WO2010137313A1 - 周波数割当装置およびプログラム - Google Patents

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WO2010137313A1
WO2010137313A1 PCT/JP2010/003533 JP2010003533W WO2010137313A1 WO 2010137313 A1 WO2010137313 A1 WO 2010137313A1 JP 2010003533 W JP2010003533 W JP 2010003533W WO 2010137313 A1 WO2010137313 A1 WO 2010137313A1
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WO
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cell
channel
frequency
allocation
edge region
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/003533
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小西聡
大関武雄
Original Assignee
Kddi株式会社
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Publication date
Application filed by Kddi株式会社 filed Critical Kddi株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/541—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using the level of interference

Definitions

  • the present invention relates to a frequency allocation device and a program.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2009-127644 filed in Japan on May 27, 2009, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • next generation cellular systems such as LTE (Long Term Evolution: official name is Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA)) and UMB (Ultra Mobile ⁇ ⁇ Broadband) are the successors of the third generation (3G) cellular system.
  • 3rd Generation Generation Partnership Project is a study of standards related to IMT-Advanced system (also referred to as 4G cellular system), which is an evolution of 3.9G cellular system.
  • 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) and IEEE 802.16 standardization organizations.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Multiple Access
  • each subcarrier in a band can be allocated to a plurality of mobile stations (user terminals).
  • the mobile station to which each subcarrier is allocated can be changed in the time axis direction. That is, in the OFDMA system, since radio resources are managed in two dimensions, the frequency axis and the time axis, radio resources can be flexibly allocated.
  • the same frequency band is reused by a plurality of cells (hereinafter, “cell” includes “sector”) in order to increase frequency use efficiency.
  • the technique of reusing all frequency bands available in the cellular system in all cells is called “one cell repetition”.
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • communication channels can be separated by code even if the same frequency band is shared by adjacent cells.
  • FDMA and OFDMA if the same frequency band is shared by adjacent cells, interference occurs and causes communication quality degradation.
  • the signal power level is low and the interference power amount of an adjacent cell is high. It is easy to invite a decline.
  • FFR Fractional Frequency Reuse
  • a frequency band F4 different from the frequency bands F1, F2, and F3 allocated to the cell edge region is allocated to the cell center region. That is, in this example, the cell edge region is “3 cell repetition” and the cell center region is “1 cell repetition”.
  • the frequency bands F1, F2, and F3 assigned to the cell edge region are reused (assigned) to the cell center region, but are assigned to the cell edge region of the own cell.
  • a frequency band different from the determined frequency band is assigned to the cell center region. For example, frequency bands F2 and F3 different from the frequency band F1 are assigned to the cell center area of the sector to which the frequency band F1 is assigned to the cell edge area.
  • Patent Document 1 proposes a technique of applying radio resources in an orthogonal relationship to a cell edge region and applying radio resources in a quasi-orthogonal state that is not completely in an orthogonal relationship to a cell center region.
  • Non-Patent Documents 1 to 4 and Patent Document 1 allocate frequency channels other than the frequency channel allocated to the cell edge region in the adjacent cell to the cell edge region of the own cell. Yes. For this reason, the effect of reducing the amount of interference can be obtained.
  • Non-Patent Document 5 defines control information that seems to be applicable to FFR. For example, the control information of the interface between base stations in the LTE system shown in (1) and (2) below is defined. In Patent Document 2, information called OI (to be described later) indicating the amount of interference is used in the control information defined in Non-Patent Document 5, and uplink (UL: Up-Link) is used. Has proposed a power control method for reference signals and control channels.
  • Control information RNTP Relative Narrowband Tx Power related to downlink (DL): A binary variable indicating the size of usable transmission power. It is notified to neighboring cells. For example, the RNTP has a value “1” when the transmission power related to each RB exceeds a threshold, and a value “0” when the transmission power is less than the threshold (see Non-Patent Document 5).
  • HII High Interference Indication
  • OI Overload Indication
  • FIG. 5 shows the concept of radio resources in the OFDMA system.
  • a radio resource defined by one subcarrier having a bandwidth of 180 kHz and one subframe having a time of 1 millisecond is referred to as a resource block (RB).
  • RB resource block
  • the number of subcarriers is 12.
  • the base station of the cellular system determines a mobile station to which each RB is allocated (in terms of Non-Patent Document 6, this corresponds to UE (: User Equipment)).
  • 3GPP TS 36.423 “Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN), X2 application protocol (X2AP).
  • E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network
  • X2AP X2 application protocol
  • 3GPP TS 36.211 “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8).”
  • 3GPP TS 36.214 “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer Measurements (Release 8).”
  • a static FFR (FIGS. 4A and 4B shown in FIG. 4A and FIG. 4B) is premised on a static environment in which the traffic volume is uniform in all regions to be evaluated.
  • FFR fixed (uniform) cell shape (cell structure), fixed (regular) cell arrangement, FFR such that the boundary between the cell center area and the cell edge area is constant and common to all cells Is assumed.
  • the actual environment there is a variation in the traffic volume, and the actual cell shape, cell arrangement, and the like change dynamically.
  • the cell shape fluctuates due to the influence of the antenna directivity pattern, antenna tilt angle, radio wave propagation environment, and the like, and the cell arrangement fluctuates due to the establishment or abolition of cells. Therefore, even if the conventional FFR technique that assumes a static FFR is applied to an actual environment, it is difficult to obtain the effect of reducing the amount of interference. Further, a specific method of using the control information of the inter-base station interface for realizing dynamic FFR in accordance with the actual environment is implementation-dependent and is not described in Non-Patent Document 5. In addition, no means for realizing dynamic FFR using control information of an interface between base stations has been proposed.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a technique for reducing the amount of interference in a dynamic FFR adapted to a real environment.
  • a frequency allocation apparatus includes a frequency allocation apparatus that allocates a frequency channel used for communication to a mobile station located in a first cell region of a first cell.
  • a cell that is a frequency channel other than the frequency channel assigned to the mobile station located in the second cell edge region of the second cell by the adjacent frequency assignment device provided in the second cell adjacent to the one cell A cell edge region unallocated channel estimation unit that estimates an edge region unallocated channel, and a channel allocation unit that allocates the cell edge region unallocated channel to a mobile station located in the first cell region.
  • the channel allocation unit allocates a channel edge region unallocated channel to all mobile stations that need to be allocated and are located in the first cell region.
  • the channel allocation unit prioritizes a cell edge region unallocated channel over a mobile station located in the first cell central region of the first cell, and the first cell of the first cell. You may make it allocate with respect to the mobile station located in an edge area
  • the channel allocation unit when the channel allocation unit cannot allocate a cell edge area unallocated channel to all mobile stations that are located in the first cell area and require allocation, the channel edge area unallocated channel May be allocated to a mobile station that is located in the first cell edge region and requires allocation.
  • the channel allocation unit allocates a cell edge area unallocated channel to a mobile station that needs to be allocated and is located in the first cell edge area, and assigns a frequency channel other than the cell edge area unallocated channel.
  • the remaining assignable frequency channel may be assigned to the mobile station that requires remaining allocation.
  • the cell edge region unassigned channel estimation unit determines whether each frequency channel is assigned to the mobile station located in the second cell edge region for each frequency channel from the adjacent frequency assignment device.
  • a frequency channel having a cell edge region allocation likelihood less than a threshold may be estimated as a cell edge region unallocated channel.
  • the frequency allocation apparatus further includes a cell edge region allocation presence / absence determination unit that determines whether or not each frequency channel is allocated to a mobile station located in the first cell edge region based on an allocation result by the channel allocation unit.
  • the cell edge region allocation presence / absence determination unit may transmit the determination result to the adjacent frequency allocation device.
  • a frequency allocation apparatus is a frequency allocation in which a frequency channel allocated to a mobile station stationary in the cell area of the first cell is changed over time.
  • a frequency channel other than a frequency channel assigned to a mobile station located in a cell edge region of the second cell by another frequency assignment device provided in a second cell adjacent to the first cell The frequency channel estimated to be is assigned to the mobile station located in the end area of the first cell with priority over the mobile station located in the center area of the first cell.
