JP6206415B2 - 無線リソース設定方法、基地局、無線リソース設定システム及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は割り当て無線リソース設定方法に関し、特に隣接セルへの干渉を抑制する割り当て無線リソース設定方法に関する

３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において標準化がなされているＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの無線通信システムでは、基地局を複数配置することを前提としている。無線通信システムに用いられる各基地局は、自基地局の通信エリア（以下、セルと呼ぶ）の端末（移動局）と通信を行う。また、基地局は、アンテナに指向性を持たせることでセルを複数に分割することもできる。この分割された領域をセクタセルと呼ぶ。以下ではセルとは、通常のセルだけでなくセクタセルも含むものとする。

ＬＴＥにおいては、通常、隣接セル間で同一の通信帯域が用いられる。従って、セル間の境界に位置する端末（以下、エッジ端末と呼ぶ）は、上りリンク、下りリンクに関わらず、隣接セルから強い干渉を受ける。このような問題に対処するため、自セルの端末に対して優先的に通信することが可能な優先帯域を設定し、各セルは隣接するセルの優先帯域に対しては端末への割り当て無線リソースを制限することにより、隣接するセル間の干渉を抑制するＩＣＩＣ（Ｉｎｔｅｒ Ｃｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれる干渉マネジメント技術が知られている。無線リソースの制限としては、隣接セルから優先帯域を通知された場合、その優先帯域を割り当て対象から除外することや、その優先帯域の送信電力を削減することなどが考えられる。

優先帯域の設定方法としては、セル間で優先帯域が重複しないよう、部分的な周波数繰り返しを行うＦＦＲ（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ）と呼ばれる技術が知られている（非特許文献１）。また、優先帯域の通知方法としては、ＬＴＥではＬＯＡＤ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮが標準化されている。例えば、ＬＴＥの下りリンクではＲＮＴＰ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ＴＸ Ｐｏｗｅｒ）が、上りリンクではＨＩＩ（Ｈｉｇｈ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）がそれぞれ規定されている（非特許文献２）。

また、近年のトラフィック量の増大への対策として、従来のマクロ基地局に加えて、ホットスポットに低送信電力の基地局（スモールセル基地局）を導入することで様々な大きさのセルが混在するようになるヘテロジニアスネットワーク（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が注目されているが、セル数の増加に伴いセル境界エリアが拡大するため、セル間の干渉が問題視されている。

３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ １０では、干渉マネジメント技術として、ｅＩＣＩＣ（ｅｎｈａｎｃｅｄ ＩＣＩＣ）が検討され、ＡＢＳ（Ａｌｍｏｓｔ Ｂｌａｎｋ Ｓｕｂｆｒａｍｅ）が標準化された（非特許文献３）。ｅＩＣＩＣは、ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ＩＣＩＣとも呼ばれ、ＡＢＳを設定した基地局は、下りリンクであれば、そのＡＢＳにおいて制御チャネル（ＰＤＣＣＨ： Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）とデータチャネル（ＰＤＳＣＨ： Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）の送信を停止する。Ｓｕｂｆｒａｍｅは、無線リソースの割り当て単位時間である。これにより、ＡＢＳにおいて、隣接セルの端末のＳＩＮＲが大きく改善し、該当端末のスループットの増加が期待される。

Ｂｉｎ Ｆａｎ ｅｔ ａｌ、 "Ａ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｏｆｔ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ ｆｏｒ ＯＦＤＭＡ Ｓｙｓｔｅｍｓ"、ＩＥＥＥ ２００７ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ、Ａｎｔｅｎｎａ、Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ＥＭＣ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｐｐ．１２１−１２５、Ａｕｇ．２００７ ３ＧＰＰ ＴＳ ３６．４２３ Ｖ９．０．０（２００９−０９）、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ Ｅ−ＵＴＲＡＮ Ｘ２ＡＰ、ｐｐ．１６−１７、ｐ．２９、ｐ．４９、Ｓｅｐｔ． ２００９ ３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３００ Ｖ１０．６．０（２０１１−１２）、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ Ｅ−ＵＴＲＡ ａｎｄ Ｅ−ＵＴＲＡＮ Ｏｖｅｒａｌｌ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｓｔａｇｅ ２ （Ｒｅｌｅａｓｅ １０）、ｐ．１１６、Ｄｅｃ． ２０１１

ＡＢＳを設定したマクロ基地局では、無線リソースの割り当てをＡＢＳでは実施できない。そのため、マクロ基地局の端末のスループットは、劣化する。そのため、マクロ基地局とピコ基地局間のトラヒック負荷を考慮せずにｅＩＣＩＣなどの干渉マネジメント技術を適用すると、無線通信システムの全端末のスループット公平性が大きく崩れる問題があった。

図２２に、ｅＩＣＩＣ適用前とｅＩＣＩＣ適用時におけるマクロ端末とピコ端末と全端末のスループットの５％値をそれぞれ示す。ｅＩＣＩＣ適用前のマクロ基地局とピコ基地局のトラヒック負荷が同程度の場合、マクロ基地局の端末のスループットとピコ基地局の端末のスループットはバランスしており、それぞれの基地局のエッジ端末が全端末のスループットの累積分布の５％値に対して支配的な端末となる。

このときｅＩＣＩＣを適用すると、ピコ基地局では端末のスループットは改善するが、マクロ基地局では端末のスループットが大きく劣化するため、マクロ基地局とピコ基地局間の端末のスループットのバランスが崩れる。特に、マクロ基地局のエッジ端末のスループットが劣化することで、全端末のスループットの５％値が劣化する。そのため、端末間のスループットの公平性が崩れてしまう。

本発明の目的は、全端末のスループットの公平性を改善することができる無線リソース設定技術を提供することである。

本発明の第１の態様にかかる無線リソース設定方法は、第１基地局が管理する第１通信エリアと、前記第１通信エリアの少なくとも一部を包括する第２基地局が管理する第２通信エリアが存在する場合に、前記第１及び第２基地局が端末との間で無線通信に使用できる無線リソースを設定する無線リソースの設定方法であって、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する判定条件を計算するステップと、前記第２通信エリアにおいて前記使用を制限する無線リソースの割合を計算するステップと、前記判定条件と前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定する無線リソース設定ステップと、を有することを特徴とするものである。

本発明の第２の態様にかかる基地局は、第１通信エリアと通信エリアが隣接または一部を包括する第２通信エリアが存在し、前記第１通信エリア内の端末との間で無線通信を行う基地局であって、他の基地局が管理する前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する判定条件を計算し、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算し、前記判定条件と前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、前記他の基地局に前記第１通信エリア内の端末のための優先リソースの設定を要求する優先リソース要求部、を有することを特徴とするものである。

本発明の第３の態様にかかる無線リソース設定システムは、第１基地局が管理する第１通信エリアと、前記第１通信エリアの少なくとも一部を包括する第２基地局が管理する第２通信エリアが存在する場合に、前記第１及び第２基地局が端末との間で無線通信に使用できる無線リソースを設定する無線リソース設定システムであって、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定し、前記第２通信エリアにおいて前記使用を制限する無線リソースの割合を計算し、前記判定条件と前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、前記第２基地局において使用を制限する無線リソースを設定するように構成されることを特徴とするものである。

本発明の第４の態様にかかるプログラムは、第１通信エリアと通信エリアが隣接または一部を包括する第２通信エリアが存在し、前記第１通信エリア内の端末との間で無線通信を行う基地局のコンピュータに実行させるプログラムであって、他の基地局が管理する前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する判定条件を計算するステップと、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算するステップと、前記判定条件と前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、前記他の基地局に前記第１通信エリア内の端末のための優先リソースの設定を要求するステップと、をコンピュータに実行させるものである。

本発明により、全端末のスループットの公平性を改善できる無線リソース設定方法、基地局、無線リソース設定システム及びプログラムを提供することができる。

実施の形態１にかかる無線通信システムの構成図である。 実施の形態１にかかるピコ基地局とマクロ基地局の構成図である。 実施の形態１にかかるマクロ基地局のＡＢＳの設定方法を示す図である。 実施の形態１にかかる端末の構成図である。 実施の形態１にかかるピコ基地局の優先リソースの要求判定方法を示す図である。 実施の形態１にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの設定方法を示す図である。 実施の形態２にかかるピコ基地局とマクロ基地局の構成図である。 実施の形態２にかかるピコ基地局の優先リソースの要求判定方法を示す図である。 実施の形態２にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの設定方法を示す図である。 実施の形態２にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの設定解除方法を示す図である。 実施の形態３にかかるピコ基地局の構成図である。 実施の形態３にかかるピコ基地局のエッジ端末の判定方法を示す図である。 実施の形態３にかかるピコ基地局の優先リソースの要求判定方法を示す図である。 実施の形態４にかかるピコ基地局とマクロ基地局の構成図である。 実施の形態４にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの設定方法を示す図である。 実施の形態５にかかるマクロ基地局の構成である。 実施の形態５にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの設定方法を示す図である。 実施の形態６にかかるマクロ基地局の構成図である。 実施の形態６にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの設定方法を示す図である。 実施の形態７にかかるマクロ基地局の構成図である。 実施の形態７にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの設定方法を示す図である。 ｅＩＣＩＣ適用時の課題を示す図である。

[第1実施形態：ピコ基地局が遅延指標に基づきｅＩＣＩＣ実施条件を判定]
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

［構成の説明］
図１に、本発明の実施の形態１に係る無線通信システム１０の構成を示す。無線通信システム１０は、ＬＴＥの下りリンクについて本発明を適用したものである。無線通信システム１０は、ピコ基地局１００−１及び１００−２と、マクロ基地局２００−１及び２００−２と、複数の端末３００−Ｐ１−１、３００−Ｐ１−２、３００−Ｐ２−１、３００−Ｐ２−２、３００−Ｍ１−１、３００−Ｍ１−２、３００−Ｍ２−１及び３００−Ｍ２−２と、を備える。本図においては、無線通信システム１０が、マクロ基地局及びピコ基地局を２台備える例について説明しているが、無線通信システム１０は、これらの基地局を２台以上備えてもよい。さらに、無線システム１０は、本図に示す端末よりも多くの端末を備えてもよい。ＭはＭａｃｒｏ（マクロ）の、ＰはＰｉｃｏ（ピコ）の頭文字である。ここで、端末３００−Ｐ１−Ｘは、ピコ基地局１００−１に接続している。また、端末３００−Ｍ１−Ｙは、マクロ基地局２００−１に接続している。Ｘ、Ｙは、各基地局において端末を識別するための任意のインデックスとする。

以下の説明では、各ピコ基地局、各マクロ基地局で共通した事項を説明する場合、それぞれ、「ピコ基地局１００は〜」、「マクロ基地局２００は〜」のように述べる。同様に、端末についても、ピコ基地局に接続している各端末、マクロ基地局に接続している各端末に共通した事項を説明する場合、それぞれ、「ピコ端末３００−Ｐは〜」、「マクロ端末３００−Ｍは〜」のように述べる。また、接続する基地局に係わらず共通した事項を説明する場合、「端末３００は〜」のように述べる。

ピコ基地局１００−１及び１００−２と、マクロ基地局２００−１及び２００−２とは、通信回線ＮＷを介して互いに通信が可能である。また、各ピコ基地局１００と各マクロ基地局２００は、それぞれ複数の通信エリア（セル）を管理することができる。本実施形態では、各ピコ基地局１００と各マクロ基地局２００が、それぞれ１つの通信エリアを管理する例について説明する。

ピコ基地局１００は、低送信電力基地局であり、マクロ基地局２００と比べ、狭い通信エリアを有する。各ピコ基地局１００の通信エリアは、各マクロ基地局２００の通信エリアに少なくとも１部の通信エリアが包含されるとする。

各ピコ基地局１００は、当該基地局１００が管理する通信エリア内に存在する端末３００−Ｐとの間で無線通信を行う。各ピコ基地局１００は、複数の端末３００−Ｐのそれぞれと同時に無線通信を実行できる。

各マクロ基地局２００は、当該基地局２００が管理する通信エリアから、ピコ基地局１００が管理する通信エリアを除いた通信エリア内に存在する端末３００−Ｍとの間で無線通信を行う。各マクロ基地局２００は、複数の端末３００−Ｍのそれぞれと同時に無線通信を実行できる。

各ピコ基地局１００と各マクロ基地局２００は、図示しない情報処理装置を備える。情報処理装置は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ；Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、及び、記憶装置（メモリ及びハードディスク駆動装置（ＨＤＤ；Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ））を備える。各ピコ基地局１００と各マクロ基地局２００は、記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより、後述する機能を実現するように構成されている。

