WO2014125885A1 - 無線基地局、ユーザ端末、セル選択方法及び無線通信システム - Google Patents

無線基地局、ユーザ端末、セル選択方法及び無線通信システム Download PDF

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WO2014125885A1
WO2014125885A1 PCT/JP2014/051251 JP2014051251W WO2014125885A1 WO 2014125885 A1 WO2014125885 A1 WO 2014125885A1 JP 2014051251 W JP2014051251 W JP 2014051251W WO 2014125885 A1 WO2014125885 A1 WO 2014125885A1
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cell
base station
user terminal
carrier
offset value
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PCT/JP2014/051251
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アナス ベンジャブール
祥久 岸山
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株式会社Ｎｔｔドコモ
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Publication date
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices

Definitions

  • the present invention relates to a radio base station, a user terminal, a cell selection method, and a radio communication system in a next-generation mobile communication system in which macro cells and small cells are overlapped.
  • LTE-A Long Term Evolution
  • HetNet radio communication system
  • a small cell for example, a pico cell, a femto cell, etc.
  • Heterogeneous Network has been studied (for example, Non-Patent Document 1).
  • a first carrier having a relatively low frequency band for example, 2 GHz
  • a second carrier having a relatively high frequency band for example, 3.5 GHz
  • the capacity of the small cell is higher than the capacity of the macro cell. For this reason, in order to improve a transmission rate (throughput), it is preferable that a user terminal communicates in a small cell.
  • the path loss of the second carrier in the high frequency band increases compared to the path loss of the first carrier in the low frequency band. For this reason, in the cell selection in the user terminal, there is a problem that even if it is preferable to perform communication in the small cell, the small cell using the second carrier in the high frequency band may not be selected.
  • the present invention has been made in view of such a point, and in a wireless communication system in which a macro cell and a small cell are overlapped, a wireless base station capable of actively selecting a small cell by a user terminal
  • An object is to provide a user terminal, a cell selection method, and a wireless communication system.
  • the cell selection method of the present invention provides a cell in a radio communication system in which a first cell in which a first carrier is used and a second cell in which a second carrier in a higher frequency band than the first carrier is used are overlapped.
  • an offset value used for cell selection in the user terminal is determined based on transmission characteristic information using the second carrier in the second cell.
  • a step of measuring reception quality, a step of receiving an offset value notified from the first radio base station, the measured reception quality, and the received offset Based on the bets value, characterized in that it and a step of performing cell selection.
  • a user terminal in a wireless communication system in which a macro cell and a small cell are arranged in an overlapping manner, a user terminal can be made to actively select a small cell.
  • HetNet It is a conceptual diagram of HetNet. It is explanatory drawing of an example of the carrier used by HetNet. It is explanatory drawing of three-dimensional / Massive MIMO. It is explanatory drawing of the relationship (one dimension) of the frequency f and the number of antenna elements. It is explanatory drawing of the relationship (two dimensions) of the frequency f and the number of antenna elements. It is explanatory drawing of the beam forming which applied three-dimensional / Massive MIMO. It is a sequence diagram which shows the cell selection method which concerns on the 1st aspect of this invention. It is a flowchart which shows the cell selection method which concerns on the 1st aspect of this invention. It is explanatory drawing of the cell selection method which concerns on the 2nd aspect of this invention.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of HetNet.
  • HetNet is a wireless communication system in which a large number of small cells SC are arranged so as to overlap geographically with a macro cell MC.
  • the HetNet includes a radio base station (hereinafter referred to as a macro base station) M that forms a macro cell MC, a radio base station (hereinafter referred to as a small base station) S that forms each small cell SC, a macro base station M, and a small base station S.
  • a user terminal UE communicating with at least one.
  • a method in which the user terminal UE mainly performs communication between the macro base station M and the C plane and communication between the small base station S and the U plane (“Macro-assisted” method) is also considered. ing.
  • control data and system information are transmitted and received in a macro cell MC having a larger coverage than the small cell SC.
  • user data is transmitted and received in the small cell SC having a smaller number of users per cell than the macro cell MC. For this reason, the throughput in the entire system can be improved.
  • the carrier F1 having a relatively low frequency band in the macro cell MC while using the carrier F2 having a relatively high frequency band in the small S.
  • An example of the carrier F1 used in the macro cell MC and the carrier F2 used in the small cell SC will be described in detail with reference to FIG.
  • the carrier F1 for example, an existing cellular band carrier such as 800 Hz or 2 GHz can be used.
  • the carrier F2 for example, a carrier in a higher frequency band than the existing frequency band such as 3.5 GHz or 10 GHz can be used.
  • the transmission power density of carrier F1 is higher than the transmission power density of carrier F2, so the coverage of macro cell MC is larger than that of small cell SC. Further, since the bandwidth of the carrier F2 is wider than the bandwidth of the carrier F1, the transmission rate (capacity) of the small cell SC is higher than that of the macro cell MC.
  • the path loss increases in proportion to the frequency f. Specifically, the path loss is represented by approximately 20 * log10 (f). For this reason, in a small cell SC in which a carrier F2 in a high frequency band such as 3.5 GHz or 10 GHz is used, it has been studied to compensate for path loss by using three-dimensional (3D) / Massive MIMO.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of 3D / Massive MIMO.
  • a plurality of antenna elements are arranged in a two-dimensional plane.
  • a plurality of antenna elements may be arranged equally in the horizontal direction and the vertical direction in the two-dimensional plane. In such a case, the number of antenna elements that can be arranged on the two-dimensional surface theoretically increases in proportion to the square of the frequency f.
  • FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining the relationship between the frequency f and the number of antenna elements.
  • FIG. 4 illustrates a case where the antenna elements are arranged one-dimensionally.
  • the frequency f when the frequency f is 2 GHz, it is assumed that six antenna elements are arranged in the antenna length L.
  • the number of antenna elements that can be arranged with the antenna length L increases in proportion to the frequency f.
  • the number of antenna elements in FIG. 4B is twice the number of antenna elements in FIG. 4A.
  • the beamforming gain of the transmission beam formed by the twelve antenna elements shown in FIG. 4B is 2G, twice that of FIG. 4A.
  • the beamforming gain increases in proportion to the number of antenna elements.
  • FIG. 5 illustrates a case where the antenna element is arranged on a two-dimensional plane (that is, a case where 3D / Massive MIMO is applied).
  • the frequency f is 2.5 GHz
  • the number of antenna elements Tx is proportional to the square of the frequency f.
  • the frequency f is 5 GHz, 10 GHz, and 20 GHz
  • the antenna elements are arranged two-dimensionally, the number of antenna elements that can be arranged with the antenna length L increases in proportion to the square of the frequency f.
  • the beamforming gain increases as the number of antenna elements increases.
  • the path loss can be compensated by the beam forming gain.
  • the user terminal UE measures the reception quality (including RSRQ: Reference Signal Received Quality, RSRP: Reference Signal Received Power, etc.) of the reference signal transmitted from the macro base station M or the small base station S, and displays the measurement result. Based on this, cell selection is performed. In addition, cell selection is selecting the cell (radio base station) with which the user terminal UE communicates.
  • reception quality including RSRQ: Reference Signal Received Quality, RSRP: Reference Signal Received Power, etc.
  • the coverage C of the signal that is not beamformed is smaller than the coverage C ′ of the beamformed signal. .
  • the user terminal UE located in the coverage C ′ cannot receive a reference signal that is not beamformed with sufficient reception quality.
  • the user terminal UE cannot select the small cell SC formed by the small base station S even if it can communicate with the small base station S by the beamforming gain, and is connected to the macro cell MC. End up.
  • the small cell SC using the carrier F2 has a larger signal transmission bandwidth than the macro cell MC using the carrier F1 (see FIG. 2). For this reason, in order to improve a transmission rate (throughput), it is preferable that the user terminal UE communicates in the small cell SC.
  • the user terminal UE does not consider the transmission bandwidth of the signal transmitted using the carrier F2 in the above cell selection. For this reason, even if it is preferable to communicate with the small cell SC from the viewpoint of transmission rate (throughput), the macro cell MC is selected based on the reception quality of the reference signal, and the small cell SC cannot be selected. Is assumed.
  • the small cell SC in which the carrier F2 is used is different from the macro cell MC in which the carrier F1 is used in various transmission characteristics such as a beamforming gain and a transmission bandwidth.
  • the user terminal UE performs cell selection without considering transmission characteristics using the carrier F2, the user terminal UE cannot select the small cell SC and cannot realize offload from the macro cell MC to the small cell SC. Is assumed.
  • the present inventors have various transmission characteristics in the small cell SC (for example, the number of transmit antenna elements capable of calculating the beamforming gain, in the wireless communication system in which the macro cell MC and the small cell SC are arranged overlappingly, By enabling cell selection in consideration of beam forming gain, transmission bandwidth, and the like, the idea of causing the user terminal UE to actively select the small cell SC has been obtained and the present invention has been achieved.
  • the cell selection method according to the present invention includes a macro cell MC (first cell) in which the first carrier is used and a small cell SC (second cell) in which the second carrier having a higher frequency band than the first carrier is used. Used in overlapping wireless communication systems.
  • the macro cell MC is formed by the macro base station M (first radio base station), and the small cell SC is formed by the small base station S (second radio base station).
  • the carrier of any frequency band may be used as long as the frequency of the second carrier is higher than that of the first carrier.
  • the macro base station M determines an offset value used for cell selection in the user terminal UE based on transmission characteristic information using the carrier F2 in the small cell SC, and is determined for the user terminal UE. Notify the offset value.