  • a program provides a computer of a frequency allocation device that allocates a frequency channel used for communication to a mobile station located in a first cell region of a first cell.
  • the frequency channel other than the frequency channel allocated to the mobile station located in the second cell edge region of the second cell by the adjacent frequency allocation device provided in the second cell adjacent to the first cell.
  • a cell edge region unassigned channel estimation step for estimating a cell edge region unassigned channel and a channel assignment step for assigning the cell edge region unassigned channel to a mobile station located in the first cell region are executed.
  • frequency channels other than the frequency channel assigned to the cell edge region in the adjacent cell are assigned to the cell edge region of the own cell. Can be reduced.
  • the base station apparatus 1 and the base station apparatus 1 'adjacent thereto constitute a cellular system as shown in FIG.
  • the base station apparatus 1 performs communication in the cell j, and the base station apparatus 1 'performs communication in the cell j'.
  • Each cell j and j ' is composed of a cell center region and a cell edge (cell edge) region located in the periphery thereof.
  • the base station apparatus 1 is demonstrated as a base station apparatus which comprises a LTE system.
  • the base station devices 1 and 1 ′ have the presence / absence of assignment of control information (RNTP, HII, etc.
  • Non-Patent Document 5 to the mobile station in the cell edge region of each frequency channel in the LTE system. It is used as information indicating. Since the exchange period of the control information between base stations is not defined in Non-Patent Document 5, it is set at the time of system design or system operation in view of the load on the network between base stations. As an example, the exchange period may be about several tens of milliseconds, for example.
  • Base station apparatuses 1 and 1 'employ dynamic FFR technology. That is, the base station apparatuses 1 and 1 ′ allocate frequency channels to be used for communication to mobile stations located in the cells j and j ′, respectively, but also allocate frequency channels to be allocated to stationary mobile stations. Can change from moment to moment.
  • a stationary mobile station is a mobile station whose position does not change within a certain period of time, that is, a mobile station that has not moved. In other words, in the mobile station located in the cell j, the base station apparatus 1 can change the allocation of the frequency channel of the mobile station over time even during stationary communication. it can.
  • the base station apparatus 1 includes a frequency allocation unit 10 (wireless packet scheduler), an information acquisition unit 11 and a wireless access control unit 12.
  • the frequency allocation unit 10 further includes an allocatable channel identification unit 100, a cell edge region unallocated channel estimation unit 110, a channel allocation unit 130, a cell edge region determination unit 120, and a cell edge region allocation presence / absence determination unit 140.
  • the adjacent base station apparatus 1 ′ has the same configuration as the base station apparatus 1 and includes a frequency allocation unit 10 ′.
  • the information acquisition unit 11 acquires information necessary for frequency channel allocation (for example, system specifications, various parameter values, and radio channel quality information). The information acquisition unit 11 supplies the acquired information to the allocatable channel identification unit 100, the cell edge region determination unit 120, and the channel allocation unit 130.
  • information necessary for frequency channel allocation for example, system specifications, various parameter values, and radio channel quality information.
  • the assignable channel specifying unit 100 specifies an assignable frequency channel (RB) based on the information acquired by the information acquiring unit 11. Specifically, the assignable channel specifying unit 100 obtains a set of assignable frequency channels and supplies the set to the channel assigning unit 130.
  • RB assignable frequency channel
  • the frequency allocation unit 10 ′ in the base station apparatus 1 ′ disposed in the adjacent cell j ′ allocates a frequency channel used for communication to a mobile station located in the cell edge region of the cell j ′.
  • the cell edge region unassigned channel estimation unit 110 estimates a cell edge region unassigned channel which is a frequency channel other than the frequency channel assigned to the mobile station in the cell edge region by the frequency assignment unit 10 ′. Specifically, the cell edge region unassigned channel estimation unit 110 determines whether or not each frequency channel is assigned to the mobile station in the cell edge region of the cell j ′ from the frequency assignment unit 10 ′. Get the judgment result.
  • the estimation unit 110 calculates a cell edge region allocation likelihood indicating the probability that each frequency channel is allocated to a mobile station in the cell edge region of the cell j ′ based on the obtained determination result, A frequency channel having a cell edge region allocation likelihood less than a threshold is estimated as a cell edge region unallocated channel.
  • the cell edge region unallocated channel estimation unit 110 supplies information indicating the estimated cell edge region unallocated channel to the channel allocation unit 130.
  • the cell edge region unassigned channel estimation unit 110 estimates a frequency channel that is not assigned to a mobile station in the cell center region in addition to the cell edge region unassigned channel. Also good.
  • the cell edge area determination unit 120 determines whether the location of each mobile station in the cell j is a cell edge area based on the radio channel quality information acquired by the information acquisition unit 11.
  • the cell edge region determination unit 120 supplies the determination result as to whether or not each mobile station is located in the cell edge region to the channel allocation unit 130 and the cell edge region allocation presence / absence determination unit 140.
  • the channel allocation unit 130 allocates the cell edge region unallocated channel estimated by the cell edge region unallocated channel estimation unit 110 to all mobile stations that require allocation in the cell j region. Specifically, channel assignment section 130 assigns a cell edge region unassigned channel to a mobile station in the cell edge region with priority over a mobile station in the cell center region in cell j.
  • channel allocator 130 cannot allocate a cell edge region unallocated channel to all mobile stations that require allocation in the cell region, that is, there is a cell terminal allocated channel that only transmits all packets of all mobile stations. There may be no case.
  • the channel allocation unit 130 allocates a cell edge region unassigned channel to a mobile station that requires assignment in the cell edge region and assigns a frequency channel other than the cell edge region unassigned channel in the cell center region.
  • the traffic load is low (when the number of frequency channels that can be used is larger than the traffic volume), it is highly possible that the cell edge area unallocated channel can be allocated to all mobile stations, and the traffic load is high. If it is high, the possibility is low.
  • the channel allocation unit 130 allocates a cell edge area unallocated channel to a mobile station that requires allocation in the cell edge area and moves a frequency channel other than the cell edge area unallocated channel that requires allocation in the cell center area.
  • the remaining assignable frequency channels are assigned to mobile stations that need the remaining assignment.
  • the frequency allocation algorithm is not particularly limited, for example, a proportional fairness algorithm is used.
  • the channel allocation unit 130 supplies the allocation result to the radio access control unit 12 and the cell edge region allocation presence / absence determination unit 140.
  • the radio access control unit 12 performs access control and packet transmission / reception processing in the radio physical layer based on the allocation result by the channel allocation unit 130.
  • the cell edge region allocation presence / absence determination unit 140 detects which frequency channel is allocated to each mobile station in the cell edge region based on the allocation result by the channel allocation unit 130 and allocates each frequency channel. The presence or absence of is determined. Cell edge region allocation presence / absence determination section 140 transmits the determination result to the adjacent frequency allocation apparatus.
  • a resource block of the LTE system (hereinafter referred to as “RB”) is used as a specific example of the frequency channel.
  • ) k ID of RB (or ID of a resource block group (RBG) composed of a plurality of RBs).
  • A A set of RBs that can be allocated within the system band. However, when “Persistent allocation” suitable for initial transmission of a VoIP (Voice over IP) call or “Retransmission packet allocation” in Hybrid ARQ is given priority, RBs allocated by these are excluded from the set A.
  • p (j, k) Bitmap information indicating the determination result of whether or not RBk is allocated to the mobile station in the cell edge area of own cell j. It is notified to neighboring cells using RNTP or HII.
  • e (j, k) Variable indicating whether or not RBk is assigned to the mobile station in the cell edge area in the neighboring cell of own cell j
  • E (j) Cell edge in the neighboring cell adjacent to own cell j A set of RBs (cell edge region unallocated RBs) having a high probability (likelihood) assigned to mobile stations in the region.
  • Cell edge area unallocated channel group (cell edge area unallocated RB group).
