JP6164333B2 - 情報処理装置及び通信制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、通信制御装置、通信制御方法及び基地局に関する。

近年、ＬＴＥ（Long Term Evolution）及びＷｉＭＡＸなどの高速なセルラ無線通信方式が実用化され、モバイルユーザにより享受される無線通信サービスの通信レートは大きく向上した。さらに、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）などの第４世代セルラ無線通信方式が導入されれば、通信レートは一層向上するものと期待される。

一方で、モバイルユーザの数は急速に増加しており、高データレートを要求するアプリケーションの利用も広まってきている。結果として、セルラ無線通信方式の発展は、モバイルユーザの全てのニーズを満足させるには至っていない。そこで、マクロセルを補完して通信容量を増加させるために、スモールセルの導入が進められている。スモールセルは、フェムトセル、ナノセル、ピコセル及びマイクロセルなどを含む概念である。スモールセルは、典型的には、マクロセルの基地局（例えば、ＬＴＥにおけるｅＮＢ（evolved Node B））と比較してより小さい基地局（アクセスポイントともいう）を設置することにより導入される。しかし、マクロセルとスモールセルとが重複する領域では、スモールセルにおいて送受信される無線信号がマクロセルに接続する端末へ干渉を与えるというリスクが生じる。

セルラ無線通信システムにおける干渉のリスクを回避するための技術としては、例えば下記特許文献１により提案されている技術が知られている。下記特許文献１により提案されている技術によれば、隣接するマクロセルの基地局間で干渉チャネル情報が交換され、交換された干渉チャネル情報に応じてこれら基地局により送信電力が調整される。

特開２０１１−４５１１８号公報

しかしながら、マクロセルを補完して通信容量を増加させるというスモールセルの役割を考慮すると、マクロセル間の干渉制御のための仕組みを単純にマクロセルとスモールセルとの間の干渉制御に適用することは、必ずしも適切でない。例えば、マクロセル端末に干渉を与えるスモールセルが存在する場合において、マクロセル端末が干渉源であるスモールセルに接続可能であるときは、送信電力の削減により干渉を抑制するよりも、マクロセル端末を当該スモールセルへ接続させる方が、全体としての通信容量の観点で有益である。

従って、マクロセルとスモールセルとの間の干渉制御のためにより適した仕組みが提供されることが望ましい。

本開示によれば、情報処理装置であって、前記情報処理装置と通信不能な第１のユーザ端末と通信する他の情報処理装置から、当該他の情報処理装置が前記第１のユーザ端末と通信するために使用する無線リソースを示すリソース情報を受信し、前記リソース情報に基づいて、第２のユーザ端末へデータ信号を送信する、ように構成される回路、を備える、情報処理装置が提供される。

また、本開示によれば、第１の情報処理装置のアクセスタイプがクローズドアクセスタイプ及びオープンアクセスタイプのいずれであるかを判定し、第２の情報処理装置へ接続されているユーザ端末であって、前記第１の情報処理装置からの無線信号に起因する干渉から保護されるべき当該ユーザ端末を、当該ユーザ端末から受信されるセンシング結果に基づいて識別し、前記第１の情報処理装置、及び前記第２の情報処理装置へ接続されている前記ユーザ端末、の少なくとも一方が信号を送信するために使用する無線リソースを、前記第１の情報処理装置へ通知する、ように構成される回路、を備える通信制御装置が提供される。

本開示に係る技術によれば、マクロセルとスモールセルとの間の干渉制御のためにより適した仕組みが提供される。

システムの概要について説明するための説明図である。 干渉制御のための協調マネージャの配置のいくつかの例について説明するための説明図である。 一実施形態に係る協調マネージャの構成の一例を示すブロック図である。 ＬＴＥにおけるダウンリンクフレームフォーマットについて説明するための説明図である。 ＬＴＥにおけるアップリンクフレームフォーマットについて説明するための説明図である。 スモールセル基地局へ送信されるスケジューリング情報の第１の例を示す説明図である。 スモールセル基地局へ送信されるスケジューリング情報の第２の例を示す説明図である。 一実施形態に係るスモールセル基地局の構成の一例を示すブロック図である。 一実施形態に係る通信制御処理の全体的な流れの第１の例を示すシーケンス図である。 一実施形態に係る通信制御処理の全体的な流れの第２の例を示すシーケンス図である。 一実施形態に係る協調マネージャにより実行される干渉制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る通信制御処理が実行された結果の一例について説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、以下の順序で説明を行う。
１．システムの概要
１−１．スモールセルの例
１−２．協調マネージャ（ＣＭ）の配置
２．協調マネージャの構成
３．スモールセル基地局の構成
４．処理の流れ
４−１．システム全体の処理
４−２．協調マネージャによる通信制御処理
５．まとめ

＜１．システムの概要＞
［１−１．スモールセルの例］
まず、図１及び図２を用いて、システムの概要について説明する。図１には、一例としての無線通信システム１が示されている。無線通信システム１は、例えば、ＬＴＥ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＷｉＭＡＸ又はＬＴＥ−Ａなどの任意のセルラ無線通信方式に基づくシステムであってよい。

図１を参照すると、マクロセル１０内の端末へ無線通信サービスを提供する基地局１１（例えば、ＬＴＥにおけるｅＮＢ）が示されている。マクロセルの半径は、一般的には、数百メートルから十数キロメートルである。しかし、マクロセルの境界付近、建物の陰、地下又は屋内などの空間では、マクロセルの基地局からの無線信号の強度が低下する結果として、通信が不能となり又はデータレートが不足するといった問題が生じ得る。このような状況において、スモールセルは、マクロセルを補完して通信容量を増加させるために導入され得る。スモールセルは、上述したように、フェムトセル、ナノセル、ピコセル及びマイクロセルなどを含む概念であり、様々な種類の中小規模の基地局を設置することにより導入される。表１は、スモールセル基地局のいくつかの種類を例示している。

