WO2012073697A1 - 移動通信網および無線基地局 - Google Patents

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WO2012073697A1
WO2012073697A1 PCT/JP2011/076424 JP2011076424W WO2012073697A1 WO 2012073697 A1 WO2012073697 A1 WO 2012073697A1 JP 2011076424 W JP2011076424 W JP 2011076424W WO 2012073697 A1 WO2012073697 A1 WO 2012073697A1
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radio base
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radio
received
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PCT/JP2011/076424
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祐也 齋藤
信彦 三木
奥村　幸彦
サギャムウォン ジャトゥロン
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NTT Docomo Inc
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NTT Docomo Inc
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W52/00—Power management, e.g. Transmission Power Control [TPC] or power classes
    • H04W52/04—Transmission power control [TPC]
    • H04W52/18—TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/24—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters
    • H04W52/243—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters taking into account interferences
    • H04W52/244—Interferences in heterogeneous networks, e.g. among macro and femto or pico cells or other sector / system interference [OSI]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/32—Hierarchical cell structures
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    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/02—Access restriction performed under specific conditions
    • H04W48/06—Access restriction performed under specific conditions based on traffic conditions

Definitions

  • the present invention relates to a technique for controlling each radio base station in a mobile communication network including a plurality of types of radio base stations having different communication powers.
  • Non-Patent Document 1 discloses a technique (range extension) for extending a cell (pico cell) formed by a pico base station. range extension is also called cell range expansion.
  • the opportunity for selecting a pico base station as a connection destination of a mobile terminal certainly increases.
  • the pico cell is expanded equally for a plurality of pico base stations, the number of mobile terminal connections increases in a pico base station at a position where a large number of mobile terminals are concentrated.
  • the communication speed (throughput) decreases in the pico base station where the connection of mobile terminals is concentrated.
  • the present invention improves communication efficiency by reducing the concentration of terminal connections to a specific radio base station in a mobile communication network including a plurality of types of radio base stations having different communication powers. Objective.
  • the mobile communication network is a mobile communication network that measures or calculates a received radio wave characteristic value indicating a characteristic of a radio wave received from each radio base station and selects a radio base station according to each received radio wave characteristic value.
  • a mobile communication network comprising a plurality of radio base stations each capable of radio communication with a terminal, the plurality of radio base stations comprising a first radio base station forming a first cell, and a first cell
  • a plurality of second radio base stations each forming a second cell having a small area in the first cell, and each of the plurality of second radio base stations determines a communication load index of the second radio base station.
  • a load measuring unit to measure or calculate, and a correction value for changing the received radio wave characteristic value of the radio wave received by the mobile terminal from the second radio base station at the mobile terminal are variably set according to the communication load index If the communication load index is below the first threshold
  • a correction value setting unit that increases the positive value and decreases the correction value when the communication load index exceeds the second threshold value that is larger than the first threshold value, and notifies the mobile terminal of the correction value set by the correction value setting unit.
  • a correction value notification unit is provided.
  • the substantial area of the second cell formed by each second radio base station (that is, the substantial communication power of the second radio base station) is the communication load of the second radio base station. Therefore, there is an advantage that the concentration of terminal connections with respect to a specific second radio base station is alleviated.
  • a specific example of the first aspect will be described later as the first embodiment, for example.
  • the present invention can also be specified as a radio base station (for example, the pico base station 24) employed as the second radio base station in the mobile communication network of the first aspect.
  • the mobile communication network is a mobile communication network that measures or calculates a received radio wave characteristic value indicating a characteristic of a radio wave received from each radio base station and selects a radio base station according to each received radio wave characteristic value.
  • a mobile communication network comprising a plurality of radio base stations each capable of radio communication with a terminal, the plurality of radio base stations comprising a first radio base station forming a first cell, and a first cell
  • a plurality of second radio base stations each forming a second cell having a small area in the first cell, and each of the plurality of second radio base stations performs radio communication with the first radio base station.
  • Correction value can be set according to the received power measured by the power measurement unit.
  • each second radio base station since the substantial area of the second cell formed by each second radio base station is adjusted according to the distance between the second radio base station and the first radio base station, there is an advantage that concentration of terminal connection to the first radio base station and concentration of terminal connection to a specific second radio base station are alleviated.
  • a specific example of the second mode will be described later as a second embodiment, for example.
  • the present invention can also be specified as a radio base station employed as the second radio base station in the mobile communication network of the second aspect.
  • the mobile communication network is a mobile communication device that measures or calculates a received radio wave characteristic value indicating a characteristic of a radio wave received from each radio base station and selects a radio base station corresponding to each received radio wave characteristic value.
  • a mobile communication network comprising a plurality of radio base stations each capable of radio communication with a terminal, the plurality of radio base stations comprising a first radio base station forming a first cell, and a first cell
  • a plurality of second radio base stations each forming a second cell with a small area in the first cell, the first radio base station comprising the first radio base station, the plurality of second radio base stations, And a correction value for changing the received radio wave characteristic value of the radio wave received by each mobile terminal from each second radio base station at the mobile terminal.
  • a correction value setting unit that is variably set for each second radio base station so as to increase from the second radio base station, and each correction value set by the correction value setting unit for each second radio base station via the second radio base station
  • a correction value notification unit for notifying the mobile terminal.
  • the correction value is individually set for each second radio base station so that the total communication speed increases, the first radio base station and the plurality of second radio base stations are There is an advantage that concentration of terminal connection with respect to the first radio base station and concentration of terminal connection with respect to the specific second radio base station are alleviated while improving overall communication efficiency.
  • a specific example of the third aspect will be described later as a third embodiment, for example.
  • the present invention can also be specified as a radio base station employed as the first radio base station in the mobile communication network of the third aspect.
  • FIG. 1 is a block diagram of a wireless communication system according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram of the mobile terminal in a radio
  • FIG. 1 is a block diagram of a wireless communication system 100 according to the first embodiment of this invention.
  • the wireless communication system 100 includes a mobile communication network 12 and a plurality of mobile terminals 14.
  • the mobile communication network 12 is a communication network that provides each mobile terminal 14 with wireless communication services such as voice call and data communication, and includes a plurality of wireless base stations 20 connected to each other.
  • Each radio base station 20 performs radio communication with the mobile terminal 14 located in the cell C (Cm, Cp) formed by itself.
  • Each radio base station 20 may be an NB (Node B) in UMTS or an e-Node B in UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) LTE (Long Term Evolution).
  • the mobile terminal 14 is, for example, a mobile phone (UE (User Equipment) in UMTS LTE) and communicates with other communication devices (other mobile terminals 14 and server devices) via each radio base station 20 of the mobile communication network 12. connect.
  • the radio communication method between the radio base station 20 and the mobile terminal 14 is arbitrary. For example, OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Acceess) is adopted in the downlink direction, and SC-FDMA (Single -Carrier Frequency Division Multiple Access).
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Acceess
  • SC-FDMA Single -Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the plurality of radio base stations 20 of the mobile communication network 12 are classified into a macro base station 22 and a pico base station 24 having different communication powers.
  • a plurality of pico base stations 24 are connected to each macro base station 22.
  • FIG. 1 only one macro base station 22 is shown for convenience, but actually, a large number of macro base stations 22 connected to each other are arranged, and a plurality of pico base stations 24 are connected to each.
  • the radio communication system 100 conforms to LTE, for example, an X2 interface is adopted for connection between the macro base stations 22 and connection between the macro base station 22 and the pico base station 24.
  • each radio base station 20 may communicate via RNC (Radio Network Controller).
  • RNC Radio Network Controller
  • the macro base station (first radio base station) 22 has higher communication power (maximum transmission power) than the pico base station (second radio base station) 24. Therefore, the area of the cell C formed by the macro base station 22 (hereinafter referred to as “macro cell Cm”) exceeds the area of the cell C formed by the pico base station 24 (hereinafter referred to as “pico cell Cp”).
  • the macro cell (first cell) Cm has a radius ranging from several hundred meters to several tens of kilometers
  • the pico cell (second cell) Cp has a radius ranging from several meters to several tens of meters.
  • a plurality of pico base stations 24 are installed inside the macro cell Cm of each macro base station 22.
  • the mobile communication network 12 is a communication network (heterogeneousgenenetwork) in which a plurality of types of radio base stations 20 having different communication powers are arranged in a hierarchy.
  • FIG. 2 is a block diagram of each mobile terminal 14.
  • the mobile terminal 14 includes a wireless communication device 142 and an arithmetic processing device 144. Note that an output device that outputs audio and images, an input device that receives instructions from a user, and the like are not shown for convenience.
