(57)【要約】【課題】  使用されていないアンテナに係る消費電力を抑えることができる無線通信システムおよび基地局装置を目的とする。【解決手段】  無線端末装置ＭＳと無線で通信する複数の基地局装置ＢＳと、複数の基地局装置ＢＳを制御する基地局制御装置Ｃとを有する無線通信システムであって、複数の基地局装置ＢＳのうちの少なくとも１つは、無線端末装置ＭＳと無線信号を送受信する複数のアンテナＡＮＴと、それらの複数のアンテナＡＮＴのそれぞれに対応して設けられ、アンテナＡＮＴから出力する無線信号を増幅する無線部１４とを備える。無線部１４は、アンテナＡＮＴから無線信号を受信しない時間を計時し、計時した時間が所定時間に達した場合に、無線信号が所定時間受信しなかったことを示す受信なし通知を出力し、基地局装置ＢＳに備えられる制御部１５は、無線部から受信なし通知が出力された場合に、少なくとも無線部の機能を停止するよう制御する。【選択図】  図２
2011155405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末装置と無線で通信する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置を制御する基地局制御装置とを有する無線通信システムであって、
前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つは、
前記無線端末装置と無線で送受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのそれぞれに対応して設けられ、前記アンテナから出力する無線信号を増幅するとともに、前記アンテナから無線信号を受信しない時間を計時し、計時した時間が所定時間に達した場合に、無線信号が所定時間受信しなかったことを示す受信なし通知を出力する無線部と、
前記受信なし通知が出力された場合に、少なくとも前記無線部の機能を停止するよう制御する制御手段と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記受信なし通知に係るアンテナに対応付けて設けられる前記無線部を含む基板に係る機能を停止するよう制御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】
前記制御手段は、
前記受信なし通知に応じて機能を停止している間に、前記基地局制御装置から下り信号を受信した場合、または、前記無線部にて前記アンテナからの無線信号を受信した場合に、前記機能を再開することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
無線端末装置と無線で通信する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置を制御する基地局制御装置とを有する無線通信システムの基地局装置であって、
前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つは、
前記無線端末装置と無線で送受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのそれぞれに対応して設けられ、前記アンテナから出力する無線信号を増幅するとともに、前記アンテナから無線信号を受信しない時間を計時し、計時した時間が所定時間に達した場合に、無線信号が所定時間受信しなかったことを示す受信なし通知を出力する無線部と、
前記受信なし通知が出力された場合に、少なくとも前記無線部の機能を停止するよう制御する制御手段と
を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記受信なし通知に係るアンテナに対応付けて設けられる前記無線部を含む基板に係る機能を停止するよう制御することを特徴とする請求項４に記載の基地局装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記受信なし通知に応じて機能を停止している間に、前記基地局制御装置から下り信号を受信した場合、または、前記無線部にて前記アンテナからの無線信号を受信した場合に、前記機能を再開することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）を用いた無線通信システムの基地局装置の電力低減に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有線通信の通信速度が高速化され、大容量のデータを送受信するようになった。携帯電話やＰＨＳ（Personal Handy-phone System）等が行う無線通信においても、映像データや高画質の画像等の大容量のデータを送受信する需要が高まっている。そこで、無線通信の通信速度の高速化のために、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）技術が注目されている。
【０００３】
