JP5450546B2

JP5450546B2 - 通信装置、基地局、及び基地局システム

Info

Publication number: JP5450546B2
Application number: JP2011205135A
Authority: JP
Inventors: 木亜秀青; 坂悠司東; 邉康彦田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: CN103024755B; CN103024755A; US8842743B2; US20130070816A1; JP2013070119A

Description

本発明の実施形態は、通信装置、基地局、及び基地局システムに関する。

ビルや地下街でのセルラー無線システムの不感地帯対策として、分散アンテナ基地局が知られている。分散アンテナ基地局は、それぞれ複数のアンテナを有する複数のリモートユニットと、リモートユニットへの信号の分配及びリモートユニットからの信号の合成を行うハブユニットと、送受信のデジタル信号処理を行う信号処理部とを備えている。各リモートユニットは地理的に離れて配置される。

このような分散アンテナ基地局が複数配置された場合、各分散アンテナ基地局のサービスエリア境界（セル境界）が重なる。３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において策定されている高速通信可能なセルラー無線システムの規格であるＬＴＥ（Long term evolution）では、異なる分散アンテナ基地局が同一の周波数を使用する場合がある。この場合、上述したセル境界は干渉エリアとなり、スループットが低下するという問題があった。

特開２０００−３２０４４号公報

本発明は、干渉エリアを制御してスループットを向上させることができる通信装置、基地局、及び基地局システムを提供することを目的とする。

本実施形態によれば、通信装置は、それぞれ、アンテナ、前記アンテナを介して第１ユーザ端末へ信号を送信する無線送信部、及び前記アンテナを介して前記第１ユーザ端末から信号を受信する無線受信部を複数有するＮ個（Ｎは２以上の整数）のリモートユニットと通信する。通信装置は、前記第１ユーザ端末へ送信する送信信号を出力する送信信号処理部と、複数の前記無線受信部による受信信号が合成されて、前記リモートユニットに設けられたアンテナの数以下の複数の経路を介して入力され、前記第１ユーザ端末とは異なる第２ユーザ端末から干渉を受けているリモートユニットを特定する受信信号処理部と、前記無線受信部の受信ゲインを調整する切替器と、を備える。前記切替器は、所定の測定区間において、前記Ｎ個のリモートユニットのうちＮ−１個のリモートユニットに含まれる前記無線受信部の受信ゲインを下げる。前記受信信号処理部は、前記測定区間において、入力信号と、前記第２ユーザ端末が送信する参照信号との相関値を計算し、前記相関値が所定の閾値より大きい場合に、受信ゲインが下げられていないリモートユニットが前記第２ユーザ端末から干渉を受けていると判定し、前記第１ユーザ端末から制御情報を受信したタイミングが前記所定の測定区間であった場合に前記制御情報を所定値に設定する。

複数の分散アンテナ基地局が設けられた場合に発生する干渉エリアの一例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る基地局システムの概略構成図である。同第１の実施形態に係る無線受信部の概略構成図である。同第１の実施形態に係る受信信号処理部の概略構成図である。ＬＴＥで規定されるアップリンクのフレームを示す図である。複数の基地局システムが設けられた状況の一例を示す図である。ユーザ端末のＳＲＳ送信パターンの一例を示す図である。フレームとユーザ端末の送信タイミングの一例を示す図である。

まず、図１（ａ）を用いて、複数の分散アンテナ基地局が設けられた場合に発生する干渉エリアについて説明する。図１（ａ）は２つの基地局１００、２００が設けられた例を示している。基地局１００は、リモートユニット１１０、１２０、ハブユニット１３０、及び信号処理部１４０を備えている。また、基地局２００は、リモートユニット２１０、２２０、ハブユニット２３０、及び信号処理部２４０を備えている。リモートユニット１１０、１２０、２１０、２２０は、ユーザ端末と信号の送受信を行うアンテナを有している。基地局１００のリモートユニット１１０の受信エリア１１０Ａと、基地局２００のリモートユニット２１０の受信エリア２１０Ａとが重なる領域（図中斜線部分）が干渉エリアである。

本発明の実施形態では、干渉を受けているリモートユニット（図１（ａ）に示す例ではリモートユニット１１０及び２１０）を特定し、図１（ｂ）に示すように、特定したリモートユニットの受信エリアを小さくして干渉エリアを狭め、干渉を低減する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）図２に本発明の第１の実施形態に係る基地局システムの概略構成を示す。基地局システム１０００は、リモートユニット１１００及び１２００と、リモートユニット１１００、１２００への信号の分配及びリモートユニット１１００、１２００からの信号の合成を行うハブユニット１３００と、送受信のデジタル信号処理を行う信号処理部１４００とを備えている。

リモートユニット１１００は、アンテナ１１０１と、アップコンバートや送信電力制御を行い、アンテナ１１０１を介してユーザ端末への信号の送信を行う無線送信部１１１０と、アンテナ１１０１を介してユーザ端末から信号を受信し、ダウンコンバートや受信電力制御を行う無線受信部１１２０とを有している。