  • the radio communication device 142 is a communication device that performs radio communication with the radio base station 20 (the macro base station 22 or the pico base station 24) that forms the cell C in which the mobile terminal 14 is located. It includes a receiving circuit that receives and converts it into an electrical signal, and a transmitting circuit that converts an electrical signal such as an audio signal into a radio wave and transmits it.
  • the wireless communication apparatus 142 receives the correction value A (details will be described later) from the pico base station 24 that forms the pico cell Cp in which the mobile terminal 14 itself is located.
  • the arithmetic processing unit 144 implements a plurality of functions (a characteristic value measuring unit 32, a characteristic value correcting unit 34, and a base station selecting unit 36) by executing a program stored in a storage circuit (not shown).
  • a configuration in which each function of the arithmetic processing unit 144 is distributed over a plurality of integrated circuits, or a configuration in which a dedicated electronic circuit (DSP (Digital Signal Processor) implements each function) may be employed.
  • DSP Digital Signal Processor
  • the characteristic value measuring unit 32 measures or calculates a characteristic value (hereinafter referred to as “received radio wave characteristic value”) R 0 of radio waves received from each radio base station 20 by the radio communication device 142.
  • a characteristic value hereinafter referred to as “received radio wave characteristic value”
  • R 0 receives a characteristic value (hereinafter referred to as “received radio wave characteristic value”)
  • SIR signal-to-interference ratio
  • SNR signal-to-noise ratio
  • the characteristic value correcting unit 34 corrects the received radio wave characteristic value R 0 specified by the characteristic value measuring unit 32 for each pico base station 24 according to the correction value A received by the wireless communication device 142 from the pico base station 24.
  • the received radio wave characteristic value R is calculated.
  • the characteristic value correcting unit 34 determines the received radio wave characteristic value R 0 measured by the characteristic value measuring unit 32 for the macro base station 22 as the received radio wave characteristic value R without correcting it.
  • the base station selection unit 36 selects a radio base station 20 (macro base station 22 or pico base station 24) to be actually connected to the mobile terminal 14 from among a plurality of radio base stations 20 that can communicate with the mobile terminal 14. Selection is made according to the received radio wave characteristic value R of the base station 20. The selection of the radio base station 20 by the base station selection unit 36 is executed, for example, at the stage of cell search or handover.
  • the correction of the received radio wave characteristic value R (addition of the correction value A) by the characteristic value correction unit 34 substantially extends the pico cell Cp formed by the pico base station 24 (that is, pico).
  • the communication power of the base station 24 is substantially increased). That is, as shown in FIG. 3, the substantial area increases as the pico cell Cp of the pico base station 24 having a large correction value A is obtained.
  • the pico base station 24 is selected as the connection destination of the mobile terminal 14.
  • the pico base station 24 having the maximum correction value A is set as the connection destination of the mobile terminal 14. Selected. That is, as shown in FIG. 3, the pico base station 24 with the larger correction value A is more easily selected as the connection destination of the mobile terminal 14.
  • FIG. 4 is a block diagram of the macro base station 22.
  • Each macro base station 22 includes an inter-base station communication device 222, an arithmetic processing device 224, and a wireless communication device 226.
  • the inter-base station communication device 222 communicates with other radio base stations 20 (the macro base station 22 or the pico base station 24) in the mobile communication network 12.
  • the wireless communication device 226 is a communication device that wirelessly communicates with the mobile terminal 14 located in the macro cell Cm formed by the macro base station 22 itself, and a receiving circuit that receives radio waves from the mobile terminal 14 and converts them into electric signals. And a transmission circuit that converts information to be provided to the mobile terminal 14 into radio waves and transmits the information.
  • the arithmetic processing unit 224 controls the overall operation of the radio base station 20.
  • FIG. 5 is a block diagram of the pico base station 24.
  • Each pico base station 24 includes an inter-base station communication device 242, an arithmetic processing device 244, and a wireless communication device (wireless communication unit) 246.
  • the inter-base station communication device 242 communicates with the macro base station 22 to which the pico base station 24 itself is connected.
  • the wireless communication device 246 is a communication device that wirelessly communicates with the mobile terminal 14 located in the pico cell Cp formed by the pico base station 24 itself. Similarly to the wireless communication device 226, the wireless communication device 246 receives radio waves from the mobile terminal 14. It includes a receiving circuit for converting into an electric signal and a transmitting circuit for converting information to be provided to the mobile terminal 14 into a radio wave and transmitting it.
  • the arithmetic processing unit 244 controls the overall operation of the pico base station 24.
  • the arithmetic processing unit 244 of the first embodiment implements a plurality of functions (a load measurement unit 42, a correction value setting unit 44, and a correction value notification unit 46) by executing a program stored in a storage circuit (not shown). To do.
  • a configuration in which each function of the arithmetic processing unit 244 is distributed over a plurality of integrated circuits, or a configuration in which a dedicated electronic circuit (DSP) realizes each function may be employed.
  • DSP dedicated electronic circuit
  • the load measuring unit 42 measures or calculates an index value (hereinafter referred to as “communication load index”) L indicating the communication load of the pico base station 24 itself.
  • the communication load index L of the first embodiment indicates communication traffic. For example, the sum of the number of calls made from the mobile terminal 14 in the pico cell Cp and the number of calls made to the mobile terminal 14 in the pico cell Cp formed by the pico base station 24, or the pico base station 24 is in unit time. The total number of packets relayed within the network is represented by a communication load index L as communication traffic.
  • the correction value setting unit 44 variably sets the correction value A of the pico base station 24 itself according to the communication load index L measured by the load measurement unit 42. Specifically, the correction value setting unit 44 sets the correction value A to a smaller numerical value as the communication load indicated by the communication load index L increases. For example, the correction value A corresponding to the current communication load index L may be determined by referring to a table in which the value of the correction value A is registered for each value of the communication load index L, or the communication load index L may be a variable. The correction value A may be calculated by a predetermined mathematical expression. Since the communication load index L differs for each pico base station 24, the correction value A can be set to a different value for each pico base station 24.
  • the correction value notification unit 46 notifies the wireless communication device 246 of the correction value A set by the correction value setting unit 44 to each mobile terminal 14 located in the pico cell Cp formed by the pico base station 24 itself. As described above, the correction value A is used for selection of the radio base station 20 by each mobile terminal 14.
  • FIG. 6 is a flowchart of an operation in which the arithmetic processing unit 244 of each pico base station 24 sets and notifies the correction value A.
  • the process of FIG. 6 is executed in response to an interrupt that occurs at a predetermined cycle, and the correction value A is updated for each process.
  • the load measuring unit 42 measures or calculates the current communication load index L of the pico base station 24 itself (S10).
  • the correction value setting unit 44 updates the correction value A so that the communication load index L of the pico base station 24 is close to a numerical value within a predetermined range (L th1 ⁇ L ⁇ L th2 ). (S11 to S14).
  • the correction value notification unit 46 notifies the updated correction value A from the wireless communication device 246 to each mobile terminal 14 in the pico cell Cp, and ends the process of FIG. 6 (S15). As a result of the above operation, the pico base station 24 having a small communication load (the communication load index L is lower than the threshold value L th1 ) is easily selected as the connection destination of the mobile terminal 14 as the correction value A increases.
  • the correction value setting unit 44 determines whether or not the communication load index L exceeds the predetermined second threshold value L th2. (S13).
  • the threshold value L th2 is a predetermined value that exceeds the threshold value L th1 .
  • the correction value notification unit 46 notifies the updated correction value A to each mobile terminal 14 in the picocell Cp, and ends the process of FIG. 6 (S15). Therefore, the pico base station 24 having a large communication load (the communication load index L exceeds the threshold value L th2 ) is less likely to be selected as the connection destination of the mobile terminal 14 due to the decrease in the correction value A.
  • the correction value notification unit 46 determines the current correction value A (ie, the previous correction value A). The same correction value A) at the time of processing is notified to each mobile terminal 14, and the processing of FIG. 6 is terminated (S15).
  • the correction value A notified from each pico base station 24 to the mobile terminal 14 changes every moment according to the communication status (communication load index L) for each pico base station 24. That is, the pico base station 24 having a smaller communication load substantially expands the pico cell Cp and is easily selected by the mobile terminal 14.
  • the concentration of terminal connections with respect to the macro base station 22 compared to a system that does not expand the pico cell Cp. (Ie, the number of terminal connections is equalized between the macro base station 22 and the pico base station 24). Further, by setting the correction value A for each pico base station 24, the substantial area of each pico cell Cp is individually adjusted according to the communication load for each pico base station 24. There is an advantage that concentration of terminal connections is eased (that is, the number of terminal connections is equalized between the pico base stations 24).
