(57)【要約】【課題】通信トラフィックに応じて、小型基地局を適応的に起動制御することによって、基地局全体の消費電力を低減することができる無線通信システム等を提供する。【解決手段】小型基地局の起動を制御する管理装置を更に有する。大型基地局は、無線端末からの電波の到来方位を検知する電波到来方位検知手段と、無線端末からの電波の到来方位の情報を、管理装置へ送信する電波到来方位通知手段とを有する。また、管理装置は、電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する端末計数手段と、その判定が真である場合、当該電波の到来方位に位置する小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する起動信号送信手段とを有する。そして、小型基地局は、管理装置から起動信号を受信した際に起動する。【選択図】図２
2011103570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波到達範囲が広い大型基地局と、電波到達範囲が狭く且つ前記大型基地局の電波到達範囲内に設置された小型基地局と、前記大型基地局及び前記小型基地局の両方と通信することができる無線端末とを有する無線通信システムであって、
前記小型基地局の起動を制御する管理装置を更に有し、
前記大型基地局は、前記無線端末からの電波の到来方位を検知する電波到来方位検知手段と、前記無線端末からの電波の到来方位の情報を、前記管理装置へ送信する電波到来方位通知手段とを有し、
前記管理装置は、前記電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する端末計数手段と、前記無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位に位置する前記小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する起動信号送信手段とを有し、
前記小型基地局は、前記管理装置から前記起動信号を受信した際に起動することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記大型基地局は、セクタアンテナを有し、
前記電波到来方位検知手段は、電波の到来方位を所定角度又は所定エリア範囲に区分し、前記無線端末からの電波の到来方位を検知することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記大型基地局は、アレイアンテナを有し、
前記電波到来方位検知手段は、電波の到来方位を所定角度又は所定エリア範囲に区分し、送信アレイ重みベクトルを制御することによって電波放射方位を変化させて、前記無線端末からの電波の到来方位を検知することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記小型基地局は、前記管理装置から前記起動信号を受信することによって起動した後、第１の所定時間経過後に自動的に停止することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記小型基地局は、前記管理装置から前記起動信号を受信することによって起動した後であって、ユーザ所望の当該通信が終了した後、第２の所定時間経過後に自動的に停止することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記大型基地局について、
前記電波到来方位検知手段は、前記無線端末と間の距離を更に検知し、
前記電波到来方位通知手段は、前記無線端末との間の距離の情報を、前記管理装置へ更に送信し、
前記管理装置について、
前記端末計数手段は、前記電波到来方位及び前記距離に基づくエリア毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定し、
前記起動信号送信手段は、前記無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位及び距離の範囲に位置する前記小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記管理装置は、前記大型基地局に一体的に搭載されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記管理装置の前記起動信号送信手段は、前記起動信号に、起動すべき小型基地局の位置範囲情報を含め、
前記小型基地局は、前記起動信号に含まれた前記位置範囲情報の位置範囲に、当該小型基地局の位置が含まれる場合に起動することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記大型基地局は、携帯電話通信用の基地局であり、
前記小型基地局は、フェムトセル用の基地局である
