JP5697550B2 - 無線通信システム、高電力基地局、低電力基地局及び通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、高電力基地局と、当該高電力基地局よりも送信出力が小さい低電力基地局とを有する無線通信システム、高電力基地局、低電力基地局、及び、無線通信システムにおける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無線通信システムとして、無線通信システムの標準化団体である3GPPで標準化されているＬＴＥがある。ＬＴＥは3GPP Release 8として技術仕様が定まり、現在はRelease 8の機能改良版であるRelease 9、及び、ＬＴＥを高度化したLTE Advancedの検討が行われている。

また、ＬＴＥRelease 9では、送信出力が小さく、半径数［ｍ］から十数［ｍ］程度の通信エリアであるセル（小セルと称される）を形成し、室内に設置可能な小型の基地局である低電力基地局（Home eNodeB）の詳細機能・要件について標準化が進められている。低電力基地局は、当該低電力基地局よりも送信出力が大きく、半径数百ｍ程度の通信エリアであるセル（大セル）を形成する高電力基地局（Macro eNodeB）のトラフィックを分散させることや、大セル内の不感地帯をカバーすることを目的として設置される。このような無線通信システムの構成は、ヘテロジーニアス環境と称される。

3GPP TR25.967, "Home Node B Radio Frequency (RF) Requirements (FDD)", 7.2 節, "Control of HNB downlink interference", 2009年3月

ところで、高電力基地局と無線端末間の無線通信と、低電力基地局と無線端末間の無線通信とは、同一の周波数帯の無線リソースが使用される。このため、低電力基地局が大セル内に設置された場合、低電力基地局から無線端末に向かう下り方向の無線通信が、高電力基地局の配下の無線端末に干渉を与えることがある。このため、干渉を低減させることが要求されている。

そこで、本発明は、高電力基地局の配下の無線端末に与える干渉を適切に低減できる無線通信システム、高電力基地局、低電力基地局、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。本発明の第１の特徴は、高電力基地局（マクロ基地局１００）と、前記高電力基地局よりも送信出力が小さい低電力基地局（フェムト基地局３００）とを有する無線通信システム（無線通信システム１）であって、前記高電力基地局は、無線リソース毎の通信品質の情報を、前記低電力基地局へ送信し、前記低電力基地局は、前記無線リソース毎の通信品質の情報に基づいて、前記低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てることを要旨とする。

このような無線通信システムは、高電力基地局が、無線リソース毎の通信品質の情報を、低電力基地局へ送信し、低電力基地局が、受信した無線リソース毎の通信品質の情報に基づいて、低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てる。従って、低電力基地局は、高電力基地局と当該高電力基地局の配下の無線端末との間の無線リソース毎の通信品質を考慮して、低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てることができる。このため、高電力基地局の配下の無線端末に与える干渉を適切に低減できる。

本発明の第２の特徴は、前記低電力基地局は、通信品質が悪化していると見なされる前記無線リソースを、前記低電力基地局の配下の無線端末へ割り当てることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、前記高電力基地局は、干渉が生じていると見なされる無線リソースの情報を、前記低電力基地局へ送信し、前記低電力基地局は、前記干渉が生じていると見なされる無線リソースの情報に基づいて、前記低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、前記低電力基地局は、干渉が生じていない無線リソースを、前記低電力基地局の配下の無線端末へ割り当てることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、前記高電力基地局は、当該高電力基地局の配下の無線端末へ割り当てる無線リソースの情報を、前記低電力基地局へ送信し、前記低電力基地局は、前記高電力基地局の配下の無線端末へ割り当てる無線リソースの情報に基づいて、前記低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、前記低電力基地局は、前記高電力基地局の配下の無線端末へ割り当てられていない無線リソースを、前記低電力基地局の配下の無線端末へ割り当てることを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、前記低電力基地局は、前記低電力基地局と前記低電力基地局の配下の無線端末との間の前記無線リソース毎の通信品質の情報に基づいて、前記低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てることを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、前記低電力基地局は、通信品質が良好であると見なされる前記無線リソースを、前記低電力基地局の配下の無線端末へ割り当てることを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、低電力基地局とともに無線通信システムを構成し、前記低電力基地局よりも送信出力が大きい高電力基地局であって、無線リソース毎の通信品質の情報を、前記低電力基地局へ送信することを要旨とする。

本発明の第１０の特徴は、高電力基地局とともに無線通信システムを構成し、前記高電力基地局よりも送信出力が小さい低電力基地局であって、前記高電力基地局から送信された無線リソース毎の通信品質の情報に基づいて、前記低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てることを要旨とする。

本発明の第１１の特徴は、高電力基地局と、前記高電力基地局よりも送信出力が小さい低電力基地局とを有する無線通信システムにおける通信制御方法であって、前記高電力基地局が、無線リソース毎の通信品質の情報を、前記低電力基地局へ送信するステップと、前記低電力基地局が、前記無線リソース毎の通信品質の情報に基づいて、前記低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てるステップとを含むことを要旨とする。

本発明の特徴によれば、高電力基地局の配下の無線端末に与える干渉を適切に低減できる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。 本発明の実施形態に係る高電力基地局の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る低電力基地局の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るリソースブロックの割り当ての優先度の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係るリソースブロックの割り当ての第１の例を示す図である。 本発明の実施形態に係るリソースブロックの割り当ての第２の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の実施形態に係るフェムト基地局の動作を示すフローチャートである。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）無線通信システムの動作、（３）作用・効果、（４）その他の実施形態について説明する。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。