  • r (i, j, t) instantaneous value of RSRP value (or RSRQ value) of cell j in radio frame t at mobile station i
  • R (i, j, t) cell in radio frame t at mobile station i
  • R (i, j, t) E ⁇ r (i, j, t) ⁇ (1)
  • E ⁇ is a function which calculates
  • Prob (k) number of times RBk is assigned to the mobile station in the cell edge area during ⁇ T / total number of RBs assigned during ⁇ T ... (2)
  • the cell edge region allocation presence / absence determining unit 140 may calculate Prob (k) by applying an exponential smoothing filter using the past Prob (k). Further, the cell edge region allocation presence / absence determination unit 140 may calculate Prob (k) according to the following equation (3) when the number of times allocated to RBk is sufficiently large.
  • Prob (k) number of times RBk is assigned to the mobile station in the cell edge area during ⁇ T) / number of times RBk is assigned during ⁇ T ... (3)
  • the cell edge region allocation presence / absence determination unit 140 generates p (j, k) according to the following formulas (4) and (5).
  • Cell edge region unallocated channel estimation section 110 calculates e (j, k) according to the following equation (6).
  • Cell edge region unallocated channel estimation section 110 calculates E (j) according to the following equation (7).
  • RSRP Reference Signal Received Power
  • RSRQ Reference Signal Received Quality
  • RSRQ N ⁇ RSRP / (E-UTRA carrier RSSI)... (8)
  • N is the number of RBs in the measurement band.
  • E-UTRA carrier RSSI is an average value of the sum of received power (W) observed in a measurement band composed of N RBs only for OFDM symbols including a reference signal. The average value includes interference power and noise power.
  • region determination part 120 determines with it being a cell edge area
  • the cell edge region determination unit 120 may determine that the cell edge region is a cell edge region when the following equation (10) is satisfied instead of the following equation (9).
  • the cell edge region determination unit 120 accumulates past r (i, j, t) for all mobile stations in the cell j, and accumulates the probability distribution P r (j, j, in the cell j in the radio frame t. If t) is calculated and the following equation (11) is satisfied, it may be determined that the region is a cell edge region.
  • Cell edge area determination section 120 all mobile stations intended for R in the cell j (i, j, t) accumulated historical data, the cumulative probability distribution of cell j in the radio frame t P R (j, t ) And the following equation (12) is satisfied, the cell edge region may be determined. P R (j, t) ⁇ C 2 (12)
  • the cell edge area determination unit 120 determines the cell center area and the cell edge area as shown in FIG.
  • the allocatable channel specifying unit 100 calculates an allocatable RB group (set A) based on the information acquired by the information acquisition unit 11, and assigns the allocatable RB group (set A) to the channel allocation unit 130. Supply (step S100).
  • the cell edge region unallocated channel estimation unit 110 is based on a determination result (p (j ′, k)) that determines whether or not there is an assignment to a mobile station in the cell edge region of each RB acquired from the adjacent base station apparatus 1. Then, the cell edge region unallocated RB group (set E (j)) is estimated (step S110). The cell edge region unallocated channel estimation unit 110 supplies the estimated cell edge region unallocated RB group (set E (j)) to the channel allocation unit 130.
  • the channel allocation unit 130 allocates each RB of the cell end area unallocated RB group (set E (j)) to all mobile stations that require allocation in the cell area (in the cell edge area and in the cell center area) (Ste S120).
  • Channel assignment section 130 determines whether or not an unassigned mobile station that requires RB assignment remains in the cell area (in the cell edge area and in the cell center area) (step S130). That is, the channel allocation unit 130 determines whether or not each RB has been allocated to all the mobile stations.
  • channel assignment section 130 determines that there are no unassigned mobile stations that require RB assignment remaining in the cell area (in the cell edge area and in the cell center area) (step S130: No).
  • this flowchart ends.
  • the RB having a low probability of being used in the cell edge region of the adjacent cell is assigned to all the mobile stations in the cell, interference with the adjacent cell is less likely to occur.
  • the traffic load is low, there is a high possibility that each RB of the cell edge region unallocated RB group (set E (j)) can be allocated to all mobile stations.
  • channel assignment section 130 determines that an unassigned mobile station that requires RB assignment remains in the cell area (in the cell edge area and in the cell center area) (step S130: Yes), That is, if it is determined that the RBs cannot be assigned to all the mobile stations, the assignment in step S120 is reset (step S140). Subsequent to step S140, the channel allocation unit 130 allocates each RB of the cell end region unallocated RB group (set E (j)) to the mobile station that needs to be allocated in the cell end region, and Each RB of the RB group (set A-set E (j)) other than the cell edge region unassigned RB group is assigned to the mobile station that needs to be assigned (step S150).
  • channel allocation section 130 determines whether or not an unallocated mobile station requiring RB allocation remains in the cell area (in the cell edge area and in the cell center area) (step S160). ). That is, the channel allocation unit 130 allocates each RB of the cell end region unallocated RB group (set E (j)) to all mobile stations that need to be allocated in the cell end region, and allocates the allocation in the cell center region. It is determined whether or not each RB of the RB group (set A-set E (j)) other than the cell edge region unassigned RB group has been assigned to all the required mobile stations.
  • step S160 determines that there is no unassigned mobile station that requires RB assignment in the cell area (in the cell edge area and in the cell center area) (step S160: No), that is, All RBs in the cell edge area unallocated RB group (set E (j)) are assigned to all mobile stations that require allocation in the cell edge area, and cells are assigned to all mobile stations that require assignment in the cell center area.
  • the flowchart ends.
  • an RB having a low probability of being used in the cell edge area of the adjacent cell is assigned to a mobile station in the cell edge area in the cell, and an RB having a high probability of being used in the cell edge area of the adjacent cell is assigned to the cell. Since it is assigned to the mobile station in the cell center area, interference with adjacent cells is hardly caused.
  • step S160 when it is determined that an unallocated mobile station that requires RB allocation remains in the cell area (in the cell edge area and in the cell center area) (step S160: Yes), that is, in the cell edge area.
  • RBs in the cell edge area unallocated RB group (set E (j)) could not be assigned to at least one of the mobile stations that need to be assigned, or at least of the mobile stations that need to be assigned in the cell center area
  • the channel allocation unit 130 determines that the unallocated RB ( Whether or not each RB in the cell edge area unallocated RB group (set E (j)) or RB groups other than the cell edge area unallocated RB group (set A ⁇ set E (j)) remains) (Step S170) .
  • step S170: No When the channel allocation unit 130 determines that the unallocated RB does not remain (step S170: No), the flowchart ends. On the other hand, when the channel allocation unit 130 determines that the unallocated RB remains (step S170: Yes), the channel allocation unit 130 requires the unallocated RB to be allocated to the unallocated mobile station (cell edge region). A mobile station that has not been assigned an RB of the cell edge region unassigned RB group (set E (j)) in step S150, and a mobile station that needs to be assigned in the cell center region in step S150 The RBs other than the cell edge region unallocated RB group (set A-set E (j)) RBs are assigned (step S180). That is, RBs are allocated to as many mobile stations as possible while reducing interference with adjacent cells. And this flowchart is complete
  • the amount of interference can be reduced in the dynamic FFR adapted to the actual environment.
  • the frequency allocation unit 10 is a component of the base station apparatus 1, but the frequency allocation unit 10 is not a component of a certain apparatus but may be an independent apparatus (frequency allocation apparatus 10). Good.
  • frequency allocation apparatus 10 includes assignable channel specifying section 100, cell edge area unassigned channel estimation section 110, channel assignment section 130, cell edge area determination section 120, and presence / absence of cell edge area allocation.
  • a determination unit 140 is provided.
  • the frequency allocation unit 10 is recorded by recording a program for executing each process of the frequency allocation unit 10 on a computer-readable recording medium, causing the computer system to read and execute the program recorded on the recording medium. 10 may be performed.
  • the “computer system” may include an OS and hardware such as peripheral devices. Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
  • the “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.
  • the “computer-readable recording medium” means a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic DRAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)), etc., which hold programs for a certain period of time.
