JP6673365B2 - 基地局、基地局の制御方法、および無線通信システム - Google Patents

基地局、基地局の制御方法、および無線通信システム Download PDF

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Description

本発明は、基地局、基地局の制御方法、および無線通信システムに関する。
基地局と端末とを有し、基地局が、端末との間で、上り信号を受信する上り区間と、下り信号を送信する下り区間とを時分割で切り替えて通信を行うＴＤＤ（Time Division Duplex）方式の無線通信システムが知られている。このような無線通信システムでは、基地局が、サブフレーム毎に上り区間と下り区間とを時分割で切り替えるＵＬ（Up Link）／ＤＬ（Down Link）構成を各端末に指示する。基地局は、セル内の各端末に、同一のＵＬ／ＤＬ構成を指示する。
また、従来は、ネットワーク上の情報を取得または閲覧するために端末が使われることが多かったため、音声通信を除けば、下りリンクにおけるトラフィック量の方が上りリンクにおけるトラフィック量よりも多かった。そのため、基地局から各端末に指示されるＵＬ／ＤＬ構成では、下りリンクのサブフレーム数が、上りリンクのサブフレーム数よりも多くなるように設定されることが多かった。
しかし、近年、ＳＮＳ（Social Networking Service）等の普及により静止画像や動画像のデータを、端末を用いてアップロードするユーザが増えている。そのため、基地局のセル内に存在する複数の端末においても、上りリンクのデータ量が多い端末と、下りリンクのデータ量が多い端末とが混在する場合がある。そこで、それぞれの端末の使用状況に応じて、端末毎に異なるＵＬ／ＤＬ構成を割り当てることが考えられる。
しかし、端末毎に異なるＵＬ／ＤＬ構成が割り当てられたと仮定すると、基地局は、ある端末へ下り信号を送信すると共に、同一の周波数において、他の端末から送信された上り信号を受信する場合がある。この場合、基地局では、端末へ送信した下り信号が、アンテナを介して高いレベルで受信部に回り込む。そのため、下り信号を送信しながら、同一周波数の上り信号を受信する場合、基地局では、受信部に回り込んだ下り信号により、端末から受信した上り信号の品質が劣化する。
これを回避するために、アンテナを介して受信された信号から、下り信号をキャンセルすることにより、端末からの上り信号の品質劣化を抑制する自己干渉キャンセラが設けられた基地局が知られている。
米国特許第５６９１９７８号明細書
ところで、端末毎に異なるＵＬ／ＤＬ構成が割り当てられたと仮定すると、基地局のセル内には、サブフレーム毎に、上り信号の送信を行う端末と、下り信号の受信を行う端末とが混在する場合がある。この場合、上り信号の送信と、下り信号の受信とが同一の周波数を用いて同一のサブフレームで行われるため、上り信号を送信する端末からの信号は、下り信号を受信する端末に対して干渉信号となる。そのため、下り信号の受信を行う端末の近傍の端末が上り信号の送信を行うと、下り信号の受信品質が劣化し、下りデータのスループットが低下する場合がある。
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、端末毎に異なるＵＬ／ＤＬ構成が割り当てられる場合に、下り区間のスループットの低下を抑制することを目的とする。
開示の態様では、それぞれの端末との間で、上り信号を受信する上り区間と、下り信号を送信する下り区間とを時分割で切り替えて通信を行う基地局は、特定部と、指示部と、算出部とを有する。特定部は、いずれかの端末について、サブフレーム毎に上り区間と下り区間とを時分割で切り替える切替パターンが変更される場合に、第１のサブフレームを特定する。第１のサブフレームは、変更前の切替パターンにおいて下り区間に設定され、変更後の切替パターンにおいて上り区間に変更されるサブフレームである。指示部は、切替パターンが変更された端末である第１の端末に対して、第１のサブフレームにおける送信電力の初期値を指示する。算出部は、第１の端末以外の端末である第２の端末について、切替パターンの変更前の第１のサブフレームにおける下り信号の受信品質と、切替パターンの変更後の第１のサブフレームにおける下り信号の受信品質との間の変化量を算出する。また、指示部は、第１の端末が第１のサブフレームにおいて初期値の送信電力で送信を行った後に、変化量に基づいて、第１の端末に指示する送信電力を制御する。
開示の態様によれば、端末毎に異なる切替パターンが割り当てられた場合の下り区間のスループットの低下を抑制することができる。
図１は、無線通信システムの一例を示す図である。 図２は、ｅＮＢの一例を示すブロック図である。 図３は、ＵＬ／ＤＬ構成の切り替えによる影響を説明する図である。 図４は、第１のＵＥの送信電力の制御の一例を説明する図である。 図５は、第１のＵＥの送信電力の制御の一例を説明する図である。 図６は、第１のＵＥの送信電力の制御の一例を説明する図である。 図７は、ＵＥの一例を示すブロック図である。 図８は、ｅＮＢの動作の一例を示すフローチャートである。 図９は、ｅＮＢの動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図１１は、ｅＮＢを実現する通信装置のハードウェアの一例を示す図である。 図１２は、ＵＥを実現する通信装置のハードウェアの一例を示す図である。
以下に、本願が開示する基地局、基地局の制御方法、および無線通信システムの実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す実施例により本願が開示する基地局、基地局の制御方法、および無線通信システムが限定されるものではない。
＜無線通信システム１０＞
図１は、無線通信システム１０の一例を示す図である。無線通信システム１０は、例えば図１に示すように、ｅＮＢ（evolved Node B）２０と、複数のＵＥ（User Equipment）３０−１〜３０−ｎ（ｎは２以上の整数）とを有する。ｅＮＢ２０は、セル１１内の複数のＵＥ３０−１〜３０−ｎのそれぞれとの間で、例えばＴＤＤ方式により無線通信を行う。なお、以下では、複数のＵＥ３０−１〜３０−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合にＵＥ３０と記載する。また、説明の便宜上、図１において、無線通信システム１０内には１つのｅＮＢ２０が設けられているが、ｅＮＢ２０は無線通信システム１０内に複数設けられてもよい。ｅＮＢ２０は、基地局の一例である。また、それぞれのＵＥ３０は、端末の一例である。
ｅＮＢ２０は、ＵＥ３０毎に、ＵＥ３０からｅＮＢ２０へ送信される上り信号のデータ量と、ｅＮＢ２０からＵＥ３０へ送信される下り信号のデータ量とに基づいて、ＵＬ／ＤＬ構成を随時変更する。ＵＬ／ＤＬ構成とは、１つのフレーム内において、上り区間のサブフレームと、下り区間のサブフレームとの組み合わせのパターンを規定する情報である。ＵＬ／ＤＬ構成は、切替パターンおよび配列パターンの一例である。それぞれのＵＥ３０は、ｅＮＢ２０から指示されたＵＬ／ＤＬ構成に従い、上り区間のサブフレームにおいてｅＮＢ２０へデータを送信し、下り区間のサブフレームにおいてｅＮＢ２０からデータを受信する。
＜ｅＮＢ２０＞
図２は、ｅＮＢ２０の一例を示すブロック図である。ｅＮＢ２０は、例えば図２に示すように、受信部２１、制御部２２、送信部２３、およびアンテナ２４を有する。アンテナ２４は、ＵＥ３０から送信された上り信号を受信して受信部２１へ出力する。また、アンテナ２４は、送信部２３から出力された下り信号を、ＵＥ３０へ送信する。
受信部２１は、品質情報抽出部２１０、制御情報抽出部２１１、復調・復号部２１２、自己干渉除去部２１３、および無線受信部２１４を有する。制御部２２は、オフセット算出部２２０、システム情報管理部２２１、および無線回線制御部２２２を有する。送信部２３は、制御信号作成部２３０、パイロット作成部２３１、無線回線制御情報作成部２３２、符号化・変調部２３３、多元接続処理部２３４、遅延部２３５、および無線送信部２３６を有する。
＜受信部２１＞
無線受信部２１４は、アンテナ２４から出力された上り信号に対して、ダウンコンバート等の処理を施し、処理後の上り信号を自己干渉除去部２１３へ出力する。
自己干渉除去部２１３は、無線受信部２１４から出力された上り信号から、送信部２３から出力された下り信号をキャンセルする。これにより、ｅＮＢ２０は、上り信号の受信と下り信号の送信とを同一の周波数において同時に行われた場合であっても、ＵＥ３０から受信した上り信号の品質劣化を抑制することができる。自己干渉除去部２１３は、下り信号がキャンセルされた上り信号を復調・復号部２１２へ出力する。
