JP5530507B2 - 通信システム - Google Patents
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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、従来のマクロ基地局よりもセル（無線通信エリア）が狭い小型基地局の需要が高まっている。小型基地局は、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、マクロ基地局と小型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、マクロ基地局と小型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では、マクロ基地局が、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、配下の小型基地局に通知する。小型基地局は、ＡＢＳパターンに基づいて、配下の移動局（ユーザ装置）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下り送信を停止する。
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、マクロ基地局が、設定して通知したＡＢＳパターンに基づいて小型基地局が下り送信の停止を一律に実行する制御を行うと、移動局に対する下り送信のスループットが低下してしまうおそれがある。
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、移動局に対する下り送信のスループットの低下を抑制しつつ、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装置間の干渉を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、干渉源の基地局装置であるマクロ基地局装置と、前記マクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルが前記マクロ基地局装置のセルよりも小さい被干渉の基地局装置である少なくとも１つの小型基地局装置と、前記マクロ基地局装置及び前記小型基地局装置それぞれと通信可能なサーバ装置と、を備えた通信システムであって、前記小型基地局装置は、前記マクロ基地局装置から受信した下りの無線信号に基づいて、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理を実行する同期手段と、前記マクロ基地局装置から受信した干渉信号レベルを測定する測定手段と、前記測定した干渉信号レベルの情報と、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功したか否かを示す同期成否情報とを前記サーバ装置に送信する情報送信手段と、を備え、前記サーバ装置は、前記干渉信号レベルの情報と前記同期成否情報とを、前記小型基地局装置から受信する情報受信手段と、前記干渉信号レベルの情報と前記同期成否情報とに基づいて、移動局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前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断する判断手段と、前記下り送信の停止が必要であると判断した場合、前記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決定手段と、前記マクロ基地局装置に、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情報送信手段と、を備え、前記マクロ基地局装置は、前記送信停止対象のサブフレームの情報を前記サーバ装置から受信する情報受信手段と、前記送信停止対象のサブフレームの情報に基づいて、該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送信制御手段と、を備える。
また、本発明に係るサーバ装置は、干渉源の基地局装置であるマクロ基地局装置及び前記マクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルがマクロ基地局装置のセルよりも小さい被干渉の基地局装置である少なくとも１つの小型基地局装置それぞれと通信可能なサーバ装置であって、前記小型基地局装置における干渉信号レベルの情報と、該小型基地局装置と前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功したか否かを示す同期成否情報とを、該小型基地局装置から受信する情報受信手段と、前記干渉信号レベルの情報と前記同期成否情報とに基づいて、前記干渉信号レベルが所定の閾値よりも大きくかつ前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置を計数し、その計数結果に基づいて、移動局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前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断する判断手段と、前記下り送信の停止が必要であると判断した場合、前記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決定手段と、前記マクロ基地局装置に、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情報送信手段と、を備える。
また、本発明に係る小型基地局装置（被干渉の基地局装置）は、干渉源の基地局装置であるマクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルが前記マクロ基地局装置のセルよりも小さい基地局装置であって、前記マクロ基地局装置から受信した下りの無線信号に基づいて、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理を実行する同期手段と、前記マクロ基地局装置からの干渉信号レベルを測定する測定手段と、前記測定した干渉信号レベルの情報と、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功したか否かを示す同期成否情報とをサーバ装置に送信する情報送信手段と、を備える。
これらの通信システム、サーバ装置及び小型基地局装置では、干渉信号レベルが高く下り送信の停止が必要であるとサーバ装置によって判断されたマクロ基地局装置についてのみ、無線通信フレームの一部のサブフレームにおける下り送信を停止することができる。しかも、そのマクロ基地局装置における下り送信の停止制御に用いられる送信停止対象のサブフレームの情報は、移動局に対する下り送信のスループットが低下しないようにサーバ装置によって決定することができる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下を抑制しつつ、無線通信エリアの少なくとも一部が重複するマクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉を低減することができる。
前記通信システムにおいて、前記サーバ装置の前記判断手段は、前記干渉信号レベルの情報と前記同期成否情報とに基づいて、前記干渉信号レベルが所定の閾値よりも大きくかつ前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置を計数し、その計数結果に基づいて、前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断してもよい。
また、前記サーバ装置において、前記判断手段は、前記干渉信号レベルの情報と前記同期成否情報とに基づいて、前記干渉信号レベルが所定の閾値よりも大きくかつ前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置を計数し、その計数結果に基づいて、前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断してもよい。
これらの通信システム及びサーバ装置では、マクロ基地局装置からの干渉信号レベルが高い小型基地局装置の数が所定数以上であってマクロ基地局装置から干渉の影響が高い場合のみ、マクロ基地局装置からの下り送信を停止できる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下をより確実に抑制することができる。しかも、上記マクロ基地局装置からの下り送信の停止を行うか否かの判断に用いる上記マクロ基地局装置からの干渉信号レベルが高い小型基地局装置の数は、干渉低減の前提となるマクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した被干渉の基地局についてのみ計数している。従って、無線通信エリアの少なくとも一部が重複するマクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉をより確実に且つ効果的に低減することができる。
また、前記通信システムにおいて、前記サーバ装置の前記決定手段は、前記干渉信号レベルが所定の閾値よりも大きくかつ前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしてもよい。