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記無線端末は、前記大型基地局及び前記小型基地局と通信するために、同一通信方式の１つの通信インタフェースを備えているか、又は、異なる通信方式の２つの通信インタフェースを備えていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
電波到達範囲が広い大型基地局と、電波到達範囲が狭く且つ前記大型基地局の電波到達範囲内に設置された小型基地局と、前記大型基地局及び前記小型基地局の両方と通信することができる無線端末とを有する無線通信システムにおける基地局起動方法であって、
前記小型基地局の起動を制御する管理装置を更に有し、
前記大型基地局が、前記無線端末からの電波の到来方位を検知する第１のステップと、
前記大型基地局が、前記無線端末からの電波の到来方位の情報を、前記管理装置へ送信する第２のステップと、
前記管理装置が、前記電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する第３のステップと、
前記管理装置が、前記無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位に位置する前記小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する第４のステップと、
前記小型基地局が、前記管理装置から前記起動信号を受信した際に起動する第５のステップと
を有することを特徴とする基地局起動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局全体の消費電力を低減する無線通信システム及び基地局起動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機器における消費電力の低減化は、単にエネルギーコストの低減だけでなく、二酸化炭素の排出量削減という環境への配慮のために必要となってきている。特に、携帯電話通信用の基地局による消費電力量は、携帯電話事業者による消費電力量のおよそ６割近くを占める場合もある（例えば非特許文献１参照）。そのため、近年、消費電力が少ない無線通信システム、即ち、環境に優しい無線通信システムが、研究開発されてきている。
【０００３】
無線端末は、一般的に携帯端末（スマートフォン、ＰＡＤ、ノートパソコン等）であって、バッテリを搭載しているために、その消費電力の低減化技術には多くの検討がなされている。例えば無線ＬＡＮ(Local Area Network)によれば、ユーザが操作していない無線端末を自動的に停止（又は休止）させると共に、アクセスポイントを介して遠隔から無線端末を起動させることができる（例えば特許文献１〜４参照）。
【０００４】
また、携帯電話通信システムによれば、通信トラヒック量が少ない時間帯に、一部の基地局を停止する（電力増幅器を停止する、又は、電源を落とす）ことによって、システム全体における消費電力を削減することができる。通信トラヒック量が少ない時間帯とは、例えば都心部における夜間である。
【０００５】
携帯電話用の大型基地局に対して、サービス半径の小さいフェムト／ピコ／マイクロセルを構成する小型基地局（アクセスポイント）を屋内に設置する技術もある（例えば特許文献５参照）。この技術によれば、小型基地局は、無線通信インタフェースを常に起動しているために、比較的に消費電力が高い。そこで、夜間等の通信トラフィック量の減少する時間帯に、一部の小型基地局を停止することによって、無線インタフェースの起動継続時間を減らし、消費電力を低減化する技術もある（例えば非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０５７９９号公報
【特許文献２】特開２００６−０６０３３６号公報
【特許文献３】特開２００５−０１８３７７号公報
【特許文献４】特開２００３−２９９１６０号公報
【特許文献５】特開２００７−１２９４０５号公報
【特許文献６】特開２００８−１０９５２１号公報
【特許文献７】特開２００５−１８４４８２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Vodafone UK publishes CorporateResponsibility Report - CR Review 2007/08
【非特許文献２】Haruki Izumikawa、Dirk Kutscher、Yoji Kishi、「DelayTolerance for Energy-Efficient Mobile Communications」、電子情報通信学会ソサイエティ大会、２００９年９月、[online]、［平成２１年１０月２６日検索］、インターネット＜URL:http://secure1.gakkai-web.net/gakkai/ieice/program2/html/index/au_alpha_main.html＞
