JPWO2009119173A1 - 無線リソースの制御方法、無線局装置、無線局制御プログラム、及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

無線局が登録無線局との間で無線通信を行なう場合に、近傍に配置された他の無線局に対する干渉を抑制する。フェムト基地局１は、フェムト基地局１に予め登録されていない非登録無線局によってなされた接続要求の履歴を保存する。そして、フェムト基地局１は、接続要求の履歴から得られる非登録無線局毎の接続要求の頻度を指標として、自身に予め登録されている登録無線局との間の通信に使用される無線リソースの調整の必要性を判断し、無線リソース調整を実行する。

Description

本発明は、無線局間の通信に使用される無線リソースの制御技術に関する。

近年、携帯電話の普及による屋内での音声通信やデータ通信の需要の増大に伴い、利用者宅内、小規模オフィス内などの屋内に設置可能な基地局の開発が進められている。この屋内に設置可能な基地局がカバーする範囲は、屋外に設置される既存の基地局に比べて極めて小さいことから、フェムトセルと呼ばれる。以下では、フェムトセルを形成する基地局をフェムト基地局と呼ぶ。フェムト基地局の運用形態として、予め登録された移動局のみがフェムト基地局に接続して通信を行なうことが検討されている。

フェムト基地局及び既存の移動通信網における基地局は、共通パイロット信号を送信する。移動局は、その共通パイロット信号を受信することにより、同期確立及びチャネル推定等を行なって、基地局との間でデータの送受信を行なう。このため、移動局において共通パイロット信号を良好な受信品質で受信できるようにすることが、良好な通信品質を提供するために必要である。

既存の移動通信網における基地局では、各セルにおいて送信する共通パイロット信号の送信電力は、固定的に定められている。これに対して、フェムト基地局がフェムトセルにおいて送信する共通パイロット信号の送信電力は、フェムト基地局が自律的に設定することが検討されている。このような方法は、特許文献１（14ページ 8行目〜15ページ 21行目）に開示されている。

特許文献１に開示されたフェムト基地局の送信電力の設定方法の具体例について、図８を用いて説明する。図８において、マクロ基地局８１１は、マクロセル８０１を形成し、一定の送信電力で共通パイロット信号ＣＰ１を送信し、移動局（図示せず）と通信を行う。フェムト基地局８１２Ａ及び８１２Ｂは、それぞれフェムトセル８０２Ａ及び８０２Ｂを形成し、移動局（図示せず）と通信を行なう。フェムト基地局８１２Ａ及び８１２Ｂの各々は、マクロ基地局８１１の共通パイロット信号ＣＰ１の受信電力Pmacro [dBm]を測定し、マクロ基地局８１１と同一の無線周波数帯域を用いて、Pmacro + Poffset [dBm]を送信電力として共通パイロット信号ＣＰ２Ａ及びＣＰ２Ｂを送信する。ここで、Poffsetは、全てのフェムトセル８０２Ａ及び８０２Ｂに共通な一定値である。

以上のようなフェムト基地局は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）やＥ−ＵＴＲＡＮ（ＬＴＥ: Long Term Evolutionとも呼ばれる）などのシステムの中で使用することが検討されている。Ｗ−ＣＤＭＡでは、3GPP TS 25.214 V7.3.0に記載されているように、上り回線と下り回線における送信電力制御された個別チャネルを用いたデータ送信や、下り回線における共用チャネルを用いたデータ送信が行われる。また、Ｅ−ＵＴＲＡＮでは、3GPP TS 36.300 V8.1.0に記載されているように、無線周波数の帯域が複数のリソースブロック（ＰＲＢ；Physical Resource Block）に分割される。具体的には、Ｅ−ＵＴＲＡＮの基地局に備えられたスケジューラがＰＲＢの割当を行ない、基地局は割り当てられたＰＲＢを用いて移動局との間のデータ送信を行う。
英国特許出願公開第２４２８９３７号明細書

図８に示したフェムト基地局８１２Ａ及び８１２Ｂの各々が、図９に示すように建物９０内の別々の部屋に壁９０１を隔てて設置されている場合について考える。図９において、移動局９１Ａは、フェムト基地局８１２Ａに登録された移動局であり、フェムト基地局８１２Ａに接続して通信を行なうことができる。しかしながら、移動局９１Ａは、フェムト基地局８１２Ｂには登録されておらず、フェムト基地局８１２Ｂに接続して通信を行なうことは不可能であるとする。一方、移動局９１Ｂは、フェムト基地局８１２Ｂに登録された移動局であり、フェムト基地局８１２Ｂに接続して通信を行なうことができる。移動局９１Ｂは、フェムト基地局８１２Ａには登録されておらず、フェムト基地局８１２Ａに接続して通信を行なうことは不可能であるとする。

２つのフェムト基地局８１２Ａ及び８１２Ｂが隣接して配置され、これら２つの基地局の各々が移動局との間で同一周波数帯域を用いて通信を行なうと、以下に述べるように干渉の問題が顕著となる。すなわち、図９に示すように、フェムト基地局８１２Ｂが壁９０１の近くに配置され、同時に移動局９１Ａが壁９０１の近くに位置している場合には、フェムト基地局８１２Ｂの送信する下り回線信号が、移動局９１Ａがフェムト基地局８１２Ａから受信する下り回線信号に対する干渉となり得る。このため、移動局９１Ａがフェムト基地局８１２Ａから受信する下り回線信号の品質劣化が生じるおそれがある。また、これとは逆に、移動局９１Ａの送信する上り回線信号が、フェムト基地局８１２Ｂが移動局９１Ｂから受信する上り回線信号に対する干渉となり得る。このため、フェムト基地局８１２Ｂが移動局９１Ｂから受信する上り回線信号の品質劣化が生じるおそれがある。

