JPWO2015001840A1 - 通信制御装置、通信制御方法、無線通信システム及び端末装置 - Google Patents

通信制御装置、通信制御方法、無線通信システム及び端末装置 Download PDF

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Abstract

【課題】周波数チャネルの二次利用に際して有害な干渉を防止することのできる仕組みを、低コストで実現すること。【解決手段】プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局、及び前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局、を含む無線通信システムにおいて、前記プライマリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、及び前記セカンダリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、の少なくとも一方を取得する取得部と、前記取得部により取得される前記品質レポートに含まれる前記通信品質指標に基づいて、前記無線通信システムにおいて有害な干渉が生じていると判定される場合に、前記セカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示する干渉制御部と、を備える通信制御装置を提供する。【選択図】図７

Description

本開示は、通信制御装置、通信制御方法、無線通信システム及び端末装置に関する。
近年の無線通信環境は、データトラフィックの急増を原因として、周波数リソースの枯渇化という問題に直面している。そこで、ネットワーク密度を高めてリソース効率を向上させるために、マクロセル及びスモールセルを含み得る複数のセルを重複させて配置するネットワーク構成が採用され得る。例えば、ヘテロジーニアス（Heterogeneous）ネットワークは、無線アクセス技術、セルサイズ又は周波数帯の異なる様々なセルが併存することにより形成されるネットワークである。
スモールセルは、例えば、トラフィックが集中する場所であるホットスポットをカバーするように配置され得る。但し、ホットスポットはダイナミックに変化するため、ホットスポットに合わせて適切な場所にスモールセルを配置することは必ずしも容易ではない。複数のセルを重複させる場合、セル間の有害な干渉を防止することも重要である。特許文献１は、無線通信システムにおいて有害な干渉が発生することを防止するために、周波数チャネルを二次的に利用しようとする装置が予めプライマリシステムの通信状況をセンシングし又はセンシングされたデータを収集し、当該通信状況に基づいて二次利用が可能であるかを判定する技術を開示している。
特開２０１０−１９３４３３号公報
しかしながら、通信状況をセンシングするための仕組みを新たに導入することは、相応のコストを要する。有害な干渉を防止するために、上述したセンシングではなく既存の仕組みを低コストで活用することができれば、周波数チャネルの二次利用を促進し、結果的にネットワーク効率を高めることができる。
そこで、本開示に係る技術は、周波数チャネルの二次利用に際して既存の仕組みを活用して有害な干渉を防止することを目的とする。
本開示によれば、プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局、及び前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局、を含む無線通信システムにおいて、前記プライマリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、及び前記セカンダリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、の少なくとも一方を取得する取得部と、前記取得部により取得される前記品質レポートに含まれる前記通信品質指標に基づいて、前記無線通信システムにおいて有害な干渉が生じていると判定される場合に、前記セカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示する干渉制御部と、を備える通信制御装置が提供される。
また、本開示によれば、プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局、及び前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局、を含む無線通信システムにおいて、通信制御装置により実行される通信制御方法であって、前記プライマリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、及び前記セカンダリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、の少なくとも一方を取得することと、取得された前記品質レポートに含まれる前記通信品質指標に基づいて、前記無線通信システムにおいて有害な干渉が生じているかを判定することと、前記有害な干渉が生じていると判定される場合に、前記セカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示することと、を含む通信制御方法が提供される。
また、本開示によれば、プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局と、前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局と、前記プライマリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、及び前記セカンダリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、の少なくとも一方に含まれる前記通信品質指標に基づいて、システム内で有害な干渉が生じていると判定される場合に、前記セカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示する協調マネージャと、を含む無線通信システムが提供される。
また、本開示によれば、プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局、及び前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局、を含む無線通信システムにおいて動作する端末装置であって、前記無線通信システムにおいて有害な干渉が生じているかを判定する制御ノードにより当該判定のために使用される通信品質指標を含む品質レポートを生成する制御部と、前記制御部により生成される前記品質レポートを、前記端末装置が接続している基地局へ送信する無線通信部と、を備える端末装置が提供される。
本開示に係る技術によれば、周波数チャネルの二次利用に際して有害な干渉を防止することのできる仕組みを、低コストで実現することができる。
一実施形態に係る無線通信システムの概要について説明するための説明図である。 周波数チャネルの二次利用の第１の例について説明するための説明図である。 周波数チャネルの二次利用の第２の例について説明するための説明図である。 周波数チャネルの二次利用の第３の例について説明するための説明図である。 周波数チャネルの二次利用の第４の例について説明するための説明図である。 ＴＤＤ方式におけるデューティ比について説明するための第１の説明図である。 ＴＤＤ方式におけるデューティ比について説明するための第２の説明図である。 メジャメントレポートの送信について説明するための第１の説明図である。 メジャメントレポートの送信について説明するための第２の説明図である。 協調マネージャの導入の第１の例及び第２の例について説明するための説明図である。 協調マネージャの導入の第３の例について説明するための説明図である。 一実施形態に係る端末装置の構成の一例を示すブロック図である。 一実施形態に係る協調マネージャの構成の一例を示すブロック図である。 第１の干渉シナリオにおける基地局及び端末の関係を示す説明図である。 第１の干渉シナリオにおいて協調マネージャによって実行される通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第２の干渉シナリオにおける基地局及び端末の関係を示す説明図である。 第３の干渉シナリオにおける基地局及び端末の関係を示す説明図である。 第３の干渉シナリオにおいて協調マネージャによって実行される通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第４の干渉シナリオにおける基地局及び端末の関係を示す説明図である。 第４の干渉シナリオにおいて協調マネージャによって実行される通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第５の干渉シナリオにおける基地局及び端末の関係を示す説明図である。 第５の干渉シナリオにおいて協調マネージャによって実行される通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第５の干渉シナリオにおいて実行される通信制御処理の一変形例について説明するための説明図である。 第６の干渉シナリオにおける基地局及び端末の関係を示す説明図である。 第６の干渉シナリオにおいて協調マネージャによって実行される通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第６の干渉シナリオにおいて実行される通信制御処理の一変形例について説明するための説明図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
また、以下の順序で説明を行う。
１．システムの概要
２．端末装置の構成例
３．協調マネージャの構成例
４．干渉シナリオの例
４−１．第１の干渉シナリオ
４−２．第２の干渉シナリオ
４−３．第３の干渉シナリオ
４−４．第４の干渉シナリオ
４−５．第５の干渉シナリオ
４−６．第６の干渉シナリオ
５．まとめ
＜１．システムの概要＞
図１は、本開示に係る技術の一実施形態に係る無線通信システム１の概要について説明するための説明図である。図１を参照すると、無線通信システム１は、プライマリ基地局１０、プライマリ端末２０、セカンダリ基地局３０、並びにセカンダリ端末４０ａ及び４０ｂを含む。
プライマリ基地局１０は、１つ以上のプライマリ端末により接続される基地局である。プライマリ基地局１０は、例えば、法的に認可され、又は使用権限を与えられた周波数チャネルを利用して、プライマリセル１１を運用する。プライマリ基地局１０は、コアネットワーク５に接続される。プライマリ端末２０は、プライマリセル１１の内部に位置し、プライマリ基地局１０へ接続する。プライマリ基地局１０が周波数分割複信（ＦＤＤ）方式でプライマリセル１１を運用する場合、プライマリ端末２０からプライマリ基地局１０への周波数チャネルはアップリンク（ＵＬ）チャネル、プライマリ基地局１０からプライマリ端末２０への周波数チャネルはダウンリンク（ＤＬ）チャネルと呼ばれる。プライマリ基地局１０が時分割複信（ＴＤＤ）方式でプライマリセル１１を運用する場合、プライマリ端末２０とプライマリ基地局１０との間の周波数チャネルのリンク方向は、例えばサブフレームなどの時間単位で切り替わる。
セカンダリ基地局３０は、１つ以上のセカンダリ端末により接続される基地局である。セカンダリ基地局３０は、プライマリ基地局１０のための周波数チャネルを二次的に利用して、セカンダリセル３１を運用する。セカンダリ端末４０ａ及び４０ｂは、セカンダリセル３１の内部に位置し、セカンダリ基地局３０へ接続する。一例として、セカンダリセル３１は、スモールセルであってよい。本明細書において、スモールセルは、フェムトセル、ナノセル、ピコセル及びマイクロセルなどを含む概念である。セカンダリ基地局３０は、プライマリ基地局１０との間の通信リンクを有する。プライマリ基地局１０とセカンダリ基地局３０との間の通信リンクは、有線リンクであってもよく、又は無線リンクであってもよい。また、セカンダリ基地局３０は、コアネットワーク５及びインターネット７を介してプライマリ基地局１０と接続されてもよい。
