WO2015019825A1 - ユーザ端末、基地局及び無線通信方法 - Google Patents

ユーザ端末、基地局及び無線通信方法 Download PDF

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WO2015019825A1
WO2015019825A1 PCT/JP2014/069146 JP2014069146W WO2015019825A1 WO 2015019825 A1 WO2015019825 A1 WO 2015019825A1 JP 2014069146 W JP2014069146 W JP 2014069146W WO 2015019825 A1 WO2015019825 A1 WO 2015019825A1
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WO
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base station
user terminal
detection
cell
small
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Application number
PCT/JP2014/069146
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English (en)
French (fr)
Inventor
和晃 武田
浩樹 原田
石井　啓之
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株式会社Ｎｔｔドコモ
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Publication date
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    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
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    • H04W52/0206—Power saving arrangements in the radio access network or backbone network of wireless communication networks in access points, e.g. base stations
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    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/045—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using private Base Stations, e.g. femto Base Stations, home Node B
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a base station, a user terminal, and a radio communication method in a next generation mobile communication system.
  • LTE Long Term Evolution
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • LTE-A LTE advanced or LTE enhancement
  • a small cell eg, a pico cell, a femto cell, etc.
  • a macro cell having a wide coverage area with a radius of several kilometers.
  • Heterogeneous Network is being studied (for example, Non-Patent Document 2).
  • HetNet use of carriers in different frequency bands as well as in the same frequency band between a macro cell (macro base station) and a small cell (small base station) is being studied.
  • 3GPP TS 36.300 “Evolved UTRA and Evolved UTRAN Overall description”
  • 3GPP TR 36.814 E-UTRA further advancements for E-UTRA physical layer aspects”
  • HetNet it is assumed that a large number of small cells are arranged in a macro cell. In this case, it is assumed that a small cell is locally arranged in a place with a large traffic to achieve an offload effect between cells.
  • signal transmission from a small cell (small base station) having a low traffic load among a plurality of small cells is stopped, and an off state (or (DTX state) is desirable.
  • the transition from the on state to the off state may be determined by observing the traffic of the small cell on the network side.
  • the transition from the off state to the on state needs to be controlled by appropriately determining that traffic is generated in the small cell area in the off state.
  • the DL signal reference signal, data signal, etc.
  • the present invention has been made in view of this point, and wireless communication capable of appropriately controlling on / off of a small cell (small base station) in a configuration in which a small cell and a macro cell are overlapped.
  • the object is to provide a method, a user terminal and a base station.
  • One aspect of the user terminal according to the present invention is a user terminal capable of communicating with a macro base station that forms a macro cell and a small base station that forms a small cell arranged in the macro cell, and the small base is configured in a predetermined subframe.
  • a transmitter that transmits information related to the reception quality to the macro base station, and the calculation unit includes the received power and the received power in the total received power.
  • the reception quality is calculated on the basis of the ratio of the value obtained by adding
  • a small cell small base station
  • a small cell and a macro cell are overlapped.
  • HetNet HetNet
  • movement procedure of on / off control of a small cell It is a figure explaining an example of DL signal transmitted from a small cell.
  • DL signal transmitted to each sub-frame from a some small cell It is the schematic which shows an example of the radio
  • FIG. 1 shows Rel. It is a conceptual diagram of HetNet assumed in 12 or later.
  • HetNet is a wireless communication system in which at least a part of a macro cell and a small cell is geographically overlapped.
  • HetNet is a radio base station that forms a macro cell (hereinafter referred to as a macro base station), a radio base station that forms a small cell (hereinafter referred to as a small base station), and a user terminal that communicates with the macro base station and the small base station. It is comprised including.
  • a relatively low frequency band carrier such as 800 MHz or 2 GHz
  • a relatively high frequency band carrier hereinafter, referred to as a high frequency band carrier
  • 800 MHz, 2 GHz, and 3.5 GHz are just examples.
  • 3.5 GHz may be used, and as a carrier of the small cell S, 800 MHz, 2 GHz, 800 MHz, 2 GHz, 1.7 GHz, or the like may be used.
  • the user distribution and traffic are not uniform and fluctuate in time or location. For this reason, when a large number of small cells are arranged in a macro cell, it is assumed that the small cells are arranged in different forms (Sparse and Dense) depending on the location as shown in FIG. .
  • the small base station that has shifted to the off state does not transmit a DL signal (for example, a cell-specific reference signal (CRS)) or the like, it is possible to reduce interference on adjacent small cells. Further, by turning off a small base station having a low traffic load (for example, no traffic), it is possible to reduce power consumption (energy saving).
  • a DL signal for example, a cell-specific reference signal (CRS)
  • CRS cell-specific reference signal
  • the transition from the on state to the off state may be determined by observing traffic on the network side.
  • the transition from the off state to the on state needs to be performed by recognizing that traffic is generated in the small cell in the off state.
  • the DL signal reference signal, data signal, etc.
  • the present inventors have transmitted a specific DL signal (also referred to as a detection / measurement signal, Discovery signal) from a small cell in the off state (including the DTX state). Therefore, a method of making a determination based on the detection / measurement result of the DL signal in the user terminal is being studied. Specifically, a user terminal that has received a detection / measurement signal (Discovery signal) from a small cell measures the reception state of the detection / measurement signal and reports it to a network (for example, a macro base station). Then, the macro base station determines whether to shift the small cell to the on state based on the measurement result (measurement result).
  • a detection / measurement signal Discovery signal
  • a small base station (small cell) is in an off state is a state in which a UL signal can be received from a user terminal and a detection / measurement signal for measurement is transmitted in a long cycle. Point to. That is, the off state includes the DTX state. Further, the small base station being in an ON state indicates a state in which communication is performed in the same manner as an existing base station (Legacy Carrier). That is, the small base station in the on state transmits a DL reference signal such as a cell-specific reference signal (CRS), a data signal, and a control signal for each subframe.
  • CRS cell-specific reference signal
  • the small base station in the DTX state transmits a DL signal only for a predetermined period (for example, Nms) at a predetermined period (for example, Lms) instead of for each subframe (see FIG. 3D).
  • DTX state an off state
  • a small cell with no traffic is set to an off state (DTX state) based on the judgment of a network (for example, a macro base station).
  • Information can be transmitted and received between the macro base station and the small base station via a backhaul link (such as an optical fiber or X2 signaling).
  • the small cell in the on state transmits a cell-specific reference signal (CRS) or the like even when there is no traffic, and thus becomes an interference source of an adjacent cell. Therefore, by setting a small cell that has no traffic and does not require DL transmission to an off state (DTX state), it is possible to suppress interference on adjacent cells and reduce power consumption.
  • CRS cell-specific reference signal
  • 3A to 3B show a case where the small base stations B and D are shifted to the off state (DTX state).
  • the small base station that has shifted to the off state (DTX state) transmits a detection / measurement signal (Discovery signal) in a long cycle (see FIG. 3B).
  • the user terminal detects a detection / measurement signal
  • the user terminal measures a reception state for the signal, and sends a measurement result (measurement result) to a network (for example, a macro base station) as a measurement report (MR: Measurement Report).
  • a network for example, a macro base station
  • MR Measurement Report
  • detection / measurement signals are transmitted from the small base stations B and D in the DTX state.
  • detection / measurement signals are transmitted from the small base stations B and D for a predetermined period (for example, Nms) every predetermined period (for example, Lms).
  • the macro base station determines whether or not to shift the small base station in the DTX state to the on state based on the MR reported from the user terminal (see FIG. 3C).
  • FIG. 3C shows a case where the small base station B shifts from the DTX state to the on state.
  • the orthogonality between the detection / measurement signals transmitted by each small cell is high, the transmission cycle is long, the transmission time is short, and the resource density is sufficiently high (see FIG. 4A).
  • the resource density of the detection / measurement signal is high, the user terminal can perform detection / measurement with high accuracy during one transmission time.
  • a sufficiently high resource density includes a signal that is allocated in a wide band and can suppress the influence of fading.
  • FIG. 4A the detection / measurement signal is transmitted from the small base station in the DTX state in a predetermined subframe.
  • FIG. 4B shows an example of an arrangement pattern of DL signals (cell-specific reference signals (CRS) and synchronization signals (SS) in FIG. 4B) transmitted from the small base station in the on state.
  • CRS cell-specific reference signals
  • SS synchronization signals
  • the user terminal detects / measures a detection / measurement signal (Discovery signal) transmitted from the DTX small cell, thereby recognizing the DTX small cell, measuring the reception quality, and reporting the measurement result.
  • a detection / measurement signal (Discovery signal) transmitted from the DTX small cell
  • the network for example, the macro base station
  • RSRP received power
  • RSRQ received quality
  • MR measurement result report
  • RSRP corresponds to the received power of a reference signal of a measurement target cell (for example, a specific small cell).
  • RSRQ corresponds to a ratio (ratio) between RSRP and the total received power (RSSI) of a user terminal in a certain subframe.
  • the lower the total received power (the band is not congested) the higher the RSRQ.
  • Equation (1) shows a case where a CRS of one antenna port is assumed and 1 RB is considered as a reference (normalized by 1 RB).
  • Formula (1) is an example, and the present embodiment is not limited to this.
