JP2013121035A - 無線通信システム、基地局、ユーザ端末、および通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおけるスループットを可能としつつ、報告のためのオーバヘッドを低減可能とする。
【解決手段】ユーザ端末ＵＥが、複数の無線リソースグループＰＳＦ，ＮＳＦの各々についてのグループ無線品質ＷＣＱＩを、第１頻度で基地局２００に報告する。基地局２００が、ユーザ端末ＵＥとの無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループＰＳＦ，ＮＳＦをユーザ端末ＵＥに通知する。ユーザ端末ＵＥが、割当無線リソースグループＰＳＦ，ＮＳＦに含まれる複数の無線リソース単位について単位無線品質ＳＣＱＩを、第１頻度よりも高い第２頻度で基地局２００に報告する。基地局２００が、単位無線品質ＳＣＱＩに基づいて無線リソースのスケジューリングを実行する。
【選択図】図１４

Description

本発明は、無線通信システム、基地局、ユーザ端末、および通信制御方法に関する。

測定された無線リソースの品質に基づいて無線リソースの配分（例えば、無線接続先の選択、周波数スケジューリング等）を実行する技術が知られている。しかし、受信品質は無線リソース全体にわたって均一ではなく、例えば、時間毎、周波数毎に受信品質が相違し得る。そこで、無線リソースに含まれる無線リソース単位（例えば、無線リソースが所定の周波数帯域である場合は、その周波数帯域に含まれる部分帯域）ごとにユーザ端末が無線品質を測定して基地局に報告する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開2008-048319号公報

ユーザ端末が多数の無線リソース単位について受信品質を測定して基地局に報告する技術では、報告のためのオーバヘッドが過大となる可能性がある。他方、多数の無線リソース単位の受信品質が基地局に報告されない場合には、無線リソースのスケジューリングが適正化されず、無線通信システムのスループットが低下する可能性がある。

以上の事情に鑑み、本発明は、複数の無線リソース単位（サブバンド等）を各々が含む複数の無線リソースグループ（ワイドバンド等）を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、ユーザ端末からの無線リソースの受信品質の報告（フィードバック）を適切に実行し、無線通信システムにおけるスループットの維持を可能としつつ、報告のためのオーバヘッドを低減可能とすることを目的とする。

本発明の無線通信システムは、ユーザ端末と、複数の無線リソースグループのうち少なくともいずれかを使用して前記ユーザ端末と無線通信することが可能な基地局とを備える無線通信システムであって、複数の前記無線リソースグループの各々は、複数の無線リソース単位を含み、前記ユーザ端末は、複数の前記無線リソースグループの各々についてグループ無線品質を測定する第１品質測定部と、前記第１品質測定部が測定した複数の前記グループ無線品質を第１頻度で前記基地局に報告する第１品質報告部とを備え、前記基地局は、前記ユーザ端末の前記第１品質報告部から報告された複数の前記グループ無線品質に基づいて、複数の前記無線リソースグループのうち１以上の無線リソースグループを当該ユーザ端末との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループとして決定する割当リソースグループ決定部と、前記割当リソースグループ決定部が決定した、当該基地局との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループを当該ユーザ端末へ通知する割当リソースグループ通知部とを備え、前記ユーザ端末は、さらに、前記基地局の前記割当リソースグループ通知部から通知された前記割当無線リソースグループに含まれる複数の無線リソース単位の少なくともいずれかについて単位無線品質を測定する第２品質測定部と、前記第２品質測定部が測定した１以上の前記単位無線品質を前記第１頻度よりも高い第２頻度で前記基地局に報告する第２品質報告部とを備え、前記基地局は、さらに、前記ユーザ端末の前記第２品質報告部から報告された１以上の前記単位無線品質に基づいて、当該基地局が当該ユーザ端末との無線通信に割り当てるべき無線リソースのスケジューリングを実行するスケジュール部を備える。

以上の構成によれば、基地局に無線接続するユーザ端末について、まずユーザ端末から基地局へ報告されたグループ無線品質の報告に基づいて無線リソースグループの割当てが実行される。そして、割り当てられた無線リソースグループについて無線リソース単位の単位無線品質の報告が実行される。グループ無線品質の報告は単位無線品質の報告よりも長い周期で（低い頻度で）実行される。したがって、複数の無線リソースグループの各々について単位無線品質を報告する構成と比較して、ユーザ端末からの報告（フィードバック）のためのオーバヘッドを減少させることが可能である。また、より適切な無線リソースが先に選択されるので、無線通信システムにおけるスループットも維持され得る。

本発明の好適な態様において、前記無線通信システムは、複数の前記基地局を有し、複数の前記基地局は、第１基地局と、前記第１基地局よりも無線送信能力の低い第２基地局とを含み、前記ユーザ端末は、前記第１基地局および前記第２基地局のいずれか一方または双方と無線通信することが可能であり、複数の前記無線リソースグループは、前記第２基地局が無線信号を送信するプロテクテッドリソースならびに前記第１基地局および前記第２基地局の双方が無線信号を送信する非プロテクテッドリソースであり、前記ユーザ端末の前記第１品質測定部は、複数の前記グループ無線品質として、前記プロテクテッドリソースおよび前記非プロテクテッドリソースの各々における全周波数帯域の受信品質を測定し、前記基地局の前記使用リソースグループ決定部は、前記プロテクテッドリソースにおける受信品質と前記非プロテクテッドリソースにおける受信品質とに応じて、前記プロテクテッドリソースおよび前記非プロテクテッドリソースのいずれか一方または双方を当該基地局との無線通信に使用すべき前記使用無線リソースグループとして決定し、前記ユーザ端末の前記第２品質測定部は、複数の前記単位無線品質として、前記割当リソースグループ決定部が決定した前記プロテクテッドリソースおよび前記非プロテクテッドリソースのいずれか一方または双方における全周波数帯域に含まれる複数の部分周波数帯域のうち少なくともいずれかの受信品質を測定する。なお、プロテクテッドリソースにおいては、第１基地局が無線信号の送信を停止（すなわち、第２基地局のみが無線信号を送信）してもよいし、非プロテクテッドリソースにおける送信電力よりも低い送信電力で第１基地局が無線信号を送信してもよい。

以上の構成によれば、ユーザ端末は、割り当てられたプロテクテッドリソースまたは非プロテクテッドリソースについて部分周波数帯域の受信品質を測定し報告すればよいので、割当てに関係なくプロテクテッドリソースおよび非プロテクテッドリソースの部分周波数帯域の受信品質を測定し報告する構成と比較して、報告（フィードバック）のためのオーバヘッドを減少させることが可能である。また、プロテクテッドリソースおよび非プロテクテッドリソースのうちより適切な無線リソースが先に選択されるので、無線通信システムにおけるスループットも維持され得る。

本発明の好適な態様において、前記無線通信システムは、複数の前記ユーザ端末を有し、前記第２基地局の前記使用リソースグループ決定部は、前記第２基地局と無線接続する複数の前記ユーザ端末の各々が報告した前記プロテクテッドリソースにおける受信品質と前記非プロテクテッドリソースにおける受信品質との比に基づいて前記ユーザ端末ごとに算出される区分因子の分布に応じて、前記プロテクテッドリソースおよび前記非プロテクテッドリソースのいずれか一方または双方を、当該第２基地局と前記各ユーザ端末との無線通信に使用すべき前記使用無線リソースグループとして前記ユーザ端末ごとに決定する。

以上の構成によれば、複数の区分因子の分布に基づいて複数のユーザ端末が分類されて無線リソースグループが各ユーザ端末に割り当てられるので、ユーザ端末ごとに独立して無線リソースグループが割り当てられる構成と比較して、より適切に無線リソースグループが割り当てられる。したがって、無線通信システム全体のスループットがより向上され得る。

本発明の好適な態様において、前記基地局は、さらに前記ユーザ端末に対するバイアス値を設定するバイアス値設定部と、前記ユーザ端末へ前記バイアス値を通知するバイアス値通知部と、前記ユーザ端末の無線接続先となる基地局を選択する接続先選択部とを備え、前記ユーザ端末は、さらに前記第１基地局から受信した電波の受信電力を測定して第１受信電力値を取得し、前記第２基地局から受信した電波の受信電力を測定して第２受信電力値を取得する受信電力測定部と、前記基地局の前記バイアス値通知部から通知された前記バイアス値を用いて前記第２受信電力値を増加させるように補正する受信電力補正部と、前記受信電力測定部で取得された前記第１受信電力値と前記受信電力補正部で補正された第２受信電力値とを前記基地局の前記接続先選択部に通知する受信電力通知部とを備え、前記基地局の前記接続先選択部は、前記ユーザ端末の前記受信電力通知部から通知された前記第１受信電力値および補正後の前記第２受信電力値のうち、最も大きい受信電力値に対応する基地局を当該ユーザ端末の無線接続先として選択し、前記第２基地局の前記使用リソースグループ決定部は、当該第２基地局を無線接続先とする複数の前記ユーザ端末のうち、前記バイアス値による補正前の前記第２受信電力値が前記第１受信電力値を上回るユーザ端末については、当該ユーザ端末が報告した前記プロテクテッドリソースにおける受信品質と前記非プロテクテッドリソースにおける受信品質との比に基づいて前記区分因子を算出し、前記バイアス値による補正前の前記第２受信電力値が前記第１受信電力値を下回るユーザ端末については、前記区分因子として所定値を設定する。

以上の構成によれば、バイアス値を用いた補正により第２基地局に接続されたユーザ端末の無線リソースグループ割当てに関してはグループ無線品質の報告が不要となる。したがって、バイアス値を用いた補正により第２基地局に接続されたユーザ端末による報告（フィードバック）のオーバヘッドが低減され得る。

本発明の基地局は、複数の無線リソース単位を各々が含む複数の無線リソースグループのうち少なくともいずれかを使用してユーザ端末と無線通信することが可能な基地局であって、前記ユーザ端末から第１頻度で報告される、前記複数の無線リソースグループの各々に対応する複数のグループ無線品質に基づいて、複数の前記無線リソースグループのうち１以上の無線リソースグループを当該ユーザ端末との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループとして決定する割当リソースグループ決定部と、前記割当リソースグループ決定部が決定した、当該基地局との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループを当該ユーザ端末へ通知する割当リソースグループ通知部と、前記ユーザ端末から前記第１頻度よりも高い第２頻度で報告される、前記割当無線リソースグループに含まれる１以上の無線リソース単位に対応する１以上の単位無線品質に基づいて、当該ユーザ端末との無線通信に割り当てるべき無線リソースのスケジューリングを実行するスケジュール部とを備える。

