JP2015173417A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信エリアの少なくとも一部が重複する複数の基地局間での参照信号による干渉についても相互に低減することができる通信システムを提供する。【解決手段】無線通信フレームの所定の配列位置についてのみＭＢＳＦＮサブフレームが設定可能である。第１及び第２の基地局それぞれから送信される無線通信フレームの送信タイミングは、時間軸上でサブフレームの１単位分又は複数単位分の時間だけ互いにシフトされている。第１の基地局は、無線通信フレームにおける所定の配列位置のすべてについて設定したＭＢＳＦＮサブフレームについて信号の送信停止処理を実行する。第２の基地局は、無線通信フレームにおける一部の配列位置のうち第１の基地局で信号の送信停止処理が実行されたサブフレーム以外のサブフレームに対応する配列位置について設定したＭＢＳＦＮサブフレームについて信号の送信停止処理を実行する。【選択図】図７

Description

本発明は、複数の基地局を有する通信システムに関するものである。

近年の移動通信システムにおけるトラフィックの急増に対応すべく、従来のマクロセル基地局よりもセル（無線通信エリア）が狭いスモールセル基地局（「スモールセル基地局」や「極小セル基地局」などとも呼ばれる）の需要が高まっている。スモールセル基地局は、トラフィック対策のため多局展開されため、従来のマクロセル基地局のセル内に設置されることも想定される。このため、マクロセル基地局とスモールセル基地局との間でセル間干渉が発生するという問題がある。このセル間干渉を低減する技術として、マクロセル基地局とスモールセル基地局とが互いに時間同期していることを前提とした時間領域（サブフレーム単位）でのセル間干渉制御技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。このセル間干渉制御技術は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）−Ａｄｖａｎｃｅｄ標準に準拠した技術であり、ｅＩＣＩＣ（enhanced Inter-Cell Interference Coordination）とも呼ばれる。このセル間干渉制御技術では、例えば、マクロセル基地局が移動局装置に対するデータ領域の信号（データ信号、上位レイヤ制御信号）の下り送信を行わないＡＢＳ（Almost Blank Subframe）と呼ばれるサブフレーム群を設定し、そのサブフレーム群を示すＡＢＳパターンのテーブルを、配下のスモールセル基地局に通知する。スモールセル基地局は、ＡＢＳパターンに基づいて、配下の移動局（ユーザ端末装置）に対するリソース割り当てを決めるスケジューリングを行い、そのスケジューリングに基づいて移動局に対するデータ信号や上位レイヤ制御信号の下り送信を停止する。このようにマクロセル基地局とスモールセル基地局との間のセル間干渉を相互に低減することができる。

しかしながら、上記従来のＡＢＳを用いたセル間干渉制御技術では、上記複数の基地局間で送信停止の対象となっているサブフレームが通常のサブフレームの場合、そのサブフレームに配置されたチャネル推定等に用いられる参照信号については送信を停止することができず、参照信号による干渉が残留してしまうという課題がある。このように参照信号による干渉が残留すると、複数の基地局のセル間干渉を確実に低減することができず、通信品質や伝送速度の向上を図ることができない。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、無線通信エリアの少なくとも一部が重複する複数の基地局間での参照信号による干渉についても相互に低減することができる通信システムを提供することである。