復調・復号部２１２は、自己干渉除去部２１３から出力された上り信号を復調する。そして、復調・復号部２１２は、復調後の上り信号から受信データを復号する。そして、復調・復号部２１２は、復号された受信データを、コアネットワークへ出力する。また、復調・復号部２１２によって復号された受信データは、品質情報抽出部２１０および制御情報抽出部２１１へも出力される。
制御情報抽出部２１１は、復調・復号部２１２から出力された受信データから制御情報を抽出する。そして、制御情報抽出部２１１は、抽出された制御情報をシステム情報管理部２２１へ出力する。また、制御情報抽出部２１１は、抽出された制御情報にＢＳＲ（Buffer Status Report）が含まれていた場合、ＢＳＲの送信元のＵＥ３０の情報と共に、ＢＳＲを無線回線制御部２２２へ出力する。
品質情報抽出部２１０は、復調・復号部２１２から出力された受信データに、下り区間のデータの受信成功または受信失敗を示す品質情報が含まれているか否かを判定する。品質情報には、下り区間のデータの受信成功を示すＡＣＫ（ACKnowledgement）、または、受信失敗を示すＮＡＣＫ（Negative ACK）が含まれる。復調・復号部２１２から出力された受信データに品質情報が含まれている場合、品質情報抽出部２１０は、品質情報の送信元のＵＥ３０の情報と、品質情報の対象のデータが含まれていた下り区間のサブフレームの識別情報とをオフセット算出部２２０へ出力する。
＜制御部２２＞
システム情報管理部２２１は、品質情報抽出部２１０から出力された制御情報に基づいて、ＵＥ３０毎にシステム情報を管理する。システム情報管理部２２１は、例えば、セル１１内でアクティブ状態のＵＥ３０の識別情報を管理している。アクティブ状態のＵＥ３０とは、例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）コネクテッドモードのＵＥ３０である。また、システム情報管理部２２１は、パイロット信号の作成に用いられる情報を送信部２３へ出力する。
無線回線制御部２２２は、ＵＥ３０毎に、コアネットワーク側からＵＥ３０へ送信される下り信号のデータ量を管理している。そして、無線回線制御部２２２は、下り信号のデータ量と、品質情報抽出部２１０から出力されたＢＳＲとに基づいて、ＵＥ３０毎に、ＵＬ／ＤＬ構成を決定する。また、無線回線制御部２２２は、ＵＥ３０に割り当てられた物理リソース、および、ｅＮＢ２０とＵＥ３０との間の伝搬損失等に基づいて、ＵＬ／ＤＬ構成の上り区間における基準送信電力Ｐdefを決定する。そして、無線回線制御部２２２は、決定されたＵＬ／ＤＬ構成および基準送信電力Ｐdefの情報を、ＵＬ／ＤＬ構成の割り当て対象となるＵＥ３０の識別情報と共に無線回線制御情報作成部２３２へ出力する。なお、本実施例において、無線回線制御部２２２は、セル１１内のいずれかのＵＥ３０のＵＬ／ＤＬ構成を変更した場合、所定期間、該セル１１内の他のＵＥ３０のＵＬ／ＤＬ構成の変更を行わない。所定期間とは、例えば、ＵＬ／ＤＬ構成が変更されたＵＥ３０において、上り区間における送信電力のオフセットＡの制御を行っている期間である。
また、無線回線制御部２２２は、セル１１内のいずれかのＵＥ３０のＵＬ／ＤＬ構成を変更する場合、変更後のＵＬ／ＤＬ構成において第１のサブフレームがあるか否かを判定する。第１のサブフレームとは、変更前のＵＬ／ＤＬ構成において下り区間に指定され、変更後のＵＬ／ＤＬ構成において上り区間に指定されるサブフレームである。上り区間に指定されるサブフレームは、上り区間用サブフレームの一例であり、第１のサブフレームは、特定の上り区間用サブフレームの一例である。以下では、ＵＬ／ＤＬ構成が変更されたＵＥ３０を、第１のＵＥ３０と呼ぶ。第１のＵＥ３０は、第１の端末の一例である。
変更後のＵＬ／ＤＬ構成において第１のサブフレームがある場合、無線回線制御部２２２は、第１のサブフレームが下り区間となっているＵＬ／ＤＬ構成が割り当てられている他のＵＥ３０がセル１１内に存在するか否かを判定する。以下では、第１のサブフレームが下り区間となっているＵＬ／ＤＬ構成が割り当てられている他のＵＥ３０を第２のＵＥ３０と呼ぶ。第２のＵＥ３０は、第２の端末の一例である。
第２のＵＥ３０がセル１１内に存在する場合、無線回線制御部２２２は、第１のサブフレームの情報と、第１のＵＥ３０の識別情報と、第２のＵＥ３０の識別情報と、第１のＵＥ３０の基準送信電力Ｐdefの情報とをオフセット算出部２２０へ出力する。なお、無線回線制御部２２２は、オフセット算出部２２０からＵＬ／ＤＬ構成を元に戻す旨の指示が出力された場合、第１のＵＥ３０のＵＬ／ＤＬ構成を、変更前のＵＬ／ＤＬ構成に戻す。無線回線制御部２２２は、制御部および特定部の一例である。
ここで、ＵＬ／ＤＬ構成が変更された場合の影響について説明する。図３は、ＵＬ／ＤＬ構成の切り替えによる影響を説明する図である。図３（ａ）〜（ｃ）には、１フレーム分のＵＬ／ＤＬ構成が示されている。１フレームには、１０個のサブフレーム＃０〜＃９が含まれる。図３（ａ）〜（ｃ）において、「Ｄ」は下り区間のサブフレームを示し、「Ｕ」は上り区間のサブフレームを示し、「Ｓ」はスペシャルサブフレームを示す。
第２のＵＥ３０のＵＬ／ＤＬ構成が例えば図３（ｃ）に示すＵＬ／ＤＬ構成である場合に、第１のＵＥ３０のＵＬ／ＤＬ構成が、例えば図３（ａ）に示すＵＬ／ＤＬ構成から、例えば図３（ｂ）に示すＵＬ／ＤＬ構成に変更された場合を考える。図３（ａ）に示すＵＬ／ＤＬ構成と、図３（ｂ）に示すＵＬ／ＤＬ構成とでは、＃６〜９のサブフレームの割り当てが異なっている。また、＃７〜９のサブフレームは、下り区間から上り区間に変更されている。図３の例では、＃７〜＃９のサブフレームが第１のサブフレームとなる。第１のサブフレームの中で、第２のＵＥ３０のＵＬ／ＤＬ構成において下り区間に設定されているサブフレームは、例えば図３（ｃ）に示すように、＃９のサブフレームである。
第１のＵＥ３０は、例えば図３（ｂ）に示すように、＃７〜＃９の第１のサブフレームにおいてｅＮＢ２０へ上り信号を送信する。第２のＵＥ３０は、例えば図３（ｃ）に示すように、＃７〜＃９の第１のサブフレームの中で、＃９のサブフレームにおいてｅＮＢ２０から下り信号を受信する。そのため、ＵＬ／ＤＬ構成が変更されたことにより、＃９のサブフレームにおいて、第１のＵＥ３０から送信された上り信号は、第２のＵＥ３０に対して新たに干渉を与える可能性がある。第１のＵＥ３０と、第２のＵＥ３０との間の距離が短い場合には、第１のＵＥ３０から送信された上り信号により、第２のＵＥ３０は、下り信号の受信に失敗する場合がある。これにより、第２のＵＥ３０における下り区間のスループットが低下する場合がある。
そこで、本実施例のｅＮＢ２０は、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力を、基準送信電力ＰdefからオフセットＡ分低い電力となるように制御する。即ち、変更後のＵＬ／ＤＬ構成内において、第１のサブフレームで送信される信号に適用される送信電力と、該第１のサブフレーム以外の上り区間に指定されたサブフレームで送信される信号に適用される送信電力との間には、オフセットが設定される。これにより、第２のＵＥ３０による下り信号の受信失敗を抑制することができ、下り区間のスループットの低下を抑制することができる。ｅＮＢ２０は、第１のＵＥ３０に適用するＵＬ／ＤＬ構成を変更する際、オフセットＡがどのサブフレームに適用されるかを具体的に示す情報を第１のＵＥ３０に対して通知してもかまわない。この際、ＵＬ／ＤＬ構成の単位がｍサブフレームの場合（一つのＵＬ／ＤＬ構成パターンがｍサブフレームごとに繰り返される場合）、長さｍのビットマップを用いて、オフセットＡの適用対象となるサブフレームを示すことが可能である。ｅＮＢ２０は、ＵＬ／ＤＬ構成の変更内容を示す情報と共に、このビットマップを第１のＵＥ３０に対して送信してもよい。また、ｅＮＢ２０は、ＵＥ３０に対して信号送信の許可を与えるために使用する制御信号の中にオフセットＡの値を含めることにより、オフセットＡの値をＵＥ３０に通知してもよい。
また、本実施例のｅＮＢ２０は、第１のサブフレームの下り信号について第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率をモニタし、該ＮＡＣＫ発生率に基づいて第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力を制御する。具体的には、ｅＮＢ２０は、ＵＬ／ＤＬ構成が変更される前の第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率を基準として、ＵＬ／ＤＬ構成が変更された後の第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変化量が、所定値未満となるように、第１のＵＥ３０の送信電力を制御する。これにより、ｅＮＢ２０は、下り区間における第２のＵＥ３０のスループットの低下を抑制することができる。
