JP5291251B2 - 無線通信システム、無線基地局、及び通信制御方法 - Google Patents

無線通信システム、無線基地局、及び通信制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、下りリンク制御チャネルを使用して下りリンク制御情報を送信する無線通信システム、無線基地局、及び通信制御方法に関する。
現在運用されている第３世代及び第３．５世代セルラ無線通信システムよりも高速・大容量の通信を実現する次世代システムとして、標準化団体である３ＧＰＰで標準化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）、及びＬＴＥを高度化したＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄがある。
ＬＴＥシステム（ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄを含む）では、無線基地局は、下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ: Physical Downlink Control CHanneｌ）を使用して、無線端末との無線通信を制御するための下りリンク制御情報（ＤＣＩ: Downlink Control Information）を送信する。下りリンク制御チャネルは、無線基地局間で周波数帯域が重複する。
ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄにおいては、高電力基地局（いわゆる、マクロセル基地局）と低電力基地局（いわゆる、ピコセル基地局又はフェムトセル基地局）とが混在するヘテロジーニアスネットワークの提供が検討されている。ヘテロジーニアスネットワークは、高電力基地局の負荷を低電力基地局に分散させることが可能である。
無線端末は複数の無線基地局のうち無線信号の受信電力が最も高いものに接続することが一般的であることから、ヘテロジーニアスネットワークにおいては、低電力基地局に無線端末が接続する機会が少なくなる可能性がある。このような事情に鑑みて、低電力基地局からの受信電力が最も高い状態でなくても無線端末を当該低電力基地局に接続するように制御することで、低電力基地局のセルカバレッジを拡張する手法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
下りリンク制御チャネルは無線基地局間で周波数帯域が重複するため、互いに隣接する２つの無線基地局においては、一方の無線基地局が使用する下りリンク制御チャネルが、他方の無線基地局が使用する下りリンク制御チャネルからの干渉を受け、当該一方の無線基地局の下りリンク制御チャネルの下りリンク制御情報を正常に受信できなくなる可能性がある。無線端末は無線基地局からの下りリンク制御情報を正常に受信できないと当該無線基地局との無線通信を行うことが困難である。
特に、ヘテロジーニアスネットワークにおいて低電力基地局のセルカバレッジを拡張する手法では、低電力基地局が使用する下りリンク制御チャネルが、高電力基地局が使用する下りリンク制御チャネルから大きな干渉を受ける可能性が高いため、上記の問題がより一層深刻になる。
そこで、本発明は、下りリンク制御チャネルの基地局間干渉を低減できる無線通信システム、無線基地局、及び通信制御方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明に係る無線通信システムの特徴は、下りリンク制御チャネルを使用して、自局に接続する無線端末との無線通信を制御する第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局に隣接する無線基地局であって、前記第１の無線基地局が使用する下りリンク制御チャネルと周波数帯域が重複する下りリンク制御チャネルを使用して、自局に接続する無線端末との無線通信を制御する第２の無線基地局とを備え、前記第１の無線基地局は、前記第２の無線基地局の下りリンク制御チャネルの使用状態を制御するための制御情報を前記第２の無線基地局に送信する送信部を備え、前記第２の無線基地局は、前記制御情報を前記第１の無線基地局から受信する受信部と、前記受信部が受信した前記制御情報に応じて、自局の下りリンク制御チャネルの使用状態を制御する制御部とを備えることを要旨とする。
このような特徴によれば、第１の無線基地局は、第２の無線基地局の下りリンク制御チャネルの使用状態を制御することで、第２の無線基地局の下りリンク制御チャネルから自局の下りリンク制御チャネルが受ける干渉を低減可能になる。これにより、第１の無線基地局は、例えば自局のセルカバレッジを拡張する場合等であっても、自局に接続する無線端末が下りリンク制御情報を正常に受信できるようになる。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記使用状態は、下りリンク制御チャネルとして使用される無線リソースの量を示す制御チャネル使用量であることを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記制御情報は、前記第１の無線基地局又は前記第２の無線基地局の前記制御チャネル使用量を上限値以下に制限すべきサブフレームである制限対象サブフレームを示す情報を含むことを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記制御情報は、前記上限値を示す情報を含むことを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記制御情報は、前記制限対象サブフレームにおいて、下りリンクデータチャネルとして使用される無線リソースの量を示すデータチャネル使用量を前記制御チャネル使用量に連動させるか否かを示す情報を含むことを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記制御情報は、前記第１の無線基地局が前記制限対象サブフレームのデータ領域の全周波数帯の下りリンク送信電力を閾値以下に制限することを示す情報と、前記閾値を示す情報とを含むことを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記制御情報は、前記第１の無線基地局がサブフレーム内で下りリンク制御チャネルとして使用する時間範囲に対応するシンボル数を示すシンボル数情報と、前記第２の無線基地局が前記時間範囲内で上限とすべき無線リソースの使用率を示す使用率情報とを含むことを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記制御情報は、前記第１の無線基地局がサブフレーム内で下りリンク制御チャネルとして使用する時間範囲に対応するシンボル数を示すシンボル数情報と、前記第１の無線基地局が前記時間範囲内で上限とする無線リソースの使用率を示す使用率情報とを含むことを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記第２の無線基地局の前記制御部は、前記受信部が受信した前記制御情報に含まれる前記シンボル数情報と前記使用率情報とに応じて、前記時間範囲内での自局の無線リソース使用率を制御することを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記使用状態は、下りリンク制御チャネルの送信電力であることを要旨とする。
本発明に係る無線基地局の特徴は、隣接基地局が使用する下りリンク制御チャネルと周波数帯域が重複する下りリンク制御チャネルを使用して、自局に接続する無線端末との無線通信を制御する無線基地局であって、前記隣接基地局の下りリンク制御チャネルの使用状態を制御するための制御情報を前記隣接基地局に送信する送信部を備えることを要旨とする。
本発明に係る無線基地局の特徴は、隣接基地局が使用する下りリンク制御チャネルと周波数帯域が重複する下りリンク制御チャネルを使用して、自局に接続する無線端末との無線通信を制御する無線基地局であって、自局の下りリンク制御チャネルの使用状態を制御するための制御情報を前記隣接基地局から受信する受信部と、前記受信部が受信した前記制御情報に応じて、自局の下りリンク制御チャネルの使用状態を制御する制御部とを備えることを要旨とする。
本発明に係る通信制御方法の特徴は、下りリンク制御チャネルを使用して、自局に接続する無線端末との無線通信を制御する第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局に隣接する無線基地局であって、前記第１の無線基地局が使用する下りリンク制御チャネルと周波数帯域が重複する下りリンク制御チャネルを使用して、自局に接続する無線端末との無線通信を制御する第２の無線基地局とを備える無線通信システムで用いられる通信制御方法であって、前記第１の無線基地局が、前記第２の無線基地局の下りリンク制御チャネルの使用状態を制御するための制御情報を前記第２の無線基地局に送信するステップと、前記第２の無線基地局が、前記制御情報を前記第１の無線基地局から受信するステップと、前記第２の無線基地局が、前記受信するステップで受信した前記制御情報に応じて、自局の下りリンク制御チャネルの使用状態を制御するステップとを有することを要旨とする。
本発明の特徴によれば、下りリンク制御チャネルの基地局間干渉を低減できる無線通信システム、無線基地局、及び通信制御方法を提供できる。
第１実施形態〜第７実施形態に係るＬＴＥシステムの概要を説明するための図である。 図２（ａ）は、ＦＤＤ方式が使用される場合の下り無線フレーム構成を示すフレーム構成図であり、図２（ｂ）は、下りサブフレームの構成を示すフレーム構成図である。 第１実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 第１実施形態に係るピコセル基地局の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係るマクロセル基地局の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る使用量制御情報の構成例を説明するための図である。 第１実施形態に係る無線通信システムの動作例を示す動作シーケンス図である。 第２実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 第２実施形態に係る無線通信システムの動作例を示す動作シーケンス図である。 第３実施形態に係るピコセル基地局の構成を示すブロック図である。 第３実施形態に係るマクロセル基地局の構成を示すブロック図である。 第３実施形態に係るＰＤＣＣＨ通知メッセージの構成例を示す図である。 第３実施形態に係る無線通信システムの動作例を示す動作シーケンス図である。 第４実施形態に係るピコセル基地局の構成を示すブロック図である。 第４実施形態に係る無線通信システムの動作例を示す動作シーケンス図である。 第５実施形態に係るピコセル基地局の構成を示すブロック図である。 第５実施形態に係る無線通信システムの動作例を示す動作シーケンス図である。 第６実施形態に係る、ピコセル基地局のＰＤＣＣＨについての干渉状態を説明するための図である。 第６実施形態に係るメッセージ構成例を説明するための図である。 第７実施形態に係るマクロセル基地局の構成を示すブロック図である。 第７実施形態に係るピコセル基地局の構成を示すブロック図である。 第７実施形態に係る無線通信システムの動作例を説明するための図である。
図面を参照して、本発明の第１実施形態〜第７実施形態、及びその他の実施形態を説明する。以下の各実施形態における図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付す。
［ＬＴＥシステムの概要］
第１実施形態〜第７実施形態に係る無線基地局の説明の前に、当該無線基地局が適用されるＬＴＥシステムの概要について本発明に関連する内容を説明する。
図１は、ＬＴＥシステムの概要を説明するための図である。図１に示すように、複数の無線基地局ｅＮＢはＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network）を構成する。複数の無線基地局ｅＮＢそれぞれは、無線端末ＵＥに通信サービスを提供するエリアであるセルを形成する。
無線端末ＵＥは、ユーザが所持する無線通信装置であり、ユーザ装置とも称される。無線端末ＵＥは、複数の無線基地局ｅＮＢのうち参照信号の受信電力（ＲＳＲＰ: Reference Signal Received Power）が最も高いものに接続する。ただし、ＲＳＲＰに限らず、ＳＮＲ（Signal to Noise ratio）等の他の受信品質指標を使用してもよい。
各無線基地局ｅＮＢは、基地局間通信を提供する論理的な通信路であるＸ２インターフェースを介して互いに通信可能である。複数の無線基地局ｅＮＢそれぞれは、Ｓ１インターフェースを介して、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）、具体的には、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）／Ｓ−ＧＷ（Serving Gateway）と通信可能である。
無線基地局ｅＮＢと無線端末ＵＥとの無線通信においては、下りリンクの多重方式としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式が、上りリンクの多重方式としてＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）方式がそれぞれ適用される。また、複信方式としてＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式又はＴＤＤ（Time Division Duplex）方式が適用される。
図２（ａ）は、ＦＤＤ方式が使用される場合の下り無線フレーム構成を示すフレーム構成図である。
図２（ａ）に示すように、下り無線フレームは、１０個の下りサブフレームで構成され、各下りサブフレームは２個の下りスロットで構成される。各下りサブフレームの長さは１ｍｓであり、各下りスロットの長さは０．５ｍｓである。また、各下りスロットは、時間軸方向（time domain）で７個のＯＦＤＭシンボル（伝送シンボル）を含み、周波数軸方向（frequency domain）で複数のリソースブロック（ＲＢ）を含む。各ＲＢは１２個のサブキャリアを含む。
図２（ｂ）は、下りサブフレームの構成を示すフレーム構成図である。