  • the user terminal UE measures the reception quality of the reference signal from the macro base station M and the small base station S and receives the offset value notified from the macro base station M. The user terminal UE performs cell selection based on the measured reception quality and the received offset value.
  • the transmission characteristic information using the carrier F2 is the number of transmission antenna elements provided in the small base station S, the transmission bandwidth used in the small base station S, and the beam of the transmission beam used in the small base station S. And at least one of forming gain and the like.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing a cell selection method according to the first aspect of the present invention.
  • the macro base station M uses the carrier characteristic F2 in the small cell SC based on the transmission characteristic information (the number of transmission antenna elements, the transmission bandwidth, the beamforming gain, etc.) in the user terminal UE.
  • An offset value used for cell selection is determined (step S101). For example, the macro base station M may increase the offset value as the above transmission characteristics are improved.
  • the transmission characteristic information described above may be notified to the macro base station M from the small base station S, the host control device, or the like, or may be stored in advance in the macro base station M. Further, the beamforming gain may be calculated based on the number of transmission antenna elements provided in the small base station S.
  • the macro base station M may determine the offset value based on the transmission characteristic information described above and interference information from neighboring cells of the small cell SC.
  • the macro base station M may increase the offset value as the interference from the adjacent cell decreases.
  • the macro base station M notifies the user terminal UE of the offset value determined as described above (step S102).
  • the offset value may be notified by higher layer signaling such as RRC signaling, or may be included in broadcast information and downlink control information (DCI) for the user terminal UE.
  • DCI downlink control information
  • the small base station S and the macro base station M each transmit a reference signal (steps S103 and S104).
  • a reference signal for example, CSI-RS (Channel State Information-Reference Signal), a discovery signal, or the like may be used.
  • the user terminal UE measures the reception quality of the reference signal from the small base station S and the macro base station M (step S105).
  • RSRQ Reference Signal Received Quality
  • RSRP Reference Signal Received Power
  • a combination thereof may be used as the reception quality.
  • the user terminal UE adds an offset value notified from the macro base station M to the reception quality of the reference signal from the small base station S (step S106). Note that the user terminal UE does not add an offset value to the reception quality of the reference signal from the macro base station M.
  • the user terminal UE performs cell selection based on the reception quality to which the offset value is added (step S107).
  • FIG. 8 is a flowchart showing a cell selection operation in the user terminal UE.
  • the user terminal UE determines whether or not the best reception quality among the reception qualities of the reference signal from the small base station S satisfies a predetermined threshold (step S201).
  • a predetermined threshold As described above, an offset value notified from the macro base station M is added to the reception quality of the reference signal from the small base station S.
  • the user terminal UE compares the reception quality of the reference signal from the small base station S, and based on the comparison result, the small cell SC (small Base station S) is selected (step S202). For example, the user terminal UE may select a small cell SC (small base station S) having the best reception quality.
  • the user terminal UE receives the reference signal reception quality from the small base station S and the reference signal reception quality from the macro base station M. And the small cell SC (small base station S) or the macro cell MC (macro base station M) is selected based on the comparison result (step S203). For example, the user terminal UE may select a small cell SC (small base station S) or a macro cell MC (macro base station M) having the best reception quality.
  • the offset determined based on the transmission characteristic information using the carrier F2 in the small cell SC (the number of transmission antenna elements, the transmission bandwidth, the beamforming gain, etc. described above). Since the cell selection in the user terminal UE is performed based on the value, the small cell SC can be positively selected.
  • the user terminal The UE since the offset value notified from the macro base station M is added to the reception quality of the reference signal from the small base station S, the user terminal The UE can positively select the small cell SC based on the reception quality to which the offset value is added, and can realize offload from the macro cell MC to the small cell SC.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of a reference signal transmitted from the small base station S.
  • a reference signal is transmitted at a predetermined cycle.
  • the predetermined period may be a relatively long period of, for example, about several seconds, but is not limited thereto.
  • the reference signal for example, a CSI-RS or a newly defined small cell discovery signal is used, but the reference signal is not limited thereto.
  • beam forming is performed in the data transmission period. Thereby, a beam forming gain can be obtained for data transmitted in the data transmission period.
  • the data transmitted in the data transmission period may include not only user data but also control information.
  • beam forming cannot be performed in the reference signal transmission period. This is because feedback information such as CSI (Channel State Information) cannot be acquired in the reference signal transmission period, and AOA (Angle of Arrival) and AOD (Angle of Departure) used for weighting multiple antenna elements are unknown. . For this reason, a beam forming gain cannot be obtained for the reference signal.
  • CSI Channel State Information
  • AOA Angle of Arrival
  • AOD Angle of Departure
  • the reference signal in the second mode, is transmitted with the transmission power increased from the transmission power (transmission power density) in the data transmission period according to the beamforming gain obtained in the data transmission period.
  • the small cell SC using the carrier F2 has a larger signal transmission bandwidth than the macro cell MC using the carrier F1 (see FIG. 2). Therefore, in the second mode, in the reference signal transmission period, the reference signal is transmitted with the transmission power increased according to the increase amount of the transmission bandwidth of the carrier F2 with respect to the carrier F1.
  • the macro cell MC may notify the small cell SC of the amplification amount of the reference signal in the small cell SC.
  • the small base station S transmits the reference signal transmission power based on the transmission characteristic information using the carrier F2 (for example, the above-mentioned beamforming gain, transmission bandwidth, number of transmission antenna elements). And the reference signal is transmitted with the determined transmission power.
  • the carrier F2 for example, the above-mentioned beamforming gain, transmission bandwidth, number of transmission antenna elements.
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing a cell selection method according to the second aspect of the present invention.
  • the small base station S determines the transmission power of the reference signal based on transmission characteristic information using the carrier F2 (the above-described beamforming gain, transmission bandwidth, number of transmission antenna elements, and the like). (Step S301).
  • the small base station S may increase the transmission power of the reference signal in proportion to at least one of the beamforming gain and transmission bandwidth of the transmission beam used in the data transmission period (see FIG. 9).
  • the beamforming gain may be calculated based on the number of transmission antenna elements provided in the small base station S.
  • the small base station S may determine the transmission power of the reference signal based on the above-described transmission characteristic information and interference information from neighboring cells of the small cell SC.
  • the transmission power of the reference signal may be decreased in consideration of a decrease in interference from adjacent cells.
  • the small base station S transmits the reference signal with the transmission power determined as described above (step S302).
  • the macro base station M also transmits a reference signal (step S303).
  • the user terminal UE measures the reception quality of the reference signal from the small base station S and the macro base station M (step S304).
  • the reception quality for example, RSRQ, RSRP, or a combination thereof may be used.
  • the user terminal UE performs cell selection based on the reception quality measured in step S304 (step S305). Specifically, the user terminal UE performs cell selection without using the offset value described in the first mode. In step S305, cell selection may be performed using the same determination as in FIG. When the determination of FIG. 8 is used, unlike the first aspect, no offset value is added to the reception quality of the reference signal from the small base station S.
  • the reference signal used for cell selection in the user terminal UE is transmitted with the transmission power determined based on the transmission characteristic information using the carrier F2.
  • the transmission power of the reference signal from the small base station S is determined by the small base station S, but is not limited thereto.
  • the macro base station M may determine the transmission power of the reference signal from the small base station S based on the transmission characteristic information using the carrier F2 in the small cell SC. In such a case, the macro base station M may notify the determined transmission power to the small base station S, and the small base station S may transmit the reference signal with the notified transmission power.
  • the cell selection method uses the macro cell MC (first cell) in which the carrier F1 (first carrier) is used and the carrier F2 (second carrier) in a higher frequency band than the carrier F1.
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of the radio communication system according to the present embodiment.
  • the radio communication system shown in FIG. 11 is a system including, for example, an LTE system, an LTE-A system, IMT-Advanced, 4G, FRA (Future Radio Access), and the like.
  • the radio communication system 1 includes a macro base station 11 that forms a macro cell C1, and small base stations 12a and 12b that are arranged in the macro cell C1 and form a small cell C2 that is narrower than the macro cell C1. I have. Moreover, the user terminal 20 is arrange
  • a carrier F1 having a relatively low frequency band such as 800 MHz or 2 GHz is used.
  • a carrier F2 having a relatively high frequency band such as 3.5 GHz or 10 GHz is used.
  • the carrier F1 may be called an existing carrier, a legacy carrier, a coverage carrier, or the like.
  • the carrier F2 may be referred to as an additional carrier, a capacity carrier, or the like.
  • the macro base station 11 and each small base station 12 may be wired or wirelessly connected.
  • the macro base station 11 and each small base station 12 are connected to the higher station apparatus 30 and connected to the core network 40 via the higher station apparatus 30.
  • the upper station device 30 includes, for example, an access gateway device, a radio network controller (RNC), a mobility management entity (MME), and the like, but is not limited thereto.
  • RNC radio network controller
  • MME mobility management entity
  • the macro base station 11 is a radio base station having a relatively wide coverage, and may be called an eNodeB, a radio base station apparatus, a transmission point, or the like.
  • the small base station 12 is a radio base station having local coverage, and may be called an RRH (Remote Radio Head), a pico base station, a femto base station, a Home eNodeB, a transmission point, an eNodeB, or the like.
  • RRH Remote Radio Head
  • the small cell C2 formed by the small base station 12 may be a cell of a type in which the PDCCH is arranged in the first maximum 3 OFDM symbols of the subframe, or a type in which the PDCCH is not arranged (new carrier type, additional Carrier type) cells (phantom cells) may be used.