  • the correction value A changes excessively frequently (that is, the substantial area of the picocell Cp changes frequently) in accordance with a change in communication load, so the frequency at which the connection destination of the mobile terminal 14 is changed. There is a problem that increases.
  • the correction value A does not change when the communication load index L is within the range from the threshold value L th1 to the threshold value L th2 , the substantial area variation of each pico cell Cp is suppressed. Therefore, according to the first embodiment, communication between the mobile terminal 14 and the pico base station 24 as compared to the variation that utilizes only a single threshold L th is the advantage of being stabilized.
  • FIG. 7 is a block diagram of the pico base station 24 in the second embodiment.
  • the arithmetic processing unit 244 of each pico base station 24 functions as a power measurement unit 52, a correction value setting unit 54, and a correction value notification unit 56 by executing a program in the storage circuit.
  • a configuration in which each function of the arithmetic processing unit 244 is distributed over a plurality of integrated circuits, or a configuration in which a dedicated electronic circuit (DSP) realizes each function may be employed.
  • DSP dedicated electronic circuit
  • the radio communication device 246 of the pico base station 24 has a function of receiving radio waves from the macro base station 22 forming the macro cell Cm including its own pico cell Cp, in addition to the function of performing radio communication with the mobile terminal 14.
  • the power measurement unit 52 measures the power (reception power) P of the radio wave received from the macro base station 22 by the wireless communication device 246.
  • the received power P decreases as the distance between the pico base station 24 and the macro base station 22 increases. That is, the received power P functions as an index of the distance between the pico base station 24 and the macro base station 22.
  • the correction value setting unit 54 variably sets the correction value A of the pico base station 24 itself according to the received power P measured by the power measurement unit 52. Specifically, the correction value setting unit 54 sets the correction value A to a larger numerical value as the received power P increases (that is, as the distance between the pico base station 24 and the macro base station 22 decreases). For example, the correction value A corresponding to the received power P may be determined with reference to a table in which the value of the correction value A is registered for each value of the received power P, or a predetermined formula using the received power P as a variable. The correction value A may be calculated by the following calculation.
  • the correction value A is set to a different value for each pico base station 24. .
  • the correction value notification unit 56 sets the correction value setting unit 54 for each mobile terminal 14 located in the pico cell Cp formed by the pico base station 24 itself. The correction value A is notified from the wireless communication device 246.
  • the base station selection unit 36 has the radio base station 20 (macro base station) having the maximum received radio wave characteristic value R after processing by the characteristic value correction unit 34 among the plurality of radio base stations 20 that can communicate with the mobile terminal 14.
  • Station 22 or pico base station 24 is selected.
  • the correction value A is set to a larger value as the pico base station 24 having a larger received power P from the macro base station 22 (that is, the pico base station 24 having a smaller distance from the macro base station 22).
  • the picocell Cp is substantially expanded.
  • the terminal for the macro base station 22 It is possible to reduce the concentration of connections (that is, equalize the number of terminal connections between the macro base station 22 and the pico base station 24).
  • the correction value A is set to a small value for the pico base station 24 at a position where the received power P from the macro base station 22 is small, but the pico base station 24 at a position sufficiently away from the macro base station 22 is Even if the substantial area of the picocell Cp is not expanded so much, the possibility of being selected by the mobile terminal 14 is high.
  • each pico base station 24 sets its own correction value A and notifies each mobile terminal 14 thereof.
  • the macro base station 22 sets the correction value A for each of the plurality of pico base stations 24 that form the pico cell Cp in its own macro cell Cm.
  • FIG. 8 is a block diagram of the macro base station 22 in the third embodiment.
  • the arithmetic processing unit 224 of the macro base station 22 executes a program stored in a storage circuit (not shown) to thereby execute a plurality of functions (a speed estimation unit 62, a correction value setting unit 64, a correction).
  • a value notification unit 66) is realized.
  • a configuration in which each function of the arithmetic processing unit 224 illustrated in FIG. 8 is distributed to a plurality of integrated circuits, or a configuration in which a dedicated electronic circuit (DSP) realizes each function may be employed.
  • DSP dedicated electronic circuit
  • the speed estimation unit 62 measures the total communication speed T.
  • the total communication speed T is an index of the overall communication efficiency between the macro base station 22 and the plurality of pico base stations 24 in the macro cell Cm, and the communication speed of each of the plurality of pico base stations 24 in the macro cell Cm ( Throughput) and the communication speed of the macro base station 22 itself. For example, the information transfer amount per unit time in each pico base station 24 is notified to the macro base station 22 as a communication speed, and the speed estimation unit 62 notifies the communication speed of the macro base station 22 itself and each pico base station 24. The total value with the communication speed to be calculated is calculated as the total communication speed T.
  • the correction value setting unit 64 variably sets the correction value A of each pico base station 24 in the macro cell Cm formed by the macro base station 22 according to the total communication speed T. Specifically, the correction value setting unit 64 individually calculates the correction value A for each pico base station 24 so that the total communication speed T increases.
  • the correction value notification unit 66 notifies the correction value A set by the correction value setting unit 64 for each pico base station 24 to the pico base station 24 via the inter-base station communication device 222.
  • Each pico base station 24 notifies the correction value A notified from the macro base station 22 to each mobile terminal 14 in its pico cell Cp.
  • FIG. 9 is a flowchart of an operation in which the macro base station 22 sets and notifies the correction value A of each pico base station 24.
  • the process of FIG. 9 is executed in response to an interrupt generated at a predetermined cycle.
  • the correction values A (1) to A (N) of a plurality (N) of pico base stations 24 corresponding to the macro base station 22 are updated as appropriate for each processing in FIG.
  • the speed estimation unit 62 acquires the communication speed from each of the N pico base stations 24 in the macro cell Cm and measures the current total communication speed T (0) (S20). .
  • the correction value setting unit 64 increases the correction value A (n) at the current stage of the target base station 24 (n) by the change amount ⁇ 1 (S22). Then, the speed estimation unit 62 estimates the total communication speed T (n) when the correction value A (n) of the target base station 24 (n) is increased by the change amount ⁇ 1 (S23).
  • the method of estimating the total communication speed T (n) is arbitrary. For example, the amount of change in the total communication speed T (n) that is assumed when the correction value A is changed by the change amount ⁇ 1 is used as the pico base station. Every 24 may be obtained in advance statistically or experimentally.
  • the speed estimation unit 62 calculates the total communication speed T (n ⁇ 1) calculated in step S23 of the previous correction value setting process (the total communication speed T (0) in step S20 in the first correction value setting process). Is changed by the amount of change prepared for the target base station 24 (n) to calculate the current total communication speed T (n).
  • the correction value setting unit 64 uses the total communication speed T (n) calculated in step S23 as the total communication speed T (n-1) calculated in step S23 of the previous correction value setting process (that is, the target base station 24 ( It is determined whether or not the correction value A (n) of n) exceeds the total communication speed when not increasing (S24).
  • the first correction value setting process it is determined in step S24 whether or not the total communication speed T (1) calculated in the immediately preceding step S23 exceeds the total communication speed T (0) in step S20.
  • the correction value notification unit 66 uses the correction value A (n) changed in step S22 as the base station-to-base station communication device.
  • the target base station 24 (n) is notified from 222 (S26). That is, when an increase in the total communication speed T is expected as a result of the increase in the correction value A (n), the increased value is determined as the correction value A (n) of the target base station 24 (n). .
  • the correction value setting unit 64 uses the correction value A (n) increased in step S22 as the change amount ⁇ . Decrease by 2 (S25). For example, the change amount ⁇ 2 is set to a value equal to the change amount ⁇ 1 . That is, when the total communication speed T is expected to decrease as a result of increasing the correction value A (n) (S24: NO), the increase in the correction value A (n) in step S22 is cancelled.
  • the correction value notification unit 66 notifies the target base station 24 (n) of the correction value A (n) after the process of step S25 from the inter-base station communication device 222 (S26).
  • each of the correction values A (1) to A (N) of each pico base station 24 is sequentially updated for each processing of FIG. 9 so that the total communication speed T increases. .
  • the operation of the mobile terminal 14 that has received the correction value A (n) from each pico base station 24 is the same as in the first embodiment.
  • the macro base station is compared with a configuration in which the pico cell Cp is not expanded, as in the first embodiment. It is possible to alleviate the concentration of terminal connections to the terminal 22. Further, since the correction value A (n) is individually adjusted for each pico base station 24, the concentration of terminal connections with respect to a specific pico base station 24 is alleviated (that is, the number of terminal connections is between each pico base station 24). Is equalized). Particularly in the third embodiment, since the correction value A (n) of each pico base station 24 is set so that the total communication speed T increases, one macro base station 22 and N pico corresponding to the macro base station 22 are set. It is possible to improve the overall communication efficiency with the base station 24.