  • the existing system stipulates that RSRP and RSRQ (RSSI) are measured in a subframe including a cell-specific reference signal (CRS). Therefore, for detection / measurement of a detection / measurement signal (Discovery signal), RSRP and RSRQ (RSSI) are obtained in the same manner as in an existing system by using a subframe including the detection / measurement signal instead of CRS. Can be considered.
  • the RSSI value is close to zero if many of the neighboring cells of the user terminal are off or are small cells in the DTX state.
  • RSRQ is calculated by the ratio of the RSSI and RSRQ, the RSRQ value diverges, making it difficult to calculate accurate reception quality.
  • the present inventors consider both received power (RSRP) in a subframe in which a detection / measurement signal is transmitted and total received power (RSSI) in a subframe in which a detection / measurement signal is not transmitted. The idea was to calculate the quality (RSRQ) accurately. Further, the present inventors report the received SINR for the detection / measurement signal from the user terminal to the macro base station, and the macro base station side controls on / off of the small cell based on the SINR and the buffer amount. Inspired. Thereby, on / off of a small cell (small base station) can be appropriately controlled in consideration of traffic in a small cell area in an off state (DTX state).
  • DTX state off state
  • reception quality (RSRQ) is determined in consideration of both a period during which a detection / measurement signal (Discovery signal) is transmitted and a period during which no detection / measurement signal is transmitted.
  • Discovery signal detection / measurement signal
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of DL signals transmitted from a small base station (Cell # 1) in an off state (DTX state) and a small base station (Cell # 2) in an on state in each subframe. .
  • a small base station Cell # 1 in an off state (DTX state)
  • Cell # 2 Cell # 2 in an on state in each subframe.
  • the user terminal measures received power (RSRP) using the detection / measurement signal.
  • RSRP received power
  • the received power of the detection / measurement signal transmitted from the small cell (Cell # 1) in subframe 0 (SF # 0) is measured.
  • SF # 0 subframe 0
  • CRS reference signal
  • CRS data signal
  • the user terminal measures the total received power (RSSI) in the subframe in which the detection / measurement signal is not transmitted.
  • RSSI total received power
  • SF # 1 the total received power of the DL signal transmitted from each small cell (Cell # 1, Cell # 2) is measured.
  • a reference signal (CRS), a data signal, and the like are transmitted from neighboring cell 2 (Cell # 2), but from a small cell in DTX state (for example, Cell # 1). No signal is transmitted.
  • FIG. 5 shows the case where the user terminal measures the total received power (RSSI) in subframe 1 (SF # 1), but the subframe in which RSSI is measured is not limited to this.
  • the user terminal may measure RSSI in other subframes (for example, SF # 2 and SF # 3) in which the detection / measurement signal is not transmitted.
  • the user terminal that has measured the RSRP in SF # 0 and the RSSI in SF # 1 obtains the reception quality (RSRQ) using the RSRP and RSSI.
  • RSRQ is calculated using RSRP and RSSI so as to have the same form as RSRQ using existing CRS, and is reported to the network (for example, a macro base station).
  • the user terminal determines the RSRP for the received power (RSRP DS ) of the subframe in which the detection / measurement signal is transmitted and the total received power (RSSI) of the subframe in which the detection / measurement signal is not transmitted.
  • Equation (2) shows a case where CRS of one antenna port is assumed and is considered based on 1 RB (normalized with 1 RB).
  • Expression (2) is an example, and the present embodiment is not limited to this.
  • Equation (2) 10 ⁇ load S ⁇ S Data_subframe + 2 ⁇ I + 10 ⁇ Load I ⁇ I + 12 ⁇ N” in the denominator of Equation (2) is the RSSI actually measured by the user terminal in subframe 1 (SF # 1) in FIG. It corresponds to the theoretical formula of “2 ⁇ S DS_subframe ” corresponds to received power (RSRP) when CRS is assumed from Cell # 1 in SF # 1. That is, in the above equation (2), assuming that CRS (CRS of 2 resource elements in 1 RB) is transmitted from the target cell in the DTX state in SF # 1, the RSSI actually measured in SF # 1 is assumed. On the other hand, the reception power of the detection / measurement signal is added.
  • RSRP received power
  • the macro base station can appropriately determine whether or not to shift the small base station in the DTX state to the on state based on RSRQ or the like reported from the user terminal.
  • the user terminal uses the received power (RSRP) of the subframe in which the detection / measurement signal is transmitted and the total received power (RSSI) of the subframe in which the detection / measurement signal is not transmitted.
  • RSRP received power
  • RSSI total received power
  • the case where the reception quality (RSRQ) is obtained and reported to the macro base station is shown.
  • the present embodiment is not limited to this, and information regarding the total received power (RSSI) itself may be reported from the user terminal to the macro base station as an MR.
  • the user terminal transmits the information regarding the RSRP measured in subframe 0 (SF # 0) in FIG. 5 and the RSSI measured in any of subframes 1 to 3 (SF # 1 to # 3) to the macro base station.
  • the macro base station performs on / off control (transition from the off state (DTX state) to the on state) using RSRP and RSSI reported from the user terminal.
  • the macro base station can flexibly generate a metric using the RSRP and RSSI acquired from the user terminal, and control small cell on / off using the metric.
  • the RSRQ as shown in the above formula (2) can be obtained on the macro base station side.
  • a new metric (see the following formula (3)) is generated in the macro base station, and it can be determined whether or not to turn on the small base station in the DTX state.
  • RSRQ is calculated using different methods for the small cell on state or off state.
  • the network may notify the user terminal of information (measurement switching information) for switching a plurality of measurements (measurements) by an upper layer signal or a broadcast signal.
  • information for switching RSRQ calculation formulas may be notified as measurement switching information.
  • the network may notify the user terminal of information regarding whether or not RSRP is included in the denominator of the RSRQ calculation formula.
  • the measurement switching information may be information that directly indicates the measurement method, or when the user terminal stores a plurality of measurement methods in advance, information that indirectly indicates the measurement method (corresponding to the measurement method) Numerical value).
  • the user terminal can appropriately obtain the RSRQ in consideration of the influence of the reference signal such as CRS by switching the measurement based on the measurement switching information.
  • the user terminal can calculate RSRQ by including RSRP in the denominator of the RSRQ calculation formula based on the measurement switching information.
  • the user terminal obtains SINR (Signal to Interference plus Noise power Ratio) using a detection / measurement signal and reports the SINR as MR to a network (for example, a macro base station).
  • SINR Signal to Interference plus Noise power Ratio
  • the user terminal measures the received SINR of the detection / measurement signal in the subframe in which the detection / measurement signal is transmitted. For example, the reception SINR of the detection / measurement signal transmitted from the small cell (Cell # 1) is measured in the subframe 0 (SF # 0) of FIG. By using the detection / measurement signal, highly accurate SINR can be obtained. Further, the user terminal reports the measured SINR as MR to the network (macro base station).
  • the macro base station performs on / off control of the small base station in the DTX state in consideration of the SINR notified from the user terminal. At this time, the macro base station considers the amount of data remaining in the small cells connected by the backhaul (hereinafter also referred to as “buffer amount”).
  • the buffer amount is the amount of data transmitted to the user terminal, and traffic can be appropriately taken into account using the buffer amount.
  • the macro base station determines to turn on the small cell when the traffic situation is congested.
  • the macro base station selects a small base station having a SINR equal to or greater than a predetermined value and having a small buffer amount for the user terminal that has reported the SINR for the detection / measurement signal, and shifts it to the ON state.
  • the macro base station appropriately considers traffic in the small cell area in the off state (DTX state) by using the reception SINR of the detection / measurement signal notified from the user terminal and the buffer amount of the small cell.
  • DTX state the off state
  • the macro base station appropriately considers traffic in the small cell area in the off state (DTX state) by using the reception SINR of the detection / measurement signal notified from the user terminal and the buffer amount of the small cell.
  • the user terminal measures RSRP using the detection / measurement signal corresponding to the measurement target cell in the subframe in which the detection / measurement signal is transmitted.
  • the user terminal may measure RSSI using an OFDM symbol that does not include any detection / measurement signal among the subframes in which the detection / measurement signal is transmitted. RSSI may be measured in a subframe that is not transmitted.
  • the degree of congestion of the band can be appropriately reflected. Further, even when many of the neighboring cells of the user terminal are small cells in the DTX state, the denominator of the theoretical formula (4) is suppressed from being very close to zero, and the value of RSRQ can be obtained appropriately.
  • the theoretical formula (4) is an example, and the RSRQ calculation formula is not limited to this.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of DL signals transmitted from a plurality of small cells in a predetermined subframe.
  • FIG. 11 shows 1 RB (resource block) which is the minimum unit of radio resources for performing frequency scheduling.
  • the reference signal for example, CRS
  • CRS CRS
  • a synchronization signal for example, PSS
  • the detection / measurement signal (DS) of the non-measurement target cell is arranged on the eleventh subcarrier of the seventh and eighth symbols.
  • the detection / measurement signal (DS) of the measurement target cell is arranged on the eleventh subcarrier of the ninth and tenth symbols.
  • the user terminal measures RSRP using the DS of the measurement target cell. Further, the user terminal can measure RSSI with symbols (0-5th and 11-13th symbols) that do not include any DS of the measurement target cell and the non-measurement target cell. Note that the sixth symbol including the synchronization signal may be included in the RSSI measurement, and the RSSI may be measured with the 0-6th and 11th-13th symbols.