本発明に係る通信システムは、無線通信エリアの少なくとも一部が互いに重複する第１の基地局及び第２の基地局を備え、第１の基地局及び第２の基地局はそれぞれ、互いに時間同期された状態で、複数のサブフレームが時間軸上で連続して配列された無線通信フレームにより移動局装置に対して下り送信を行う通信システムであって、前記無線通信フレームの先頭から順番に配列される複数のサブフレームの配列位置のうち予め決められた所定の配列位置についてのみ、参照信号の送信を停止できるサブフレームが設定可能であり、前記第１の基地局及び第２の基地局それぞれから送信される前記無線通信フレームの送信タイミングは、時間軸上でサブフレームの１単位分又は複数単位分の時間だけ互いにシフトされ、前記第１の基地局は、前記無線通信フレームにおける前記所定の配列位置のすべてについて、前記参照信号の送信を停止できるサブフレームを設定し、その設定したサブフレームについて信号の送信停止処理を実行し、前記第２の基地局は、前記無線通信フレームにおける前記所定の配列位置のうち第１の基地局で信号の送信停止処理が実行されたサブフレーム以外のサブフレームに対応する配列位置について、前記参照信号の送信を停止できるサブフレームを設定し、その設定したサブフレームについて信号の送信停止処理を実行する。
前記通信システムにおいて、前記第１の基地局及び第２の基地局それぞれに設定された送信停止対象のサブフレームの情報に応じて、前記無線通信フレームの送信タイミングのシフト量が設定されていてもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第１の基地局及び第２の基地局それぞれと通信可能なサーバ装置を備え、前記サーバ装置は、前記第１の基地局及び第２の基地局それぞれにおける干渉信号レベルの情報を受信し、前記干渉信号レベルの情報に基づいて送信停止対象のサブフレームを決定し、前記送信停止対象のサブフレームの情報を、前記第１の基地局及び第２の基地局それぞれに送信してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記無線通信フレームは１０個のサブフレームで構成され、前記無線通信フレームの先頭から第２番目（♯１）、第３番目（♯２）、第４番目（♯３）、第７番目（♯６）、第８番目（♯７）及び第９番目（♯８）の配列位置は、前記参照信号の送信を停止できるサブフレームが設定可能であり、前記第１の基地局及び第２の基地局の一方の基地局における前記無線通信フレームの送信タイミングに対して他方の基地局における前記無線通信フレームの送信タイミングを時間軸上でサブフレームの２単位分又は３単位分の時間だけシフトさせてもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第１の基地局は、干渉源のマクロセル基地局であり、前記第２の基地局は、前記マクロセル基地局のセル内に位置し、自身のセルが前記マクロセル基地局のセルよりも小さい被干渉のスモールセル基地局であってもよい。
前記通信システムにおいて、前記第１の基地局は、被干渉のマクロセル基地局であり、前記第２の基地局は、前記マクロセル基地局のセル内に位置し、自身のセルが前記マクロセル基地局のセルよりも小さい干渉源のスモールセル基地局であってもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第１の基地局及び第２の基地局はそれぞれ、前記マクロセル基地局のセル内に位置し、自身のセルがマクロセル基地局のセルよりも小さく互いに隣接している、被干渉及び干渉源のスモールセル基地局であってもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記参照信号の送信を停止できるサブフレームは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）−Ａｄｖａｎｃｅｄ標準に準拠したＭＢＳＦＮ（マルチメディア・ブロードキャスト・シングル周波数ネットワーク）サブフレームであってもおい。

本発明によれば、無線通信エリアの少なくとも一部が重複する複数の基地局間での参照信号による干渉についても相互に低減することができる、という効果を奏する。

本発明の実施形態に係るマクロセル基地局及びスモールセル基地局を備えた移動通信システムの概略構成の一例を示す説明図。 マクロセル基地局及びスモールセル基地局の３次元的な配置の様子を示す説明図。 ＬＴＥダウンリンクの無線通信フレームのフォーマットの一例を示す説明図。 無線通信フレームを構成するサブフレームのフォーマットの一例を示す説明図。 従来のセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）で採用されるＡＢＳによるサブフレームにおける送信停止の様子の一例を示す説明図。 （ａ）及び（ｂ）は２種類のＡＢＳにおけるサブフレーム内の信号の様子の一例を示す説明図。 本実施形態におけるスモールセル基地局での無線通信フレームのシフトの一例を示す説明図。 本実施形態におけるスモールセル基地局での無線通信フレームのシフトの他の例を示す説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るマクロセル基地局とスモールセル基地局とが配置された移動通信システムの概略構成を示す説明図である。図２は、マクロセル基地局及びスモールセル基地局の３次元的な配置の様子を示す説明図である。

図１において、本実施形態の移動通信システムは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの標準仕様に準拠した通信システムであり、第１の基地局としてのマクロセル基地局１０と、そのマクロセル基地局１０の無線通信エリアであるセル（以下、適宜「マクロセル」という。）１０Ａ内に位置する第２の基地局としてのスモールセル基地局２０と、各基地局１０、２０と通信回線を介して通信可能なサーバ装置４０とを備える。スモールセル基地局２０の無線通信エリアであるセル（以下、適宜「スモールセル」という。）２０Ａは、マクロセル基地局１０のセル１０Ａの内側に含まれている。

なお、近年、大都市部においては、中高層ビルの屋内オフィスでの通信トラフィックが急増しているため、高さ方向にも効率良く通信トラフィックを運ぶ手段が求められている。そのため、図２に示すように、スモールセル２０Ａをビル内の高さ方向に設置する３次元空間セル構成が有効である。

