JP5584367B2 - 物理ダウンリンク制御チャネルでの干渉緩和 - Google Patents

Description

本発明は電気通信の分野に関し、より具体的には、複数のセルによって使用される物理ダウンリンク制御チャネルでの干渉緩和に関する。

この項では、本発明の理解を深めるのに役立つ可能性がある態様について説明する。したがって、本項の記述は、この観点から読むべきものであり、従来技術ではどのようなものであったか、または従来技術ではどのようなものでなかったかに関する認識として理解するべきではない。

ピコ・セル、フェムト・セルなどの低電力セル、または中継器が、マクロ・セルの無線有効範囲の領域内に配置される異種ネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）のシナリオにおいて、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）でのダウンリンク伝送は、典型的に、独立した方法で２つ以上のセルによって使用され、この結果「送信中」の、つまりＰＤＣＣＨにおける衝突／干渉につながる。以下において、セルは、無線を通じてまたはバックホール・ネットワークを介して、たとえばＧＰＳなど適切な手段によって時間でサブフレーム整列（ｓｕｂｆｒａｍｅ−ａｌｉｇｎｅｄ）されることが想定される。

ここで、マクロ・セルおよび低電力セル（複数可）からの制御信号が衝突する場合、これによって、制御信号のパフォーマンス低下が引き起こされ、その結果、セルによってサービスを提供されるユーザー装置のスループットおよびサービスの品質の低下にもつながる。したがって、そのようなＨｅｔＮｅｔシナリオでは、ユーザー装置のために、組み合わせたセルのスループットおよびサービスの品質を改善する必要がある。

本発明は、上記の問題の１つまたは複数による影響に対処することを目的とするものである。以下は、本発明の一部の態様について基本的な理解を提供するために、簡素化した発明の概要を示すものである。この概要は、本発明を余すところなく概観したものではない。これは、本発明の重要または不可欠な要素を特定したり、または本発明の範囲を描写したりすることを意図するものではない。その唯一の目的は、後で説明するより詳細な記述の準備として、単純化した形で一部の概念を示すことである。

本発明は、少なくとも２つのセルによって使用される物理ダウンリンク制御チャネルでの干渉を緩和する方法に関し、方法は、セルの中で物理ダウンリンク制御チャネルの制御チャネル要素の数を分配するステップと、ＰＤＣＣＨのダウンリンク・サブフレームにおける制御チャネル要素の衝突の数に基づいてセルに対する１組のセル識別子を決定するステップとを含み、ダウンリンク・サブフレームにおける制御チャネル要素の位置は、セル識別子に依存する。

たとえば、マクロ・セルおよび少なくとも１つの低電力セルによって使用される物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）での衝突を回避するために、ＰＤＣＣＨの（論理的）制御チャネル要素（ＣＣＥ）の利用可能な数の第１の部分は、マクロ・セルに排他的に帰属させることができ、一方ＣＣＥの第２の部分は、１つまたは複数の低電力セル（複数可）に排他的に帰属させることができる。典型的には、送信電力が制限されているために、２つ以上の低電力セル間の干渉は低いため、２つ以上の低電力セルは、典型的には、パフォーマンス低下を引き起こすことなく、同じＣＣＥを共有することができる。しかし、非直交な方法で、ＣＣＥの区分化を実行することも可能である。つまり、（論理的）ＣＣＥの少なくとも一部をマクロ・セルおよび低電力セルの両方によって使用することができる。論理的ＣＣＥは、セルのセルＩＤが異なるためにＰＤＣＣＨ上の物理資源に別々にマッピングされるため、２つ以上のセルによって同じＣＣＥが共有されても、必ずしもパフォーマンス低下につながるわけではない。

この理由から、直交する方法で帰属（ａｔｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を実行すると（つまり、それぞれのＣＣＥをセルのただ１つに排他的に帰属させると）、マクロ・セルのセルＩＤおよび低電力セル（複数可）のセルＩＤ（複数可）が同一の場合、２つ以上のセルのＰＤＣＣＨの衝突を回避するのみである（それぞれ２つ以上のセルによって共有されるＰＤＣＣＨ）。しかし、実際のシステムでは、マクロ・セルのセルＩＤおよび低電力セルのセルＩＤ（複数可）は、典型的には、等しくすることが許可されていないため、ＰＤＣＣＨの論理的ＣＣＥを直交的に区分することでは衝突は回避されない。なぜなら、ＰＤＣＣＨのサブフレームにおけるＣＣＥの物理的位置は、利用可能なＬ１／Ｌ２制御シンボル全体で変更され、また、参照信号（ＲＳ）の位置、物理制御フォーマット指示チャネル、物理ハイブリッドＡＲＱ指示チャネルなどに依存するからである。言い換えると、サブフレームにおけるすべての言及した制御信号の位置、したがって衝突の数は、関係するセルのセルＩＤに依存する。

