(57)【要約】【課題】基地局における動作状態（動作モード）の適切な制御を実現する。【解決手段】無線通信システムＷＣＳが、大セルＣｍを形成可能な上位基地局ＭＢＳと、小セルＣｓを形成可能であり、通常運用モードおよびスリープモードを含む複数の動作モードのいずれかで動作可能な下位基地局ＳＢＳとを含む複数の基地局と、複数の基地局の各々と無線通信可能なユーザ端末ＵＥとを備える。下位基地局ＳＢＳは、スリープモードにおいて、上位基地局ＭＢＳが送信する報知信号を検出可能な報知信号検出部３５２と、スリープモードにおいて、ユーザ端末ＵＥから上位基地局ＭＢＳに対して送信される上り無線信号を監視可能な上り無線信号監視部３５４と、動作モードを変更すべきか否かを判定し下位基地局ＳＢＳの動作モードを変更する動作モード制御部３５６とを備える。【選択図】図５
2014165519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大セルを形成可能な上位基地局と、
前記大セルよりも範囲の小さい小セルを形成可能であり、通常運用モードおよびスリープモードを含む複数の動作モードのいずれかで動作可能な下位基地局と
を含む複数の基地局と、
複数の前記基地局の各々と無線通信可能なユーザ端末とを備え、
前記下位基地局は、
前記スリープモードにおいて、前記上位基地局が送信する報知信号を検出可能な報知信号検出部と、
前記スリープモードにおいて、前記ユーザ端末から前記上位基地局に対して送信される上り無線信号を監視可能な上り無線信号監視部と、
前記動作モードを変更すべきか否かを判定し前記下位基地局の動作モードを変更する動作モード制御部とを備える
無線通信システム。
【請求項２】
前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、
前記報知信号検出部が検出する前記報知信号に含まれる前記上り無線信号の上りリソース割当情報と、前記上り無線信号監視部が監視する前記上り無線信号の受信電力とに基づいて、前記ユーザ端末と前記下位基地局との近接度を取得し、
前記報知信号に含まれる前記上りリソース割当情報と下り信号の下りリソース割当情報とに基づいて、前記ユーザ端末の無線通信に割り当てられた割当リソースブロック数を取得し、
前記近接度が第１閾値を上回り、かつ前記割当リソースブロック数が第２閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する
請求項１の無線通信システム。
【請求項３】
前記ユーザ端末は、
前記上位基地局から送信される下り制御信号を監視することにより、所定期間中に使用された使用リソースブロック数を取得するリソース監視部と、
前記リソース監視部が取得した前記使用リソースブロック数が第３閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更することを指示するウェイクアップ信号を送信するように制御するウェイクアップ制御部とを備え、
前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、
前記ユーザ端末から送信された前記ウェイクアップ信号を受信すると、前記下位基地局の前記動作モードを変更すべきか否かを判定する
請求項１の無線通信システム。
【請求項４】
前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、
前記ユーザ端末から送信された前記ウェイクアップ信号の信号強度が第４閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する
請求項３の無線通信システム。
【請求項５】
前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、
前記ユーザ端末から送信された前記ウェイクアップ信号を受信すると、前記報知信号の検出を開始するように前記報知信号検出部を制御するとともに、前記上り無線信号の監視を開始するように前記上り無線信号監視部を制御し、
前記報知信号検出部が検出する前記報知信号に含まれる前記上り無線信号の上りリソース割当情報と、前記上り無線信号監視部が監視する前記上り無線信号の受信電力とに基づいて、前記ユーザ端末と前記下位基地局との近接度を取得し、
前記報知信号に含まれる前記上りリソース割当情報と下り信号の下りリソース割当情報とに基づいて、前記ユーザ端末の無線通信に割り当てられた割当リソースブロック数を取得し、
前記近接度が第１閾値を上回り、かつ前記割当リソースブロック数が第２閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する
請求項３の無線通信システム。
【請求項６】
前記ユーザ端末は、
前記上位基地局から送信される下り制御信号を監視することにより、所定期間中に使用された使用リソースブロック数を取得するリソース監視部と、
前記リソース監視部が取得した前記使用リソースブロック数が第３閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更することを指示するウェイクアップ信号を送信するように制御するウェイクアップ制御部とを備え、
前記スリープモードは、交互に実行される第１サブモードと第２サブモードとを含み、
前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモード中の前記第１サブモードにおいて、
前記報知信号検出部が検出する前記報知信号に含まれる前記上り無線信号の上りリソース割当情報と、前記上り無線信号監視部が監視する前記上り無線信号の受信電力とに基づいて、前記ユーザ端末と前記下位基地局との近接度を取得し、
前記報知信号に含まれる前記上りリソース割当情報と下り信号の下りリソース割当情報とに基づいて、前記ユーザ端末の無線通信に割り当てられた割当リソースブロック数を取得し、
前記近接度が第１閾値を上回り、かつ前記割当リソースブロック数が第２閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定し、
前記スリープモード中の前記第２サブモードにおいて、
前記ユーザ端末から送信された前記ウェイクアップ信号を受信すると、前記下位基地局の前記動作モードを変更すべきか否かを判定する
請求項１の無線通信システム。
【請求項７】
前記スリープモードは、交互に実行される第１サブモードと第２サブモードとを含み、
前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモード中の前記第１サブモードにおいて、
前記報知信号検出部が検出する前記報知信号に含まれる前記上り無線信号の上りリソース割当情報と、前記上り無線信号監視部が監視する前記上り無線信号の受信電力とに基づいて、前記ユーザ端末と前記下位基地局との近接度を取得し、
前記報知信号に含まれる前記上りリソース割当情報と下り信号の下りリソース割当情報とに基づいて、前記ユーザ端末の無線通信に割り当てられた割当リソースブロック数を取得し、
前記近接度が第１閾値を上回り、かつ前記割当リソースブロック数が第２閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定し、
前記スリープモード中の前記第２サブモードにおいて、
動作を停止する
請求項１の無線通信システム。
【請求項８】
前記ユーザ端末は、
前記上位基地局から送信される下り制御信号を監視することにより、所定期間中に使用された使用リソースブロック数を取得するリソース監視部と、
前記リソース監視部が取得した前記使用リソースブロック数が第３閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更することを指示するウェイクアップ信号を、前記上り無線信号に搭載するように制御するウェイクアップ制御部とを備え、
前記上位基地局は、前記ウェイクアップ信号の監視動作の開始指示を含む監視開始信号を、所定のタイミングにて前記下位基地局に送信可能であり、
前記下位基地局の前記動作モード制御部は、
前記所定のタイミングにて前記監視開始信号についての受信動作を実行し、
前記上位基地局から前記監視開始信号を受信すると、前記ユーザ端末から送信される前記ウェイクアップ信号の監視動作を実行する
請求項１の無線通信システム。
【請求項９】
前記上位基地局が送信する前記監視開始信号は、前記上位基地局のトラフィック負荷が低いほど高い値を取る第４閾値を含み、
前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、
前記ユーザ端末から送信された前記ウェイクアップ信号の信号強度が前記第４閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する
請求項８の無線通信システム。
【請求項１０】
前記ユーザ端末の前記ウェイクアップ制御部は、前記ウェイクアップ信号に加えて、特別ウェイクアップ信号を送信可能であり、
前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、
前記ユーザ端末から送信された前記特別ウェイクアップ信号の信号強度が、前記第４閾値よりも低い第５閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する
請求項９の無線通信システム。
【請求項１１】
前記上位基地局が形成する前記大セルが、前記下位基地局が形成する前記小セルのうち少なくとも一部を含まない場合において、
前記下位基地局は、
前記スリープモードにおいて、前記ユーザ端末が当該下位基地局を認識するのに用いる認識信号を所定の時間間隔にて送信する認識信号送信部を備え、
前記ユーザ端末は、前記下位基地局からの前記認識信号を受信すると、応答信号を前記下位基地局に送信し、
前記下位基地局の前記動作モード制御部は、