なお、上述した干渉の問題が生じるのは、フェムト基地局を使用する場合に限られない。例えば、複数の無線局が自律的にネットワークを形成する無線アドホックネットワークでも問題となり得る。すなわち、上述した干渉の問題は、第１の無線局とこれに接続が許可された第１の登録無線局とが通信を行なっている近傍にて、第２の無線局とこれに接続が許可された第２の登録無線局とが通信を行う場合に一般的に生じ得るものである。

本発明は、上述した知見に基づいてなされたものであって、本発明の目的は、無線局が登録無線局との間で無線通信を行なう場合に、近傍に配置された他の無線局に対する干渉を効果的に抑制することが可能な無線リソースの制御方法、無線局装置、無線局制御プログラム、及び無線通信システムを提供することにある。

本発明の第１の態様は、第１の無線局の無線リソース制御方法である。当該方法は、以下のステップ（ａ）及び（ｂ）を含む。ステップ（ａ）では、複数の第２の無線局から第１の無線局に対してなされた接続要求の履歴を記録する。ステップ（ｂ）では、前記複数の第２の無線局のうち前記第１の無線局に予め登録されていない非登録無線局毎の接続要求頻度を指標として、前記複数の第２の無線局の少なくとも１つと前記第１の無線局との間の通信に使用される無線リソースの調整の実行を決定する。

また、本発明の第２の態様は、無線局装置である。当該無線局装置は、無線送受信部及び無線リソース調整部を備える。前記無線リソース調整部は、複数の対向無線局によってなされた接続要求の履歴に基づき、前記複数の対向無線局のうち予め登録されていない非登録無線局毎の接続要求頻度を指標として、前記複数の対向無線局の少なくとも１つとの間の前記無線送受信部を介した通信に使用される無線リソースの調整を行なう。なお、例えば、後述する発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局１の場合であれば、無線ネットワーク制御部１５が、前記無線リソース調整部に相当する。

また、本発明の第３の態様は、無線局装置に関する制御処理をコンピュータに実行させるための無線局制御プログラムを格納した記録媒体である。ここで、前記制御処理は、複数の対向無線局から前記無線局装置に対してなされた接続要求の履歴を記録する処理（ａ）と、前記複数の対向無線局のうち前記無線局装置に予め登録されていない非登録無線局毎の接続要求頻度を指標として、前記複数の対向無線局の少なくとも１つと前記無線局装置との間の通信に使用される無線リソースの調整の実行を決定する処理（ｂ）とを含む。

また、本発明の第４の態様にかかる無線通信システムは、第１の無線局及び無線リソース調整部を備える。前記第１の無線局は、無線信号を送受信可能な無線送受信部を有する。また、前記無線リソース調整部は、前記複数の第２の無線局から前記無線送受信部に到達した接続要求の履歴に基づき、前記複数の第２の無線局のうち予め登録されていない前記非登録無線局毎の接続要求頻度を指標として、前記複数の第２の無線局の少なくとも１つと前記無線送受信部との間の通信に使用される無線リソースの調整を行なう。なお、本態様の無線通信システムが備える無線リソース調整部は、前記第１の無線局内に配置されてもよいし、前記第１の無線局が通信可能に接続されるネットワーク内に配置されてもよい。

例えば、上述した本発明の第２の態様にかかる無線局装置に予め登録されていない非登録無線局による接続要求頻度の値が大きいことは、当該無線局装置の近傍に非登録無線局が頻繁に存在することを意味する。したがって、非登録無線局による接続要求頻度の大きさは、非登録無線局が送受信する信号と当該無線局装置が送受信する信号との間の干渉の度合いを間接的に示す指標として利用することができる。

この点に着目した本発明の第１乃至第４の態様は、非登録無線局による接続要求頻度を指標として、無線リソースの調整を行う。このため、非登録無線局による接続要求頻度に応じて、前記非登録無線局と他の無線局との間で送受信される外部無線信号との干渉を抑制するように無線リソースを調整することができる。つまり、本発明の第１乃至第４の態様によれば、非登録無線局による接続要求頻度という計測が比較的容易な指標によって、非登録無線局が送受信する無線信号との干渉の発生を推定でき、当該干渉を効果的に抑制することができる。

本発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局を含む無線通信システムの構成図である。 本発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局のブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局による無線リソースの調整手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局による無線リソースの調整手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局が行なう無線リソース調整を説明するためのグラフである。 本発明の実施の形態２にかかるフェムト基地局が行なう無線リソース調整の内容を示す一覧表である。 本発明の実施の形態３にかかるフェムト基地局のブロック図である。 背景技術の説明のための無線通信システムの構成図である。 課題の説明のための基地局の配置を示す図である。

符号の説明

１、６ フェムト基地局
２ フェムトセル
３−１ 移動局（登録移動局）
３−２ 移動局（非登録移動局）
４ フェムトゲートウェー装置
５ ネットワーク
１０ アンテナ
１１ 無線送受信部
１２ 受信データ処理部
１３ 送信データ処理部
１４ 有線送受信部
１５ 無線ネットワーク制御部
１６ 移動局モード受信部
１７ 無線ネットワーク制御データ設定部
１８ 接続制御部
１９ 接続要求履歴保存部
６１ 無線リソース調整部

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜発明の実施の形態１＞
図１は、本実施の形態にかかるフェムト基地局１を含む無線通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態にかかる無線通信システムは、ＦＤＤ（Frequency division Dupulex）−ＣＤＭＡより具体的にはＷ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システムであるとして説明を行う。

図１において、フェムト基地局１は、フェムトセル２を形成する。また、フェムト基地局１は、自身に接続可能な移動局を制限する機能を有している。移動局３−１は、フェムトセル２内では、フェムト基地局１に接続して通信を行なう。つまり、移動局３−１は、フェムト基地局１への接続が許可された移動局である。以下では、移動局３−１を含むフェムト基地局１への接続が許可された移動局を「登録移動局」と呼ぶ。一方、図２に示す移動局３−２は、フェムト基地局１への接続が許可されておらず、フェムト基地局１に対して接続要求を行なっても接続が拒否される。以下では、移動局３−２を含むフェムト基地局１への接続が許可されていない移動局を「非登録移動局」と呼ぶ。