本発明のユーザ端末は、複数の無線リソース単位を各々が含む複数の無線リソースグループのうち少なくともいずれかを使用して基地局と無線通信することが可能なユーザ端末あって、複数の前記無線リソースグループの各々についてグループ無線品質を測定する第１品質測定部と、前記第１品質測定部が測定した複数の前記グループ無線品質を第１頻度で前記基地局に報告する第１品質報告部と、複数の前記グループ無線品質に基づいて前記基地局が決定し前記ユーザ端末に通知した、当該基地局との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループに含まれる複数の無線リソース単位の少なくともいずれかについて単位無線品質を測定する第２品質測定部と、前記第２品質測定部が測定した１以上の前記単位無線品質を前記第１頻度よりも高い第２頻度で前記基地局に報告する第２品質報告部と、１以上の前記単位無線品質に基づいて実行された無線リソースのスケジューリングに応じて前記基地局から送信されたデータ信号を復調するデータ復調部とを備える。

本発明の通信制御方法は、ユーザ端末と、複数の無線リソースグループのうち少なくともいずれかを使用して前記ユーザ端末と無線通信することが可能な基地局とを備える無線通信システムにおける通信制御方法であって、複数の前記無線リソースグループの各々は、複数の無線リソース単位を含み、前記ユーザ端末が、複数の前記無線リソースグループの各々についてグループ無線品質を測定することと、測定された複数の前記グループ無線品質を第１頻度で前記基地局に報告することと、前記基地局が、前記ユーザ端末から報告された複数の前記グループ無線品質に基づいて、複数の前記無線リソースグループのうち１以上の無線リソースグループを当該ユーザ端末との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループとして決定することと、当該基地局との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループを当該ユーザ端末へ通知することと、前記ユーザ端末が、前記基地局から通知された前記割当無線リソースグループに含まれる複数の無線リソース単位の少なくともいずれかについて単位無線品質を測定することと、測定された１以上の前記単位無線品質を前記第１頻度よりも高い第２頻度で前記基地局に報告することと、前記基地局が、前記ユーザ端末から報告された１以上の前記単位無線品質に基づいて、当該基地局が当該ユーザ端末との無線通信に割り当てるべき無線リソースのスケジューリングを実行することとを備える。

本発明の第１実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るユーザ端末の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るマクロ基地局の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るピコ基地局の構成を示すブロック図である。 前記無線通信システムにおける受信電力値の補正動作を示す図である。 前記補正動作によるセル範囲拡張前の様子を示す図である。 前記補正動作によるセル範囲拡張後の様子を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る受信電力値の補正動作の説明図である。 前記無線通信システムにおいて送受信される無線フレームのフォーマットを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る時間領域におけるセル間干渉コーディネーションの説明図である。 前記ピコ基地局に接続した前記ユーザ端末における受信品質（チャネル品質指標）の変動を示す図である。 前記ユーザ端末が逐次にチャネル品質指標を報告する様子を示す図である。 ワイドバンドチャネル品質指標（ＷＣＱＩ）とサブバンドチャネル品質指標（ＳＣＱＩ）との関係を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るワイドバンドチャネル品質指標およびサブバンドチャネル品質指標の報告を概略的に示す図である。 本発明の第１実施形態の無線リソースグループの割当ておよび無線リソースのスケジューリングを示す動作フロー図である。 本発明の第２実施形態に係るセル範囲拡張前後のピコセルの様子を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る無線信号の送信電力の様子を示す図である。 本発明の第３実施形態に係るチャネル品質指標報告の様子を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る複数の無線リソースグループ（第１周波数帯域および第２周波数帯域）を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る複数の無線リソースグループ（第１周波数帯域および第２周波数帯域）ならびに周波数帯域とセクタとの関係を示す図である。

第１の実施形態
（１）無線通信システムの概略
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１のブロック図である。無線通信システム１は、マクロ基地局（マクロｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B））１００と、ピコ基地局（ピコｅＮｏｄｅＢ）２００と、ユーザ端末（User Equipment）ＵＥとを備える。なお、説明の簡単のため、１つのマクロ基地局１００のみが図示されているが、無線通信システム１が複数のマクロ基地局１００を含み得ることは当然に理解される。

無線通信システム１内の各通信要素（マクロ基地局１００、ピコ基地局２００、ユーザ端末ＵＥ等）は所定の無線アクセス技術（Radio Access Technology）、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）に従って無線通信を行う。本実施形態では、無線通信システム１がＬＴＥに従って動作する形態を例示して説明するが、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。本発明は、必要な設計上の変更を施した上で、他の無線アクセス技術（例えば、IEEE 802.16-2004およびIEEE 802.16eに規定されるWiMAX）にも適用可能であることが当然に理解される。

マクロ基地局１００とピコ基地局２００とは有線または無線にて相互に接続される。マクロ基地局１００はマクロセルＣｍを形成し、ピコ基地局２００はピコセルＣｐを形成する。ピコセルＣｐは、そのピコセルＣｐを形成するピコ基地局２００に接続されたマクロ基地局１００が形成するマクロセルＣｍ内に形成され得る。１つのマクロセルＣｍ内には、複数のピコセルＣｐが形成され得る。

各基地局（マクロ基地局１００，ピコ基地局２００）は、その基地局自身が形成するセル（Ｃｍ，Ｃｐ）に在圏するユーザ端末ＵＥと無線通信が可能である。逆に言うと、ユーザ端末ＵＥは、ユーザ端末ＵＥ自身が在圏するセル（マクロセルＣｍ，ピコセルＣｐ）に対応する基地局（マクロ基地局１００，ピコ基地局２００）と無線通信が可能である。

ピコセルＣｐがマクロセルＣｍの内部に重層的に形成される（オーバレイされる）ことを考慮すると、ユーザ端末ＵＥがピコセルＣｐ内に在圏する場合、そのユーザ端末ＵＥは、そのピコセルＣｐを形成するピコ基地局２００と、そのピコセルＣｐを包含するマクロセルＣｍを形成するマクロ基地局１００との少なくともいずれか一方と無線通信が可能であると理解できる。

なお、各基地局とユーザ端末ＵＥとの間の無線通信の方式は任意である。例えば、下りリンクではＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用され得、上りリンクではＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用され得る。

（２）ユーザ端末ＵＥの構成
図２は、本発明の実施形態に係るユーザ端末ＵＥの構成を示すブロック図である。ユーザ端末ＵＥは無線通信部３１０と制御部３３０とを備える。なお、音声・映像等を出力する出力装置およびユーザからの指示を受け付ける入力装置等の図示は、便宜的に省略されている。

無線通信部３１０は、基地局（マクロ基地局１００、ピコ基地局２００）と無線通信を実行するための要素であり、送受信アンテナ３１２と、基地局から電波を受信して電気信号に変換する受信回路と、変換された電気信号をデータ信号および制御信号に分離する信号分離部と、制御部３３０から供給されるデータ信号および制御信号を多重する信号多重部と、多重された電気信号を電波に変換して送信する送信回路とを含む。

制御部３３０は、ＷＣＱＩ（Wideband Channel Quality Indicator，ワイドバンドチャネル品質指標）測定部３４２、ＳＣＱＩ（Subband Channel Quality Indicator，サブバンドチャネル品質指標）測定部３４４、データ復調部３４６、上り制御信号生成部３４８、上りデータ信号生成部３５０、受信電力測定部３５２、受信電力補正部３５４、受信電力通知部３５６、および接続部３５８を要素として内包する。ＷＣＱＩおよびＳＣＱＩの詳細、ならびに制御部３３０の動作の詳細は後述される。
制御部３３０ならびに制御部３３０が内包するＷＣＱＩ測定部３４２、ＳＣＱＩ測定部３４４、データ復調部３４６、上り制御信号生成部３４８、上りデータ信号生成部３５０、受信電力測定部３５２、受信電力補正部３５４、受信電力通知部３５６、および接続部３５８は、ユーザ端末ＵＥ内の図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）が、図示しない記憶部に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

（３）マクロ基地局１００の構成
図３は、本発明の実施形態に係るマクロ基地局１００の構成を示すブロック図である。マクロ基地局１００は、無線通信部１１０と基地局通信部１２０と制御部１３０とを備える。

無線通信部１１０は、ユーザ端末ＵＥと無線通信を実行するための要素であり、送受信アンテナ１１２と、ユーザ端末ＵＥから電波を受信して電気信号に変換する受信回路と、変換された電気信号をデータ信号および制御信号に分離する信号分離部と、制御部１３０から供給されるデータ信号および制御信号を多重する信号多重部と、多重された電気信号を電波に変換して送信する送信回路とを含む。
基地局通信部１２０は、他の基地局（他のマクロ基地局１００，ピコ基地局２００）と通信を実行するための要素であり、他の基地局との間で有線または無線で電気信号を送受信する。

制御部１３０は、割当リソースグループ決定部１４２、スケジューリング部１４４、下り制御信号生成部１４６、下りデータ信号生成部１４８、バイアス値設定部１５０、バイアス値通知部１５２、および接続先選択部１５４を要素として内包する。制御部１３０の動作の詳細は後述される。
制御部１３０ならびに制御部１３０が内包する割当リソースグループ決定部１４２、スケジューリング部１４４、下り制御信号生成部１４６、下りデータ信号生成部１４８、バイアス値設定部１５０、バイアス値通知部１５２、および接続先選択部１５４は、マクロ基地局１００内の図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）が、図示しない記憶部に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

（４）ピコ基地局２００の構成
図４は、本発明の実施形態に係るピコ基地局２００の構成を示すブロック図である。ピコ基地局２００は、無線通信部２１０と基地局通信部２２０と制御部２３０とを備える。ピコ基地局２００は、任意のユーザ端末ＵＥからの無線接続を許容するオープン型の基地局である。

無線通信部２１０は、ユーザ端末ＵＥと無線通信を実行するための要素であり、送受信アンテナ２１２と、ユーザ端末ＵＥから電波を受信して電気信号に変換する受信回路と、変換された電気信号をデータ信号および制御信号に分離する信号分離部と、制御部２３０から供給されるデータ信号および制御信号を多重する信号多重部と、多重された電気信号を電波に変換して送信する送信回路とを含む。
基地局通信部２２０は、ピコ基地局２００自身が接続されるマクロ基地局１００と通信を実行するための要素であり、マクロ基地局１００との間で有線または無線で電気信号を送受信する。

制御部２３０は、割当リソースグループ決定部２４２、スケジューリング部２４４、下り制御信号生成部２４６、および下りデータ信号生成部２４８を要素として内包する。制御部２３０の動作の詳細は後述される。
制御部２３０ならびに制御部２３０が内包する割当リソースグループ決定部２４２、スケジューリング部２４４、下り制御信号生成部２４６、および下りデータ信号生成部２４８は、ピコ基地局２００内の図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）が、図示しない記憶部に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