  • the program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium.
  • the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement
  • the present invention can be applied to an OFDMA system in which a plurality of mobile stations (user terminals) can be changed in the time axis direction and each subcarrier in a band can be assigned. Since the frequency channel other than the frequency channel assigned to the cell edge region in the adjacent cell is assigned to the cell edge region of the own cell, the amount of interference can be reduced.
  • Base station apparatus Frequency allocation unit (frequency allocation apparatus) DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Information acquisition part 12 Radio

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

　基地局装置内の周波数割当部（周波数割当装置）は、隣接する基地局装置によってセル端領域内の移動局（ＵＥ）に対して割り当てられていない周波数チャネル（ＲＢ）であるセル端領域未割当チャネル（セル端領域未割当ＲＢ）を推定するセル端領域未割当チャネル推定部と、セル端領域未割当チャネル推定部によって推定されたセル端領域未割当チャネルをセル領域内の移動局に対して割り当てるチャネル割当部とを備える。

Description

周波数割当装置およびプログラム
　本発明は、周波数割当装置およびプログラムに関する。
　本願は、２００９年５月２７日に、日本に出願された特願２００９－１２７６４４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、第３世代（３Ｇ）セルラシステムの後継システムとして、ＬＴＥ（Long Term Evolution：正式名称は、Evolved Universal Terrestrial Radio Access（Ｅ－ＵＴＲＡ））やＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）という、次世代のセルラシステム（３．９Ｇセルラシステムとも称される）、および３．９Ｇセルラシステムの進化系である、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄシステム（４Ｇセルラシステムとも称される）に関する標準規格の検討が、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）、３ＧＰＰ２（3rd Generation Partnership Project 2）、およびＩＥＥＥ８０２．１６等の標準化団体で進められている。
　ＬＴＥ、ＵＭＢ、ＷｉＭＡＸなどのシステム、および、現在、４Ｇセルラシステム向けに検討されているＬＴＥ－ＡｄｖａｎｃｅｄやＩＥＥＥ８０２．１６ｍでは、多元接続方式としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が使用される。
　ＯＦＤＭＡを使用する無線システム（以下、「ＯＦＤＭＡシステム」という）では、複数の移動局（ユーザ端末）に帯域内の各サブキャリアを割り当てることができる。また、ＯＦＤＭＡシステムでは、各サブキャリアを割り当てる移動局は時間軸方向に変更することができる。即ち、ＯＦＤＭＡシステムでは、無線リソースを周波数軸および時間軸の２次元で管理するため、無線リソースを柔軟に割り当てることができる。
　一般に、セルラシステムでは、周波数利用効率を高めるため、同一周波数帯が複数のセル（以降、“セル”には“セクタ”が含まれる）で再利用される。セルラシステムで利用可能な全周波数帯域を全セルで再利用する手法を“１セル繰り返し”と称する。ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）を使用する３Ｇセルラシステムなどでは、同一周波数帯域を隣接セルで共用しても、Ｃｏｄｅによる通信チャネルの分離が可能である。しかし、ＦＤＭＡやＯＦＤＭＡでは、隣接セルで同一周波数帯域を共用すると、干渉が起き、通信品質劣化の要因となる。特に、セル端領域（セルエッジ領域）の移動局は、基地局との伝搬距離が長いため、信号電力レベルが低く、且つ、隣接セルの干渉電力量が高いため、通信品質が劣化しやすく、スループットの低下を招きやすい。
　上記問題を回避すべく、例えば、フラクショナル周波数再利用（FFR: Fractional Frequency Reuse）と称する技術が検討されている（非特許文献１乃至４参照）。当該技術は、セル端領域用の周波数帯域とセル中心領域用の周波数帯域を分離するとともに、セル端領域用の周波数帯域については、さらに“３セル繰り返し”と称する周波数再利用技術を適用している。図４Ａおよび図４Ｂは、ＦＦＲの例を示す。図４Ａおよび図４Ｂに示すＦＦＲの例では、各セクタのセル端領域に周波数軸上で異なる（直交する）周波数帯Ｆ１、Ｆ２およびＦ３が割り当てられ、セル中心領域に共通の周波数帯が割り当てられる。例えば、図４Ａに示された例では、セル端領域に割り当てられた周波数帯Ｆ１、Ｆ２およびＦ３とは異なる周波数帯Ｆ４がセル中心領域に割り当てられる。すなわち、この例では、セル端領域が“３セル繰り返し”、セル中心領域が“１セル繰り返し”である。また、図４Ｂに示された例では、セル端領域に割り当てられた周波数帯Ｆ１、Ｆ２およびＦ３がセル中心領域にも再利用される（割り当てられる）が、自セルのセル端領域に割り当てられた周波数帯と異なる周波数帯がセル中心領域に割り当てられる。例えば、セル端領域に周波数帯Ｆ１が割り当てられたセクタのセル中心領域には、周波数帯Ｆ１と異なる周波数帯Ｆ２およびＦ３が割り当てられる。
　また、ＦＦＲ技術をＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムに適用するときの具体例も提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムでは、ＩＤｃｅｌｌと称されるサブチャネルの構成法（サブチャネルとサブキャリアとの対応関係）がある。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムでは、セル毎にＩＤｃｅｌｌを設定する。ＩＤｃｅｌｌが同一である場合、サブチャネルの構成法は同一であるため、サブチャネルをさらに周波数軸方向又は時間軸方向に分割した無線リソースは互いに直交関係となる。しかし、ＩＤｃｅｌｌが同一でない場合、サブチャネルの構成法が異なるため、完全には直交関係にならない。特許文献１は、直交関係にある無線リソースをセル端領域に適用し、完全には直交関係にならない準直交状態の無線リソースをセル中心領域に適用する技術を提案する。
　上述の様に、非特許文献１乃至４および特許文献１などに示すＦＦＲ技術は、隣接セルにおいてセル端領域に割り当てられた周波数チャネル以外の周波数チャネルを自セルのセル端領域に割り当てるようにしている。このため、干渉量を軽減させるという効果を得ることができる。
　非特許文献５には、ＦＦＲに適用可能と思われる制御情報が定義されている。例えば、以下（１）および（２）に示す、ＬＴＥシステムにおける基地局間インタフェースの制御情報が定義されている。なお、特許文献２では、非特許文献５において定義されている制御情報のうち、干渉量の大小を示すＯＩ（後述）と称される情報を使用し、上りリンク（ＵＬ：Up-Link）でのリファレンス信号や制御チャネルを対象にした電力制御手法を提案している。
　（１）下りリンク（ＤＬ：Down-Link）に関する制御情報ＲＮＴＰ（Relative Narrowband Tx Power）：使用可能な送信電力の大小を示す２値変数。隣接セルに通知される。ＲＮＴＰは、例えば、各ＲＢに係る送信電力が閾値超であるときは値「１」、閾値未満であるときは値「０」となる（非特許文献５参照）。
　（２）上りリンク（ＵＬ：Up-Link）に関する制御情報
　（２）－１. 　ＨＩＩ（High Interference Indication）：干渉の発生有無を示す２値変数。隣接セルに通知される。例えば、ＨＩＩは、各ＲＢに大きな干渉が発生するときは値「１」、発生しないときは値「０」となる（非特許文献５）。
　（２）－２.　ＯＩ（Overload Indication）：ＲＢ毎に、「high interference, medium interference, low interference」という情報を隣接セルに通知する。
　図５は、ＯＦＤＭＡシステムにおける無線リソースの概念を示している。非特許文献６では、１８０ｋＨｚの帯域幅である１サブキャリアと、１ミリ秒の時間である１サブフレーム（Sub-frame）とから規定される無線リソースをリソースブロック（ＲＢ）と称する。非特許文献６では、サブキャリア数は１２である。非特許文献６では、セルラシステムの基地局は、各ＲＢを割り当てる移動局（非特許文献６の用語では、ＵＥ（:User Equipment）に相当）を決定する。
特開２００８－１６７４１３号公報 特開２００８－１９３４３９号公報
小西ら、"ＯＦＤＭＡ系セルラシステム用Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｒｅｕｓｅに関する一検討、"２００７年信学ソサイエティ大会、Ｂ－５－５９、２００７年９月 藤井ら、"Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｒｅｕｓｅを用いるＯＦＤＭＡセルラシステムの特性解析、"信学技報ＲＣＳ２００７－１６１、２００８年１月 Seung Su Han, et al. "A New Frequency Partitioning and Allocation of Subcarriers for Fractional Frequency Reuse in Mobile Communication Systems" IEICE Trans. Commun., Vol.E91-B, No.8, pp.2748- 2751, Aug. 2008. 小峯ら、"Ｅｖｏｌｖｅｄ　ＵＴＲＡにおけるＦｒａｃｔｉｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｒｅｕｓｅの特性評価、"２００８年信学ソサイエティ大会、ＢＳ－４－９、２００８年９月． 3GPP TS 36.423,"Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN),X2 application protocol(X2AP)." 3GPP TS 36.211,"Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA); Physical Channels and Modulation(Release8)." 3GPP TS 36.214,"Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA);Physical layer-Measurements(Release8)."