図３に無線受信部１１２０の概略構成を示す。無線受信部１１２０は、順に接続された増幅器（LNA: Low Noise Amplifier）１１２１、可変抵抗１１２２、ミキサ１１２３、及びフィルタ１１２４を備えている。増幅器１１２１は固定の利得の信号増幅を行う。可変抵抗１１２２は、信号を減衰させる。可変抵抗１１２２の抵抗値は、後述する切替器１４３０により調整される。ミキサ１１２３は信号を所定周波数にダウンコンバートする。フィルタ１１２４は、所望の周波数の信号を抽出する。

また、図２に示すように、リモートユニット１１００は、アンテナ１１０１、無線送信部１１１０、及び無線受信部１１２０と同様の構成であるアンテナ１１０２、無線送信部１１３０、及び無線受信部１１４０を有している。

リモートユニット１２００は、リモートユニット１１００と同様の構成であり、アンテナ１２０１、１２０２と、アップコンバートや送信電力制御を行い、アンテナ１２０１、１２０２を介して信号の送信を行う無線送信部１２１０、１２３０と、アンテナ１２０１、１２０２を介してユーザ端末から信号を受信し、ダウンコンバートや受信電力制御を行う無線受信部１２２０、１２４０とを有している。

リモートユニット１１００及びリモートユニット１２００を地理的に離して配置することで、ビルや地下街でのセルラー無線システムの不感地帯対策として用いることができる。図２に示す例では、２つのリモートユニット１１００及び１２００が設けられているが、リモートユニットを３つ以上設けてもよい。また、各リモートユニットに設けられるアンテナ、無線送信部、及び無線受信部は３つ以上でもよい。

ハブユニット１３００は、アンテナ１１０１からの受信信号及びアンテナ１２０１からの受信信号を合成する合成部１３２１と、アンテナ１１０２からの受信信号及びアンテナ１２０２からの受信信号を合成する合成部１３２２を有している。合成部１３２１、１３２２で合成された受信信号は信号処理部１４００へ出力される。

また、ハブユニット１３００は、信号処理部１４００から与えられた送信信号を分配する分配器１３１１、１３１２を有している。分配器１３１１で分配された信号は、アンテナ１１０１及び１２０１から送信される。また、分配器１３１２で分配された信号は、アンテナ１１０２及び１２０２から送信される。

信号処理部１４００は、２つの送信系統（送信経路）を備えた送信信号処理部１４１０、２つの受信系統（受信経路）を備えた受信信号処理部１４２０、切替器１４３０、及びインタフェース部１４４０を有する。信号処理部１４００は、送信信号処理部１４１０、受信信号処理部１４２０、及び切替器１４３０を含む通信装置と、インタフェース部１４４０とを有した基地局である。

切替器１４３０は、リモートユニット１１００の無線受信部１１２０及び１１４０と、リモートユニット１２００の無線受信部１２２０及び１２４０の受信ゲインを調整する。インタフェース部１４４０は送信信号処理部１４１０及び受信信号処理部１４２０と、上位の（有線／無線）ネットワークとの間で信号の送受信を行う。

送信信号処理部１４１０は、インタフェース部１４４０を介してネットワークから受信した信号に対して送信信号処理を施し、ハブユニット１２００の分配器１３１１及び１３１２へ出力する。

受信信号処理部１４２０は、ハブユニット１３００の合成部１３２１及び１３２２により合成された信号に対して受信信号処理を行い、インタフェース部１４４０を介してネットワークへ信号を送信する。受信信号処理部１４２０の受信系統（受信経路）は、合成部１３２１及び１３２２に対応している。また、受信信号処理部１４２０は、干渉を受けているリモートユニット１１００、１２００の検出を行う。

図４に受信信号処理部１４２０の概略構成を示す。受信信号処理部１４２０は、ＡＤ変換部１４２１ａ、１４２１ｂ、ＤＦＴ部１４２２ａ、１４２２ｂ、系列生成器１４２３、相関器１４２４ａ、１４２４ｂ、判定部１４２５、及び復調部１４２６を備えている。

ＡＤ変換部１４２１ａは、合成部１３２１により合成された受信信号をデジタル信号に変換する。ＤＦＴ部１４２２ａは、ＡＤ変換部１４２１ａから出力された信号の離散フーリエ変換を行う。

ＡＤ変換部１４２１ｂは、合成部１３２２により合成された受信信号をデジタル信号に変換する。ＤＦＴ部１４２２ｂは、ＡＤ変換部１４２１ｂから出力された信号の離散フーリエ変換を行う。

復調部１４２６は、ＤＦＴ部１４２２ａ及び１４２２ｂから出力された信号、すなわちユーザ端末からの信号に対して、ＬＴＥのプロトコルに基づいて、誤り訂正復号等の復調処理を行う。

相関器１４２４ａは、ＤＦＴ部１４２２ａから出力された信号と、系列生成器１４２３により生成された信号との相関を計算する。系列生成器１４２３により生成される信号は、干渉成分に対応する信号であり、詳しくは後述する。また、相関器１４２４ｂは、ＤＦＴ部１４２２ｂから出力された信号と、系列生成器１４２３により生成された信号との相関を計算する。ＤＦＴ部１４２２ａから出力された信号とＤＦＴ部１４２２ｂから出力された信号とを合成し、単一の相関器で相関を計算してもよい。