前記ユーザ端末からの前記応答信号を受信すると、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する
請求項１の無線通信システム。
【請求項１２】
前記基地局は、第１上位基地局と第２上位基地局とを含み、
前記第１上位基地局は、
当該第１上位基地局のトラフィック負荷が第６閾値を上回る場合に、高負荷通知信号を前記第２上位基地局に送信し、
前記第２上位基地局は、
前記第１上位基地局から前記高負荷通知信号を受信すると、当該第２上位基地局が形成する大セル内に位置する下位基地局に対し、前記動作モードを前記通常動作モードに変更することを指示するモード変更信号を送信する
請求項１の無線通信システム。
【請求項１３】
前記上位基地局は、
当該上位基地局が無線信号を送信する際の１リソースブロック当たりの単位消費電力を示す消費電力情報信号を前記下位基地局に送信し、
前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、
前記上位基地局から受信した前記消費電力情報信号が示す前記単位消費電力に基づいて、前記上位基地局が前記ユーザ端末に下り信号を送信するために要する第１消費電力と、前記下位基地局が前記ユーザ端末に下り信号を送信するために要する第２消費電力と、を算定し、
前記第２消費電力が前記第１消費電力を下回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する
請求項１の無線通信システム。
【請求項１４】
前記上位基地局は、
当該上位基地局の配下に存在する前記下位基地局のトラフィック負荷が第７閾値を上回る場合に、当該上位基地局の動作を停止し、
前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、
前記上位基地局が動作を停止した場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する
請求項１の無線通信システム。
【請求項１５】
前記上位基地局は、
当該上位基地局の配下に存在する前記下位基地局の平均トラフィック負荷が第８閾値を上回り、かつ、当該上位基地局の配下に存在する前記下位基地局の最大トラフィック負荷が第９閾値を上回る場合に、当該上位基地局の動作を停止し、
前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、
前記上位基地局が動作を停止した場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する
請求項１の無線通信システム。
【請求項１６】
前記上位基地局は、上位レイヤに属し、
前記下位基地局は、前記上位レイヤよりも下位の下位レイヤに属し、
複数の前記基地局は、前記上位レイヤよりも上位の大ゾーンレイヤに属し、前記大セルよりも範囲の大きい特大セルを形成可能な大ゾーン基地局を含み、
複数の前記基地局の各々は、当該基地局が属するレイヤを示すレイヤ情報信号を送信し、
前記下位基地局は、当該下位基地局が属する前記下位レイヤよりも上位であるレイヤのうち、最も下位のレイヤである前記上位レイヤに属する前記上位基地局からの制御に基づいて動作を実行する
請求項１の無線通信システム。
【請求項１７】
大セルを形成可能な上位基地局と、
前記大セルよりも範囲の小さい小セルを形成可能であり、通常運用モードおよびスリープモードを含む複数の動作モードのいずれかで動作可能な下位基地局と
を含む複数の基地局と、
複数の前記基地局の各々と無線通信可能なユーザ端末とを備える無線通信システムの通信制御方法であって、
前記スリープモードの前記下位基地局において、前記上位基地局が送信する報知信号を検出することと、
前記スリープモードの前記下位基地局において、前記ユーザ端末から前記上位基地局に対して送信される上り無線信号を監視することと、
前記下位基地局において、前記動作モードを変更すべきか否かを判定し前記下位基地局の動作モードを変更することとを備える
通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムおよび通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数種の基地局（マクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局等）を重層的に設置したヘテロジーニアスネットワーク（Heterogeneous Network，HetNet）を用いた無線通信システムが提案されている（例えば、特許文献１）。ピコ基地局およびフェムト基地局（以下、スモール基地局と称する場合がある）の送信電力（送信能力）は、マクロ基地局の送信電力（送信能力）と比較して低いので、１つの基地局当たりの無線通信範囲も狭くなる。一方で、地理的に多くのスモール基地局を設置することが可能であり、また、１つのスモール基地局当たりの周波数利用効率は、一般的に、マクロ基地局と比較して高い。そのため、スモール基地局は、局所的に発生する大量のトラフィックを効率的に収容することが可能である。
【０００３】
一方で、多数のスモール基地局が設置されると、無線通信システム全体の消費電力が増加する。この消費電力の増加を抑制するために、無線通信を実行する必要のないスモール基地局をスリープモード（サスペンド状態）に移行させる技術が提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2011-124732号公報
【特許文献２】特開2012-195828号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
端末から報告される測定情報に基づいてマクロ基地局がフェムト基地局の電源制御を実行する特許文献２の技術では、特に多数のフェムト基地局が設置される場合において、マクロ基地局の制御負荷が過大となる可能性がある。また、フェムト基地局に接続する端末が存在するか否かの推測結果に応じてフェムト基地局の動作状態の制御を実行する特許文献２の技術では、通信状態（例えば、トラフィック量）に応じた動作状態の制御が適切になされない可能性がある。
【０００６】
以上の事情を考慮して、本発明は、基地局における動作状態（動作モード）の適切な制御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】
【０００７】
本発明の無線通信システムは、大セルを形成可能な上位基地局と、前記大セルよりも範囲の小さい小セルを形成可能であり、通常運用モードおよびスリープモードを含む複数の動作モードのいずれかで動作可能な下位基地局とを含む複数の基地局と、複数の前記基地局の各々と無線通信可能なユーザ端末とを備え、前記下位基地局は、前記スリープモードにおいて、前記上位基地局が送信する報知信号を検出可能な報知信号検出部と、前記スリープモードにおいて、前記ユーザ端末から前記上位基地局に対して送信される上り無線信号を監視可能な上り無線信号監視部と、前記動作モードを変更すべきか否かを判定し前記下位基地局の動作モードを変更する動作モード制御部とを備える。
【０００８】
本発明の好適な態様において、前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、前記報知信号検出部が検出する前記報知信号に含まれる前記上り無線信号の上りリソース割当情報と、前記上り無線信号監視部が監視する前記上り無線信号の受信電力とに基づいて、前記ユーザ端末と前記下位基地局との近接度を取得し、前記報知信号に含まれる前記上りリソース割当情報と下り信号の下りリソース割当情報とに基づいて、前記ユーザ端末の無線通信に割り当てられた割当リソースブロック数を取得し、前記近接度が第１閾値を上回り、かつ前記割当リソースブロック数が第２閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する。
【０００９】
本発明の好適な態様において、前記ユーザ端末は、前記上位基地局から送信される下り制御信号を監視することにより、所定期間中に使用された使用リソースブロック数を取得するリソース監視部と、前記リソース監視部が取得した前記使用リソースブロック数が第３閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更することを指示するウェイクアップ信号を送信するように制御するウェイクアップ制御部とを備え、前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、前記ユーザ端末から送信された前記ウェイクアップ信号を受信すると、前記下位基地局の前記動作モードを変更すべきか否かを判定する。
【００１０】
本発明の好適な態様において、前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、前記ユーザ端末から送信された前記ウェイクアップ信号の信号強度が第４閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する。
【００１１】
本発明の好適な態様において、前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、前記ユーザ端末から送信された前記ウェイクアップ信号を受信すると、前記報知信号の検出を開始するように前記報知信号検出部を制御するとともに、前記上り無線信号の監視を開始するように前記上り無線信号監視部を制御し、前記報知信号検出部が検出する前記報知信号に含まれる前記上り無線信号の上りリソース割当情報と、前記上り無線信号監視部が監視する前記上り無線信号の受信電力とに基づいて、前記ユーザ端末と前記下位基地局との近接度を取得し、前記報知信号に含まれる前記上りリソース割当情報と下り信号の下りリソース割当情報とに基づいて、前記ユーザ端末の無線通信に割り当てられた割当リソースブロック数を取得し、前記近接度が第１閾値を上回り、かつ前記割当リソースブロック数が第２閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する。