ピコ基地局２００は、マクロ基地局１００が送信した情報を受信してユーザ端末ＵＥに転送でき、ユーザ端末ＵＥが送信した情報を受信してマクロ基地局１００に転送できる。
具体的には、ピコ基地局２００の基地局通信部２２０がマクロ基地局１００から受信した情報を示す電気信号を、制御部２３０が無線通信部２１０に供給する。無線通信部２１０は、供給された電気信号を電波に変換してユーザ端末ＵＥに対して送信する。また、ピコ基地局２００の無線通信部２１０が受信・変換して得た、ユーザ端末ＵＥから送信された情報を示す電気信号を、制御部２３０が基地局通信部２２０に供給する。基地局通信部２２０は、供給された電気信号をマクロ基地局１００に対して送信する。
以上の構成により、ユーザ端末ＵＥがピコ基地局２００に近接しているため（すなわち、ピコ基地局２００からの干渉電力が大きいため）マクロ基地局１００との無線通信が困難である場合でも、ユーザ端末ＵＥとマクロ基地局１００との間で必要な情報を送受信することが可能となる。

（５）ヘテロジーニアスネットワーク（Heterogeneous Network，HetNet）
マクロ基地局１００はピコ基地局２００と比較して無線送信能力（最大送信電力，平均送信電力等）が高いので、より遠くに位置するユーザ端末ＵＥと無線通信可能である。つまり、マクロセルＣｍはピコセルＣｐよりも面積が大きい（例えば、マクロセルＣｍは半径数百メートルから数十キロメートル程度の大きさであり、ピコセルＣｐは半径数メートルから数十メートル程度の大きさである）。

以上の説明から理解されるように、無線通信システム１内のマクロ基地局１００およびピコ基地局２００は、送信電力（送信能力）が相異なる複数種の基地局が重層的に設置されたヘテロジーニアスネットワークを構成する（例えば、3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Further advancements for E-UTRA physical layer aspects (Release 9); 3GPP TR 36.814 V9.0.0 (2010-03); Section 9A, Heterogeneous Deploymentsを参照のこと）。

ヘテロジーニアスネットワークにおいては、マクロセルＣｍ内に配置されたピコ基地局２００にユーザ端末ＵＥが接続（オフロード）されることによって、マクロ基地局１００への無線接続およびトラヒックの集中が抑制される。したがって、単位面積当たりの周波数利用効率が改善され得る。ピコ基地局２００は、トラヒックの集中するホットスポット（例えば、鉄道の駅等）に配置されるとより好適である。

しかしながら、前述したように、ピコ基地局２００が形成するピコセルＣｐのサイズが小さい、すなわちピコ基地局２００の無線送信能力が低いから、ユーザ端末ＵＥにおける受信電力（Reference Signal Received Power，ＲＳＲＰ）の大きさに基づいて無線接続先の基地局を選択する構成（例えば、後述する図６の構成）においては、多くのユーザ端末ＵＥが無線送信能力の大きいマクロ基地局１００に接続される。したがって、オフロードによる無線接続およびトラヒックの集中を抑制する効果が限定的となる場合がある。

（６）セル範囲拡張（Cell Range Expansion，ＣＲＥ）
そこで、ヘテロジーニアスネットワークにおいて、セル範囲拡張の技術が提案されている。セル範囲拡張技術においては、ユーザ端末ＵＥが無線接続すべき基地局を判定するに先立ち、無線送信能力が低いピコ基地局２００からの受信電力Ｐ２にオフセット（バイアス値）が加算される。したがって、より多くのユーザ端末ＵＥがピコ基地局２００へ接続されることとなり、マクロ基地局１００に対する無線接続およびトラヒックの集中が抑制され得る。以下、図５ないし図８を参照して、セル範囲拡張について説明する。

図５は、セル範囲拡張における受信電力値の補正動作のフロー図である。マクロ基地局１００のバイアス値設定部１５０がバイアス値ａを設定する（ステップS100）。バイアス値ａの設定方法は任意である。例えば、マクロ基地局１００におけるトラヒック量またはマクロ基地局１００に接続するユーザ端末ＵＥの数等に応じて設定され得る。バイアス値通知部１５２は、バイアス値設定部１５０が設定したバイアス値ａを無線通信部１１０を介してユーザ端末ＵＥに送信（通知）する（ステップS110）。

ユーザ端末ＵＥの受信電力測定部３５２は、マクロ基地局１００から受信した電波の受信電力を測定して第１受信電力値Ｐ１を取得する一方、ピコ基地局２００から受信した電波の受信電力を測定して第２受信電力値Ｐ２を取得する（ステップS120）。ユーザ端末ＵＥの受信電力補正部３５４は、ピコ基地局２００からの電波の受信電力値Ｐ２を、バイアス値通知部１５２から通知されたバイアス値ａを用いて補正する（ステップS130）。具体的には、受信電力補正部３５４は、ピコ基地局２００からの電波の受信電力値Ｐ２にバイアス値ａを加算して、補正後の第２受信電力値Ｐ２ａを取得する。すなわち、図８に示すように、ピコ基地局２００については、ユーザ端末ＵＥにおける電波の受信電力値Ｐ２がバイアス値ａによりオフセットされて、補正後の第２受信電力値Ｐ２ａとなる。

ユーザ端末ＵＥの受信電力通知部３５６は、第１受信電力値Ｐ１と、補正された第２受信電力値Ｐ２ａとを無線通信部３１０を介してマクロ基地局１００に送信（通知）する（ステップS140）。通知された各受信電力値（Ｒ１，Ｐ２ａ）は、無線通信部１１０を介して接続先選択部１５４に供給される。マクロ基地局１００の接続先選択部１５４は、ユーザ端末ＵＥから通知された第１受信電力値Ｐ１および第２受信電力値Ｐ２ａのうち、最も高い受信電力を示す受信電力値に対応する基地局（マクロ基地局１００，ピコ基地局２００）を、そのユーザ端末ＵＥの無線接続先として選択する（ステップS150）。接続先選択部１５４は、選択した無線接続先を示す接続先セル情報Ｔを、無線通信部１１０を介してユーザ端末ＵＥに通知する（ステップS160）。
なお、ユーザ端末ＵＥの受信電力通知部３５６が、第１受信電力値Ｐ１と補正された第２受信電力値Ｐ２ａとの比を算出してマクロ基地局１００に通知し、通知された比に基づいてマクロ基地局１００の接続先選択部１５４が無線接続先の基地局を選択してもよい。

ステップS170で、ユーザ端末ＵＥの接続部３５８は、マクロ基地局１００から受信した接続先セル情報Ｔが示す接続先セルに対して接続動作を実行する（既に接続先セル情報Ｔが示す接続先セルに接続している場合は、その接続を維持する）。例えば、ユーザ端末ＵＥがマクロセルＣｍに接続している場合において、ピコセルＣｐを接続先として指定する接続先セル情報Ｔを受信した接続部３５８は、指定されたピコセルＣｐへとユーザ端末ＵＥ自身を接続（オフロード）させる。

図６は、以上の補正動作によるセル範囲拡張が実行される前の様子を示す図であり、図７はセル範囲拡張が実行された後の様子を示す図である。説明の簡単のため、図６および図７においてマクロ基地局１００およびピコ基地局２００の図示は省略されるが、各セル（マクロセルＣｍ、ピコセルＣｐ）の中央に各基地局（マクロ基地局１００、ピコ基地局２００）が配置されることは当然に理解される。図６および図７に示されるように、バイアス値ａを用いたセル範囲拡張により、各ピコセル（Ｃｐ１，Ｃｐ２）の半径がｄ０からｄ１に拡大した結果（ｄ１＞ｄ０）、より多くのユーザ端末ＵＥがピコセル（Ｃｐ１，Ｃｐ２）内に位置するようになっている。すなわち、セル範囲拡張により、より多くのユーザ端末ＵＥがピコ基地局２００に無線接続されるようになっている。

図８は、図６および図７を参照して説明したピコセルＣｐの範囲の変化を、マクロ基地局１００との関係も含めて説明する図である。図８に示すように、測定される受信電力値（Ｐ１，Ｐ２）は各基地局から遠ざかるほど低下する。図８のユーザ端末ＵＥの位置においては、マクロ基地局１００からの電波の受信電力値Ｐ１がピコ基地局２００からの電波の受信電力値Ｐ２を上回るものの、バイアス値ａによる補正後のピコ基地局２００からの電波の受信電力値Ｐ２ａは、受信電力値Ｐ１を上回る。したがって、マクロ基地局１００の接続先選択部１５４は、図８のユーザ端末ＵＥの無線接続先としてピコ基地局２００を選択する。

以上のようにして本実施形態のセル範囲拡張が実行される。しかしながら、バイアス値ａは接続先判定の際に用いられるだけの値であり、ユーザ端末ＵＥにおけるピコ基地局２００からの受信電力値Ｐ２自体に変化はない。したがって、セル範囲拡張によりピコ基地局２００に接続されたＵＥ（バイアス値ａによる補正がなければマクロ基地局１００に接続されていたユーザ端末ＵＥ）については、マクロ基地局１００からの干渉が大きいという問題がある。

（７）セル間干渉コーディネーション（Inter-Cell Interference Coordination，ＩＣＩＣ）
そこで、ヘテロジーニアスネットワークにおいて、セル間干渉コーディネーション技術が提案されている。セル間干渉コーディネーションにおいては、マクロ基地局１００の無線送信が時間領域または周波数領域において部分的に停止されることにより、ピコ基地局２００と無線接続するユーザ端末ＵＥへの干渉が抑制され得る。

図９は、無線通信システム１の各通信要素間で送受信される無線フレームＦのフォーマットを示す図である。無線フレームＦは、各通信要素（マクロ基地局１００、ピコ基地局２００、ユーザ端末ＵＥ等）が送信する無線信号の送信単位であり、所定の時間長（例えば、１０ミリ秒）および所定の周波数帯域幅（例えば、１５ＭＨｚ幅）を占める。無線フレームＦが連続的に送信されることにより一連の無線信号が構成される。
また、無線フレームＦは複数のサブフレームＳＦを含む。サブフレームＳＦは、無線フレームＦよりも短い時間長（例えば、１ミリ秒）を占める送信単位である。また、各サブフレームＳＦには複数のリソースブロックＲＢ（不図示）が含まれる。リソースブロックＲＢは、サブフレームＳＦよりも短い時間長（例えば、０．５ミリ秒）およびサブフレームＳＦよりも狭い所定の周波数帯域幅（例えば、１８０ｋＨｚ）を占める送信単位である。