  • Each user terminal 20 is a terminal that supports various communication schemes such as LTE and LTE-A, and may include not only a mobile communication terminal but also a fixed communication terminal.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • OFDMA is a multi-carrier transmission scheme that performs communication by dividing a frequency band into a plurality of narrow frequency bands (subcarriers) and mapping data to each subcarrier.
  • SC-FDMA is a single carrier transmission method that reduces interference between terminals by dividing a system band into bands each consisting of one or continuous resource blocks for each terminal, and a plurality of terminals using different bands. .
  • the downlink communication channel includes PDSCH (downlink shared data channel) shared by each user terminal 20 and downlink L1 / L2 control channels (PDCCH, PCFICH, PHICH, EPDCCH).
  • PDSCH downlink shared data channel
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • HARQ ACK / NACK for PUSCH is transmitted by PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel).
  • scheduling information and the like of PDSCH and PUSCH may be transmitted by EPDCCH.
  • This EPDCCH (enhanced downlink control channel) is frequency division multiplexed with the PDSCH.
  • the uplink communication channel includes a PUSCH (uplink shared data channel) shared by each user terminal 20 and a PUCCH (Physical Uplink Control Channel) that is an uplink control channel.
  • PUSCH uplink shared data channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • User data and higher layer control information are transmitted by this PUSCH.
  • downlink radio quality information CQI: Channel Quality Indicator
  • ACK / NACK and the like are transmitted by PUCCH.
  • FIG. 12 is an overall configuration diagram of the radio base station 10 (including the macro base station 11 and the small base station 12) according to the present embodiment.
  • the radio base station 10 includes a plurality of transmission / reception antennas 101 for MIMO transmission, an amplifier unit 102, a transmission / reception unit 103, a baseband signal processing unit 104, a call processing unit 105, and a transmission path interface 106. Yes.
  • User data transmitted from the radio base station 10 to the user terminal 20 via the downlink is input from the higher station apparatus 30 to the baseband signal processing unit 104 via the transmission path interface 106.
  • the baseband signal processing unit 104 performs PDCP layer processing, user data division / combination, RLC layer transmission processing such as RLC (Radio Link Control) retransmission control transmission processing, MAC (Medium Access Control) retransmission control, for example, HARQ transmission processing, scheduling, transmission format selection, channel coding, inverse fast Fourier transform (IFFT) processing, and precoding processing are performed and transferred to each transceiver 103.
  • RLC layer transmission processing such as RLC (Radio Link Control) retransmission control transmission processing, MAC (Medium Access Control) retransmission control, for example, HARQ transmission processing, scheduling, transmission format selection, channel coding, inverse fast Fourier transform (IFFT) processing, and precoding processing are performed and transferred to each transceiver 103.
  • RLC layer transmission processing such as RLC (Radio Link Control) retransmission control transmission processing, MAC (Medium Access Control) retransmission control, for example, HARQ transmission processing, scheduling, transmission format selection, channel coding, inverse fast Four
  • Each transmitting / receiving unit 103 converts the downlink signal output by precoding from the baseband signal processing unit 104 for each antenna to a radio frequency band.
  • the amplifier unit 102 amplifies the frequency-converted radio frequency signal and transmits the amplified signal using the transmission / reception antenna 101.
  • the radio frequency signal received by each transmitting / receiving antenna 101 is amplified by the amplifier unit 102, frequency-converted by each transmitting / receiving unit 103, converted into a baseband signal, and sent to the baseband signal processing unit 104. Entered.
  • the baseband signal processing unit 104 performs FFT processing, IDFT processing, error correction decoding, MAC retransmission control reception processing, RLC layer, and PDCP layer reception processing on user data included in the input uplink signal.
  • the data is transferred to the higher station apparatus 30 via the transmission path interface 106.
  • the call processing unit 105 performs call processing such as communication channel setting and release, status management of the radio base station 10, and radio resource management.
  • FIG. 13 is an overall configuration diagram of the user terminal 20 according to the present embodiment.
  • the user terminal 20 includes a plurality of transmission / reception antennas 201 for MIMO transmission, an amplifier unit 202, a transmission / reception unit 203, a baseband signal processing unit 204, and an application unit 205.
  • radio frequency signals received by a plurality of transmission / reception antennas 201 are respectively amplified by an amplifier unit 202, frequency-converted by a transmission / reception unit 203, and input to a baseband signal processing unit 204.
  • the baseband signal processing unit 204 performs FFT processing, error correction decoding, reception processing for retransmission control, and the like.
  • User data included in the downlink signal is transferred to the application unit 205.
  • the application unit 205 performs processing related to layers higher than the physical layer and the MAC layer. Also, broadcast information in the downlink data is also transferred to the application unit 205.
  • uplink user data is input from the application unit 205 to the baseband signal processing unit 204.
  • the baseband signal processing unit 204 performs transmission processing for retransmission control (H-ARQ (Hybrid ARQ)), channel coding, precoding, DFT processing, IFFT processing, and the like, and transfers them to each transmission / reception unit 203.
  • the transmission / reception unit 203 converts the baseband signal output from the baseband signal processing unit 204 into a radio frequency band. Thereafter, the amplifier unit 202 amplifies the frequency-converted radio frequency signal and transmits the amplified signal using the transmitting / receiving antenna 201.
  • FIG. 14 is a functional configuration diagram of the macro base station 11 according to the present embodiment.
  • the following functional configuration is configured by the baseband signal processing unit 104 included in the macro base station 11 and the like.
  • the macro base station 11 includes a reference signal generation unit 111, an offset value determination unit 112, and a control information generation unit 113.
  • the offset value determining unit 112 constitutes a determining unit (first aspect) of the present invention.
  • the offset value determination unit 112 may be omitted in the second aspect of the present invention.
  • the control information generation part 113 and the transmission / reception part 103 comprise the notification part (1st aspect) of this invention.
  • the reference signal generation unit 111 generates a reference signal and outputs the reference signal to the transmission / reception unit 103.
  • the reference signal include CRS (Cell-specific Reference Signal), CSI-RS (Channel State Information-Reference Signal), DM-RS (DeModulation-Reference Signal), and the like.
  • the reference signal output to the transmission / reception unit 103 is transmitted using the carrier F1.
  • the offset value determination unit 112 determines an offset value used for cell selection in the user terminal 20 and outputs it to the control information generation unit 113. Specifically, the offset value determination unit 112 determines the offset value based on transmission characteristic information using the carrier F2 in the small cell C2. For example, the offset value determination unit 112 may increase the offset value as the transmission characteristics using the carrier F2 improve.
  • the transmission characteristic information using the carrier F2 includes the number of transmission antenna elements provided in the small base station 12, the transmission bandwidth used in the small base station 12, and the beam forming of the transmission beam used in the small base station 12. And at least one of gain.
  • the number of transmission antenna elements may be the number of transmission antenna elements of the transmission / reception antenna 101 of the small base station 12. Further, the beamforming gain may be calculated based on the number of transmission antenna elements.
  • the offset value determination unit 112 may determine the offset value based on transmission characteristic information using the carrier F2 and interference information from a neighboring cell of the small cell C2. For example, the offset value determination unit 112 may increase the offset value as the interference from adjacent cells decreases.
  • the control information generation unit 113 generates control information and outputs it to the transmission / reception unit 103. Specifically, the control information generation unit 113 generates control information including the offset value input from the offset value determination unit 112. Control information including the offset value is transmitted to the user terminal 20 by higher layer signaling. Note that the control information including the offset value may be transmitted to the user terminal 20 via a broadcast channel (BCH) or a downlink control channel (PDCCH, EPDCCH).
  • BCH broadcast channel
  • PDCCH downlink control channel
  • FIG. 15 is a functional configuration diagram of the small base station 12 according to the present embodiment.
  • the following functional configuration is configured by the baseband signal processing unit 104 included in the small base station 12 and the like.
  • the small base station 12 includes a data generation unit 121, a reference signal generation unit 122, and a transmission power determination unit 123.
  • the transmission power determination unit 123 may be omitted.
  • the transmission power determination unit 123 configures a determination unit that determines the transmission power of the reference signal based on transmission characteristic information using the carrier F2 in the small cell SC.
  • the data generation unit 121 generates data to be transmitted with a transmission beam directed to the user terminal 20 and outputs the data to the transmission / reception unit 103.
  • the data may include control information as well as user data.
  • the data output to the transmission / reception unit 103 is transmitted using the carrier F2 in the data transmission period (FIG. 9).
  • the data generation unit 121 generates beam forming information based on feedback information (for example, CSI) from the user terminal 20 and outputs the beam forming information to the transmission / reception unit 103.
  • the beam forming information includes, for example, AOA (Angle of Arrival) and AOD (Angle of Departure) used for weighting the transmitting antenna elements.
  • AOA Angle of Arrival
  • AOD Angle of Departure
  • the reference signal generation unit 122 generates a reference signal and outputs it to the transmission / reception unit 103.
  • Examples of the reference signal include CSI-RS, DM-RS, and discovery signal.
  • the reference signal output to the transmission / reception unit 103 is transmitted using the carrier F2 in the reference signal transmission period (FIG. 9).
  • the transmission power determination unit 123 determines the transmission power of the reference signal based on the transmission characteristic information of the carrier F2 in the small cell C2. In addition, the transmission power determination unit 123 outputs transmission power information indicating the determined transmission power to the reference signal generation unit 122, and causes the reference signal to be transmitted with the determined transmission power. For example, the transmission power determination unit 123 may increase the transmission power of the reference signal as the transmission characteristics using the carrier F2 improve.