【００１２】
本発明の好適な態様において、前記ユーザ端末は、前記上位基地局から送信される下り制御信号を監視することにより、所定期間中に使用された使用リソースブロック数を取得するリソース監視部と、前記リソース監視部が取得した前記使用リソースブロック数が第３閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更することを指示するウェイクアップ信号を送信するように制御するウェイクアップ制御部とを備え、前記スリープモードは、交互に実行される第１サブモードと第２サブモードとを含み、前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモード中の前記第１サブモードにおいて、前記報知信号検出部が検出する前記報知信号に含まれる前記上り無線信号の上りリソース割当情報と、前記上り無線信号監視部が監視する前記上り無線信号の受信電力とに基づいて、前記ユーザ端末と前記下位基地局との近接度を取得し、前記報知信号に含まれる前記上りリソース割当情報と下り信号の下りリソース割当情報とに基づいて、前記ユーザ端末の無線通信に割り当てられた割当リソースブロック数を取得し、前記近接度が第１閾値を上回り、かつ前記割当リソースブロック数が第２閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定し、前記スリープモード中の前記第２サブモードにおいて、前記ユーザ端末から送信された前記ウェイクアップ信号を受信すると、前記下位基地局の前記動作モードを変更すべきか否かを判定する。
【００１３】
本発明の好適な態様において、前記スリープモードは、交互に実行される第１サブモードと第２サブモードとを含み、前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモード中の前記第１サブモードにおいて、前記報知信号検出部が検出する前記報知信号に含まれる前記上り無線信号の上りリソース割当情報と、前記上り無線信号監視部が監視する前記上り無線信号の受信電力とに基づいて、前記ユーザ端末と前記下位基地局との近接度を取得し、前記報知信号に含まれる前記上りリソース割当情報と下り信号の下りリソース割当情報とに基づいて、前記ユーザ端末の無線通信に割り当てられた割当リソースブロック数を取得し、前記近接度が第１閾値を上回り、かつ前記割当リソースブロック数が第２閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定し、前記スリープモード中の前記第２サブモードにおいて、動作を停止する。
【００１４】
本発明の好適な態様において、前記ユーザ端末は、前記上位基地局から送信される下り制御信号を監視することにより、所定期間中に使用された使用リソースブロック数を取得するリソース監視部と、前記リソース監視部が取得した前記使用リソースブロック数が第３閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更することを指示するウェイクアップ信号を、前記上り無線信号に搭載するように制御するウェイクアップ制御部とを備え、前記上位基地局は、前記ウェイクアップ信号の監視動作の開始指示を含む監視開始信号を、所定のタイミングにて前記下位基地局に送信可能であり、前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記所定のタイミングにて前記監視開始信号についての受信動作を実行し、前記上位基地局から前記監視開始信号を受信すると、前記ユーザ端末から送信される前記ウェイクアップ信号の監視動作を実行する。
【００１５】
本発明の好適な態様において、前記上位基地局が送信する前記監視開始信号は、前記上位基地局のトラフィック負荷が低いほど高い値を取る第４閾値を含み、前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、前記ユーザ端末から送信された前記ウェイクアップ信号の信号強度が前記第４閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する。
【００１６】
本発明の好適な態様において、前記ユーザ端末の前記ウェイクアップ制御部は、前記ウェイクアップ信号に加えて、特別ウェイクアップ信号を送信可能であり、前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、前記ユーザ端末から送信された前記特別ウェイクアップ信号の信号強度が、前記第４閾値よりも低い第５閾値を上回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する。
【００１７】
本発明の好適な態様において、前記上位基地局が形成する前記大セルが、前記下位基地局が形成する前記小セルのうち少なくとも一部を含まない場合において、前記下位基地局は、前記スリープモードにおいて、前記ユーザ端末が当該下位基地局を認識するのに用いる認識信号を所定の時間間隔にて送信する認識信号送信部を備え、前記ユーザ端末は、前記下位基地局からの前記認識信号を受信すると、応答信号を前記下位基地局に送信し、前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記ユーザ端末からの前記応答信号を受信すると、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する。
【００１８】
本発明の好適な態様において、前記基地局は、第１上位基地局と第２上位基地局とを含み、前記第１上位基地局は、当該第１上位基地局のトラフィック負荷が第６閾値を上回る場合に、高負荷通知信号を前記第２上位基地局に送信し、前記第２上位基地局は、前記第１上位基地局から前記高負荷通知信号を受信すると、当該第２上位基地局が形成する大セル内に位置する下位基地局に対し、前記動作モードを前記通常動作モードに変更することを指示するモード変更信号を送信する。
【００１９】
本発明の好適な態様において、前記上位基地局は、当該上位基地局が無線信号を送信する際の１リソースブロック当たりの単位消費電力を示す消費電力情報信号を前記下位基地局に送信し、前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、前記上位基地局から受信した前記消費電力情報信号が示す前記単位消費電力に基づいて、前記上位基地局が前記ユーザ端末に下り信号を送信するために要する第１消費電力と、前記下位基地局が前記ユーザ端末に下り信号を送信するために要する第２消費電力と、を算定し、前記第２消費電力が前記第１消費電力を下回る場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する。
【００２０】
本発明の好適な態様において、前記上位基地局は、当該上位基地局の配下に存在する前記下位基地局のトラフィック負荷が第７閾値を上回る場合に、当該上位基地局の動作を停止し、前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、前記上位基地局が動作を停止した場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する。
【００２１】
本発明の好適な態様において、前記上位基地局は、当該上位基地局の配下に存在する前記下位基地局の平均トラフィック負荷が第８閾値を上回り、かつ、当該上位基地局の配下に存在する前記下位基地局の最大トラフィック負荷が第９閾値を上回る場合に、当該上位基地局の動作を停止し、前記下位基地局の前記動作モード制御部は、前記スリープモードにおいて、前記上位基地局が動作を停止した場合に、前記下位基地局の前記動作モードを前記スリープモードから前記通常運用モードへと変更すべきと判定する。
【００２２】
本発明の好適な態様において、前記上位基地局は、上位レイヤに属し、前記下位基地局は、前記上位レイヤよりも下位の下位レイヤに属し、複数の前記基地局は、前記上位レイヤよりも上位の大ゾーンレイヤに属し、前記大セルよりも範囲の大きい特大セルを形成可能な大ゾーン基地局を含み、複数の前記基地局の各々は、当該基地局が属するレイヤを示すレイヤ情報信号を送信し、前記下位基地局は、当該下位基地局が属する前記下位レイヤよりも上位であるレイヤのうち、最も下位のレイヤである前記上位レイヤに属する前記上位基地局からの制御に基づいて動作を実行する。
【００２３】
本発明の通信制御方法は、大セルを形成可能な上位基地局と、前記大セルよりも範囲の小さい小セルを形成可能であり、通常運用モードおよびスリープモードを含む複数の動作モードのいずれかで動作可能な下位基地局とを含む複数の基地局と、複数の前記基地局の各々と無線通信可能なユーザ端末とを備える無線通信システムの通信制御方法であって、前記スリープモードの前記下位基地局において、前記上位基地局が送信する報知信号を検出することと、前記スリープモードの前記下位基地局において、前記ユーザ端末から前記上位基地局に対して送信される上り無線信号を監視することと、前記下位基地局において、前記動作モードを変更すべきか否かを判定し前記下位基地局の動作モードを変更することとを備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、下位基地局の動作モードの適切な制御が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るユーザ端末の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係るマクロ基地局の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係るスモール基地局の構成を示すブロック図である。