　非特許文献１乃至４および特許文献１などの従来のＦＦＲ技術では、トラヒック量が評価対象の全領域において均一であるという静的な環境を前提とする静的なＦＦＲ（図４Ａおよび図４Ｂの例のような、固定的（均一的）なセル形状（セル構成）、固定的（規則的）なセル配置、セル中心領域とセル端領域の境界が一定且つ全セル共通であるようなＦＦＲ）を想定している。しかしながら、実環境はトラヒック量にはばらつきが存在する上、実際のセル形状、セル配置なども動的に変化する。例えば、採用するアンテナ指向性パターン、アンテナチルト角、電波伝搬環境などの影響によってセル形状は変動し、セルの新設又は廃止によってセル配置は変動する。従って、静的なＦＦＲを想定する従来のＦＦＲ技術を実環境に適用しても、干渉量を軽減させるという効果を得難い。また、実環境に即した動的なＦＦＲを実現するための基地局間インタフェースの制御情報の具体的な使用方法に関しては実装依存としているため、非特許文献５には記載されていない。また、基地局間インタフェースの制御情報を使用する動的なＦＦＲの実現手段は提案されていない。
　本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、実環境に即した動的なＦＦＲにおいて、干渉量を軽減させる技術を提供することを目的とする。
　上記問題を解決するために、本発明の一態様である周波数割当装置は、第１のセルの第１セル領域内に位置する移動局に通信に用いる周波数チャネルを割当てる周波数割当装置において、前記第１のセルに隣接する第２のセルに設けられた隣接周波数割当装置が前記第２のセルの第２セル端領域内に位置する移動局に対して割り当てた周波数チャネル以外の周波数チャネルであるセル端領域未割当チャネルを推定するセル端領域未割当チャネル推定部と、前記セル端領域未割当チャネルを前記第１セル領域内に位置する移動局に対して割り当てるチャネル割当部とを備える。当該周波数割当装置において、上記チャネル割当部は、セル端領域未割当チャネルを第１セル領域内に位置し割当を要する全移動局に対して割り当てる。
　上記周波数割当装置において、上記チャネル割当部は、セル端領域未割当チャネルを前記第１のセルの第１セル中心領域内に位置する移動局よりも優先させて前記第１のセルの第１セル端領域内に位置する移動局に対して割り当てるようにしてもよい。
　上記周波数割当装置において、上記チャネル割当部は、セル端領域未割当チャネルを前記第１セル領域内に位置し割当を要する全移動局に対して割り当てることができないときは、セル端領域未割当チャネルを前記第１セル端領域内に位置し割当を要する移動局に対して割り当てるようにしてもよい。
　上記周波数割当装置において、上記チャネル割当部は、セル端領域未割当チャネルを前記第１セル端領域内に位置し割当を要する移動局に対して割り当てるとともにセル端領域未割当チャネル以外の周波数チャネルを前記第１セル中心領域内に位置し割当を要する移動局に割り当てた場合において、残存する割当可能な周波数チャネルを、残存する割当を要する移動局に割り当てるようにしてもよい。
　上記周波数割当装置において、上記セル端領域未割当チャネル推定部は、隣接周波数割当装置から周波数チャネル毎に各周波数チャネルが前記第２セル端領域内に位置する移動局に対して割り当てられているかどうかを判定した判定結果を取得し、この判定結果に基づいて各周波数チャネルが前記第１セル端領域内に位置する移動局に対して割り当てられる確からしさを示すセル端領域割当尤度を算出し、セル端領域割当尤度が閾値未満である周波数チャネルをセル端領域未割当チャネルとして推定するようにしてもよい。
　上記周波数割当装置は、上記チャネル割当部による割当結果に基づいて、前記第１セル端領域内に位置する移動局に対する各周波数チャネルの割当の有無を判定するセル端領域割当有無判定部を更に備えてもよく、このセル端領域割当有無判定部は、判定結果を隣接周波数割当装置に送信するようにしてもよい。
　上記問題を解決するために、本発明の他の態様である周波数割当装置は、第１のセルのセル領域内に静止している移動局に対して割り当てる周波数チャネルを経過的に変化させる周波数割当装置であって、前記第１のセルに隣接する第２のセルに設けられた他の周波数割当装置が前記第２のセルのセル端領域内に位置する移動局に対して割り当てた周波数チャネル以外であると推定される周波数チャネルを前記第１のセルの中心領域内に位置する移動局よりも優先させて前記第１のセルの端領域内に位置する移動局に対して割り当てる。
　上記問題を解決するために、本発明の他の態様であるプログラムは、第１のセルの第１セル領域内に位置する移動局に通信に用いる周波数チャネルを割当てる周波数割当装置のコンピュータに、前記第１のセルに隣接する第２のセルに設けられた隣接周波数割当装置が前記第２のセルの第２セル端領域内に位置する移動局に対して割り当てた周波数チャネル以外の周波数チャネルであるセル端領域未割当チャネルを推定するセル端領域未割当チャネル推定ステップと、このセル端領域未割当チャネルを前記第１セル領域内に位置する移動局に対して割り当てるチャネル割当ステップとを実行させる。
　本発明によれば、実環境に即した動的なＦＦＲにおいて、隣接セルにおいてセル端領域に割り当てられた周波数チャネル以外の周波数チャネルを自セルのセル端領域に割り当てるようにしているため、干渉量を軽減させることができるようになる。
本発明の一実施形態に係る基地局装置を含むセルラシステムを示す図である。 本発明の一実施形態に係る基地局装置を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る基地局装置の動作の一例を示すフローチャートである。 従来技術に係るフラクショナル周波数再利用による周波数帯割当の一例を示す図である。 従来技術に係るフラクショナル周波数再利用による周波数帯割当の他の例を示す図である。 ＯＦＤＭＡシステムにおけるリソースブロックを示す図である。
　以下、本発明の一実施形態に係る基地局装置１について図面を参照して説明する。基地局装置１およびそれに隣接する基地局装置１’は、図１に示すように、セルラシステムを構成する。基地局装置１はセルｊ内の通信を行い、基地局装置１’はセルｊ’内の通信を行う。各セルｊおよびｊ’は、セル中心領域およびその周辺に位置するセル端（セルエッジ）領域とからなる。本実施形態においては、基地局装置１は、ＬＴＥシステムを構成する基地局装置として説明する。基地局装置１および１’は、ＬＴＥシステムにおける基地局間インタフェースの制御情報（非特許文献５に規定されるＲＮＴＰ、ＨＩＩ等）を、各周波数チャネルのセル端領域内の移動局に対する割当の有無を示す情報として使用する。制御情報の基地局間の交換周期は、非特許文献５に規定されていないため、基地局間ネットワークの負荷などを鑑みてシステム設計時やシステム運用時に設定する。一例として、当該交換周期は、例えば、数十ミリ秒程度としてもよい。
　基地局装置１および１’は、動的なＦＦＲ技術を採用する。つまり、基地局装置１および１’は、各々セルｊおよびｊ’内に位置する移動局に対して通信に使用する周波数チャネルを割り当てるが、静止している移動局に対しても割り当てる周波数チャネルを時々刻々に変化させ得る。静止している移動局とは、ある注目する時間内に、位置が変わらない移動局、即ち、移動していない移動局である。換言すれば、セルｊ内に位置する移動局においては、静止して通信している最中であっても、基地局装置１はその移動局の周波数チャネルの割当を経時的に変化させることができる。
