JP5337530B2 - 無線基地局および無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線端末が測定した無線通信品質を示す無線品質値を当該無線端末から無線基地局に通知する無線通信システムにおいて用いられる無線基地局および無線通信方法に関する。

無線通信システムにおいて周波数資源は有限であり、有限な周波数資源を最大限に活用するための様々な技術が開発されている。このような技術の一つとして、無線基地局が無線端末に割り当てる通信周波数を、通信周波数毎の無線通信品質に応じて動的に変更する技術が知られている。

このような技術では、無線端末は、複数の通信周波数のそれぞれにおいて無線通信品質を測定し、測定結果を示す無線品質値を無線基地局に通知する。無線基地局は、無線端末から受信した無線品質値に基づいて、無線端末に割り当て可能な通信周波数の中から、無線通信品質が良好な通信周波数を無線端末に割り当てる。これにより、無線端末は、無線通信品質が良好な通信周波数を用いて無線通信を無線基地局と実行できるため、安定且つ高速な無線通信を実現できる。

なお、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において規格化されている無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）では、無線通信品質が高い上位所定数の通信周波数についての無線品質値が、無線端末から無線基地局に通知される（非特許文献１参照）。

3GPP TS 36.213 V8.3.0 "7.2 UE procedure for reporting channel quality indication (CQI), precoding matrix indicator (PMI) and rank indication (RI)"、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成20年10月17日検索］、＜ＵＲＬ：http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/36_series/36.213/36213-830.zip＞

ところで、無線基地局が多数の無線端末と無線通信を実行する場合など、無線基地局が送受信するトラフィックが多い状況下では、無線基地局は、必ずしも無線通信品質が良好な通信周波数を無線端末に割り当てることができない。

ここで、干渉源からの干渉レベルが高い通信周波数（以下、被干渉周波数）を予め無線基地局が把握していれば、例えば当該通信周波数を割り当ての対象外とするといった干渉対策を講じることができ、安定且つ高速な無線通信をより確実に実現できる。

しかしながら、従来の無線通信システムにおいては、無線基地局が被干渉周波数を高精度に検出することが困難であり、無線基地局において十分な干渉対策を講じることができない問題があった。

そこで、本発明は、干渉源からの干渉レベルが高い被干渉周波数を高精度且つ容易に検出できる無線基地局および無線通信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、本発明の第１の特徴は、予め定められた複数の通信周波数（サブバンド）それぞれにおいて無線通信品質（ＳＮＲ又はＣＮＲ）を測定する無線端末（無線端末２Ａ）と無線通信を実行する無線基地局（無線基地局１Ａ）であって、通信周波数毎の前記無線通信品質を示す無線品質値（ＣＱＩ）を前記無線端末から複数回受信する、又は、前記無線端末を含む複数の無線端末から前記無線品質値を受信する受信部（無線通信部１１０）と、前記複数の通信周波数それぞれについて、所定の閾値よりも劣化した前記無線品質値を前記受信部が受信した回数をカウントするカウント部（カウント部１２２ｃ）と、前記複数の通信周波数の中から、前記カウント部によってカウントされた前記回数が前記所定回数に達した通信周波数を、所定レベル以上の干渉を干渉源から受ける被干渉通信周波数として検出する検出部（被干渉サブバンド検出部１２３）とを備えることを要旨とする。

このような特徴によれば、無線端末から受信する無線品質値が低い通信周波数は、干渉源から干渉を受けている可能性があるため、所定の閾値よりも劣化した無線品質値を受信部が受信した回数が所定回数に達した通信周波数を被干渉通信周波数として検出することによって、瞬時的な無線通信品質の劣化を排除して、被干渉サブバンドを高精度に検出できる。

また、無線端末から無線基地局に無線品質値を通知するという既存の方式を利用しており、無線通信システムの仕様を大幅に変更することなく実現できるため、被干渉周波数を容易に検出できる。

したがって、第１の特徴に係る無線基地局によれば、干渉源からの干渉レベルが高い被干渉周波数を高精度且つ容易に検出できる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記無線端末の位置、または前記無線端末と前記無線基地局との間の距離の少なくとも一方を示す端末位置情報を取得する取得部（情報取得部１２１）をさらに備え、前記カウント部は、前記取得部によって取得された前記端末位置情報に基づき、所定のエリアに位置する前記無線端末から送信された前記無線品質値であって、且つ、前記所定の閾値よりも劣化した前記無線品質値を前記受信部が受信した前記回数をカウントすることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記所定のエリアとは、前記無線基地局の通信エリア端部であることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記検出部が前記被干渉サブバンドを検出した場合に、前記干渉源となる他の無線基地局である干渉源基地局を特定する干渉源特定部（干渉源特定部１２５）をさらに備え、前記端末位置情報は、前記無線端末の位置を示す情報であり、前記取得部は、前記無線基地局から所定範囲内に位置する他の無線基地局の位置に関する基地局位置情報をさらに取得し、前記干渉源特定部は、前記端末位置情報および前記基地局位置情報に基づいて、前記干渉源基地局を特定することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１〜第４の何れかの特徴に係り、前記受信部は、前記複数の通信周波数のそれぞれにおいて前記無線端末が測定した前記無線通信品質のうち、前記無線通信品質が低い下位所定数の前記無線品質値を受信することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、予め定められた複数の通信周波数それぞれにおいて無線通信品質を測定する無線端末と無線通信を実行する無線通信方法であって、通信周波数毎の前記無線通信品質を示す無線品質値を前記無線端末から複数回受信する、又は、前記無線端末を含む複数の無線端末から前記無線品質値を受信するステップと、前記複数の通信周波数それぞれについて、前記受信するステップにおいて所定の閾値よりも劣化した前記無線品質値を受信した回数をカウントするステップと、前記複数の通信周波数の中から、前記カウントするステップによってカウントされた前記回数が前記所定回数に達した通信周波数を、所定レベル以上の干渉を干渉源から受ける被干渉通信周波数として検出するステップとを備えることを要旨とする。