ＰＤＣＣＨのサブフレームにおけるＣＣＥの物理的位置は、多数のパラメータに依存するため、物理的位置は、一般的な数式によって記述することができず、このため、ありうるすべてのパラメータの組について衝突を回避するようなセルＩＤの対／組を分析的に計算することはできない。したがって、所定のパラメータ・セットについて（使用されている帯域幅、ＰＨＩＣＨパラメータ、Ｌ１／Ｌ２シンボルの数、マクロ・セルと低電力セルとの間のＣＣＥの分配など）、コンピュータ・プログラム（アルゴリズム）は、衝突を生じない、または少なくとも少数の衝突を生じる１対のセルＩＤ（または２つを超えるセルが含まれている場合は１組のセルＩＤ）を検索する。コンピュータ・プログラムは、たとえば、（恐らくローカルにおいて）最小の衝突の数を提供するセル識別子の適切な組を識別するための数値最適化アルゴリズムとして実装することができる。あるいは、セル識別子の数は限られているので、衝突の数は、セル識別子のすべての可能な組み合わせに対して計算することができ、これにより所定のパラメータ・セットに対して（グローバルな）最小の衝突の数を生じるセル識別子の１つまたは複数の組を決定することができる。

一変形形態では、方法は、ＰＤＣＣＨで伝送を実行するために、決定された１組のセル識別子の少なくとも１つのセル識別子をセルの少なくとも１つに割り当てることをさらに含む。セルＩＤの適切な組の決定、およびセル（複数可）への決定されたセル識別子（複数可）の割り当ては、異なる物理エンティティによって実行することができる。

他の変形形態では、方法は、セルの中での物理ダウンリンク制御チャネルの制御チャネル要素の分配に基づいて、少なくとも１つのユーザー装置識別子、特に、無線ネットワーク一時識別子を決定することをさらに含み、これは、ＰＤＣＣＨの無線フレームのサブフレームの最大数において、セルに割り当てられる制御チャネル要素の所望のアグリゲーション・レベルでの伝送を可能にする。

アグリゲーション・レベルは、特定のＰＤＣＣＨで伝送に使用されるＣＣＥの数を示し、チャネルの状況に依存して基地局によって選択される。３ＧＰＰリリース８（ＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ）標準では、各端末（ユーザー装置）は、無線ネットワーク一時識別子（ＲＮＴＩ）によって区別される。「ＰＤＣＣＨ検索領域」と呼ばれる、無線フレームのサブフレームにおいてユーザー装置によって使用できるＣＣＥは、ＲＮＴＩ、サブフレーム番号（たとえば０から９の範囲）、およびアグリゲーション・レベルに依存している。

利用可能なＣＣＥの総数は、マクロ・セルと低電力セル（複数可）との間で分配されるため、典型的には、ＣＣＥの全体数の一部だけを各セルで利用でき、このため所望のアグリゲーション・レベルに対する適切なＲＮＴＩ値を各セルに対して見つける必要がある。上記のように、ＲＮＴＩのＰＤＣＣＨ検索領域は、サブフレーム番号に依存している。つまり、一無線フレームの間に変動する。適切なＲＮＴＩ値を見つけるために、コンピュータ・プログラム／アルゴリズムは、無線フレームの１０のサブフレームの間に、セルに割り当てられたＰＤＣＣＨ ＣＣＥサブセットにおいて、所望のアグリゲーション・レベル（複数可）に対する多数のＰＤＣＣＨ検索領域を利用できるＲＮＴＩ値を検索する。そのような好ましいＲＮＴＩ値は、セル確立の間に事前に計算することができるか、または無線リンク確立の間に計算することができる。

他の変形形態では、決定するステップは、セルのうちの少なくとも２つのセルの制御チャネル要素または他のダウンリンク・シグナリングによって占められるサブフレームにおいてリソース要素間の衝突の数を最小化する１組のセル識別子を選択するステップを含む。上記のように、異なるセルのダウンリンク・シグナリングの衝突の数は最小化されるべきである。たとえば、「ＰＤＣＣＨ衝突」は、次のように規定することができる。第１のセルのリソース要素がＰＤＣＣＨ−ＣＣＥの一部によって占められている場合、そのリソース要素が第２のセルの参照信号（ＲＳ）、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、またはＰＤＣＣＨ−ＣＣＥによっても占められていれば、衝突の数がインクリメントされる。

論理的ＣＣＥの区分化に関して、これは静的な方式で実行することができ、また運用および維持ユニットから信号で送ることができるか、または、たとえば、Ｘ２インターフェースを通じて、シグナリングを含み基地局間でネゴシエーションすることができる。マクロ・セルの内部に複数の低電力セルを配置できるため、典型的には、低電力セルは、マクロ・セルからＰＤＣＣＨ区分情報を受信し、低電力セルは、それらの相互干渉が低いため、場合によっては同じＣＣＥを使用する。

さらに他の変形形態では、方法は、セル内のトラフィック分散に依存して、セルの中で制御チャネル要素の分配を変更するステップをさらに含む。セルへの論理的ＣＣＥの分配は、また、トラフィックおよびユーザーの分散に依存して半静的な基準に基づいて変更することができ（たとえばＳＯＮアルゴリズム）、より多くのＣＣＥを多数のユーザーにサービスを提供しなければならないセルへ、より少ないＣＣＥを少数のユーザーだけにサービスを提供しなければならないセルへ提供し、かつ／または衝突を最小化する分配を選択する。割り当てを変更することの利点の１つは、この目的のためにセルＩＤの変更は必要ないということである。しかし、セルＩＤを変更することが可能な場合があることも理解されるだろう。たとえば、低電力セルによってサービスを提供されるユーザーがいない（または場合によっては、ごく少数のユーザーしかいない）場合、低電力セルのセルＩＤを変更することができる。