各端末３００は、携帯電話端末である。なお、各端末３００は、パーソナル・コンピュータ、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）端末、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ、Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、スマートフォン、カーナビゲーション端末、又は、ゲーム端末等であってもよい。

各端末３００は、ＣＰＵ、記憶装置（メモリ）、入力装置（キーボタン及びマイクロフォン）、及び、出力装置（ディスプレイ及びスピーカ）を備える。各端末３００は、記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより、後述する機能を実現するように構成されている。

図２は、上記のように構成された無線通信システム１０における各ピコ基地局１００と、各マクロ基地局２００の機能を表すブロック図である。ピコ基地局としてピコ基地局１００−１、マクロ基地局としてマクロ基地局２００−１を用いて説明する。図２には記載していないが、ピコ基地局１００−２の機能は、ピコ基地局１００−１の機能と同じである。同様に、マクロ基地局２００−２の機能は、マクロ基地局２００−１の機能と同じである。

ピコ基地局１００−１は、基地局動作部１０１と、リファレンス信号生成部１０２と、負荷測定部１０３と、優先リソース要求部１０４と、送信バッファ１０５と、スケジューラ１０６と、を含む。

基地局動作部１０１は、ピコ基地局１００−１と接続中の各端末３００−Ｐ１との間で無線信号を送受信する機能や、無線信号の送受信に用いる割り当て帯域、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ） Ｉｎｄｅｘなどのスケジューリング情報と送信電力の設定情報を各端末３００−Ｐ１に通知する機能、各端末３００−Ｐ１にＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｒｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などのＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の報告タイミングを通知する機能を有する。さらに、基地局動作部１０１は、マクロ基地局２００−１とそれ以外の周辺マクロ基地局２００−ｋ（ｋ≠１）とを識別するために使用する情報が記載された周辺基地局リストを有して通信回線ＮＷを介して周辺基地局との間で通信を行う機能や、周辺基地局から通知されたＡＢＳ設定情報（ＡＢＳ Ｓｔａｔｕｓ）などを保持する機能などを有するが、その構成及び動作については周知であるため説明を省略する。

リファレンス信号生成部１０２は、端末３００がピコ基地局１００−１との通信路品質を測定するために用いるリファレンス信号を生成する機能を有する。リファレンス信号生成部１０２は、生成した信号を基地局動作部１０１を介して各端末３００へ送信する。

負荷測定部１０３は、所定の周期毎に、ピコ基地局１００−１の負荷を測定し、測定した負荷の情報を、基地局動作部１０１を介して、少なくともマクロ基地局２００−１を含む周辺基地局に通知する機能を有する。本実施形態では、負荷をＰＲＢ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）使用率とする。優先リソース要求部１０４は、測定された負荷を、基地局動作部１０１を介して使用する。ＰＲＢとは、無線帯域の割り当て単位である。

優先リソース要求部１０４は、負荷測定部１０３が測定したピコ基地局１００−１の負荷と、マクロ基地局２００−１から通知される負荷情報と、基地局動作部１０１が保持するマクロ基地局２００−１のＡＢＳ設定情報を用いて、ピコ基地局１００−１に接続される端末の遅延時間を判定するための遅延指標と、使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局２００−１に接続される端末の遅延時間を判定するための遅延指標をそれぞれ計算する機能を有する。さらに、優先リソース要求部１０４は、計算したピコ基地局１００−１とマクロ基地局２００−１の遅延指標を用いて、マクロ基地局２００−１にピコ基地局１００−１のための優先リソースを要求するか否かを判定する機能と、基地局動作部１０１が管理する周辺基地局リストを参照して、判定結果をマクロ基地局２００−１に通知する機能を有する。

本実施形態では、優先リソースは、マクロ基地局で設定するＡＢＳである。非特許文献４（３ＧＰＰ ＴＳ ３６．４２３ Ｖ１０．３．０（２０１１−０９）、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ Ｅ−ＵＴＲＡＮ Ｘ２ＡＰ、ｐ．７２、Ｓｅｐｔ． ２０１１）に記載されているように、ＡＢＳ設定情報には、マクロ基地局２００−１が設定したＡＢＳと、全Ｓｕｂｆｒａｍｅに対するＡＢＳの割合が記載されている。本実施形態では、マクロ基地局２００−１から一度もＡＢＳ設定情報が通知されていない場合は、優先リソース要求部１０４は、基地局動作部１０１が保持するデフォルトの値を用いて遅延指標を計算する。また、本実施形態では、優先リソース要求部１０４は、判定結果の通知にＲＮＴＰ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ＴＸ Ｐｏｗｅｒ）を用いる。優先リソース要求部１０４は、優先リソースを要求する場合、全ＲＢ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）のＲＮＴＰを１に設定し、優先リソースを要求しない場合、全ＲＢのＲＮＴＰを０に設定する。ＲＢとは無線帯域の割り当て単位である。

送信バッファ１０５は、通信回線ＮＷを介して到着する各端末３００−Ｐ宛の送信データと送信データを送信するために用いられる情報をともに蓄積する機能を有する。

スケジューラ１０６は、送信バッファ１０５に蓄積されている各端末３００−Ｐ宛の送信データサイズと、基地局動作部１０１が保持するマクロ基地局２００−１のＡＢＳ設定情報と、各端末３００−Ｐから報告されたＣＳＩに基づき、端末３００−Ｐ毎に割り当てる送信電力、周波数帯域及びＭＣＳ Ｉｎｄｅｘを決定し、基地局動作部１０１を介してデータを送信する機能を有する。本実施形態では、現在のＳｕｂｆｒａｍｅがＡＢＳである場合、スケジューラ１０６は、各端末３００−Ｐから報告されたＡＢＳのＣＳＩを用いる。また、現在のＳｕｂｆｒａｍｅがＡＢＳでない（以下、Ｎｏｎ−ＡＢＳと呼ぶ）場合、スケジューラ１０６は、各端末３００−Ｐから報告されたＮｏｎ−ＡＢＳのＣＳＩを用いる。

マクロ基地局２００−１は、基地局動作部２０１と、リファレンス信号生成部２０２と、負荷測定部２０３と、割り当て無線リソース設定部２０４と、送信バッファ２０５と、スケジューラ２０６と、を含む。

基地局動作部２０１は、マクロ基地局２００−１と接続中の各端末３００−Ｍ１との間で無線信号を送受信する機能や、無線信号の送受信に用いる割り当て帯域やＭＣＳ Ｉｎｄｅｘなどのスケジューリング情報と送信電力の設定情報を端末３００−Ｍ１毎に決定し、各端末３００−Ｍ１に通知するする機能や、各端末３００−Ｍ１にＣＳＩの報告タイミングを通知する機能を有する。さらに、基地局動作部２０１は、ピコ基地局１００−１と、周辺マクロ基地局２００−ｋ（ｋ≠１）と、各周辺マクロ基地局２００−ｋの通信エリア内に設置されたピコ基地局１００−ｋと、を識別するために使用する情報が記載された周辺基地局リストを有して通信回線ＮＷを介して周辺基地局との間で通信を行う機能などを有するが、その構成及び動作については周知の機能であるため、説明を省略する。

リファレンス信号生成部２０２は、ピコ基地局１００−１のリファレンス信号生成部１０２と同様の機能を有するので説明を省略する。

負荷測定部２０３は、所定の周期毎に、マクロ基地局２００−１の負荷を測定し、測定した負荷の情報を、基地局動作部２０１を介して、少なくともピコ基地局１００−１を含む周辺基地局に通知する機能を有する。割当無線リソース設定部２０４は、負荷測定部２０３において測定された負荷を、基地局動作部２０１を介して使用する。

割り当て無線リソース設定部２０４は、ピコ基地局１００−１から通知されるＲＮＴＰに従って使用を制限する無線リソースを設定し、基地局動作部２０１が管理する周辺基地局リストを参照して、マクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースの情報をピコ基地局１００−１に通知する機能を有する。本実施形態では、使用を制限する無線リソースは、マクロ基地局２００−１のＳｕｂｆｒａｍｅであり、使用を制限するＳｕｂｆｒａｍｅをＡＢＳとする。

本実施形態では、図３に示すように、ＡＢＳは、８Ｓｕｂｆｒａｍｅ周期で設定される。従って、ＡＢＳの割合（Ｒ＿ａｂｓ）は、１／８単位で設定されるＳｕｂｆｒａｍｅを用いて算出される。本実施形態では、Ｒ＿ａｂｓは、予め定義されている。また、図３の各Ｓｕｂｆｒａｍｅ内の数値は、ＡＢＳの設定順位を表す。図３に示すように、Ｒ＿ａｂｓが２／８の場合、無線リソース設定部２０４は、先頭の２ＳｕｂｆｒａｍｅをＡＢＳとして設定する。また、無線リソース設定部２０４は、使用を制限する無線リソースを設定しない場合、ＡＢＳを設定しない。また、無線リソース設定部２０４は、使用を制限する無線リソースの情報の通知には、ＡＢＳ設定情報を用いる。ＡＢＳ設定情報では、ＡＢＳを１、Ｎｏｎ−ＡＢＳを０として、ＡＢＳパターンを記載する。

送信バッファ２０５は、ピコ基地局１００−１の送信バッファ１０５と同様の機能を有するので説明を省略する。

スケジューラ２０６は、送信バッファ２０５に蓄積されている各端末３００−Ｐ宛の送信データサイズと、割り当て無線リソース設定部２０４が設定したＡＢＳ設定情報と、各端末３００−Ｍから報告されたＣＳＩに基づき、端末３００−Ｍ毎に割り当てる送信電力と周波数帯域とＭＣＳ Ｉｎｄｅｘを決定し、基地局動作部１０１を介してデータを送信する機能を有する。

図４は、無線通信システム１０における端末３００−Ｐ１−１の機能を表すブロック図である。図には記載していないが、端末３００−Ｐ１−１の機能は、端末３００−Ｐ１−２、端末３００−Ｐ２−１、端末３００−Ｐ２−２、端末３００−Ｍ１−１及び端末３００−Ｍ１−２の機能と同じである。端末３００−Ｐ１−１は、端末動作部３０１と、通信路品質測定部３０２と、を含む。

端末動作部３０１は、端末３００−Ｐ１−１と接続中の（通信リンクが確立されている）ピコ基地局１００−１との間で無線信号を送受信する機能などを有する。端末動作部３０１が有する機能は、一般的な無線通信システムにおいて周知の機能であるため、詳細な説明を省略する。

通信路品質測定部３０２は、リファレンス信号を用いて通信路品質を測定し、測定した通信路品質の情報をピコ基地局１００−１に送信する機能を有する。本実施形態では、通信路品質は各周辺基地局のＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ）とピコ基地局１００−１のリファレンス信号に対するＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ Ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）から計算されるＣＱＩである。ＲＳＲＰは、リファレンス信号の受信電力であり、本実施形態ではセル選択やハンドオーバの基準値として用いられる。

［動作の説明］
次に、上述した無線通信システム１０の作動について、図５及び６を用いて説明する。図５は、ピコ基地局１００−１の優先リソース要求部１０４が、マクロ基地局２００−１にピコ基地局１００−１のための優先リソースを要求するか否かを判定する動作手順を示すものである。優先リソース要求部１０４は、負荷測定部１０３がＰＲＢ使用率をマクロ基地局２００−１に通知する周期毎に、図５に記載の動作を実行する。

先ず、ピコ基地局１００−１の遅延指標を計算する。遅延時間とＰＲＢ使用率には相関があるため、優先リソース要求部１０４は、ピコ基地局１００−１の遅延指標Ｄ＿ｐｉｃｏを数式１に従って計算する（ステップＳ１０１）。数式１において、Ｕ＿ｐｉｃｏは負荷測定部１０３が測定したピコ基地局１００−１のＰＲＢ使用率である。

次に、優先リソース要求部１０４は、マクロ基地局２００−１から通知された直近のＡＢＳ設定情報に記されるＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓが０より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。優先リソース要求部１０４は、ＡＢＳ設定情報を一度も通知されていない場合は、Ｒ＿ａｂｓを０とする。

優先リソース要求部１０４は、ＡＢＳ設定情報に記されるＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓが０より大きい場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局２００−１の遅延指標Ｄ＿ｍａｃｒｏを数式２に従って計算する（ステップＳ１０４）。数式２において、Ｕ＿ｍａｃｒｏはマクロ基地局２００−１から通知されたＰＲＢ使用率であり、ｗは重み付け係数である。使用を制限する無線リソースを設定した場合、Ｒ＿ａｂｓが大きくなるほど、遅延時間が増大すると仮定している。本実施形態では、重み付け係数ｗを1とするが、マクロ基地局２００−１の同時接続端末数や端末の通信路品質などに応じて設定してもよい。例えば、ＡＢＳ設定前の同時接続端末数が多い場合は1より大きな値に設定し、遅延指標がより増大すると仮定する。これは、ＡＢＳを設定することで端末の送信レートが低下するので、ＴＣＰのウィンドウサイズが拡大しにくくなり、送信遅延が急増するためである。また、例えば、ＡＢＳ設定により、Ｎｏｎ−ＡＢＳでの通信路品質の改善が期待できる場合には１より小さい値に設定し、遅延指標がそれほど増大しないと仮定する。これは、Ｎｏｎ−ＡＢＳでの通信路品質改善により、送信Ｓｕｂｆｒａｍｅにおける伝送レートが改善するためである。