本発明によれば、干渉源からの干渉レベルが高い被干渉周波数を高精度且つ容易に検出できる無線基地局および無線通信方法を提供できる。

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。 近隣無線基地局を説明するための図である。 第１実施形態に係る無線基地局（第１無線基地局）の構成を示す機能ブロック図である。 第１実施形態に係る無線基地局（第２無線基地局）の構成を示す機能ブロック図である。 第１実施形態に係る無線通信システムの概略動作シーケンスを示すシーケンス図である。 第１実施形態に係る無線基地局（第１無線基地局）の動作、具体的には、図５に示したステップＳ１３０の詳細を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る無線基地局（第２無線基地局）の動作、具体的には、図５に示したステップＳ１５０Ｂの詳細を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る無線基地局の構成を示す機能ブロック図である。 第２実施形態に係る無線通信システムの概略動作シーケンスを示すシーケンス図である。 第２実施形態に係る無線基地局の動作、具体的には、図９に示したステップＳ２１０の詳細を示すフローチャートである。

次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態、第２実施形態、およびその他の実施形態に係る無線通信システムを説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

［第１実施形態］
第１実施形態においては、（１）無線通信システムの概略構成、（２）無線基地局の構成、（３）無線通信システムの動作、（４）作用・効果について説明する。

（１）無線通信システムの概略構成
図１は、第１実施形態に係る無線通信システム１０の概略構成図である。無線通信システム１０は、ＬＴＥ規格に基づく構成を有している。すなわち、無線通信システム１０では、マルチキャリア通信方式の一つである直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）方式が用いられる。ＯＦＤＭＡ方式では、複数のサブキャリアを用いてサブチャネルと呼ばれる通信チャネルが構成され、当該通信チャネルが無線端末に割り当てられる。

図１に示すように、無線通信システム１０は、無線基地局１Ａ、無線基地局１Ｂ、複数の無線端末２Ａ、および無線端末２Ｂを有する。

無線基地局１Ａ（第１無線基地局）は、無線端末と通信可能なエリアである通信エリア５Ａを形成する。通信エリア５Ａは、無線基地局１Ａの電波到達範囲内のエリアであり、セルとも呼ばれる。

無線端末２Ａは、通信エリア５Ａ内に位置しており、無線基地局１Ａから割り当てられた通信チャネルを介して、無線基地局１Ａと無線通信を実行する。図１では１つの無線端末２Ａのみを図示しているが、多数の無線端末２Ａが通信エリア５Ａ内に位置し、無線基地局１Ａと無線通信を実行していてもよい。このように多数の無線端末２Ａが無線基地局１Ａと無線通信を実行する場合、無線基地局１Ａの無線通信リソースに不足が生じる。

無線基地局１Ｂ（第２無線基地局）は、通信エリア５Ｂを形成する。通信エリア５Ｂ内に位置する無線端末２Ｂと無線通信を実行する。通信エリア５Ｂ内には、無線端末２Ｂ以外の多数の無線端末が位置していてもよい。

無線基地局１Ａおよび無線基地局１Ｂは、有線通信網であるバックボーンネットワーク１００に接続されている。無線基地局１Ａおよび無線基地局１Ｂは、バックボーンネットワーク１００を介して互いに通信を行うことができる。

無線基地局１Ａが形成する通信エリア５Ａ、および無線基地局１Ｂが形成する通信エリア５Ｂは、一部が重複する、いわゆる隣接セルである。図１の例では、無線端末２Ａは、通信エリア５Ａと通信エリア５Ｂとの重複部分に位置している。

無線基地局１Ａが無線端末２Ａに割り当てた通信チャネルと、無線基地局１Ｂが無線端末２Ｂに割り当てた通信チャネルとは、例えば同一周波数または隣接周波数の通信チャネルである。無線端末２Ａは、通信エリア５Ｂと重複する通信エリア５Ａの端部（以下、「エリア端」と称する）６Ａに位置しているため、無線基地局１Ｂから受ける干渉の影響が大きい。

すなわち、無線基地局１Ｂから無線端末２Ｂに送信された無線信号は、無線端末２Ｂだけでなく、無線端末２Ａにおいても受信される。以下では、無線基地局１Ａと無線端末２Ａとの無線通信を主として説明し、無線端末２Ａが無線基地局１Ｂから受信する無線信号を干渉信号と称する。

ＯＦＤＭＡ方式では、無線基地局１Ａが無線端末２Ａに割り当てる通信チャネルは、動的に変更可能である。また、無線通信システム１０には、適応変調が採用されている。適応変調においては、無線基地局１Ａと無線端末２Ａとの間の無線通信品質（ＳＮＲやＣＩＮＲ）が良好であるほど、高速な変調方式を用いた無線通信を実現可能である。