プライマリ基地局１０及びセカンダリ基地局３０は、それぞれ、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）方式又はＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）方式のｅＮＢ（evolved Node B）として動作してよい。その代わりに、プライマリ基地局１０及びセカンダリ基地局３０は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式又はＣＤＭＡ２０００方式などのその他の種類のセルラ通信方式に従って動作してもよい。
プライマリ端末２０、セカンダリ端末４０ａ及びセカンダリ端末４０ｂは、それぞれ、例えばＬＴＥ方式又はＬＴＥ−Ａ方式のＵＥ（User Equipment）として動作してよい。その代わりに、プライマリ端末２０、セカンダリ端末４０ａ及びセカンダリ端末４０ｂは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式又はＣＤＭＡ２０００方式などのその他の種類のセルラ通信方式に従って動作してもよい。プライマリ端末２０、セカンダリ端末４０ａ及びセカンダリ端末４０ｂは、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ＰＣ（Personal Computer）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、ＰＮＤ（Portable Navigation Device）又はゲーム端末などの任意の種類の無線通信端末であってよい。なお、本明細書において、セカンダリ端末４０ａ及び４０ｂを互いに区別する必要がない場合には、符号の末尾のアルファベットを省略することにより、これらをセカンダリ端末４０と総称する。他の構成要素についても同様とする。
ＦＤＤ方式は、送信及び受信に異なる周波数チャネルを使用する。そのため、同じタイミングで送信と受信とを行うことが可能であり、送信タイムスロットと受信タイムスロットとの間の干渉も生じない。このような利点から、ＦＤＤ方式は、広い地域を複数のマクロセルでカバーしようとするケースに適していると言われる。多くのマクロセルは、ＦＤＤ方式で運用され得る。図１に例示したプライマリセル１１は、典型的には、マクロセルであってよい。一方、近年急増したデータトラフィックをマクロセルだけで収容することは困難になってきている。そこで、局所的にトラフィックが集中する場所であるホットスポットに、スモールセルが配置される。スモールセル基地局がホットスポットに位置する端末を収容することで、トラフィックの負荷が分散されるだけでなく、ホットスポットにおける通信品質が改善される結果として、リンクアダプテーションの作用によりシステム容量もまた向上し得る。図１に例示したセカンダリセル３１は、典型的には、こうしたスモールセルであってよい。ホットスポットにおいて、アップリンクトラフィック及びダウンリンクトラフィックの比率は、動的に変化し得る。ＴＤＤ方式は、デューティ比（ＵＬタイムスロットとＤＬタイムスロットとの時間量の比率）を制御することにより、こうした動的に変化するトラフィックを効率的に処理することができる。従って、一例としてのスモールセルは、ＴＤＤ方式で運用され得る。但し、ＴＤＤ方式で運用される複数のセルが互いに重複する場合には、ＵＬタイムスロットとＤＬタイムスロットとの間の干渉を回避するために、セル間の高い精度の同期及びデューティ比の統一が求められるため、ＴＤＤ方式の上述した利点が減殺される。そこで、無線通信システム１では、例えば、ＦＤＤ方式で運用されるプライマリセル１１の中のホットスポットをＴＤＤ方式で運用されるセカンダリセル３１がカバーしつつ、セカンダリセル３１は他のセカンダリセルとは重複しないように配置され得る。この場合、無線通信システム１の中で発生し得る干渉は、プライマリセル１１とセカンダリセル３１との間の干渉のみとなる。
図２Ａ〜図２Ｄは、それぞれ、周波数チャネルの二次利用の一例について説明するための説明図である。図２Ａの上段には、プライマリセル１１が利用する２つの周波数チャネル（プライマリチャネル）ＦＣ１１及びＦＣ１２が示されている。周波数チャネルＦＣ１１は、周波数Ｆ１１から周波数Ｆ１２までの帯域を占める、例えばアップリンクチャネルである。周波数チャネルＦＣ１２は、周波数Ｆ２１から周波数Ｆ２２までの帯域を占める、例えばダウンリンクチャネルである。図２Ａの下段には、セカンダリセル３１が二次的に利用する１つのセカンダリチャネルが示されている。図２Ａの例では、周波数チャネルＦＣ１１が、セカンダリチャネルとして二次的に利用される。
図２Ｂの上段には、図２Ａと同じ２つの周波数チャネルＦＣ１１及びＦＣ１２が再び示されている。周波数チャネルＦＣ１１及びＦＣ１２は、プライマリセル１１により利用されるプライマリチャネルである。図２Ｂの下段において、周波数チャネルＦＣ１１及びＦＣ１２は、共に二次的に利用される。例えば、周波数チャネルＦＣ１１はセカンダリセル３１により利用され、周波数チャネルＦＣ１２は他のセカンダリセルにより利用され得る（その逆であってもよい）。
図２Ｃの上段には、４つの周波数チャネルＣＣ１１、ＣＣ１２、ＣＣ１３及びＣＣ１４が示されている。これら周波数チャネルは、それぞれ、ＬＴＥ−Ａ方式のキャリアアグリゲーション技術におけるコンポーネントキャリア（ＣＣ）である。周波数チャネルＣＣ１１は、周波数Ｆ１１から周波数Ｆ１２までの帯域を占めるアップリンクＣＣである。周波数チャネルＣＣ１２は、周波数Ｆ１２から周波数Ｆ１３までの帯域を占めるアップリンクＣＣである。周波数チャネルＣＣ１１及びＣ１２は、キャリアアグリゲーション技術によって統合されて、アップリンクの統合チャネル（Aggregated Channel）を形成し得る。また、周波数チャネルＣＣ１３は、周波数Ｆ２１から周波数Ｆ２２までの帯域を占めるダウンリンクＣＣである。周波数チャネルＣＣ１４は、周波数Ｆ２２から周波数Ｆ２３までの帯域を占めるダウンリンクＣＣである。周波数チャネルＣＣ１３及びＣ１４は、キャリアアグリゲーション技術によって統合されて、ダウンリンクの統合チャネルを形成し得る。図２Ｃの下段には、セカンダリセル３１が二次的に利用する１つのセカンダリチャネルが示されている。図２Ｃの例では、周波数チャネルＣＣ１１が、セカンダリチャネルとして二次的に利用される。
図２Ｄの上段には、図２Ｃと同じ４つの周波数チャネルＣＣ１１、ＣＣ１２、ＣＣ１３及びＣＣ１４が示されている。周波数チャネルＣＣ１１及びＣ１２は、キャリアアグリゲーション技術によって統合されて、プライマリセル１１のアップリンクの統合チャネルを形成し得る。また、周波数チャネルＣＣ１３及びＣ１４は、キャリアアグリゲーション技術によって統合されて、プライマリセル１１のダウンリンクの統合チャネルを形成し得る。図２Ｄの下段には、セカンダリセル３１が二次的に利用する２つのセカンダリチャネルが示されている。図２Ｄの例では、セカンダリチャネルは、周波数チャネルＣＣ１２及びＣＣ１３である。周波数チャネルＣＣ１２及びＣ１３は、キャリアアグリゲーション技術によって統合されて、セカンダリセル３１の（例えば、ＴＤＤ方式で運用され得る）統合チャネルを形成し得る。
なお、（リソーブロックの割当て又はＰＵＳＣＨの割当てなどのための）リソース割当て情報は、統合チャネルに含まれる複数のコンポーネントキャリアの各々の上で配信されてもよく、又は観測される干渉が最も低いコンポーネントキャリア上で配信されてもよい。例えば、セカンダリ端末４０は、統合チャネルのコンポーネントキャリアごとの通信品質指標を含む品質レポートを、セカンダリ基地局３０へ送信する。そして、セカンダリ基地局３０は、コンポーネントキャリアごとの当該通信品質指標を用いて、セカンダリ端末４０へリソース割当て情報を送信するために使用すべきコンポーネントキャリアを選択してもよい。それにより、リソース割当て情報の伝送エラーに起因する性能の低下を軽減することができる。コンポーネントキャリアごとの干渉量は、後述する様々な手法によって推定されてよい。
図３Ａ及び図３Ｂは、ＴＤＤ方式におけるデューティ比について説明するための説明図である。図３Ａの第１の例において、セカンダリ端末４０ａ及び４０ｂはアップリンクトラフィックを有する一方、セカンダリ端末４０ｃはダウンリンクトラフィックを有する。この場合、システム全体では、アップリンクトラフィックの量がダウンリンクトラフィックよりも多いため、ＵＬタイムスロットの多いデューティ比が選択され得る。一例として、図３Ａには、１０ｍｓｅｃの時間長を有する無線フレームに含まれる１０個のサブフレームの構成が示されている。ここでは、１つの無線フレームが、６個の（文字「Ｕ」でラベリングされた）ＵＬサブフレーム、２個の（文字「Ｄ」でラベリングされた）ＤＬサブフレーム及び２個の（文字「Ｓ」でラベリングされた）スペシャルサブフレームを含む。なお、スペシャルサブフレームは、ダウンリンクからアップリンクへの切替えの際に挿入される、ガードインターバルを含むサブフレームである。
これに対し、図３Ｂの第２の例では、セカンダリ端末４０ａはアップリンクトラフィックを有する一方、セカンダリ端末４０ｂ及び４０ｃはダウンリンクトラフィックを有する。この場合、システム全体では、ダウンリンクトラフィックの量がアップリンクトラフィックよりも多いため、ＤＬタイムスロットの多いデューティ比が選択され得る。一例として、図３Ｂに示した無線フレームは、２個のＵＬサブフレーム、６個のＤＬサブフレーム及び２個のスペシャルサブフレームを含む。セカンダリ基地局３０は、このようにセカンダリセル３１に適用されるデューティ比をセル内のトラフィックの状況に応じて変化させることで、ホットスポットの動的に変化するトラフィックを効率的に処理することができる。
プライマリセル１１及びセカンダリセル３１がＦＤＤ方式で運用されるかＴＤＤ方式で運用されるかに関わらず、無線通信システム１において有害な干渉を防止することが重要である。特許文献１により開示された手法によれば、セカンダリ基地局又はセカンダリ端末は、予め周囲の通信状況をセンシングし又はセンシングされたデータを収集した上で、プライマリセルのために保護される周波数チャネルを二次的に利用し得るかを判定する。例えば、センシングの結果としてプライマリシステムの無線信号が検出された場合には、プライマリシステムに有害な干渉を与えないように、二次利用をしないという決定がなされ得る。しかしながら、通信状況をセンシングするための仕組みを新たに導入することは、相応のコストを要する。そこで、本実施形態では、そうしたセンシングではなく、既存の品質レポートの仕組みを活用して有害な干渉の発生又はそのリスクを判定することとする。ここで活用され得る品質レポートは、例えばメジャメントレポート又はＣＱＩ（Channel Quality Indicator）レポートであってよい。
メジャメントレポートは、ハンドオーバ判定のために使用される判定指標を含む、端末から基地局へ送信されるレポートである。メジャメントレポートは、通常、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）のようなリファレンス信号についての受信電力指標を含む。例えば、プライマリ端末２０からプライマリ基地局１０へ送信されるメジャメントレポートは、サービング基地局であるプライマリ基地局１０からのリファレンス信号についてのＲＳＲＰ、及び近傍の１つ以上の基地局（例えば、セカンダリ基地局３０）からのリファレンス信号についてのＲＳＲＰを含む。本実施形態では、これに加えて、端末がメジャメントレポートに通信品質指標を含めるものとする。通信品質指標は、例えば、ＳＩＮＲ（Signal-to-Interference and Noise power Ratio）又はＳＩＲ（Signal-to-Interference power Ratio）であってよい。既存の端末の多くはＳＩＮＲ又はＳＩＲを測定するためのＡＰＩ（Application Programming Interface）を有しているため、こうした通信品質指標を含むようにメジャメントレポートを改変することは、多くの実装コストを要しない。なお、本明細書におけるリファレンス信号との語は、本開示に係る技術が適用される通信方式に依存して、パイロット信号又はビーコン信号などの他の語に置き換えられてもよい。