  • the content of the communication load index L in the first embodiment is not limited to the communication traffic of the pico base station 24.
  • the total number (number of connected terminals) of the mobile terminals 14 connected to the pico base station 24 may be used as the communication load index L, or communication with the mobile terminal 14 among resources available in the pico base station 24 is actually performed.
  • the communication load index L may be a ratio (resource utilization rate) used in
  • the resource is, for example, a frequency resource block in OFDMA or a downlink channelization code in CDMA.
  • the correction value A is variable according to both the communication load index L exemplified in the first embodiment and the received power P exemplified in the second embodiment (for example, the weighted sum of the communication load index L and the received power P).
  • Modification 3 The method of correcting the received radio wave characteristic value R 0 to which the correction value A is applied is changed as appropriate. For example, the received radio wave characteristic value R 0 is multiplied by the correction value A to calculate the corrected received radio wave characteristic value R, or a predetermined mathematical expression using the received radio wave characteristic value R 0 and the correction value A as variables. A configuration in which the received radio wave characteristic value R corrected by calculation is calculated may be employed. The correction value A is calculated by an appropriate method according to the correction method of the received radio wave characteristic value R 0 .
  • the pico base station 24 is exemplified as the radio base station 20 that forms the cell C having a small area.
  • the type of the radio base station 20 that forms the cell C in the macro cell Cm is arbitrary.
  • a micro base station that forms a cell (micro cell) C having a radius of several tens to several hundreds of meters, or a femto base station that forms a cell (femto cell) having a radius of several meters is used as a pico in each of the above forms.
  • FIG. A configuration including three or more types of radio base stations 20 having different communication powers may also be employed.
  • the mobile communication network 12 includes the radio base station 20 (for example, the macro base station 22 of the embodiment) that forms the first cell, and the second cell having a smaller area than the first cell.
  • a communication network including the radio base station 20 to be formed (for example, the pico base station 24 of the embodiment) (in other words, a communication network including a plurality of types of radio base stations 20 having different communication powers) is included.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Wireless communication system, 12 ... Mobile communication network, 14 ... Mobile terminal, 142, 226 ... Wireless communication apparatus, 144, 224, 244 ... Arithmetic processing unit, 20 ... Radio base station, 22 ... Macro base station (first radio base station), 222, 242 ... inter-base station communication device, 24 ... pico base station (second radio base station), 246 ... radio communication device (radio communication unit), 32 ... ... characteristic value measuring unit, 34 ... characteristic value correcting unit, 36 ... base station selecting unit, 42 ... load measuring unit, 44, 54, 64 ... correction value setting unit, 46, 56, 66 ... correction value Notification unit, 52... Power measurement unit, 62... Speed estimation unit.

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Abstract

移動端末は、各無線基地局からの受信電波特性値に応じて接続先の無線基地局を選択する。複数の無線基地局は、マクロ基地局と複数のピコ基地局とを含む。各ピコ基地局は、自身の通信負荷指標を測定または算定する負荷測定部と、自身の受信電波特性値を移動端末にて増加させる補正値を通信負荷指標に応じて可変に設定する補正値設定部と、補正値設定部により設定された補正値を移動端末に通知する補正値通知部とを含む。

Description

移動通信網および無線基地局
　本発明は、通信電力が相違する複数種の無線基地局を含む移動通信網において各無線基地局を制御する技術に関する。
　通信電力が相違する複数種の無線基地局（例えばマクロ基地局とピコ基地局）を階層的に設置した移動通信網（heterogeneous network）では、通信電力の大きいマクロ基地局が通信電力の小さいピコ基地局と比較してセルサーチやハンドオーバの段階で移動端末の接続先として選択され易い。したがって、通信負荷がマクロ基地局に集中する傾向がある。以上のような通信負荷の集中を緩和するために、例えば非特許文献１には、ピコ基地局が形成するセル（ピコセル）を拡張する技術（range extension）が開示されている。range extensionは、cell range expansionとも呼ばれる。
Aamod Khandekar et al.,"LTE-Advanced:Heterogeneous Networks", Proc. 2010 European Wireless Conference, p.978-p.982, April 2010