フェムトゲートウェー装置４は、フェムト基地局１と接続される。そしてフェムトゲートウェー装置４は、上位のネットワーク５とも接続されており、上位のネットワーク５と配下のフェムト基地局１が形成するフェムトセル２内に存在する移動局３との通信を制御すると共に、情報の転送を行う。

さらに、本実施の形態にかかるフェムト基地局１は、非登録移動局から接続要求を受信してこれを拒否した場合に、非登録移動局による接続要求の履歴を保存するよう構成されている。フェムト基地局１は、接続要求の履歴を参照することによって、非登録移動局による接続要求の頻度（以下、接続要求頻度と呼ぶ）を算出し、非登録移動局による接続要求頻度を指標として無線リソースの調整の必要性を判断する。ここで、無線リソースとは、フェムト基地局１と登録移動局との間で使用される無線リソースである。そして、フェムト基地局１は、無線リソースの調整が必要と判断される場合に、非登録移動局が他の無線局（例えば、他のフェムト基地局や上位層のマクロセルを形成するマクロ基地局）との間で送受信される外部無線信号との干渉を抑制するように無線リソースの調整を行なう。調整対象となる無線リソースの具体例は、フェムト基地局１がフェムトセル２内で送信する全下りチャネルの総送信電力の最大値、使用周波数帯域などである。

ところで、図１は、本願発明の説明の便宜上、少数の要素のみを図示しているに過ぎないことは勿論である。つまり、本実施の形態にかかる無線通信システムは、図１に示したものの他にもフェムト基地局及び移動局を含んでもよいし、フェムトセル２を覆うように形成される上位階層のマクロセル及びこれを形成するマクロ基地局を含んでいてもよい。

続いて以下では、フェムト基地局１の構成例と無線リソースの調整動作の具体例について詳細に説明する。図２は、フェムト基地局１の構成を示すブロック図である。

無線送受信部１１は、移動局から送信された上り信号をアンテナ１０を介して受信するとともに、移動局に対して送信する下り信号をアンテナ１０に出力する。無線送受信部１１が無線信号の送受信を行なう際に使用する無線リソースに関する無線パラメータは、後述する無線ネットワーク制御部１５により指定される。無線ネットワーク制御部１５によって指定される無線パラメータの具体例は、使用する周波数帯域、共通パイロット信号ＣＰＩＣＨの送信電力Ptx、全下りチャネルの総送信電力の最大値Ptx_total_max、移動局からの上りデータ送信における総受信電力（Received Total Wideband Power）の目標値RTWP_target等である。

受信データ処理部１２は、無線送受信部１１によって受信された上りチャネル信号の復号化処理を行い、得られた上りデータを有線送受信部１４に供給する。送信データ処理部１３は、有線送受信部１４から移動局に対して送信する下りデータを受信し、誤り訂正符号化、インタリービング等の処理を行った後に無線送受信部１１に供給する。

有線送受信部１４は、フェムトゲートウェー装置４との間で上りデータ及び下りデータを送受信するインタフェースとして機能する。

無線ネットワーク制御部１５は、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ:Radio Network Controller）の機能を有しており、使用する周波数帯域、共通パイロット信号ＣＰＩＣＨの送信電力、全下りチャネルの総送信電力の最大値等の無線パラメータを無線送受信部１１に供給する。なお、図２の構成例では、共通パイロット信号ＣＰＩＣＨの送信電力は、後述する無線ネットワーク制御データ設定部１７によって決定される。また、無線ネットワーク制御部１５は、後述する接続要求履歴保存部１９に蓄積された非登録移動局による接続要求の履歴を用いて、全下りチャネルの総送信電力の最大値Ptx_total_maxを調整する。非登録移動局による接続要求の履歴を用いたPtx_total_maxの調整手順の具体例については後述する。

移動局モード受信部１６は、アンテナ１０を介して、フェムトセル２にオーバーレイされたマクロセル（不図示）を形成するマクロ基地局（不図示）から送信されている共通パイロット信号の受信電力Pmacroを測定する。

無線ネットワーク制御データ設定部１７は、移動局モード受信部１６が測定したPmacroの通知を受け取り、フェムト基地局１による共通パイロット信号の送信電力Ptxを決定し、これらを無線ネットワーク制御部１５に送る。なお、マクロ基地局（不図示）から送信されている共通パイロット信号の受信電力Pmacroに応じて共通パイロット信号の送信電力Ptxを決定する手法は、特許文献１や本願の出願人によって先に出願済みの日本特許出願2007-263050号（2007年10月9日出願）に記載されている。このため、ここでは共通パイロット信号の送信電力Ptxを決定する手法の詳細説明は省略する。

ところで、上述した移動局モード受信部１６及び無線ネットワーク制御データ設定部１７は、本願発明を実施するために必要な構成要素ではない。上述したように、移動局モード受信部１６及び無線ネットワーク制御データ設定部１７は、マクロ基地局（不図示）が送信する共通パイロット信号の受信電力Pmacroに応じて、フェムト基地局１の共通パイロット信号の送信電力Ptxを決定するために設けられたものである。このため、フェムト基地局１が、このような共通パイロット信号の送信電力の自立的な設定動作を行う必要がなければ、移動局モード受信部１６及び無線ネットワーク制御データ設定部１７を省略してもよい。

接続制御部１８は、移動局からフェムト基地局１に対して送信された接続要求をアンテナ１０、無線送受信部１１、受信データ処理部１２、有線送受信部１４及び無線ネットワーク制御部１５を介して受信する。ここで、移動局から送信される接続要求の具体例は、移動局からの着呼、移動局の電源投入時のセル選択動作に伴って移動局から送信される位置登録要求の受信、移動局の在圏セル変更時のセル再選択動作に伴って移動局から送信される位置登録要求の受信などである。接続制御部１８は、接続要求の送信元移動局が登録移動局であるか否かによってフェムト基地局１への接続可否を判定する。例えば、接続制御部１８は、登録移動局の移動局ＩＤを記録した許可リスト（不図示）を保持しておき、移動局から受信した接続要求に含まれる移動局ＩＤを許可リストと照合することによって接続可否を判定すればよい。