図１において、移動局であるユーザ端末装置（ＵＥ）３０は、マクロセル基地局１０のセル１０Ａに在圏してマクロセル基地局１０に接続されたユーザ端末装置（ＭＵＥ）であり、マクロセル基地局１０を介して電話やデータ通信などのための無線通信が可能な状態にある。このユーザ端末装置３０は、マクロセル１０Ａのスモールセル２０Ａとの境界部に近い位置に在圏しているため、スモールセル２０Ａからの干渉を受けやすい状況にある。

また、移動局であるユーザ端末装置（ＵＥ）３１は、スモールセル基地局２０のセル２０Ａの外縁部に在圏してスモールセル基地局２０に接続されたユーザ端末装置（ＨＵＥ）であり、スモールセル基地局２０を介して電話やデータ通信などのための無線通信が可能な状態にある。このユーザ端末装置３１は、スモールセル２０Ａのマクロセル１０Ａとの境界部に近い位置に在圏しているため、マクロセル１０Ａからの干渉を受けやすい状況にある。

ユーザ端末装置３０、３１は、マクロセル１０Ａやスモールセル２０Ａに在圏するときに、その在圏するセルに対応するマクロセル基地局やスモールセル基地局と間で所定の通信方式及び無線通信リソースを用いて無線通信することができる。ユーザ端末装置３０、３１は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより基地局１０，２０等との間の無線通信等を行うことができる。

マクロセル基地局１０は、移動体通信網において屋外に設置されている通常の半径数百ｍ乃至数ｋｍ程度の広域エリアであるマクロセルをカバーする広域の基地局であり、「マクロセル基地局」、「Ｍａｃｒｏ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ」、「ＭｅＮＢ」等と呼ばれる場合もある。マクロセル基地局１０は、他の基地局と例えば有線の通信回線で接続され、所定の通信インターフェースで通信可能になっている。また、マクロセル基地局１０は、回線終端装置及び専用回線などの通信回線５０を介して移動体通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上のサーバ装置４０などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。

スモールセル基地局２０は、広域のマクロセル基地局とは異なり、無線通信可能距離が数ｍ乃至数百ｍ程度であり、一般家庭、店舗、オフィス等の屋内にも設置することができる小容量の基地局である。スモールセル基地局２０は、移動体通信網における広域のマクロセル基地局がカバーするエリアよりも小さなエリアをカバーするように設けられるため「フェムト基地局」と呼ばれたり、「Ｈｏｍｅ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ」や「Ｈｏｍｅ ｅＮＢ」と呼ばれたりする場合もある。スモールセル基地局２０についても、回線終端装置及びＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線や光回線等のブロードバンド公衆通信回線などの通信回線５１を介して移動体通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上のサーバ装置４０などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。

また、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれの基地局装置は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、後述の干渉を抑制するための各種処理を実行したり、所定の通信方式及び無線通信リソースを用いてユーザ端末装置３０、３１との間の無線通信を行ったりすることができる。

基地局装置は、例えば、アンテナ、無線信号経路切り換え部、送受共用器（ＤＵＰ：Duplexer）、下り無線受信部とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）復調部、干渉測定部、上り無線受信部、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access）復調部など備える。更に、基地局装置は、ＯＦＤＭ変調部、下り無線送信部、制御部、同期捕捉・セルＩＤ抽出部等を備える。

下り無線受信部は、ＬＴＥに規定されているダウンリンク用のＯＦＤＭ方式で変調された報知情報を含む無線信号を、アンテナ、無線信号経路切り換え部を介して、周辺の基地局１０受信する。ＯＦＤＭ復調部は、ＯＦＤＭ方式で変調されている無線信号を復調して受信信号を得る。干渉測定部は、干渉信号レベルを測定する測定手段として機能する。この干渉測定部は、ＯＦＤＭ復調部で復調された受信信号から、周辺の基地局が送信した干渉波の信号レベル（以下「干渉信号レベル」という。）を測定し、その干渉信号レベルの測定結果を制御部に渡す。

同期捕捉・セルＩＤ抽出部は、下り無線受信部で受信した受信信号に基づいて、周辺基地局を識別する基地局識別情報としてのセルＩＤ（ＰＣＩ：Physical Cell ID）を特定し、周辺の基地局との間で時間を同期させるための時間同期処理としての同期捕捉処理を実行する。時間同期処理の方式としては、「ＧＰＳ方式」、「ネットワーク方式」、「エアーリスニング方式」等を用いることができる。ＧＰＳ方式は、ＧＰＳ受信器で受信したＧＰＳ信号の時刻情報に基づいて同期をとる方式である。ネットワーク方式は、移動通信ネットワークを介して受信した時刻情報に基づいて同期をとる方式である。また、エアーリスニング方式は、周辺基地局の下り信号の検出し、その信号を基準として同期をとる方式である。

