JP2014107737A - 通信システム、通信装置、相手通信装置及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数利用効率を向上させることができる通信システム、通信装置、相手通信装置及び通信制御方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る通信システム１００は、複数の通信装置１０１ａ及び１０１ｂと、複数の通信装置１０１ａ及び１０１ｂと接続可能な相手通信装置１０３とを含む通信システム１００において、複数の通信装置の少なくとも１つである通信装置１０１ａは、相手通信装置１０３の通信機能に関する情報を取得し、複数の通信装置１０１ａ及び１０１ｂは、同一の無線リソースを使用する場合、取得した情報に基づき、送信すべき信号を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信システム、通信装置、相手通信装置及び通信制御方法に関するものである。

通信性能の向上を実現する通信方式として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システム、ＸＧＰ（eXtended Global Platform）システム、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）（登録商標）システム等が知られている。このようなシステムでは、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）が採用されている。

ＯＦＤＭＡでは、使用可能な全周波数帯を通信装置である基地局全てで使用する周波数割当制御（Reuse1）を使用することにより、データ通信の高速化及び周波数利用効率の向上が図られている。しかし、隣接する基地局同士が同一の周波数帯を使用すると、これらの基地局のセル同士が重なるセルエッジの近傍では、双方の基地局からの信号が干渉することになる。そのため、セルエッジの近傍では、干渉による圏外問題が発生する。この問題は、通信容量の向上を図るために小さなセルの基地局を採用するマイクロセル方式において、より顕著となる。マイクロセル方式では、出力の弱い基地局を高い位置に設置し難いためセルの形が円状にならず、電波が混在し易くなるためである。

そこで、近年、このような圏外問題に対応するために、ＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point transmission/reception：セル間協調送受信）技術が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。ＣｏＭＰでは、複数の基地局を管理する管理装置（例えば、高度化ＸＧＰ（ＡＸＧＰ）システムではクラウド基地局）が設けられ、この管理装置による制御により、隣接する基地局の一方が、送信電力を抑えたり、送信自体を停止したりする。これにより、セルエッジ近傍での干渉が低減される。

3GPP TR 36.912 V10.0.0(2011-03), "Feasibility study for Further Advancements for E-UTRA (LTE-Advanced)"

しかし、従来のＣｏＭＰ技術では、干渉の低減のために、干渉源となる基地局の使用が抑えられてしまうことになる。つまり、干渉源となる基地局では、干渉を引き起こす周波数帯の使用が制限される。そのため、干渉低減のために、周波数の利用効率が犠牲になっている。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、周波数利用効率を向上させることができる通信システム、通信装置、相手通信装置及び通信制御方法を提供することにある。

上述した諸課題を解決すべく、第１の観点に係る通信システムの発明は、
複数の通信装置と、当該複数の通信装置と接続可能な相手通信装置とを含む通信システムにおいて、
前記複数の通信装置の少なくとも１つは、前記相手通信装置の通信機能に関する情報を取得し、
前記複数の通信装置は、同一の無線リソースを使用する場合、前記情報に基づき、送信すべき信号を制御する
通信システムである。

また、第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る通信システムにおいて、
前記複数の通信装置の少なくとも１つは、前記取得した情報に基づき、前記相手通信装置の干渉低減機能の有無を判断し、
前記複数の通信装置は、前記相手通信装置が干渉低減機能を有する場合、送信すべき前記信号を前記複数の通信装置間で異ならせる
ことを特徴とするものである。

また、第３の観点に係る発明は、第２の観点に係る通信システムにおいて、
前記相手通信装置は、前記複数の通信装置から前記同一の無線リソースで送信された前記信号をそれぞれ受信すると、当該複数の信号を前記干渉低減機能により分離する
ことを特徴とするものである。

また、第４の観点に係る発明は、第１の観点に係る通信システムにおいて、
前記複数の通信装置の少なくとも１つは、前記取得した情報に基づき、前記相手通信装置の干渉低減機能の有無を判断し、
前記複数の通信装置は、前記相手通信装置が干渉低減機能を有さない場合、送信すべき前記信号を前記複数の通信装置間で同一にする
ことを特徴とするものである。

また、第５の観点に係る発明は、第１乃至第４のいずれか１つの観点に係る通信システムにおいて、
当該通信システムは、前記複数の通信装置に接続され、当該複数の通信装置を管理する管理装置を更に含み、
前記複数の通信装置の少なくとも１つは、前記相手通信装置によって受信された前記複数の通信装置からの電波それぞれの受信品質値を取得し、当該受信品質値及び前記情報を前記管理装置に送信し、
前記管理装置は、前記受信した受信品質値及び情報に基づき、前記複数の通信装置に、前記同一の無線リソースで送信すべき前記信号を指示する
ことを特徴とするものである。

また、第６の観点に係る発明は、第１乃至第４のいずれか１つの観点に係る通信システムにおいて、
前記複数の通信装置は、通信ネットワークを介して互いに接続され、
前記複数の通信装置の少なくとも１つは、前記相手通信装置によって受信された前記複数の通信装置からの電波それぞれの受信品質値を取得し、
前記複数の通信装置は、前記受信品質値及び前記情報に基づき、前記同一の無線リソースで送信すべき前記信号を、前記通信ネットワークを介して決定する
ことを特徴とするものである。