図２（ｂ）に示すように、下りサブフレームは２個の連続的な下りスロットを含む。下りサブフレーム内の一番目の下りスロットの先頭から最大３ＯＦＤＭシンボルの区間は、制御情報であるＤＣＩを伝送するためのＰＤＣＣＨとして使用される無線リソースを構成する制御領域である。ＤＣＩは、上りリンク及び下りリンクのスケジューリング情報などに相当する。なお、ここでは最大３ＯＦＤＭシンボルと記載したが、システム帯域幅が狭い場合には最大４シンボルとすることができる。
下りサブフレームの残りＯＦＤＭシンボル区間は、データ情報を伝送するためのＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）として使用される無線リソースを構成するデータ領域である。なお、制御領域は、ＰＤＣＣＨ以外に、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）やＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel）などを含んでもよい。
無線端末ＵＥは、ＰＤＣＣＨにより伝送されるＤＣＩをデコードすることで、ＰＤＳＣＨを介して伝送されるデータ情報を特定できる。無線端末ＵＥは、下りサブフレーム内の制御領域における時間軸方向のＯＦＤＭシンボル数をＰＣＦＩＣＨにより特定できる。
ＰＤＣＣＨでの送信は、ＣＣＥ（Control Channel Element）と呼ばれる３６シンボルからなるリソース単位で行う。すなわち、無線基地局ｅＮＢは、無線端末ＵＥ毎のＣＣＥ割当数を制御することで符号化率を制御できる。高符号化率でもデコード可能な無線端末ＵＥについてはＣＣＥ割当数を少なくすることで効率的に無線リソースを利用できる。無線端末ＵＥは、ブラインドデコード、具体的には、全てのＣＣＥ数に対してデコードを行い、正しく復号できたときのＣＣＥ数を割当ＣＣＥ数として検出する。
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態を説明する。第１実施形態は、ヘテロジーニアスネットワークに本発明を適用した場合の実施形態である。
（１）無線通信システムの構成
第１実施形態に係る無線通信システムの概略構成を説明する。図３は、第１実施形態に係る無線通信システム１Ａの概略構成図である。
図３に示すように、無線通信システム１Ａは、マクロセル基地局ＭｅＮＢ（高電力基地局あるいは高出力基地局）と、マクロセル基地局ＭｅＮＢに接続する無線端末ＭＵＥと、マクロセル基地局ＭｅＮＢが形成するマクロセルＭＣ内に設置され、マクロセル基地局ＭｅＮＢに隣接するピコセル基地局ＰｅＮＢと、ピコセル基地局ＰｅＮＢ（低電力基地局あるいは低出力基地局）が形成するピコセルＰＣ内でピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する無線端末ＰＵＥとを有する。
ピコセル基地局ＰｅＮＢ（ホットゾーンノードとも称される）は、マクロセル基地局ＭｅＮＢよりも送信出力（最大送信電力）が小さい低電力基地局である。このため、ヘテロジーニアスネットワークにおいては、ＲＳＲＰが最も高い無線基地局ｅＮＢを選択して無線端末ＵＥが接続する選択基準を採用すると、ピコセル基地局ＰｅＮＢのセルカバレッジ（無線端末ＵＥを収容可能な範囲）が狭くなる可能性がある。特に、ピコセル基地局ＰｅＮＢがマクロセル基地局ＭｅＮＢに近い状況下では、ピコセル基地局ＰｅＮＢのセルカバレッジが非常に狭くなり、ピコセル基地局ＰｅＮＢを有効活用できない。
ピコセル基地局ＰｅＮＢの送信出力を上昇させずにピコセル基地局ＰｅＮＢのセルカバレッジを拡張可能な方法としては、主に以下の２つの方法が使用できる。
第１に、ＲＳＲＰが最も大きい無線信号を送信する無線基地局ｅＮＢを当該無線端末ＵＥの接続先として選択するのではなく、無線端末ＵＥとの間の伝搬損失（パスロス）が最も小さい無線基地局ｅＮＢを無線端末ＵＥの接続先として選択する方法がある。これにより、例えば無線端末ＵＥに最も近いような無線基地局ｅＮＢが接続先として選択されるため、ピコセル基地局ＰｅＮＢのセルカバレッジを拡張できる。
第２に、無線端末ＵＥがマクロセル基地局ＭｅＮＢ及びピコセル基地局ＰｅＮＢのそれぞれから無線信号を受信可能な場合において、ピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰとマクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰとを比較する際に、ピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰにオフセット値を加える方法がある。ピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰにオフセット値を加えることで、オフセット後の当該ＲＳＲＰが、マクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰを上回る可能性が高まる。よって、ピコセル基地局ＰｅＮＢが優先的に接続先として選択されるため、ピコセル基地局ＰｅＮＢのセルカバレッジを拡張できる。また、ピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰにオフセット値を加えることに代えて、マクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰからオフセット値を引くことによっても同様の効果が得られる。
第１実施形態では、上記２つのうち何れかの方法、又は他の方法によって、ピコセル基地局ＰｅＮＢのセルカバレッジが拡張された状態であるものとする。なお、無線端末ＵＥの接続先を選択する主体は、無線端末ＵＥが待ち受け中（アイドル状態）であれば無線端末ＵＥであり、無線端末ＵＥが通信実行中（アクティブ状態）であれば接続先の無線基地局ｅＮＢである。アクティブ状態においては定期的にＲＳＲＰの測定値が無線端末ＵＥから接続先の無線基地局ｅＮＢに報告されるため、当該接続先の無線基地局ｅＮＢは、無線端末ＵＥの次の接続先を選択できる。
マクロセル基地局ＭｅＮＢは、ＰＤＣＣＨを使用して、無線端末ＭＵＥとの無線通信を制御するためのＤＣＩを送信する。ピコセル基地局ＰｅＮＢは、ＰＤＣＣＨを使用して、無線端末ＰＵＥとの無線通信を制御するためのＤＣＩを送信する。これらのＰＤＣＣＨは、周波数帯域が重複する。また、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及びピコセル基地局ＰｅＮＢの各ＰＤＣＣＨは時間軸上でも重複する。その結果、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及びピコセル基地局ＰｅＮＢの各ＰＤＣＣＨは互いに干渉を与え合う。
ピコセル基地局ＰｅＮＢのセルカバレッジが拡張された状態においては、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する無線端末ＰＵＥは、ピコセル基地局ＰｅＮＢからの受信電力（ＲＳＲＰ）よりも、マクロセル基地局ＭｅＮＢからの受信電力（ＲＳＲＰ）の方が高いことがある。この場合、ピコセル基地局ＰｅＮＢが使用するＰＤＣＣＨは、マクロセル基地局ＭｅＮＢが使用するＰＤＣＣＨから大きな干渉を受け、無線端末ＰＵＥがＤＣＩを受信（復号）不可能になる。
そこで、第１実施形態では、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、マクロセル基地局ＭｅＮＢがＰＤＣＣＨとして使用する無線リソースの量であるＰＤＣＣＨ使用量を制御するための使用量制御情報を、Ｘ２インタフェースを介してマクロセル基地局ＭｅＮＢに送信する。ここで、ＰＤＣＣＨ使用量とは、例えば上述した制御領域の時間軸方向でのＯＦＤＭシンボル数、又は、制御領域のＣＣＥ量を意味する。また、ＰＤＣＣＨ使用量とは、ＰＤＣＣＨ使用率を含む概念である。マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量を減少させることで、ピコセル基地局ＰｅＮＢが使用するＰＤＣＣＨは、マクロセル基地局ＭｅＮＢが使用するＰＤＣＣＨから受ける干渉が軽減される。
（２）ピコセル基地局の構成
次に、ピコセル基地局ＰｅＮＢの構成を説明する。図４は、ピコセル基地局ＰｅＮＢの構成を示すブロック図である。
図４に示すように、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、アンテナ部１０１、無線通信部１１０、制御部１２０、記憶部１３０、及びＸ２インタフェース通信部１４０を有する。第１実施形態においてＸ２インタフェース通信部１４０は、制御情報を送信する送信部に相当する。
無線通信部１１０は、例えば無線周波数（ＲＦ）回路やベースバンド（ＢＢ）回路等を用いて構成され、アンテナ部１０１を介して無線端末ＰＵＥと無線信号の送受信を行う。また、無線通信部１１０は、送信信号の変調と受信信号の復調とを行う。
制御部１２０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、ピコセル基地局ＰｅＮＢが備える各種の機能を制御する。記憶部１３０は、例えばメモリを用いて構成され、ピコセル基地局ＰｅＮＢの制御等に用いられる各種の情報を記憶する。Ｘ２インタフェース通信部１４０は、Ｘ２インタフェースを使用して他の無線基地局との基地局間通信を行う。
制御部１２０は、対象サブフレーム決定部１２１、ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２、使用量制御情報生成部１２３を有する。
対象サブフレーム決定部１２１は、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量を制御する対象となる、１無線フレーム当たりの対象サブフレームを決定する。すなわち、使用量制御情報は、ＰＤＣＣＨ使用量を下りサブフレーム単位で指定可能に構成される。例えば、対象サブフレーム決定部１２１は、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続している複数の無線端末ＰＵＥのうち、ＰＤＣＣＨの干渉抑圧を必要とするＵＥの比率に応じて対象サブフレームを決定してもよい。例えば、対象サブフレーム決定部１２１は、ＰＤＣＣＨの干渉抑圧を必要とするＵＥの比率が高いほど、対象サブフレームを多くする。なお、対象サブフレーム決定部１２１は、各無線端末ＰＵＥから報告される受信品質情報（メジャメントレポート等）により、ＰＤＣＣＨの干渉抑圧を必要とする無線端末ＰＵＥを特定できる。さらに、対象サブフレーム決定部１２１は、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨが他のピコセル基地局によって制御されている場合には、当該制御に自局の制御を協調させることが望ましい。すなわち、対象サブフレーム決定部１２１は、他のピコセル基地局が決定した対象サブフレームと同じサブフレームを決定する。そのため、マクロセル基地局ＭｅＮＢ又は他のピコセル基地局は、Ｘ２インタフェースを介して、現在の対象サブフレームを示す情報をピコセル基地局ＰｅＮＢに通知する構成としてもよい。あるいは、ピコセル基地局ＰｅＮＢが、マクロセル基地局ＭｅＮＢ又は他のピコセル基地局に対し、現在の対象サブフレームを示す情報を通知するように要求してもよい。
ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２は、対象サブフレーム決定部１２１によって決定された対象サブフレームについて、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量を決定する。ただし、ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２は、全サブフレームについてＰＤＣＣＨ使用量を決定してもよい。ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２が全サブフレームについてＰＤＣＣＨ使用量を決定する場合、対象サブフレーム決定部１２１は不要である。
ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２は、ピコセル基地局ＰｅＮＢのセルカバレッジが拡張されている場合に、セルカバレッジが拡張されていない場合よりも、ＰＤＣＣＨ使用量を減少させるように決定する。ＲＳＲＰではなくパスロスを基準に接続先が選択されている場合や、ＲＳＲＰがオフセットされている場合には、ピコセル基地局ＰｅＮＢのセルカバレッジが拡張されていることになる。セルカバレッジが拡張されているか否かに関する情報は、記憶部１３０に予め記憶しておく、あるいはマクロセル基地局ＭｅＮＢから取得するものとする。ピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰにオフセット値が加えられている場合、又は、マクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰからオフセット値が引かれている場合には、ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２は、当該オフセット値に応じてＰＤＣＣＨ使用量を決定してもよい。具体的には、オフセット値が大きい（すなわち、ピコセル基地局ＰｅＮＢのセルカバレッジが大幅に拡張されている）場合には、ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２は、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量を少なくするように決定することが好ましい。
ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２は、例えば、下りサブフレームにおいてＰＤＣＣＨとして使用可能な時間軸方向のＯＦＤＭシンボル数を１〜３（又は１〜４）の範囲内でＰＤＣＣＨ使用量として決定する。あるいは、ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２は、下りサブフレームにおいてＰＤＣＣＨとして使用可能な全ＣＣＥのうち、下りリンク制御情報の送信を許容するＣＣＥの割合をＰＤＣＣＨ使用量として決定する。
使用量制御情報生成部１２３は、対象サブフレーム決定部１２１によって決定された対象サブフレームと、ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２によって決定されたＰＤＣＣＨ使用量とを対応付けて使用量制御情報を生成する。あるいは、使用量制御情報生成部１２３は、ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２によって決定された下りサブフレーム毎のＰＤＣＣＨ使用量を示す情報を含む使用量制御情報を生成する。使用量制御情報の具体的な構成例については後述する。