（１）無線通信システムの構成
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１の全体概略構成図である。無線通信システム１は、例えば、第３．９世代（３．９Ｇ）携帯電話システムであるLTE Release9 や、第４世代（４Ｇ）携帯電話システムとして位置づけられているLTE-Advancedに基づく構成を有する。

図１に示すように、無線通信システム１は、高電力基地局（高出力電力基地局、大出力基地局）であるマクロ基地局１００と、当該マクロ基地局１００よりも送信電力が小さい低電力基地局（低出力電力基地局、小出力基地局）であるフェムト基地局３００とを有する。マクロ基地局１００は、大セルであるマクロセルＭＣ１を形成する。フェムト基地局３００は、小セルであるフェムトセルＦＣ２を形成する。マクロセルＭＣ１の半径は、例えば数百［ｍ］程度であり、フェムトセルＦＣ２の半径は、例えば数［ｍ］から十数［ｍ］程度である。

マクロ基地局１００の配下、換言すれば、マクロセルＭＣ１内であって、フェムトセルＦＣ２内でない領域には、無線端末２００が存在している。マクロ基地局１００と無線端末２００とは、無線通信を行うことができる。また。フェムト基地局３００の配下、換言すれば、フェムトセルＦＣ２内には、無線端末４００が存在している。フェムト基地局３００と無線端末４００とは、無線通信を行うことができる。以下、無線端末２００をマクロ端末２００と称し、無線端末４００をフェムト端末４００と称する。

マクロ基地局１００は、通信事業者がセル間干渉を考慮した置局設計に基づく場所に設置される。一方、フェムト基地局３００は、ユーザにより任意の場所（具体的には、室内）に設置される程度に小型に構成されている。フェムト基地局３００は、マクロ基地局１００のトラフィックを分散させることや、マクロセルＭＣ１内の不感地帯をカバーすることを目的として、マクロセルＭＣ１内に設置されている。

マクロ基地局１００がマクロ端末２００に割り当てることが可能な下りリンク（マクロ基地局１００からマクロ端末２００に向かうリンクであり、「マクロ下りリンク」と称する）の無線リソースである全てのリソースブロックに対応する周波数帯域と、フェムト基地局３００がフェムト端末４００に割り当てることが可能な下りリンク（フェムト基地局３００からフェムト端末４００に向かうリンクであり、「フェムト下りリンク」と称する）の無線リソースである全てのリソースブロックに対応する周波数帯域とは、同一である。

従って、マクロ基地局１００がマクロ端末２００に割り当てたリソースブロックの周波数帯域と、フェムト基地局３００がフェムト端末４００に割り当てたリソースブロックの周波数帯域とが重複する場合がある。この場合、フェムト基地局３００からフェムト端末４００へフェムト下りリンクを用いて送信される無線信号によって、マクロ基地局１００と無線通信を行っているマクロ端末２００は干渉を受けることになる。

本実施形態では、上述したマクロ端末２００がフェムト基地局３００から受ける干渉を低減させる。

図２は、マクロ基地局１００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、マクロ基地局１００は、アンテナ部１０１、無線通信部１１０、制御部１２０、記憶部１３０及び有線通信部１４０を有する。

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、マクロ端末２００との間で、無線信号の送受信を行う。また、無線通信部１１０は、送信信号の符号化及び変調と、受信信号の復調及び復号とを行う。

また、無線通信部１１０は、マクロ基地局１００とマクロ端末２００とが接続して、上りリンク（マクロ端末２００からマクロ基地局１００に向かうリンクであり、「マクロ上りリンク」と称する）を用いた無線通信を行っている場合に、マクロ端末２００からの無線信号を受信する。

制御部１２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を用いて構成され、マクロ基地局１００が具備する各種の機能を制御する。具体的には、制御部１２０は、無線通信部１１０及びアンテナ部１０１を介して、マクロ端末２００との間で通信を行う。また、制御部１２０は、有線通信部１４０及び有線通信ネットワーク５００を介して、フェムト基地局３００等との間で通信を行う。

記憶部１３０は、例えばメモリを用いて構成され、マクロ基地局１００の制御等に用いられる各種の情報を記憶する。有線通信部１４０は、有線通信ネットワーク５００を介する、フェムト基地局３００等との通信を行う。

図３は、フェムト基地局３００の構成を示すブロック図である。図３に示すように、フェムト基地局３００は、アンテナ部３０１、無線通信部３１０、制御部３２０、記憶部３３０及び有線通信部３４０を有する。

無線通信部３１０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３０１を介して、フェムト端末４００との間で、無線信号の送信及び受信を行う。また、無線通信部３１０は、送信信号の符号化及び変調と、受信信号の復調及び復号とを行う。

また、無線通信部３１０は、フェムト基地局３００とフェムト端末４００とが接続して、上りリンク（フェムト端末４００からフェムト基地局３００に向かうリンクであり、「フェムト上りリンク」と称する）を用いた無線通信を行っている場合に、フェムト端末４００からの無線信号を受信する。