【図５】動作モード変更の一例を示すフロー図である。
【図６】ユーザ端末の通信制御部の構成例を示すブロック図である。
【図７】動作モード変更の一例を示すフロー図である。
【図８】動作モード変更の一例を示すフロー図である。
【図９】第４実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。
【図１０】第７実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
１．  第１実施形態
１（１）．  無線通信システムの概略
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムＷＣＳを示すブロック図である。無線通信システムＷＣＳは、マクロ基地局ＭＢＳとスモール基地局ＳＢＳとユーザ端末ＵＥとを要素として備える。無線通信システムＷＣＳは、上記以外の不図示の要素、例えば、交換局およびゲートウェイを備え得る。ネットワークＮＷは、無線通信システムＷＣＳが備える上記の要素のうち、ユーザ端末ＵＥ以外の要素を備える。
【００２７】
無線通信システムＷＣＳ内の各要素は、任意のアクセス技術（Access Technology）に従って通信を実行する。例えば、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）規格に含まれるＬＴＥ／ＳＡＥ（Long Term Evolution / System Architecture Evolution）規格が、採用可能なアクセス技術として例示される。また、無線アクセスの多重方式として、周波数多重分割が用いられてもよいし、時分割多重が用いられてもよい。
【００２８】
マクロ基地局ＭＢＳはその周囲にマクロセルＣｍを形成し、スモール基地局ＳＢＳはその周囲にスモールセルＣｓを形成する。ユーザ端末ＵＥは、そのユーザ端末ＵＥが在圏するセルＣ（マクロセルＣｍ、スモールセルＣｓ）に対応する基地局（マクロ基地局ＭＢＳ、スモール基地局ＳＢＳ）と無線通信することが可能である。マクロ基地局ＭＢＳはスモール基地局ＳＢＳと比較して無線送信能力（最大送信電力，平均送信電力等）が高いので、より遠くに位置するユーザ端末ＵＥと無線通信可能である。すなわち、マクロセルＣｍの範囲（面積）はスモールセルＣｓの範囲よりも大きい。
【００２９】
なお、マクロ基地局ＭＢＳおよびスモール基地局ＳＢＳは、相異なるキャリア（周波数、コンポーネントキャリア）を用いてもよいし、同じキャリアを用いてもよい。同じキャリアが用いられる場合には、干渉回避アルゴリズム（例えば、ｅＩＣＩＣ（enhanced Inter-Cell Interference Coordination）、または"Novel Cognitive Radio Technique for Using White Space in Public Cellular Networks", Fujii et al., The 18th Asia-Pacific Conference on Communications (APCC 2012）に開示されるアルゴリズム）が利用されると好適である。
【００３０】
スモール基地局ＳＢＳ（スモールセルＣｓ）は、無線通信をオフロードして無線通信システムＷＣＳのスループットを向上させるために設置される。図１に示されるように、マクロセルＣｍおよびスモールセルＣｓは、互いに重複する範囲をカバーし得る。マクロセルＣｍ内に形成されるスモールセルＣｓに対応するスモール基地局ＳＢＳは、スリープモードに移行することが可能である。マクロセルＣｍがそのスモールセルＣｓをカバーしているため、スモールセルＣｓの動作が停止しても無線通信システムＷＣＳ全体のカバレッジに影響しないからである。
【００３１】
スモール基地局ＳＢＳがスリープモードへと移行するための条件は任意である。例えば、以下の条件のいずれか１つまたは組合せが移行条件として採用され得る。
（ａ）スモール基地局ＳＢＳにおけるトラフィック負荷が無い。
（ｂ）過去の一定期間中に、スモール基地局ＳＢＳにおいて、（上りリンクおよび下りリンクのいずれか一方または双方の）ユーザトラフィックが存在しない。
（ｃ）スモール基地局ＳＢＳに接続するユーザ端末ＵＥが存在しない。
【００３２】
なお、以上の条件（ｃ）に関しては、スモール基地局ＳＢＳがユーザ接続確認信号をユーザ端末ＵＥに送信し、その応答であるユーザ接続応答信号をユーザ端末ＵＥから受信した場合に、スモール基地局ＳＢＳに接続するユーザ端末ＵＥが存在すると判定できる。ユーザ端末ＵＥは、ユーザ接続確認信号を受信した場合、無条件にユーザ接続応答信号を送信してもよいし、一定期間内にスモール基地局ＳＢＳと通信を開始する予定がある場合のみユーザ接続応答信号を送信してもよい。
【００３３】
１（２）．  各要素の構成
１（２）−１．  ユーザ端末の構成
図２は、第１実施形態に係るユーザ端末ＵＥの構成を示すブロック図である。ユーザ端末ＵＥは、無線通信部１１０と制御部１２０とを備える。音声・映像等を出力する出力装置およびユーザからの指示を受け付ける入力装置等の図示は便宜的に省略されている。無線通信部１１０は、マクロ基地局ＭＢＳおよびスモール基地局ＳＢＳと無線通信を実行するための要素であり、受信アンテナ１１２と、各基地局からの下り無線信号を受信して電気信号に変換する無線受信部１１４と、制御信号、ユーザ信号等の電気信号を上り無線信号に変換する無線送信部１１６と、送信アンテナ１１８とを含む。
【００３４】
制御部１２０は、通信制御部１２２と受信信号処理部１２４と送信信号生成部１２６とを備える。通信制御部１２２は、受信信号処理部１２４および送信信号生成部１２６の動作を制御する（詳細は後述される）。受信信号処理部１２４は、通信制御部１２２の制御に基づいて、無線受信部１１４から供給される下り受信信号を処理する。送信信号生成部１２６は、通信制御部１２２の制御に基づいて、上り送信信号を生成して無線送信部１１６に供給する。制御部１２０および制御部１２０内の各要素は、ユーザ端末ＵＥ内のＣＰＵ（不図示）が、記憶部（不図示）に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
【００３５】
１（２）−２．  マクロ基地局の構成
図３は、第１実施形態に係るマクロ基地局ＭＢＳの構成を示すブロック図である。マクロ基地局ＭＢＳは、無線通信部２１０とネットワーク通信部２２０と制御部２３０とを備える。無線通信部２１０は、ユーザ端末ＵＥと無線通信を実行するための要素であり、受信アンテナ２１２と、ユーザ端末ＵＥからの上り無線信号を受信して電気信号に変換する無線受信部２１４と、制御信号、ユーザ信号等の電気信号を下り無線信号に変換する無線送信部２１６と、送信アンテナ２１８とを含む。ネットワーク通信部２２０は、ネットワークＮＷ内の他のノード（スモール基地局ＳＢＳ、交換局、ゲートウェイ等）と有線にて通信を実行する要素であり、他のノードと信号を送受信する。
【００３６】
制御部２３０は、通信制御部２３２と受信信号処理部２３４と送信信号生成部２３６とを備える。通信制御部２３２は、受信信号処理部２３４および送信信号生成部２３６の動作を制御する。受信信号処理部２３４は、通信制御部２３２の制御に基づいて、無線受信部２１４から供給される上り受信信号を処理する。送信信号生成部２３６は、通信制御部２３２の制御に基づいて、下り送信信号を生成して無線送信部２１６に供給する。例えば、通信制御部２３２は、報知信号、同期信号等の下り制御信号を生成し、送信信号生成部２３６に、その下り制御信号を無線送信部２１６を介して送信させる。制御部２３０および制御部２３０内の各要素は、マクロ基地局ＭＢＳ内のＣＰＵ（不図示）が、記憶部（不図示）に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
【００３７】
１（２）−３．  スモール基地局の構成
図４は、第１実施形態に係るスモール基地局ＳＢＳの構成を示すブロック図である。スモール基地局ＳＢＳは、無線通信部３１０とネットワーク通信部３３０と第１制御部３４０と第２制御部３５０とを備える。無線通信部３１０は、ユーザ端末ＵＥと無線通信を実行するための要素であり、受信アンテナ３１２と、ユーザ端末ＵＥからの上り無線信号を受信して電気信号に変換する上り無線受信部３１４と、制御信号、ユーザ信号等の電気信号を下り無線信号に変換する無線送信部３１６と、送信アンテナ３１８とを含む。また、無線通信部３１０は、マクロ基地局ＭＢＳからの無線信号を受信するための要素でもあり、受信アンテナ３２０と、マクロ基地局ＭＢＳからの下り無線信号を受信して電気信号に変換する下り無線受信部３２２とを含む。ネットワーク通信部３３０は、ネットワークＮＷ内の他のノード（マクロ基地局ＭＢＳ、ゲートウェイ等）と有線にて通信を実行する要素であり、他のノードと信号を送受信する。
【００３８】
第１制御部３４０は、マクロ基地局ＭＢＳの制御部２４０と同様、通信制御部３４２と受信信号処理部３４４と送信信号生成部３４６とを備える。通信制御部３４２は、受信信号処理部３４４および送信信号生成部３４６の動作を制御する（詳細は後述される）。受信信号処理部３４４は、通信制御部３４２の制御に基づいて、上り無線受信部３１４から供給される上り受信信号を処理する。送信信号生成部３４６は、通信制御部３３２の制御に基づいて、下り送信信号を生成して無線送信部３１６に供給する。
【００３９】
第２制御部３５０は、制御信号検出部３５２と上り無線信号監視部３５４と動作モード制御部３５６とを備える。第２制御部３５０の動作の詳細は後述される。概略的には、制御信号検出部３５２は、マクロ基地局ＭＢＳが送信する制御信号（報知信号等）を検出する。上り無線信号監視部３５４は、ユーザ端末ＵＥからマクロ基地局ＭＢＳに対して送信される上り無線信号を監視する。動作モード制御部３５６は、スモール基地局ＳＢＳの動作モードを変更すべきか否かを判定し、動作モードを変更するように第１制御部３４０の通信制御部３４２を制御する。