また、ｅＮＢ２０は、第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変化量が所定値未満となる範囲で、第１のＵＥ３０の送信電力が大きくなるように、第１のＵＥ３０の送信電力を制御する。これにより、第１のＵＥ３０における上り区間のスループットを向上させることができる。なお、第１のＵＥ３０は、例えば図３（ｂ）に示すように、第１のサブフレーム以外の上り区間のサブフレームについては、基準送信電力Ｐdefで上り信号を送信する。
図２に戻って説明を続ける。オフセット算出部２２０は、第１のサブフレーム等の情報が無線回線制御部２２２から出力された場合に、第１のＵＥ３０が第１のサブフレームにおいて出力する送信電力のオフセットＡの初期値Ａ0を算出する。
オフセット算出部２２０は、ｅＮＢ２０のセル１１の面積と該セル１１内のＵＥ３０の数とに基づいて、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力Ｐの初期値を算出する。例えば、オフセット算出部２２０は、セル１１内でアクティブ状態のＵＥ３０の数と、セル１１の面積とに基づいて、アクティブ状態の複数のＵＥ３０がセル１１内に均等に分布する場合の隣接ＵＥ３０間の平均距離を算出する。そして、オフセット算出部２２０は、算出された平均距離で第１のＵＥ３０と第２のＵＥ３０とが隣接すると仮定し、第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率が悪化しない範囲で、第１のＵＥ３０の上り信号の送信電力の最大値Ｐmaxを算出する。最大値Ｐmaxは、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力Ｐの初期値の一例である。そして、オフセット算出部２２０は、無線回線制御部２２２によって算出された基準送信電力Ｐdefと、前述の最大値Ｐmaxとの差分を、オフセットＡの初期値Ａ0として算出する。そして、オフセット算出部２２０は、算出されたオフセットＡの初期値Ａ0を、第１のサブフレームの情報および第１のＵＥ３０の識別情報と共に送信部２３へ出力する。なお、最大値Ｐmaxが、基準送信電力Ｐdefと等しいか基準送信電力Ｐdefより大きい場合、オフセットＡの初期値Ａ0は０となる。オフセットＡの初期値Ａ0は、ＵＬ／ＤＬ構成を変更する際に、ＵＬ／ＤＬ構成の情報と共に第１のＵＥ３０に対して通知されてもよい。
また、オフセット算出部２２０は、制御情報抽出部２１１から出力された品質情報に基づいて、それぞれのＵＥ３０について、サブフレーム毎にＮＡＣＫ発生率を算出する。ＮＡＣＫ発生率は、受信品質の一例である。また、オフセット算出部２２０は、いずれかのＵＥ３０のＵＬ／ＤＬ構成が変更された場合、第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率Ｒ1と、第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率Ｒ2との差を、変化量ΔＲとして算出する。ＮＡＣＫ発生率Ｒ1は、ＵＬ／ＤＬ構成の変更前の第１のサブフレームのＮＡＣＫ発生率であり、ＮＡＣＫ発生率Ｒ2は、ＵＬ／ＤＬ構成の変更後の第１のサブフレームのＮＡＣＫ発生率Ｒ2である。例えば、オフセット算出部２２０は、ＮＡＣＫ発生率Ｒ2からＮＡＣＫ発生率Ｒ1を引いた値を、変化量ΔＲとして算出する。
なお、オフセット算出部２２０は、ＵＬ／ＤＬ構成が変更された後に、例えば数フレーム毎に、ＵＬ／ＤＬ構成の変更後の第１のサブフレームのＮＡＣＫ発生率Ｒ2を算出する。そして、オフセット算出部２２０は、算出されたＮＡＣＫ発生率Ｒ2と、ＮＡＣＫ発生率Ｒ1とを用いて、変化量ΔＲを更新する。
変化量ΔＲが第１の閾値Ｒth1以上である場合、即ち、ＵＬ／ＤＬ構成の変更により第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率が大きく悪化した場合、オフセット算出部２２０は、オフセットＡを所定の変更量ΔＡ1分増加させた場合の第１のＵＥ３０の送信電力Ｐを算出する。オフセットＡが変更量ΔＡ1分増加した場合、第１のＵＥ３０の送信電力Ｐは、変更量ΔＡ1分減少する。オフセットＡの変更量ΔＡ1は、送信電力を第１の電力分下げる指示の一例である。
算出された送信電力Ｐが所定の下限値Ｐthより大きい場合、オフセット算出部２２０は、算出されたオフセットＡの変更量ΔＡ1を、第１のＵＥ３０の識別情報と共に制御信号作成部２３０へ出力する。算出されたオフセットＡの変更量ΔＡ1は、第１のＵＥ３０へ送信される。これにより、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力が変更量ΔＡ1分減少し、第１のサブフレームにおける第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率が改善される。下限値Ｐthは、第３の閾値の一例である。
一方、算出された送信電力Ｐが下限値Ｐth以下である場合、オフセット算出部２２０は、ＵＬ／ＤＬ構成を元に戻す旨の指示を無線回線制御部２２２へ出力する。そして、オフセット算出部２２０は、第１のＵＥ３０のオフセットＡを制御する処理を終了する。
また、変化量ΔＲが第２の閾値Ｒth2未満である場合、即ち、第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の悪化の幅が小さい場合、オフセット算出部２２０は、オフセットＡを所定の変更量ΔＡ2分減少させた場合の第１のＵＥ３０の送信電力Ｐを算出する。オフセットＡが変更量ΔＡ2分減少した場合、第１のＵＥ３０の送信電力Ｐは、変更量ΔＡ2分増加する。なお、第２の閾値Ｒth2は、第１の閾値Ｒth1より低い値である。
算出された送信電力Ｐが基準送信電力Ｐdef以上である場合、オフセット算出部２２０は、第１のＵＥ３０の現在の送信電力Ｐと、基準送信電力Ｐdefとの差分を変更量ΔＡ2’として算出する。そして、算出されたオフセットＡの変更量ΔＡ2’を、第１のＵＥ３０の識別情報と共に制御信号作成部２３０へ出力し、第１のＵＥ３０のオフセットＡを制御する処理を終了する。算出されたオフセットＡの変更量ΔＡ2’は、第１のＵＥ３０へ送信される。これにより、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力が基準送信電力Ｐdefまで増加する。
一方、算出された送信電力Ｐが基準送信電力Ｐdefより低い場合、オフセット算出部２２０は、算出されたオフセットＡの変更量ΔＡ2を、第１のＵＥ３０の識別情報と共に送信部２３へ出力する。算出されたオフセットＡの変更量ΔＡ2は、第１のＵＥ３０へ送信される。これにより、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力Ｐが変更量ΔＡ2分増加し、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の上り信号のスループットが向上する。オフセットＡの変更量ΔＡ2および変更量ΔＡ2’は、送信電力を第２の電力分上げる指示の一例である。なお、変更量ΔＡ1の絶対値と、変更量ΔＡ2の絶対値とは、同じ大きさであってもよく、異なる大きさであってもよい。
また、変化量ΔＲが、第１の閾値Ｒth1未満であり、且つ、第２の閾値Ｒth2以上である場合、オフセット算出部２２０は、第１のＵＥ３０のオフセットＡを変更しない。この場合、オフセット変更量が０であるということが、第１のＵＥ３０に対して送信される制御信号の中で示されてもよい。そして、第１のＵＥ３０のオフセットＡを変更しない期間が所定時間以上継続した場合、オフセット算出部２２０は、第１のＵＥ３０のオフセットＡを制御する処理を終了する。所定時間とは、例えば数フレーム分の時間である。この所定時間の値は、ＵＬ／ＤＬ構成を変更する際に、ＵＬ／ＤＬ構成の情報と共に第１のＵＥ３０に対して通知されてもよい。あるいは、この所定時間の値は、ｅＮＢ２０によって共通情報として各ｅＮＢ２０に報知され、ｅＮＢ２０と通信する全てのＵＥ３０の間で共通の値として用いられてもよい。また、ｅＮＢ２０から通知されたオフセットＡの値がＵＥ３０の送信電力に適用されてから所定時間が経過した後に、ＵＥ３０において、該オフセットＡの値が無効、あるいは、該オフセットＡの値が零になってもよい。これにより、ｅＮＢ２０から通知されたオフセットＡの値がＵＥ３０の送信電力に適用されてから所定時間が経過した後に、ＵＥ３０の送信電力が通常の送信電力に戻る。
なお、第２のＵＥ３０がセル１１内に複数存在する場合、オフセット算出部２２０は、それぞれの第２のＵＥ３０について変化量ΔＲを算出し、算出された変化量ΔＲの中で、例えば最も大きい値の変化量ΔＲを特定する。そして、オフセット算出部２２０は、特定された変化量ΔＲを用いて、変化量ΔＲが第１の閾値Ｒth1以上か否か、および、変化量ΔＲが第２の閾値Ｒth2以上か否かを判定する。オフセット算出部２２０は、指示部および算出部の一例である。
＜送信部２３＞