一変形形態では、方法は、セル、好ましくは低電力セルの負荷状況に依存して、他のセル、好ましくはマクロ・セルによってセルに帰属されるサブフレームの制御チャネル要素を使用するステップをさらに含む。論理的ＣＣＥの区分化は各セルにおいて静的な基準で規定されるが、第２のセルの負荷が低い、またはそこにユーザーがいないことを第１のセルが認識している場合、第１のセル（典型的にはマクロ・セル）は、第２のセル（典型的には低電力セル）に対して予約されているＣＣＥを使用（またはＣＣＥで電力削減なく伝送）することができるため、このようにして、簡素な負荷依存の区分化ソリューションを提供することができる。そのようなソリューションを可能にするために、第２のセル（典型的には低電力セル）は、たとえば、Ｘ２インターフェースを通じて、第１のセルに負荷情報を信号で送る。

上記の例では、Ｘ２インターフェースを通じたシグナリングについて記述したが、ＬＴＥリリース１０以降のマクロダイバーシティのシナリオでは、ユーザー装置は、複数のセルに同時にリンクができることは当業者には自明であろう。そのような場合は、ユーザー装置を介した第１のセルから第２のセルへの無線でのシグナリングによってＸ２シグナリングを置き換えることができる。

他の変形形態では、セルの１つはマクロ・セルであり、他のセルは、低電力セル、特にピコ・セルである。この文脈では、「ピコ・セル」という用語は、低出力の開放加入者（ｏｐｅｎ−ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ）セルに関する。低電力セルは、マクロ・セルより利用可能な送信電力が小さく、したがって低電力セルの無線有効範囲の領域は、典型的には、マクロ・セルの無線有効範囲の領域よりかなり小さい。上記のように、低電力セルおよびマクロ・セルは、少なくとも部分的にオーバラップする無線有効範囲の領域を持ち、低電力セルは、マクロ・セルの無線有効範囲の領域を拡大するために使用される（またはその逆）、このことはマクロ・セル全体の無線有効範囲の領域を拡張することによって、またはマクロ・セルの無線有効範囲の領域内のローカル・エリア内、たとえば建物の中でのサービスの品質を向上させることによってなされる。しかし、本発明は、（部分的に）オーバラップする無線有効範囲の領域を持つすべてのセルに適用できるため、本発明は、マクロ・セルおよび低電力セルを持つ異種ネットワークのケースに限定されないことが理解されるだろう。

さらに他の変形形態では、セルは、ＬＴＥ（ａｄｖａｎｃｅｄ）標準（ＬＴＥリリース８）による無線ネットワークの一部である。上記のように、ＬＴＥリリース８は、ＰＤＣＣＨの制御信号に対してセル間干渉制御（ＩＣＩＣ）をサポートしておらず、したがって本明細書に記述する方法によって提供される干渉緩和は特に有益である。

他の態様は、上記の方法のすべてのステップを実行するために適応されたコンピュータ・プログラム製品に関する。そのようなコンピュータ・プログラム製品は、適切なハードウェアおよび／またはソフトウェアとして実装することができる。

さらに他の態様は、少なくとも２つのセルによって共有される物理ダウンリンク制御チャネルでの干渉緩和のための構成物に関し、セルの中で物理ダウンリンク制御チャネルの制御チャネル要素の数を分配するように適応された分配ユニットと、物理ダウンリンク制御チャネルのダウンリンク・サブフレームの制御チャネル要素の衝突の数に基づいて、セルに対して１組のセル識別子を決定するように適応された決定ユニットとを含み、ダウンリンク・サブフレームにおける制御チャネル要素の位置は、セル識別子に依存する。そのような構成物は、適切なセル識別子の組を決定するために使用することができ、セル識別子は一意の方法でセルに帰属される、つまり、同じセル識別子は、２つの異なるセルに帰属させることができないことを理解されたい。

他の実施形態では、構成物は、ＰＤＣＣＨで伝送を実行するためにセルの少なくとも１つに、決定された組の少なくとも１つのセル識別子を割り当てるための割り当てユニットをさらに含む。割り当てユニットは、たとえば、Ｘ２インターフェースを介して、セルの１つである基地局に、セルＩＤを示す適切なシグナリングを提供するように適応させることができる。もちろん、構成物が１つのセルである基地局で実装されると、割り当てユニットは、それ自身のセルＩＤの割り当てを直接、つまりシグナリングなしで実行することができる。

さらに他の展開では、割り当てユニットは、少なくとも１つのユーザー装置識別子、特に無線ネットワーク一時識別子を決定するために適応され、これは、ＰＤＣＣＨの無線フレームのサブフレームの最大数において、セルに割り当てられる制御チャネル要素の所望のアグリゲーション・レベルでの伝送を可能にする。上記のように、ＣＣＥの総数の一部だけを各セルで利用できるという事実のために、所望のアグリゲーション・レベルに対する適切なＲＮＴＩ値を各セルに対して見つける必要がある。

他の実施形態では、決定ユニットは、セルのうちの少なくとも２つのセルの制御チャネル要素または他のダウンリンク・シグナリングによって占められるサブフレームのリソース要素間の衝突の数を最小化する１組のセル識別子を選択するように適応されている。上記のように、衝突はパフォーマンス（スループット／ＱｏＳ）低下につながる可能性があるが、上記の方法で減少／回避することができる。そのような衝突を回避／減少することによって、また、低電力セルおよび／またはマクロ・セルの無線有効範囲の領域を拡張することができる。