また、前記サーバ装置において、前記決定手段は、前記干渉信号レベルが所定の閾値よりも大きくかつ前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしてもよい。
これらの通信システム及びサーバ装置では、マクロ基地局装置からの干渉信号レベルが高い小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしているので、前記マクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉をより確実に且つ効果的に低減することができる。
また、前記通信システムにおいて、前記小型基地局装置の前記情報送信手段は、前記サーバ装置に送信する情報に、前記マクロ基地局装置を識別可能な基地局識別情報を含めてもよい。
また、前記小型基地局装置（被干渉の基地局装置）において、前記情報送信手段は、前記サーバ装置に送信する情報に、前記マクロ基地局装置を識別可能な基地局識別情報を含めてもよい。
これらの通信システム及び小型基地局装置では、前記基地局識別情報に基づいて、サーバ装置から送信停止対象のサブフレームの情報を送信する送信先のマクロ基地局装置を容易に特定できる。
また、本発明に係るサーバ装置は、干渉源の基地局装置であるマクロ基地局装置及び前記マクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルがマクロ基地局装置のセルよりも小さい被干渉の基地局装置である少なくとも１つの小型基地局装置それぞれと通信可能なサーバ装置であって、前記小型基地局装置における干渉信号レベルの情報と、該小型基地局装置と前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功したか否かを示す同期成否情報とを、該小型基地局装置から受信する情報受信手段と、前記干渉信号レベルの情報と前記同期成否情報とに基づいて、前記干渉信号レベルが所定の閾値よりも大きくかつ前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置を計数し、その計数結果に基づいて、移動局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前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断する判断手段と、前記下り送信の停止が必要であると判断した場合、前記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決定手段と、前記マクロ基地局装置に、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情報送信手段と、を備える。
また、本発明に係る小型基地局装置（被干渉の基地局装置）は、干渉源の基地局装置であるマクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルが前記マクロ基地局装置のセルよりも小さい基地局装置であって、前記マクロ基地局装置から受信した下りの無線信号に基づいて、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理を実行する同期手段と、前記マクロ基地局装置からの干渉信号レベルを測定する測定手段と、前記測定した干渉信号レベルの情報と、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功したか否かを示す同期成否情報とをサーバ装置に送信する情報送信手段と、を備える。
これらの通信システム、サーバ装置及び小型基地局装置では、干渉信号レベルが高く下り送信の停止が必要であるとサーバ装置によって判断されたマクロ基地局装置についてのみ、無線通信フレームの一部のサブフレームにおける下り送信を停止することができる。しかも、そのマクロ基地局装置における下り送信の停止制御に用いられる送信停止対象のサブフレームの情報は、移動局に対する下り送信のスループットが低下しないようにサーバ装置によって決定することができる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下を抑制しつつ、無線通信エリアの少なくとも一部が重複するマクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉を低減することができる。
前記通信システムにおいて、前記サーバ装置の前記判断手段は、前記干渉信号レベルの情報と前記同期成否情報とに基づいて、前記干渉信号レベルが所定の閾値よりも大きくかつ前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置を計数し、その計数結果に基づいて、前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断してもよい。
また、前記サーバ装置において、前記判断手段は、前記干渉信号レベルの情報と前記同期成否情報とに基づいて、前記干渉信号レベルが所定の閾値よりも大きくかつ前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置を計数し、その計数結果に基づいて、前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断してもよい。
これらの通信システム及びサーバ装置では、マクロ基地局装置からの干渉信号レベルが高い小型基地局装置の数が所定数以上であってマクロ基地局装置から干渉の影響が高い場合のみ、マクロ基地局装置からの下り送信を停止できる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下をより確実に抑制することができる。しかも、上記マクロ基地局装置からの下り送信の停止を行うか否かの判断に用いる上記マクロ基地局装置からの干渉信号レベルが高い小型基地局装置の数は、干渉低減の前提となるマクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した被干渉の基地局についてのみ計数している。従って、無線通信エリアの少なくとも一部が重複するマクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉をより確実に且つ効果的に低減することができる。
また、前記通信システムにおいて、前記サーバ装置の前記決定手段は、前記干渉信号レベルが所定の閾値よりも大きくかつ前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしてもよい。
また、前記サーバ装置において、前記決定手段は、前記干渉信号レベルが所定の閾値よりも大きくかつ前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしてもよい。
これらの通信システム及びサーバ装置では、マクロ基地局装置からの干渉信号レベルが高い小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしているので、前記マクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉をより確実に且つ効果的に低減することができる。
また、前記通信システムにおいて、前記小型基地局装置の前記情報送信手段は、前記サーバ装置に送信する情報に、前記マクロ基地局装置を識別可能な基地局識別情報を含めてもよい。
また、前記小型基地局装置（被干渉の基地局装置）において、前記情報送信手段は、前記サーバ装置に送信する情報に、前記マクロ基地局装置を識別可能な基地局識別情報を含めてもよい。
これらの通信システム及び小型基地局装置では、前記基地局識別情報に基づいて、サーバ装置から送信停止対象のサブフレームの情報を送信する送信先のマクロ基地局装置を容易に特定できる。
本発明の他の通信システムは、干渉源の基地局装置であるマクロ基地局装置と、前記マクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルが前記マクロ基地局装置のセルよりも小さい被干渉の基地局装置である少なくとも１つの小型基地局装置と、を備えた通信システムであって、前記小型基地局装置は、前記マクロ基地局装置から受信した下りの無線信号に基づいて、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理を実行する同期手段と、前記マクロ基地局装置から受信した干渉信号レベルを測定する測定手段と、前記測定した干渉信号レベルの情報に基づいて、移動局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前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断する判断手段と、前記下り送信の停止が必要であると判断した場合、前記下り送信の停止を要求する制御要求を前記マクロ基地局装置に送信する要求送信手段と、を備え、前記マクロ基地局装置は、前記制御要求を前記小型基地局装置から受信する要求受信手段と、前記制御要求に基づいて、前記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決定手段と、前記決定した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送信制御手段と、を備える。