　非特許文献１のように各ピコセルを拡張する技術によれば、移動端末の接続先としてピコ基地局が選択される機会は確かに増加する。しかし、複数のピコ基地局についてピコセルが同等に拡張されるから、多数の移動端末が集中する位置のピコ基地局ほど移動端末の接続数が増加する。そして、ピコ基地局同士の接続端末数に不均衡が発生すると、移動端末の接続が集中したピコ基地局にて通信速度（スループット）が低下するという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、通信電力が相違する複数種の無線基地局を含む移動通信網において特定の無線基地局に対する端末接続の集中を緩和して通信効率を向上させることを目的とする。
　本発明の第１態様に係る移動通信網は、各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で各々が無線通信可能な複数の無線基地局を具備する移動通信網であって、複数の無線基地局は、第１セルを形成する第１無線基地局と、第１セルよりも面積が小さい第２セルを各々が第１セル内に形成する複数の第２無線基地局とを含み、複数の第２無線基地局の各々は、当該第２無線基地局の通信負荷指標を測定または算定する負荷測定部と、移動端末が当該第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を通信負荷指標に応じて可変に設定する要素であって、通信負荷指標が第１閾値を下回る場合に補正値を増加させ、第１閾値よりも大きい第２閾値を通信負荷指標が上回る場合に補正値を減少させる補正値設定部と、補正値設定部により設定された補正値を移動端末に通知する補正値通知部とを含む。
　第１態様の移動通信網では、各第２無線基地局が形成する第２セルの実質的な面積（すなわち第２無線基地局の実質的な通信電力）がその第２無線基地局の通信負荷に応じて調整されるから、特定の第２無線基地局に対する端末接続の集中が緩和されるという利点がある。第１態様の具体例は例えば第１実施形態として後述される。なお、本発明は、第１態様の移動通信網において第２無線基地局として採用される無線基地局（例えばピコ基地局２４）としても特定され得る。
　本発明の第２態様に係る移動通信網は、各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で各々が無線通信可能な複数の無線基地局を具備する移動通信網であって、複数の無線基地局は、第１セルを形成する第１無線基地局と、第１セルよりも面積が小さい第２セルを各々が第１セル内に形成する複数の第２無線基地局とを含み、複数の第２無線基地局の各々は、第１無線基地局と無線通信する無線通信部と、無線通信部による第１無線基地局からの受信電力を測定する電力測定部と、移動端末が当該第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を、電力測定部が測定した受信電力に応じて可変に設定する補正値設定部と、補正値設定部が設定した補正値を移動端末に通知する補正値通知部とを含む。
　第２態様の移動通信網では、各第２無線基地局が形成する第２セルの実質的な面積がその第２無線基地局と第１無線基地局との距離に応じて調整されるから、第１無線基地局に対する端末接続の集中や特定の第２無線基地局に対する端末接続の集中が緩和されるという利点がある。第２態様の具体例は例えば第２実施形態として後述される。なお、本発明は、第２態様の移動通信網において第２無線基地局として採用される無線基地局としても特定され得る。
　本発明の第３態様に係る移動通信網は、各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で各々が無線通信可能な複数の無線基地局を具備する移動通信網であって、複数の無線基地局は、第１セルを形成する第１無線基地局と、第１セルよりも面積が小さい第２セルを各々が第１セル内に形成する複数の第２無線基地局とを含み、第１無線基地局は、当該第１無線基地局と複数の第２無線基地局との通信速度の総計を推定する速度推定部と、移動端末が各第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を、当該第１無線基地局と複数の第２無線基地局との通信速度の総計が速度推定部による推定値から上昇するように第２無線基地局毎に可変に設定する補正値設定部と、補正値設定部が各第２無線基地局について設定した各補正値を、当該第２無線基地局を介して移動端末に通知する補正値通知部とを含む。
　第３態様の移動通信網では、通信速度の総計が上昇するように補正値が第２無線基地局毎に個別に設定されるから、第１無線基地局と複数の第２無線基地局とを含む全体的な通信効率を向上させながら、第１無線基地局に対する端末接続の集中や特定の第２無線基地局に対する端末接続の集中が緩和されるという利点がある。第３態様の具体例は例えば第３実施形態として後述される。なお、本発明は、第３態様の移動通信網において第１無線基地局として採用される無線基地局としても特定され得る。
本発明の第１実施形態に係る無線通信システムのブロック図である。 無線通信システムにおける移動端末のブロック図である。 無線通信システムにおける補正値とセルの実質的な範囲との関係の説明図である。 無線通信システムにおける無線基地局（マクロ基地局，ピコ基地局）のブロック図である。 無線通信システムにおけるピコ基地局の機能に着目したブロック図である。 ピコ基地局が補正値を設定する動作のフローチャートである。 第２実施形態のピコ基地局の機能的なブロック図である。 第３実施形態のマクロ基地局の機能的なブロック図である。 第３実施形態のマクロ基地局の動作のフローチャートである。
＜Ａ：第１実施形態＞
　図１は、本発明の第１実施形態の無線通信システム１００のブロック図である。無線通信システム１００は、移動通信網１２と複数の移動端末１４とを具備する。移動通信網１２は、音声通話やデータ通信等の無線通信サービスを各移動端末１４に提供する通信網であり、相互に接続された複数の無線基地局２０を含む。各無線基地局２０は、自身が形成するセルＣ（Ｃm，Ｃp）内に在圏する移動端末１４と無線通信する。なお、各無線基地局２０は、UMTSでのNB（Node B）やUMTS（Universal Mobile Telecommunications System） LTE(Long Term Evolution)でのe-Node Bであり得る。
　移動端末１４は、例えば携帯電話機（UMTS LTEでのUE（User Equipment））であり、移動通信網１２の各無線基地局２０を介して他の通信装置（他の移動端末１４やサーバ装置）と通信する。なお、無線基地局２０と移動端末１４との間の無線通信の方式は任意であるが、例えば下り方向にはOFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Acceess）が採用され、上り方向にはSC-FDMA（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用される。
　移動通信網１２の複数の無線基地局２０は、通信電力が相違するマクロ基地局２２とピコ基地局２４とに区別される。各マクロ基地局２２には複数のピコ基地局２４が接続される。なお、図１では便宜的に１個のマクロ基地局２２のみを図示したが、実際には相互に接続された多数のマクロ基地局２２が配置されて各々に複数のピコ基地局２４が接続される。無線通信システム１００がLTEに準拠する場合、マクロ基地局２２同士の接続およびマクロ基地局２２とピコ基地局２４との接続には例えばＸ2インターフェイスが採用される。ただし、RNC（Radio Network Controller）を介して各無線基地局２０が通信してもよい。
　マクロ基地局（第１無線基地局）２２はピコ基地局（第２無線基地局）２４と比較して通信電力（最大送信電力）が大きい。したがって、マクロ基地局２２が形成するセルＣ（以下「マクロセルＣm」という）の面積はピコ基地局２４が形成するセルＣ（以下「ピコセルＣp」という）の面積を上回る。例えば、マクロセル（第１セル）Ｃmは半径数百メートルから数十キロメートル程度の範囲であり、ピコセル（第２セル）Ｃpは半径数メートルから数十メートル程度の範囲である。図１に示すように、各マクロ基地局２２のマクロセルＣmの内側には複数のピコ基地局２４が設置される。したがって、マクロセルＣm内には複数のピコセルＣpが形成される。以上の説明から理解されるように、移動通信網１２は、通信電力が相違する複数種の無線基地局２０が階層的に配置された通信網（heterogeneous network）である。
　図２は、各移動端末１４のブロック図である。移動端末１４は、無線通信装置１４２と演算処理装置１４４とを具備する。なお、音声や画像を出力する出力装置や利用者からの指示を受付ける入力装置等の図示は便宜的に省略されている。
　無線通信装置１４２は、移動端末１４自身が在圏するセルＣを形成する無線基地局２０（マクロ基地局２２またはピコ基地局２４）と無線通信する通信機器であり、無線基地局２０から電波を受信して電気信号に変換する受信回路と、音声信号等の電気信号を電波に変換して送信する送信回路とを含む。また、第１実施形態の無線通信装置１４２は、移動端末１４自身が在圏するピコセルＣpを形成するピコ基地局２４から補正値Ａ（詳細は後述）を受信する。
　演算処理装置１４４は、記憶回路（図示略）に格納されたプログラムを実行することで複数の機能（特性値測定部３２，特性値補正部３４，基地局選択部３６）を実現する。なお、演算処理装置１４４の各機能を複数の集積回路に分散した構成や、専用の電子回路（DSP（Digital Signal Processor）が各機能を実現する構成も採用され得る。
