WO2010061626A1 - 無線通信基地局装置及び送信電力制御方法 - Google Patents

無線通信基地局装置及び送信電力制御方法 Download PDF

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WO2010061626A1
WO2010061626A1 PCT/JP2009/006430 JP2009006430W WO2010061626A1 WO 2010061626 A1 WO2010061626 A1 WO 2010061626A1 JP 2009006430 W JP2009006430 W JP 2009006430W WO 2010061626 A1 WO2010061626 A1 WO 2010061626A1
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hue
propagation loss
maximum
hnb
base station
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蛯子恵介
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パナソニック株式会社
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    • H04W52/30—TPC using constraints in the total amount of available transmission power

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication base station apparatus and a transmission power control method for controlling transmission power of an uplink radio channel.
  • a radio communication base station device (femto base station, Home Node-B, etc.) that covers a small cell (femtocell) with a cell radius of about several tens of meters. , HNB) is under consideration.
  • a radio system configuration including HNB is shown in FIG.
  • a mobile terminal existing in a building where the HNB is installed performs data transmission with the HNB through a wireless line.
  • the HNB uses a fixed network such as an optical fiber drawn into a home as a backbone, and connects to the core network via a line concentrator (GW).
  • GW line concentrator
  • femtocells and macrocells share the same frequency band in urban areas and are expected to be operated in the hierarchical cell arrangement shown in FIG. Access to the HNB is expected to be limited to registered users (CSG: Closed : Subscriber Group) only. In such an operation, the interference of the uplink radio channel between the macro cell and the femto cell becomes a problem. On the other hand, there is a possibility that a trade-off in which an increase in cell throughput leads to an increase in radio interference and a decrease in throughput on the other side may occur.
  • One of the uplink radio channel interference between the macro cell and the femto cell is uplink radio channel interference given to the HNB by a terminal (hereinafter referred to as MUE) connected to the macro cell.
  • MUE uplink radio channel interference given to the HNB by a terminal (hereinafter referred to as MUE) connected to the macro cell.
  • MNB macro cell base station
  • the MUE increases, the radio transmission power of the MUE increases.
  • the femto cell is located at the macro cell edge, it is necessary to take measures against interference from the MUE that does not have the right to access the HNB.
  • Non-Patent Document 1 describes raising the control target value of the total received power in the HNB and adjusting the receiver gain in the HNB according to the interference level in the HNB.
  • HUE uplink radio channel interference
  • a terminal hereinafter referred to as HUE
  • the amount of interference from the HUE in the MNB increases.
  • a measure for suppressing interference from the HUE to the MNB is required.
  • Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 describe the limitation on the maximum transmission power of HUE.
  • FIG. 2 is a sequence diagram illustrating a procedure of HUE maximum transmission power limitation described in Non-Patent Document 1.
  • FIG. 2 only a part related to uplink interference control is extracted and described.
  • 3GPP (3rd Generation Partnership Project) Release.6 (HSUPA) is assumed as an uplink access method.
  • the HNB has a function (measurement unit 24) for measuring the reception level of a macro cell signal (for example, downlink common pilot channel (CPICH)).
  • a macro cell signal for example, downlink common pilot channel (CPICH)
  • the measurement unit 24 measures the reception level of the macro cell signal (ST11). More specifically, as described in Non-Patent Document 2, the RSCP of the macro cell CPICH is measured, and P-CPICH transmission power information is acquired.
  • the measurement unit 24 notifies the control unit 23 of the measurement result (ST12).
  • the control unit 23 determines the maximum transmission power of the HUE using the notified measurement result (ST13).
  • the control unit 23 decreases the set value of the HUE maximum transmission power as the reception level of the macro cell signal increases.
  • an RRC (Radio Resource Control) connection is established (ST14).
  • the HNB control unit 23 notifies the HUE 21 of the setting of the HUE maximum transmission power.
  • the HUE 21 transmits an uplink radio signal within the range of the notified maximum transmission power.
  • the HUE 21 measures the reception level of the macro cell signal (ST15) and reports the measurement value to the HNB (ST16).
  • the control unit 23 of the HNB updates the setting value of the maximum transmission power of the HUE 21 based on the report value from the HUE 21, and notifies the HUE 21 (ST16).
  • the HUE 21 transmits an uplink radio signal within the range of the maximum transmission power notified of the update.
  • FIGS. 3 (a) and 3 (b) Changes in HNB reception power and HUE transmission power when the above interference control is used are shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), respectively.
  • the horizontal axis of the graph represents the spatial propagation loss between the HNB and the HUE
  • the vertical axis of the graph in FIG. 3 (a) represents the received power
  • the vertical axis of the graph in FIG. 3 (b) represents the transmission power. .
  • the HNB reception power control target value (RoT target) is constant regardless of the spatial propagation loss between the HNB and the HUE (hereinafter referred to as propagation loss) and the reception level of the macrocell signal in the HNB.
  • the maximum value of the total transmission power in the HUE is adjusted according to the reception level of the macro cell signal in the HNB.
  • the thick solid line indicates the power value. It can be seen from FIG. 3 that when the HUE moves away from the HNB and the propagation loss between the HNB and the HUE increases, the HUE total transmission power reaches the maximum value and the HNB reception power decreases.
  • the ratio of the transmission power of the HSUPA channel (E-DCH) to the transmission power of the physical control channel (DPCCH) constituting the W-CDMA channel (DCH) is defined. Since the required power increases as the E-DCH transmission rate increases, the specification is determined so that the power ratio increases (transmission power increases) as the E-DCH transmission rate increases.
  • the transmission power of the DCH is controlled so that the reception quality at the base station becomes a desired value, if the propagation loss increases, the transmission power of the E-DCH also increases in proportion to the DCH.
  • the HUE transmission power reaches the maximum value, the required power corresponding to the E-DCH transmission rate cannot be secured. Therefore, based on the transmission power margin (UE power headroom) and the like reported from the HUE, the HNB HSUPA scheduler lowers the transmission rate assigned to this HUE.
  • the above-described interference control method that directly controls the maximum transmission power of the HUE has the following problems. That is, as is apparent from FIG. 2, after determining the HUE maximum transmission power in the HNB, the determination result must be notified (signaled) from the HNB to the HUE, so that radio resources are consumed and data transmission efficiency is reduced. In particular, in order to perform interference control with high accuracy, it is necessary to frequently update the HUE maximum transmission power using the reception level measurement result of the macro cell signal in the HUE. The efficiency will be further reduced.
  • An object of the present invention is to provide a radio communication base station apparatus and transmission power for reducing uplink radio channel interference from a femto connection terminal to a macro cell base station while avoiding an increase in signaling and a decrease in transmission rate of the femto connection terminal at the femto cell edge. It is to provide a control method.
  • the radio communication base station apparatus of the present invention includes a measuring means for measuring the reception intensity of a signal transmitted from a macro cell radio communication base station apparatus, a radio communication terminal apparatus connected to the own apparatus, and a propagation loss between the own apparatus And a determination means for comparing the maximum reception strength of the measured reception strengths with a first threshold value, and comparing the maximum propagation loss of the estimated propagation losses with a second threshold value. And, when the maximum reception strength is equal to or greater than the first threshold and the maximum propagation loss is equal to or greater than the second threshold, adjustment means for lowering the maximum value that can be taken by the control target value of the total received power in the own apparatus The structure which comprises these is taken.
  • the transmission power control method of the present invention includes a measurement step of measuring the reception intensity of a signal transmitted from a macrocell radio communication base station apparatus, a radio communication terminal apparatus connected to the own apparatus, and a propagation loss between the own apparatus.
  • An estimation step for estimation a determination step for comparing the maximum reception strength of the measured reception strength with a first threshold value, and a comparison of the maximum propagation loss of the estimated propagation loss with a second threshold value;
  • the present invention it is possible to reduce uplink radio channel interference from the femto connected terminal to the macro cell base station while avoiding an increase in signaling and a decrease in the transmission rate of the femto connected terminal at the femto cell edge.
