CN105191423A - 无线基站、用户终端以及无线通信方法 - Google Patents

Abstract

即使在多个小型小区以高密度被配置的情况下，也有效地利用无线资源来提高无线通信系统的吞吐量。一种无线基站，对用户终端的连接小区进行控制，其中，该无线基站设置：选择单元，选择用户终端中的接收功率和/或接收质量成为规定值以上的候选小区；以及决定单元，关于各候选小区，考虑所利用的频带而分别算出向下属的用户终端发送的数据量，将该数据量小的候选小区决定为用户终端的连接小区。

Description

无线基站、用户终端以及无线通信方法

技术领域

本发明涉及下一代移动通信系统中的无线基站、用户终端以及无线通信方法。

背景技术

在UMTS(通用移动通信系统，UniversalMobileTelecommunicationsSystem)网络中，以进一步的高速数据速率、低延迟等为目的而将长期演进(LTE：LongTermEvolution)标准化(非专利文献1)。在LTE中，作为多接入方式，在下行线路(下行链路)中使用以OFDMA(正交频分多址，OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess)为基础的方式，在上行线路(上行链路)中使用以SC－FDMA(单载波频分多址，SingleCarrierFrequencyDivisionMultipleAccess)为基础的方式。

此外，以从LTE的进一步的宽频带化以及高速化为目的，还研究了LTE的后继系统(例如，有时还被称为LTEAdvanced(高级LTE)或LTE增强(以下，称为“LTE－A”))。在LTE－A系统中，研究了在具有半径几公里左右的宽范围的覆盖区域的宏小区内，形成具有半径几十米左右的局部的覆盖区域的小型小区(例如，微微小区、毫微微小区等)的HetNet(异构网络，HeterogeneousNetwork)(例如，非专利文献2)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：3GPPTS36.300“EvolvedUTRAandEvolvedUTRANOveralldescription”

非专利文献2：3GPPTR36.814“E-UTRAFurtheradvancementsforE-UTRAphysicallayeraspects”

发明内容

发明要解决的课题

在上述的HetNet中，在宏小区内配置多个小型小区。此外，在无线通信系统中，一般来说，用户分布、业务量(trafficload)并非固定，而是随时间或地点而变动。因此，在宏小区内配置多个小型小区的情况下，设想小型小区不是均匀地被配置在宏小区内，而是以根据地点而密度、环境不同(稀疏密集，sparseanddense)的方式被配置。

但是，由于小型小区的覆盖区域与宏小区相比更小，所以各小型小区的用户数、业务量伴随用户终端的移动速度、通信状态而变动。例如，在用户数/业务量偏向特定的小区的情况下，存在无线资源的利用效率(频谱利用效率)降低，无线通信系统的吞吐量降低的顾虑。

本发明是鉴于该点而完成的，其目的在于，提供即使在多个小型小区以较高的密度被配置的情况下，也能够有效地利用无线资源来提高无线通信系统的吞吐量的无线基站、用户终端以及无线通信方法。

用于解决课题的手段

本发明的无线基站是对用户终端的连接小区进行控制的无线基站，其特征在于，具有：选择单元，选择所述用户终端中的接收功率和/或接收质量成为规定值以上的候选小区；算出单元，关于各候选小区，考虑所利用的频带而分别算出向下属的用户终端发送的数据量；以及决定单元，将该数据量小的候选小区决定为用户终端的连接小区。

发明效果

根据本发明，即使在多个小型小区以高密度被配置的情况下，也能够有效地利用无线资源来提高无线通信系统的吞吐量。

附图说明

图1是HetNet的概念图。

图2是说明连接到各小型小区的用户终端数的图。

图3是说明负载均衡(loadbalancing)的概念的图。

图4是表示考虑了用户终端数的负载均衡的一例的图。

图5是说明在考虑了用户终端数的负载均衡中考虑了在各小区的缓冲器中积蓄的发送数据的情况的图。

图6是表示本实施方式所涉及的无线通信系统的一例的图。

图7是表示本实施方式所涉及的负载均衡的过程的一例的时序图。

图8是表示本实施方式所涉及的无线通信系统的一例的概略图。

图9是本实施方式所涉及的无线基站的整体结构的说明图。

图10是本实施方式所涉及的无线基站的功能结构的说明图。

图11是本实施方式所涉及的用户终端的整体结构的说明图。

图12是本实施方式所涉及的用户终端的功能结构的说明图。

具体实施方式

图1是HetNet的概念图。如图1所示，HetNet是宏小区M和小型小区S的至少一部分在地理上重复配置的无线通信系统。HetNet包含形成宏小区M的无线基站(以下，称为宏基站)MeNB、形成小型小区S的无线基站(以下，称为小型基站)SeNB、与宏基站MeNB和小型基站SeNB通信的用户终端UE而构成。

如图1所示，在宏小区M中，例如使用800MHz、2GHz等相对低的频带的载波(以下，称为低频带载波)F1。另一方面，在多个小型小区S中，例如，使用3.5GHz等相对高的频带的载波(以下，称为高频带载波)F2。另外，800MHz、2GHz、3.5GHz只是一例。也可以使用3.5GHz作为宏小区M的载波，也可以使用800MHz、2GHz，800MHz、2GHz、1.7GHz等作为小型小区S的载波。

像这样，作为LTE－A(Rel.12以后)的无线通信系统，研究了小型小区S和宏小区M应用不同的频率的方案(分频，Separatefrequency)。此时，还设想通过CA(载波聚合)同时使用利用不同的频率的宏小区M和小型小区S。另外，本实施方式还能够应用于小型小区S和宏小区M利用同一频率的无线通信系统。

一般来说，在无线通信系统中，用户分布、业务量并非固定，而是随时间或地点而变动。因此，在宏小区M内配置多个小型小区S的情况下，设想如图1所示那样，以根据地点而密度、环境不同(稀疏密集，sparseanddense)的方式配置小型小区。

例如，考虑在用户终端聚集较多的车站、购物中心等局部的高业务区域中，使小型小区S的配置密度变高(密集小型小区，Densesmallcell)。另一方面，考虑在用户终端没有聚集的地点，使小型小区S的配置密度变低(稀疏小型小区，Sparsesmallcell)而进行通信。