上記の構成物は、無線ネットワークの基地局、ネットワーク制御装置、ゲートウェイ、ならびに運用および維持ユニットの少なくとも１つで実装することができる。構成物全体は、単一の物理デバイス、たとえば基地局に実装できるが、構成物の中の異なるユニットは、典型的には、異なる位置に配置された２つ以上の物理デバイスを通じて分配される。この点で、ＰＤＣＣＨは、セルである基地局とユーザー装置との間のエア・インターフェースに確立されるだけだが、利用可能なセル識別子のセルへの分配および／または適切なセルＩＤの組の決定は、遠隔地、たとえば、ネットワーク制御装置またはＯ＆Ｍユニットで実行できることに注意されたい。また、複数のマクロ・セルが低電力セルに干渉する場合、主な干渉寄与を引き起こしているマクロ・セルを決定することができ、この特定のマクロ・セルだけを適切なセルＩＤの組の決定に使用できることが理解されるだろう。たとえば、主な干渉寄与を引き起こすマクロ・セルに関する情報は、たとえばＸ２インターフェースを通じて交換することができる。もちろん、代替手段として、チャネル制御要素の分配は、低電力セルと、２つ以上の場合によっては、すべての干渉するマクロ・セルとの間で実行することができる。

本発明のさらに他の態様は、特にＬＴＥ標準による異種ネットワークに関し、マクロ・セルおよび少なくとも１つの低電力セル、特にピコ（開放加入者）セルを含み、マクロ・セルおよび少なくとも１つの低電力セルは、物理ダウンリンク制御チャネルを使用し、また物理ダウンリンク制御チャネルでの干渉緩和のために、上記のタイプの少なくとも１つの構成物を使用する。特に、物理ダウンリンク制御チャネルに（たとえばＬＴＥリリース８による）セル間干渉制御メカニズムが提供されていないネットワークについて、上記のソリューションは、ＰＤＣＣＨパフォーマンスを大幅に改善することができる。本明細書に記述した原理は、開放加入者（「ピコ」）セルの形をした低電力セルに制限されず、またこれらの原理は閉鎖加入者（「フェムト」）セルにも適用できることは当業者には自明であろう。

さらに他の特徴および利点については、図面に示す図を参照して、重要な詳細を示す以下の代表的な実施形態の記述に示し、特許請求の範囲によって規定する。個々の特徴は、個々に単独で実装することができるか、またはそれらのいくつかを任意の所望の組み合わせで実装することができる。

代表的な実施形態について線図に示し、下の記述で説明する。以下が示されている。

マクロ・セルおよび低電力セルを含む異種ネットワークを示す概略図である。 図１のマクロ・セルおよび低電力セルへのＰＤＣＣＨ ＣＣＥの論理的な割り当てを示す概略図である。 ＰＤＣＣＨの無線フレームのサブフレームにおいてＰＤＣＣＨ ＣＣＥの特定のいくつかの位置を示す概略図である。 図１の２つのセルのセルＩＤに依存してＰＤＣＣＨ衝突の数を表す衝突行列の詳細を示す図である。 第１のセルのセルＩＤの各値に対するＰＤＣＣＨ衝突の最小／最大数を示す図である。 無線フレームのどのサブフレームにおいて、特定のユーザー装置が特定のアグリゲーション・レベルを使用できるかを示す図である。

「プロセッサ」と書かれた任意の機能ブロックを含む、図に示すさまざまな要素の機能は、専用ハードウェア、および適切なソフトウェアと連携してソフトウェアを実行する機能を持つハードウェアの利用を通じて提供することができる。プロセッサによって提供される場合、機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、または一部を共有できる複数の個々のプロセッサによって提供することができる。さらに、「プロセッサ」または「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行できるハードウェアを排他的に指すものと解釈するべきではなく、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワーク・プロセッサ、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを格納するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性記憶装置を、限定することなく、暗黙的に含むことができる。従来型および／またはカスタムの他のハードウェアも含むことができる。同様に、図に示すすべてのスイッチは概念のみを示すものである。それらの機能は、プログラム・ロジックの動作を通じて、専用ロジックを通じて、プログラム制御および専用ロジックの対話を通じて、または手動でも実行することができ、内容からより明確に理解されるように、特定の技術を実装者が選択可能である。

図１は、無線有効範囲の大きな領域を生成するために第１の基地局ＢＳ１を有するマクロ・セルの形式である第１のセルＣ１と、無線有効範囲のより小さな領域を生成するために第２の基地局ＢＳ２を有する低出力（たとえばピコ）セルの形式である第２のセルＣ２とを有する、ＬＴＥリリース８標準による異種ネットワーク１を示す。第２のセルＣ２の無線有効範囲の領域は、屋外または屋内（たとえば建物内）に位置し、第１のセルＣ１の無線有効範囲の領域に完全に含まれる。無線有効範囲の領域の内部に存在するユーザー装置ＵＥのＱｏＳおよびスループットを向上させるために、第２のセルＣ２がサービスを提供し、その提供がなければ、無線有効範囲においてネットワーク１へのアクセスが制限されているか、または利用できない。

第２のセルＣ２の無線有効範囲の領域におけるユーザー装置ＵＥは、第１および第２の基地局ＢＳ１、ＢＳ２の両方からダウンリンク伝送を受信し、図２ａに示すように、ダウンリンク伝送は、物理ダウンリンク制御チャネルＰＤＣＣＨの制御チャネル要素の形をしたダウンリンク・シグナリングを含む。制御信号に対するセル間干渉制御（ＩＣＩＣ）は、ＬＴＥリリース８標準ではサポートされていない。したがって、異なるセルＣ１、Ｃ２の制御チャネル要素間の衝突が発生する可能性があり、ユーザー装置ＵＥへの伝送においてＱｏＳおよびスループットの低下につながる。この問題を解決するため、つまり、衝突の数を減らすためのメカニズムについて、以下に記述する。