ＭＩＭＯ技術は、複数のアンテナを用いて通信を行う方式であり、複数のアンテナを用いることによりアンテナの数の分だけ帯域幅が広がる。理論上は、アンテナが２本になれば帯域幅は２倍になるため、通信を高速化することが可能となる。このようなＭＩＭＯ技術は、無線通信を行う携帯電話やＰＨＳ等の無線端末装置と、無線端末装置が無線通信する基地局装置との両方に適用される。このうち、基地局装置は、無線端末装置に比べてアンテナからの送信電力が大きいため、アンテナから出力する電波を送信するために用いられる電力増幅器の消費電力も大きい。
【０００４】
また、ＭＩＭＯ技術を適用した基地局装置であっても、１本のアンテナで必要な通信速度が処理できる場合は、複数のアンテナのうち１本のみのアンテナで通信を行う。この場合、残りのアンテナは使用されていないにも関わらず待機しているため、使用されていないアンテナに対応する電力増幅器およびその周辺装置へ電力が供給され続けており、省エネルギー化の観点から無駄が多い。
【０００５】
上記のように、基地局装置は、１つ１つのアンテナに対応する電力増幅器の消費電力が大きいうえ、使用されていないアンテナがある場合でも全てのアンテナを待機させるためにアンテナおよびその周辺装置へ電力が供給され続けるために、電力が無駄に消費されていた。
【０００６】
なお、無線基地局装置における無駄な電波の送信抑止に関する技術として、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１０９４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
基地局装置は、１つ１つのアンテナに対応する電力増幅器の消費電力が大きいうえ、使用されていないアンテナがある場合でも全てのアンテナを待機させるためにアンテナに対応する電力増幅器およびその周辺装置へ電力が供給され続けるために、電力が無駄に消費されているという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、使用されていないアンテナに係る消費電力を抑えることができる無線通信システムおよび基地局装置を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明による無線通信システムは、無線端末装置と無線で通信する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置を制御する基地局制御装置とを有する無線通信システムであって、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つは、前記無線端末装置と無線で送受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナのそれぞれに対応して設けられ、前記アンテナから出力する無線信号を増幅するとともに、前記アンテナから無線信号を受信しない時間を計時し、計時した時間が所定時間に達した場合に、無線信号が所定時間受信しなかったことを示す受信なし通知を出力する無線部と、前記受信なし通知が出力された場合に、少なくとも前記無線部の機能を停止するよう制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明による基地局装置は、無線端末装置と無線で通信する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置を制御する基地局制御装置とを有する無線通信システムの基地局装置であって、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つは、前記無線端末装置と無線で送受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナのそれぞれに対応して設けられ、前記アンテナから出力する無線信号を増幅するとともに、前記アンテナから無線信号を受信しない時間を計時し、計時した時間が所定時間に達した場合に、無線信号が所定時間受信しなかったことを示す受信なし通知を出力する無線部と、前記受信なし通知が出力された場合に、少なくとも前記無線部の機能を停止するよう制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による無線通信システムおよび基地局装置によれば、使用されていないアンテナに係る消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図。
【図２】図１の無線通信システムが有する基地局装置の構成を示すブロック図。
【図３】図２の基地局装置に備えられる制御部の構成を示すブロック図。
【図４】図２の基地局装置に備えられる無線部の構成を示すブロック図。
【図５】図１の無線通信システムが有する基地局制御装置の構成を示すブロック図。
【図６】本発明の一実施の形態に係る、基地局装置が行う、無線処理部の機能を停止する処理手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の一実施の形態に係る、無線基地局装置が行う、無線処理部の機能を再開する処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態を示す無線通信システムの構成を示したブロック図である。  