  • the flowchart which shows the interference control procedure which concerns on Embodiment 3 of this invention The figure which shows the change of the HNB receiving power at the time of using the interference control which concerns on Embodiment 3 of this invention, and HUE transmission power.
  • the present invention is not limited to LTE (Long Term Evolution) being standardized by 3GPP and the wireless access technology standardized by 3GPP, but is not limited to WLAN (Wireless Local Area Network), IEEE 802.16, IEEE 802.16e, or IEEE802. It may be applied to wireless access technologies such as WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), 3GPP2, etc.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the femto base station apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the reception unit 102 receives a signal (macro cell signal) transmitted from the MNB and a signal (HUE signal) transmitted from the HUE from the antenna 101, outputs the macro cell signal to the measurement unit 103, and outputs the HUE signal. It outputs to the propagation loss estimation part 104 and the scheduler 107.
  • the measurement unit 103 measures the reception level of the macro cell signal (eg, downlink common pilot channel (CPICH)) output from the reception unit 102 and outputs the measurement result to the determination unit 105.
  • the measurement unit 103 outputs the maximum reception level to determination unit 105. Further, since the amount of interference with the macro cell using the adjacent frequency band of the femtocell uplink radio channel is small, only the signal of the macro cell using the same frequency band for the uplink radio channel may be measured by the measurement unit 103.
  • CPICH downlink common pilot channel
  • the propagation loss estimation unit 104 estimates the propagation loss between the HUE and the HNB based on the received power of the HUE signal (for example, uplink pilot signal) output from the reception unit 102, and outputs the estimation result to the determination unit 105. To do. When a plurality of HUEs are connected simultaneously, the propagation loss estimation unit 104 outputs the maximum propagation loss to the determination unit 105.
  • the HUE signal for example, uplink pilot signal
  • the determination unit 105 compares the macro cell signal reception level output from the measurement unit 103 with the first threshold value, and outputs the first comparison result to the adjustment unit 106. Also, the determination unit 105 compares the propagation loss output from the propagation loss estimation unit 104 with the second threshold value, and outputs the second comparison result to the adjustment unit 106.
  • the adjustment unit 106 Based on the first comparison result and the second comparison result output from the determination unit 105, the adjustment unit 106 generates an instruction to adjust the maximum value that the control target value of the HNB total received power can take, and the generated instruction The data is output to the scheduler 107.
  • the scheduler 107 controls the HUE signal output from the receiving unit 102 (specifically, the HUE transmission buffer status, transmission power margin, allocation transmission rate improvement request), and the total HNB received power specified by the adjusting unit 106.
  • An allocation transmission rate to the HUE is determined based on the maximum value that the target value can take.
  • the transmission rate allocation algorithm itself in the scheduler 107 is not changed by the addition of interference control.
  • the scheduler 107 adjusts the direction in which the transmission rate assigned to the HUE is lowered. Further, the change of the control target value affects the allocated transmission rate of all the HUEs connected to the HNB.
  • the scheduler 107 outputs a scheduling grant indicating the determined assigned transmission rate to the transmission unit 108.
  • the transmission unit 108 transmits the scheduling grant output from the scheduler 107 to the HUE.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing an interference control procedure according to Embodiment 1 of the present invention.
  • HNB measurement section 103 measures the reception level of the macrocell signal (ST201), and outputs the measurement result to determination section 105 (ST202).
  • Determination section 105 compares the reception level of the macro cell signal with the first threshold value (ST203).
  • the propagation loss estimation unit 104 estimates the propagation loss between the HUE and HNB based on the received power of the HUE signal (ST204), and outputs the estimation result to the determination unit 105 (ST205).
  • the determination unit 105 compares the propagation loss with the second threshold value (ST206), and outputs the first comparison result that is the comparison result in ST203 and the second comparison result that is the comparison result in ST206 to the adjustment unit 106 ( ST207).
  • adjustment section 106 Based on the first comparison result and the second comparison result, adjustment section 106 generates an instruction to adjust the maximum value that can be taken by the control target value (RoT target) of the total HNB received power (ST208), and generates the generated instruction.
  • the data is output to scheduler 107 (ST209).
  • the processing related to interference control is performed only within the HNB, and no additional signaling for interference control is required between the HUE and the HNB.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an interference control procedure in determination section 105 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the first determination condition is “compare the macro cell signal reception level with the first threshold (ST301)”.
  • the first determination condition is satisfied when the femtocell is installed at the center of the macrocell.
  • the second determination condition is “comparison of propagation loss between HUE-HNB and second threshold (ST302)”.
  • the second determination condition is satisfied when the distance between HUE and HNB is long. Only when the two determination conditions are satisfied at the same time, in order to reduce the amount of interference that the HUE gives to the MNB, the maximum value that the control target value of the HNB total received power can take is reduced (ST303).
  • the flowchart of FIG. 6 is an example of mounting, and mounting in another order is also possible.
  • the determination process of ST301 may be performed after the determination process of ST302.
  • FIG. 7 shows changes in HNB reception power and HUE transmission power when interference control according to Embodiment 1 of the present invention is used.
  • the horizontal axis of the graph represents the HNB-HUE propagation loss
  • the vertical axis of the graph in FIG. 7A represents the HNB received power
  • the vertical axis of FIG. 7B represents the HUE transmission power. Yes.
  • the reception power control target value (RoTotarget) of the HNB varies according to the propagation loss between the HNB and the HUE and the reception level of the macro cell signal in the HNB.
  • FIG. 7A illustrates the received power control target value when the reception level of the macro cell signal is equal to or higher than the first threshold value.
  • the maximum value of the total transmission power in the HUE is a constant value.
  • the thick solid line indicates the power value.
  • the reception power control target value (RoT target) of HNB is lowered. Accordingly, since the transmission rate assigned to the HUE decreases, the required transmission power of the HUE also decreases. Here, the maximum value of the HUE transmission power itself is not lowered. Therefore, as shown in FIG. 7B, the HUE transmission power increases as the propagation loss between HNB and HUE increases.
  • the femtocell coverage is reduced to a cell radius of [m] because the downlink signal receives very strong interference from the macrocell. Therefore, the propagation loss between the HNB and the HUE within the femtocell coverage is limited to a certain range. In the present embodiment, even if the HUE transmission power increases with an increase in propagation loss between HNB and HUE, the amount of interference that the femto cell gives to the macro cell is limited.
  • the allocated transmission rate and transmission power of the HUEs near the HNB are lower than those of the conventional interference reduction method that limits the maximum transmission power of the HUE. Therefore, by appropriately setting the reduction range of the control target value and the second threshold value, the transmission rate assigned to the HUE located at the edge of the femtocell can be set to the conventional interference reduction method while maintaining the interference reduction amount in the entire femtocell. Can be increased.
  • FIG. 8 shows the relationship between the maximum value that can be taken by the reception power control target value (RoT target) of the femto base station according to Embodiment 1 of the present invention and the macro cell signal reception level.
  • the horizontal axis of the graph represents the reception level of the macro cell signal
  • the vertical axis of the graph represents the maximum value that can be taken by the control target value (RoT ⁇ ⁇ target) of the received power.
  • a thick solid line shows an example of a control function.
  • the control function is not limited to the example of FIG. 8, and a function in which the maximum value that can be taken by the control target value of received power decreases as the macro cell signal reception level increases can be used.
  • the maximum transmission power value of the total reception power in the HNB can be adjusted to adjust the transmission power of the HUE. Can be indirectly suppressed. Thereby, it is possible to prevent an increase in signaling due to the direct limitation of the HUE transmission power and reduce uplink radio channel interference from the HUE to the MNB without incurring radio resource consumption. Further, it is possible to increase the allocated transmission rate of the HUE located at the femtocell edge while maintaining the interference reduction amount in the entire femtocell.
  • Embodiment 2 In the second embodiment of the present invention, a case will be described in which, in addition to the interference control function described in the first embodiment, a function of changing the second threshold according to the reception power level of the macrocell signal in the HNB is provided.
  • the structure of the femto base station apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention is the same as that of the structure shown in FIG. 4 of Embodiment 1, it demonstrates using FIG.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an interference control procedure according to the second embodiment of the present invention. 9 that are the same as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. In FIG. 9, determination section 105 adjusts the second threshold based on the maximum received power level value of the macrocell signal (ST401).