また、本発明に係る他の小型基地局装置（被干渉の基地局装置）は、干渉源の基地局装置であるマクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルが前記マクロ基地局装置のセルよりも小さい基地局装置であって、前記マクロ基地局装置から受信した下りの無線信号に基づいて、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理を実行する同期手段と、前記マクロ基地局装置から受信した干渉信号レベルを測定する測定手段と、前記測定した干渉信号レベルの情報に基づいて、移動局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前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断する判断手段と、前記下り送信の停止が必要であると判断し且つ前記前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した場合に、前記下り送信の停止の要求を前記マクロ基地局装置に送信する要求送信手段と、を備える。
また、本発明に係る更に他のマクロ基地局装置（干渉源の基地局装置）は、そのマクロ基地局装置のセル内に該マクロ基地局装置よりの小さいセルの小型基地局装置が位置している基地局装置であって、移動局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当該マクロ基地局装置からの下り送信の停止を要求する制御要求を、当該マクロ基地局装置からの下り送信の信号で干渉を受けている小型基地局装置から受信する要求受信手段と、前記制御要求に基づいて、前記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決定手段と、前記決定した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送信制御手段と、を備える。
これらの通信システム及び基地局装置では、干渉信号レベルが高く下り送信の停止が必要であると小型基地局装置によって判断されたマクロ基地局装置についてのみ、無線通信フレームの一部のサブフレームにおける下り送信を停止することができる。しかも、そのマクロ基地局装置における下り送信の停止制御に用いられる送信停止対象のサブフレームの情報は、移動局に対する下り送信のスループットが低下しないようにマクロ基地局装置によって決定することができる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下を抑制しつつ、マクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉を低減することができる。
また、マクロ基地局装置からの干渉信号レベルが高い小型基地局装置についてのみ、そのマクロ基地局装置からの下り送信を停止できる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下をより確実に抑制することができる。しかも、上記マクロ基地局装置に制御要求を送信する小型基地局装置は、干渉低減の前提となるマクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置のみである。従って、前記マクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉をより確実に且つ効果的に低減することができる。
また、前記通信システムにおいて、前記マクロ基地局装置の前記決定手段は、前記制御要求を送信してきた小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしてもよい。
また、前記マクロ基地局装置において、前記決定手段は、前記制御要求を送信してきた小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしてもよい。
これらの通信システム及び基地局装置では、マクロ基地局装置からの干渉信号レベルが高い小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしているので、前記マクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉をより確実に且つ効果的に低減することができる。
また、本発明に係る他の小型基地局装置（被干渉の基地局装置）は、干渉源の基地局装置であるマクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルが前記マクロ基地局装置のセルよりも小さい基地局装置であって、前記マクロ基地局装置から受信した下りの無線信号に基づいて、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理を実行する同期手段と、前記マクロ基地局装置から受信した干渉信号レベルを測定する測定手段と、前記測定した干渉信号レベルの情報に基づいて、移動局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前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断する判断手段と、前記下り送信の停止が必要であると判断し且つ前記前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した場合に、前記下り送信の停止の要求を前記マクロ基地局装置に送信する要求送信手段と、を備える。
また、本発明に係る更に他のマクロ基地局装置（干渉源の基地局装置）は、そのマクロ基地局装置のセル内に該マクロ基地局装置よりの小さいセルの小型基地局装置が位置している基地局装置であって、移動局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当該マクロ基地局装置からの下り送信の停止を要求する制御要求を、当該マクロ基地局装置からの下り送信の信号で干渉を受けている小型基地局装置から受信する要求受信手段と、前記制御要求に基づいて、前記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決定手段と、前記決定した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送信制御手段と、を備える。
これらの通信システム及び基地局装置では、干渉信号レベルが高く下り送信の停止が必要であると小型基地局装置によって判断されたマクロ基地局装置についてのみ、無線通信フレームの一部のサブフレームにおける下り送信を停止することができる。しかも、そのマクロ基地局装置における下り送信の停止制御に用いられる送信停止対象のサブフレームの情報は、移動局に対する下り送信のスループットが低下しないようにマクロ基地局装置によって決定することができる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下を抑制しつつ、マクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉を低減することができる。
また、マクロ基地局装置からの干渉信号レベルが高い小型基地局装置についてのみ、そのマクロ基地局装置からの下り送信を停止できる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下をより確実に抑制することができる。しかも、上記マクロ基地局装置に制御要求を送信する小型基地局装置は、干渉低減の前提となるマクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置のみである。従って、前記マクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉をより確実に且つ効果的に低減することができる。
また、前記通信システムにおいて、前記マクロ基地局装置の前記決定手段は、前記制御要求を送信してきた小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしてもよい。
また、前記マクロ基地局装置において、前記決定手段は、前記制御要求を送信してきた小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしてもよい。
これらの通信システム及び基地局装置では、マクロ基地局装置からの干渉信号レベルが高い小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしているので、前記マクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉をより確実に且つ効果的に低減することができる。