Ｘ２インタフェース通信部１４０は、使用量制御情報生成部１２３によって生成された使用量制御情報をＸ２インタフェースにより送信する。Ｘ２インタフェース通信部１４０は、ピコセル基地局ＰｅＮＢに隣接する隣接基地局が複数存在する場合に、複数の隣接基地局のうち特定の隣接基地局のみに宛てて使用量制御情報を送信してもよい。
（３）マクロセル基地局の構成
次に、マクロセル基地局ＭｅＮＢの構成を説明する。図５は、マクロセル基地局ＭｅＮＢの構成を示すブロック図である。
図５に示すように、マクロセル基地局ＭｅＮＢは、アンテナ部２０１、無線通信部２１０、制御部２２０、記憶部２３０、及びＸ２インタフェース通信部２４０を有する。第１実施形態においてＸ２インタフェース通信部２４０は、制御情報を受信する受信部に相当する。
無線通信部１１０は、例えば無線周波数（ＲＦ）回路やベースバンド（ＢＢ）回路等を用いて構成され、アンテナ部２０１を介して無線端末ＭＵＥと無線信号の送受信を行う。また、無線通信部２１０は、送信信号の変調と受信信号の復調とを行う。
制御部２２０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、マクロセル基地局ＭｅＮＢが備える各種の機能を制御する。記憶部２３０は、例えばメモリを用いて構成され、マクロセル基地局ＭｅＮＢの制御等に用いられる各種の情報を記憶する。Ｘ２インタフェース通信部２４０は、Ｘ２インタフェースを使用して他の無線基地局との基地局間通信を行う。
制御部２２０は、使用量制御情報解釈部２２１、及びＰＤＣＣＨ使用量制御部２２２を有する。
使用量制御情報解釈部２２１は、Ｘ２インタフェース通信部２４０が受信した使用量制御情報を解釈し、対象サブフレーム及びそのＰＤＣＣＨ使用量を特定する。あるいは、使用量制御情報解釈部２２１は、使用量制御情報を解釈し、サブフレーム毎のＰＤＣＣＨ使用量を特定する。
ＰＤＣＣＨ使用量制御部２２２は、使用量制御情報解釈部２２１によって特定された対象サブフレーム及びそのＰＤＣＣＨ使用量に従って、対象サブフレーム毎のＰＤＣＣＨ使用量を制御する。ＰＤＣＣＨ使用量制御部２２２は、使用量制御情報解釈部２２１によって特定されたＰＤＣＣＨ使用量に従って、下りサブフレームにおいてＰＤＣＣＨとして使用可能な時間軸方向のＯＦＤＭシンボル数（すなわち、制御領域の時間軸方向のＯＦＤＭシンボル数）を１〜３（又は１〜４）の範囲内で制御する。あるいは、ＰＤＣＣＨ使用量制御部２２２は、使用量制御情報解釈部２２１によって特定されたＰＤＣＣＨ使用量に従って、ＰＤＣＣＨ（制御領域）のＣＣＥ量（すなわち、符号化率）を制御する。
なお、上述したように、制御部２２０は、自局のＰＤＣＣＨが他のピコセル基地局によって制御されている場合には、Ｘ２インタフェースを介して、現在の対象サブフレームを示す情報をＸ２インタフェース通信部２４０を用いてピコセル基地局ＰｅＮＢに通知してもよい。あるいは、制御部２２０は、現在の対象サブフレームを示す情報を通知するようにピコセル基地局ＰｅＮＢから要求された場合に、現在の対象サブフレームを示す情報をＸ２インタフェース通信部２４０を用いてピコセル基地局ＰｅＮＢに通知してもよい。
（４）使用量制御情報の構成例
次に、使用量制御情報の構成例を説明する。図６は、使用量制御情報の構成例を説明するための図である。なお、第１実施形態では、使用量制御情報が１無線フレーム間隔で送信されるものとするが、１サブフレーム間隔で送信されてもよい。
図６に示すように、使用量制御情報は、使用量制御情報の送信元基地局を識別するための送信元ＩＤと、使用量制御情報の宛先基地局を識別するための宛先ＩＤと、下りサブフレーム毎のＰＤＣＣＨ使用量を示す情報とを含む。使用量制御情報に宛先ＩＤを含めることで、特定の宛先基地局へ使用量制御情報を送信可能になる。
下りサブフレーム毎のＰＤＣＣＨ使用量を示す情報は、以下のような構成方法がある。
第１の構成方法は、例えば、１無線フレームに含まれる１０サブフレームのそれぞれについてＰＤＣＣＨ使用量を指定するように構成する方法である。この場合、１無線フレームに含まれる１０サブフレームのそれぞれについて、ＰＤＣＣＨの時間軸方向のＯＦＤＭシンボル数を１〜３（又は１〜４）の範囲内で指定する。例えばサブフレーム毎に２ビットの情報を割り当て、“００”を１シンボル、“０１”を２シンボル、“１０”を３シンボル、“１１”を４シンボルと対応させる。あるいは、１無線フレームに含まれる１０サブフレームのそれぞれについて、許容するＣＣＥ量を段階的に指定する。この場合、例えば、サブフレーム毎に２ビットの情報を割り当て、“００”を２５％、“０１”を５０％、“１０”を７５％、“１１”を１００％と対応させる。
第２の構成方法は、１無線フレームに含まれる１０サブフレームのうちの対象サブフレームについて、ＰＤＣＣＨ使用量をまとめて指定するように構成する方法である。例えば、２番目及び５番目のサブフレームにおけるＯＦＤＭシンボル数を２にする場合、ＰＤＣＣＨ使用量を“０１”とし、指定サブフレームを“０１００１０００００”というビットマップで構成できる。
（５）無線通信システムの動作例
図７は、無線通信システム１Ａの動作例を示す動作シーケンス図である。
ステップＳ１１において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの対象サブフレーム決定部１２１は、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量を制御する対象サブフレームを決定する。ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２は、対象サブフレーム決定部１２１によって決定された対象サブフレームについて、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量を決定する。
ステップＳ１２において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの使用量制御情報生成部１２３は、対象サブフレーム決定部１２１によって決定された対象サブフレームと、ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２によって決定されたＰＤＣＣＨ使用量とを対応付けて使用量制御情報を生成する。
ステップＳ１３において、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＸ２インタフェース通信部１４０は、使用量制御情報生成部１２３によって生成された使用量制御情報をマクロセル基地局ＭｅＮＢに宛てて送信する。マクロセル基地局ＭｅＮＢのＸ２インタフェース通信部２４０は、使用量制御情報を受信する。
ステップＳ１４において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの使用量制御情報解釈部２２１は、Ｘ２インタフェース通信部２４０が受信した使用量制御情報を解釈し、対象サブフレーム及びそのＰＤＣＣＨ使用量を特定する。
ステップＳ１５において、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量制御部２２２は、使用量制御情報解釈部２２１によって特定された対象サブフレーム及びそのＰＤＣＣＨ使用量に従って、対象サブフレーム毎のＰＤＣＣＨ使用量を制御する。
（６）第１実施形態の効果
以上説明したように、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、使用量制御情報によってマクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量を制御でき、マクロセル基地局ＭｅＮＢが使用するＰＤＣＣＨから自局が使用するＰＤＣＣＨが受ける干渉を低減可能になる。これにより、ピコセル基地局ＰｅＮＢのセルカバレッジが拡張された場合であっても、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する無線端末ＰＵＥがＤＣＩを正常に受信できるようになる。
また、マクロセル基地局ＭｅＮＢは、ピコセル基地局ＰｅＮＢから受信した使用量制御情報に従ってＰＤＣＣＨ使用量を制御することで、自局が使用するＰＤＣＣＨからピコセル基地局ＰｅＮＢが使用するＰＤＣＣＨに与える干渉を低減可能になる。これにより、ピコセル基地局ＰｅＮＢがセルカバレッジを拡張する場合であっても、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する無線端末ＰＵＥがＤＣＩを正常に受信できるようになる。
第１実施形態では、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、自局のセルカバレッジが拡張されている場合に、ＰＤＣＣＨ使用量を減少させる使用量制御情報を送信する。これにより、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する無線端末ＰＵＥは、ピコセル基地局ＰｅＮＢからの受信電力（ＲＳＲＰ）よりもマクロセル基地局ＭｅＮＢからの受信電力（ＲＳＲＰ）の方が高いケースであっても、ピコセル基地局ＰｅＮＢからのＤＣＩを正常に受信できる可能性を高めることができる。
第１実施形態では、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、マクロセル基地局ＭｅＮＢのみに宛てて使用量制御情報を送信するため、他の隣接基地局のＰＤＣＣＨ使用量を無駄に減少させてしまうことを防止できる。
なお、上記においては、ＰＤＳＣＨの基地局間干渉について特に説明していないが、ＰＤＳＣＨについては、適応変調制御やハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）、セル間干渉制御（ＩＣＩＣ）等の既存技術により対処可能である。
［第２実施形態］
第２実施形態は、マクロセル基地局間のＰＤＣＣＨの干渉を制御する実施形態である。第２実施形態においては、第１実施形態と異なる点を説明し、重複する説明を省略する。
（１）無線通信システムの構成
第２実施形態に係る無線通信システムの概略構成を説明する。図８は、第２実施形態に係る無線通信システム１Ｂの概略構成図である。
図８に示すように、無線通信システム１Ｂは、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１と、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１に接続する無線端末ＭＵＥ１と、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１に隣接するマクロセル基地局ＭｅＮＢ２と、マクロセル基地局ＭｅＮＢ２が形成するセル内でマクロセル基地局ＭｅＮＢ２に接続する無線端末ＭＵＥ２とを有する。
マクロセル基地局ＭｅＮＢ１に接続する無線端末ＭＵＥ１がセルエッジ付近に位置するような場合、無線端末ＭＵＥ１は、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１に隣接するマクロセル基地局ＭｅＮＢ２が使用するＰＤＣＣＨから干渉の影響を受け、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１がＰＤＣＣＨを使用して送信するＤＣＩを正常に受信できないことがある。
そこで、第２実施形態では、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１は、マクロセル基地局ＭｅＮＢ２のＰＤＣＣＨ使用量を制御するための使用量制御情報を、Ｘ２インタフェースを介してマクロセル基地局ＭｅＮＢ２に送信する。ここでＰＤＣＣＨ使用量とは、第１実施形態と同様に、例えば制御領域の時間軸方向でのＯＦＤＭシンボル数、又は制御領域のＣＣＥ量を意味する。マクロセル基地局ＭｅＮＢ２のＰＤＣＣＨ使用量を減少させることで、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１が使用するＰＤＣＣＨは、マクロセル基地局ＭｅＮＢ２が使用するＰＤＣＣＨから受ける干渉が軽減される。
第２実施形態において、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１のブロック構成は第１実施形態で説明したピコセル基地局ＰｅＮＢのブロック構成と同様であり、マクロセル基地局ＭｅＮＢ２のブロック構成は第１実施形態で説明したマクロセル基地局ＭｅＮＢのブロック構成と同様である。
（２）無線通信システムの動作例
図９は、第２実施形態に係る無線通信システム１Ｂの動作例を示す動作シーケンス図である。
ステップＳ２１において、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１の対象サブフレーム決定部１２１は、マクロセル基地局ＭｅＮＢ２のＰＤＣＣＨ使用量を制御する対象サブフレームを決定する。マクロセル基地局ＭｅＮＢ１のＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２は、対象サブフレーム決定部１２１によって決定された対象サブフレームについて、マクロセル基地局ＭｅＮＢ２のＰＤＣＣＨ使用量を決定する。
ステップＳ２２において、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１の使用量制御情報生成部１２３は、対象サブフレーム決定部１２１によって決定された対象サブフレームと、ＰＤＣＣＨ使用量決定部１２２によって決定されたＰＤＣＣＨ使用量とを対応付けて使用量制御情報を生成する。
ステップＳ２３において、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１のＸ２インタフェース通信部１４０は、使用量制御情報生成部１２３によって生成された使用量制御情報をマクロセル基地局ＭｅＮＢ２に宛てて送信する。マクロセル基地局ＭｅＮＢ２のＸ２インタフェース通信部２４０は、使用量制御情報を受信する。
ステップＳ２４において、マクロセル基地局ＭｅＮＢ２の使用量制御情報解釈部２２１は、Ｘ２インタフェース通信部２４０が受信した使用量制御情報を解釈し、対象サブフレーム及びそのＰＤＣＣＨ使用量を特定する。
ステップＳ２５において、マクロセル基地局ＭｅＮＢ２のＰＤＣＣＨ使用量制御部２２２は、使用量制御情報解釈部２２１によって特定された対象サブフレーム及びそのＰＤＣＣＨ使用量に従って、対象サブフレーム毎のＰＤＣＣＨ使用量を制御する。
（３）第２実施形態の効果
以上説明したように、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１は、使用量制御情報によってマクロセル基地局ＭｅＮＢ２のＰＤＣＣＨ使用量を制御でき、マクロセル基地局ＭｅＮＢ２が使用するＰＤＣＣＨから自局が使用するＰＤＣＣＨが受ける干渉を低減可能になる。