  • the user terminal measures RSRP with the detection / measurement signal corresponding to the measurement target cell among the subframes in which the detection / measurement signal is transmitted, while the user frame of the subframe in which the detection / measurement signal is transmitted.
  • the RSSI may be obtained for all OFDM symbols.
  • the network uses information for switching measurement (measurement switching information) by an upper layer signal or a broadcast signal. ) May be notified to the user terminal. For example, information for switching the RSRQ calculation formula may be notified.
  • the user terminal may be configured to determine whether to perform measurement using the detection / measurement signal in units of subframes or in units of symbols based on the measurement switching information.
  • the integer values of the constants included in the denominators of the theoretical formulas (1), (2), and (4) depend on the number of antenna ports.
  • an expression may be used in which the number of subcarriers of a reference signal (for example, CRS) allocated to one symbol in 1 RB (12 subcarriers) is a.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the radio communication system according to the present embodiment.
  • 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.
  • the user terminal 20 is configured to be able to wirelessly communicate with at least one of the macro base station 11 and the small base stations 12a and 12b (hereinafter collectively referred to as the small base station 12).
  • the numbers of macro base stations 11 and small base stations 12 are not limited to the numbers shown in FIG.
  • the same frequency band may be used, or different frequency bands may be used.
  • the macro base station 11 and each small base station 12 are connected to each other via an inter-base station interface (for example, an optical fiber or an X2 interface).
  • 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 referred to as an eNodeB (eNB), a radio base station, a transmission point, or the like.
  • the small base station 12 is a radio base station having local coverage, and is called an RRH (Remote Radio Head), a pico base station, a femto base station, a HeNB (Home eNodeB), a transmission point, an eNodeB (eNB), or the like. May be.
  • the 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
  • a downlink shared channel (PDSCH: Physical Downlink Shared Channel) shared by each user terminal 20, a downlink control channel (PDCCH: Physical Downlink Control Channel, EPDCCH: Enhanced Physical Downlink). Control Channel), PCFICH, PHICH, broadcast channel (PBCH), etc. are used.
  • PDSCH Physical Downlink Shared Channel
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • EPDCCH Enhanced Physical Downlink
  • Control Channel PCFICH, PHICH, broadcast channel (PBCH), etc.
  • DCI Downlink control information
  • an uplink shared channel (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) shared by each user terminal 20 and an uplink control channel (PUCCH: Physical Uplink Control Channel) are used as uplink communication channels. It is done. User data and higher layer control information are transmitted by PUSCH. Also, downlink radio quality information (CQI: Channel Quality Indicator), delivery confirmation information (ACK / NACK), and the like are transmitted by PUCCH.
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • radio base station 10 when the macro base station 11 and the small base station 12 are not distinguished, they are collectively referred to as a radio base station 10.
  • FIG. 7 is an overall configuration diagram of the radio base station 10 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 an interface unit 106. .
  • 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 interface unit 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
  • 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 interface unit 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.
  • the interface unit 106 transmits and receives signals (backhaul signaling) to and from an adjacent base station via an inter-base station interface (for example, optical fiber, X2 interface). For example, data transmission / reception between the macro base station 11 and the small base station 12 is performed via the interface unit 106. Alternatively, the interface unit 106 transmits and receives signals to and from the higher station apparatus 30 via a predetermined interface.
  • an inter-base station interface for example, optical fiber, X2 interface.
  • FIG. 8 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 UE reception state acquisition unit 301, a reception quality calculation unit 302, an on / off determination unit 303, a scheduler 304, and a DL signal generation unit 305.
  • the UE reception state acquisition unit 301 acquires information (MR) regarding the reception state of the user terminal 20 with respect to the detection / measurement signal (Discovery signal).
  • the MR is reported from the user terminal 20 that has received the detection / measurement signal (Discovery signal) transmitted from the small base station 12.
  • the UE reception state acquisition unit 301 acquires information on the reception power (RSRP) and reception quality (RSRQ) of the detection / measurement signal detected / measured by the user terminal 20 from the user terminal 20 (the first first) Embodiment).
  • the UE reception state acquisition unit 301 When the user terminal 20 feeds back information on the total received power (RSSI) of the subframe in which the detection / measurement signal is not transmitted (modified example of the first aspect), the UE reception state acquisition unit 301 And the received power (RSRP) of the detection / measurement signal. Also, when the user terminal 20 reports the reception SINR of the detection / measurement signal (second aspect), the UE reception state acquisition unit 301 receives the SINR from each user terminal 20.
  • RSSI total received power
  • RSRP received power
  • the reception quality calculation unit 302 calculates the reception quality of each user terminal 20 with respect to the detection / measurement signal based on the information acquired by the UE reception state acquisition unit 301. For example, when the user terminal 20 reports information on the received power (RSRP) of the detection / measurement signal and the total received power (RSSI) of a subframe in which the detection / measurement signal is not transmitted (the first aspect described above) 1), the reception quality calculation unit 302 calculates reception quality (RSRQ) using the RSRP and RSSI.
  • RSRP received power
  • RSSI total received power
  • the reception quality calculation unit 302 receives the reception quality (RSRQ) based on the ratio (ratio) of the reception power (RSRP) and the total reception power (RSSI) plus the reception power (RSRP). ) Is calculated.
  • the RSRQ calculated by the reception quality calculation unit 302 can be expressed by the above equation (2).
  • the reception quality calculation unit 302 may generate a new metric using RSRP and RSSI received from the user terminal 20.
  • the reception quality calculation unit 302 can use the above equation (3).
  • the result calculated by reception quality calculation section 302 is output to on / off determination section 303.
  • the process in the reception quality calculation part 302 can be abbreviate
  • the on / off determination unit 303 controls on / off of the small base station based on the information output from the UE reception state acquisition unit 301 and / or the reception quality calculation unit 302. For example, the on / off determination unit 303 determines to shift the small base station in the off state (DTX state) to the on state, and notifies the small base station via the interface unit 106.
  • DTX state off state
  • the on / off determination unit 303 when there are a plurality of user terminals 20 whose reception quality (RSRQ) of the detection / measurement signal is equal to or higher than a predetermined value, transmits the small base to which the detection / measurement signal is transmitted.
  • the station is turned on.
  • the on / off determination unit 303 selects a small base station having a SINR equal to or greater than a predetermined value and having a small buffer amount for the user terminal that has reported the SINR for the detection / measurement signal, and shifts to the on state. To do.
  • the scheduler 304 performs allocation (scheduling) of radio resources for DL signals to be transmitted to the user terminal 20. For example, the scheduler 304 provides DS information regarding the detection / measurement signal transmitted from the small base station in the DTX state to the user terminal (signal configuration of the detection / measurement signal, transmission timing (transmission period, transmission period), etc. ) To the DL signal generation unit 305.
  • the DL signal generation unit 305 generates a DL signal based on an instruction from the scheduler 304. For example, the DL signal generation unit 305 generates a control signal, a data signal, a reference signal, and the like. Also, the DL signal generation unit 305 generates information (DS information) related to the detection / measurement signal transmitted from the small base station in the DTX state as an upper layer signal or a notification signal. The signal generated by the DL signal generation unit 305 is transmitted to the user terminal 20 via the transmission / reception unit 103.
  • the UE reception state acquisition unit 301 of the macro base station 11 uses the received power (RSRQ) calculated using the received power and the total received power measured in the subframe in which the cell-specific reference signal (CRS) is transmitted. It can be acquired from the user terminal. In this case, the reception quality calculated using the detection / measurement signal and the reception quality calculated using the cell-specific reference signal are compared, and the cell (macro cell or small cell) to which the user terminal is connected is selected. A selection unit that performs this may be further provided in the macro base station 11.
  • RSS received power
  • CRS cell-specific reference signal
  • FIG. 9 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 (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 each amplified by an amplifier unit 202, converted in frequency by a transmission / reception unit 203, and converted into a baseband signal.
  • the baseband signal is subjected to FFT processing, error correction decoding, retransmission control reception processing, and the like by the baseband signal processing unit 204.
  • downlink user data 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.
  • transmission processing for retransmission control H-ARQ (Hybrid ARQ)
  • channel coding precoding
  • DFT processing IFFT processing
  • the like are performed and transferred 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.
  • the amplifier unit 202 amplifies the frequency-converted radio frequency signal and transmits the amplified signal using the transmitting / receiving antenna 201.
  • FIG. 10 is a main functional configuration diagram of the baseband signal processing unit 204 included in the user terminal 20.
  • the baseband signal processing unit 204 included in the user terminal 20 includes at least a detection / measurement unit 401, a DS information acquisition unit 402, a reception quality calculation unit 403, and a UL signal generation unit 404.
  • the detection / measurement unit 401 detects / measures a DL signal transmitted from the macro base station 11 and / or the small base station 12. For example, the detection / measurement unit 401 receives received power (RSRP) of a detection / measurement signal transmitted from a small base station in a DTX state in a predetermined subframe and a DL signal in a subframe in which the detection / measurement signal is not transmitted. Measure the total received power (RSSI). Note that the detection / measurement unit 401 can efficiently perform the detection operation by detecting the detection / measurement signal using the information supplied from the DS information acquisition unit 402.
  • RSRP received power
  • RSSI total received power
  • the detection / measurement unit 401 may measure the received SINR of the detection / measurement signal in the subframe in which the detection / measurement signal is transmitted (second aspect).