一方、優先リソース要求部１０４は、ＡＢＳ設定情報に記されるＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓが０の場合（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、Ｒ＿ａｂｓをＲ＿ａｂｓ＿ｄｅｆａｌｕｔとし（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０４に進む。Ｒ＿ａｂｓ＿ｄｅｆａｌｕｔは、ＡＢＳの割合のデフォルト値であり、優先リソース要求部１０４は、過去にＡＢＳの割合が０より大きい値のＡＢＳ設定情報が通知されている場合は直近に通知された値とし、それ以外の場合は最小値１／８とする。

次に、優先リソース要求部１０４は、ピコ基地局１００−１の遅延指標Ｄ＿ｐｉｃｏに対する、使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局２００−１の遅延指標Ｄ＿ｍａｃｒｏの差分値ΔＤを数式３に従って計算する（ステップＳ１０５）

次いで、計算した差分値ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ以上か否かを判定する（ステップＳ１０６）。差分値ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ以上の場合（ステップＳ１０６、Ｙｅｓ）、マクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースを設定した場合の端末３００−Ｍ１の遅延時間の増大は大きくないと判定し、優先リソース要求部１０４は、全てのＲＢのＲＮＴＰを１に設定し、マクロ基地局２００−１へ通知する（ステップＳ１０７）。その後、図５の処理を終了する。

また、差分値ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ未満の場合（ステップＳ１０６、Ｎｏ）、マクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースを設定した場合の端末３００−Ｍ１の遅延時間の増大は大きいと判定し、優先リソース要求部１０４は、全てのＲＢのＲＮＴＰを０に設定し、マクロ基地局２００−１へ通知する（ステップＳ１０８）。その後、図５の処理を終了する。

図６は、マクロ基地局２００−１の割り当て無線リソース設定部２０４が、ピコ基地局１００−１から送信されたＲＮＴＰに従って、使用を制限する無線リソースを設定する動作手順を示すものである。割り当て無線リソース設定部２０４は、ピコ基地局１００−１から送信されたＲＮＴＰを受信する度に、図６に記載の動作を実行する。

先ず、割り当て無線リソース設定部２０４は、ピコ基地局１００−１からマクロ基地局２００−１へ通知されたＲＮＴＰが１か否かを判定する（ステップＳ２０１）。

ピコ基地局１００−１からマクロ基地局２００−１へ通知されたＲＮＴＰが１である場合（ステップＳ２０１、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、マクロ基地局２００−１が既にＡＢＳを設定しているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

マクロ基地局２００−１が既にＡＢＳを設定している場合（ステップＳ２０２、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、図６の処理を終了する。一方、未だＡＢＳを設定していない場合（ステップＳ２０２、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、予め定義されたパターンでＡＢＳを設定し、ＡＢＳの設定情報をピコ基地局１００−１に通知する（ステップＳ２０３）。これにより、ＡＢＳにおいて、ピコ基地局１００−１の各端末３００−Ｐ１に対し、マクロ基地局２００−１からの干渉が抑制される。その後、図６の処理を終了する。

ピコ基地局１００−１からマクロ基地局２００−１へ通知されたＲＮＴＰが０である場合（ステップＳ２０１、Ｎｏ）、ステップＳ２０２同様、割り当て無線リソース設定部２０４は、マクロ基地局２００−１がＡＢＳを設定しているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

マクロ基地局２００−１がＡＢＳを設定していない場合（ステップＳ２０４、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、図６の処理を終了する。一方、ＡＢＳを設定している場合（ステップＳ２０４、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、設定していたＡＢＳを解除し、ＡＢＳの設定情報をピコ基地局１００−１に通知する（ステップＳ２０５）。その後、図６の処理を終了する。

以上、説明したように、本発明の第１の実施形態に係わるピコ基地局１００−１とマクロ基地局２００−１によれば、ピコ基地局１００−１の端末の遅延時間が使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局２００−１の端末の遅延時間よりも所定値以上大きい場合に、マクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースを設定するので、ピコ端末３００−Ｐのスループットを増加でき、かつ、マクロ基地局２００とピコ基地局１００を含めた全通信端末３００のスループットの公平性を改善できる。

以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、優先リソース要求部１０４は、ＰＲＢ使用率の替わりに、非特許文献５（３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３１４ Ｖ１０．２．０（２０１１−０９）、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ Ｅ−ＵＴＲＡＮ Ｌａｙｅｒ２−Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ、ｐ．９、ｐ．１１、ｐ．１５、Ｓｅｐｔ． ２０１１ ）に記載されているようにＡｃｔｉｖｅ ＵＥ数、遅延時間、または、端末毎のセッションスループットを用いて遅延指標を計算することもできる。セッションスループットとは、端末宛に送信したデータサイズをその端末の接続時間で割った値である。尚、これらを用いた遅延指標の計算を実現するには、これらの情報を直接的に基地局間で通知する方法や、通信回線ＮＷ上にＯＡＭサーバを接続し、ＯＡＭサーバを介してこれらの情報を通知する方法が考えられる。後者の場合、ＯＡＭサーバは、通信回線ＮＷに接続されている各ピコ基地局１００と各マクロ基地局２００からＡｃｔｉｖｅ ＵＥ数や遅延時間、端末あたりのスループットを集計する機能を有する。

また、優先リソース要求部１０４は、ピコ基地局１００−１の遅延指標と使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局２００−１の遅延指標の差分値を計算する替わりに、ピコ基地局１００−１の遅延指標に対する使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局２００−１の遅延指標の比を計算しても良い。

また、割り当て無線リソース設定部２０４は、マクロ基地局２００−１のＡＢＳの設定が変更になった場合のみ、ピコ基地局１００−１にＡＢＳ設定情報を通知しても良い。

また、本発明はマクロ基地局の通信エリア内に複数のピコ基地局が配置された場合でも適用できる。この場合、割り当て無線リソース設定部２０４は、通信エリア内の全ピコ基地局数に対するＲＮＴＰが１の通知を行ったピコ基地局数の割合を計算し、その割合が割合のしきい値以上の場合のみ、予め定められたパターンでＡＢＳを設定する。
以上の変更は、以降の実施形態も同様に行うことができる。

[第２実施形態：実施条件（マクロ基地局の干渉指標が高い）を追加]
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態は、第１の実施の形態と比較して、マクロ基地局が使用を制限する無線リソースを設定する判定条件の計算にマクロ基地局の干渉指標が加わる点が異なる。更に、第１の実施形態では使用を制限する無線リソースを設定する判定条件を１つでも満足できなかった場合に、その設定を解除していたのに対して、本実施形態では使用を制限する無線リソースを設定してから所定の時間が経過すると、その設定を解除する点が異なる。

［構成の説明］
図７は、第２の実施の形態における各ピコ基地局４００と、各マクロ基地局５００の機能を表すブロック図である。ピコ基地局としてピコ基地局４００−１を、マクロ基地局としてマクロ基地局５００−１を用いて説明する。図には記載していないが、ピコ基地局４００−２の機能は、ピコ基地局４００−１の機能と同じである。同様に、マクロ基地局５００−２の機能は、マクロ基地局５００−１の機能と同じである。

第２の実施の形態におけるピコ基地局４００−１は、第１の実施の形態におけるピコ基地局１００−１と比較して、優先リソース要求部１０４に替えて優先リソース要求部４０４を有する点が異なる。また、マクロ基地局５００−１は、第１の実施の形態におけるマクロ基地局２００−１と比較して、割り当て無線リソース設定部２０４に替えて割り当て無線リソース設定部５０４を有する点が異なる。以下では、優先リソース要求部４０４と、割り当て無線リソース設定部５０４に関して説明する。

優先リソース要求部４０４は、優先リソース要求部１０４と同様の方法でピコ基地局４００−１とマクロ基地局５００−１それぞれの遅延指標を計算する機能に加え、マクロ基地局５００−１から通知される負荷情報を用いて、マクロ基地局５００−１からピコ基地局４００−１に接続されている端末が受ける干渉を判定するための干渉指標を計算する機能を有する。更に、優先リソース要求部４０４は、計算したピコ基地局４００−１の遅延指標と、マクロ基地局５００−１の遅延指標と、干渉指標とを用いて、マクロ基地局５００−１にピコ基地局４００−１のための優先リソースを要求するか否かを判定し、基地局動作部１０１が管理する周辺基地局リストを参照して、判定結果をマクロ基地局５００−１に通知する機能を有する。本実施形態では、優先リソースはマクロ基地局で設定するＡＢＳであり、負荷はＰＲＢ使用率とし、優先リソース要求部４０４は、判定結果の通知にＲＮＴＰを用いる。優先リソース要求部４０４は、優先リソースを要求する場合、全てのＲＢのＲＮＴＰを１に設定して通知し、要求しない場合は通知を行わない。

割り当て無線リソース設定部５０４は、ピコ基地局４００−１から通知されるＲＮＴＰに従って使用を制限する無線リソースを設定し、基地局動作部２０１が管理する周辺基地局リストを参照して、マクロ基地局５００−１が使用を制限する無線リソースの情報をピコ基地局４００−１に通知する機能を有する。本実施形態では、使用を制限する無線リソースは、マクロ基地局５００−１のＳｕｂｆｒａｍｅであり、使用を制限するＳｕｂｆｒａｍｅをＡＢＳとする。使用を制限する無線リソースを設定する場合、予め定義されているＡＢＳの割合を用いて、通知を受けてから所定時間が経過するまで、第１の実施形態における割り当て無線リソース設定部２０４と同様の方法でＡＢＳを設定する。また、所定時間経過後は、ＡＢＳを解除する。使用を制限する無線リソースの情報の通知方法は、第１の実施の形態における割り当て無線リソース設定部２０４と変わらないため、説明を省略する。

［動作の説明］
図８は、優先リソース要求部４０４が、マクロ基地局５００−１にピコ基地局４００−１のための優先リソースを要求するか否かを判定する動作手順を示すものである。優先リソース要求部４０４は、負荷測定部１０３がＰＲＢ使用率をマクロ基地局５００−１に通知する周期毎に、図８に記載の動作を実行する。

図８を参照すると、図５のステップＳ１０８が省略され、新たにステップＳ３０１〜ステップＳ３０２が追加されている。以下では、追加されたステップＳ３０１〜ステップＳ３０２の動作についてのみ説明する。

先ず、優先リソース要求部４０４は、マクロ基地局５００−１の干渉指標Ｌ＿ｍａｃｒｏを数式４に従って計算する（ステップＳ３０１）。数式４において、Ｕ＿ｍａｃｒｏはマクロ基地局５００−１から通知されたＰＲＢ使用率である。

次に、優先リソース要求部４０４は、計算したマクロ基地局５００−１の干渉指標Ｌ＿ｍａｃｒｏがしきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上か否かを判定する（ステップＳ３０２）。干渉指標Ｌ＿ｍａｃｒｏがしきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上の場合（ステップＳ３０２、Ｙｅｓ）、優先リソース要求部４０４は、マクロ基地局５００−１の送信確率が高く、干渉を受ける確率も高いと判定し、ステップＳ１０１に進む。一方、干渉指標Ｌ＿ｍａｃｒｏがしきい値Ｌ＿Ｔｈｒ未満の場合（ステップＳ３０２、Ｎｏ）、優先リソース要求部４０４は、マクロ基地局５００−１の送信確率が低く、干渉を受ける確率も高くないと判定し、図８の処理を終了する。

図９は、マクロ基地局５００−１の割り当て無線リソース設定部５０４が、ピコ基地局４００−１から送信されたＲＮＴＰに従って使用を制限する無線リソースを設定する動作手順を示すものである。割り当て無線リソース設定部５０４は、ピコ基地局４００−１から送信されたＲＮＴＰを受信する度に、図９に記載の動作を実行する。

図９を参照すると、図６のステップＳ２０４〜ステップＳ２０５が省略され、新たにステップＳ４０１が追加されている。以下では、追加されたステップＳ４０１の動作についてのみ説明する。