ＳＣ−ＦＤＭＡ復調部は、上り無線受信部で受信した受信信号に対してＳＣ−ＦＤＭＡ方式の復調処理を実行し、復調されたデータを制御部に渡す。ＯＦＤＭ変調部は、制御部から受けた自局のセルに在圏しているユーザ端末装置に向けて送信する下り信号のデータを、所定の電力で送信されるように、ＯＦＤＭ方式で変調する。また、基地局装置がサーバ装置４０から送信停止対象のサブフレームの情報を受信した場合、ＯＦＤＭ変調部は、無線通信フレーム中の特定のサブフレームについてのみ下り送信を停止するように制御される。下り無線送信部は、ＯＦＤＭ変調部で変調した送信信号を、送受共用器、無線信号経路切り換え部及びアンテナを介して送信する。

基地局装置の制御部は、例えばコンピュータ装置で構成され、所定のプログラムが読み込まれて実行されることにより、各部を制御したり各種処理を実行したりする。また、制御部は、外部通信インターフェース部と協働して、干渉測定部で測定した干渉信号レベルの情報をサーバ装置に送信する手段として機能する。制御部は、外部通信インターフェース部と協働して、送信停止対象のサブフレームの情報であるＡＢＳパターン情報をサーバ装置から受信する手段としても機能する。また、制御部は、サーバ装置４０から受信した送信停止対象のサブフレームの情報（ＡＢＳパターン情報）に基づいて、特定の送信停止対象のサブフレームにおける下り送信を停止するように制御する手段としても機能する。

同期捕捉・セルＩＤ抽出部は、下り無線受信部で受信した受信信号に基づいて、周辺基地局を識別する基地局識別情報としてのセルＩＤ（ＰＣＩ：Physical Cell ID）を特定し、干渉源の基地局との間で時間を同期させるための時間同期処理としての同期捕捉処理を実行する。

なお、図１では、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０を一つずつ図示しているが、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０はそれぞれ複数であってもよい。また、図１では、マクロセル１０Ａ及びスモールセル２０Ａそれぞれに在圏するユーザ端末装置が１台ずつ在圏する場合について図示しているが、各セルに在圏するユーザ端末装置は複数台であってもよい。

サーバ装置４０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部などのハードウェアを用いて構成されている。サーバ装置４０は、所定のプログラムが実行されることにより後述の干渉を低減するための各種処理を実行したり、通信回線５０，５１を介してマクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０と通信したりすることができる。また、サーバ装置４０のコンピュータ装置は、被干渉のスモールセル基地局２０から受信した干渉信号レベルの情報に基づいて、ユーザ端末装置に対する下り送信の無線通信フレーム内の少なくとも一つのサブフレームについて干渉源のマクロセル基地局１０からの下り送信の停止が必要か否かを判断する手段として機能する。また、サーバ装置４０のコンピュータ装置は、前記下り送信の停止が必要であると判断した場合、無線通信フレーム内の少なくとも一つの送信停止対象のサブフレームを決定する手段としても機能する。サーバ装置４０のコンピュータ装置は、外部通信インターフェース部と協働して、被干渉のスモールセル基地局２０における干渉信号レベルの情報をスモールセル基地局２０から受信する手段、及び干渉源のマクロセル基地局１０に、前記決定した送信停止対象のサブフレームの情報を送信する手段としても機能する。

次に、上記構成の移動通信システムにおけるセル間干渉制御について説明する。
近年、急増するトラフィックへの対策として、マクロセル１０Ａ上にスモールセル２０Ａを重畳するオーバレイセル構成の適用が有効である。しかし、オーバレイセル構成ではマクロセル１０Ａとスモールセル２０Ａとの間の干渉が生じるため、その適用効果を最大化するためには干渉を制御することが必要となる。干渉制御方法としては、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ標準のｅＩＣＩＣ（enhanced Inter-Cell Interference Coordination）技術が有効である。