無線通信システムは、基地局装置ＢＳ１〜ＢＳｎ（ｎは１以上の自然数。）および基地局制御装置Ｃ１〜Ｃ４を有する。基地局装置ＢＳ１〜ＢＳｎは、基地局制御装置Ｃ１と例えば光ケーブルなどにより有線接続され、無線端末装置ＭＳ１〜ＭＳ３の何れかと無線で通信し、基地局制御装置Ｃ１とは有線で通信するものである。基地局制御装置Ｃ１〜Ｃ４は、移動通信網および複数の基地局装置ＢＳと接続される。基地局制御装置Ｃ（基地局制御装置Ｃ１〜Ｃ４を総称して基地局制御装置Ｃと称する。）は、無線端末装置ＭＳ（無線端末装置ＭＳ１〜ＭＳ３を総称して無線端末装置ＭＳと称する。）が送信した信号を基地局装置ＢＳ（基地局装置ＢＳ１〜ＢＳｎを総称して基地局装置ＢＳと称する。）を介して受信し、移動通信網へ送る。また、基地局制御装置Ｃは、移動通信網から受信した信号を基地局装置ＢＳを介して無線端末装置ＢＳへ送る。
【００１６】
基地局装置ＢＳと無線通信する無線端末装置ＭＳは、３台のみ図示し、基地局制御装置Ｃは、４台のみ図示したが、それらの台数は、これに限られない。
【００１７】
次に、図２を参照して、基地局装置ＢＳの構成について説明する。  
基地局装置ＢＳは、ベースバンド処理部１１、無線処理部Ｒ１〜Ｒｍ（ｍは１以上の自然数。）、制御部１５、およびアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴｍ（ｍは１以上の自然数。）を備える。  
制御部１５は、基地局制御装置Ｃから下り信号を受信すると、ＩＰパケット上のデータからペイロード部分を取り出してベースバンド処理部１１へ出力する。また、制御部１５は、ベースバンド処理部１１からペイロード部分を入力されると、ペイロード部分をＩＰパケット化して基地局制御装置Ｃへ送出する。さらに、制御部１５は、無線部１４の受信状態を監視し、アンテナＡＮＴ１からの信号受信の有無を判断したり、その判断結果に基づいて各部の機能停止や起動などを制御したりする。そして、その監視結果や各部の制御状態に関する情報は、基地局制御装置Ｃへ通知する。加えて、制御部１５は、ベースバンド処理部１１、および、後述するＯＦＤＭ部１２およびＭＯＤＥＭ部１３に対し、同期をとるための同期用クロックを出力する。
【００１８】
ベースバンド処理部１１は、制御部１５からＩＰパケット上のペイロード部分が入力されると、ＭＡＣ処理やＰＨＹ処理等のベースバンド処理を行って無線フレームを構成し、無線処理部Ｒ１へ出力する。また、ベースバンド処理部１１は、無線処理部Ｒ１から無線フレームを入力されると、無線フレームを分解してペイロード部分を取り出し、制御部１５へ出力する。
【００１９】
無線処理部Ｒ１は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）部１２、ＭＯＤＥＭ（変復調）部１３、無線部１４を備える。この無線処理部Ｒ１は、例えば１枚の基板上に形成される。ベースバンド処理部１１から無線処理部Ｒ１へ入力される無線フレームは、ＯＦＤＭ部１２で処理される。また、アンテナＡＮＴ１から無線処理部Ｒ１へ入力される信号は、無線部１４で処理される。
【００２０】
ＯＦＤＭ部１２は、無線フレームが入力されるとＯＦＤＭ変調してＭＯＤＥＭ部１３へ出力する。また、ＯＦＤＭ部１２は、ＭＯＤＥＭ部１３から出力される直交振幅復調された上り信号をＯＦＤＭ復調してベースバンド処理部１１へ出力する。  
ＭＯＤＥＭ部１３は、ＯＦＤＭ変調された信号を直交振幅変調して無線部１４へ出力する。また、ＭＯＤＥＭ部１３は、無線部１４から上り信号を入力されると直交振幅復調してＯＦＤＭ部１２へ出力する。  
無線部１４は、ＭＯＤＥＭ部１３から直交振幅変調された信号を入力されると電力増幅してアンテナＡＮＴ１へ出力する。また、無線部１４は、アンテナＡＮＴ１から上り信号が入力されると、低ノイズ増幅器で上り信号を増幅してＭＯＤＥＭ部１３へ出力する。
【００２１】
無線処理部Ｒ２、Ｒｍは、無線処理部Ｒ１と同様の構成であるため、同様の構成については説明を省略する。なお、無線処理部Ｒ２にはアンテナＡＮＴ２が接続され、無線処理部ＲｍにはアンテナＡＮＴｍが接続される。すなわち、１枚の基板で形成されている無線処理部ＲとアンテナＡＮＴが対応して接続されるようになっている。
【００２２】
次に、図３を参照して、基地局装置ＢＳに備えられる制御部１５の構成について説明する。  
制御部１５は、ＣＰＵ部１５１、メモリ１５２、パケット生成・分解部１５３、通信インタフェース部１５４、およびクロック制御部１５５を備える。
【００２３】
ＣＰＵ部１５１は、メモリ１５２に記憶されるプログラムに基づき各種制御処理を行う。制御処理の１つとして、無線部１４の受信状態を監視し、アンテナＡＮＴ１からの信号受信の有無を判断し、その判断結果に基づいて各部を制御する処理を行う。制御処理に必要な設定データは、メモリ１５２に記憶される。なお、この制御処理については、後に詳述する。