本発明に係る更に他の通信システムは、干渉源の基地局装置であるマクロ基地局装置と、前記マクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルが前記マクロ基地局装置のセルよりも小さい被干渉の基地局装置である少なくとも１つの小型基地局装置と、を備えた通信システムであって、前記小型基地局装置は、前記マクロ基地局装置から受信した下りの無線信号に基づいて、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理を実行する同期手段と、前記マクロ基地局装置から受信した干渉信号レベルを測定する測定手段と、前記測定した干渉信号レベルの情報に基づいて、移動局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前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断する判断手段と、前記下り送信の停止が必要であると判断し且つ前記前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した場合に、前記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決定手段と、前記マクロ基地局装置に、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情報送信手段と、を備え、前記マクロ基地局装置は、前記送信停止対象のサブフレームの情報を前記小型基地局装置から受信する情報受信手段と、前記送信停止対象のサブフレームの情報に基づいて、該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送信制御手段と、を備える。
また、本発明に係る更に他の小型基地局装置は、マクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルが前記マクロ基地局装置のセルよりも小さい被干渉の基地局装置であって、干渉源のマクロ基地局装置から受信した下りの無線信号に基づいて、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理を実行する同期手段と、前記マクロ基地局装置から受信した干渉信号レベルを測定する測定手段と、前記測定した干渉信号レベルの情報に基づいて、移動局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基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断する判断手段と、前記下り送信の停止が必要であると判断した場合、前記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決定手段と、前記干渉源のマクロ基地局装置に、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情報送信手段と、を備える。
これらの通信システム及び小型基地局装置では、干渉信号レベルが高く下り送信の停止が必要であると小型基地局装置によって判断されたマクロ基地局装置についてのみ、無線通信フレームの一部のサブフレームにおける下り送信を停止することができる。しかも、そのマクロ基地局装置における下り送信の停止制御に用いられる送信停止対象のサブフレームの情報は、移動局に対する下り送信のスループットが低下しないように小型基地局装置によって決定することができる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下を抑制しつつ、前記マクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉を低減することができる。
また、マクロ基地局装置からの干渉信号レベルが高い小型基地局装置についてのみ、そのマクロ基地局装置からの下り送信を停止できる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下をより確実に抑制することができる。しかも、上記送信停止対象のサブフレームの決定を行う小型基地局装置は、干渉低減の前提となるマクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置のみである。従って、前記マクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉をより確実に且つ効果的に低減することができる。
また、本発明に係る更に他の小型基地局装置は、マクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルが前記マクロ基地局装置のセルよりも小さい被干渉の基地局装置であって、干渉源のマクロ基地局装置から受信した下りの無線信号に基づいて、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理を実行する同期手段と、前記マクロ基地局装置から受信した干渉信号レベルを測定する測定手段と、前記測定した干渉信号レベルの情報に基づいて、移動局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基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断する判断手段と、前記下り送信の停止が必要であると判断した場合、前記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決定手段と、前記干渉源のマクロ基地局装置に、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情報送信手段と、を備える。
これらの通信システム及び小型基地局装置では、干渉信号レベルが高く下り送信の停止が必要であると小型基地局装置によって判断されたマクロ基地局装置についてのみ、無線通信フレームの一部のサブフレームにおける下り送信を停止することができる。しかも、そのマクロ基地局装置における下り送信の停止制御に用いられる送信停止対象のサブフレームの情報は、移動局に対する下り送信のスループットが低下しないように小型基地局装置によって決定することができる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下を抑制しつつ、前記マクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉を低減することができる。
また、マクロ基地局装置からの干渉信号レベルが高い小型基地局装置についてのみ、そのマクロ基地局装置からの下り送信を停止できる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下をより確実に抑制することができる。しかも、上記送信停止対象のサブフレームの決定を行う小型基地局装置は、干渉低減の前提となるマクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した小型基地局装置のみである。従って、前記マクロ基地局装置と小型基地局装置との間の干渉をより確実に且つ効果的に低減することができる。
本発明によれば、干渉信号レベルが高い干渉源の基地局装置についてのみ、無線通信フレームの一部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ことができる。従って、移動局に対する下り送信のスループットの低下を抑制しつつ、基地局間の干渉を低減することができる、という効果を奏する。
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。
〔実施形態１〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置を有する基地局とサーバ装置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１において、本実施形態の移動通信システムは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の仕様に準拠した通信システムであり、マクロ基地局１０と、そのマクロ基地局１０の無線通信エリアであるセル１０Ａ内に位置する小型基地局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。小型基地局２０の無線通信エリアであるセル２０Ａは、マクロ基地局１０のセル１０Ａの内側に含まれている。移動局（ユーザ装置）としての移動機３０、３１は、マクロ基地局１０のセル１０Ａに在圏し、マクロ基地局１０と間で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。また、移動機３０、３１は、小型基地局２０のセル２０Ａの外縁部（マクロ基地局１０のセル１０Ａとの境界部）に位置しているため、移動機３０、３１から発した無線信号が小型基地局２０に到達したり小型基地局２０から発した無線信号が移動機３０、３１に到達したりする状況にある。
〔実施形態１〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置を有する基地局とサーバ装置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１において、本実施形態の移動通信システムは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の仕様に準拠した通信システムであり、マクロ基地局１０と、そのマクロ基地局１０の無線通信エリアであるセル１０Ａ内に位置する小型基地局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。小型基地局２０の無線通信エリアであるセル２０Ａは、マクロ基地局１０のセル１０Ａの内側に含まれている。移動局（ユーザ装置）としての移動機３０、３１は、マクロ基地局１０のセル１０Ａに在圏し、マクロ基地局１０と間で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。また、移動機３０、３１は、小型基地局２０のセル２０Ａの外縁部（マクロ基地局１０のセル１０Ａとの境界部）に位置しているため、移動機３０、３１から発した無線信号が小型基地局２０に到達したり小型基地局２０から発した無線信号が移動機３０、３１に到達したりする状況にある。