また、マクロセル基地局ＭｅＮＢ２は、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１から受信した使用量制御情報に従ってＰＤＣＣＨ使用量を制御することで、自局が使用するＰＤＣＣＨがマクロセル基地局ＭｅＮＢ１が使用するＰＤＣＣＨに与える干渉を低減可能になる。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態においては、図３と同様のヘテロジーニアスネットワークによる無線通信システム１Ａに適用される干渉制御手法を説明する。具体的には、（１）ピコセル基地局の構成、（２）マクロセル基地局の構成、（３）ＰＤＣＣＨ通知メッセージの構成例、（４）無線通信システムの動作例、（５）第３実施形態の効果の順に説明する。ただし、第１実施形態と異なる点を主として説明し、重複する説明を省略する。
（１）ピコセル基地局の構成
図１０は、第３実施形態に係るピコセル基地局ＰｅＮＢの構成を示すブロック図である。図１０に示すように、第３実施形態に係るピコセル基地局ＰｅＮＢは、制御部１２０の構成が第１実施形態とは異なる。
制御部１２０は、劣化端末検出部１５１、通知要求生成部１５２、割り当て条件決定部１５３、及び無線リソース割り当て部１５４を有する。
劣化端末検出部１５１は、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する各無線端末ＰＵＥから報告される受信品質情報（メジャメントレポート又はＣＱＩ等）に基づき、強い干渉によって受信品質の劣化した劣化無線端末ＰＵＥを検出する。検出された劣化無線端末ＰＵＥに関する情報は、通知要求生成部１５２に入力される。
通知要求生成部１５２は、劣化無線端末ＰＵＥが検出されたことに応じて、ＰＤＣＣＨ通知メッセージの送信を要求するためのＰＤＣＣＨ通知要求メッセージを生成する。ＰＤＣＣＨ通知メッセージは、マクロセル基地局ＭｅＮＢにおけるＰＤＣＣＨの使用状態を通知するためのメッセージである。ＰＤＣＣＨ通知メッセージの構成については後述する。
割り当て条件決定部１５３は、マクロセル基地局ＭｅＮＢからＸ２インタフェース通信部１４０が受信するＰＤＣＣＨ通知メッセージに基づいて、劣化無線端末ＰＵＥに対してＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを割り当てるサブフレームを決定する。また、割り当て条件決定部１５３は、決定したサブフレームにおけるＰＤＣＣＨリソース及びＰＤＳＣＨリソースの使用量（使用率を含む）を決定してもよい。本実施形態では、割り当て条件決定部１５３は、１無線フレームに相当する１０サブフレーム分の割り当て条件を決定するものとする。
無線リソース割り当て部１５４は、割り当て条件決定部１５３によって決定された割り当て条件（すなわち、劣化無線端末ＰＵＥに対してＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを割り当てるサブフレームや、サブフレームにおけるＰＤＣＣＨリソース及びＰＤＳＣＨリソースの使用量）に従って、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する各無線端末ＰＵＥに対するＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨの割り当てをサブフレーム毎に実行する。
（２）マクロセル基地局の構成
図１１は、第３実施形態に係るマクロセル基地局ＭｅＮＢの構成を示すブロック図である。図１１に示すように、第３実施形態に係るマクロセル基地局ＭｅＮＢは、制御部２２０の構成が第１実施形態とは異なる。
制御部２２０は、対象サブフレーム決定部２５１、上限値決定部２５２、ＰＤＳＣＨ連動決定部２５３、ＰＤＣＣＨ通知生成部２５４、及び無線リソース割り当て部２５５を有する。
対象サブフレーム決定部２５１は、Ｘ２インタフェース通信部２４０がピコセル基地局ＰｅＮＢから受信したＰＤＣＣＨ通知要求メッセージを解釈し、１無線フレームに相当する１０サブフレームのうち、自局のＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限すべき制限対象サブフレームを決定する。
上限値決定部２５２は、Ｘ２インタフェース通信部２４０が受信したＰＤＣＣＨ通知要求メッセージを解釈し、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を決定する。
ＰＤＳＣＨ連動決定部２５３は、対象サブフレーム決定部２５１によって決定された制限対象サブフレームについて、自局のＰＤＳＣＨ使用量を連動させるか否かを決定する。「連動させる」とは、例えば制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値が１０％と決定されていれば、制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ使用量の上限値も１０％にするといったように、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値とＰＤＳＣＨ使用量の上限値とを関連付けることを意味する。
このようにして、対象サブフレーム決定部２５１、上限値決定部２５２、及びＰＤＳＣＨ連動決定部２５３は、１無線フレームに相当する１０サブフレーム分の割り当て条件を決定する割り当て条件決定部２５０を構成する。
ＰＤＣＣＨ通知生成部２５４は、対象サブフレーム決定部２５１によって決定された制限対象サブフレームと、上限値決定部２５２によって決定された上限値と、ＰＤＳＣＨ連動決定部２５３によって決定された連動有無とに基づいて、ＰＤＣＣＨ通知メッセージを生成する。
無線リソース割り当て部２５５は、割り当て条件決定部２５０によって決定された割り当て条件（すなわち、制限対象サブフレーム、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値、制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ使用量の連動有無）に従って、マクロセル基地局ＭｅＮＢに接続する各無線端末ＭＵＥに対するＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨの割り当てをサブフレーム毎に実行する。
（３）ＰＤＣＣＨ通知メッセージの構成例
図１２は、ＰＤＣＣＨ通知メッセージの構成例を示す図である。図１２に示すように、ＰＤＣＣＨ通知メッセージは、当該メッセージの送信元（すなわちマクロセル基地局ＭｅＮＢ）を識別する送信元基地局ＩＤを格納するフィールドＦ１と、当該メッセージの宛先（すなわちピコセル基地局ＰｅＮＢ）を識別する宛先基地局ＩＤを格納するフィールドＦ２と、１無線フレームにおける制限対象サブフレームを示す情報要素を格納するフィールドＦ３と、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を示す情報要素を格納するフィールドＦ４と、制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ連動の有無を示す情報要素を格納するフィールドＦ５とを含む。ただし、宛先基地局ＩＤを格納するフィールドＦ２を不要とし、本メッセージを全隣接基地局にブロードキャスト送信する構成としてもよい。
１無線フレームにおける制限対象サブフレームを示す情報要素は、第１実施形態と同様に、例えば１無線フレームに含まれる各サブフレームに対応付けられたビットからなるビットマップとして構成される。例えば、２番目及び５番目のサブフレームが制限対象サブフレームである場合、“０１００１０００００”というように、２番目及び５番目のビットを“１”にする。
制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を示す情報要素は、例えば２ビットの情報とする場合には、“００”を０％、“０１”を２０％、“１０”を４０％、“１１”を６０％といったように構成される。
制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ連動の有無を示す情報要素は、ＰＤＳＣＨ連動が「有り」の場合には“１”、ＰＤＳＣＨ連動が「無し」の場合には“０”といったように、１ビットの情報として構成される。ただし、ＰＤＣＣＨ使用量の上限値が０％を示す場合には必ずＰＤＳＣＨ連動が「有り」であることを示すといった取り決めを定めておく場合、ＰＤＳＣＨ連動の有無を示す情報要素は不要とすることができる。
（４）無線通信システムの動作例
図１３は、第３実施形態に係る無線通信システム１Ａの動作例を示す動作シーケンス図である。
ステップＳ３０１において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの劣化端末検出部１５１は、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する各無線端末ＰＵＥから報告される受信品質情報（メジャメントレポート又はＣＱＩ等）に基づき、強い干渉によって受信品質の劣化した劣化無線端末ＰＵＥを検出する。例えば、メジャメントレポートは、無線端末ＰＵＥが受信する参照信号の受信電力（ＲＳＲＰ）と、当該参照信号の送信元基地局を識別する情報とを含む。このため、劣化端末検出部１５１は、メジャメントレポートに基づき、ピコセル基地局ＰｅＮＢ以外の無線基地局ｅＮＢに対応するＲＳＲＰが閾値を超える場合に、当該メジャメントレポートの送信元の無線端末ＰＵＥを当該無線基地局ｅＮＢから強い干渉を受けている劣化無線端末ＰＵＥとして検出する。劣化端末検出部１５１によって劣化無線端末ＰＵＥが検出された場合、処理がステップＳ３０２に進む。
ステップＳ３０２において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの通知要求生成部１５２は、ＰＤＣＣＨ通知メッセージの送信を要求するためのＰＤＣＣＨ通知要求メッセージを生成する。ＰＤＣＣＨ通知要求メッセージは、少なくとも、ピコセル基地局ＰｅＮＢを識別する送信元基地局ＩＤを含む。ＰＤＣＣＨ通知要求メッセージは、送信元ＩＤに加え、劣化端末検出部１５１によって検出された劣化無線端末ＰＵＥの数を示す情報と、劣化端末検出部１５１によって検出された劣化無線端末ＰＵＥが受ける干渉の度合い（すなわち受信品質劣化の度合い）を示す情報とを含んでもよい。また、ＰＤＣＣＨ通知要求メッセージは、干渉源の無線基地局ｅＮＢを識別する宛先基地局ＩＤを含んでもよい。干渉の度合いを示す情報、及び、宛先基地局ＩＤは、上述した受信品質情報に基づき設定可能である。以下においては、ＰＤＣＣＨ通知要求メッセージが、送信元ＩＤと、劣化無線端末ＰＵＥの数を示す情報と、干渉の度合いを示す情報とを含むものとする。
ステップＳ３０３において、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＸ２インタフェース通信部１４０は、通知要求生成部１５２によって生成されたＰＤＣＣＨ通知要求メッセージを各隣接基地局ｅＮＢに送信する。Ｘ２インタフェース通信部１４０は、ＰＤＣＣＨ通知要求メッセージに含まれる宛先ＩＤによって示される隣接基地局ｅＮＢに対してのみＰＤＣＣＨ通知要求メッセージを送信してもよい。
マクロセル基地局ＭｅＮＢのＸ２インタフェース通信部２４０は、ＰＤＣＣＨ通知要求メッセージを受信する。
ステップＳ３０４において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの対象サブフレーム決定部２５１は、Ｘ２インタフェース通信部２４０が受信したＰＤＣＣＨ通知要求メッセージを解釈し、１無線フレームに相当する１０サブフレームのうち、ＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限すべき制限対象サブフレームを決定する。対象サブフレーム決定部２５１は、ＰＤＣＣＨ通知要求メッセージに含まれる、劣化無線端末ＰＵＥの数を示す情報に応じて制限対象サブフレームを決定してもよい。例えば、対象サブフレーム決定部２５１は、劣化無線端末ＰＵＥの数が多いほど制限対象サブフレームを多くし、劣化無線端末ＰＵＥの数が少ないほど制限対象サブフレームを少なくする。ただし、対象サブフレーム決定部２５１は、他のピコセル基地局ＰｅＮＢｘ（不図示）からもＰＤＣＣＨ通知要求メッセージを受信している場合には、他のピコセル基地局ＰｅＮＢｘからのＰＤＣＣＨ通知要求メッセージの内容も考慮して制限対象サブフレームを決定する。
また、ステップＳ３０４において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの上限値決定部２５２は、Ｘ２インタフェース通信部２４０が受信したＰＤＣＣＨ通知要求メッセージを解釈し、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を決定する。上限値決定部２５２は、ＰＤＣＣＨ通知要求メッセージに含まれる、干渉の度合いを示す情報に応じて上限値を決定してもよい。例えば、上限値決定部２５２は、干渉の度合いが大きいほど上限値を低くし、干渉の度合いが小さいほど上限値を高くする。ただし、上限値決定部２５２は、他のピコセル基地局ＰｅＮＢｘからもＰＤＣＣＨ通知要求メッセージを受信している場合には、他のピコセル基地局ＰｅＮＢｘからのＰＤＣＣＨ通知要求メッセージの内容も考慮して上限値を決定する。
ステップＳ３０５において、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＳＣＨ連動決定部２５３は、対象サブフレーム決定部２５１によって決定された制限対象サブフレームについて、ＰＤＳＣＨ使用量を連動させるか否かを決定する。ＰＤＳＣＨ連動決定部２５３は、連動有無の決定基準として、上限値決定部２５２によって決定されたＰＤＣＣＨ使用量の上限値を使用する。ＰＤＣＣＨ使用量の上限値が低い場合には、制限対象サブフレームでＰＤＳＣＨを割り当て可能な無線端末ＵＥの数が少なくなり、スケジューリングゲインは減少する。したがって、ＰＤＳＣＨ連動決定部２５３は、ＰＤＣＣＨ使用量の上限値が、予め設定された閾値よりも低い場合には、制限対象サブフレームでのＰＤＳＣＨ割り当てを少なくするために、制限対象サブフレームについてＰＤＳＣＨ使用量を連動させると決定する。