【００２４】
通信インタフェース部１５４は、例えば、ＰＯＮ（Passive Optical Network）方式に代表される高速な光通信を行う光ケーブルを介して基地局制御装置Ｃと接続される。通信インタフェース部１５４は、光ケーブルを介して受信した光信号を光／電変換し、基地局制御装置Ｃから受信したＩＰパケットをパケット生成・分解部１５３およびクロック制御部１５５へ出力する。また、通信インタフェース部１５４は、パケット生成・分解部１５３で生成されたＩＰパケットを基地局制御装置Ｃへ送出する。
【００２５】
パケット生成・分解部１５３は、通信インタフェース部１５４からＩＰパケットを入力されると、パケットヘッダを参照して、ＣＰＵ向けの制御パケットか、音声パケットまたは画像パケットか、を判断し、ＩＰパケットを分解した後、ＣＰＵ向けの制御パケットはＣＰＵ部１５１へ、音声パケットまたは画像パケットはベースバンド部へ出力する。また、パケット生成・分解部１５３は、ベースバンド処理部１１から無線フレームを受信すると、ＩＰパケット化して通信インタフェース部１５４へ出力される。
【００２６】
クロック制御部１５５は、通信インタフェース部１５４から入力されたＩＰパケットから、基地局同期用クロックを抽出して基地局装置の各部へ同期をかけるための内部同期用クロックを再生し、各部へ分配する。
【００２７】
次に、図４を参照して、基地局装置ＢＳに備えられる無線部１４の構成について説明する。  
無線部１４は、受信部１４１、送信部１４２、およびＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１４３を備える。
【００２８】
ＢＰＦ１４３は、アンテナＡＮＴと接続され、アンテナＡＮＴで受信した信号を受信部１４１へ出力し、送信部１４２からの出力信号をアンテナＡＮＴへ出力する。  
受信部１４１は、ＢＰＦ１４３から入力される信号を、図示しない低ノイズ増幅器により増幅してＭＯＤＥＭ部１３へ出力する。また、受信部１４１には、タイマ１４１Ｔを備え、アンテナＡＮＴで受信する信号が入力されない時間をこのタイマ１４１Ｔで計時する。計時した時間が所定時間に達した場合に、所定時間受信がないことを示す受信なし通知を制御部１５が備えるＣＰＵ部１５１へ出力する。ＣＰＵ部１５１は、この受信なし通知を受けると無線処理部Ｒの機能を停止させる。無線処理部Ｒの機能が停止中に、ＢＰＦ１４３から受信すべき信号を受信した場合は、受信部１４１は、受信があったことを示す受信あり通知をＣＰＵ部１５１へ出力する。  
送信部１４２は、ＭＯＤEＭ部１３から入力される信号を、図示しない電力増幅器により増幅してＢＰＦ１４３へ出力する。
【００２９】
次に、図５を参照して、基地局制御装置Ｃの構成について説明する。  
基地局制御装置Ｃは、主制御部２１、メモリ２２、基地局インタフェース部２３、パケットスイッチ部２４、およびネットワークインタフェース部２５を有する。
【００３０】
主制御部２１は、メモリ２２に記憶されるプログラムに基づき基地局制御装置Ｃ内の各部および自らの基地局制御装置Ｃに接続される基地局装置ＢＳを監視または制御する。また、各部や基地局装置ＢＳを監視または制御を行うための設定データや監視結果のデータおよび基地局装置ＢＳの制御状態に関する情報は、メモリ２２に記憶される。
【００３１】
基地局インタフェース部２３は、光ケーブルなどを介して基地局装置ＢＳと接続され、基地局装置ＢＳから受信した光信号をＩＰパケットへ変換し、パケットスイッチ部２４へ出力する。また、基地局インタフェース部２３は、パケットスイッチ部２４からＩＰパケットが入力されると、光信号へ変換して基地局装置ＢＳへ送出する。
【００３２】
パケットスイッチ部２４は、ネットワークインタフェース部２５から入力されるＩＰパケット、基地局インタフェース部２３から入力されるＩＰパケット、および主制御部２１から出力されるＩＰパケットのパケット交換を行う。
【００３３】
ネットワークインタフェース部２５は、パケットスイッチ部２４から出力されるＩＰパケットを移動通信網へ送出し、移動通信網からＩＰパケットを受信するとパケットスイッチ部２４へ出力する。
【００３４】
ここで、図６および図７を参照して、基地局装置ＢＳの動作について説明する。
【００３５】
図６は、基地局装置ＢＳが備える無線部１４においてアンテナＡＮＴで受信する信号が所定時間入力されなかった場合、すなわち、所定時間上り信号の受信がされなかった場合に、無線処理部Ｒの機能を停止するように制御部１５が制御する処理を示すフローチャートである。  
通常状態では、無線処理部Ｒの機能は起動されており、基地局装置ＢＳの各部はそれぞれ処理を行っている。まず、制御部１５は、無線部１４の監視を行う。この監視は、例えば、無線部１４の受信部１４１に所定時間信号が入力されなかった場合に、受信部１４１から制御部１５へ通知される受信なし通知が出力されたか否かを判断する（ステップＳ１１）。制御部１５が、受信なし通知が出力されていないと判断した場合、すなわち、受信なし通知を制御部１５が受けていない場合は（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ１１の処理を継続する。制御部１５が、受信なし通知が出力されたと判断した場合、すなわち、受信なし通知を制御部１５が受けた場合は（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２へ移行する。