上記の接続制御部１８は、非登録移動局による接続要求を拒否した場合にその履歴を接続要求履歴保存部１９に蓄積する。具体的には、非登録移動局による接続要求を受信した日時を示す時刻情報、要求元の移動局ＩＤ等を接続要求履歴保存部１９に保存すればよい。なお、接続制御部１８は、接続拒否した場合の履歴だけでなく、接続許可した場合の履歴を接続要求履歴保存部１９に合わせて保存しても良いことは勿論である。

続いて以下では、非登録移動局による接続要求の履歴を用いて下り総送信電力Ptx_total_maxを調整する手順について、図３及び４を参照して説明する。図３及び４は、下り総送信電力Ptx_total_maxの調整手順の具体例を示すフローチャートである。

図３のステップＳ１１では、接続制御部１８が、非登録移動局による接続要求の履歴（接続要求日時、移動局ＩＤ）を接続要求履歴保存部１９に記録する。

ステップＳ１２では、無線ネットワーク制御部１５が、移動局ＩＤによって識別される非登録移動局毎の接続要求頻度Ｆ１を算出する。なお、接続要求頻度Ｆ１を算出するために接続要求の履歴を集計する期間は、例えば以下のように定めれば良い。すなわち、移動局３−２等の非登録移動局を、接続拒否された基地局に対する新たな接続要求の送信を予め定められた禁止期間の間行なわないよう構成する。そして、接続要求頻度Ｆ１を算出するために接続要求の履歴を集計する期間は、この禁止期間より長く設定すればよい。このように設定しておけば、非登録移動局が連続して頻繁に接続要求を送信する事態を回避できる。また、複数回の接続要求が行なわれ得る期間に対応した妥当な履歴の集計期間をフェムト基地局１に設定することができる。

ステップＳ１３では、無線ネットワーク制御部１５が、非登録移動局毎の接続要求頻度Ｆ１が全て閾値Ｔｈ１を下回るか否かを判定する。当該判定にて、少なくとも１つの非登録移動局の接続要求頻度Ｆ１が閾値Ｔｈ１以上となった場合（ステップＳ１３でＮＯ）、無線ネットワーク制御部１５は、全下りチャネルの総送信電力の最大値Ptx_total_maxを、通常時の値Ｐ１からＰ２に低減させる（ステップＳ１４）。

一方、非登録移動局毎の接続要求頻度Ｆ１が全て閾値Ｔｈ１を下回る場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１５の判定に進む。ステップＳ１５では、無線ネットワーク制御部１５が、過去の判定処理の結果、総送信電力の最大値Ptx_total_maxが通常時の値Ｐ１から低減されているか否かを判定する。総送信電力の最大値Ptx_total_maxが低減中である場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、無線ネットワーク制御部１５は、送信電力の回復処理を実行する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１６の送信電力の回復処理の具体例につき図４のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ２１では、接続要求頻度Ｆ１が閾値Ｔｈ１を超過して総送信電力の最大値Ptx_total_maxの低減要因となった非登録移動局の接続要求頻度Ｆ２を集計する。なお、頻度Ｆ２の算出を改めて行なわずに、Ptx_total_maxの低減要因となった非登録移動局について図３のステップＳ１２にて算出された頻度Ｆ１を再利用してもよい。

ステップＳ２２では、接続要求頻度Ｆ２が閾値Ｔｈ２を下回るか否かを判定する。なお、Ptx_total_maxの回復を慎重に行なうためには、閾値Ｔｈ２を上述した閾値Ｔｈ１に比べて小さい値に設定するとよい。

接続要求頻度Ｆ２が閾値Ｔｈ２を下回る場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、総送信電力の最大値Ptx_total_maxをΔＰだけ増加させる。ΔＰは、Ptx_total_maxを回復させる際のステップサイズであるから、Ptx_total_maxの回復を慎重に行なうためには相対的に小さな値とすればよく、Ptx_total_maxの回復を速やかに行なうためには相対的に大きな値とすればよい。

また、ΔＰは、Ptx_total_maxの回復処理の全期間において一定値である必要はなく、徐々に増加させてもよいし、徐々に減少させてもよい。また、接続要求頻度Ｆ２の大きさに応じてΔＰを変更してもよい。具体的には、接続要求頻度Ｆ２が小さいほどΔＰを大きくすればよい。これにより、接続要求頻度Ｆ２が小さく周囲に非登録移動局が存在する確率が低いと想定される状況下では、総送信電力の最大値Ptx_total_maxを速やかに回復できる。一方、接続要求頻度Ｆ２が大きく周囲に非登録移動局が存在する確率が高いと想定される状況下では、総送信電力の最大値Ptx_total_maxの回復速度を緩やかにすることができる。

無線ネットワーク制御部１５は、図３及び４に示した調整手順を周期的に実行すればよい。図５（ａ）は、ある１つの非登録移動局の接続要求頻度Ｆ１を時系列に沿って示したグラフである。一方、図５（ｂ）は、図３及び４に示した手順を周期的に実行することで調整された総送信電力の最大値Ptx_total_maxを示すグラフである。

図５（ａ）及び（ｂ）の時刻Ｔ１では、接続要求頻度Ｆ１が閾値Ｔｈ１を超過しているため、総送信電力の最大値Ptx_total_maxがＰ１からＰ２に低減される。その後の、時刻Ｔ２、Ｔ３及びＴ４では、接続要求頻度Ｆ１が閾値Ｔｈ２を下回っているため、総送信電力の最大値Ptx_total_maxがΔＰずつ増大する。