判定部１４２５は、相関器１４２４ａ及び１４２４ｂの出力に基づいて干渉の有無を判定する。

次に、干渉を受けているリモートユニット１１００、１２００の検出方法を説明する。本実施形態では、ユーザ端末からのアップリンクの信号を用いて、リモートユニット１１００、１２００毎にアップリンクの干渉レベルを測定する。

図２に示すように、基地局システム１０００では、リモートユニット１１００による受信信号と、リモートユニット１２００による受信信号が合成される。そのため、リモートユニット１１００での干渉レベルを測定する場合は、切替器１４３０がリモートユニット１２００の無線受信部１２２０及び１２４０の受信ゲインを小さく、すなわち可変抵抗の抵抗値を大きくする。これにより、受信信号処理部１４２０に入力される信号は、リモートユニット１１００による受信信号が支配的となる。

一方、リモートユニット１２００での干渉レベルを測定する場合は、切替器１４３０がリモートユニット１１００の無線受信部１１２０及び１１４０の受信ゲインを小さく、すなわち可変抵抗の抵抗値を大きくする。これにより、受信信号処理部１４２０に入力される信号は、リモートユニット１２００による受信信号が支配的となる。

図５に、ＬＴＥで規定されるアップリンクのフレームを示す。１つのフレームは１０個のサブフレームから構成されている。各サブフレームは１ｍｓｅｃであるので、１フレームは１０ｍｓｅｃとなる。各サブフレームは１４個のシンボルで構成されている。

サブフレームの４番目および１１番目のシンボルが復調に用いられる復調用リファレンスシグナル（Demodulation Reference Signal、以下ＤＲＳ）として送信され、必要に応じて最後のシンボルでサウンディングリファレンスシグナル（Sounding Reference Signal、以下ＳＲＳ）が送信される。残りのシンボルではデータが送信される。

ＤＲＳ及びＳＲＳは基地局があらかじめ知っている参照信号であるため、このＤＲＳ又はＳＲＳを用いて干渉を測定することが好ましい。本実施形態ではＤＲＳを用いるものとする。また、１０個のサブフレームのうち、５番目のサブフレームを干渉の測定区間とする。基地局システム１０００は、この測定区間以外では、ＬＴＥの通常のプロトコルに従い、ユーザ端末とのデータ送受信を行う。なお、全てのフレームの５番目のサブフレームで測定を行う必要はなく、特定のフレームの特定のサブフレームにおいて測定を行ってもよい。

図６は、基地局システム１０００と、基地局システム１０００と同様の構成の基地局システム２０００が設けられた状況の一例を示しており、このような状況下で、干渉を受けているリモートユニットを検出する方法を説明する。基地局システム２０００は、リモートユニット２１００及び２２００と、ハブユニット２３００と、信号処理部２４００とを備えている。信号処理部１４００と信号処理部２４００とは図示しないコントローラを介して、又は直接、接続されている。

ユーザ端末Ｕ１は、基地局システム１０００に接続（無線接続）され、信号の送受信を行っている。ユーザ端末Ｕ１は、図５に示すフレームを送信し、特にＤＲＳとして系列Ｓ１を送信する。同様に、ユーザ端末Ｕ２は、基地局システム２０００に接続され、信号の送受信を行っている。ユーザ端末Ｕ２は、図５に示すフレームを送信し、特にＤＲＳとして系列Ｓ２を送信する。ユーザ端末Ｕ２の送信信号は基地局システム１０００でも受信されるものとする。また、信号処理部１４００は、ユーザ端末Ｕ１、Ｕ２が送信する系列Ｓ１、Ｓ２を予め把握しているものとする。また、信号処理部１４００は、ユーザ端末Ｕ２が送信を行うタイミングや周波数の情報を把握しているものとし、そのタイミングや周波数において干渉の測定を行う。

ユーザ端末Ｕ１はリモートユニット１１００の付近に存在し、ユーザ端末Ｕ２はリモートユニット２１００の付近に存在している。図６は、リモートユニット１１００がユーザ端末Ｕ２の干渉を受け、リモートユニット２１００がユーザ端末Ｕ１の干渉を受ける例を示している。なお、ユーザ端末Ｕ３はリモートユニット１２００の付近に存在し、リモートユニット１１００、２１００からは離れた位置に存在するものとする。

リモートユニット１１００が干渉を受けているか否かを検出する場合、切替器１４３０は、５番目のサブフレームで、リモートユニット１２００の無線受信部１２２０及び１２４０の受信ゲインを下げる。例えば、無線受信部１２２０及び１２４０に含まれる可変抵抗の抵抗値を大きくし、無線受信部１２２０及び１２４０において２０ｄＢや３０ｄＢの大きな減衰利得を設定する。これにより、受信信号処理部１４２０に与えられる信号のうち、リモートユニット１２００で受信された信号成分が極めて小さくなり、リモートユニット１１００で受信された信号について干渉の検出が可能になる。

系列生成器１４２３は、ユーザ端末Ｕ２が送信するＤＲＳの系列Ｓ２を生成する。相関器１４２４ａ及び１４２４ｂは、リモートユニット１１００で受信された信号と系列Ｓ２との相関値を計算する。