【００３６】
ステップＳ１２では、ＯＦＤＭ部１２、ＭＯＤEＭ部１３、および無線部１４の機能を停止するように、ＯＦＤＭ部１２、ＭＯＤEＭ部１３、および無線部１４に対して制御信号を出力する。また、ＯＦＤＭ部１２、ＭＯＤEＭ部１３、および無線部１４の機能を停止したことを基地局制御装置Ｃへ通知する。
【００３７】
図７は、基地局装置ＢＳが備える無線部１４においてアンテナＡＮＴで受信する信号が所定時間入力されなかった場合に、無線処理部Ｒの機能を停止した後に、無線処理部Ｒの機能を再開させるように制御部１５が制御する処理を示すフローチャートである。  
この処理は、図６に示すフローチャートによりＯＦＤＭ部１２、ＭＯＤEＭ部１３、および無線部１４の機能が停止された状態で開始される。まず、制御部１５は、無線部１４および制御部１５が備えるＣＰＵ部１５１の監視を行う（ステップＳ２１）。制御部１５は、無線部１４より受信あり通知が出力されたか否か、および、ＣＰＵ部１５１で下り信号の通信を開始する手順が完了したか否かを判断することで監視を行う。制御部１５は、無線部１４より受信あり通知が出力されたと判断するか、ＣＰＵ部１５１で下り信号の通信を開始する手順が完了したと判断すると（ステップＳ２１でＹＥＳ）、ステップＳ２２へ移行する。無線部１４より受信あり通知が出力されたと判断されず、且つ、ＣＰＵ部１５１が下り信号の通信を開始する手順を完了したと判断されない場合は（ステップＳ２１でＮＯ）、制御部１５は、ステップＳ２１の処理を継続する。
【００３８】
ステップＳ２２では、ＯＦＤＭ部１２、ＭＯＤEＭ部１３、および無線部１４の機能を再開するように、ＯＦＤＭ部１２、ＭＯＤEＭ部１３、および無線部１４に対して制御信号を出力する。また、ＯＦＤＭ部１２、ＭＯＤEＭ部１３、および無線部１４の機能を再開したことを基地局制御装置Ｃへ通知する。
【００３９】
以上述べたように、基地局装置ＢＳは、制御部１５により無線部１４の受信部１４１で所定時間上り信号の受信がされなかった場合に、ＯＦＤＭ部１２、ＭＯＤＥＭ部１３、および無線部１４の機能を停止するようにした。無線部１４は、アンテナＡＮＴに対応する電力増幅器を備える送信部１４２を含むため、電力消費の大きい電力増幅器が使われていない間の電力消費を抑えることができる。
【００４０】
また、ＯＦＤＭ部１２およびＭＯＤＥＭ部１３は、無線部１４と同様に、アンテナＡＮＴに対応して備えられているため、無線部１４の機能を停止する場合に、それと同時にＯＦＤＭ部１２およびＭＯＤＥＭ部１３の機能を停止することが可能である。そのため、本実施形態では、無線部１４、ＯＦＤM部１２、およびＭＯＤＥＭ部１３は、無線処理部Ｒとして上述した１つの基板に形成されるようにした。その結果、１つの基板に形成されている機能を全て停止することができるため、更なる消費電力の削減が可能である。
【００４１】
なお、本発明は、以上の構成に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施例では、無線処理部Ｒは、基地局装置ＢＳに内蔵されている場合を説明したが、無線処理部Ｒが基地局装置ＢＳから分離した分離型基地局（又は分散設置型基地局）と称される基地局装置の構成であってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…基地局制御装置、ＢＳ，ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３…基地局装置、ＭＳ，ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３…無線端末装置、１１…ベースバンド処理部、１２…ＯＦＤＭ部、１３…ＭＯＤＥＭ部、１４…無線部、１５…制御部、２１…主制御部、２２…メモリ、２３…基地局インタフェース部、２４…パケットスイッチ部、２５…ネットワークインタフェース部、Ｒ，Ｒ１，Ｒ２，Ｒｍ…無線処理部、ＡＮＴ，ＡＮＴ１，ＡＮＴ２，ＡＮＴｍ…アンテナ、１４１…受信部、１４１Ｔ…タイマ、１４２…送信部、１４３…バンドパスフィルタ、１５１…ＣＰＵ部、１５２…メモリ、１５３…パケット生成・分解部、１５４…通信インタフェース部、１５５…クロック制御部１５５。 
【図１】
2011155405.tif 000003
【図２】
2011155405.tif 000004
【図３】
2011155405.tif 000005
【図４】
2011155405.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011155405.tif 000008
【図７】
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