するパラメータである。移動機２０は、例えば、スマートフォン等の高機能携帯電話である。
【００１７】
図２は統計情報１４の一例を示すグラフであり、この例では、２４時間を一単位として移動機２０の在圏数が周期的に増減する傾向がある場合を示している。同図のグラフの横軸は時間経過（０時〜２４時）を示し、その縦軸は在圏数を示す。符号４１は、フェムトセル基地局１０がオフィスに設置された場合の在圏数の２４時間の変動傾向を示すグラフであり、符号４２は、フェムトセル基地局１０が飲食店に設置された場合の在圏数の２４時間の変動傾向を示すグラフである。オフィスでは、グラフ４１に示すように、始業時刻から在圏数が０から増加し始め、その後ほぼ一定に推移した後、終業時刻から在圏数が０に向かって減少する。飲食店では、グラフ４２に示すように、開店時刻から在圏数が０から増加し始め、正午前後で一旦ピークに達した後、１５時前後で減少し、その後、１８時前後から再び増加し始める。このように、フェムトセル基地局１０の設置環境の相違に応じて在圏数の時間経過に伴う変動にある程度の相違が見られるものの、何れも２４時間を一単位として周期的に変動するという点では同じであるから、ある特定の環境に設置されたフェムトセル基地局１０について移動機２０の在圏数の増減に関する統計的な変動傾向を所定日数（例えば、数日）にわたって測定及び分析することにより、統計情報１４を得ることができる。フェムトセル基地局１０は、このようにして得られた統計情報１４を参照することにより、ある時刻における移動機２０の在圏数を実用上十分な精度で予測することができる。
【００１８】
図３は統計情報１４の他の一例を示すグラフであり、この例では、一週間を一単位として移動機２０の在圏数が周期的に増減する傾向がある場合を示している。同図のグラフの横軸は時間経過（月曜〜日曜）を示し、その縦軸は移動機２０の在圏数を示す。符号４３は、フェムトセル基地局１０がオフィスに設置された場合の在圏数の一週間の変動傾向を示すグラフであり、符号４４は、フェムトセル基地局１０が飲食店に設置された場合の在圏数の一週間の変動傾向を示すグラフである。オフィスでは、グラフ４３に示すように、月曜〜金曜の各平日に在圏数の類似の増減変動が見られる一方、土曜〜日曜には、在圏数の増減変動が殆ど見られない。飲食店では、グラフ４４に示すように、月曜〜日曜の各日に在圏数の類似の増減変動が見られる。このように、フェムトセル基地局１０の設置環境の相違に応じて在圏数の時間経過に伴う変動にある程度の相違が見られるものの、何れも一週間を一単位として周期的に変動するという点では同じであるから、ある特定の環境に設置されたフェムトセル基地局１０について移動機２０の在圏数の増減に関する統計的な変動傾向を所定日数（例えば、数週間）にわたって測定及び分析することにより、統計情報１４を得ることができる。フェムトセル基地局１０は、このようにして得られた統計情報１４を参照することにより、ある曜日の移動機２０の在圏数を実用上十分な精度で予測することができる。
【００１９】
なお、同一環境について、２４時間を一単位として得られる在圏数の変動傾向と一週間を一単位として得られる在圏数の変動傾向とを組み合わせて得られる統計情報１４を用いることにより、ある曜日のある時刻の移動機２０の在圏数を予測できる。例えば、上述のグラフ４１，４３を組み合わせることにより、あるオフィス環境におけるある曜日のある時刻の移動機２０の在圏数を予測できる。また、一週間に替えて、一ヶ月又は一年を一単位としてもよい。
【００２０】
図４はフェムトセル基地局１０の送信出力制御の処理の流れを示すフローチャートである。移動機２０の在圏数の変動に応じてハンドオーバーゾーンが変動するという点に着眼すると、フェムトセル基地局１０は、刻々と変動する在圏数を統計情報１４から予測し、移動機２０のハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御するのが望ましい。例えば、在圏数の増加が予測される場合には、送信電波の出力を大きくし、在圏数の減少が予測される場合には、送信電波の出力を小さくする。フェムトセル基地局１０は、統計情報１４に加えて、移動機２０とフェムトセル基地局１０との間の通信の評価指標を更に加味して、ハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御してもよい。評価指標の一つとして、ＫＰＩ（key performance indicator）が知られており、評価指標に基づいてハンドオーバーパラメータをフィードバック補正し、ハンドオーバーの成功率を高めることができる。ハンドオーバーパラメータとして、例えば、図６に示す閾値ＴＨ１，ＴＨ２及びハンドオーバー判定時間（Ｅｃ／Ｎｏが閾値ＴＨ１を下回ったことを契機にしてハンドオーバーの実施の適否を判定する時間）を挙げることができる。ＫＰＩとして、例えば、ハンドオーバーの成功率、フェムトセル基地局１０のＥｃ／Ｎｏ、フェムトセル基地局１０から移動機２０までの距離等の情報を挙げることができる。移動機２０は、例えば、待ち受け状態のときにアップリンクチャネルを介してフェムトセル基地局１０へＫＰＩを送信してもよい。
【００２１】
制御部１２は、移動機２０からアップリンクチャネルを介して送信されるＫＰＩを受信すると（ステップ４０１）、ハンドオーバーパラメータを評価し（ステップ４０２）、ハンドオーバーゾーンでハンドオーバーできるようにパラメータ補正を行う（ステップ４０３）。そして、制御部１２は、統計情報１４に基づいて、或いは統計情報１４に加えてＫＰＩを加味して、ハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御する（ステップ４０４）。統計情報１４に加えてＫＰＩを加味して送信出力を制御する場合には、制御部１２は、統計情報１４とＫＰＩとをそれぞれ重み付け評価した上で、ハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御してもよい。記憶部１３は、ステップ４０１〜４０４の出力制御方法を制御部１２に実行させるための出力制御プログラムを格納しており、制御部１２は、その出力制御プログラムを解釈及び実行するように構成されている。
【００２２】
なお、フェムトセル基地局１０が設置される環境が類似している場合には、その統計情報１４も類似する傾向が高いため、統計情報１４は、フェムトセル基地局１０の設置環境に類似する環境に設置されている他のフェムトセル基地局のカバレッジエリアであるフェムトセル内に在圏する移動機の数の増減に関する統計的な変動傾向を示す統計情報をデフォルト設定情報としてもよい。
【００２３】
本実施形態によれば、統計情報１４から移動機２０の在圏数を予測できるため、統計情報１４を基に移動機２０のハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御することができる。例えば、フェムトセル基地局１０が屋内に設置されており、屋外のマクロセル基地局の電波がその屋内に僅かに浸透しているような場合では、屋内に設置されているドアが閉まると、屋内に浸透するマクロ基地局からの電波が急激に減少するため、できるだけ屋内でハンドオーバーが完了するように、ハンドオーバーゾーンを一定にするのが望ましい。統計情報１４に加えて、移動機２０と無線通信部１１との間の通信の評価指標を更に加味して、ハンドオーバーゾーンが略一定になるように送信電波の出力を制御することにより、移動機２０のハンドオーバーの成功率を高めることができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０…フェムトセル基地局
１１…無線通信部
１２…制御部
１３…記憶部
１４…統計情報
１５…ハンドオーバーパラメータ
２０…移動機
３０…フェムトセル（カバレッジエリア）
３１…セルエッジ
８１，８２…ハンドオーバーゾーン
【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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