  • the DS information acquisition unit 402 obtains DS information (signal configuration of the detection / measurement signal, transmission timing (transmission period, transmission period), etc.) related to the detection / measurement signal transmitted from the small base station in the DTX state. 11 from.
  • the DS information acquisition unit 402 specifies the transmission timing of the detection / measurement signal based on the DS information received from the macro base station 11, and outputs it to the detection / measurement unit 401.
  • Reception quality calculation section 403 uses the received power (RSRP) of the detection / measurement signal measured by detection / measurement section 401 and the total received power (RSSI) of the subframe in which the detection / measurement signal is not transmitted. (RSRQ) is calculated. Specifically, the reception quality calculation unit 403 calculates the reception quality (RSRQ) based on the ratio between the reception power (RSRP) and the value obtained by adding the reception power (RSRP) to the total reception power (RSSI). At this time, the RSRQ calculated by the reception quality calculation unit 403 is expressed by the above equation (2).
  • the processing in the reception quality calculation unit 403 can be omitted.
  • the UL signal generation unit 404 generates information (measurement report) on the reception quality (RSRQ) calculated by the reception quality calculation unit 403 and the reception power (RSRP) measured by the detection / measurement unit 401 as an uplink signal. Also, the UL signal generation unit 404 transmits the total received power (RSSI) itself (modified example 1 of the first aspect) or transmits the reception SINR of the detection / measurement signal (the second second). Aspect), information on RSSI and SINR is generated as an uplink signal. The UL signal generation unit 404 also generates an uplink control signal such as a delivery confirmation signal and an uplink data signal.
  • RSSI total received power
  • SINR the reception SINR of the detection / measurement signal

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Abstract

　スモールセルとマクロセルが重複して配置される構成において、スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを適切に制御すること。マクロセルを形成するマクロ基地局と、マクロセル内に配置されるスモールセルを形成するスモール基地局と通信可能なユーザ端末であって、所定サブフレームにスモール基地局から送信される検出／測定用信号の受信電力と、検出／測定用信号が送信されないサブフレームにおける下り信号の総受信電力と、を測定する測定部と、受信電力と総受信電力を用いて受信品質を算出する算出部と、受信品質に関する情報をマクロ基地局に送信する送信部と、を有し、算出部は、受信電力と、総受信電力に受信電力を加えた値と、の割合に基づいて受信品質を算出する。

Description

ユーザ端末、基地局及び無線通信方法
　本発明は、次世代移動通信システムにおける基地局、ユーザ端末及び無線通信方法に関する。
　ＵＭＴＳ（Universal　Mobile　Telecommunications　System）ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ:Long　Term　Evolution）が仕様化された（非特許文献１）。ＬＴＥではマルチアクセス方式として、下り回線（下りリンク）にＯＦＤＭＡ（Orthogonal　Frequency　Division　Multiple　Access）をベースとした方式を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ－ＦＤＭＡ（Single　Carrier　Frequency　Division　Multiple　Access）をベースとした方式を用いている。
　また、ＬＴＥからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システムも検討されてきた（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範囲のカバレッジエリア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エリアを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ＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous　Network）が検討されている（例えば、非特許文献２）。また、ＨｅｔＮｅｔでは、マクロセル（マクロ基地局）とスモールセル（スモール基地局）間で同一周波数帯だけでなく、異なる周波数帯のキャリアを用いることも検討されている。
　上述のＨｅｔＮｅｔでは、マクロセル内に多数のスモールセルを配置することが想定される。この場合、トラフィックの大きい場所にスモールセルを局所的に配置し、セル間でのオフロード効果を図ることが想定される。また、ネットワークの省電力化や隣接セルへの干渉抑制の観点からは、複数のスモールセルの中でトラフィックロードが低いスモールセル（スモール基地局）からの信号送信を停止して、オフ状態（又はＤＴＸ状態）とすることが望ましい。
　スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを切り替えて制御する場合、オン状態からオフ状態（又はＤＴＸ）への移行は、ネットワーク側で当該スモールセルのトラフィックを観測して判断することが考えられる。一方で、オフ状態からオン状態への移行は、オフ状態のスモールセルのエリアでトラフィックが生じていることを適切に判断して制御する必要がある。しかし、オフ状態のスモール基地局からはオン状態の際に通常送信されるＤＬ信号（参照信号やデータ信号等）が送信されないため、オフ状態のスモールセルをオン状態に移行する際にどのように制御するかが問題となる。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、スモールセルとマクロセルが重複して配置される構成において、スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを適切に制御することができる無線通信方法、ユーザ端末及び基地局を提供することを目的とする。
　本発明のユーザ端末の一態様は、マクロセルを形成するマクロ基地局と、前記マクロセル内に配置されるスモールセルを形成するスモール基地局と通信可能なユーザ端末であって、所定サブフレームにスモール基地局から送信される検出／測定用信号の受信電力と、前記検出／測定用信号が送信されないサブフレームにおける下り信号の総受信電力と、を測定する測定部と、前記受信電力と前記総受信電力を用いて受信品質を算出する算出部と、前記受信品質に関する情報をマクロ基地局に送信する送信部と、を有し、前記算出部は、前記受信電力と、前記総受信電力に前記受信電力を加えた値と、の割合に基づいて前記受信品質を算出することを特徴とする。
　本発明によれば、スモールセルとマクロセルが重複して配置される構成において、スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを適切に制御することができる。
ＨｅｔＮｅｔの概念図である。 複数のスモールセルの一部をオフ状態とする場合の一例を説明する図である。 スモールセルのオン／オフ制御の動作手順の一例を示す図である。 スモールセルから送信されるＤＬ信号の一例を説明する図である。 複数のスモールセルから各サブフレームに送信されるＤＬ信号の一例を示す図である。 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ユーザ端末の機能構成の説明図である。 所定のサブフレームにおいて複数のスモールセルから送信されるＤＬ信号の一例を示す図である。