  • the transmission characteristic information using the carrier F2 includes the number of transmission antenna elements provided in the small base station 12, the transmission bandwidth used in the small base station 12, and the transmission used in the small base station 12. And at least one of a beam forming gain of the beam. Further, the beamforming gain may be calculated based on the number of transmitting antenna elements, beam forming information generated by the data generation unit 121 (for example, AOA, AOD, etc.), and the like.
  • FIG. 16 is a functional configuration diagram of the user terminal 20 according to the present embodiment.
  • the following functional configuration is configured by the baseband signal processing unit 204 included in the user terminal 20.
  • the user terminal 20 includes a measurement unit 211 and a cell selection unit 212.
  • the measuring unit 211 measures the reception quality of the reference signal from the macro base station 11 and the small base station 12.
  • the reception quality may be RSRQ, RSRP, a combination thereof, or the like.
  • the cell selection unit 212 performs cell selection based on the reception quality measured by the measurement unit 211.
  • the cell selection unit 212 receives the offset value notified from the macro base station 11 via the transmission / reception unit 203 or the like.
  • the cell selection unit 212 performs cell selection based on the offset value notified from the macro base station 11 and the reception quality measured by the measurement unit 211.
  • the cell selection unit 212 adds the offset value to the reception quality of the reference signal from the small base station 12.
  • the cell selection unit 212 performs cell selection based on the reception quality to which the offset value is added. The details of the cell selection are as described with reference to FIG.
  • the cell selection unit 212 performs cell selection without using the offset value.
  • the reference signal is transmitted with the transmission power increased in proportion to the transmission characteristics (for example, beamforming gain, transmission bandwidth) using the carrier F2.
  • the transmission characteristic information using the carrier F2 in the small cell C2 (the number of transmission antenna elements described above, An offset value determined based on the transmission bandwidth, beamforming gain, and the like is added to the reception quality of the reference signal from the small base station 12. Therefore, the user terminal 20 can positively select the small cell C2 based on the reception quality to which the offset value is added, and can realize offload from the macro cell C1 to the small cell C2.
  • the reference signal used for cell selection in the user terminal 20 is transmitted with the transmission power determined based on the transmission characteristic information using the carrier F2.
  • the user terminal 20 can receive the reference signal with sufficient reception quality, it is possible to actively activate the small cell C2 without adding an offset value to the reception quality of the reference signal from the small base station 12. Can be selected automatically. As a result, offload from the macro cell C1 to the small cell C2 can be realized.

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Abstract

　マクロセルとスモールセルとが重複して配置される無線通信システムにおいて、ユーザ端末にスモールセルを積極的に選択させる。本発明のセル選択方法は、マクロセルを形成するマクロ基地局（Ｍ）において、スモールセルにおける第２キャリアを用いた送信特性情報に基づいて、ユーザ端末（ＵＥ）におけるセル選択に用いられるオフセット値を決定する工程と、ユーザ端末（ＵＥ）に対して、前記オフセット値を通知する工程と、を有する。また、ユーザ端末（ＵＥ）において、マクロ基地局（Ｍ）及びスモール基地局（Ｓ）からの参照信号の受信品質を測定する工程と、マクロ基地局（Ｍ）から通知されるオフセット値を受信する工程と、測定された前記受信品質と受信された前記オフセット値とに基づいて、セル選択を行う工程と、を有する。

Description

無線基地局、ユーザ端末、セル選択方法及び無線通信システム
　本発明は、マクロセルとスモールセルとが重複して配置される次世代移動通信システムにおける無線基地局、ユーザ端末、セル選択方法及び無線通信システムに関する。
　ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）からのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システムが検討されてきた（例えば、ＬＴＥアドバンスト又はＬＴＥエンハンスメントと呼ぶこともある（以下、「ＬＴＥ－Ａ」という））。ＬＴＥ－Ａシステムでは、半径数キロメートル程度の広いカバレッジを有するマクロセル内に、半径数十メートル程度の局所的なカバレッジ有するスモールセル（例えば、ピコセル、フェムトセルなど）が形成される無線通信システム（ＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous　Network）ともいう）が検討されている（例えば、非特許文献１）。
　上述の無線通信システムでは、マクロセルにおいて相対的に低い周波数帯（例えば、２ＧＨｚ）の第１キャリアを用い、スモールセルにおいて相対的に高い周波数帯（例えば、３．５ＧＨｚ）の第２キャリアを用いることも検討されている。
　スモールセルで高周波数帯の第２キャリアが用いられる場合、スモールセルのキャパシティは、マクロセルのキャパシティよりも高くなる。このため、伝送速度（スループット）を向上させるためには、ユーザ端末は、スモールセルにおいて通信を行うことが好ましい。
　一方で、高周波数帯の第２キャリアのパスロスは、低周波数帯の第１キャリアのパスロスと比較して増加する。このため、ユーザ端末におけるセル選択において、スモールセルにおいて通信を行うことが好ましい場合であっても、高周波数帯の第２キャリアが用いられるスモールセルを選択できない恐れがあるという問題点があった。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、マクロセルとスモールセルとが重複して配置される無線通信システムにおいて、ユーザ端末にスモールセルを積極的に選択させることが可能な無線基地局、ユーザ端末、セル選択方法及び無線通信システムを提供することを目的とする。
　本発明のセル選択方法は、第１キャリアが用いられる第１セルと前記第１キャリアよりも高い周波数帯の第２キャリアが用いられる第２セルとが重複して配置される無線通信システムにおけるセル選択方法であって、前記第１セルを形成する第１無線基地局において、前記第２セルにおける前記第２キャリアを用いた送信特性情報に基づいて、ユーザ端末におけるセル選択に用いられるオフセット値を決定する工程と、前記ユーザ端末に対して、前記オフセット値を通知する工程と、前記ユーザ端末において、前記第１無線基地局及び前記第２セルを形成する第２無線基地局からの参照信号の受信品質を測定する工程と、前記第１無線基地局から通知されるオフセット値を受信する工程と、測定された前記受信品質と受信された前記オフセット値とに基づいて、セル選択を行う工程と、を有することを特徴とする。
　本発明によれば、マクロセルとスモールセルとが重複して配置される無線通信システムにおいて、ユーザ端末にスモールセルを積極的に選択させることができる。