但是，由于设置地点的制约等，不一定能够在实际上业务集中的地点设定小型小区。也就是说，在高密度地配置小型小区的通信系统中，在实际的小型小区分布和业务分布上产生偏差，结果上产生业务的不平衡。此外，若在规定区域(特定的小型小区)中产生业务的不平衡，则无线资源的利用效率(频谱利用效率)降低，不能实现用户吞吐量的最佳化。

图2示出与高密度地配置的各小型小区S连接的用户终端数的一例。图2A示出用户终端数相对于各小型小区S均匀地分散的理想的情况。但是，由于小型小区S的覆盖区域小，所以实际上根据各用户终端的移动、通信状态而各小型小区S的用户终端数变得不均匀(参照图2B)。

因此，在这样的业务不平衡的环境中，使业务集中的小型小区中的业务负荷(Trafficload)卸荷到周边的低业务区域的技术(负载均衡/转移，Loadbalancing/shifting)变得有效。例如，如图3所示，考虑使用户终端集中的小型小区2的一部分的用户终端连接到用户终端数少的小型小区3(卸荷)。以下，参照图4说明考虑用户终端数而进行负载均衡的情况。

一般而言，在选择用户终端要连接的小区的情况下，使用来自各无线基站的参考信号的接收功率(RSRP：ReferenceSignalReceivedPower)、接收质量(RSRQ：ReferenceSignalReceivedQuality)而进行。另外，在此所说的小区的选择不仅包含初始连接时的小区选择，还包含连接到宏基站的用户终端选择设定(配置，configure)为载波聚合(CA)的小型小区的情况。

作为用户终端的连接目的地，通常选择接收功率(RSRP)、接收质量(RSRQ)(以下，也简称为“接收功率”)最高的小区。另一方面，在考虑业务的不平衡而进行负载均衡的情况下，考虑在与离最高的接收功率(RSRP)收纳于规定值(例如，XdB)以内的接收功率对应的小型小区之中，选择用户终端数少的小型小区。

例如，在图4所示的情况下，接收功率最高的小型小区#1、和接收功率离该小型小区#1的接收功率成为XdB以内的小型小区#2被选择为连接候选小区。并且，考虑与小型小区#1和小型小区#2连接的用户终端数而选择连接小区。在此，由于连接到小型小区#2的用户终端数与小型小区#1相比更少，所以选择小型小区#2作为用户终端的连接目的地。由此，能够满足规定的接收质量，且在小型小区间对连接用户终端数进行分散。

但是，本发明人等着眼于现实的业务量与用户终端数不同的点，看出了在如上述图4所示那样使用户终端数在多个小区间均匀的方法中，业务量的均匀化不充分。例如，设想如图5所示那样，连接到Cell#1的用户终端数为2(用户终端#0、#1)，连接到Cell#2的用户终端数为1(用户终端#2)，且对用户终端#2发送容量大的数据的情况。

此时，若基于用户终端数进行负载均衡，则下属的终端数少的Cell#2被选择为用户终端的连接小区。但是，由于Cell#2在缓冲器中积蓄的数据量比Cell#1大，所以从业务的均匀化的观点来看，与所连接的用户终端数多的Cell#1连接更能得到负载均衡的效果。

因此，本发明人等设想不考虑连接到候选小区的用户终端数，而考虑在连接候选小区的缓冲器中残存的数据量(向连接到候选小区的用户终端发送的数据量)来决定用户终端的连接小区，从而进行负载均衡。此外，本发明人等设想除了根据在连接候选小区的缓冲器中残存的数据量之外，还根据基于考虑了候选小区的邻接小区中的过去的业务量的SINR而算出的估计吞吐量，决定用户终端的连接小区。

以下，参照附图详细说明本实施方式。

(第一方式)

在第一方式中，说明基于在用户终端能够连接的候选小区的缓冲器中残存的数据量(向候选小区下属的用户终端发送的数据量)，决定该用户终端的连接小区的情况。

在多个小区(例如，小型小区)被配置得较密的区域中，用户终端接收从多个小区发送的下行链路信号。因此，在第一方式中，选择能够与用户终端在规定的接收功率和/或接收质量以上进行连接的候选小区，且选择在候选小区之中缓冲器中残存的数据量小的小区作为用户终端的连接小区。以下，说明用户终端要连接的小区的选择方法的一例。

图6是表示本实施方式中的无线通信系统的一例的图。图6的无线通信系统具备分别形成小型小区的多个小型基站(在此，无线基站#1～#3)。用户终端1a～1c连接到无线基站#1，用户终端2a连接到无线基站#2，用户终端3a、3b连接到无线基站#3。此外，图6的无线通信系统包含想要连接到无线基站#1～#3的其中一个的用户终端5a、和决定该用户终端5a的连接目的地的集中节点而构成。

集中节点是决定用户终端5a的连接的基站即可，例如，能够设为上述图1中的宏基站、对多个小型基站进行集中控制的无线基站。各无线基站#1～#3和集中节点能够通过X2信令、光纤等有线连接、或无线连接来进行信息的传递。

用户终端5a将从无线基站#1～#3发送的下行链路信号(例如，下行参考信号)的接收功率(RSRP)、接收质量(RSRQ)向集中节点进行发送。集中节点基于与对于各无线基站的小区的接收功率相关的信息(RSRP、RSRQ等)，选择用户终端5a连接的候选小区。

作为候选小区，能够选择用户终端5a中的接收功率成为规定值以上的小区。例如，选择用户终端5a中的接收功率变得最高的小区、和离该最高的接收功率成为规定值(例如，XdB)以内的接收功率的小区作为候选小区。另外，候选小区也可以在用户终端侧决定，也可以在从用户终端通知与各小区的接收功率相关的信息的集中节点侧决定。

接着，集中节点考虑各候选小区所利用的频带，计算每单位频带中的各候选小区的缓冲器中残存的数据量。考虑频带是因为还应对于各候选小区利用不同的频带(载波，CC)的情况。另外，与在各候选小区的缓冲器中残存的数据量相关的信息能够从各候选小区向集中节点进行通知。