利用可能な制御チャネル要素（図２ａを参照）の数は、ネットワーク１の特定の伝送特性に依存する。たとえば、１０ＭＨｚの帯域幅、３つのＬ１／Ｌ２シンボル、２本のＴｘアンテナ、および１のＰＨＩＣＨ Ｎｇから得られる７つのＰＨＩＣＨグループに対して、物理ダウンリンク制御チャネルＰＤＣＣＨで利用可能な制御チャネル要素ＣＣＥの数ｎは、４１である。

物理ダウンリンク制御チャネルＰＤＣＣＨでの干渉を減らすために、利用可能な４１の制御チャネル要素ＣＣＥは、第１の基地局ＢＳ１に配置された分配ユニット２を使用して、第１のセルＣ１と第２のセルＣ２との間で区分される。図２ａの例では、第１の４つのＣＣＥ番号０〜３は、第１のセルＣ１に割り当てられ、一方第２の４つのＣＣＥ番号４〜７は、第２のセルＣ２に割り当てられる。

しかし、マクロ・セルＣ１、および低電力セルＣ２のセルＩＤが同一の場合のみ、これによって、図２ｂに示すサブフレームＳＦにおいて利用可能なＬ１／Ｌ２制御シンボルにおいて２つのセルＣ１、Ｃ２の物理ダウンリンク制御チャネルＰＤＣＣＨの衝突が回避される。しかし、実際のシステムでは、マクロ・セルＣ１および低出力（ピコ）セルＣ２のセルＩＤを等しくすることは許可されていない。したがって、図２ａに示す論理制御チャネル要素ＣＣＥの直交区分化（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ）では、衝突は回避されない。その理由は、サブフレームＳＦにおけるＣＣＥの物理的位置（ＣＣＥ番号３およびＣＣＥ番号４について図２ｂに示す）は、利用可能なＬ１／Ｌ２制御シンボルを横断して変更され、たとえば、サブフレームＳＦにおける参照シンボル、ＰＣＦＩＣＨ、およびＰＨＩＣＨの位置に依存しているためである。さらに、参照シンボルの位置は、Ｔｘアンテナの数に依存する。この例では、２本のＴｘアンテナが使用され、これにより図２ｂに示すサブフレームＳＦのＯＦＤＭシンボル０のリソース要素ＲＥの３つ目ごとに参照シンボルが現れる。さらに、上記のすべての他のダウンリンク制御信号の位置は、それぞれのセルＣ１、Ｃ２のセルＩＤに依存する。

直交区分化（つまりただ１つのセルへの各論理的ＣＣＥの帰属）では、サブフレームＳＦにおける論理的ＣＣＥの異なる物理的位置のために衝突を回避できないため、１つまたは複数のＣＣＥが２つ以上のセルに帰属されることも可能である（非直交区分化）。

さらに、サブフレームＳＦにおける制御チャネル要素ＣＣＥの物理的位置は、伝送パラメータの各組に対して異なるため、それらの位置は、一般的な数式によって記述することができない。したがって、伝送パラメータのありうる各組に対して衝突を回避するような１対のセルＩＤを分析的に計算することはできない。

結果的に、所定のパラメータ・セット（使用されている帯域幅、ＰＨＩＣＨパラメータ、Ｌ１／Ｌ２シンボルの数、マクロ・セルと低電力セルとの間のＣＣＥの分配、Ｔｘアンテナの数など）に対して、第１の基地局ＢＳ１の決定ユニット３は、異なるセルＣ１、Ｃ２に帰属されるダウンリンク・サブフレームＳＦにおいて、制御チャネル要素ＣＣＥの衝突の数が少ない（最小である）、セルＣ１、Ｃ２に対するセル識別子セルＩＤ１、セルＩＤ２の適切な組を１つ決定する。この目的のために、衝突を生じない、または少なくとも少数の衝突を生じる１対のセルＩＤ（または３つ以上のセルの場合は１組のセルＩＤ）を検索するアルゴリズムが使用される。

以下の例では、ＣＣＥ番号０〜７、１６〜２３、および３２〜３５は、第１のセルＣ１に割り当てられるが、一方ＣＣＥ番号８〜１５、２４〜３１、および３６〜３９は、第２のセルＣ２に割り当てられる。言い換えると、各セルＣ１、Ｃ２について、２０の制御チャネル要素ＣＣＥ（ダウンリンク・サブフレームＳＦの２０×９×４＝７２０リソース要素ＲＥに対応）が予約される。セルＣ１、Ｃ２に対する制御チャネル要素ＣＣＥの所定の帰属について、アルゴリズムは、第１のセルＣ１のセルＩＤ（セルＩＤ１）および第２のセルＣ２のセルＩＤ（セルＩＤ２）の各組み合わせについて、Ｌ１／Ｌ２制御シンボルの構造（物理的位置）を計算する。このようにして、図３に示すように、「ＰＤＣＣＨ衝突の数」値を含む５０４×５０４の値を有する衝突行列が計算される。この点で、ＬＴＥリリース８標準で利用可能なセルＩＤの数は、５０４に制限されていることに注意されたい。衝突の数が少ない所望のセルＩＤの対（またはセルＩＤの組）は、図３の衝突行列から抽出することができる。