【００４０】
第１制御部３４０および第１制御部３４０内の各要素、並びに第２制御部３５０および制御部３５０内の各要素は、スモール基地局ＳＢＳ内のＣＰＵ（不図示）が、記憶部（不図示）に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
【００４１】
１（３）．  スリープモードから通常運用モードへの動作モード変更
本実施形態のスモール基地局ＳＢＳは、通常運用モードおよびスリープモードを含む複数の動作モードのいずれかで動作可能である。通常運用モードで動作する場合、スモール基地局ＳＢＳは、制御信号およびユーザ信号の送受信をユーザ端末ＵＥと実行する。他方、スリープモードで動作する場合、スモール基地局ＳＢＳは、ユーザ信号の送受信を実行せず、一部の制御信号の送受信のみを実行する。
【００４２】
スモール基地局ＳＢＳの動作モード制御部３５６は、スリープモードにおいて、スモール基地局ＳＢＳ（第１制御部３４０）の動作モードをスリープモードから通常運用モードに変更すべきか否かを判定する（判定基準の具体例は後述される）。通常運用モードに変更すべきと判定すると、動作モード制御部３５６は、第１制御部３４０を制御して送受信動作を開始させる（すなわち、通常運用モードへ移行させる）。
【００４３】
１（３）−１．  通信状態の監視結果に基づく動作モード変更
図５は、第２制御部３５０が実行する動作モード変更の一例を示すフロー図である。制御信号検出部３５２は、スリープモードにおいて、マクロ基地局ＭＢＳから送信される報知信号を検出し、その報知信号に含まれる上りリソース割当情報および下りリソース割当情報を取得して、動作モード制御部３５６に供給する（S100）。上りリソース割当情報は、ユーザ端末ＵＥが上り無線信号を送信する際に使用される無線リソース（リソースブロック）を示す情報である。下りリソース割当情報は、ここではマクロ基地局ＭＢＳが下り無線信号を送信する際に使用される無線リソース（リソースブロック）を示す情報である。
【００４４】
上り無線信号監視部３５４は、スリープモードにおいて、ユーザ端末ＵＥからマクロ基地局ＭＢＳに対して送信される上り無線信号を監視する（モニタする）。そして、上り無線信号監視部３５４は、その上り無線信号に含まれる上り制御信号に基づいてユーザ端末ＵＥからの受信電力を算出し、動作モード制御部３５６に供給する（S110）。
【００４５】
なお、ステップS110において、上り制御信号監視部３５４が、ステップS100にて取得された上りリソース割当情報を用いて、マクロ基地局ＭＢＳがユーザ端末ＵＥに割り当てたリソースブロックのみについて、本例の監視動作を実行すると好適である。以上の構成によれば、全てのリソースブロックについて監視動作を実行する構成と比較して、スリープモードにおけるスモール基地局ＳＢＳの消費電力を削減し得る。
【００４６】
また、上りリソース割当情報にはユーザ識別子が含まれる。そのため、スモール基地局ＳＢＳ（上り制御信号監視部３５４）は、上りリソース割当情報に含まれるユーザ識別子を用いて、過去に受信電力を算出したユーザ端末ＵＥを識別可能である。上り制御信号監視部３５４は、過去に受信電力を算出したユーザ端末ＵＥについて、一定期間にわたり、ステップS110の受信電力算出を省略し、過去に算出された受信電力で代用することが可能である。以上の構成によれば、スリープモードにおけるスモール基地局ＳＢＳの消費電力をさらに削減し得る。
【００４７】
動作モード制御部３５６は、制御信号検出部３５２から供給された上りリソース割当情報と、上り無線信号監視部３５４から供給された受信電力に基づいて、ユーザ端末ＵＥとスモール基地局ＳＢＳとの近接度を取得する。「近接度」は、ユーザ端末ＵＥとスモール基地局ＳＢＳとの物理的距離を反映するパラメータであり、両者間の伝搬損失量が小さいほど大きな値を取る。また、動作モード制御部３５６は、制御信号検出部３５２から供給された上りリソース割当情報および下りリソース割当情報に基づいて、割当リソースブロック数を取得する（S120）。
【００４８】
続いて、動作モード制御部３５６は、取得された近接度が第１閾値Ｔｈ１を上回り、かつ、マクロ基地局ＭＢＳの配下に存在するユーザ端末ＵＥについての割当リソースブロック数が第２閾値Ｔｈ２を上回るか否かを判定する（S130）。すなわち、動作モード制御部３５６は、ユーザ端末ＵＥがスモール基地局ＳＢＳに近接しているか否か、かつ、ユーザ端末ＵＥが送受信すべき信号量が多いか否かを判定する。動作モード制御部３５６は、近接度が第１閾値Ｔｈ１を上回り、かつ、割当リソースブロック数が第２閾値Ｔｈ２を上回ると判定すると（S130；YES）、スモール基地局ＳＢＳ（第１制御部３４０）の動作モードをスリープモードから通常運用モードに変更すべきと判定し、第１制御部３４０を制御して送受信動作を開始させる（S140）。
【００４９】
なお、下りリソース割当情報には、一般的にＭＣＳ（Modulation and Coding Set，変調符号セット）情報が含まれていてもよい。その場合、ステップS130において、動作モード制御部３５６は、ＭＣＳを用いて動作モードの判定を実行しても良い。スモール基地局ＳＢＳが通常運用モードに変更された場合にそのスモール基地局ＳＢＳに収容されると予想されるユーザ端末ＵＥに対してマクロ基地局ＭＢＳから送られているＭＣＳが伝送効率の悪いＭＣＳである場合は、通常運用モードへの移行が行なわれ易くすると好適である。動作モード制御部３５６は、さらに、スモール基地局ＳＢＳに収容されると予想されるユーザ端末ＵＥが、過去の一定期間に使用したリソースブロック数にも基づいて、動作モード変更の判定を実行してもよい。
【００５０】
１（３）−２．  ウェイクアップ信号（wake-up signal）に基づく動作モード変更
以上に説明される通信状態の監視結果に基づく動作モード変更（１（３）−１の例）では、スリープモードにおいて、制御信号検出部３５２および上り無線信号監視部３５４が検出動作および監視動作を継続する必要がある。以下では、動作モード変更の別の一例として、ウェイクアップ信号に基づく動作モード変更を例示する。
【００５１】
図６は、本例におけるユーザ端末ＵＥの通信制御部１２２の構成例を示すブロック図である。通信制御部１２２は、制御信号検出部１２２０とリソース監視部１２２２とウェイクアップ制御部１２２４と上り制御信号生成部１２２６と下り制御信号生成部１２２８とを備える。以下、図７も参照しながら、通信制御部１２２内の各要素の動作を説明する。
【００５２】
制御信号検出部１２２０は、無線受信部１１４から供給された下り受信信号から下り制御信号を取得して、リソース監視部１２２２と上り制御信号生成部１２２６と下り制御信号生成部１２２８とに供給する（S200）。リソース監視部１２２２は、ユーザ端末ＵＥの無線通信中に制御信号検出部１２２０から供給された下り制御信号を監視することにより、所定期間（過去の一定期間）中において、ユーザ端末ＵＥに使用された使用リソースブロック数を取得する（S210）。ウェイクアップ制御部１２２４は、リソース監視部１２２２が取得した使用リソースブロック数が、第３閾値Ｔｈ３を上回るか否かを判定する（S220）。使用リソースブロック数が第３閾値Ｔｈ３を上回る場合（S220；YES）、ウェイクアップ制御部１２２４は、ウェイクアップ信号を送信するように上り制御信号生成部１２２６を制御する（S230）。上り制御信号生成部１２２６は、ウェイクアップ制御部１２２４の制御に基づいて、ウェイクアップ信号を含む上り制御信号を生成して送信信号生成部１２６に供給する（S240）。送信信号生成部１２６は、供給された上り制御信号を含む上り送信信号を生成し、無線送信部１１６を介して送信する（S250）。
【００５３】
なお、ステップS220の判定において、所定期間（過去の一定期間）中においてマクロ基地局ＭＢＳが使用した（割当てを実行した）リソースブロック数が考慮されてもよい。また、ステップS220の判定において、所定期間（過去の一定期間）中における未使用リソースブロックの割合が考慮されてもよい。無線リソースが不足していなくても、ユーザ端末ＵＥが送受信するデータ量自体が少なければ、ユーザ端末ＵＥに使用された使用リソースブロック数が少なくなるからである。
【００５４】
また、ステップS220の判定において、さらに、上り無線通信の状態、例えば、送信信号生成部１２６が有する送信バッファの状態（例えば、送信待ちデータ量、送信遅延時間等の送信パラメータ）が考慮されてもよい。
【００５５】
マクロ基地局ＭＢＳは、マクロ基地局ＭＢＳとユーザ端末ＵＥとのデータ送受信状態を認識し、認識したデータ送受信状態を下り制御信号に含めて送信してもよい。ユーザ端末ＵＥは、マクロ基地局ＭＢＳから通知されたデータ送受信状態に基づいてステップS220の判定を実行してもよい。
【００５６】
ウェイクアップ信号は、予め決定された無線リソース（送信タイミング、送信周波数）を用いて、ユーザ端末ＵＥから送信される。すなわち、ウェイクアップ信号が送信される可能性のあるフレーム番号、サブフレーム番号、およびサブフレーム内のリソースブロックの位置は予め定められている。したがって、スモール基地局ＳＢＳ（動作モード制御部３５６）は、予め決定された無線リソースについてのみ受信動作を実行すれば、ウェイクアップ信号を受信することが可能である。
【００５７】
スモール基地局ＳＢＳの動作モード制御部３５６は、スリープモードにおいて、ユーザ端末ＵＥから送信されたウェイクアップ信号を受信すると、スモール基地局ＳＢＳ（第１制御部３４０）の動作モードをスリープモードから通常運用モードへと変更すべきか否かを判定する（S260）。判定基準が充足されると、動作モード制御部３５６は、スモール基地局ＳＢＳ（第１制御部３４０）の動作モードをスリープモードから通常運用モードに変更すべきと判定し、第１制御部３４０を制御して送受信動作を開始させる（S270）。以上の判定基準として、様々な条件が採用され得る。以下に、２つの判定基準を非限定的に例示する。