制御信号作成部２３０は、オフセット算出部２２０から出力された第１のサブフレーム、オフセットＡの初期値Ａ0、変更量ΔＡ1、変更量ΔＡ2、変更量ΔＡ2’、オフセット値の有効期間等の情報の中の一つまたは複数を含み、第１のＵＥ３０を宛先とする制御信号を作成する。そして、制御信号作成部２３０は、作成された制御信号を符号化・変調部２３３へ出力する。
パイロット作成部２３１は、システム情報管理部２２１から出力された情報に基づいてパイロット信号を作成し、作成したパイロット信号を符号化・変調部２３３へ出力する。
無線回線制御情報作成部２３２は、ＵＥ３０の識別情報と共に、ＵＬ／ＤＬ構成、送信電力のオフセットが適用されるサブフレームを示す情報、基準送信電力Ｐdefの情報等の中の一つまたは複数が無線回線制御部２２２から出力された場合、これらの情報を含み、該ＵＥ３０を宛先とする無線回線制御情報を作成する。そして、無線回線制御情報作成部２３２は、作成された無線回線制御情報を符号化・変調部２３３へ出力する。
符号化・変調部２３３は、コアネットワークから出力された送信データ、制御信号作成部２３０から出力された制御信号、パイロット作成部２３１から出力されたパイロット信号、および無線回線制御情報作成部２３２から出力された無線回線制御情報を符号化する。制御信号作成部２３０から出力された制御信号と無線回線制御情報作成部２３２から出力された無線回線制御情報とは、互いに独立して同時に、または、互いに独立して別々の時間に送信されてもかまわない。そして、符号化・変調部２３３は、符号化された下り信号を変調し、変調後の下り信号を多元接続処理部２３４へ出力する。
多元接続処理部２３４は、各ＵＥ３０への下り信号を、物理リソースにマッピングする。そして、多元接続処理部２３４は、マッピング後の下り信号を、遅延部２３５および無線送信部２３６へ出力する。遅延部２３５は、多元接続処理部２３４から出力された下り信号を、所定時間遅延させて自己干渉除去部２１３へ出力する。
無線送信部２３６は、多元接続処理部２３４から出力された下り信号に対して、アップコンバート等の処理を施し、処理後の下り信号をアンテナ２４を介して送信する。
＜第１のＵＥ３０の送信電力の制御＞
図４から図６は、第１のＵＥ３０の送信電力の制御の一例を説明する図である。ＵＬ／ＤＬ構成の変更により第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変動量ΔＲが第１の閾値Ｒth1以上となった場合のオフセットＡおよび第１のＵＥ３０の送信電力Ｐは、例えば図４に示すように変化する。なお、図４（ｂ）には、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力Ｐの変化が示されている。
まず、オフセット算出部２２０は、時刻ｔ0において、例えば図４（ａ）に示すように、オフセットＡの初期値Ａ0を算出する。オフセットＡの初期値Ａ0の情報は、第１のＵＥ３０に通知される。これにより、第１のＵＥ３０は、時刻ｔ0において、例えば図４（ｂ）に示すように、基準送信電力Ｐdefより初期値Ａ0分低い電力Ｐ0で上り信号の送信を開始する。
その後、第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変化量ΔＲが第１の閾値Ｒth1以上となった時刻ｔ1において、オフセット算出部２２０は、例えば図４（ａ）に示すように、オフセットＡを初期値Ａ0から変更量ΔＡ1分増加させる。これにより、第１のＵＥ３０は、時刻ｔ1において、例えば図４（ｂ）に示すように、上り信号の送信電力Ｐを、電力Ｐ0より変更量ΔＡ1分減少させる。このように、第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変化量ΔＲが第１の閾値Ｒth1以上となるたびに、オフセット算出部２２０は、オフセットＡを変更量ΔＡ1ずつ増加させ、第１のＵＥ３０の送信電力Ｐは、変更量ΔＡ1ずつ減少する。
そして、オフセットＡを変更量ΔＡ1分増加させることにより、第１のＵＥ３０の送信電力Ｐが下限値Ｐth以下となる時刻ｔ2において、オフセット算出部２２０は、ＵＬ／ＤＬ構成を元に戻す旨の指示を無線回線制御部２２２へ出力する。これにより、第１のＵＥ３０のＵＬ／ＤＬ構成が元に戻る。そして、オフセット算出部２２０は、第１のＵＥ３０のオフセットＡを制御する処理を終了する。
ＵＬ／ＤＬ構成の変更により第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変動量ΔＲが第２の閾値Ｒth2未満となった場合のオフセットＡおよび第１のＵＥ３０の送信電力Ｐは、例えば図５に示すように変化する。図５（ｂ）には、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力Ｐの変化が示されている。
まず、オフセット算出部２２０は、時刻ｔ0において、例えば図５（ａ）に示すように、オフセットＡの初期値Ａ0を算出し、第１のＵＥ３０は、時刻ｔ0において、例えば図５（ｂ）に示すように、電力Ｐ0で上り信号の送信を開始する。
その後、第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変化量ΔＲが第２の閾値Ｒth2未満となった時刻ｔ1において、オフセット算出部２２０は、例えば図５（ａ）に示すように、オフセットＡを初期値Ａ0から変更量ΔＡ2分減少させる。これにより、第１のＵＥ３０は、時刻ｔ1において、例えば図５（ｂ）に示すように、上り信号の送信電力Ｐを、電力Ｐ0より変更量ΔＡ2分増加させる。このように、第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変化量ΔＲが第２の閾値Ｒth2未満となるたびに、オフセット算出部２２０は、オフセットＡを変更量ΔＡ2ずつ減少させ、第１のＵＥ３０の送信電力Ｐは、変更量ΔＡ2ずつ増加する。
そして、オフセットＡを変更量ΔＡ2分減少させることにより、第１のＵＥ３０の送信電力Ｐが基準送信電力Ｐdef以上となる時刻ｔ2において、オフセット算出部２２０は、現在のオフセットＡの値をオフセットＡの変更量ΔＡ2’として算出する。変更量ΔＡ2’は、現在の送信電力Ｐ’と、基準送信電力Ｐdefとの差分に相当する。変更量ΔＡ2’の情報は、第１のＵＥ３０に通知される。これにより、第１のＵＥ３０は、時刻ｔ2において、例えば図５（ｂ）に示すように、上り信号の送信電力Ｐを、変更量ΔＡ2’分増加させる。これにより、第１のＵＥ３０の送信電力Ｐが基準送信電力Ｐdefとなる。そして、オフセット算出部２２０は、第１のＵＥ３０のオフセットＡを制御する処理を終了する。これ以降、第１のＵＥ３０は、基準送信電力Ｐdefで、第１のサブフレームにおける上り信号を送信する。
ＵＬ／ＤＬ構成の変更により第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変動量ΔＲが第１の閾値Ｒth1と第２の閾値Ｒth2の間となった場合のオフセットＡおよび第１のＵＥ３０の送信電力Ｐは、例えば図６に示すように変化する。図６（ｂ）には、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力Ｐの変化が示されている。
まず、オフセット算出部２２０は、時刻ｔ0において、例えば図６（ａ）に示すように、オフセットＡの初期値Ａ0を算出し、第１のＵＥ３０は、時刻ｔ0において、例えば図６（ｂ）に示すように、電力Ｐ0で上り信号の送信を開始する。
その後、第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変化量ΔＲに応じて、オフセット算出部２２０は、例えば図６（ａ）に示すように、オフセットＡを変更量ΔＡ1分増加または変更量ΔＡ2分減少させる。これにより、第１のＵＥ３０は、例えば図６（ｂ）に示すように、上り信号の送信電力Ｐを、変更量ΔＡ1分減少または変更量ΔＡ2分増加させる。そして、オフセットＡを変更しない期間が所定時間ΔＴ以上継続した時刻ｔ1において、オフセット算出部２２０は、第１のＵＥ３０のオフセットＡを制御する処理を終了する。これ以降、第１のＵＥ３０は、時刻ｔ1における送信電力Ｐで、第１のサブフレームにおける上り信号を送信する。
＜ＵＥ３０＞
図７は、ＵＥ３０の一例を示すブロック図である。ＵＥ３０は、例えば図７に示すように、受信部３１、制御部３２、送信部３３、およびアンテナ３４を有する。アンテナ３４は、ｅＮＢ２０から送信された下り信号を受信して受信部３１へ出力する。また、アンテナ３４は、送信部３３から出力された上り信号をｅＮＢ２０へ送信する。
受信部３１は、無線受信部３１０、復調・復号部３１１、システム情報抽出部３１２、制御信号抽出部３１３、パイロット抽出部３１４、および回線品質測定部３１５を有する。制御部３２は、端末情報制御部３２０、システム情報管理部３２１、および無線回線制御部３２２を有する。送信部３３は、無線送信部３３０、符号化・変調部３３１、パイロット作成部３３２、制御信号作成部３３３、および無線回線制御情報作成部３３４を有する。