　特性値測定部３２は、無線通信装置１４２が各無線基地局２０から受信した電波の特性値（以下「受信電波特性値」という）Ｒ0を測定または算定する。受信電波特性値Ｒ0の典型例は受信電力であるが、例えば信号対干渉比（SIR（Signal-to-Interference Ratio）や信号対雑音比（SNR（Signal-to-Noise Ratio））も受信電波特性値Ｒ0として利用され得る。
　特性値補正部３４は、特性値測定部３２が各ピコ基地局２４について特定した受信電波特性値Ｒ0を、無線通信装置１４２がそのピコ基地局２４から受信した補正値Ａに応じて補正することで受信電波特性値Ｒを算定する。具体的には、ピコ基地局２４の受信電波特性値Ｒ0と補正値Ａとの加算値が補正後の受信電波特性値Ｒ（Ｒ＝Ｒ0＋Ａ）として算定される。すなわち、第１実施形態の補正値Ａは、受信電波特性値Ｒに対するオフセット値を意味する。他方、特性値補正部３４は、特性値測定部３２がマクロ基地局２２について測定した受信電波特性値Ｒ0を補正せずに受信電波特性値Ｒとして確定する。
　基地局選択部３６は、移動端末１４と通信可能な複数の無線基地局２０のうち実際に移動端末１４が接続すべき無線基地局２０（マクロ基地局２２またはピコ基地局２４）を、各無線基地局２０の受信電波特性値Ｒに応じて選択する。基地局選択部３６による無線基地局２０の選択は、例えばセルサーチやハンドオーバの段階で実行される。
　具体的には、基地局選択部３６は、移動端末１４と通信可能な複数の無線基地局２０のうち、特性値補正部３４による処理後の受信電波特性値Ｒが最大となる無線基地局２０を選択する。すなわち、補正値Ａによる補正後のピコ基地局２４の受信電波特性値Ｒ（＝Ｒ0＋Ａ）が最大となる場合にはそのピコ基地局２４が移動端末１４の接続先として選択され、マクロ基地局２２の受信電波特性値Ｒ（＝Ｒ0）が最大となる場合にはそのマクロ基地局２２が移動端末１４の接続先として選択される。以上の説明から理解されるように、特性値補正部３４による受信電波特性値Ｒの補正（補正値Ａの加算）は、ピコ基地局２４が形成するピコセルＣpを実質的に拡張する（すなわちピコ基地局２４の通信電力を実質的に上昇させる）ように作用する。すなわち、図３に示すように、補正値Ａが大きいピコ基地局２４のピコセルＣpほど実質的な面積は拡大する。
　例えば、ピコ基地局２４の補正前の受信電波特性値Ｒ0がマクロ基地局２２の受信電波特性値Ｒ0を下回る場合でも、補正値Ａによる補正後のピコ基地局２４の受信電波特性値Ｒがマクロ基地局２２の受信電波特性値Ｒを上回る場合にはピコ基地局２４が移動端末１４の接続先として選択される。また、補正前の受信電波特性値Ｒ0が相等しい複数のピコ基地局２４が移動端末１４と通信可能な場合には、補正値Ａが最大のピコ基地局２４が移動端末１４の接続先として選択される。すなわち、図３に示すように、補正値Ａが大きいピコ基地局２４ほど移動端末１４の接続先として選択され易い。
　図４は、マクロ基地局２２のブロック図である。各マクロ基地局２２は、基地局間通信装置２２２と演算処理装置２２４と無線通信装置２２６とを具備する。基地局間通信装置２２２は、移動通信網１２内の他の無線基地局２０（マクロ基地局２２またはピコ基地局２４）と通信する。無線通信装置２２６は、マクロ基地局２２自身が形成するマクロセルＣm内に在圏する移動端末１４と無線通信する通信機器であり、移動端末１４から電波を受信して電気信号に変換する受信回路と、移動端末１４に提供すべき情報を電波に変換して送信する送信回路とを含む。演算処理装置２２４は、無線基地局２０の全体的な動作を制御する。
　図５は、ピコ基地局２４のブロック図である。各ピコ基地局２４は、基地局間通信装置２４２と演算処理装置２４４と無線通信装置（無線通信部）２４６とを具備する。基地局間通信装置２４２は、ピコ基地局２４自身が接続されたマクロ基地局２２と通信する。無線通信装置２４６は、ピコ基地局２４自身が形成するピコセルＣp内に在圏する移動端末１４と無線通信する通信機器であり、無線通信装置２２６と同様に、移動端末１４から電波を受信して電気信号に変換する受信回路と、移動端末１４に提供すべき情報を電波に変換して送信する送信回路とを含む。
　演算処理装置２４４は、ピコ基地局２４の全体的な動作を制御する。第１実施形態の演算処理装置２４４は、記憶回路（図示略）に格納されたプログラムを実行することで複数の機能（負荷測定部４２，補正値設定部４４，補正値通知部４６）を実現する。なお、演算処理装置２４４の各機能を複数の集積回路に分散した構成や、専用の電子回路（DSP）が各機能を実現する構成も採用され得る。
　負荷測定部４２は、ピコ基地局２４自身の通信負荷を示す指標値（以下「通信負荷指標」という）Ｌを測定または算定する。第１実施形態の通信負荷指標Ｌは通信トラフィックを示す。例えば、ピコ基地局２４が形成するピコセルＣp内の移動端末１４からの発呼数とピコセルＣp内の移動端末１４に対する着呼数との単位時間内の合計値、あるいはピコ基地局２４が単位時間内で中継するパケットの総数が、通信トラヒックとして通信負荷指標Ｌで表現される。
　補正値設定部４４は、負荷測定部４２が測定した通信負荷指標Ｌに応じてピコ基地局２４自身の補正値Ａを可変に設定する。具体的には、補正値設定部４４は、通信負荷指標Ｌが示す通信負荷が大きいほど補正値Ａを小さい数値に設定する。例えば、通信負荷指標Ｌの数値毎に補正値Ａの数値が登録されたテーブルを参照して現在の通信負荷指標Ｌに対応する補正値Ａを決定してもよいし、通信負荷指標Ｌを変数とする所定の数式の演算で補正値Ａを算定してもよい。通信負荷指標Ｌはピコ基地局２４毎に相違するから、補正値Ａはピコ基地局２４毎に相異なる数値に設定され得る。補正値通知部４６は、ピコ基地局２４自身が形成するピコセルＣp内に在圏する各移動端末１４に対し、補正値設定部４４が設定した補正値Ａを無線通信装置２４６から通知する。前述の通り、補正値Ａは各移動端末１４にて無線基地局２０の選択に利用される。
　図６は、各ピコ基地局２４の演算処理装置２４４が補正値Ａを設定および通知する動作のフローチャートである。例えば所定の周期で発生する割込を契機として図６の処理が実行され、処理毎に補正値Ａが更新される。図６の処理が開始すると、負荷測定部４２は、ピコ基地局２４自身の現在の通信負荷指標Ｌを測定または算定する（Ｓ10）。補正値設定部４４は、以下に詳述するように、ピコ基地局２４自身の通信負荷指標Ｌが所定の範囲内（Ｌth1≦Ｌ≦Ｌth2）の数値に近付くように補正値Ａを更新する（Ｓ11～Ｓ14）。
　補正値設定部４４は、負荷測定部４２が測定した通信負荷指標Ｌが所定の閾値Ｌth1を下回るか否かを判定する（Ｓ11）。通信負荷指標Ｌが第１閾値Ｌth1を下回る場合（Ｓ11：YES）、補正値設定部４４は、現段階の補正値Ａに所定値Δ1を加算した数値を更新後の補正値Ａ（Ａ＝Ａ＋Δ1）として算定する（Ｓ12）。補正値通知部４６は、更新後の補正値Ａを無線通信装置２４６からピコセルＣp内の各移動端末１４に通知して図６の処理を終了する（Ｓ15）。以上の動作の結果、通信負荷が小さい（通信負荷指標Ｌが閾値Ｌth1を下回る）ピコ基地局２４は、補正値Ａが増加することで移動端末１４の接続先として選択され易くなる。
　他方、通信負荷指標Ｌが所定の第１閾値Ｌth1を上回る場合（Ｓ11：NO）、補正値設定部４４は、通信負荷指標Ｌが所定の第２閾値Ｌth2を上回るか否かを判定する（Ｓ13）。閾値Ｌth2は、閾値Ｌth1を上回る所定値である。通信負荷指標Ｌが閾値Ｌth2を上回る場合（Ｓ13：YES）、補正値設定部４４は、現段階の補正値Ａから所定値Δ2を減算した数値を更新後の補正値Ａ（Ａ＝Ａ－Δ2）として算定する（Ｓ14）。所定値Δ2は、例えば所定値Δ1と等しい数値に設定される。補正値通知部４６は、更新後の補正値ＡをピコセルＣp内の各移動端末１４に通知して図６の処理を終了する（Ｓ15）。したがって、通信負荷が大きい（通信負荷指標Ｌが閾値Ｌth2を上回る）ピコ基地局２４は、補正値Ａが減少することで移動端末１４の接続先として選択され難くなる。
　他方、通信負荷指標Ｌが第１閾値Ｌth1と第２閾値Ｌth2との間の範囲内にある場合（Ｓ13：NO）、補正値通知部４６は、現段階の補正値Ａ（すなわち前回の処理時と同じ補正値Ａ）を各移動端末１４に通知して図６の処理を終了する（Ｓ15）。以上の説明から理解されるように、各ピコ基地局２４から移動端末１４に通知される補正値Ａはピコ基地局２４毎の通信状況（通信負荷指標Ｌ）に応じて刻々と変化する。すなわち、通信負荷が小さいピコ基地局２４ほど、ピコセルＣpが実質的に拡張して移動端末１４に選択され易くなる。
　以上に説明したように、第１実施形態では、各ピコ基地局２４のピコセルＣpが実質的に拡張されるから、ピコセルＣpを拡張しないシステムと比較して、マクロ基地局２２に対する端末接続の集中を緩和する（すなわち、端末接続数をマクロ基地局２２とピコ基地局２４とで均等化する）ことが可能である。また、補正値Ａをピコ基地局２４毎に設定することで各ピコセルＣpの実質的な面積がピコ基地局２４毎の通信負荷に応じて個別に調整されるから、特定のピコ基地局２４に対する端末接続の集中が緩和される（すなわち、端末接続数が各ピコ基地局２４間で均等化される）という利点がある。
　第１実施形態のバリエーションとして、例えば通信負荷指標Ｌを１種類の閾値Ｌthのみと比較し、通信負荷指標Ｌが閾値Ｌthを下回る場合には補正値Ａを増加させるとともに閾値Ｌthを上回る場合には補正値Ａを減少させることも想定され得る。しかし、このバリエーションでは、通信負荷の変動に応じて補正値Ａが過度に頻繁に変化する（すなわちピコセルＣpの実質的な面積が頻繁に変化する）から、移動端末１４の接続先を変更する頻度が増加するという問題がある。第１実施形態では、通信負荷指標Ｌが閾値Ｌth1から閾値Ｌth2までの範囲内にある場合には補正値Ａが変化しないから、各ピコセルＣpの実質的な面積の変動は抑制される。したがって、第１実施形態によれば、単一の閾値Ｌthのみを利用するバリエーションと比較して移動端末１４とピコ基地局２４との通信が安定化されるという利点がある。