また、第７の観点に係る発明は、第１乃至第６のいずれか１つの観点に係る通信システムにおいて用いられる通信装置であって、
前記相手通信装置の通信機能に関する情報を取得し、
前記複数の通信装置が同一の無線リソースを使用する場合、前記情報に基づき、送信すべき信号を制御する
制御部を備える通信装置である。

また、第８の観点に係る通信システムの発明は、
複数の通信装置と、干渉低減機能を有する相手通信装置とを含む通信システムにおいて、
前記相手通信装置は、
前記複数の通信装置と無線通信を開始するための複数の識別番号を有し、
前記複数の識別番号をそれぞれ用いて、前記複数の通信装置それぞれと接続し、
前記複数の通信装置から同一の無線リソースで送信された信号をそれぞれ受信すると、当該複数の信号を前記干渉低減機能により分離する
通信システムである。

また、第９の観点に係る発明は、第８の観点に係る通信システムにおいて、前記相手通信装置は、
前記複数の通信装置との接続前に、前記複数の通信装置からの電波それぞれの受信品質値を算出し、
当該受信品質値に基づいて、前記複数の通信装置は接続可能であると判断する
ことを特徴とするものである。

また、第１０の観点に係る発明は、第８又は第９の観点に係る通信システムにおいて用いられる相手通信装置であって、
前記複数の通信装置と無線通信を開始するための複数の識別番号を記憶する記憶部と、
前記複数の識別番号をそれぞれ用いて、前記複数の通信装置それぞれと接続し、前記複数の通信装置から同一の無線リソースで送信された信号をそれぞれ受信すると、当該複数の信号を前記干渉低減機能により分離する制御部と
を備える相手通信装置である。

上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

例えば、第１の観点に係る通信システムを方法として実現させた第１１の観点に係る通信制御方法は、
複数の通信装置と、当該複数の通信装置と接続可能な相手通信装置とを含む通信システムにおける通信制御方法であって、
前記複数の通信装置の少なくとも１つが、前記相手通信装置の通信機能に関する情報を取得するステップと、
前記複数の通信装置が、同一の無線リソースを使用する場合、前記情報に基づき、送信すべき信号を制御するステップと
を含む通信制御方法である。

また、第８の観点に係る通信システムを方法として実現させた第１２の観点に係る通信制御方法は、
複数の通信装置と、干渉低減機能を有し、前記複数の通信装置と無線通信を開始するための複数の識別番号を有する相手通信装置とを含む通信システムにおける通信制御方法であって、前記相手通信装置が、
前記複数の識別番号をそれぞれ用いて、前記複数の通信装置それぞれと接続するステップと、
前記複数の通信装置から同一の無線リソースで送信された信号をそれぞれ受信すると、当該複数の信号を前記干渉低減機能により分離するステップと
を含む通信制御方法である。

上記のように構成された本発明に係る通信システム、通信装置、相手通信装置及び通信制御方法によれば、周波数利用効率を向上させることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る通信システムの概略的な構成図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る基地局の処理を示すフローチャートである。 図４は、本発明の第２実施形態に係る通信システムの概略的な構成図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る通信端末の概略構成を示す機能ブロック図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係る通信端末の処理を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
以下、本発明の通信装置及び相手通信装置を基地局及び通信端末にそれぞれ適用した場合の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明の通信装置を、基地局以外には、例えば中継装置（レピータ）に適用することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る通信システムの概略的な構成図である。通信システム１００は、複数の基地局１０１（１０１ａ及び１０１ｂ）と、通信端末１０３と、管理装置１０５とを含んでいる。以下、基地局１０１ａ及び１０１ｂ全てにおいて共通する事項の説明においては、基地局１０１ａ及び１０１ｂを区別せず、基地局１０１と表現する。

通信システム１００は、例えばＬＴＥシステム、ＡＸＧＰシステム、ＷｉＭＡＸシステムである。管理装置１０５は、複数の基地局１０１に通信回線を介して接続され、基地局１０１の動作を管理する。管理装置１０５は、例えば、ＡＸＧＰシステムにおけるクラウド基地局、基地局１０１が光張出基地局における遠隔基地局である場合の集中基地局、ＥＭＳ（Element Management System：エレメント管理システム）、ＮＭＳ（Network Management System：ネットワーク管理システム）である。図１において、領域１０７ａ及び１０７ｂは、基地局１０１ａ及び１０１ｂのセル（通信可能エリア）をそれぞれ示している。通信端末１０３は、セル１０７ａ及び１０７ｂが重なっている領域に位置する場合、複数の基地局１０１ａ及び１０１ｂと接続することが可能である。なお、セル同士の重なりは、２つの基地局１０１に因るものに限定されるものはなく、３つ以上のセルが重なってもよい。この場合、通信端末１０３は、３つ以上の基地局と接続可能になる。