制御部３２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を用いて構成され、フェムト基地局３００が具備する各種の機能を制御する。具体的には、制御部３２０は、無線通信部３１０及びアンテナ部３０１を介して、フェムト端末４００との間で通信を行う。また、制御部３２０は、有線通信部３４０及び有線通信ネットワーク５００を介して、マクロ基地局１００等との間で通信を行う。

記憶部３３０は、例えばメモリを用いて構成され、フェムト基地局３００の制御等に用いられる各種の情報を記憶する。有線通信部３４０は、有線通信ネットワーク５００を介する、マクロ基地局１００等との通信を行う。

以下、処理の詳細を説明する。

（１．１）マクロ基地局１００によるリソースブロックの割り当て処理
マクロ基地局１００内の制御部１２０は、ブロードキャスト通信により、システム報知情報（ＭＩＢ（Master Information Block）、ＳＩＢ（System Information Block））を送信する。

マクロ端末２００は、セルサーチを行う。ここで、マクロ端末２００は、マクロ基地局１００からのシステム報知情報を受信する。この場合、マクロ端末２００は、サービングセルをマクロセルＭＣ１に決定する。換言すれば、マクロ端末２００は、マクロ基地局１００に接続することを決定する。マクロ端末２００は、全てのリソースブロック毎に、当該リソースブロックのＳＩＮＲ（Signal-to-Interference and Noise power Ratio）と干渉量とを測定する。マクロ端末２００は、ユーザデータであるＳＣＨ（Shared Channel）データの送信及び受信を行いたい場合、無線リソースであるリソースブロックの割り当て要求（リソース割当要求）のメッセージを、マクロ基地局１００へ送信する。リソース割当要求メッセージは、全ての下りリソースブロック毎のＳＩＮＲの値（マクロMeasurement値）と干渉量（マクロ干渉量）とが含まれる。

マクロ基地局１００内の制御部１２０は、リソース割当要求のメッセージを受信する。

制御部１２０は、リソース割当要求のメッセージに従い、マクロ端末２００へ上りリソースブロック及び下りリソースブロックを割り当てる処理（スケジューリング）を行う。次に、制御部１２０は、割り当てた上りリソースブロック及び下りリソースブロックを識別可能な情報であるリソース割当情報、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）の情報等を、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）を用いて、マクロ端末２００へ送信する。また、制御部１２０は、マクロ端末２００へ送信したいデータ（ＤＬ−ＳＣＨデータ）が存在する場合、当該ＤＬ−ＳＣＨデータを、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared CHannel）を用いて、マクロ端末２００へ送信する。

制御部１２０は、スケジューリングの結果を示すスケジューリング情報を、フェムト基地局３００へ送信する。スケジューリング情報は、制御部１２０がマクロ端末２００に割り当てた下りリソースブロックの周波数帯を識別可能な情報、例えば、下りリソースブロックの識別情報を含む。

制御部１２０は、リソース割当要求メッセージに含まれていたマクロMeasurement値及びマクロ干渉量を、フェムト基地局３００へ送信する。

（１．２）フェムト基地局３００によるリソースブロックの割り当て処理
一方、フェムト基地局３００内の制御部３２０は、ブロードキャスト通信により、システム報知情報（ＭＩＢ、ＳＩＢ）を送信する。

フェムト端末４００は、セルサーチを行う。ここで、フェムト端末４００は、フェムト基地局３００からのシステム報知情報を受信する。この場合、フェムト端末４００は、サービングセルをフェムトセルＦＣ２に決定する。換言すれば、フェムト端末４００は、フェムト基地局３００に接続することを決定する。フェムト端末４００は、全てのリソースブロック毎に、当該リソースブロックのＳＩＮＲを測定する。フェムト端末４００は、ユーザデータであるＳＣＨデータの送信及び受信を行いたい場合、リソース割当要求のメッセージを、フェムト基地局３００へ送信する。リソース割当要求メッセージは、全てのリソースブロック毎のＳＩＮＲの値（フェムトMeasurement値）が含まれる。

フェムト基地局３００内の制御部３２０は、フェムト端末４００からのリソース割当要求メッセージを受信する。また、制御部３２０は、マクロ基地局１００からのスケジューリング情報、マクロMeasurement値及びマクロ干渉量を受信する。

制御部３２０は、リソース割当要求のメッセージに従い、フェムト端末４００へ上りリソースブロック及び下りリソースブロックを割り当てる処理（スケジューリング）を行う。

制御部３２０は、下りリソースブロックの割り当てにおいては、以下の処理を行う。制御部３２０は、マクロ基地局１００からのスケジューリング情報に基づいて、マクロ基地局１００がマクロ端末２００に割り当てた下りリソースブロックを認識する。

制御部３２０は、認識結果に基づいて、全ての下りリソースブロックの中に、マクロ基地局１００がマクロ端末２００に割り当てていないリソースブロック（空き下りリソースブロック）があるか否かを判定する。

空き下りリソースブロックが存在する場合には、制御部３２０は、空き下りリソースブロックの割り当ての優先度を、他の下りリソースブロック（マクロ基地局１００がマクロ端末２００に割り当て済みの下りリソースブロック）の割り当ての優先度よりも高くする。更に、制御部３２０は、空きリソースブロックのそれぞれについて、対応するフェムトMeasurement値が高いほど、割り当ての優先度を高くする。