図３の衝突行列に表される「ＰＤＣＣＨ衝突」は、次のように規定される。第１のセルＣ１のリソース要素ＲＥが物理ダウンリンク制御チャネルＰＤＣＣＨの制御チャネル要素ＣＣＥの一部によって占められる場合、そのリソース要素ＲＥが参照シンボルＲＳ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨによっても、または第２のセルＣ２の制御チャネル要素ＣＣＥによっても占められていれば、衝突の数がインクリメントされる。

第１のセルＣ１のセル識別子「セルＩＤ１」のありうる各値について、図４において、下部のグラフに衝突の最小数を示し、上部のグラフに衝突の最大数を示している。言い換えると、下部のグラフは、第２のセルＣ２に「適切な」セルＩＤを選択する場合の衝突の数を示し、上部のグラフは、第２のセルＣ２に「不適切な」セルＩＤを選択する場合を示している。上部のグラフと下部のグラフの比較は、第１および第２のセルＣ１、Ｃ２に適切な１対のセル識別子（セルＩＤ１、セルＩＤ２）を慎重に選択することがどれほど重要かを示している。しかし、図４は、また、選択されたパラメータについて、衝突を完全には回避できないことを示している。

適切な１対のセル識別子「セルＩＤ１」、「セルＩＤ２」が選択されると、第１の基地局ＢＳ１の割り当てユニット４は、第１のセルＣ１に第１のセル識別子「セルＩＤ１」を割り当て、たとえば、Ｘ２インターフェースを通じて、第２の基地局ＢＳ２に対してシグナリングを使用して、第２のセル識別子「セルＩＤ２」に関して後者に通知する。

セル識別子「セルＩＤ１、セルＩＤ２」がセルＣ１、Ｃ２に帰属されると、適切なユーザー装置識別子をセルＣ１、Ｃ２によってサービスを提供されるユーザー装置ＵＥに帰属させる必要がある。ＬＴＥネットワーク１のこの例では、ユーザー装置識別子は、たとえば１０００のありうる値の範囲から選択される無線ネットワーク一時識別子（ＲＮＴＩ）である。

「ＰＤＣＣＨ検索領域」と呼ばれる無線フレーム（図５を参照）のサブフレームＳＦにおいてユーザー装置ＵＥに使用できる制御チャネル要素ＣＣＥは、ユーザー装置ＵＥに割り当てられたユーザー装置識別子（以下：「ＲＮＴＩ」）、サブフレーム番号（ＬＴＥリリース８ネットワークのこの例では０〜９の範囲）、およびアグリゲーション・レベルに依存している。

アグリゲーション・レベルは、特定のＰＤＣＣＨで伝送に使用される制御チャネル要素ＣＣＥの数を示し、チャネル条件に依存して、それぞれの基地局ＢＳ１、ＢＳ２によって選択される。利用可能な制御チャネル要素ＣＣＥの総数は、マクロ・セルＣ１と低電力セルＣ２との間で分配されるため、制御チャネル要素ＣＣＥの全体数の一部だけが、各セルＣ１、Ｃ２で利用できるので、所望のアグリゲーション・レベルに対して適切なＲＮＴＩ値を各セルＣ１、Ｃ２に対して見つける必要がある。

上記のように、特定のＲＮＴＩに対する「ＰＤＣＣＨ検索領域」は、サブフレーム番号に依存する。つまり、図５に示す無線フレームＲＦ中に変動する。第１のセルＣ１のユーザー装置に対して適切なＲＮＴＩ値を見つけるために、割り当てユニット４は、無線フレームＲＦの１０のサブフレームの間に、第１のセルＣ１に割り当てられた制御チャネル要素ＣＣＥサブセットにおいて、所望のアグリゲーション・レベル（複数可）に対する多数（最大数）のＰＤＣＣＨ検索領域が利用できるＲＮＴＩ値を検索する。そのような好ましいＲＮＴＩ値は、セル確立の間に事前に計算することができるか、またはそれぞれの基地局ＢＳ１、ＢＳ２によってサービスを提供されるユーザー装置ＵＥとの通信で後に使用するために無線リンク確立の間に計算することができる。

図５は、ユーザー装置識別子ＲＮＴＩ＝１００を持つ第１のセルＣ１において、ユーザー装置によって使用できるアグリゲーション・レベルを示している。アグリゲーション・レベルは、それぞれのサブフレーム＃０から＃９の特定のユーザー装置識別子ＲＮＴＩ＝１００に帰属される連続するＣＣＥの数を示している。特定のＣＣＥの下にある列の数値（２、４、および８）は、その特定のサブフレーム＃０から＃９に占めることができる連続するＣＣＥの数を示している。たとえば、サブフレーム＃０のＣＣＥ＃０の下の列にある数値「８」は、サブフレーム＃０でＣＣＥ＃０から＃７を占めることができることを示している（アグリゲーション・レイヤ８）。あるいは、アグリゲーション・レベル４を使用することができるか（ＣＣＥ＃０から＃３またはＣＣＥ＃４から＃７）、またはアグリゲーション・レベル２を使用することができる（ＣＣＥ＃０および＃１など）。しかし、アグリゲーション・レイヤ１、２、および８は、原則的にはサブフレーム＃０のＣＣＥ＃８から＃１５に対しても利用できるが、ＣＣＥ＃８から＃１５が第１のセルＣ１に帰属していないため、これらを使用することはできない。