上述したように、本実施の形態にかかるフェムト基地局１は、非登録移動局による接続要求の頻度を指標として、無線リソースの調整を行なうものである。非登録移動局による接続要求頻度の値が大きいことは、フェムト基地局１の近傍に非登録移動局が頻繁に存在することを意味する。したがって、非登録移動局による接続要求頻度の大きさは、フェムト基地局１が送受信する信号と、非登録移動局が送受信する信号との干渉の発生度合いを示す指標として利用することができる。つまり、フェムト基地局１は、非登録移動局による接続要求頻度という計測が比較的容易な指標によって、図９に示したような非登録移動局の送受信信号と自局の送受信信号との干渉が頻繁に発生する状況にフェムト基地局１が設置されていることを推定できる。

また、フェムト基地局１は、非登録移動局による接続要求の頻度を指標として、非登録移動局による接続要求の頻度が大きくなる場合に、総送信電力の最大値Ptx_total_maxを低減させる。これによって、フェムト基地局１は、非登録移動局が他の無線局（例えば、他のフェムト基地局や上位層のマクロセルを形成するマクロ基地局）との間で送受信する信号と自局の送受信信号との干渉の発生を効果的に抑制することができる。

なお、図３及び４に示した総送信電力の最大値Ptx_total_maxの調整手順は、一例に過ぎないことはもちろんである。例えば、Ptx_total_maxを低減させる場合において、非登録移動局による接続要求頻度を多段階の閾値と比較することにより、非登録移動局による接続要求頻度が大きくなるにつれてPtx_total_maxを徐々に小さくするように調整を行ってもよい。

また、上述した説明では、非登録移動局による接続要求の頻度を指標として、総送信電力の最大値Ptx_total_maxを低減させる例について説明した。しかしながら、総送信電力の最大値Ptx_total_maxの低減は、干渉を回避するための無線リソース調整の一例に過ぎない。つまり、非登録移動局による接続要求の頻度に基づいて調整される無線リソースに関するパラメータは、それを変更することによって周辺に存在する無線局が送受信する信号との干渉を抑制可能なパラメータであればよい。例えば、フェムト基地局１は、非登録移動局による接続要求の頻度によって干渉の発生が推測される場合に、登録移動局との間の無線通信に使用する周波数帯域を変更してもよい。

また、図３及び４に示した無線リソースの調整手順は、マイクロプロセッサ等のコンピュータに基地局制御のためのプログラムを実行させることによって実現可能である。具体的には、基地局制御プログラムを実行するコンピュータに、接続要求履歴の参照、接続要求頻度の計算、総送信電力の最大値Ptx_total_maxの増減制御を実行させればよい。

また、このプログラムは、様々な種類の記憶媒体に格納することが可能であり、また、通信媒体を介して伝達されることが可能である。ここで、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれ、インターネットも含まれる。

＜発明の実施の形態２＞
本実施の形態にかかるフェムト基地局は、上述したフェムト基地局１と同様に、非登録移動局による接続要求頻度を指標として無線リソースの調整を行なう。しかしながら、無線リソース調整の詳細手順が、上述したフェムト基地局１と相違する。なお、本実施の形態にかかるフェムト基地局の構成は、図２に示したフェムト基地局１の構成と同様とすればよい。このため、本実施の形態にかかるフェムト基地局の構成に関する重複説明は省略する。また、本実施の形態にかかるフェムト基地局の構成要素に言及する際には、図２に示したフェムト基地局１の構成要素名及び参照符号を使用する。

本実施の形態にかかるフェムト基地局は、非登録移動局毎の接続要求頻度Ｆ１に加えて、全ての非登録移動局による接続要求の総頻度ＦＴを無線リソース調整のための指標として利用する。総頻度ＦＴは、履歴集計の単位期間中に非登録移動局によって行われた接続要求の合計回数であり、上述した非登録移動局毎の接続要求頻度Ｆ１の合計値に等しい。

図６の表は、本実施の形態にかかるフェムト基地局が有する無線ネットワーク制御部１５が無線リソース調整のために用いる判定条件と、判定条件成立時の無線リソースの調整内容を示している。

本実施の形態にかかるフェムト基地局は、頻度Ｆ１が閾値Ｔｈ１より小さく、かつ総頻度ＦＴが閾値Ｔｈ３より小さい場合に、総送信電力の最大値Ptx_total_maxをＰ１のまま維持する(図６の左上の条件成立時)。また、総送信電力の最大値Ptx_total_maxを低減中であれば、回復処理を行う。ここで、総頻度ＦＴに対する閾値Ｔｈ３は、上述した閾値Ｔｈ１より大きな値とすればよい。なお、Ptx_total_maxの回復処理を行う際には、発明の実施の形態１で説明した閾値Ｔｈ２を用いた判定をさらに行ってもよい。

また、本実施の形態にかかるフェムト基地局は、頻度Ｆ１が閾値Ｔｈ１以上となり、かつ総頻度ＦＴが閾値Ｔｈ３より小さい場合に、総送信電力の最大値Ptx_total_maxをＰ２に低減する (図６の左下の条件成立時)。これは、上述したフェムト基地局１の調整手順に等しい。

また、本実施の形態にかかるフェムト基地局は、頻度Ｆ１が閾値Ｔｈ１より小さく、かつ総頻度ＦＴが閾値Ｔｈ３以上となる場合に、総送信電力の最大値Ptx_total_maxをＰ２に低減する (図６の右上の条件成立時)。

また、本実施の形態にかかるフェムト基地局は、頻度Ｆ１が閾値Ｔｈ１以上となり、かつ総頻度ＦＴも閾値Ｔｈ３以上となる場合に、使用周波数帯域を変更する(図６の右下の条件成立時)。