判定部１４２５は、相関器１４２４ａ及び１４２４ｂから出力された相関値に基づいて、リモートユニット１１００が干渉を受けているか否かを判定する。例えば、相関器１４２４ａ及び１４２４ｂから出力された相関値の合計値が所定の閾値を超える場合は、リモートユニット１１００が干渉を受けていると判定する。また、相関器１４２４ａ及び１４２４ｂから出力された相関値の一方が所定の閾値を超える場合に、リモートユニット１１００が干渉を受けていると判定してもよい。

同様に、リモートユニット１２００が干渉を受けているか否かを検出する場合、切替器１４３０は、５番目のサブフレームで、リモートユニット１１００の無線受信部１１２０及び１１４０の受信ゲインを下げる。例えば、無線受信部１１２０及び１１４０に含まれる可変抵抗の抵抗値を大きくし、無線受信部１１２０及び１１４０において２０ｄＢや３０ｄＢの大きな減衰利得を設定する。これにより、受信信号処理部１４２０に与えられる信号のうち、リモートユニット１１００で受信された信号成分が極めて小さくなり、リモートユニット１２００で受信された信号について干渉の検出が可能になる。

相関器１４２４ａ及び１４２４ｂは、リモートユニット１２００で受信された信号と、系列生成器１４２３で生成されたユーザ端末Ｕ２が送信するＤＲＳ系列Ｓ２との相関値を計算する。

判定部１４２５は、相関器１４２４ａ及び１４２４ｂから出力された相関値に基づいて、リモートユニット１２００が干渉を受けているか否かを判定する。例えば、相関器１４２４ａ及び１４２４ｂから出力された相関値の合計値が所定の閾値を超える場合は、リモートユニット１２００が干渉を受けていると判定する。また、相関器１４２４ａ及び１４２４ｂから出力された相関値の一方が所定の閾値を超える場合に、リモートユニット１２００が干渉を受けていると判定してもよい。

切替器１４３０は、５番目以外のサブフレーム、すなわち０〜４番目及び６〜９番目のサブフレームでは、無線受信部１１２０、１１４０、１２２０、１２４０の受信ゲインを通常の値に戻す。０〜４番目及び６〜９番目のサブフレームでは、ユーザ端末Ｕ１からのサブフレームに対し、ＡＤ変換、ＤＦＴ処理、復調処理が行われる。

図６に示す例では、ユーザ端末Ｕ２が、リモートユニット１１００と地理的に近く、リモートユニット１２００とは地理的に離れている。従って、リモートユニット１２００の無線受信部１２２０及び１２４０の受信ゲインを下げたとき、リモートユニット１１００の受信信号と、系列生成器１４２３が生成するユーザ端末Ｕ２の送信ＤＲＳ系列Ｓ２との相関値が大きくなり、リモートユニット１１００が干渉を受けていることが分かる。

切替器１４３０は、判定部１４２５の判定結果に基づいて、干渉が検出されたリモートユニット、すなわち基地局システム１０００のサービスエリア境界（セル境界）のリモートユニットの受信ゲインを下げる。図６に示す例では、リモートユニット１１００の無線受信部１１２０及び１１４０に含まれる可変抵抗の抵抗値を大きくする。

また、基地局システム２０００でも同様の処理を行ってもよい。すなわち、基地局システム２０００の信号処理部２４００が、リモートユニット２１００の受信ゲインを下げたときに、リモートユニット２２００での受信信号と、ユーザ端末Ｕ１が送信する系列Ｓ１との相関値を計算する。また、信号処理部２４００が、リモートユニット２２００の受信ゲインを下げたときに、リモートユニット２１００での受信信号と、ユーザ端末Ｕ１が送信する系列Ｓ１との相関値を計算する。そして、リモートユニット２１００が干渉を受けていることを検出し、リモートユニット２１００の受信ゲインを下げる。

このような処理により、図１（ｂ）に示すように、干渉を受けていたリモートユニットの受信エリアを小さくして、干渉エリアを狭め、干渉を低減することができる。

このように本実施形態によれば、干渉を受けているリモートユニットを特定し、干渉エリアを制御してスループットを向上させることができる。

また、セル境界のリモートユニットを特定し、このリモートユニットの受信ゲインを下げることで、ハブユニットにおいて、セル境界から離れた位置に存在するユーザ端末（図６におけるユーザ端末Ｕ３）からの受信信号に干渉成分が合成されることを抑制できる。そのため、セル境界から離れた位置に存在するユーザ端末から信号の受信品質が干渉により劣化することを防止できる。

上記実施形態において、干渉が検出されたリモートユニットの受信ゲインの調整方法は、干渉レベルが閾値を超えたら一定量、例えば２０ｄＢゲインを下げるといった方法でもよいし、閾値を２つ設け、１つ目の閾値を超えたら１０ｄＢゲインを下げ、２つ目の閾値を超えたら２０ｄＢゲインを下げるといった方法でもよい。また、複数のリモートユニットで干渉が検出された場合、複数のリモートユニットのゲインを下げることも可能である。例えば、１つのリモートユニットにおいては干渉レベルが1つ目の閾値を超えていたので当該リモートユニットのゲインを１０ｄＢ下げ、別のリモートユニットにおいては干渉レベルが２つ目の閾値を超えていたので当該リモートユニットのゲインを２０ｄＢ下げるようなゲイン調整も可能である。