表１において「ＩＦタイプ」は、マクロセルの基地局との間のインタフェースに関する分類である。マクロセルの基地局との間にＸ２インタフェースを有するＲＲＨ及びホットゾーン基地局はタイプ２に、Ｘ２インタフェースを有しないフェムトセル基地局及び中継局はタイプ１に分類され得る。「アクセスタイプ」は、ＵＥからのアクセスの受け入れに関する分類である。オープンアクセスタイプのスモールセルには、原則として全てのユーザ端末が接続可能である。一方、クローズドアクセスタイプのスモールセルには、原則として限定されたユーザ端末のみが接続可能である。クローズドアクセスタイプのスモールセル基地局は、例えば、接続を受け入れるユーザ端末の識別情報（アドレス、デバイスＩＤ又はユーザＩＤなど）のリストを保持し、当該リストに基づいてユーザ端末からのアクセスを制御し得る。表１の例では、ＲＲＨ、ホットゾーン基地局及び中継局により運用されるスモールセルのアクセスタイプはオープンである。一方、フェムトセル基地局により運用されるスモールセルのアクセスタイプは、クローズド又はオープンである。なお、表１に示したアクセスタイプの分類は、一例に過ぎない。

図１には、スモールセル基地局１６ａ、１６ｂ及び１６ｃが示されている。スモールセル基地局１６ａ、１６ｂ及び１６ｃは、マクロセル１０と少なくとも部分的に重複するスモールセル１４ａ、１４ｂ及び１４ｃ内の端末へそれぞれ無線通信サービスを提供する。図１において、マクロセルに接続する端末（以下、マクロセル端末という）は黒丸で、スモールセルに接続する端末（以下、スモールセル端末という）は白丸でそれぞれ示されている。

このようにマクロセル内にスモールセルが配置される場合、スモールセルにおいて送信される無線信号がマクロセル端末へ干渉を与えるというリスクが生じる。図１の例では、マクロセル端末１２ａは、スモールセル１４ａにおいて送信される無線信号から干渉を受け得る。マクロセル端末１２ｂ及び１２ｃは、スモールセル１４ｂにおいて送信される無線信号から干渉を受け得る。マクロセル端末１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ及び１２ｇは、スモールセル１４ｃにおいて送信される無線信号から干渉を受け得る。これら干渉のリスクを回避するための既存の手法の１つは、送信電力の制御である。スモールセルの送信電力を削減すれば、スモールセルにおいて送信される無線信号に起因する干渉のレベルは低減される。しかし、送信電力の削減は、スモールセルの通信容量の減少を意味する。従って、システム全体の通信容量を維持し又は高めるという観点では、可能な限り、送信電力の削減とは異なるアプローチで干渉を制御することが望ましい。そこで、本開示に係る技術において、次項より詳細に説明する協調マネージャ（ＣＭ：Cooperation Manager）が導入される。

［１−２．協調マネージャ（ＣＭ）の配置］
協調マネージャは、スモールセル基地局との間で通信可能ないずれの通信ノード上に配置されてもよい。図２は、協調マネージャの配置のいくつかの例について説明するための説明図である。図２には、ＬＴＥベースのネットワークアーキテクチャが一例として示されている。ＬＴＥベースのネットワークアーキテクチャにおいて、マクロセル１０の基地局（ｅＮＢ）１１は、コアネットワーク２０と接続される。コアネットワーク２０は、例えばＰ−ＧＷ、Ｓ−ＧＷ及びＭＭＥを含むＥＰＣ（Evolved Packet Core）として実装される。コアネットワーク２０は、さらに外部ネットワーク３０に接続される。外部ネットワーク３０は、ＰＤＮ（Packet Data Network）とも呼ばれるＩＰ（Internet Protocol）ネットワークであり、外部ネットワーク３０上には様々なアプリケーション（ＡＰ）サーバが実装され得る。

図２に示した各ノードは、それぞれ次のような役割を有する。なお、ここでは代表的なノードのみを示しているが、他の種類のノードもまたネットワークアーキテクチャに含まれ得る。
・ＨＳＳ（Home Subscriber Server）：加入者の識別情報、プロフィール情報及び認証情報などを管理するサーバである。
・ＭＭＥ（Mobility Management Entity）：ＵＥとの間でＮＡＳ（Non Access Stratum）信号を送受信し、モビリティ管理、セッション管理及びページングなどを行うエンティティである。複数のｅＮＢと接続される。
・Ｐ−ＧＷ（PDN-Gateway）：ＥＰＣとＰＤＮとの間の接続点に位置し、ＵＥへのＩＰアドレスの割当て、ＩＰヘッダの付与及び削除などを行うゲートウェイである。課金管理を行う場合もある。
・Ｓ−ＧＷ（Serving-Gateway）：Ｅ−ＵＴＲＡＮとＥＰＣとの間の接続点に位置し、ユーザプレーンのパケットをルーティングするゲートウェイである。ＵＥがｅＮＢ間又はＵＴＲＡＮ間でハンドオーバする場合には、Ｓ−ＧＷがアンカーポイントとなる。
・ｅＮＢ（evolved Node B）：マクロセル内の無線リンクを実現する基地局である。無線リソース管理（ＲＲＭ：Radio Resource Management）、無線ベアラ制御及びスケジューリングなどを行う。

図２に例示したようなネットワークアーキテクチャにおいて、協調マネージャは、コアネットワーク２０内の新たな制御ノードとして配置されてもよい（ＣＭ１）。また、協調マネージャは、コアネットワーク２０内の既存の制御ノード（例えば、ＭＭＥ）上の新たな機能として配置されてもよい（ＣＭ２）。また、協調マネージャは、マクロセルの基地局（ｅＮＢ）上の新たな機能として配置されてもよい（ＣＭ３）。また、協調マネージャは、スモールセル基地局上の新たな機能として配置されてもよい（ＣＭ４）。また、協調マネージャは、外部ネットワーク３０内の新たなサーバ装置として配置されてもよい（ＣＭ５）。

いずれの配置においても、協調マネージャは、Ｘ２インタフェース（若しくはその他の論理的／物理的インタフェース）、コアネットワーク２０又は外部ネットワーク３０などを含むシグナリング経路上で、マクロセル基地局及びスモールセル基地局と通信する。そして、協調マネージャは、通信容量を可能な限り減少させることなく、スモールセルからの無線信号に起因する干渉から、マクロセル端末を保護する。