図４Ａ及び図４Ｂは、メジャメントレポートの送信について説明するための説明図である。図４Ａは、ＵＴＲＡＮ（UMTS Terrestrial Radio Access Network）での信号シーケンスを示している。ＲＮＣ（Radio Network Controller）は、コアネットワークに位置する制御ノードである。ＲＮＣは、まず、基地局（ＮｏｄｅＢ）を介して、端末（ＵＥ）へメジャメント制御メッセージを送信する（ステップＳ１１）。メジャメント制御メッセージは、メジャメントレポートが送信されるべきタイミングをＵＥが判定するためのレポーティング基準を示す。レポーティング基準は、例えば、周期的な基準であってよく、又はイベントトリガ型の（例えば、測定された指標の閾値比較に基づく）基準であってもよい。ＵＥは、メジャメント制御メッセージにより示されるレポーティング基準が満たされることを判定した場合、メジャメントレポートをＮｏｄｅＢを介してＲＮＣへ送信する（ステップＳ１２）。このようなレポーティング基準の判定及びメジャメントレポートの送信は、繰り返し行われ得る。
図４Ｂは、Ｅ−ＵＴＲＡＮでの信号シーケンスを示している。まず、基地局（ｅＮｏｄｅＢ）は、端末（ＵＥ）へＲＲＣ接続再構成メッセージを送信する（ステップＳ２１）。ＲＲＣ接続再構成メッセージは、メジャメントレポートが送信されるべきタイミングをＵＥが判定するためのレポーティング基準を示す。レポーティング基準は、例えば、周期的な基準であってよく、又はイベントトリガ型の（例えば、測定された指標の閾値比較に基づく）基準であってもよい。周期的な基準が採用される場合、レポーティング周期は、例えば１２０ｍｓ〜３６００ｍｓの範囲内で指定され得る。イベントトリガ型の基準が採用される場合、カテゴリ分けされる複数のイベントの各々について、対応する閾値が指定され得る。ＲＲＣ接続再構成メッセージは、レポートされるべき指標の種類をも示し得る。ＵＥは、ＲＲＣ接続再構成メッセージにより示されるレポーティング基準が満たされることを判定した場合、メジャメントレポートをｅＮｏｄｅＢへ送信する（ステップＳ２２）。このようなレポーティング基準の判定及びメジャメントレポートの送信は、繰り返し行われ得る。
メジャメントレポートは、上述したＲＳＲＰ、ＳＩＮＲ及びＳＩＲ以外に、ＣＰＩＣＨ ＲＳＣＰ（Received Signal Code Power）、ＣＰＩＣＨ Ｅｃ／Ｎｏ（Energy per chip divided by the power density）、パイロット電力、Ｅｃ／Ｉｏ（Energy per chip per interference density measured on the pilot channel）、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）、又はＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）などの指標を含んでもよい。
本実施形態では、無線通信システム１における有害な干渉の発生を判定するための機能エンティティである協調マネージャ（Cooperation Manager）１００が導入される。協調マネージャ１００は、プライマリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、及びセカンダリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、の少なくとも一方を取得し、取得した品質レポートに含まれる通信品質指標に基づいて、有害な干渉の発生（又はそのリスク）を判定する。
図５Ａは、協調マネージャの導入の第１の例及び第２の例について説明するための説明図である。第１の例では、協調マネージャ１００ａが、コアネットワーク５内の制御ノード５２上に配置される。制御ノード５２は、例えば、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）、Ｐ−ＧＷ（PDN-Gateway）又はＳ−ＧＷ（Serving-Gateway）などのいかなる種類のノードであってもよい。協調マネージャ１００ａは、例えばＳ１インタフェースなどのコアネットワーク−基地局間のインタフェースを介して、プライマリ基地局１０及びセカンダリ基地局３０から、プライマリ端末又はセカンダリ端末により生成されたメジャメントレポートを取得することができる。
第２の例では、協調マネージャ１００ｂが、プライマリ基地局１０上に配置される。協調マネージャ１００ｂは、プライマリ端末からメジャメントレポートを直接的に受信し、又はＸ２インタフェースなどの基地局間のインタフェースを介して他の基地局からプライマリ端末又はセカンダリ端末により生成されたメジャメントレポートを取得することができる。
図５Ｂは、協調マネージャの導入の第３の例について説明するための説明図である。第３の例では、協調マネージャ１００ｃが、コアネットワーク５内に新たな専用の制御ノードとして配置される。協調マネージャ１００ｃは、新たに実装されるインタフェースを介して、他の制御ノード５２、プライマリ基地局１０又はセカンダリ基地局３０から、メジャメントレポートを取得することができる。
＜２．端末装置の構成例＞
図６は、本実施形態に係る端末装置の構成の一例を示すブロック図である。図６に示した端末装置９０は、プライマリ基地局１０に接続している間はプライマリ端末２０として扱われ、セカンダリ基地局３０に接続している間はセカンダリ端末４０として扱われる。端末装置９０は、プライマリ基地局１０からセカンダリ基地局３０へ、又はセカンダリ基地局３０からプライマリ基地局１０へハンドオーバすることができる。図６を参照すると、端末装置９０は、無線通信部９１、記憶部９２、入力部９３、表示部９４及び制御部９５を備える。
無線通信部９１は、１つ以上のアンテナを有し、ＦＤＤ方式又はＴＤＤ方式で動作する無線通信インタフェースである。無線通信部９１は、セルサーチ手続によって端末装置９０の近傍で運用されているセルを検出し、接続可能な基地局のうち最も良好な通信品質の期待される（例えばリファレンス信号の受信電力が最も高い）基地局へ接続する。ある端末が接続している基地局を、当該端末のサービング基地局という。無線通信部９１は、サービング基地局へアップリンク信号を送信し、及びサービング基地局からダウンリンク信号を受信する。無線通信部９１から送信されるアップリンク信号の最大送信電力は、サービング基地局から送信されるリファレンス信号の送信電力がより大きいほどより大きく設定される。
記憶部９２は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、端末装置９０の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。
入力部９３は、例えば、表示部９４の画面上へのタッチを検出するタッチセンサ、キーパッド、キーボード、ボタン又はスイッチなどを含み、ユーザからの操作又は情報入力を受け付ける。
表示部９４は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイなどの画面を有し、端末装置９０の出力画像を表示する。
制御部９５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＳｏＣ（System on Chip）を用いて、端末装置９０の動作全般を制御する。本実施形態において、制御部９５は、電力測定部９６、品質測定部９７及びレポート生成部９８を含む。
電力測定部９６は、無線通信部９１により受信される受信信号の電力を測定し、受信電力指標を生成する。電力測定部９６は、例えば、端末装置９０がプライマリ基地局１０に接続している際に、無線通信部９１により受信されるプライマリ基地局１０のリファレンス信号の受信電力を測定し、その測定値を示すＲＳＲＰを受信電力指標として生成し得る。また、電力測定部９６は、端末装置９０がセカンダリ基地局３０に接続している際に、無線通信部９１により受信されるセカンダリ基地局３０のリファレンス信号の受信電力を測定し、その測定値を示すＲＳＲＰを受信電力指標として生成し得る。そして、電力測定部９６は、生成した受信電力指標を品質測定部９７及びレポート生成部９８へ出力する。
品質測定部９７は、無線通信部９１により受信される受信信号の通信品質を測定し、通信品質指標を生成する。品質測定部９７は、例えば、端末装置９０がプライマリ基地局１０に接続している際に、プライマリ基地局１０と端末装置９０との間の周波数チャネルについて通信品質を測定し、その測定値を示すＳＩＮＲを通信品質指標として生成し得る。また、品質測定部９７は、端末装置９０がセカンダリ基地局３０に接続している際に、セカンダリ基地局３０と端末装置９０との間の周波数チャネルについて通信品質を測定し、その測定値を示すＳＩＮＲを通信品質指標として生成し得る。品質測定部９７は、通信品質を測定する際に、電力測定部９６から入力される受信電力指標を使用してもよい。そして、品質測定部９７は、生成した通信品質指標をレポート生成部９８へ出力する。
レポート生成部９８は、図４Ａを用いて説明したメジャメント制御メッセージ又は図４Ｂを用いて説明したＲＲＣ接続再構成メッセージにより示されるレポーティング基準が満たされるかを判定する。また、レポート生成部９８は、電力測定部９６から入力される受信電力指標及び品質測定部９７から入力される通信品質指標を含むメジャメントレポートを生成する。そして、レポート生成部９８は、レポーティング基準が満たされる場合に、生成したレポートを、アップリンクチャネル又はアップリンクタイムスロット上で無線通信部９１からサービング基地局へ送信させる。なお、レポート生成部９８は、メジャメントレポートの代わりに、上述した受信電力指標及び通信品質指標を含むＣＱＩレポートを生成し、生成したＣＱＩレポートを無線通信部９１からサービング基地局へ送信させてもよい。
＜３．協調マネージャの構成例＞
図７は、本実施形態に係る協調マネージャ１００の構成の一例を示すブロック図である。図７を参照すると、協調マネージャ１００は、通信部１１０、記憶部１２０及び制御部１３０を備える。
通信部１１０は、協調マネージャ１００が無線通信システム１内の他のノードと通信するための通信インタフェースである。協調マネージャ１００がコアネットワーク５内の（既存の又は新たな）制御ノード上に配置される場合、通信部１１０は、例えばプライマリ基地局１０及びセカンダリ基地局３０との間のＳ１インタフェースを実装し得る。協調マネージャ１００がプライマリ基地局上に配置される場合、通信部１１０は、例えば他の基地局との間のＸ２インタフェースを実装し得る。
記憶部１２０は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、協調マネージャ１００の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。
制御部１３０は、ＣＰＵ又はＳｏＣを用いて、協調マネージャ１００の動作全般を制御する。本実施形態において、制御部１３０は、データ取得部１３２及び干渉制御部１３４を含む。
データ取得部１３２は、プライマリ端末２０により生成される品質レポート及びセカンダリ端末４０により生成される品質レポートの少なくとも一方を取得する。協調マネージャ１００がコアネットワーク５内の制御ノード上に配置される場合、データ取得部１３２は、通信部１１０を介して、プライマリ端末２０により生成される品質レポートをプライマリ基地局１０から、セカンダリ端末４０により生成される品質レポートをセカンダリ基地局３０からそれぞれ取得し得る。協調マネージャ１００がプライマリ基地局１０上に配置される場合、データ取得部１３２は、プライマリ基地局１０に接続しているプライマリ端末２０により生成される品質レポートを当該プライマリ端末２０から、他の端末により生成される品質レポートを他の基地局から取得し得る。データ取得部１３２により取得される品質レポートは、上述したように、メジャメントレポート又はＣＱＩレポートであってよい。当該品質レポートは、受信電力指標と通信品質指標とを含み、無線通信システム１において有害な干渉が生じているかを判定するために使用される。
データ取得部１３２は、さらに、干渉の判定のために必要に応じて使用され得る、各基地局の現在の送信電力値及び接続中の端末のリストなどの追加的な情報を取得してもよい。後述するあるシナリオにおいては、干渉の判定は、基地局の位置情報に基づいて行われる。そこで、データ取得部１３２は、プライマリ基地局１０及びセカンダリ基地局３０の位置情報をさらに取得してもよい。位置情報は、予め記憶部１２０により記憶されてもよく、又は何らかの公知の測位手法（例えばＧＰＳ測位など）を用いて各基地局により動的に測定されてもよい。