ユーザー装置は、無線フレームＲＦの７つのサブフレームでアグリゲーション・レイヤ８を使用することができ、無線フレームＲＦの８つのサブフレームでアグリゲーション・レイヤ４を使用することができる。言い換えると、ＲＮＴＩ＝１００を有する第１のセルＣ１のユーザー装置は、３つのサブフレームで（すなわち、無線フレームＲＦのサブフレーム１、２、および６で）アグリゲーション・レイヤ８を使用できず、無線フレームＲＦの２つのサブフレーム（３および５）でアグリゲーション・レイヤ４を使用することができない。ＣＣＥ番号０〜７、１６〜２３、および３２〜３５が第１のセルＣ１に割り当てられている図５の例では、１と１０００との間のＲＮＴＩ番号の４０９は、無線フレームＲＦの１０のサブフレームの間に、アグリゲーション・レベル４に対して少なくとも８つの検索領域およびアグリゲーション・レベル８に対して少なくとも８つの検索領域を提供する。

上記の方法では、割り当てユニット４は、（たとえば、最高のアグリゲーション・レベル（ＡＬ８）を有する最大数のサブフレームを持つ）最大数の使用可能な検索領域を提供する第１のセルＣ１に対して１組のＲＮＴＩ値を検索する。次に、ＲＮＴＩ値は、第１のセルＣ１によってサービスを提供されるユーザー装置に帰属される。同様の方法で、第２の基地局ＢＳ２の割り当てユニット（図示せず）は、第２のセルＣ２によってサービスを提供されるユーザー装置ＵＥの所望のアグリゲーション・レイヤ（複数可）に対して、最大数の使用可能な検索領域を提供する１組のユーザー識別子（ＲＮＴＩ値）を検索する。

上記の例では、適切なセルＩＤを計算するため、および適切なＲＮＴＩを計算するためのアルゴリズムは、基地局ＢＳ１で実行されるが、これらのアルゴリズムは、運用および維持ユニット、ネットワーク制御装置／ゲートウェイ、または他の基地局（たとえば基地局ＢＳ２）でも実行することができる。２つ以上のマクロ・セルに干渉する低電力セルＣ２の第２の基地局ＢＳ２でアルゴリズムが実行される場合、第２の基地局ＢＳ２は、たとえばＸ２インターフェースを通じたシグナリングを介して、主な干渉寄与を引き起こしているマクロ・セルＣ１のセルＩＤを認識している必要がある。ユーザー装置の適切なＲＮＴＩを計算するためのアルゴリズムは、また、ネットワークの任意の位置で実行できるが、好ましくは、これらのアルゴリズムは、それらのユーザー装置にサービスを提供するために使用される基地局によって実行されることを当業者は理解されるだろう。

論理的な制御チャネル要素ＣＣＥの区分化は、静的な方式で規定することができ、運用および維持ユニット（図示せず）から信号で送るか、またはＸ２インターフェースを通じてシグナリングを含み基地局間でネゴシエーションすることができる。マクロ・セルの内部に複数の低電力セルが配置されていてもよいため、典型的には、低電力セルは、マクロ・セルからＰＤＣＣＨ区分情報を受信する。

しかし、論理的な制御チャネル要素ＣＣＥの区分化は、また、トラフィックおよびユーザーの分散に依存して、半静的な基準に基づいて実行することができる（たとえば自己組織ネットワーク（ＳＯＮ）アルゴリズム）。あるいは、セルＩＤは変更することができる。たとえば、低電力セルＣ２に所属するユーザーがいない、またはわずかしかいない場合、低電力セルＣ２のセルＩＤは変更することができる。

より簡単な負荷依存の区分化ソリューションは、各セルにおいて静的な基準で論理的な制御チャネル要素ＣＣＥを区分することにより提供できるが、第２のセルＣ２の負荷が低い、またはそこにユーザーがいないことを第１のセルＣ１が認識している場合、第１のセルＣ１（この場合、マクロ・セル）は、しかし、第２のセルＣ２（この場合、低電力セル）のために予約されている制御チャネル要素ＣＣＥを使用（または制御チャネル要素ＣＣＥで電力削減なく伝送）することができる。そのようなソリューションを有効にするために、第２のセルＣ２は、たとえば、Ｘ２インターフェースを通じて、第１のセルＣ１に負荷情報を信号で送るものとする。

上記の方法では、ＨｅｔＮｅｔ展開の物理ダウンリンク制御チャネルでの干渉を減らすことができる。結果として、これによって、ＨｅｔＮｅｔスループット性能に大きな影響を及ぼす低電力セルの通信領域を広げることができる。

本明細書に示すブロック図は、本発明の原理を具体化した説明的な回路についての概念的な視点を表していることは当業者には自明であろう。同様に、そのようなコンピュータまたはプロセッサが明示的に示されているかどうかに関わりなく、任意のフローチャート、流れ図、状態遷移図、擬似コードなどは、コンピュータ可読媒体において本質的に表され、したがって、コンピュータまたはプロセッサによって実行できるさまざまなプロセスを表していることを理解されるだろう。

また、記述および図面は、単に本発明の原理を示すものである。本明細書に明示的に記述して、または示していないが、本発明の原理を具体化し、その範囲に含まれるさまざまな構成物を当業者であれば考案できることを理解されるだろう。さらに、本明細書に詳述したすべての例は、原則として、読者が本発明の原理、およびその技術を推進する発明者（ら）によって提供された概念を理解するのを支援するために、教育のみを目的とすることを明確に意図するものであり、そのような具体的に詳述された例および条件に限定しないものとして解釈するべきである。さらに、本明細書において、本発明の原理、態様、および実施形態を詳述するすべての記述、ならびにその特定の例は、その等価物を包含することを意図するものである。