  • the femtocell As the femtocell is installed at a position far from the center of the macrocell, the amount of interference given to the macrocell by the HUE decreases, and the necessity for lowering the maximum value that can be taken by the control target value of the total HNB received power is reduced. .
  • the reduction range of the maximum value that the control target value can take is adjusted according to the reception power level of the macrocell signal, whereas in the second embodiment, the femtocell that lowers the control target value. Is adjusted according to the reception power level of the macro cell signal.
  • the second threshold is increased as the received power level of the macro cell signal is decreased, the communication area where the control target value is not reduced is expanded, and the second threshold is increased as the received power level of the macro cell signal is increased.
  • the communication area in which the control target value is not reduced is reduced (ST401).
  • 10 and 11 show changes in HNB reception power and HUE transmission power when the interference control according to Embodiment 2 of the present invention is used.
  • the horizontal axis of the graph represents the propagation loss between HNB and HUE
  • the vertical axis of the graph in FIGS. 10A and 11A represents the HNB received power
  • FIGS. 10B and 11B represents the HUE transmission power.
  • FIG. 10 shows the case where the macro cell signal reception power level in HNB is large
  • FIG. 11 shows the case where the macro cell signal reception power level in HNB is small
  • FIG. 10 shows a state in which the reduction range of the control target value is large and the reduction range is wide (the reduction starts at a stage where the propagation loss between the HNB and the HUE is small).
  • FIG. 11 shows a state in which the reduction range of the control target value is small and the reduction region is narrow (initiating reduction when the propagation loss between HNB and HUE is larger).
  • FIG. 12 shows the relationship between the second threshold and the macro cell signal reception level when the interference control according to Embodiment 2 of the present invention is used.
  • the horizontal axis of the graph represents the reception level of the macro cell signal
  • the vertical axis of the graph represents the second threshold used for comparison with the propagation loss.
  • a thick solid line shows an example of a control function.
  • the control function is not limited to the example of FIG. 12, and a function in which the second threshold value decreases as the macro cell signal reception level increases can be used.
  • the communication area itself in the femtocell that lowers the control target value is adjusted according to the reception power level of the macrocell signal, thereby adversely affecting the throughput of the femtocell more than necessary. And more efficient interference control can be realized. Thereby, it is possible to prevent an increase in signaling due to the direct limitation of the HUE transmission power and reduce uplink radio channel interference from the HUE to the MNB without incurring radio resource consumption. Further, it is possible to increase the allocated transmission rate of the HUE located at the femtocell edge while maintaining the interference reduction amount in the entire femtocell.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an interference control procedure according to the third embodiment of the present invention. 13 that are the same as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
  • determination section 105 uses the third threshold in addition to the second threshold, and compares it with the propagation loss between HNB and HUE (ST501). However, it is assumed that the relationship “third threshold> second threshold” is satisfied.
  • the propagation loss between the HNB and the HUE is equal to or greater than the second threshold and less than the third threshold, the range of reduction of the maximum value that can be taken by the control target value of the total received power is reduced (ST502).
  • the propagation loss between the HNB and the HUE is in the range equal to or greater than the third threshold, the maximum reduction range that the control target value of the total received power can take is increased (ST503).
  • FIG. 14 shows changes in HNB reception power and HUE transmission power when interference control according to Embodiment 3 of the present invention is used.
  • the horizontal axis of the graph represents the propagation loss between HNB and HUE
  • the vertical axis of the graph in FIG. 14A represents the HNB received power
  • the vertical axis of the graph in FIG. 14B represents the transmission power.
  • FIG. 14B in the region where the propagation loss between the HNB and the HUE is relatively small, it is possible to reduce the suppression width of the HUE transmission power and prevent the terminal throughput from decreasing.
  • the femtocell throughput is not adversely affected more than necessary. Further, more efficient interference control can be realized. Thereby, it is possible to prevent an increase in signaling due to the direct limitation of the HUE transmission power and reduce uplink radio channel interference from the HUE to the MNB without incurring radio resource consumption. Further, it is possible to increase the allocated transmission rate of the HUE located at the femtocell edge while maintaining the interference reduction amount in the entire femtocell.
  • two threshold values used for comparison with the propagation loss between HNB and HUE are provided as an example, but the number of threshold values may be increased to three or more. Further, the maximum value that can be taken by the control target value of the total received power may be continuously reduced according to the propagation loss between the HNB and the HUE, instead of the stepped shape as shown in FIG.
  • a reference HUE (reference HUE) is used when adjusting the maximum value that the control target value of the total received power of HNB can take. If the required transmission power is less than the transmission power that can be allocated to the reference HUE based on the control target value of the total reception power in the HNB, a case where the reduction range of the control target value is reduced will be described.
  • the structure of the femto base station apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention is the same as that of the structure shown in FIG. 4 of Embodiment 1, it demonstrates using FIG.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an interference control procedure according to the fourth embodiment of the present invention. 15 that are the same as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
  • determination section 105 calculates the required transmission power from the propagation loss and the required transmission rate for the HUE having the maximum propagation loss between HNB and HUE (ST601).
  • determination section 105 compares the required transmission power with the transmission power that can be allocated to the HUE based on the control target value of HNB total reception power (calculated from the allocation power that can be allocated and the propagation loss) (ST602). . As a result of the comparison, if the HUE required transmission power is smaller than the assignable transmission power, adjustment section 106 reduces the maximum value reduction range that can be taken by the control target value of the total received power (ST603).
  • the uplink transmission throughput of the femtocell can be improved without exceeding the amount of interference to the macrocell that is allowed for the entire femtocell.
  • the maximum reduction possible for the control target value of the total HNB received power is changed according to the required transmission power of the reference HUE, so that the throughput of the femto cell is more than necessary. Even more efficient interference control can be realized without adversely affecting it. Thereby, it is possible to prevent an increase in signaling due to the direct limitation of the HUE transmission power and reduce uplink radio channel interference from the HUE to the MNB without incurring radio resource consumption.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an interference control procedure according to the fifth embodiment of the present invention. 16 that are the same as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
  • determination section 105 determines whether or not the propagation loss between HNB and HUE is greater than or equal to the second threshold for all HUEs connected to HNB (ST701). In other words, it is determined whether all the HUEs are located at the femtocell edge.
  • the transmission power is large for all the HUEs, and therefore the total amount of interference from the femto cell to the macro cell may exceed the allowable range.
  • the total amount of interference from the femto cell to the macro cell is surely kept within a certain value (ST702).
  • the maximum value that can be taken by the control target value of the total HNB received power is reduced (ST303).
  • the allocated transmission rate and transmission power of the HUE in the vicinity of the HNB can be decreased to maintain the total amount of interference from the femto cell to the macro cell.
  • the total amount of interference from the femto cell to the macro cell is reliably suppressed within a certain value. Therefore, it is possible to cope with an exceptional case where HUEs are centrally arranged at the femtocell edge.
  • the method for determining whether the propagation loss between HNB and HUE is equal to or greater than the second threshold for all HUEs has been described as an example.
  • Other judgment conditions can be used without departing from the gist of changing the interference reduction method.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an interference control procedure according to the sixth embodiment of the present invention. 17 that are the same as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
  • measurement section 103 extracts macro cell uplink interference amount information included in the macro cell broadcast signal (BCH) (ST801).
  • BCH macro cell broadcast signal
  • a maximum reduction range that can be taken by the control target value of the total received power in the HNB is set (ST802). That is, when the macro cell interference amount is small, the reduction width is set small, and when the macro cell interference amount is large, the reduction width is set large.
  • FIG. 18 shows the relationship between the maximum value that can be taken by the reception power control target value of the femto base station according to the present embodiment and the macro cell signal reception level.
  • the adjustment function for the maximum value that the control target value of the total received power of HNB can take is changed according to the macro cell uplink interference amount.
  • the amount of interference reduction in one femtocell is constant, the total amount of interference in the macrocell varies depending on the number of femtocells installed in the macrocell and the installation position. Therefore, in order to optimize the interference reduction between the macro cell and the femto cell, adjustment according to the macro cell uplink interference amount is necessary.