＜２．協調マネージャの構成＞
図３は、協調マネージャ１００の構成の一例を示すブロック図である。図３を参照すると、協調マネージャ１００は、通信部１１０、記憶部１２０及び制御部１３０を備える。

（１）通信部
通信部１１０は、協調マネージャ１００による他のノードとの間の通信のための通信モジュールである。通信部１１０は、アンテナ及びＲＦ（Radio Frequency）回路を含む無線通信モジュールを含んでもよく、又はＬＡＮ（Local Area Network）接続端子などの有線通信モジュールを含んでもよい。

（２）記憶部
記憶部１２０は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、協調マネージャ１００の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。例えば、記憶部１２０は、スモールセル基地局から受信されるスモールセル関連情報を記憶する。スモールセル関連情報は、例えば、スモールセル基地局の識別情報及び位置などを含み得る。また、記憶部１２０は、マクロセル基地局から受信されるスケジューリング情報をも記憶し得る。

（３）制御部
制御部１３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサに相当する。制御部１３０は、記憶部１２０又は他の記憶媒体に記憶されるプログラムを実行することにより、協調マネージャ１００の様々な機能を動作させる。本実施形態において、制御部１３０は、判定部１３２、識別部１３４及び干渉制御部１３６という３つの機能モジュールを有する。

（３−１）判定部
あるマクロセル内にスモールセルが設置されると、スモールセルの初期セットアップが行われる。その初期セットアップ手続の中で（又はより後の段階で）、スモールセル基地局は、スモールセル関連情報を協調マネージャ１００へ登録する。判定部１３２は、新たなスモールセル基地局を認識すると、当該スモールセル基地局により運用されるスモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプ及びオープンアクセスタイプのいずれであるかを判定する。アクセスタイプの判定は、スモールセル関連情報に直接的に含まれ得るアクセスタイプ情報に基づいて行われてもよく、又はスモールセル基地局の識別情報をキーとしてデータベースへの問合せを実行することにより行われてもよい。

判定部１３２によりスモールセルのアクセスタイプがオープンアクセスタイプであると判定された場合、当該スモールセルの内部又は近傍に位置するマクロセル端末は、当該スモールセルへ接続可能である。従って、マクロセル端末は、スモールセルからの干渉レベルが許容されるレベルを超えていれば、接続先をマクロセルからオープンアクセスタイプのスモールセルへ切り替える（即ち、ハンドオーバする）ことにより、干渉を回避して所望の通信を継続することができる。一方、判定部１３２によりスモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプであると判定された場合、予め登録されていないマクロセル端末からの当該スモールセルへの接続は、拒否され得る。そこで、次に説明する識別部１３４は、そのようなクローズドアクセスタイプのスモールセルからの干渉を受ける可能性のあるマクロセル端末を識別する。

（３−２）識別部
識別部１３４は、スモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプであると判定された場合に、当該スモールセルからの無線信号に起因する干渉から保護されるべきマクロセル端末を識別する。より具体的には、本実施形態において、識別部１３４は、スモールセル基地局から受信されるセンシング結果に基づいて、保護されるべきマクロセル端末を識別する。ここでのセンシングとは、典型的には、スモールセルの周辺（例えば、スモールセルの内部及びその近傍）に位置するユーザ端末からのアップリンク信号についての信号レベルの測定をいう。スモールセル基地局は、自発的にセンシングを実行してもよい。その代わりに、識別部１３４がスモールセル基地局へセンシングを要求してもよい。

スモールセル基地局から提供されるセンシング結果は、例えば、単一の又は複数のリソースブロックの単位で、所定のレベルを超えるアップリンク信号が検出されたか（検出されれば“１”、そうでなければ“０”、など）を示してもよい。その代わりに、センシング結果は、単一の又は複数のリソースブロックの単位で、検出されたアップリンク信号の信号レベルを示してもよい。さらに、識別部１３４は、マクロセルのスケジューリング情報をマクロセル基地局（又はその他の制御ノード）から取得する。当該スケジューリング情報は、どのマクロセル端末がどのリソースブロックを使用してアップリンク信号を送信したかを示す。そして、識別部１３４は、スモールセル基地局から取得したセンシング結果をマクロセルのスケジューリング情報と照合することにより、保護されるべきマクロセル端末を識別する。例えば、所定のレベルを超えるアップリンク信号が検出されたリソースブロックについてのアップリンク許可（UL Grant）が与えられていた（即ち、スケジューリングされていた）マクロセル端末は、保護対象として識別され得る。

識別部１３４は、このように識別される保護対象のマクロセル端末の識別情報と対応するスモールセル基地局の識別情報とを、干渉制御部１３６へ出力する。

（３−３）干渉制御部
干渉制御部１３６は、識別部１３４により識別されるマクロセル端末への干渉が抑制されるように、対応するスモールセルからの無線信号に起因する干渉を制御する。例えば、干渉制御部１３６は、保護されるべきマクロセル端末に割当てられる無線リソースとは異なる無線リソースがスモールセルにおいて使用されるように、スモールセル基地局へマクロセルのスケジューリング情報を送信する。

図４は、一例としてのＬＴＥにおけるダウンリンクフレームフォーマットについて説明するための説明図である。図４の上部には、１０ｍｓｅｃの長さを有する１つの無線フレーム（radio frame）が示されている。１つの無線フレームは、それぞれ１ｍｓｅｃの長さを有する１０個のサブフレームから構成される。１つのサブフレームは、２つの０．５ｍｓスロットを含む。１つの０．５ｍｓスロットは、通常、時間方向に７個（拡張サイクリックプレフィクスが使用される場合には６個）のＯＦＤＭシンボルを含む。そして、１つのＯＦＤＭシンボルと周波数方向の１２本のサブキャリアとにより、１つのリソースブロックが構成される。このような時間−周波数リソースのうち所定の位置のリソースは、制御シグナリングのために利用される。例えば、帯域中央に位置するいくつかのリソースブロックには、プライマリ同期チャネル（Primary Synchronization Channel）、セカンダリ同期チャネル（Secondary Synchronization Channel）及びブロードキャストチャネルが配置される。プライマリ同期チャネル及びセカンダリ同期チャネルは、セルサーチ及び同期のために利用される。ブロードキャストチャネルは、システム帯域幅及びＭＩＭＯアンテナ構成などのシステム情報をブロードキャストするために利用される。残りのリソースブロックは、ダウンリンクのデータ送信のために利用され得る。