一方、空き下りリソースブロックが存在しない場合、制御部３２０は、全ての下りリソースブロックのマクロMeasurement値及びマクロ干渉量を判別する。

判別の結果、全ての下りリソースブロックについてマクロMeasurement値に基づく品質が悪く、且つ、マクロ干渉量に基づく品質が悪い場合、制御部３２０は、フェムトMeasurement値に基づいて、下りリソースブロックの割り当て優先度を設定する。ここで、制御部３２０は、フェムトMeasurement値が高いほど、対応する下りリソースブロックの割り当ての優先度を高くし、フェムトMeasurement値が低いほど、対応する下りリソースブロックの割り当ての優先度を低くする。割り当ての優先度は、例えば、図６（ｃ）に示すように設定される。その後、制御部３２０は、割り当てた下りリソースブロックを用いてフェムト端末４００に対して送信を行う場合には、通信に支障が生じない範囲で、可能な限り送信電力を低下させる。

一方、判別の結果、全ての下りリソースブロックについて、マクロMeasurement値に基づく品質と、マクロ干渉量に基づく品質との少なくとも何れかが良好である場合、制御部３２０は、フェムトMeasurement値及びマクロ干渉量に基づいて、割り当ての優先度を設定する。

具体的には、制御部３２０は、マクロMeasurement値が低いほど、対応する下りリソースブロックの割り当ての優先度を高くし、マクロMeasurement値が高いほど、対応する下りリソースブロックの割り当ての優先度を低くする。割り当ての優先度は、例えば、図４（ａ）に示すように設定される。

更に、制御部３２０は、マクロ干渉量が高いほど、対応する下りリソースブロックの割り当ての優先度を低くし、マクロ干渉量が低いほど、対応する下りリソースブロックの割り当ての優先度を高くする。割り当ての優先度は、例えば、図４（ｂ）に示すように設定される。

上述した処理によって、各下りリソースブロックについて割り当ての優先度が設定された後、制御部３２０は、当該割り当ての優先度の高い順に、必要な数の下りリソースブロックを割り当てる。

図５及び図６は、下りリソースブロックの割り当ての一例を示す図である。

図５（ａ）に示すように、全ての下りリソースブロックＲＢ＃０乃至＃９がマクロ端末２００に割り当てられ、そのうち、下りリソースブロックＲＢ＃７乃至＃９のマクロMeasurement値が低いものとする。この場合、図５（ｂ）に示すように、マクロMeasurement値が低い下りリソースブロックＲＢ＃７乃至＃９が優先的にフェムト端末４００に割り当てられる。

図６（ａ）に示すように、全ての下りリソースブロックＲＢ＃０乃至＃９がマクロ端末２００に割り当てられ、そのうち、下りリソースブロックＲＢ＃７乃至＃９のマクロ干渉量が高いものとする。この場合、図４（ｂ）に示すように、マクロ干渉量が高い下りリソースブロックＲＢ＃７乃至＃９の割り当て優先度は低くなり、下りリソースブロックＲＢ＃０乃至＃６が優先的にフェムト端末４００に割り当てられる。

フェムト基地局３００内の制御部３２０は、割り当てた上りリソースブロック及び下りリソースブロックを識別可能な情報であるリソース割当情報、ＭＣＳの情報等を、ＰＤＣＣＨを用いて、マクロ端末２００へ送信する。また、制御部１２０は、マクロ端末２００へ送信したいデータ（ＤＬ−ＳＣＨデータ）が存在する場合、当該ＤＬ−ＳＣＨデータを、ＰＤＳＣＨを用いて、マクロ端末２００へ送信する。

（１．３）リソースブロック割り当て後のマクロ端末２００及びフェムト端末４００の処理
マクロ端末２００は、マクロ基地局１００内の制御部１２０からのリソース割当情報、ＭＣＳ情報等と、ＤＬ−ＳＣＨデータとを受信する。マクロ端末２００は、リソース割当情報、ＭＣＳ情報に基づいて、当該マクロ端末２００に割り当てられた下りリソースブロック及び上りリソースブロックと、変調クラスとを認識する。更に、マクロ端末２００は、ＤＬ−ＳＣＨデータの受信結果を示すＡＣＫ又はＮＡＣＫ（ＤＬ−ＳＣＨのＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を、ＵＬ−ＳＣＨデータに含ませてマクロ基地局１００へ送信する。あるいは、マクロ端末２００は、ＤＬ−ＳＣＨのＡＣＫ／ＮＡＣＫを、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Contorol CHannel）を用いて、マクロ基地局１００へ送信する。また、マクロ端末２００は、マクロ基地局１００へ送信したいデータ（ＵＬ−ＳＣＨデータ）が存在する場合、当該ＵＬ−ＳＣＨデータを、ＰＵＳＣＨを用いて、マクロ基地局１００へ送信する。

フェムト端末４００も、マクロ端末２００と同様の処理を行う。フェムト端末４００は、フェムト基地局３００内の制御部３２０からのリソース割当情報、ＭＣＳ情報等と、ＤＬ−ＳＣＨデータとを受信する。フェムト端末４００は、リソース割当情報、ＭＣＳ情報に基づいて、当該フェムト端末４００に割り当てられた下りリソースブロック及び上りリソースブロックと、変調クラスとを認識する。更に、フェムト端末４００は、ＤＬ−ＳＣＨデータの受信結果を示すＡＣＫ又はＮＡＣＫを、ＰＵＳＣＨを用いて、フェムト基地局３００へ送信する。また、フェムト端末４００は、フェムト基地局３００へ送信したいデータ（ＵＬ−ＳＣＨデータ）が存在する場合、当該ＵＬ−ＳＣＨデータを、ＰＤＳＣＨを用いて、フェムト基地局３００へ送信する。