上述したように、非登録移動局毎の接続要求頻度Ｆ１に加えて、総頻度ＦＴを無線リソース調整のための指標として利用することによって、非登録移動局の送受信信号との干渉の度合いをより詳細に評価できる。つまり、非登録移動局毎の接続要求頻度Ｆ１及び総頻度ＦＴが共に大きいことは、非登録移動局の送受信信号との干渉の程度がより深刻であることを意味する。このため、本実施の形態にかかるフェムト基地局は、頻度Ｆ１及び総頻度ＦＴが共に大きい場合に、これらのいずれか一方のみが大きい場合に比べて、より確実に干渉を回避可能な無線リソース調整を実行する。

なお、頻度Ｆ１及び総頻度ＦＴが共に大きい場合に使用周波数帯域を変更する図６に示した調整方法は一例である。例えば、本実施の形態にかかるフェムト基地局は、頻度Ｆ１及び総頻度ＦＴが共に大きい場合に、これらのいずれか一方のみが大きい場合に比べて、総送信電力の最大値Ptx_total_maxをより大きく低減させてもよい。このような調整方法によっても、より確実に干渉を回避することができる。

＜発明の実施の形態３＞

図２に示した発明の実施の形態１及び２のフェムト基地局の構成は一例である。例えば、接続要求履歴保存部１９は、メモリカード等のフェムト基地局１に着脱可能なメモリデバイスとして実現されてもよい。また、接続要求履歴保存部１９は、フェムト基地局１がアクセス可能な外部の記憶装置に保存されても良いし、ネットワーク５内に配置された装置に保持されてもよい。

また、フェムト基地局１は、接続制御部１８を備えていなくてもよい。例えば、接続制御部１８の機能をネットワーク５内に配置してもよい。この場合、フェムト基地局１は、移動局から受信した接続要求を上位のネットワーク５に転送するとともに、ネットワーク５から移動局の認証結果を受信すればよい。また、フェムト基地局１は、ＲＮＣ機能を必ずしも備えている必要はなく、ＲＮＣ機能はネットワーク５内に配置されてもよい。

図７は、本実施の形態にかかるフェムト基地局６の構成を示すブロック図である。フェムト基地局６は、上位のネットワーク５に配置されたＲＮＣから無線送受信部１１に適用すべき使用周波数、共通パイロット信号の送信電力等の無線パラメータの通知を受ける。また、フェムト基地局６は、移動局から受信した接続要求を上位のネットワーク５に転送するとともに、ネットワーク５から移動局の認証結果を受信する。

図７において、無線リソース調整部６１は、非登録移動局による接続要求頻度を指標として、無線リソースの調整を行なう。具体的には、無線リソース調整部６１は、図３及び４に示したフローチャートの手順に従って、総送信電力の最大値Ptx_total_maxを調整すればよい。なお、無線リソース調整部６１は、上位のネットワーク５内に保存された接続要求履歴を参照しても良く、この場合には、図３のステップＳ１１は省略される。

なお、接続要求頻度を用いた無線リソースの調整要否の判定は、上位のネットワーク５に配置された装置、例えばＲＮＣによって実行されてもよい。この場合、無線リソース調整部６１は、ネットワーク５から無線リソースの調整指示を受信し、当該調整指示に応じて無線リソースの調整を実行すればよい。つまり、フェムト基地局６に対する移動局の接続可否判定、接続要求履歴の保持、及び接続要求履歴を用いた無線リソースの調整要否の判定は、フェムト基地局６とこれが接続される上位ネットワーク５との間で任意に分担させることが可能である。

本実施の形態にかかるフェムト基地局６によっても、上述したフェムト基地局１と同様に、非登録移動局が他の無線局（例えば、他のフェムト基地局や上位層のマクロセルを形成するマクロ基地局）との間で送受信する信号と自局の送受信信号との干渉の発生を効果的に抑制することができる。

＜その他の実施の形態＞
上述した発明の実施の形態１乃至３では、接続要求の送信元が「登録移動局」であるか否かによってフェムト基地局１又は６への接続を許可する場合について説明した。しかしながら、フェムト基地局１及び６は、接続要求の送信元移動局が「非登録移動局」であってもフェムト基地局１及び６への接続を許可してもよい。このとき、接続制御部１８は、予め定められた上限台数の範囲内で非登録移動局の接続を許可するよう制限を設けてもよい。この場合には、接続制御部１８は、上限台数を超えて接続要求が到着した場合にその接続要求を拒否するとともに、接続要求を拒否した事実を示す履歴を接続要求履歴保存部１９に保存すればよい。また、この場合、無線ネットワーク制御部１５は、接続要求拒否の発生履歴に基づいて、無線リソースの調整要否を判定すればよい。

他の例として、接続制御部１８は、非登録移動局の通信内容を登録移動局と比較して制限する等の通信規制を行ってもよい。通信内容の制限の一例は、非登録移動局の通信速度を登録移動局に比べて低速に抑制することである。この場合、接続制御部１８は、通信規制の適用を受ける非登録移動局からの接続要求の受信履歴を接続要求履歴保存部１９に保存すればよい。また、この場合、無線ネットワーク制御部１５は、通信規制の適用を受ける非登録移動局からの接続要求の受信履歴に基づいて、無線リソースの調整要否を判定すればよい。

上述した発明の実施の形態１乃至３は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システムに本発明を適用する場合について説明した。しかしながら、本発明の適用先の無線通信方式は特に限定されるものではない。例えば、上り回線と下り回線で同一の無線周波数を時間的に分けて使用するＴＤＤ（Time Division Duplex）方式を採用する無線通信システムにも本発明は適用可能である。また、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式ではなくＥ−ＵＴＲＡＮ方式の無線通信システムにも本発明は適用可能である。この場合、上述した使用周波数帯域の変更に代えて、無線リソースブロックＰＲＢの変更を行えばよい。

また、発明の実施の形態１乃至３は、フェムト基地局に本発明を適用する場合について説明した。しかしながら、本発明は、例えば、自律的に無線アドホックネットワークを形成する複数の無線局の各々に適用することも可能である。

さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

この出願は、２００８年３月２６日に出願された日本出願特願２００８−０８０７４１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。