図５は、一例としてのＬＴＥにおけるアップリンクフレームフォーマットについて説明するための説明図である。アップリンクにおいても、１つの無線フレームは、それぞれ１ｍｓｅｃの長さを有する１０個のサブフレームから構成される。アップリンクリソースのうち所定の位置のリソースは、制御シグナリングのために利用される。例えば、０．５ｍｓスロットの各々の時間方向の中央には、アップリンク信号の復調のためのリファレンスシーケンスが配置される。ＣＱＩ測定用のリファレンスシーケンスは、第２サブフレーム（＃１）の先頭に配置され得る。ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）は、ユーザ端末からのランダムアクセスのために利用される。物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）は、アップリンクのデータ送信のために利用され得る。

マクロセル端末へのダウンリンクのデータ送信及びマクロセル端末からのアップリンクのデータ送信のためのリソースの割当ては、マクロセル基地局により決定される。そして、マクロセル基地局は、リソース割当てを示すスケジューリング情報を、マクロセル端末へ配信する。さらに、本実施形態において、マクロセル基地局は、当該スケジューリング情報を協調マネージャ１００にも提供する。干渉制御部１３６は、例えば、マクロセル基地局から提供されるスケジューリング情報から、保護されるべきマクロセル端末が関与するリソースブロックについての情報をフィルタリングし、フィルタリングされたスケジューリング情報をスモールセル基地局へ送信してよい。

図６Ａは、干渉制御部１３６からスモールセル基地局へ送信されるスケジューリング情報の第１の例を示す説明図である。図６Ａの例において、時間−周波数平面上の個々のマスはリソースブロック（ＲＢ）に相当するものとする。網掛けされたマスは、保護されるべきマクロセル端末に割当てられたリソースブロックである。網掛けされていないマスは、スモールセルにより利用可能なリソースブロックである。干渉制御部１３６からスモールセル基地局へ送信されるスケジューリング情報は、スモールセルによる利用が制限されるリソースブロックと利用可能なリソースブロックとをこのように区別するビットマップのような情報であってよい。

また、干渉制御部１３６は、例えば、保護されるべきマクロセル端末が関与するリソースブロックに加えて、隣接するスモールセルにおいて利用されるリソースブロックをも示すスケジューリング情報を、スモールセル基地局へ送信してもよい。

図６Ｂは、干渉制御部１３６からスモールセル基地局へ送信されるスケジューリング情報の第２の例を示す説明図である。図６Ｂの例において、塗りつぶされたマスは、当該スケジューリング情報を受け取るスモールセル基地局の近傍に位置するスモールセルにおいて利用されるリソースブロックである。このようなスケジューリング情報を提供することにより、隣接する複数のスモールセル間の干渉も抑制されるように、それらスモールセルによるスケジューリングを制御することができる。

図６Ａ又は図６Ｂに例示したスケジューリング情報を受信したスモールセル基地局は、当該スケジューリング情報において利用可能とされたリソースブロックのみがスモールセル端末により使用されるように、当該スモールセル内の通信を制御する。但し、マクロセル端末の数が多い場合、又は多数のリソースブロックを消費するマクロセル端末が存在する場合に、マクロセル端末への干渉を適切に抑制しつつスモールセルにおいて十分な通信機会を確保することが困難となるケースもある。そこで、干渉制御部１３６は、例えば、保護されるべきマクロセル端末の数又は当該マクロセル端末により使用される無線リソースの割合に依存して、少なくとも１つのマクロセル端末のスモールセルへのハンドオーバの受け入れを、スモールセル基地局へ要求してもよい。この場合、干渉制御部１３６から送信されるハンドオーバ受け入れ要求は、ハンドオーバしようとするマクロセル端末の識別情報を含み得る。クローズドアクセスタイプのスモールセル基地局は、かかる要求を受信すると、接続を受け入れるユーザ端末のリストに上記マクロセル端末の識別情報を追加し、当該端末からのハンドオーバを待ち受ける。

マクロセル端末は、協調マネージャ１００による干渉制御が開始された後に、移動する可能性がある。従って、スモールセル基地局は、継続的に周辺をセンシングすることが望ましい。例えば、保護されるべきマクロセル端末がスモールセルから遠くへ移動した場合には、スケジューリングに課された制限がもはや不要となり、スモールセルにおいて利用可能なリソースは増加する。しかし、アップリンク信号が送信される可能性のある全てのリソースブロックについて絶え間なくセンシングを行うことは、スモールセル基地局及びスモールセル端末にとっての大きな負荷となる。そこで、干渉制御部１３６は、例えば、保護されるべきマクロセル端末によりアップリンク信号が送信されるリソースの位置（タイミング及び周波数の少なくとも一方）を、スモールセル基地局へ通知してもよい。ここでのアップリンク信号は、例えば、ダウンリンク信号に対する確認応答信号（ＡＣＫ）を含み得る。一般的に、ダウンリンク信号を受信した端末は所定の期間（例えば、８ｍｓｅｃ）内にＡＣＫ（又はＮＡＣＫ）を返送すべきとされている。そこで、アップリンク信号が送信されるリソース位置をその期間に従って絞り込むことで、スモールセルにおけるセンシングの負荷を低減することができる。また、上記アップリンク信号は、ＰＵＳＣＨ上でＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を搬送する信号を含んでもよい。特に、データサイズの大きいファイルを端末がダウンロードする場合、又は端末がストリーミングデータを受信する場合には、端末からのアップリンク信号の送信はダウンリンク信号の受信と比較して極めて少ない頻度でしか行われない。よって、アップリンク信号が送信されるリソース位置をスモールセル基地局へ通知することにより、スモールセル基地局がセンシングを実行すべきリソース位置を絞り込むことを可能とすることが有益である。また、上記アップリンク信号は、保護されるべきマクロセル端末が放送サービスを利用する際の認証信号（例えば、ハンドシェイク又は課金を目的として送信される信号）であってもよい。放送サービスは、例えば、ＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast Multicast Service）フレームを利用して提供される。ＭＢＭＳフレーム上で信号を受信する端末は、ＡＣＫを返送しない。そこで、ＡＣＫ信号ではなく上述した認証信号をセンシングすることにより、マクロセル端末の移動を少ないセンシング負荷で捕捉することができる。