通信端末１０３（通信端末１０３が複数存在する場合は一部の端末）は、複数のアンテナを用いた干渉低減機能を有する。干渉低減機能は、通信端末自体の受信制御により、空間多重された信号を分離し、通信端末１０３にとって所望の基地局１０１からの信号（希望波）を抽出できる技術である。干渉低減機能は、例えば、ＩＲＣ（Interference Reduction Control）、ＭＬＤ（Maximum-Likelihood Detection）、ＬＭＳ（Least Mean Square）、ＲＬＳ（Recursive Least Squares）、ＡＡＳ（Adaptive Antenna System）等の従来公知のアルゴリズムの利用により実現される。なお、通信端末が干渉低減機能用のアルゴリズムを有するものの、所定レベルの干渉低減が実現できない場合は、この通信端末は、干渉低減機能を有さないとみなすことができる。所定レベルは、任意に設定される事項である。

図２は、本発明の第１実施形態に係る基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の基地局１０１は、通信部１１１と、ベースバンド部１１３と、記憶部１１５と、制御部１１７とを備えている。通信部１１１と、ベースバンド部１１３と、記憶部１１５とは、制御部１１７に接続されている。

通信部１１１は、アンテナを介して通信端末１０３と、無線通信により、データ（信号）を送受信するものである。通信部１１１は、受信した信号（受信信号）に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行い、当該信号をベースバンド部１１３に送る。また、通信部１１１は、ベースバンド部１１３からの信号に対してアップコンバート及び増幅等を行い、送信信号を生成する。そして、通信部１１１は、アンテナを介して当該送信信号を通信端末１０３に送信する。なお、通信部１１１のアンテナは、１本であることに限定されるものではなく、複数存在することもできる。通信部１１１のアンテナが、複数のアンテナにより構成されている場合、ビーム制御（ビームフォーミング）やヌル制御（ヌルステアリング）といった送信指向性制御の実現が可能になる。ビーム制御は、基地局１０１の電波を所望の通信端末に集中させる、つまりビームを向ける機能である。また、ヌル制御は、所望の通信端末と同一の無線リソース（同一キャリア且つ同一タイムスロットの無線リソースであり、以下同一無線リソースと称す）を使用する通信端末が存在する方向に、所望の通信端末に向けた電波が飛ばないように当該方向に指向性の谷間（ヌル）を向ける機能である。

また、通信部１１１は、管理装置１０５と信号を送受信することもできる。図２においては、通信部１１１を一つの機能ブロックとして表現しているが、本発明は、通信部１１１を通信端末１０３との通信及び管理装置１０５との通信の双方の機能を有する１つのハードウェアによって実現することに限定されるものではない。例えば、通信部１１１を用途（通信端末１０３との通信機能及び管理装置１０５との通信機能）に応じた別個のハードウェアにより実現することもできる。

更に、通信部１１１は、基地局間の通信ネットワークを介して、他の基地局１０１と通信接続し、信号を送受信することもできる。この場合、通信部１１１は、例えば、Ｘ２インタフェースにより実現される。Ｘ２インタフェースは、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で規定された基地局間インタフェースである。上述の管理装置１０５との通信機能と同様、他の基地局１０１との通信機能用の通信部１１１を、他の通信機能とは別個のハードウェアにより実現できる。通信部１１１が、他の基地局１０１と通信できる場合、基地局間の信号送受信により、基地局１０１の動作を互いに管理できるため、管理装置１０５を設ける必要はなくなることに留意されたい。

ベースバンド部１１３は、通信部１１１からの受信信号に対してＡＤ変換や高速フーリエ変換などを行うことにより、受信信号を復調し、ベースバンド信号を取り出す。そして、ベースバンド部１１３は、ベースバンド信号を制御部１１７に送る。また、ベースバンド部１１３は、制御部１１７からのベースバンド信号に対して逆高速フーリエ変換やＤＡ変換などを行うことにより、ベースバンド信号を変調する。そして、ベースバンド部１１３は、変調されたベースバンド信号を通信部１１１に送る。

記憶部１１５は、各種情報を記憶するものであり、ワークメモリ等としても機能する。

制御部１１７は、基地局１０１の各機能ブロックをはじめとして基地局１０１の全体を制御及び管理している。制御部１１７は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。制御部１１７は、複数の基地局間で同一の無線リソースを使用する場合、通信先の通信端末１０３が有する通信機能に関する情報を取得し、当該情報に基づき、送信すべき信号を制御する（決定する）。具体的な送信制御方法については、以下の図３の説明にて詳述する。

続いて、図３を用いて、基地局１０１の処理について説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る基地局の処理を示すフローチャートである。なお、図２に示された基地局１０１に関する機能ブロックは、基地局１０１ａ及び１０１ｂにおいて共通であり、基地局１０１ａ及び１０１ｂに関する機能ブロックの参照符号には、それぞれａ及びｂを付して説明する。

以下、基地局１０１ａ及び１０１ｂと通信端末１０３との位置関係は、図１のようであるとする。そして、通信端末１０３は、図１のように、基地局１０１ａのみの電波が届く位置から、基地局１０１ａ及び１０１ｂの電波が届く領域に移動するとする。

まず、基地局１０１ａのみの電波が届く領域に位置する通信端末１０３が、基地局１０１ａに通信開始のために接続要求（信号）を送信するとする。そして、通信端末１０３は、自端末が有する通信機能に関する情報を基地局１０１ａに送信する。通信機能に関する情報とは、干渉低減機能の有無を特定できる情報であり、例えば、通信端末の識別番号（ＩＤ）や下り通信性能情報等である。なお、下り通信とは、基地局１０１から通信端末１０３への通信を意味する。また、通信端末１０３は、通信機能に関する情報を接続要求に含めることができる。