ピコ基地局４００−１からマクロ基地局５００−１へ通知されたＲＮＴＰが１である場合（ステップＳ２０１、Ｙｅｓ）、数式５に従って計算したＴ＿ｅｎｄを、ＡＢＳの設定を解除する時間として設定する（ステップＳ４０１）。数式５において、Ｔは現在時刻、Ｔ＿ａｂｓはマクロ基地局５００−１がＡＢＳを設定する時間を表す。

また、図１０は、割り当て無線リソース設定部５０４が、使用を制限する無線リソースの設定を解除するか否かを判定する動作手順を示すものである。割り当て無線リソース設定部５０４は、Ｓｕｂｆｒａｍｅ毎に、図１０に記載の動作を実行する。

図１０を参照すると、図６のステップＳ２０１〜ステップＳ２０３が省略され、新たにステップＳ５０１が追加されている。以下では、追加されたステップＳ５０１の動作についてのみ説明する。

先ず、割り当て無線リソース設定部５０４は、現在時刻Ｔが、マクロ基地局５００−１がＡＢＳの設定を解除する時間Ｔ＿ｅｎｄ以降か否かを判定する（ステップＳ５０１）。

割り当て無線リソース設定部５０４は、現在時刻Ｔが、マクロ基地局５００−１がＡＢＳの設定を解除する時間Ｔ＿ｅｎｄより前の場合（ステップＳ５０１、Ｎｏ）、図１０の処理を終了する。一方、割り当て無線リソース設定部５０４は、現在時刻Ｔが、マクロ基地局５００−１がＡＢＳの設定を解除する時間Ｔ＿ｅｎｄ以降の場合（ステップＳ５０１、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４に進む。

以上、説明したように、本発明の第２の実施形態に係わるピコ基地局４００−１とマクロ基地局５００−１によれば、ピコ基地局４００−１の端末の遅延時間が、使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局５００−１の端末の遅延時間よりも所定値以上大きく、かつ、マクロ基地局５００−１の負荷が高い場合に、マクロ基地局５００−１が使用を制限する無線リソースを設定するので、本発明の第１の実施形態と比較して、ピコ端末３００−Ｐがマクロ基地局５００−１から干渉を受ける確率が高い場合のみ、マクロ基地局５００−１で使用を制限する無線リソースを設定できる。更に、本実施の形態によれば、ピコ基地局４００−１のための優先リソースを要求する場合のみマクロ基地局５００−１へＲＮＴＰが通知されるため、本発明の第１の実施形態と比較して、通信回線ＮＷを介した基地局間のシグナリング量を抑制できる。

以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、優先リソース要求部４０４は、ＰＲＢ使用率の替わりに、Ａｃｔｉｖｅ ＵＥ数をマクロ基地局の干渉指標とすることもできる。Ａｃｔｉｖｅ ＵＥ数の情報を基地局間で通知する方法は、第１の実施形態と同様である。

また、割り当て無線リソース設定部５０４は、使用を制限する無線リソースの設定を開始してから所定の時間が経過したら無線リソースの制限を解除していたが、第１の実施の形態と同様に、使用を制限する無線リソースを設定するための基準の何れか１つを満足できない場合に制限を解除しても良い。或いは、第１の実施の形態において、本実施の形態のように、制限を開始してから所定の時間が経過したら解除してもよい。これは、以降の実施形態でも同様に行うことができる。
以上の変更は、以降の実施形態も同様に行うことができる。

[第３実施形態：実施条件（ピコ基地局の配置位置）を追加]
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第３の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して、マクロ基地局が使用を制限する無線リソースを設定する判定条件の計算に、マクロ基地局の干渉指標と、ピコ基地局のエッジ端末の割合が加わる点が異なる。

［構成の説明］
第３の実施の形態におけるマクロ基地局は、第１の実施の形態におけるマクロ基地局２００と同じであるため、説明を省略する。

図１１は、第３の実施の形態における各ピコ基地局６００の機能を表すブロック図である。ピコ基地局としてピコ基地局６００−１を用いて説明する。図には記載していないが、ピコ基地局６００−２の機能は、ピコ基地局６００−１の機能と同じである。

第３の実施の形態におけるピコ基地局６００−１は、第１の実施の形態におけるピコ基地局１００−１と比較して、優先リソース要求部１０４に替えて優先リソース要求部６０４を有する点と、エッジ端末判定部６０７を新たに有する点が異なる。以下では、優先リソース要求部６０４と、エッジ端末判定部６０７に関して説明する。

優先リソース要求部６０４は、第１の実施の形態における優先リソース要求部１０４と同様の方法でピコ基地局６００−１とマクロ基地局２００−１の遅延指標を計算する機能を有する。さらに優先リソース要求部６０４は、第２の実施の形態における優先リソース要求部４０４と同様の方法でマクロ基地局２００−１の干渉指標を計算する機能と、ピコ基地局６００−１に接続している全端末数に対するエッジ端末判定部６０７がエッジ端末と判定した端末数の割合を計算する機能を有する。更に、優先リソース要求部６０４は、計算したピコ基地局６００−１の遅延指標とエッジ端末の割合と、マクロ基地局２００−１の遅延指標と干渉指標を用いて、マクロ基地局２００−１にピコ基地局６００−１のための優先リソースを要求するか否かを判定し、基地局動作部１０１が管理する周辺基地局リストを参照して、判定結果をマクロ基地局２００−１に通知する機能を有する。本実施形態では、優先リソースはマクロ基地局で設定するＡＢＳであり、負荷はＰＲＢ使用率とし、判定結果の通知にはＲＮＴＰを用いる。優先リソースを要求する場合、全てのＲＢのＲＮＴＰを１に設定して通知し、優先リソースを要求しない場合、全てのＲＢのＲＮＴＰを０に設定して通知する。

エッジ端末判定部６０７は、各端末３００−Ｐ１から報告される通信路品質情報を用いて、各端末３００−Ｐ１がエッジ端末か否かを判定する機能を有する。本実施形態では、通信路品質はＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ）である。判定結果は、基地局動作部１０１を介して、優先リソース要求部６０４で使用される。

［動作の説明］
図１２は、ピコ基地局６００−１のエッジ端末判定部６０７が、端末３００−Ｐ１がエッジ端末か否かを判定する動作手順を示すものである。エッジ端末判定部６０７は、負荷測定部１０３がＰＲＢ使用率をマクロ基地局２００−１に通知する周期毎に、図１２に記載の動作をピコ基地局６００−１と通信中の端末３００−Ｐ１毎に実行する。

先ず、エッジ端末判定部６０７は、端末３００−Ｐ１−１から報告されたピコ基地局６００−１のＲＳＲＰとマクロ基地局２００−１のＲＳＲＰの差分値ΔＲＳＲＰを数式６に従って計算する（ステップＳ６０１）。ＲＳＲＰ＿ｐｉｃｏとＲＳＲＰ＿ｍａｃｒｏはそれぞれピコ基地局６００−１のＲＳＲＰとマクロ基地局２００−１のＲＳＲＰを表す。

次いで、エッジ端末判定部６０７は、差分値ΔＲＳＲＰがしきい値ΔＲＳＲＰ＿Ｔｈｒ未満か否かを判定する（ステップＳ６０２）。しきい値ΔＲＳＲＰ＿Ｔｈｒ未満の場合（ステップＳ６０２、Ｙｅｓ）、端末３００−Ｐ１−１はエッジ端末であると判定する（ステップＳ６０３）。一方、しきい値ΔＲＳＲＰ＿Ｔｈｒよりも大きい場合（ステップＳ６０２、Ｎｏ）、端末３００−Ｐ１−１はセンタ端末であると判定する（ステップＳ６０４）。エッジ端末判定部６０７は、以上の判定結果を優先リソース要求部６０４に通知する。

図１３は、ピコ基地局６００−１の優先リソース要求部６０４が、マクロ基地局２００−１にピコ基地局６００−１のための優先リソースを要求するか否かを判定する動作手順を示すものである。優先リソース要求部６０４は、負荷測定部１０３がＰＲＢ使用率をマクロ基地局６００−１に通知する周期毎に、図１３に記載の動作を実行する。

図１３を参照すると、図８に対し、新たにステップＳ７０１〜ステップＳ７０２が追加されている。そのため、以下では、ステップＳ７０１〜ステップＳ７０２の動作についてのみ説明する。

先ず、優先リソース要求部６０４は、ピコ基地局６００−１に接続している全端末数に対するエッジ端末判定部６０７がエッジ端末と判定した端末数の割合Ｒ＿ｐｉｃｏ＿ｅｄｇｅを数式７に従って計算する（ステップＳ７０１）。数式７において、Ｎ＿ｐｉｃｏｕｅ＿ｅｄｇｅはエッジ端末判定部６０７がエッジ端末と判定した端末数、Ｎ＿ｐｉｃｏｕｅはピコ基地局６００−１に接続している全端末数である。

次に、優先リソース要求部６０４は、計算したＲ＿ｐｉｃｏ＿ｅｄｇｅが予め設定してあるしきい値Ｒ＿Ｔｈｒ以上か否かを判定する（ステップＳ７０２）。しきい値Ｒ＿Ｔｈｒ以上の場合（ステップＳ７０２、Ｙｅｓ）、優先リソース要求部６０４は、マクロ基地局２００−１からの干渉でチャネル品質が劣化する端末３００−Ｐ１が多いと判定し、ステップＳ３０１に進む。一方、しきい値Ｒ＿Ｔｈｒ未満の場合（ステップＳ７０２、Ｎｏ）、優先リソース要求部６０４は、マクロ基地局２００−１からの干渉でチャネル品質が劣化する端末３００−Ｐ１は多くないと判定し、ステップＳ１０８に進む。

以上、説明したように、本発明の第３の実施形態に係わるピコ基地局６００−１とマクロ基地局２００−１によれば、ピコ基地局６００−１の端末の遅延時間が使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局２００−１の端末の遅延時間よりも所定値以上大きく、かつ、マクロ基地局２００−１の負荷が高く、かつ、マクロ基地局２００−１からの干渉でチャネル品質が劣化するピコ端末３００−Ｐ１が多い場合に、マクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースを設定するので、本発明の第１の実施形態と比較して、マクロ基地局２００−１の干渉抑制によるピコ端末３００−Ｐ１のチャネル品質の劣化が大きい場合のみ、マクロ基地局２００−１で使用を制限する無線リソースを設定できる。

以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、エッジ端末判定部６０７は、ＲＳＲＰの替わりにリファレンス信号の受信電力に対する全受信電力の比であるＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｑｕａｌｉｔｙ）を用いてエッジ端末を判定してもよい。

或いは、エッジ端末判定部６０７は、ＡＢＳのＣＱＩとＮｏｎ−ＡＢＳのＣＱＩを用いてエッジ端末を判定してもよい。エッジ端末は、マクロ基地局２００−１からの干渉が大きいため、マクロ基地局２００−１からの干渉を受けないＡＢＳでのチャネル品質と、Ｎｏｎ−ＡＢＳでのチャネル品質との差が大きい。この場合、エッジ端末判定部６０７は、ステップＳ６０１でＡＢＳのＣＱＩの目標ＳＩＮＲとＮｏｎ−ＡＢＳのＣＱＩの目標ＳＩＮＲの差分値ΔＳＩＮＲを数式８に従って計算し、ステップＳ６０２で差分値ΔＳＩＮＲがしきい値ΔＳＩＮＲ＿Ｔｈｒ未満か否かを判定する。ＣＱＩの目標ＳＩＮＲとは、ＢＬＥＲが目標値となるＳＩＮＲである。一般的に、ＣＱＩに対するＳＩＮＲはルックアップテーブルを参照して計算し、このルックアップテーブルは物理レイヤを模擬したリンクレベルシミュレーションにより作成する。数式８において、ＳＩＮＲ＿ａｂｓとＳＩＮＲ＿ｎｏｎａｂｓはそれぞれ、端末３００−Ｐ１−１がピコ基地局６００−１に報告した、ＡＢＳのＣＱＩの目標ＳＩＮＲとＮｏｎ−ＡＢＳのＣＱＩの目標ＳＩＮＲである。