干渉制御部１３４は、データ取得部１３２により取得される品質レポートに含まれる通信品質指標に基づいて、無線通信システム１において有害な干渉が生じているかを判定する。そして、干渉制御部１３４は、有害な干渉が生じていると判定される場合に、干渉に関与するセカンダリ基地局３０へ、送信電力の低減を指示する。干渉制御部１３４は、例えば上述したＳ１インタフェース又はＸ２インタフェースを介して、通信部１１０からセカンダリ基地局３０へ、送信電力の低減を指示する制御メッセージを送信し得る。ここで送信される制御メッセージは、「送信電力を低減せよ」との意味のみを有する標識を含んでもよく、具体的な送信電力の目標値を含んでもよい。
セカンダリ基地局３０は、１つ以上のアンテナを有し、プライマリ基地局１０のための周波数チャネルを二次的に利用して１つ以上のセカンダリ端末４０との間で無線通信を行う無線通信部と、セカンダリ端末４０により生成される品質レポートを協調マネージャ１００へ転送し、及び協調マネージャ１００から制御メッセージを受信する通信部と、を備える。セカンダリ基地局３０は、送信電力の低減を指示する制御メッセージが協調マネージャ１００から受信された場合に、無線通信部に設定されている送信電力を低減する。セカンダリ基地局３０は、制御メッセージにおいて示される目標値に送信電力を設定してもよい。
本実施形態において、干渉制御部１３４による通信品質指標に基づく干渉の判定は、主に２つの手法を含む。第１の手法において、干渉制御部１３４は、第１の端末と当該第１の端末が接続している第１の基地局との間の距離を受信電力指標から推定する。そして、干渉制御部１３４は、推定した当該距離に依存する許容品質を通信品質指標が満たさない場合に、有害な干渉が生じていると判定する。第２の手法において、干渉制御部１３４は、第２の端末と当該第２の端末が接続していない第２の基地局との間の経路損失を、通信品質指標の干渉成分から推定する。また、干渉制御部１３４は、推定した当該経路損失に基づいて第２の端末の送信電力に起因する第２の基地局における干渉電力を推定する。そして、干渉制御部１３４は、推定した当該干渉電力が許容干渉電力を満たさない場合に、有害な干渉が生じていると判定する。なお、第１の手法においては、通信品質指標として、ＳＩＮＲ又はＳＩＲの代わりに、ＳＮＲが利用されてもよい。
ところで、セカンダリセル３１の内部又は近傍にプライマリ端末２０が存在する場合、セカンダリ基地局３０から送信されるダウンリンク信号は、プライマリ端末２０の通信品質指標において干渉成分として作用する。即ち、セカンダリ基地局３０からのダウンリンク信号は、プライマリ端末２０により経験される通信品質を劣化させる。この劣化は、品質レポートを通じてプライマリ端末２０から協調マネージャ１００へ伝達される。従って、上述した第２の手法において、干渉制御部１３４は、プライマリ端末２０と当該プライマリ端末２０が接続していないセカンダリ基地局３０との間の経路損失を、プライマリ端末２０により生成される品質レポートの通信品質指標の干渉成分から推定することができる。同様に、干渉制御部１３４は、セカンダリ端末４０と当該セカンダリ端末４０が接続していないプライマリ基地局１０との間の経路損失を、セカンダリ端末４０により生成される品質レポートの通信品質指標の干渉成分から推定することができる。
次節では、無線通信システム１における６つの干渉シナリオについて、干渉制御部１３４がどのように有害な干渉の発生を判定し得るかを説明する。
＜４．干渉シナリオの例＞
［４−１．第１の干渉シナリオ］
第１の干渉シナリオにおいて、干渉制御部１３４は、上述した第１の手法に従って有害な干渉の発生を判定する。第１の端末は、プライマリ端末２０であり、第１の基地局は、プライマリ基地局１０である。即ち、干渉制御部１３４は、プライマリ端末２０と当該プライマリ端末２０が接続しているプライマリ基地局１０との間の距離を受信電力指標から推定する。そして、干渉制御部１３４は、推定した当該距離に依存する許容品質を、プライマリ端末２０から取得される品質レポートに含まれる通信品質指標が満たさない場合に、有害な干渉が生じていると判定する。
図８は、第１の干渉シナリオにおける基地局及び端末の関係を示す説明図である。図中で、所望信号は太線で、干渉信号は破線で示されている。第１の干渉シナリオでは、プライマリ基地局１０からプライマリ端末２０へのダウンリンクチャネルがセカンダリ基地局３０により二次利用される。そして、セカンダリ基地局３０からセカンダリ端末４０へのダウンリンク信号が、プライマリ端末２０により受信される所望信号に対して干渉信号として作用する。
プライマリ端末２０が受信するプライマリ基地局１０からのリファレンス信号の受信電力ＰＲＥＦ１＿１［Ｗ］は、当該リファレンス信号の送信電力をＰＲＥＦ１、プライマリ基地局１０とプライマリ端末２０との間の経路損失をＬ１＿１とすると、次式のように表現される。なお、ここではアンテナは指向性を有しないものとする。
Figure 2015001840
同様に、プライマリ端末２０が受信するセカンダリ基地局３０からのリファレンス信号の受信電力ＩＲＥＦ２＿ＵＥ１［Ｗ］は、当該リファレンス信号の送信電力をＰＲＥＦ２、セカンダリ基地局３０とプライマリ端末２０との間の経路損失をＬ２＿１とすると、次式のように表現される。
Figure 2015001840
プライマリ端末２０において観測されるセカンダリ基地局３０からのリファレンス信号の受信電力（干渉電力）をＩＲＥＦ２＿ＵＥ１、当該リファレンス信号成分に対する全信号成分の電力比をＭＲＥＦ２／ＭＡＬＬ２とすると、プライマリ端末２０において観測されるセカンダリ基地局３０からの総干渉電力ＩＤＬ２＿ＵＥ１は、次式のように表現される。なお、ＭＡＬＬ２及びＭＲＥＦ２は、セカンダリセル３１における総リソースブロック数及びリファレンス信号のために使用されるリソースブロック数をそれぞれ表す。
Figure 2015001840
さらに、プライマリセル１１におけるプライマリ基地局１０からのリファレンス信号成分に対する全信号成分の電力比をＭＡＬＬ１／ＭＲＥＦ１、プライマリ基地局１０からの距離ｄ１に依存するノイズ成分（熱雑音及び受信機内の雑音）をＮ（ｄ１）とすると、プライマリ端末２０において観測されるプライマリ基地局１０からのリファレンス信号についてのＳＩＮＲＲＥＦ１は、次式のように表現される。なお、ＭＡＬＬ１及びＭＲＥＦ１は、プライマリセル１１における総リソースブロック数及びリファレンス信号のために使用されるリソースブロック数をそれぞれ表す。
Figure 2015001840
なお、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式が採用される場合、ノイズ成分Ｎ（ｄ１）は、パイロット信号に割当てられる符号との相関を通じて取得され得る。ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式が採用される場合、ノイズ成分Ｎ（ｄ１）は、リファレンス信号に割当てられるリソースブロックの帯域内の雑音を表現し得る。
式（４）は、プライマリ端末２０において測定されるＳＩＮＲの干渉成分がセカンダリ基地局３０の送信電力に起因すると見なすことにより導かれている。セカンダリ基地局３０のリファレンス信号の送信電力の制御目標値ＰＲＥＦ２＿ＴＧＴは、式（４）のＳＩＮＲＲＥＦ１に最低限の許容品質ＳＩＮＲＡＬＷ１を代入して式を変形することにより算出され得る。なお、Ｐｍａｒｇｉｎは、様々な原因で生じ得る誤差を補償するために設定されるバックオフ電力である。
Figure 2015001840
ここで、距離ｄ１は、光速をｃ［ｍ／ｓ］、プライマリ基地局１０のリファレンス信号の周波数をｆ１［Ｈｚ］とすると、次式のように表現され得る。
Figure 2015001840
さらに、式（２）、式（３）及び式（４）から、経路損失Ｌ１＿２を次式のように表現することができる。
Figure 2015001840
なお、式（５）に次のように電力補正係数ｋ１が追加されてもよい。電力補正係数ｋ１は、例えば、リファレンス信号の送信電力に対する他のダウンリンク信号の送信電力の比であってよい。
Figure 2015001840
また、電力補正係数ｋ１の代わりに又はそれに加えて、セカンダリセル３１のデューティ比に依存する次のような電力補正係数ｋ２が利用されてもよい。電力補正係数ｋ２は、セカンダリセル３１がＴＤＤ方式で運用される場合に、ＵＬタイムスロットとＤＬタイムスロットとの比率に応じて、セカンダリ基地局３０からのリファレンス信号の送信電力の制御目標値ＰＲＥＦ２＿ＴＧＴを変化させる。なお、例えば、ＴＤＬは１つの無線フレームの中のＤＬサブフレーム（又はＤＬサブフレーム及びスペシャルサブフレーム）の数、ＴＵＬは１つの無線フレームの中のＵＬサブフレームの数に相当し得る。
Figure 2015001840
図９は、第１の干渉シナリオにおいて協調マネージャ１００によって実行される通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。ここで説明する通信制御処理は、一定の若しくは可変的な周期で繰り返し実行されてもよく、又はいずれかの端末若しくは基地局からの要求に応じて実行されてもよい。
図９を参照すると、まず、干渉制御部１３４は、干渉から保護すべきプライマリ端末を選択する（ステップＳ１１１）。次に、干渉制御部１３４は、選択したプライマリ端末からのメジャメントレポートを取得する（ステップＳ１１２）。次に、干渉制御部１３４は、取得したメジャメントレポートに含まれるＲＳＲＰ及び対応するリファレンス信号の送信電力から、式（６）に従って、プライマリ基地局とプライマリ端末との間の距離を推定する（ステップＳ１１３）。次に、干渉制御部１３４は、推定した距離に対応するＳＩＮＲの許容値ＳＩＮＲＡＬＷ１を取得する（ステップＳ１１４）。なお、様々な距離と対応するＳＩＮＲの許容値とを関連付けるテーブルが、予め記憶部１２０により記憶され得る。次に、干渉制御部１３４は、選択したプライマリ端末からのメジャメントレポートに含まれるＳＩＮＲが許容品質を満たすか（即ち、許容値ＳＩＮＲＡＬＷ１を上回るか）を判定する（ステップＳ１１５）。ここで、実測されたＳＩＮＲが許容品質を満たさないと判定される場合、干渉制御部１３４は、セカンダリ基地局へ、送信電力の低減を指示する（ステップＳ１１６）。こうした処理は、干渉から保護すべきプライマリ端末の各々について繰り返される（ステップＳ１１７）。そして、全てのプライマリ端末について干渉の判定が終了すると、図９に示した通信制御処理は終了する。
なお、図９の例のようにプライマリ端末の各々についての干渉の判定後にセカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示する代わりに、全てのプライマリ端末についての干渉の判定後に１回だけセカンダリ基地局へ送信電力の低減が指示されてもよい。その場合に、干渉制御部１３４は、最も低い送信電力の制御目標値を選択し、選択した制御目標値をセカンダリ基地局へ通知してもよい。
［４−２．第２の干渉シナリオ］
第２の干渉シナリオにおいて、干渉制御部１３４は、上述した第１の手法に従って有害な干渉の発生を判定する。第１の端末は、プライマリ端末２０であり、第１の基地局は、プライマリ基地局１０である。但し、第２の干渉シナリオにおける干渉源は、セカンダリ基地局３０ではなく、セカンダリ端末４０である。第２の干渉シナリオにおいて実行される通信制御処理は、図９に示した処理と同様であってよい。
図１０は、第２の干渉シナリオにおける基地局及び端末の関係を示す説明図である。第２の干渉シナリオでは、プライマリ基地局１０からプライマリ端末２０へのダウンリンクチャネルがセカンダリ基地局３０により二次利用される。そして、セカンダリ端末４０からセカンダリ基地局３０へのアップリンク信号が、プライマリ端末２０により受信される所望信号に対して干渉信号として作用する。
通常、ある基地局に接続する１つ以上の端末は、当該基地局におけるアップリンク信号の受信電力が同等になるような送信電力で、それぞれアップリンク信号を送信する。これは、基地局との間の経路損失が大きいほど端末からの送信電力が大きく設定されることを意味する。セカンダリ端末４０が受信するセカンダリ基地局３０からのリファレンス信号の受信電力、当該リファレンス信号の送信電力、セカンダリ基地局３０とセカンダリ端末４０との間の経路損失の間の関係は、次式のように表現される。