識別番号とは、通信端末を一意に特定できる情報であり、例えば、ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）である。干渉低減機能の有無の情報が、端末の識別番号に反映されている場合、基地局１０１は、通信端末１０３から識別番号を受信（取得）することにより、干渉低減機能の有無を判断できる。また、管理装置１０５も、基地局１０１を介して識別番号を受信することにより、干渉低減機能の有無を判断できる。

下り通信性能情報とは、例えば、基地局１０１ａと通信端末１０３との間で使用されている変調クラス（変調方式と符号化率との組合せ）、通信端末１０３の受信に関するＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio：搬送波対干渉雑音比）やＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio：信号対干渉雑音比）、エラー率（ビット誤り率）、通信端末１０３の受信で使用可能なアンテナの本数等である。

通信端末１０３の変調クラスが所定クラスより下位（つまり、１シンボルで送信できるビット数が少ないクラスであるため、干渉の影響受け難い）であり、ＣＩＮＲが所定値以上（つまり、通信環境が良い）にも拘わらず、エラー率が所定値以上（つまり、エラーが多い）の場合、基地局１０１ａ又は管理装置１０５は、通信端末１０３の受信機能の性能は良くない、つまり通信端末１０３には干渉低減機能は無いと判断できる。また、通信端末１０３の変調クラスが所定クラスより上位（干渉の影響を受け易い）であり、ＣＩＮＲが所定値未満（通信環境が悪い）であるにも拘わらず、ビット誤り率が所定値未満である場合、基地局１０１ａ又は管理装置１０５は、通信端末１０３には干渉低減機能が有ると判断できる。更に、下り通信性能情報として、通信端末１０３による復調前のＣＩＮＲと復調後のＣＩＮＲの情報が含まれている場合、復調後のＣＩＮＲが復調前のＣＩＮＲよりも高いほど、通信端末１０３の干渉低減機能の能力は高いと判断できる。

また、通信端末１０３の受信で使用可能なアンテナの本数が多いほど、空間多重された信号を精度良く分離できるため、通信端末１０３のアンテナの本数が所定値以上である場合、基地局１０１ａ又は管理装置１０５は、通信端末１０３には干渉低減機能が有ると判断できる。

下り通信性能情報に関する上述の所定の値（クラス）は、適宜設定される事項であり、記憶部１１５ａ又は管理装置１０５によって予め記憶され得る。また、下り通信性能情報は、既知のプロトコルや専用のプロトコルにより、通信端末１０３から基地局１０１ａ又は管理装置１０５に送信され得るものである。

通信端末１０３が基地局１０１ａに通信機能に関する情報を送信すると、基地局１０１ａの通信部１１１ａは、当該情報を受信し、ベースバンド部１１３ａを介して制御部１１７ａに送る（ステップＳ１０１）。そして、制御部１１７ａは、通信機能に関する情報を管理装置１０５に送信するよう通信部１１１ａを制御する。また、制御部１１７ａは、取得した情報を記憶部１１５ａに記憶させることもできる。

その後、通信端末１０３は、基地局１０１ａとの接続中、通信端末１０３が受信できる基地局１０１からの電波の受信品質値を定期的又は不定期的に算出する。受信品質値とは、ＣＩＮＲ、ＳＩＮＲ、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio：搬送波対雑音比）、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：信号対雑音比）、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信電界強度）等である。以下、受信品質値は、ＣＩＮＲ等のように、値が大きいほど品質の良さを表すものであるとする。

そして、通信端末１０３は、この受信品質値を、どの基地局１０１からの電波の値であるかが特定できるように、関連する基地局１０１の識別番号と対応付けて基地局１０１ａに定期的又は不定期的に送信する。通信端末１０３は、基地局１０１ａのみの電波が届く領域に位置する場合、基地局１０１ａに関する受信品質値のみを基地局１０１ａに送信する。

通信端末１０３による受信品質値の送信により、基地局１０１ａの通信部１１１ａは、受信品質値を受信し、ベースバンド部１１３ａを介して制御部１１７ａに送る（ステップＳ１０２）。すると、制御部１１７ａは、受信品質値を管理装置１０５に送信するよう通信部１１１ａを制御する。また、制御部１１７ａは、取得した受信品質値を記憶部１１５ａに記憶させることもできる。

そして、管理装置１０５は、受信品質値に基づいて、通信端末１０３がどの基地局１０１と接続可能であるかを判断する（ステップＳ１０３）。例えば、通信端末１０３が安定した通信を行うために必要な受信品質値が品質閾値として管理装置１０５に予め記憶されている場合、管理装置１０５は、通信端末１０３から受信した受信品質値と品質閾値とを比較する。ある基地局１０１に関する受信品質値が品質閾値以上であると、管理装置１０５は、この基地局１０１を接続可能な基地局であると判断できる。また、基地局１０１ａは、受信品質値を管理装置１０５に送信せずに、管理装置１０５と同様の処理により、通信端末１０３が複数の基地局１０１と接続可能であるかを判断することもできる（ステップＳ１０３）。この場合、記憶部１１５ａは、品質閾値を記憶していることになる。