  • the femto cell throughput is adversely affected more than necessary. More efficient interference control can be realized without giving. Thereby, it is possible to prevent an increase in signaling due to the direct limitation of the HUE transmission power and reduce uplink radio channel interference from the HUE to the MNB without incurring radio resource consumption. Further, it is possible to increase the allocated transmission rate of the HUE located at the femtocell edge while maintaining the interference reduction amount in the entire femtocell.
  • the macro cell uplink interference amount information is transmitted to the HNB by the broadcast signal (BCH).
  • BCH broadcast signal
  • the macro cell uplink interference amount information may be transmitted using a wired line between the MNB and the HNB. Is possible.
  • the measurement unit of the femto base station measures the reception level of the macro cell signal.
  • the measurement of the macro cell signal reception level in the femto connection terminal is performed without changing the gist of the present invention. It is also possible to adopt a configuration using the result. That is, the macro cell signal reception level measured by the femto connection terminal can be reported to the femto base station via the uplink, and the interference control described in each of the above embodiments can be executed in the femto base station.
  • the measurement unit of the femto base station measures the reception level of the macro cell signal.
  • uplink radio between adjacent femto cells is performed. It is also possible to adopt a configuration that reduces line interference.
  • each functional block used in the description of each of the above embodiments is typically realized as an LSI which is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them.
  • the name used here is LSI, but it may also be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • the radio communication base station apparatus and the transmission power control method according to the present invention can be used, for example, in a mobile phone communication system.

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Abstract

　シグナリング増加を回避しつつ、フェムト接続端末からマクロセル基地局への上り無線回線干渉を低減する基地局装置及び送信電力制御方法を提供する。測定部（１０３）は、マクロセル信号の受信レベルを測定し、伝搬損失推定部（１０４）は、ＨＵＥ信号の受信電力等に基づいて、ＨＵＥとＨＮＢ間の伝搬損失を推定する。判定部（１０５）は、マクロセル信号受信レベルと第１閾値との第１比較、及び、伝搬損失と第２閾値との第２比較を行い、調整部（１０６）は、マクロセル信号受信レベルが第１閾値以上であり、かつ、伝搬損失が第２閾値以上である場合、ＨＮＢ総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を引き下げる指示を生成する。スケジューラ（１０７）は、ＨＵＥ信号と、ＨＮＢ総受信電力の制御目標値がとりうる最大値とに基づいて、ＨＵＥへの割り当て伝送レートを決定する。

Description

無線通信基地局装置及び送信電力制御方法
　本発明は、上り無線回線の送信電力を制御する無線通信基地局装置及び送信電力制御方法に関する。
　一般家庭やオフィスなどの建物内において、セル半径が数十メートル程度の小セル（フェムトセル）をカバー範囲とする無線通信基地局装置（フェムト基地局、Home Node-B等と称される。以下、ＨＮＢと記す）の設置が検討されている。ＨＮＢを含む無線システム構成を図１に示す。ＨＮＢが設置された建物内に存在する携帯端末は、ＨＮＢとの間で無線回線を通じたデータ伝送を行う。ＨＮＢは、家庭に引き込まれた光ファイバーなどの固定網をバックボーンとして使用し、集線装置（ＧＷ）を経由してコアネットワークと接続する。
　ＨＮＢ普及時には、都市部においてフェムトセルとマクロセルとで同一周波数帯を共用し、図１に示す階層的セル配置で運用されることが見込まれている。また、ＨＮＢへのアクセスは登録ユーザ（ＣＳＧ：Closed Subscriber Group）のみに限定される見込みである。このような運用では、マクロセル－フェムトセル間の上り無線回線の干渉が課題となる。一方、セルのスループット増加が他方の無線干渉増加及びスループット低下につながるトレード・オフが発生する可能性がある。
　マクロセル－フェムトセル間における上り無線回線干渉の一つは、マクロセルに接続する端末（以下、ＭＵＥと記す）がＨＮＢへ与える上り無線回線干渉である。特に、マクロセル基地局（以下、ＭＮＢと記す）とＭＵＥ間の距離が大きくなるとＭＵＥの無線送信電力が増加する。このため、フェムトセルがマクロセルエッジに位置する場合には、ＨＮＢへのアクセス権を持たないＭＵＥからの干渉に対する対策が必要となる。具体的な対策として、ＨＮＢでの干渉レベルに応じたＨＮＢにおける総受信電力の制御目標値の引き上げと、ＨＮＢにおける受信機利得の調整について非特許文献１に記載されている。
　マクロセル－フェムトセル間における上り無線回線干渉の二つは、フェムトセルに接続する端末（以下、ＨＵＥと記す）がＭＮＢへ与える上り無線回線干渉である。特に、ＨＵＥとＨＮＢの距離が離れており、かつ、ＨＵＥとＭＮＢ間の距離が短いと、ＭＮＢにおけるＨＵＥからの干渉量が増加する。このため、フェムトセルがマクロセル中心部に存在する場合には、ＨＵＥからＭＮＢへの干渉を抑制する対策が必要となる。具体的な対策として、ＨＵＥ最大送信電力の制限について非特許文献１及び特許文献１に記載されている。
　以下、ＨＵＥ最大送信電力の制限方法について詳細に説明する。図２は、非特許文献１に記載されたＨＵＥ最大送信電力制限の手順を示すシーケンス図である。図２では、特に上り干渉制御に関連する部分のみ抜き出して記載している。また、上りアクセス方式として３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）Ｒｅｌｅａｓｅ.６（ＨＳＵＰＡ）を想定している。
　ＨＮＢは、マクロセル信号（例えば、下り共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ））の受信レベルを測定する機能（測定部２４）を具備している。ＨＮＢの起動時等に測定部２４において、マクロセル信号の受信レベルを測定する（ＳＴ１１）。より具体的には、非特許文献２に記載の通り、マクロセルＣＰＩＣＨのＲＳＣＰを測定し、Ｐ‐ＣＰＩＣＨ送信電力情報を取得する。測定部２４は、測定結果を制御部２３に通知する（ＳＴ１２）。制御部２３は、通知された測定結果を用いて、ＨＵＥの最大送信電力を決定する（ＳＴ１３）。制御部２３は、マクロセル信号の受信レベルが大きいほど、ＨＵＥ最大送信電力の設定値を引き下げる。