＜受信部３１＞
無線受信部３１０は、無線回線制御部３２２からの制御に応じて、受信動作を実行する。無線受信部３１０は、受信動作において、アンテナ３４から出力された下り信号に対して、ダウンコンバート等の処理を施し、処理後の下り信号を復調・復号部３１１へ出力する。
復調・復号部３１１は、無線受信部３１０から出力された下り信号を復調する。そして、復調・復号部３１１は、復調後の下り信号から受信データを復号する。そして、復調・復号部３１１は、復号された受信データを、受信データに基づいて処理を行うアプリケーション処理部（図示せず）へ出力する。また、復調・復号部３１１によって復号された受信データは、システム情報抽出部３１２、制御信号抽出部３１３、およびパイロット抽出部３１４へも出力される。
システム情報抽出部３１２は、復調・復号部３１１から出力された受信データからシステム情報を抽出する。そして、システム情報抽出部３１２は、抽出されたシステム情報をシステム情報管理部３２１へ出力する。
制御信号抽出部３１３は、復調・復号部３１１から出力された受信データから無線回線制御情報および制御信号を抽出する。そして、制御信号抽出部３１３は、抽出された無線回線制御情報から、ＵＬ／ＤＬ構成および基準送信電力Ｐdefの情報を抽出して無線回線制御部３２２へ出力する。また、制御信号抽出部３１３は、抽出された制御信号から、第１のサブフレーム、オフセットＡの初期値Ａ0、変更量ΔＡ1、変更量ΔＡ2、および変更量ΔＡ2’を抽出して無線回線制御部３２２へ出力する。また、制御信号抽出部３１３は、復調・復号部３１１が受信データの復号に成功したか否かを示す情報を回線品質測定部３１５へ出力する。
パイロット抽出部３１４は、復調・復号部３１１から出力された受信データからパイロット信号を抽出する。そして、パイロット抽出部３１４は、抽出したパイロット信号を回線品質測定部３１５へ出力する。
回線品質測定部３１５は、パイロット抽出部３１４から出力されたパイロット信号に基づいて、無線回線の品質を測定する。また、回線品質測定部３１５は、制御信号抽出部３１３から受信データの復号に成功したか否かを示す情報を取得し、下り区間のサブフレーム毎にＡＣＫまたはＮＡＣＫの情報を作成する。そして、回線品質測定部３１５は、サブフレーム毎に生成されたＡＣＫまたはＮＡＣＫの情報を、無線回線制御情報作成部３３４へ出力する。
＜制御部３２＞
端末情報制御部３２０は、ＵＥ３０の送信バッファ内のデータ量を監視し、送信バッファ内のデータ量を示すＢＳＲを作成する。そして、端末情報制御部３２０は、作成したＢＳＲを無線回線制御部３２２へ出力する。
システム情報管理部３２１は、システム情報抽出部３１２から出力されたシステム情報を管理する。そして、システム情報管理部３２１は、パイロット信号の生成に用いられる情報をパイロット作成部３３２へ出力する。
無線回線制御部３２２は、端末情報制御部３２０からＢＳＲが出力された場合に、ＢＳＲの情報を制御信号作成部３３３へ出力する。また、無線回線制御部３２２は、制御信号抽出部３１３から出力されたＵＬ／ＤＬ構成に基づいて、下り区間のサブフレームにおいて無線受信部３１０に受信動作を指示し、上り区間のサブフレームにおいて無線送信部３３０に送信動作を指示する。
また、無線回線制御部３２２は、制御信号抽出部３１３から、基準送信電力Ｐdef、第１のサブフレーム、およびオフセットＡの初期値Ａ0の情報が出力された場合に、基準送信電力Ｐdefから初期値Ａ0を引いた電力を送信電力Ｐの初期値Ｐ0として算出する。そして、無線回線制御部３２２は、算出された送信電力Ｐの初期値Ｐ0で、第１のサブフレームにおける上り信号を送信するように、無線送信部３３０を制御する。
また、無線回線制御部３２２は、制御信号抽出部３１３から変更量ΔＡ1が出力された場合、第１のサブフレームにおける送信電力Ｐを、現在の送信電力Ｐから変更量ΔＡ1分減少させるように無線送信部３３０を指示する。また、無線回線制御部３２２は、制御信号抽出部３１３から変更量ΔＡ2または変更量ΔＡ2’が出力された場合、第１のサブフレームにおける送信電力Ｐを、現在の送信電力から変更量ΔＡ2または変更量ΔＡ2’分増加させるように無線送信部３３０を制御する。
また、無線回線制御部３２２は、制御信号抽出部３１３から所定時間以上、変更量ΔＡ1、ΔＡ2、またはΔＡ2’のいずれも出力されなかった場合、変更量ΔＡ1、ΔＡ2、またはΔＡ2’に基づく第１のサブフレームにおける送信電力Ｐの制御を終了する。
＜送信部３３＞
無線回線制御情報作成部３３４は、回線品質測定部３１５から出力されたＡＣＫまたはＮＡＣＫの情報を含む無線回線制御情報を作成する。そして、無線回線制御情報作成部３３４は、作成された無線回線制御情報を符号化・変調部３３１へ出力する。制御信号作成部３３３は、無線回線制御部３２２から出力されたＢＳＲを含む制御信号を作成する。そして、制御信号作成部３３３は、作成された制御信号を符号化・変調部３３１へ出力する。パイロット作成部３３２は、システム情報管理部３２１から出力された情報を用いてパイロット信号を作成する。そして、パイロット作成部３３２は、作成されたパイロット信号を符号化・変調部３３１へ出力する。
符号化・変調部３３１は、アプリケーション処理部（図示せず）から出力された送信データを符号化して上り信号を生成する。また、符号化・変調部３３１は、パイロット作成部３３２から出力されたパイロット信号、制御信号作成部３３３から出力された制御信号、および無線回線制御情報作成部３３４から出力された無線回線制御情報を符号化して上り信号を生成する。そして、符号化・変調部３３１は、符号化された上り信号を変調し、変調後の上り信号を無線送信部３３０へ出力する。
無線送信部３３０は、無線回線制御部３２２からの制御に応じて、送信動作を実行する。無線送信部３３０は、送信動作において、符号化・変調部３３１から出力された上り信号に対して、アップコンバート等の処理を施す。そして、無線送信部３３０は、処理後の上り信号を、無線回線制御部３２２から指示された送信電力Ｐで、アンテナ３４を介して送信する。
＜ｅＮＢ２０の動作＞
図８および図９は、ｅＮＢ２０の動作の一例を示すフローチャートである。ｅＮＢ２０は、例えば、起動後の所定のタイミングで、図８に示す動作を開始する。なお、図８に示すフローチャートとは別に、ｅＮＢ２０のオフセット算出部２２０は、それぞれのＵＥ３０について、所定のタイミング毎に、サブフレーム毎のＮＡＣＫ発生率を算出している。
まず、無線回線制御部２２２は、ＵＥ３０毎に、ＵＬ／ＤＬ構成を変更するか否かを判定する（Ｓ１００）。無線回線制御部２２２は、ＵＥ３０毎に、例えば、コアネットワーク側からＵＥ３０へ送信される下り信号のデータ量と、ＵＥ３０から送信されたＢＳＲとに基づいて、ＵＬ／ＤＬ構成を変更するか否かを判定する。無線回線制御部２２２は、ＵＬ／ＤＬ構成を変更しないと判定した場合（Ｓ１００：Ｎｏ）、再びステップＳ１００に示した処理を実行する。
無線回線制御部２２２は、ＵＬ／ＤＬ構成を変更すると判定した場合（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、下り信号のデータ量と、品質情報抽出部２１０から出力されたＢＳＲとに基づいて、変更後のＵＬ／ＤＬ構成を決定する。また、無線回線制御部２２２は、ＵＬ／ＤＬ構成を変更するＵＥ３０の基準送信電力Ｐdefを決定する。
次に、無線回線制御部２２２は、セル１１内のいずれかのＵＥ３０のＵＬ／ＤＬ構成を変更する場合、変更後のＵＬ／ＤＬ構成において第１のサブフレームを特定する（Ｓ１０１）。そして、無線回線制御部２２２は、第１のサブフレームが下り区間となっているＵＬ／ＤＬ構成が割り当てられている第２のＵＥ３０がセル１１内に存在するか否かを判定する（Ｓ１０２）。
第２のＵＥ３０が存在しない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、無線回線制御部２２２は、変更後のＵＬ／ＤＬ構成および基準送信電力Ｐdefを、第１のＵＥ３０の識別情報と共に送信部２３へ出力する。送信部２３は、ＵＬ／ＤＬ構成および基準送信電力Ｐdefの情報を第１のＵＥ３０へ送信する（Ｓ１０６）。そして、無線回線制御部２２２は、再びステップＳ１００に示した処理を実行する。
一方、第２のＵＥ３０が存在する場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、ｅＮＢ２０は、第１のＵＥ３０のオフセットＡを制御する処理を開始する。具体的には、無線回線制御部２２２は、変更後のＵＬ／ＤＬ構成および基準送信電力Ｐdefを、第１のＵＥ３０の識別情報と共に送信部２３へ出力する。そして、無線回線制御部２２２は、第１のサブフレームの情報と、第１のＵＥ３０の識別情報と、第２のＵＥ３０の識別情報と、第１のＵＥ３０の基準送信電力Ｐdefの情報とをオフセット算出部２２０へ出力する。オフセット算出部２２０は、第１のサブフレームについて、ＵＬ／ＤＬ構成が変更される前の第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率Ｒ1を保存する（Ｓ１０３）。