通信端末１０３が基地局１０１ａのみから電波を受けている場合は、管理装置１０５又は制御部１１７ａは、通信端末１０３が複数の基地局と接続可能ではないと判断し（ステップＳ１０３のＮｏ）、通信端末１０３と基地局１０１ａとの通信が維持される。

続いて、通信端末１０３が、基地局１０１ａ及び１０１ｂの電波が届く領域に移動すると、通信部１１１ａは、基地局１０１ａ及び１０１ｂに関する受信品質値それぞれを受信することになる。基地局１０１ａ及び１０１ｂに関する受信品質値が品質閾値以上である場合、管理装置１０５又は制御部１１７ａは、通信端末１０３が複数の基地局と接続可能であると判断し（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、ステップＳ１０４の処理に移る。

管理装置１０５は、基地局１０１ａから取得した通信機能に関する情報に基づき、通信端末１０３が干渉低減機能を有するかを判断する（ステップＳ１０４）。また、基地局１０１ａの制御部１１７ａが、記憶部１１５ａに記憶されている通信機能に関する情報に基づき、通信端末１０３が干渉低減機能を有するかを判断することもできる（ステップＳ１０４）。

通信端末１０３が干渉低減機能を有する場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、基地局１０１ａと基地局１０１ｂとが同一無線リソースで信号を送信しても、通信端末１０３は、基地局１０１ａからの信号と基地局１０１ｂからの信号とを干渉低減機能により分離できる。そのため、基地局１０１ｂは、干渉低減のために送信電力を抑えたりする必要がない。よって、基地局１０１ｂは、干渉低減を考慮せずに、基地局１０１ａの送信信号と異なる信号を送信できる。

そこで、管理装置１０５は、基地局１０１ａ及び１０１ｂに、同一無線リソースで送信すべき信号を基地局間で異ならせるように指示する信号（指示信号）を送信する。また、基地局同士が接続されている場合は、基地局１０１ａの制御部１１７ａは、通信部１１１ａを制御して、基地局１０１ａとは異なる信号を送信するように指示する信号を、基地局１０１ｂの通信部１１１ｂに送信することもできる。これらの処理により、基地局１０１ａ及び１０１ｂは、基地局間でそれぞれ異なる信号を同一無線リソースで送信する（ステップＳ１０５）。

通信端末１０３が、複数の基地局１０１ａ及び１０１ｂと同時に接続する場合、基地局１０１ａ及び１０１ｂは、互いに異なる信号を通信端末１０３に送信することができる。通信端末１０３が基地局１０１ａのみと通信する場合に比べ、通信端末１０３が受信できる情報量は増えることになる。よって、伝送量の拡大が図れる。

基地局１０１ｂは、通信端末１０３以外の端末と同一無線リソースで通信することもできる。干渉低減のために、基地局１０１ａ又は１０１ｂの一方の送信電力を抑える必要がないため、基地局１０１は、無線リソースの使用を制限されることがなくなる。

ステップＳ１０４において、通信端末１０３が干渉低減機能を有さない場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、基地局側で干渉低減の処理を施す必要がある。そこで、管理装置１０５は、基地局１０１ａ及び１０１ｂに、協調制御を実行するように指示する信号を送信する。また、基地局同士が接続されている場合は、基地局１０１ａの制御部１１７ａは、通信部１１１ａを制御して、協調制御を実行するように指示する信号を基地局１０１ｂの通信部１１１ｂに送信することもできる。これらの処理により、制御部１１７ａ及び１１７ｂは、協調制御を実行する（ステップＳ１０６）。

通信端末１０３が、複数の基地局１０１ａ及び１０１ｂと同時に接続する場合、制御部１１７ａ及び１１７ｂは、協調制御として、通信端末１０３に送信すべき信号を基地局間で同一にすることができる。複数の基地局１０１ａ及び１０１ｂから送信される信号が同一である場合、これらの信号は干渉せずに、強め合うことになる。よって、通信端末１０３は、基地局１０１ａのみと通信する場合に比べ、より強い電力の信号を受信できるため、受信信号を正しく復調し易くなる。

また、基地局１０１ｂが、通信端末１０３以外の端末と同一無線リソースで通信する場合、制御部１１７ａ及び１１７ｂは、協調制御として、一方の基地局の送信電力を抑えることができる。また、制御部１１７ａ及び１１７ｂが、複数のアンテナを有する場合は、協調制御として、ビーム制御やヌル制御といった送信指向性制御を行うこともできる。

更に、基地局１０１ｂが、通信端末１０３以外の端末と通信する場合、制御部１１７ａ及び１１７ｂは、協調制御として、キャリア又はタイムスロットを互いに異ならせて同一無線リソースで信号を送信しないようにスケジューリング制御することもできる。

このように本実施形態では、基地局１０１ａの制御部１１７ａは、通信端末１０３の通信機能に関する情報に基づき、通信端末１０３の干渉低減機能の有無を判断し、通信端末１０３が干渉低減機能を有する場合、制御部１１７ａ及び１１７ｂは、送信すべき信号を複数の基地局間で異ならせる。同一無線リソースでの基地局１０１ａ及び１０１ｂからの信号がそれぞれ異なり、互いに干渉しても、通信端末１０３は、干渉低減機能により、これらの信号を分離して、所望の信号を抽出できる。よって、基地局１０１ａ又は１０１ｂの一方が、干渉低減のために、キャリアやタイムスロットを変更したり、送信電力を抑えたりする必要はない。よって、基地局１０１ａ及び１０１ｂによる無線リソースの使用が制限されないため、周波数利用効率は向上する。