　ＨＵＥがＨＮＢに接続を開始する際に、ＲＲＣ（Radio Resource Control）コネクションが確立される（ＳＴ１４）。このとき、ＨＮＢの制御部２３からＨＵＥ２１に対して、ＨＵＥ最大送信電力の設定を通知する。ＨＵＥ２１は、通知された最大送信電力の範囲内で上り無線信号を送信する。
　ＨＮＢからの指示に従い、ＨＵＥ２１はマクロセル信号の受信レベルを測定し（ＳＴ１５）、ＨＮＢに測定値を報告する（ＳＴ１６）。ＨＮＢの制御部２３では、ＨＵＥ２１からの報告値に基づき、ＨＵＥ２１の最大送信電力の設定値を更新し、ＨＵＥ２１へ通知する（ＳＴ１６）。ＨＵＥ２１は、更新通知された最大送信電力の範囲内で上り無線信号を送信する。
　以上の干渉制御を用いた場合のＨＮＢ受信電力及びＨＵＥ送信電力の変化を図３（ａ）及び図３（ｂ）にそれぞれ示す。図３において、グラフ横軸はＨＮＢ－ＨＵＥ間の空間伝搬損失を表し、図３（ａ）のグラフ縦軸は受信電力を、図３（ｂ）のグラフ縦軸は送信電力をそれぞれ表している。
　図３から分かるように、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の空間伝搬損失（以下、伝搬損失と記す）やＨＮＢにおけるマクロセル信号の受信レベルに関わらず、ＨＮＢの受信電力制御目標値（ＲｏＴ ｔａｒｇｅｔ）は一定である。一方、ＨＵＥにおける総送信電力の最大値は、ＨＮＢにおけるマクロセル信号の受信レベルに応じて調整される。
　図３では、太い実線が電力値を示している。ＨＵＥがＨＮＢから離れ、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失が大きくなると、ＨＵＥ総送信電力が最大値に達すると共に、ＨＮＢ受信電力が低下することが、図３より読み取れる。
　ここで、ＨＳＵＰＡチャネル（Ｅ－ＤＣＨ）の送信電力については、Ｗ－ＣＤＭＡチャネル（ＤＣＨ）を構成する物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）の送信電力への比率が規定されている。Ｅ－ＤＣＨ伝送レートが増大するほど所要電力が増加するため、Ｅ－ＤＣＨ伝送レートの増大に合わせて電力比率が大きくなる（送信電力が大きくなる）ように仕様が定められている。
　ＤＣＨの送信電力は基地局における受信品質が所望値となるように制御されるので、伝搬損失が大きくなると、ＤＣＨに比例してＥ－ＤＣＨの送信電力も増加する。ここで、ＨＵＥ送信電力が最大値に達すると、Ｅ－ＤＣＨ伝送レートに対応した所要電力を確保できなくなる。そこで、ＨＵＥから報告される送信電力余裕（UE power headroom）等に基づき、ＨＮＢのＨＳＵＰＡスケジューラはこのＨＵＥへの割り当て伝送レートを低下させる。
米国特許出願公開第２００８／０１８８２６５Ａ１号明細書
3GPP TSG RAN Working Group 4, R4-082643 3GPP TSG RAN Working Group 4, R4-082623
　しかしながら、ＨＵＥの最大送信電力を直接制御する上述の干渉制御方法では、以下のような問題がある。すなわち、図２から明らかなように、ＨＮＢにおいてＨＵＥ最大送信電力を決定後、決定結果をＨＮＢからＨＵＥへ通知（シグナリング）しなければならないため、無線リソースが消費され、データ伝送効率が低下する。特に、干渉制御を精度良く行うためにはＨＵＥでのマクロセル信号の受信レベル測定結果を用い、頻繁にＨＵＥ最大送信電力を更新する必要があるが、更新のためにシグナリング量が増加し、データ伝送効率がさらに低下することになる。
　また、図３から明らかなように、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失が大きくなるＨＵＥのみを犠牲にして干渉低減を図るので、フェムトセルエッジに存在するＨＵＥのみ上り回線の伝送レートが大きく低下することになる。
　本発明の目的は、シグナリング増加とフェムトセルエッジにおけるフェムト接続端末の伝送レート低下とを回避しつつ、フェムト接続端末からマクロセル基地局への上り無線回線干渉を低減する無線通信基地局装置及び送信電力制御方法を提供することである。
　本発明の無線通信基地局装置は、マクロセル無線通信基地局装置から送信された信号の受信強度を測定する測定手段と、自装置に接続する無線通信端末装置と、自装置との間の伝搬損失を推定する推定手段と、測定された前記受信強度のうち最大受信強度と第１閾値との比較、及び、推定された前記伝搬損失のうち最大伝搬損失と第２閾値との比較を行う判定手段と、前記最大受信強度が前記第１閾値以上であり、かつ、前記最大伝搬損失が前記第２閾値以上である場合、自装置における総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を引き下げる調整手段と、を具備する構成を採る。
　本発明の送信電力制御方法は、マクロセル無線通信基地局装置から送信された信号の受信強度を測定する測定工程と、自装置に接続する無線通信端末装置と、自装置との間の伝搬損失を推定する推定工程と、測定された前記受信強度のうち最大受信強度と第１閾値との比較、及び、推定された前記伝搬損失のうち最大伝搬損失と第２閾値との比較を行う判定工程と、前記最大受信強度が前記第１閾値以上であり、かつ、前記最大伝搬損失が前記第２閾値以上である場合、自装置における総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を引き下げる調整工程と、を具備するようにした。
　本発明によれば、シグナリング増加とフェムトセルエッジにおけるフェムト接続端末の伝送レート低下とを回避しつつ、フェムト接続端末からマクロセル基地局への上り無線回線干渉を低減することができる。
ＨＮＢを含む無線システム構成を示す図 非特許文献１に記載されたＨＵＥ最大送信電力制限の手順を示すシーケンス図 非特許文献１に記載の干渉制御を用いた場合のＨＮＢ受信電力及びＨＵＥ送信電力の変化を示す図 本発明の実施の形態１に係るフェムト基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る干渉制御手順を示すシーケンス図 本発明の実施の形態１に係る判定部における干渉制御手順を示すフロー図 本発明の実施の形態１に係る干渉制御を用いた場合のＨＮＢ受信電力及びＨＵＥ送信電力の変化を示す図 本発明の実施の形態１に係るフェムト基地局の受信電力制御目標値がとりうる最大値と、マクロセル信号受信レベルとの関係を示す図 本発明の実施の形態２に係る干渉制御手順を示すフロー図 本発明の実施の形態２に係る干渉制御を用いた場合のＨＮＢ受信電力及びＨＵＥ送信電力の変化を示す図 本発明の実施の形態２に係る干渉制御を用いた場合のＨＮＢ受信電力及びＨＵＥ送信電力の変化を示す図 本発明の実施の形態２に係る干渉制御を用いた場合の第２閾値と、マクロセル信号受信レベルとの関係を示す図 本発明の実施の形態３に係る干渉制御手順を示すフロー図 本発明の実施の形態３に係る干渉制御を用いた場合のＨＮＢ受信電力及びＨＵＥ送信電力の変化を示す図 本発明の実施の形態４に係る干渉制御手順を示すフロー図 本発明の実施の形態５に係る干渉制御手順を示すフロー図 本発明の実施の形態６に係る干渉制御手順を示すフロー図 本発明の実施の形態６に係るフェムト基地局の受信電力制御目標値がとりうる最大値と、マクロセル信号受信レベルとの関係を示す図
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態では、ＨＳＵＰＡ無線アクセス技術に基づいて説明する。ただし、本発明は、３ＧＰＰで規格化中のＬＴＥ（Long Term Evolution）及び３ＧＰＰで規格されている無線アクセス技術に限らず、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ又はＩＥＥＥ８０２．１６ｍ等のＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）、３ＧＰＰ２等の無線アクセス技術に適用してもよい。
　（実施の形態１）
　図４は、本発明の実施の形態１に係るフェムト基地局装置の構成を示すブロック図である。図４において、受信部１０２は、ＭＮＢから送信された信号（マクロセル信号）及びＨＵＥから送信された信号（ＨＵＥ信号）をアンテナ１０１から受信し、マクロセル信号を測定部１０３に出力し、ＨＵＥ信号を伝搬損失推定部１０４及びスケジューラ１０７に出力する。
　測定部１０３は、受信部１０２から出力されたマクロセル信号（例えば、下り共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ））の受信レベルを測定し、測定結果を判定部１０５に出力する。なお、複数のマクロセル信号を測定した場合には、測定部１０３は最大の受信レベルを判定部１０５に出力する。また、フェムトセル上り無線回線の隣接周波数帯を用いるマクロセルへの干渉量は少ないので、上り無線回線に同一周波数帯を用いるマクロセルの信号のみを測定部１０３の測定対象としてよい。