なお、図１では、マクロ基地局１０及び小型基地局２０を一つずつ図示しているが、マクロ基地局１０及び小型基地局２０はそれぞれ複数であってもよい。また、図１では、同一のセル内に２台の移動機３０が在圏する場合について図示しているが、同一セルに在圏する移動機３０は１台でもよいし３台以上であってもよい。
マクロ基地局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。
小型基地局２０は、広域のマクロ基地局とは異なり、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。小型基地局２０は、移動体通信網における広域のマクロ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。小型基地局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。
ユーザが使用するユーザ装置（ＵＥ）としての移動局である移動機３０、３１は、マクロ基地局１０のセル１０Ａや小型基地局２０のセル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基地局や小型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。移動機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。
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を介してマクロ基地局１０及び小型基地局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、被干渉の小型基地局２０から受信した干渉信号レベルの情報に基づいて、移動機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判断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決定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、被干渉の小型基地局２０における干渉信号レベルの情報を小型基地局２０から受信する情報受信手段、及び干渉源のマクロ基地局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情報送信手段としても機能する。
図２は本実施形態の小型基地局２０を構成する基地局装置２００の要部の概略構成例を示す機能ブロック図である。なお、マクロ基地局１０の基地局装置は従来と同様に構成することができるため、説明を省略する。
また、基地局装置２００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移動機３０、３１との間の無線通信を行ったりすることができる。
図２において、基地局装置２００は、無線信号経路切り換え部２０１と送受共用器（ＤＵＰ：Duplexer）２０２と下り無線受信部２０３とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）復調部２０４と干渉測定部２０５と上り無線受信部２０６とＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access）復調部２０７とを備える。更に、基地局装置２００は、ＯＦＤＭ変調部２０８と下り無線送信部２０９と制御部２１０と同期捕捉・セルＩＤ抽出部２１１とを備える。基地局装置２００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどからなるコンピュータ装置や、高周波回路装置等で構成される。なお、基地局装置２００にはアンテナを含めてもよい。
下り無線受信部２０３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２０１を介して、マクロ基地局１０から受信する。
ＯＦＤＭ復調部２０４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２０５は、干渉信号レベルを測定する測定手段として機能する。干渉測定部２０５は、ＯＦＤＭ復調部２０４で復調された受信信号から、干渉源であるマクロ基地局１０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２１０に渡す。
ＯＦＤＭ復調部２０４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２０５は、干渉信号レベルを測定する測定手段として機能する。干渉測定部２０５は、ＯＦＤＭ復調部２０４で復調された受信信号から、干渉源であるマクロ基地局１０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２１０に渡す。
同期捕捉・セルＩＤ抽出部２１１は、下り無線受信部２０３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、干渉源の基地局であるマクロ基地局１０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。このように、同期捕捉・セルＩＤ抽出部２１１は、干渉源のマクロ基地局１０から受信した下りの無線信号に基づいて、マクロ基地局１０との間の時間同期処理を実行する同期手段として機能する。また、同期捕捉・セルＩＤ抽出部２１１は、同期捕捉処理が成功したか否かを示す同期成否情報としての同期捕捉成否フラグの値（例えば、１：成功、０：失敗）と、干渉源であるマクロ基地局１０のセルＩＤ（ＰＣＩＭ）とを、制御部２１０に渡す。なお、同期捕捉・セルＩＤ抽出部２１１での処理例については、後で詳述する。
ＳＣ−ＦＤＭＡ復調部２０７は、上り無線受信部２０６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２１０に渡す。
ＯＦＤＭ変調部２０８は、制御部２１０から受けた自局のセル２０Ａに在圏している移動機３０、３１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２００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２０８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２０９は、ＯＦＤＭ変調部２０８で変調した送信信号を、送受共用器２０２、無線信号経路切り換え部２０１及びアンテナを介して送信する。
また、基地局装置２００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２０８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２０９は、ＯＦＤＭ変調部２０８で変調した送信信号を、送受共用器２０２、無線信号経路切り換え部２０１及びアンテナを介して送信する。
制御部２１０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２１０は、外部通信インターフェース部と協働して、干渉測定部２０５で測定した干渉信号レベルの情報をサーバ装置４０に送信する情報送信手段として機能する。このサーバ装置に送信する情報には、同期捕捉成否フラグの値や干渉源であるマクロ基地局１０のセルＩＤ（ＰＣＩＭ）も含まれる。
また、制御部２１０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４０から受信する情報受信手段としても機能する。
また、制御部２１０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送信制御手段としても機能する。
また、制御部２１０は、外部通信インターフェース部と協働して、干渉測定部２０５で測定した干渉信号レベルの情報をサーバ装置４０に送信する情報送信手段として機能する。このサーバ装置に送信する情報には、同期捕捉成否フラグの値や干渉源であるマクロ基地局１０のセルＩＤ（ＰＣＩＭ）も含まれる。
また、制御部２１０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４０から受信する情報受信手段としても機能する。
また、制御部２１０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送信制御手段としても機能する。
次に、同期捕捉・セルＩＤ抽出部２１１における詳しい処理例について説明する。本実施形態では、基地局装置２００での干渉低減に好適な時間同期の方式として、「エアーリスニング」と呼ばれている方法を用いている。このエアーリスニング方法は、周辺基地局（本実施形態では、干渉源のマクロ基地局１０）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法である。