また、本実施形態では、制御部１１７ａは、通信端末１０３の通信機能に関する情報に基づき、通信端末１０３の干渉低減機能の有無を判断し、通信端末１０３が干渉低減機能を有さない場合、制御部１１７ａ及び１１７ｂは、送信すべき信号を複数の基地局間で同一にすることができる。同一無線リソースでの基地局１０１ａ及び１０１ｂからの信号を同一することにより、これらの信号は干渉せずに、強め合うことになる。そのため、通信端末１０３は、基地局１０１ａ及び１０１ｂからの信号を受信し易くなり、復調の精度を上げることができる。また、基地局１０１ａ又は１０１ｂの一方が、干渉低減のために、キャリアやタイムスロットを変更したり、送信電力を抑えたりする必要もない。よって、基地局１０１ａ及び１０１ｂによる無線リソースの使用が制限されないため、周波数利用効率は向上する。

また、本実施形態では、管理装置１０５は、基地局１０１ａから受信した通信端末１０３の受信品質値及び通信機能に関する情報に基づき、基地局１０１ａ及び１０１ｂに、同一無線リソースで送信すべき信号を指示することができる。この態様により、複数の基地局１０１の動作を管理装置１０５で一元管理でき、基地局１０１の機能を送受信機能に限定することができるため、基地局１０１の処理負荷を低減することが可能になる。

また、本実施形態では、基地局１０１ａ及び１０１ｂは、通信端末１０３の受信品質値及び通信機能に基づき、同一無線リソースで送信すべき信号を、通信ネットワークを介して決定することができる。複数の基地局同士が、通信ネットワークで接続されている場合、基地局間の直接の信号送受信により、基地局１０１の動作を互いに管理できる。これにより、管理装置１０５を設けることなく、基地局１０１ａ及び１０１ｂは、同一無線リソースでの信号を、互いに同一にしたり、異ならせたりできる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、複数の基地局１０１が同一無線リソースで通信端末１０３と通信することを基地局側（基地局１０１又は管理装置１０５）が決定する場合について説明した。第２実施形態では、通信端末が決定する場合について説明する。

図４は、本発明の第２実施形態に係る通信システムの概略的な構成図である。通信システム２００は、複数の基地局（通信装置）２０１（２０１ａ及び２０１ｂ）と、通信端末（相手通信装置）２０３とを含んでいる。基地局２０１ａ及び２０１ｂの通信可能エリアは、第１実施形態と同様、セル２０７ａ及び２０７ｂとして示されている。なお、通信システム２００は、通信システム１００とは異なり、管理装置を含まない。

通信端末２０３は、通信端末１０３と同様、複数のアンテナを用いた干渉低減機能を有する。また、通信端末２０３は、複数の基地局２０１それぞれと同時に接続して、無線通信を開始できるように、それぞれ異なる複数の識別番号を有している。

図５は、本発明の第２実施形態に係る通信端末の概略構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の通信端末２０３は、アレイアンテナＡＮＴを有する通信部（端末通信部）２２１と、ベースバンド部（端末ベースバンド部）２２３と、記憶部（端末記憶部）２２５と、制御部（端末制御部）２２７とを備えている。端末通信部２２１と、端末ベースバンド部２２３と、端末記憶部２２５とは、端末制御部２２７に接続されている。

アレイアンテナＡＮＴは、複数のアンテナにより構成され、干渉低減機能の実現が可能なものである。アレイアンテナＡＮＴは、例えばアダプティブアレイアンテナである。干渉低減機能の詳細については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

端末通信部２２１は、アレイアンテナＡＮＴを介して基地局２０１と、無線通信により、データ（信号）を送受信するものである。端末通信部２２１は、受信した信号（受信信号）に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行い、当該信号を端末ベースバンド部２２３に送る。また、端末通信部２２１は、端末ベースバンド部２２３からの信号に対してアップコンバート及び増幅等を行い、送信信号を生成する。そして、端末通信部２２１は、アレイアンテナＡＮＴを介して当該送信信号を基地局２０１に送信する。

端末ベースバンド部２２３は、端末通信部２２１からの受信信号に対してＡＤ変換や高速フーリエ変換などを行うことにより、受信信号を復調し、ベースバンド信号を取り出す。そして、端末ベースバンド部２２３は、ベースバンド信号を端末制御部２２７に送る。また、端末ベースバンド部２２３は、端末制御部２２７からのベースバンド信号に対して逆高速フーリエ変換やＤＡ変換などを行うことにより、ベースバンド信号を変調する。そして、端末ベースバンド部２２３は、変調されたベースバンド信号を端末通信部２２１に送る。

端末記憶部２２５は、通信端末２０３の識別番号等の各種情報を記憶するものであり、ワークメモリ等としても機能する。

端末制御部２２７は、通信端末２０３の各機能ブロックをはじめとして通信端末２０３の全体を制御及び管理している。端末制御部２２７は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。端末制御部２２７が行う処理については、以下の図６の説明にて詳述する。