【非特許文献３】「信号処理／ビーム制御の方法・構成／到来方位推定に基づくウェイト制御」、[online]、［平成２１年１１月５日検索］、インターネット＜URL:http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu/arrayantenna/3-4-10.pdf＞
【非特許文献４】T. Hain、「An IPv6 Provider-Independent GlobalUnicast Address Format」
【非特許文献５】F. v. Megen, P. Muller、「Mapping UniversalGeographical Area Description (GAD) to IPv6 Geo Based Unicast Addresses」
【非特許文献６】P. Vishwanath, D. Tse, R. Laroia、「OpportunisticCommunication: A New System Design」、IT 2002、[online]、［平成２１年１１月５日検索］、インターネット＜URL:www.stanford.edu/class/ee360/lecture8_wonchae.ppt＞
【非特許文献７】天野良晃、前山利幸、井上隆、武内良男、「パケットセルラーシステムにおける簡易ビーム制御アンテナの検討」、電子情報通信学会移動通信ワークショップ、2005年3月、[online]、［平成２１年１１月６日検索］、インターネット＜URL:http://ci.nii.ac.jp/naid/110003204616/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜４に記載の技術によれば、小型基地局又はアクセスポイントの起動／停止を制御するものではない。また、特許文献５に記載された技術によれば、無線端末からのフィードバック情報に基づいて基地局の送信電力を制御するものであって、干渉を低減す技術である。即ち、消費電力を低減化するものではない。更に、非特許文献２に記載された技術によれば、消費電力の低減化のために、どの基地局を、どのようなタイミングでどの程度の時間だけ起動／停止を制御するかについて全く開示していない。
【０００９】
そこで、本発明によれば、通信トラフィックに応じて、小型基地局を適応的に起動制御することによって、基地局全体の消費電力を低減することができる無線通信システム及び基地局制御方法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】
【００１０】
本発明によれば、電波到達範囲が広い大型基地局と、電波到達範囲が狭く且つ大型基地局の電波到達範囲内に設置された小型基地局と、大型基地局及び小型基地局の両方と通信することができる無線端末とを有する無線通信システムであって、
小型基地局の起動を制御する管理装置を更に有し、
大型基地局は、無線端末からの電波の到来方位を検知する電波到来方位検知手段と、無線端末からの電波の到来方位の情報を、管理装置へ送信する電波到来方位通知手段とを有し、
管理装置は、電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する端末計数手段と、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位に位置する小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する起動信号送信手段とを有し、
小型基地局は、管理装置から起動信号を受信した際に起動することを特徴とする。
【００１１】
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、
大型基地局は、セクタアンテナを有し、
電波到来方位検知手段は、電波の到来方位を所定角度又は所定エリア範囲に区分し、無線端末からの電波の到来方位を検知することも好ましい。
【００１２】
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、
大型基地局は、アレイアンテナを有し、
電波到来方位検知手段は、電波の到来方位を所定角度又は所定エリア範囲に区分し、送信アレイ重みベクトルを制御することによって電波放射方位を変化させて、無線端末からの電波の到来方位を検知することも好ましい。
【００１３】
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、小型基地局は、管理装置から起動信号を受信することによって起動した後、第１の所定時間経過後に自動的に停止することも好ましい。
【００１４】
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、小型基地局は、管理装置から起動信号を受信することによって起動した後であって、ユーザ所望の当該通信が終了した後、第２の所定時間経過後に自動的に停止することも好ましい。