Claims (15)

1. 少なくとも２つのセル（Ｃ１、Ｃ２）によって使用される物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）での干渉を緩和する方法であって、
   前記セル（Ｃ１、Ｃ２）の中で前記物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の制御チャネル要素（ＣＣＥ）の数を分配するステップと、
   前記物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）のダウンリンク・サブフレーム（ＳＦ）における前記制御チャネル要素（ＣＣＥ）の衝突の数に基づいて、前記セル（Ｃ１、Ｃ２）に対する１組のセル識別子（セルＩＤ１、セルＩＤ２）を決定するステップと、を含み、前記ダウンリンク・サブフレーム（ＳＦ）における前記制御チャネル要素（ＣＣＥ）の位置は、前記セル識別子（セルＩＤ１、セルＩＤ２）に依存する、方法。
2. 前記物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）で伝送を実行するために、前記決定した１組のセル識別子（セルＩＤ１、セルＩＤ２）の少なくとも１つのセル識別子（セルＩＤ２）を前記セル（Ｃ２）の少なくとも１つに割り当てるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記セル（Ｃ１、Ｃ２）の中の前記物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の制御チャネル要素（ＣＣＥ）の前記分配に基づいて、少なくとも１つのユーザー装置識別子を決定するステップをさらに含み、これは、前記物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の無線フレーム（ＲＦ）のサブフレーム（ＳＦ）の最大数で前記セル（Ｃ１）に割り当てられた、前記制御チャネル要素（ＣＣＥ）の所望のアグリゲーション・レベルでの伝送を可能にする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記決定するステップは、前記セル（Ｃ１、Ｃ２）のうちの少なくとも２つのセルの制御チャネル要素（ＣＣＥ）または他のダウンリンク・シグナリングによって占められる前記サブフレーム（ＳＦ）においてリソース要素（ＲＥ）間の衝突の数を最小化する１組のセル識別子（セルＩＤ１、セルＩＤ２）を選択するステップを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記セル（Ｃ１、Ｃ２）内のトラフィックの分散に依存して、前記セル（Ｃ１、Ｃ２）の中の前記制御チャネル要素（ＣＣＥ）の前記分配を変更するステップをさらに含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. セル（Ｃ２）の負荷状況に依存して、他のセル（Ｃ１）によって、前記セル（Ｃ２）に帰属されるサブフレーム（ＳＦ）の前記制御チャネル要素（ＣＣＥ）を使用するステップをさらに含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記セルの１つはマクロ・セル（Ｃ１）であり、他のセルは低電力セル（Ｃ２）である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記セル（Ｃ１、Ｃ２）は、ＬＴＥ標準による無線ネットワーク（１）の一部である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項による方法のすべてのステップをコンピュータに実行させるコンピュータ・プログラム。
10. 少なくとも２つのセル（Ｃ１、Ｃ２）によって使用される物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）での干渉緩和のための構成物であって、
    前記セル（Ｃ１、Ｃ２）の中で前記物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の制御チャネル要素（ＣＣＥ）の数（ｎ）を分配するように適応された分配ユニット（２）と、
    前記物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）のダウンリンク・サブフレーム（ＳＦ）における制御チャネル要素（ＣＣＥ）の衝突の数に基づいて、前記セル（Ｃ１、Ｃ２）に対する１組のセル識別子（セルＩＤ１、セルＩＤ２）を決定するように適応された決定ユニット（３）と、を含み、前記ダウンリンク・サブフレーム（ＳＦ）における前記制御チャネル要素（ＣＣＥ）の位置は、前記セル識別子（セルＩＤ１、セルＩＤ２）に依存する、構成物。
11. 前記物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）で伝送を実行するために、前記決定した組（セルＩＤ１、セルＩＤ２）の少なくとも１つのセル識別子（セルＩＤ１）を前記セル（Ｃ１）のうちの少なくとも１つに割り当てるための割り当てユニット（４）をさらに含む、請求項１０に記載の構成物。
12. 前記割り当てユニット（４）は、少なくとも１つのユーザー装置識別子を決定するように適応され、これにより前記物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の無線フレーム（ＲＦ）のサブフレーム（ＳＦ）の最大数で前記セル（Ｃ１）に割り当てられた前記制御チャネル要素（ＣＣＥ）の所望のアグリゲーション・レベルでの伝送を可能にする、請求項１１に記載の構成物。
13. 前記決定ユニット（３）は、前記セル（Ｃ１、Ｃ２）のうちの少なくとも２つの制御チャネル要素（ＣＣＥ）または他のダウンリンク・シグナリングによって占められる前記サブフレーム（ＳＦ）においてリソース要素（ＲＥ）間の衝突の数を最小化する１組のセル識別子（セルＩＤ１、セルＩＤ２）を選択するように適応される、請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の構成物。
14. 無線ネットワーク（１）の基地局（ＢＳ１）、ネットワーク制御装置、ゲートウェイ、ならびに運用および維持ユニットのうちの少なくとも１つに実装される、請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の構成物。
15. 物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）を使用するマクロ・セル（Ｃ１）および少なくとも１つの低電力セル（Ｃ２）と、
    前記物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）での干渉緩和のための請求項１０乃至１４のいずれか１項による少なくとも１つの構成物と
    を含む、異種ネットワーク（１）。

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