このような事情から、無線通信システム１０では、無線端末２Ａが無線通信品質を測定し、測定した無線通信品質を無線基地局１Ａに通知する。具体的には、無線端末２Ａは、複数のサブキャリアをまとめたサブバンドと呼ばれる周波数単位毎に無線通信品質を測定する。ＬＴＥ規格では、無線通信システム１０において利用可能な全周波数帯が例えば５０程度のサブバンドに分割される。また、ＬＴＥ規格では、無線通信品質の指標としてＣＱＩ（Channel Quality Indication）と呼ばれる値が使用される。3GPP標準仕様「3GPP TS 36.213 V8.3.0」においては、無線端末が、ＣＱＩが高い上位Ｍ個のサブバンドについてのＣＱＩを無線基地局に通知する方式が規定されている。これにより、無線基地局は当該無線端末にとって良好なサブバンドを知る事ができる。

さらに、第１実施形態において無線端末２Ａは、複数のサブバンドのそれぞれにおいて測定したＣＱＩの中から、例えばＣＱＩが低い下位Ｎ個を抽出し、抽出した下位Ｎ個のＣＱＩを示すＣＱＩ情報を無線基地局１Ａに通知する。

図２に示すように、無線基地局１Ａの近隣には、複数の近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇが設置されている。近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇによって形成される通信エリア５Ｂ〜５Ｇの各エリア端６Ｂ〜６Ｇは、無線基地局１Ａによって形成される通信エリア５Ａのエリア端６Ａと重複する。

無線基地局１Ａは、無線端末２Ａから受信したＣＱＩ情報に基づき、複数のサブバンドのうち近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇから大きな干渉を受ける被干渉サブバンドを検出し、当該被干渉サブバンドの情報を近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇに通知する。近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇは、通知された情報に応じて、干渉を低減する処理を実行する。以下においては、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇの代表として、無線基地局１Ｂについて説明する。

（２）無線基地局の構成
次に、（２．１）無線基地局１Ａの構成、（２．２）無線基地局１Ｂの構成について説明する。

（２．１）無線基地局１Ａの構成
図３は、第１実施形態に係る無線基地局１Ａの構成を示す機能ブロック図である。

図３に示すように、無線基地局１Ａは、無線通信部１１０、制御部１２０、記憶部１３０、および有線通信部１４０を有する。

無線通信部１１０は、ＬＮＡ(Low Noise Amplifier)、パワーアンプ、アップコンバータおよびダウンコンバータなどを含み、ＯＦＤＭＡに従った無線信号を送受信する。無線通信部１１０は、無線端末２ＡからＣＱＩ情報（品質情報）を受信する品質情報受信部を構成する。

有線通信部１４０は、バックボーンネットワーク１００とのインタフェースとして機能する。制御部１２０は、例えばＣＰＵなどによって構成され、無線基地局１Ａが具備する各種機能を制御する。記憶部１３０は、例えばメモリによって構成され、無線基地局１Ａにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。

制御部１２０は、情報取得部１２１、情報管理部１２２、被干渉サブバンド検出部１２３、および通知処理部１２４を有する。

情報取得部１２１は、無線端末２Ａの位置を示す位置情報（端末位置情報）を取得する位置情報取得部１２１ｂと、無線端末２Ａから通知されるＣＱＩ情報を取得するＣＱＩ情報取得部１２１ａとを有する。ＣＱＩ情報取得部１２１ａは、１つの無線端末２ＡからＣＱＩ情報を複数回受信する、または複数の無線端末２ＡからＣＱＩ情報を受信する。位置情報取得部１２１ｂは、無線端末２Ａの位置、または無線端末２Ａと無線基地局１Ａとの間の距離の少なくとも一方を示す位置情報を取得する。

情報管理部１２２は、情報取得部１２１によって取得されたＣＱＩ情報を記憶部１３０のＣＱＩ情報記憶部１３１に保存するとともに、当該ＣＱＩ情報を管理する。

情報管理部１２２は、劣化判定部１２２ａ、位置判定部１２２ｂ、カウント部１２２ｃ、および情報削除部１２２ｄを有する。劣化判定部１２２aは、ＣＱＩ情報に基づき、複数のサブバンドのうちＣＱＩが閾値よりも劣化したサブバンドが存在するか否かを判定する。位置判定部１２２ｂは、端末位置情報に基づき、無線基地局１Ａのエリア端６Ａに無線端末２Ａが位置しているか否かを判定する。カウント部１２２ｃは、ＣＱＩが閾値よりも劣化した回数を複数のサブバンドそれぞれについてカウントする。情報削除部１２２ｄは、ＣＱＩ情報記憶部１３１が記憶するＣＱＩ情報のうち古くなった情報を削除する。

被干渉サブバンド検出部１２３は、情報管理部１２２が管理する情報を用いて、被干渉サブバンドを検出する。通知処理部１２４は、被干渉サブバンド検出部１２３によって検出された被干渉サブバンドを示す干渉情報を近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇに通知する。すなわち、第１実施形態において通知処理部１２４は、干渉情報通知部を構成する。

