JPWO2016072021A1 - 移動通信システム及び無線リソース制御方法 - Google Patents

Abstract

セルの少なくとも一部が互いに重畳している複数の基地局を有する移動通信システムにおいて複数の基地局間の干渉を抑制できるとともに複数の基地局それぞれに対する無線リソースのセル間調整制御の簡素化を図ることができる移動通信システム及び無線リソース制御方法を提供する。複数の基地局がグループ分けされて複数のセル階層が構成されている。その複数のセル階層間で無線リソースのセル間調整制御（例えば時間スロットの同期制御及び割り当て制御の少なくとも一方）を行う。更に、セル階層ごとに、セル階層に含まれる複数の基地局間で無線リソースのセル間調整制御（例えば時間スロットの同期制御及び割り当て制御の少なくとも一方）を行う。

Description

本発明は、移動局による通信を行うことができる移動通信システム並びにその移動通信システムに用いられる基地局の無線リソース制御方法に関するものである。

近年の移動通信システムにおけるトラフィックの急増に対応すべく、従来のマクロセル基地局よりもセル（無線通信エリア）が狭いスモールセル基地局（「極小セル基地局」、「ピコセル基地局」、「フェムトセル基地局」などとも呼ばれる）の需要が高まっている。スモールセル基地局はトラフィック対策として多局展開されるため、従来のマクロセル基地局のマクロセル内に設置され、異種セルサイズ混在型のヘテロジーニアスセルラネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ：Heterogeneous Network）が構成されることも想定される。

上記マクロセル基地局とスモールセル基地局との間のセル間干渉を低減する技術として、マクロセル基地局とスモールセル基地局とが互いに時間同期していることを前提とした時間領域（サブフレーム単位）で無線フレームを調整制御するセル間干渉制御技術が知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。このセル間干渉制御技術は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）−Ａｄｖａｎｃｅｄ標準に準拠した技術であり、ｅＩＣＩＣ（enhanced Inter-Cell Interference Coordination）とも呼ばれる。

特開２０１２−１２９７９３号公報

「Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ３ＧＰＰ」，Ｒｅｌｅａｓｅ １０，Ｖ０．２．１（２０１４−０６）．

上記マクロセル基地局とスモールセル基地局とが混在したＨｅｔＮｅｔにおいて上記従来のセル間干渉制御技術を適用しようとすると、マクロセル基地局とスモールセル基地局との間で行う無線フレームのセル間調整制御が複雑になるという課題がある。特にスモールセル基地局の数が多くなると、上記、マクロセル基地局とスモールセル基地局との間の無線フレームのセル間調整制御が複雑になりやすい。

本明細書に開示された一態様に係る移動通信システムは、セルの少なくとも一部が互いに重畳している複数の基地局を有する移動通信システムであって、前記複数の基地局がグループ分けされて複数のセル階層が構成され、前記セル階層ごとに、該セル階層に含まれる複数の基地局間で無線リソースのセル間調整制御を行う複数のセル階層内制御部と、前記複数のセル階層間で無線リソースのセル間調整制御を行うセル階間制御部と、を備える。

前記移動通信システムにおいて、前記複数のセル階層に含まれる複数の基地局は互いに時間同期され、前記複数の基地局それぞれと移動局との間の無線通信における無線リソースに同一周波数帯が使用され、前記無線リソースのセル間調整制御は、前記無線リソースにおける時間スロットの同期制御及び割り当て制御の少なくとも一方を含んでもよい。

また、前記移動通信システムにおいて、前記セル階間制御部は、前記複数のセル階層内制御部それぞれに対して、前記無線リソースの時間スロットの開始時刻タイミングを指定する時刻情報を送信し、前記複数のセル階層内制御部はそれぞれ、該セル階層内制御部に対応するセル階層に含まれる基地局に対して、前記セル階間制御部から受信した前記時刻情報を送信してもよい。

また、前記移動通信システムにおいて、前記セル階間制御部は、前記複数のセル階層内制御部それぞれに対して、前記無線リソースを構成する複数の時間スロットのうち該セル階層内制御部のセル階層に割り当てる時間スロットを指定する識別情報と、該時間スロットの識別情報に基づいて該時間スロットの割り当てを変更するタイミングを指定する時刻情報とを送信し、前記複数のセル階層内制御部はそれぞれ、該セル階層内制御部に対応するセル階層に含まれる複数の基地局に対して、前記セル階間制御部から受信した前記時間スロットの識別情報と前記時刻情報とを送信してもよい。
ここで、前記セル階層内制御部は、該セル階層内制御部に対応するセル階層に含まれる複数の基地局で測定又は推定されたトラフィック量の情報を該基地局から受信し、該トラフィック量の情報に基づいて該セル階層内制御部に対応するセル階層に必要なトラフィック量を決定し、該セル階層に必要なトラフィック量の情報を前記セル階間制御部に送信し、前記セル階間制御部は、前記セル階層内制御部で決定された前記セル階層に必要なトラフィック量を受信し、前記セル階層ごとに、前記セル階層に必要なトラフィック量に基づいて該セル階層に割り当てる時間スロットの割り当て数及び前記無線リソースにおける位置を決定してもよい。

また、前記移動通信システムにおいて、前記複数のセル階層内制御部はそれぞれ、該セル階層内制御部に対応するセル階層に含まれる複数の基地局それぞれに対して、該セル階層に割り当てられた複数の時間スロットのうち該複数の基地局に割り当てる時間スロットの識別情報を送信してもよい。
ここで、前記セル階層内制御部は、該セル階層内制御部に対応するセル階層に含まれる複数の基地局それぞれについて、該基地局によって測定又は推定された干渉量の情報を該基地局から受信し、該干渉量の情報に基づいて該基地局におけるトラフィック量を推定し、該セル階層内制御部に対応するセル階層に含まれる複数の基地局それぞれについて、前記基地局におけるトラフィック量の推定値が最大又は最適となるように、該基地局に割り当てる時間スロットの割り当て数及び前記無線リソースにおける割り当て位置を決定してもよい。

前記移動通信システムにおいて、前記複数のセル階層は、送信電力及びセルサイズの少なくとも一方を含む特性が互いに異なるように基地局が分類されて登録されていてもよい。また、前記移動通信システムにおいて、前記複数のセル階層内制御部はそれぞれ、該セル階層内制御部それぞれに含まれる基地局との通信に、ＩＰパケット網を介した基地局間インターフェースを用いてもよい。また、前記移動通信システムにおいて、前記複数のセル階層は、複数のマクロセル基地局からなるマクロセル階層と、複数のスモールセル基地局からなるスモールセル階層とを含んでもよい。

また、本明細書に開示された他の態様に係る無線リソースの制御方法は、セルの少なくとも一部が互いに重畳している複数の基地局を有する移動通信システムにおける基地局の無線リソース制御方法であって、前記複数の基地局がグループ分けされて複数のセル階層が構成されることと、前記セル階層ごとに、該セル階層に含まれる複数の基地局間で無線リソースのセル間調整制御を行うことと、前記複数のセル階層間で無線リソースのセル間調整制御を行うこと、を含む。

前記無線リソースの制御方法は、移動局との間の無線通信における無線リソースに同一周波数帯が使用される前記複数のセル階層に含まれる複数の基地局を互いに時間同期させることを含み、前記無線リソースのセル間調整制御は、前記無線リソースにおける時間スロットの同期制御及び割り当て制御の少なくとも一方を含んでもよい。

また、前記無線リソースの制御方法は、前記複数のセル階層それぞれに対して、前記無線リソースの時間スロットの開始時刻タイミングを指定することと、前記複数のセル階層に含まれる基地局に対して、前記無線リソースの時間スロットの開始時刻タイミングを指定することと、を含んでもよい。