図３は、ＬＴＥダウンリンクの無線通信フレームのフォーマットの一例を示す説明図である。
図３に示すように、ＬＴＥダウンリンクの信号の１単位である所定長（図示の例では１０ｍｓｅｃ）の無線通信フレーム１００は、所定個数（図示の例では１０個）の所定長（図示の例では１．０ｍｓｅｃ）のサブフレーム１１０で構成される。また、各サブフレーム１１０は、所定個数（図示の例では２個）の所定長（図示の例では０．５ｍｓｅｃ）のスロットに分割されている。ＬＴＥダウンリンクのスケジューリングの最小時間単位であるＴＴＩ（Transmission Time Interval）は１サブフレームであるので、サブフレームごとに、スケジューリングされたユーザ端末装置へ無線リソースの最小単位であるリソースブロック（ＲＢ）が割り当てられる。

図３の無線通信フレーム１００において、先頭から第２番目（♯１）、第３番目（♯２）、第４番目（♯３）、第７番目（♯６）、第８番目（♯７）及び第９番目（♯８）の配列位置にはセル固有の参照信号（ＣＲＳ）の送信を停止できるサブフレームを設定可能である。この参照信号（ＣＲＳ）の送信を停止できるサブフレームは、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ標準に準拠したＭＢＳＦＮ（マルチメディア・ブロードキャスト・シングル周波数ネットワーク）サブフレームである。無線通信フレーム１００のその他の配列位置すなわち先頭から第２番目（♯０）、第５番目（♯４）、第６番目（♯５）及び第１０番目（♯９）の配列位置には、ＭＢＳＦＮサブフレームを設定することができず、参照信号（ＣＲＳ）の送信を停止できない通常のサブフレームのみ設定できる。

図４は、無線通信フレームを構成するサブフレームのフォーマットの一例を示す説明図である。図４において、各サブフレーム１１０は、例えば、周波数方向に１２サブキャリア（１５ｋＨｚ）、時間軸方向に１６８ＦＤＭシンボルの計１４４個のＲＥ（Resource Element）で構成される。ここで、「シンボル」とは、無線通信で伝送される情報の一単位である。また、一つのシンボルは伝送対象の情報の１回の変調で生成され、１シンボルの情報量（ビット数）は変調方式によって決まる。１サブフレーム毎に各ユーザ端末装置がどの周波数／時間リソースマッピングされているのか、各ユーザ端末装置へのデータ信号がどのような変調フォーマット（変調方式、符号化率）を使用するか等のスケジューリングを行い、その結果がユーザ端末装置へ通知される。

図４に示すように、各サブフレーム１１０は、下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネル信号のＲＥがマッピングされる先頭部分の制御領域１１０Ａと、データチャネル信号や上位制御チャネル信号のＲＥがマッピングされるデータ領域１１０Ｂとを有する。

サブフレーム１１０の制御領域１１０Ａには、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルであるＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）が設定される。ＰＤＣＣＨは、上下リンクのスケジューリングの決定や上りリンクの電力制御コマンドなどの制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）の伝送に用いられる。ＤＣＩには、ＰＤＳＣＨリソース指示、伝送フォーマット、ＨＡＲＱ情報、および空間多重に関する制御情報を含む下りリンクスケジューリング割当てが含まれる。また、ＤＣＩには、ＰＵＳＣＨリソース指示、伝送フォーマット、ＨＡＲＱ関連情報を上りリンクスケジューリンググラントも含まれる。

また、サブフレーム１１０のデータ領域１１０Ｂには、物理共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）が設定される。ＰＤＳＣＨは、下りリンクデータを送信する物理チャネルであり、ＭＩＭＯ伝送方式としてＭＩＭＯダイバーシティに加え、ＬＴＥでは最大４レイヤのＭＩＭＯ多重、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは最大８レイヤのＭＩＭＯ多重に対応する。また、ＭＩＢ以外の報知情報であるＳＩＢや着信時の呼び出しであるページング情報、その他上位レイヤの制御メッセージ、例えばＲＲＣ（Radio Resource Control protocol）レイヤの制御情報もＰＤＳＣＨで送信される。ユーザ端末装置は、ＰＤＣＣＨから取得した無線リソース割当位置、変調方式、データサイズ（ＴＢ：Transport Block size）等の情報に基づいてＰＤＳＣＨを復号する。