此外，在缓冲器中残存的合计数据量相当于各候选小区向下属的用户终端发送的数据量。缓冲器内的合计数据量也可以是瞬时值，也可以设为规定期间的平均值。

集中节点将数据量小的候选小区决定为用户终端5a的连接小区。此外，也可以从接收功率高的候选小区的数据量进行检索，在该数据量比规定的值(例如，对各无线基站的合计数据量进行平均后的值)更小的情况下，将该候选小区决定为用户终端5a的连接小区，在更大的情况下对接收功率次高的候选小区重复进行同样的操作。进而，在以上的重复操作中没有找到候选小区的情况下，也可以将接收功率最高的候选小区决定为用户终端5a的连接小区。例如，集中节点能够利用下述的式(1)算出各候选小区的数据量。

[数1]

式(1)

${\mathrm{Buffer}}_{cell}=\frac{1}{{\mathrm{BW}}_{cell}}({\mathrm{Data}}_{cell\_UE\#0}+{\mathrm{Data}}_{cell\_UE\#1}+\mathrm{...})$

BW_cell：各候选小区所使用的频带(也可以是载波或者RB数)

Data_{cell_UE#i}：向下属的用户终端#i(i＝1,2,…)发送的数据量

像这样，在第一方式中，考虑在每单位频带中的各候选小区的缓冲器中残存的数据量而不是连接到各候选小区的用户终端数，来进行负载均衡。从而，在图6中，在如以往那样基于用户终端数来进行负载均衡的情况下，所连接的用户终端数少的Cell#2被选择为用户终端的连接小区，但在本实施方式中，考虑各小区的缓冲器的数据量而进行决定。由此，即使在多个小型小区以较高的密度被配置的情况下，也能够有效地利用无线资源来提高无线通信系统中的吞吐量。

＜应用多个CC时＞

接着，说明在各小区中使用多个分量载波(CC)的情况下，决定用户终端要连接的小区以及CC的方法的一例。另外，在以下的说明中，设想图6中的无线基站#1～#3分别使用多个CC(例如，三个CC)的情况。当然，本实施方式不限于此。

在各候选小区中使用多个CC且按每个CC对用户终端选择最佳的连接小区的情况下(基站间CA)，集中节点按每个CC计算在每单位频带中的各候选小区的缓冲器中残存的数据量。由此，集中节点能够基于各CC中的候选小区的数据量，按每个CC决定用户终端5a连接的最佳的小区。

具体而言，集中节点对用户终端中的接收功率成为规定值以上的候选小区，按每个CC进行数据量的计算。具体而言，集中节点能够利用下述的式(2)按每个CC算出各候选小区的数据量。例如，在CC数为3(CC1～CC3)的情况下，关于各CC1～CC3，针对在各候选小区的缓冲器中残存的数据量而计算每单位频带的数据量。另外，在此，设想在各小区中利用的CC为同一信道的情况。

[数2]

式(2)

${\mathrm{Buffer}}_{cell\_cc}=\frac{({\mathrm{Data}}_{cell\_cc\_UE\#0}+{\mathrm{Data}}_{cell\_cc\_UE\#1}+\mathrm{...})}{{\mathrm{BW}}_{cell\_cc}}$

集中节点使用利用上述式(2)而按每个CC计算出的在各候选小区的缓冲器中残存的数据量，分别将各CC中数据量变得最小的候选小区决定为用户终端5a的连接小区。此外，也可以是，在各CC中，从接收功率高的候选小区的数据量进行检索，在该数据量比规定的值(例如，对各无线基站的合计数据量进行平均后的值)更小的情况下，将该候选小区决定为用户终端5a的连接小区，在更大的情况下对接收功率次高的候选小区重复进行同样的操作。进而，在以上的重复操作中没有找到候选小区的情况下，也可以将接收功率最高的候选小区决定为该CC中的用户终端5a的连接小区。由此，集中节点能够考虑在连接候选小区的缓冲器中残存的数据量而不是连接到候选小区的用户终端数，按每个CC来决定用户终端要连接的最佳的小区。

另一方面，在各候选小区中利用多个CC时使用CC公共的调度器的情况下(基站内CA)，集中节点能够将在各CC中的各候选小区的缓冲器中残存的数据量的合计值最小的候选小区决定为用户终端5a的连接小区。另外，此时，加上与用户终端5a支持的CC数(CC_u)相应的缓冲器的数据量。

例如，在用户终端5a支持的CC数(例如，CC_u＝2)比在各候选小区中应用的CC数(例如，CC_cell＝3)少的情况(CC_u＜CC_cell)下，集中节点基于CC_u而进行CC_cell中的缓冲器的数据量的加法。具体而言，集中节点使用以下的式(3)，对能够取得的组合求得缓冲器的数据量的合计(在此，2CC的合计)。另外，在CC_u＝2，CC_cell＝3的情况下，成为3种(＝₃C₂)。

[数3]

式(3)

$\begin{array}{c}{\mathrm{Buffer}}_{cell}={\mathrm{Buffer}}_{cell\_cc\#0}+{\mathrm{Buffer}}_{cell\_cc\#1}+\mathrm{....}\\ =\frac{({\mathrm{Data}}_{cell\_cc\#0\_UE\#0}+{\mathrm{Data}}_{cell\_cc\#0\_UE\#1}+\mathrm{...})}{{\mathrm{BW}}_{cell\_cc\#0}}\\ =\frac{({\mathrm{Data}}_{cell\_cc\#1\_UE\#0}+{\mathrm{Data}}_{cell\_cc\#1\_UE\#1}+\mathrm{...})}{{\mathrm{BW}}_{cell\_cc\#1}}\\ +\mathrm{...}\end{array}$

集中节点考虑CC1+CC2、CC1+CC3、CC2+CC3作为在各候选小区的缓冲器中残存的数据量。并且，能够将2CC的合计值最小的候选小区决定为用户终端5a连接的小区。

像这样，考虑用户终端支持的CC数、和各小区所利用的CC之间的关系，计算在各小区的缓冲器中残存的数据量的合计值，从而能够决定对用户终端最佳的连接小区。

(第二方式)