図３は、小型基地局２０の基地局装置２００に設けられた同期捕捉・セルＩＤ抽出部２１１における同期捕捉及びセルＩＤ抽出の一例を示すフローチャートである。図４は、同期捕捉処理に用いる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５は、プライマリー同期チャネル（Ｐ−ＳＣＨ：Primary Synchronization Channel）によるシンボル・スロットタイミング同定の一例を示す説明図である。図６は、セカンダリー同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ：Secondary Synchronization Channel）によるシンボル・スロットタイミング同定の一例を示す説明図である。Ｐ−ＳＣＨ及びＳ−ＳＣＨはそれぞれ下りの物理チャネルであり、各セルにおける移動機と基地局との間の時間同期に用いられる。また、本実施形態では、Ｐ−ＳＣＨ及びＳ−ＳＣＨを基地局間の時間同期に用いている。
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。
図３において、小型基地局２０の基地局装置２００は、定期的に（例えば１日１回）、下り送信を止め、周辺基地局からのＬＴＥダウンリンクの信号を受信するリスニングモードに入る。小型基地局２０は、リスニングモードにおいて、まず周辺基地局のセルＩＤを特定する。ここで、セルＩＤは、次式（１）にて定義される。式中のＮＩＤ （２）はユニークＩＤ（０〜２）であり、ＮＩＤ （１）はセルＩＤグループ（０〜１６７）である。
ここで、基地局装置２００が周辺基地局から受信するＬＴＥダウンリンクの信号は、時間軸上で、図４に示すような無線通信フレームを有する。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（ＳＢＦ＃０〜ＳＢＦ＃９）で構成される。また、各サブフレームは、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移動機（ＵＥ）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。
上記サブフレームを構成する各スロットは、所定数（図示の例では７個）のシンボル（ＳＭＢ＃０〜ＳＭＢ＃６）に分けられる。このスロットを１単位として、各種の物理チャネルが割り当てられる。例えば、図４に示すように、第０サブフレーム（ＳＢＦ＃０）及び第５サブフレーム（ＳＢＦ＃５）それぞれにおいて、第１スロットの第５シンボル（ＳＭＢ＃５）にＳ−ＳＣＨが割り当てられ第６シンボル（ＳＭＢ＃６）にＰ−ＳＣＨが割り当てられる。Ｐ−ＳＣＨの信号はＳＢＦ＃０とＳＢＦ＃５との間で共通であるが、Ｓ−ＳＣＨの信号はＳＢＦ＃０とＳＢＦ＃５との間で互いに異なる。
基地局装置２００においてセルＩＤを特定する処理の工程は、以下の２段階の手順（手順Ａ及び手順Ｂ）を含む。
［手順Ａ］
まず、基地局装置２００は、セルＩＤグループ（ＮＩＤ （１））、ユニークＩＤ（ＮＩＤ （２））及び最大相関値の合計Ｃｍａｘの値を初期化する（ステップ１０１）。その後、ユニークＩＤ（ＮＩＤ （２））から一意に決まるＰ−ＳＣＨのレプリカ信号を内部で生成する（ステップ１０２）。そして、図５に示すように、Ｐ−ＳＣＨのレプリカ信号と下り受信信号とのスライディング相関をとり、最大相関値Ｃａを求める（ステップ１０３）。ここで、最大相関値Ｃａがあらかじめ定められた閾値Ｔａより大きい場合（ステップ１０４でＹＥＳ）は、当該ユニークＩＤを含むセルＩＤに該当する周辺基地局があるものとみなし、手順Ｂを実施する。また、最大相関値Ｃａが得られたタイミングを、ＯＦＤＭシンボルタイミングおよびスロットタイミングとする。
［手順Ａ］
まず、基地局装置２００は、セルＩＤグループ（ＮＩＤ （１））、ユニークＩＤ（ＮＩＤ （２））及び最大相関値の合計Ｃｍａｘの値を初期化する（ステップ１０１）。その後、ユニークＩＤ（ＮＩＤ （２））から一意に決まるＰ−ＳＣＨのレプリカ信号を内部で生成する（ステップ１０２）。そして、図５に示すように、Ｐ−ＳＣＨのレプリカ信号と下り受信信号とのスライディング相関をとり、最大相関値Ｃａを求める（ステップ１０３）。ここで、最大相関値Ｃａがあらかじめ定められた閾値Ｔａより大きい場合（ステップ１０４でＹＥＳ）は、当該ユニークＩＤを含むセルＩＤに該当する周辺基地局があるものとみなし、手順Ｂを実施する。また、最大相関値Ｃａが得られたタイミングを、ＯＦＤＭシンボルタイミングおよびスロットタイミングとする。
［手順Ｂ］
次に、基地局装置２００は、セルＩＤグループ（ＮＩＤ （１））から一意に決まるＳ−ＳＣＨのレプリカ信号を内部で生成する（ステップ１０５）。ここで、Ｓ−ＳＣＨのレプリカ信号としては、サブフレーム＃０用とサブフレーム＃５用の２種類のレプリカ信号を生成する。次に、上記手順Ａで同定したタイミングから、下り受信信号のＳ−ＳＣＨを求める。そして、図６に示すように、下り受信信号のＳ−ＳＣＨと前出のＳ−ＳＣＨのレプリカ信号との相関をとり、その最大相関値Ｃｂを求める（ステップ１０６）。この最大相関値Ｃｂが閾値Ｔｂより大きい場合（ステップ１０７及びステップ１０８でＹＥＳ）、上記手順Ａで求めたユニークＩＤと当該セルＩＤグループとから、上記式（１）に基づきセルＩＤ（ＮＩＤ ｃｅｌｌ）を求める（ステップ１０９）。また、閾値Ｔｂを超えた相関値が得られたタイミングからフレームタイミングを得る。
次に、基地局装置２００は、セルＩＤグループ（ＮＩＤ （１））から一意に決まるＳ−ＳＣＨのレプリカ信号を内部で生成する（ステップ１０５）。ここで、Ｓ−ＳＣＨのレプリカ信号としては、サブフレーム＃０用とサブフレーム＃５用の２種類のレプリカ信号を生成する。次に、上記手順Ａで同定したタイミングから、下り受信信号のＳ−ＳＣＨを求める。そして、図６に示すように、下り受信信号のＳ−ＳＣＨと前出のＳ−ＳＣＨのレプリカ信号との相関をとり、その最大相関値Ｃｂを求める（ステップ１０６）。この最大相関値Ｃｂが閾値Ｔｂより大きい場合（ステップ１０７及びステップ１０８でＹＥＳ）、上記手順Ａで求めたユニークＩＤと当該セルＩＤグループとから、上記式（１）に基づきセルＩＤ（ＮＩＤ ｃｅｌｌ）を求める（ステップ１０９）。また、閾値Ｔｂを超えた相関値が得られたタイミングからフレームタイミングを得る。
次に、基地局装置２００は、上記セルＩＤを特定した複数の周辺基地局のうち、Ｐ−ＳＣＨの最大相関値ＣａとＳ−ＳＣＨの最大相関値Ｃｂとの合計Ｃｍａｘが最も高い基地局に対し、同期捕捉を行う（ステップ１０２〜ステップ１１３）。具体的には、上記特定した基地局のセルＩＤより、同期捕捉用の下り信号（Ｐ−ＳＣＨ、Ｓ−ＳＣＨ、ＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal））のレプリカ信号を内部で生成する。次に、各々のレプリカ信号と下り受信信号とのスライディング相関をとり、その相関値が最大値となる点に自局のフレームタイミングを合わせることで、同期を確立する。
また、基地局装置２００は、上記同期の確立とともに、同期の対象である周辺基地局からの干渉信号レベルを測定する。具体的には、基地局装置２００は、上記同期を確立した周辺基地局（本実施形態の例ではマクロ基地局１０）のＣＲＳの受信電力（ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power）を測定する。その測定値が、干渉信号レベルである。
次に、本実施形態の通信システムにおける干渉低減の例について説明する。
図７（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の通信システムを構成する被干渉の小型基地局２０、干渉源のマクロ基地局１０及びサーバ装置４０における制御及び情報の送受信の一例を示す説明図である。なお、図７の例は、小型基地局２０から移動機３０，３１に送信されている下り送信の希望波にマクロ基地局からの下り送信の干渉波が干渉している場合の例である。
図７（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の通信システムを構成する被干渉の小型基地局２０、干渉源のマクロ基地局１０及びサーバ装置４０における制御及び情報の送受信の一例を示す説明図である。なお、図７の例は、小型基地局２０から移動機３０，３１に送信されている下り送信の希望波にマクロ基地局からの下り送信の干渉波が干渉している場合の例である。
図７（ａ）に示すように、小型基地局２０は、前述の同期捕捉及びセルＩＤ抽出の処理を実行し、その後、干渉源のマクロ基地局１０の干渉信号レベルＩＭ［ｄＢｍ］を含む情報をサーバ装置４０に送信する。この情報には、干渉信号レベルＩＭ［ｄＢｍ］のほか、小型基地局２０の識別情報である自セルＩＤ（ＰＣＩＨ）と、干渉源のマクロ基地局１０の識別情報であるセルＩＤ（ＰＣＩＭ）と、同期捕捉が成功したか否かを示す同期捕捉成否フラグの情報（同期捕捉成功、又は、同期捕捉失敗）とが含まれる。
次に、サーバ装置４０は、小型基地局２０から上記情報を受信すると、その情報に含まれる干渉信号レベルＩＭと、あらかじめ定められた干渉閾値とを比較する。ここで、干渉信号レベルＩＭが干渉閾値を越えておりかつ同期捕捉が成功している場合、ＡＢＳカウンターをインクリメントし、ＡＢＳカウンターの値を１つ増加させる。