次に、オフセット算出部２２０は、第１のＵＥ３０が第１のサブフレームにおいて送信する上り信号の送信電力Ｐに適用されるオフセットＡの初期値Ａ0を算出する（Ｓ１０４）。そして、オフセット算出部２２０は、算出されたオフセットＡの初期値Ａ0を、第１のサブフレームの情報および第１のＵＥ３０の識別情報と共に送信部２３へ出力する。送信部２３は、変更後のＵＬ／ＤＬ構成、第１のサブフレーム、オフセットＡの初期値Ａ0、および基準送信電力Ｐdefの情報を第１のＵＥ３０へ送信する（Ｓ１０５）。
次に、オフセット算出部２２０は、タイマをリセットスタートする（図９のＳ１０７）。そして、オフセット算出部２２０は、制御情報抽出部２１１から出力された品質情報に基づいて、第２のＵＥ３０について、ＵＬ／ＤＬ構成の変更後の第１のサブフレームのＮＡＣＫ発生率Ｒ2を算出する（Ｓ１０８）。そして、オフセット算出部２２０は、ステップＳ１０８において算出されたＮＡＣＫ発生率Ｒ2から、ステップＳ１０３において保存されたＮＡＣＫ発生率Ｒ1を引いた値を、変化量ΔＲとして算出する（Ｓ１０９）。
次に、オフセット算出部２２０は、変化量ΔＲが第１の閾値Ｒth1以上であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。変化量ΔＲが第１の閾値Ｒth1以上である場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、オフセット算出部２２０は、オフセットＡを変更量ΔＡ1分増加させた場合の第１のＵＥ３０の送信電力Ｐを算出する（Ｓ１１１）。オフセットＡを変更量ΔＡ1分増加させると、第１のＵＥ３０の送信電力Ｐは、変更量ΔＡ1分減少する。オフセット算出部２２０は、算出された送信電力Ｐが下限値Ｐth以下であるか否かを判定する（Ｓ１１２）。
算出された送信電力Ｐが下限値Ｐth以下である場合（Ｓ１１２：Ｙｅｓ）、オフセット算出部２２０は、ＵＬ／ＤＬ構成を元に戻す旨の指示を無線回線制御部２２２へ出力し、ｅＮＢ２０は、第１のＵＥ３０のオフセットＡを制御する処理を終了する。無線回線制御部２２２は、第１のＵＥ３０のＵＬ／ＤＬ構成を元に戻す（Ｓ１１３）。そして、無線回線制御部２２２は、再び図８のステップＳ１００に示した処理を実行する。
一方、算出された送信電力Ｐが下限値Ｐthより大きい場合（Ｓ１１２：Ｎｏ）、オフセット算出部２２０は、オフセットＡの変更量ΔＡ1を、第１のＵＥ３０の識別情報と共に送信部２３へ出力する。送信部２３は、オフセットＡの変更量ΔＡ1を、第１のＵＥ３０へ送信する（Ｓ１１４）。これにより、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力Ｐが変更量ΔＡ1分減少する。そして、オフセット算出部２２０は、再びステップＳ１０７に示した処理を実行する。
変化量ΔＲが第１の閾値Ｒth1未満である場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）、オフセット算出部２２０は、変化量ΔＲが第２の閾値Ｒth2未満であるか否かを判定する（Ｓ１１５）。変化量ΔＲが第２の閾値Ｒth2未満である場合（Ｓ１１５：Ｙｅｓ）、オフセット算出部２２０は、オフセットＡを変更量ΔＡ2分減少させた場合の第１のＵＥ３０の送信電力Ｐを算出する（Ｓ１１６）。オフセットＡを変更量ΔＡ2分減少させると、第１のＵＥ３０の送信電力Ｐは、変更量ΔＡ2分増加する。そして、オフセット算出部２２０は、算出された送信電力Ｐが基準送信電力Ｐdef以上であるか否かを判定する（Ｓ１１７）。
算出された送信電力Ｐが基準送信電力Ｐdef以上である場合（Ｓ１１７：Ｙｅｓ）、オフセット算出部２２０は、現在のオフセットＡの値をオフセットＡの変更量ΔＡ2’として算出する。変更量ΔＡ2’は、現在の送信電力Ｐ’と、基準送信電力Ｐdefとの差分に相当する。そして、オフセット算出部２２０は、算出されたオフセットＡの変更量ΔＡ2’を、第１のＵＥ３０の識別情報と共に送信部２３へ出力し、第１のＵＥ３０のオフセットＡを制御する処理を終了する。送信部２３は、オフセットＡの変更量ΔＡ2’を、第１のＵＥ３０へ送信する（Ｓ１１８）。これにより、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力Ｐが基準送信電力Ｐdefまで増加する。そして、無線回線制御部２２２は、再び図８のステップＳ１００に示した処理を実行する。
一方、算出された送信電力Ｐが基準送信電力Ｐdef未満である場合（Ｓ１１７：Ｎｏ）、オフセット算出部２２０は、オフセットＡの変更量ΔＡ2を、第１のＵＥ３０の識別情報と共に送信部２３へ出力する。送信部２３は、オフセットＡの変更量ΔＡ2を、第１のＵＥ３０へ送信する（Ｓ１１９）。これにより、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力Ｐが変更量ΔＡ2分増加する。そして、オフセット算出部２２０は、再びステップＳ１０７に示した処理を実行する。
変化量ΔＲが第２の閾値Ｒth2以上である場合（Ｓ１１５：Ｎｏ）、オフセット算出部２２０は、タイマの値が所定時間ΔＴを示す値以上か否かを判定する（Ｓ１２０）。タイマの値が所定時間ΔＴを示す値以上である場合（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）、オフセット算出部２２０は、第１のＵＥ３０のオフセットＡを制御する処理を終了する。そして、無線回線制御部２２２は、再び図８のステップＳ１００に示した処理を実行する。一方、タイマの値が所定時間ΔＴを示す値未満である場合（Ｓ１２０：Ｎｏ）、オフセット算出部２２０は、再びステップＳ１０８に示す処理を実行する。
＜無線通信システム１０の動作＞
図１０は、無線通信システム１０の動作の一例を示すシーケンス図である。図１０の例では、ＵＥ３０−１が第１のＵＥ３０であり、ＵＥ３０−２が第２のＵＥ３０である。
まず、ＵＥ３０−１は、ＢＳＲをｅＮＢ２０へ送信する（Ｓ２００）。ｅＮＢ２０は、ＵＥ３０−１のＵＬ／ＤＬ構成の変更を決定した場合、変更後のＵＬ／ＤＬ構成、第１のサブフレーム、基準送信電力Ｐdef、およびオフセットＡの初期値Ａ0の情報をＵＥ３０−１へ送信する（Ｓ２０１）。
ＵＥ３０−１は、タイマをリセットスタートし（Ｓ２０２）、ｅＮＢ２０へ送信要求を送信する（Ｓ２０３）。ｅＮＢ２０は、ＵＥ３０−１へ送信許可を送信する（Ｓ２０４）。その後、ＵＥ３０−１は、ステップＳ２０１においてｅＮＢ２０から送信された変更後のＵＬ／ＤＬ構成における上り区間のサブフレームにおいて、データ送信を開始する（Ｓ２０５）。なお、ＵＥ３０−１は、変更後のＵＬ／ＤＬ構成における第１のサブフレームの区間では、基準送信電力ＰdefよりオフセットＡの初期値Ａ0分低い電力で上り信号の送信を開始する。
ＵＥ３０−１のＵＬ／ＤＬ構成が変更された後、ｅＮＢ２０は、ＵＥ３０−２から送信されたＡＣＫまたはＮＡＣＫの情報を受信し（Ｓ２０６）、ＮＡＣＫ発生率の変化量ΔＲを算出する。そして、ｅＮＢ２０は、ＮＡＣＫ発生率の変化量ΔＲに基づいて、オフセットＡの変更量ΔＡを算出する（Ｓ２０７）。ｅＮＢ２０は、ＮＡＣＫ発生率の変化量ΔＲが第１の閾値Ｒth1以上である場合、変更量ΔＡ1をＵＥ３０−１へ送信し、ＮＡＣＫ発生率の変化量ΔＲが第２の閾値Ｒth2未満である場合、変更量ΔＡ2をＵＥ３０−１へ送信する（Ｓ２０８）。そして、ＵＥ３０−１は、タイマをリセットスタートする（Ｓ２０９）。そして、ｅＮＢ２０、ＵＥ３０−１、およびＵＥ３０−２は、再びステップＳ２０３以降の処理を実行する。
＜実施例の効果＞
上記説明から明らかなように、本実施例のｅＮＢ２０は、オフセット算出部２２０と、無線回線制御部２２２とを有する。無線回線制御部２２２は、いずれかのＵＥ３０のＵＬ／ＤＬ構成が変更された場合に、変更前のＵＬ／ＤＬ構成において下り区間に設定され、変更後のＵＬ／ＤＬ構成において上り区間に変更されたサブフレームである第１のサブフレームを特定する。オフセット算出部２２０は、ＵＬ／ＤＬ構成が変更されたＵＥ３０である第１のＵＥ３０に対して、第１のサブフレームにおける送信電力の初期値を指示する。また、オフセット算出部２２０は、第２のＵＥ３０について、ＵＬ／ＤＬ構成の変更前の第１のサブフレームにおける下り信号の受信品質と、ＵＬ／ＤＬ構成の変更後の第１のサブフレームにおける下り信号の受信品質との間の変化量を算出する。また、オフセット算出部２２０は、第１のＵＥ３０が第１のサブフレームにおいて初期値の送信電力で送信を行った後に、変化量に基づいて、第１のＵＥ３０に指示する送信電力を制御する。これにより、ＵＥ３０毎に異なるＵＬ／ＤＬ構成を割り当てる場合に、下り区間のスループットの低下を抑制することができる。