Figure 2015001840
セカンダリ端末４０が送信するアップリンク信号の送信電力ＰＵＬ２は、リファレンス信号の送信電力をＰＲＥＦ２及び経路損失をＬ２＿２を用いて、次式のように表現される。
Figure 2015001840
式（１０）において、ＰＢＡＳ２は、セカンダリ端末４０からの送信電力を左右する基礎電力を表す。基礎電力ＰＢＡＳ２の値は、セカンダリ端末４０へシグナリングされる可変的な値であってもよく、又は予め定義される固定値であってもよい。また、基礎電力ＰＢＡＳ２の代わりに、リファレンス信号の送信電力ＰＲＥＦ２に対する基礎電力ＰＢＡＳ２の比ｂ２がシグナリングされ又は固定的に定義されてもよい。
プライマリ端末２０において観測されるＮＵＥ２個のセカンダリ端末４０からのアップリンク信号の総干渉電力ＩＵＬ２＿ＵＥ１は、式（１０）に基づき、次式のように表現される。なお、Ｌ２ｉ＿１はｉ番目のセカンダリ端末４０とプライマリ端末２０との間の経路損失、Ｌ２＿２ｉはセカンダリ基地局３０とｉ番目のセカンダリ端末４０との間の経路損失をそれぞれ表す。
Figure 2015001840
式（４）と同様の考え方に従い、セカンダリセル３１における総リソースブロック数をＭＡＬＬ２とすると、第２の干渉シナリオでプライマリ端末２０において観測されるプライマリ基地局１０からのリファレンス信号についてのＳＩＮＲＲＥＦ１は、次式のように表現される。
Figure 2015001840
ここで、式（１１）及び式（１２）から、次の関係式が導かれる。
Figure 2015001840
図９のステップＳ１１６におけるセカンダリ基地局３０へのリファレンス信号の送信電力の低減の指示は、セカンダリセル３１を縮小させ、セカンダリセル３１内に位置していたセカンダリ端末４０の数ＮＵＥ２を減少させることにつながる。即ち、干渉制御部１３４は、有害な干渉がセカンダリ基地局３０へ送信されるアップリンク信号に起因する場合に、１つ以上のセカンダリ端末４０をセカンダリ基地局３０からプライマリ基地局１０へハンドオーバさせる。その結果として、式（１１）の総干渉電力ＩＵＬ２＿ＵＥ１は軽減され、式（１２）の通信品質ＳＩＮＲＲＥＦ１は向上する。
一例として、セカンダリ基地局３０のリファレンス信号の送信電力ＰＲＥＦ２がＰＲＥＦ２´に低減されたとすると、次の条件を満たさないセカンダリ端末４０は、プライマリ基地局１０へのハンドオーバを実行し得る。なお、ＰＴＨ１は、ハンドオーバ判定用の閾値である。閾値ＰＴＨ１は、端末のその時点の動作モード（アクティブモード又はアイドルモードなど）に依存して異なってもよい。
Figure 2015001840
［４−３．第３の干渉シナリオ］
第３の干渉シナリオにおいて、干渉制御部１３４は、上述した第１の手法に従って有害な干渉の発生を判定する。第１の端末は、セカンダリ端末４０であり、第１の基地局は、セカンダリ基地局３０である。即ち、干渉制御部１３４は、セカンダリ端末４０と当該セカンダリ端末４０が接続しているセカンダリ基地局３０との間の距離を受信電力指標から推定する。そして、干渉制御部１３４は、推定した当該距離に依存する許容品質を、セカンダリ基地局３０から取得される品質レポートに含まれる通信品質指標が満たさない場合に、有害な干渉が生じていると判定する。
図１１は、第３の干渉シナリオにおける基地局及び端末の関係を示す説明図である。第３の干渉シナリオでは、プライマリ端末２０からプライマリ基地局１０へのアップリンクチャネルがセカンダリ基地局３０により二次利用される。プライマリ端末２０からプライマリ基地局１０へのアップリンク信号が、セカンダリ端末４０により受信される所望信号に対して干渉信号として作用する。
ｊ番目のプライマリ端末２０の送信電力をＰＵＬ１ｊ、ｊ番目のプライマリ端末２０とセカンダリ端末４０との間の経路損失をＬ１ｉ＿２とすると、セカンダリ端末４０において観測されるＮＵＥ１個のプライマリ端末２０からのアップリンク信号の総干渉電力ＩＵＬ１＿ＵＥ２は、次式のように表現される。
Figure 2015001840
第３の干渉シナリオでセカンダリ端末４０において観測されるセカンダリ基地局３０からのリファレンス信号についてのＳＩＮＲＲＥＦ２は、次式のように表現される。
Figure 2015001840
なお、Ｎ（ｄ２）は、セカンダリ基地局３０からの距離ｄ２に依存するノイズ成分（熱雑音及び受信機内の雑音）を表す。ＣＤＭＡ方式が採用される場合、ノイズ成分Ｎ（ｄ２）は、パイロット信号に割当てられる符号との相関を通じて取得され得る。ＯＦＤＭＡ方式が採用される場合、ノイズ成分Ｎ（ｄ２）は、リファレンス信号に割当てられるリソースブロックの帯域内の雑音を表現し得る。
第３の干渉シナリオにおけるセカンダリ基地局３０へのリファレンス信号の送信電力の低減の指示は、セカンダリセル３１を縮小させ、測定される通信品質が許容品質を満たさなくなるセカンダリ端末４０をプライマリ基地局１０へハンドオーバさせる（又はセル選択若しくはセル再選択後にプライマリ基地局１０へ接続させる）ことにつながる。その結果として、セカンダリ端末４０において生じていた有害な干渉は、解消され得る。
一例として、セカンダリ基地局３０のリファレンス信号の送信電力ＰＲＥＦ２がＰＲＥＦ２´´に低減されたとすると、次の条件を満たさないセカンダリ端末４０は、プライマリ基地局１０へのハンドオーバを実行し得る。なお、ＰＴＨ２は、ハンドオーバ判定用の閾値である。閾値ＰＴＨ２は、端末のその時点の動作モードに依存して異なってもよい。
Figure 2015001840
図１２は、第３の干渉シナリオにおいて協調マネージャ１００によって実行される通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。ここで説明する通信制御処理は、一定の若しくは可変的な周期で繰り返し実行されてもよく、又はいずれかの端末若しくは基地局からの要求に応じて実行されてもよい。
図１２を参照すると、まず、干渉制御部１３４は、１つのセカンダリ端末を選択する（ステップＳ１３１）。次に、干渉制御部１３４は、選択したセカンダリ端末からのメジャメントレポートを取得する（ステップＳ１３２）。次に、干渉制御部１３４は、取得したメジャメントレポートに含まれるＲＳＲＰ及び対応するリファレンス信号の送信電力から、セカンダリ基地局とセカンダリ端末との間の距離を推定する（ステップＳ１３３）。次に、干渉制御部１３４は、推定した距離に対応するＳＩＮＲの許容値ＳＩＮＲＡＬＷ２を取得する（ステップＳ１３４）。なお、様々な距離と対応するＳＩＮＲの許容値とを関連付けるテーブルが、予め記憶部１２０により記憶され得る。次に、干渉制御部１３４は、選択したセカンダリ端末からのメジャメントレポートに含まれるＳＩＮＲが許容品質を満たすか（即ち、許容値ＳＩＮＲＡＬＷ２を上回るか）を判定する（ステップＳ１３５）。ここで、実測されたＳＩＮＲが許容品質を満たさないと判定される場合、干渉制御部１３４は、セカンダリ基地局へ、送信電力の低減を指示する（ステップＳ１３６）。こうした処理は、セカンダリ端末の各々について繰り返される（ステップＳ１３７）。そして、全てのセカンダリ端末について干渉の判定が終了すると、図１２に示した通信制御処理は終了する。
なお、図１２の例のようにセカンダリ端末の各々についての干渉の判定後にセカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示する代わりに、全てのセカンダリ端末についての干渉の判定後に１回だけセカンダリ基地局へ送信電力の低減が指示されてもよい。その場合に、干渉制御部１３４は、最も低い送信電力の制御目標値を選択し、選択した制御目標値をセカンダリ基地局へ通知してもよい。
［４−４．第４の干渉シナリオ］
第４の干渉シナリオにおいて、干渉制御部１３４は、プライマリ基地局１０及びセカンダリ基地局３０の位置情報を用いて、有害な干渉の発生を判定する。より具体的には、干渉制御部１３４は、セカンダリ基地局３０のリファレンス信号の送信電力と上記位置情報から推定される経路損失とを用いて算出される干渉電力がプライマリ基地局１０の許容干渉電力を満たさない場合に、有害な干渉が生じていると判定する。
図１３は、第４の干渉シナリオにおける基地局及び端末の関係を示す説明図である。第４の干渉シナリオでは、プライマリ端末２０からプライマリ基地局１０へのアップリンクチャネルがセカンダリ基地局３０により二次利用される。そして、セカンダリ基地局３０からセカンダリ端末４０へのダウンリンク信号が、プライマリ基地局１０により受信される所望信号に対して干渉信号として作用する。
セカンダリ基地局３０が固定的なデバイスである場合、セカンダリ基地局３０の位置情報は、予め記憶部１２０により記憶され、データ取得部１３２により取得され得る。セカンダリ基地局３０が移動デバイスである場合、セカンダリ基地局３０によってセカンダリ基地局３０の位置が測定され、測定された位置を示す位置情報がデータ取得部１３２により取得され得る。位置情報は、緯度、経度及び高度などの絶対的な地理的位置を示してもよく、又は特定のプライマリ基地局の位置などの何らかの基準位置からの相対的位置（若しくは相対的距離）を示してもよい。
図１４は、第４の干渉シナリオにおいて協調マネージャ１００によって実行される通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。ここで説明する通信制御処理は、一定の若しくは可変的な周期で繰り返し実行されてもよく、又はいずれかの端末若しくは基地局からの要求に応じて実行されてもよい。
図１４を参照すると、まず、干渉制御部１３４は、セカンダリ基地局を選択する（ステップＳ１４１）。次に、干渉制御部１３４は、プライマリ基地局及び選択したセカンダリ基地局の位置情報を取得する（ステップＳ１４２）。次に、干渉制御部１３４は、取得した位置情報を用いて、プライマリ基地局における選択したセカンダリ基地局からのダウリンク送信に起因する干渉電力を推定する（ステップＳ１４３）。次に、干渉制御部１３４は、プライマリ基地局における干渉電力の許容値を取得する（ステップＳ１４４）。なお、プライマリ基地局の各々の干渉電力の許容値は、予め記憶部１２０により記憶され得る。プライマリ基地局の干渉電力の許容値は、最小受信感度に何らかの係数を乗算した値であってもよい。次に、干渉制御部１３４は、推定した干渉電力が許容値を下回るかを判定する（ステップＳ１４５）。ここで、干渉電力が許容値を下回らないと判定される場合、干渉制御部１３４は、セカンダリ基地局へ、送信電力の低減を指示する（ステップＳ１４６）。こうした処理は、プライマリセルの内部に存在するセカンダリ基地局の各々について繰り返される（ステップＳ１４７）。そして、全てのセカンダリ基地局について干渉の判定が終了すると、図１４に示した通信制御処理は終了する。
なお、干渉制御部１３４は、あるセカンダリ基地局について推定した干渉電力が許容値を優に下回る場合には、当該セカンダリ基地局へ送信電力の増加を指示してもよい。
［４−５．第５の干渉シナリオ］
第５の干渉シナリオにおいて、干渉制御部１３４は、上述した第２の手法に従って有害な干渉の発生を判定する。第２の端末は、プライマリ端末２０であり、第２の基地局は、セカンダリ基地局３０である。即ち、干渉制御部１３４は、プライマリ端末２０とプライマリ端末２０が接続していないセカンダリ基地局３０との間の経路損失を、プライマリ端末２０から取得される品質レポートに含まれる通信品質指標の干渉成分から推定する。また、干渉制御部１３４は、推定した当該経路損失に基づいてプライマリ端末２０の送信電力に起因するセカンダリ基地局３０における干渉電力を推定する。そして、干渉制御部１３４は、推定した当該干渉電力が許容干渉電力を満たさない場合に、有害な干渉が生じていると判定する。
図１５は、第５の干渉シナリオにおける基地局及び端末の関係を示す説明図である。第５の干渉シナリオでは、プライマリ端末２０からプライマリ基地局１０へのアップリンクチャネルがセカンダリ基地局３０により二次利用される。そして、プライマリ端末２０からプライマリ基地局１０へのアップリンク信号が、セカンダリ基地局３０により受信される所望信号に対して干渉信号として作用する。