（１．４）マクロ基地局１００によるリソースブロックの再割り当て処理
マクロ基地局１００内の制御部１２０は、マクロ端末２００からのＤＬ−ＳＣＨデータのＡＣＫ／ＮＡＣＫを受信する。また、制御部１２０は、マクロ端末２００からのＵＬ−ＳＣＨデータを受信する。

次に、制御部１２０は、受信処理結果に基づいて、マクロ端末２００へ上りリソースブロック及び下りリソースブロックを再度割り当てる処理（再スケジューリング）を行う。具体的には、制御部１２０は、ＤＬ−ＳＣＨデータのＮＡＣＫを受信した場合、現在割り当てている下りリソースブロックとは異なる下りリソースブロックをマクロ端末２００へ割り当てる。また、制御部１２０は、ＵＬ−ＳＣＨデータを正常に受信できなかった場合には、現在割り当てている上りリソースブロックとは異なる上りリソースブロックをマクロ端末２００へ割り当てる。

次に、制御部１２０は、割り当てた上りリソースブロック及び下りリソースブロックを識別可能な情報であるリソース割当情報、ＭＣＳの情報等を、ＰＤＣＣＨを用いて、マクロ端末２００へ送信する。また、制御部１２０は、マクロ端末２００へ送信したいデータ（ＤＬ−ＳＣＨデータ）が存在する場合、当該ＤＬ−ＳＣＨデータを、ＰＤＳＣＨを用いて、マクロ端末２００へ送信する。

制御部１２０は、スケジューリングの結果を示すスケジューリング情報を、フェムト基地局３００へ送信する。制御部１２０は、リソース割当要求メッセージに含まれていたマクロMeasurement値及びマクロ干渉量を、フェムト基地局３００へ送信する。

（１．５）フェムト基地局３００によるリソースブロックの再割り当て処理
一方、フェムト基地局３００内の制御部３２０は、フェムト端末４００からのＤＬ−ＳＣＨデータのＡＣＫ／ＮＡＣＫを受信する。また、制御部３２０は、フェムト端末４００からのＵＬ−ＳＣＨデータを受信する。

次に、制御部３２０は、受信処理結果に基づいて、フェムト端末４００へ上りリソースブロック及び下りリソースブロックを再度割り当てる処理（再スケジューリング）を行う。具体的には、制御部３２０は、ＤＬ−ＳＣＨデータのＮＡＣＫを受信した場合、現在割り当てている下りリソースブロックとは異なる下りリソースブロックをフェムト端末４００へ割り当てる。また、制御部３２０は、ＵＬ−ＳＣＨデータを正常に受信できなかった場合には、現在割り当てている上りリソースブロックとは異なる上りリソースブロックをフェムト端末４００へ割り当てる。

次に、制御部３２０は、割り当てた上りリソースブロック及び下りリソースブロックを識別可能な情報であるリソース割当情報、ＭＣＳの情報等を、ＰＤＣＣＨを用いて、フェムト端末４００へ送信する。また、制御部３２０は、フェムト端末４００へ送信したいデータ（ＤＬ−ＳＣＨデータ）が存在する場合、当該ＤＬ−ＳＣＨデータを、ＰＤＳＣＨを用いて、フェムト端末４００へ送信する。

その後、制御部３２０は、マクロ基地局１００からのスケジューリング情報、マクロMeasurement値、及び、マクロ干渉量に基づいて、上述と同様の手順により、各下りリソースブロックに優先度を設定し、当該優先度に基づいて、フェムト端末４００へ下りリソースブロックを割り当てる処理（スケジューリング）を行う。

（２）無線通信システムの動作
図７は、無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。

ステップＳ１０１において、マクロ基地局１００は、システム報知情報を送信する。マクロ端末２００は、システム情報を受信する。

ステップＳ１０２において、マクロ端末２００は、セルサーチを行う。マクロ基地局１００からのシステム報知情報を受信した場合、ステップＳ１０３において、マクロ端末２００は、マクロ基地局１００へリソース割当要求のメッセージを送信する。マクロ基地局１００は、リソース割当要求のメッセージを受信する。

ステップＳ１０４において、マクロ基地局１００は、マクロ端末２００へ上りリソースブロック及び下りリソースブロックを割り当てるスケジューリングを行う。

ステップＳ１０５において、マクロ基地局１００は、割り当てたリソースブロックを示すリソース割当情報、ＭＣＳ情報等と、ＤＬ−ＳＣＨデータとをマクロ端末２００へ送信する。マクロ端末２００は、リソース割当情報、ＭＣＳ情報等と、ＤＬ−ＳＣＨデータとを受信する。

ステップＳ１０６において、フェムト基地局３００は、システム報知情報を送信する。フェムト端末４００は、システム情報を受信する。

ステップＳ１０７において、フェムト端末４００は、セルサーチを行う。フェムト基地局３００からのシステム報知情報を受信した場合、ステップＳ１０８において、フェムト端末４００は、フェムト基地局３００へリソース割当要求のメッセージを送信する。フェムト基地局３００は、リソース割当要求のメッセージを受信する。