以下では、無線基地局１Ａの各機能ブロックによって実行される処理について詳細に説明する。具体的には、（２．１．１）端末位置情報の取得、（２．１．２）ＣＱＩ情報の取得、（２．１．３）ＣＱＩ情報の管理、（２．１．４）被干渉サブバンドの検出、（２．１．５）干渉情報の通知について説明する。

（２．１．１）端末位置情報の取得
位置情報取得部１２１ｂは、次のＡ〜Ｃの何れかの方法を用いて、無線端末２Ａの位置情報を取得する。

Ａ．無線端末２Ａに搭載されたＧＰＳなどの位置情報検出手段により、無線端末２Ａが自端末の位置を測定し、位置情報を無線端末２Ａから無線基地局１Ａに通知する。位置情報を無線端末２Ａが通知するタイミングは、無線基地局１Ａへの初期接続時、一定周期での通知、位置情報が変化した際に通知などが考えられる。

Ｂ．無線端末２Ａが送信する電波の受信電力やドップラー周波数等を無線基地局１Ａが測定する事による位置推定。場合によっては、複数基地局の測定結果により、正確な無線端末２Ａの位置を測定する事が可能である。

Ｃ．無線端末２Ａが送信する無線信号を無線基地局１Ａが受信するタイミングと、無線基地局１Ａの信号送信タイミングとのずれによる距離推定。または、無線端末２Ａが実施しているタイミングアドバンス(TA)情報を通知する事による距離推定。あるいは、これらの併用。

（２．１．２）ＣＱＩ情報の取得
ＣＱＩ情報取得部１２１ａは、無線端末２Ａに要求する事で、不定期に無線端末２ＡからＣＱＩを入手する事ができるが、測定結果が低いＣＱＩのサブバンドを通知させる。無線端末２Ａに通知させるＣＱＩの数は、下位M個のＣＱＩ、あらかじめ指定した閾値以下のＣＱＩ、あらかじめ指定した閾値以下のＣＱＩのうち下位M個などが考えられる。更に、その基準(個数Mまたは閾値)を無線端末２Ａに認識させる方法としては、システム固定、報知情報で通知、無線端末２Ａ初期接続時のコンフィグレーションで通知などがある。

（２．１．３）ＣＱＩ情報の管理
情報管理部１２２は、ＣＱＩ情報記憶部１３１に保存するＣＱＩ情報を、上記Ｃでは無線端末の距離別に保存する。あるいは、情報管理部１２２は、位置判定部１２２ｂによってエリア端６Ａに位置すると判定された無線端末のＣＱＩのみを保存してもよい。

情報管理部１２２は、次のＤ〜Ｅの何れかの方法により、ＣＱＩ情報をＣＱＩ情報記憶部１３１に保存する。

Ｄ．端末ＩＤと共にサブバンドおよびＣＱＩを保存する方法
Ｅ．サブバンドごとにＣＱＩを保存する方法
Ｆ．サブバンドごとに閾値以下のＣＱＩが通知された数を保存する方法

各保存方法は、必要とするメモリ量が多い順序に並べると、Ｄ．＞Ｅ．＞Ｆ．となる。情報量が多ければＣＱＩ情報記憶部１３１のメモリ量が増大する反面、より高度な干渉検出が可能となる。

また、古い情報を基準に判定すると現在受けている干渉を正しく推定する事ができないため、情報削除部１２２ｄは、何れの方法でも一定時間(TBD)が経過すると古い情報を削除する。

上記Ｅの方法で保存された場合のＣＱＩ情報の一例を表１に示す。

表１では、サブバンド番号１〜４の各サブバンドについて、通知されたＣＱＩと、通知されてからの経過時間に応じた値とが記録されている。経過時間に応じた値は、時間の経過とともにデクリメント（１を減算）され、ゼロになった時点で、該当するＣＱＩが削除される。

（２．１．４）被干渉サブバンドの検出
一般にＣＱＩが低いサブバンドはより高いレベルの干渉を受けていると推測されるため、劣化判定部１２２ａによってＣＱＩが一定の閾値以下であると判定された場合に、被干渉レベルが高いと判断できる。但し、瞬間的な要因を取り除くために、被干渉サブバンド検出部１２３は、カウント部１２２ｃを用いて、複数回条件にあてはまるＣＱＩを観測した場合に、被干渉サブバンドと判定してもよい。

上記Ｆのように情報を保存する場合、サブバンドごとに、閾値以下のＣＱＩを示した回数をカウント部１２２ｃがカウントし、被干渉サブバンド検出部１２３は、カウント値があらかじめ設定した数以上になった時に被干渉サブバンドと判定する。

上記Ｅ．においても同様な判定が可能であるが、サブバンドごとにＣＱＩも記憶している事から、被干渉サブバンド検出部１２３は、ＣＱＩのレベルで重み付けをして、閾値以下の回数が少なくても高干渉と判定する事が可能である。

上記Ｄ．では、各ＣＱＩを通知した無線端末も識別可能である事から、特定の無線端末のＣＱＩが悪い場合に端末不良等の個別要因を選別する事も可能である。

（２．１．５）干渉情報の通知
通知処理部１２４は、被干渉サブバンド検出部１２３によって被干渉サブバンドが検出された場合、干渉情報をバックボーンネットワーク１００経由で近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇに通知する。例えば、干渉情報には、被干渉サブバンドを識別するサブバンド番号が含まれている。通知を受けた近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇは、自局のトラフィック状況に応じて該サブバンドを回避、又は低送信電力で使用することになる。通知処理部１２４は、被干渉サブバンドの使用停止、或いは出力低下を行わなければならない強制力の強い指示メッセージを通知してもよい。