また、オフセット算出部２２０は、ＵＬ／ＤＬ構成が変更される前において第２のＵＥ３０が下り信号の受信に失敗した割合と、ＵＬ／ＤＬ構成が変更された後において第２のＵＥ３０が下り信号の受信に失敗した割合との差を、変化量として算出する。これにより、ｅＮＢ２０は、ＵＬ／ＤＬ構成を変更したことによる第２のＵＥ３０の受信品質の低下を精度よく検出することができる。
また、オフセット算出部２２０は、受信品質の変化量が第１の閾値以上である場合に、送信電力を第１の電力分下げる指示を第１のＵＥ３０へ送信する。また、オフセット算出部２２０は、受信品質の変化量が、第１の閾値よりも低い第２の閾値未満である場合に、送信電力を第２の電力分上げる指示を第１のＵＥ３０へ送信する。これにより、ｅＮＢ２０は、ＵＬ／ＤＬ構成を変更したことによる第２のＵＥ３０の受信品質の低下を抑制することができると共に、ＵＬ／ＤＬ構成が変更された第１のＵＥ３０の上りデータのスループットを高めることができる。
また、オフセット算出部２２０は、ｅＮＢ２０のセル１１の面積と該セル１１内のＵＥ３０の数とに基づいて、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力Ｐの初期値を算出する。これにより、第１のサブフレームにおける第１のＵＥ３０の送信電力Ｐの初期値が大きくなり過ぎることを防止することができる。
また、無線回線制御部２２２は、オフセット算出部２２０により第１のＵＥ３０の送信電力Ｐが制御された結果、第１のＵＥ３０の送信電力Ｐが、第３の電力値以下となった場合、ＵＬ／ＤＬ構成を、変更前のＵＬ／ＤＬ構成に戻す。これにより、ＵＬ／ＤＬ構成が変更された第１のＵＥ３０が、第１のサブフレームにおいて低すぎる送信電力Ｐで上り信号の送信を継続することを防止することができる。
また、オフセット算出部２２０は、第１のＵＥ３０の送信電力が制御された結果、第１のＵＥ３０の送信電力が、基準送信電力に達した場合、受信品質の変化量に基づく第１のＵＥ３０の送信電力の制御を終了する。これにより、ｅＮＢ２０の処理負荷を軽減することができる。
また、オフセット算出部２２０は、第１のＵＥ３０に送信電力を指示してから所定時間以上、新たな送信電力を第１のＵＥ３０に指示しなかった場合、受信品質の変化量に基づく第１のＵＥ３０の送信電力の制御を終了する。これにより、ｅＮＢ２０の処理負荷の増大を抑えることができる。
＜ハードウェア＞
図１１は、ｅＮＢ２０を実現する通信装置２００のハードウェアの一例を示す図である。通信装置２００は、例えば図１１に示すように、ネットワークインターフェイス回路２０１、メモリ２０２、プロセッサ２０３、無線回路２０４、およびアンテナ２０５を有する。
無線回路２０４は、プロセッサ２０３から出力された信号に変調等の所定の処理を施し、処理後の信号をアンテナ２０５を介して送信する。また、無線回路２０４は、アンテナ２０５を介して受信した信号に復調等の所定の処理を施してプロセッサ２０３へ出力する。無線回路２０４は、例えば受信部２１の無線受信部２１４および送信部２３の無線送信部２３６の機能を実現する。ネットワークインターフェイス回路２０１は、有線接続によってコアネットワークや、他のｅＮＢ２０に接続するためのインターフェイスである。
メモリ２０２には、受信部２１の品質情報抽出部２１０、制御情報抽出部２１１、復調・復号部２１２、および自己干渉除去部２１３の機能を実現するためのプログラムが格納される。また、メモリ２０２には、制御部２２のオフセット算出部２２０、システム情報管理部２２１、および無線回線制御部２２２の機能を実現するためのプログラムが格納される。また、メモリ２０２には、送信部２３の制御信号作成部２３０、パイロット作成部２３１、無線回線制御情報作成部２３２、符号化・変調部２３３、多元接続処理部２３４、および遅延部２３５の機能を実現するためのプログラムが格納される。
プロセッサ２０３は、メモリ２０２に格納されたプログラムをメモリ２０２から読み出して実行することにより、受信部２１の品質情報抽出部２１０、制御情報抽出部２１１、復調・復号部２１２、および自己干渉除去部２１３の機能を実現する。また、プロセッサ２０３は、メモリ２０２に格納されたプログラムをメモリ２０２から読み出して実行することにより、制御部２２のオフセット算出部２２０、システム情報管理部２２１、および無線回線制御部２２２の機能を実現する。また、プロセッサ２０３は、メモリ２０２に格納されたプログラムをメモリ２０２から読み出して実行することにより、送信部２３の制御信号作成部２３０、パイロット作成部２３１、および無線回線制御情報作成部２３２の機能を実現する。また、プロセッサ２０３は、メモリ２０２に格納されたプログラムをメモリ２０２から読み出して実行することにより、送信部２３の符号化・変調部２３３、多元接続処理部２３４、および遅延部２３５の機能を実現する。
図１２は、ＵＥ３０を実現する通信装置３００のハードウェアの一例を示す図である。通信装置３００は、例えば図１２に示すように、アンテナ３０１、無線回路３０２、メモリ３０３、およびプロセッサ３０４を有する。
無線回路３０２は、プロセッサ３０４から出力された信号に変調等の所定の処理を施し、処理後の信号をアンテナ３０１を介して送信する。また、無線回路３０２は、アンテナ３０１を介して受信した信号に復調等の所定の処理を施してプロセッサ３０４へ出力する。無線回路３０２は、例えば受信部３１の無線受信部３１０および送信部３３の無線送信部３３０の機能を実現する。
メモリ３０３には、受信部３１の復調・復号部３１１、システム情報抽出部３１２、制御信号抽出部３１３、パイロット抽出部３１４、および回線品質測定部３１５の機能を実現するためのプログラムが格納される。また、メモリ３０３には、制御部３２の端末情報制御部３２０、システム情報管理部３２１、および無線回線制御部３２２の機能を実現するためのプログラムが格納される。また、メモリ３０３には、送信部３３の符号化・変調部３３１、パイロット作成部３３２、制御信号作成部３３３、および無線回線制御情報作成部３３４の機能を実現するためのプログラムが格納される。
プロセッサ３０４は、メモリ３０３に格納されたプログラムをメモリ３０３から読み出して実行することにより、受信部３１の復調・復号部３１１、システム情報抽出部３１２、および制御信号抽出部３１３の機能を実現する。また、プロセッサ３０４は、メモリ３０３に格納されたプログラムをメモリ３０３から読み出して実行することにより、パイロット抽出部３１４および回線品質測定部３１５の機能を実現する。また、プロセッサ３０４は、メモリ３０３に格納されたプログラムをメモリ３０３から読み出して実行することにより、制御部３２の端末情報制御部３２０、システム情報管理部３２１、および無線回線制御部３２２の機能を実現する。また、プロセッサ３０４は、メモリ３０３に格納されたプログラムをメモリ３０３から読み出して実行することにより、送信部３３の符号化・変調部３３１、パイロット作成部３３２、制御信号作成部３３３、および無線回線制御情報作成部３３４の機能を実現する。
＜その他＞
なお、開示の技術は、上記した実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
例えば、上記実施例のｅＮＢ２０は、ＵＬ／ＤＬ構成の変更後の第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変化量ΔＲが第１の閾値Ｒth1以上である場合に、オフセットＡを変更量ΔＡ1ずつ増加させることで、第１のＵＥ３０の送信電力Ｐを変更量ΔＡ1ずつ減少させる。しかし、開示の技術はこれに限られない。例えば、ｅＮＢ２０は、ＵＬ／ＤＬ構成を変更した後の第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変化量ΔＲが第１の閾値Ｒth1以上である場合に、該変化量ΔＲと第１の閾値Ｒth1との差分に応じた値をオフセットＡの変更量ΔＡ1として第１のＵＥ３０に指示してもよい。例えば、変化量ΔＲと第１の閾値Ｒth1との差分が大きい場合には、大きい値の変更量ΔＡ1が第１のＵＥ３０に指示され、変化量ΔＲと第１の閾値Ｒth1との差分が小さい場合には、小さい値の変更量ΔＡ1が第１のＵＥ３０に指示される。これにより、ＵＬ／ＤＬ構成を変更した後の第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率が大幅に悪化した場合、ｅＮＢ２０は、第２のＵＥ３０の受信品質をより迅速に回復させることができる。
また、上記実施例のｅＮＢ２０は、セル１１内の第１のＵＥ３０について第１のサブフレームの送信電力ＰのオフセットＡを制御している間は、セル１１内の他のＵＥ３０について、ＵＬ／ＤＬ構成の変更を行わない。さらに、他の例として、ｅＮＢ２０は、セル１１内の第１のＵＥ３０の送信電力ＰのオフセットＡを制御している間は、該セル１１に隣接する他のセル１１においても、他のセル１１内のＵＥ３０に対してＵＬ／ＤＬ構成の変更を行わないようにしてもよい。該セル１１に隣接する他のセル１１が他のｅＮＢ２０によって管理されている場合には、ｅＮＢ２０は、ＵＬ／ＤＬ構成の変更を所定期間行わないように他のｅＮＢ２０に指示してもよい。これにより、ｅＮＢ２０は、ＵＬ／ＤＬ構成を変更した後の第２のＵＥ３０のＮＡＣＫ発生率の変化において、隣接するセル１１内でＵＬ／ＤＬ構成が変更されたことの影響を排除することができる。