ステップＳ３０６において、ＰＤＣＣＨ通知生成部２５４は、対象サブフレーム決定部２５１によって決定された対象サブフレームと、上限値決定部２５２によって決定された上限値と、ＰＤＳＣＨ連動決定部２５３によって決定された連動有無とに基づいて、ＰＤＣＣＨ通知メッセージを生成する。ＰＤＣＣＨ通知メッセージは、マクロセル基地局ＭｅＮＢを識別する送信元基地局ＩＤに加え、（ａ）１無線フレームにおける制限対象サブフレームを示す情報要素と、（ｂ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を示す情報要素と、（ｃ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ連動の有無を示す情報要素とを含む。ただし、ＰＤＣＣＨ使用量の上限値が０％を示す場合には必ずＰＤＳＣＨ連動が「有り」であることを示すといったように、（ｃ）の情報要素は、（ｂ）の情報要素を用いて表現してもよい。また、ＰＤＣＣＨ通知メッセージは、宛先基地局ＩＤを含んでもよい。具体的には、ＰＤＣＣＨ通知要求メッセージの送信元基地局ＩＤをＰＤＣＣＨ通知メッセージの宛先基地局ＩＤとすることができる。あるいは、マクロセル基地局ＭｅＮＢに隣接する全ての隣接基地局ｅＮＢに対してＰＤＣＣＨ通知メッセージをブロードキャスト送信してもよい。これにより、ＰＤＣＣＨ通知メッセージを受信した全ての隣接基地局ｅＮＢがマクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用状態を知ることができ、各隣接基地局ｅＮＢにおけるＰＤＣＣＨ割り当てに利用することができる。
ステップＳ３０７において、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＸ２インタフェース通信部２４０は、ＰＤＣＣＨ通知生成部２５４によって生成されたＰＤＣＣＨ通知メッセージを送信する。
ピコセル基地局ＰｅＮＢのＸ２インタフェース通信部１４０は、ＰＤＣＣＨ通知メッセージを受信する。
ステップＳ３０８において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの割り当て条件決定部１５３は、Ｘ２インタフェース通信部１４０が受信したＰＤＣＣＨ通知メッセージに含まれる、（ａ）１無線フレームにおける制限対象サブフレームを示す情報要素と、（ｂ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を示す情報要素と、（ｃ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ連動の有無を示す情報要素とに基づいて、劣化無線端末ＰＵＥに対してＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを割り当てるサブフレームを決定する。割り当て条件決定部１５３は、（ａ）の情報要素によって示される制限対象サブフレームを、劣化無線端末ＰＵＥに対してＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを割り当てるサブフレームとして決定する。また、割り当て条件決定部１５３は、（ｂ）の情報要素によって示される上限値が低いほど、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨリソースの使用量を多くするよう決定してもよい。また、割り当て条件決定部１５３は、（ｃ）の情報要素によって示されるＰＤＳＣＨ連動が「有り」である場合、制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨリソースの使用量を多くするよう決定してもよい。
なお、ステップＳ３０４〜ステップＳ３０７の処理は、ピコセル基地局ＰｅＮＢがＰＤＣＣＨ通知メッセージの送信停止要求をマクロセル基地局ＭｅＮＢに送信するまで、無線フレーム（１０サブフレーム）毎に繰り返し実行されてもよい。この場合、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、劣化無線端末ＰＵＥが検出されなくなった場合に、ＰＤＣＣＨ通知メッセージの送信停止要求をマクロセル基地局ＭｅＮＢに送信することが好ましい。
あるいは、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、ステップＳ３０４〜ステップＳ３０７の処理の繰り返し実行回数を示す情報をＰＤＣＣＨ通知要求に含めて送信してもよい。この場合、マクロセル基地局ＭｅＮＢは、ＰＤＣＣＨ通知要求に含まれる、繰り返し実行回数を示す情報に従った回数だけステップＳ３０４〜ステップＳ３０７の処理の繰り返し実行する。
なお、本動作シーケンスでは、マクロセル基地局ＭｅＮＢからピコセル基地局ＰｅＮＢに対してＰＤＣＣＨ通知メッセージが送信されていたが、ピコセル基地局ＭｅＮＢからマクロセル基地局ＰｅＮＢに対してＰＤＣＣＨ通知メッセージが送信されてもよい。
（５）第３実施形態の効果
第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に、無線基地局間でのＰＤＣＣＨの干渉を抑圧することができる。また、ＰＤＣＣＨ使用量にＰＤＳＣＨ使用量を連動させることによって、無線基地局間でのＰＤＳＣＨの干渉も抑圧することができる。
なお、第３実施形態はヘテロジーニアスネットワークにおける干渉制御手法を例に説明した。しかしながら、第２実施形態で説明したようなマクロセル基地局間のＰＤＣＣＨの基地局間干渉に対し、第３実施形態に係る干渉制御手法を適用可能である。
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態は、第１実施形態と第３実施形態との組み合わせによる実施形態である。第４実施形態に係るマクロセル基地局ＭｅＮＢは第３実施形態と同様に構成される。第４実施形態においては、（１）ピコセル基地局の構成、（２）無線通信システムの動作例、（３）第４実施形態の効果の順に説明する。また、第１実施形態及び第３実施形態と異なる点を主として説明し、重複する説明を省略する。
（１）ピコセル基地局の構成
図１４は、第４実施形態に係るピコセル基地局ＰｅＮＢの構成を示すブロック図である。図１４に示すように、第４実施形態に係るピコセル基地局ＰｅＮＢは、制御部１２０の構成が第１実施形態とは異なる。
制御部１２０は、劣化端末検出部１５１、対象サブフレーム決定部１６２、上限値決定部１６３、制限要求生成部１６４、割り当て条件決定部１５３、及び無線リソース割り当て部１５４を有する。劣化端末検出部１５１、割り当て条件決定部１５３、及び無線リソース割り当て部１５４は、第３実施形態と同様の構成である。
対象サブフレーム決定部１６２は、１無線フレームに相当する１０サブフレームのうち、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限すべき制限対象サブフレームを決定する。
上限値決定部１６３は、対象サブフレーム決定部１６２によって決定された制限対象サブフレームにおけるマクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量の上限値を決定する。
制限要求生成部１６４は、対象サブフレーム決定部１６２によって決定された対象サブフレームと、上限値決定部１６３によって決定された上限値とに基づいて、ＰＤＣＣＨ制限要求メッセージを生成する。ＰＤＣＣＨ制限要求メッセージは、ピコセル基地局ＰｅＮＢを識別する送信元基地局ＩＤと、干渉源の無線基地局ｅＮＢ（マクロセル基地局ＭｅＮＢ）を識別する宛先基地局ＩＤとに加え、（ａ）１無線フレームにおける制限対象サブフレームを示す情報要素と、（ｂ）制限対象サブフレームにおけるマクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量の上限値を示す情報要素とを含む。
ＰＤＣＣＨ制限要求メッセージは、第３実施形態で説明したＰＤＣＣＨ通知メッセージのメッセージフォーマットから、ＰＤＳＣＨ連動の有無を示す情報要素を格納するフィールドを除外した構成とすることができる。
（２）無線通信システムの動作例
図１５は、第４実施形態に係る無線通信システム１Ａの動作例を示す動作シーケンス図である。
ステップＳ４０１において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの劣化端末検出部１５１は、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する各無線端末ＰＵＥから報告される受信品質情報（メジャメントレポート又はＣＱＩ等）に基づき、強い干渉によって受信品質の劣化した劣化無線端末ＰＵＥを検出する。劣化端末検出部１５１によって劣化無線端末ＰＵＥが検出された場合、処理がステップＳ４０２に進む。
ステップＳ４０２において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの対象サブフレーム決定部１６２は、１無線フレームに相当する１０サブフレームのうち、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限すべき制限対象サブフレームを決定する。対象サブフレーム決定部１６２は、劣化端末検出部１５１によって検出された劣化無線端末ＰＵＥの数に応じて制限対象サブフレームを決定してもよい。例えば、対象サブフレーム決定部１６２は、劣化無線端末ＰＵＥの数が多いほど制限対象サブフレームを多くし、劣化無線端末ＰＵＥの数が少ないほど制限対象サブフレームを少なくする。
ステップＳ４０３において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの上限値決定部１６３は、対象サブフレーム決定部１６２によって決定された制限対象サブフレームにおけるマクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量の上限値を決定する。上限値決定部１６３は、劣化端末検出部１５１によって検出された劣化無線端末ＰＵＥに対する干渉の度合い（すなわち受信品質劣化の度合い）に応じて上限値を決定してもよい。例えば、上限値決定部１６３は、干渉の度合いが大きいほど上限値を低くし、干渉の度合いが小さいほど上限値を高くする。
ステップＳ４０３において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの制限要求生成部１６４は、対象サブフレーム決定部１６２によって決定された対象サブフレームと、上限値決定部１６３によって決定された上限値とに基づいて、ＰＤＣＣＨ制限要求メッセージを生成する。ＰＤＣＣＨ制限要求メッセージは、ピコセル基地局ＰｅＮＢを識別する送信元基地局ＩＤと、干渉源の無線基地局ｅＮＢ（マクロセル基地局ＭｅＮＢ）を識別する宛先基地局ＩＤとに加え、（ａ）１無線フレームにおける制限対象サブフレームを示す情報要素と、（ｂ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を示す情報要素とを含む。
ステップＳ４０４において、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＸ２インタフェース通信部１４０は、制限要求生成部１６４によって生成されたＰＤＣＣＨ制限要求メッセージを干渉源の無線基地局ｅＮＢ（マクロセル基地局ＭｅＮＢ）に送信する。
マクロセル基地局ＭｅＮＢのＸ２インタフェース通信部２４０は、ＰＤＣＣＨ制限要求メッセージを受信する。
ステップＳ４０５において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの対象サブフレーム決定部２５１は、Ｘ２インタフェース通信部２４０が受信したＰＤＣＣＨ制限要求メッセージに含まれる上記（ａ）の情報要素に応じて、１無線フレームに相当する１０サブフレームのうち、ＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限すべき制限対象サブフレームを決定する。対象サブフレーム決定部２５１は、他のピコセル基地局ＰｅＮＢｘからもＰＤＣＣＨ制限要求メッセージを受信している場合には、他のピコセル基地局ＰｅＮＢｘからのＰＤＣＣＨ制限要求メッセージの内容も考慮して制限対象サブフレームを決定する。
また、ステップＳ４０５において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの上限値決定部２５２は、Ｘ２インタフェース通信部２４０が受信したＰＤＣＣＨ制限要求メッセージに含まれる上記（ｂ）の情報要素に応じて、上述した上限値を決定する。上限値決定部２５２は、他のピコセル基地局ＰｅＮＢｘからもＰＤＣＣＨ制限要求メッセージを受信している場合には、他のピコセル基地局ＰｅＮＢからのＰＤＣＣＨ制限要求メッセージの内容も考慮して上限値を決定する。
ステップＳ４０６において、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＳＣＨ連動決定部２５３は、ＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限すると決定された制限対象サブフレームについて、ＰＤＳＣＨ使用量を連動させるか否かを決定する。ＰＤＳＣＨ連動決定部２５３は、連動有無の決定基準として、上限値決定部２５２によって決定されたＰＤＣＣＨ使用量の上限値を使用する。ＰＤＳＣＨ連動決定部２５３は、ＰＤＣＣＨ使用量の上限値が、予め設定された閾値よりも低い場合には、制限対象サブフレームでのＰＤＳＣＨ割り当てを少なくするために、制限対象サブフレームについてＰＤＳＣＨ使用量を連動させると決定する。
ステップＳ４０７において、ＰＤＣＣＨ通知生成部２５４は、対象サブフレーム決定部２５１によって決定された対象サブフレームと、上限値決定部２５２によって決定された上限値と、ＰＤＳＣＨ連動決定部２５３によって決定された連動有無とに基づいて、ＰＤＣＣＨ通知メッセージを生成する。具体的な生成方法は、第３実施形態におけるステップＳ３０６と同様である。
ステップＳ４０８において、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＸ２インタフェース通信部２４０は、ＰＤＣＣＨ通知生成部２５４によって生成されたＰＤＣＣＨ通知メッセージを送信する。
ピコセル基地局ＰｅＮＢのＸ２インタフェース通信部１４０は、ＰＤＣＣＨ通知メッセージを受信する。
ステップＳ４０９において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの割り当て条件決定部１５３は、Ｘ２インタフェース通信部１４０が受信したＰＤＣＣＨ通知メッセージに含まれる、（ａ）１無線フレームにおける制限対象サブフレームを示す情報要素と、（ｂ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を示す情報要素と、（ｃ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ連動の有無を示す情報要素とに基づいて、劣化無線端末ＰＵＥに対してＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを割り当てるサブフレームを決定する。具体的な決定方法は、第３実施形態におけるステップＳ３０８と同様である。