図１０は、時間領域におけるセル間干渉コーディネーションの一例の説明図である。マクロ基地局１００の無線通信部１１０が、１サブフレームＳＦごとに無線信号の送信実行と送信停止とを切り替える。他方、ピコ基地局２００の無線通信部２１０は、無線信号を継続的に、すなわち非プロテクテッドサブフレームＮＳＦとプロテクテッドサブフレームＰＳＦとの双方において無線信号をユーザ端末ＵＥへ送信する。
マクロ基地局１００が送信する無線信号による干渉からピコ基地局２００の無線信号が守られる（プロテクトされる）ことから、マクロ基地局１００無線信号の送信を停止するサブフレームＳＦを「プロテクテッドサブフレーム（Protected Subframe）ＰＳＦ」と称し、逆に、マクロ基地局１００が無線信号の送信を実行するサブフレームＳＦを「非プロテクテッドサブフレーム（Non-Protected Subframe）ＮＳＦ」と称する。また、以下、複数のプロテクテッドサブフレームＰＳＦの集合を「プロテクテッドリソースグループ」と総称し、複数の非プロテクテッドサブフレームＮＳＦの集合を「非プロテクテッドリソースグループ」と総称する場合がある。

マクロ基地局１００の無線通信部１１０が無線信号を送信しないプロテクテッドサブフレームＰＳＦでは、ピコ基地局２００の無線通信部２１０のみが無線信号を送信する。つまり、ピコ基地局２００からの無線信号がマクロ基地局１００からの無線信号による干渉を受けない期間（プロテクテッドサブフレームＰＳＦ）が設けられるから、ピコセルＣｐにおけるスループットが増大する。他方、マクロ基地局１００が無線信号の送信を停止することにより、マクロセルＣｍにおけるスループットが減少する。

ここで、ピコ基地局２００に無線接続するユーザ端末ＵＥ（以下、ピコ接続ユーザ端末ＰＵＥと称する場合がある）は、非プロテクテッドサブフレームＮＳＦおよびプロテクテッドサブフレームＰＳＦのいずれか一方または双方を使用して下り無線通信を実行する。
図１１は、各サブフレームＳＦにおけるピコ接続ユーザ端末ＰＵＥのチャネル品質指標ＣＱＩ（Channel Quality Index）の変動を示す図である。一般的に、ユーザ端末ＵＥにおける基地局からの電波の受信品質（チャネル品質指標ＣＱＩ）は、電波の伝播環境に応じて刻々と変化する。加えて、本実施形態では、ピコ接続ユーザ端末ＰＵＥが使用可能な無線リソースが刻々と切り替わる。そのため、図１１のように、マクロ基地局１００からの干渉がないプロテクテッドサブフレームＰＳＦではより高い受信品質（チャネル品質指標ＣＱＩ）が実現される一方、マクロ基地局１００の干渉が生じる非プロテクテッドサブフレームＮＳＦでは受信品質（チャネル品質指標ＣＱＩ）が相対的に低くなる。

（８）無線リソースのスケジューリング
基地局（マクロ基地局１００、ピコ基地局２００）からユーザ端末ＵＥへの下り無線通信においては、そのユーザ端末ＵＥが接続する基地局の割当リソースグループ決定部（１４２，２４２）およびスケジューリング部（１４４，２４４）が、ユーザ端末ＵＥから報告されるチャネル品質指標ＣＱＩに基づいて、そのユーザ端末ＵＥが下り無線通信にて使用すべき無線リソース（例えば、リソースブロックＲＢ）を割り当てる。

基地局−ユーザ端末ＵＥ間の通信に利用可能な無線リソース（例えば、周波数帯域および時間）は有限であり、ユーザの可用性および利便性等の観点から、複数のユーザ端末ＵＥに対する無線リソース割当ての公平（fairness、フェアネス）が実現されるべきである。他方、無線通信システム１全体のキャパシティの観点から、基地局におけるスループットが向上されるべきである。一般的に、無線通信におけるフェアネスとスループットとはトレードオフの関係にある。すなわち、スループットを向上させるためには、受信品質のより良いユーザ端末ＵＥに無線リソースを割り当てる必要がある一方で、フェアネスを向上させるためには、受信品質のより悪いユーザ端末ＵＥに無線リソースを割り当てる必要がある。

ユーザ端末ＵＥ間の無線リソース割当てのフェアネスの維持と、システム全体のスループットの向上を両立し得る無線リソースのスケジューリング法として、プロポーショナルフェアネス（Proportional Fairness）が知られている。具体的には、プロポーショナルフェアネスによるスケジューリングにおいては、ユーザ端末ＵＥ(1)、ＵＥ(2)、…、ＵＥ(n)（ｎは自然数）の各ユーザスループットをx(n)とした場合、以下の式（１）で表される目的関数ｆを最大化するような無線リソース割当てが実行される。

プロポーショナルフェアネスの詳細は、例えば、F. Kelly, A. Maulloo and D. K. Tan., “Rate control in communication networks: shadow prices, proportional fairness and stability,” J. of the Operational Research Society, vol. 49, pp. 237-252, Apr. 1998に記載されている。

（９）無線リソーススケジューリングの構成および動作
無線リソースのスケジューリングのために、基地局（マクロ基地局１００、ピコ基地局２００）とユーザ端末ＵＥとの間で使用可能な各無線リソースの受信品質（チャネル品質指標ＣＱＩ）が用いられる。チャネル品質指標ＣＱＩは、無線リソースの受信品質を直接的に示す値でもよく、受信品質に基づいて算出される基地局への要求を示す制御パラメータ（例えば、ユーザ端末ＵＥが基地局に要求するデータレート）でもよい。信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、基地局間協調送受信（Coordinated Multi-Point transmission and reception，ＣｏＭＰ）におけるストリーム数に対応するランク番号、またはプリコーディングマトリクスインジケータ（Precoding Matrix Indicator，ＰＭＩ）等がチャネル品質指標ＣＱＩとして採用され得る。

前述のように、ピコ基地局２００に無線接続されたユーザ端末ＵＥ（ピコ接続ユーザ端末ＰＵＥ）は、非プロテクテッドサブフレームＮＳＦ（非プロテクテッドリソースグループ）およびプロテクテッドサブフレームＰＳＦ（プロテクテッドリソースグループ）のいずれか一方または双方を使用して下り無線通信を実行可能である。
図１２では、ピコ接続ユーザ端末ＰＵＥが、プロテクテッドサブフレームＰＳＦにおける受信品質を示すチャネル品質指標ＣＱＩ_ｐを測定して報告し、非プロテクテッドサブフレームＮＳＦにおける受信品質を示すチャネル品質指標ＣＱＩ_ｎｐを測定して報告する。すなわち、図１２に示す構成では、チャネル品質指標ＣＱＩ_ｐおよびチャネル品質指標ＣＱＩ_ｎｐが逐次に基地局に報告されるので、報告（ＣＱＩフィードバック）のためのオーバヘッドが過大となる。

ＬＴＥに基づく無線通信システム１においては、周波数帯域ごとのより適切な無線リソーススケジューリングを実現するため、基地局に対してユーザ端末ＵＥから報告されるチャネル品質指標として、ＷＣＱＩ（Wideband Channel Quality Indicator，ワイドバンドチャネル品質指標）およびＳＣＱＩ（Subband Channel Quality Indicator，サブバンドチャネル品質指標）が用いられる。図１３に示すように、ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩは、使用可能な全周波数帯域幅（ワイドバンド）の平均的な受信品質を示し、サブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩは、使用可能な全周波数帯域に含まれる一部の帯域幅（サブバンド。例えば、１．５ＭＨｚ幅）における受信品質を示す。

ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩは、ユーザ端末ＵＥのＷＣＱＩ測定部３４２から基地局へ報告される。ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩは全周波数帯域にわたる１つの値であるから、周波数領域における受信品質の変動を示すことはできないが、報告のためのオーバヘッドは小さい。他方、サブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩは、ユーザ端末ＵＥのＳＣＱＩ測定部３４４から基地局へ報告される。サブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩは全周波数帯域に含まれる複数のサブバンドの各受信品質を示す複数の値であるから、周波数領域における受信品質の変動を示すことができるが、報告のためのオーバヘッドが大きい。
したがって、ピコ接続ユーザ端末ＰＵＥ（ＳＣＱＩ測定部３４４）が、プロテクテッドサブフレームＰＳＦにおけるサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩ_ｐおよび非プロテクテッドサブフレームＮＳＦにおけるサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩ_ｎｐの双方を基地局に報告する場合には、報告（ＣＱＩフィードバック）のためのオーバヘッドが顕著に過大となる。

そこで、本実施形態では、図１４に概略的に示されるように、まず、ピコ接続ユーザ端末ＰＵＥから報告されたワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ（ＷＣＱＩ_ｐおよびＷＣＱＩ_ｎｐ）に基づいて、ピコ基地局２００が、プロテクテッドサブフレームＰＳＦ（プロテクテッドリソースグループ）または非プロテクテッドサブフレームＮＳＦ（非プロテクテッドリソースグループ）をそのユーザ端末ＵＥに割り当てる（以下、この動作を「無線リソースグループの割当て」と称する場合がある）。そして、ピコ接続ユーザ端末ＰＵＥが、割り当てられたプロテクテッドサブフレームＰＳＦまたは非プロテクテッドサブフレームＮＳＦについてのサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩ（ＳＣＱＩ_ｐまたはＳＣＱＩ_ｎｐ）をピコ基地局２００に報告する。ピコ基地局２００は、ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩおよびサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩに基づいて、そのピコ接続ユーザ端末ＰＵＥとの下り無線通信において割り当てるべき無線リソース（リソースブロックＲＢ）をスケジュールする。

図１５は、本実施形態の無線リソースグループの割当ておよび無線リソースのスケジューリングを示す動作フローである。
まず、ピコ基地局２００からの下り制御信号に従って、ユーザ端末ＵＥのＷＣＱＩ測定部３４２が、プロテクテッドサブフレームＰＳＦにおけるワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ_ｐおよび非プロテクテッドサブフレームＮＳＦにおけるワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ_ｎｐを測定する（ステップS200）。測定された各ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ_ｐ，ＷＣＱＩ_ｎｐは、上り制御信号生成部３４８に供給され、上り制御信号として無線通信部３１０からピコ基地局２００へ送信（報告）される（ステップS210）。ピコ基地局２００の無線通信部２１０によって受信され分離された各ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ_ｐ，ＷＣＱＩ_ｎｐが割当リソースグループ決定部２４２に供給される。

ピコ基地局２００の割当リソースグループ決定部２４２は、供給された各ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ_ｐ，ＷＣＱＩ_ｎｐに基づいて、そのユーザ端末ＵＥに割り当てるべき無線リソースグループ（プロテクテッドリソースグループまたは非プロテクテッドリソースグループ）を決定する（ステップS220）。割り当てられた無線リソースグループを示す情報が、割当リソースグループ決定部２４２から下り制御信号生成部２４６に供給され、下り制御信号として無線通信部２１０からユーザ端末ＵＥへ送信（通知）される（ステップS230）。すなわち、ここでは、下り制御信号生成部２４６は、割当リソースグループ通知部として機能する。ユーザ端末ＵＥの無線通信部３１０によって受信され分離された無線リソースグループを示す情報がＳＣＱＩ測定部３４４に供給される。なお、「割り当てられた無線リソースグループを示す情報」は、例えば、下り制御信号に含まれる上り割当信号によって黙示的または明示的にユーザ端末ＵＥに伝えられる、報告すべきサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩである。