また、前記無線リソース制御方法は、前記複数のセル階層それぞれに対して、前記無線リソースを構成する複数の時間スロットのうち該セル階層に割り当てる時間スロットと、該時間スロットの割り当てを変更するタイミングとを指定することと、前記複数のセル階層それぞれにおいて、該セル階層に含まれる複数の基地局に対して、前記セル階層に割り当てる時間スロットと、前記時間スロットの割り当てを変更するタイミングとを指定することと、を含んでもよい。
ここで、前記無線リソース制御方法は、前記複数のセル階層それぞれについて、該セル階層に含まれる複数の基地局それぞれにおけるトラフィック量を測定又は推定することと、前記トラフィック量の測定又は推定の結果に基づいて、前記複数のセル階層それぞれに必要なトラフィック量を決定することと、前記セル階層ごとに、該セル階層に必要なトラフィック量に基づいて該セル階層に割り当てる時間スロットの割り当て数及び前記無線リソースにおける位置を決定することと、を含んでもよい。

また、前記無線リソース制御方法は、前記複数のセル階層それぞれにおいて、該セル階層に含まれる複数の基地局に対して、該セル階層に割り当てられた複数の時間スロットのうち該複数の基地局に割り当てる時間スロットを指定することを含んでもよい。
ここで、前記無線リソース制御方法は、前記複数のセル階層それぞれについて、該セル階層に含まれる複数の基地局それぞれにおける干渉量を測定又は推定することと、前記複数の基地局それぞれについて、前記干渉量の測定又は推定の結果に基づいて該基地局におけるトラフィック量を推定することと、前記複数の基地局それぞれについて、該基地局におけるトラフィック量の推定値が最大又は最適となるように、該基地局に割り当てる時間スロットの割り当て数及び前記無線リソースにおける割り当て位置を決定することとを更に含んでもよい。

前記無線リソース制御方法は、前記複数のセル階層は、送信電力及びセルサイズの少なくとも一方を含む特性が互いに異なるように基地局が分類されて登録されていてもよい。また、前記無線リソース制御方法において、前記複数の基地局間における無線リソースのセル間調整制御に、ＩＰパケット網を介した基地局間インターフェースを用いてもよい。また、前記無線リソース制御方法において、前記複数のセル階層は、複数のマクロセル基地局からなるマクロセル階層と、複数のスモールセル基地局からなるスモールセル階層とを含んでもよい。

本明細書に開示された移動通信システム及び無線リソース制御方法によれば、セルの少なくとも一部が互いに重畳している複数の基地局を有する移動通信システムにおいて複数の基地局間の干渉を抑制できるとともに複数の基地局それぞれに対する無線リソースの制御の簡素化を図ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システムの全体構成の一例を示す図である。 図２は、本実施形態に係る移動通信システムにおけるマクロセル及びスモールセルそれぞれに設定される無線リソースの時間スロットの配置例を示す図である。 図３Ａは、参考例に係る移動通信システムの構成例を示す図であり、図３Ｂは、同移動通信システムにおけるマクロセル基地局のベースバンドユニットによる無線リソースのセル間調整制御の制御系の一例を示す図である。 図４は、図３Ａ及び図３Ｂに示す参考例に係る移動通信システムにおいてセル間干渉が発生しているマクロセル及びスモールセルの無線リソースの例を示す図である。 図５Ａは、他の参考例に係る移動通信システムの構成例を示す図であり、図５Ｂは、同移動通信システムにおけるマクロセル基地局による無線リソースのセル間調整制御の制御系の一例を示す図である。 図６は、本実施形態に係る移動通信システムにおける無線リソースのセル間調整制御の制御系の一例を示す図である。 図７Ａ及び図７Ｂはそれぞれ、本実施形態の移動通信システムにおける時間スロット同期制御の制御前及び制御後におけるマクロセル及びスモールセルの無線リソースの一例を示す図である。 図８Ａは、本実施形態に係る移動通信システムにおける時間スロット同期制御を実施可能な制御系のより具体的な構成例を示す図であり、図８Ｂは、同時間スロット同期制御に用いられる制御パケットの構成例を示す図であり、図８Ｃは、同時間スロット同期制御の前後における無線リソースの変化の様子を示す図である。 本実施形態の移動通信システムにおける時間スロット割り当て制御の制御後におけるマクロセル及びスモールセルの無線リソースの一例を示す図である。 図１０Ａは、本実施形態に係る移動通信システムにおける時間スロット割り当て制御を実施可能な制御系のより具体的な構成例を示す図であり、図１０Ｂは、同時間スロット割り当て制御に用いられる制御パケットの構成例を示す図であり、図１０Ｃは、同時間スロット割り当て制御の前後における無線リソースの変化の様子を示す図である。 本実施形態の移動通信システムにおける他の時間スロット割り当て制御の制御後におけるマクロセル及びスモールセルの無線リソースの一例を示す図である。 図１２Ａは、本実施形態に係る移動通信システムにおける他の時間スロット割り当て制御を実施可能な制御系のより具体的な構成例を示す図であり、図１２Ｂは、同時間スロット割り当て制御に用いられる制御パケットの構成例を示す図であり、図１２Ｃは、同時間スロット割り当て制御の前後における無線リソースの変化の様子を示す図である。 図１３は、他の実施形態に係る移動通信システムにおける無線リソースのセル間調整制御の制御系の一例を示す図である。 図１４Ａは、図１３の移動通信システムにおける無線リソースのセル間調整制御を実施可能な制御系のより具体的な構成例を示す図であり、図１４Ｂは、セル階層間制御部から送信される制御パケットの構成例を示す図であり、図１４Ｃは、セル階層内制御部それぞれから送信される制御パケットの構成例を示す図である。 図１５は、任意のＮ個のセル階層を形成するときの基地局の群分け設定（分類）の一例を示す図である。 図１６はセル階層間制御部による無線リソースの割当制御の一例を示すフローチャートである。 図１７はセル階層内制御部による無線リソースの割当制御の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して様々な実施形態について説明する。なお、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ及び位置関係のみに限定されるものではない。また、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システム（携帯電話システム）における異種セルサイズ混在型のヘテロジーニアスセルラネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）の構成の一例を示す図である。図１において、本実施形態の移動通信システムは、移動局１０と無線通信可能な複数の基地局として、マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ、３４Ｂとを備えている。一方のマクロセル基地局２０Ａのマクロセル２００Ａ内の４箇所にそれぞれスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａが配置され、他方のマクロセル基地局２０Ｂのマクロセル２００Ｂ内の４箇所にそれぞれスモールセル基地局３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂが配置されている。

移動局１０は、携帯電話機、スマートフォン、移動通信機能を有する携帯パソコン等であり、ユーザ装置（ＵＥ）、移動機、携帯型の通信端末とも呼ばれている。移動局１０は、一方のマクロセル２００Ａ内に位置するときには、そのマクロセル２００Ａに対応するマクロセル基地局２０Ｂを介して移動通信網側と通信する。また、移動局１０は、マクロセル２００Ａ内で重複しているスモールセル３１Ａ〜３４Ａのいずれかに移動すると、スモールセル基地局３１Ａ〜３４Ａのいずれかを介して移動通信網側と通信する。同様に、移動局１０は、もう一方のマクロセル２００Ｂ内に位置するときには、そのマクロセル２００Ｂに対応するマクロセル基地局２０Ｂを介して移動通信網側と通信する。また、移動局１０は、マクロセル２００Ｂ内で重複しているスモールセル３１Ｂ〜３４Ｂのいずれかに移動すると、スモールセル基地局３１Ｂ〜３４Ｂを介して移動通信網側と通信する。なお、図１において、マクロセル基地局及びスモールセル基地局それぞれの数は任意であり、例えば、マクロセル基地局は１箇所又は３箇所以上に設けてもよいし、スモールセル基地局は各マクロセル内において１箇所〜３箇所又は５箇所以上に設けてもよい。

マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂはそれぞれ、移動通信網において屋外に設置されている通常の半径数百ｍ乃至数ｋｍ程度の広域エリアであるマクロセルをカバーする広域の基地局であり、「マクロセル基地局」、「Ｍａｃｒｏ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ」、「ＭｅＮＢ」等と呼ばれる場合もある。マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂは、他の基地局と例えば有線の通信回線で接続され、所定の通信インターフェースで通信可能になっている。また、マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂは、回線終端装置及び専用回線などの通信回線を介して移動通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上のサーバ装置などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。

スモールセル基地局３１Ａ〜３４Ａ，３１Ｂ〜３４Ｂはそれぞれ、広域のマクロセル基地局とは異なり、無線通信可能距離が数ｍ乃至数百ｍ程度であり、一般家庭、店舗、オフィス等の屋内にも設置することができる小容量の基地局である。スモールセル基地局３１Ａ〜３４Ａ，３１Ｂ〜３４Ｂは、移動通信網における広域のマクロセル基地局がカバーするエリアよりも小さなエリアをカバーするように設けられるため「スモールセル基地局」と呼ばれたり、「Ｓｍａｌｌ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ」や「Ｓｍａｌｌ ｅＮＢ」と呼ばれたりする場合もある。スモールセル基地局３１Ａ〜３４Ａ，３１Ｂ〜３４Ｂについても、回線終端装置及びＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線や光回線等のブロードバンド公衆通信回線などの通信回線を介して移動通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上のサーバ装置などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。

マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３１Ａ〜４Ａ，３１Ｂ〜３４Ｂそれぞれと移動局１０との間の無線通信には、同一無線伝送方式及び同一周波数帯が使用されている。無線伝送方式としては、例えば、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Wideband Code Division Multiple Access）やＣＤＭＡ−２０００等の第３世代移動通信システム（３Ｇ）の通信方式、ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの通信方式、第４世代携帯電話の通信方式などを採用することができる。

移動局１０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることによりマクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３１Ａ〜４Ａ，３１Ｂ〜３４Ｂそれぞれとの間の無線通信等を行うことができる。また、マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３１Ａ〜４Ａ，３１Ｂ〜３４Ｂはそれぞれ、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、移動局１０との間の無線通信やコアネットワーク側との通信を行ったりすることができる。

図２は、本実施形態に係る移動通信システムにおけるマクロセル及びスモールセルそれぞれに設定される無線リソースの時間スロットの配置例を示す図である。本実施形態の移動通信システムでは、前述のｅＩＣＩＣと呼ばれるセル間干渉制御技術が採用され、同一周波数帯の無線リソースを時分割して、マクロセル及びスモールセルそれぞれに互いに異なる時間スロットを割り当てる。これにより、マクロセルとスモールセルとの間の同一周波数帯における干渉を回避することができる。しかしながら、従来のセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）では、例えば次の（１）及び（２）に示すような課題がある。
（１）マクロセル基地局とスモールセル基地局との間で高精度な時間スロット時刻同期制御が不可欠である。
（２）マクロセル基地局とスモールセル基地局との間で適切な時間スロット割り当て制御が不可欠である。

上記（１）及び（２）の課題を解決するように基地局を制御する構成として、次の参考例に示すような光ファイバーを介した基地局間通信による制御を行う構成や基地局間インターフェース（例えばＬＴＥではｘ２インターフェース）を介した基地局間通信による制御を行う構成がある。

図３Ａは、参考例に係る光ファイバーを介した基地局間通信による制御を行う移動通信システムの構成例を示す図であり、図３Ｂは、同移動通信システムにおけるマクロセル基地局のベースバンドユニットによる無線リソースのセル間調整制御の制御系の一例を示す図である。
本参考例において、スモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３ＡのＢＢＵ（ベースバンドユニット）２２Ａを、それらのスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａが位置するマクロセル２００Ａのマクロセル基地局２０ＡのＢＢＵに収容している。また、スモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａはそれぞれ、ＲＦ部と増幅装置とからなるＲＲＨ（光り張り出装置）で構成されている。マクロセル基地局２０Ａは、自身のＢＢＵと各スモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３ＡのＢＢＵ２２Ａとを制御することにより、当該マクロセル基地局２０Ａとスモールセル基地局との間で時間スロット時刻同期制御と時間スロット割り当て制御とを行うことができる。このような時間スロット時刻同期制御と時間スロット割り当て制御とを行って生成されたマクロセル用の送信信号は、マクロセル基地局２０ＡのＲＦ部及び増幅部により所定の送信電力にてマクロセル２００Ａに送信される。また、上記時間スロット時刻同期制御と時間スロット割り当て制御とを行って生成された各スモールセル用の送信信号は、マクロセル基地局２０Ａ内のＢＢＵ２２Ａから光ファイバー９０を介して各スモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３ＡのＲＲＨに伝送され、そのＲＲＨにより所定の送信電力にて各スモールセル３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａに送信される。

マクロセル基地局２０Ｂ及びスモールセル基地局３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂについても、同様に構成され、上記時間スロット同期制御と時間スロット割り当て制御とを行って生成された送信信号がマクロセル２００Ｂ及びスモールセル３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂそれぞれに送信される。

本参考例の移動通信システムでは、マクロセル２００Ａとスモールセル３１０Ａ，３２０Ａ，３３０ＡのＢＢＵがマクロセル基地局２０ＡのＢＢＵに収容され、マクロセル２００Ｂとスモールセル３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０ＢのＢＢＵがマクロセル基地局２０ＢのＢＢＵに収容されている。そのため、マクロセル基地局２０Ａとスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａとの間及びマクロセル基地局２０Ｂとスモールセル基地局３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂとの間それぞれにおける時間スロット同期制御や時間スロット割り当て制御が容易である。

しかしながら、本参考例の移動通信システムにおいて、同一ＢＢＵ内に収納できる基地局数には制限がある。そのため、マクロセル基地局の同一ＢＢＵで制御可能なスモールセル基地局の数に制限がある。
更に、マクロセル基地局の同一ＢＢＵに対応するマクロセルとスモールセルとの間の時間スロット同期制御や時間スロット割り当て制御については容易に行うことができるが、他のマクロセル基地局のＢＢＵに対応するマクロセルとスモールセルとの間の時間スロット同期制御やスロット割り当て制御は困難である。そのため、特にマクロセルが互いに重なっているマクロセル境界に位置するスモールセルには干渉が生じるおそれがある。

例えば、図３Ａ及び図３Ｂに示す参考例では、同一ＢＢＵ（ＢＢＵ２２Ａ，ＢＢＵ２２Ｂ）では、時間スロット同期制御や時間スロット割り当て制御が容易である。そのため、同一ＢＢＵ２２Ａに対応するマクロセル２００Ａとスモールセル３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａとの間や同一ＢＢＵ２２Ｂに対応するマクロセル２００Ｂとスモールセル３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂとの間は高精度同期を実現することができる。

しかしながら、図４に示すように、２つのＢＢＵ２２ＡとＢＢＵ２２Ｂとは時間スロットの同期は取れていないので、スモールセル３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａがマクロセル基地局２０Ｂから干渉を受けるおそれがある。同様に、スモールセル３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂがマクロセル基地局２０Ａから干渉を受けるおそれがある。特に、図３Ｂに示すようにマクロセル２００Ａ，２００Ｂの端部が互いに重複しているマクロセル境界近傍に位置するスモールセル３３０Ａはマクロセル基地局２０Ｂから強い干渉を受けるおそれがある。同様に、マクロセル境界近傍に位置するスモールセル３１０Ｂはマクロセル基地局２０Ａから強い干渉を受けるおそれがある。