なお、本動作シーケンスでは、ピコセル基地局ＭｅＮＢからマクロセル基地局ＰｅＮＢに対してＰＤＣＣＨ制限要求メッセージが送信されていたが、マクロセル基地局ＭｅＮＢからピコセル基地局ＰｅＮＢに対してＰＤＣＣＨ制限要求メッセージが送信されてもよい。
（３）第４実施形態の効果
第４実施形態によれば、第１実施形態と同様に、無線基地局間でのＰＤＣＣＨの干渉を抑圧することができる。また、ＰＤＣＣＨ使用量にＰＤＳＣＨ使用量を連動させることによって、無線基地局間でのＰＤＳＣＨの干渉も抑圧することができる。なお、第４実施形態はヘテロジーニアスネットワークにおける干渉制御手法を例に説明した。しかしながら、第２実施形態で説明したようなマクロセル基地局間のＰＤＣＣＨの基地局間干渉に対し、第４実施形態に係る干渉制御手法を適用可能である。
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態を説明する。第５実施形態は、第３実施形態を変形した実施形態である。第５実施形態に係るマクロセル基地局ＭｅＮＢは第３実施形態と同様に構成される。第５実施形態においては、（１）ピコセル基地局の構成、（２）無線通信システムの動作例、（３）第５実施形態の効果の順に説明する。また、第１実施形態、第３実施形態、及び第５実施形態と異なる点を主として説明し、重複する説明を省略する。
（１）ピコセル基地局の構成
図１６は、第５実施形態に係るピコセル基地局ＰｅＮＢの構成を示すブロック図である。図１６に示すように、第５実施形態に係るピコセル基地局ＰｅＮＢは、制御部１２０の構成が第１実施形態とは異なる。
制御部１２０は、劣化端末検出部１５１、対象サブフレーム決定部１７２、上限値決定部１７３、ＰＤＳＣＨ連動決定部１７４、ＰＤＣＣＨ通知生成部１７５、割り当て条件決定部１５３、及び無線リソース割り当て部１５４を有する。
劣化端末検出部１５１、割り当て条件決定部１５３、及び無線リソース割り当て部１５４は、第３実施形態と同様の構成である。
対象サブフレーム決定部１７２は、１無線フレームに相当する１０サブフレームのうち、自局のＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限すべき制限対象サブフレームを決定する。
上限値決定部１７３は、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を決定する。
ＰＤＳＣＨ連動決定部１７４は、対象サブフレーム決定部１７２によって決定された制限対象サブフレームについて、自局のＰＤＳＣＨ使用量を連動させるか否かを決定する。
ＰＤＣＣＨ通知生成部１７５は、対象サブフレーム決定部１７２によって決定された制限対象サブフレームと、上限値決定部１７３によって決定された上限値と、ＰＤＳＣＨ連動決定部１７４によって決定された連動有無とに基づいて、ＰＤＣＣＨ通知メッセージを生成する。
（２）無線通信システムの動作例
図１７は、第５実施形態に係る無線通信システム１Ａの動作例を示す動作シーケンス図である。
ステップＳ５０１において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの劣化端末検出部１５１は、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する各無線端末ＰＵＥから報告される受信品質情報（メジャメントレポート又はＣＱＩ等）に基づき、強い干渉によって受信品質の劣化した劣化無線端末ＰＵＥを検出する。劣化端末検出部１５１によって劣化無線端末ＰＵＥが検出された場合、処理がステップＳ５０２に進む。
ステップＳ５０２において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの対象サブフレーム決定部１７２は、劣化無線端末ＰＵＥに関する情報に基づき、１無線フレームに相当する１０サブフレームのうち、自局のＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限すべき制限対象サブフレームを決定する。対象サブフレーム決定部１７２は、劣化無線端末ＰＵＥの数に応じて制限対象サブフレームを決定してもよい。例えば、対象サブフレーム決定部１７２は、劣化無線端末ＰＵＥの数が多いほど制限対象サブフレームを少なくし、劣化無線端末ＰＵＥの数が少ないほど制限対象サブフレームを多くする。
また、ステップＳ５０３において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの上限値決定部１７３は、劣化無線端末ＰＵＥに関する情報に基づき、制限対象サブフレームにおける自局のＰＤＣＣＨ使用量の上限値を決定する。上限値決定部１７３は、劣化無線端末ＰＵＥについての干渉の度合いに応じて上限値を決定してもよい。例えば、上限値決定部１７３は、干渉の度合いが大きいほど上限値を低くし、干渉の度合いが小さいほど上限値を高くする。
ステップＳ５０３において、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＳＣＨ連動決定部１７４は、対象サブフレーム決定部１７２によって決定された制限対象サブフレームについて、自局のＰＤＳＣＨ使用量を連動させるか否かを決定する。ＰＤＳＣＨ連動決定部１７４は、例えば、連動有無の決定基準として、上限値決定部１７３によって決定されたＰＤＣＣＨ使用量の上限値を使用する。ＰＤＣＣＨ使用量の上限値が低い場合には、制限対象サブフレームでＰＤＳＣＨを割り当て可能な無線端末ＰＵＥの数が少なくなり、スケジューリングゲインは減少する。したがって、ＰＤＳＣＨ連動決定部１７４は、自局のＰＤＣＣＨ使用量の上限値が、予め設定された閾値よりも低い場合には、制限対象サブフレームでの自局のＰＤＳＣＨ割り当てを少なくするために、制限対象サブフレームについて自局のＰＤＳＣＨ使用量を連動させると決定する。
ステップＳ５０４において、ＰＤＣＣＨ通知生成部１７５は、対象サブフレーム決定部１７２によって決定された対象サブフレームと、上限値決定部１７３によって決定された上限値と、ＰＤＳＣＨ連動決定部１７４によって決定された連動有無とに基づいて、ＰＤＣＣＨ通知メッセージを生成する。ＰＤＣＣＨ通知メッセージは、ピコセル基地局ＰｅＮＢを識別する送信元基地局ＩＤに加え、（ａ）１無線フレームにおける制限対象サブフレームを示す情報要素と、（ｂ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を示す情報要素と、（ｃ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ連動の有無を示す情報要素とを含む。ただし、ＰＤＣＣＨ使用量の上限値が０％を示す場合には必ずＰＤＳＣＨ連動が「有り」であることを示すといったように、（ｃ）の情報要素は、（ｂ）の情報要素を用いて表現してもよい。また、ＰＤＣＣＨ通知メッセージは、宛先基地局ＩＤを含んでもよい。あるいは、ピコセル基地局ＰｅＮＢに隣接する全ての隣接基地局ｅＮＢに対してＰＤＣＣＨ通知メッセージをブロードキャスト送信してもよい。これにより、ＰＤＣＣＨ通知メッセージを受信した全ての隣接基地局ｅＮＢがピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用状態を知ることができる。
ステップＳ５０５において、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＸ２インタフェース通信部１４０は、ＰＤＣＣＨ通知生成部１７５によって生成されたＰＤＣＣＨ通知メッセージを送信する。
マクロセル基地局ＭｅＮＢのＸ２インタフェース通信部２４０は、ＰＤＣＣＨ通知メッセージを受信する。
ステップＳ５０６において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの対象サブフレーム決定部２５１は、Ｘ２インタフェース通信部２４０が受信したＰＤＣＣＨ通知メッセージを解釈し、１無線フレームに相当する１０サブフレームのうち、ＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限すべき制限対象サブフレームを決定する。対象サブフレーム決定部２５１は、ＰＤＣＣＨ通知メッセージに含まれる、（ａ）１無線フレームにおける制限対象サブフレームを示す情報要素と、（ｂ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を示す情報要素とに応じて制限対象サブフレームを決定してもよい。例えば、対象サブフレーム決定部２５１は、ピコセル基地局ＰｅＮＢがＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限していないサブフレームには、ピコセル基地局ＰｅＮＢのセルエッジ端末（劣化無線端末ＰＵＥ）が割り当てられているとみなし、当該サブフレームを、自局（マクロセル基地局ＭｅＮＢ）のＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限すべき制限対象サブフレームとして決定する。
また、ステップＳ５０６において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの上限値決定部２５２は、Ｘ２インタフェース通信部２４０が受信したＰＤＣＣＨ通知メッセージを解釈し、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を決定する。上限値決定部２５２は、ＰＤＣＣＨ通知メッセージに含まれる、（ｂ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を示す情報に応じて、自局についての上限値を決定してもよい。例えば、上限値決定部２５２は、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨ使用量の上限値を自局（マクロセル基地局ＭｅＮＢ）のＰＤＣＣＨ使用量の上限値として決定する。あるいは、上限値決定部２５２は、相手がピコセル基地局ＰｅＮＢであるか否かを判別し、ピコセル基地局ＰｅＮＢについて予め定められた上限値を決定してもよい。
ステップＳ５０７において、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＳＣＨ連動決定部２５３は、対象サブフレーム決定部２５１によって決定された制限対象サブフレームについて、ＰＤＳＣＨ使用量を連動させるか否かを決定する。ＰＤＳＣＨ連動決定部２５３は、連動有無の決定基準として、上限値決定部２５２によって決定されたＰＤＣＣＨ使用量の上限値を使用する。ＰＤＣＣＨ使用量の上限値が低い場合には、制限対象サブフレームでＰＤＳＣＨを割り当て可能な無線端末ＵＥの数が少なくなり、スケジューリングゲインは減少する。したがって、ＰＤＳＣＨ連動決定部２５３は、ＰＤＣＣＨ使用量の上限値が、予め設定された閾値よりも低い場合には、制限対象サブフレームでのＰＤＳＣＨ割り当てを少なくするために、制限対象サブフレームについてＰＤＳＣＨ使用量を連動させると決定する。
ステップＳ５０８において、ＰＤＣＣＨ通知生成部２５４は、対象サブフレーム決定部２５１によって決定された対象サブフレームと、上限値決定部２５２によって決定された上限値と、ＰＤＳＣＨ連動決定部２５３によって決定された連動有無とに基づいて、ＰＤＣＣＨ通知メッセージを生成する。ＰＤＣＣＨ通知メッセージは、マクロセル基地局ＭｅＮＢを識別する送信元基地局ＩＤに加え、（ａ）１無線フレームにおける自局の制限対象サブフレームを示す情報要素と、（ｂ）制限対象サブフレームにおける自局のＰＤＣＣＨ使用量の上限値を示す情報要素と、（ｃ）制限対象サブフレームにおける自局のＰＤＳＣＨ連動の有無を示す情報要素とを含む。ただし、ＰＤＣＣＨ使用量の上限値が０％を示す場合には必ずＰＤＳＣＨ連動が「有り」であることを示すといったように、（ｃ）の情報要素は、（ｂ）の情報要素を用いて表現してもよい。また、ＰＤＣＣＨ通知メッセージは、宛先基地局ＩＤを含んでもよい。具体的には、自局が受信したＰＤＣＣＨ通知メッセージの送信元基地局ＩＤを、自局が送信するＰＤＣＣＨ通知メッセージの宛先基地局ＩＤとすることができる。あるいは、マクロセル基地局ＭｅＮＢに隣接する全ての隣接基地局ｅＮＢに対してＰＤＣＣＨ通知メッセージをブロードキャスト送信してもよい。
ステップＳ５０９において、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＸ２インタフェース通信部２４０は、ＰＤＣＣＨ通知生成部２５４によって生成されたＰＤＣＣＨ通知メッセージを送信する。
ピコセル基地局ＰｅＮＢのＸ２インタフェース通信部１４０は、ＰＤＣＣＨ通知メッセージを受信する。
ステップＳ５１０において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの割り当て条件決定部１５３は、Ｘ２インタフェース通信部１４０が受信したＰＤＣＣＨ通知メッセージに含まれる、（ａ）１無線フレームにおける制限対象サブフレームを示す情報要素と、（ｂ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を示す情報要素と、（ｃ）制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ連動の有無を示す情報要素とに基づいて、劣化無線端末ＰＵＥに対してＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを割り当てるサブフレームを決定する。割り当て条件決定部１５３は、（ａ）の情報要素によって示される制限対象サブフレームを、劣化無線端末ＰＵＥに対してＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを割り当てるサブフレームとして決定する。また、割り当て条件決定部１５３は、（ｂ）の情報要素によって示される上限値が低いほど、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨリソースの使用量を多くするよう決定してもよい。また、割り当て条件決定部１５３は、（ｃ）の情報要素によって示されるＰＤＳＣＨ連動が「有り」である場合、制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨリソースの使用量を多くするよう決定してもよい。
（３）第５実施形態の効果
第５実施形態によれば、第１実施形態と同様に、無線基地局間でのＰＤＣＣＨの干渉を抑圧することができる。また、ＰＤＣＣＨ使用量にＰＤＳＣＨ使用量を連動させることによって、無線基地局間でのＰＤＳＣＨの干渉も抑圧することができる。なお、第５実施形態はヘテロジーニアスネットワークにおける干渉制御手法を例に説明した。しかしながら、第２実施形態で説明したようなマクロセル基地局間のＰＤＣＣＨの基地局間干渉に対し、第５実施形態に係る干渉制御手法を適用可能である。