ここで、ＡＢＳのＣＱＩとＮｏｎ−ＡＢＳのＣＱＩはマクロ基地局２００−１がＡＢＳを設定している場合しか端末３００−Ｐ１−１から報告されないため、マクロ基地局２００−１がＡＢＳを設定していない場合は、端末３００−Ｐ１−１が報告する周辺基地局のＲＳＲＰと周辺基地局から通知されるＰＲＢ使用率とから計算されるＡＢＳとＮｏｎ−ＡＢＳそれぞれの干渉電力の期待値と、端末３００−Ｐ１−１が報告するピコ基地局６００−１のＲＳＲＰを用いて計算したＡＢＳとＮｏｎ−ＡＢＳのＳＩＮＲを用い、数式８に従ってΔＳＩＮＲを計算する。ＡＢＳのＳＩＮＲは数式９に従って計算される。数式９の分母は、ＡＢＳの干渉電力の期待値である。また、Ｎｏｎ−ＡＢＳのＳＩＮＲは数式１０に従って計算される。数式１０の分母は、ＡＢＳの干渉電力の期待値である。数式９と数式１０において、Ｎ＿ｎｅｉｇは基地局動作部１０１が管理する周辺基地局リストに含まれる周辺基地局の数であり、ｋは周辺基地局リストでのインデックス番号である。また、ＲＳＲＰ＿ｎｅｉｇ＿ｋとＵ＿ｎｅｉｇ＿ｋはそれぞれ、インデックスがｋの周辺基地局のＲＳＲＰとＰＲＢ使用率である。ＤＢ［ｔ］は、真値の引数ｔをｄＢ単位の値に変換する関数である。

また、エッジ端末判定部６０７は、ＲＳＲＰの差を用いて、エッジ端末を判定していたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、比を用いてもよい。

[第４実施形態：マクロ基地局がｅＩＣＩＣ実施条件を判定]
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第１の実施の形態では、ピコ基地局が優先リソース（マクロ基地局で使用を制限する無線リソース）を要求するか否かを判定していたのに対し、本実施形態では、マクロ基地局が使用を制限する無線リソースの判定を行う点が異なる。また、第１の実施の形態では、使用を制限する無線リソースの割合を固定値としていたのに対し、本実施形態では、ピコ基地局の負荷とマクロ基地局の負荷に基づいて計算する点が異なる。更に、本実施形態は、第１の実施の形態と比較して、マクロ基地局が使用を制限する無線リソースを設定する判定条件の計算にマクロ基地局の干渉指標を加えた点が異なる。

［構成の説明］
図１４は、第４の実施の形態における各ピコ基地局７００と、各マクロ基地局８００の機能を表すブロック図である。ピコ基地局としてピコ基地局７００−１を、マクロ基地局としてマクロ基地局８００−１を用いて説明する。図には記載していないが、ピコ基地局７００−２の機能は、ピコ基地局７００−１の機能と同じである。同様に、マクロ基地局８００−２の機能は、マクロ基地局８００−１の機能と同じである。

第４の実施の形態におけるピコ基地局７００−１は、第１の実施の形態におけるピコ基地局７００−１と比較して、優先リソース要求部１０４が省略されている点が異なる。また、第４の実施の形態におけるマクロ基地局８００−１は、第１の実施の形態におけるマクロ基地局２００−１と比較して、割り当て無線リソース設定部２０４に替えて割り当て無線リソース設定部８０４を有する点が異なる。以下では、割り当て無線リソース設定部８０４に関して説明する。

割り当て無線リソース設定部８０４は、ピコ基地局７００−１から通知される負荷情報と、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局８００−１の負荷を用いて、ピコ基地局７００−１の優先リソースの割合を計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部８０４は、計算した優先リソースの割合と、ピコ基地局７００−１から通知される負荷情報と、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局８００−１の負荷を用いて、ピコ基地局７００−１の端末の遅延時間を判定するための遅延指標と、使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局８００−１の端末の遅延時間を表す遅延指標をそれぞれ計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部８０４は、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局８００−１の負荷と、送信バッファ２０５に滞留中の送信データのサイズ（以下、バッファサイズ）を用いて、マクロ基地局８００−１の干渉指標を計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部８０４は、計算したピコ基地局７００−１の遅延指標と、マクロ基地局８００−１の遅延指標と干渉指標を用いて、マクロ基地局８００−１が使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定し、基地局動作部２０１が管理する周辺基地局リストを参照して、判定結果をピコ基地局７００−１に通知する機能を有する。

本実施形態では、ピコ基地局７００−１の優先リソースはマクロ基地局８００−１で設定するＡＢＳであり、使用を制限する無線リソースはマクロ基地局８００−１のＳｕｂｆｒａｍｅであり、使用を制限するＳｕｂｆｒａｍｅをＡＢＳとする。また、使用を制限するＳｕｂｆｒａｍｅを設定する場合、計算した優先リソースの割合を用い、第１の実施形態における割り当て無線リソース設定部２０４と同様の方法でＡＢＳを設定する。また、使用を制限する無線リソースを設定しない場合はＡＢＳを設定しない。また、判定結果の通知にはＡＢＳ設定情報を用いる。ＡＢＳ設定情報としては、ＡＢＳを１、Ｎｏｎ−ＡＢＳを０として、ＡＢＳパターンを記載する。

［動作の説明］
図１５は、マクロ基地局８００−１の割り当て無線リソース設定部８０４が、使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する動作手順を示すものである。割り当て無線リソース設定部８０４は、ピコ基地局７００−１からＰＲＢ使用率を受信する度に、図１５に記載の動作を実行する。

図１５を参照すると、図６のステップＳ２０１の替わりに、新たなステップＳ８０１〜ステップＳ８０２と、図８のステップＳ３０２と、図５のステップＳ１０１と、新たなステップＳ８０３〜ステップＳ８０４と、図５のステップＳ１０４〜ステップＳ１０６が、記載の順に追加されている。そのため、以下では、ステップＳ８０１〜ステップＳ８０４の動作についてのみ説明する。

先ず、割り当て無線リソース設定部８０４は、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局８００−１のＰＲＢ使用率Ｕ＿ｍａｃｒｏと、現在のＳｕｂｆｒａｍｅにおいて送信バッファ２０５に滞留しているバッファサイズＢＳ＿ｐｒｅｓｅｎｔと、現在のＳｕｂｆｒａｍｅから所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ前のＳｕｂｆｒａｍｅに送信バッファ２０５に滞留していたバッファサイズＢＳ＿ｐａｓｔと、その所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ内に送信バッファ２０５に到着したデータサイズΔＳを用い、マクロ基地局８００−１のＲＢあたりの伝送ビット数ＴＢ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ Ｂｉｔｓ）＿ｍａｃｒｏを数式１１に従って計算する（ステップＳ８０１）。数式１１の右辺において、分子は所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ内にマクロ基地局８００−１で送信が完了した総データサイズを表し、分母は所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ内にマクロ基地局８００−１でデータ送信のために使用した総ＰＲＢ数を表す。Ｎ＿ＰＲＢはＳｕｂｆｒａｍｅ当たりに割り当て可能なＰＲＢ数であり、Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅはＰＲＢ使用率の通知周期である。

次に、割り当て無線リソース設定部８０４は、マクロ基地局８００−１の干渉指標Ｌ＿ｍａｃｒｏを数式１２Ａに従って計算する（ステップＳ８０２）。数式１２Ａにより、現在時刻から所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅが経過するまでに使用できる総ＰＲＢ数に対し、送信バッファに滞留しているデータを送信完了するまでに必要な述べＰＲＢ数との比をマクロ基地局８００−１の干渉指標として計算できる。Ｌ＿ｍａｃｒｏが１より大きくなる場合、送信バッファに滞留しているデータを所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ内に送信完了できないと予想できる。

次いで、割り当て無線リソース設定部８０４は、計算したマクロ基地局８００−１の干渉指標Ｌ＿ｍａｃｒｏがしきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上か否かを判定する（ステップＳ３０２）。しきい値Ｌ＿Ｔｈｒ未満の場合（ステップＳ３０２、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部８０４は、マクロ基地局８００−１の送信確率は低く、ピコ基地局７００−１の端末がマクロ基地局８００−１から干渉を受ける確率も高くないと判定し、ステップＳ２０４に進む。一方、しきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上の場合（ステップＳ３０２、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部８０４は、マクロ基地局８００−１の送信確率が高く、ピコ基地局７００−１の端末がマクロ基地局８００−１から干渉を受ける確率も高いと判定し、ピコ基地局７００−１の遅延指標Ｄ＿ｐｉｃｏを数式１に従って計算し（ステップＳ１０１）、次いで、マクロ基地局８００−１のＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓを数式１３に従って計算する（ステップＳ８０３）。数式１３において、Ｒ＿ａｂｓ＿ｍａｘは設定可能なＡＢＳの割合の最大値であり、本実施形態では７／８とする。また、Ｕ＿Ｔａｒｇｅｔはピコ基地局７００−１とマクロ基地局８００−１のＰＲＢ使用率の差分値の目標値である。また、ｗは重み付け係数であり、本実施形態では１とする。また、ＦＬＯＯＲ｛ｔ｝は、引数ｔを上回らない最大の整数を返す関数である。数式１３は、数式３の左辺ΔＤをＵ＿Ｔａｒｇｅｔに置き換え、数式１と数式２を用いて、ＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓを求める式に変換したものである。従って、数式１３により、ピコ基地局７００−１のＰＲＢ使用率と使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局８００−１のＰＲＢ使用率の差分が目標値Ｕ＿ＴａｒｇｅｔとなるＲ＿ａｂｓを計算できる。

次いで、割り当て無線リソース設定部８０４は、計算したマクロ基地局のＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓが、最小値Ｒ＿ａｂｓ＿ｍｉｎ以上か否かを判定する（ステップＳ８０４）。本実施形態では、Ｒ＿ａｂｓ＿ｍｉｎは、１／８とする。Ｒ＿ａｂｓ＿ｍｉｎ未満の場合（ステップＳ８０４、Ｎｏ）、設定可能なＡＢＳの割合を計算できないと判定し、ステップＳ２０４に進む。一方、Ｒ＿ａｂｓ＿ｍｉｎ以上の場合（ステップＳ８０４、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進む。

以上、説明したように、本発明の第４実施形態に係わるピコ基地局７００−１とマクロ基地局８００−１によれば、マクロ基地局８００−１の負荷が高い場合に、ピコ基地局７００−１の遅延指標とマクロ基地局８００−１の遅延指標に基づいてマクロ基地局８００−１が使用を制限する無線リソースの割合を計算できるため、本発明の第１の実施形態と比較して、マクロ基地局が使用を制限する無線リソースを設定する機会が増加する。更に、本実施の形態によれば、ピコ基地局７００−１はＲＮＴＰをマクロ基地局８００−１へ通知しないため、本発明の第１の実施形態と比較して、通信回線ＮＷを介した基地局間のシグナリング量を抑制できる。

以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、割り当て無線リソース設定部８０４は、マクロ基地局８００−１の干渉指標をマクロ基地局８００−１のＰＲＢ使用率、或いはＡｃｔｉｖｅ ＵＥ数としてもよい。

また、割り当て無線リソース設定部８０４は、マクロ基地局８００−１の干渉指標を計算せずにマクロ基地局８００−１が使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定することもできる。この場合、図１５のステップＳ８０１〜ステップＳ８０３が省略できるため、本実施の形態と比較して、マクロ基地局８００−１の処理負荷を軽減できる。

また、本実施形態では計算したＡＢＳの割合を用いてマクロ基地局８００−１が使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定していたが、他の実施の形態と同様、予め定義されたＡＢＳの割合を用いて判定しても良い。

また、マクロ基地局の通信エリア内に複数のピコ基地局が配置された場合でも適用できる。この場合、割り当て無線リソース設定部８０４は、ピコ基地局７００−１の遅延指標として、通信エリア内のピコ基地局毎に計算した遅延指標の平均値、或いは、累積分布の所定の値を用いる。

また、マクロ基地局８００−１の負荷指標Ｌ＿ｍａｃｒｏは、数式１２Ｂに従って計算することもできる。数式１２Ｂにおいて、ΔＳ＿ａｖｅは所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ内にマクロ基地局８００−１の送信バッファ２０５に到着するデータサイズの平均値である。数式１２Ｂにより、割り当て無線リソース設定部８０４は、現在時刻から所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅが経過するまでに使用できる総ＰＲＢ数に対し、送信バッファに滞留しているデータと所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ内に発生するデータを送信完了するまでに必要な述べＰＲＢ数との比である推定ＰＲＢ使用率をマクロ基地局８００−１の負荷指標として計算できる。

尚、ΔＳ＿ａｖｅは、数式１２Ｂを計算する直前に、数式１４で更新される。数式１４において、ΔＳ＿ａｖｅ＿ｐｒｅｖｉｏｕｓは、更新前のデータサイズの平均値であり、ωは重み付け係数である。

以上の変更は、以降の実施形態も同様に行うことができる。

[第５実施形態：周波数での干渉回避]
次に、本発明の第５の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第４の実施の形態では使用を制限する無線リソースをＳｕｂｆｒａｍｅとしていたのに対して、本実施形態では使用を制限する無線リソースをＰＲＢにする点が異なる。また、第４の実施の形態では、使用を制限する無線リソースの割合をピコ基地局の負荷とマクロ基地局の負荷に基づいて計算していたのに対し、本実施形態では、固定値とする点が異なる。