本発明は、無線局間の通信に使用される無線リソースの制御技術に利用することができる。

Claims (30)

1. 複数の第２の無線局から第１の無線局に対してなされた接続要求の履歴を記録するステップ（ａ）と、
   前記複数の第２の無線局のうち前記第１の無線局に予め登録されていない非登録無線局毎の接続要求頻度を指標として、前記複数の第２の無線局の少なくとも１つと前記第１の無線局との間の通信に使用される無線リソースの調整の実行を決定するステップ（ｂ）と、
   を含む無線リソースの制御方法。
2. 前記ステップ（ｂ）において、前記第１の無線局は、前記非登録無線局毎の接続要求頻度の少なくとも１つが第１の閾値を上回る場合に前記無線リソース調整の実行を決定する、請求項１に記載の無線リソースの制御方法。
3. 前記無線リソースの調整は、前記複数の第２の無線局の少なくとも１つと前記第１の無線局との間の通信に使用される無線リソースを、前記非登録無線局と他の無線局との間で送受信される外部無線信号との干渉を抑制するように変更することを含む、請求項１又は２に記載の無線リソースの制御方法。
4. 前記無線リソースの調整は、前記第１の無線局が前記複数の第２の無線局の少なくとも１つに対して送信する下り送信出力の最大値を低減すること、及び前記第１の無線局と前記複数の第２の無線局の少なくとも１つとの間の使用周波数帯域を変更することの少なくとも一方を含む、請求項３に記載の無線リソースの制御方法。
5. 前記無線リソースの調整として、前記下り送信出力の最大値を低減させるステップ（ｃ）と、
   前記下り送信出力の最大値を低減させた後に、先に前記第１の閾値を超えた特定の非登録無線局について新たに求めた接続要求頻度が前記第１の閾値以下に設定された第２の閾値を下回る場合に、前記下り送信出力の最大値を漸次増大させるステップ（ｄ）と、
   をさらに含む請求項４に記載の無線リソースの制御方法。
6. 前記ステップ（ｂ）において、さらに、前記第１の無線局は、複数の前記非登録無線局全体による接続要求の総頻度を求め、
   前記非登録無線局毎の接続要求頻度の少なくとも１つが前記第１の閾値を上回る第１の条件、及び前記総頻度が第３の閾値を上回る第２の条件が共に成立する場合には、前記第１及び第２の条件のいずれか一方のみが成立する場合に比べて、前記外部無線信号との干渉がより一層抑制されるように前記無線リソースを変更するための無線リソース調整の実行を決定する、請求項３又は４に記載の無線リソースの制御方法。
7. 前記第１の無線局は、前記第１及び第２の条件のいずれか一方のみが成立する場合に前記下り送信出力の最大値の低減を決定し、前記第１及び第２の条件が共に成立する場合に前記使用周波数帯域の変更を決定する、請求項４に従属する請求項６に記載の無線リソースの制御方法。
8. 前記第１の無線局は、前記第１及び第２の条件が共に成立する場合に、前記第１及び第２の条件のいずれか一方のみが成立する場合に比べて前記下り送信出力の最大値を大きく低減させる、請求項４に従属する請求項６に記載の無線リソースの制御方法。
9. 前記非登録無線局は、前記第１の無線局への接続が拒否される無線局、予め定められた上限台数の範囲内で前記第１の無線局への接続が許可される無線局、又は前記登録無線局に比べて前記第１の無線局との通信内容が制限される無線局である、請求項１乃至７のいずれか1項に記載の無線リソースの制御方法。
10. 無線送受信手段と、
    複数の対向無線局によってなされた接続要求の履歴に基づき、前記複数の対向無線局のうち予め登録されていない非登録無線局毎の接続要求頻度を指標として、前記複数の対向無線局の少なくとも１つとの間の前記無線送受信手段を介した通信に使用される無線リソースの調整を行なう無線リソース調整手段と、
    を備える無線局装置。
11. 前記無線リソース調整手段は、前記非登録無線局毎の接続要求頻度の少なくとも１つが第１の閾値を上回る場合に前記無線リソースを調整する、請求項１０に記載の無線局装置。
12. 前記無線リソースの調整は、前記複数の対向無線局の少なくとも１つと前記第１の無線局との間の通信に使用される無線リソースを、前記非登録無線局と他の無線局との間で送受信される外部無線信号との干渉を抑制するように変更することを含む、請求項１０又は１１に記載の無線局装置。
13. 前記無線リソースの調整は、前記無線送受信手段から前記複数の対向無線局の少なくとも１つに対して送信される下り送信出力の最大値を低減すること、及び前記無線局送信手段と前記複数の対向無線局の少なくとも１つとの間の使用周波数帯域を変更することの少なくとも一方を含む、請求項１２に記載の無線局装置。
14. 前記無線リソース調整手段は、
    前記非登録無線局毎の接続要求頻度の少なくとも１つが前記第１の閾値を上回る場合に、前記下り送信出力の最大値を低減させ、
    前記下り送信出力の最大値を低減させた後に、先に前記第１の閾値を超えた特定の非登録無線局について新たに求めた接続要求頻度が前記第１の閾値以下に設定された第２の閾値を下回る場合に、前記下り送信出力の最大値を漸次増大させる、請求項１３に記載の無線局装置。
15. 前記無線リソース調整手段は、
    前記非登録無線局毎の接続要求頻度に加えて複数の前記非登録無線局全体による接続要求の総頻度を求め、
    前記非登録無線局毎の接続要求頻度の少なくとも１つが前記第１の閾値を上回る第１の条件、及び前記総頻度が第３の閾値を上回る第２の条件が共に成立する場合には、前記第１及び第２の条件のいずれか一方のみが成立する場合に比べて、前記外部無線信号との干渉がより一層抑制されるように前記無線リソースの調整を行なう、請求項１２又は１３に記載の無線局装置。
16. 前記無線リソース調整手段は、前記第１及び第２の条件のいずれか一方のみが成立する場合に前記下り送信出力の最大値を低減させ、前記第１及び第２の条件が共に成立する場合に前記使用周波数帯域を変更する、請求項１３に従属する請求項１５に記載の無線局装置。