続いて、図６を用いて、通信端末２０３の処理について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る通信端末の処理を示すフローチャートである。以下、基地局２０１ａ及び２０１ｂと通信端末２０３との位置関係は、図４のようであるとする。そして、通信端末２０３は、図４のように、基地局２０１ａのみの電波が届く位置から、基地局２０１ａ及び２０１ｂの電波が届く領域に移動するとする。

まず、通信端末２０３が、基地局２０１と接続を確立するために、端末通信部２２１は、基地局２０１からの受信可能な電波を受信する。そして、端末制御部２２７は、受信された電波の受信品質値を算出する（ステップＳ２０１）。通信端末２０３が、基地局２０１ａのみの電波が届く領域に位置している場合、端末通信部２２１が受信可能な電波とは、基地局２０１ａの電波である。受信品質値は、第１実施形態の受信品質値と同様である。

端末制御部２２７は、受信品質値に基づいて、通信端末２０３がどの基地局２０１と接続可能であるか判断する（ステップＳ２０２）。第１実施形態と同様、例えば、通信端末２０３が安定した通信を行うために必要な受信品質値が品質閾値として端末記憶部２２５に予め記憶されている場合、端末制御部２２７は、算出した受信品質値と品質閾値とを比較する。ある基地局２０１に関する受信品質値が品質閾値以上であると、端末制御部２２７は、この基地局２０１を接続可能な基地局であると判断できる。

通信端末２０３が基地局２０１ａのみから電波を受けている場合は、端末制御部２２７は、通信端末２０３が複数の基地局と接続可能ではないと判断する（ステップＳ２０２のＮｏ）。そして、端末制御部２２７は、ある識別番号（以下、第１識別番号と称す）を含む接続要求を基地局２０１ａに送信するように、端末通信部２２１を制御する。これにより、通信端末２０３は、接続可能な１つの基地局２０１ａと通信接続を確立する（ステップＳ２０３）。

続いて、通信端末２０３が、基地局２０１ａ及び２０１ｂの電波が届く領域に移動すると、端末制御部２２７は、基地局２０１ａ及び２０１ｂからの電波それぞれの受信品質値を算出する。そして、こられの受信品質値が品質閾値以上であると、端末制御部２２７は、通信端末２０３が複数の基地局２０１ａ及び２０１ｂと接続可能であると判断する（ステップＳ２０２のＹｅｓ）。

通信端末２０３は、第１識別番号を用いて、基地局２０１ａと接続を確立しているので、端末制御部２２７は、第１識別番号とは異なる識別番号（以下、第２識別番号と称す）を含む接続要求を基地局２０１ｂに送信するように、端末通信部２２１を制御する。これにより、通信端末２０３は、基地局２０１ａとの接続を維持しつつ、基地局２０１ｂとも接続を確立することになる。よって、通信端末２０３は、複数の基地局２０１ａ及び２０１ｂと通信接続を確立する（ステップＳ２０４）。通信端末２０３は、基地局２０１ａ及び２０１ｂ以外の基地局からの電波も受信できる場合は、第１及び第２識別番号以外の識別番号を用いて、基地局２０１ａ及び２０１ｂ以外の基地局とも接続することができる。

複数の基地局２０１ａ及び２０１ｂがそれぞれ同一無線リソースで信号を通信端末２０３に送信すると、これらの信号は干渉することになる。この場合、通信端末２０３は、干渉低減機能により、基地局２０１ａからの信号と基地局２０１ｂからの信号とを分離する。

このように本実施形態では、干渉低減機能を有する通信端末２０３の端末制御部２２７は、複数の識別番号をそれぞれ用いて、複数の基地局２０１ａ及び２０１ｂそれぞれと接続し、複数の基地局２０１ａ及び２０１ｂから同一無線リソースで送信された信号をそれぞれ受信すると、当該複数の信号を干渉低減機能により分離する。通信端末２０３は、同一無線リソースで送信された信号を受信した場合にも、干渉低減機能により、複数の信号を分離して、それぞれ正しく復調できる。これにより、通信端末２０３と基地局２０１ａ及び２０１ｂとの通信が、干渉により中断されることはない。そのため、基地局２０１ａ及び２０１ｂが、干渉低減のために、キャリアやタイムスロットを変更したり、送信電力を抑えたりする必要はない。よって、基地局２０１ａ及び２０１ｂによる無線リソースの使用が制限されないため、周波数利用効率が向上される。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

上述の本発明の実施形態では、相手通信装置は通信端末であるとしたが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、通信装置が基地局である場合、相手通信装置を、干渉低減機能を有する中継装置や無線ルータとすることができる。

また、上述の本発明の実施形態の説明において、閾値（所定値）「以上」または「未満」のような表現の技術的思想が意味する内容は必ずしも厳密な意味ではなく、基地局の仕様に応じて、基準となる値を含む場合又は含まない場合の意味を包含するものとする。例えば、閾値（所定値）「以上」とは、比較対象が閾値（所定値）に達した場合のみならず、閾値（所定値）を超えた場合も含意し得るものとする。また、例えば閾値（所定値）「未満」とは、比較対象が閾値（所定値）を下回った場合のみならず、閾値（所定値）に達した場合、つまり閾値（所定値）以下になった場合も含意し得るものとする。