　伝搬損失推定部１０４は、受信部１０２から出力されたＨＵＥ信号（例えば、上りパイロット信号）の受信電力等に基づいて、ＨＵＥとＨＮＢ間の伝搬損失を推定し、推定結果を判定部１０５に出力する。なお、複数のＨＵＥが同時接続する場合には、伝搬損失推定部１０４は最大の伝搬損失を判定部１０５に出力する。
　判定部１０５は、測定部１０３から出力されたマクロセル信号受信レベルと第１閾値とを比較し、第１比較結果を調整部１０６に出力する。また、判定部１０５は、伝搬損失推定部１０４から出力された伝搬損失と第２閾値とを比較し、第２比較結果を調整部１０６に出力する。
　調整部１０６は、判定部１０５から出力された第１比較結果及び第２比較結果に基づいて、ＨＮＢ総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を調整する指示を生成し、生成した指示をスケジューラ１０７に出力する。
　スケジューラ１０７は、受信部１０２から出力されたＨＵＥ信号（具体的には、ＨＵＥの送信バッファ状況と送信電力余裕、割り当て伝送レート向上要求）と、調整部１０６から指定されたＨＮＢ総受信電力の制御目標値がとりうる最大値とに基づいて、ＨＵＥへの割り当て伝送レートを決定する。スケジューラ１０７における伝送レート割り当てアルゴリズム自体については、干渉制御の追加によって変更されることはない。ＨＮＢ総受信電力の制御目標値が引き下げられれば、スケジューラ１０７はＨＵＥへの割り当て伝送レートを引き下げる方向に調整する。また、制御目標値の変更は、当該ＨＮＢに接続する全てのＨＵＥの割り当て伝送レートに影響を及ぼす。スケジューラ１０７は、決定した割り当て伝送レートを示すスケジューリンググラントを送信部１０８に出力する。
　送信部１０８は、スケジューラ１０７から出力されたスケジューリンググラントをＨＵＥに送信する。
　図５は、本発明の実施の形態１に係る干渉制御手順を示すシーケンス図である。図５において、ＨＮＢの測定部１０３は、マクロセル信号の受信レベルを測定し（ＳＴ２０１）、測定結果を判定部１０５に出力する（ＳＴ２０２）。判定部１０５は、マクロセル信号の受信レベルと第１閾値とを比較する（ＳＴ２０３）。
　伝搬損失推定部１０４は、ＨＵＥ信号の受信電力等に基づいて、ＨＵＥ－ＨＮＢ間の伝搬損失を推定し（ＳＴ２０４）、推定結果を判定部１０５に出力する（ＳＴ２０５）。判定部１０５は、伝搬損失と第２閾値とを比較し（ＳＴ２０６）、ＳＴ２０３における比較結果である第１比較結果と、ＳＴ２０６における比較結果である第２比較結果とを調整部１０６に出力する（ＳＴ２０７）。
　調整部１０６は、第１比較結果及び第２比較結果に基づいて、ＨＮＢ総受信電力の制御目標値（ＲｏＴ ｔａｒｇｅｔ）がとりうる最大値を調整する指示を生成し（ＳＴ２０８）、生成した指示をスケジューラ１０７に出力する（ＳＴ２０９）。
　図５より明らかなように、干渉制御に関する処理がＨＮＢ内部のみで行われており、ＨＵＥ－ＨＮＢ間において干渉制御用のシグナリング追加は不要である。
　図６は、本発明の実施の形態１に係る判定部１０５における干渉制御手順を示すフロー図である。干渉制御のための判定条件は２つあり、第１の判定条件は「マクロセル信号受信レベルと第１閾値とを比較すること（ＳＴ３０１）」である。第１の判定条件が成立するのは、フェムトセルがマクロセル中心部に設置される場合である。第２の判定条件は「ＨＵＥ－ＨＮＢ間の伝搬損失と第２閾値とを比較すること（ＳＴ３０２）」である。第２の判定条件が成立するのは、ＨＵＥとＨＮＢとの距離が離れている場合である。２つの判定条件が同時に成立するときのみ、ＨＵＥがＭＮＢに与える干渉量を低減するために、ＨＮＢ総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を引き下げる（ＳＴ３０３）。
　なお、２つの判定条件のうちどちらを先に処理するかについては順序を問わない。図６のフロー図は実装の一例であり、別の順序で実装することも可能である。例えば、ＳＴ３０２の判定処理後にＳＴ３０１の判定処理を行ってもよい。
　図７に、本発明の実施の形態１に係る干渉制御を用いた場合のＨＮＢ受信電力及びＨＵＥ送信電力の変化を示す。図７において、グラフ横軸はＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失を表し、図７（ａ）のグラフ縦軸はＨＮＢ受信電力を、図７（ｂ）のグラフ縦軸はＨＵＥ送信電力をそれぞれ表している。
　ここで、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失及びＨＮＢにおけるマクロセル信号の受信レベルに応じて、ＨＮＢの受信電力制御目標値（ＲｏＴ ｔａｒｇｅｔ）は変動する。図７（ａ）では、マクロセル信号の受信レベルが第１閾値以上である場合の受信電力制御目標値を例示している。一方、ＨＵＥにおける総送信電力の最大値は一定値である。
　図７では、太い実線が電力値を示している。ＨＵＥ－ＨＮＢ間の距離が大きく、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失が第２の閾値以上になると、ＨＮＢの受信電力制御目標値（ＲｏＴ ｔａｒｇｅｔ）は引き下げられる。それに伴い、ＨＵＥへの割り当て伝送レートが下がるので、ＨＵＥの所要送信電力も低下する。ここで、ＨＵＥ送信電力の最大値自体が引き下げられるわけではない。従って、図７（ｂ）に示す通り、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失の増加に伴って、ＨＵＥ送信電力が増加していく。
　フェムトセルがマクロセル中心部に設置される場合、下り信号に関しマクロセルから非常に強い干渉を受けるため、フェムトセルのカバー範囲がセル半径数[ｍ]にまで縮小する。従って、フェムトセルのカバー範囲でのＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失は一定範囲内に制限される。本実施の形態では、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失の増加に伴いＨＵＥ送信電力が増加しても、フェムトセルがマクロセルに与える干渉量は限定されたものとなる。
　また、ＨＮＢに複数のＨＵＥが同時接続する場合、ＨＮＢ近傍のＨＵＥについては、ＨＵＥの最大送信電力を制限する従来の干渉低減方式よりも割り当て伝送レート及び送信電力が低下する。従って、制御目標値の引き下げ幅及び第２閾値を適切に設定することにより、フェムトセル全体での干渉低減量を維持しつつ、フェムトセルエッジに位置するＨＵＥの割り当て伝送レートを従来の干渉低減方式よりも増加させることができる。
　図８に、本発明の実施の形態１に係るフェムト基地局の受信電力制御目標値（ＲｏＴ ｔａｒｇｅｔ）がとりうる最大値と、マクロセル信号受信レベルとの関係を示す。図８において、グラフ横軸はマクロセル信号の受信レベルを表し、グラフ縦軸は受信電力の制御目標値（ＲｏＴ ｔａｒｇｅｔ）がとりうる最大値を表す。また、太い実線は制御用関数の一例を示している。制御用関数については、図８の例に限らず、マクロセル信号受信レベルの増加に伴って受信電力の制御目標値がとりうる最大値が減少する関数を用いることができる。
　このように実施の形態１によれば、ＨＵＥの送信電力最大値に直接的制限を行う代わりに、ＨＮＢにおける総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を調整することにより、ＨＵＥの送信電力を間接的に抑制することができる。これにより、ＨＵＥ送信電力の直接的制限に伴うシグナリング増加を防ぎ、無線リソースの消費を招くことなく、ＨＵＥからＭＮＢへの上り無線回線干渉を低減することができる。また、フェムトセル全体での干渉低減量を維持しつつ、フェムトセルエッジに位置するＨＵＥの割り当て伝送レート増加させることができる。
　（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２では、実施の形態１で説明した干渉制御機能に加えて、ＨＮＢにおけるマクロセル信号の受信電力レベルに応じて、第２閾値を変更する機能を具備する場合について説明する。なお、本発明の実施の形態２に係るフェムト基地局装置の構成は、実施の形態１の図４に示した構成と同様であるので、図４を援用して説明する。
　図９は、本発明の実施の形態２に係る干渉制御手順を示すフロー図である。なお、図９が図６と共通する部分には、図６と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図９において、判定部１０５は、マクロセル信号の受信電力レベル最大値に基づいて、第２閾値を調整する（ＳＴ４０１）。