【００１５】
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、
大型基地局について、
電波到来方位検知手段は、無線端末と間の距離を更に検知し、
電波到来方位通知手段は、無線端末との間の距離の情報を、管理装置へ更に送信し、
管理装置について、
端末計数手段は、電波到来方位及び距離に基づくエリア毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定し、
起動信号送信手段は、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位及び距離の範囲に位置する小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信することも好ましい。
【００１６】
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、管理装置は、大型基地局に一体的に搭載されていることも好ましい。
【００１７】
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、
管理装置の起動信号送信手段は、起動信号に、起動すべき小型基地局の位置範囲情報を含め、
小型基地局は、起動信号に含まれた位置範囲情報の位置範囲に、当該小型基地局の位置が含まれる場合に起動することも好ましい。
【００１８】
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、大型基地局は、携帯電話通信用の基地局であり、小型基地局は、フェムトセル用の基地局であることも好ましい。
【００１９】
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、無線端末は、大型基地局及び小型基地局と通信するために、同一通信方式の１つの通信インタフェースを備えているか、又は、異なる通信方式の２つの通信インタフェースを備えていることも好ましい。
【００２０】
本発明によれば、電波到達範囲が広い大型基地局と、電波到達範囲が狭く且つ大型基地局の電波到達範囲内に設置された小型基地局と、大型基地局及び小型基地局の両方と通信することができる無線端末とを有する無線通信システムにおける基地局起動方法であって、
小型基地局の起動を制御する管理装置を更に有し、
大型基地局が、無線端末からの電波の到来方位を検知する第１のステップと、
大型基地局が、無線端末からの電波の到来方位の情報を、管理装置へ送信する第２のステップと、
管理装置が、電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する第３のステップと、
管理装置が、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位に位置する小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する第４のステップと、
小型基地局が、管理装置から起動信号を受信した際に起動する第５のステップと
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の無線通信システム及び基地局制御方法によれば、通信トラフィックに応じて、小型基地局を適応的に起動制御することによって、基地局全体の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明におけるシステム構成図である。
【図２】本発明におけるシーケンス図である。
【図３】無線端末と大型基地局との間で無線リンクを確立している電波放射範囲を表す説明図である。
【図４】無線端末と小型基地局との間で無線リンクを確立している電波放射範囲を表す説明図である。
【図５】本発明における大型基地局及び管理装置の機能構成図である。
【図６】管理装置を搭載した大型基地局の機能構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明におけるシステム構成図である。
【００２５】
図１によれば、無線通信システムは、大型基地局１と、複数の小型基地局２と、管理装置３と、無線端末４とを有する。
【００２６】
大型基地局１は、電波到達範囲（カバーエリア）が広い基地局であって、例えば携帯電話通信用の基地局である。また、大型基地局１は、指向性を持つアレイアンテナ又はセクタアンテナを備えており、そのカバーエリア内には、１つ以上の小型基地局２が存在する。
【００２７】