在第二方式中，说明算出对于用户终端能够连接的候选小区的估计的吞吐量，决定用户终端要连接的小型小区(或载波)以使该估计的吞吐量成为最大的情况。

如上所述，在多个小区(例如，小型小区)被配置得较密的区域中，用户终端接收从多个小区(候选小区)发送的信号。因此，在第二方式中，使用各候选小区对于用户终端的接收功率(RSRP)、接收质量(RSRQ)(以下，简称为“接收功率”)，算出各候选小区的SINR。此外，在SINR的算出中，考虑各候选小区以外的其他小区(与该候选小区邻接的小区)的业务量。

并且，根据各候选小区的SINR算出各候选小区的估计吞吐量，且计算考虑了在各候选小区的缓冲器中残存的数据量的估计吞吐量，决定用户终端要连接的小区。以下，说明用户终端要连接的小区的选择方法的一例。

图7A是表示本实施方式中的无线通信系统的一例的图。由于图7A的无线通信系统与上述图6所示的无线通信系统是相同的结构，所以省略说明。以下，参照图7B，说明集中节点决定用户终端5a的连接小区的过程的一例。

首先，用户终端5a将与从形成候选小区的无线基站#1～#3发送的下行链路信号(例如，下行参考信号)的接收功率相关的信息(RSRP、RSRQ等)发送至集中节点(步骤10)。此外，也可以从各候选小区向集中节点通知与各小区中过去观测到的业务量、在各候选小区的缓冲器中残存的数据量(向各候选小区下属的用户终端发送的数据量)相关的信息。

作为候选小区，也可以选择用户终端5a能够接收下行链路信号的全部小区，与上述第一方式相同地，能够选择用户终端5a中的接收功率成为规定值以上的小区。另外，候选小区也可以在用户终端侧决定，也可以在从用户终端通知与各小区的接收功率相关的信息的集中节点侧决定。

集中节点基于从用户终端5a或各候选小区接收到的信息，算出对于各候选小区的SINR(步骤11)。此时，在算出某候选小区的SINR时，考虑该候选小区以外的其他候选小区(邻接小区)中的业务量来进行计算。例如，在计算无线基站#1所形成的候选小区#1的SINR的情况下，考虑无线基站#2所形成的候选小区#2和无线基站#3所形成的候选小区#3中的过去观测到的平均的业务量。

集中节点能够利用下述的式(4)算出各候选小区的SINR。

[数4]

式(4)

${\mathrm{SINR}}_{cell}=\frac{{\mathrm{RSRP}}_{cell}}{{\mathrm{\α}}_1{\mathrm{RSRP}}_{Neighbor1}+{\mathrm{\α}}_2{\mathrm{RSRP}}_{Neighbor2}+\mathrm{...}}$

α：各候选小区中的过去观测到的平均的业务量

例如，在算出候选小区#1的SINR的情况下，使用该候选小区#1的接收功率(RSRP_cell)、其他候选小区#2、#3的接收功率(RSRP_Neighbor1、P_Neighbor2)、其他候选小区#2、#3的过去的业务量(α₁、α₂)。

另外，在式(4)中，表示其他候选小区的过去的平均的业务量的α(在此，α₁、α₂)只要是表示其他候选小区间的业务量的相对关系的值就不被特别限定。例如，集中节点能够将其他候选小区(邻接小区)的过去的平均的业务量的总量设为1，根据候选小区的业务量的值而决定α(0～1)。另外，过去观测到的平均的业务量能够设为将过去的规定期间中的各候选小区的业务量分别进行平均化后的值。

接着，集中节点基于在步骤11中求得的SINR而算出各候选小区的估计吞吐量(步骤12)。例如，基于SINR和该候选小区的频带(BW)而算出估计吞吐量。具体而言，集中节点能够利用下述的式(5)算出各候选小区的估计吞吐量。

[数5]

式(5)

R_cell＝BW_celllog₂(1+SINR_cell)

BW_cell：各候选小区所使用的频带(也可以是载波或者RB数)

接着，集中节点使用在步骤12中求得的估计吞吐量，计算考虑了在各候选小区的缓冲器中残存的合计数据量的估计吞吐量(以下，也称为“估计吞吐量度量(metric)”)(步骤13)。在缓冲器中残存的合计数据量相当于各候选小区向下属的用户终端发送的数据量。此外，缓冲器内的合计数据量也可以是瞬时值，也可以设为规定期间的平均值。

集中节点能够利用下述的式(6)算出各候选小区的吞吐量的度量。

[数6]

式(6)

${\mathrm{Metric}}_{cell}=\frac{{\mathrm{\β}}_{cell}}{{\mathrm{Data}}_{cell\_UE\#0}+{\mathrm{Data}}_{cell\_UE\#1}+\mathrm{...}+{\mathrm{\γ}}_{cell}}{R}_{cell}$

Data_{cell_UE#i}：向下属的用户终端#1(i＝1,2,…)发送的数据量

β_cell、γ_cell：校正项

例如，在算出候选小区#1的SINR的情况下，考虑应向该候选小区#1的下属的用户终端1a～1c发送的数据量(Data_{cell_UE#1a}、Data_{cell_UE#1b}、Data_{cell_UE#1c})。上述式(6)的考虑了应发送的数据量的估计吞吐量度量的值越大的小区，越成为现实的业务量少且能够以规定的接收质量与用户终端连接的小区。

此外，在上述式(6)中，将校正项设为β_cell＝1，γ_cell＝0的情况下，β_cell/(Data_{cell_UE#0}+Data_{cell_UE#1}+···+γ_cell)的项可以取0至无限大的值，所以在使用了上述式(6)的小区选择中，应发送的数据量的影响与估计吞吐量R_cell相比处于支配地位。另一方面，在将校正项设为β_cell＝1，γ_cell＝1的情况下，β_cell/(Data_{cell_UE#0}+Data_{cell_UE#1}+···+γ_cell)的项可以取0至1的值，所以在使用了上述式(6)的小区选择中，估计吞吐量R_cell的影响与应发送的数据量相比处于支配地位。

集中节点在对各候选小区使用上述式(6)计算出估计吞吐量度量之后，将该估计吞吐量度量大的候选小区决定为用户终端5a的连接小区(步骤14)。之后，对用户终端5a，使用上位层信令(例如，RRC信令)等通知与连接小区相关的信息(步骤15)，在用户终端5a和连接小区中开始通信(步骤16)。