【００５８】
１（３）−２−１．  判定基準１
動作モード制御部３５６は、ステップS260において、ユーザ端末ＵＥから送信されたウェイクアップ信号の信号強度が第４閾値Ｔｈ４を上回るか否かに基づいて、以上の判定を行うことが可能である。すなわち、動作モード制御部３５６は、ウェイクアップ信号の信号強度が第４閾値Ｔｈ４を上回る場合に、スモール基地局ＳＢＳ（第１制御部３４０）の動作モードをスリープモードから通常運用モードに変更すべきと判定する。
【００５９】
１（３）−２−２．  判定基準２
動作モード制御部３５６は、ステップS260において、上述された通信状態の監視結果に基づく動作モード変更（１（３）−１）と同様の判定を実行してもよい。すなわち、動作モード制御部３５６は、ウェイクアップ信号を受信すると、報知信号の検出を開始するように制御信号検出部３５２を制御するとともに、上り無線信号の監視を開始するように上り無線信号監視部３５４を制御する。そして、第２制御部３５０は、ステップS100からS130と同様の判定動作を実行する。動作モード制御部３５６は、上りリソース割当情報と上り無線信号受信電力とから算出される近接度が第１閾値Ｔｈ１を上回り、かつ上りリソース割当情報と下りリソース割当情報とから算出される割当リソースブロック数が第２閾値Ｔｈ２を上回ると判定された場合、スモール基地局ＳＢＳ（第１制御部３４０）の動作モードをスリープモードから通常運用モードに変更すべきと判定する。
【００６０】
１（３）−３．  動作モード変更の変形例
上述された通信状態の監視結果に基づく動作モード変更（１（３）−１）とウェイクアップ信号に基づく動作モード変更（１（３）−２）とを組み合わせることが可能である。具体的には以下の通りである。本変形例においては、スリープモードが、交互に実行される第１サブモードと第２サブモードとを含む。第１サブモードの継続期間および第２サブモードの継続期間は予め定められてもよいし、通信パラメータに応じて可変に制御されてもよい。スモール基地局ＳＢＳの動作モード制御部３５６は、スリープモード中の第１サブモードにおいて、上述の監視結果に基づく動作モード変更（１（３）−１）を実行し、スリープモード中の第２サブモードにおいて、上述のウェイクアップ信号に基づく動作モード変更（１（３）−２）を実行する。ウェイクアップ信号に基づく動作モード変更（１（３）−２）において、いずれの判定基準（上述の判定基準１または判定基準２）が用いられてもよい。以上の構成によれば、双方の動作モードの変更の技術的効果が奏される。
【００６１】
また、通信状態の監視結果に基づく動作モード変更（１（３）−１）が間欠的に実行されてもよい。具体的には以下の通りである。スリープモードが、交互に実行される第１サブモードと第２サブモードとを含む。サブモードの継続期間については上述と同様である。スモール基地局ＳＢＳの動作モード制御部３５６は、スリープモード中の第１サブモードにおいて、上述の監視結果に基づく動作モード変更（１（３）−１）を実行し、スリープモード中の第２サブモードにおいて動作を停止する。以上の構成によれば、消費電力の削減効果がより顕著となる。
【００６２】
１（４）．  本実施形態の効果
以上の本実施形態の構成によれば、スモール基地局ＳＢＳの動作モードの適切な制御が実現される。特に、通信状態の監視結果に基づく動作モード変更（１（３）−１）によれば、スモール基地局ＳＢＳが取得した情報（ユーザ端末ＵＥとスモール基地局ＳＢＳとの近接度、及びユーザ端末ＵＥの無線通信に割り当てられた割当リソースブロック数）に基づいて動作モード変更の判定が実行される。そのため、スモール基地局ＳＢＳは、他の要素（マクロ基地局ＭＢＳ、ユーザ端末ＵＥ）からの制御指示無しで動作モード変更の判定を実行可能である。
【００６３】
一方で、ウェイクアップ信号に基づく動作モード変更（１（３）−２）によれば、スモール基地局ＳＢＳは、スリープモードにおいて、ユーザ端末ＵＥが送信したウェイクアップ信号に基づいて動作モード変更の判定を実行する。そのため、スリープモードにおいて常に動作モード変更の判定を実行する構成と比較して、スリープモード中の消費電力の低減効果がより顕著となる。
【００６４】
２．  第２実施形態
本発明の第２実施形態を以下に説明する。以下に例示する各実施形態において、作用、機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の説明を適宜に省略する。
【００６５】
図８を参照して、本実施形態の動作モード変更を説明する。マクロ基地局ＭＢＳは、ウェイクアップ信号の監視動作の開始指示を含む監視開始信号を、スモール基地局ＳＢＳに送信する（S300）。以上の監視開始信号は、第１実施形態にて前述されたウェイクアップ信号に基づく動作モード変更（１（３）−２）の実行を開始する指示である。マクロ基地局ＭＢＳは、所定の無線リソース（送信タイミング、送信周波数）を用いて、以上の監視開始信号を送信する。したがって、スモール基地局ＳＢＳ（動作モード制御部３５６）は、所定の無線リソースについてのみ受信動作を実行すれば、監視開始信号を受信することが可能である。
【００６６】
スモール基地局ＳＢＳの動作モード制御部３５６は、マクロ基地局ＭＢＳから監視開始信号を受信すると、ウェイクアップ信号の監視動作を開始する（S310）。動作モード制御部３５６は、監視動作中にユーザ端末ＵＥからのウェイクアップ信号を受信すると、スモール基地局ＳＢＳ（第１制御部３４０）の動作モードをスリープモードから通常運用モードに変更すべきか否かを判定する（S320）。ステップS320における判定基準は任意である。例えば、動作モード制御部３５６は、第１実施形態の判定基準１（１（３）−２−１）と同様に、ユーザ端末ＵＥからのウェイクアップ信号の信号強度が第４閾値Ｔｈ４を上回るか否かに基づいて、以上の判定を行うことが可能である。判定条件が充足されると（S320；YES）、動作モード制御部３５６は、スモール基地局ＳＢＳ（第１制御部３４０）の動作モードをスリープモードから通常運用モードに変更すべきと判定し、第１制御部３４０を制御して送受信動作を開始させる（S330）。
【００６７】
以上の構成によれば、スモール基地局ＳＢＳは、スリープモードにおいて、マクロ基地局ＭＢＳからの監視開始の指示がある場合のみウェイクアップ信号の監視（受信動作）を実行するので、スリープモード中に常にウェイクアップ信号の監視を実行する構成と比較して、消費電力の削減効果がより顕著となる。
【００６８】
また、以上の構成において、マクロ基地局ＭＢＳは、以上の第４閾値Ｔｈ４を監視開始信号に含めてスモール基地局ＳＢＳに送信することが可能である。マクロ基地局ＭＢＳは、マクロ基地局ＭＢＳのトラフィック負荷が低いほど、第４閾値Ｔｈ４を高く設定すると好適である。第４閾値Ｔｈ４が高く設定されるほど、スリープモードから通常運用モードに変更されるスモール基地局ＳＢＳの数が減少する。すなわち、以上の構成によれば、マクロ基地局ＭＢＳの負荷が低いほど、通常運用モードに変更されるスモール基地局ＳＢＳの数が減少する。結果として、より多くのスモール基地局ＳＢＳがスリープモードに留まるので、消費電力の削減効果がより顕著となる。
【００６９】
第４閾値Ｔｈ４は、マクロ基地局ＭＢＳによって最適値が異なると想定される。これは、マクロ基地局ＭＢＳ配下のスモール基地局ＳＢＳの数、マクロ基地局ＭＢＳのカバレッジエリア（カバー範囲）、位置に応じたトラフィック発生傾向の相違等、通信環境の相違に基づく。したがって、マクロ基地局ＭＢＳは、トラフィック状況に応じた第４閾値Ｔｈ４の変更量（最適値）を学習すると好適である。以上の学習には任意の学習アルゴリズムが用いられ得る。
なお、本実施形態にて上述したマクロ基地局ＭＢＳからの第４閾値Ｔｈ４の通知は、他の実施形態においても採用可能である。
【００７０】
３．  第３実施形態
第３実施形態のユーザ端末ＵＥ（ウェイクアップ制御部１２２４）は、前述の実施形態で示されるウェイクアップ信号に加えて、特別ウェイクアップ信号を送信可能である。前述の通り、ウェイクアップ信号は、スモール基地局ＳＢＳに接続を求める際にユーザ端末ＵＥが送信する信号である。本実施形態の特別ウェイクアップ信号は、スモール基地局ＳＢＳに接続すべき特別な条件がユーザ端末ＵＥにおいて存在することを示す信号である。様々な“特別な条件”が想定され得る。例えば、マクロ基地局ＭＢＳが混雑している等の理由により高ビットレートの通信を提供不可能な状態において、ユーザ端末ＵＥが高ビットレートの通信を要求する場合に、特別ウェイクアップ信号が送信され得る。また、別の例として、バッテリー残量の少ないユーザ端末ＵＥが近接するスモール基地局ＳＢＳに接続を要求する場合に、特別ウェイクアップ信号が送信され得る。
【００７１】
スモール基地局ＳＢＳ（動作モード制御部３５６）は、スリープモードにおいて、ユーザ端末ＵＥから特別ウェイクアップ信号を受信すると、その特別ウェイクアップ信号の信号強度が、第５閾値Ｔｈ５を上回るか否かを判定する。第５閾値Ｔｈ５は、前述の第４閾値よりも低い値を取る。特別ウェイクアップ信号の信号強度が第５閾値Ｔｈ５を上回る場合、動作モード制御部３５６は、スモール基地局ＳＢＳ（第１制御部３４０）の動作モードをスリープモードから通常運用モードに変更すべきと判定し、第１制御部３４０を制御して送受信動作を開始させる。
【００７２】
特別ウェイクアップ信号は、通常のウェイクアップ信号と同じ信号パターンを有してもよいし、通常のウェイクアップ信号と異なる信号パターンを有してもよい。特別ウェイクアップ信号が通常のウェイクアップ信号と同じ信号パターンを有する場合には、通常のウェイクアップ信号が送信される無線リソースと、特別ウェイクアップ信号が送信される無線リソースとを異ならせればよい。
【００７３】