また、ＬＴＥにおいてサブフレーム１１０内の時間領域で１４ＯＦＤＭシンボルのうち、第１、５、８、１２ＯＦＤＭシンボル内にセル固有の参照信号（ＣＲＳ）が分散して規則的に配置される。この参照信号ＣＲＳは、ユーザ端末装置におけるチャネル品質情報（ＣＳＩ：Channel State Information）の測定用の基準信号及びデータ復調用の基準信号という２つの役割を担っている。参照信号ＣＲＳはセルＩＤによって、異なるスクランブリングとマッピングされるサブキャリア位置の周波数シフトが適用される。また、前述のように、通常のサブフレーム内にマッピングされた参照信号ＣＲＳについてはＡＢＳで送信を停止することができず、ＭＢＳＦＮサブフレーム内にマッピングされた参照信号ＣＲＳについてはＡＢＳで送信を停止することができる。

図５は、従来のセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）で採用されているＡＢＳによるサブフレームにおける送信停止の様子の一例を示す説明図である。ＡＢＳでは、マクロセルの一部のサブフレーム（図示の例では♯１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレーム）で信号送信を停止することにより、スモールセルに接続しているユーザ端末装置における干渉を低減することができる。また、スモールセルの一部のサブフレーム（図示の例では♯０，＃４，＃５，＃９のサブフレーム）で信号送信を停止することにより、マクロセルに接続しているユーザ端末装置における干渉を低減することができる。

図６（ａ）及び（ｂ）は２種類のＡＢＳにおけるサブフレーム内の信号の様子の一例を示す説明図である。従来のセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）で採用されるＡＢＳには、通常のサブフレームについて送信を停止してＡＢＳ化するもの（以下、「Ｎｏｎ−ＭＢＳＦＮ ＡＢＳ」という。）と、ＭＢＳＦＮサブフレームについて送信を停止してＡＢＳ化するもの（以下、「ＭＢＳＦＮ ＡＢＳ」という。）の２種類がある。

図６（ａ）に示すＮｏｎ−ＭＢＳＦＮ ＡＢＳでは、受信レベル測定及びチャネル推定に用いられるＣＲＳが１つの通常のサブフレーム内の４つのＯＦＤＭシンボルで送信される。これに対し、図６（ｂ）に示すＭＢＳＦＮ ＡＢＳでは先頭の制御領域のＯＦＤＭシンボルのみでＣＲＳが送信され、データ領域ではＣＲＳを含めて全ての信号が送信されないため、セル間の干渉を大幅に低減できる。

但し、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの仕様においてＭＢＳＦＮ ＡＢＳを適用できるのは１フレーム内の１０サブフレーム中の特定の６サブフレームのみとの制約がある。具体的には、前述のように、図３に示す１０箇所のサブフレーム配列位置中の先頭から第２番目（♯１）、第３番目（♯２）、第４番目（♯３）、第７番目（♯６）、第８番目（♯７）及び第９番目（♯８）の６つの配列位置にのみ、セル固有の参照信号（ＣＲＳ）の送信を停止できるＭＢＳＦＮサブフレームを設定可能である。１０箇所のサブフレーム配列位置中の先頭から第２番目（♯０）、第５番目（♯４）、第６番目（♯５）及び第１０番目（♯９）の配列位置には、ＭＢＳＦＮサブフレームを設定することができない。

そのため、マクロセルとスモールセルとの間のセル間干渉制御を行う場合、上記６箇所のＭＢＳＦＮサブフレームにおいてはマクロセルからスモールセルへの干渉又はスモールセルからマクロセルへの干渉を低減させるＭＢＳＦＮ ＡＢＳが可能であるが、それ以外の上記４箇所の通常のサブフレームにおいてはどちらの方向の干渉に対しても効果の小さいＮｏｎ−ＭＢＳＦＮ ＡＢＳによる干渉低減しか行うことができない。すなわち、従来のセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）では、マクロセルとスモールセルとの間で相互にＭＢＳＦＮ ＡＢＳを設定することができない。

そこで、本実施形態では、マクロセル及びスモールセルのリソース割当（ＡＢＳの設定）に応じて、マクロセルにおける無線通信フレームの送信タイミングに対してスモールセルにおける送信タイミングをサブフレーム単位でシフトさせ、１０個のすべてのサブフレームでいずれかの方向の干渉をＭＢＳＦＮ ＡＢＳにより低減させることで通信品質、伝送速度の向上を実現している。

図７は、本実施形態におけるスモールセル基地局での無線通信フレームのシフトの一例を示す説明図である。図７の例は、マクロセル１０ＡにおけるＡＢＳを割り当てるサブフレームの数とスモールセル２０ＡにおけるＡＢＳを割り当てるサブフレームの数との比であるＡＢＳ割当比率が４：６、５：５又は６：４の場合に好適な例である。