像这样，考虑估计吞吐量而不是连接到候选小区的用户终端数来进行负载均衡，从而即使在多个小型小区以较高的密度被配置的情况下，也能够有效地利用无线资源来提高无线通信系统中的吞吐量，该估计吞吐量考虑了在候选小区的缓冲器中残存的数据量。

＜应用多个CC时＞

接着，说明在各小区中使用多个分量载波(CC)的情况下，决定用户终端要连接的小区的方法的一例。另外，在以下的说明中，设想图7A中的无线基站#1～#3分别使用多个CC(例如，三个CC)的情况。当然，本实施方式不限于此。

在各候选小区中使用多个CC且按每个CC选择对用户终端最佳的连接小区的情况下(基站间CA)，集中节点按每个CC算出各候选小区的估计吞吐量。并且，集中节点计算考虑了在各CC中的候选小区的缓冲器中残存的合计数据量的估计吞吐量度量。关于各CC，计算各候选小区的估计吞吐量度量，从而集中节点能够按每个CC决定用户终端要连接的最佳的小区。

具体而言，集中节点基于从用户终端或各候选小区接收到的信息而按每个CC算出各候选小区的SINR。此时，集中节点关于算出SINR的候选小区以外的其他候选小区考虑业务量而进行计算。

集中节点能够利用下述的式(7)按每个CC算出各候选小区的SINR。例如，在CC数为3(CC1～CC3)的情况下，关于各CC1～CC3，算出各候选小区的SINR。另外，在此，设想在各小区中利用的CC为同一信道的情况。

[数7]

式(7)

${\mathrm{SINR}}_{cell\_cc}=\frac{{\mathrm{RSRP}}_{cell\_cc}}{{\mathrm{\α}}_{1\_cc}{\mathrm{RSRP}}_{Neighbor1\_cc}+{\mathrm{\α}}_{2\_cc}{\mathrm{RSRP}}_{Neighbor2\_cc}+\mathrm{...}}$

α：各候选小区中的过去观测到的平均的业务量

CC：分量载波的索引

接着，集中节点使用通过上述式(7)求得的SINR按每个CC分别算出各候选小区的估计吞吐量。此时，考虑在各CC中利用的频带(或RB数)。具体而言，集中节点能够利用下述的式(8)按每个CC算出各候选小区的估计吞吐量。例如，在CC数为3(CC1～CC3)的情况下，关于各CC1～CC3，算出各候选小区的估计吞吐量。

[数8]

式(8)

R_{cell_cc}＝BW_cclog₂(1+SINR_{cell_cc})

BW_CC：各CC中利用的频带(也可以是载波或RB数)

接着，集中节点使用通过上述式(8)求得的估计吞吐量，按每个CC计算考虑了在各候选小区的缓冲器中残存的合计数据量的估计吞吐量度量。具体而言，集中节点能够利用下述的式(9)按每个CC计算各候选小区的估计吞吐量度量。例如，在CC数为3(CC1～CC3)的情况下，关于各CC1～CC3，算出各候选小区的估计吞吐量度量。

[数9]

式(9)

${\mathrm{Metric}}_{cell\_cc}=\frac{{\mathrm{\β}}_{cell\_cc}}{{\mathrm{Data}}_{cell\_cc\_UE\#0}+{\mathrm{Data}}_{cell\_cc\_UE\#1}+\mathrm{...}+{\mathrm{\γ}}_{cell\_cc}}{R}_{cell\_cc}$

Data_{cell_cc_UE#i}：向下属的用户终端#i(i＝1,2,…)通过各CC发送的数据量

β_{cell_CC}、γ_{cell_CC}：校正项

集中节点使用上述式(9)按每个CC计算各候选小区的估计吞吐量度量，在各CC中将估计吞吐量度量变得最大的候选小区分别决定为用户终端5a的连接小区。由此，集中节点能够基于考虑了在连接候选小区的缓冲器中残存的数据量的估计吞吐量而不是连接到候选小区的用户终端数，按每个CC决定用户终端要连接的最佳的小区。

另一方面，在各候选小区中使用多个CC时使用CC公共的调度器的情况下(基站内CA)，集中节点能够将各CC中的估计吞吐量度量的合计值最高的候选小区决定为用户终端5a的连接小区。此时，加上与用户终端5a支持的CC数(CC_u)相应的估计吞吐量度量。

例如，在用户终端5a支持的CC数(例如，CC_u＝2)比在各候选小区中应用的CC数(例如，CC_cell＝3)少的情况(CC_u＜CC_cell)下，集中节点基于CC_u而进行CC_cell中的估计吞吐量度量的加法。具体而言，集中节点使用以下的式(10)，对能够取得的组合求得估计吞吐量度量的合计(在此，2CC的合计)。另外，在CC_u＝2，CC_cell＝3的情况下，成为3种(＝₃C₂)。

[数10]

式(10)

${\mathrm{Metric}}_{cell}=\underset{cc=0}{\overset{{\mathrm{CC}}_u}{\Σ}}\frac{{\mathrm{\β}}_{cell\_cc}}{{\mathrm{Data}}_{cell\_cc\_UE\#0}+{\mathrm{Data}}_{cell\_cc\_UE\#1}+\mathrm{...}+{\mathrm{\γ}}_{cell\_cc}}{R}_{cell\_cc}$

Data_{cell_cc_UE#i}：向下属的用户终端#i(i＝1,2,…)通过各CC发送的数据量

β_{cell_CC}、γ_{cell_CC}：校正项

集中节点考虑CC1+CC2、CC1+CC3、CC2+CC3作为各候选小区的估计吞吐量度量。并且，能够将2CC的合计值最高的候选小区决定为用户终端5a要连接的小区。

像这样，考虑用户终端支持的CC数、和各小区所利用的CC之间的关系，计算各候选小区的估计吞吐量度量的合计值，从而能够对用户终端决定最佳的连接小区。

＜变形例＞

另外，本实施方式的特征之一是考虑各小区以及CC等的分配频度作为用户终端5a要连接的小区选择的基准。从而，在上述说明中，示出了将各候选小区的估计吞吐量通过在各无线基站的缓冲器中残存的数据量而归一化的情况，但本实施方式不限于此。