ステップＳ１０９において、マクロ基地局１００は、ステップＳ１０４におけるスケジューリングの結果を示すスケジューリング情報を、フェムト基地局３００へ送信する。フェムト基地局３００は、スケジューリング情報を受信する。

ステップＳ１１０において、マクロ基地局１００は、マクロMeasurement値を、フェムト基地局３００へ送信する。フェムト基地局３００は、マクロMeasurement値を受信する。

ステップＳ１１１において、フェムト基地局３００は、受信したスケジューリング情報及びマクロMeasurement値と、保持しているフェムトMeasurement値とに基づいて、フェムト端末４００へ上りリソースブロック及び下りリソースブロックを割り当てるスケジューリングを行う。

ステップＳ１１２において、フェムト基地局３００は、割り当てたリソースブロックを示すリソース割当情報、ＭＣＳ情報等と、ＤＬ−ＳＣＨデータとをフェムト端末４００へ送信する。フェムト端末４００は、リソース割当情報、ＭＣＳ情報等と、ＤＬ−ＳＣＨデータとを受信する。

ステップＳ１１３において、マクロ端末２００は、ステップＳ１０５で受信したリソース割当情報、ＭＣＳ情報に基づいて、割り当てられたリソースブロックと、変調クラスとを認識する。

ステップＳ１１４において、マクロ端末２００は、ＤＬ−ＳＣＨのＡＣＫ／ＮＡＣＫと、ＵＬ−ＳＣＨデータを送信する。マクロ基地局１００は、ＤＬ−ＳＣＨのＡＣＫ／ＮＡＣＫと、ＵＬ−ＳＣＨデータとを受信する。

ステップＳ１１５において、マクロ基地局１００は、ステップＳ１１４における、ＤＬ−ＳＣＨのＡＣＫ／ＮＡＣＫと、ＵＬ−ＳＣＨデータとの受信処理の結果に基づいて、再スケジューリングを行う。

ステップＳ１１６において、マクロ基地局１００は、割り当てたリソースブロックを示すリソース割当情報、ＭＣＳ情報等と、ＤＬ−ＳＣＨデータとをマクロ端末２００へ送信する。マクロ端末２００は、リソース割当情報、ＭＣＳ情報等と、ＤＬ−ＳＣＨデータとを受信する。

ステップＳ１１７において、フェムト端末４００は、ステップＳ１１２で受信したリソース割当情報、ＭＣＳ情報に基づいて、割り当てられたリソースブロックと、変調クラスとを認識する。

ステップＳ１１８において、フェムト端末４００は、ＤＬ−ＳＣＨのＡＣＫ／ＮＡＣＫと、ＵＬ−ＳＣＨデータを送信する。フェムト基地局３００は、ＤＬ−ＳＣＨのＡＣＫ／ＮＡＣＫと、ＵＬ−ＳＣＨデータとを受信する。

ステップＳ１１９において、フェムト基地局３００は、ステップＳ１１８における、ＤＬ−ＳＣＨのＡＣＫ／ＮＡＣＫと、ＵＬ−ＳＣＨデータとの受信処理の結果に基づいて、再スケジューリングを行う。

ステップＳ１２０において、フェムト基地局３００は、割り当てたリソースブロックを示すリソース割当情報、ＭＣＳ情報等と、ＤＬ−ＳＣＨデータとをフェムト端末４００へ送信する。フェムト端末４００は、リソース割当情報、ＭＣＳ情報等と、ＤＬ−ＳＣＨデータとを受信する。

ステップＳ１２１において、マクロ基地局１００は、ステップＳ１１５におけるスケジューリングの結果を示すスケジューリング情報を、フェムト基地局３００へ送信する。フェムト基地局３００は、スケジューリング情報を受信する。

ステップＳ１２２において、マクロ基地局１００は、マクロMeasurement値を、フェムト基地局３００へ送信する。フェムト基地局３００は、マクロMeasurement値を受信する。

ステップＳ１２３において、マクロ基地局１００は、マクロ干渉量を、フェムト基地局３００へ送信する。フェムト基地局３００は、マクロ干渉量を受信する。

ステップＳ１２４において、フェムト基地局３００は、受信したスケジューリング情報、マクロMeasurement値及びマクロ干渉量と、保持しているフェムトMeasurement値とに基づいて、フェムト端末４００へ上りリソースブロック及び下りリソースブロックを割り当てるスケジューリングを行う。

図８は、フェムト基地局３００による下りリソースブロックのスケジューリングの詳細な動作を示すフローチャートである。図８に示す動作は、図７のステップＳ１２４の動作に対応する。

ステップＳ２０１において、フェムト基地局３００は、受信したスケジューリング情報に基づいて、マクロ基地局１００によるマクロ端末２００に対する下りリソースブロックの割り当て状態を認識する。

ステップＳ２０２において、フェムト基地局３００は、認識結果に基づいて、全ての下りリソースブロックの中に、マクロ基地局１００がマクロ端末２００に割り当てていない下りリソースブロック（空き下りリソースブロック）があるか否かを判定する。

空き下りリソースブロックがある場合、ステップＳ２０３において、フェムト基地局３００は、空き下りリソースブロックの割り当ての優先度を、他の下りリソースブロックの割り当ての優先度よりも高くする。