小型基地局２は、電波到達範囲が大型基地局１よりも狭く、且つ、大型基地局１の電波到達範囲内に設置される。大型基地局１の携帯電話通信用マクロセル基地局に対して、小型基地局２のフェムトセル基地局(Femtocell Base Station)の関係であってもよい。また、例えば、大型基地局のマクロセル(macrocell)に対して小型基地局のマイクロセル(microcell)の関係、又は、大型基地局のマイクロセルに対して小型基地局のピコセル(picocell)の関係であってもよい。更に、大型基地局としてのマイクロセルに対して小型基地局のピコセル又はフェムトセルの関係であってもよい。
【００２８】
管理装置３は、通信事業者網を介して大型基地局１及び小型基地局２に接続されており、小型基地局２に対してその起動を制御する。尚、管理装置３は、大型基地局１に一体的に備えられていてもよい。図１によれば、１基の大型基地局１に対して１台の管理装置３が設置されているが、複数の大型基地局１に対してそれより少ない数の管理装置３が設置されることも好ましい。
【００２９】
小型基地局２は、管理装置３から起動信号を受信した際に起動する。小型基地局２は、例えばＬＡＮ技術に基づく「Wake On LAN」機能を有する。「Wake On LAN」は、ネットワークを介して、遠隔から電源を投入することができる技術である。具体的には、起動信号としての特別なパケットを、対象となる小型基地局へ送信する。具体的には、Magic Packet方式がある。
【００３０】
無線端末４は、大型基地局１及び小型基地局２の両方と、無線リンクを介して通信することができる。ここで、無線端末４は、大型基地局と通信する通信方式と、小型基地局と通信する通信方式とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。通信方式が異なる場合、無線端末４は、異なる無線通信インタフェースを備えることとなる。
【００３１】
図２は、本発明におけるシーケンス図である。図３及び図４は、無線端末と大型基地局との間で無線リンクを確立している電波放射範囲を表す説明図である。図２のシーケンスの説明の中で、図３及び図４を説明する。
【００３２】
図３及び図４によれば、大型基地局１は、電波の到来方位を所定角度又は所定エリア範囲に区分し、その範囲毎に、１つ以上の無線端末４と通信する。大型基地局１がセクタアンテナを備える場合、全方位を例えば３つのセクタに区分し、セクタ毎に、１つ以上の無線端末と通信する。大型基地局１は、セクタ毎に、無線端末を検知することができる。
【００３３】
また、大型基地局１がアレイアンテナを備える場合、指向性のある電波を、ランダムな方位に放射することによって、無線端末を検知するものであってもよい（例えば非特許文献７及び８参照）。更に、大型基地局は、方位だけでなく、無線端末との間の距離を推定するものであることも好ましい（例えば非特許文献３参照）。
【００３４】
図２〜図４によれば、無線端末ａ及び無線端末ｂは、小型基地局Ａのカバーエリア内に位置している。このとき、小型基地局Ａ及び小型基地局Ｂは、停止中であって、無線端末と通信することができない。
【００３５】
（Ｓ２０１）無線端末ａは、停止中の小型基地局Ａではなく、大型基地局１と通信しようとする。大型基地局１は、アレイアンテナ又はセクタアンテナによって、無線端末ａからの電波の到来方位を検知する。
【００３６】
（Ｓ２０２）大型基地局１は、無線端末ａからの電波の到来方位の情報を、管理装置３へ送信する。セクタアンテナの場合、電波の到来方位はセクタ番号であってもよい。また、アレイアンテナの場合、予め区分された角度範囲毎の識別子であってもよい。
【００３７】
（Ｓ２０３）管理装置３は、電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する。図２によれば、Ｓ２０３の段階では、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数に達していないとする。
【００３８】
（Ｓ２０４）この場合、無線端末ａは、大型基地局１との間で無線リンクを確立し、大型基地局１を介して通信事業者網に接続する。
【００３９】
（Ｓ２１１）次に、無線端末ｂも、停止中の小型基地局Ａではなく、大型基地局１と通信しようとする。大型基地局１は、無線端末ｂからの電波の到来方位を検知する。Ｓ２１１の状態は、図３に表されている。
【００４０】
（Ｓ２１２）大型基地局１は、無線端末ｂからの電波の到来方位の情報を、管理装置３へ送信する。
【００４１】
（Ｓ２１３）管理装置３は、電波到来方位毎に、無線端末の数が所定数以上であるか否かを判定する。例えば所定数＝１０の場合、その電波到来方位について１０台の無線端末が検知された場合、この判定は真となる。一方で、所定数＝１の場合、その電波到来方位について１台の無線端末が検知されただけで、この判定は真となる。図２によれば、Ｓ２１３の段階では、無線端末の数が所定数に達したとする。
【００４２】
尚、無線端末の数ではなく、所定の平均単位時間通信トラフィック量を、判定の真偽に用いるものであってもよい。この場合、例えば、所定量＝(平均)1.0Mbpsとしたとき、その電波到来方位について平均して1.0Mbpsの通信トラフィックが検知された場合、判定が真となる。このトラフィック量に関しては、上り・下りそれぞれについて所定の値を設定し、どちらかが所定量に達した際に真と判定するのも好ましい。