＜３．スモールセル基地局の構成＞
スモールセル基地局２００は、上述した協調マネージャ１００と共に通信制御システムを構成する。図７は、一実施形態に係るスモールセル基地局２００の構成の一例を示すブロック図である。図７を参照すると、スモールセル基地局２００は、無線通信部２１０、ネットワーク通信部２２０、記憶部２３０及び制御部２４０を備える。

（１）無線通信部
無線通信部２１０は、スモールセル端末へ無線通信サービスを提供するための無線通信モジュールである。無線通信部２１０は、アンテナ及びＲＦ回路を含む。無線通信部２１０は、後に説明する通信制御部２４６によるスケジューリングに従って、１つ以上のスモールセル端末との間で無線信号を送受信する。

（２）ネットワーク通信部
ネットワーク通信部２２０は、スモールセル基地局２００と協調マネージャ１００などの制御ノードとの間の通信のための通信モジュールである。ネットワーク通信部２２０は、無線通信部２１０と共通化され得る無線通信モジュールを含んでもよく、又はＬＡＮ接続端子などの有線通信モジュールを含んでもよい。

（３）記憶部
記憶部２３０は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、スモールセル基地局２００の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。例えば、スモールセル基地局２００により運用されるスモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプである場合には、記憶部２３０は、接続を受け入れるユーザ端末の識別情報のリストを予め記憶する。また、記憶部２３０は、協調マネージャ１００から提供されるマクロセル（及び隣接スモールセル）のスケジューリング情報をも記憶し得る。

（４）制御部
制御部２４０は、ＣＰＵ又はＤＳＰなどのプロセッサに相当する。制御部２４０は、記憶部２３０又は他の記憶媒体に記憶されるプログラムを実行することにより、スモールセル基地局２００の様々な機能を動作させる。本実施形態において、制御部２４０は、設定部２４２、測定部２４４及び通信制御部２４６という３つの機能モジュールを有する。

（４−１）設定部
設定部２４２は、スモールセル基地局２００により運用される無線通信サービスをセットアップする。例えば、設定部２４２は、マクロセル内にスモールセル基地局２００が設置されると、協調マネージャ１００を検索し、検出された協調マネージャ１００へスモールセル関連情報を送信する。スモールセル関連情報は、例えば、当該スモールセルのアクセスタイプを示すアクセスタイプ情報を含んでもよい。当該スモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプである場合には、後に説明する通信制御部２４６は、協調マネージャ１００による制御に従って、マクロセル端末に与える干渉を抑制する。

（４−２）測定部
測定部２４４は、スモールセルの周辺のユーザ端末からのアップリンク信号をセンシングする。測定部２４４は、設定部２４２によるスモールセルの初期セットアップが完了した後、自発的にセンシングを実行してもよい。その代わりに、測定部２４４は、協調マネージャ１００からの要求に応じてセンシングを実行してもよい。また、測定部２４４は、自らのセンシングに加えて（又はその代わりに）、スモールセル基地局２００に接続するスモールセル端末にセンシングの実行を要求してもよい。センシングの結果は、測定部２４４により取りまとめられ、協調マネージャ１００へ送信される。

測定部２４４は、協調マネージャ１００による干渉制御が開始された後にも、継続的にスモールセルの周辺のユーザ端末からのアップリンク信号をセンシングする。保護対象として既に識別されたマクロセル端末の移動を捕捉するためのセンシングは、協調マネージャ１００から推奨される（絞り込まれた）リソース位置においてのみ実行され得る。一方、保護されるべき新たなマクロセル端末の出現を捕捉するためのセンシングは、より広いリソース位置を対象として、比較的低い頻度で実行されてよい。

（４−３）通信制御部
通信制御部２４６は、スモールセル基地局２００とスモールセル端末との間の無線通信を制御する。例えば、通信制御部２４６は、設定部２４２による設定に従って、セルサーチ及び同期のための同期信号並びにシステム情報をブロードキャストする。また、通信制御部２４６は、データチャネル上のリソースブロックを各スモールセル端末に割当てる。そして、通信制御部２４６は、割当てに従って無線通信部２１０によりアップリンク信号を受信させ及びダウンリンク信号を送信させる。スモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプである場合には、通信制御部２４６は、予め記憶されるユーザ端末のリストを用いて、ユーザ端末からのアクセスを容認し又は拒否する。

通信制御部２４６は、協調マネージャ１００から干渉制御信号が受信されると、受信された干渉制御信号に従って、マクロセル端末に与える干渉を抑制する。例えば、干渉制御信号は、保護されるべきマクロセル端末に割当てられた無線リソースを示すスケジューリング情報を含む。その場合、通信制御部２４６は、スケジューリング情報により示された無線リソースとは異なる無線リソースを、スモールセル端末に割当てる。このような簡易なリソース分離方式によれば、マクロセル端末の識別情報又は位置などをスモールセル基地局２００が把握しなくても、当該スモールセルからの干渉を受ける可能性のあるマクロセル端末を適切に保護することができる。通信制御部２４６は、隣接するスモールセルにおいて使用される無線リソースもまたスケジューリング情報において示されている場合には、当該無線リソースをも割当ての対象から除外してよい。