図５Ａは、他の参考例に係る移動通信システムの構成例を示す図であり、図５Ｂは、同移動通信システムにおけるマクロセル基地局による無線リソースのセル間調整制御の制御系の一例を示す図である。
本参考例において、マクロセル基地局２０Ａとスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａとは汎用の基地局間インターフェース（例えば、ＬＴＥではＸ２インターフェース）９１を介して互いに通信可能に構成されている。そして、マクロセル基地局２０Ａは、基地局間インターフェース９１を介してスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａとの間で個別に時間スロット同期制御と時間スロット割り当て制御とを行う。マクロセル基地局２０Ｂ及びスモールセル基地局３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂについても同様に構成され、マクロセル基地局２０Ｂが基地局間インターフェース９１を介してスモールセル基地局３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂとの間で個別に時刻同期制御と時間スロット割り当て制御とを行う。

本参考例の移動通信システムでは、一つのマクロセル基地局が制御するスモールセル基地局の数に制限はない。しかしながら、一つのマクロセル基地局とそのマクロセル内に位置するスモールセル基地局とを一単位としてグループ化して制御することが基本である。例えば、マクロセル基地局２０Ａとそのマクロセル２００Ａ内に位置するスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａとを一単位としてグループ化して制御する。そのため、マクロセル基地局２０Ａが他のマクロセル基地局２０Ｂ及びそのマクロセル２００Ｂ内に位置するスモールセル基地局３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂとの間で時間スロット同期制御や時間スロット割り当て制御を行うことは困難である。従って、マクロセル境界に位置するスモールセルには干渉が生じる。例えば図５Ｂに示すようにマクロセル境界の近傍に位置するスモールセル３３０Ａがマクロセル基地局２０Ｂから干渉を受けたり、マクロセル境界の近傍に位置するスモールセル３１０Ｂがマクロセル基地局２０Ａから干渉を受けたりする。

更に、本参考例の移動通信システムでは、スモールセル基地局の数が多くなるとマクロセル基地局とスモールセル基地局との間の時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御が複雑になる。

そこで、以上示した課題を解決するために、本実施形態の移動通信システムでは以下に示すように無線リソース（時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御）のセル間調整制御を行っている。

図６は、本実施形態に係る移動通信システムにおける無線リソースのセル間調整制御の制御系の一例を示す図である。
図６において、複数のマクロセル基地局及びスモールセル基地局がグループ分けされて複数のセル階層が構成されている。図６の例では、複数のマクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂの集合からなる階層をマクロセル階層とし、複数のスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂの集合からなるセル階層をスモールセル階層としている。これらの複数のセル階層に含まれる複数のマクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂは、例えば従来のＧＰＳを用いた手法により互いに時間同期されている。ここで、屋外のマクロセル２００Ａ，２００ＢではＧＰＳを活用し、ＧＰＳの利用できない屋内のスモールセル３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａ，３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂでは、マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂからのダウンリンク信号に含まれる同期信号を受信する「リスニング方式」を採用することができる。これにより、１μｓ（０．０００００１秒）レベルでの高精度同期を実現できる。

また、複数のマクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂそれぞれと移動局１０との間の無線通信における無線リソースには同一周波数帯が使用されている。また、マクロセル２００Ａ中の複数のスモールセル基地局のうちスモールセル基地局３３Ａはマクロセル境界の近傍に位置している。

更に、本実施形態の移動通信システムは、複数のマクロセル基地局及びスモールセル基地局の間で行う無線リソースのセル間調整制御（例えば、時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御の少なくとも一方）を、同一セル階層内の制御とセル階層間の制御とに分離して行うように、マクロセル階層内制御部４０とスモールセル階層内制御部５０とセル階層間制御部６０とを備えている。

マクロセル階層内制御部４０は、マクロセル階層に含まれる複数のマクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂの間で無線リソースにおける時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御の少なくとも一方を行う。このマクロセル階層内制御部４０によるマクロセル基地局の制御には、汎用の基地局間インターフェース（例えばＬＴＥではＸ２インターフェース）を利用することができる。

また、スモールセル階層内制御部５０は、スモールセル階層に含まれる複数のスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂの間で無線リソースにおける時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御の少なくとも一方を行う。このスモールセル階層内制御部５０によるスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂの制御についても、汎用の基地局間インターフェース（例えばＬＴＥではＸ２インターフェース）を利用することができる。

また、セル階層間制御部６０は、マクロセル階層内制御部４０とスモールセル階層内制御部５０との間で無線リソースにおける時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御の少なくとも一方を行う。

本実施形態の移動通信システムでは、マクロセル階層とスモールセル階層とに階層化し、基地局間の無線リソースの調整制御（時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御）を次の２つの制御（ｉ）及び（ｉｉ）に分離して行っている。
（ｉ）同一セル階層内制御（マクロセル階層内の制御、スモールセル階層内の制御）
（ｉｉ）セル階層間制御
これにより、複数のマクロセル基地局及びスモールセル基地局の全体における無線リソースの調整制御（時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御）を簡素化することができる。

また、本実施形態の移動通信システムでは、セル階層間制御として、マクロセル階層とスモールセル階層と間で無線リソースの調整制御（時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御）を一括して実施する。マクロセル基地局とスモールセル基地局との間で直接的に無線リソースの調整制御（時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御）は実施されない。

本実施形態の移動通信システムにおけるマクロセル階層内制御部４０、スモールセル階層内制御部５０及びセル階層間制御部６０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部を用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、無線リソースの調整制御（時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御）を行うことができる。また、マクロセル階層内制御部４０、スモールセル階層内制御部５０及びセル階層間制御部６０は互いに独立したコンピュータ装置からなるサーバで構成してもよいし、一つのサーバが、マクロセル階層内制御部４０、スモールセル階層内制御部５０及びセル階層間制御部６０のいずれか二つの制御部の機能を有したり、三つの制御部の機能を有したりするように構成してもよい。

図７Ａ及び図７Ｂはそれぞれ、本実施形態の移動通信システムにおける時間スロット同期制御の制御前及び制御後におけるマクロセル及びスモールセルの無線リソースの一例を示す図である。
図７Ａに示すように時間スロット同期制御の制御前の状態では、マクロセル２００Ａ，２００Ｂ及びスモールセル３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａ，３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂの間で時間スロットの時刻同期がとれていない。この状態で次の（Ｓ１０１）〜（Ｓ１０３）に示す手順で時間スロット同期制御が実施される。

（Ｓ１０１）セル階層間制御部６０は、マクロセル階層内制御部４０及びスモールセル階層内制御部５０それぞれに対して、時間スロットを同期させるタイミング（絶対時刻Ｔ１）を指定する。
（Ｓ１０２）マクロセル階層内制御部４０及びスモールセル階層内制御部５０はそれぞれ、自身のセル階層内の基地局に対して、時間スロットを同期させるタイミング（絶対時刻Ｔ１）を指定する。
（Ｓ１０３）マクロセル階層及びスモールセル階層それぞれに属する各基地局は、上記指定された絶対時刻Ｔ１に時間スロットの開始を合わせることで、時間スロットの時刻同期を確立する。

上記（Ｓ１０１）〜（Ｓ１０３）に示す手順で時間スロット同期制御を実施することにより、図７Ｂに示すように、マクロセル２００Ａ，２００Ｂ及びスモールセル３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａ，３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂの間で時間スロットの時刻同期がとれた状態にすることができる。

図８Ａは、本実施形態に係る移動通信システムにおける時間スロット同期制御を実施可能な制御系のより具体的な構成例を示す図であり、図８Ｂは、同時間スロット同期制御に用いられる制御パケットの構成例を示す図であり、図８Ｃは、同時間スロット同期制御の前後における無線リソースの変化の様子を示す図である。

図８Ａにおいて、セル階層間制御部６０は、所定タイミングに、時間スロット同期制御を実施する同期時刻（絶対時刻）Ｔ０を指定するタイムスタンプを含む制御パケット７０を、マクロセル階層内制御部４０及びスモールセル階層内制御部５０それぞれに送信する。