ユーザ端末ＵＥのＳＣＱＩ測定部３４４は、割り当てられた無線リソースグループを示す情報に従い、プロテクテッドサブフレームＰＳＦまたは非プロテクテッドサブフレームＮＳＦにおける、ワイドバンドに含まれる複数のサブバンドのサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩ（ＳＣＱＩ_ｐまたはＳＣＱＩ_ｎｐ）を測定する（ステップS300）。測定されたサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩ（ＳＣＱＩ_ｐまたはＳＣＱＩ_ｎｐ）は、上り制御信号生成部３４８に供給され、上り制御信号として無線通信部３１０からピコ基地局２００へ送信（報告）される（ステップS310）。ピコ基地局２００の無線通信部２１０によって受信され分離されたサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩ（ＳＣＱＩ_ｐまたはＳＣＱＩ_ｎｐ）がスケジューリング部２４４に供給される。

ピコ基地局２００のスケジューリング部２４４は、供給されたワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩおよびサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩに基づいて、そのユーザ端末ＵＥとの下り無線通信において割り当てるべき無線リソース（例えば、リソースブロックＲＢ）をスケジュールし、下り割当信号を生成する（ステップS320）。スケジューリング部２４４は、生成した下り割当信号を下り制御信号生成部２４６および下りデータ信号生成部２４８に供給する。下り制御信号生成部２４６は、供給された下り割当信号を含む下り制御信号を生成し無線通信部２１０に供給する。また、下りデータ信号生成部２４８は、供給された下り割当信号に基づいて、そのユーザ端末ＵＥに対するデータを含む下りデータ信号を生成し無線通信部２１０に供給する。無線通信部２１０は、下り制御信号および下りデータ信号を多重してユーザ端末ＵＥへ送信する（ステップS330）。

ユーザ端末ＵＥの無線通信部３１０は、ピコ基地局２００から受信した電波を分離して下り制御信号および下りデータ信号を取得しデータ復調部３４６に供給する。データ復調部３４６は、下り制御信号に含まれる下り割当信号に基づいて、そのユーザ端末ＵＥ自身への下り無線通信に割り当てられている無線リソース（リソースブロックＲＢ）から自端末向けのデータ信号を復調する（ステップS340）。

以上のようにして、まずワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩの報告に基づく無線リソースグループの割当てが実行され（ステップS200〜S230）、割り当てられた無線リソースグループに基づいたサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩの報告とデータ受信が実行される（ステップS300〜S340）。なお、以上では、説明の簡単のため各動作が一連に説明されたが、ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩの報告を含むステップS200〜S230が、サブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩの報告を含むステップS300〜S340よりも長い周期で（低い頻度で）実行されると好適である。
また、一般的に、チャネル品質指標ＣＱＩの報告周期が、ユーザ端末ＵＥの移動速度等に応じて可変に設定されることを考慮し、ステップS200〜S230の実行周期（頻度）がステップS300〜S340の実行周期（頻度）を上回る限りにおいて、各実行周期（頻度）が可変に設定されると好適である。

（１０）無線リソースグループ割当ての実施例
前述したように、ステップS220で、ピコ基地局２００の割当リソースグループ決定部２４２は、ユーザ端末ＵＥから供給されたワイドバンドチャネル品質指標（ＷＣＱＩ_ｐ，ＷＣＱＩ_ｎｐ）に基づいて、そのユーザ端末ＵＥに割り当てるべき無線リソースグループ（プロテクテッドリソースグループまたは非プロテクテッドリソースグループ）を決定する。以下に、無線リソースグループ割当てのより詳細な実施例を説明する。本実施例では、特に断らない限り、各ユーザ端末ＵＥは、１つのピコ基地局２００に無線接続されているものとする。

ピコ基地局２００に無線接続する複数のユーザ端末ＵＥの各々に対して、以下のように無線リソースグループを割り当てることで、前述したプロポーショナルフェアネスが実現され得る。以下の無線リソースグループ割当てによれば、複数のユーザ端末ＵＥは、（ａ）プロテクテッドサブフレームＰＳＦのみが割り当てられる１つ以上のユーザ端末ＵＥ、（ｂ）プロテクテッドサブフレームＰＳＦおよび非プロテクテッドサブフレームＮＳＦの双方が割り当てられる１つのユーザ端末ＵＥ、（ｃ）非プロテクテッドサブフレームＮＳＦが割り当てられる１つ以上のユーザ端末ＵＥ、の３タイプに分類される。以下の動作は、ピコ基地局２００の割当リソースグループ決定部２４２が実行する。

１つのピコ基地局２００に接続するＮ個（Ｎは２以上の自然数）のユーザ端末ＵＥ (1)、ＵＥ(2)、…、ＵＥ(N) 中の各ユーザ端末ＵＥ(n)（１≦ｎ≦Ｎ）について、割当リソースグループ決定部２４２が、区分因子（differentiation factor）Ｄ(n)を以下の式（２）で算出する。

式（２）において、Ｂ_ｐは、単位期間（例えば、４０サブフレーム）におけるプロテクテッドサブフレームＰＳＦの量（サブフレーム数）を示し、Ｂ_ｎｐは、単位期間における非プロテクテッドサブフレームＮＳＦの量（サブフレーム数）を示す。したがって、式（２）中の

は、単位期間におけるプロテクテッドサブフレームＰＳＦと非プロテクテッドサブフレームＮＳＦとの比を示す。なお、本実施例では、Ｂ_ｐ＝２０、Ｂ_ｎｐ＝２０とする。すなわち、式（３）の値は１である。

式（２）において、ｒ_ｐ(n)は、プロテクテッドサブフレームＰＳＦにて実現されるユーザ端末ＵＥ(n)の通信データレートであり、ｒ_ｎｐ(n)は、非プロテクテッドサブフレームＮＳＦにて実現されるユーザ端末ＵＥ(n)の通信データレートである。また、ｒ_ｐ(n)は、プロテクテッドサブフレームＰＳＦにおけるワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ_ｐと等価な値であり、ｒ_ｎｐ(n)は非プロテクテッドサブフレームＮＳＦにおけるワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ_ｎｐと等価な値である。したがって、式（２）中の

は、プロテクテッドサブフレームＰＳＦにおけるワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ_ｐと非プロテクテッドサブフレームＮＳＦにおけるワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ_ｎｐとの比に等価な値である。

式（４）から理解されるように、ユーザ端末ＵＥ(n)において、非プロテクテッドサブフレームＮＳＦにおけるワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ_ｎｐに対してプロテクテッドサブフレームＰＳＦにおけるワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ_ｐが相対的に大きくなるほど、区分因子Ｄ(n)の値も大きくなる。さらに、ピコ基地局２００から遠いほど（すなわち、マクロ基地局１００からの干渉が大きいほど）ユーザ端末ＵＥ(n)における非プロテクテッドサブフレームＮＳＦにおけるワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ_ｎｐが低下することをも考慮すると、区分因子Ｄ(n)は、ユーザ端末ＵＥ(n)がピコ基地局２００から離れるほど増加する値であると理解できる。

したがって、概略的には、大きい区分因子Ｄ(n)の値を有するユーザ端末ＵＥ(n)はピコセルＣｐの端部に近いのでプロテクテッドサブフレームＰＳＦ（プロテクテッドリソースグループ）を割り当て、小さい区分因子Ｄ(n)の値を有するユーザ端末ＵＥ(n)はピコセルＣｐの中心に近いので非プロテクテッドサブフレームＮＳＦ（非プロテクテッドリソースグループ）を割り当てると好適である。

そこで、割当リソースグループ決定部２４２が、区分因子Ｄ(1)、区分因子Ｄ(2)、…、区分因子Ｄ(N)を降順に並べ替える。並べ替え後の複数の区分因子ｄ(n) （１≦ｎ≦Ｎ）は、当然に

という関係を有する。

次いで、割当リソースグループ決定部２４２が、以下の式（６）を満たす区分因子ｄ(n)の引数Ｋを求める。

引数Ｋを用いて、λ_ｐおよびλ_ｎｐを以下の式（７）〜式（９）のように定める。

以上で求められた値および定められた値を用いると、ユーザ端末ＵＥ(n)に対するプロテクテッドリソースの割当量ｂ_ｐ(n)および非プロテクテッドリソースの割当量ｂ_ｎｐ(n)は、以下の式（１０）のように表現される。

すなわち、並べ替え後の複数の区分因子ｄ(n)の分布に基づいて、プロテクテッドリソースおよび非プロテクテッドリソースの双方を割り当てるべき１つのユーザ端末ＵＥ(K+1)を境界にして、ユーザ端末ＵＥ(K+1)以外のユーザ端末ＵＥ(n)が、ｄ(K+1)以上のｄ(n)値を有する複数のユーザ端末ＵＥ(1)、…、ＵＥ(K)と、ｄ(K+1)以下のｄ(n)値を有する複数のユーザ端末ＵＥ(K+2)、…、ＵＥ(N)とに分類される。境界ユーザ端末ＵＥ(K+1)よりも小さい引数ｎを有するユーザ端末ＵＥ(1)、…、ＵＥ(K)については、ｂ_ｎｐ(n)＝０であるから、非プロテクテッドリソース（非プロテクテッドサブフレームＮＳＦ）は割り当てられない。他方、境界ユーザ端末ＵＥ(K+1)よりも大きい引数ｎを有するユーザ端末ＵＥ(K+2)、…、ＵＥ(N)については、ｂ_ｐ(n)であるから、プロテクテッドリソース（プロテクテッドサブフレームＰＳＦ）は割り当てられない。

以上の実施例の無線リソースグループ割当ては、ユーザ端末ＵＥ(K+1)以外のユーザ端末ＵＥ(n)については、プロテクテッドサブフレームＰＳＦと非プロテクテッドサブフレームＮＳＦとのいずれか一方を割り当てればよいという特徴を有するので、「（９）無線リソーススケジューリングの構成および動作」において記載した無線リソースグループ割当てに適している。なお、プロテクテッドサブフレームＰＳＦと非プロテクテッドサブフレームＮＳＦとの双方が割り当てられるユーザ端末ＵＥ(K+1)については、ステップS300においてＳＣＱＩ測定部３４４が双方のサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩ（ＳＣＱＩ_ｐおよびＳＣＱＩ_ｎｐ）を測定すればよい。