また、通信制御部２４６は、特定のマクロセル端末の自セルへの接続（即ち、ハンドオーバ）を受け入れることを協調マネージャ１００から要求された場合には、許容されるユーザ端末のリストに当該マクロセル端末を追加する。それにより、当該マクロセル端末によるマクロセルからスモールセル（スモールセル基地局２００にとっての自セル）へのハンドオーバが可能となる。なお、通信制御部２４６は、何らかの条件（例えば、品質要件、位置、デバイスの種類などに関連する条件）が満たされない場合には、協調マネージャ１００からのハンドオーバ受け入れ要求を拒否してもよい。

＜４．処理の流れ＞
［４−１．システム全体の処理］
（１）第１の例
図８Ａは、本実施形態に係る通信制御処理の全体的な流れの第１の例を示すシーケンス図である。図８Ａに示した通信制御処理には、協調マネージャ１００、スモールセル基地局２００、スモールセル端末（ＵＥ）及びマクロセル基地局（ｅＮＢ）が関与する。

まず、協調マネージャ１００は、１つ以上のマクロセル基地局との間で、周期的に又は要求ベースで情報を交換する（ステップＳ１００）。ここで交換される情報には、マクロセルについてのスケジューリング情報が含まれ得る。

次に、いずれかのマクロセル内にスモールセル基地局２００が設置されると、スモールセル基地局２００と協調マネージャ１００との間で初期セットアップ手続が行われる（ステップＳ１２０）。初期セットアップ手続の中で、スモールセル基地局２００の設定部２４２は、アクセスタイプ情報を含み得るスモールセル関連情報を協調マネージャ１００へ送信する（ステップＳ１２０）。

図８Ａの例では、次に、協調マネージャ１００からスモールセル基地局２００へ、センシング要求が送信される（ステップＳ１２５）。それに応じて、スモールセル基地局２００（及びスモールセル端末）は、スモールセルの周辺のユーザ端末からのアップリンク信号をセンシングする（ステップＳ１３０）。そして、スモールセル基地局２００の測定部２４４は、センシング結果を協調マネージャ１００へ報告する（ステップＳ１３５）。

次に、協調マネージャ１００の判定部１３２は、スモールセル基地局２００により運用されるスモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプ及びオープンアクセスタイプのいずれであるかを判定する（ステップＳ１４０）。また、識別部１３４は、アクセスタイプがクローズドアクセスタイプであると判定されると、報告されたセンシング結果とマクロセル基地局から提供されたスケジューリング情報とを照合することにより、保護されるべきマクロセル端末を識別する（ステップＳ１５０）。そして、干渉制御部１３６は、識別されたマクロセル端末へのスモールセルからの干渉を抑制するための制御内容を決定する（ステップＳ１６０）。なお、ここでのステップＳ１４０〜Ｓ１６０に相当する、協調マネージャ１００における干渉制御処理について、後により詳細に説明する。

次に、協調マネージャ１００は、ステップＳ１６０において決定した制御内容に従って、干渉制御信号をスモールセル基地局２００へ送信する（ステップＳ１７０）。ここで送信される干渉制御信号には、例えば、保護されるべきマクロセル端末についてのスケジューリング情報又はハンドオーバ受け入れ要求が含まれ得る。さらに、協調マネージャ１００は、スモールセル基地局２００がセンシングすべきリソース位置を示す推奨センシング情報を、スモールセル基地局２００へ送信してもよい（ステップＳ１８０）。

その後、スモールセル基地局２００の通信制御部２４６による制御の下で、スモールセル基地局２００と１つ以上のスモールセル端末との間のデータの送受信が行われ、及び継続的なセンシングが実行される（ステップＳ１９０）。

（２）第２の例
図８Ｂは、本実施形態に係る通信制御処理の全体的な流れの第２の例を示すシーケンス図である。

まず、協調マネージャ１００は、１つ以上のマクロセル基地局との間で、周期的に又は要求ベースで情報を交換する（ステップＳ１００）。ここで交換される情報には、マクロセルについてのスケジューリング情報が含まれ得る。

次に、いずれかのマクロセル内にスモールセル基地局２００が設置されると、スモールセル基地局２００は、マクロセル基地局からの同期チャネルを検出し、マクロセルに同期する（ステップＳ１１０）。そして、スモールセル基地局２００（及びスモールセル端末）は、スモールセルの周辺のユーザ端末からのアップリンク信号をセンシングする（ステップＳ１１５）。ここで、所定の信号レベルを超えるアップリンク信号が検出されると、スモールセル基地局２００は、干渉制御の必要性を認識する。

次に、スモールセル基地局２００と協調マネージャ１００との間で初期セットアップ手続が行われる（ステップＳ１２０）。初期セットアップ手続の中で、スモールセル基地局２００の設定部２４２は、アクセスタイプ情報を含み得るスモールセル関連情報を協調マネージャ１００へ送信する。また、スモールセル基地局２００の測定部２４４は、センシング結果を協調マネージャ１００へ報告する（ステップＳ１３５）。

その後の処理は、図８Ａに示した第１の例と同様であるため、その説明を省略する。なお、第１の例及び第２の例のいずれにおいても、ステップＳ１５０における保護されるべきマクロセル端末の識別は、協調マネージャ１００の代わりにマクロセル基地局により行われてもよい。

［４−２．協調マネージャによる通信制御処理］
図９は、本実施形態に係る協調マネージャ１００により実行される干渉制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。

図９を参照すると、まず、判定部１３２は、スモールセル基地局２００により運用されるスモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプ及びオープンアクセスタイプのいずれであるかを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、スモールセルのアクセスタイプがオープンアクセスタイプである場合には、マクロセル端末はいつでも当該スモールセルへハンドオーバすることができるため、その後の干渉制御処理はスキップされる。

スモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプである場合には、識別部１３４は、スモールセル基地局２００から、アップリング信号についてのセンシング結果を取得する（ステップＳ１４５）。そして、識別部１３４は、取得したセンシング結果をマクロセルの過去のスケジューリング情報と照合することにより、保護されるべきマクロセル端末を識別する（ステップＳ１５０）。