第５の干渉シナリオは、さらに２つのサブシナリオに分割される。第１のサブシナリオでは、プライマリセル１１のアップリンクチャネルのみならず、プライマリセル１１のダウンリンクチャネルもまた、セカンダリ基地局３０により二次利用される。この場合、セカンダリ基地局３０から送信されるリファレンス信号がプライマリ端末２０により干渉信号として受信されるため、上述した第２の手法を利用することが有益である。一方、第２のサブシナリオでは、プライマリセル１１のダウンリンクチャネルは二次利用されない。第２のサブシナリオにおける干渉の判定については、後に説明する。
第１のサブシナリオで、プライマリ端末２０において観測されるセカンダリ基地局３０からのリファレンス信号の干渉電力ＩＤＬ２＿ＵＥ１は、次式のように表現される。
Figure 2015001840
ここで、式（１８）におけるＬＢＳ２＿ＵＥ１は、セカンダリ基地局３０からプライマリ端末２０への未知の経路損失である。式（１８）の干渉電力ＩＲＥＦ２＿ＵＥ１がプライマリ端末２０から取得される品質レポートに含まれるＳＩＮＲの干渉成分であるとすれば、当該干渉成分を式（１８）に代入することにより、未知の経路損失ＬＢＳ２＿ＵＥ１を導くことができる。なお、プライマリ端末２０からセカンダリ基地局３０への（即ち、逆方向の）経路損失ＬＵＥ１＿ＢＳ２は、プライマリセル１１のダウンリンクチャネルの周波数ｆＤＬ１及びアップリンクチャネルの周波数ｆＵＬ１が異なることを考慮に入れて、経路損失ＬＢＳ２＿ＵＥ１から次式のように変換されてよい。
Figure 2015001840
セカンダリ基地局３０において観測されるプライマリ端末２０からのアップリンク信号の干渉電力ＩＵＬ１＿ＢＳ２は、次式のように表現される。
Figure 2015001840
式（２０）において、ＰＢＡＳ１は、プライマリ端末２０からの送信電力を左右する基礎電力を表す。干渉制御部１３４は、プライマリ端末２０の送信電力に起因するセカンダリ基地局３０における干渉電力をこのように推定する。そして、干渉制御部１３４は、全てのプライマリ端末２０について推定した干渉電力の最大値がセカンダリ基地局３０の許容干渉電力を満たさない場合に、有害な干渉が生じていると判定する。干渉制御部１３４は、推定した干渉電力から算出される推定ＳＩＮＲがセカンダリ基地局３０の許容品質を満たさない場合に、有害な干渉が生じていると判定してもよい。
図１６は、第５の干渉シナリオにおいて協調マネージャ１００によって実行される通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。ここで説明する通信制御処理は、一定の若しくは可変的な周期で繰り返し実行されてもよく、又はいずれかの端末若しくは基地局からの要求に応じて実行されてもよい。
図１６を参照すると、まず、干渉制御部１３４は、セカンダリ基地局のＳＩＮＲの許容値を取得する（ステップＳ１５０）。次に、干渉制御部１３４は、１つのプライマリ端末を選択する（ステップＳ１５１）。次に、干渉制御部１３４は、選択したプライマリ端末からのメジャメントレポートを取得する（ステップＳ１５２）。次に、干渉制御部１３４は、取得したメジャメントレポートに含まれるＳＩＮＲから、プライマリ端末とセカンダリ基地局との間の経路損失を推定する（ステップＳ１５３）。次に、干渉制御部１３４は、推定した経路損失を用いて、プライマリ端末からのアップリンク送信に起因するセカンダリ基地局における干渉電力を推定する（ステップＳ１５４）。
次に、干渉制御部１３４は、１つのセカンダリ端末を選択する（ステップＳ１５５）。次に、干渉制御部１３４は、選択したセカンダリ端末からの受信電力と、ステップＳ１５４において推定した干渉電力とを用いて、セカンダリ基地局におけるＳＩＮＲを算出する（ステップＳ１５６）。次に、干渉制御部１３４は、ステップＳ１５６において算出したＳＩＮＲがステップＳ１５０において取得した許容値を上回るかを判定する（ステップＳ１５７）。ここで、算出したＳＩＮＲが許容値を上回らないと判定される場合、干渉制御部１３４は、セカンダリ基地局のリファレンス信号の送信電力に基づいて、セカンダリセルのカバレッジを算出する（ステップＳ１５８）。次に、干渉制御部１３４は、選択したセカンダリ端末がセカンダリセルのカバレッジの内部に位置するかを判定する（ステップＳ１５９）。そして、干渉制御部１３４は、選択したセカンダリ端末がセカンダリセルのカバレッジの内部に位置すると判定される場合、セカンダリ基地局へ、送信電力の低減を指示する（ステップＳ１６０）。
こうした処理は、セカンダリ端末及びプライマリ端末のペアの各々について繰り返される（ステップＳ１６１、Ｓ１６２）。そして、全てのペアについて干渉の判定が終了すると、図１６に示した通信制御処理は終了する。
なお、図１６の例のようにセカンダリ端末及びプライマリ端末の各ペアについて干渉の判定後にセカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示する代わりに、全てのペアについての干渉の判定後に１回だけセカンダリ基地局へ送信電力の低減が指示されてもよい。
第２のサブシナリオでは、プライマリ基地局１０及びプライマリ端末２０はＦＤＤ方式で動作し、セカンダリ基地局３０及びセカンダリ端末４０は、プライマリ基地局１０のアップリンクチャネルのみを二次利用する。この場合、プライマリ端末２０がメジャメントを実行する際に、セカンダリ基地局３０からリファレンス信号は送信されない。そのため、プライマリ端末２０とセカンダリ基地局３０との間の経路損失を、プライマリ端末２０により測定される通信品質指標の干渉成分から推定することは困難である。そこで、干渉制御部１３４は、セカンダリセル３１のセルエッジにプライマリ端末２０が位置するという最悪のケースの仮定を置く。そして、干渉制御部１３４は、この仮定の下で、プライマリ端末２０の送信電力に起因するセカンダリ基地局３０における干渉電力を推定し、推定した干渉電力が許容干渉電力を満たすかを判定する。
図１７は、第５の干渉シナリオにおいて実行される通信制御処理の一変形例について説明するための説明図である。第５の干渉シナリオの第２のサブシナリオでは、プライマリ端末２０が実際の位置ＰＴ１ではなく、セカンダリセル３１のセルエッジ上の位置ＰＴ２に存在すると仮定される。
ここで、プライマリ端末２０からプライマリ基地局１０への経路損失ＬＵＥ１＿ＢＳ１とプライマリ基地局１０からプライマリ端末２０への経路損失ＬＢＳ１＿ＵＥ１との間には、次式のような関係が存在する。
Figure 2015001840
また、仮想的なプライマリ端末２０´からセカンダリ基地局３０への経路損失ＬＵＥ１´＿ＢＳ２とセカンダリ基地局３０から仮想的なプライマリ端末２０´への経路損失ＬＢＳ２＿ＵＥ１´との間には、次式のような関係が存在する。
Figure 2015001840
式（２１）及び式（２２）から、セカンダリ基地局３０におけるプライマリ端末２０´からのアップリンク送信に起因する干渉電力ＩＵＬ１＿ＢＳ２を、次式のように表現することができる。
Figure 2015001840
セカンダリ基地局３０により受信される所望信号の受信電力ＰＵＬ２＿ＢＳ２は、次式のように表現される。
Figure 2015001840
干渉制御部１３４は、式（２３）の干渉電力ＩＵＬ１＿ＢＳ２及び式（２４）の受信電力ＰＵＬ２＿ＢＳ２を用いて、セカンダリ基地局３０におけるＳＩＮＲ又はＳＩＲを算出することができる。そして、干渉制御部１３４は、算出したＳＩＮＲ又はＳＩＲを許容値と比較することにより有害な干渉が生じているかを判定し、有害な干渉が生じていると判定される場合には、セカンダリ基地局３０へ送信電力の低減を指示し得る。
［４−６．第６の干渉シナリオ］
第６の干渉シナリオにおいて、干渉制御部１３４は、上述した第２の手法に従って有害な干渉の発生を判定する。第２の端末は、セカンダリ端末４０であり、第２の基地局は、プライマリ基地局１０である。即ち、干渉制御部１３４は、セカンダリ端末４０とセカンダリ端末４０が接続していないプライマリ基地局１０との間の経路損失を、セカンダリ端末４０から取得される品質レポートに含まれる通信品質指標の干渉成分から推定する。また、干渉制御部１３４は、推定した当該経路損失に基づいてセカンダリ端末４０の送信電力に起因するプライマリ基地局１０における干渉電力を推定する。そして、干渉制御部１３４は、推定した当該干渉電力が許容干渉電力を満たさない場合に、有害な干渉が生じていると判定する。
図１８は、第６の干渉シナリオにおける基地局及び端末の関係を示す説明図である。第６の干渉シナリオでは、プライマリ端末２０からプライマリ基地局１０へのアップリンクチャネルがセカンダリ基地局３０により二次利用される。そして、セカンダリ端末４０からセカンダリ基地局３０へのアップリンク信号が、プライマリ基地局１０により受信される所望信号に対して干渉信号として作用する。
第６の干渉シナリオは、さらに２つのサブシナリオに分割される。第１のサブシナリオでは、プライマリセル１１のアップリンクチャネルのみならず、プライマリセル１１のダウンリンクチャネルもまた、セカンダリ基地局３０により二次利用される。この場合、プライマリ基地局１０から送信されるリファレンス信号がセカンダリ端末４０により干渉信号として受信されるため、上述した第２の手法を利用することが有益である。一方、第２のサブシナリオでは、プライマリセル１１のダウンリンクチャネルは二次利用されない。第２のサブシナリオにおける干渉の判定については、後に説明する。
第１のサブシナリオで、プライマリ基地局１０から送信されるダウンリンクの送信電力ＰＤＬ１は、次式のように表現される。
Figure 2015001840
セカンダリ端末４０において観測されるプライマリ基地局１０からのダウンリンク信号の干渉電力ＩＤＬ１＿ＵＥ２は、次式のように表現される。なお、ＬＢＳ１＿ＵＥ２は、プライマリ基地局１０からセカンダリ端末４０への経路損失を表す。
Figure 2015001840
セカンダリ端末４０において観測されるセカンダリ基地局３０からのリファレンス信号についてのＳＩＮＲＲＥＦ２は、次式のように表現される。
Figure 2015001840
ここで、式（２７）におけるＬＢＳ１＿ＵＥ２は、プライマリ基地局１０からセカンダリ端末４０への未知の経路損失である。式（２７）の干渉電力ＩＤＬ１＿ＵＥ２がセカンダリ端末４０から取得される品質レポートに含まれるＳＩＮＲの干渉成分であるとすれば、当該干渉成分を式（２７）に代入することにより、未知の経路損失ＬＢＳ１＿ＵＥ２を導くことができる。なお、セカンダリ端末４０からプライマリ基地局１０への（即ち、逆方向の）経路損失ＬＵＥ２＿ＢＳ１は、プライマリセル１１のダウンリンクチャネルの周波数ｆＤＬ１及びアップリンクチャネルの周波数ｆＵＬ１が異なることを考慮に入れて、経路損失ＬＢＳ１＿ＵＥ２から次式のように変換されてよい。
Figure 2015001840
プライマリ基地局１０において観測されるセカンダリ端末４０からのアップリンク信号の干渉電力ＩＵＬ２＿ＢＳ１は、次式のように表現される。
Figure 2015001840
式（３０）において、ＰＢＡＳ２は、セカンダリ端末４０からの送信電力を左右する基礎電力を表す。干渉制御部１３４は、セカンダリ端末４０の送信電力に起因するプライマリ基地局１０における干渉電力をこのように推定する。そして、干渉制御部１３４は、全てのセカンダリ端末４０について推定した干渉電力の最大値がプライマリ基地局１０の許容干渉電力を満たさない場合に、有害な干渉が生じていると判定する。干渉制御部１３４は、推定した干渉電力から算出される推定ＳＩＮＲがプライマリ基地局１０の許容品質を満たさない場合に、有害な干渉が生じていると判定してもよい。
図１９は、第６の干渉シナリオにおいて協調マネージャ１００によって実行される通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。ここで説明する通信制御処理は、一定の若しくは可変的な周期で繰り返し実行されてもよく、又はいずれかの端末若しくは基地局からの要求に応じて実行されてもよい。
図１９を参照すると、まず、干渉制御部１３４は、プライマリ基地局のＳＩＮＲの許容値を取得する（ステップＳ１７０）。次に、干渉制御部１３４は、１つのセカンダリ端末を選択する（ステップＳ１７１）。次に、干渉制御部１３４は、選択したセカンダリ端末からのメジャメントレポートを取得する（ステップＳ１７２）。次に、干渉制御部１３４は、取得したメジャメントレポートに含まれるＳＩＮＲから、セカンダリ端末とプライマリ基地局との間の経路損失を推定する（ステップＳ１７３）。次に、干渉制御部１３４は、推定した経路損失を用いて、セカンダリ端末からのアップリンク送信に起因するプライマリ基地局における干渉電力を推定する（ステップＳ１７４）。