制御パケット７０は、例えば図８Ｂに示すように、上記同期時刻（絶対時刻）Ｔ０を指定するタイムスタンプが設定されたセル間調整制御データ部７０１と、他の制御情報が設定された制御情報部７０２と、当該制御パケットの宛先であるアドレスが設定されたアドレス部７０３とを含む。アドレス部７０３には、例えばマクロセル階層内制御部４０に割り当てられたＩＰアドレスやスモールセル階層内制御部５０に割り当てられたＩＰアドレスが設定される。

マクロセル階層内制御部４０は、セル階層間制御部６０から制御パケット７０を受信すると、その後の所定タイミングに、移動通信網のＩＰパケット網に確立された汎用の基地局間インターフェース（例えばＬＴＥではＸ２インターフェース）を介して、マクロセル階層に属するすべてのマクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂに制御パケット７０を送信する。この制御パケット７０のアドレス部７０３には、例えば送信宛先であるマクロセル基地局２０Ａ、２０Ｂのいずれかに割り当てられたＩＰアドレスが設定される。マクロセル基地局２０Ａ、２０Ｂはそれぞれ、制御パケット７０を受信すると、当該基地局内の同期装置２０１Ａ，２０１Ｂにより、制御パケット７０のタイムスタンプで指定された同期時刻Ｔ０のタイミングに無線リソースの時間スロットの開始タイミングを合わせるように制御される。

一方、スモールセル階層内制御部５０は、セル階層間制御部６０から制御パケット７０を受信すると、その後の所定タイミングに、上記汎用の基地局間インターフェース（例えばＬＴＥではＸ２インターフェース）を介してスモールセル階層に属するすべてのスモールセル基地局３１Ａ，３１Ｂ，・・・に制御パケット７０を送信する。この制御パケット７０のアドレス部７０３には、例えば送信宛先であるスモールセル基地局３１Ａ，３１Ｂ，・・・のいずれかに割り当てられたＩＰアドレスが設定される。スモールセル基地局３１Ａ，３１Ｂ，・・・はそれぞれ、制御パケット７０を受信すると、当該基地局内の同期装置３１１Ａ，３１１Ｂ，・・・により、制御パケット７０のタイムスタンプで指定された同期時刻Ｔ０のタイミングに無線リソースの時間スロットの開始タイミングを合わせるように制御される。

なお、上記各基地局内の同期装置２０１Ａ，２０１Ｂ、３１１Ａ，３１１Ｂ，・・・はそれぞれ、例えば前述のＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置で構成され、所定のプログラムが実行されることにより上記制御が実行される。以下に示す制御例でも同様である。

図８Ｃに示すように、マクロセル階層とスモールセル階層との間で時間スロットに同期ズレが生じていた場合でも、上記所定タイミングに時間スロットの時刻同期制御を実行することにより、マクロセル階層とスモールセル階層との間で時間スロットを同期させることができる。

図９は、本実施形態の移動通信システムにおける時間スロット割り当て制御の制御後におけるマクロセル及びスモールセルの無線リソースの一例を示す図である。この時間スロット割り当て制御は、各基地局間で前述の時間スロットの同期がとられていることを前提として、例えば次の（Ｓ２０１）〜（Ｓ２０３）に示す手順で実施される。

（Ｓ２０１）セル階層間制御部６０は、マクロセル階層内制御部４０及びスモールセル階層内制御部５０それぞれに対して、時間スロットの割り当て番号（スロット番号）と、それを設定するタイミング（絶対時刻Ｔ１）とを指定する。なお、図９の例では、マクロセル階層に対してスロット番号：１、２、３、４、５を割り当て、スモールセル階層に対してスロット番号：６、７、８を割り当てている。
（Ｓ２０２）マクロセル階層内制御部４０及びスモールセル階層内制御部５０はそれぞれ、自身のセル階層内の基地局に対して、当該基地局に設定する時間スロットの割り当て番号（スロット番号）とそれを設定するタイミング（絶対時刻Ｔ１）とを指定する。
（Ｓ２０３）マクロセル階層及びスモールセル階層それぞれに属する各基地局は、上記指定された絶対時刻Ｔ１に自身が用いる時間スロットを上記指定の時間スロットに変更する。
。

上記（Ｓ２０１）〜（Ｓ２０３）に示す手順で時間スロット割り当て制御を実施することにより、図９に示すように、所定の設定時刻のタイミングＴ１に、マクロセル２００Ａ，２００Ｂに割り当てる時間スロットの割り当て番号（スロット番号）と、スモールセル３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａ，３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂに割り当てる時間スロットの割り当て番号（スロット番号）とを、上記所定のスロット番号に設定することができる。

図１０Ａは、本実施形態に係る移動通信システムにおける時間スロット割り当て制御を実施可能な制御系のより具体的な構成例を示す図であり、図１０Ｂは、同時間スロット割り当て制御に用いられる制御パケットの構成例を示す図であり、図１０Ｃは、同時間スロット割り当て制御の前後における無線リソースの変化の様子を示す図である。

図１０Ａにおいて、セル階層間制御部６０は、所定タイミングに、時間スロット割り当て制御を実施する設定時刻（絶対時刻）Ｔ１と指定対象の時間スロットのスロット番号とを含む制御パケット７１を、マクロセル階層内制御部４０及びスモールセル階層内制御部５０それぞれに送信する。なお、図１０Ａの例では、マクロセル階層に対してはスロット番号：１，２，３，４，５が設定され、スモールセル階層に対してはスロット番号：６，７，８が設定されている。

制御パケット７１は、例えば図１０Ｂに示すように、上記設定時刻（絶対時刻）Ｔ１を指定するタイムスタンプとスロット番号とが設定されたセル間調整制御データ部７１１と、他の制御情報が設定された制御情報部７１２と、当該制御パケットの宛先であるアドレスが設定されたアドレス部７１３とを含む。アドレス部７１３には、例えばマクロセル階層内制御部４０に割り当てられたＩＰアドレスやスモールセル階層内制御部５０に割り当てられたＩＰアドレスが設定される。

マクロセル階層内制御部４０は、セル階層間制御部６０から制御パケット７１を受信すると、その後の所定タイミングに、移動通信網のＩＰパケット網に確立された汎用の基地局間インターフェース（例えばＬＴＥではＸ２インターフェース）を介して、マクロセル階層に属するすべてのマクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂに制御パケット７１を送信する。この制御パケット７１のアドレス部７１３には、例えば送信宛先であるマクロセル基地局２０Ａ、２０Ｂのいずれかに割り当てられたＩＰアドレスが設定される。マクロセル基地局２０Ａ、２０Ｂはそれぞれ、制御パケット７１を受信すると、当該基地局内の同期装置２０１Ａ，２０１Ｂにより、制御パケット７１のタイムスタンプで指定された設定時刻Ｔ１のタイミングに、スロット番号：１，２，３，４，５の時間スロットが使用されるように移動局１０との通信に使用される無線リソースが変更される。

一方、スモールセル階層内制御部５０は、セル階層間制御部６０から制御パケット７１を受信すると、その後の所定タイミングに、上記汎用の基地局間インターフェース（例えばＬＴＥではＸ２インターフェース）を介してスモールセル階層に属するすべてのスモールセル基地局３１Ａ，３１Ｂ，・・・に制御パケット７１を送信する。この制御パケット７１のアドレス部７１３には、例えば送信宛先であるスモールセル基地局３１Ａ，３１Ｂ，・・・のいずれかに割り当てられたＩＰアドレスが設定される。スモールセル基地局３１Ａ，３１Ｂ，・・・はそれぞれ、制御パケット７１を受信すると、当該基地局内の同期装置３１１Ａ，３１１Ｂ，・・・により、制御パケット７１のタイムスタンプで指定された設定時刻Ｔ１のタイミングに、スロット番号：６，７，８の時間スロットが使用されるように移動局１０との通信に使用される無線リソースが変更される。