（２．２）無線基地局１Ｂの構成
次に、無線基地局１Ｂの構成について説明する。図４は、無線基地局１Ｂの構成を示す機能ブロック図である。

図４に示すように、無線基地局１Ｂは、無線通信部２１０、制御部２２０、記憶部２３０、および有線通信部２４０を有する。無線通信部２１０は、ＬＮＡ、パワーアンプ、アップコンバータおよびダウンコンバータなどを含み、ＯＦＤＭＡに従った無線信号を送受信する。有線通信部２４０は、バックボーンネットワーク１００とのインタフェースとして機能する。有線通信部２４０は、バックボーンネットワーク１００を介して干渉情報を受信する干渉情報受信部として機能する。

制御部２２０は、例えばＣＰＵなどによって構成され、無線基地局１Ｂが具備する各種機能を制御する。記憶部２３０は、例えばメモリによって構成され、無線基地局１Ｂにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。

制御部２２０は、割り当て管理部２２１、送信判定部２２２、および送信制御部２２３を有する。割り当て管理部２２１は、無線端末２Ｂに通信チャネルを割り当てるとともに、割り当てた通信チャネルや当該通信チャネルを含むサブバンドの情報を管理する。割り当て管理部２２１が管理する割り当て情報は、記憶部２３０（割り当て情報記憶部２３１）に保存されている。

送信判定部２２２は、無線基地局１Ａから受信した干渉情報に基づき被干渉サブバンドを特定し、被干渉サブバンドを用いる干渉信号を無線基地局１Ｂが送信しているか否かを判定する。具体的には、送信判定部２２２は、割り当て管理部２２１が管理する割り当て情報に基づき、被干渉サブバンドに対応する周波数の通信チャネルを無線端末２Ｂに割り当てているか否かを判定する。そして、送信判定部２２２は、被干渉サブバンドに対応する周波数の通信チャネルを無線端末２Ｂに割り当てている場合に、無線基地局１Ｂが干渉信号を送信していると判定する。

送信制御部２２３は、送信判定部２２２による判定結果に応じて、無線通信部２１０を制御する。送信制御部２２３は、送信判定部２２２によって無線基地局１Ｂが干渉信号を送信していると判定された場合、干渉信号の送信電力低減または送信停止の何れかを実行する。

（３）無線通信システムの動作
次に、第１実施形態に係る無線通信システム１０の動作について説明する。具体的には、（３．１）全体概略動作、（３．２）無線基地局１Ａの動作、（３．３）無線基地局１Ｂの動作について説明する。

（３．１）全体概略動作
図５は、第１実施形態に係る無線通信システム１０の概略動作シーケンスを示すシーケンス図である。

ステップＳ１１０においては、無線基地局１Ｂの無線通信部２１０は、干渉信号を無線基地局１Ａに送信している。

ステップＳ１２０において、無線端末２Ａは、ＣＱＩ情報を無線基地局１Ａに通知する。これ以降、無線端末２Ａは、定期的にＣＱＩ情報を無線基地局１Ａに通知する。無線基地局１ＡのＣＱＩ情報取得部１２１ａは、通知されたＣＱＩ情報を取得する。位置情報取得部１２１ｂは、上記Ａ〜Ｃの何れかの方法を用いて、無線端末２Ａの位置情報を取得する。

ステップＳ１３０において、無線基地局１Ａの情報管理部１２２および被干渉サブバンド検出部１２３は、被干渉サブバンドを検出する干渉検出処理を実行する。干渉検出処理の詳細については後述する。

ステップＳ１４０において、無線基地局１Ａの通知処理部１２４は、被干渉サブバンドが検出された場合、干渉情報をバックボーンネットワーク１００経由で近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇに通知する。

ステップＳ１５０Ｂ，Ｓ１５０ＣおよびＳ１５０Ｄにおいて、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇの送信判定部２２２および送信制御部２２３は、干渉回避処理を実行すべきか否かを判定する。

ステップＳ１６０において、無線基地局１Ｂの送信判定部２２２は、干渉信号を送信していると判断し、送信制御部２２３は、該当する通信チャネルの出力規制（ここでは、送信電力低減）を行う。

（３．２）無線基地局１Ａの動作
図６は、第１実施形態に係る無線基地局１Ａの動作、具体的には、図５に示したステップＳ１３０（干渉検出処理）の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ１３１において、情報管理部１２２は、ＣＱＩ情報を記憶部１３０のＣＱＩ情報記憶部１３１に保存する。

ステップＳ１３２において、位置判定部１２２ｂは、端末位置情報に基づき、エリア端６Ａに無線端末２Ａが位置しているか否かを判定する。なお、位置判定部１２２ｂにおける位置判定には、エリア端６Ａの情報が必要になるが、当該情報は記憶部１３０に予め保存されているものとする。エリア端６Ａに無線端末２Ａが位置していると判定された場合、処理がステップＳ１３３に進む。