例如，各候选小区中的估计吞吐量度量能够如下述式(11)、式(12)所示那样进行定义。其中，式(11)相当于将上述式(6)一般化后的式，式(12)相当于将上述式(9)、式(10)一般化后的式。也就是说，式(6)、式(9)、式(10)相当于在式(11)、式(12)中设为χ_cell＝1/data量的情况。

[数11]

式(11)

Metric_cell＝χ_cellR_cell

[数12]

式(12)

Metric_{cell_cc}＝χ_{cell_cc}R_{cell_cc}

作为χ_cell，除了“1/data量”之外，也可以使用“将在候选小区、CC的缓冲器(buffer)中有数据的情况下的分配频度(例如，也可以是资源利用率)在一定期间进行平均后的值”、“1/在小区选择时或一定期间在缓冲器中有data的用户终端数(UE数)”或“小区的平均UE吞吐量”等。另外，平均UE吞吐量能够设为将用户u的瞬时吞吐量通过下述的式(13)进行近似，将该近似后的值进行平均后的值。

[数13]

式(13)

UEthroughput＝BW_ulog₂(1+CQI_{cell_u})

BW_u：对用户终端实际上分配的RB数

另外，不仅在第二方式中，在第一方式中也可以考虑上述“将在候选小区、CC的缓冲器(buffer)中有数据的情况的分配频度(例如，也可以是资源利用率)在一定期间进行平均后的值”，“1/在小区选择时或一定期间在缓冲器中有data的用户终端数(UE数)”或“小区的平均UE吞吐量”等而不是在无线基站的缓冲器中残存的数据量，来决定用户终端的连接小区。

(无线通信系统的结构)

以下，详细地说明本实施方式所涉及的无线通信系统。在该无线通信系统中，应用上述的第一、第二方式所涉及的用户终端的连接小区决定方法。

图8是本实施方式所涉及的无线通信系统的概略结构图。另外，图8所示的无线通信系统例如是LTE系统或包含SUPER3G的系统。在该无线通信系统中，能够应用将以LTE系统的系统带宽为一个单位的多个基本频率块(分量载波)设为一体的载波聚合(CA)。此外，该无线通信系统也可以被称为IMT－Advanced，也可以被称为4G、FRA(未来无线接入，FutureRadioAccess)。

图8所示的无线通信系统1具备形成宏小区C1的无线基站11、被配置在宏小区C1内且形成比宏小区C1窄的小型小区C2的无线基站12a以及12b。此外，在宏小区C1以及各小型小区C2中，配置有用户终端20。用户终端20能够连接到无线基站11以及无线基站12这双方(双重连接，dualconnectivity)。此时，设想用户终端20通过CA(载波聚合)同时使用利用不同的频率的宏小区C1和小型小区C2。

在用户终端20和无线基站11之间，在相对低的频带(例如，2GHz)中使用带宽窄的载波(称为已有载波、Legacycarrier等)进行通信。另一方面，也可以在用户终端20和无线基站12之间，在相对高的频带(例如，3.5GHz等)中使用带宽宽的载波，也可以使用和与无线基站11之间相同的载波。也可以利用新载波类型(NCT)作为用户终端20和无线基站12间的载波类型。无线基站11和无线基站12(或，无线基站12间)进行有线连接(Opticalfiber(光纤)、X2接口等)或无线连接。

无线基站11以及各无线基站12分别连接到上位站装置30，经由上位站装置30与核心网络40连接。另外，在上位站装置30中，包含例如接入网关装置、无线网络控制器(RNC)、移动管理实体(MME)等，但不限定于此。此外，各无线基站12也可以经由无线基站11与上位站装置连接。

另外，无线基站11是具有相对宽的覆盖的无线基站，也可以被称为eNodeB、宏基站、集中节点、发送接收点等。此外，无线基站12是具有局部的覆盖的无线基站，也可以被称为小型基站、微微基站、毫微微基站，HomeeNodeB、RRH(远程无线头，RemoteRadioHead)、微基站、发送接收点等。以下，在不区分无线基站11以及12的情况下，统称为无线基站10。各用户终端20是与LTE、LTE－A等各种通信方式对应的终端，不仅包含移动通信终端，还包含固定通信终端。

在无线通信系统中，作为无线接入方式，关于下行链路应用OFDMA(正交频分多址)，关于上行链路应用SC－FDMA(单载波频分多址)。OFDMA是将频带分割为多个窄的频带(子载波)，对各子载波映射数据而进行通信的多载波传输方式。SC－FDMA是将系统带宽按每个终端分割为由一个或连续的资源块构成的频带，通过多个终端使用相互不同的频带，从而降低终端间的干扰的单载波传输方式。

在此，说明在图8所示的无线通信系统中使用的通信信道。下行链路的通信信道具有在各用户终端20中共享的PDSCH(物理下行链路共享信道，PhysicalDownlinkSharedChannel)、下行L1/L2控制信道(PDCCH、PCFICH、PHICH、扩展PDCCH)。通过PDSCH，传输用户数据以及上位控制信息。通过PDCCH(物理下行链路控制信道，PhysicalDownlinkControlChannel)，传输PDSCH以及PUSCH的调度信息等。通过PCFICH(物理控制格式指示符信道，PhysicalControlFormatIndicatorChannel)，传输用于PDCCH的OFDM码元数。通过PHICH(物理混合ARQ指示符信道，PhysicalHybrid-ARQIndicatorChannel)，传输对于PUSCH的HARQ的ACK/NACK。此外，也可以通过扩展PDCCH(EPDCCH)，传输PDSCH以及PUSCH的调度信息等。该EPDCCH与PDSCH(下行共享数据信道)频分复用。

上行链路的通信信道具有作为在各用户终端20中共享的上行数据信道的PUSCH(物理上行链路共享信道，PhysicalUplinkSharedChannel)、上行链路的控制信道即PUCCH(物理上行链路控制信道，PhysicalUplinkControlChannel)。通过该PUSCH，传输用户数据、上位控制信息。此外，通过PUCCH，传输下行链路的无线质量信息(CQI：ChannelQualityIndicator，信道质量指示符)、ACK/NACK等。