［構成の説明］
第５の実施の形態におけるピコ基地局は、第４の実施の形態におけるピコ基地局７００と同じであるため、説明を省略する。

図１６は、第５の実施の形態における各マクロ基地局９００の機能を表すブロック図である。マクロ基地局としてマクロ基地局９００−１を用いて説明する。図には記載していないが、マクロ基地局９００−２の機能は、マクロ基地局９００−１の機能と同じである。

第５の実施の形態におけるマクロ基地局９００−１は、第４の実施の形態におけるマクロ基地局８００−１と比較して、割り当て無線リソース設定部８０４に替えて割り当て無線リソース設定部９０４を有する点が異なる。以下では、割り当て無線リソース設定部９０４に関して説明する。

割り当て無線リソース設定部９０４は、割り当て無線リソース８０４と同様の方法でマクロ基地局９００−１の干渉指標を計算する機能と、ピコ基地局７００−１から通知される負荷情報と、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局９００−１の負荷と、ピコ基地局７００−１の優先リソースの情報を用いて、ピコ基地局７００−１の端末の遅延時間を判定するための遅延指標と、使用を制限する無線リソースを制限した場合のマクロ基地局９００−１の端末の遅延時間を判定するための遅延指標をそれぞれ計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部９０４は、計算したピコ基地局７００−１の遅延指標と、マクロ基地局９００−１の干渉指標と遅延指標を用いて、マクロ基地局９００−１が使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する機能を有する。

本実施形態では、使用を制限する無線リソースはマクロ基地局９００−１のＰＲＢであり、ピコ基地局７００−１の優先リソースはマクロ基地局９００−１が端末に割り当てないＰＲＢであり、使用を制限する無線リソースを設定する場合、予め決められたＰＲＢを端末に割り当てないＰＲＢとして設定する。
［動作の説明］
図１７は、マクロ基地局９００−１の割り当て無線リソース設定部９０４が、使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する動作手順を示すものである。割り当て無線リソース設定部９０４は、ピコ基地局７００−１からＰＲＢ使用率を受信する度に、図１７に記載の動作を実行する。

図１７を参照すると、図１４のステップＳ８０３〜Ｓ８０４とステップＳ１０４の替わりに、ステップＳ９０１が追加されている。また、図１４のステップＳ２０２〜ステップＳ２０５の替わりに、ステップＳ９０２〜ステップＳ９０５が追加されている。以下では、追加されたステップＳ９０１以降の動作についてのみ説明する。

割り当て無線リソース設定部９０４は、マクロ基地局９００−１の遅延指標Ｄ＿ｍａｃｒｏを数式１５に従って計算する（ステップＳ９０１）。数式１５において、Ｎ＿ＰＲＢ＿ｐｒｉｏｒは、現在のＳｕｂｆｒａｍｅにおけるマクロ基地局９００−１が端末３００−Ｍ１に割り当てないＰＲＢ数である。また、ｗは重み付け係数であり、本実施形態では１とする。マクロ基地局９００−１が使用を制限する無線リソースを設定している場合、Ｎ＿ＰＲＢ＿ｐｒｉｏｒは予め定義された値となる。また、マクロ基地局９００−１が使用を制限する無線リソースを設定していない場合、Ｎ＿ＰＲＢ＿ｐｒｉｏｒは０となる。

続いて、割り当て無線リソース設定部９０４は、ピコ基地局７００−１の遅延指標Ｄ＿ｐｉｃｏに対する、使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局９００−１の遅延指標Ｄ＿ｍａｃｒｏの差分値ΔＤを数式３に従って計算し（ステップＳ１０５）、計算した差分値ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ以上か否かを判定する（ステップＳ１０６）。

差分値ΔＤがしきい値Δ＿Ｔｈｒ以上の場合（ステップＳ１０６、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部９０４は、マクロ基地局９００−１が使用を制限する無線リソースを設定した場合の端末３００−Ｍ１の遅延時間の増大は大きくないと判定し、マクロ基地局９００−１が既に端末に割り当てないＰＲＢを設定しているか否かを判定する（ステップＳ９０２）。既に端末に割り当てないＰＲＢを設定している場合（ステップＳ９０２、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部９０４は、図１７の処理を終了する。一方、未だ端末に割り当てないＰＲＢを設定していない場合（ステップＳ９０２、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部９０４は、端末に割り当てないＰＲＢを設定し、Ｎ＿ＰＲＢ＿ｐｒｉｏｒを予め定義した値に更新する（ステップＳ９０３）。これにより、マクロ基地局９００−１が端末に割り当てないＰＲＢにおいて、ピコ基地局７００−１の各端末３００−Ｐ１に対し、マクロ基地局８００−１からの干渉が抑制される。その後、図１７の処理を終了する。

差分値ΔＤがしきい値Δ＿Ｔｈｒ未満の場合（ステップＳ１０６、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部９０４は、マクロ基地局１０００−１が使用を制限する無線リソースを設定した場合の端末３００−Ｍ１の遅延時間の増大は大きいと判定し、マクロ基地局９００−１が既に端末に割り当てないＰＲＢを設定しているか否かを判定する（ステップＳ９０４）。既に端末に割り当てないＰＲＢを設定している場合（ステップＳ９０４、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部９０４は、端末に割り当てないＰＲＢの設定を解除し、Ｎ＿ＰＲＢ＿ｐｒｉｏｒを０に更新する。その後、図１７の処理を終了する。一方、端末に割り当てないＰＲＢを設定していない場合（ステップＳ９０４、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部９０４は、図１７の処理を終了する。

また、マクロ基地局９００−１の干渉指標Ｌ＿ｍａｃｒｏがしきい値Ｌ＿Ｔｈｒ未満の場合（ステップＳ３０２、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部９０４は、ステップＳ９０４に進む。

[第６実施形態：送信電力での干渉回避]
次に、本発明の第６の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第４の実施の形態では使用を制限する無線リソースをＳｕｂｆｒａｍｅとしていたのに対して、本実施形態では使用を制限する無線リソースを送信電力にする点が異なる。また、第４の実施の形態では、使用を制限する無線リソースの割合をピコ基地局の負荷とマクロ基地局の負荷に基づいて計算していたのに対し、本実施形態では、固定値とする点が異なる。

［構成の説明］
第６の実施の形態におけるピコ基地局は、第４の実施の形態におけるピコ基地局７００と同じであるため、説明を省略する。

図１８は、第６の実施の形態における各マクロ基地局１０００の機能を表すブロック図である。マクロ基地局としてマクロ基地局１０００−１を用いて説明する。図には記載していないが、マクロ基地局１０００−２の機能は、マクロ基地局１０００−１の機能と同じである。

第６の実施の形態におけるマクロ基地局１０００−１は、第４の実施の形態におけるマクロ基地局８００−１と比較して、割り当て無線リソース設定部８０４に替えて割り当て無線リソース設定部１００４を有する点が異なる。以下では、割り当て無線リソース設定部１００４に関して説明する。

割り当て無線リソース設定部１００４は、各端末３００−Ｍ１から報告されるＣＳＩを用いて、使用を制限する無線リソースを設定しない場合のマクロ基地局１０００−１の伝送レートに対する、使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局１０００−１の伝送レートの比を計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部１００４は、計算した伝送レートの比と、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局１０００−１の負荷を用いて、マクロ基地局１０００−１の干渉指標を計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部１００４は、計算したそれぞれの伝送レートと、ピコ基地局７００−１から通知される負荷情報と、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局１０００−１の負荷を用いて、ピコ基地局７００−１の端末の遅延時間を判定するための遅延指標と、使用を制限する無線リソースを設定した制限したマクロ基地局１０００−１の端末の遅延時間を判定するための遅延指標をそれぞれ計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部１００４は、計算したピコ基地局７００−１の遅延指標と、マクロ基地局１０００−１の干渉指標と遅延指標を用いて、マクロ基地局１０００−１が使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する機能を有する。

本実施形態では、使用を制限する無線リソースは、マクロ基地局１０００−１のＰＤＳＣＨの送信電力である。割り当て無線リソース設定部１００４は、使用を制限するＰＤＳＣＨの送信電力を設定する場合、各端末３００−Ｍ１に対して、割り当て可能な帯域をシステム帯域に設定し、データチャネルであるＰＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）の送信電力を予め設定された基準送信電力よりも所定の値小さい送信電力に設定する。また、割り当て無線リソース設定部１００４は、使用を制限する無線リソースを設定しない場合、端末３００−Ｍ１に対して、端末３００−Ｍ１に対して、割り当て可能な帯域をシステム帯域に設定し、送信電力を予め設定された基準送信電力に設定する。基準送信電力とは、マクロ基地局１０００−１が使用を制限する無線リソースを設定しない場合の送信電力である。

［動作の説明］
図１９は、マクロ基地局１０００−１の割り当て無線リソース設定部１００４が、使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する動作手順を示すものである。割り当て無線リソース設定部１００４は、ピコ基地局７００−１からＰＲＢ使用率を受信する度に、図１９に記載の動作を実行する。

先ず、割り当て無線リソース設定部１００４は、マクロ基地局１０００−１に接続している各端末３００−Ｍ１の送信電力Ｐ＿ｐｄｓｃｈと基準電力Ｐ＿ｒｓを用いて、使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局１０００−１の伝送レート（分子）に対する使用を制限する無線リソースを設定しない場合のマクロ基地局１０００−１の伝送レート（分母）の比Ｒ＿ｉｃｉｃを、数式１６に従って計算する（ステップＳ１００１）。数式１６において、ＴＢＳ（ｔ）は、ｔ［ｄＢ］のＳＩＮＲから伝送ビット数を算出する関数である。また、Ｎ＿ｕｅはマクロ基地局１０００−１に接続している端末数、ｉはマクロ基地局１０００−１に接続している端末を識別するためのインデックス番号、ＳＩＮＲ＿ｉは、インデックス番号がｉの端末が報告したＣＱＩの目標ＳＩＮＲの平均値、ＳＩＮＲから伝送ビット数は、基地局動作部２０１が保持するＳＩＮＲに対する伝送ビット数のルックアップテーブルを参照して計算するのが一般的である。また、Ｐ＿ｏｆｆｓｅｔ［ｄＢ］は、マクロ基地局１０００−１が使用を制限する無線リソースを設定する場合の、送信電力の削減量である。送信電力の増減と伝送レートの増減には相関があるため、送信電力を削減した場合の伝送レートに対する削減しない場合の伝送レートの比を、使用を制限しない無線リソースの割合と仮定する。従って、Ｐ＿ｏｆｆｓｅｔが０ｄＢであれば、Ｒ＿ｉｃｉｃは１となり、使用を制限する無線リソースを設定しない場合と同様となる。

次に、割り当て無線リソース設定部１００４は、マクロ基地局１０００−１に接続している各端末３００−Ｍ１の送信電力Ｐ＿ｐｄｓｃｈと基準電力Ｐ＿ｒｓが等しいか判定する（ステップＳ１００２）。等しい場合（ステップＳ１００２、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部１００４は、マクロ基地局１０００−１の干渉指標Ｌ＿ｍａｃｒｏを数式４に従って計算する（ステップＳ１００３）。一方、等しくない場合（ステップＳ１００２、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部１００４は、マクロ基地局１０００−１の干渉指標Ｌ＿ｍａｃｒｏを数式１７に従って計算する（ステップＳ１００３）。数式１７により、マクロ基地局１０００−１がＰＤＳＣＨの送信電力を予め設定された基準送信電に設定した場合の、マクロ基地局１０００−１のＰＲＢ使用率を推定できる。

次に、割り当て無線リソース設定部１００４は、計算したＬ＿ｍａｃｒｏがしきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上か否かを判定する（ステップＳ３０２）。

しきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上の場合（ステップＳ３０２、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部１００４は、マクロ基地局１０００−１の送信確率が高く、ピコ基地局７００−１の端末がマクロ基地局１０００−１から干渉を受ける確率も高いと判定し、ピコ基地局７００−１の遅延指標Ｄ＿ｐｉｃｏを数式１に従って計算し（ステップＳ１０１）、次いで、マクロ基地局１０００−１に接続している各端末３００−Ｍ１の送信電力Ｐ＿ｐｄｓｃｈと基準電力Ｐ＿ｒｓが等しいか判定する（ステップＳ１００５）。

等しい場合（ステップＳ１００５、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部１００４は、使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局１０００−１の遅延指標Ｄ＿ｍａｃｒｏを数式１８に従って計算する（ステップＳ１００６）。数式１８において、ｗは重み付け係数であり、本実施形態では１とする。数式１８により、マクロ基地局１０００−１がＰＤＳＣＨの送信電力を予め設定された基準送信電力よりも所定の値小さい送信電力に設定した場合の、マクロ基地局１０００−１のＰＲＢ使用率を推定できる。