次に、干渉制御部１３４は、１つのプライマリ端末を選択する（ステップＳ１７５）。次に、干渉制御部１３４は、選択したプライマリ端末からの受信電力と、ステップＳ１７４において推定した干渉電力とを用いて、プライマリ基地局におけるＳＩＮＲを算出する（ステップＳ１７６）。次に、干渉制御部１３４は、ステップＳ１７６において算出したＳＩＮＲがステップＳ１７０において取得した許容値を上回るかを判定する（ステップＳ１７７）。ここで、算出したＳＩＮＲが許容値を上回らないと判定される場合、干渉制御部１３４は、セカンダリ基地局のリファレンス信号の送信電力に基づいて、セカンダリセルのカバレッジを算出する（ステップＳ１７８）。次に、干渉制御部１３４は、選択したセカンダリ端末がセカンダリセルのカバレッジの内部に位置するかを判定する（ステップＳ１７９）。そして、干渉制御部１３４は、選択したセカンダリ端末がセカンダリセルのカバレッジの内部に位置すると判定される場合、セカンダリ基地局へ、送信電力の低減を指示する（ステップＳ１８０）。
こうした処理は、プライマリ端末及びセカンダリ端末のペアの各々について繰り返される（ステップＳ１８１、Ｓ１８２）。そして、全てのペアについて干渉の判定が終了すると、図１９に示した通信制御処理は終了する。
なお、図１９の例のようにプライマリ端末及びセカンダリ端末の各ペアについて干渉の判定後にセカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示する代わりに、全てのペアについての干渉の判定後に１回だけセカンダリ基地局へ送信電力の低減が指示されてもよい。
第２のサブシナリオでは、プライマリ基地局１０及びプライマリ端末２０はＦＤＤ方式で動作し、セカンダリ基地局３０及びセカンダリ端末４０は、プライマリ基地局１０のアップリンクチャネルのみを二次利用する。この場合、セカンダリ端末４０がメジャメントを実行する際に、プライマリ基地局１０からリファレンス信号は送信されない。そのため、セカンダリ端末４０とプライマリ基地局１０との間の経路損失を、セカンダリ端末４０により測定される通信品質指標の干渉成分から推定することは困難である。そこで、干渉制御部１３４は、セカンダリセル３１内のプライマリ基地局１０から最も近いセルエッジにセカンダリ端末４０が位置するという最悪のケースの仮定を置く。そして、干渉制御部１３４は、この仮定の下で、セカンダリ端末４０の送信電力に起因するプライマリ基地局１０における干渉電力を推定し、推定した干渉電力が許容干渉電力を満たすかを判定する。
図２０は、第６の干渉シナリオにおいて実行される通信制御処理の一変形例について説明するための説明図である。第６の干渉シナリオの第２のサブシナリオでは、セカンダリ端末４０が実際の位置ＰＴ３ではなく、セカンダリセル３１のセルエッジ上の位置ＰＴ４に存在すると仮定される。
プライマリ基地局１０におけるセカンダリ端末４０´からのアップリンク送信に起因する干渉電力ＩＵＬ２＿ＢＳ１は、次式のように表現される。
Figure 2015001840
プライマリ基地局１０とセカンダリ基地局３０との間の距離は、位置情報から計算される。また、セカンダリ基地局３０とセカンダリ端末４０´との間の距離は、セカンダリ基地局３０からのリファレンス信号の送信電力からセカンダリセル３１の半径として計算される。従って、これら距離に対応する経路損失の値を式（３１）に代入することにより、干渉電力ＩＵＬ２＿ＢＳ１を推定することができる。干渉制御部１３４は、このように推定される干渉電力ＩＵＬ２＿ＢＳ１を用いて、プライマリ基地局１０におけるＳＩＮＲ又はＳＩＲを算出することができる。そして、干渉制御部１３４は、算出したＳＩＮＲ又はＳＩＲを許容値と比較することにより有害な干渉が生じているかを判定し、有害な干渉が生じていると判定される場合には、セカンダリ基地局３０へ送信電力の低減を指示し得る。
＜５．まとめ＞
ここまで、図１〜図２０を用いて、本開示に係る技術の実施形態について詳細に説明した。上述した実施形態によれば、プライマリ基地局のための周波数チャネルをセカンダリ基地局が二次的に利用する環境において、プライマリ端末又はセカンダリ端末により生成される品質レポートに含まれる通信品質指標に基づいて、有害な干渉が生じているかが判定される。そして、有害な干渉が生じていると判定される場合に、セカンダリ基地局へ送信電力の低減が指示される。それにより、通信状況をセンシングするための仕組みを必要とすることなく、有害な干渉を防止し、周波数チャネルの二次利用を安全に行うことができる。ここでの品質レポートは、メジャメントレポート又はＣＱＩレポートであってよい。従って、既存の端末が有するレポーティング機能をわずかに改変するだけで、有害な干渉の判定を支援することができる。
ある手法によれば、品質レポートは、リファレンス信号についての受信電力指標を含む。そして、第１の端末と当該第１の端末が接続している第１の基地局との間の距離が当該受信電力指標から推定され、推定された距離に依存する許容品質と上述した通信品質指標との比較に基づいて、干渉の発生が判定される。従って、セル内の端末の位置によらず、プライマリ端末又はセカンダリ端末が受ける有害な干渉又はそのリスクを、上述した品質レポートを用いて的確に判定することができる。
別の手法によれば、第２の端末と当該第２の端末が接続していない第２の基地局との間の経路損失が通信品質指標の干渉成分から推定される。そして、推定された経路損失に基づいて第２の端末の送信電力に起因する第２の基地局における干渉電力が推定され、推定された干渉電力に基づいて、干渉の発生が判定される。従って、プライマリ基地局又はセカンダリ基地局が受ける有害な干渉又はそのリスクを、上述した品質レポートを用いて判定することができる。
なお、本明細書において説明した各装置による一連の制御処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記憶媒体（非一時的な媒体：non-transitory media）に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、実行時にＲＡＭ（Random Access Memory）に読み込まれ、ＣＰＵなどのプロセッサにより実行される。本開示に係る技術は、こうしたプログラムを実行するプロセッサと、当該プログラムを記憶するメモリと、関連する回路とを集積したワンチップのモジュールとして実現されてもよい。
また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局、及び前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局、を含む無線通信システムにおいて、前記プライマリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、及び前記セカンダリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、の少なくとも一方を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記品質レポートに含まれる前記通信品質指標に基づいて、前記無線通信システムにおいて有害な干渉が生じていると判定される場合に、前記セカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示する干渉制御部と、
を備える通信制御装置。
（２）
前記品質レポートは、メジャメントレポート又はＣＱＩ（Channel Quality Indicator）レポートである、前記（１）に記載の通信制御装置。
（３）
前記品質レポートは、リファレンス信号についての受信電力指標を含み、
前記干渉制御部は、第１の端末と当該第１の端末が接続している第１の基地局との間の距離を前記受信電力指標から推定し、推定した当該距離に依存する許容品質を前記通信品質指標が満たさない場合に、前記有害な干渉が生じていると判定する、
前記（１）又は前記（２）に記載の通信制御装置。
（４）
前記干渉制御部は、第２の端末と当該第２の端末が接続していない第２の基地局との間の経路損失を前記通信品質指標の干渉成分から推定し、推定した当該経路損失に基づいて前記第２の端末の送信電力に起因する前記第２の基地局における干渉電力を推定し、推定した当該干渉電力が許容干渉電力を満たさない場合に、前記有害な干渉が生じていると判定する、前記（１）又は前記（２）に記載の通信制御装置。
（５）
前記第１の端末は、前記プライマリ端末であり、
前記第１の基地局は、前記プライマリ基地局である、
前記（３）に記載の通信制御装置。
（６）
前記干渉制御部は、前記プライマリ端末の前記品質レポートに含まれる前記通信品質指標の干渉成分が前記セカンダリ基地局の前記送信電力に起因すると見なして、前記セカンダリ基地局の前記送信電力の制御目標値を算出する、前記（５）に記載の通信制御装置。
（７）
前記セカンダリ端末及び前記セカンダリ基地局は、時分割複信方式で動作し、
前記干渉制御部は、前記セカンダリ基地局のアップリンクスロットとダウンリンクスロットとの比率に応じて、前記制御目標値を変化させる、
前記（６）に記載の通信制御装置。
（８）
前記干渉制御部は、前記有害な干渉が前記セカンダリ基地局へ送信されるアップリンク信号に起因する場合に、１つ以上のセカンダリ端末を当該セカンダリ基地局から前記プライマリ基地局へハンドオーバさせることにより、前記有害な干渉を軽減する、前記（６）又は前記（７）に記載の通信制御装置。
（９）
前記第１の端末は、前記セカンダリ端末であり、
前記第１の基地局は、前記セカンダリ基地局である、
前記（３）に記載の通信制御装置。
（１０）
前記取得部は、前記プライマリ基地局及び前記セカンダリ基地局の位置情報をさらに取得し、
前記干渉制御部は、前記セカンダリ基地局のリファレンス信号の送信電力と前記位置情報から推定される経路損失とを用いて算出される干渉電力が前記プライマリ基地局の許容干渉電力を満たさない場合に、前記有害な干渉が生じていると判定する、
前記（１）〜（９）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１１）
前記第２の端末は、前記プライマリ端末であり、
前記第２の基地局は、前記セカンダリ基地局である、
前記（４）に記載の通信制御装置。
（１２）
前記プライマリ端末及び前記プライマリ基地局は、周波数分割複信方式で動作し、
前記セカンダリ端末及び前記セカンダリ基地局は、前記プライマリ基地局のアップリンクチャネルを二次的に利用し
前記干渉制御部は、前記セカンダリ基地局のセルエッジに前記プライマリ端末が位置するという仮定の下で前記プライマリ端末の送信電力に起因する前記セカンダリ基地局における干渉電力が許容干渉電力を満たさない場合に、前記有害な干渉が生じていると判定する、
前記（１）〜（１０）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１３）
前記第２の端末は、前記セカンダリ端末であり、
前記第２の基地局は、前記プライマリ基地局である、
前記（４）に記載の通信制御装置。
（１４）
前記プライマリ端末及び前記プライマリ基地局は、周波数分割複信方式で動作し、
前記セカンダリ端末及び前記セカンダリ基地局は、前記プライマリ基地局のアップリンクチャネルを二次的に利用し
前記干渉制御部は、前記セカンダリ基地局のセルエッジに前記セカンダリ端末が位置するという仮定の下で前記セカンダリ端末の送信電力に起因する前記プライマリ基地局における干渉電力が許容干渉電力を満たさない場合に、前記有害な干渉が生じていると判定する、
前記（１）〜（１２）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１５）
前記セカンダリ端末の最大送信電力は、前記セカンダリ基地局のリファレンス信号の送信電力がより大きいほどより大きく設定される、前記（１）〜（１４）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１６）
前記プライマリ端末及び前記プライマリ基地局は、周波数分割複信方式で動作し、