【００４３】
（Ｓ２２１）管理装置３は、大型基地局１からの当該電波の到来方位に位置する小型基地局Ａ及びＢへ、起動するべき起動信号を送信する。起動信号は、例えばWake On LANのパケットであってもよい。
【００４４】
また、起動信号に、起動すべき小型基地局の地理的な位置範囲情報が含まれていることも好ましい。この場合、管理装置３は、各小型基地局の位置を予め管理する必要がない。位置範囲情報は、例えば緯度経度の範囲である。
【００４５】
（Ｓ２２２）小型基地局Ａ及びＢは、管理装置３から起動信号を受信した際に、起動する。小型基地局Ａ及びＢは、例えばＬＡＮ技術におけるWake On LANの機能を有する。小型基地局Ａ及びＢが起動した際、基地局Ａの近傍に位置する無線端末a及びｂが、既にリンクを確立している大型基地局１から小型基地局Ａへハンドオーバすることも好ましい。
【００４６】
また、起動信号に位置範囲情報が含まれている場合、小型基地局Ａ及びＢは、その位置範囲に、自らの基地局の位置が含まれるか否かを判定する。含まれている場合にのみ、小型基地局Ａ及びＢは起動する。
【００４７】
また、小型基地局Ａ及びＢは、管理装置３から起動信号を受信することによって起動した後、第１の所定時間を計測する第１のタイマを起動する。第１のタイマは、例えば３０分であってもよい。第１のタイマは、小型基地局が起動される毎にリセットされ、起動後カウントダウンを進める。
【００４８】
（Ｓ２２３）その後、無線端末ａ及びｂは、小型基地局Ａとの間で無線リンクを確立し、小型基地局Ａを介して通信事業者網に接続する。Ｓ２２３の状態は、図４に表されている。また、小型基地局Ａは、管理装置３から起動信号を受信することによって起動した後であって、ユーザ所望の当該通信が終了した後、第２の所定時間を計測する第２のタイマを起動する。第２のタイマ起動に伴って、第１のタイマを停止することも好ましい。
【００４９】
尚、Ｓ２２２については、小型基地局Ｂは、大型基地局から起動信号を受信することによって起動したものの、その周囲にアクティブな無線端末が存在しない場合もある。この場合、第１のタイマのタイムアウトによって再度停止することになる。従って、起動後にリセットされる第１のタイマは、ユーザの所望通信終了後にリセットされる第２のタイマよりも短いことが好ましい。
【００５０】
（Ｓ２２４）小型基地局Ａ及びＢは、第１のタイマ又は第２のタイマがタイムアウトした際、自動的に停止する。図２によれば、無線端末が周囲にいない小型基地局Ｂは、小型基地局Ａよりも早めに停止する。小型基地局が無駄に起動している時間を減らすことによって、消費電力を低減化する。
【００５１】
前述したように、小型基地局２は、大型基地局１によって区分された所定範囲内で、アクティブとなった無線端末４が所定数以上となった場合にのみ起動する。ここで、大型基地局から小型基地局への無駄なハンドオーバを回避するため、無線端末４の実際の通信を、小型基地局２が起動されるまで待たせることも好ましい。しかしながら、この場合、小型基地局２の起動完了時間によっては、無線端末４における通信開始までの遅延時間が長くなり、ユーザビリティが低下することが懸念される。従って、無線端末４が、通信開始の可能性のある動作をトリガにして、近未来の接続可能性を示す制御メッセージを大型基地局１へ送信することも好ましい。大型基地局１は、その制御メッセージをトリガにして、対象となる小型基地局群を起動することができる。通信開始の可能性のある動作とは、例えば、折り畳み式端末である場合、折り畳んだ状態から開いた状態へ遷移した際、スライド式端末である場合、スライド操作によって開いた状態へ遷移した際である。
【００５２】
このように、大型基地局１が、無線端末４における実際の通信開始前に、小型基地局２を起動することによって、無線端末４は、通信開始当初から小型基地局２を用いて通信を開始することができる。
【００５３】
図５は、本発明における大型基地局及び管理装置の機能構成図である。
【００５４】
図５によれば、基地局１は、アンテナ（アレイアンテナ又はセクタアンテナ）１０と、アンテナ毎の位相レベル調整部１１と、分配器１２と、電波到来方位検知部１２１と、符号化・復号部１３と、通信事業者網インタフェース部１４と、電波到来方位通知部１４１とを有する。
【００５５】
アンテナ１０がアレイアンテナである場合、指向性を有する電波の放射方向を変化させるために、２つ以上のアンテナ素子を有する。また、アンテナ１０がセクタアンテナである場合、所定角度範囲毎にアンテナ素子を有する。
【００５６】
位相レベル調整部１１は、アンテナ素子毎に、送受信すべき信号の振幅及び位相を調整する。分配器１２は、符号化・復号部１３と複数のアンテナ素子との間で、送信信号を分配する。符号化・復号部１３は、送受信すべき信号に対して、符号化又は復号処理を実行する。通信事業者網インタフェース部１４は、通信事業者網に接続する。