図１０Ｃに示すように、上記所定の設定タイミングＴ１に時間スロット割り当て制御を実行することにより、マクロセル階層及びスモールセル階層それぞれに対して所定のスロット番号の時間スロットを割り当てることができる。

図１１は、本実施形態の移動通信システムにおける他の時間スロット割り当て制御の制御後におけるマクロセル及びスモールセルの無線リソースの一例を示す図である。この時間スロット割り当て制御は、各基地局間で前述の時間スロットの同期がとられていることを前提として、例えば次の（Ｓ３０１）〜（Ｓ３０３）に示す手順で実施される。

（Ｓ３０１） セル階層間制御部６０は、マクロセル階層内制御部４０及びスモールセル階層内制御部５０それぞれに対して、時間スロットの割り当て番号（スロット番号）と、それを設定するタイミング（絶対時刻Ｔ２）とを指定する。なお、図１１の例では、マクロセル階層に対してスロット番号：１、２、３、４、５を割り当て、スモールセル階層に対してスロット番号：６、７、８を割り当てている。
（Ｓ３０２） マクロセル階層内制御部４０及びスモールセル階層内制御部５０はそれぞれ、自身のセル階層内の基地局に対して、当該基地局に独自に設定する時間スロットの割り当て番号（スロット番号）と、それを設定するタイミング（絶対時刻Ｔ２）とを指定する。なお、図１１の例では、スモールセル３１０Ａに対してスロット番号：６を割り当て、スモールセル３２０Ａに対してスロット番号：７、８を割り当て、他のスモールセル３３０Ａ，３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂに対してスロット番号６，７，８を割り当てている。この割り当てにより、互いに近接しているスモールセル３１０Ａとスモールセル３２０Ａとの間の干渉を回避することができる。
（Ｓ３０３） マクロセル階層及びスモールセル階層それぞれに属する各基地局は、上記指定された絶対時刻Ｔ２に自身が用いる時間スロットを上記指定の時間スロットに変更する。

上記（Ｓ３０１）〜（Ｓ３０３）に示す手順で時間スロット割り当て制御を実施することにより、図１１に示すように、所定の設定時刻のタイミングＴ２に、マクロセル２００Ａ，２００Ｂに割り当てる時間スロットの割り当て番号（スロット番号）と、スモールセル３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａ，３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂに割り当てる時間スロットの割り当て番号（スロット番号）とを、上記所定のスロット番号に設定することができる。また、同一セル階層内制御部は他のセル階層との間の時間スロットの割り当ての調整を行う必要がないため、時間スロット割り当て制御を簡素化することができる。

図１２Ａは、本実施形態に係る移動通信システムにおける他の時間スロット割り当て制御を実施可能な制御系のより具体的な構成例を示す図であり、図１２Ｂは、同時間スロット割り当て制御に用いられる制御パケットの構成例を示す図であり、図１２Ｃは、同時間スロット割り当て制御の前後における無線リソースの変化の様子を示す図である。
なお、図１２Ａにおいて、セル階層間制御部６０からマクロセル階層内制御部４０及びスモールセル階層内制御部５０への制御パケット７２の送信と、マクロセル階層内制御部４０からマクロセル基地局２０Ａ、２０Ｂへ制御パケット７２の送信と、マクロセル基地局２０Ａ、２０Ｂにおける時間スロット割り当て制御については、前述の図１０Ａと同様であるので説明を省略する。

スモールセル階層内制御部５０は、セル階層間制御部６０から制御パケット７２を受信すると、その後の所定タイミングに、上記汎用の基地局間インターフェース（例えばＬＴＥではＸ２インターフェース）を介してスモールセル階層に属するすべてのスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，・・・に制御パケット７２を送信する。

制御パケット７２は、例えば図１２Ｂに示すように、上記設定時刻（絶対時刻）Ｔ２を指定するタイムスタンプとスロット番号とが設定されたセル間調整制御データ部７２１と、他の制御情報が設定された制御情報部７２２と、当該制御パケットの宛先であるアドレスが設定されたアドレス部７２３とを含む。アドレス部７２３には、例えば各スモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，・・・に割り当てられたＩＰアドレスが設定される。また、セル間調整制御データ部７２１には、スモールセル階層内制御部５０が各スモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，・・・に独自に割り当てたスロット番号が設定される。例えば、図示の例では、スモールセル基地局３１Ａにスロット番号：６が設定され、スモールセル基地局３２Ａに対してスロット番号７，８が設定され、スモールセル基地局３３Ａに対してスロット番号６，７，８が設定される。この設定により、互いに近接しているスモールセル３１０Ａとスモールセル３２０Ａとの間の干渉を回避することができる。なお、他のスモールセル基地局３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂに対しては、例えばスモールセル基地局３３Ａと同様にスロット番号６，７，８が設定される。

図１２Ｃに示すように、上記所定の設定タイミングＴ２に時間スロット割り当て制御を実行することにより、マクロセル階層及びスモールセル階層それぞれに対して所定のスロット番号の時間スロットを割り当てることができる。また、スモールセル階層内制御部５０は他のマクロセル階層制御部４０との間で時間スロットの割り当ての調整を行う必要がないため、時間スロット割り当て制御を簡素化することができる。

以上、本実施形態によれば、複数のマクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ、３４Ｂのセル間干渉を抑制できる。更に、複数のマクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ、３４Ｂそれぞれに対する無線リソースのセル間調整制御（時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御）の簡素化を図ることができる。

上記実施形態では、セル階層がマクロセル階層及びスモールセル階層の２つセル層の場合について説明したが、本発明は、移動通信システムが任意の数（Ｎ）のセル階層を有している場合にも同様に適用できる。

図１３は、他の実施形態に係る移動通信システムにおける無線リソースのセル間調整制御の制御系の一例を示す図である。図１３に示す移動通信システムでは、複数の基地局がグループ分けされてＮセル階層（第１セル階層８０（１）〜第Ｎセル階層８０（Ｎ））が構成されている。そして、複数の基地局の間で行う無線リソースのセル間調整制御（時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御）を、同一セル階層内の制御とセル階層間の制御とに分離して行うように、Ｎ個のセル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）とセル階層間制御部６０とを備えている。

図１４Ａは、図１３の移動通信システムにおける無線リソースのセル間調整制御を実施可能な制御系のより具体的な構成例を示す図であり、図１４Ｂは、セル階層間制御部６０から送信される制御パケットの構成例を示す図であり、図１４Ｃは、セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）それぞれから送信される制御パケットの構成例を示す図である。

図１４Ａにおいて、セル階層間制御部６０は、所定タイミングに、無線リソースのセル間調整制御を実施する設定時刻（絶対時刻）と指定対象の時間スロットのスロット番号とを含む制御パケット７３を、セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）それぞれに送信する。

制御パケット７３は、例えば図１４Ｂに示すように、上記設定時刻（絶対時刻）を指定するタイムスタンプとスロット番号とが設定されたセル間調整制御データ部７３１と、他の制御情報が設定された制御情報部７３２と、当該制御パケットの宛先であるアドレスが設定されたアドレス部７３３とを含む。アドレス部７３３には、例えばセル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）に割り当てられたＩＰアドレスが設定される。

セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）はそれぞれ、汎用の基地局間インターフェース（例えばＬＴＥではＸ２インターフェース）を介して、自身のセル階層に含まれる複数の基地局８１（１）〜８１（Ｎ）の間で無線リソースのセル間調整制御（時間スロット同期制御及び時間スロット割り当て制御）を行う。

例えば、セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）はそれぞれ、セル階層間制御部６０から制御パケット７３を受信すると、その後の所定タイミングに、上記汎用の基地局間インターフェースを介して自身のセル階層に属するすべての基地局８１（１）〜８１（Ｎ）に制御パケット７４を送信する。