一方、ステップＳ２０２において、空き下りリソースブロックがないと判定された場合、ステップＳ２０４において、フェムト基地局３００は、全ての下りリソースブロックのマクロMeasurement値及びマクロ干渉量を判別する。

ステップＳ２０５において、フェムト基地局３００は、判別の結果に基づいて、全ての下りリソースブロックについてマクロMeasurement値に基づく品質が悪く、且つ、マクロ干渉量に基づく品質が悪いか否かを判定する。

ステップＳ２０５において否定判断の場合、換言すれば、全ての下りリソースブロックについて、マクロMeasurement値に基づく品質と、マクロ干渉量に基づく品質との少なくとも何れかが良好である場合、ステップＳ２０６において、フェムト基地局３００は、マクロMeasurement値が低いほど、対応する下りリソースブロックの割り当ての優先度を高くする。

ステップＳ２０７において、フェムト基地局３００は、マクロ干渉量が高いほど、対応する下りリソースブロックの割り当ての優先度を低くする。

一方、ステップＳ２０５において肯定判断の場合、換言すれば、全ての下りリソースブロックについてマクロMeasurement値に基づく品質が悪く、且つ、マクロ干渉量に基づく品質が悪い場合、ステップＳ２０８において、フェムト基地局３００は、フェムトMeasurement値に基づいて、下りリソースブロックの割り当て優先度を設定する。

ステップＳ２０３、ステップＳ２０７、ステップＳ２０８のそれぞれにおいて、下りリソースブロックの割り当ての優先度が設定された後、ステップＳ２０９において、フェムト基地局３００は、当該下りリソースブロックの割り当ての優先度に基づいて、必要な数の下りリソースブロックを割り当てる。

（３）作用・効果
本実施形態における無線通信システム１において、マクロ基地局１００は、スケジューリング情報、マクロMeasurement情報及びマクロ干渉量を、フェムト基地局３００へ送信する。フェムト基地局３００は、受信したスケジューリング情報、マクロMeasurement情報及びマクロ干渉量に基づいて、フェムト端末４００へ下りリソースブロックを割り当てる。

従って、フェムト基地局３００は、マクロ基地局１００とマクロ端末２００との間における下りリソースブロック毎の通信状態を考慮して、フェムト端末４００へ下りリソースブロックを割り当てることができる。このため、マクロ基地局１００の配下のマクロ端末２００に与える干渉を適切に低減できる。

具体的には、マクロ端末２００に対して割り当てられていない下りリソースブロック（空き下りリソースブロック）が存在する場合、フェムト基地局３００は、当該空きリソースブロックを優先的にフェムト端末４００へ割り当てる。このため、同一の下りリソースブロックがマクロ端末２００とフェムト端末４００とに割り当てられることを抑制し、マクロ端末２００に与える干渉を適切に低減できる。

また、空き下りリソースブロックが存在せず、更に、全ての下りリソースブロックについて、マクロMeasurement値に基づく品質と、マクロ干渉量に基づく品質との何れかが悪化している場合には、マクロMeasurement値が低い下りリソースブロックの割り当ての優先度を高くし、マクロ干渉量が高い下りリソースブロックの割り当ての優先度を低くした上で、当該割り当ての優先度に基づいて、フェムト端末４００へ下りリソースブロックを割り当てる。

マクロMeasurement値が低い下りリソースブロックがフェムト端末４００に割り当てられても、マクロ端末２００に与える干渉は小さい。このため、マクロMeasurement値が低い下りリソースブロックの割り当ての優先度を高くすることで、マクロ端末２００に与える干渉を適切に低減できる。

また、マクロ干渉量が高い下りリソースブロックがフェムト端末４００に割り当てられると、マクロ端末２００に与える干渉は大きくなる。このため、マクロ干渉量が高い下りリソースブロックの割り当ての優先度を低くすることで、マクロ端末２００に与える干渉を適切に低減できる。

また、空き下りリソースブロックが存在せず、更に、全ての下りリソースブロックについて、マクロMeasurement値に基づく品質と、マクロ干渉量に基づく品質との何れもが悪化している場合には、どの下りリソースブロックがフェムト端末４００に割り当てられても、マクロ端末２００に干渉が与えられることになる。

この場合には、フェムト基地局３００は、フェムトMeasurement値が高いほど、対応する下りリソースブロックの割り当ての優先度を高くし、フェムトMeasurement値が低いほど、対応する下りリソースブロックの割り当ての優先度を低くして、当該割り当ての優先度に基づいて、フェムト端末４００へ下りリソースブロックを割り当てる。このため、マクロ端末２００に干渉を与えることは受忍しつつも、フェムト端末４００にとってより適切な下りリソースブロックを割り当てることができる。

（４）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。

上述した実施形態では、マクロMeasurement値と、マクロ干渉量の何れを重視すべきかについては、特に限定していない。しかし、干渉の低減を目的とする観点からは、マクロMeasurement値よりもマクロ干渉量を重視すること好ましい。具体的には、フェムト基地局３００内の制御部３２０は、マクロ干渉量に基づく割り当ての優先度の変動の度合を、マクロMeasurement値に基づく割り当ての優先度の変動の度合よりも大きくする。例えば、制御部３２０は、マクロMeasurement値に基づく割り当ての優先度が３乃至８の間で変化する場合、マクロ干渉量に基づく割り当ての優先度を１乃至１０の間で変化させるようにする。これにより、割り当ての優先度の設定において、マクロ干渉量がマクロMeasurement値よりも重視されるようになる。