　図１は、Ｒｅｌ．１２以降で想定されるＨｅｔＮｅｔの概念図である。図１に示すように、ＨｅｔＮｅｔは、マクロセル（Ｍａｃｒｏ　ｃｅｌｌ）とスモールセル（Ｓｍａｌｌ　ｃｅｌｌ）との少なくとも一部が地理的に重複して配置される無線通信システムである。ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルを形成する無線基地局（以下、マクロ基地局という）と、スモールセルを形成する無線基地局（以下、スモール基地局という）と、マクロ基地局とスモール基地局と通信するユーザ端末とを含んで構成される。
　図１に示すように、マクロセルＭ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（以下、低周波数帯キャリアという）Ｆ１が用いられる。一方、複数のスモールセルＳでは、例えば、３．５ＧＨｚなど、相対的に高い周波数帯のキャリア（以下、高周波数帯キャリアという）Ｆ２が用いられる。なお、８００ＭＨｚや２ＧＨｚ、３．５ＧＨｚはあくまでも一例である。マクロセルＭのキャリアとして、３．５ＧＨｚが用いられてもよいし、スモールセルＳのキャリアとして、８００ＭＨｚや２ＧＨｚ、８００ＭＨｚや２ＧＨｚ、１．７ＧＨｚ等が用いられてもよい。
　このように、ＬＴＥ－Ａ（Ｒｅｌ．１２以降）の無線通信システムとして、スモールセルＳとマクロセルＭが異なる周波数を適用するシナリオ（Separate　frequency）が検討されている。この場合、異なる周波数を用いるマクロセルＭとスモールセルＳを、ＣＡ（キャリアアグリゲーション）により同時に使用することも想定される。
　ところで、一般にユーザ分布やトラフィックは均一でなく、時間的、あるいは、場所的に変動する。そのため、マクロセル内に多数のスモールセルを配置する場合、上記図１に示すように、場所に応じて密度や環境の異なる形態（Sparse　and　Dense）で、スモールセルが配置されることが想定される。
　例えば、ユーザ端末が多く集まる駅やショッピングモール等では、スモールセルの配置密度を高くし（Dense　small　cell）、ユーザ端末が集まらない場所では、スモールセルの配置密度を低くする（Sparse　small　cell）ことが考えられる。図１に示すように、トラフィックの大きい場所にスモールセルを密に、かつ局所的に（クラスタ状に）配置することにより、セル間でのオフロード効果を得ることが可能となる。一方で、スモールセルの配置密度が高い場合、隣接セルから送信されるＤＬ信号によってセル間の干渉の影響も大きくなる。
　また、マクロセル内に複数のスモールセル（スモール基地局）が配置される構成において、スモールセルのトラフィックロードに応じて各スモールセルのオン／オフを切り替えて制御することが検討されている。例えば、図２に示すように、トラフィックロードが少ないスモールセルをオフ状態（ＤＴＸ状態も含む）とすることが考えられる。
　オフ状態に移行したスモール基地局は、ＤＬ信号（例えば、セル固有参照信号（ＣＲＳ））等の送信を行わないため、隣接スモールセルへおよぼす干渉を低減することができる。また、トラフィックロードが低い（例えば、トラフィックのない）スモール基地局をオフ状態とすることにより、低消費電力化（エナジーセイビング）を図ることができる。
　さらに、エナジーセイビングや他セルへの干渉低減効果を最大化するために、スモールセルのオン／オフをダイナミック（動的）に制御することが検討されている。例えば、所定の送信時間間隔（例えば、サブフレーム）単位でスモールセル（スモール基地局）のオン／オフを制御することにより、より効果的に干渉低減やエナジーセイビングを図ることが可能となる。
　スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを切り替えて制御する場合、オン状態からオフ状態（ＤＴＸ状態も含む）への移行は、ネットワーク側でトラフィックを観測して判断することが考えられる。一方で、オフ状態からオン状態への移行は、オフ状態のスモールセルにおいてトラフィックが生じていることを認識して行う必要がある。しかし、オフ状態のスモール基地局からはオン状態の際に通常送信されるＤＬ信号（参照信号やデータ信号等）が送信されないため、オフ状態のスモールセルをオン状態に移行する際にどのように制御するかが問題となる。
　オフ状態からオン状態への移行を実現する方法として、本発明者等は、オフ状態（ＤＴＸ状態を含む）のスモールセルが特定のＤＬ信号（検出／測定用信号、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号とも呼ぶ）を送信し、ユーザ端末における当該ＤＬ信号の検出／測定結果に基づいて判断する方法を検討している。具体的には、スモールセルからの検出／測定用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）を受信したユーザ端末が当該検出／測定用信号の受信状態を測定してネットワーク（例えば、マクロ基地局）に報告する。そして、マクロ基地局が、当該測定結果（メジャメント結果）に基づいて当該スモールセルをオン状態に移行させるか判断する。
　図３Ａ～３Ｃは、オフ状態（又は、ＤＴＸ状態）における無線通信システムの動作の一例を示している。なお、以下の説明において、スモール基地局（スモールセル）がオフ状態とは、ユーザ端末からのＵＬ信号の受信が可能であると共に、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ用の検出／測定用信号を長周期で送信する状態を指す。つまり、オフ状態には、ＤＴＸ状態が含まれる。また、スモール基地局がオン状態とは、既存の基地局（Ｌｅｇａｃｙ　Ｃａｒｒｉｅｒ）と同様に通信を行う状態を指す。つまり、オン状態のスモール基地局は、サブフレーム毎にセル固有参照信号（ＣＲＳ）等の下り参照信号、データ信号、制御信号等のＤＬ信号を送信する。一方で、ＤＴＸ状態のスモール基地局は、サブフレーム毎でなく、所定周期（例えば、Ｌｍｓ）毎に所定期間（例えば、Ｎｍｓ）に限ってＤＬ信号の送信を行う（図３Ｄ参照）。
　まず、複数のスモールセルの中で、トラフィックが存在せず、オフにしてもカバレッジホールが生じない（マクロセル等によりカバレッジが確保されている）スモールセルを、オフ状態（ＤＴＸ状態）に移行する（図３Ａ、３Ｂ参照）。例えば、トラフィックのないスモールセルをネットワーク（例えば、マクロ基地局）の判断でオフ状態（ＤＴＸ状態）とする。マクロ基地局とスモール基地局間は、バックホールリンク（光ファイバやＸ２シグナリング等）を介して情報の送受信を行うことができる。
　オン状態のスモールセルはトラフィックがない場合であっても、セル固有参照信号（ＣＲＳ）等を送信するため、隣接セルの干渉源となる。そのため、トラフィックがなくＤＬ送信が不要なスモールセルをオフ状態（ＤＴＸ状態）とすることにより、隣接セルにおよぼす干渉を抑制すると共に、低消費電力化を図ることができる。
　図３Ａから図３Ｂでは、スモール基地局Ｂ、Ｄをオフ状態（ＤＴＸ状態）に移行する場合を示している。この場合、スモール基地局Ｂ、Ｄからサブフレーム毎に送信される参照信号（ＣＲＳ）等が停止するため、スモール基地局Ａ、Ｃに対する干渉を低減することができる。なお、オフ状態（ＤＴＸ状態）に移行したスモール基地局は、長周期で検出／測定用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）を送信する（図３Ｂ参照）。ユーザ端末は、検出／測定用信号を検出した場合には、当該信号に対する受信状態を測定し、測定結果（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ結果）をメジャメントレポート（ＭＲ：Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｒｅｐｏｒｔ）としてネットワーク（例えば、マクロ基地局）に送信する。
　図３Ｂでは、ＤＴＸ状態のスモール基地局Ｂ、Ｄから、検出／測定用信号が送信される。例えば、図３Ｄに示すように、所定周期（例えば、Ｌｍｓ）毎に所定期間（例えば、Ｎｍｓ）の間、スモール基地局Ｂ、Ｄから検出／測定用信号が送信される。複数のスモール基地局から検出／測定用信号を同期して送信することにより、ユーザ端末は効率的に検出／測定を行うことが可能となる。
　マクロ基地局は、ユーザ端末から報告されたＭＲに基づいて、ＤＴＸ状態のスモール基地局をオン状態に移行するか否かを判断する（図３Ｃ参照）。図３Ｃでは、スモール基地局ＢをＤＴＸ状態からオン状態に移行する場合を示している。
　なお、スモール基地局におけるＤＴＸ動作として、（１）エナジーセイビング効果を高めるために送信周期が長く、一回の送信時間が短いこと、（２）ユーザ端末が検出／測定動作を効果的に行うために、検出／測定用信号のタイミング等をユーザ端末に通知すること、（３）ユーザ端末が周辺の複数のスモールセルをまとめて検出・測定できるように、各スモール基地局から検出／測定用信号を同期送信すること、が望ましい。
　上記要求を満たす検出／測定用信号として、各スモールセルが送信する検出／測定用信号間の直交性が高く、送信周期が長く、一回の送信時間が短く、リソース密度を十分高くする（図４Ａ参照）。検出／測定用信号のリソース密度が高いと、一回の送信時間の間にユーザ端末が検出・測定を高い精度で行うことができる。なお、リソース密度が十分に高いとは、広帯域に割当てられ、フェージングの影響を抑制可能な信号が挙げられる。
　図４Ａに示すように、検出／測定用信号は、所定のサブフレームでＤＴＸ状態のスモール基地局から送信される。一方で、図４Ｂは、オン状態のスモール基地局から送信されるＤＬ信号（図４Ｂでは、セル固有参照信号（ＣＲＳ）と同期信号（ＳＳ））の配置パターンの一例を示している。なお、ＤＴＸ状態のスモール基地局から検出／測定用信号が送信される場合には、オン状態のスモールセルから送信されるＣＲＳ等を停止することが望ましい。