１００、２００ 通信システム
１０１ａ、１０１ｂ、２０１ａ、２０１ｂ 基地局（通信装置）
１０３、２０３ 通信端末（相手通信装置）
１０５ 管理装置
１０７ａ、１０７ｂ、２０７ａ、２０７ｂ セル
１１１ 通信部
１１３ ベースバンド部
１１５ 記憶部
１１７ 制御部
２２１ 端末通信部
２２３ 端末ベースバンド部
２２５ 端末記憶部
２２７ 端末制御部
ＡＮＴ アレイアンテナ

Claims (12)

1. 複数の通信装置と、当該複数の通信装置と接続可能な相手通信装置とを含む通信システムにおいて、
   前記複数の通信装置の少なくとも１つは、前記相手通信装置の通信機能に関する情報を取得し、
   前記複数の通信装置は、同一の無線リソースを使用する場合、前記情報に基づき、送信すべき信号を制御する
   通信システム。
2. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記複数の通信装置の少なくとも１つは、前記取得した情報に基づき、前記相手通信装置の干渉低減機能の有無を判断し、
   前記複数の通信装置は、前記相手通信装置が干渉低減機能を有する場合、送信すべき前記信号を前記複数の通信装置間で異ならせる
   ことを特徴とする通信システム。
3. 請求項２に記載の通信システムにおいて、
   前記相手通信装置は、前記複数の通信装置から前記同一の無線リソースで送信された前記信号をそれぞれ受信すると、当該複数の信号を前記干渉低減機能により分離することを特徴とする通信システム。
4. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記複数の通信装置の少なくとも１つは、前記取得した情報に基づき、前記相手通信装置の干渉低減機能の有無を判断し、
   前記複数の通信装置は、前記相手通信装置が干渉低減機能を有さない場合、送信すべき前記信号を前記複数の通信装置間で同一にする
   ことを特徴とする通信システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信システムにおいて、
   当該通信システムは、前記複数の通信装置に接続され、当該複数の通信装置を管理する管理装置を更に含み、
   前記複数の通信装置の少なくとも１つは、前記相手通信装置によって受信された前記複数の通信装置からの電波それぞれの受信品質値を取得し、当該受信品質値及び前記情報を前記管理装置に送信し、
   前記管理装置は、前記受信した受信品質値及び情報に基づき、前記複数の通信装置に、前記同一の無線リソースで送信すべき前記信号を指示する
   ことを特徴とする通信システム。
6. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信システムにおいて、
   前記複数の通信装置は、通信ネットワークを介して互いに接続され、
   前記複数の通信装置の少なくとも１つは、前記相手通信装置によって受信された前記複数の通信装置からの電波それぞれの受信品質値を取得し、
   前記複数の通信装置は、前記受信品質値及び前記情報に基づき、前記同一の無線リソースで送信すべき前記信号を、前記通信ネットワークを介して決定する
   ことを特徴とする通信システム。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の通信システムにおいて用いられる通信装置であって、
   前記相手通信装置の通信機能に関する情報を取得し、
   前記複数の通信装置が同一の無線リソースを使用する場合、前記情報に基づき、送信すべき信号を制御する
   制御部を備える通信装置。
8. 複数の通信装置と、当該複数の通信装置と接続可能な相手通信装置とを含む通信システムにおける通信制御方法であって、
   前記複数の通信装置の少なくとも１つが、前記相手通信装置の通信機能に関する情報を取得するステップと、
   前記複数の通信装置が、同一の無線リソースを使用する場合、前記情報に基づき、送信すべき信号を制御するステップと
   を含む通信制御方法。
9. 複数の通信装置と、干渉低減機能を有する相手通信装置とを含む通信システムにおいて、
   前記相手通信装置は、
   前記複数の通信装置と無線通信を開始するための複数の識別番号を有し、
   前記複数の識別番号をそれぞれ用いて、前記複数の通信装置それぞれと接続し、
   前記複数の通信装置から同一の無線リソースで送信された信号をそれぞれ受信すると、当該複数の信号を前記干渉低減機能により分離する
   通信システム。
10. 請求項９に記載の通信システムにおいて、前記相手通信装置は、
    前記複数の通信装置との接続前に、前記複数の通信装置からの電波それぞれの受信品質値を算出し、
    当該受信品質値に基づいて、前記複数の通信装置は接続可能であると判断する
    ことを特徴とする通信システム。
11. 請求項９又は１０に記載の通信システムにおいて用いられる相手通信装置であって、
    前記複数の通信装置と無線通信を開始するための複数の識別番号を記憶する記憶部と、
    前記複数の識別番号をそれぞれ用いて、前記複数の通信装置それぞれと接続し、前記複数の通信装置から同一の無線リソースで送信された信号をそれぞれ受信すると、当該複数の信号を前記干渉低減機能により分離する制御部と
    を備える相手通信装置。
12. 複数の通信装置と、干渉低減機能を有し、前記複数の通信装置と無線通信を開始するための複数の識別番号を有する相手通信装置とを含む通信システムにおける通信制御方法であって、前記相手通信装置が、
    前記複数の識別番号をそれぞれ用いて、前記複数の通信装置それぞれと接続するステップと、
    前記複数の通信装置から同一の無線リソースで送信された信号をそれぞれ受信すると、当該複数の信号を前記干渉低減機能により分離するステップと
    を含む通信制御方法。

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