図７の例では、マクロセル基地局１０における無線通信フレームの送信タイミングに対して、スモールセル基地局２０における無線通信フレーム１００の送信タイミングを時間軸上でサブフレームの２単位分の時間だけシフトさせている。
マクロセル基地局１０は、無線通信フレーム１００におけるＭＢＳＦＮサブフレーム設定可能な６箇所の配列位置（＃１〜＃３、＃６〜＃８）のすべてについて、参照信号（ＣＲＳ）の送信を停止できるＭＢＳＦＮサブフレームを設定している。そして、その設定したＭＢＳＦＮサブフレームについて信号の送信停止処理を実行している。
一方、スモールセル基地局２０は、無線通信フレーム１００におけるＭＢＳＦＮサブフレーム設定可能な６箇所の配列位置のうちマクロセル基地局１０で信号の送信停止処理が実行されたサブフレーム以外のＭＢＳＦＮサブフレームに対応する配列位置（＃２、＃３、＃７、＃８）について、参照信号（ＣＲＳ）の送信を停止できるＭＢＳＦＮサブフレームを設定している。そして、その設定したＭＢＳＦＮサブフレームについて信号の送信停止処理を実行している。
これにより、無線通信フレーム１００を構成する１０個のサブフレームの全てにおいてＭＢＳＦＮ ＡＢＳを適用し、データ領域におけるデータ信号や上位レイヤ制御信号だけでなく参照信号（ＣＲＳ）の送信も停止することができる。従って、上記ＡＢＳ割当比率が４：６、５：５又は６：４の場合に、マクロセル基地局１０とスモールセル基地局２０との間で参照信号による干渉についても相互に低減することができる。

図８は、本実施形態におけるスモールセル基地局での無線通信フレームのシフトの他の例を示す説明図である。図８の例も上記ＡＢＳ割当比率が４：６、５：５又は６：４の場合に好適な例である。

図８の例では、マクロセル基地局１０における無線通信フレームの送信タイミングに対して、スモールセル基地局２０における無線通信フレーム１００の送信タイミングを時間軸上でサブフレームの３単位分の時間だけシフトさせている。
マクロセル基地局１０は、無線通信フレーム１００におけるＭＢＳＦＮサブフレーム設定可能な６箇所の配列位置（＃１〜＃３、＃６〜＃８）のすべてについて、参照信号（ＣＲＳ）の送信を停止できるＭＢＳＦＮサブフレームを設定している。そして、その設定したＭＢＳＦＮサブフレームについて信号の送信停止処理を実行している。
一方、スモールセル基地局２０は、無線通信フレーム１００におけるＭＢＳＦＮサブフレーム設定可能な６箇所の配列位置のうちマクロセル基地局１０で信号の送信停止処理が実行されたサブフレーム以外のＭＢＳＦＮサブフレームに対応する配列位置（＃１、＃２、＃６、＃７）について、参照信号（ＣＲＳ）の送信を停止できるＭＢＳＦＮサブフレームを設定している。そして、その設定したＭＢＳＦＮサブフレームについて信号の送信停止処理を実行している。
これにより、無線通信フレーム１００を構成する１０個のサブフレームの全てにおいてＭＢＳＦＮ ＡＢＳを適用し、データ領域におけるデータ信号や上位レイヤ制御信号だけでなく参照信号（ＣＲＳ）の送信も停止することができる。従って、上記ＡＢＳ割当比率が４：６、５：５又は６：４の場合に、マクロセル基地局１０とスモールセル基地局２０との間で参照信号による干渉についても相互に低減することができる。

なお、上記実施形態では、セルが互いに重複するマクロセル基地局１０とスモールセル基地局２０との間のセル間干渉を低減する場合について説明したが、本発明は、セルが互いに重複するスモールセル基地局２０間のセル間干渉を低減する場合にも同様に適用することができる。

また、本実施形態では、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄへの適用を前提に説明したが、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄと類似のチャネル構成を用いるシステムであれば、本発明の概念はどのようなシステムにも適用可能であり、さらに本実施形態に示した送信機および受信機の構成に限定されない。また、セルサーチ用の信号系列、伝搬路応答の推定等に用いられるや参照信号の系列や誤り訂正のために用いられる通信路符号化方式はこれらの用途に適合するものであれば、どのような種類のものでも構わず、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄで定義されているものに限定されない。