次に、干渉制御部１３６は、マクロセル端末を保護するためにスモールセルによるスケジューリングを制限してもスモールセルの通信機会が十分に確保されるかを判定する（ステップＳ１６０）。例えば、保護されるべきマクロセル端末の数が所定の閾値よりも多い場合、又は保護されるべきマクロセル端末により所定の閾値を超える割合のリソースブロックが消費される場合には、スモールセルの通信機会は十分に確保されないと判定され得る。干渉制御部１３６は、スモールセルの通信機会が十分に確保されると判定した場合には、スケジューリングが制限されるリソース位置を示すスケジューリング情報を、スモールセル基地局２００へ送信する（ステップＳ１６２）。一方、干渉制御部１３６は、スモールセルの通信機会が十分に確保されないと判定した場合には、マクロセル端末のハンドオーバの受け入れをスモールセル基地局２００に要求する（ステップＳ１６４）。

［４−３．制御結果の一例］
図１０は、図１に例示した状況の後、本節において説明した処理が実行された結果の一例について説明するための説明図である。図１０を参照すると、スモールセル基地局１６ａ、１６ｂ及び１６ｃによりそれぞれ運用されるスモールセル１４ａ、１４ｂ及び１４ｃが再び示されている。ここで、スモールセル１４ａ及び１４ｃのアクセスタイプはクローズドアクセスタイプであり、スモールセル１４ｂのアクセスタイプはオープンアクセスタイプであるものとする。図中で円に囲まれた黒丸は、リソース分離方式によって保護されるマクロセル端末である。

スモールセル１４ａに着目すると、マクロセル端末１２ａは保護されるべき端末として識別されている。従って、スモールセル基地局１６ａは、マクロセル端末１２ａに割当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを、スモールセル１４ａ内のスモールセル端末に割当てる。結果として、スモールセル１４ａから許容されるレベルを超える干渉を受けるマクロセル端末は存在していない。

スモールセル１４ｂに着目すると、図１の例においてマクロセルに接続していた端末１２ｂ及び１２ｃは、スモールセル１４ｂへハンドオーバしている。そして、スモールセル基地局１６ｂの送信電力は削減されるのではなくむしろ増加し、スモールセル１４ｂのカバレッジはわずかに拡大している。結果として、スモールセル１４ｂから許容されるレベルを超える干渉を受けるマクロセル端末は存在していない。

スモールセル１４ｃに着目すると、図１の例においてマクロセルに接続していた端末１２ｅ及び１２ｆは、スモールセル１４ｃへハンドオーバしている。これは、スモールセル基地局１６ｃが協調マネージャ１００からのハンドオーバ受け入れ要求を容認したためである。一方、マクロセル端末１２ｄ及び１２ｇは保護されるべき端末として識別されている。従って、スモールセル基地局１６ｃは、マクロセル端末１２ｄ又は１２ｇに割当てられた無線リソースとは異なる無線リソースを、スモールセル１４ｃ内のスモールセル端末に割当てる。結果として、スモールセル１４ｃから許容されるレベルを超える干渉を受けるマクロセル端末は存在していない。

このような干渉制御によって、システム全体としての通信容量を損なうことなく、マクロセルとスモールセルとの間の干渉を効果的に抑制することができる。

＜５．まとめ＞
ここまで、図１〜図１０を用いて、本開示に係る技術の実施形態を詳細に説明した。上述した実施形態によれば、協調マネージャにより、スモールセルのアクセスタイプが判定される。そして、当該アクセスタイプがクローズドアクセスタイプである場合に、スモールセルからの無線信号に起因する干渉を受ける可能性のあるマクロセル端末が識別され、識別されたマクロセル端末への干渉がスモールセル基地局によって抑制される。このように干渉制御の対象のスモールセルをアクセスタイプに基づいて限定することで、干渉制御の結果としてスモールセルの通信容量が不必要に減少してしまうことを回避することができる。

また、上述した実施形態によれば、保護されるべきマクロセル端末は、スモールセルの周辺のユーザ端末からのアップリンク信号についてのセンシング結果とマクロセルのスケジューリング情報とを照合することにより識別される。このような手法によれば、協調マネージャ及びスモールセル基地局が各端末の位置を把握していなくても、保護されるべきマクロセル端末を適切に識別することができる。この場合、保護されるべきマクロセル端末を識別するために位置データをシグナリグし及び距離等のパラメータを計算することは必要とされないため、干渉制御処理のためのオーバヘッドは削減され、システムの負荷は軽減される。

また、上述した実施形態によれば、クローズドアクセスタイプのスモールセルであっても、保護されるべきマクロセル端末の数又は当該端末により使用される無線リソースの割合に依存して、当該スモールセルへの新たな端末の接続が受け入れられ得る。従って、マクロセルを補完するスモールセルの機能性を積極的に活用することにより、実質的に有害な干渉を抑制しつつ、システム全体としての通信容量を維持することができる。

また、上述した実施形態によれば、スモールセルにおいて継続的なセンシングが行われるべきリソース位置が、協調マネージャから通知される情報に従って絞り込まれる。従って、スモールセルの通信容量がセンシングの実行を原因として低下することを防止することができる。