　ユーザ端末は、ＤＴＸ状態のスモールセルから送信される検出／測定用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）を検出／測定することで、ＤＴＸ状態のスモールセルの認識、受信品質測定、測定結果の報告を行う。ネットワーク（例えば、マクロ基地局）は、ユーザ端末からの報告結果（ＭＲ）が良好である場合、ＤＴＸ状態のスモールセルをオン状態に移行させると共に、当該スモール基地局にユーザ端末を接続させる。
　ところで、ユーザ端末からマクロ基地局への測定結果の報告（ＭＲ）として、受信電力（ＲＳＲＰ）及び／又は受信品質（ＲＳＲＱ）を用いることが考えられる。ＲＳＲＰとは、測定対象セル（例えば、特定のスモールセル）の参照信号の受信電力に相当する。ＲＳＲＱとは、ＲＳＲＰと、あるサブフレームにおけるユーザ端末の総受信電力（ＲＳＳＩ）と、の比（割合）に相当する。測定対象セルの受信電力が高いほどＲＳＲＰ及びＲＳＲＱが高くなる。また、全受信電力が低い（当該帯域が混雑していない）ほどＲＳＲＱが高くなる。このようにしてユーザ端末が求めるＲＳＲＱは、理論上式（１）で表されることになる。なお、式（１）は、１アンテナポートのＣＲＳを仮定し、１ＲＢを基準として考慮した場合（１ＲＢで正規化した場合）を示している。なお、式（１）は一例であり、本実施の形態はこれに限られない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　上述したように、既存のシステムにおいて、受信品質（ＲＳＲＱ）は、ＲＳＲＰとＲＳＳＩの比（ＲＳＲＱ＝ＲＳＲＰ／ＲＳＳＩ）で求めることができる。既存のシステム（Ｒｅｌ．８－１１）では、セル固有参照信号（ＣＲＳ）を含むサブフレームにおいて、ＲＳＲＰとＲＳＲＱ（ＲＳＳＩ）の測定を行うことが規定されている。したがって、検出／測定用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）の検出／測定について、ＣＲＳの代わりに検出／測定用信号を含むサブフレームを利用して、既存のシステムと同様にＲＳＲＰとＲＳＲＱ（ＲＳＳＩ）を求めることが考えられる。
　しかし、検出／測定用信号が送信されるサブフレームにおいてＲＳＳＩを測定した場合、当該サブフレームでは検出／測定用信号のみが同期送信されているため、各スモールセルからの検出／測定用信号の合計受信電力がＲＳＳＩとなる。その結果、ＲＳＳＩに他のスモール基地局（例えば、オン状態のスモール基地局）から送信されるＤＬ信号が考慮されなくなる。そのため、ＲＳＲＱを当該ＲＳＳＩとＲＳＲＰの割合で算出する場合、ＲＳＲＱにはトラフィックの混雑度合いが正確に反映されなくなる。
　一方で、検出／測定用信号が送信されないサブフレームにおいてＲＳＳＩを測定した場合、ユーザ端末の周辺セルの多くがオフ、あるいはＤＴＸ状態のスモールセルであると、ＲＳＳＩの値がゼロに近くなる。その結果、ＲＳＲＱを当該ＲＳＳＩとＲＳＲＱの割合で算出すると、ＲＳＲＱの値が発散してしまい、正確な受信品質を算出することが困難となる。
　本発明者等は、検出／測定用信号が送信されるサブフレームにおける受信電力（ＲＳＲＰ）と、検出／測定用信号が送信されないサブフレームにおける総受信電力（ＲＳＳＩ）の双方を考慮して、受信品質（ＲＳＲＱ）を正確に算出することを着想した。また、本発明者等は、検出／測定用信号に対する受信ＳＩＮＲをユーザ端末からマクロ基地局に報告し、マクロ基地局側で当該ＳＩＮＲとバッファ量に基づいてスモールセルのオン／オフを制御することを着想した。これにより、オフ状態（ＤＴＸ状態）のスモールセルエリアにおけるトラフィックを考慮して、スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを適切に制御することができる。
　以下に本実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の態様）
　第１の態様では、検出／測定用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）が送信される期間と、検出／測定用信号が送信されない期間の双方を考慮して受信品質（ＲＳＲＱ）を決定する場合について説明する。なお、以下の説明では、検出／測定用信号が送信される期間及び送信されない期間の一例として、サブフレーム単位で考慮する場合を示す。
　図５は、各サブフレームにおいてオフ状態（ＤＴＸ状態）のスモール基地局（Ｃｅｌｌ＃１）と、オン状態のスモール基地局（Ｃｅｌｌ＃２）からそれぞれ送信されるＤＬ信号の一例を示す図である。具体的に、図５ではサブフレーム０（ＳＦ＃０）において、Ｃｅｌｌ＃１及びＣｅｌｌ＃２からそれぞれ検出／測定用信号が送信され、サブフレーム１～３（ＳＦ＃１～＃３）において、Ｃｅｌｌ＃２からデータ信号と参照信号（ＣＲＳ）等が送信される場合を示している。つまり、サブフレーム１～３（ＳＦ＃１～＃３）において、Ｃｅｌｌ＃１からはＤＬ信号の送信が行われない。
　以下に、ユーザ端末が対象セルのＲＳＲＰとＲＳＲＱ（ＲＳＳＩ）を測定する場合について説明する。なお、以下の説明では、図５におけるＣｅｌｌ＃１（ＤＴＸ状態のスモールセル）を対象セルとする場合について説明する。
　まず、ユーザ端末は、検出／測定用信号を用いて、受信電力（ＲＳＲＰ）を測定する。ここでは、サブフレーム０（ＳＦ＃０）においてスモールセル（Ｃｅｌｌ＃１）から送信される検出／測定用信号の受信電力を測定する。なお、サブフレーム０においては、周辺セル２（Ｃｅｌｌ＃２）から参照信号（ＣＲＳ）やデータ信号は送信されない場合を想定する。
　次に、ユーザ端末は、検出／測定用信号が送信されないサブフレームにおいて、総受信電力（ＲＳＳＩ）を測定する。ここでは、サブフレーム１（ＳＦ＃１）において、各スモールセル（Ｃｅｌｌ＃１、Ｃｅｌｌ＃２）から送信されるＤＬ信号の総受信電力を測定する。なお、サブフレーム１（ＳＦ＃１）では、周辺セル２（Ｃｅｌｌ＃２）から参照信号（ＣＲＳ）やデータ信号等が送信されるが、ＤＴＸ状態のスモールセル（例えば、Ｃｅｌｌ＃１）からは信号の送信が行われない。
　図５では、ユーザ端末がサブフレーム１（ＳＦ＃１）における総受信電力（ＲＳＳＩ）を測定する場合を示したが、ＲＳＳＩを測定するサブフレームはこれに限られない。ユーザ端末は、検出／測定用信号が送信されない他のサブフレーム（例えば、ＳＦ＃２、ＳＦ＃３）においてＲＳＳＩを測定してもよい。
　ＳＦ＃０におけるＲＳＲＰと、ＳＦ＃１におけるＲＳＳＩを測定したユーザ端末は、当該ＲＳＲＰとＲＳＳＩを用いて受信品質（ＲＳＲＱ）を求める。本実施の形態では、既存のＣＲＳを利用したＲＳＲＱと同様の形となるようにＲＳＲＰとＲＳＳＩを利用してＲＳＲＱを算出し、ネットワーク（例えば、マクロ基地局）に報告する。
　具体的に、ユーザ端末は、検出／測定用信号が送信されるサブフレームの受信電力（ＲＳＲＰＤＳ）と、検出／測定用信号が送信されないサブフレームの総受信電力（ＲＳＳＩ）に対して当該ＲＳＲＰＤＳを加えた値と、の割合（比）に基づいてＲＳＲＱを算出する。つまり、ユーザ端末は、ＲＳＲＱ＝ＲＳＲＰＤＳ／（ＲＳＲＰＤＳ＋ＲＳＳＩ）として求めることができる。
　このようにしてユーザ端末が求めるＲＳＲＱは、理論上式（２）で表されることになる。なお、式（２）は、１アンテナポートのＣＲＳを仮定し、１ＲＢを基準として考慮した場合（１ＲＢで正規化した場合）を示している。なお、式（２）は一例であり、本実施の形態はこれに限られない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　なお、式（２）の分母における「10×loadS×SData_subframe＋2×I＋10×LoadI×I＋12×N」は、図５のサブフレーム１（ＳＦ＃１）でユーザ端末が実際に測定したＲＳＳＩの理論式に相当する。また、「2×SDS_subframe」は、仮にＳＦ＃１においてＣｅｌｌ＃１からＣＲＳが想定された場合の受信電力（ＲＳＲＰ）に相当する。つまり、上記式（２）では、ＳＦ＃１においてＤＴＸ状態の対象セルからＣＲＳ（１ＲＢ中２リソースエレメントのＣＲＳ）が送信される場合を仮定して、ＳＦ＃１で実際に測定されるＲＳＳＩに対して、当該検出／測定用信号の受信電力を加えている。
　上記理論式（１）と（２）から分かるように、ＲＳＲＱ＝ＲＳＲＰＤＳ／（ＲＳＲＰＤＳ＋ＲＳＳＩ）より、検出／測定用信号に対するＲＳＲＱを、ＣＲＳが送信されているサブフレームで算出されるＲＳＲＱ（既存システム）と同様の形で算出することができる。その結果、セル選択等にＲＳＲＱを利用する際に、ＣＲＳを用いて算出されたＲＳＲＱと、検出／測定用信号を用いて算出されたＲＳＲＱとを相対的に比較することが出来るため、マクロセルとスモールセル間のセル選択を適切に行うことが可能となる。
　上述したように、検出／測定用信号が送信されないサブフレームでＲＳＳＩを測定する場合に、当該ＲＳＳＩに検出／測定用信号の受信電力（ＲＳＲＰＤＳ）を加えた値と、当該受信電力（ＲＳＲＰＤＳ）との割合を考慮する。これにより、帯域の混雑度合いを適切に反映すると共に、ユーザ端末の周辺セルの多くがＤＴＸ状態のスモールセルである場合であっても、ＲＳＲＱの値を適切に求めることができる。その結果、マクロ基地局は、ユーザ端末から報告されたＲＳＲＱ等に基づいて、ＤＴＸ状態のスモール基地局をオン状態に移行するか否かを適切に判断することができる。
＜変形例１＞
　なお、上記説明では、ユーザ端末は、検出／測定用信号が送信されるサブフレームの受信電力（ＲＳＲＰ）と、検出／測定用信号が送信されないサブフレームの総受信電力（ＲＳＳＩ）とを用いて受信品質（ＲＳＲＱ）を求め、マクロ基地局に報告する場合を示した。しかし、本実施の形態はこれに限られず、ユーザ端末から総受信電力（ＲＳＳＩ）に関する情報そのものをＭＲとしてマクロ基地局に報告してもよい。
　例えば、ユーザ端末は、上記図５におけるサブフレーム０（ＳＦ＃０）で測定したＲＳＲＰと、サブフレーム１～３（ＳＦ＃１～＃３）のいずれかで測定したＲＳＳＩに関する情報をマクロ基地局に報告する。マクロ基地局は、ユーザ端末から報告されたＲＳＲＰとＲＳＳＩを用いて、オン／オフの制御（オフ状態（ＤＴＸ状態）からオン状態への移行）を行う。
　この際、マクロ基地局は、ユーザ端末から取得したＲＳＲＰとＲＳＳＩとを用いて柔軟にメトリックを生成し、当該メトリックを用いてスモールセルのオン／オフを制御することができる。例えば、上記式（２）に示したようなＲＳＲＱをマクロ基地局側で求めることができる。