　基地局装置１は、図２に示すように、周波数割当部１０（無線パケットスケジューラ）、情報取得部１１および無線アクセス制御部１２を備える。周波数割当部１０は、更に、割当可能チャネル特定部１００、セル端領域未割当チャネル推定部１１０、チャネル割当部１３０、セル端領域判定部１２０およびセル端領域割当有無判定部１４０を備える。なお、図２においては、図示を省略しているが、隣接する基地局装置１’も基地局装置１と同様の構成であり、周波数割当部１０’を含む。
　情報取得部１１は、周波数チャネルの割当に必要な情報（例えば、システム諸元、種々のパラメータ値、無線回線品質情報）を取得する。情報取得部１１は、取得した情報を割当可能チャネル特定部１００、セル端領域判定部１２０およびチャネル割当部１３０に供給する。
　割当可能チャネル特定部１００は、情報取得部１１にて取得された情報に基づいて、割当可能な周波数チャネル（ＲＢ）を特定する。具体的には、割当可能チャネル特定部１００は、割当可能な周波数チャネルの集合を求め、その集合をチャネル割当部１３０に供給する。
　隣接するセルｊ’に配置された基地局装置１’内の周波数割当部１０’は、セルｊ’のセル端領域内に位置する移動局に対して通信に用いる周波数チャネルを割り当てている。セル端領域未割当チャネル推定部１１０は、周波数割当部１０’によってセル端領域内の移動局に対して割り当てられた周波数チャネル以外の周波数チャネルであるセル端領域未割当チャネルを推定する。具体的には、セル端領域未割当チャネル推定部１１０は、周波数割当部１０’から各周波数チャネルが、セルｊ’のセル端領域内の移動局に対して割り当られているかどうかを判定した判定結果を取得する。次に、推定部１１０は、取得した判定結果に基づいて、各周波数チャネルがセルｊ’のセル端領域内の移動局に対して割り当てられる確からしさを示すセル端領域割当尤度を算出し、このセル端領域割当尤度が閾値未満である周波数チャネルをセル端領域未割当チャネルとして推定する。次に、セル端領域未割当チャネル推定部１１０は、推定したセル端領域未割当チャネルを示す情報をチャネル割当部１３０に供給する。干渉量をより軽減させるため、セル端領域未割当チャネル推定部１１０は、セル端領域未割当チャネルに加え、セル中心領域内の移動局に対しても、割り当てられていない周波数チャネルを推定してもよい。
　セル端領域判定部１２０は、情報取得部１１によって取得された無線回線品質情報に基づいて、セルｊ内の各移動局の位置する場所がセル端領域であるか否かを判定する。セル端領域判定部１２０は、各移動局がセル端領域に位置するか否かの判定結果をチャネル割当部１３０およびセル端領域割当有無判定部１４０に供給する。
　チャネル割当部１３０は、セル端領域未割当チャネル推定部１１０によって推定されたセル端領域未割当チャネルをセルｊの領域内の割当を要する全移動局に対して割り当てる。具体的には、チャネル割当部１３０は、セル端領域未割当チャネルをセルｊ内のセル中心領域内の移動局よりも優先させて、セル端領域内の移動局に対して割り当てる。
　チャネル割当部１３０が、セル端領域未割当チャネルをセル領域内の割当を要する全移動局に対して割り当てることができない場合、即ち、全移動局の全パケットを送信するだけのセル端末割当チャネルがない場合も考えられる。この場合には、チャネル割当部１３０は、セル端領域未割当チャネルをセル端領域内の割当を要する移動局に対して割り当てるとともにセル端領域未割当チャネル以外の周波数チャネルをセル中心領域内の割当を要する移動局に割り当てる。なお、トラヒック負荷が低い場合（トラヒック量に比べ使用可能な周波数チャネル数が多い場合）には、全移動局に対し、セル端領域未割当チャネルを割り当てることができる可能性は高く、トラヒック負荷が高い場合には、可能性が低い。
　また、チャネル割当部１３０は、セル端領域未割当チャネルをセル端領域内の割当を要する移動局に対して割り当てるとともにセル端領域未割当チャネル以外の周波数チャネルをセル中心領域内の割当を要する移動局に割り当てた場合において、残存する割当可能な周波数チャネルを、残存する割当を要する移動局に割り当てる。周波数割当アルゴリズムは特に限定しないが、例えば、プロポーショナルフェアネスアルゴリズムなどを使用する。
　チャネル割当部１３０は、割当結果を無線アクセス制御部１２およびセル端領域割当有無判定部１４０に供給する。
　無線アクセス制御部１２は、チャネル割当部１３０による割当結果に基づいて、無線物理層でのアクセス制御やパケット送受信処理などを行う。
　セル端領域割当有無判定部１４０は、チャネル割当部１３０による割当結果に基づいて、セル端領域内の各移動局に対していずれの周波数チャネルが割当てられたかを検出し、各周波数チャネル毎に割当の有無を判定する。セル端領域割当有無判定部１４０は、当該判定結果を隣接周波数割当装置に送信する。
　続いて、セル端領域未割当チャネル推定部１１０、セル端領域判定部１２０、セル端領域割当有無判定部１４０の具体的な動作を以下の意味を持つ変数等を用いて説明する。なお、以下の説明において、周波数チャネルの具体例として、ＬＴＥシステムのリソースブロック（以下、「ＲＢ」と表記）を用いる。
　ｉ：移動局ＩＤ
　ｊ：自セル（Serving cell）のＩＤ
　ｊ’：自セルｊに隣接する隣接セルのＩＤ（ｊ’≠ｊ）
　Ｊ’：隣接セルｊ’の集合
　Ｎ（ｊ）：自セルｊの隣接セル数（＝｜Ｊ’｜）
　ｋ：ＲＢのＩＤ（または、複数のＲＢから構成されるリソースブロックグループ（ＲＢＧ）のＩＤ）。
　Ａ：システム帯域内において割当可能なＲＢの集合。但し、ＶｏＩＰ（Voice over IP）呼の初送に適する“Persistent割当”やＨｙｂｒｉｄ　ＡＲＱでの“再送パケット用割当”が優先される場合は、集合Ａからこれらによって割り当てられたＲＢを除外する。
　ｐ（ｊ，ｋ）：自セルｊのセル端領域内の移動局に対するＲＢｋの割当の有無の判定結果を示すビットマップ情報。ＲＮＴＰ又はＨＩＩを用いて隣接セルに通知される。
　ｅ（ｊ，ｋ）：自セルｊの隣接セルにおいてＲＢｋがセル端領域内の移動局に割り当られているか否かを示す変数
　Ｅ（ｊ）：自セルｊに隣接する隣接セルにおいてセル端領域内の移動局に割り当られている確率（尤度）が高いＲＢ（セル端領域未割当ＲＢ）の集合。セル端領域未割当チャネル群（セル端領域未割当ＲＢ群）。
　ｒ（ｉ，ｊ，ｔ）：移動局ｉにおける無線フレームｔでのセルｊのＲＳＲＰ値（又はＲＳＲＱ値）の瞬時値
　Ｒ（ｉ，ｊ，ｔ）：移動局ｉにおける無線フレームｔでのセルｊのＲＳＲＰ値（又はＲＳＲＱ値）の長区間平均値。下記式（１）に従って算出される。
       Ｒ（ｉ，ｊ，ｔ）＝Ｅ｛ｒ（ｉ，ｊ，ｔ）｝…（１）
但し、Ｅ｛｝は単純平均や指数平滑平均などの期待値を求める関数である。
　ΔＴ：ＲＮＴＰ又はＨＩＩの通知時間間隔
　Ｘ１、Ｘ２、Ｃ１、Ｃ２：パラメータ
[ｐ（ｊ，ｋ）の生成]　
　セル端領域割当有無判定部１４０によるビットマップ情報ｐ（ｊ，ｋ）の生成手順を説明する。セル端領域割当有無判定部１４０は、Prob（ｋ）≧Ｘ１を満たすとき、ｐ（ｊ，ｋ）に割当有を示す値「１」をセットする。まず、セル端領域割当有無判定部１４０は、ΔＴ＞サブフレーム長の場合、下記式（２）によってProb（ｋ）を算出する。
　Prob（ｋ）＝ΔＴ間にセル端領域の移動局にＲＢｋが割り当てられた回数／ΔＴ間に割り当てられた延べＲＢ数　…（２）