［第６実施形態］
上述した各実施形態では、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨがマクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨから受ける干渉を抑圧することに主眼をおいて説明したが、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨは、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨからだけでなく、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＳＣＨからも干渉を受けることがある。第６実施形態は、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨがマクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＳＣＨから受ける干渉も考慮した実施形態である。
図１８は、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨについての干渉状態を説明するための図である。図１８に示すように、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨ領域（制御領域）がサブフレームの先頭から３シンボル分であり、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ領域がサブフレームの先頭から２シンボル分であるような場合、ピコセル基地局ＰｅＮＢの３番目のシンボルに相当するＰＤＣＣＨ領域は、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＳＣＨ領域（データ領域）から干渉を受ける。このような場合には、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨが受ける干渉を低減するために、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＳＣＨ使用率も考慮する必要がある。
上述した第３実施形態及び第４実施形態のように、ピコセル基地局ＰｅＮＢからマクロセル基地局ＭｅＮＢへＰＤＣＣＨ制限を要求するケースでは、以下の変更を加えることで、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＳＣＨ使用率も考慮することができる。図１９に示すように、本変更例では、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨ領域（制御領域）の時間範囲に対応するシンボル数を示す情報（ＰＤＣＣＨシンボル数情報）と、マクロセル基地局ＭｅＮＢが当該時間範囲内で上限とすべき無線リソースの使用率を示す情報（上限値情報）とを含む。本メッセージを受信したマクロセル基地局ＭｅＮＢは、本メッセージで指定される制限対象サブフレームについて、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨ領域の時間範囲に対応する無線リソース（ＰＤＣＣＨリソース及びＰＤＳＣＨリソース）の使用率を制御する。
また、上述した第５実施形態のように、ピコセル基地局ＰｅＮＢからマクロセル基地局ＭｅＮＢへＰＤＣＣＨ通知を行うケースでは、以下の変更を加えることで、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＳＣＨ使用率も考慮することができる。図１９に示すように、本変更例では、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨ領域（制御領域）の時間範囲に対応するシンボル数を示す情報（ＰＤＣＣＨシンボル数情報）と、ピコセル基地局ＰｅＮＢが当該時間範囲内で上限とする無線リソースの使用率を示す情報（上限値情報）とを含む。本メッセージを受信したマクロセル基地局ＭｅＮＢは、本メッセージで指定される制限対象サブフレーム以外のサブフレームについて、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨ領域の時間範囲に対応する無線リソース（ＰＤＣＣＨリソース及びＰＤＳＣＨリソース）の使用率を制御する。
なお、マクロセル基地局ＭｅＮＢからピコセル基地局ＰｅＮＢへのＰＤＣＣＨ通知メッセージについては、マクロセル基地局ＭｅＮＢがピコセル基地局ＰｅＮＢからの通知に従ったシンボル数（時間範囲）に対して無線リソース使用率を制限しているか否かを通知できることが望ましい。よって、マクロセル基地局ＭｅＮＢは、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨ領域（制御領域）の時間範囲に対応するシンボル数を示す情報（ＰＤＣＣＨシンボル数情報）と、マクロセル基地局ＭｅＮＢが当該時間範囲内で上限とする無線リソースの使用率を示す情報（上限値情報）とに加えて、無線リソース使用率を制限している時間範囲に対応するシンボル数を示す情報（制限シンボル数情報）をＰＤＣＣＨ通知メッセージに含めてピコセル基地局ＰｅＮＢに送信してもよい。図１９の例では、マクロセル基地局ＭｅＮＢは、ＰＤＣＣＨシンボル数情報としては“２”シンボルを通知し、制限シンボル数情報としては“３”シンボルを通知する。
同様に、ピコセル基地局ＰｅＮＢからマクロセル基地局ＭｅＮＢへのＰＤＣＣＨ通知メッセージについても、制限シンボル数情報を適用してもよい。図１９の例では、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、ＰＤＣＣＨシンボル数情報としても、制限シンボル数情報としても、“３”シンボルを通知する。
[第７実施形態]
次に、本発明の第７実施形態を説明する。第７実施形態においては、図３と同様のヘテロジーニアスネットワークによる無線通信システムに適用される干渉制御手法を説明する。
上述した各実施形態においては、ピコセル基地局ＰｅＮＢ及びマクロセル基地局ＭｅＮＢのそれぞれは、自局の制限対象サブフレームについて、自局のＰＤＣＣＨ使用量（ＰＤＣＣＨ使用率）と自局のＰＤＳＣＨ使用量（ＰＤＳＣＨ使用率）とを連動させるか否かを決定し、ＰＤＳＣＨ連動の有無を示す情報を相互に通知していた。
一方、本実施形態においては、ＰＤＳＣＨ連動の有無を示す情報に代えて、ＲＮＴＰ（Relative Narrowband Tx Power）と称される情報を使用する。ここでＲＮＴＰとは、リソースブロック（ＲＢ）毎に、下りリンクの送信電力がＲＮＴＰ閾値以下に制限されているか否かを示す情報である。ＲＮＴＰは、各ＲＢと対応付けられたビット列と、ＲＮＴＰ閾値とを含む。例えば、ＲＮＴＰ閾値以下に送信電力が制限されているＲＢを“０”とし、ＲＮＴＰ閾値以下に送信電力が制限されていないＲＢを“１”とすると、各ＲＢと対応付けられたビット列では、ビットの位置がＲＢを示しており、“１０１００…”といったように構成される。
以下、第７実施形態について、（１）第７実施形態の概要、（２）第７実施形態の詳細の順に説明する。ただし、上述した第１実施形態〜第６実施形態と異なる点を説明し、重複する説明を省略する。
（１）第７実施形態の概要
第７実施形態に係る無線通信システムの第１の特徴は、時間方向に並んだ各サブフレームが制御領域及びデータ領域に時間分割されている通信フレーム構成を使用して、無線端末と下りリンク通信を行う無線基地局が、下りリンク制御チャネル使用量あるいは下りリンク制御チャネル使用率が制限される制限対象サブフレームについて、データ領域の全周波数帯の下りリンク送信電力を閾値以下に制限する場合に、前記制限対象サブフレームのデータ領域の全周波数帯の下りリンク送信電力を閾値以下に制限することを示す送信電力情報を、基地局間通信により、隣接する無線基地局に送信する送信部を備えることを要旨とする。
また、第７実施形態に係る無線通信システムの第２の特徴は、第１の特徴において、前記送信部は、前記送信電力情報と共に、前記閾値を示す情報を送信することを要旨とする。
さらに、第７実施形態に係る無線通信システムの第３の特徴は、第１の特徴において、前記無線基地局は、前記制限対象サブフレーム以外のサブフレームについて、データ領域の一部周波数帯のみに対して下りリンク送信電力を前記閾値以下に制限する送信電力制御部を備えることを要旨とする。
第１の特徴〜第３の特徴において、例えば、下りリンク制御チャネルとはＰＤＣＣＨを意味し、周波数帯とはリソースブロック（ＲＢ）を意味し、閾値とはＲＮＴＰ閾値を意味し、送信電力情報とは各ＲＢと対応付けられたビット列を意味し、基地局間通信とはＸ２インターフェイスを介した通信を意味する。
（２）第７実施形態の詳細
次に、第７実施形態の詳細について、（２．１）マクロセル基地局の構成、（２．２）ピコセル基地局の構成、（２．３）無線通信システムの動作例の順に説明する。ここでは、第５実施形態に基づく構成及び動作について説明するが、第６実施形態の方法を取り入れてもよい。
（２．１）マクロセル基地局の構成
図２０は、第７実施形態に係るマクロセル基地局ＭｅＮＢの構成を示すブロック図である。
図２０に示すように、第７実施形態に係るマクロセル基地局ＭｅＮＢの制御部２２０は、対象サブフレーム決定部２８１、上限値決定部２８２、ＰＤＳＣＨ連動決定部２８３、通知生成部２８４、送信電力制御部２８５、及び無線リソース割り当て部２８６を有する。
対象サブフレーム決定部２８１は、将来使用する複数のサブフレームのうち、自局のＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限する制限対象サブフレームを決定する。なお、用語「使用量」は、「使用率」及び「送信電力」の概念を含むものとする。具体的には、使用率と送信電力との積よって使用量（すなわち、エネルギー）が定められる。
上限値決定部２８２は、自局の制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を決定する。また、本実施形態では、上限値決定部２８２は、決定したＰＤＣＣＨ使用量の上限値に応じて、自局のＲＮＴＰ閾値を決定する。なお、上限値決定部２８２は、決定したＰＤＣＣＨ使用量の上限値に関する情報とは別の情報に基づいて自局のＲＮＴＰ閾値を決定してもよい。
ＰＤＳＣＨ連動決定部２８３は、対象サブフレーム決定部２８１によって決定された制限対象サブフレームについて、自局のＰＤＳＣＨ使用量を連動させるか否かを決定する。ＰＤＳＣＨ使用量を連動させる場合には、自局の制限対象サブフレームの全ＲＢの下りリンク送信電力がＲＮＴＰ閾値以下に制限されることになる。また、自局の制限対象サブフレーム以外のサブフレーム（以下、非制限対象サブフレームと称する）については、データ領域の一部ＲＢのみの下りリンク送信電力がＲＮＴＰ閾値以下に制限されることになる。
通知生成部２８４は、対象サブフレーム決定部２８１によって決定された制限対象サブフレームを示す情報と、上限値決定部２８２によって決定された上限値及びＲＮＴＰ閾値のそれぞれを示す情報と、ＲＮＴＰ情報（各ＲＢと対応付けられたビット列）とを含む通知メッセージを生成する。
ＰＤＳＣＨ使用量を連動させると決定されている場合、自局の制限対象サブフレームに対応するＲＮＴＰ情報は、自局の制限対象サブフレームのデータ領域の全ＲＢの下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限することを示す。一方、ＰＤＳＣＨ使用量を連動させないと決定されている場合、自局の制限対象サブフレーム及び非制限対象サブフレームのそれぞれに対応するＲＮＴＰ情報は、データ領域の一部ＲＢのみの下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限することを示す。
なお、通知メッセージは、送信元基地局（あるいは送信元セル）を示すＩＤと、送信先基地局（あるいは送信先セル）を示すＩＤとをさらに含んでもよい。
通知生成部２８４は、生成した通知メッセージをピコセル基地局ＰｅＮＢに送信するようにＸ２インタフェース通信部２４０を制御する。本実施形態においてＸ２インタフェース通信部２４０（及び通知生成部２８４）は、制御情報を送信する送信部を構成する。
無線リソース割り当て部２８５は、決定された割り当て条件（すなわち、制限対象サブフレーム、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値、制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ使用量の連動有無）に従って、マクロセル基地局ＭｅＮＢに接続する各無線端末ＭＵＥに対するＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨの割り当てをサブフレーム毎に実行する。
無線リソース割り当て部２８５は、一のサブフレームに対応する割り当て情報を、当該一のサブフレームの１つ前のサブフレームのＰＤＣＣＨを使用して無線端末ＭＵＥに通知するように無線通信部２１０を制御する。
送信電力制御部２８６は、決定された下りリンク送信電力条件（すなわち、制限対象サブフレーム、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値、ＲＮＴＰ閾値、制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ使用量の連動有無）に従って、マクロセル基地局ＭｅＮＢに接続する各無線端末ＭＵＥに対するＰＤＣＣＨ及び／又はＰＤＳＣＨの下りリンク送信電力を制御する。
送信電力制御部２８６は、ＰＤＳＣＨ連動有りの場合に、自局の制限対象サブフレームのデータ領域の全ＲＢの下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限する。また、送信電力制御部２８６は、ＰＤＳＣＨ連動有りの場合に、自局の非制限対象サブフレームのデータ領域の一部ＲＢのみに対して下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限する。
一方、送信電力制御部２８６は、ＰＤＳＣＨ連動無しの場合には、自局の制限対象サブフレーム及び非制限対象サブフレームのそれぞれのデータ領域の一部ＲＢのみの下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限する。
（２．２）ピコセル基地局の構成
図２１は、第７実施形態に係るピコセル基地局ＰｅＮＢの構成を示すブロック図である。
図２１に示すように、第７実施形態に係るピコセル基地局ＰｅＮＢの制御部１２０は、対象サブフレーム決定部１８１、上限値決定部１８２、ＰＤＳＣＨ連動決定部１８３、通知生成部１８４、送信電力制御部１８５、及び無線リソース割り当て部１８６を有する。