通常、リモートユニットは一度配置されると位置の変更は稀である。従って、干渉を検出したリモートユニットの受信ゲインを下げた場合、少なくとも数時間は受信ゲインを下げた状態を保つようにしてもよい。例えば、１日１回干渉の検出を行い、その検出結果に基づいてセル境界のリモートユニットの受信ゲインを下げてその状態を継続し、翌日に、再度干渉の検出を行い、その検出結果に基づいて新たにリモートユニットのゲインを調整するようにしてもよい。

上記実施形態では、ＤＦＴ部１４２２ａ及び１４２２ｂから出力された信号と、系列生成器１４２３により生成された信号との相関を計算したが、離散フーリエ変換を施さずに、時間軸上の信号で相関を計算してもよい。

また、上記実施形態では、干渉を検出する際に、非測定対象のリモートユニットの可変抵抗の値を調整して受信ゲインを下げていたが、非測定対象のリモートユニットからの信号のレベルを低減できればよく、例えば、非測定対象のリモートユニットの電源を落としてもよい。

また、上記実施形態では、受信信号処理部１４２０内のＡＤ変換部の個数が、リモートユニットが備えているアンテナの数、すなわち２個の場合について説明したが、ＡＤ変換部をリモートユニットの個数×アンテナの個数だけ用意し、各アンテナの受信信号をＡＤ変換し、ＡＤ変換後のデジタル信号を相関器へ入力して、特定のリモートユニットからの信号について干渉を検出してもよい。

（第２の実施形態）上記第１の実施形態では、測定区間（５番目のサブフレーム）において、特定（測定対象）のリモートユニットの受信信号を信号処理部１４００へ入力し、それ以外（非測定対象）のリモートユニットの受信ゲインを下げていた。そのため、例えば、図６に示す例では、リモートユニット１１００の受信信号を観測している間は、リモートユニット１２００の付近に存在するユーザ端末Ｕ３からの信号は信号処理部１４００でほとんど観測されないことになる。

つまり、測定区間では、測定対象のリモートユニット付近以外のエリアにあるユーザ端末の信号は誤って復調され、スループットが劣化する可能性がある。

まず、ユーザ端末が、測定区間でデータ信号を送信する場合について考える。ＬＴＥでは、データ信号にＣＲＣ（Cyclic redundancy check）と呼ばれる誤り検出機能が備わっている。従って、測定区間においてユーザ端末がデータ信号を送信し、信号処理部１４００が誤って復調した場合、ＣＲＣにより誤りが検出される。基地局システム１０００は、誤りを検出すると、ユーザ端末へ誤りが発生したことを伝えるＮＡＣＫ（Negative Acknowledgement、否定応答）を送信する。

ユーザ端末は、このＮＡＣＫを受信した場合は、送信データが誤って受信されたと判断し、次の送信機会においてデータを再送する。つまり、干渉の測定区間において、ユーザ端末が送信したデータ信号が誤って受信されても、その影響がそれ以降のサブフレームに波及する可能性は極めて低い。

次に、ユーザ端末が測定区間で制御信号を送信する場合について考える。ＬＴＥでは、制御信号に誤り訂正復号は施されているが、誤り検出機能は備わっていない。例えば、基地局システム１０００からユーザ端末へデータ信号が送信され、ユーザ端末がこのデータ信号に対するＡＣＫ（Acknowledgement、肯定応答）やＮＡＣＫを送信するタイミングが測定区間にあたる場合がある。

ユーザ端末がデータ信号の受信に失敗してＮＡＣＫを送信し、このＮＡＣＫが基地局システム１０００において正常に受信されれば、基地局システム１０００は、ユーザ端末がデータ信号を誤って受信したと判断し、データの再送又はデータの差分の送信を行うＨＡＲＱ（Hybrid-ARQ）を行う。

しかし、ユーザ端末がＮＡＣＫを送信するタイミングが測定区間と重なり、基地局システム１０００がＮＡＣＫをＡＣＫと誤って判定した場合、基地局システム１０００は、ユーザ端末がデータ信号を正しく復調したと誤解し、データを再送することなく、次のデータを送信する。ＬＴＥでは、このようにＮＡＣＫとＡＣＫを間違って受信した場合でも、ＲＬＣ（Radio Link Control）層における再送制御が備わっているため、データ消失の問題を回避することができる。しかし、ＲＬＣ層でのデータ再送は、個別の消失データを再送するのではなく、消失データを含む一定期間に送信した多くのデータを再送することになるため、スループットが大きく低下する。本実施形態は、このような大幅なスループットの低下を防止するものである。

干渉有無の測定区間は、基地局システム１０００により設定される。従って、基地局システム１０００は、どのタイミングが測定区間になるかを知っている。また、基地局システム１０００は、ユーザ端末がＡＣＫやＮＡＣＫを送信するタイミングも知っている。

そこで、本実施形態では、信号処理部１４００が、測定区間においてユーザ端末からＡＣＫやＮＡＣＫの制御信号が送信される場合には、受信した制御信号を強制的にＮＡＣＫと判断する。