なお、本明細書において説明した各装置による一連の制御処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記憶媒体に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、実行時にＲＡＭに読み込まれ、ＣＰＵなどのプロセッサにより実行される。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
無線通信システムのマクロセルに少なくとも部分的に重複するスモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプ及びオープンアクセスタイプのいずれであるかを判定する判定部と、
前記スモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプであると判定された場合に、前記スモールセルからの無線信号に起因する干渉から保護されるべき前記マクロセルのユーザ端末を識別する識別部と、
前記識別部により識別される前記ユーザ端末への干渉が抑制されるように、前記スモールセルの基地局へ干渉制御信号を送信する干渉制御部と、
を備える通信制御装置。
（２）
前記識別部は、前記スモールセルの周辺のユーザ端末からのアップリンク信号についての、前記スモールセルの基地局から受信されるセンシング結果に基づいて、保護されるべき前記マクロセルのユーザ端末を識別する、前記（１）に記載の通信制御装置。
（３）
前記干渉制御部は、保護されるべきユーザ端末に割当てられる無線リソースとは異なる無線リソースが前記スモールセルにおいて使用されるように、前記スモールセルの基地局へ前記マクロセルのスケジューリング情報を送信する、前記（１）又は前記（２）に記載の通信制御装置。
（４）
前記干渉制御部は、保護されるべきユーザ端末の数又は当該ユーザ端末により使用される無線リソースの割合に依存して、少なくとも１つのユーザ端末の前記スモールセルへの接続を受け入れることを前記スモールセルの基地局へ要求する、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（５）
前記干渉制御部は、保護されるべきユーザ端末により前記アップリンク信号が送信されるリソース位置を、前記スモールセルの基地局へ通知する、前記（２）に記載の通信制御装置。
（６）
前記アップリンク信号は、ダウンリンク信号に対する確認応答信号を含む、前記（５）に記載の通信制御装置。
（７）
前記アップリンク信号は、保護されるべきユーザ端末が放送サービスを利用する際の認証信号を含む、前記（５）に記載の通信制御装置。
（８）
前記識別部は、前記マクロセルのスケジューリング情報と前記センシング結果とを照合することにより、保護されるべき前記マクロセルのユーザ端末を識別する、前記（２）に記載の通信制御装置。
（９）
無線通信システムのマクロセルに少なくとも部分的に重複するスモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプ及びオープンアクセスタイプのいずれであるかを判定することと、
前記スモールセルのアクセスタイプがクローズドアクセスタイプであると判定された場合に、前記スモールセルからの無線信号に起因する干渉から保護されるべき前記マクロセルのユーザ端末を識別することと、
識別された前記ユーザ端末への干渉が抑制されるように、前記スモールセルの基地局へ干渉制御信号を送信することと、
を含む通信制御方法。
（１０）
クローズドアクセスタイプのスモールセルの基地局であって、
無線通信システムのマクロセルに前記スモールセルが少なくとも部分的に重複する場合に、前記マクロセルと前記スモールセルとの間の干渉を制御する制御ノードへ前記基地局のアクセスタイプがクローズドアクセスタイプであることを通知し、
前記スモールセルからの無線信号に起因する干渉から保護されるべき前記マクロセルのユーザ端末への干渉が抑制されるように、前記通知に応じて前記制御ノードから送信される干渉制御信号に従って、前記スモールセル内の通信を制御する制御部、
を備える基地局。
（１１）
クローズドアクセスタイプのスモールセルの基地局において、
無線通信システムのマクロセルに前記スモールセルが少なくとも部分的に重複する場合に、前記マクロセルと前記スモールセルとの間の干渉を制御する制御ノードへ前記基地局のアクセスタイプがクローズドアクセスタイプであることを通知することと、
前記スモールセルからの無線信号に起因する干渉から保護されるべき前記マクロセルのユーザ端末への干渉が抑制されるように、前記通知に応じて前記制御ノードから送信される干渉制御信号に従って、前記スモールセル内の通信を制御することと、
を含む通信制御方法。

１０ マクロセル
１１ マクロセル基地局
１４ａ〜１４ｃ スモールセル
１６ａ〜１６ｃ スモールセル基地局
１００ 協調マネージャ（通信制御装置）
１３２ 判定部
１３４ 識別部
１３６ 干渉制御部
２００ スモールセル基地局

Claims (6)

1. 情報処理装置であって、
   前記情報処理装置と通信不能な、前記情報処理装置からの無線信号に起因する干渉から保護されるべきユーザ端末を識別するための第１のセンシングを実行して、第１のセンシング結果を他の情報処理装置へ報告し、
   前記第１のセンシング結果に基づいて識別される第１のユーザ端末への干渉を抑制しながら第２のユーザ端末へデータ信号を送信し、
   前記他の情報処理装置から、前記第１のユーザ端末がアップリンク信号を送信するために使用する無線リソースを示すリソース情報を受信し、
   前記リソース情報に基づいて、前記第１のユーザ端末により送信される前記アップリンク信号について第２のセンシングを実行して、第２のセンシング結果を前記他の情報処理装置へ報告する、
   ように構成される回路、を備える、情報処理装置。
2. 前記回路は、前記情報処理装置に関するアクセスタイプ情報を含む情報を前記他の情報処理装置へ送信する、ようにさらに構成される、請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記アクセスタイプ情報は、ユーザ端末からのアクセスの受け入れの分類についての、前記情報処理装置のアクセスタイプを示す、請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記アクセスタイプは、少なくともオープンアクセスタイプ及びクローズドアクセスタイプのうちの一方を含み、
   前記オープンアクセスタイプの情報処理装置には全てのユーザ端末が接続可能であり、
   前記クローズドアクセスタイプの情報処理装置には限定されたユーザ端末のみが接続可能である、
   請求項３に記載の情報処理装置。
5. 第１の情報処理装置のアクセスタイプがクローズドアクセスタイプ及びオープンアクセスタイプのうち前記クローズドアクセスタイプであることを判定し、
   第２の情報処理装置へ接続されているユーザ端末のうち、前記第１の情報処理装置からの無線信号に起因する干渉から保護されるべき第１のユーザ端末を、前記第１の情報処理装置から受信される第１のセンシング結果に基づいて識別し、
   識別した前記第１のユーザ端末への干渉を抑制しながら前記第１の情報処理装置に第２のユーザ端末へデータ信号を送信させ、
   前記第１のユーザ端末がアップリンク信号を送信するために使用する無線リソースを示すリソース情報を、前記第１の情報処理装置へ通知し、
   前記第１のユーザ端末により送信される前記アップリンク信号についての前記リソース情報に基づく第２のセンシング結果を、前記第１の情報処理装置から受信する、
   ように構成される回路、を備える通信制御装置。
6. 前記オープンアクセスタイプの情報処理装置には全てのユーザ端末が接続可能であり、
   前記クローズドアクセスタイプの情報処理装置には限定されたユーザ端末のみが接続可能である、
   請求項５に記載の通信制御装置。
   

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