　なお、セル端領域割当有無判定部１４０は、過去のProb（ｋ）を用いて指数平滑フィルタを適用してProb（ｋ）を算出してもよい。また、セル端領域割当有無判定部１４０は、ＲＢｋに割り当てられた回数が十分多い場合には、下記式（３）に従ってProb（ｋ）を算出してもよい。
　Prob（ｋ）＝ΔＴ間にセル端領域の移動局にＲＢｋが割り当てられた回数）／ΔＴ間にＲＢｋが割り当てられた回数　…（３）
　次に、セル端領域割当有無判定部１４０は、下記式（４）（５）に従ってｐ（ｊ，ｋ）を生成する。
　ｐ（ｊ，ｋ）＝１，if　Prob（ｋ）≧Ｘ１　…（４）
　ｐ（ｊ，ｋ）＝０，otherwise　…（５）
［ｅ（ｊ，ｋ）の算出］
　セル端領域未割当チャネル推定部１１０は、下記式（６）に従ってｅ（ｊ，ｋ）を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
［Ｅ（ｊ，ｋ）の算出］
　セル端領域未割当チャネル推定部１１０は、下記式（７）に従ってＥ（ｊ）を算出する。
　E（ｊ）＝｛Ａ∋ｋ|ｅ（ｊ，ｋ）≦Ｘ２｝…（７）
[セル端領域の判定（同定）]
　セル端領域判定部１２０によるセル端領域の判定手順を説明する。なお、セル端領域の判定には、３ＧＰＰに規定されているＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）とＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）を用いる（非特許文献７参照）。ＲＳＲＰとは、セル固有のリファレンス信号が配置されたＯＦＤＭシンボルとＯＦＤＭサブキャリアの組み合わせからなる無線リソースであるリソースエレメント（Resource Elements）におけるセル固有リファレンス信号の信号成分の受信電力（Ｗ）の総和を、セル固有リファレンス信号が送信されるリソースエレメントにより除算して得られる、平均のセル固有リファレンス信号受信電力値である。また、ＲＳＲＱとは、下記式（８）から算出される値である
　　RSRQ＝N×RSRP／（E-UTRA carrier RSSI）…（８）
　上記式（８）において、Ｎは測定帯域内のＲＢ数である。“E-UTRA carrier RSSI”は、リファレンス信号を含むＯＦＤＭシンボルのみを対象とし、Ｎ個のＲＢから構成される測定帯域で観測される受信電力（Ｗ）の総和の平均値である。当該平均値には干渉電力や雑音電力などが含まれている。
　セル端領域判定部１２０は、下記式（９）を満たす場合、セル端領域であると判定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　セル端領域判定部１２０は、下記式（９）に代えて下記式（１０）を満たす場合、セル端領域であると判定してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　また、セル端領域判定部１２０は、セルｊ内の全移動局を対象に過去のｒ（ｉ，ｊ，ｔ）を蓄積し、無線フレームｔでのセルｊにおける累積確率分布Ｐｒ（ｊ，ｔ）を算出し、下記式（１１）を満たす場合、セル端領域であると判定してもよい。
　　Ｐｒ（ｊ，ｔ）≦Ｃ２　…（１１）
　セル端領域判定部１２０は、セルｊ内の全移動局を対象にＲ（ｉ，ｊ，ｔ）の過去データを蓄積し、無線フレームｔでのセルｊにおける累積確率分布ＰＲ（ｊ，ｔ）を算出し、下記式（１２）を満たす場合、セル端領域であると判定してもよい。
　　ＰＲ（ｊ，ｔ）≦Ｃ２　…（１２）
　以上から、セル端領域判定部１２０は、図２に示すように、セル中心領域とセル端領域とを判別する。
　続いて、図３を参照して基地局装置１のＲＢの割当処理の動作を説明する。割当可能チャネル特定部１００は、情報取得部１１にて取得された情報に基づいて、割当可能なＲＢ群（集合Ａ）を算定し、割当可能なＲＢ群（集合Ａ）をチャネル割当部１３０に供給する（ステップＳ１００）。
　セル端領域未割当チャネル推定部１１０は、隣接する基地局装置１から取得した各ＲＢのセル端領域内の移動局に対する割当の有無を判定した判定結果（ｐ（ｊ’，ｋ））に基づいて、セル端領域未割当ＲＢ群（集合Ｅ（ｊ））を推定する（ステップＳ１１０）。セル端領域未割当チャネル推定部１１０は、推定したセル端領域未割当ＲＢ群（集合Ｅ（ｊ））をチャネル割当部１３０に供給する。
　チャネル割当部１３０は、セル領域内（セル端領域内およびセル中心領域内）の割当を要する全移動局に対し、セル端領域未割当ＲＢ群（集合Ｅ（ｊ））の各ＲＢを割り当てる（ステップＳ１２０）。チャネル割当部１３０は、セル領域内（セル端領域内およびセル中心領域内）に、ＲＢの割当を要する未割当の移動局が残存しているか否かを判断する（ステップＳ１３０）。即ち、チャネル割当部１３０は、上記全移動局に対し、上記各ＲＢを割り当てることができたか否かを判断する。
　チャネル割当部１３０は、セル領域内（セル端領域内およびセル中心領域内）に、ＲＢの割当を要する未割当の移動局が残存していないと判断した場合（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、即ち、上記全移動局に対し、上記各ＲＢを割り当てることができたと判断した場合、本フローチャートは終了する。この場合、隣接セルのセル端領域に使用されている確率が低いＲＢを当該セル内の全移動局に割り当てたので、隣接セルとの干渉が生じ難くなる。なお、トラヒック負荷が低い場合には、全移動局に対し、セル端領域未割当ＲＢ群（集合Ｅ（ｊ））の各ＲＢを割り当てることができる可能性が高くなる。
　一方、チャネル割当部１３０は、セル領域内（セル端領域内およびセル中心領域内）に、ＲＢの割当を要する未割当の移動局が残存していると判断した場合（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、即ち、上記全移動局に対し、上記各ＲＢを割り当てることができなかったと判断した場合、ステップＳ１２０における割当てをリセットする（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０に続いてチャネル割当部１３０は、セル端領域内の割当を要する移動局に対してセル端領域未割当ＲＢ群（集合Ｅ（ｊ））の各ＲＢを割り当てるとともに、セル中心領域内の割当を要する移動局に対してセル端領域未割当ＲＢ群以外のＲＢ群（集合Ａ－集合Ｅ（ｊ））の各ＲＢを割り当てる（ステップＳ１５０）。
　ステップＳ１５０に続いてチャネル割当部１３０は、セル領域内（セル端領域内およびセル中心領域内）に、ＲＢの割当を要する未割当の移動局が残存しているか否かを判断する（ステップＳ１６０）。即ち、チャネル割当部１３０は、セル端領域内の割当を要する全移動局に対してセル端領域未割当ＲＢ群（集合Ｅ（ｊ））の各ＲＢを割り当てるとともに、セル中心領域内の割当を要する全移動局に対してセル端領域未割当ＲＢ群以外のＲＢ群（集合Ａ－集合Ｅ（ｊ））の各ＲＢを割り当てることができたか否かを判断する。
　チャネル割当部１３０は、セル領域内（セル端領域内およびセル中心領域内）に、ＲＢの割当を要する未割当の移動局が残存していないと判断した場合（ステップＳ１６０：Ｎｏ）、即ち、セル端領域内の割当を要する全移動局に対してセル端領域未割当ＲＢ群（集合Ｅ（ｊ））の各ＲＢを割り当てるとともに、セル中心領域内の割当を要する全移動局に対してセル端領域未割当ＲＢ群以外のＲＢ群（集合Ａ－集合Ｅ（ｊ））の各ＲＢを割り当てることができたと判断した場合、本フローチャートは終了する。この場合、隣接セルのセル端領域に使用されている確率が低いＲＢを当該セル内のセル端領域の移動局に割り当て、隣接セルのセル端領域に使用されている確率が高いＲＢを当該セル内のセル中心領域の移動局に割り当てたので、隣接セルとの干渉が割と生じ難くなる。