【００５７】
電波到来方位検知部１２１は、電波の到来方位を所定角度又は所定エリア範囲に区分し、無線端末からの電波の到来方位を検知する。アンテナ１０がセクタアンテナである場合、電波到来方位検知部１２１は、セクタ毎に、無線端末からの電波の到来方位を検知する。また、アンテナ１０がアレイアンテナである場合、電波到来方位検知部１２１は、送信アレイ重みベクトルを制御することによって電波放射方位を変化させて、無線端末からの電波の到来方位を検知する。更に、電波到来方位検知部１２１は、無線端末と間の距離を更に検知するものであってもよい。
【００５８】
電波到来方位通知部１４１は、無線端末４からの電波の到来方位の情報を、管理装置３へ送信する。電波到来方位通知部１４１は、無線端末４との間の距離の情報を、管理装置３へ更に送信することも好ましい。
【００５９】
次に、管理装置３は、通信事業者網インタフェース部３０と、端末計数部３１と、基地局位置管理部３２と、起動信号送信部３３とを有する。
【００６０】
端末計数部３１は、大型基地局の電波到来方位毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する。また、大型基地局の電波到来方位検出部１２１が、無線端末との間の距離も検知することができる場合、端末計数部３１は、電波到来方位及び距離に基づくエリア毎に、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上であるか否かを判定する。
【００６１】
基地局位置管理部３２は、大型基地局１及び複数の小型基地局２における位置情報を管理する。従って、端末計数部３１によって計数されるエリア毎に、そのエリアに位置する小型基地局２が特定される。
【００６２】
起動信号送信部３３は、無線端末の数又は通信トラヒック量が所定数以上である場合、当該電波の到来方位に位置する小型基地局へ、起動するべき起動信号を送信する。また、起動信号は、起動すべき小型基地局の位置範囲情報を含めるものであってもよい。
【００６３】
図６は、管理装置を搭載した大型基地局の機能構成図である。
【００６４】
図６によれば、管理装置３が、大型基地局１に一体的に搭載されたものであって、各機能構成部は、図５と全く同様である。
【００６５】
本発明の利用形態を具体的に説明する。例えば、都心のオフィスと住宅街の社宅とにはそれぞれ、複数の小型基地局が設置されている。都心では、日中には、アクティブな無線端末が多いが、夜間には、アクティブな無線端末が極端に少なくなる。逆に、社宅では、日中には、アクティブな無線端末が少ないが、夜間には、アクティブな無線端末が多くなる。このような環境下では、小型基地局の周辺に存在する無線端末の数が、大きく変動することとなる。しかしながら、曜日又は時間帯に応じて、小型基地局の起動／停止を制御した場合、アクティブな無線端末が急激に増加／減少する状況変化に対応することができず、無線端末が基地局に接続できないとする不都合が生じる。例えば、何らかのイベントの開催によって特定のＷｅｂサイトへアクセスするべく、アクティブな無線端末が急激に増加する場合もある。従って、大型基地局が、所定範囲毎に無線端末の数を検知し、その状態に基づいて小型基地局の起動／停止が制御されることによって、通信トラヒックが集中する大型基地局の負荷を低減すると共に、アクティブな無線端末が急激に増加するような特別な状況変化にも対応することができる。
【００６６】
以上、詳細に前述したように、本発明の無線通信システム及び基地局起動方法によれば、通信トラフィックに応じて、小型基地局を適応的に起動制御することによって、基地局全体の消費電力を低減することができる。特に、不要な小型基地局が無駄に起動されている時間を減らすことによって、基地局全体の消費電力を低減する。また、時間や場所によってアクティブな無線端末が増加又は低減しても、無線端末のユーザビリティを低下させない。特に、オフィス街や住宅地域に配置された小型基地局の起動／停止に有効に機能する。
【００６７】
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【００６８】
１  大型基地局
１０  アレイアンテナ、セクタアンテナ
１１  位相・レベル調整部
１２  分配器
１２１  電波到来方位検知部
１３  符号化・復号部
１４  通信事業者網インタフェース部
１４１  電波到来方位通知部
２  小型基地局
３  管理装置
３０  通信事業者網インタフェース部
３１  端末計数部
３２  基地局位置管理部
３３  起動信号送信部
４  無線端末
【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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