ＨｅｔＮｅｔの概念図である。 ＨｅｔＮｅｔで用いられるキャリアの一例の説明図である。 ３次元／Ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯの説明図である。 周波数ｆとアンテナ素子数との関係（１次元）の説明図である。 周波数ｆとアンテナ素子数との関係（２次元）の説明図である。 ３次元／Ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯを適用したビームフォーミングの説明図である。 本発明の第１態様に係るセル選択方法を示すシーケンス図である。 本発明の第１態様に係るセル選択方法を示すフローチャートである。 本発明の第２態様に係るセル選択方法の説明図である。 本発明の第２態様に係るセル選択方法を示すシーケンス図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略図である。 本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の説明図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。 本実施の形態に係るマクロ基地局の機能構成の説明図である。 本実施の形態に係るスモール基地局の機能構成の説明図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の説明図である。
　図１は、ＨｅｔＮｅｔの概念図である。図１に示すように、ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルＭＣと地理的に重複するように多数のスモールセルＳＣが配置される無線通信システムである。ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルＭＣを形成する無線基地局（以下、マクロ基地局という）Ｍ、各スモールセルＳＣを形成する無線基地局（以下、スモール基地局）Ｓ、マクロ基地局Ｍ及びスモール基地局Ｓの少なくとも一つと通信するユーザ端末ＵＥとを含む。
　図１に示すＨｅｔＮｅｔでは、ユーザ端末ＵＥが、主に、マクロ基地局ＭとＣプレーンの通信を行い、スモール基地局ＳとＵプレーンの通信を行う方式（“Macro-assisted”方式）も検討されている。“Macro-assisted”方式では、スモールセルＳＣよりもカバレッジが大きいマクロセルＭＣにおいて、制御データやシステム情報が送受信される。一方、マクロセルＭＣよりも１セルあたりのユーザ数が少ないスモールセルＳＣにおいて、ユーザデータが送受信される。このため、システム全体におけるスループットを向上させることができる。
　また、図１に示すＨｅｔＮｅｔでは、マクロセルＭＣにおいて相対的に低い周波数帯のキャリアＦ１を用いる一方、スモールＳにおいて相対的に高い周波数帯のキャリアＦ２を用いることも検討されている。図２を参照し、マクロセルＭＣで用いられるキャリアＦ１とスモールセルＳＣで用いられるキャリアＦ２の一例について、詳述する。
　図２に示すように、キャリアＦ１としては、例えば、８００Ｈｚや２ＧＨｚなどの既存の周波数帯（Existing　cellular　bands）のキャリアを用いることができる。一方、キャリアＦ２としては、例えば、３．５ＧＨｚや１０ＧＨｚなど、既存の周波数帯よりも高い周波数帯（Higher　frequency　bands）のキャリアを用いることができる。
　また、図２に示すように、キャリアＦ１の送信電力密度（Transmit　power　density）は、キャリアＦ２の送信電力密度より高いため、マクロセルＭＣのカバレッジはスモールセルＳＣよりも大きくなる。また、キャリアＦ２の帯域幅（bandwidth）は、キャリアＦ１の帯域幅よりも広いため、スモールセルＳＣの伝送速度（キャパシティ）はマクロセルＭＣよりも高くなる。
　ところで、パスロス（path-loss）は、周波数ｆに比例して増加する。具体的には、パスロスは、およそ２０＊ｌｏｇ１０（ｆ）で示される。このため、３．５ＧＨｚや１０ＧＨｚなどの高周波数帯のキャリアＦ２が用いられるスモールセルＳＣにおいては、３次元（３Ｄ）／Ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯを用いることで、パスロスを補償することが検討されている。
　図３は、３Ｄ／Ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯの説明図である。３Ｄ／Ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯを用いる場合、複数のアンテナ素子が２次元面に配置される。例えば、図３に示すように、２次元面における水平方向と垂直方向とで均等に、複数のアンテナ素子が配置されてもよい。かかる場合、２次元面に配置可能なアンテナ素子数は、理論上、周波数ｆの２乗に比例して増加する。
　図４及び図５を参照し、周波数ｆとアンテナ素子数との関係を説明する。図４及び５は、周波数ｆとアンテナ素子数との関係を説明するための図である。
　図４では、アンテナ素子が１次元で配列される場合を説明する。図４Ａに示すように、周波数ｆが２ＧＨｚである場合、アンテナ長Ｌに６個のアンテナ素子が配列されるとする。ここで、図４Ｂに示すように、周波数ｆが４ＧＨｚ（図４Ａの２倍）となると、同じアンテナ長Ｌに１２個（＝６×２）となる。このように、アンテナ素子が１次元で配置される場合、周波数ｆに比例して、アンテナ長Ｌで配置可能なアンテナ素子数が増加する。
　また、図４Ｂのアンテナ素子数は、図４Ａのアンテナ素子数の２倍となる。このため、図４Ｂに示される１２個のアンテナ素子で形成される送信ビームのビームフォーミングゲインは、図４Ａの２倍の２Ｇとなる。このように、アンテナ素子が一次元で配置される場合、アンテナ素子数に比例して、ビームフォーミングゲインが増加する。
　一方、図５では、アンテナ素子が２次元面に配置される場合（すなわち、３Ｄ／Ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯを適用する場合）を説明する。図５に示すように、周波数ｆが２．５ＧＨzである場合、所定の２次元面に１個のアンテナ素子が配置されるとする。上述のように、アンテナ素子数Ｔｘは、周波数ｆの２乗に比例する。このため、図５では、比例定数を１／２．５２＝０．１６として、Ｔｘ＝０．１６＊ｆ２の関係が成立する。
　これにより、周波数ｆが３．５ＧＨｚとなると、同じ２次元面に配置可能なアンテナ素子数は、２（≒０．１６＊３．５２＝１．９６）となる。同様に、周波数ｆが５ＧＨｚ、１０ＧＨｚ、２０ＧＨｚ、となると、同じ２次元面に配置可能なアンテナ素子数は、それぞれ、４（＝０．１６＊５２）、１６（＝０．１６×１０２）、６４（＝０．１６＊２０２）となる。このように、アンテナ素子が２次元に配置される場合、周波数ｆの２乗に比例して、アンテナ長Ｌで配置可能なアンテナ素子数が増加する。
　また、図５でも、アンテナ素子数の増加に応じて、ビームフォーミングゲインが増加する。
　以上のように、高周波数帯のキャリアＦ２が用いられるスモールセルＳＣにおいて３Ｄ／Ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯを適用してビームフォーミングを行う場合、ビームフォーミングゲインにより、パスロスを補償することができる。
　ところで、ユーザ端末ＵＥは、マクロ基地局Ｍやスモール基地局Ｓから送信される参照信号の受信品質（ＲＳＲＱ：Reference　Signal　Received　Quality、ＲＳＲＰ：Reference　Signal　Received　Powerなどを含む）を測定し、測定結果に基づいて、セル選択を行う。なお、セル選択とは、ユーザ端末ＵＥが通信を行うセル（無線基地局）を選択することである。
　しかしながら、スモールセルＳＣにおいて３Ｄ／Ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯを適用してビームフォーミングを行う場合であっても、スモール基地局Ｓからの参照信号に対しては、ビームフォーミングが行われない。このため、ユーザ端末ＵＥが、スモール基地局Ｓからの参照信号を十分な受信品質で受信することができず、スモールセルＳＣを選択できないことが想定される。
　例えば、図６に示すように、スモールセルＳＣで３Ｄ／Ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯを適用してビームフォーミングを行う場合、ビームフォーミングされていない信号のカバレッジＣは、ビームフォーミングされた信号のカバレッジＣ’よりも小さい。このため、カバレッジＣ’内に位置するユーザ端末ＵＥであっても、ビームフォーミングされない参照信号を十分な受信品質で受信することができない。この結果、ユーザ端末ＵＥは、ビームフォーミングゲインによりスモール基地局Ｓと通信可能な状態であっても、スモール基地局Ｓによって形成されるスモールセルＳＣを選択することができなくてマクロセルＭＣに接続されてしまう。
　また、上述のように、キャリアＦ２が用いられるスモールセルＳＣでは、キャリアＦ１が用いられるマクロセルＭＣと比較して、信号の送信帯域幅が大きい（図２参照）。このため、伝送速度（スループット）を向上させるためには、ユーザ端末ＵＥは、スモールセルＳＣにおいて通信を行うことが好ましい。
　しかしながら、ユーザ端末ＵＥは、上述のセル選択において、キャリアＦ２を用いて送信される信号の送信帯域幅を考慮しない。このため、伝送速度（スループット）の観点からスモールセルＳＣと通信を行うことが好ましい場合であっても、参照信号の受信品質に基づいてマクロセルＭＣを選択してしまい、スモールセルＳＣを選択できないことが想定される。
　このように、キャリアＦ２が用いられるスモールセルＳＣでは、ビームフォーミングゲインや送信帯域幅などの種々の送信特性において、キャリアＦ１が用いられるマクロセルＭＣとは異なる。しかしながら、ユーザ端末ＵＥは、キャリアＦ２を用いた送信特性を考慮せずにセル選択を行うため、スモールセルＳＣを選択することができず、マクロセルＭＣからスモールセルＳＣへのオフロードを実現できないことが想定される。
　そこで、本発明者らは、マクロセルＭＣとスモールセルＳＣとが重複して配置される無線通信システムにおいて、スモールセルＳＣにおける種々の送信特性（例えば、ビームフォーミングゲインを算出可能な送信アンテナ素子数、ビームフォーミングゲイン、送信帯域幅など）を考慮したセル選択を可能とすることで、ユーザ端末ＵＥにスモールセルＳＣを積極的に選択させるという着想を得て、本発明に至った。
　以下、本発明に係るセル選択方法を説明する。なお、本発明に係るセル選択方法は、第１キャリアが用いられるマクロセルＭＣ（第１セル）と第１キャリアよりも周波数帯の高い第２キャリアが用いられるスモールセルＳＣ（第２セル）とが重複して配置される無線通信システムで用いられる。なお、マクロセルＭＣは、マクロ基地局Ｍ（第１無線基地局）によって形成され、スモールセルＳＣは、スモール基地局Ｓ（第２無線基地局）によって形成される。
　以下では、第１キャリアとして上述のキャリアＦ１が用いられ、第２キャリアとして上述のキャリアＦ２が用いられる場合（図２参照）を説明するが、これに限られない。本発明に係るセル選択方法では、第２キャリアの周波数が第１キャリアよりも高ければ、どのような周波数帯のキャリアであってもよい。
（第１態様）
　図７及び図８を参照し、本発明の第１態様に係るセル選択方法を説明する。第１態様では、マクロ基地局Ｍが、スモールセルＳＣにおけるキャリアＦ２を用いた送信特性情報に基づいて、ユーザ端末ＵＥにおけるセル選択に用いられるオフセット値を決定し、ユーザ端末ＵＥに対して決定されたオフセット値を通知する。また、第１態様では、ユーザ端末ＵＥは、マクロ基地局Ｍ及びスモール基地局Ｓからの参照信号の受信品質を測定し、マクロ基地局Ｍから通知されるオフセット値を受信する。ユーザ端末ＵＥは、測定された受信品質と受信されたオフセット値とに基づいて、セル選択を行う。