また、本明細書で説明された処理工程並びに移動通信システム、基地局及びユーザ端末装置（移動局装置）の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、Ｎｏｄｅ Ｂ、端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

１０ マクロセル基地局
１０Ａ マクロセル
２０ スモールセル基地局
２０Ａ スモールセル
３０ ユーザ端末装置（移動機、移動局装置）
４０ サーバ装置
５０、５１ 通信回線
１００ 無線通信フレーム
１１０ サブフレーム

特開２０１２−１２９７９３号公報

Claims (8)

1. 無線通信エリアの少なくとも一部が互いに重複する第１の基地局及び第２の基地局を備え、第１の基地局及び第２の基地局はそれぞれ、互いに時間同期された状態で、複数のサブフレームが時間軸上で連続して配列された無線通信フレームにより移動局装置に対して下り送信を行う通信システムであって、
   前記無線通信フレームの先頭から順番に配列される複数のサブフレームの配列位置のうち予め決められた所定の配列位置についてのみ、参照信号の送信を停止できるサブフレームが設定可能であり、
   前記第１の基地局及び第２の基地局それぞれから送信される前記無線通信フレームの送信タイミングは、時間軸上でサブフレームの１単位分又は複数単位分の時間だけ互いにシフトされ、
   前記第１の基地局は、前記無線通信フレームにおける前記所定の配列位置のすべてについて、前記参照信号の送信を停止できるサブフレームを設定し、その設定したサブフレームについて信号の送信停止処理を実行し、
   前記第２の基地局は、前記無線通信フレームにおける前記所定の配列位置のうち第１の基地局で信号の送信停止処理が実行されたサブフレーム以外のサブフレームに対応する配列位置について、前記参照信号の送信を停止できるサブフレームを設定し、その設定したサブフレームについて信号の送信停止処理を実行することを特徴とする通信システム。
2. 請求項１の通信システムにおいて、
   前記第１の基地局及び第２の基地局それぞれに設定された送信停止対象のサブフレームの情報に応じて、前記無線通信フレームの送信タイミングのシフト量が設定されていることを特徴とする通信システム。
3. 請求項１又は２の通信システムにおいて、
   前記第１の基地局及び第２の基地局それぞれと通信可能なサーバ装置を備え、
   前記サーバ装置は、
   前記第１の基地局及び第２の基地局それぞれにおける干渉信号レベルの情報を受信し、
   前記干渉信号レベルの情報に基づいて送信停止対象のサブフレームを決定し、
   前記送信停止対象のサブフレームの情報を、前記第１の基地局及び第２の基地局それぞれに送信することを特徴とする通信システム。
4. 請求項１乃至３のいずれかの通信システムにおいて、
   前記無線通信フレームは１０個のサブフレームで構成され、
   前記無線通信フレームの先頭から第２番目（♯１）、第３番目（♯２）、第４番目（♯３）、第７番目（♯６）、第８番目（♯７）及び第９番目（♯８）の配列位置は、前記参照信号の送信を停止できるサブフレームが設定可能であり、
   前記第１の基地局及び第２の基地局の一方の基地局における前記無線通信フレームの送信タイミングに対して他方のことを特徴とする通信システム。
5. 請求項１乃至４のいずれかの通信システムにおいて、
   前記第１の基地局は、干渉源のマクロセル基地局であり、
   前記第２の基地局は、前記マクロセル基地局のセル内に位置し、自身のセルが前記マクロセル基地局のセルよりも小さい被干渉のスモールセル基地局であることを特徴とする通信システム。
6. 請求項１乃至４のいずれかの通信システムにおいて、
   前記第１の基地局は、被干渉のマクロセル基地局であり、
   前記第２の基地局は、前記マクロセル基地局のセル内に位置し、自身のセルが前記マクロセル基地局のセルよりも小さい干渉源のスモールセル基地局であることを特徴とする通信システム。
7. 請求項１乃至４のいずれかの通信システムにおいて、
   前記第１の基地局及び第２の基地局はそれぞれ、前記マクロセル基地局のセル内に位置し、自身のセルがマクロセル基地局のセルよりも小さく互いに隣接している、被干渉及び干渉源のスモールセル基地局であることを特徴とする通信システム。
8. 請求項１乃至７のいずれかの通信システムにおいて、
   前記参照信号の送信を停止できるサブフレームは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）−Ａｄｖａｎｃｅｄ標準に準拠したＭＢＳＦＮ（マルチメディア・ブロードキャスト・シングル周波数ネットワーク）サブフレームであることを特徴とする通信システム。