次に、サーバ装置４０は、ＡＢＳカウンターの値に基づき、移動機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基地局１０からの下り送信の停止（以下「ＡＢＳ制御」という。）が必要か否かを判断する。ここで、ＡＢＳ制御が必要であると判断した場合、サーバ装置４０は、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。この送信停止対象のサブフレームは、例えば予め設定した表１に示すテーブルを用い、ＡＢＳカウンターの値に応じて決定される。ここで、表１は４無線通信フレーム分、すなわち４０サブフレーム分のＡＢＳパターンを表しており、例えば、ＡＢＳカウンターの値が１１であればインデックス番号が「３」「７」「１１」「１５」「１９」「２３」「２７」「３１」「３５」「３９」に対応するサブフレームを、送信停止対象のサブフレームとして決定する。
次に、図７（ｂ）に示すように、サーバ装置４０は、上記決定した送信停止対象のサブフレームの情報を含むＡＢＳパターン情報（［０，０，０，１，０，０，０，１，０，０，０，１，・・・］）を、各基地局１０，２０に送信する。干渉源のマクロ基地局１０の基地局装置は、サーバ装置４０からＡＢＳパターン情報を受信すると、そのＡＢＳパターン情報で指定されたサブフレーム（図示の例では、ＳＢＦ＃３、ＳＢＦ＃７、・・・）について下り送信を停止するように制御する。
以上、本実施形態によれは、上記ＡＢＳ制御により、干渉信号レベルが高く下り送信の停止が必要であるとサーバ装置４０によって判断された干渉源のマクロ基地局１０についてのみ、無線通信フレームの一部のサブフレームにおける下り送信を停止することができる。しかも、そのマクロ基地局１０における下り送信の停止制御に用いられる送信停止対象のサブフレームの情報（ＡＢＳパターン情報）は、移動機に対する下り送信のスループットが低下しないようにサーバ装置４０によって決定することができる。従って、移動機に対する下り送信のスループットの低下を抑制しつつ、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１０、２０間の干渉を低減することができる。
また、本実施形態によれば、表１に示すように、干渉信号レベルが所定の閾値よりも大きくかつ干渉源のマクロ基地局１０との間の時間同期処理に成功した被干渉の基地局装置の数に応じて、送信停止対象のサブフレームを増やしている。このようにマクロ基地局１０からの干渉信号レベルが高い被干渉の基地局の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やしているので、複数の基地局間の干渉をより確実に且つ効果的に低減することができる。
また、本実施形態によれば、被干渉の小型基地局２０からサーバ装置４０に送信する情報に、干渉源のマクロ基地局１０を識別可能な基地局識別情報としてのセルＩＤ（ＰＣＩＭ）を含めているので、サーバ装置４０は、送信停止対象のサブフレームの情報を含むＡＢＳパターン情報を送信する送信先の干渉源のマクロ基地局１０を容易に特定できる。
また、本実施形態によれば、被干渉の小型基地局２０は、干渉源のマクロ基地局１０から受信した下りの無線信号に基づいてマクロ基地局１０との間の時間同期処理を実行している。このように干渉源のマクロ基地局１０から受信した下りの無線信号を用いたエアーリスニング方式で同期処理を行なった場合、次に示すようにマクロ基地局１０からの干渉を効果的に低減することができる。
図８は、被干渉の小型基地局２０がエアーリスニング方式で干渉源のマクロ基地局１０と同期処理を行い、マクロ基地局１０がＡＢＳ制御を実行したときのＬＴＥダウンリンクの無線通信フレームの一例を示す説明図である。
小型基地局２０は、マクロ基地局１０からの下りの無線信号に基づいて時間同期しているので、小型基地局２０でスケジューリングされる下り送信の送信タイミングｔＨは、マクロ基地局１０でスケジューリングされる下り送信の送信タイミングｔＭからΔｔＭ分だけ遅れている。ここで、「ΔｔＭ」は、マクロ基地局１０から送信された下りの無線信号が小型基地局２０に到達するまで遅れ時間である。通常、小型基地局２０と移動機との距離（数ｍ〜数十ｍ）は、マクロ基地局１０と移動機との距離（数百ｍ〜数ｋｍ）よりも十分に短いので、上記ΔｔＭは、マクロ基地局１０から送信された下りの無線信号が移動機に到達するまで遅れ時間とほぼ同じである。また、図中のΔｔＨは、小型基地局１０から送信された下りの無線信号が移動機に到達するまで遅れ時間である。ここで、小型基地局１０と移動機との距離を３０［ｍ］と仮定すると、ΔｔＨは０．１［μｓｅｃ］程度である。このΔｔＨは、上記ΔｔＭに比して十分に小さいだけでなく、シンボル長（７１．３５［μｓｅｃ］）に比して十分に小さい。図８の例ではマクロ基地局１０からの下り送信を停止しているサブフレーム＃２及び＃６の後端部分で干渉が発生するが、その干渉が発生している時間は、上記０．１［μｓｅｃ］程度の十分に短いΔｔＨに相当する時間である。そのため、小型基地局２０から移動機に送信される下りの希望波は、ほぼ干渉を受けず、マクロ基地局１０から送信される下りの干渉波の影響を受けにくい。
小型基地局２０は、マクロ基地局１０からの下りの無線信号に基づいて時間同期しているので、小型基地局２０でスケジューリングされる下り送信の送信タイミングｔＨは、マクロ基地局１０でスケジューリングされる下り送信の送信タイミングｔＭからΔｔＭ分だけ遅れている。ここで、「ΔｔＭ」は、マクロ基地局１０から送信された下りの無線信号が小型基地局２０に到達するまで遅れ時間である。通常、小型基地局２０と移動機との距離（数ｍ〜数十ｍ）は、マクロ基地局１０と移動機との距離（数百ｍ〜数ｋｍ）よりも十分に短いので、上記ΔｔＭは、マクロ基地局１０から送信された下りの無線信号が移動機に到達するまで遅れ時間とほぼ同じである。また、図中のΔｔＨは、小型基地局１０から送信された下りの無線信号が移動機に到達するまで遅れ時間である。ここで、小型基地局１０と移動機との距離を３０［ｍ］と仮定すると、ΔｔＨは０．１［μｓｅｃ］程度である。このΔｔＨは、上記ΔｔＭに比して十分に小さいだけでなく、シンボル長（７１．３５［μｓｅｃ］）に比して十分に小さい。図８の例ではマクロ基地局１０からの下り送信を停止しているサブフレーム＃２及び＃６の後端部分で干渉が発生するが、その干渉が発生している時間は、上記０．１［μｓｅｃ］程度の十分に短いΔｔＨに相当する時間である。そのため、小型基地局２０から移動機に送信される下りの希望波は、ほぼ干渉を受けず、マクロ基地局１０から送信される下りの干渉波の影響を受けにくい。
なお、上記実施形態では、干渉源のマクロ基地局１０からの干渉信号レベルが高い被干渉の基地局の数が所定数以上（例えば、１０以上）であってマクロ基地局１０から干渉の影響が高い場合のみ、マクロ基地局１０からの下り送信を停止するように制御してもよい。この場合、移動機に対する下り送信のスループットの低下をより確実に抑制することができる。
〔実施形態２〕
図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る通信システムを構成する被干渉の小型基地局２０及び干渉源のマクロ基地局１０における制御及び情報の送受信の一例を示す説明図である。本実施形態では、サーバ装置を用いずに基地局間の干渉を低減するようにＡＢＳ制御を行うことができる。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る通信システムを構成する被干渉の小型基地局２０及び干渉源のマクロ基地局１０における制御及び情報の送受信の一例を示す説明図である。本実施形態では、サーバ装置を用いずに基地局間の干渉を低減するようにＡＢＳ制御を行うことができる。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
図９（ａ）において、小型基地局２０は、前述の第１の実施形態の場合と同様に、同期捕捉及びセルＩＤ抽出の処理を実行する。具体的には、小型基地局２０は、定期的に（例えば１日１回）、周辺基地局をサーチし、最も干渉レベルが高い基地局（例えば、マクロ基地局１０）を特定し、その基地局の識別情報（例えば、物理セルＩＤ（ＰＣＩＭ））を取得する。更に、小型基地局２０は、上記サーチしたマクロ基地局１０からの下りの無線信号に基づき同期を確立する（同期捕捉）とともに、マクロ基地局１０からの干渉信号レベルＩＭ［ｄＢｍ］を測定する。
次に、小型基地局２０は、干渉源のマクロ基地局１０の干渉信号レベルＩＭ［ｄＢｍ］に基づいて、ＡＢＳ制御が必要か否かを判断する。小型基地局２０は、ＡＢＳ制御が必要であると判断し、且つ、マクロ基地局１０との同期捕捉に成功した場合、ＡＢＳ制御を要求する制御要求としてのＡＢＳ要求フラグ（ＡＢＳ要求）と、小型基地局２０の識別情報である自セルＩＤ（ＰＣＩＨ）の情報とを、通信回線５２を介してマクロ基地局１０に送信する。
次に、マクロ基地局１０は、小型基地局２０から受信した情報を保持し、その情報が新規であった場合は、ＡＢＳカウンターをインクリメントし、ＡＢＳカウンターの値を１つ増加させる。
次に、マクロ基地局１０は、ＡＢＳカウンターの値に基づいて、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。この送信停止対象のサブフレームは、上記第１の実施形態と同様に、例えば予め設定した表１に示すテーブルを用い、ＡＢＳカウンターの値に応じて決定される。