第５閾値Ｔｈ５は第４閾値Ｔｈ４を下回る。結果として、第５閾値を用いた本実施形態の信号強度判定では、第４閾値を用いる場合よりも、動作モードをスリープモードから通常運用モードに変更すべきと判定される可能性（すなわち、ユーザ端末ＵＥがスモール基地局ＳＢＳに接続可能となる可能性）がより高まる。
【００７４】
４．  第４実施形態
第４実施形態では、図９のように、マクロセルＣｍが一部のスモールセルＣｓを完全には含まない場合、すなわち、マクロセルＣｍにはカバーされずスモールセルＣｓのみにカバーされるエリアが存在する場合を想定する。以上の想定条件におけるスモールセルＣｓを孤立スモールセル（standoff small cell）ｓＣｓと称し、孤立スモールセルｓＣｓに対応するスモール基地局ＳＢＳを孤立スモール基地局（standoff small base station）ｓＳＢＳと称する。以下の例では、孤立スモール基地局ｓＳＢＳ自体は、マクロ基地局ＭＢＳ内に位置すると想定する。したがって、孤立スモール基地局ｓＳＢＳは、マクロ基地局ＭＢＳからの無線信号を受信可能である。
【００７５】
孤立スモール基地局ｓＳＢＳがスリープモードに移行すると、圏外エリアが発生する。スモール基地局ＳＢＳは、原則として、スリープモードにおいて同期信号等の制御信号を送信しない。そのため、孤立スモールセルｓＣｓに位置するユーザ端末ＵＥは、その孤立スモールセルｓＣｓを形成する孤立スモール基地局ｓＳＢＳがスリープモードにある場合、マクロ基地局ＭＢＳからもスモール基地局ＳＢＳからも制御信号を受信できないため、無線通信を開始することができない。
【００７６】
以上の事情に鑑み、第４実施形態では、孤立スモール基地局ｓＳＢＳ（通信制御部３４２）が、ユーザ端末ＵＥがその孤立スモールセルｓＣｓを認識するのに用いる認識信号（例えば、同期信号）を、所定の時間間隔にて送信する。本実施形態の通信制御部３４２は、以上の認識信号を送信する認識信号送信部として動作可能である。ユーザ端末ＵＥは、孤立スモールセルｓＣｓからの認識信号を受信すると、その認識信号に対する応答信号（例えば、ランダムアクセスチャネル信号）をその孤立スモール基地局ｓＳＢＳに対して送信する。応答信号の送信タイミング（例えば、無線フレーム内の位置）は予め決定され、ユーザ端末ＵＥと孤立スモール基地局ｓＳＢＳとで共有される。ユーザ端末ＵＥは、認識信号を受信した直後に応答信号を送信してもよいし、認識信号を受信した時点から所定期間後（例えば１０ミリ秒後）に応答信号を送信してもよい。孤立スモール基地局ｓＳＢＳ（動作モード制御部３５６）は、ユーザ端末ＵＥからの応答信号を受信すると、スモール基地局ＳＢＳの動作モードをスリープモードから通常運用モードに変更すべきと判定する。
【００７７】
なお、スモール基地局ＳＢＳは、ユーザ端末ＵＥが送信する情報を収集して、スモールセルＣｓ内にマクロセルＣｍにカバーされていないエリアが存在するか（すなわち、そのスモールセルＣｓが孤立スモールセルｓＣｓであるか否か）を認識してもよい。そして、ユーザ端末ＵＥが送信する情報に基づいて、認識信号を送信する必要があるか否かを判定してもよい。さらに、ユーザ端末ＵＥが送信する情報に基づいて、認識信号の送信時間間隔等の送信パラメータが制御されてもよい。以上の場合、ユーザ端末ＵＥは、スモール基地局ＳＢＳからの同期信号およびマクロ基地局ＭＢＳからの同期信号を検出することにより、スモールセルＣｓ内でマクロ基地局ＭＢＳからの同期信号が検出できない場所があるか否かを判定する。スモールセルＣｓ内でマクロ基地局ＭＢＳからの同期信号が検出できない場所がある場合、ユーザ端末ＵＥは、そのような状況を示す信号をスモール基地局ＳＢＳに送信する。
【００７８】
本実施形態の認識信号及び応答信号に基づく動作モード変更の判定は、通常運用モードからスリープモードに移行する際の判定にも適用可能である。例えば、スモール基地局ＳＢＳの動作モード制御部３５６は、認識信号を送信した後に応答信号を受信しない場合に、スリープモードに移行するように判定してもよい。
【００７９】
なお、孤立スモール基地局ｓＳＢＳが、いずれのマクロセルＣｍ内にも位置しない構成も想定される。以上の場合には、孤立スモール基地局ｓＳＢＳがスリープモードに移行すると圏外エリアが生じることは自明である。したがって、そのような孤立スモール基地局ｓＳＢＳはスリープモードに移行しないように設定されてもよい。また、圏外エリアが生じることを許容し、本実施形態の孤立スモール基地局ｓＳＢＳのように動作してもよい。
【００８０】
以上の構成によれば、マクロセルＣｍにはカバーされずスモールセルＣｓのみにカバーされるエリアが存在する場合であっても、動作モードの変更（スリープモードから通常運用モードへの移行）が適切に制御される。
【００８１】
５．  第５実施形態
第５実施形態では、マクロ基地局ＭＢＳ間にトラフィック負荷の偏りが存在する場合を想定する。第５実施形態の第１のマクロ基地局ＭＢＳ１は、トラフィック負荷が高い場合（トラフィック負荷が所定の第６閾値Ｔｈ６を上回る場合）に、隣接する第２のマクロ基地局ＭＢＳ２に対して、ネットワーク通信部２２０を介して高負荷通知信号を送信する。高負荷通知信号を受信すると、第２のマクロ基地局ＭＢＳ２は、その第２のマクロ基地局ＭＢＳ２が形成するマクロセルＣｍ内に位置するスモール基地局ＳＢＳに対して、動作モードをスリープモードから通常運用モードに変更することを指示するモード変更信号を送信する。スモール基地局ＳＢＳが収容すべきトラフィックが存在する場合、第２のマクロ基地局ＭＢＳ２のトラフィック負荷状況に関わらず、以上のモード変更信号の送信が実行される。モード変更信号は、無線で送信されても有線で送信されてもよい。
【００８２】
以上の構成によれば、第２のマクロ基地局ＭＢＳ２配下のより多くのスモール基地局ＳＢＳが通常運用モードに移行することにより、第２のマクロ基地局ＭＢＳ２が形成するマクロセルＣｍ内のユーザ端末ＵＥがスモール基地局ＳＢＳに接続される。結果として、第２のマクロ基地局ＭＢＳ２が消費する無線リソースが削減されるので、第２のマクロ基地局ＭＢＳ２が第１のマクロ基地局ＭＢＳ１に与える干渉も抑制される。したがって、トラフィック負荷の高い第１のマクロ基地局ＭＢＳのスループットが改善される。
【００８３】
なお、以上の構成において、スモール基地局ＳＢＳが収容すべきトラフィックが存在するか否かに応じて、積極的に（すなわち、トラフィック負荷による判定に優先して）スモール基地局ＳＢＳを通常運用モードに変更してもよい。
【００８４】
６．  第６実施形態
第６実施形態では、消費電力のより低い基地局が無線信号を送信するように、マクロ基地局ＭＢＳからの送信による消費電力とスモール基地局ＳＢＳからの送信による消費電力との比較結果に基づいて動作モードが変更される。
【００８５】
第６実施形態のマクロ基地局ＭＢＳは、そのマクロ基地局ＭＢＳが無線信号を送信する際の１リソースブロック当たりの単位消費電力を示す消費電力情報信号を、スモール基地局ＳＢＳに対して送信する。スモール基地局ＳＢＳ（動作モード制御部３５６）は、スリープモードにおいて、マクロ基地局ＭＢＳがユーザ端末ＵＥに下り無線信号を送信するために要する第１消費電力を、消費電力情報信号が示す単位消費電力に基づいて算定する。第１消費電力は、例えば、前述の下りリソース割当情報が示す、ユーザ端末ＵＥに対して割り当てられたリソースブロック数と単位消費電力との乗算にて算定されてもよい。また、第１消費電力は、ＭＣＳ情報と過去の通信状況とに基づいて算出される想定データ量と周波数利用効率とに基づいて算定されてもよい。第１消費電力を算定すべき期間長は任意であるが、例えば、実験的または統計的に予め算定された想定期間（例えば５０ミリ秒間）にわたって消費電力が算定される。
【００８６】
また、スモール基地局ＳＢＳ（動作モード制御部３５６）は、スモール基地局ＳＢＳがユーザ端末ＵＥに下り無線信号を送信するために要する第２消費電力を算定する。第２消費電力は、第１消費電力と同様に算定され得る。ただし、スモール基地局ＳＢＳは、自らの１リソースブロック当たりの単位消費電力を認識しているから、第２消費電力は、単位消費電力を示す消費電力情報信号を外部から供給されなくても算定可能である。
【００８７】
動作モード制御部３５６は、第１消費電力と第２消費電力とを比較する。第２消費電力が第１消費電力を下回る場合（すなわち、スモール基地局ＳＢＳから無線信号を送信する方が消費電力を抑制できる場合）、スモール基地局ＳＢＳ（第１制御部３４０）の動作モードをスリープモードから通常運用モードに変更すべきと判定し、第１制御部３４０を制御して送受信動作を開始させる。
【００８８】
以上の構成によれば、マクロ基地局ＭＢＳの消費電力よりもスモール基地局ＳＢＳの消費電力が少ない場合に、そのスモール基地局ＳＢＳの動作モードがスリープモードから通常運用モードに変更され、そのスモール基地局ＳＢＳがユーザ端末ＵＥとの無線通信を実行する。結果として、無線通信システムＷＣＳ全体の消費電力が抑制される。
【００８９】
７．  第７実施形態
マクロ基地局ＭＢＳおよびスモール基地局ＳＢＳに加え、より広い範囲をカバーする大ゾーン基地局ＬＢＳが提案されている。大ゾーン基地局ＬＢＳは、広域災害や停電時においても無線通信を提供するために設置される。図１０に示すように、大ゾーン基地局ＬＢＳは、マクロセルＣｍよりも範囲の大きい特大セルＣｌを形成する。
【００９０】
本実施形態において、大ゾーン基地局ＬＢＳは、前述の実施形態におけるマクロ基地局ＭＢＳと同様に構成され動作することが可能である。また、本実施形態において、マクロ基地局ＭＢＳは、前述の実施形態におけるスモール基地局ＳＢＳと同様に構成され動作することが可能である。
【００９１】
上位基地局としての大ゾーン基地局ＬＢＳは、大ゾーン基地局ＬＢＳ配下のマクロ基地局ＭＢＳのトラフィック負荷が第７閾値Ｔｈ７を上回る場合に動作を停止する。原則として、マクロ基地局ＭＢＳは通信エリアの全範囲をカバーするように配置されるので、大ゾーン基地局ＬＢＳが動作を停止しても、マクロ基地局ＭＢＳが動作していればカバレッジは確保される。したがって、下位基地局としてのマクロ基地局ＭＢＳは、スリープモードにある場合に大ゾーン基地局ＬＢＳが動作を停止した場合に、マクロ基地局ＭＢＳの動作モードをスリープモードから通常運用モードへと変更すべきと判定し、無線通信を開始する。結果として、無線通信のカバレッジが確保される。