上述した実施形態では、フェムト基地局３００が、受信したスケジューリング情報、マクロMeasurement情報及びマクロ干渉量に基づいて、割り当ての優先度を設定し、フェムト端末４００へ下りリソースブロックを割り当てる場合について説明したが、上りリソースブロックの割り当てにおいても同様に、本発明を適用できる。

具体的には、マクロ基地局１００は、上りリソースブロックのスケジューリングの結果を示すスケジューリング情報を、フェムト基地局３００へ送信する。スケジューリング情報は、制御部１２０がマクロ端末２００に割り当てた上りリソースブロックの周波数帯を識別可能な情報、例えば、上りリソースブロックの識別情報を含む。

また、マクロ基地局１００は、全ての上りリソースブロック毎のマクロMeasurement値とマクロ干渉量とを、フェムト基地局３００へ送信する。

上述した下りリソースブロックの割り当て処理と同様、フェムト基地局３００は、受信したスケジューリング情報、マクロMeasurement情報及びマクロ干渉量に基づいて、各上りリソースブロックに割り当ての優先度を設定し、当該割り当ての優先度に基づいて、フェムト端末４００へ上りリソースブロックを割り当てる。

上述した実施形態では、無線通信システム１が、マクロ基地局１００とフェムト基地局３００とにより構成される場合について説明したが、２つの基地局は、これらに限定されず、一方の基地局の送信電力が他方の基地局の送信電力よりも大きいという関係にあればよい。例えば、フェムト基地局３００に代えて、マイクロセルあるいはピコセルを形成する基地局とすることができる。また、マクロ基地局１００に代えて、マイクロセルを形成するマイクロセル基地局とした場合には、フェムト基地局３００に代えて、ピコセルあるいはフェムトを形成する基地局とすることができる。更には、マクロ基地局１００に代えて、ピコセルを形成するピコセル基地局とすることができる。

また、上述した実施形態では、無線通信システム１は、LTE Release 9やLTE-Advancedに基づく構成であったが、他の通信規格に基づく構成であってもよい。

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。

１…無線通信システム、１００…マクロ基地局、１０１…アンテナ部、１１０…無線通信部、１２０…制御部、１３０…記憶部、１４０…有線通信部、２００…マクロ端末、３００…フェムト基地局、３０１…アンテナ部、３１０…無線通信部、３２０…制御部、３３０…記憶部、３４０…有線通信部、４００…フェムト端末

Claims (11)

1. 高電力基地局と、前記高電力基地局よりも送信出力が小さい低電力基地局とを有する無線通信システムであって、
   前記高電力基地局は、無線リソース毎の通信品質の情報を、前記低電力基地局へ送信し、
   前記低電力基地局は、前記無線リソース毎の通信品質の情報に基づいて、前記低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てる無線通信システム。
2. 前記低電力基地局は、通信品質が悪化していると見なされる前記無線リソースを、他の無線リソースよりも優先的に、前記低電力基地局の配下の無線端末へ割り当てる請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記高電力基地局は、干渉が生じていると見なされる無線リソースの情報を、前記低電力基地局へ送信し、
   前記低電力基地局は、前記干渉が生じていると見なされる無線リソースの情報に基づいて、前記低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てる請求項１に記載の無線通信システム。
4. 前記低電力基地局は、干渉が生じていない無線リソースを、前記低電力基地局の配下の無線端末へ割り当てる請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記高電力基地局は、当該高電力基地局の配下の無線端末へ割り当てる無線リソースの情報を、前記低電力基地局へ送信し、
   前記低電力基地局は、前記高電力基地局の配下の無線端末へ割り当てる無線リソースの情報に基づいて、前記低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てる請求項１に記載の無線通信システム。
6. 前記低電力基地局は、前記高電力基地局の配下の無線端末へ割り当てられていない無線リソースを、前記低電力基地局の配下の無線端末へ割り当てる請求項５に記載の無線通信システム。
7. 前記低電力基地局は、前記低電力基地局と前記低電力基地局の配下の無線端末との間の前記無線リソース毎の通信品質の情報に基づいて、前記低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てる請求項１に記載の無線通信システム。
8. 前記低電力基地局は、通信品質が良好であると見なされる前記無線リソースを、前記低電力基地局の配下の無線端末へ割り当てる請求項７に記載の無線通信システム。
9. 低電力基地局とともに無線通信システムを構成し、前記低電力基地局よりも送信出力が大きい高電力基地局であって、
   無線リソース毎の通信品質の情報を、前記低電力基地局へ送信する高電力基地局。
10. 高電力基地局とともに無線通信システムを構成し、前記高電力基地局よりも送信出力が小さい低電力基地局であって、
    前記高電力基地局から送信された無線リソース毎の通信品質の情報に基づいて、前記低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てる低電力基地局。
11. 高電力基地局と、前記高電力基地局よりも送信出力が小さい低電力基地局とを有する無線通信システムにおける通信制御方法であって、
    前記高電力基地局が、無線リソース毎の通信品質の情報を、前記低電力基地局へ送信するステップと、
    前記低電力基地局が、前記無線リソース毎の通信品質の情報に基づいて、前記低電力基地局の配下の無線端末へ無線リソースを割り当てるステップと
    を含む通信制御方法。

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