图9是本实施方式所涉及的无线基站10(包含无线基站11以及12)的整体结构图。无线基站10具备用于MIMO传输的多个发送接收天线101、放大器单元102、发送接收单元103、基带信号处理单元104、呼叫处理单元105、传输路径接口106。

通过下行链路从无线基站10发送至用户终端20的用户数据从上位站装置30经由传输路径接口106被输入至基带信号处理单元104。

在基带信号处理单元104中，进行PDCP层的处理、用户数据的分割·结合、RLC(无线链路控制，RadioLinkControl)重发控制的发送处理等RLC层的发送处理、MAC(介质访问控制，MediumAccessControl)重发控制、例如、HARQ的发送处理、调度、传输格式选择、信道编码、快速傅里叶反变换(IFFT：InverseFastFourierTransform)处理、预编码处理并转发至各发送接收单元103。此外，关于下行链路的控制信道的信号，也进行信道编码、快速傅里叶反变换等的发送处理，并转发至各发送接收单元103。

此外，基带信号处理单元104通过广播信道，对用户终端20通知用于该小区中的通信的控制信息。在用于该小区中的通信的信息中，例如包含上行链路或下行链路中的系统带宽等。此外，在用户终端连接到无线基站11和无线基站12这双方的情况下(双重连接，dualconnection)，能够从作为集中节点而发挥作用的无线基站11向用户终端经由上位层信令通知与连接小区相关的信息。

各发送接收单元103将从基带信号处理单元104按每个天线预编码而输出的基带信号变换到无线频带。放大器单元102对频率变换后的无线频率信号进行放大而通过发送接收天线101进行发送。

另一方面，关于通过上行链路从用户终端20发送至无线基站10的数据，由各发送接收天线101接收到的无线频率信号分别被放大器单元102放大，通过各发送接收单元103被频率变换而变换为基带信号，并输入至基带信号处理单元104。

在基带信号处理单元104中，对所输入的基带信号中包含的用户数据，进行FFT处理、IDFT处理、纠错解码、MAC重发控制的接收处理、RLC层、PDCP层的接收处理，经由传输路径接口106被转发至上位站装置30。呼叫处理单元105进行通信信道的设定、释放等的呼叫处理、无线基站10的状态管理、无线资源的管理。

图10是本实施方式所涉及的无线基站11(宏基站或集中节点)具有的基带信号处理单元104的主要的功能结构图。

如图10所示，无线基站11具有的基带信号处理单元104至少包含候选小区选择单元301、算出单元302、连接小区决定单元303、连接小区通知单元304而构成。

候选小区选择单元301选择用户终端想要连接的候选小区。例如，在上述图8中，与无线基站11连接的用户终端20进一步连接到多个无线基站12(小型基站)的其中一个(进行CA)的情况下，选择成为该用户终端20的连接候选的无线基站12(候选小区)。

在应用上述第一方式的情况下，候选小区选择单元301能够选择用户终端20中的接收功率成为规定值以上的小区作为候选小区。例如，选择用户终端20中的接收功率变得最高的小区、离该最高的接收功率成为规定值(例如，XdB)以内的接收功率的小区作为候选小区。在应用上述第二方式的情况下，候选小区选择单元301能够选择用户终端20中的接收功率成为规定值以上的小区、或用户终端20能够接收下行链路信号的全部小区作为候选小区。

另外，候选小区选择单元301也可以基于与在用户终端20侧选择的候选小区相关的信息来确定候选小区，也可以基于与从用户终端20通知的各小区的接收功率相关的信息来决定候选小区。

算出单元302关于各候选小区，算出每单位频带中的各候选小区的数据量、考虑了其他候选小区的业务量的SINR、考虑了所利用的频带的估计吞吐量、考虑了各候选小区向下属的用户终端发送的数据量的估计吞吐量度量等。

在应用上述第一方式的情况下，算出单元302考虑各候选小区所利用的频带，计算在每单位频带中的各候选小区的缓冲器中残存的数据量(上述式(1)～(3)等)。

另一方面，在应用上述第二方式的情况下，算出单元302考虑各候选小区的接收功率等、其他候选小区中的业务量，算出各候选小区的SINR(上述式(4)、(7)等)。此外，算出单元302基于所算出的SINR和候选小区的频带(BW)来算出估计吞吐量(上述式(5)、(8)等)。此外，算出单元302算出考虑了在各候选小区的缓冲器中残存的合计数据量的估计吞吐量度量(上述式(6)、(9)、(10)等)。

连接小区决定单元303基于算出单元302的计算结果，决定用户终端20要连接的小区(无线基站12)。在应用上述第一方式的情况下，连接小区决定单元303将数据量小的小区决定为用户终端20的连接小区。此外，在应用上述第二方式的情况下，连接小区决定单元303将估计吞吐量度量大的候选小区决定为用户终端20的连接小区。

连接小区通知单元304基于由连接小区决定单元303决定的结果，控制与对于用户终端20的连接小区相关的信息的通知。

像这样，考虑在每单位频带中的各候选小区的缓冲器中残存的数据量而不是连接到各候选小区的用户终端数，进行负载均衡，从而即使在多个小型小区以较高的密度被配置的情况下，也能够有效地利用无线资源。

图11是本实施方式所涉及的用户终端20的整体结构图。用户终端20具备用于MIMO传输的多个发送接收天线201、放大器单元202、发送接收单元(接收单元)203、基带信号处理单元204、应用单元205。

关于下行链路的数据，由多个发送接收天线201接收到的无线频率信号分别被放大器单元202放大，通过发送接收单元203被频率变换而变换为基带信号。该基带信号在基带信号处理单元204中被进行FFT处理、纠错解码、重发控制的接收处理等。在该下行链路的数据内，下行链路的用户数据被转发至应用单元205。应用单元205进行与比物理层、MAC层更上位的层相关的处理等。此外，在下行链路的数据内，广播信息也被转发至应用单元205。