　ここで、フェムトセルがマクロセル中心部から離れた位置に設置されるほど、ＨＵＥがマクロセルに与える干渉量は少なくなり、ＨＮＢ総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を引き下げる必要性は低くなる。実施の形態１では、制御目標値がとりうる最大値の引き下げ幅のみを、マクロセル信号の受信電力レベルに応じて調整していたのに対し、実施の形態２では、制御目標値を引き下げるフェムトセルにおける通信エリア自体を、マクロセル信号の受信電力レベルに応じて調整する。具体的には、マクロセル信号の受信電力レベルが小さくなるほど、第２閾値を増加させ、制御目標値の引き下げを行わない通信エリアを拡大し、マクロセル信号の受信電力レベルが大きくなるほど、第２閾値を低減させ、制御目標値の引き下げを行わない通信エリアを縮小する（ＳＴ４０１）。
　図１０及び図１１に、本発明の実施の形態２に係る干渉制御を用いた場合のＨＮＢ受信電力及びＨＵＥ送信電力の変化を示す。図１０及び図１１において、グラフ横軸はＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失を表し、図１０（ａ）及び図１１（ａ）のグラフ縦軸はＨＮＢ受信電力を、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）のグラフ縦軸はＨＵＥ送信電力をそれぞれ表している。
　図１０は、ＨＮＢでのマクロセル信号受信電力レベルが大きい場合について示しており、図１１は、ＨＮＢでのマクロセル信号受信電力レベルが小さい場合について示している。図１０では、制御目標値の引き下げ幅が大きく、引き下げる領域が広い（ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失が小さい段階で引き下げを開始する）様子を示している。一方、図１１では、制御目標値の引き下げ幅が小さく、引き下げる領域が狭い（ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失がより大きい段階で引き下げを開始する）様子を示している。
　図１２に、本発明の実施の形態２に係る干渉制御を用いた場合の第２閾値と、マクロセル信号受信レベルとの関係を示す。図１２において、グラフ横軸はマクロセル信号の受信レベルを表し、グラフ縦軸は伝搬損失との比較に用いる第２閾値を表す。また、太い実線は制御用関数の一例を示している。制御用関数については、図１２の例に限らず、マクロセル信号受信レベルの増加に伴って第２閾値が減少する関数を用いることができる。
　このように実施の形態２によれば、制御目標値の引き下げを行うフェムトセルにおける通信エリア自体をマクロセル信号の受信電力レベルに応じて調整することにより、フェムトセルのスループットに必要以上の悪影響を与えることなく、さらに効率的な干渉制御を実現することができる。これにより、ＨＵＥ送信電力の直接的制限に伴うシグナリング増加を防ぎ、無線リソースの消費を招くことなく、ＨＵＥからＭＮＢへの上り無線回線干渉を低減することができる。また、フェムトセル全体での干渉低減量を維持しつつ、フェムトセルエッジに位置するＨＵＥの割り当て伝送レートを増加させることができる。
　（実施の形態３）
　本発明の実施の形態３では、実施の形態１で説明した干渉制御機能に加えて、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失との比較に用いる閾値を複数設けた場合、及び、総受信電力の制御目標値がとりうる最大値の引き下げ幅を伝搬損失に応じて変更する場合について説明する。なお、本発明の実施の形態３に係るフェムト基地局装置の構成は、実施の形態１の図４に示した構成と同様であるので、図４を援用して説明する。
　図１３は、本発明の実施の形態３に係る干渉制御手順を示すフロー図を示す。なお、図１３が図６と共通する部分には、図６と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１３において、判定部１０５は、第２閾値の他に第３閾値を用いて、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失と比較する（ＳＴ５０１）。ただし、「第３閾値＞第２閾値」の関係が成立しているものとする。
　ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失が第２閾値以上かつ第３閾値未満の場合には、総受信電力の制御目標値がとりうる最大値の引き下げ幅を小さくする（ＳＴ５０２）。一方、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失が第３閾値以上の範囲にある場合には、総受信電力の制御目標値がとりうる最大値の引き下げ幅を大きくする（ＳＴ５０３）。
　図１４に、本発明の実施の形態３に係る干渉制御を用いた場合のＨＮＢ受信電力及びＨＵＥ送信電力の変化を示す。図１４において、グラフ横軸はＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失を表し、図１４（ａ）のグラフ縦軸はＨＮＢ受信電力を、図１４（ｂ）のグラフ縦軸は送信電力をそれぞれ表している。図１４（ｂ）から明らかなように、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失が比較的小さい領域では、ＨＵＥ送信電力の抑制幅を小さくし、端末スループットの低下を防ぐことができる。
　このように実施の形態３によれば、総受信電力の制御目標値がとりうる最大値の引き下げ幅を伝搬損失に応じて変更することにより、フェムトセルのスループットに必要以上の悪影響を与えることなく、さらに効率的な干渉制御を実現することができる。これにより、ＨＵＥ送信電力の直接的制限に伴うシグナリング増加を防ぎ、無線リソースの消費を招くことなく、ＨＵＥからＭＮＢへの上り無線回線干渉を低減することができる。また、フェムトセル全体での干渉低減量を維持しつつ、フェムトセルエッジに位置するＨＵＥの割り当て伝送レートを増加させることができる。
　なお、本実施の形態では、例としてＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失との比較に用いる閾値を２個設けたが、閾値の数を３個以上に増やしてもよい。また、総受信電力の制御目標値がとりうる最大値の引き下げを図１４（ａ）に示すような階段状ではなく、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失に応じて連続的に行ってもよい。
　（実施の形態４）
　本発明の実施の形態４では、実施の形態１で説明した干渉制御機能に加えて、ＨＮＢ総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を調整する際に、基準となるＨＵＥ（基準ＨＵＥ）の所要送信電力が、ＨＮＢにおける総受信電力の制御目標値に基づいて当該基準ＨＵＥに割り当て可能な送信電力未満であれば、制御目標値の引き下げ幅を縮小する場合について説明する。なお、本発明の実施の形態４に係るフェムト基地局装置の構成は、実施の形態１の図４に示した構成と同様であるので、図４を援用して説明する。
　図１５は、本発明の実施の形態４に係る干渉制御手順を示すフロー図である。なお、図１５が図６と共通する部分には、図６と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１５において、判定部１０５は、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失が最大となるＨＵＥについて、伝搬損失と所要伝送レートとから所要送信電力を算出する（ＳＴ６０１）。
　また、判定部１０５は、所要送信電力を、ＨＮＢ総受信電力の制御目標値に基づいて当該ＨＵＥに割り当て可能な送信電力（割り当て可能な受信電力と伝搬損失とから算出）と比較する（ＳＴ６０２）。比較の結果、ＨＵＥ所要送信電力が、割り当て可能な送信電力よりも小さい場合には、調整部１０６において、総受信電力の制御目標値がとりうる最大値の引き下げ幅を縮小する（ＳＴ６０３）。
　ここで、引き下げ幅の縮小を行っても、基準ＨＵＥは、所要伝送レートが低いために、送信電力と伝送レートの増加は発生しない。一方、基準ＨＵＥ以外で当該ＨＮＢに接続するＨＵＥでは、送信電力と伝送レートとを増加させることが可能となる。すなわち、フェムトセル全体で許容されるマクロセルへの干渉量を超えることなく、フェムトセルの上り伝送スループットを改善することができる。
　このように実施の形態４によれば、ＨＮＢ総受信電力の制御目標値がとりうる最大値の引き下げ幅を基準ＨＵＥの所要送信電力に応じて変更することにより、フェムトセルのスループットに必要以上の悪影響を与えることなく、さらに効率的な干渉制御を実現することができる。これにより、ＨＵＥ送信電力の直接的制限に伴うシグナリング増加を防ぎ、無線リソースの消費を招くことなく、ＨＵＥからＭＮＢへの上り無線回線干渉を低減することができる。
　（実施の形態５）
　本発明の実施の形態５では、実施の形態１で説明した干渉制御機能に加えて、ＨＮＢに接続している全てのＨＵＥが、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失が閾値以上であるか否かに応じて、干渉低減方法としてＨＵＥ最大送信電力を制限するか、ＨＮＢ総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を引き下げる場合について説明する。なお、本発明の実施の形態５に係るフェムト基地局装置の構成は、実施の形態１の図４に示した構成と同様であるので、図４を援用して説明する。