一方、等しくない場合（ステップＳ１００５、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部１００４は、使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局１０００−１の遅延指標Ｄ＿ｍａｃｒｏを数式１９に従って計算する（ステップＳ１００７）。数式１９において、ｗは重み付け係数であり、本実施形態では１とする。

続いて、割り当て無線リソース設定部１００４は、ピコ基地局７００−１の遅延指標Ｄ＿ｐｉｃｏに対する使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局１０００−１の遅延指標Ｄ＿ｍａｃｒｏの差分値ΔＤを数式３に従って計算し（ステップＳ１０５）、計算した差分値ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ以上か否かを判定する（ステップＳ１０６）。

差分値ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ以上の場合（ステップＳ１０６、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部１００４は、マクロ基地局１０００−１が使用を制限する無線リソースを設定した場合の端末３００−Ｍ１の遅延時間の増大は大きくないと判定し、マクロ基地局１０００−１のＰＤＳＣＨの送信電力Ｐ＿ｐｄｓｃｈと基準電力Ｐ＿ｒｓからＰ＿ｏｆｆｓｅｔ（＞０ｄＢ）を引いた値が等しいか判定する（ステップＳ１００８）。等しい場合（ステップＳ１００８、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部１００４は、図１９の処理を終了する。一方、等しくない場合（ステップＳ１００８、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部１００４は、送信電力Ｐ＿ｐｄｓｃｈを数式２０に従って更新する（ステップＳ１００９）。割り当て無線リソース設定部１００４は、送信電力Ｐ＿ｐｄｓｃｈの設定情報を基地局動作部２０１を介して、各端末３００−Ｍ１に通知する。これにより、ピコ基地局７００−１の各端末３００−Ｐ１に対して、マクロ基地局１０００−１からの干渉が抑制できる。

一方、差分値ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ未満の場合（ステップＳ１０６、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部１００４は、マクロ基地局１０００−１が使用を制限する無線リソースを設定した場合の端末３００−Ｍ１の遅延時間の増大は大きいと判定し、マクロ基地局１０００−１に接続している各端末３００−Ｍ１の送信電力Ｐ＿ｐｄｓｃｈと基準電力Ｐ＿ｒｓが等しいか判定する（ステップＳ１０１０）。等しい場合（ステップＳ１０１０、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部１００４は、図１９の処理を終了する。一方、等しくない場合（ステップＳ１０１０、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部１００４は、送信電力Ｐ＿ｐｄｓｃｈを数式２１に従って更新する（ステップＳ１０１１）。割り当て無線リソース設定部１００４は、送信電力Ｐ＿ｐｄｓｃｈの設定情報を、基地局動作部２０１を介して、各端末３００−Ｍ１に通知する。

以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、割り当て無線リソース設定部１００４は、使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局１０００−１の伝送レートに対する使用を制限する無線リソースを設定しない場合のマクロ基地局１０００−１の伝送レートの比Ｒ＿ｉｃｉｃを、数式２２に従って計算することもできる。数式２２のＬｏｇ_２（１＋ｔ）により、ｔ（真値）のＳＩＮＲから伝送レートを算出できる。これは、本分野で一般的に用いられるシャノンの通信容量定理（Ｓ＝Ｌｏｇ_２（１＋ｔ）、Ｓは伝送レート）を適用している。数式２２において、ＲＥＡＬ［ｔ］は、引数ｔ［ｄＢ］の真値を返す関数である。

[第７実施形態：ＦｅＩＣＩＣ]
次に、本発明の第７の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第４の実施の形態では、仕様を制限する無線リソースではマクロ基地局は無線通信を行わなかったが、本実施形態では、送信電力を削減して無線通信を行う点が異なるまた、第４の実施の形態では、使用を制限する無線リソースの割合をピコ基地局の負荷とマクロ基地局の負荷に基づいて計算していたのに対し、本実施形態では、固定値とする点が異なる。

［構成の説明］
第７の実施の形態におけるピコ基地局は、第４の実施の形態におけるピコ基地局７００と同じであるため、説明を省略する。

図２０は、第７の実施の形態における各マクロ基地局１１００の機能を表すブロック図である。マクロ基地局としてマクロ基地局１１００−１を用いて説明する。図には記載していないが、マクロ基地局１１００−２の機能は、マクロ基地局１１００−１の機能と同じである。

第７の実施の形態におけるマクロ基地局１１００−１は、第４の実施の形態におけるマクロ基地局８００−１と比較して、割り当て無線リソース設定部８０４に替えて割り当て無線リソース設定部１１０４を有する点が異なる。以下では、割り当て無線リソース設定部１１０４に関して説明する。

割り当て無線リソース設定部１１０４は、各端末３００−Ｍ１から報告されるＣＳＩと、基地局動作部２０１が保持するＡＢＳ設定情報を用いて、使用を制限する無線リソースを設定しない場合のマクロ基地局１１０１−１の伝送レートに対する、使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局１１０１−１の伝送レートの比を計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部１１０４は、計算したそれぞれの伝送レートと、基地局動作部２０１が保持するＡＢＳ設定情報と、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局１１００−１の負荷を用いて、マクロ基地局１１００−１の干渉指標を計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部１１０４は、計算したそれぞれの伝送レートと、基地局動作部２０１が保持するＡＢＳ設定情報と、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局１１００−１の負荷と、ピコ基地局７００−１から通知される負荷情報を用いて、ピコ基地局７００−１の端末の遅延時間を判定するための遅延指標と、使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局１１００−１の端末の遅延時間を表す遅延指標をそれぞれ計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部１１０４は、計算したピコ基地局７００−１の遅延指標と、マクロ基地局１１００−１の干渉指標と遅延指標を用いて、マクロ基地局１１００−１が使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定し、基地局動作部２０１が管理する周辺基地局リストを参照して、判定結果をピコ基地局７００−１に通知する機能を有する。

本実施形態では、使用を制限する無線リソースは、マクロ基地局１１００−１のＳｕｂｆｒａｍｅであり、使用を制限するＳｕｂｆｒａｍｅをＡＢＳとする。割り当て無線リソース設定部１１０４は、使用を制限するＳｕｂｆｒａｍｅ無線リソースを設定する場合、予め定義されたＡＢＳの割合を用いて、第１の実施形態における割り当て無線リソース設定部２０４と同様の方法でＡＢＳを設定する。また、割り当て無線リソース設定部１１０４は、使用を制限する無線リソースを設定しない場合はＡＢＳを設定しない。また、マクロ基地局１１００−１は、ＡＢＳでは、ＰＤＳＣＨの送信電力を基準送信電力から端末３００−Ｍ１毎に決定する電力オフセット値だけ小さい送信電力にして無線通信を行う。非特許文献６（３ＧＰＰ ＴＳ ３６．１０４ Ｖ１１．１．０（２０１２−０７）、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ Ｅ−ＵＴＲＡＮ ＢＳ ｒａｄｉｏ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ、ｐ．２８、Ｊｕｌｙ． ２０１２）に記載されているように、各端末３００−Ｍの電力オフセット値は、端末３００−Ｍ１が報告するＣＳＩに基づき決定される変調方式で削減可能な送信電力の最大値とする。また、判定結果の通知にはＡＢＳ設定情報を用いる。ＡＢＳ設定情報としては、ＡＢＳを１、Ｎｏｎ−ＡＢＳを０として、ＡＢＳパターンを記載する。

［動作の説明］
図２１は、マクロ基地局１１００−１の割り当て無線リソース設定部１１０４が、使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する動作手順を示すものである。割り当て無線リソース設定部１１０４は、ピコ基地局７００−１からＰＲＢ使用率を受信する度に、図２１に記載の動作を実行する。

図２１を参照すると、図１９のステップＳ１００１〜ステップＳ１００４に替えて、新たにステップＳ１１０１〜ステップＳ１１０４が追加されている。また、図１９のステップＳ１００５〜ステップＳ１００７に替えて、新たにステップＳ１１０５〜ステップＳ１１０７が追加されている。また、図１９のステップＳ１００８〜ステップＳ１０１１に替えて、図５のステップＳ２０２〜ステップＳ２０５が追加されている。以下では、新たに追加されたステップＳ１１０１〜Ｓ１１０７の動作についてのみ説明する。

先ず、割り当て無線リソース設定部１１０４は、使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局１１０１−１の伝送レートに対する、使用を制限する無線リソースを設定しない場合のマクロ基地局１１０１−１の伝送レートの比Ｒ＿ｆｅｉｃｉｃを、数式２３に従って計算する（ステップＳ１１０１）。数式２３において、Ｒ＿ａｂｓは予め定義されているマクロ基地局１１００−１のＡＢＳの割合であり、ＴＢＳ（ｔ［ｄＢ］）は、ｔ［ｄＢ］のＳＩＮＲから伝送ビット数を算出する関数である。また、Ｐ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｉは、インデックス番号がｉの端末のＡＢＳにおける電力オフセット値である。Ｐ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｉは、インデックス番号がｉの端末が報告するＣＳＩに基づき決定される変調方式で削減可能な送信電力の最大値である。送信電力の増減と伝送レートの増減には相関があるため、第６の実施形態同様、送信電力を削減した場合の伝送レートに対する削減しない場合の伝送レートの比を、使用を制限しない無線リソースの割合と仮定する。

次に、割り当て無線リソース設定部１１０４は、マクロ基地局２００−１がＡＢＳを設定しているか否かを判定する（ステップＳ１１０２）。割り当て無線リソース設定部１１０４は、既にＡＢＳを設定している場合（ステップＳ１１０２、Ｙｅｓ）、マクロ基地局１１００−１の干渉指標Ｌ＿ｍａｃｒｏを数式２４に従って計算する（ステップＳ１１０３）。数式２４により、ＡＢＳを設定しない場合のマクロ基地局１１０１−１のＰＲＢ使用率を推定できる。

一方、未だＡＢＳを設定していない場合（ステップＳ１１０２、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部１１０４は、マクロ基地局１１００−１の干渉指標Ｌ＿ｍａｃｒｏを数式４に従って計算する（ステップＳ１１０４）。

次に、割り当て無線リソース設定部１１０４は、計算したＬ＿ｍａｃｒｏがしきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上か否かを判定する（ステップＳ３０２）。

しきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上の場合（ステップＳ３０２、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部１１０４は、マクロ基地局１１００−１の送信確率が高く、ピコ基地局７００−１の端末がマクロ基地局１１００−１から干渉を受ける確率も高いと判定し、ピコ基地局７００−１の遅延指標Ｄ＿ｐｉｃｏを数式１に従って計算する（ステップＳ１０１）。

次いで、割り当て無線リソース設定部１１０４は、マクロ基地局２００−１がＡＢＳを設定しているか否かを判定する（ステップＳ１１０５）。既にＡＢＳを設定している場合（ステップＳ１１０５、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部１１０４は、使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局１１００−１の遅延指標Ｄ＿ｍａｃｒｏを数式１９に従って計算する（ステップＳ１１０６）。一方、未だＡＢＳを設定していない場合（ステップＳ１１０５、Ｎｏ）、使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局１１００−１の遅延指標Ｄ＿ｍａｃｒｏを数式２５に従って計算する（ステップＳ１１０６）。数式２５において、ｗは重み付け係数であり、本実施形態では１とする。数式２５により、ＡＢＳを設定した場合のマクロ基地局１１０１−１のＰＲＢ使用率を推定できる。

以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、割り当て無線リソース設定部１１０４は、マクロ基地局１１００−１が使用を制限する無線リソースを設定しない場合の伝送レートに対する使用を制限する無線リソースを設定した場合の伝送レートの比Ｒ＿ｆｅｉｃｉｃを、数式２６に従って計算することもできる。数式２６のＬｏｇ_２（１＋ｔ）により、ｔ（真値）のＳＩＮＲから伝送レートを算出できる。これは、本分野で一般的に用いられるシャノンの通信容量定理（Ｓ＝Ｌｏｇ_２（１＋ｔ）、Ｓは伝送レート）を適用している。数式２６において、ＲＥＡＬ［ｔ］は、引数ｔ［ｄＢ］の真値を返す関数である。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