17. 前記無線リソース調整手段は、前記第１及び第２の条件が共に成立する場合に、前記第１及び第２の条件のいずれか一方のみが成立する場合に比べて前記下り送信出力の最大値を大きく低減させる、請求項１３に従属する請求項１５に記載の無線局装置。
18. 前記無線送受信手段を介して前記接続要求を受信した場合に、前記対向無線局の接続可否を判定する接続制御手段をさらに備える請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の無線局装置。
19. 前記非登録無線局は、前記無線局装置への接続が拒否される無線局、予め定められた上限台数の範囲内で前記無線局装置への接続が許可される無線局、又は前記登録無線局に比べて前記無線局装置との通信内容が制限される無線局である、請求項１０乃至１８のいずれか1項に記載の無線局装置。
20. 無線局装置に関する制御処理をコンピュータに実行させるための無線局制御プログラムを格納した記録媒体であって、
    前記制御処理は、
    複数の対向無線局から前記無線局装置に対してなされた接続要求の履歴を記録する処理（ａ）と、
    前記複数の対向無線局のうち前記無線局装置に予め登録されていない非登録無線局毎の接続要求頻度を指標として、前記複数の対向無線局の少なくとも１つと前記無線局装置との間の通信に使用される無線リソースの調整の実行を決定する処理（ｂ）と、
    を含む、無線局制御プログラムを格納した記録媒体。
21. 前記処理（ｂ）では、前記非登録無線局毎の接続要求頻度の少なくとも１つが第１の閾値を上回る場合に前記無線リソース調整の実行を決定する、請求項２０に記載の無線局制御プログラムを格納した記録媒体。
22. 前記無線リソースの調整は、前記複数の対向無線局の少なくとも１つと前記第１の無線局との間の通信に使用される無線リソースを、前記非登録無線局と他の無線局との間で送受信される外部無線信号との干渉を抑制するように変更することを含む、請求項２０又は２１に記載の無線局制御プログラムを格納した記録媒体。
23. 前記無線リソースの調整は、前記無線局装置が前記複数の対向無線局の少なくとも１つに対して送信する下り送信出力の最大値を低減すること、及び前記無線局装置と前記複数の対向無線局の少なくとも１つとの間の使用周波数帯域を変更することの少なくとも一方を含む、請求項２２に記載の無線局制御プログラムを格納した記録媒体。
24. 前記制御処理は、
    前記無線リソース調整として、前記下り送信出力の最大値の低減を指示する処理（ｃ）と、
    前記下り送信出力の最大値を低減させた後に、先に前記第１の閾値を超えた特定の非登録無線局について新たに求めた接続要求頻度が前記第１の閾値以下に設定された第２の閾値を下回る場合に、前記下り送信出力の最大値の漸次増大を指示する処理（ｄ）と、
    をさらに含む、請求項２３に記載の無線局制御プログラムを格納した記録媒体。
25. 前記処理（ｂ）は、複数の前記非登録無線局全体による接続要求の総頻度を求める処理をさらに含み、
    前記非登録無線局毎の接続要求頻度の少なくとも１つが前記第１の閾値を上回る第１の条件、及び前記総頻度が第３の閾値を上回る第２の条件が共に成立する場合には、前記第１及び第２の条件のいずれか一方のみが成立する場合に比べて、前記外部無線信号との干渉がより一層抑制されるように前記無線リソースを変更するための無線リソース調整の実行を決定する、請求項２２又は２３に記載の無線局制御プログラムを格納した記録媒体。
26. 前記処理（ｂ）では、前記第１及び第２の条件のいずれか一方のみが成立する場合に前記下り送信出力の最大値の低減を決定し、前記第１及び第２の条件が共に成立する場合に前記使用周波数帯域の変更を決定する、請求項２３に従属する請求項２５に記載の無線局制御プログラムを格納した記録媒体。
27. 前記処理（ｂ）では、前記第１及び第２の条件が共に成立する場合に、前記第１及び第２の条件のいずれか一方のみが成立する場合に比べて前記下り送信出力の最大値を大きく低減することを決定する、請求項２３に従属する請求項２５に記載の無線局制御プログラムを格納した記録媒体。
28. 無線信号を送受信可能な無線送受信手段を有する第１の無線局と、
    前記第１の無線局が前記無線送受信手段を介して対向無線局から接続要求を受信した場合に、前記対向無線局が前記第１の無線局に予め登録されている登録無線局であるか又は予め登録されていない非登録無線局であるかに基づいて、前記対向無線局の前記第１の無線局への接続可否を判定する接続制御手段と、
    複数の前記対向無線局によってなされた接続要求の履歴に基づき、前記非登録無線局毎の接続要求頻度を指標として、前記複数の対向無線局の少なくとも１つとの間の前記無線送受信手段を介した通信に使用される無線リソースの調整を行なう無線リソース調整手段と、
    を備える無線通信システム。
29. 第１の無線局及び複数の第２の無線局を備える無線通信システムであって、
    前記第１の無線局は、
    無線送受信手段と、
    前記複数の第２の無線局から前記無線送受信手段に到達した接続要求の履歴に基づき、前記複数の第２の無線局のうち予め登録されていない前記非登録無線局毎の接続要求頻度を指標として、前記複数の第２の無線局の少なくとも１つと前記無線送受信手段との間の通信に使用される無線リソースの調整を行なう無線リソース調整手段とを備える、
    無線通信システム。
30. 前記第２の無線局は、前記第１の無線局への接続が制限された場合に、前記第１の無線局に対する新たな接続要求の送信を予め定められた禁止期間の間行なわないよう構成され、
    前記第１の無線局が前記接続要求頻度を求めるために前記履歴を集計する期間は、前記禁止期間より長く設定される、請求項２９に記載の無線通信システム。

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