制御パケット７４は、例えば図１４Ｃに示すように、上記設定時刻（絶対時刻）を指定するタイムスタンプとスロット番号とが設定されたセル間調整制御データ部７４１と、他の制御情報が設定された制御情報部７４２と、当該制御パケットの宛先であるアドレスが設定されたアドレス部７４３とを含む。アドレス部７４３には、例えば送信宛先である基地局８１（１）〜８１（Ｎ）のいずれかに割り当てられたＩＰアドレスが設定される。

基地局８１（１）〜８１（Ｎ）はそれぞれ、制御パケット７４を受信すると、当該基地局内の同期装置により、制御パケット７４のタイムスタンプで指定された設定時刻のタイミングに、指定されたスロット番号の時間スロットが使用されるように移動局１０との通信に使用される無線リソースが変更される。

また、上記実施形態において、Ｎ個のセル階層（第１セル階層８０（１）〜第Ｎセル階層８０（Ｎ））には、送信電力及びセルサイズの少なくとも一方を含む特性が互いに異なるように基地局が分類されて登録されるようにしてもよい。例えば、図１５の基地局の群分け設定（分類）に示すように、第１のセル階層を複数のマクロセル基地局（基地局番号：１０１〜１０３・・・）からなるマクロセル階層とし、第２のセル階層を複数のピコセル基地局（基地局番号：２０１〜２０３・・・）からなるピコセル階層とし、第Ｎセル階層を複数のフェムトセル基地局（基地局番号：Ｎ０１〜Ｎ０３・・・）からなるフェムトセル階層としてもよい。

また、上記実施形態において、上記無線リソースの割当制御は、例えば以下に示すようにセル階層間制御部及びセル階層内制御部が互いに連携して行うようにしてもよい。

図１６はセル階層間制御部による無線リソースの割り当て制御の一例を示すフローチャートである。なお、図１６では、図１３の任意のＮ個のセル階層８０（１）〜８０（Ｎ）の場合について説明するが、図１６の無線リソースの割り当て制御は、図１〜図１２に示したマクロセル階層及びスモールセル階層で構成されたセル階層構成の場合にも同様に説明することができる。

図１６において、まず、複数のセル階層８０（１）〜８０（Ｎ）について、セル階層ごとのトラフィック量（スループット）の情報を収集する（Ｓ４０１）。例えば、各セル階層８０（１）〜８０（Ｎ）の基地局がそれぞれ、予め指定された一定時間ごとにトラフィック量を測定または推定し、その結果を自身が属するセル階層のセル階層内制御部に送信する。

次に、各セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）は、基地局から受信したトラフィック量の情報に基づいて、自身に対応するセル階層で必要なトラフィック量を解析して決定する（Ｓ４０２）。例えば、各セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）は、自身に対応するセル階層で必要なトラフィック量として、自身に対応するセル階層のトラフィック量の平均値又はトラフィック量の分布の累積ｘ％値（例えば、５％値）などにより決定する。このように決定された各セル階層８０（１）〜８０（Ｎ）で必要なトラフィック量の結果は、各セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）からセル階層間制御部６０に送信される。

次に、セル階層間制御部６０は、各セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）から受信したセル階層ごとのトラフィック量の情報に基づいて、セル階層ごとの無線リソースの割り当てとして、周波数リソースにおける時間軸上のスロット（時間スロット）の割り当て数及び時間スロットの位置を決定する（Ｓ４０３）。例えば、セル階層間制御部６０は、各セル階層８０（１）〜８０（Ｎ）に割り当てる時間スロットの割り当て数を、セル階層ごとのトラフィック量で比例配分して決定する。各セル階層に割り当てられた時間スロットの割り当て数及び割り当て位置並びにその時間スロットの割り当てを反映させる設定時刻(割り当て時刻）を含む割当リソース情報は、セル階層間制御部６０から各セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）に送信される。

次に、上記割当リソース情報を受信した各セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）は、自身に対応するセル階層内の基地局に対して、当該セル階層に割り当てられた割当リソース情報（時間スロットの割り当て数及び割り当て位置並びにその時間スロットの割り当てを反映させる設定時刻）を通知する（Ｓ４０４）。

次に、各基地局は、自身が属するセル階層のセル階層内制御部から受信した割当リソース情報に基づいて、所定の設定時刻(割り当て時刻）に、移動局との無線通信に使用する無線リソースにおける時間スロットの割り当て数及び割り当て位置を変えて設定する（Ｓ４０５）。

以上示した図１６の無線リソースの割り当て制御により、複数のセル階層８０（１）〜８０（Ｎ）それぞれにおける無線リソースにおける時間スロットの割り当てを、各セル階層で必要なトラフィック量に応じた適切な時間スロットの割り当てにすることができる。

図１７はセル階層内制御部による無線リソースの割り当て制御の一例を示すフローチャートである。なお、図１７では、図１３の任意のＮ個のセル階層８０（１）〜８０（Ｎ）の場合について説明するが、図１７の無線リソースの割り当て制御は、図１〜図１２に示したマクロセル階層及びスモールセル階層で構成されたセル階層構成の場合にも同様に説明することができる。

図１７において、まず、複数のセル階層８０（１）〜８０（Ｎ）について、自身のセル階層内の基地局ごとの干渉量の情報を収集する（Ｓ５０１）。例えば、各セル階層８０（１）〜８０（Ｎ）内の基地局がそれぞれ、予め指定された一定時間ごとに干渉量を測定または推定し、その結果を自身が属するセル階層のセル階層内制御部に送信する。

次に、各セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）は、自身のセル階層内の基地局から受信した干渉量の情報に基づいて、当該基地局に割り当てる無線リソースの割り当てとして、周波数リソースにおける時間軸上のスロット（時間スロット）の割り当て数及び時間スロットの位置を決定する（Ｓ５０２）。例えば、各セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）は、自身のセル階層内の基地局から受信した干渉量の情報に基づいて、当該基地局に割り当てる無線リソースの割り当て（時間スロットの割り当て数及び割り当て位置）を変えた場合に達成できるトラフィック量(スループット）を推定し、その推定値が最大又は最適となる時間スロットの割り当て数及び割り当て位置を決定する。

次に、各セル階層内制御部５５（１）〜５５（Ｎ）は、自身に対応するセル階層内の基地局に対して、当該基地局に割り当てられた割当リソース情報（時間スロットの割り当て数及び割り当て位置並びにその時間スロットの割り当てを反映させる設定時刻）を通知する（Ｓ５０３）。

次に、各基地局は、自身が属するセル階層のセル階層内制御部から受信した割当リソース情報に基づいて、所定の設定時刻(割り当て時刻）に、移動局との無線通信に使用する無線リソースにおける時間スロットの割り当て数及び割り当て位置を変えて設定する（Ｓ５０４）。

以上示した図１７の無線リソースの割り当て制御により、セル階層８０（１）〜８０（Ｎ）それぞれに属する基地局における無線リソースにおける時間スロットの割り当てを、各基地局でのトラフィック量(スループット）が最大又は最適になる適切な時間スロットの割り当てにすることができる。

なお、本明細書で説明されたマクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ、スモールセル基地局３１Ａ，３１Ｂ，・・・、マクロセル階層内制御部４０、スモールセル階層内制御部５０、セル階層内制御部６０、移動局１０等における処理工程及び構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの処理工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、ＮｏｄｅＢ、サーバ、ゲートウェイ、交換機、コンピュータ、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

１０ 移動局
２０Ａ，２０Ｂ マクロセル基地局
２００Ａ，２００Ｂ マクロセル
３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａ スモールセル基地局
３１０Ａ，３２０Ａ，３３０Ａ，３４０Ａ スモールセル
３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ、３４Ｂ スモールセル基地局
３１０Ｂ，３２０Ｂ，３３０Ｂ、３４０Ｂ スモールセル
４０ マクロセル階層内制御部
５０ スモールセル階層内制御部
５５（１）〜５５（Ｎ） セル階層内制御部
６０ セル階層間制御部
７０ 制御パケット
８０（１）〜８０（Ｎ） セル階層