例えば、受信信号処理部１４２０が、物理層からＭＡＣ層に上がってきたＡＣＫやＮＡＣＫの信号をＮＡＣＫで上書きする。ユーザ端末からのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号をＮＡＣＫと判断すれば、基地局システム１０００はユーザ端末に対してデータをＨＡＲＱで再送する。ユーザ端末がＡＣＫを送信していた場合は、１サブフレーム損することになるが、ＮＡＣＫをＡＣＫと誤って判断することによる大幅なスループットの低下を防ぐことができる。

このように、本実施形態によれば、測定区間において、測定対象のリモートユニット付近以外のエリアにあるユーザ端末から制御信号が送信される場合でも、スループットの大幅な低下を抑制しつつ、干渉信号を測定し、干渉を受けているリモートユニットを特定することができる。

本実施形態による手法は、ＡＣＫやＮＡＣＫ以外の制御信号にも適用することができる。例えば、測定区間において、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）のランクを通知するＲＩ（Rank Indicator）が通知されることが分かっている場合、よりロバストな低ランクの値が通知されたと強制的に設定することで、ユーザ端末が必ず受信できるＭＩＭＯ方式で次の送信を行う事が可能になり、不要な誤りを回避することができる。

変調方式や誤り訂正符号のペアを通知するＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）も同様であり、よりロバストな値に強制的に設定することで、不要な誤りを回避することができる。

さらに、ＲＩやＭＣＳについては、ロバストな値に設定するのではなく、測定区間より前に通知され、かつ測定区間外で通知された信頼性のある値に強制的に設定するようにしてもよい。

（第３の実施形態）上記第１及び第２の実施形態は、測定区間が１つのサブフレームであったが、本実施形態では、ＳＲＳが送信される区間を測定区間とする。図５に示すように、ＳＲＳはサブフレーム中の最後のシンボルで送信されるものである。

図７に基地局システム１０００に接続されるユーザ端末のＳＲＳ送信パターンの一例を示す。図７において、例えば０番目のサブフレームの最後のシンボルでは、ユーザ端末Ｕ１が低い周波数帯でＳＲＳを送信し、１番目のサブフレームの最後のシンボルではユーザ端末Ｕ３が低い周波数帯でＳＲＳを送信し、２番目のサブフレームの最後のシンボルではユーザ端末Ｕ１が高い周波数帯でＳＲＳを送信し、３番目のサブフレームの最後のシンボルではユーザ端末Ｕ３が高い周波数帯でＳＲＳを送信する。

基地局システム１０００、２０００が、互いの基地局システムでのＳＲＳ送信パターンを共有することで、ＳＲＳを用いた干渉の測定が可能になる。つまり、隣接する基地局システムでＳＲＳが送信される時刻と周波数において干渉の測定を行う。

ＳＲＳを用いて干渉を測定する方法は、系列生成器１４２３により生成される信号がＳＲＳであること、及び測定区間がサブフレームでなくＳＲＳのシンボルであることを除いては、上記第１の実施形態で説明した方法と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態によれば、測定区間を特定のサブフレームの最後のシンボルとするため、測定区間に費やす時間を短くすることができる。

ところで、測定区間としてＳＲＳの信号を用いて干渉の測定を行っている最中に、自セルに接続されているユーザ端末がＳＲＳを送信する可能性がある。従って、測定区間において特定のリモートユニットからの信号を信号処理部１４００に入力している場合、自セルのユーザ端末からのＳＲＳ信号のレベルが大幅に低下する。ＳＲＳ信号は主に基地局システムがアップリンクの受信状態を把握するために用いられるため、ＳＲＳ信号の受信レベルが低下した場合、基地局システムは、そのＳＲＳが送信された帯域を当該ユーザ端末に割り当てないように動作する。従って、大幅なスループットの低下を招く可能性は低いと考えられる。しかし、ＳＲＳが送信される帯域の無線状態が良好な場合、当該ユーザ端末に良好な帯域を割り当てられないためにスループットの劣化が生じ得る。

この問題を解決する方法は、上記第２の実施形態で説明したように、測定区間で受信されたＳＲＳの受信状態の値を、測定区間より前で、かつ測定区間ではない区間で受信された値で上書きすることである。もし、測定区間より前に当該周波数のＳＲＳを受信していない場合は、隣接する周波数で受信した受信状態の値で代用してもよい。

このような制御を行うことで、測定区間としてＳＲＳのシンボルを用いた場合でも、スループットの低下を防止しつつ、干渉信号を測定し、干渉を受けているリモートユニットを特定することができる。

（第４の実施形態）上記第１〜第３の実施形態では、予め定められた時間・頻度で干渉の測定（干渉を受けているリモートユニットの特定）を行っていた。それに対し、本実施形態は、干渉が観測された場合にのみ、測定を行う。

本実施形態では、測定区間によらず、常に、受信信号処理部１４２０内の系列生成器１４２３が他の基地局システムに接続されているユーザ端末が送信する系列を生成し、相関器１４２４ａ及び１４２４ｂにおいて相関値を算出する。この時、全てのリモートユニット１１００、１２００の受信ゲインは通常の値に設定されている。

この状態で相関値が所定の閾値を超え、判定部１４２５が干渉を観測したと判定した場合のみ、測定を行う。この時の測定方法は、上記第１〜第３の実施形態で説明した方法を適用することができる。