＜Ｂ：第２実施形態＞
　本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各態様において作用や機能が第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詳細な説明を適宜に省略する。
　図７は、第２実施形態におけるピコ基地局２４のブロック図である。図７に示すように、各ピコ基地局２４の演算処理装置２４４は、記憶回路内のプログラムを実行することで電力測定部５２と補正値設定部５４と補正値通知部５６として機能する。なお、演算処理装置２４４の各機能を複数の集積回路に分散した構成や、専用の電子回路（DSP）が各機能を実現する構成も採用され得る。
　ピコ基地局２４の無線通信装置２４６は、移動端末１４と無線通信する機能に加えて、自身のピコセルＣpを含むマクロセルＣmを形成するマクロ基地局２２から電波を受信する機能を備える。電力測定部５２は、無線通信装置２４６がマクロ基地局２２から受信した電波の電力（受信電力）Ｐを測定する。ピコ基地局２４とマクロ基地局２２との距離が大きいほど受信電力Ｐは減少する。すなわち、受信電力Ｐは、ピコ基地局２４とマクロ基地局２２との距離の指標として機能する。
　補正値設定部５４は、電力測定部５２が測定した受信電力Ｐに応じてピコ基地局２４自身の補正値Ａを可変に設定する。具体的には、補正値設定部５４は、受信電力Ｐが大きいほど（すなわちピコ基地局２４とマクロ基地局２２との距離が小さいほど）補正値Ａを大きい数値に設定する。例えば、受信電力Ｐの数値毎に補正値Ａの数値が登録されたテーブルを参照して受信電力Ｐに対応する補正値Ａを決定してもよいし、受信電力Ｐを変数とする所定の数式の演算で補正値Ａを算定してもよい。受信電力Ｐはマクロ基地局２２との距離（ピコ基地局２４の設置位置）に応じてピコ基地局２４毎に相違するから、補正値Ａはピコ基地局２４毎に相異なる数値に設定される。補正値通知部５６は、第１実施形態の補正値通知部４６と同様に、ピコ基地局２４自身が形成するピコセルＣp内に在圏する各移動端末１４に対し、補正値設定部５４が設定した補正値Ａを無線通信装置２４６から通知する。
　移動端末１４の動作は第１実施形態と同様である。すなわち、基地局選択部３６は、移動端末１４と通信可能な複数の無線基地局２０のうち、特性値補正部３４による処理後の受信電波特性値Ｒが最大となる無線基地局２０（マクロ基地局２２またはピコ基地局２４）を選択する。以上の説明から理解されるように、マクロ基地局２２からの受信電力Ｐが大きいピコ基地局２４（すなわちマクロ基地局２２との距離が小さいピコ基地局２４）ほど、補正値Ａが大きい数値に設定されてピコセルＣpが実質的に拡張される。
　マクロ基地局２２に近いピコ基地局２４のピコセルＣp内には受信電力Ｐの高い電波がマクロ基地局２２から到達するから、ピコ基地局２４の受信電波特性値Ｒ0を補正しないシステムでは、移動端末１４がピコセルＣp内に位置する場合でもマクロ基地局２２が接続先として選択される可能性が高い。第２実施形態によれば、マクロ基地局２２との距離が小さいピコ基地局２４ほど、補正値Ａが大きい数値に設定されてピコセルＣpが実質的に拡張されるから、マクロ基地局２２に対する端末接続の集中を緩和する（すなわち、端末接続数をマクロ基地局２２とピコ基地局２４とで均等化する）ことが可能である。なお、マクロ基地局２２からの受信電力Ｐが小さい位置のピコ基地局２４については補正値Ａが小さい数値に設定されるが、マクロ基地局２２から充分に離れた位置のピコ基地局２４は、ピコセルＣpの実質的な面積をそれほど拡張しなくても移動端末１４により選択される可能性は高い。
＜Ｃ：第３実施形態＞
　第１実施形態および第２実施形態では、各ピコ基地局２４が自身の補正値Ａを設定して各移動端末１４に通知した。第３実施形態では、マクロ基地局２２が、自身のマクロセルＣm内にピコセルＣpを形成する複数のピコ基地局２４の各々について補正値Ａを設定する。
　図８は、第３実施形態におけるマクロ基地局２２のブロック図である。図８に示すように、マクロ基地局２２の演算処理装置２２４は、記憶回路（図示略）に格納されたプログラムを実行することで複数の機能（速度推定部６２，補正値設定部６４，補正値通知部６６）を実現する。なお、図８に図示された演算処理装置２２４の各機能を複数の集積回路に分散した構成や、専用の電子回路（DSP）が各機能を実現する構成も採用され得る。
　速度推定部６２は、総通信速度Ｔを測定する。総通信速度Ｔは、マクロ基地局２２とそのマクロセルＣm内の複数のピコ基地局２４との全体的な通信効率の指標であり、マクロセルＣm内の複数のピコ基地局２４の各々の通信速度（スループット）とマクロ基地局２２自身の通信速度との総計に相当する。例えば、各ピコ基地局２４での単位時間毎の情報転送量が通信速度としてマクロ基地局２２に通知され、速度推定部６２は、マクロ基地局２２自身の通信速度と各ピコ基地局２４から通知される通信速度との合計値を総通信速度Ｔとして算定する。
　補正値設定部６４は、マクロ基地局２２が形成するマクロセルＣm内の各ピコ基地局２４の補正値Ａを総通信速度Ｔに応じて可変に設定する。具体的には、補正値設定部６４は、総通信速度Ｔが上昇するようにピコ基地局２４毎に補正値Ａを個別に算定する。補正値通知部６６は、各ピコ基地局２４について補正値設定部６４が設定した補正値Ａを、基地局間通信装置２２２を介してそのピコ基地局２４に通知する。各ピコ基地局２４は、マクロ基地局２２から通知された補正値Ａを自身のピコセルＣp内の各移動端末１４に通知する。
　図９は、マクロ基地局２２が各ピコ基地局２４の補正値Ａを設定および通知する動作のフローチャートである。例えば所定の周期で発生する割込を契機として図９の処理が実行される。マクロ基地局２２に対応する複数（Ｎ個）のピコ基地局２４の補正値Ａ(1)～Ａ(N)が図９の処理毎に適宜に更新される。図９の処理が開始すると、速度推定部６２は、マクロセルＣm内のＮ個のピコ基地局２４の各々から通信速度を取得して現段階の総通信速度Ｔ(0)を測定する（Ｓ20）。
　補正値設定部６４は、Ｎ個のピコ基地局２４のうち第ｎ番目（ｎ＝１～Ｎ）の１個のピコ基地局２４（以下「対象基地局２４(n)」という）を選択する（Ｓ21）。マクロセルＣm内のＮ個のピコ基地局２４の各々を対象基地局２４(n)として、以下のステップＳ22からステップＳ26の処理（以下「補正値設定処理」という）が順次に実行される（Ｓ27：NO）。
　補正値設定処理が開始すると、補正値設定部６４は、対象基地局２４(n)の現段階の補正値Ａ(n)を変化量Δ1だけ増加させる（Ｓ22）。そして、速度推定部６２は、対象基地局２４(n)の補正値Ａ(n)を変化量Δ1だけ増加させた場合の総通信速度Ｔ(n)を推定する（Ｓ23）。総通信速度Ｔ(n)の推定の方法は任意であるが、例えば、補正値Ａを変化量Δ1だけ変化させた場合に想定される総通信速度Ｔ(n)の変化量をピコ基地局２４毎に統計的または実験的に事前に得ておけばよい。すなわち、速度推定部６２は、前回の補正値設定処理のステップＳ23で算定した総通信速度Ｔ(n-1)（第１回目の補正値設定処理ではステップＳ20の総通信速度Ｔ(0)）を、対象基地局２４(n)について用意された変化量だけ変化させることで、現段階の総通信速度Ｔ(n)を算定する。
　補正値設定部６４は、ステップＳ23で算定した総通信速度Ｔ(n)が、前回の補正値設定処理のステップＳ23で算定した総通信速度Ｔ(n-1)（すなわち、対象基地局２４(n)の補正値Ａ(n)を増加させない場合の総通信速度）を上回るか否かを判定する（Ｓ24）。なお、第１回目の補正値設定処理では、直前のステップＳ23で算定した総通信速度Ｔ(1)がステップＳ20の総通信速度Ｔ(0)を上回るか否かがステップＳ24で判定される。ステップＳ24の判定の結果が肯定である場合（Ｔ(n)＞Ｔ(n-1)）、補正値通知部６６は、ステップＳ22で変化させた補正値Ａ(n)を基地局間通信装置２２２から対象基地局２４(n)に通知する（Ｓ26）。すなわち、補正値Ａ(n)の増加の結果として総通信速度Ｔの上昇が見込まれる場合には、その増加後の数値が対象基地局２４(n)の補正値Ａ(n)として確定される。
　他方、ステップＳ24の判定の結果が否定である場合（Ｔ(n)≦Ｔ(n-1)）、補正値設定部６４は、ステップＳ22で増加させた補正値Ａ(n)を変化量Δ2だけ減少させる（Ｓ25）。変化量Δ2は、例えば変化量Δ1と等しい数値に設定される。すなわち、補正値Ａ(n)を増加させた結果として総通信速度Ｔの低下が見込まれる場合（Ｓ24：NO）、ステップＳ22での補正値Ａ(n)の増加が取り消される。補正値通知部６６は、ステップＳ25の処理後の補正値Ａ(n)を基地局間通信装置２２２から対象基地局２４(n)に通知する（Ｓ26）。
　マクロ基地局２２のマクロセルＣm内に配置されたＮ個のピコ基地局２４の各々について以上の補正値設定処理を実行した時点で図９の処理が終了する（Ｓ27：YES）。以上の説明から理解されるように、総通信速度Ｔが上昇するように各ピコ基地局２４の補正値Ａ(1)～Ａ(N)の各々が図９の処理毎に順次に更新される。補正値Ａ(n)を各ピコ基地局２４から受信した移動端末１４の動作は第１実施形態と同様である。
　第３実施形態では、各ピコ基地局２４のピコセルＣpが補正値Ａに応じて実質的に拡張されるから、第１実施形態と同様に、ピコセルＣpを拡張しない構成と比較してマクロ基地局２２に対する端末接続の集中を緩和することが可能である。また、補正値Ａ(n)がピコ基地局２４毎に個別に調整されるから、特定のピコ基地局２４に対する端末接続の集中が緩和される（すなわち、端末接続数が各ピコ基地局２４間で均等化される）という利点がある。特に第３実施形態では、総通信速度Ｔが上昇するように各ピコ基地局２４の補正値Ａ(n)が設定されるから、１個のマクロ基地局２２とこれに対応するＮ個のピコ基地局２４との全体にわたる通信効率を向上させることが可能である。