　一方、セル領域内（セル端領域内およびセル中心領域内）に、ＲＢの割当を要する未割当の移動局が残存していると判断した場合（ステップＳ１６０：Ｙｅｓ）、即ち、セル端領域内の割当を要する移動局の少なくとも１つに対してセル端領域未割当ＲＢ群（集合Ｅ（ｊ））のＲＢを割り当てることができなかったか、またはセル中心領域内の割当を要する移動局の少なくとも１つに対してセル端領域未割当ＲＢ群以外のＲＢ群（集合Ａ－集合Ｅ（ｊ））のＲＢを割り当てることができなかったと判断した場合、チャネル割当部１３０は、未割当のＲＢ（セル端領域未割当ＲＢ群（集合Ｅ（ｊ））の各ＲＢ又はセル端領域未割当ＲＢ群以外のＲＢ群（集合Ａ－集合Ｅ（ｊ））の各ＲＢ）が残存しているか否かを判断する（ステップＳ１７０）。
　チャネル割当部１３０は、上記未割当のＲＢが残存していないと判断した場合（ステップＳ１７０：Ｎｏ）、本フローチャートは終了する。一方、チャネル割当部１３０は、上記未割当のＲＢが残存している判断した場合（ステップＳ１７０：Ｙｅｓ）、上記未割当のＲＢを、上記未割当の移動局（セル端領域内の割当を要する移動局であってステップＳ１５０においてセル端領域未割当ＲＢ群（集合Ｅ（ｊ））のＲＢを割り当てられなかった移動局、および、セル中心領域内の割当を要する移動局であってステップＳ１５０においてセル端領域未割当ＲＢ群以外のＲＢ群（集合Ａ－集合Ｅ（ｊ））のＲＢを割り当てられなかった移動局）に割り当てる（ステップＳ１８０）。即ち、隣接セルとの干渉を低減させつつ、なるべく多くの移動局にＲＢを割り当てるようにしている。そして本フローチャートは終了する。
　以上、本実施形態によれば、実環境に即した動的なＦＦＲにおいて、干渉量を軽減させることができる。
　なお、本実施形態においては、周波数割当部１０は基地局装置１の構成要素であるが、周波数割当部１０は、ある装置の構成要素ではなく独立した装置（周波数割当装置１０）であってもよい。その場合、周波数割当装置１０は、図２に示すように、割当可能チャネル特定部１００、セル端領域未割当チャネル推定部１１０、チャネル割当部１３０、セル端領域判定部１２０およびセル端領域割当有無判定部１４０を備える。
　なお、周波数割当部１０の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、周波数割当部１０に係る上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
　さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
　本発明は、複数の移動局（ユーザ端末）に時間軸方向に変更させて帯域内の各サブキャリアを割り当てることができるＯＦＤＭＡシステムに適用することができ、実環境に即した動的なＦＦＲにおいて、隣接セルにおいてセル端領域に割り当てられた周波数チャネル以外の周波数チャネルを自セルのセル端領域に割り当てるようにしているため、干渉量を軽減させることができる。
　１　基地局装置
　１０　周波数割当部（周波数割当装置）
　１１　情報取得部
　１２　無線アクセス制御部
　１００　割当可能チャネル特定部
　１１０　セル端領域未割当チャネル推定部
　１２０　セル端領域判定部
　１３０　チャネル割当部
　１４０　セル端領域割当有無判定部

Claims (8)

  1. 　第１のセルの第１セル領域内に位置する移動局に通信に用いる周波数チャネルを割当てる周波数割当装置において、
    　前記第１のセルに隣接する第２のセルに設けられた隣接周波数割当装置が前記第２のセルの第２セル端領域内に位置する移動局に対して割り当てた周波数チャネル以外の周波数チャネルであるセル端領域未割当チャネルを推定するセル端領域未割当チャネル推定部と、
    　前記セル端領域未割当チャネルを前記第１セル領域内に位置する移動局に対して割り当てるチャネル割当部と
    を備える周波数割当装置。
  2. 　前記チャネル割当部は、前記セル端領域未割当チャネルを前記第１のセルの第１セル中心領域内に位置する移動局よりも優先させて前記第１のセルの第１セル端領域内に位置する移動局に対して割り当てる請求項１に記載の周波数割当装置。
  3. 　前記チャネル割当部は、前記セル端領域未割当チャネルを前記第１セル領域内に位置し割当を要する全移動局に対して割り当てることができないときは、前記セル端領域未割当チャネルを前記第１セル端領域内に位置し割当を要する移動局に対して割り当てる請求項１に記載の周波数割当装置。
  4. 　前記チャネル割当部は、前記セル端領域未割当チャネルを前記第１セル端領域内に位置し割当を要する移動局に対して割り当てるとともに前記セル端領域未割当チャネル以外の周波数チャネルを前記第１セル中心領域内に位置し割当を要する移動局に割り当てた場合において、残存する割当可能な周波数チャネルを、残存する割当を要する移動局に割り当てる請求項３に記載の周波数割当装置。
  5. 　前記セル端領域未割当チャネル推定部は、前記隣接周波数割当装置から前記周波数チャネル毎に各周波数チャネルが前記第２セル端領域内に位置する移動局に対して割り当てられているかどうかを判定した判定結果を取得し、前記判定結果に基づいて前記各周波数チャネルが前記第１セル端領域内に位置する移動局に対して割り当てられる確からしさを示すセル端領域割当尤度を算出し、前記セル端領域割当尤度が閾値未満である周波数チャネルを前記セル端領域未割当チャネルとして推定する請求項１から請求項４の何れか１項に記載の周波数割当装置。
  6. 　前記チャネル割当部による割当結果に基づいて、前記第１セル端領域内に位置する移動局に対する各周波数チャネルの割当の有無を判定するセル端領域割当有無判定部を更に備え、
    　前記セル端領域割当有無判定部は、前記判定結果を前記隣接周波数割当装置に送信する請求項５に記載の周波数割当装置。
  7. 　第１のセルのセル領域内に静止している移動局に対して割り当てる周波数チャネルを経過的に変化させる周波数割当装置であって、
    　前記第１のセルに隣接する第２のセルに設けられた他の周波数割当装置が前記第２のセルのセル端領域内に位置する移動局に対して割り当てた周波数チャネル以外であると推定される周波数チャネルを前記第１のセルの中心領域内に位置する移動局よりも優先させて前記第１のセルの端領域内に位置する移動局に対して割り当てる周波数割当装置。
  8. 　第１のセルの第１セル領域内に位置する移動局に通信に用いる周波数チャネルを割当てる周波数割当装置のコンピュータに、
    　前記第１のセルに隣接する第２のセルに設けられた隣接周波数割当装置が前記第２のセルの第２セル端領域内に位置する移動局に対して割り当てた周波数チャネル以外の周波数チャネルであるセル端領域未割当チャネルを推定するセル端領域未割当チャネル推定ステップと、
    　前記セル端領域未割当チャネルを前記第１セル領域内に位置する移動局に対して割り当てるチャネル割当ステップと
    を実行させるプログラム。
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