　ここで、キャリアＦ２を用いた送信特性情報とは、スモール基地局Ｓに設けられる送信アンテナ素子数と、スモール基地局Ｓで用いられる送信帯域幅と、スモール基地局Ｓで用いられる送信ビームのビームフォーミングゲインと、の少なくとも一つを含む。
　図７は、本発明の第１態様に係るセル選択方法を示すシーケンス図である。図７に示すように、マクロ基地局Ｍは、スモールセルＳＣにおけるキャリアＦ２を用いた送信特性情報（上述の送信アンテナ素子数、送信帯域幅、ビームフォーミングゲインなど）に基づいて、ユーザ端末ＵＥにおけるセル選択に用いられるオフセット値を決定する（ステップＳ１０１）。例えば、マクロ基地局Ｍは、上述の送信特性が良くなるに従って、オフセット値を増加させてもよい。
　なお、上述の送信特性情報は、スモール基地局Ｓや上位制御装置などからマクロ基地局Ｍに通知されてもよいし、予めマクロ基地局Ｍに記憶されていてもよい。また、ビームフォーミングゲインは、スモール基地局Ｓに設けられる送信アンテナ素子数に基づいて算出されてもよい。
　また、マクロ基地局Ｍは、上述の送信特性情報と、スモールセルＳＣの隣接セルからの干渉情報に基づいて、上記オフセット値を決定してもよい。スモールセルＳＣでは、ビームフォーミングゲインにより所望信号が増加するにつれて、隣接セルからの干渉が減少する。このため、マクロ基地局Ｍは、隣接セルからの干渉が減少するに従って、オフセット値を増加させてもよい。
　マクロ基地局Ｍは、以上のように決定されたオフセット値をユーザ端末ＵＥに通知する（ステップＳ１０２）。なお、オフセット値は、ＲＲＣシグナリングなどの上位レイヤシグナリングにより通知されてもよいし、ユーザ端末ＵＥに対する報知情報や下り制御情報（ＤＣＩ）に含まれてもよい。
　スモール基地局Ｓ及びマクロ基地局Ｍは、それぞれ、参照信号を送信する（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。ここで、参照信号としては、例えば、ＣＳＩ－ＲＳ（Channel　State　Information-Reference　Signal）やディスカバリー信号などが用いられてもよい。
　ユーザ端末ＵＥは、スモール基地局Ｓ及びマクロ基地局Ｍからの参照信号の受信品質を測定する（ステップＳ１０５）。ここで、受信品質としては、例えば、ＲＳＲＱ（Reference　Signal　Received　Quality）、ＲＳＲＰ（Reference　Signal　Received　Power）、これらの組み合わせなどが用いられてもよい。
　ユーザ端末ＵＥは、スモール基地局Ｓからの参照信号の受信品質に対して、マクロ基地局Ｍから通知されるオフセット値を付加する（ステップＳ１０６）。なお、ユーザ端末ＵＥは、マクロ基地局Ｍからの参照信号の受信品質に対しては、オフセット値を付加しない。ユーザ端末ＵＥは、オフセット値が付加された受信品質に基づいて、セル選択を行う（ステップＳ１０７）。
　図８を参照し、図７のステップＳ１０７におけるセル選択動作を詳述する。図８は、ユーザ端末ＵＥにおけるセル選択動作を示すフローチャートである。図８に示すように、ユーザ端末ＵＥは、スモール基地局Ｓからの参照信号の受信品質のうち、最良の受信品質が所定の閾値を満たすか否かを判定する（ステップＳ２０１）。なお、上述のように、スモール基地局Ｓからの参照信号の受信品質には、マクロ基地局Ｍから通知されるオフセット値が付加される。
　上記最良の受信品質が所定の閾値を満たす場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、ユーザ端末ＵＥは、スモール基地局Ｓからの参照信号の受信品質を比較し、比較結果に基づいて、スモールセルＳＣ（スモール基地局Ｓ）を選択する（ステップＳ２０２）。例えば、ユーザ端末ＵＥは、最良の受信品質を有するスモールセルＳＣ（スモール基地局Ｓ）を選択してもよい。
　一方、上記最良の受信品質が所定の閾値を満たさない場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、ユーザ端末ＵＥは、スモール基地局Ｓからの参照信号の受信品質とマクロ基地局Ｍからの参照信号の受信品質とを比較し、比較結果に基づいて、スモールセルＳＣ（スモール基地局Ｓ）又はマクロセルＭＣ（マクロ基地局Ｍ）を選択する（ステップＳ２０３）。例えば、ユーザ端末ＵＥは、最良の受信品質を有するスモールセルＳＣ（スモール基地局Ｓ）又はマクロセルＭＣ（マクロ基地局Ｍ）を選択してもよい。
　以上、第１態様に係るセル選択方法によれば、スモールセルＳＣにおけるキャリアＦ２を用いた送信特性情報（上述の送信アンテナ素子数、送信帯域幅、ビームフォーミングゲインなど）に基づいて決定されるオフセット値に基づいて、ユーザ端末ＵＥにおけるセル選択が行なわれるので、スモールセルＳＣを積極的に選択させることができる。
　より具体的には、第１態様に係るセル選択方法によれば、マクロ基地局Ｍから通知されるオフセット値がスモール基地局Ｓからの参照信号の受信品質に対して付加されるため、ユーザ端末ＵＥは、オフセット値が付加された受信品質に基づいてスモールセルＳＣを積極的に選択することができ、マクロセルＭＣからスモールセルＳＣへのオフロードを実現できる。
（第２態様）
　図９及び図１０を参照し、本発明の第２態様に係るセル選択方法を説明する。第２態様では、ユーザ端末ＵＥにおいてマクロ基地局Ｍから通知されるオフセット値に基づいてセル選択を行う代わりに、スモールセルＳＣにおけるキャリアＦ２を用いた送信特性情報に基づいてスモール基地局Ｓからの参照信号の送信電力を増加させる。以下では、第１態様に係るセル選択方法との相違点を中心に説明を行う。
　図９は、スモール基地局Ｓから送信される参照信号の説明図である。図９に示すように、スモールセルＳＣでは、所定周期で、参照信号が送信される。なお、所定周期は、例えば、数秒程度の比較的長い周期であってもよいが、これに限られない。また、参照信号としては、例えば、ＣＳＩ－ＲＳや新規に規定するスモールセルディスカバリー信号などが用いられるが、これに限られない。
　図９において、データ送信期間では、ビームフォーミングが行なわれる。これにより、データ送信期間で送信されるデータについてはビームフォーミングゲインを得ることができる。なお、データ送信期間で送信されるデータは、ユーザデータだけでなく、制御情報を含んでもよい。
　一方、参照信号送信期間では、ビームフォーミングを行うことができない。参照信号送信期間では、ＣＳＩ（Channel　State　Information）などのフィードバック情報を取得できず、複数のアンテナ素子に対する重み付けに用いられるＡＯＡ（Angle　of　Arrival）やＡＯＤ（Angle　of　Departure）が未知であるためである。このため、参照信号については、ビームフォーミングゲインを得ることができない。
　そこで、第２態様において、参照信号送信期間では、データ送信期間で得られるビームフォーミングゲインに従って、データ送信期間における送信電力（送信電力密度）よりも増加させた送信電力で、参照信号を送信する。
　また、上述のように、キャリアＦ２が用いられるスモールセルＳＣでは、キャリアＦ１が用いられるマクロセルＭＣと比較して、信号の送信帯域幅が大きい（図２参照）。このため、第２態様では、参照信号送信期間では、キャリアＦ１に対するキャリアＦ２の送信帯域幅の増加量に従って増加させた送信電力で、参照信号を送信する。なお、スモールセルＳＣにおける参照信号の増幅量はマクロセルＭＣがスモールセルＳＣに対して通知してもよい。
　このように、第２態様では、スモール基地局Ｓが、キャリアＦ２を用いた送信特性情報（例えば、上述のビームフォーミングゲイン、送信帯域幅、送信アンテナ素子数）に基づいて、参照信号の送信電力を決定し、決定された送信電力で参照信号を送信する。これにより、ユーザ端末ＵＥは、参照信号を十分な受信品質で受信することができるので、スモール基地局Ｓからの参照信号の受信品質に対してオフセット値を付加せずとも、スモールセルＳＣを積極的に選択させることができる。
　図１０は、本発明の第２態様に係るセル選択方法を示すシーケンス図である。図１０に示すように、スモール基地局Ｓは、キャリアＦ２を用いた送信特性情報（上述のビームフォーミングゲイン、送信帯域幅、送信アンテナ素子数など）に基づいて、参照信号の送信電力を決定する（ステップＳ３０１）。
　例えば、スモール基地局Ｓは、データ送信期間（図９参照）で用いられる送信ビームのビームフォーミングゲインと送信帯域幅との少なくとも一つに比例して、参照信号の送信電力を増加させてもよい。なお、ビームフォーミングゲインは、スモール基地局Ｓに設けられる送信アンテナ素子数に基づいて算出されてもよい。
　また、スモール基地局Ｓは、上述の送信特性情報と、スモールセルＳＣの隣接セルからの干渉情報に基づいて、参照信号の送信電力を決定してもよい。スモールセルＳＣでは、ビームフォーミングゲインにより所望信号が増加するにつれて、隣接セルからの干渉が減少する。このため、隣接セルからの干渉の減少を考慮して、参照信号の送信電力を減少させてもよい。
　スモール基地局Ｓは、以上のように決定された送信電力で参照信号を送信する（ステップＳ３０２）。一方、マクロ基地局Ｍも、参照信号を送信する（ステップＳ３０３）。
　ユーザ端末ＵＥは、スモール基地局Ｓ及びマクロ基地局Ｍからの参照信号の受信品質を測定する（ステップＳ３０４）。ここで、受信品質としては、例えば、ＲＳＲＱ、ＲＳＲＰ、これらの組み合わせなどが用いられてもよい。
　ユーザ端末ＵＥは、ステップＳ３０４で測定された受信品質に基づいて、セル選択を行う（ステップＳ３０５）。具体的には、ユーザ端末ＵＥは、第１態様で説明したオフセット値を用いずに、セル選択を行う。また、ステップＳ３０５においても、図８と同様の判定を用いて、セル選択が行なわれてもよい。図８の判定を用いる場合、第１態様とは異なり、スモール基地局Ｓからの参照信号の受信品質にオフセット値は付加されない。
　以上、第２態様に係るセル選択方法によれば、ユーザ端末ＵＥにおけるセル選択に用いられる参照信号が、キャリアＦ２を用いた送信特性情報に基づいて決定された送信電力で送信される。これにより、ユーザ端末ＵＥは、参照信号を十分な受信品質で受信することができるので、スモール基地局Ｓからの参照信号の受信品質に対してオフセット値を付加せずとも、スモールセルＳＣを積極的に選択させることができる。この結果、マクロセルＭＣからスモールセルＳＣへのオフロードを実現できる。
　なお、図１０では、スモール基地局Ｓからの参照信号の送信電力は、スモール基地局Ｓで決定されるが、これに限られない。マクロ基地局Ｍが、スモールセルＳＣにおけるキャリアＦ２を用いた送信特性情報に基づいて、スモール基地局Ｓからの参照信号の送信電力を決定してもよい。かかる場合、マクロ基地局Ｍは、決定した送信電力をスモール基地局Ｓに通知し、スモール基地局Ｓは、通知された送信電力で参照信号を送信してもよい。
　以上のように、第２態様に係るセル選択方法は、キャリアＦ１（第１キャリア）が用いられるマクロセルＭＣ（第１セル）とキャリアＦ１よりも高い周波数帯のキャリアＦ２（第２キャリア）が用いられるスモールセルＳＣ（第２セル）とが重複して配置される無線通信システムにおけるセル選択方法であって、スモールセルＳＣを形成するスモール基地局Ｓ（第２無線基地局）において、スモールセルＳＣにおけるキャリアＦ２を用いた送信特性情報に基づいて決定される送信電力で、参照信号を送信する工程を有し、ユーザ端末ＵＥにおいて、スモール基地局Ｓからの前記参照信号とマクロセルＭＣを形成するマクロ基地局Ｍ（第１無線基地局）からの参照信号との受信品質を測定する工程と、測定された前記受信品質に基づいて、セル選択を行う工程と、を有する。
（無線通信システムの構成）