＜Ｄ：変形例＞
　以上の形態には様々な変形が加えられる。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は適宜に併合され得る。
（１）変形例１　
　第１実施形態における通信負荷指標Ｌの内容はピコ基地局２４の通信トラフィックに限定されない。例えば、ピコ基地局２４に接続している移動端末１４の総数（接続端末数）を通信負荷指標Ｌとしてもよいし、ピコ基地局２４で利用可能なリソースのうち実際に移動端末１４との通信で使用されている割合（リソース利用率）を通信負荷指標Ｌとしてもよい。リソースは、例えばOFDMAにおける周波数リソースブロックやCDMAにおける下りリンクのチャネライゼーションコードである。
（２）変形例２　
　以上に例示した各形態は適宜に併合され得る。例えば、第１実施形態で例示した通信負荷指標Ｌと第２実施形態で例示した受信電力Ｐとの双方（例えば通信負荷指標Ｌと受信電力Ｐとの加重和）に応じて補正値Ａが可変に設定される。
（３）変形例３　
　補正値Ａを適用した受信電波特性値Ｒ0の補正の方法は適宜に変更される。例えば、受信電波特性値Ｒ0に補正値Ａを乗算することで補正後の受信電波特性値Ｒを算定する構成や、受信電波特性値Ｒ0と補正値Ａとを変数とする所定の数式の演算で補正後の受信電波特性値Ｒを算定する構成が採用され得る。受信電波特性値Ｒ0の補正の方法に応じた適切な方法で補正値Ａが算定される。
（４）変形例４　
　前述の各形態では、面積が小さいセルＣを形成する無線基地局２０としてピコ基地局２４を例示したが、マクロセルＣm内にセルＣを形成する無線基地局２０の種類は任意である。例えば、半径数十メートルから数百メートル程度のセル（マイクロセル）Ｃを形成するマイクロ基地局や、半径数メートル程度のセル（フェムトセル）を形成するフェムト基地局を、以上の各形態におけるピコ基地局２４の代わりに採用してもよい。また、通信電力が相違する３種類以上の無線基地局２０を含む構成も採用され得る。以上の説明から理解されるように、移動通信網１２は、第１セルを形成する無線基地局２０（例えば実施形態のマクロ基地局２２）と、第１セルよりも面積が小さい第２セルを形成する無線基地局２０（例えば実施形態のピコ基地局２４）とを含む通信網（換言すると、通信電力が相違する複数種の無線基地局２０を含む通信網）として包括される。
１００……無線通信システム、１２……移動通信網、１４……移動端末、１４２，２２６……無線通信装置、１４４，２２４，２４４……演算処理装置、２０……無線基地局、２２……マクロ基地局（第１無線基地局）、２２２，２４２……基地局間通信装置、２４……ピコ基地局（第２無線基地局）、２４６……無線通信装置（無線通信部）、３２……特性値測定部、３４……特性値補正部、３６……基地局選択部、４２……負荷測定部、４４，５４，６４……補正値設定部、４６，５６，６６……補正値通知部、５２……電力測定部、６２……速度推定部。

Claims (7)

  1. 　各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で各々が無線通信可能な複数の無線基地局を具備する移動通信網であって、
    　前記複数の無線基地局は、第１セルを形成する第１無線基地局と、前記第１セルよりも面積が小さい第２セルを各々が前記第１セル内に形成する複数の第２無線基地局とを含み、
    　前記複数の第２無線基地局の各々は、
    　当該第２無線基地局の通信負荷指標を測定または算定する負荷測定部と、
    　前記移動端末が当該第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を前記通信負荷指標に応じて可変に設定する要素であって、前記通信負荷指標が第１閾値を下回る場合に前記補正値を増加させ、前記第１閾値よりも大きい第２閾値を前記通信負荷指標が上回る場合に前記補正値を減少させる補正値設定部と、
    　前記補正値設定部により設定された補正値を前記移動端末に通知する補正値通知部とを含む
    　移動通信網。
  2. 　前記複数の第２無線基地局の各々は、
    　前記第１無線基地局と無線通信する無線通信部と、
    　前記無線通信部による前記第１無線基地局からの受信電力を測定する電力測定部とを更に具備し、
    　前記補正値設定部は、当該第２無線基地局の受信電波特性値を前記移動端末にて増加させる補正値を、前記負荷測定部が測定した通信負荷指標と前記電力測定部が測定した前記受信電力とに応じて可変に設定する
    　請求項１の移動通信網。
  3. 　各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で各々が無線通信可能な複数の無線基地局を具備する移動通信網であって、
    　前記複数の無線基地局は、第１セルを形成する第１無線基地局と、前記第１セルよりも面積が小さい第２セルを各々が前記第１セル内に形成する複数の第２無線基地局とを含み、
    　前記複数の第２無線基地局の各々は、
    　前記第１無線基地局と無線通信する無線通信部と、
    　前記無線通信部による前記第１無線基地局からの受信電力を測定する電力測定部と、
    　前記移動端末が当該第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を、前記電力測定部が測定した前記受信電力に応じて可変に設定する補正値設定部と、
    　前記補正値設定部が設定した補正値を前記移動端末に通知する補正値通知部とを含む
    　移動通信網。
  4. 　各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で各々が無線通信可能な複数の無線基地局を具備する移動通信網であって、
    　前記複数の無線基地局は、第１セルを形成する第１無線基地局と、前記第１セルよりも面積が小さい第２セルを各々が前記第１セル内に形成する複数の第２無線基地局とを含み、
    　前記第１無線基地局は、
    　当該第１無線基地局と前記複数の第２無線基地局との通信速度の総計を推定する速度推定部と、
    　前記移動端末が前記各第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を、当該第１無線基地局と前記複数の第２無線基地局との通信速度の総計が前記速度推定部による推定値から上昇するように前記第２無線基地局毎に可変に設定する補正値設定部と、
    　前記補正値設定部が前記各第２無線基地局について設定した各補正値を、当該第２無線基地局を介して前記移動端末に通知する補正値通知部とを含む
    　移動通信網。
  5. 　各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で無線通信可能であり、第１セルを形成する第１無線基地局と通信するとともに前記第１セルよりも面積が小さい第２セルを前記第１セル内に形成する無線基地局であって、
    　当該第２無線基地局の通信負荷指標を測定または算定する負荷測定部と、
    　前記移動端末が当該第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を前記通信負荷指標に応じて可変に設定する要素であって、前記通信負荷指標が第１閾値を下回る場合に前記補正値を増加させ、前記第１閾値よりも大きい第２閾値を前記通信負荷指標が上回る場合に前記補正値を減少させる補正値設定部と、
    　前記補正値設定部により設定された補正値を前記移動端末に通知する補正値通知部と
    　を具備する無線基地局。
  6. 　各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で無線通信可能であり、第１セルを形成する第１無線基地局と通信するとともに前記第１セルよりも面積が小さい第２セルを前記第１セル内に形成する無線基地局であって、
    　前記第１無線基地局と無線通信する無線通信部と、
    　前記無線通信部による前記第１無線基地局からの受信電力を測定する電力測定部と、
    　前記移動端末が当該第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を、前記電力測定部が測定した前記受信電力に応じて可変に設定する補正値設定部と、
    　前記補正値設定部が設定した補正値を前記移動端末に通知する補正値通知部と
    　を具備する無線基地局。
  7. 　各無線基地局から受信する電波の特性を示す受信電波特性値を測定または算定して各受信電波特性値に応じた無線基地局を選択する移動端末との間で各々が無線通信可能な第１セルを形成するとともに、第１セルよりも面積が小さい第２セルを各々が前記第１セル内に形成する複数の第２無線基地局の各々と通信する無線基地局であって、
    　当該第１無線基地局と前記複数の第２無線基地局との通信速度の総計を推定する速度推定部と、
    　前記移動端末が前記各第２無線基地局から受信する電波の受信電波特性値を当該移動端末にて変更するための補正値を、当該第１無線基地局と前記複数の第２無線基地局との通信速度の総計が前記速度推定部による推定値から上昇するように前記第２無線基地局毎に可変に設定する補正値設定部と、
    　前記補正値設定部が前記各第２無線基地局について設定した各補正値を、当該第２無線基地局を介して前記移動端末に通知する補正値通知部と
    　を具備する無線基地局。
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