前記セカンダリ端末及び前記セカンダリ基地局は、前記プライマリ基地局のアップリンクチャネル上の１つ以上のコンポーネントキャリアと前記プライマリ基地局のダウンリンクチャネル上の１つ以上のコンポーネントキャリアとを統合することにより形成される統合チャネルを利用して、時分割複信方式で動作する、
前記（１）〜（１５）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１７）
前記セカンダリ端末の前記品質レポートは、前記統合チャネルのコンポーネントキャリアごとの前記通信品質指標を含み、
前記セカンダリ基地局は、コンポーネントキャリアごとの前記通信品質指標を用いて、前記セカンダリ端末へリソース割当て情報を送信するためのコンポーネントキャリアを選択する、
前記（１６）に記載の通信制御装置。
（１８）
プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局、及び前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局、を含む無線通信システムにおいて、通信制御装置により実行される通信制御方法であって、
前記プライマリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、及び前記セカンダリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、の少なくとも一方を取得することと、
取得された前記品質レポートに含まれる前記通信品質指標に基づいて、前記無線通信システムにおいて有害な干渉が生じているかを判定することと、
前記有害な干渉が生じていると判定される場合に、前記セカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示することと、
を含む通信制御方法。
（１９）
プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局と、
前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局と、
前記プライマリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、及び前記セカンダリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、の少なくとも一方に含まれる前記通信品質指標に基づいて、システム内で有害な干渉が生じていると判定される場合に、前記セカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示する協調マネージャと、
を含む無線通信システム。
（２０）
プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局、及び前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局、を含む無線通信システムにおいて動作する端末装置であって、
前記無線通信システムにおいて有害な干渉が生じているかを判定する制御ノードにより当該判定のために使用される通信品質指標を含む品質レポートを生成する制御部と、
前記制御部により生成される前記品質レポートを、前記端末装置が接続している基地局へ送信する無線通信部と、
を備える端末装置。
１ 無線通信システム
１０ プライマリ基地局
２０，９０ プライマリ端末
３０ セカンダリ基地局
４０，９０ セカンダリ端末
９１ 無線通信部
９５ 制御部
１００ 協調マネージャ（通信制御装置）
１３２ データ取得部
１３４ 干渉制御部

Claims (20)

  1. プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局、及び前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局、を含む無線通信システムにおいて、前記プライマリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、及び前記セカンダリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、の少なくとも一方を取得する取得部と、
    前記取得部により取得される前記品質レポートに含まれる前記通信品質指標に基づいて、前記無線通信システムにおいて有害な干渉が生じていると判定される場合に、前記セカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示する干渉制御部と、
    を備える通信制御装置。
  2. 前記品質レポートは、メジャメントレポート又はＣＱＩ（Channel Quality Indicator）レポートである、請求項１に記載の通信制御装置。
  3. 前記品質レポートは、リファレンス信号についての受信電力指標を含み、
    前記干渉制御部は、第１の端末と当該第１の端末が接続している第１の基地局との間の距離を前記受信電力指標から推定し、推定した当該距離に依存する許容品質を前記通信品質指標が満たさない場合に、前記有害な干渉が生じていると判定する、
    請求項１に記載の通信制御装置。
  4. 前記干渉制御部は、第２の端末と当該第２の端末が接続していない第２の基地局との間の経路損失を前記通信品質指標の干渉成分から推定し、推定した当該経路損失に基づいて前記第２の端末の送信電力に起因する前記第２の基地局における干渉電力を推定し、推定した当該干渉電力が許容干渉電力を満たさない場合に、前記有害な干渉が生じていると判定する、請求項１に記載の通信制御装置。
  5. 前記第１の端末は、前記プライマリ端末であり、
    前記第１の基地局は、前記プライマリ基地局である、
    請求項３に記載の通信制御装置。
  6. 前記干渉制御部は、前記プライマリ端末の前記品質レポートに含まれる前記通信品質指標の干渉成分が前記セカンダリ基地局の前記送信電力に起因すると見なして、前記セカンダリ基地局の前記送信電力の制御目標値を算出する、請求項５に記載の通信制御装置。
  7. 前記セカンダリ端末及び前記セカンダリ基地局は、時分割複信方式で動作し、
    前記干渉制御部は、前記セカンダリ基地局のアップリンクスロットとダウンリンクスロットとの比率に応じて、前記制御目標値を変化させる、
    請求項６に記載の通信制御装置。
  8. 前記干渉制御部は、前記有害な干渉が前記セカンダリ基地局へ送信されるアップリンク信号に起因する場合に、１つ以上のセカンダリ端末を当該セカンダリ基地局から前記プライマリ基地局へハンドオーバさせることにより、前記有害な干渉を軽減する、請求項６に記載の通信制御装置。
  9. 前記第１の端末は、前記セカンダリ端末であり、
    前記第１の基地局は、前記セカンダリ基地局である、
    請求項３に記載の通信制御装置。
  10. 前記取得部は、前記プライマリ基地局及び前記セカンダリ基地局の位置情報をさらに取得し、
    前記干渉制御部は、前記セカンダリ基地局のリファレンス信号の送信電力と前記位置情報から推定される経路損失とを用いて算出される干渉電力が前記プライマリ基地局の許容干渉電力を満たさない場合に、前記有害な干渉が生じていると判定する、
    請求項１に記載の通信制御装置。
  11. 前記第２の端末は、前記プライマリ端末であり、
    前記第２の基地局は、前記セカンダリ基地局である、
    請求項４に記載の通信制御装置。
  12. 前記プライマリ端末及び前記プライマリ基地局は、周波数分割複信方式で動作し、
    前記セカンダリ端末及び前記セカンダリ基地局は、前記プライマリ基地局のアップリンクチャネルを二次的に利用し
    前記干渉制御部は、前記セカンダリ基地局のセルエッジに前記プライマリ端末が位置するという仮定の下で前記プライマリ端末の送信電力に起因する前記セカンダリ基地局における干渉電力が許容干渉電力を満たさない場合に、前記有害な干渉が生じていると判定する、
    請求項１に記載の通信制御装置。
  13. 前記第２の端末は、前記セカンダリ端末であり、
    前記第２の基地局は、前記プライマリ基地局である、
    請求項４に記載の通信制御装置。
  14. 前記プライマリ端末及び前記プライマリ基地局は、周波数分割複信方式で動作し、
    前記セカンダリ端末及び前記セカンダリ基地局は、前記プライマリ基地局のアップリンクチャネルを二次的に利用し
    前記干渉制御部は、前記セカンダリ基地局のセルエッジに前記セカンダリ端末が位置するという仮定の下で前記セカンダリ端末の送信電力に起因する前記プライマリ基地局における干渉電力が許容干渉電力を満たさない場合に、前記有害な干渉が生じていると判定する、
    請求項１に記載の通信制御装置。
  15. 前記セカンダリ端末の最大送信電力は、前記セカンダリ基地局のリファレンス信号の送信電力がより大きいほどより大きく設定される、請求項１に記載の通信制御装置。
  16. 前記プライマリ端末及び前記プライマリ基地局は、周波数分割複信方式で動作し、
    前記セカンダリ端末及び前記セカンダリ基地局は、前記プライマリ基地局のアップリンクチャネル上の１つ以上のコンポーネントキャリアと前記プライマリ基地局のダウンリンクチャネル上の１つ以上のコンポーネントキャリアとを統合することにより形成される統合チャネルを利用して、時分割複信方式で動作する、
    請求項１に記載の通信制御装置。
  17. 前記セカンダリ端末の前記品質レポートは、前記統合チャネルのコンポーネントキャリアごとの前記通信品質指標を含み、
    前記セカンダリ基地局は、コンポーネントキャリアごとの前記通信品質指標を用いて、前記セカンダリ端末へリソース割当て情報を送信するためのコンポーネントキャリアを選択する、
    請求項１６に記載の通信制御装置。
  18. プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局、及び前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局、を含む無線通信システムにおいて、通信制御装置により実行される通信制御方法であって、
    前記プライマリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、及び前記セカンダリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、の少なくとも一方を取得することと、
    取得された前記品質レポートに含まれる前記通信品質指標に基づいて、前記無線通信システムにおいて有害な干渉が生じているかを判定することと、
    前記有害な干渉が生じていると判定される場合に、前記セカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示することと、
    を含む通信制御方法。
  19. プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局と、
    前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局と、
    前記プライマリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、及び前記セカンダリ端末により測定される通信品質指標を含む品質レポート、の少なくとも一方に含まれる前記通信品質指標に基づいて、システム内で有害な干渉が生じていると判定される場合に、前記セカンダリ基地局へ送信電力の低減を指示する協調マネージャと、
    を含む無線通信システム。
  20. プライマリ端末により接続されるプライマリ基地局、及び前記プライマリ基地局のための周波数チャネルを二次的に利用してセカンダリ端末により接続されるセカンダリ基地局、を含む無線通信システムにおいて動作する端末装置であって、
    前記無線通信システムにおいて有害な干渉が生じているかを判定する制御ノードにより当該判定のために使用される通信品質指標を含む品質レポートを生成する制御部と、
    前記制御部により生成される前記品質レポートを、前記端末装置が接続している基地局へ送信する無線通信部と、
    を備える端末装置。
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