このように、本実施形態によれば、全てのリモートユニットの受信信号が受信信号処理部１４２０に入力されている状態で干渉の計測を行い、干渉が観測されたと判断した場合のみ測定区間を設けて、干渉を受けているリモートユニットを特定する。従って、干渉を受けているリモートユニットを適応的に計測することが可能になり、外部環境の変化への追従性が向上する。干渉を受けているリモートユニットの特定を必要な時のみ行うことができるため、不要な測定によるスループットの低下を防止することができる。

（第５の実施形態）上記第１〜第４の実施形態では、測定区間として使用するサブフレームの番号を制約していなかったが、本実施形態では、測定区間として用いるサブフレームの番号を所定の基準により決定する。

図８に、フレームとユーザ端末の送信タイミングの一例を示す。図８において、上向きの矢印は、後述するアップリンクのタイミングを示し、下向きの矢印は後述するダウンリンクのタイミングを示している。

例えば、第２フレームの３番目のサブフレームでは、ユーザ端末がアップリンクのデータ信号を送信する。ＬＴＥでは、このサブフレームの送信指示は、４サブフレーム前、すなわち第１フレームの９番目のサブフレームのダウンリンクの信号で通知される。この第１フレームの９番目のサブフレームでは、新規のデータに関する送信指示の他、さらに４サブフレーム前のアップリンクのデータ、すなわち第１フレームの５番目のサブフレームのデータに対するＡＣＫやＮＡＣＫが通知される。

つまり、ＬＴＥでは８個のサブフレームがＨＡＲＱの単位となっており、８つのＨＡＲＱのキューが動作している。

従って、干渉測定区間のサブフレームが常に８つのうちのいずれかのＨＡＲＱのサブフレームで行われた場合、アップリンクにおいてユーザ端末からのデータを受信できない頻度が増え、再送の上限を超えてタイムアウトし、ユーザのアプリケーションに支障をきたし得る。

そこで、本実施形態では、測定区間として用いるサブフレームの位置を、特定のＨＡＲＱのキューと重ならないよう設定する。言い換えれば、測定区間と特定のユーザ端末の送信タイミングとが重なる頻度が所定値以下となるように、測定区間を設定する。

例えば、あるＨＡＲＱのキューにあたるサブフレームを測定区間とした場合、次は、他のＨＡＲＱのキューにあたるサブフレームを測定区間とする。

このように測定区間として用いるサブフレームを設定することで、特定のＨＡＲＱのキューに測定区間が集中することを避けることができる。このことにより、測定区間にアップリンクの信号を受信できずにユーザのアプリケーションに支障をきたすことを防止できる。

（第６の実施形態）上記第２の実施形態では、測定区間において他のユーザ端末からの制御信号を書き換えることで大幅なスループットの低下を防止することについて説明したが、本実施形態では、測定区間において基地局システム１０００に接続されるユーザ端末からの送信が生じないようにする。言い換えれば、基地局システム１０００に接続されるユーザ端末からの送信がない場合に干渉の測定を行う。

例えば、図８における第２フレームの３番目のサブフレームにユーザ端末がアップリンクのデータ信号を送信する場合を考える。ＬＴＥでは、このサブフレームの送信指示は、４サブフレーム前、すなわち第１フレームの９番目のサブフレームのダウンリンクの信号で通知される。この第１フレームの９番目のサブフレームでは、新規のデータに関する送信指示の他、さらに４サブフレーム前のアップリンクのデータ、すなわち第１フレームの５番目のサブフレームのデータについてのＡＣＫやＮＡＣＫが通知される。

従って、第２フレームの３番目のサブフレームを測定区間として干渉の測定を行う場合、その４サブフレーム前のダウンリンクにおいて基地局システム１０００が送信指示を出さなければ、ユーザ端末は測定区間である第２フレームの３番目のサブフレームでデータの送信を行わない。

このように、測定区間の４サブフレーム前、すなわち第１フレームの９番目のサブフレームに送信指示を出さないことにより、測定区間におけるユーザ端末からの送信が生じないようにすることが可能になり、他の基地局システムからの干渉を安全に測定することができる。

しかしながら、さらに４サブフレーム前、すなわち第１フレームの５番目のサブフレームのアップリンクにおいて誤りが観測された場合、基地局システム１０００は第１フレームの９番目のサブフレームにおいてＮＡＣＫを送信するため、測定区間である第２フレームの３番目のサブフレームでユーザ端末は送信（再送）を行う。従って、本実施形態では、測定区間の４サブフレーム前で新規の送信指示を出さず、さらにその４サブフレーム前のアップリンクで全てのユーザからの信号が正常に受信できた場合のみ、第２フレームの３番目のサブフレームで測定を実行する。

このことにより、基地局システム１０００に接続されるユーザ端末からの送信がない場合に干渉測定を行うことが可能になり、他の基地局システムからの干渉を安全に測定することができる。