　以下、本実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、上述のセル選択方法（第１態様、第２態様を含む）が適用される。図１１－図１６を参照し、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を説明する。
　図１１は、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。なお、図１１に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム、ＬＴＥ－Ａシステム、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、ＦＲＡ（Future　Radio　Access）などが包含されるシステムである。
　図１１に示すように、無線通信システム１は、マクロセルＣ１を形成するマクロ基地局１１と、マクロセルＣ１内に配置され、マクロセルＣ１よりも狭いスモールセルＣ２を形成するスモール基地局１２ａ及び１２ｂとを備えている。また、マクロセルＣ１及び各スモールセルＣ２には、ユーザ端末２０が配置されている。ユーザ端末２０は、マクロ基地局１１及びスモール基地局１２の双方と無線通信可能に構成されている。
　マクロセルＣ１では、例えば、８００ＭＨｚや２ＧＨｚなど、相対的に低い周波数帯のキャリアＦ１が用いられる。一方、スモールセルＣ２では、例えば、３．５ＧＨｚ、１０ＧＨｚなど、相対的に高い周波数帯のキャリアＦ２が用いられる。なお、キャリアＦ１は、既存キャリア、レガシーキャリア、カバレッジキャリアなどと呼ばれてもよい。また、キャリアＦ２は、追加（additional）キャリア、キャパシティキャリアなどと呼ばれてもよい。
　マクロ基地局１１及び各スモール基地局１２は、有線接続されてもよいし、無線接続されてもよい。マクロ基地局１１及び各スモール基地局１２は、それぞれ上位局装置３０に接続され、上位局装置３０を介してコアネットワーク４０に接続される。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
　なお、マクロ基地局１１は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、ｅＮｏｄｅＢ、無線基地局装置、送信ポイントなどと呼ばれてもよい。スモール基地局１２は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、ＲＲＨ（Remote　Radio　Head）、ピコ基地局、フェムト基地局、Ｈｏｍｅ　ｅＮｏｄｅＢ、送信ポイント、ｅＮｏｄｅＢなどと呼ばれてもよい。
　また、スモール基地局１２によって形成されるスモールセルＣ２は、サブフレームの先頭最大３ＯＦＤＭシンボルにＰＤＣＣＨが配置されるタイプのセルであってもよいし、当該ＰＤＣＣＨが配置されないタイプ（新キャリアタイプ、追加キャリアタイプ）のセル（ファントムセル）であってもよい。
　以下、マクロ基地局１１及びスモール基地局１２を区別しない場合は、無線基地局１０と総称する。各ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。
　無線通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が適用され、上りリンクについてはＳＣ－ＦＤＭＡ（シングルキャリア－周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ－ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
　ここで、図１１に示す無線通信システムで用いられる通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有されるＰＤＳＣＨ（下り共有データチャネル）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ）とを有する。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位レイヤ制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨにより、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical　Control　Format　Indicator　Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical　Hybrid-ARQ　Indicator　Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ/ＮＡＣＫが伝送される。また、ＥＰＤＣＣＨにより、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送されてもよい。このＥＰＤＣＣＨ（拡張下り制御チャネル）は、ＰＤＳＣＨと周波数分割多重される。
　上りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有されるＰＵＳＣＨ（上り共有データチャネル）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical　Uplink　Control　Channel）とを有する。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（CQI：Channel　Quality　Indicator）、ＡＣＫ/ＮＡＣＫ等が伝送される。
　図１２は、本実施の形態に係る無線基地局１０（マクロ基地局１１及びスモール基地局１２を含む）の全体構成図である。無線基地局１０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、伝送路インターフェース１０６とを備えている。
　下りリンクにより無線基地局１０からユーザ端末２０に送信されるユーザデータは、上位局装置３０から伝送路インターフェース１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。
　ベースバンド信号処理部１０４では、ＰＤＣＰレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio　Link　Control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium　Access　Control）再送制御、例えば、ＨＡＲＱの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（IFFT：Inverse　Fast　Fourier　Transform）処理、プリコーディング処理が行われて各送受信部１０３に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、各送受信部１０３に転送される。
　各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力された下り信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１により送信する。
　一方、上り信号については、各送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部１０２で増幅され、各送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部１０４に入力される。
　ベースバンド信号処理部１０４では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース１０６を介して上位局装置３０に転送される。呼処理部１０５は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局１０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
　図１３は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の全体構成図である。ユーザ端末２０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、アプリケーション部２０５とを備えている。
　下り信号については、複数の送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部２０２で増幅され、送受信部２０３で周波数変換され、ベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、ＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下り信号に含まれるユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。
　一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、再送制御（Ｈ－ＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ　ＡＲＱ））の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等が行われて各送受信部２０３に転送される。送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１により送信する。
　次に、図１４－図１６を参照し、マクロ基地局１１、スモール基地局１２、ユーザ端末２０の機能構成について詳述する。
　図１４は、本実施の形態に係るマクロ基地局１１の機能構成図である。なお、以下の機能構成は、マクロ基地局１１が有するベースバンド信号処理部１０４などによって構成される。図１４に示すように、マクロ基地局１１は、参照信号生成部１１１、オフセット値決定部１１２、制御情報生成部１１３を具備する。
　なお、オフセット値決定部１１２は、本発明の決定部（第１態様）を構成する。オフセット値決定部１１２は、本発明の第２態様においては省略されてもよい。また、制御情報生成部１１３及び送受信部１０３は、本発明の通知部（第１態様）を構成する。
　参照信号生成部１１１は、参照信号を生成して送受信部１０３に出力する。参照信号としては、例えば、ＣＲＳ（Cell-specific　Reference　Signal）、ＣＳＩ－ＲＳ（Channel　State　Information-Reference　Signal）、ＤＭ－ＲＳ（DeModulation-Reference　Signal）などが挙げられる。送受信部１０３に出力された参照信号は、キャリアＦ１を用いて送信される。
　オフセット値決定部１１２は、ユーザ端末２０におけるセル選択に用いられるオフセット値を決定して制御情報生成部１１３に出力する。具体的には、オフセット値決定部１１２は、スモールセルＣ２におけるキャリアＦ２を用いた送信特性情報に基づいて、上記オフセット値を決定する。例えば、オフセット値決定部１１２は、キャリアＦ２を用いた送信特性が良くなるに従って、オフセット値を増加させてもよい。
　なお、キャリアＦ２を用いた送信特性情報とは、スモール基地局１２に設けられる送信アンテナ素子数と、スモール基地局１２で用いられる送信帯域幅と、スモール基地局１２で用いられる送信ビームのビームフォーミングゲインと、の少なくとも一つを含む。なお、送信アンテナ素子数は、スモール基地局１２の送受信アンテナ１０１の送信アンテナ素子数であってもよい。また、ビームフォーミングゲインは、送信アンテナ素子数に基づいて算出されてもよい。
　また、オフセット値決定部１１２は、キャリアＦ２を用いた送信特性情報と、スモールセルＣ２の隣接セルからの干渉情報に基づいて、上記オフセット値を決定してもよい。例えば、オフセット値決定部１１２は、隣接セルからの干渉が減少するに従って、オフセット値を増加させてもよい。