Claims (20)

1. セルの少なくとも一部が互いに重畳している複数の基地局を有する移動通信システムであって、
   前記複数の基地局がグループ分けされて複数のセル階層が構成され、
   前記セル階層ごとに、該セル階層に含まれる複数の基地局間で無線リソースのセル間調整制御を行う複数のセル階層内制御部と、
   前記複数のセル階層間で前記無線リソースのセル間調整制御を行うセル階間制御部と、を備える移動通信システム。
2. 前記複数のセル階層に含まれる複数の基地局は互いに時間同期され、
   前記複数の基地局それぞれと移動局との間の無線通信における無線リソースに同一周波数帯が使用され、
   前記無線リソースのセル間調整制御は、前記無線リソースにおける時間スロットの同期制御及び割り当て制御の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の移動通信システム。
3. 前記セル階間制御部は、前記複数のセル階層内制御部それぞれに対して、前記無線リソースの時間スロットの開始時刻タイミングを指定する時刻情報を送信し、
   前記複数のセル階層内制御部はそれぞれ、該セル階層内制御部に対応するセル階層に含まれる基地局に対して、前記セル階間制御部から受信した前記時刻情報を送信する、請求項２に記載の移動通信システム。
4. 前記セル階間制御部は、前記複数のセル階層内制御部それぞれに対して、前記無線リソースを構成する複数の時間スロットのうち該セル階層内制御部のセル階層に割り当てる時間スロットを指定する識別情報と、該時間スロットの識別情報に基づいて該時間スロットの割り当てを変更するタイミングを指定する時刻情報とを送信し、
   前記複数のセル階層内制御部はそれぞれ、該セル階層内制御部に対応するセル階層に含まれる複数の基地局に対して、前記セル階間制御部から受信した前記時間スロットの識別情報と前記時刻情報とを送信する、請求項２又は３に記載の移動通信システム。
5. 前記セル階層内制御部は、該セル階層内制御部に対応するセル階層に含まれる複数の基地局で測定又は推定されたトラフィック量の情報を該基地局から受信し、該トラフィック量の情報に基づいて該セル階層内制御部に対応するセル階層に必要なトラフィック量を決定し、該セル階層に必要なトラフィック量の情報を前記セル階間制御部に送信し、
   前記セル階間制御部は、
   前記セル階層内制御部で決定された前記セル階層に必要なトラフィック量を受信し、
   前記セル階層ごとに、前記セル階層に必要なトラフィック量に基づいて該セル階層に割り当てる時間スロットの割り当て数及び前記無線リソースにおける位置を決定する、請求項４に記載の移動通信システム。
6. 前記複数のセル階層内制御部はそれぞれ、該セル階層内制御部に対応するセル階層に含まれる複数の基地局それぞれに対して、該セル階層に割り当てられた複数の時間スロットのうち該複数の基地局に割り当てる時間スロットの識別情報を送信する、請求項２乃至５のいずれかに記載の移動通信システム。
7. 前記セル階層内制御部は、
   該セル階層内制御部に対応するセル階層に含まれる複数の基地局それぞれについて、該基地局によって測定又は推定された干渉量の情報を該基地局から受信し、該干渉量の情報に基づいて該基地局におけるトラフィック量を推定し、
   該セル階層内制御部に対応するセル階層に含まれる複数の基地局それぞれについて、前記基地局におけるトラフィック量の推定値が最大又は最適となるように、該基地局に割り当てる時間スロットの割り当て数及び前記無線リソースにおける割り当て位置を決定する、請求項６に記載の移動通信システム。
8. 前記複数のセル階層は、送信電力及びセルサイズの少なくとも一方を含む特性が互いに異なるように基地局が分類されて登録されている、請求項１乃至７のいずれかに記載の移動通信システム。
9. 前記複数のセル階層内制御部はそれぞれ、該セル階層内制御部それぞれに含まれる基地局との通信に、ＩＰパケット網を介した基地局間インターフェースを用いる、請求項１乃至８のいずれかに記載の移動通信システム。
10. 前記複数のセル階層は、複数のマクロセル基地局からなるマクロセル階層と、複数のスモールセル基地局からなるスモールセル階層とを含む、請求項１乃至９のいずれかに記載の移動通信システム。
11. セルの少なくとも一部が互いに重畳している複数の基地局を有する移動通信システムにおける基地局の無線リソース制御方法であって、
    前記複数の基地局がグループ分けされて複数のセル階層が構成されることと、
    前記セル階層ごとに、該セル階層に含まれる複数の基地局間で無線リソースのセル間調整制御を行うことと、
    前記複数のセル階層間で無線リソースのセル間調整制御を行うこと、
    を含む無線リソース制御方法。
12. 移動局との間の無線通信における無線リソースに同一周波数帯が使用される前記複数のセル階層に含まれる複数の基地局を互いに時間同期させることを含み、
    前記無線リソースのセル間調整制御は、前記無線リソースにおける時間スロットの同期制御及び割り当て制御の少なくとも一方を含む、無線リソース制御方法。
13. 前記複数のセル階層それぞれに対して、前記無線リソースの時間スロットの開始時刻タイミングを指定することと、
    前記複数のセル階層に含まれる基地局に対して、前記無線リソースの時間スロットの開始時刻タイミングを指定することと、を含む請求項１２に記載の無線リソース制御方法。
14. 前記複数のセル階層それぞれに対して、前記無線リソースを構成する複数の時間スロットのうち該セル階層に割り当てる時間スロットと、該時間スロットの割り当てを変更するタイミングとを指定することと、
    前記複数のセル階層それぞれにおいて、該セル階層に含まれる複数の基地局に対して、前記セル階層に割り当てる時間スロットと、前記時間スロットの割り当てを変更するタイミングとを指定することと、を含む請求項１２又は１３に記載の無線リソース制御方法。
15. 前記複数のセル階層それぞれについて、該セル階層に含まれる複数の基地局それぞれにおけるトラフィック量を測定又は推定することと、
    前記トラフィック量の測定又は推定の結果に基づいて、前記複数のセル階層それぞれに必要なトラフィック量を決定することと、
    前記セル階層ごとに、該セル階層に必要なトラフィック量に基づいて該セル階層に割り当てる時間スロットの割り当て数及び前記無線リソースにおける位置を決定することと、を含む請求項１４に記載の無線リソース制御方法。
16. 前記複数のセル階層それぞれにおいて、該セル階層に含まれる複数の基地局に対して、該セル階層に割り当てられた複数の時間スロットのうち該複数の基地局に割り当てる時間スロットを指定することを含む請求項１２又は１３に記載の無線リソース制御方法。
17. 前記複数のセル階層それぞれについて、該セル階層に含まれる複数の基地局それぞれにおける干渉量を測定又は推定することと、
    前記複数の基地局それぞれについて、前記干渉量の測定又は推定の結果に基づいて該基地局におけるトラフィック量を推定することと、
    前記複数の基地局それぞれについて、該基地局におけるトラフィック量の推定値が最大又は最適となるように、該基地局に割り当てる時間スロットの割り当て数及び前記無線リソースにおける割り当て位置を決定することと、を含む請求項１６に記載の無線リソース制御方法。
18. 前記複数のセル階層は、送信電力及びセルサイズの少なくとも一方を含む特性が互いに異なるように基地局が分類されて登録されている、請求項１１乃至１７のいずれかに記載の無線リソース制御方法。
19. 前記複数の基地局間における無線リソースのセル間調整制御に、ＩＰパケット網を介した基地局間インターフェースを用いる、請求項１１乃至１８のいずれかに記載の無線リソース制御方法。
20. 前記複数のセル階層は、複数のマクロセル基地局からなるマクロセル階層と、複数のスモールセル基地局からなるスモールセル階層とを含む、請求項１１乃至１９のいずれかに記載の無線リソース制御方法。