ステップＳ１３３において、劣化判定部１２２ａは、ＣＱＩ情報に基づき、複数のサブバンドのうちＣＱＩが閾値よりも劣化したサブバンドが存在するか否かを判定する。また、カウント部１２２ｃは、ＣＱＩ情報記憶部１３１を参照し、当該劣化したサブバンドについて、ＣＱＩが閾値よりも劣化した回数をカウントする。ＣＱＩが閾値よりも劣化したサブバンドが存在すると判定された場合、処理がステップＳ１３４に進む。

ステップＳ１３４において、被干渉サブバンド検出部１２３は、カウント部１２２ｃが当該劣化したサブバンドに対してカウントした回数が所定回数に達している場合（Ｓ１３４；ＹＥＳ）、当該劣化したサブバンドを被干渉サブバンドとして検出する（ステップＳ１３５）。

（３．３）無線基地局１Ｂの動作
図７は、無線基地局１Ｂの動作、具体的には、図５に示したステップＳ１５０Ｂ（干渉回避判定処理）の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ１５１において、送信判定部２２２は、割り当て管理部２２１が管理する割り当て情報に基づき、被干渉サブバンドに対応する周波数の通信チャネルを使用しているか否かを判定する。被干渉サブバンドに対応する周波数の通信チャネルを使用していると判定された場合、処理がステップＳ１５２に進む。

ステップＳ１５２において、送信制御部２２３は、割り当て管理部２２１が管理する割り当て情報に基づき、被干渉サブバンド以外のサブバンドにおいて未割り当てのサブバンド（あるいは通信チャネル）が存在するか否かを判定する。未割り当てのサブバンドが存在すると判定された場合、処理がステップＳ１５５に進み、存在しないと判定された場合、処理がステップＳ１５３に進む。

ステップＳ１５５において、送信制御部２２３は、それまで無線端末２Ｂに割り当てていた通信チャネル（被干渉サブバンド）の使用を停止、すなわち、干渉信号の送信を停止して、未割り当てのサブバンドに対応する通信チャネルを無線端末２Ｂに割り当て直す。
ステップＳ１５３において、送信制御部２２３は、無線端末２Ｂに対するスループットを下げることができるか否かを判定する。例えば、無線端末２Ｂ宛のデータの量が少ない場合には、スループットを下げることができると判定される。

ステップＳ１５４において、送信制御部２２３は、それまで無線端末２Ｂに割り当てていた通信チャネル（被干渉サブバンド）の使用を継続するとともに、当該通信チャネルにおける送信電力を低減する。この場合、低速な変調方式になり、スループットが低下するが、無線端末２Ａに与える干渉の影響を低減することができる。

（４）作用・効果
第１実施形態では、通知処理部１２４は、被干渉サブバンドが検出された場合、干渉情報を無線基地局１Ｂに通知する。無線基地局１Ｂの送信制御部２２３は、無線基地局１Ｂが干渉信号を送信していると判定された場合、当該干渉信号の送信電力低減または送信停止の何れかを実行する。これにより、被干渉サブバンドにおけるＣＱＩが向上する。

したがって、ＣＱＩの劣化したサブバンド（被干渉サブバンド）が無線端末２Ａに割り当てられる場合であっても、当該サブバンドにおけるＣＱＩを改善し、安定且つ高速な無線通信を実現可能にすることができる。

特に、無線基地局１Ａが送受信するトラフィックが多く、通信リソースの不足が生じている状況下では、ＣＱＩの劣化したサブバンド（被干渉サブバンド）が無線端末２Ａに割り当てられる可能性が高くなるため、このような状況に好適である。

第１実施形態では、被干渉サブバンド検出部１２３は、位置判定部１２２ｂによって無線端末２Ａがエリア端６Ａに位置していると判定され、且つ、劣化判定部１２２ａによってＣＱＩの劣化したサブバンドが存在すると判定された場合、ＣＱＩの劣化したサブバンドを被干渉サブバンドとして検出する。図１および図２に示したように、エリア端６Ａは干渉の影響を受けやすい領域であり、エリア端６Ａであることを考慮に入れることで被干渉サブバンドをさらに正確に検出できる。

第１実施形態では、被干渉サブバンド検出部１２３は、劣化判定部１２２ａによってＣＱＩの劣化したサブバンドが存在すると判定され、且つ、カウント部１２２ｃがＣＱＩの劣化したサブバンドに対してカウントした回数が所定回数に達している場合、ＣＱＩの劣化したサブバンドを被干渉サブバンドとして検出する。これにより、瞬時的なＣＱＩの劣化を排除することができ、被干渉サブバンドをさらに正確に検出できる。

第１実施形態では、無線端末２Ａは、複数のサブバンドのそれぞれにおいて測定したＣＱＩの中から、ＣＱＩが低い下位所定数を抽出し、抽出した下位所定数のＣＱＩを示すＣＱＩ情報を無線基地局１Ａに通知する。このため、全サブバンドのＣＱＩ情報を無線基地局１Ａに通知する場合と比較してＣＱＩ情報の情報量を削減できるとともに、劣化したサブバンドを無線基地局１Ａが把握可能となる。