　あるいは、マクロ基地局において新しいメトリック（下記式（３）参照）を生成し、ＤＴＸ状態のスモール基地局をオン状態とするか否か判断することができる。式（３）では、スモールセルのオン状態又はオフ状態に対して、それぞれ異なる方法を用いてＲＳＲＱの算出を行う。下記式（３）を用いることにより、オン／オフに応じた、より正確なＲＳＲＱを把握することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　マクロ基地局で上記式（３）を用いることにより、ＳＩＮＲを用いたセル選択が可能となる。
＜変形例２＞
　また、上記説明では、スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを切り替えて制御する場合を示した。しかし、本実施の形態はこれに限られず、スモールセルが常にオンであってもよい。この場合、スモールセルでは、毎サブフレームでＣＲＳが送信されることから、ＲＳＳＩにはＣＲＳの影響が考慮されており、ＲＳＲＱ＝ＲＳＳＰ／ＲＳＳＩとしても、ＲＳＲＱの値が発散する事態の発生が低減される。
　ネットワーク（例えば、マクロ基地局、スモール基地局など）は、上位レイヤ信号又は報知信号により、複数の測定（メジャメント）を切り替えるための情報（測定切り替え情報）をユーザ端末に通知してもよい。
　例えば、測定切り替え情報として、ＲＳＲＱの算出式（例えば、ＲＳＲＱ＝ＲＳＲＰ／ＲＳＳＩとＲＳＲＱ＝ＲＳＲＰＤＳ／（ＲＳＲＰＤＳ＋ＲＳＳＩ））を切り替えるための情報を通知してもよい。また、ネットワークは、ＲＳＲＱの算出式の分母にＲＳＲＰを含めるか否かに関する情報を、ユーザ端末に通知してもよい。なお、測定切り替え情報は、測定方法を直接示す情報であってもよいし、ユーザ端末が複数の測定方法を予め記憶している場合には、測定方法を間接的に示す情報（測定方法に対応する数値）であってもよい。
　ユーザ端末は、測定切り替え情報に基づいて測定を切り替えることにより、ＣＲＳなどの参照信号の影響を考慮して、適切にＲＳＲＱを求めることができる。例えば、ユーザ端末は、測定切り替え情報に基づいて、ＲＳＲＱの算出式の分母にＲＳＲＰを含めてＲＳＲＱを算出することができる。
（第２の態様）
　第２の態様では、ユーザ端末が検出／測定用信号を用いてＳＩＮＲ（Signal　to　Interference　plus　Noise　power　Ratio）を求め、当該ＳＩＮＲをＭＲとしてネットワーク（例えば、マクロ基地局）に報告する場合について説明する。
　ユーザ端末は、検出／測定用信号が送信されるサブフレームにおいて、当該検出／測定用信号の受信ＳＩＮＲを測定する。例えば、上記図５のサブフレーム０（ＳＦ＃０）においてスモールセル（Ｃｅｌｌ＃１）から送信される検出／測定用信号の受信ＳＩＮＲを測定する。検出／測定用信号を用いることにより精度の高いＳＩＮＲを求めることができる。また、ユーザ端末は、測定したＳＩＮＲをＭＲとしてネットワーク（マクロ基地局）に報告する。
　マクロ基地局は、ユーザ端末から通知されたＳＩＮＲを考慮してＤＴＸ状態のスモール基地局のオン／オフの制御を行う。この際、マクロ基地局は、バックホールで接続されたスモールセルに残存するデータ量（以下「バッファ量」とも記す）を考慮する。バッファ量はユーザ端末に送信するデータ量であり、当該バッファ量を用いてトラフィックを適切に考慮することができる。
　例えば、マクロ基地局は、トラフィック状況が混雑してきて、スモールセルをオンにすることを判断する。当該マクロ基地局は、検出／測定用信号に対するＳＩＮＲを報告してきたユーザ端末に対し、所定値以上のＳＩＮＲを有し、バッファ量が少ないスモール基地局を選択し、オン状態に移行させる。
　このように、マクロ基地局が、ユーザ端末から通知される検出／測定信号の受信ＳＩＮＲと、スモールセルのバッファ量を用いることにより、オフ状態（ＤＴＸ状態）のスモールセルエリアにおけるトラフィックを適切に考慮して、スモール基地局のオン／オフを適切に制御することができる。
（第３の態様）
　上述の第１の態様及び第２の態様においては、ユーザ端末がサブフレーム単位でＲＳＲＰ、ＲＳＳＩ、ＳＩＮＲなどを測定する例を示したが、これに限られない。具体的には、スモールセルがサブフレームの一部で検出／測定用信号を送信する場合、ユーザ端末がＯＦＤＭシンボル単位でＲＳＲＰ、ＲＳＳＩ、ＳＩＮＲなどを測定してもよい。第３の態様では、ユーザ端末がＯＦＤＭシンボル単位で測定を行う場合を説明する。
　ユーザ端末は、検出／測定用信号が送信されるサブフレームのうち、測定対象セルに対応した検出／測定用信号を用いてＲＳＲＰを測定する。この場合、ユーザ端末は、検出／測定用信号が送信されるサブフレームのうち、いずれの検出／測定用信号をも含まないＯＦＤＭシンボルでＲＳＳＩを測定してもよいし、検出／測定用信号が送信されないサブフレームにおいて、ＲＳＳＩを測定してもよい。
　例えば、検出／測定用信号の受信電力をＲＳＲＰＤＳとすると、ユーザ端末が求めるＲＳＲＱの算出式は、いずれの検出／測定用信号をも含まないＯＦＤＭシンボルでＲＳＳＩを測定する場合、ＲＳＲＱ＝ＲＳＲＰＤＳ／（ＲＳＲＰＤＳ＋ＲＳＳＩ）で表すことができる。一方、検出／測定用信号が送信されないサブフレームにおいて、ＲＳＳＩを測定する場合、ユーザ端末が求めるＲＳＲＱの算出式はＲＳＲＱ＝ＲＳＲＰＤＳ／（ＲＳＲＰＤＳ＋ＲＳＳＩ）で表すことができる。いずれの算出式を用いた場合も、ＲＳＲＱの理論式は、理論式（４）で表すことができる。このようにＲＳＲＱを算出することで、スモールセルがサブフレームの一部で検出／測定用信号を送信する場合であっても、帯域の混雑度合いを適切に反映することができる。また、ユーザ端末の周辺セルの多くがＤＴＸ状態のスモールセルである場合でも理論式（４）の分母がゼロに非常に近くなることが抑制され、ＲＳＲＱの値を適切に求めることができる。なお、理論式（４）は一例であり、ＲＳＲＱの算出式はこれに限られない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　図１１は、所定のサブフレームにおいて複数のスモールセルから送信されるＤＬ信号の一例を示す図である。図１１には、周波数スケジューリングを行う無線リソースの最小単位である１ＲＢ（リソースブロック）が示されている。図１１では、参照信号（例えば、ＣＲＳ）が、第０、４、７及び１１番目のシンボルの第０、３、６及び９番目のサブキャリアに配置されている。また、同期信号（例えば、ＰＳＳ）が、第６番目のシンボルに配置されている。また、非測定対象セルの検出／測定用信号（ＤＳ）が、第７及び８番目のシンボルの第１１番目のサブキャリアに配置されている。また、測定対象セルの検出／測定用信号（ＤＳ）が、第９及び１０番目のシンボルの第１１番目のサブキャリアに配置されている。
　図１１においては、ユーザ端末は、測定対象セルのＤＳを用いてＲＳＲＰを測定する。また、ユーザ端末は、測定対象セル及び非測定対象セルのいずれのＤＳをも含まないシンボル（第０－５、１１－１３番目のシンボル）でＲＳＳＩを測定することができる。なお、同期信号を含む第６番目のシンボルをＲＳＳＩ測定に含めて、第０－６、１１－１３番目のシンボルでＲＳＳＩを測定してもよい。
　なお、ユーザ端末は、検出／測定用信号が送信されるサブフレームのうち、測定対象セルに対応した検出／測定用信号でＲＳＲＰを測定する一方、検出／測定用信号が送信されるサブフレームの全ＯＦＤＭシンボルでＲＳＳＩを求めてもよい。
　本発明の第３の態様に係る構成によれば、サブフレームの一部で検出／測定用信号が送信される場合において、１サブフレーム内でＲＳＲＰ、ＲＳＳＩ、ＳＩＮＲなどの測定が可能となり、ＲＳＲＱの値を適切に求めることができる。
　なお、第３の態様においても、上記変形例２のように、ネットワーク（例えば、マクロ基地局、スモール基地局など）は、上位レイヤ信号又は報知信号により、測定を切り替えるための情報（測定切り替え情報）をユーザ端末に通知してもよい。例えば、ＲＳＲＱの算出式を切り替えるための情報を通知してもよい。また、ユーザ端末は、測定切り替え情報に基づいて、検出／測定用信号を用いた測定をサブフレーム単位で行うかシンボル単位で行うかを判断する構成としてもよい。
　また、上記理論式（１）、（２）、（４）の分母に含まれる各定数の整数値は、アンテナポート数に依存している。例えば、１ＲＢ（１２サブキャリア）において１シンボルに割り当てられる参照信号（例えば、ＣＲＳ）のサブキャリア数をａとした式を利用してもよい。このような場合、ＲＳＲＱの算出式を、例えば、ＲＳＲＱ＝ＲＳＲＰＤＳ／（ａ・ＲＳＲＰＤＳ＋(１２－ａ)・ＲＳＳＩ）とすることができる。
（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、上記第１の態様、第２の態様、第３の態様に係る無線通信方法が適用される。なお、上記第１の態様、第２の態様、第３の態様に係る無線通信方法は、それぞれ単独で適用してもよいし、組み合わせて適用してもよい。
　図６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。図６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。ユーザ端末２０は、マクロ基地局１１、スモール基地局１２ａ及び１２ｂ（以下、総称してスモール基地局１２という）の少なくとも一つと無線通信可能に構成されている。なお、マクロ基地局１１、スモール基地局１２の数は、図６に示す数に限られない。
　マクロセルＣ１及びスモールセルＣ２では、同一の周波数帯が用いられてもよいし、異なる周波数帯が用いられてもよい。また、マクロ基地局１１及び各スモール基地局１２は、基地局間インタフェース（例えば、光ファイバ、Ｘ２インタフェース）を介して互いに接続される。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（ｅＮＢ）、無線基地局、送信ポイント（transmission　point）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、ＨｅＮＢ（Ｈｏｍｅ　ｅＮｏｄｅＢ）、送信ポイント、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）などと呼ばれてもよい。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。
　また、無線通信システム１では、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。