本実施形態では、アップリンクにおいてユーザ端末がデータを送信する場合のＨＡＲＱの仕組みを考慮し、基地局システム１０００に接続されているユーザ端末からの送信を回避する方法について説明した。本手法は、ユーザ端末が制御情報を送信する場合にも適用可能である。ＬＴＥでは、ユーザ端末が制御情報を送信するサブフレームの周期やオフセットを、ユーザ個別に制御することが可能である。つまり、本実施形態では、データ信号の送信周期が８であり、オフセット値は（図７に示す例では）１であったが、これをユーザ端末が制御情報を送信する周期とオフセットに置き換えれば、同様の処理を、制御信号を送信する場合にも置き換えて適用可能である。

上記第１〜第６の実施形態において、複数の基地局システムの信号処理部１４００と通信可能に接続されたコントローラを設け、このコントローラが判定部１４２５の判定結果に基づいてどのリモートユニットの受信ゲインを下げるか決定し、各基地局システムの切替器１４３０を制御してもよい。

なお、本発明ではある基地局の複数のリモートユニットのうち、どのリモートユニットが他の基地局に接続するユーザ端末から干渉を受けているかを測定し、測定結果に基づいてリモートユニットの電力を調整することで干渉を低減した。本実施形態による、どのリモートユニットが干渉を受けているか測定する方法は、自基地局に接続されているユーザ端末がどのリモートユニットの近くに在圏するかの測定にも適用することができる。これは、上記実施形態で説明した測定（相関値の算出）に用いる系列を、自基地局に接続するユーザ端末が送信する系列に置き換えることで実現できる。このように、自基地局に接続されるユーザ端末がどのリモートユニットの近くに在圏するかが分かれば、ユーザ端末が付近に存在しないリモートユニットのゲインを下げることで不要な干渉を減らしたり、ユーザ端末が付近に存在しないリモートユニットの電源をオフにすることで低消費電力化を実現したりすることができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０００基地局システム
１１００、１２００リモートユニット
１３００ハブユニット
１４００信号処理部
１４１０送信信号処理部
１４２０受信信号処理部
１４３０切替器
１４４０インタフェース部

Claims

それぞれ、アンテナ、前記アンテナを介して第１ユーザ端末へ信号を送信する無線送信部、及び前記アンテナを介して前記第１ユーザ端末から信号を受信する無線受信部を複数有するＮ個（Ｎは２以上の整数）のリモートユニットと通信する通信装置であって、
前記第１ユーザ端末へ送信する送信信号を出力する送信信号処理部と、
複数の前記無線受信部による受信信号が合成されて、前記リモートユニットに設けられたアンテナの数以下の複数の経路を介して入力され、前記第１ユーザ端末とは異なる第２ユーザ端末から干渉を受けているリモートユニットを特定する受信信号処理部と、
前記無線受信部の受信ゲインを調整する切替器と、
を備え、
前記切替器は、所定の測定区間において、前記Ｎ個のリモートユニットのうちＮ−１個のリモートユニットに含まれる前記無線受信部の受信ゲインを下げ、
前記受信信号処理部は、前記測定区間において、入力信号と、前記第２ユーザ端末が送信する参照信号との相関値を計算し、前記相関値が所定の閾値より大きい場合に、受信ゲインが下げられていないリモートユニットが前記第２ユーザ端末から干渉を受けていると判定し、前記第１ユーザ端末から制御情報を受信したタイミングが前記所定の測定区間であった場合に前記制御情報を所定値に設定し、
前記送信信号処理部が、前記所定の測定区間の第１所定時間前に前記第１ユーザ端末に対する新規データの送信指示を出力せず、かつ前記受信信号処理部が前記所定の測定区間の前記第１所定時間より長い第２所定時間前に前記第１ユーザ端末からの信号を正常に受信できた場合のみ、前記所定の測定区間において前記切替器が前記無線受信部の受信ゲインを下げることを特徴とする通信装置。
前記切替器は、前記受信信号処理部により前記第２ユーザ端末から干渉を受けていると判定されたリモートユニットに含まれる前記無線受信部の受信ゲインを下げることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記受信信号処理部は、
前記入力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、
前記デジタル信号に離散フーリエ変換を施す変換部と、
前記変換部の出力信号を復調する復調部と、
前記第２ユーザ端末が送信する参照信号を生成する生成器と、
前記変換部の出力信号と、前記参照信号との相関値を算出する相関器と、
前記相関器が算出した相関値と前記所定の閾値とを比較し、前記相関値が前記所定の閾値より大きい場合に、受信ゲインが下げられていないリモートユニットが前記第２ユーザ端末から干渉を受けていると判定する判定部と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
前記受信信号処理部は、前記所定の測定区間において前記第１ユーザ端末からＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を受信した場合、受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号をＮＡＣＫ信号に設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載の通信装置と、
前記送信信号処理部及び前記受信信号処理部と上位ネットワークとの間で通信を行うインタフェース部と、
を備える基地局。
それぞれ、アンテナ、前記アンテナを介して第１ユーザ端末へ信号を送信する無線送信部、及び前記アンテナを介して前記第１ユーザ端末から信号を受信する無線受信部を複数有するＮ個（Ｎは２以上の整数）のリモートユニットと、
請求項５に記載の基地局と、
前記送信信号処理部から出力される前記送信信号を前記無線送信部に分配する分配器、及び前記無線受信部で受信された信号を合成して前記受信信号処理部へ出力する合成器を有するハブユニットと、
を備える基地局システム。