　図１６は、本発明の実施の形態５に係る干渉制御手順を示すフロー図である。なお、図１６が図６と共通する部分には、図６と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１６において、判定部１０５は、ＨＮＢに接続中のＨＵＥ全てについて、ＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失が第２閾値以上であるかを判定する（ＳＴ７０１）。換言すれば、全てのＨＵＥがフェムトセルエッジに位置するか否かを判定する。
　全てのＨＵＥがフェムトセルエッジに位置する場合には、全てのＨＵＥについて送信電力が大きいため、フェムトセルからマクロセルへの干渉量の総和が許容範囲を超える可能性がある。このような場合には、ＨＵＥ送信電力の最大値を直接制限することによって、フェムトセルからマクロセルへの干渉量の総和を確実に一定値以内とする（ＳＴ７０２）。
　一方、フェムトセル内で一部のＨＵＥでもセルエッジに位置しない場合には、ＨＮＢ総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を引き下げる（ＳＴ３０３）。これにより、フェムトセルエッジのＨＵＥの送信電力増加を許容する代わりに、ＨＮＢ近傍のＨＵＥの割り当て伝送レート及び送信電力を減少させて、フェムトセルからマクロセルへの干渉量の総和を維持することができる。
　このように実施の形態５によれば、ＨＵＥ送信電力の最大値を直接制限する干渉低減方法に切り替えることにより、フェムトセルからマクロセルへの干渉量の総和を確実に一定値以内に抑制する。これにより、ＨＵＥがフェムトセルエッジに集中配置される例外的な場合に対処可能となる。
　なお、本実施の形態では、全てのＨＵＥについてＨＮＢ－ＨＵＥ間の伝搬損失が第２閾値以上であるかを判定する方法を例に挙げて説明したが、フェムトセル内の全ＨＵＥ配置に応じて干渉低減方法を変更するという趣旨を逸脱しなければ、別の判定条件を用いることも可能である。例えば、フェムトセル内におけるＨＵＥの位置分布（伝搬損失分布）を算出し、位置のばらつき度合いに応じて、干渉低減方法を変更することなども考えられる。
　（実施の形態６）
　本発明の実施の形態６では、実施の形態１で説明した干渉制御機能に加えて、ＭＮＢからマクロセルの上り干渉量情報を報知し、ＨＮＢにおける総受信電力の制御目標値がとりうる最大値の引き下げ幅をマクロセル上り干渉量情報に応じて設定する場合について説明する。なお、本発明の実施の形態６に係るフェムト基地局装置の構成は、実施の形態１の図４に示した構成と同様であるので、図４を援用して説明する。
　図１７は、本発明の実施の形態６に係る干渉制御手順を示すフロー図である。なお、図１７が図６と共通する部分には、図６と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１７において、測定部１０３は、マクロセル報知信号（ＢＣＨ）に含まれるマクロセル上り回線干渉量情報を抽出する（ＳＴ８０１）。
　抽出されたマクロセル上り回線干渉量情報に基づき、ＨＮＢにおける総受信電力の制御目標値がとりうる最大値の引き下げ幅を設定する（ＳＴ８０２）。すなわち、マクロセル干渉量が小さい場合には引き下げ幅を小さく、マクロセル干渉量が大きい場合には引き下げ幅を大きく設定する。
　図１８に、本実施の形態に係るフェムト基地局の受信電力制御目標値がとりうる最大値と、マクロセル信号受信レベルとの関係を示す。マクロセル上り回線干渉量に応じて、ＨＮＢ総受信電力の制御目標値がとりうる最大値に対する調整関数を変更している。
　１フェムトセルにおける干渉低減量が一定であるとすると、マクロセル内のフェムトセル設置数や設置位置によって、マクロセルでの総干渉量は変化する。従って、マクロセルとフェムトセル間での干渉低減を最適化するためには、マクロセル上り回線干渉量に応じた調整が必要である。
　このように実施の形態６によれば、総受信電力の制御目標値がとりうる最大値の引き下げ幅をマクロセル上り回線干渉量に応じて変更することにより、フェムトセルのスループットに必要以上の悪影響を与えることなく、さらに効率的な干渉制御を実現することができる。これにより、ＨＵＥ送信電力の直接的制限に伴うシグナリング増加を防ぎ、無線リソースの消費を招くことなく、ＨＵＥからＭＮＢへの上り無線回線干渉を低減することができる。また、フェムトセル全体での干渉低減量を維持しつつ、フェムトセルエッジに位置するＨＵＥの割り当て伝送レートを増加させることができる。
　なお、本実施の形態では、マクロセル上り干渉量情報を報知信号（ＢＣＨ）によりＨＮＢへ伝達する例を述べたが、ＭＮＢ－ＨＮＢ間の有線回線を用いてマクロセル上り干渉量情報を伝達することも可能である。
　以上、本発明の実施の形態について説明した。
　なお、上記各実施の形態では、フェムト基地局の測定部がマクロセル信号の受信レベルを測定する構成を採ったが、本発明の要旨を変更することなく、フェムト接続端末におけるマクロセル信号受信レベルの測定結果を用いる構成を採ることも可能である。すなわち、フェムト接続端末で測定したマクロセル信号受信レベルを、上り回線を介してフェムト基地局に報告し、フェムト基地局において上記各実施の形態で述べた干渉制御を実行することができる。
　また、上記各実施の形態では、フェムト基地局の測定部がマクロセル信号の受信レベルを測定する構成を採ったが、隣接フェムトセル信号の受信レベルを測定することにより、隣接フェムトセル間の上り無線回線干渉を低減する構成を採ることも可能である。
　上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
　また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
　さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。例えば、バイオ技術の適用等が可能である。
　２００８年１１月２８日出願の特願２００８－３０４６６２の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明にかかる無線通信基地局装置及び送信電力制御方法は、例えば、携帯電話通信システムに利用できる。
 

Claims (8)

  1. 　マクロセル無線通信基地局装置から送信された信号の受信強度を測定する測定手段と、
    　自装置に接続する無線通信端末装置と、自装置との間の伝搬損失を推定する推定手段と、
    　測定された前記受信強度のうち最大受信強度と第１閾値との比較、及び、推定された前記伝搬損失のうち最大伝搬損失と第２閾値との比較を行う判定手段と、
    　前記最大受信強度が前記第１閾値以上であり、かつ、前記最大伝搬損失が前記第２閾値以上である場合、自装置における総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を引き下げる調整手段と、
    　を具備する無線通信基地局装置。
  2. 　前記調整手段は、前記最大受信強度に応じて引き下げ幅を設定する請求項１に記載の無線通信基地局装置。
  3. 　前記判定手段は、前記最大受信強度に応じて前記第２閾値を調整する請求項１に記載の無線通信基地局装置。
  4. 　前記調整手段は、前記最大伝搬損失に応じて引き下げ幅を設定する請求項１に記載の無線通信基地局装置。
  5. 　前記調整手段は、自装置に接続する無線通信端末装置のうち自装置との間の伝搬損失が最大となる無線通信端末装置の所要送信電力が、自装置における総受信電力の制御目標値に基づき当該無線通信端末装置に割り当て可能な送信電力未満である場合、引き下げ幅を縮小する請求項１に記載の無線通信基地局装置。
  6. 　前記調整手段は、自装置に接続する全ての無線通信端末装置の前記伝搬損失が前記第２閾値以上である場合、自装置における総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を調整せず、自装置に接続する無線通信端末装置の最大送信電力制限値を引き下げる請求項１に記載の無線通信基地局装置。
  7. 　前記調整手段は、マクロセル上り回線干渉量に応じて引き下げ幅を設定する請求項１に記載の無線通信基地局装置。
  8. 　マクロセル無線通信基地局装置から送信された信号の受信強度を測定する測定工程と、
    　自装置に接続する無線通信端末装置と、自装置との間の伝搬損失を推定する推定工程と、
    　測定された前記受信強度のうち最大受信強度と第１閾値との比較、及び、推定された前記伝搬損失のうち最大伝搬損失と第２閾値との比較を行う判定工程と、
    　前記最大受信強度が前記第１閾値以上であり、かつ、前記最大伝搬損失が前記第２閾値以上である場合、自装置における総受信電力の制御目標値がとりうる最大値を引き下げる調整工程と、
    　を具備する送信電力制御方法。
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