另一方面，关于上行链路的用户数据，从应用单元205被输入至基带信号处理单元204。在基带信号处理单元204中，进行重发控制(H－ARQ(混合ARQ，HybridARQ))的发送处理、信道编码、预编码、DFT处理、IFFT处理等并转发至各发送接收单元203。发送接收单元203将从基带信号处理单元204输出的基带信号变换到无线频带。之后，放大器单元202对频率变换后的无线频率信号进行放大而通过发送接收天线201进行发送。

图12是用户终端20具有的基带信号处理单元204的主要的功能结构图。如图12所示，用户终端20具有的基带信号处理单元204至少具有接收功率/接收质量测定单元401、连接小区选择单元402。另外，如上所述，基带信号处理单元204还具有进行重发控制的发送处理、信道编码、预编码、DFT处理、IFFT处理等的功能单元。

接收功率/接收质量测定单元401对从各无线基站12(候选小区)发送的下行链路信号(下行参考信号)的接收功率(RSRP)、接收质量(RSRQ)进行测定。与由接收功率/接收质量测定单元401测定的接收功率相关的信息(RSRP、RSRQ)经由发送接收单元203被通知给无线基站11。

连接小区选择单元402基于从无线基站11通知的与连接小区相关的信息，选择该用户终端20要连接的无线基站12。另外，连接小区是由无线基站11中的连接小区决定单元303决定的小区，例如成为用户终端20中的接收功率和/或接收质量为规定值以上，且在每单位频带中向下属的用户终端发送的数据量小的候选小区。

以上，使用上述的实施方式详细地说明了本发明，但对本领域技术人员来说，应该理解本发明不限定于在本说明书中说明的实施方式。本发明能够不脱离权利要求书的记载所决定的本发明的意旨以及范围地作为修正以及变更方式来实施。例如，能够将上述的多个方式适当组合而应用。从而，本说明书的记载以例示说明为目的，对本发明不具有任何限制的含义。

本申请基于2013年5月9日申请的特愿2013－099723。其内容全部包含于此。

Claims (10)

1.一种无线基站，对用户终端的连接小区进行控制，其特征在于，具有：

选择单元，选择所述用户终端中的接收功率和/或接收质量成为规定值以上的候选小区；

算出单元，关于各候选小区，考虑所利用的频带而分别算出向下属的用户终端发送的数据量；以及

决定单元，将该数据量小的候选小区决定为所述用户终端的连接小区。

2.如权利要求1所述的无线基站，其特征在于，

所述选择单元选择所述用户终端中的接收功率和/或接收质量变得最高的小区、离该最高的接收功率和/或接收质量成为规定值以内的接收功率和/或接收质量的小区作为所述候选小区。

3.如权利要求1或权利要求2所述的无线基站，其特征在于，

所述决定单元使用以下的式(1)算出与各候选小区对应的数据量

[数1]

式(1)

${\mathrm{Buffer}}_{cell}=\frac{1}{{\mathrm{BW}}_{cell}}({\mathrm{Data}}_{cell\_UE\#0}+{\mathrm{Data}}_{cell\_UE\#1}+...).$

4.如权利要求1或权利要求2所述的无线基站，其特征在于，

在各候选小区中使用多个分量载波(CC)的情况下，所述决定单元按每个CC计算与各候选小区对应的数据量，按每个分量载波决定所述用户终端要连接的小区。

5.一种无线基站，对用户终端的连接小区进行控制，其特征在于，具有：

算出单元，关于能够连接到所述用户终端的候选小区，基于该候选小区以外的其他候选小区的平均的业务量、各候选小区的接收功率和/或接收质量而算出SINR，且基于所算出的SINR以及候选小区所利用的频带而算出估计吞吐量；以及

决定单元，将考虑了各候选小区向下属的用户终端发送的数据量的估计吞吐量大的候选小区决定为所述用户终端的连接小区。

6.如权利要求5所述的无线基站，其特征在于，

所述算出单元进一步算出通过各候选小区向下属的用户终端发送的数据量而对所述估计吞吐量进行归一化后的估计吞吐量度量。

7.如权利要求6所述的无线基站，其特征在于，

所述算出单元使用以下的式(4)算出各候选小区的SINR，且使用以下的式(5)算出所述估计吞吐量，所述决定单元使用以下的式(6)算出所述估计吞吐量度量

[数2]

式(4)

${\mathrm{SINR}}_{cell}=\frac{{\mathrm{RSRP}}_{cell}}{{\mathrm{\α}}_1{\mathrm{RSRP}}_{{\mathrm{Neighbor}}_1}+{\mathrm{\α}}_2{\mathrm{RSRP}}_{{\mathrm{Neighbor}}_2}+...}$

[数3]

式(5)

R_cell＝BW_celllog₂(1+SINR_cell)

[数4]

式(6)

${\mathrm{Metric}}_{cell}=\frac{{\mathrm{\β}}_{cell}}{{\mathrm{Data}}_{cell\_UE\#0}+{\mathrm{Data}}_{cell\_UE\#1}+...{\mathrm{\γ}}_{cell}}{R}_{cell}.$

8.如权利要求5所述的无线基站，其特征在于，

在各候选小区中使用多个分量载波(CC)的情况下，所述算出单元算出每个CC的SINR以及估计吞吐量，所述决定单元算出每个CC的估计吞吐量度量。

9.一种用户终端，从多个候选小区之中选择规定的小区而连接，其特征在于，具有：

发送单元，将与对于从各候选小区发送的下行链路信号的接收功率和/或接收质量相关的信息发送至无线基站；以及

选择单元，基于从所述无线基站通知的与连接小区相关的信息，选择连接小区，

所述连接小区是所述用户终端中的接收功率和/或接收质量为规定值以上，且在每个单位频带中向下属的用户终端发送的数据量小的候选小区。

10.一种无线通信方法，是用户终端、和对所述用户终端的连接小区进行控制的无线基站的无线通信方法，其特征在于，

所述无线基站具有：选择所述用户终端中的接收功率和/或接收质量成为规定值以上的候选小区的步骤；关于各候选小区，考虑所利用的频带而分别算出向下属的用户终端发送的数据量的步骤；以及将该数据量小的候选小区决定为所述用户终端的连接小区的步骤。