１０ 無線通信システム
２０ ｅＮＢ
２１ 受信部
２１０ 品質情報抽出部
２１１ 制御情報抽出部
２１２ 復調・復号部
２１３ 自己干渉除去部
２１４ 無線受信部
２２ 制御部
２２０ オフセット算出部
２２１ システム情報管理部
２２２ 無線回線制御部
２３ 送信部
２３０ 制御信号作成部
２３１ パイロット作成部
２３２ 無線回線制御情報作成部
２３３ 符号化・変調部
２３４ 多元接続処理部
２３５ 遅延部
２３６ 無線送信部
２４ アンテナ

Claims (14)

  1. それぞれの端末との間で、上り信号を受信する上り区間と、下り信号を送信する下り区間とを時分割で切り替えて無線通信を行う基地局において、
    いずれかの前記端末について、サブフレーム毎に前記上り区間と前記下り区間とを時分割で切り替える切替パターンが変更される場合に、変更前の前記切替パターンにおいて下り区間に設定され、変更後の前記切替パターンにおいて上り区間に変更されるサブフレームである第１のサブフレームを特定する特定部と、
    前記切替パターンが変更された端末である第１の端末に対して、前記第１のサブフレームにおける送信電力の初期値を指示する指示部と、
    前記第１の端末以外の端末である第２の端末について、前記切替パターンの変更前の前記第１のサブフレームにおける下り信号の受信品質と、前記切替パターンの変更後の前記第１のサブフレームにおける下り信号の受信品質との間の変化量を算出する算出部と
    を有し、
    前記指示部は、
    前記第１の端末が前記第１のサブフレームにおいて前記初期値の送信電力で送信を行った後に、前記変化量に基づいて、前記第１の端末に指示する送信電力を制御することを特徴とする基地局。
  2. 前記算出部は、
    前記切替パターンが変更される前において前記第２の端末が下り信号の受信に失敗した割合と、前記切替パターンが変更された後において前記第２の端末が下り信号の受信に失敗した割合との差を、前記変化量として算出することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  3. 前記指示部は、
    前記変化量が第１の閾値以上である場合に、送信電力を第１の電力分下げる指示を前記第１の端末へ送信し、前記変化量が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値未満である場合に、送信電力を第２の電力分上げる指示を前記第１の端末へ送信することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  4. 前記指示部は、
    前記基地局のセルの面積と該セル内の前記端末の数とに基づいて、前記初期値を算出することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  5. 前記特定部は、
    前記指示部により前記第１の端末の送信電力が制御された結果、前記第１の端末の送信電力が前記初期値よりも低い第３の電力値以下となった場合、前記切替パターンを、変更前の前記切替パターンに戻すことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  6. 前記指示部は、
    前記第１の端末の送信電力が制御された結果、前記第１の端末の送信電力が、前記第１の端末に割り当てられた物理リソース、および、前記基地局と前記第１の端末との間の伝搬損失に基づいて定まる基準送信電力に達した場合、前記変化量に基づく前記第１の端末の送信電力の制御を終了することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  7. 前記指示部は、
    前記第１の端末に送信電力を指示してから所定時間以上、新たな送信電力を前記第１の端末に指示しなかった場合、前記変化量に基づく前記第１の端末の送信電力の制御を終了することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  8. それぞれの端末との間で、上り信号を受信する上り区間と、下り信号を送信する下り区間とを時分割で切り替えて無線通信を行う基地局が、
    いずれかの前記端末について、サブフレーム毎に前記上り区間と前記下り区間とを時分割で切り替える切替パターンが変更される場合に、変更前の前記切替パターンにおいて下り区間に設定され、変更後の前記切替パターンにおいて上り区間に変更されるサブフレームである第１のサブフレームを特定し、
    前記切替パターンが変更された端末である第１の端末に対して、前記第１のサブフレームにおける送信電力の初期値を指示し、
    前記第１の端末以外の端末である第２の端末について、前記切替パターンの変更前の前記第１のサブフレームにおける下り信号の受信品質と、前記切替パターンの変更後の前記第１のサブフレームにおける下り信号の受信品質との間の変化量を算出し、
    前記第１の端末が前記第１のサブフレームにおいて前記初期値の送信電力で送信を行った後に、前記変化量に基づいて、前記第１の端末に指示する送信電力を制御する
    処理を実行することを特徴とする基地局の制御方法。
  9. 複数の端末と、複数の端末の各々との間で、上り信号を受信する上り区間と、下り信号を送信する下り区間とを時分割で切り替えて無線通信を行う基地局とを備える無線通信システムにおいて、
    前記基地局は、
    いずれかの前記端末について、サブフレーム毎に前記上り区間と前記下り区間とを時分割で切り替える切替パターンが変更される場合に、変更前の前記切替パターンにおいて下り区間に設定され、変更後の前記切替パターンにおいて上り区間に変更されるサブフレームである第１のサブフレームを特定する特定部と、
    前記切替パターンが変更された端末である第１の端末に対して、前記第１のサブフレームにおける送信電力の初期値を指示する指示部と、
    前記第１の端末以外の端末である第２の端末について、前記切替パターンの変更前の前記第１のサブフレームにおける下り信号の受信品質と、前記切替パターンの変更後の前記第１のサブフレームにおける下り信号の受信品質との間の変化量を算出する算出部と
    を有し、
    前記指示部は、
    前記第１の端末が前記第１のサブフレームにおいて前記初期値の送信電力で送信を行った後に、前記変化量に基づいて、前記第１の端末に指示する送信電力を制御することを特徴とする無線通信システム。
  10. 複数の端末と、複数の端末の各々との間で、上り信号を受信する上り区間と下り信号を送信する下り区間とを時分割で切り替えて無線通信を行う基地局とを備える無線通信システムにおいて、
    いずれかの前記端末について、一定の長さの時間領域における前記上り区間と前記下り区間の配列パターンが変更される場合に、変更後の配列パターン内の特定の上り区間用サブフレームで送信される信号に適用される送信電力と該特定の上り区間用サブフレーム以外の上り区間用サブフレームで送信される信号に適用される送信電力との間にオフセットが設定され、
    配列パターンの変更時に前記オフセットの値が前記端末に通知され、所定時間が経過した後に、前記端末において、前記オフセットの値が無効、あるいは、前記オフセットの値が零になることを特徴とする無線通信システム。
  11. 変更前の配列パターンでは下り区間に設定され、変更後の配列パターンでは上り区間に設定されるサブフレームを前記特定の上り区間用サブフレームとすることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
  12. 配列パターンの変更時に前記所定時間の値が前記端末に通知されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の無線通信システム。
  13. 前記基地局が前記端末に対し信号送信の許可を与えるために使用する制御信号の中に前記オフセットの値が含まれることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
  14. 一つの配列パターンに含まれるサブフレームの数と同じ長さの符号列を用いて前記特定の上り区間用サブフレームが示されることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
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