　制御情報生成部１１３は、制御情報を生成して送受信部１０３に出力する。具体的には、制御情報生成部１１３は、オフセット値決定部１１２から入力されたオフセット値を含む制御情報を生成する。オフセット値を含む制御情報は、上位レイヤシグナリングにより、ユーザ端末２０に送信される。なお、オフセット値を含む制御情報は、報知チャネル（ＢＣＨ）や、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ）を介して、ユーザ端末２０に送信されてもよい。
　図１５は、本実施の形態に係るスモール基地局１２の機能構成図である。なお、以下の機能構成は、スモール基地局１２が有するベースバンド信号処理部１０４などによって構成される。図１５に示すように、スモール基地局１２は、データ生成部１２１、参照信号生成部１２２、送信電力決定部１２３を具備する。
　なお、本発明の第１態様において、送信電力決定部１２３は、省略されてもよい。本発明の第２態様において、送信電力決定部１２３は、スモールセルＳＣにおけるキャリアＦ２を用いた送信特性情報に基づいて、参照信号の送信電力を決定する決定部を構成する。
　データ生成部１２１は、ユーザ端末２０に向けた送信ビームで送信されるデータを生成して送受信部１０３に出力する。当該データには、ユーザデータだけでなく、制御情報が含まれてもよい。送受信部１０３に出力されたデータは、データ送信期間（図９）において、キャリアＦ２を用いて送信される。
　また、データ生成部１２１は、ユーザ端末２０からのフィードバック情報（例えば、ＣＳＩなど）に基づいて、ビーム形成情報が生成して送受信部１０３に出力する。当該ビーム形成情報には、例えば、送信アンテナ素子の重み付けに用いられるＡＯＡ（Angle　of　Arrival）やＡＯＤ（Angle　of　Departure）などが含まれる。データ送信期間（図９）では、当該形成情報に基づいて形成される送信ビームが用いられる。
　参照信号生成部１２２は、参照信号を生成して送受信部１０３に出力する。参照信号としては、例えば、ＣＳＩ－ＲＳ、ＤＭ－ＲＳ、ディスカバリー信号などが挙げられる。送受信部１０３に出力された参照信号は、参照信号送信期間（図９）において、キャリアＦ２を用いて送信される。
　送信電力決定部１２３は、スモールセルＣ２におけるキャリアＦ２の送信特性情報に基づいて、参照信号の送信電力を決定する。また、送信電力決定部１２３は、決定された送信電力を示す送信電力情報を参照信号生成部１２２に出力し、決定された送信電力で参照信号を送信させる。例えば、送信電力決定部１２３は、キャリアＦ２を用いた送信特性が良くなるに従って、参照信号の送信電力を増加させてもよい。
　なお、上述のように、キャリアＦ２を用いた送信特性情報は、スモール基地局１２に設けられる送信アンテナ素子数と、スモール基地局１２で用いられる送信帯域幅と、スモール基地局１２で用いられる送信ビームのビームフォーミングゲインと、の少なくとも一つを含む。また、ビームフォーミングゲインは、送信アンテナ素子数や、データ生成部１２１において生成されるビーム形成情報（例えば、ＡＯＡやＡＯＤなど）などに基づいて、算出されてもよい。
　図１６は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の機能構成図である。なお、以下の機能構成は、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４などによって構成される。図１６に示すように、ユーザ端末２０は、測定部２１１、セル選択部２１２を具備する。
　測定部２１１は、マクロ基地局１１及びスモール基地局１２からの参照信号の受信品質を測定する。上述のように、受信品質は、ＲＳＲＱ、ＲＳＲＰ、これらの組み合わせなどであってもよい。
　セル選択部２１２は、測定部２１１によって測定された受信品質に基づいて、セル選択を行う。本発明の第１態様において、セル選択部２１２は、マクロ基地局１１から通知されるオフセット値を、送受信部２０３などを介して受信する。セル選択部２１２は、マクロ基地局１１から通知されたオフセット値と、測定部２１１によって測定された受信品質とに基づいて、セル選択を行う。
　具体的には、本発明の第１態様において、セル選択部２１２は、スモール基地局１２からの参照信号の受信品質に対して、上記オフセット値を付加する。セル選択部２１２は、オフセット値が付加された受信品質に基づいて、セル選択を行う。なお、当該セル選択の詳細については、図８で説明した通りであるため、説明を省略する。
　一方、本発明の第２態様において、セル選択部２１２は、上記オフセット値を用いずに、セル選択を行う。上述のように、第２態様では、キャリアＦ２を用いた送信特性（例えば、ビームフォーミングゲイン、送信帯域幅）に比例して増加した送信電力で、参照信号が送信される。これにより、ユーザ端末ＵＥは、参照信号を十分な受信品質で受信することができるので、スモール基地局１２からの参照信号の受信品質に対してオフセット値を付加せずとも、スモールセルＣ２を積極的に選択させることができる。
　以上のように、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、ユーザ端末２０がセル選択を行う場合に、スモールセルＣ２におけるキャリアＦ２を用いた送信特性情報（上述の送信アンテナ素子数、送信帯域幅、ビームフォーミングゲインなど）に基づいて決定されるオフセット値が、スモール基地局１２からの参照信号の受信品質に対して付加される。したがって、ユーザ端末２０は、オフセット値が付加された受信品質に基づいてスモールセルＣ２を積極的に選択することができ、マクロセルＣ１からスモールセルＣ２へのオフロードを実現できる。
　また、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、ユーザ端末２０におけるセル選択に用いられる参照信号が、キャリアＦ２を用いた送信特性情報に基づいて決定された送信電力で送信される。これにより、ユーザ端末２０は、参照信号を十分な受信品質で受信することができるので、スモール基地局１２からの参照信号の受信品質に対してオフセット値を付加せずとも、スモールセルＣ２を積極的に選択させることができる。この結果、マクロセルＣ１からスモールセルＣ２へのオフロードを実現できる。
　以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
　本出願は、２０１３年２月１２日出願の特願２０１３－０２４３３８に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (10)

  1. 　第１キャリアが用いられる第１セルと前記第１キャリアよりも高い周波数帯の第２キャリアが用いられる第２セルとが重複して配置される無線通信システムにおいて、前記第１セルを形成する無線基地局であって、
    　前記第２セルにおける前記第２キャリアを用いた送信特性情報に基づいて、ユーザ端末におけるセル選択に用いられるオフセット値を決定する決定部と、
    　前記ユーザ端末に対して、前記オフセット値を通知する通知部と、
    を具備することを特徴とする無線基地局。
  2. 　前記送信特性情報は、前記第２セルを形成する無線基地局に設けられる送信アンテナ素子数と、前記第２セルを形成する無線基地局で用いられる送信帯域幅と、前記第２セルを形成する無線基地局で用いられる送信ビームのビームフォーミングゲインと、の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
  3. 　前記決定部は、前記第２セルの隣接セルからの干渉情報に基づいて、前記オフセット値を決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線基地局。
  4. 　第１キャリアが用いられる第１セルと前記第１キャリアよりも高い周波数帯の第２キャリアが用いられる第２セルとが重複して配置される無線通信システムにおいて用いられるユーザ端末であって、
    　第１セルを形成する第１無線基地局及び前記第２セルを形成する第２無線基地局からの参照信号の受信品質を測定する測定部と、
    　前記第１無線基地局から通知されるオフセット値を受信する受信部と、
    　前記測定部によって測定された前記受信品質と前記受信部によって受信された前記オフセット値とに基づいて、セル選択を行うセル選択部と、を具備し、
    　前記オフセット値は、前記第２セルにおける前記第２キャリアを用いた送信特性情報に基づいて決定されることを特徴とするユーザ端末。
  5. 　前記送信特性情報は、前記第２無線基地局に設けられる送信アンテナ素子数と、前記第２無線基地局で用いられる送信帯域幅と、前記第２無線基地局で用いられる送信ビームのビームフォーミングゲインと、の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４に記載のユーザ端末。
  6. 　前記セル選択部は、前記第２無線基地局からの参照信号の受信品質に対して前記オフセット値を付加することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のユーザ端末。
  7. 　前記セル選択部は、前記オフセット値が付加された最良の受信品質が所定の閾値を満たす場合、前記第２無線基地局からの参照信号の受信品質の比較結果に基づいて、前記第２セルを選択することを特徴とする請求項６に記載のユーザ端末。
  8. 　前記セル選択部は、前記オフセット値が付加された最良の受信品質が所定の閾値を満たさない場合、前記第２無線基地局からの参照信号の受信品質と前記第１無線基地局からの参照信号の受信品質との比較結果に基づいて、前記第１セル又は前記第２セルを選択することを特徴とする請求項６に記載のユーザ端末。
  9. 　第１キャリアが用いられる第１セルと前記第１キャリアよりも高い周波数帯の第２キャリアが用いられる第２セルとが重複して配置される無線通信システムにおけるセル選択方法であって、
    　前記第１セルを形成する第１無線基地局において、
    　前記第２セルにおける前記第２キャリアを用いた送信特性情報に基づいて、ユーザ端末におけるセル選択に用いられるオフセット値を決定する工程と、
    　前記ユーザ端末に対して、前記オフセット値を通知する工程と、
    　前記ユーザ端末において、
    　前記第１無線基地局及び前記第２セルを形成する第２無線基地局からの参照信号の受信品質を測定する工程と、
    　前記第１無線基地局から通知されるオフセット値を受信する工程と、
    　測定された前記受信品質と受信された前記オフセット値とに基づいて、セル選択を行う工程と、を有することを特徴とするセル選択方法。
  10. 　第１キャリアが用いられる第１セルと前記第１キャリアよりも高い周波数帯の第２キャリアが用いられる第２セルとが重複して配置される無線通信システムであって、
    　前記第１セルを形成する第１無線基地局が、
    　前記第２セルにおける前記第２キャリアを用いた送信特性情報に基づいて、ユーザ端末におけるセル選択に用いられるオフセット値を決定する決定部と、
    　前記ユーザ端末に対して、前記オフセット値を通知部と、を具備し、
    　前記ユーザ端末が、
    　前記第１無線基地局及び前記第２セルを形成する第２無線基地局からの参照信号の受信品質を測定する測定部と、
    　前記第１無線基地局から通知されるオフセット値を受信する受信部と、
    　測定された前記受信品質と受信された前記オフセット値とに基づいて、セル選択を行うセル選択部と、を具備することを特徴とする無線通信システム。
     
     
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