第１実施形態では、送信制御部２２３は、送信判定部２２２によって無線基地局１Ｂが干渉信号を送信していると判定された場合、それまで無線端末２Ｂに割り当てていたサブバンド（被干渉サブバンド）の使用を停止して、未割り当てのサブバンドを無線端末２Ｂに割り当て直す。したがって、干渉をより確実に回避しつつ、無線端末２Ｂとの通信も継続できる。

第１実施形態では、送信制御部２２３は、未割り当てのサブバンドが存在しないと判定した場合、それまで無線端末２Ｂに割り当てていたサブバンド（被干渉サブバンド）の使用を継続するとともに、送信電力低減を実行する。したがって、未割り当てのサブバンドが存在しない場合であっても、干渉の影響を低減しつつ、無線端末２Ｂとの通信も継続できる。

［第２実施形態］
第２実施形態では、第１実施形態で説明した構成および動作に加え、無線基地局１Ａが、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇの中から干渉源の無線基地局を特定する形態について説明する。以下、（１）無線基地局の構成、（２）全体概略動作、（３）無線基地局の動作、（４）作用・効果について説明する。ただし、第１実施形態と重複する説明については省略する。

（１）無線基地局の構成
図８は、第２実施形態に係る無線基地局１Ａの構成を示す機能ブロック図である。

図８に示すように、無線基地局１Ａは、第１実施形態の構成に加え、干渉源特定部１２５をさらに有している。干渉源特定部１２５は、被干渉サブバンド検出部１２３によって被干渉サブバンドが検出された場合、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇの中から、干渉信号を無線端末２Ａに送信する干渉源の無線基地局（以下、干渉源基地局と称する）を特定する。

また、第２実施形態に係る情報管理部１２２は、ＣＱＩ情報をＣＱＩ情報記憶部１３１に保存する際に、各無線端末２Ａの位置情報に基づいて、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇのうち無線端末２Ａに最寄りの無線基地局を推定し、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇ毎にグループ化して保存する。このようにグループ化して保存することにより、干渉源特定部１２５は、被干渉サブバンド検出部１２３によって検出された被干渉サブバンドに係る干渉源基地局を特定できる。

なお、無線端末２Ａに最寄りの無線基地局を推定するためには、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇの位置情報（以下、基地局位置情報）が必要となるが、基地局位置情報は記憶部１３０に予め記憶されている。このため、位置情報取得部１２１ｂは、基地局位置情報を記憶部１３０から取得し、無線端末２Ａに最寄りの無線基地局を推定する際に使用できる。

あるいは、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇの各通信エリアを示す情報を基地局位置情報として用いることも考えられる。この場合、干渉源特定部１２５は、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇのうち無線端末２Ａの位置を含む通信エリアを形成する近隣無線基地局を干渉源基地局として特定する。

通知処理部１２４は、被干渉サブバンド検出部１２３によって被干渉サブバンドが検出された場合、干渉源特定部１２５によって特定された干渉源基地局に対し、干渉信号の送信電力低減または送信停止の何れかを指示する指示メッセージを通知する。すなわち、第２実施形態において通知処理部１２４は、干渉信号の送信電力低減または送信停止の何れかを指示する指示部として機能する。

（２）全体概略動作
図９は、第２実施形態に係る無線通信システム１０の概略動作シーケンスを示すシーケンス図である。図９において、ステップＳ２１０〜Ｓ２３０以外の動作は第１実施形態と同様であるため、ステップＳ２１０〜Ｓ２３０について説明する。

ステップＳ２１０において、無線基地局１Ａの情報管理部１２２および被干渉サブバンド検出部１２３は、被干渉サブバンドを検出する干渉検出処理を実行する。干渉検出処理の詳細については後述する。

ステップＳ２２０において、無線基地局１Ａの干渉源特定部１２５は、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇの中から干渉源基地局を特定する。ここでは、干渉源基地局として無線基地局１Ｂが特定されたとする。

ステップＳ２３０において、無線基地局１Ａの通知処理部１２４は、被干渉サブバンドが検出された場合、干渉規制指示をバックボーンネットワーク１００経由で無線基地局１Ｂのみに送信する。

（３）無線基地局の動作
図１０は、第２実施形態に係る無線基地局１Ａの動作、具体的には、図９に示したステップＳ２１０（干渉検出処理）の詳細を示すフローチャートである。図１０において、ステップＳ２１１以外の動作は第１実施形態と同様であるため、ステップＳ２１１について説明する。ステップＳ２１１において、情報管理部１２２は、ＣＱＩ情報を記憶部１３０のＣＱＩ情報記憶部１３１に保存する。その際、情報管理部１２２は、端末位置情報に基づいて、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇのうち無線端末２Ａに最寄りの無線基地局を推定し、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇ毎にグループ化して保存する。

（４）作用・効果
第２実施形態では、通知処理部１２４は、被干渉サブバンド検出部１２３によって被干渉サブバンドが検出された場合、干渉源特定部１２５によって特定された干渉源基地局に対し、干渉信号の送信電力低減または送信停止の何れかを指示する指示メッセージを通知する。したがって、近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇの全てに通知を行っていた第１実施形態に比べて、通知に要するメッセージ量を削減できる。また、第１実施形態では、実際には干渉源ではない近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇにおいても干渉回避動作を行ってしまう可能性があるが、第２実施形態は当該可能性を低減できる。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は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実施形態および第２実施形態は、個別に実施してもよく、互いに組み合わせて実施してもよい。