（１１）本実施形態の効果
以上に説明した実施形態によれば、ピコ基地局２００に無線接続するユーザ端末ＵＥについて、まずワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩの報告に基づく無線リソースグループの割当てが実行され、割り当てられた無線リソースグループに基づいたサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩの報告とデータ受信が実行される。ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩの報告はサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩの報告よりも長い周期で（低い頻度で）実行される。したがって、複数の無線リソースグループ（プロテクテッドサブフレームＰＳＦおよび非プロテクテッドサブフレームＮＳＦ）についてサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩを常に報告する構成と比較して、ユーザ端末ＵＥからの報告（フィードバック）のためのオーバヘッドを減少させることが可能である。また、複数の区分因子ｄ(n)の分布に基づいて複数のユーザ端末ＵＥが分類されて無線リソースグループが各ユーザ端末ＵＥに割り当てられるので、ユーザ端末ＵＥごとに独立して無線リソースグループを割り当てる構成と比較して、より適切に無線リソースグループが割り当てられる。したがって、無線通信システム１全体のスループットがより向上され得る。

第２の実施形態
本発明の第２実施形態を以下に説明する。以下に例示する各実施形態において、作用、機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の説明を適宜に省略する。

「（６）セル範囲拡張」にて説明したように、ピコ基地局２００からの受信電力に対してバイアス値ａが加算されることにより、ピコ基地局２００が形成するピコセルＣｐの範囲が擬似的に拡張される。
図１６は、拡張される前のピコセル（拡張前ピコセルＲＰ−Ｃｐ）と、セル範囲拡張がされた後のピコセル（拡張後ピコセルＣＲＥ−Ｃｐ）との様子を示している。以下、拡張前ピコセルＲＰ−Ｃｐに位置するユーザ端末ＵＥを「ユーザ端末ＲＰ−ＵＥ」と表し、セル範囲拡張によりピコ基地局２００に接続されたユーザ端末ＵＥを「ユーザ端末ＣＲＥ−ＵＥ」と表す。

第２実施形態の割当リソースグループ決定部２４２は、拡張前ピコセルＲＰ−Ｃｐ内のユーザ端末ＲＰ−ＵＥ(n)について、第１実施形態と同様にして（すなわち、式（２）を用いて）区分因子Ｄ(n)を算出する。

一方、セル範囲拡張により（すなわち、バイアス値ａを用いた補正により）ピコ基地局２００に接続されたユーザ端末ＣＲＥ−ＵＥ(n)については、割当リソースグループ決定部２４２は、区分因子Ｄ(n)を所定の大きい値（例えば、無限大を示す値）に設定する。前述のように、ユーザ端末ＣＲＥ−ＵＥ(n)においては、マクロ基地局１００からの干渉が大きいために非プロテクテッドサブフレームＮＳＦの受信品質（ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ）が低い傾向にある。また、ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩが低い場合には、前述のように区分因子Ｄ(n)の値が大きい。したがって、割当リソースグループ決定部２４２は、ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩに基づかずに、ユーザ端末ＣＲＥ−ＵＥ(n)の区分因子Ｄ(n)を所定の大きな値に設定し得る。
なお、あるユーザ端末ＵＥが、バイアス値ａを用いた補正によりピコ基地局２００に接続されたのか、そのような補正がなくともピコ基地局２００に接続されたのか（すなわち、補正前の受信電力値Ｐ２と受信電力値Ｐ１との大小関係）を示す情報は、マクロ基地局１００からピコ基地局２００へと供給される。

以上のように設定された複数の区分因子Ｄ(n)を降順に並べ替えると、所定の大きい値を取るユーザ端末ＣＲＥ−ＵＥ(n)の区分因子Ｄ(n)は、並べ替え後の複数の区分因子ｄ(n)のリストの先頭部分に位置することが理解される。したがって、式（１０）による無線リソースグループの割当てにおいて、ユーザ端末ＣＲＥ−ＵＥ(n)にプロテクテッドリソース（プロテクテッドサブフレームＰＳＦ）が割り当てられる可能性が増大する。

以上の構成によれば、セル範囲拡張によりピコ基地局２００に接続されたユーザ端末ＣＲＥ−ＵＥ(n)の無線リソースグループ割当てに関してはワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩが不要である。したがって、ピコ基地局２００は、ユーザ端末ＣＲＥ−ＵＥ(n)に対して予めワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩの報告が不要である旨の情報を下り制御信号等で通知すると好適である。その結果として、ユーザ端末ＣＲＥ−ＵＥ(n)によるワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩの報告が停止され、報告（フィードバック）のオーバヘッドが低減され得る。

また、区分因子ｄ(n)の分布に基づいて（すなわち、ピコ基地局２００に接続する複数のユーザ端末ＵＥ同士の相対的な関係に基づいて）割当リソースグループ決定部２４２が無線リソースグループ割当てを実行するので、割当リソースグループ決定部２４２が単純に拡張前ピコセルＲＰ−Ｃｐに位置する各ユーザ端末ＲＰ−ＵＥに非プロテクテッドサブフレームＮＳＦを割り当て、セル範囲拡張によりピコ基地局２００に接続された各ユーザ端末ＣＲＥ−ＵＥにプロテクテッドサブフレームＰＳＦを割り当てる構成と比較して、無線リソースグループの割当てがより適当となり得る。

第３の実施形態
以上の実施形態では、マクロ基地局１００（無線通信部１１０）は、非プロテクテッドサブフレームＮＳＦにおいて無線信号をユーザ端末ＵＥに送信する一方、プロテクテッドサブフレームＰＳＦにおいては無線信号の送信を停止する。他方、本実施形態のマクロ基地局１００（無線通信部１１０）は、プロテクテッドサブフレームＰＳＦにおいても無線信号を送信する。

図１７は、本実施形態の基地局（マクロ基地局１００、ピコ基地局２００）が送信する無線信号の送信電力の様子を示す図である。ピコ基地局２００の無線通信部２１０は、前述の実施形態と同様に、プロテクテッドサブフレームＰＳＦおよび非プロテクテッドサブフレームＮＳＦの双方において無線信号をユーザ端末ＵＥに送信する。マクロ基地局１００の無線通信部１１０は、非プロテクテッドサブフレームＮＳＦにおいては前述の実施形態と同様に無線信号をユーザ端末ＵＥに送信する一方、プロテクテッドサブフレームＰＳＦにおいては非プロテクテッドサブフレームＮＳＦでの送信電力よりも低い送信電力で無線信号を送信する。すなわち、マクロ基地局１００の無線通信部１１０は、１サブフレームＳＦごとに無線信号の送信電力の強弱を切り替える。なお、送信電力を低減する方法も任意であり、例えば、マクロ基地局１００の無線通信部１１０が、非プロテクテッドサブフレームＮＳＦにおける送信電力から所定値を減算して（または除算して）、プロテクテッドサブフレームＰＳＦにおける無線信号の送信電力を算出してもよい。

図１８に示すように、本実施形態のマクロ基地局１００に無線接続するユーザ端末ＵＥ（以下、マクロ接続ユーザ端末ＭＵＥと称する場合がある）は、前述の実施形態におけるピコ接続ユーザ端末ＰＵＥと同様に、相異なる受信品質（チャネル品質指標ＣＱＩ）を示す非プロテクテッドサブフレームＮＳＦ（非プロテクテッドリソースグループ）およびプロテクテッドサブフレームＰＳＦ（プロテクテッドリソースグループ）のいずれか一方または双方を使用して下り無線通信を実行可能である。

したがって、本実施形態では、以上の実施形態と同様に、まず、マクロ接続ユーザ端末ＭＵＥから報告されたワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ（ＷＣＱＩ_ｐおよびＷＣＱＩ_ｎｐ）に基づいて、マクロ基地局１００が、プロテクテッドサブフレームＰＳＦ（プロテクテッドリソースグループ）または非プロテクテッドサブフレームＮＳＦ（非プロテクテッドリソースグループ）をそのユーザ端末ＵＥに割り当てる。そして、マクロ接続ユーザ端末ＭＵＥが、割り当てられたプロテクテッドサブフレームＰＳＦまたは非プロテクテッドサブフレームＮＳＦについてのサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩ（ＳＣＱＩ_ｐまたはＳＣＱＩ_ｎｐ）をマクロ基地局１００に報告する。マクロ基地局１００は、ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩおよびサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩに基づいて、そのピコ接続ユーザ端末ＰＵＥとの下り無線通信において割り当てるべき無線リソース（リソースブロックＲＢ）をスケジュールする。なお、以上のマクロ基地局１００の動作（無線リソース割当て）の詳細は、前述したピコ基地局２００の動作（特に、図１５を参照して説明された動作）と同様である。

以上の構成によれば、前述の実施形態と同様の効果が、マクロ基地局１００に無線接続するユーザ端末ＵＥについても実現され、無線通信システム１全体のスループットがより向上され得る。

第４の実施形態
以上の実施形態では、無線リソースグループはプロテクテッドリソース（プロテクテッドサブフレームＰＳＦ）および非プロテクテッドリソース（非プロテクテッドサブフレームＮＳＦ）であり、無線リソース単位は各サブフレームＳＦにおけるワイドバンド中のサブバンドである。すなわち、以上の実施形態では、各無線リソースグループが所定の時間領域を占め、各無線リソース単位が所定の周波数帯域を占める。本実施形態では、各無線リソースグループが所定の周波数帯域を占める構成を例示する。

図１９は、本実施形態の基地局（マクロ基地局１００またはピコ基地局２００）とユーザ端末ＵＥとの無線通信に用いられる複数の周波数帯域（第１周波数帯域および第２周波数帯域）を示す。第１周波数帯域および第２周波数帯域の各々は、LTE-Advancedにて規定されるキャリアアグリゲーション（Career Aggregation，ＣＡ）におけるコンポーネントキャリアであり得る。第１周波数帯域および第２周波数帯域は互いに離れた帯域を有するので、パスロス（伝搬損失）等の伝搬特性も互いに相違する。したがって、電波を送信する基地局および電波を受信するユーザ端末ＵＥの位置関係が同一であっても、そのユーザ端末ＵＥにおける第１周波数帯域および第２周波数帯域の各受信品質（ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ）は相異なる可能性がある。
また、図１３を参照して前述したのと同様、各周波数帯域（第１周波数帯域および第２周波数帯域）において受信品質は変動し得る。したがって、基地局が適切な周波数スケジューリングを行うためには、各周波数帯域に含まれる部分帯域（サブバンド）についても受信品質（サブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩ）の報告がされるべきである。

したがって、ユーザ端末ＵＥのＷＣＱＩ測定部３４２が、第１周波数帯域および第２周波数帯域の各受信品質（ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ）を測定する。測定された各受信品質はユーザ端末ＵＥから基地局（マクロ基地局１００またはピコ基地局２００）に報告される。基地局の割当リソースグループ決定部（１４２，２４２）は、ユーザ端末ＵＥから報告されたワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩに基づいて、そのユーザ端末ＵＥとの無線通信に使用すべき周波数帯域（第１周波数帯域および／または第２周波数帯域）を決定し、決定された１以上の周波数帯域を示す情報をそのユーザ端末ＵＥに通知する。ユーザ端末ＵＥのＳＣＱＩ測定部３４４は、基地局から通知された使用すべき周波数帯域について、その周波数帯域に含まれる複数の部分帯域（サブバンド）のうち１以上の部分帯域についてサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩを測定する。測定されたサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩはユーザ端末ＵＥから基地局２００に報告される。基地局のスケジューリング部（１４４，２４４）は、報告されたサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩに基づいて、その基地局がそのユーザ端末ＵＥとの無線通信に割り当てるべき無線リソース（リソースブロックＲＢ等）のスケジューリングを実行する。
前述の実施形態と同様、報告オーバヘッドを低減する観点から、ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩの報告が、サブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩの報告よりも長い周期で（低い頻度で）実行されると好適である。各報告頻度は、以上の相対的な頻度差が維持される限りにおいて可変に設定され得る。