【００９２】
また、大ゾーン基地局ＬＢＳは、大ゾーン基地局ＬＢＳ配下のマクロ基地局ＭＢＳのトラフィック負荷が第７閾値Ｔｈ７を上回る場合に、配下の全てのマクロ基地局ＭＢＳに対して、通常運用モードに変更することを指示する制御信号を送信してもよい。以上の場合、大ゾーン基地局ＬＢＳは、配下の全てのマクロ基地局ＭＢＳが通常運用モードへ移行した後に、スリープモードへ移行する。
【００９３】
大ゾーン基地局ＬＢＳは、大ゾーン基地局ＬＢＳ配下のマクロ基地局ＭＢＳの平均トラフィック負荷が第８閾値Ｔｈ８を上回り、かつ、大ゾーン基地局ＬＢＳ配下のマクロ基地局ＭＢＳの最大トラフィック負荷が第９閾値Ｔｈ９を上回る場合に動作を停止してもよい。または、大ゾーン基地局ＬＢＳは、大ゾーン基地局ＬＢＳ配下のマクロ基地局ＭＢＳの平均トラフィック負荷が第８閾値Ｔｈ８を上回るか、または、大ゾーン基地局ＬＢＳ配下のマクロ基地局ＭＢＳの最大トラフィック負荷が第９閾値Ｔｈ９を上回る場合に動作を停止してもよい。
【００９４】
なお、大ゾーン基地局ＬＢＳは、動作を停止している状態において、大ゾーン基地局ＬＢＳ配下のマクロ基地局ＭＢＳのトラフィック負荷が第７閾値Ｔｈ７を下回る場合に、動作を再開してもよい。また、大ゾーン基地局ＬＢＳは、大ゾーン基地局ＬＢＳ配下のマクロ基地局ＭＢＳの平均トラフィック負荷が第８閾値Ｔｈ８を下回り、かつ、大ゾーン基地局ＬＢＳ配下のマクロ基地局ＭＢＳの最大トラフィック負荷が第９閾値Ｔｈ９を下回る場合に動作を再開してもよい。
【００９５】
以上の構成によれば、大ゾーン基地局ＬＢＳが動作を停止した場合でもカバレッジが確保される。また、大ゾーン基地局ＬＢＳの周波数利用効率はマクロ基地局ＭＢＳの周波数利用効率よりも低いため、大ゾーン基地局ＬＢＳの動作を停止してマクロ基地局ＭＢＳだけを動作させることによって、無線通信システムＷＣＳ全体のスループットを向上させることが可能である。
【００９６】
上述の通り、本願の複数の基地局は階層構造（レイヤ構造）をなす。すなわち、マクロ基地局ＭＢＳはマクロレイヤに属し、スモール基地局ＳＢＳはマクロレイヤよりも下位のスモールレイヤに属し、大ゾーン基地局ＬＢＳはマクロレイヤよりも上位の大ゾーンレイヤに属する。本実施形態の各基地局は、その基地局が属するレイヤを示すレイヤ情報信号を送信する。すなわち、大ゾーン基地局ＬＢＳは、大ゾーンレイヤに属することを示すレイヤ情報信号を送信する。マクロ基地局ＭＢＳは、マクロレイヤに属することを示すレイヤ情報信号を送信する。本実施形態の各基地局は、レイヤ情報信号によって他の基地局がどのレイヤに属するかを認識する。本実施形態の各基地局は、複数の上位レイヤが存在する場合、その基地局が属するレイヤよりも上位であるレイヤのうち、最も下位のレイヤに属する基地局からの制御に基づいて動作を実行する。例えば、無線通信システムＷＣＳが図１０のような３レイヤ構造を有する場合、スモールレイヤに属するスモール基地局ＳＢＳは、スモールレイヤよりも上位である大ゾーンレイヤ及びマクロレイヤのうち、最も下位のレイヤであるマクロレイヤに属するマクロ基地局ＭＢＳからの制御に基づいて動作を実行する。以上の構成は、４層以上のレイヤ構造を有する無線通信システムＷＣＳにも適用可能である。
【００９７】
８．  変形例  
以上の実施の形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以上の実施の形態および以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
【００９８】
８（１）．  変形例１
第１実施形態では、第２制御部３５０の上り無線信号監視部３５４による上り無線信号の監視結果を用いて動作モード変更をすべきか否かの判定が実行される。しかしながら、第２制御部３５０が下り無線信号を監視し、その監視結果を用いて動作モード変更をすべきか否かの判定が実行されてもよい。
【００９９】
８（２）．  変形例２
以上の実施形態では、ユーザ端末ＵＥが複数のアンテナを有する。しかしながら、ユーザ端末ＵＥが１本のアンテナ（送受共用アンテナ）を有する構成も採用可能である。マクロ基地局ＭＢＳおよびスモール基地局ＳＢＳに関しても同様である。
【０１００】
８（３）．  変形例３
以上の実施形態では、予め決定された無線リソースを用いてユーザ端末ＵＥからウェイクアップ信号が送信される。しかしながら、ユーザ端末ＵＥがウェイクアップ信号を送信するための無線リソースをマクロ基地局ＭＢＳが決定してユーザ端末ＵＥおよびスモール基地局ＳＢＳに通知してもよい。以上の場合、スモール基地局ＳＢＳは、通知された無線リソースについてのみ受信動作を実行すれば、ウェイクアップ信号を受信することが可能である。
【０１０１】
８（４）．  変形例４
第１実施形態では、使用リソースブロック数に基づいて動作モード変更をすべきか否かの判定が実行される。しかしながら、他の様々なパラメータが以上の判定に用いられ得る。例えば、ユーザ端末ＵＥのユーザによる操作、過去の一定期間内に送信された上り無線信号の平均送信遅延もしくは最大送信遅延、過去の一定期間内に送信された下り無線信号の平均送信遅延もしくは最大送信遅延、過去の一定期間内の平均ビットレート、将来の想定ビットレート、または、マクロ基地局ＭＢＳとユーザ端末ＵＥとの間の電波状況が、判定時のパラメータとして採用され得る。
【０１０２】
８（５）．  変形例５
以上の第１ないし第３実施形態において、ユーザ端末ＵＥ（ウェイクアップ制御部１２２４）が、周囲にスモール基地局ＳＢＳが存在しない場合にウェイクアップ信号を送信し続けると、消費電力が増大する。そこで、ウェイクアップ信号の送信開始から第１所定時間以内にスモール基地局ＳＢＳに接続できない場合、ユーザ端末ＵＥ（ウェイクアップ制御部１２２４）は、ウェイクアップ信号の送信を停止し、第２所定時間経過後にウェイクアップ信号の送信を再開すると好適である。また、ウェイクアップ信号の送信を停止した後、ユーザ端末ＵＥ（ウェイクアップ制御部１２２４）は、そのユーザ端末ＵＥの移動を検出した場合に、ウェイクアップ信号の送信を再開してもよい。ユーザ端末ＵＥの移動は、任意の手段（例えば、ＧＰＳ、ジャイロ機能、歩数計機能、受信電力の変化）により検出され得る。
【０１０３】
８（６）．  変形例６
第２実施形態では、所定の無線リソースを用いてマクロ基地局ＭＢＳから監視開始信号が送信される。しかしながら、監視開始信号を送信するための無線リソースをマクロ基地局ＭＢＳが決定してユーザ端末ＵＥおよびスモール基地局ＳＢＳに通知してもよい。以上の場合、スモール基地局ＳＢＳは、通知された無線リソースについてのみ受信動作を実行すれば、監視開始信号を受信することが可能である。
【０１０４】
８（７）．  変形例７
ウェイクアップ信号を送信するか否かの判定基準は任意である。ユーザ端末ＵＥにおける平均送信遅延、最大送信遅延、パケット棄却率、想定ビットレート、バッテリー残量などのパラメータに基づいて判定が実行され得る。以上の場合、第３閾値Ｔｈ３は以上の各パラメータに関する閾値である。
【０１０５】
８（８）．  変形例８
ユーザ端末ＵＥは、マクロ基地局ＭＢＳ、スモール基地局ＳＢＳおよび大ゾーン基地局ＬＢＳと無線通信が可能な任意の装置である。ユーザ端末ＵＥは、例えば、フィーチャーフォンまたはスマートフォン等の携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。
【０１０６】
８（９）．  変形例９
無線通信システムＷＣＳ内の各要素（ユーザ端末ＵＥ、マクロ基地局ＭＢＳ、スモール基地局ＳＢＳ、大ゾーン基地局ＬＢＳ）においてＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
ＵＥ……ユーザ端末、１１０……無線通信部、１１２……受信アンテナ、１１４……無線受信部、１１６……無線送信部、１１８……送信アンテナ、１２０……制御部、１２２……通信制御部、１２２０……制御信号検出部、１２２２……リソース監視部、１２２４……ウェイクアップ制御部、１２２６……制御信号生成部、１２２８……制御信号生成部、１２４……受信信号処理部、１２６……送信信号生成部、ＭＢＳ……マクロ基地局、２１０……無線通信部、２１２……受信アンテナ、２１４……無線受信部、２１６……無線送信部、２１８……送信アンテナ、２２０……ネットワーク通信部、２３０……制御部、２３２……通信制御部、２３４……受信信号処理部、２３６……送信信号生成部、２４０……制御部、ＳＢＳ……スモール基地局、３１０……無線通信部、３１２……受信アンテナ、３１４……無線受信部、３１６……無線送信部、３１８……送信アンテナ、３２０……受信アンテナ、３２２……無線受信部、３３０……ネットワーク通信部、３３２……通信制御部、３３４……受信信号処理部、３３６……送信信号生成部、３４０……制御部、３４２……通信制御部、３５０……制御部、３５２……制御信号検出部、３５４……無線信号監視部、３５６……動作モード制御部、Ｃ……セル、Ｃｌ……特大セル、Ｃｍ……マクロセル、Ｃｓ……スモールセル、ＬＢＳ……大ゾーン基地局、ＮＷ……ネットワーク、ＷＣＳ……無線通信システム。
【図１】
2014165519.tif 000003
【図２】
2014165519.tif 000004
【図３】
2014165519.tif 000005
【図４】
2014165519.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2014165519.tif 000009
【図８】
2014165519.tif 000010
【図９】
2014165519.tif 000011
【図１０】
2014165519.tif 000012