上述の実施の形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではなく、端末もしくは基地局における処理を、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１２年１１月９日に出願された日本出願特願２０１２−２４６９６１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０ 無線通信システム
１００−１、１００−２、４００−１、６００−１，７００−１ ピコ基地局
２００−１、２００−２，５００−１，８００−１，９００−１，１０００−１，１１００−１ マクロ基地局
３００−Ｐ１−１、３００−Ｐ１−２、３００−Ｐ２−１、３００−Ｐ２−２、３００−Ｍ１−１、３００−Ｍ１−２、３００−Ｍ２−１、３００−Ｍ２−２ 端末
１０１、２０１ 基地局動作部
１０２、２０２ リファレンス信号生成部
１０３、２０３ 負荷測定部
１０４，４０４，６０４ 優先リソース要求部
１０５、２０５ 送信バッファ
１０６、２０６ スケジューラ
２０４、５０４，８０４，９０４，１００４，１１０４ 割り当て無線リソース設定部
３０１ 端末動作部
３０２ 通信路品質測定部
６０７ エッジ端末判定部

Claims (42)

1. 第１基地局が管理する第１通信エリアと、前記第１通信エリアの少なくとも一部を包括する第２基地局が管理する第２通信エリアとが存在する場合に、前記第１及び第２基地局が端末との間で無線通信に使用できる無線リソースを設定する無線リソース設定方法であって、
   前記第１通信エリアと前記第２通信エリアの第１の負荷を取得し、
   前記第１通信エリアの前記第１の負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算し、
   前記第２通信エリアの前記第１の負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用できる無線リソースを制限した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算し、
   前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する判定条件を計算し、
   前記第２通信エリアにおいて前記使用を制限する無線リソースの割合を計算し、
   前記判定条件と前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標との差或いは比が遅延指標のしきい値以上である場合、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定すること、
   を有することを特徴とする無線リソース設定方法。
2. 前記判定条件を計算する際に、
   前記第２通信エリアの第２の負荷を取得し、
   前記第２の負荷を用いて、前記第１通信エリア内の端末が前記第２通信エリアから受ける干渉の判定に用いられる干渉指標を計算すること、を更に有し、
   前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに加え、前記干渉指標に基づいて前記判定条件を計算することを特徴とする、請求項１に記載の無線リソース設定方法。
3. 前記干渉指標が干渉指標のしきい値以上となる場合、前記使用を制限する無線リソースが設定されることを特徴とする、請求項２に記載の無線リソース設定方法。
4. 前記判定条件を計算する際に、
   端末毎に前記端末と前記第１基地局との間の第１通信路品質、及び、前記端末と前記第２基地局との間の第２通信路品質を取得し、
   前記第１通信路品質と前記第２通信路品質を用いてセル端端末を選択し、
   前記第１通信エリア内において前記セル端端末を選択する際に選択された前記セル端端末の割合を計算すること、を更に備え、
   前記第１の遅延指標と、前記第２の遅延指標と、前記干渉指標とに加え、前記セル端端末の割合に基づいて前記判定条件を計算することを特徴とする、請求項２又は３に記載の無線リソース設定方法。
5. 前記セル端端末の割合がセル端端末の割合しきい値以上となる場合、前記使用を制限する無線リソースが設定されることを特徴とする、請求項４に記載の無線リソース設定方法。
6. 前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合は、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて計算することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
7. 前記第１の負荷或いは前記第２の負荷は、帯域使用率であることを特徴とする請求項２に記載の無線リソース設定方法。
8. 前記第１の負荷或いは前記第２の負荷は、端末数であることを特徴とする請求項２に記載の無線リソース設定方法。
9. 前記第１の負荷は、端末の遅延時間であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
10. 前記第１の負荷は、端末のスループットであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
11. 前記第１及び第２通信路品質とはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）、或いはＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）、或いはＳＩＮＲ（Signal To Interference and Noise Ratio）、或いはパスロスのいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の無線リソース設定方法。
12. 前記第１基地局は、前記判定条件の判定結果を前記第２基地局に通知することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
13. 前記第２基地局が、前記判定条件の判定結果に基づき使用を制限する無線リソースを設定することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
14. 使用を制限する無線リソースを設定することは、
    基地局が通信エリア内の端末との間で無線通信を行うために使用できる時間フレームを制限する、
    及び、基地局が通信エリア内の端末との間で無線通信を行うために使用できる周波数ブロックを制限する、
    及び、基地局が通信エリア内の端末との間で無線通信を行うために使用できる送信電力を基準電力よりも小さくする、
    の少なくとも１つを実施することであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
15. 前記判定条件を１つでも満足できなかった場合に、
    前記使用を制限する無線リソースの設定を解除することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
16. 無線リソースの制限の制限を実施してから所定の時間が経過した場合に、前記使用を制限する無線リソースの設定を解除することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
17. 第１通信エリアと通信エリアが隣接または一部を包括する第２通信エリアが存在し、前記第１通信エリア内の端末との間で無線通信を行う基地局であって、
    他の基地局が管理する前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する判定条件を計算し、
    前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算し、
    前記判定条件と前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、前記他の基地局に前記第１通信エリア内の端末のための優先リソースの設定を要求する優先リソース要求手段と、
    前記第１通信エリアの第１の負荷を測定する負荷測定手段とを備え、
    前記優先リソース要求手段は、前記第１の負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算し、前記他の基地局から通知される前記第２通信エリアの第１の負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用できる無線リソースを制限した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算し、前記第１の遅延指標及び前記第２の遅延指標に基づいて前記判定条件を計算し、
    前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標の差或いは比が遅延指標のしきい値以上となる場合、前記他の基地局に前記第１通信エリア内の端末のための優先リソースの設定を要求する、
    ことを特徴とする基地局。
18. 前記優先リソース要求手段は、
    前記第２通信エリアから第２の負荷を取得し、前記第２の負荷を用いて、前記第１通信エリア内の端末が前記他の基地局から受ける干渉の判定に用いられる干渉指標を計算し、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに加え、前記干渉指標に基づいて前記判定条件を計算することを特徴とする、請求項１７に記載の基地局。
19. 前記優先リソース要求手段は、前記干渉指標が干渉指標のしきい値以上となる場合、前記使用を制限する無線リソースを設定する、請求項１８に記載の基地局。
20. 端末毎に前記端末と自局との間の第１通信路品質、及び、前記端末と前記他の基地局との間の第２通信路品質を用いてセル端端末を選択するエッジ端末判定手段をさらに備え、
    前記優先リソース要求手段は、
    前記第１通信エリア内における前記セル端端末の割合を計算し、前記第１の遅延指標と、前記第２の遅延指標と、前記干渉指標とに加え、前記セル端端末の割合に基づいて前記判定条件を計算することを特徴とする、請求項１８又は１９に記載の基地局。
21. 前記優先リソース要求手段は、前記セル端端末の割合がセル端端末の割合しきい値以上となる場合、前記他の基地局に前記第１通信エリア内の端末のための優先リソースの設定を要求することを特徴とする、請求項２０に記載の基地局。
22. 前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合は、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて計算することを特徴とする、請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の基地局。
23. 前記第１の負荷或いは前記第２の負荷は、帯域使用率であることを特徴とする請求項１８に記載の基地局。
24. 前記第１の負荷或いは前記第２の負荷は、端末数であることを特徴とする請求項１８に記載の基地局。
25. 前記第１の負荷は、端末の遅延時間であることを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の基地局。
26. 前記第１の負荷は、端末のスループットであることを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の基地局。
27. 前記第１及び第２通信路品質とはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）、或いはＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）、或いはＳＩＮＲ（Signal To Interference and Noise Ratio）、或いはパスロスのいずれかであることを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
28. 前記優先リソース要求手段は、
    基地局が通信エリア内の端末との間で無線通信を行うために使用できる時間フレームを制限する、
    及び、基地局が通信エリア内の端末との間で無線通信を行うために使用できる周波数ブロックを制限する、
    及び、基地局が通信エリア内の端末との間で無線通信を行うために使用できる送信電力を基準電力よりも小さくする、
    の少なくとも１つを実施することを要求することを特徴とする請求項１７〜２７のいずれか１項に記載の基地局。
29. 第１通信エリアと通信エリアが隣接または一部を包括する第２通信エリア内の端末との間で無線通信を行う基地局であって、
    前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する判定条件を計算し、
    前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算し、
    前記判定条件と前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、
    前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定する割り当て無線リソース設定手段と、
    前記第２通信エリアの第１の負荷を測定する負荷測定手段とを備え、
    前記割り当て無線リソース設定手段は、
    前記第１通信エリアを管理する他の基地局から通知される前記第１通信エリアの第１の負荷を用いて第１の遅延指標を計算し、前記第２通信エリアの第１の負荷を用いて前記第２通信エリアにおいて使用できる無線リソースを制限した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算し、前記第１の遅延指標及び前記第２の遅延指標に基づいて前記判定条件を計算し、
    前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標の差或いは比が遅延指標のしきい値以上となる場合、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定する、
    ことを特徴とする基地局。
30. 前記割り当て無線リソース設定手段は、
    前記第２通信エリアから第２の負荷を取得し、前記第２の負荷を用いて、前記第１通信エリア内の端末が前記他の基地局から受ける干渉の判定に用いられる干渉指標を計算し、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに加え、前記干渉指標に基づいて前記判定条件を計算することを特徴とする、請求項２９に記載の基地局。
31. 前記割り当て無線リソース設定手は、前記干渉指標が干渉指標のしきい値以上となる場合、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定することを特徴とする、請求項３０に記載の基地局。
32. 端末毎に前記端末と前記他の基地局との間の第１通信路品質、及び、前記端末と自局との間の第２通信路品質を用いてセル端端末を選択するエッジ端末判定手段をさらに備え、
    前記割り当て無線リソース設定手段は、
    前記第１通信エリア内における前記セル端端末の割合を計算し、前記第１の遅延指標と、前記第２の遅延指標と、前記干渉指標とに加え、前記セル端端末の割合に基づいて前記判定条件を計算することを特徴とする、請求項３０又は３１に記載の基地局。
33. 前記割り当て無線リソース設定手は、前記セル端端末の割合がセル端端末の割合しきい値以上となる場合、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定することを特徴とする、請求項３２に記載の基地局。
34. 前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合は、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて計算することを特徴とする、請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の基地局。
35. 前記第１の負荷或いは前記第２の負荷は、帯域使用率であることを特徴とする請求項３０に記載の基地局。
36. 前記第１の負荷或いは前記第２の負荷は、端末数であることを特徴とする請求項３０に記載の基地局。
37. 前記第１の負荷は、端末の遅延時間であることを特徴とする請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の基地局。
38. 前記第１の負荷は、端末のスループットであることを特徴とする請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の基地局。
39. 前記第１及び第２通信路品質とはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）、或いはＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）、或いはＳＩＮＲ（Signal To Interference and Noise Ratio）、或いはパスロスのいずれかであることを特徴とする請求項３２に記載の基地局。
40. 前記割り当て無線リソース設定手段は、
    基地局が通信エリア内の端末との間で無線通信を行うために使用できる時間フレームを制限する、
    及び、基地局が通信エリア内の端末との間で無線通信を行うために使用できる周波数ブロックを制限する、
    及び、基地局が通信エリア内の端末との間で無線通信を行うために使用できる送信電力を基準電力よりも小さくする、
    の少なくとも１つを実施することを要求することを特徴とする請求項２９〜３９のいずれか１項に記載の基地局。
41. 第１基地局が管理する第１通信エリアと、前記第１通信エリアの少なくとも一部を包括する第２基地局が管理する第２通信エリアが存在する場合に、前記第１及び第２基地局が端末との間で無線通信に使用できる無線リソースを設定する無線リソース設定システムであって、
    前記第１通信エリアと前記第２通信エリアの第１の負荷を取得し、
    前記第１通信エリアの前記第１の負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算し、
    前記第２通信エリアの前記第１の負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用できる無線リソースを制限した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算し、
    前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する判定条件を計算し、
    前記第２通信エリアにおいて前記使用を制限する無線リソースの割合を計算し、
    前記判定条件と前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標との差或いは比が遅延指標のしきい値以上である場合、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定するように構成されることを特徴とする、無線リソース設定システム。
42. 第１通信エリアと通信エリアが隣接または一部を包括する第２通信エリアが存在し、前記第１通信エリア内の端末との間で無線通信を行う基地局のコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記第１通信エリアの第１の負荷を取得するステップと、
    前記第１通信エリアの前記第１の負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算するステップと、
    前記第２通信エリアを管理する他の基地局から通知される前記他の基地局の第１の負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用できる無線リソースを制限した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算するステップと、
    前記第１の遅延指標及び前記第２の遅延指標に基づいて、前記他の基地局が管理する前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定する判定条件を計算するステップと、
    前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算するステップと、
    前記判定条件と前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標の差或いは比が遅延指標のしきい値以上となる場合、前記他の基地局に前記第１通信エリア内の端末のための優先リソースの設定を要求するステップと、をコンピュータに実行させるプログラム。

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