対象サブフレーム決定部１８１は、将来使用する複数のサブフレームのうち、自局のＰＤＣＣＨ使用量を上限値以下に制限する制限対象サブフレームを決定する。なお、用語「使用量」は、「使用率」及び「送信電力」の概念を含むものとする。具体的には、使用率と送信電力との積よって使用量（すなわち、エネルギー）が定められる。
対象サブフレーム決定部１８１は、Ｘ２インタフェース通信部１４０がマクロセル基地局ＭｅＮＢから受信した通知メッセージに含まれる制限対象サブフレームを示す情報に基づき、マクロセル基地局ＭｅＮＢの制限対象サブフレーム以外のサブフレームを自局の制限対象サブフレームとしてもよい。
上限値決定部１８２は、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値を決定する。また、本実施形態では、上限値決定部１８２は、決定したＰＤＣＣＨ使用量の上限値に応じて、ＲＮＴＰ閾値を決定する。なお、上限値決定部１８２は、決定したＰＤＣＣＨ使用量の上限値に関する情報とは別の情報に基づいて自局のＲＮＴＰ閾値を決定してもよい。
ＰＤＳＣＨ連動決定部１８３は、対象サブフレーム決定部１８１によって決定された制限対象サブフレームについて、自局のＰＤＳＣＨ使用量を連動させるか否かを決定する。ＰＤＳＣＨ使用量を連動させる場合には、自局の制限対象サブフレームの全ＲＢの下りリンク送信電力がＲＮＴＰ閾値以下に制限されることになる。また、自局の非制限対象サブフレームについては、データ領域の一部ＲＢのみの下りリンク送信電力がＲＮＴＰ閾値以下に制限されることになる。
通知生成部１８４は、対象サブフレーム決定部１８１によって決定された制限対象サブフレームを示す情報と、上限値決定部１８２によって決定された上限値及びＲＮＴＰ閾値のそれぞれを示す情報と、ＲＮＴＰ情報（各ＲＢと対応付けられたビット列）とを含む通知メッセージを生成する。
ＰＤＳＣＨ使用量を連動させると決定されている場合、制限対象サブフレームに対応するＲＮＴＰ情報は、自局の制限対象サブフレームのデータ領域の全ＲＢの下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限することを示す。一方、ＰＤＳＣＨ使用量を連動させないと決定されている場合、自局の制限対象サブフレーム及び非制限対象サブフレームのそれぞれに対応するＲＮＴＰ情報は、データ領域の一部ＲＢのみの下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限することを示す。
なお、通知メッセージは、送信元基地局（あるいは送信元セル）を示すＩＤと、送信先基地局（あるいは送信先セル）を示すＩＤとをさらに含んでもよい。
通知生成部１８４は、生成した通知メッセージをピコセル基地局ＰｅＮＢに送信するようにＸ２インタフェース通信部１４０を制御する。本実施形態においてＸ２インタフェース通信部１４０（及び通知生成部１８４）は、制御情報を送信する送信部を構成する。
無線リソース割り当て部１８５は、決定された割り当て条件（すなわち、制限対象サブフレーム、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値、制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ使用量の連動有無）に従って、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する各無線端末ＰＵＥに対するＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨの割り当てをサブフレーム毎に実行する。無線リソース割り当て部１８５は、一のサブフレームに対応する割り当て情報を、当該一のサブフレームの１つ前のサブフレームのＰＤＣＣＨを使用して無線端末ＰＵＥに通知するように無線通信部１１０を制御する。
無線リソース割り当て部１８５は、マクロセル基地局ＭｅＮＢの制限対象サブフレームにおいて、自局のセルエッジの無線端末ＰＵＥに対してＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを優先して割り当てる。
送信電力制御部１８６は、決定された下りリンク送信電力条件（すなわち、制限対象サブフレーム、制限対象サブフレームにおけるＰＤＣＣＨ使用量の上限値、ＲＮＴＰ閾値、制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ使用量の連動有無）に従って、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する各無線端末ＰＵＥに対するＰＤＣＣＨ及び／又はＰＤＳＣＨの下りリンク送信電力を制御する。
送信電力制御部１８６は、ＰＤＳＣＨ連動有りの場合に、自局の制限対象サブフレームのデータ領域の全ＲＢの下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限する。また、送信電力制御部１８６は、ＰＤＳＣＨ連動有りの場合に、自局の非制限対象サブフレームのデータ領域の一部ＲＢのみに対して下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限する。
一方、送信電力制御部１８６は、ＰＤＳＣＨ連動無しの場合には、自局の制限対象サブフレーム及び非制限対象サブフレームのそれぞれのデータ領域の一部ＲＢのみの下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限する。
（２．３）無線通信システムの動作例
図２２は、第７実施形態に係る無線通信システムの動作例を説明するための図である。
図２２に示すように、時間方向に並ぶサブフレームＳＦ＃１〜ＳＦ＃３…のそれぞれは、制御領域Ｃ及びデータ領域Ｄに時間分割されている。
マクロセル基地局ＭｅＮＢは、サブフレームＳＦ＃２を自局の制限対象サブフレームとして決定し、サブフレームＳＦ＃１及びＳＦ＃３を自局の非制限対象サブフレームとして決定し、制限対象サブフレームにおけるＰＤＳＣＨ連動を有りと決定している。マクロセル基地局ＭｅＮＢの制限対象サブフレームＳＦ＃２においては、制御領域Ｃの一部がブランクとなっている。また、マクロセル基地局ＭｅＮＢは、サブフレームＳＦ＃１及びＳＥ＃３のそれぞれのデータ領域Ｄの高周波数側にある各ＲＢの下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限すると決定し、サブフレームＳＦ＃２のデータ領域Ｄの全ＲＢの下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限すると決定している。マクロセル基地局ＭｅＮＢでの決定内容は通知メッセージによって事前にピコセル基地局ＰｅＮＢに通知される。
ピコセル基地局ＰｅＮＢは、マクロセル基地局ＭｅＮＢからの通知メッセージによってマクロセル基地局ＭｅＮＢでの決定内容を把握する。ピコセル基地局ＰｅＮＢは、サブフレームＳＦ＃１及びＳＦ＃３については、データ領域Ｄの高周波数側にある各ＲＢはマクロセル基地局ＭｅＮＢからの干渉が小さいと判断し、これらのＲＢを無線端末ＰＵＥに優先的に割り当てる。ただし、サブフレームＳＦ＃１及びＳＦ＃３は、制御領域においてマクロセル基地局ＭｅＮＢから大きな干渉を受ける可能性がある。
また、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、サブフレームＳＦ＃２の制御領域及びデータ領域のそれぞれがマクロセル基地局ＭｅＮＢから受ける干渉は小さいと判断し、サブフレームＳＦ＃２の制御領域及びデータ領域において無線端末ＰＵＥ（特に、セルエッジの無線端末ＰＵＥ）を優先的に割り当てる。サブフレームＳＦ＃２は、制御領域においてマクロセル基地局ＭｅＮＢから干渉を受ける可能性が小さく、セルエッジの無線端末ＰＵＥであってもＰＤＣＣＨの状態が良好であり、ピコセル基地局ＰｅＮＢからの制御情報をセルエッジの無線端末ＰＵＥが良好に受信できる。また、サブフレームＳＦ＃２は、データ領域においてもマクロセル基地局ＭｅＮＢから干渉を受ける可能性が小さく、セルエッジの無線端末ＰＵＥは、ピコセル基地局ＰｅＮＢからのユーザデータを良好に受信できる。
以上説明したように、第７実施形態によれば、マクロセル基地局ＭｅＮＢは、自局の制限対象サブフレームについて、データ領域の全ＲＢの下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限する場合に、当該制限対象サブフレームのデータ領域の全ＲＢの下りリンク送信電力をＲＮＴＰ閾値以下に制限することを示す送信電力情報を、基地局間通信により、ピコセル基地局ＰｅＮＢに送信する。これにより、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、マクロセル基地局ＭｅＮＢの制限対象サブフレームにおいて、自局のＰＤＳＣＨが受ける干渉が小さいということを把握することができ、効果的なＰＤＳＣＨの割り当てを行うことができる。
なお、第７実施形態では、ＰＤＳＣＨ連動有り無しを決定可能な構成を説明したが、制限対象サブフレームは必ずＰＤＳＣＨ連動有りとされる、すなわち、RNTP閾値により送信電力が制限される構成としてもよい。この場合、ＰＤＳＣＨ連動決定部２８３，１８３は不要である。
また、通知するRNTP閾値を０ｄＢとすることで「ＰＤＳＣＨ連動無し」を示し、通知するRNTP閾値を０ｄＢ以外とすることで「ＰＤＳＣＨ連動有り」を示す方法を採用してもよい。
［その他の実施形態］
上記のように、本発明は各実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
例えば、上述した第１実施形態〜第７実施形態のそれぞれは、別個独立に実施する場合に限らず、相互に組み合わせて実施してもよい。
上述した実施形態においては、ＰＤＣＣＨ使用量として、下りサブフレームにおいてＰＤＣＣＨとして使用可能な時間軸方向のＯＦＤＭシンボル数（すなわち、制御領域の時間軸方向のＯＦＤＭシンボル数）を１〜３（又は１〜４）の範囲内で指定する一例や、１サブフレーム中のＰＤＣＣＨ領域（制御領域）全体において使用ＰＤＣＣＨリソースの占める割合である使用率で指定する一例を説明した。しかしながら、このような指定方法に限らず、下りサブフレームにおいてＰＤＣＣＨとして使用可能な総リソース数をＯＦＤＭシンボル数（すなわち、制御領域のＯＦＤＭシンボル総数）で指定する方法としてもよい。
上述した各実施形態においては、ＰＤＣＣＨ使用量を制御することで干渉を抑圧するケースについて説明したが、ＰＤＣＣＨ使用量に限らず、ＰＤＣＣＨ送信電力を制御することで干渉を抑圧する方式としてもよい。ＰＤＣＣＨ送信電力とは、１サブフレーム中のＰＤＣＣＨ領域（制御領域）全体での送信電力であって、例えばリソース最小単位であるリソースエレメント（１サブキャリア及び１シンボルにより構成されるリソース）毎の送信電力をＰＤＣＣＨ領域（制御領域）全体で平均したものである。上述した各実施形態における「ＰＤＣＣＨ使用量」を「ＰＤＣＣＨ送信電力」と読み替えても、ＰＤＣＣＨの基地局間干渉を抑圧することができる。
第１実施形態、第３実施形態、第４実施形態、第５実施形態、第６実施形態、及び第７実施形態においてはマクロセル基地局及びピコセル基地局間でのＰＤＣＣＨの基地局間干渉低減技術を説明し、第２実施形態においてはマクロセル基地局間でのＰＤＣＣＨの基地局間干渉低減技術を説明したが、本発明は、これらの基地局の組み合わせに限らず、任意の隣接基地局間でのＰＤＣＣＨの基地局間干渉の低減に適用することができる。
また、ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄにおいては、バックホールを無線により構成する無線基地局であるリレーノードの採用が予定され、且つリレーノードにもＸ２インタフェースが採用される予定であるため、当該リレーノードを本発明に係る無線基地局としてもよい。
さらに、上述した実施形態では、ＬＴＥシステムについて説明したが、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ ８０２．１６）に基づく無線通信システム等、他の無線通信システムに対して本発明を適用してもよい。
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
なお、日本国特許出願第２０１０−８７６８６号（２０１０年４月６日出願）、第２０１０−１３８８０２号（２０１０年６月１７日出願）、第２０１０−１８１１６５号（２０１０年８月１２日出願）、第２０１０−２２５２６６号（２０１０年１０月４日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
以上のように、本発明に係る無線通信システム、無線基地局、及び通信制御方法によれば、下りリンク制御チャネルの基地局間干渉を低減できるため、移動体通信などの無線通信において有用である。

Claims (2)

  1. 時間方向に複数のサブフレームが並ぶ無線フレーム構成を用いて下りリンクの通信を行い、第１のカバレッジを有する無線基地局であって、
    前記複数のサブフレームのそれぞれは、周波数方向に複数のリソースブロックを含んでおり、
    前記複数のサブフレームのうち前記下りリンクにおいて自局が電力の使用制限を設定する制限対象サブフレームを示すビットを“１”とし、前記複数のサブフレームのうち前記下りリンクにおいて自局が電力の使用制限を設定しない非制限対象サブフレームを示すビットを“０”とし、各ビットの位置がサブフレーム番号と対応付けられているビット列を、Ｘ２インターフェイス上で、前記第１のカバレッジよりも狭い第２のカバレッジを有しており且つ前記第１のカバレッジ内に設けられた他の無線基地局に送信する送信部を有することを特徴とする無線基地局。
  2. 時間方向に複数のサブフレームが並ぶ無線フレーム構成を用いて下りリンクの通信を行い、第１のカバレッジを有する無線基地局における通信制御方法であって、
    前記複数のサブフレームのそれぞれは、周波数方向に複数のリソースブロックを含んでおり、
    前記複数のサブフレームのうち前記下りリンクにおいて自局が電力の使用制限を設定する制限対象サブフレームを示すビットを“１”とし、前記複数のサブフレームのうち前記下りリンクにおいて自局が電力の使用制限を設定しない非制限対象サブフレームを示すビットを“０”とし、各ビットの位置がサブフレーム番号と対応付けられているビット列を、Ｘ２インターフェイス上で、前記第１のカバレッジよりも狭い第２のカバレッジを有しており且つ前記第１のカバレッジ内に設けられた他の無線基地局に送信するステップを有することを特徴とする通信制御方法。
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