また、図２０に示されるような、第１周波数帯域および第２周波数帯域が互いに隣接した帯域を有する構成も想定され得る。１つの基地局からの無線送信に用いられる、互いに隣接する周波数帯域同士は、類似する伝播特性を有する。しかしながら、図２０に示されるように、各周波数帯域に対応する複数のセクタ（すなわち、複数の送信アンテナ）が相異なる角度で配置される場合には、電波を送信する基地局および電波を受信するユーザ端末ＵＥの位置関係が同一であっても、そのユーザ端末ＵＥにおける第１周波数帯域および第２周波数帯域の各受信品質（ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ）は相異なる可能性がある。したがって、第１周波数帯域と第２周波数帯域とを選択する必要性が生じるので、前述の構成が採用されると好適である。

以上の構成によれば、第１実施形態と同様、基地局に無線接続するユーザ端末ＵＥについて、まずワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩの報告に基づく無線リソースグループ（周波数帯域）の割当てが実行され、割り当てられた無線リソースグループに基づいたサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩの報告とデータ受信が実行される。ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩの報告はサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩの報告よりも長い周期で（低い頻度で）実行される。したがって、ワイドバンド全体にわたってサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩを常に報告する構成と比較して、ユーザ端末ＵＥからの報告（フィードバック）のためのオーバヘッドを減少させることが可能である。

変形例
以上の実施の形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。

（１）変形例１
第１実施形態ないし第３実施形態では、時間領域におけるセル間干渉コーディネーションを採用した無線通信システムが説明されたが、周波数領域におけるセル間干渉コーディネーションが無線通信システムにおいて採用されてもよい。
以上の実施形態および変形例から理解されるように、本発明は、複数の無線リソースグループ（例えば、プロテクテッドリソースおよび非プロテクテッドリソース、複数の周波数帯域（コンポーネントキャリア）等）を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、無線リソースグループ自体の受信品質に基づいて、無線通信に使用すべき（割り当てるべき）無線リソースグループを選択した上で、選択された無線リソースグループに含まれる無線リソース単位（サブバンド、サブフレーム等）の受信品質に基づいて無線リソース（リソースブロック等）のスケジューリングを実行するものであり、以上に説明した具体的構成に限定されるものではない。

（２）変形例２
第１実施形態および第２実施形態では、ピコ基地局２００がユーザ端末ＵＥの無線リソースグループ割当ておよび無線リソースのスケジューリングを実行したが、ピコ基地局２００と連携して動作するマクロ基地局１００がユーザ端末ＵＥの無線リソースグループ割当ておよび無線リソースのスケジューリングを実行してもよい。また、ピコ基地局２００が実行した複数の動作を、マクロ基地局１００とピコ基地局２００とで分担して実行してもよい。逆に、マクロ基地局１００が実行した動作（バイアス値ａの設定と通知、無線接続先の選択等）をピコ基地局２００が実行してもよい。以上の動作に必要な情報等がマクロ基地局１００とピコ基地局２００とで共有され得ることは当然に理解される。

（３）変形例３
第１実施形態の実施例では、式（３）および式（４）を乗算して区分因子Ｄ(n)が算出されたが、通信データレート比を示す式（４）自体を区分因子Ｄ(n)としてもよい。

（４）変形例４
以上の実施形態では、セル範囲拡張の動作において、受信電力値Ｐにバイアス値ａが加算されて補正後の受信電力値Ｐが算出されたが、受信電力値Ｐが比で表される場合には、受信電力値Ｐにバイアス値ａが乗算されて補正後の受信電力値Ｐが算出されてもよい。また、受信電力値ＰがｄＢ（比の対数）で表される場合には、ｄＢで表された受信電力値Ｐに対しｄＢで表されたバイアス値ａを加算して補正後の受信電力値Ｐを算出してもよい。以上の形態が受信電力値Ｐにバイアス値ａを乗算する形態の一種であることは当然に理解される。

（５）変形例５
以上の実施の形態では、マクロ基地局１００よりも送信能力の低い基地局としてピコ基地局２００が例示されたが、マイクロ基地局、ナノ基地局、フェムト基地局、リモートラジオヘッド等が送信能力の低い基地局として採用されてもよい。また、無線通信システム１の要素として、相異なる送信能力を有する複数の基地局の組合せ（例えば、マクロ基地局、ピコ基地局、およびフェムト基地局の組合せ）が採用されてもよい。

（６）変形例６
ユーザ端末ＵＥは、各基地局（マクロ基地局１００，ピコ基地局２００）と無線通信が可能な任意の装置である。ユーザ端末ＵＥは、例えばフィーチャーフォンまたはスマートフォン等の携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。

（７）変形例７
無線通信システム１内の各要素（マクロ基地局１００、ピコ基地局２００、ユーザ端末ＵＥ）においてＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。

１……無線通信システム、１００……マクロ基地局、１１０……無線通信部、１２０……基地局通信部、１３０……制御部、１４２……割当リソースグループ決定部、１４４……スケジューリング部、１４６……下り制御信号生成部、１４８……下りデータ信号生成部、１５０……バイアス値設定部、１５２……バイアス値通知部、１５４……接続先選択部、２００……ピコ基地局、２１０……無線通信部、２２０……基地局通信部、２３０……制御部、２４２……割当リソースグループ決定部、２４４……スケジューリング部、２４６……下り制御信号生成部、２４８……下りデータ信号生成部、３１０……無線通信部、３３０……制御部、３４２……ＳＣＱＩ測定部、３４４……ＷＣＱＩ測定部、３４６……データ復調部、３４８……上り制御信号生成部、３５０……上りデータ信号生成部、３５２……受信電力測定部、３５４……受信電力補正部、３５６……受信電力通知部、３５８……接続部、Ｂ……サブフレーム数、ＣＱＩ……チャネル品質指標、Ｃｍ……マクロセル、Ｃｐ……ピコセル、Ｄ(n), ｄ(n)……区分因子、Ｆ……無線フレーム、ＮＳＦ……非プロテクテッドサブフレーム、Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２ａ）……受信電力値、ＰＳＦ……プロテクテッドサブフレーム、ＲＢ……リソースブロック、ＳＣＱＩ……サブバンドチャネル品質指標、ＳＦ……サブフレーム、Ｔ……接続先セル情報、ＵＥ……ユーザ端末、ＷＣＱＩ……ワイドバンドチャネル品質指標、ａ……バイアス値、ｂ(n)……リソース割当量、ｆ……目的関数、ｒ(n)……通信データレート。

本発明のユーザ端末は、複数の無線リソース単位を各々が含む複数の無線リソースグループのうち少なくともいずれかを使用して基地局と無線通信することが可能なユーザ端末であって、複数の前記無線リソースグループの各々についてグループ無線品質を測定する第１品質測定部と、前記第１品質測定部が測定した複数の前記グループ無線品質を第１頻度で前記基地局に報告する第１品質報告部と、複数の前記グループ無線品質に基づいて前記基地局が決定し前記ユーザ端末に通知した、当該基地局との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループに含まれる複数の無線リソース単位の少なくともいずれかについて単位無線品質を測定する第２品質測定部と、前記第２品質測定部が測定した１以上の前記単位無線品質を前記第１頻度よりも高い第２頻度で前記基地局に報告する第２品質報告部と、１以上の前記単位無線品質に基づいて実行された無線リソースのスケジューリングに応じて前記基地局から送信されたデータ信号を復調するデータ復調部とを備える。

ユーザ端末ＵＥの受信電力通知部３５６は、第１受信電力値Ｐ１と、補正された第２受信電力値Ｐ２ａとを無線通信部３１０を介してマクロ基地局１００に送信（通知）する（ステップS140）。通知された各受信電力値（Ｐ１，Ｐ２ａ）は、無線通信部１１０を介して接続先選択部１５４に供給される。マクロ基地局１００の接続先選択部１５４は、ユーザ端末ＵＥから通知された第１受信電力値Ｐ１および第２受信電力値Ｐ２ａのうち、最も高い受信電力を示す受信電力値に対応する基地局（マクロ基地局１００，ピコ基地局２００）を、そのユーザ端末ＵＥの無線接続先として選択する（ステップS150）。接続先選択部１５４は、選択した無線接続先を示す接続先セル情報Ｔを、無線通信部１１０を介してユーザ端末ＵＥに通知する（ステップS160）。
なお、ユーザ端末ＵＥの受信電力通知部３５６が、第１受信電力値Ｐ１と補正された第２受信電力値Ｐ２ａとの比を算出してマクロ基地局１００に通知し、通知された比に基づいてマクロ基地局１００の接続先選択部１５４が無線接続先の基地局を選択してもよい。

以上のようにして、まずワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩの報告に基づく無線リソースグループの割当てが実行され（ステップS200〜S230）、割り当てられた無線リソースグループに基づいたサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩの報告とデータ受信が実行される（ステップS300〜S340）。なお、以上では、説明の簡単のため各動作が一連に説明されたが、ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩの報告を含むステップS200〜S230が、サブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩの報告を含むステップS300〜S340よりも長い周期で（低い頻度で）実行されると好適である。
また、一般的に、チャネル品質指標ＣＱＩの報告周期が、ユーザ端末ＵＥの移動速度等に応じて可変に設定されることを考慮し、ステップS200〜S230の実行周期（頻度）がステップS300〜S340の実行周期（頻度）を上回る（下回る）限りにおいて、各実行周期（頻度）が可変に設定されると好適である。

すなわち、並べ替え後の複数の区分因子ｄ(n)の分布に基づいて、プロテクテッドリソースおよび非プロテクテッドリソースの双方を割り当てるべき１つのユーザ端末ＵＥ(K+1)を境界にして、ユーザ端末ＵＥ(K+1)以外のユーザ端末ＵＥ(n)が、ｄ(K+1)以上のｄ(n)値を有する複数のユーザ端末ＵＥ(1)、…、ＵＥ(K)と、ｄ(K+1)以下のｄ(n)値を有する複数のユーザ端末ＵＥ(K+2)、…、ＵＥ(N)とに分類される。境界ユーザ端末ＵＥ(K+1)よりも小さい引数ｎを有するユーザ端末ＵＥ(1)、…、ＵＥ(K)については、ｂ_ｎｐ(n)＝０であるから、非プロテクテッドリソース（非プロテクテッドサブフレームＮＳＦ）は割り当てられない。他方、境界ユーザ端末ＵＥ(K+1)よりも大きい引数ｎを有するユーザ端末ＵＥ(K+2)、…、ＵＥ(N)については、ｂ_ｐ(n)＝０であるから、プロテクテッドリソース（プロテクテッドサブフレームＰＳＦ）は割り当てられない。