上述した第２実施形態で説明した干渉源基地局特定方法だけでなく、次のような方法を用いてもよい。具体的には、無線端末２Ａは、位置情報に代えて、観測できる近隣無線基地局１Ｂ〜１ＧのセルID（基地局識別情報）を無線基地局１Ａに通知する。これにより、干渉源特定部１２５は、干渉源基地局を容易に特定可能となる。なお、セルIDと同時に、各近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇからの信号受信強度を付加すると、無線端末２Ａが干渉を受けやすい近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇをあらかじめ特定する事が可能である。

上述した第１実施形態および第２実施形態では、干渉源として近隣無線基地局１Ｂ〜１Ｇを例に説明したが、このようなマクロ基地局に限らず、無線基地局１Ａの通信エリア５Ａ内に通信エリアを形成する小型基地局（いわゆる、フェムトセル）も対象としてもよい。

上述した第１実施形態および第２実施形態では、ＬＴＥ規格に基づく無線通信システム１０について説明したが、ＬＴＥ規格に限らず、ＷｉＭＡＸ規格（ＩＥＥＥ ８０２．１６）に基づく無線通信システムなど対しても本発明を適用可能である。

上述した第１実施形態および第２実施形態では、無線通信品質を測定する周波数単位（サブバンド）と、無線端末に対して周波数を割り当てる単位（通信チャネル）とが異なる一例について説明したが、当該測定単位と当該割り当て単位とが同じであってもよい。

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。

１Ａ…無線基地局、１Ｂ〜１Ｇ…近隣無線基地局、２Ａ，２Ｂ…無線端末、５Ａ〜５Ｇ…通信エリア、６Ａ〜６Ｇ…エリア端、１０…無線通信システム、１００…バックボーンネットワーク、１１０…無線通信部、１２０…制御部、１２１…情報取得部、１２１ａ…ＣＱＩ情報取得部、１２１ｂ…位置情報取得部、１２２…情報管理部、１２２ａ…劣化判定部、１２２ｂ…位置判定部、１２２ｃ…カウント部、１２２ｄ…情報削除部、１２３…被干渉サブバンド検出部、１２４…通知処理部、１２５…干渉源特定部、１３０…記憶部、１３１…ＣＱＩ情報記憶部、１４０…有線通信部、２１０…無線通信部、２２０…制御部、２２１…割り当て管理部、２２２…送信判定部、２２３…送信制御部、２３０…記憶部、２３１…割り当て情報記憶部、２４０…有線通信部

Claims (6)

1. 予め定められた複数の通信周波数それぞれにおいて無線通信品質を測定する無線端末と無線通信を実行する無線基地局であって、
   通信周波数毎の前記無線通信品質を示す無線品質値を前記無線端末から複数回受信する、又は、前記無線端末を含む複数の無線端末から前記無線品質値を受信する受信部と、
   前記複数の通信周波数それぞれについて、所定の閾値よりも劣化した前記無線品質値を前記受信部が受信した回数をカウントするカウント部と、
   前記複数の通信周波数の中から、前記カウント部によってカウントされた前記回数が前記所定回数に達した通信周波数を、所定レベル以上の干渉を干渉源から受ける被干渉通信周波数として検出する検出部と
   を備える無線基地局。
2. 前記無線端末の位置、または前記無線端末と前記無線基地局との間の距離の少なくとも一方を示す端末位置情報を取得する取得部をさらに備え、
   前記カウント部は、前記取得部によって取得された前記端末位置情報に基づき、所定のエリアに位置する前記無線端末から送信された前記無線品質値であって、且つ、前記所定の閾値よりも劣化した前記無線品質値を前記受信部が受信した前記回数をカウントする請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記所定のエリアとは、前記無線基地局の通信エリア端部である請求項２に記載の無線基地局。
4. 前記検出部が前記被干渉サブバンドを検出した場合に、前記干渉源となる他の無線基地局である干渉源基地局を特定する干渉源特定部をさらに備え、
   前記端末位置情報は、前記無線端末の位置を示す情報であり、
   前記取得部は、前記無線基地局から所定範囲内に位置する他の無線基地局の位置に関する基地局位置情報をさらに取得し、
   前記干渉源特定部は、前記端末位置情報および前記基地局位置情報に基づいて、前記干渉源基地局を特定する請求項１又は請求項２に記載の無線基地局。
5. 前記受信部は、前記複数の通信周波数のそれぞれにおいて前記無線端末が測定した前記無線通信品質のうち、前記無線通信品質が低い下位所定数の前記無線品質値を受信する請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の無線基地局。
6. 予め定められた複数の通信周波数それぞれにおいて無線通信品質を測定する無線端末と無線通信を実行する無線通信方法であって、
   通信周波数毎の前記無線通信品質を示す無線品質値を前記無線端末から複数回受信する、又は、前記無線端末を含む複数の無線端末から前記無線品質値を受信するステップと、
   前記複数の通信周波数それぞれについて、前記受信するステップにおいて所定の閾値よりも劣化した前記無線品質値を受信した回数をカウントするステップと、
   前記複数の通信周波数の中から、前記カウントするステップによってカウントされた前記回数が前記所定回数に達した通信周波数を、所定レベル以上の干渉を干渉源から受ける被干渉通信周波数として検出するステップと
   を備える無線通信方法。

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