次に、図９（ｂ）に示すように、マクロ基地局１０は、上記決定した送信停止対象のサブフレームの情報を含むＡＢＳパターン情報（［０，０，０，１，０，０，０，１，０，０，０，０，・・・］）に基づいて、そのＡＢＳパターン情報で指定されたサブフレーム（図示の例では、ＳＢＦ＃３、ＳＢＦ＃７、・・・）について下り送信を停止するように制御する。また、マクロ基地局１０は、小型基地局２０で必要に応じてＡＢＳ制御を実行できるように、上記決定した送信停止対象のサブフレームの情報を含むＡＢＳパターン情報（［０，０，０，１，０，０，０，１，０，０，０，０，・・・］）を小型基地局２０に送信する。
以上、本実施形態によれは、上記ＡＢＳ制御により、干渉信号レベルが高く下り送信の停止が必要であると小型基地局２０によって判断された干渉源のマクロ基地局１０についてのみ、無線通信フレームの一部のサブフレームにおける下り送信を停止することができる。しかも、そのマクロ基地局１０における下り送信の停止制御に用いられる送信停止対象のサブフレームの情報（ＡＢＳパターン情報）は、移動機に対する下り送信のスループットが低下しないように干渉源であるマクロ基地局１０によって決定することができる。従って、移動機に対する下り送信のスループットの低下を抑制しつつ、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１０、２０間の干渉を低減することができる。
〔実施形態３〕
図１０（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る通信システムを構成する被干渉の小型基地局２０及び干渉源のマクロ基地局１０における制御及び情報の送受信の一例を示す説明図である。本実施形態では、サーバ装置を用いずに基地局間の干渉を低減するようにＡＢＳ制御を行うことができる。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
図１０（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る通信システムを構成する被干渉の小型基地局２０及び干渉源のマクロ基地局１０における制御及び情報の送受信の一例を示す説明図である。本実施形態では、サーバ装置を用いずに基地局間の干渉を低減するようにＡＢＳ制御を行うことができる。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
図１０（ａ）において、小型基地局２０は、前述の第１の実施形態の場合と同様に、同期捕捉及びセルＩＤ抽出の処理を実行する。具体的には、小型基地局２０は、定期的に（例えば１日１回）、周辺基地局をサーチし、最も干渉レベルが高い基地局（例えば、マクロ基地局１０）を特定し、その基地局の識別情報（例えば、物理セルＩＤ（ＰＣＩＭ））を取得する。更に、小型基地局２０は、上記サーチしたマクロ基地局１０からの下りの無線信号に基づき同期を確立する（同期捕捉）とともに、マクロ基地局１０からの干渉信号レベルＩＭ［ｄＢｍ］を測定する。
次に、小型基地局２０は、干渉源のマクロ基地局１０の干渉信号レベルＩＭ［ｄＢｍ］に基づいて、ＡＢＳ制御が必要か否かを判断する。小型基地局２０は、ＡＢＳ制御が必要であると判断し、且つ、マクロ基地局１０との同期捕捉に成功した場合、マクロ基地局１０の干渉信号レベルＩＭに基づいて、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。
次に、図１０（ｂ）に示すように、小型基地局２０は、マクロ基地局１０は、上記決定した送信停止対象のサブフレームの情報を含むＡＢＳパターン情報（［０，０，０，１，０，０，０，１，０，０，０，０，・・・］）を、通信回線５２を介してマクロ基地局１０に送信する。マクロ基地局１０は、小型基地局２０から受信したＡＢＳパターン情報で指定されたサブフレーム（図示の例では、ＳＢＦ＃３、ＳＢＦ＃７、・・・）について下り送信を停止するように制御する。
以上、本実施形態によれは、上記ＡＢＳ制御により、干渉信号レベルが高く下り送信の停止が必要であると小型基地局２０によって判断された干渉源のマクロ基地局１０についてのみ、無線通信フレームの一部のサブフレームにおける下り送信を停止することができる。しかも、そのマクロ基地局１０における下り送信の停止制御に用いられる送信停止対象のサブフレームの情報（ＡＢＳパターン情報）は、移動機に対する下り送信のスループットが低下しないように被干渉の小型基地局２０によって決定することができる。従って、移動機に対する下り送信のスループットの低下を抑制しつつ、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１０、２０間の干渉を低減することができる。
１０ マクロ基地局（周辺基地局）
１０Ａ マクロ基地局のセル
２０ 小型基地局
２０Ａ 小型基地局のセル
３０ 移動機（移動局、ユーザ装置、ＭＵＥ）
４０ サーバ装置
５０、５１ 通信回線
１０Ａ マクロ基地局のセル
２０ 小型基地局
２０Ａ 小型基地局のセル
３０ 移動機（移動局、ユーザ装置、ＭＵＥ）
４０ サーバ装置
５０、５１ 通信回線
Claims (4)
- 干渉源の基地局装置であるマクロ基地局装置と、前記マクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルが前記マクロ基地局装置のセルよりも小さい被干渉の基地局装置である少なくとも１つの小型基地局装置と、を備えた通信システムであって、
前記小型基地局装置は、
前記マクロ基地局装置から受信した下りの無線信号に基づいて、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理を実行する同期手段と、
前記マクロ基地局装置から受信した干渉信号レベルを測定する測定手段と、
前記測定した干渉信号レベルの情報に基づいて、移動局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前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断する判断手段と、
前記下り送信の停止が必要であると判断し且つ前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した場合に、前記下り送信の停止を要求する制御要求を前記マクロ基地局装置に送信する要求送信手段と、を備え、
前記マクロ基地局装置は、
前記制御要求を前記小型基地局装置から受信する要求受信手段と、
前記制御要求に基づいて、前記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決定手段と、
前記決定した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送信制御手段と、を備えたことを特徴とする通信システム。 - 請求項１の通信システムにおいて、
前記マクロ基地局装置の前記決定手段は、前記制御要求を送信してきた小型基地局装置の数に応じて、前記送信停止対象のサブフレームを増やすことを特徴とする通信システム。 - 干渉源の基地局装置であるマクロ基地局装置と、前記マクロ基地局装置のセル内に位置し自身のセルが前記マクロ基地局装置のセルよりも小さい被干渉の基地局装置である少なくとも１つの小型基地局装置と、を備えた通信システムであって、
前記小型基地局装置は、
前記マクロ基地局装置から受信した下りの無線信号に基づいて、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理を実行する同期手段と、
前記マクロ基地局装置から受信した干渉信号レベルを測定する測定手段と、
前記測定した干渉信号レベルの情報に基づいて、移動局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前記マクロ基地局装置からの下り送信の停止が必要か否かを判断する判断手段と、
前記下り送信の停止が必要であると判断し且つ前記前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理に成功した場合に、前記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決定手段と、
前記マクロ基地局装置に、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情報送信手段と、を備え、
前記マクロ基地局装置は、
前記送信停止対象のサブフレームの情報を前記小型基地局装置から受信する情報受信手段と、
前記送信停止対象のサブフレームの情報に基づいて、該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送信制御手段と、を備えたことを特徴とする通信システム。 - 請求項１乃至３のいずれかの通信システムにおいて、
前記小型基地局装置の前記同期手段は、前記マクロ基地局のセルＩＤに基づいて同期捕捉用の下り無線信号のレプリカ信号を生成し、前記レプリカ信号と前記マクロ基地局装置から受信した下りの無線信号とのスライディング相関を演算し、その相関値が最大になるタイミングに自局のフレームタイミングを合わせるように、前記マクロ基地局装置との間の時間同期処理を実行することを特徴とする通信システム。
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