したがって、ユーザ端末ＵＥのＷＣＱＩ測定部３４２が、第１周波数帯域および第２周波数帯域の各受信品質（ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩ）を測定する。測定された各受信品質はユーザ端末ＵＥから基地局（マクロ基地局１００またはピコ基地局２００）に報告される。基地局の割当リソースグループ決定部（１４２，２４２）は、ユーザ端末ＵＥから報告されたワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩに基づいて、そのユーザ端末ＵＥとの無線通信に使用すべき周波数帯域（第１周波数帯域および／または第２周波数帯域）を決定し、決定された１以上の周波数帯域を示す情報をそのユーザ端末ＵＥに通知する。ユーザ端末ＵＥのＳＣＱＩ測定部３４４は、基地局から通知された使用すべき周波数帯域について、その周波数帯域に含まれる複数の部分帯域（サブバンド）のうち１以上の部分帯域についてサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩを測定する。測定されたサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩはユーザ端末ＵＥから基地局に報告される。基地局のスケジューリング部（１４４，２４４）は、報告されたサブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩに基づいて、その基地局がそのユーザ端末ＵＥとの無線通信に割り当てるべき無線リソース（リソースブロックＲＢ等）のスケジューリングを実行する。
前述の実施形態と同様、報告オーバヘッドを低減する観点から、ワイドバンドチャネル品質指標ＷＣＱＩの報告が、サブバンドチャネル品質指標ＳＣＱＩの報告よりも長い周期で（低い頻度で）実行されると好適である。各報告頻度は、以上の相対的な頻度差が維持される限りにおいて可変に設定され得る。

Claims (7)

1. ユーザ端末と、
   複数の無線リソースグループのうち少なくともいずれかを使用して前記ユーザ端末と無線通信することが可能な基地局と
   を備える無線通信システムであって、
   複数の前記無線リソースグループの各々は、複数の無線リソース単位を含み、
   前記ユーザ端末は、
   複数の前記無線リソースグループの各々についてグループ無線品質を測定する第１品質測定部と、
   前記第１品質測定部が測定した複数の前記グループ無線品質を第１頻度で前記基地局に報告する第１品質報告部とを備え、
   前記基地局は、
   前記ユーザ端末の前記第１品質報告部から報告された複数の前記グループ無線品質に基づいて、複数の前記無線リソースグループのうち１以上の無線リソースグループを当該ユーザ端末との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループとして決定する割当リソースグループ決定部と、
   前記割当リソースグループ決定部が決定した、当該基地局との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループを当該ユーザ端末へ通知する割当リソースグループ通知部とを備え、
   前記ユーザ端末は、さらに、
   前記基地局の前記割当リソースグループ通知部から通知された前記割当無線リソースグループに含まれる複数の無線リソース単位の少なくともいずれかについて単位無線品質を測定する第２品質測定部と、
   前記第２品質測定部が測定した１以上の前記単位無線品質を前記第１頻度よりも高い第２頻度で前記基地局に報告する第２品質報告部とを備え、
   前記基地局は、さらに、
   前記ユーザ端末の前記第２品質報告部から報告された１以上の前記単位無線品質に基づいて、当該基地局が当該ユーザ端末との無線通信に割り当てるべき無線リソースのスケジューリングを実行するスケジュール部を備える
   無線通信システム。
2. 前記無線通信システムは、複数の前記基地局を有し、
   複数の前記基地局は、第１基地局と、前記第１基地局よりも無線送信能力の低い第２基地局とを含み、
   前記ユーザ端末は、前記第１基地局および前記第２基地局のいずれか一方または双方と無線通信することが可能であり、
   複数の前記無線リソースグループは、前記第２基地局が無線信号を送信するプロテクテッドリソースならびに前記第１基地局および前記第２基地局の双方が無線信号を送信する非プロテクテッドリソースであり、
   前記ユーザ端末の前記第１品質測定部は、複数の前記グループ無線品質として、前記プロテクテッドリソースおよび前記非プロテクテッドリソースの各々における全周波数帯域の受信品質を測定し、
   前記基地局の前記使用リソースグループ決定部は、前記プロテクテッドリソースにおける受信品質と前記非プロテクテッドリソースにおける受信品質とに応じて、前記プロテクテッドリソースおよび前記非プロテクテッドリソースのいずれか一方または双方を当該基地局との無線通信に使用すべき前記使用無線リソースグループとして決定し、
   前記ユーザ端末の前記第２品質測定部は、複数の前記単位無線品質として、前記割当リソースグループ決定部が決定した前記プロテクテッドリソースおよび前記非プロテクテッドリソースのいずれか一方または双方における全周波数帯域に含まれる複数の部分周波数帯域のうち少なくともいずれかの受信品質を測定する
   請求項１の無線通信システム。
3. 前記無線通信システムは、複数の前記ユーザ端末を有し、
   前記第２基地局の前記使用リソースグループ決定部は、前記第２基地局と無線接続する複数の前記ユーザ端末の各々が報告した前記プロテクテッドリソースにおける受信品質と前記非プロテクテッドリソースにおける受信品質との比に基づいて前記ユーザ端末ごとに算出される区分因子の分布に応じて、前記プロテクテッドリソースおよび前記非プロテクテッドリソースのいずれか一方または双方を、当該第２基地局と前記各ユーザ端末との無線通信に使用すべき前記使用無線リソースグループとして前記ユーザ端末ごとに決定する
   請求項２の無線通信システム。
4. 前記基地局は、さらに
   前記ユーザ端末に対するバイアス値を設定するバイアス値設定部と、
   前記ユーザ端末へ前記バイアス値を通知するバイアス値通知部と、
   前記ユーザ端末の無線接続先となる基地局を選択する接続先選択部とを備え、
   前記ユーザ端末は、さらに
   前記第１基地局から受信した電波の受信電力を測定して第１受信電力値を取得し、前記第２基地局から受信した電波の受信電力を測定して第２受信電力値を取得する受信電力測定部と、
   前記基地局の前記バイアス値通知部から通知された前記バイアス値を用いて前記第２受信電力値を増加させるように補正する受信電力補正部と、
   前記受信電力測定部で取得された前記第１受信電力値と前記受信電力補正部で補正された第２受信電力値とを前記基地局の前記接続先選択部に通知する受信電力通知部とを備え、
   前記基地局の前記接続先選択部は、前記ユーザ端末の前記受信電力通知部から通知された前記第１受信電力値および補正後の前記第２受信電力値のうち、最も大きい受信電力値に対応する基地局を当該ユーザ端末の無線接続先として選択し、
   前記第２基地局の前記使用リソースグループ決定部は、当該第２基地局を無線接続先とする複数の前記ユーザ端末のうち、前記バイアス値による補正前の前記第２受信電力値が前記第１受信電力値を上回るユーザ端末については、当該ユーザ端末が報告した前記プロテクテッドリソースにおける受信品質と前記非プロテクテッドリソースにおける受信品質との比に基づいて前記区分因子を算出し、前記バイアス値による補正前の前記第２受信電力値が前記第１受信電力値を下回るユーザ端末については、前記区分因子として所定値を設定する
   請求項３の無線通信システム。
5. 複数の無線リソース単位を各々が含む複数の無線リソースグループのうち少なくともいずれかを使用してユーザ端末と無線通信することが可能な基地局であって、
   前記ユーザ端末から第１頻度で報告される、前記複数の無線リソースグループの各々に対応する複数のグループ無線品質に基づいて、複数の前記無線リソースグループのうち１以上の無線リソースグループを当該ユーザ端末との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループとして決定する割当リソースグループ決定部と、
   前記割当リソースグループ決定部が決定した、当該基地局との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループを当該ユーザ端末へ通知する割当リソースグループ通知部と、
   前記ユーザ端末から前記第１頻度よりも高い第２頻度で報告される、前記割当無線リソースグループに含まれる１以上の無線リソース単位に対応する１以上の単位無線品質に基づいて、当該ユーザ端末との無線通信に割り当てるべき無線リソースのスケジューリングを実行するスケジュール部とを備える
   基地局。
6. 複数の無線リソース単位を各々が含む複数の無線リソースグループのうち少なくともいずれかを使用して基地局と無線通信することが可能なユーザ端末あって、
   複数の前記無線リソースグループの各々についてグループ無線品質を測定する第１品質測定部と、
   前記第１品質測定部が測定した複数の前記グループ無線品質を第１頻度で前記基地局に報告する第１品質報告部と、
   複数の前記グループ無線品質に基づいて前記基地局が決定し前記ユーザ端末に通知した、当該基地局との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループに含まれる複数の無線リソース単位の少なくともいずれかについて単位無線品質を測定する第２品質測定部と、
   前記第２品質測定部が測定した１以上の前記単位無線品質を前記第１頻度よりも高い第２頻度で前記基地局に報告する第２品質報告部と、
   １以上の前記単位無線品質に基づいて実行された無線リソースのスケジューリングに応じて前記基地局から送信されたデータ信号を復調するデータ復調部とを備える
   ユーザ端末。
7. ユーザ端末と、
   複数の無線リソースグループのうち少なくともいずれかを使用して前記ユーザ端末と無線通信することが可能な基地局と
   を備える無線通信システムにおける通信制御方法であって、
   複数の前記無線リソースグループの各々は、複数の無線リソース単位を含み、
   前記ユーザ端末が、
   複数の前記無線リソースグループの各々についてグループ無線品質を測定することと、
   測定された複数の前記グループ無線品質を第１頻度で前記基地局に報告することと、
   前記基地局が、
   前記ユーザ端末から報告された複数の前記グループ無線品質に基づいて、複数の前記無線リソースグループのうち１以上の無線リソースグループを当該ユーザ端末との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループとして決定することと、
   当該基地局との無線通信に割り当てるべき割当無線リソースグループを当該ユーザ端末へ通知することと、
   前記ユーザ端末が、
   前記基地局から通知された前記割当無線リソースグループに含まれる複数の無線リソース単位の少なくともいずれかについて単位無線品質を測定することと、
   測定された１以上の前記単位無線品質を前記第１頻度よりも高い第２頻度で前記基地局に報告することと、
   前記基地局が、
   前記ユーザ端末から報告された１以上の前記単位無線品質に基づいて、当該基地局が当該ユーザ端末との無線通信に割り当てるべき無線リソースのスケジューリングを実行することとを備える
   通信制御方法。
   

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