　無線通信システム１では、下りリンクの通信チャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical　Downlink　Shared　Channel）と、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical　Downlink　Control　Channel、ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced　Physical　Downlink　Control　Channel）、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、報知チャネル（ＰＢＣＨ）などが用いられる。ＰＤＳＣＨ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。ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨにより、下り制御情報（ＤＣＩ）が伝送される。
　また、無線通信システム１では、上りリンクの通信チャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical　Uplink　Shared　Channel）と、上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical　Uplink　Control　Channel）などが用いられる。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）や、送達確認情報（ＡＣＫ/ＮＡＣＫ）等が伝送される。
　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、無線基地局１０と総称する。
　図７は、本実施の形態に係る無線基地局１０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、インタフェース部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からインタフェース部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、インタフェース部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。
　インタフェース部１０６は、基地局間インタフェース（例えば、光ファイバ、Ｘ２インタフェース）を介して隣接基地局と信号を送受信（バックホールシグナリング）する。例えば、マクロ基地局１１とスモール基地局１２間のデータの送受信をインタフェース部１０６を介して行う。あるいは、インタフェース部１０６は、所定のインタフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。
　図８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８に示すように、マクロ基地局１１は、ＵＥ受信状態取得部３０１、受信品質算出部３０２、オン／オフ決定部３０３、スケジューラ３０４、ＤＬ信号生成部３０５を具備する。
　ＵＥ受信状態取得部３０１は、検出／測定用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）に対するユーザ端末２０の受信状態に関する情報（ＭＲ）を取得する。なお、ＭＲは、スモール基地局１２から送信される検出／測定用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）を受信したユーザ端末２０から報告される。例えば、ＵＥ受信状態取得部３０１は、ユーザ端末２０で検出／測定された検出／測定用信号の受信電力（ＲＳＲＰ）、受信品質（ＲＳＲＱ）に関する情報をユーザ端末２０から取得する（上記第１の態様）。
　また、検出／測定用信号が送信されないサブフレームの総受信電力（ＲＳＳＩ）に関する情報をユーザ端末２０がフィードバックする場合（上記第１の態様の変形例）、ＵＥ受信状態取得部３０１は、当該ＲＳＳＩと検出／測定用信号の受信電力（ＲＳＲＰ）を取得する。また、ユーザ端末２０が検出／測定用信号の受信ＳＩＮＲを報告する場合（上記第２の態様）、ＵＥ受信状態取得部３０１は、各ユーザ端末２０からＳＩＮＲを受信する。
　受信品質算出部３０２は、ＵＥ受信状態取得部３０１で取得した情報に基づいて、検出／測定用信号に対する各ユーザ端末２０の受信品質を算出する。例えば、ユーザ端末２０から、検出／測定用信号の受信電力（ＲＳＲＰ）と、検出／測定用信号が送信されないサブフレームの総受信電力（ＲＳＳＩ）に関する情報が報告される場合（上記第１の態様の変形例１）、受信品質算出部３０２は、当該ＲＳＲＰとＲＳＳＩを用いて受信品質（ＲＳＲＱ）を算出する。
　具体的には、受信品質算出部３０２は、受信電力（ＲＳＲＰ）と、総受信電力（ＲＳＳＩ）に当該受信電力（ＲＳＲＰ）を加えた値と、の割合（比）に基づいて受信品質（ＲＳＲＱ）を算出する。この際、受信品質算出部３０２で算出されるＲＳＲＱは、上記式（２）で表すことができる。また、受信品質算出部３０２は、ユーザ端末２０から受信したＲＳＲＰとＲＳＳＩとを用いて新たなメトリックを生成してもよい。例えば、受信品質算出部３０２は、上記式（３）を利用することができる。受信品質算出部３０２で算出された結果は、オン／オフ決定部３０３に出力される。なお、ユーザ端末から受信品質（ＲＳＲＱ）に関する情報が直接報告される場合には（上記第１の態様）、受信品質算出部３０２における処理を省略することができる。
　オン／オフ決定部３０３は、ＵＥ受信状態取得部３０１及び／又は受信品質算出部３０２から出力された情報に基づいて、スモール基地局のオン／オフを制御する。例えば、オン／オフ決定部３０３は、オフ状態（ＤＴＸ状態）のスモール基地局をオン状態に移行することを決定し、インタフェース部１０６を介して当該スモール基地局に通知する。
　具体的に、オン／オフ決定部３０３は、検出／測定用信号の受信品質（ＲＳＲＱ）が所定値以上となるユーザ端末２０が複数存在する場合に、当該検出／測定用信号を送信したスモール基地局をオン状態に移行する。あるいは、オン／オフ決定部３０３は、検出／測定用信号に対するＳＩＮＲを報告してきたユーザ端末に対し、所定値以上のＳＩＮＲを有し、バッファ量が少ないスモール基地局を選択してオン状態に移行する。
　スケジューラ３０４は、ユーザ端末２０に送信するＤＬ信号用の無線リソースの割当て（スケジューリング）を行う。例えば、スケジューラ３０４は、ユーザ端末に対して、ＤＴＸ状態のスモール基地局から送信される検出／測定用信号に関するＤＳ情報（検出／測定用信号の信号構成や送信タイミング（送信周期、送信期間）等）の生成をＤＬ信号生成部３０５に指示する。
　ＤＬ信号生成部３０５は、スケジューラ３０４からの指示に基づいてＤＬ信号を生成する。例えば、ＤＬ信号生成部３０５は、制御信号、データ信号、参照信号等を生成する。また、ＤＬ信号生成部３０５は、ＤＴＸ状態のスモール基地局から送信される検出／測定用信号に関する情報（ＤＳ情報）を上位レイヤ信号又は報知信号として生成する。ＤＬ信号生成部３０５で生成された信号は、送受信部１０３を介してユーザ端末２０に送信される。
　また、マクロ基地局１１のＵＥ受信状態取得部３０１は、セル固有参照信号（ＣＲＳ）が送信されるサブフレームにおいて測定された受信電力及び総受信電力を用いて算出された受信品質（ＲＳＲＱ）をユーザ端末から取得することができる。この場合、検出／測定用信号を用いて算出された受信品質と、セル固有参照信号を用いて算出された受信品質とを比較して、ユーザ端末が接続するセル（マクロセル又はスモールセル）を選択する選択部をマクロ基地局１１にさらに設けてもよい。
　図９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（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。
　下りリンクのデータについては、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で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部２０４で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。この下りリンクのデータの内、下りリンクのユーザデータは、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。
　図１０は、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４の主な機能構成図である。図１０に示すように、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４は、検出／測定部４０１、ＤＳ情報取得部４０２、受信品質算出部４０３、ＵＬ信号生成部４０４を少なくとも有している。
　検出／測定部４０１は、マクロ基地局１１及び／又はスモール基地局１２から送信されるＤＬ信号の検出／測定を行う。例えば、検出／測定部４０１は、所定サブフレームにＤＴＸ状態のスモール基地局から送信される検出／測定用信号の受信電力（ＲＳＲＰ）と、検出／測定用信号が送信されないサブフレームにおけるＤＬ信号の総受信電力（ＲＳＳＩ）とを測定する。なお、検出／測定部４０１は、ＤＳ情報取得部４０２から供給される情報を用いて検出／測定用信号を検出することにより、効率的に検出動作を行うことができる。
　また、検出／測定部４０１は、検出／測定用信号が送信されるサブフレームにおいて、当該検出／測定用信号の受信ＳＩＮＲを測定してもよい（上記第２の態様）。
　ＤＳ情報取得部４０２は、ＤＴＸ状態のスモール基地局から送信される検出／測定用信号に関するＤＳ情報（検出／測定用信号の信号構成や送信タイミング（送信周期、送信期間）等）をマクロ基地局１１から取得する。ＤＳ情報取得部４０２は、マクロ基地局１１から受信したＤＳ情報に基づいて、検出／測定用信号の送信タイミング等を特定して、検出／測定部４０１に出力する。
　受信品質算出部４０３は、検出／測定部４０１で測定した検出／測定用信号の受信電力（ＲＳＲＰ）と、検出／測定用信号が送信されないサブフレームの総受信電力（ＲＳＳＩ）を用いて受信品質（ＲＳＲＱ）を算出する。具体的に、受信品質算出部４０３は、受信電力（ＲＳＲＰ）と、総受信電力（ＲＳＳＩ）に受信電力（ＲＳＲＰ）を加えた値と、の割合に基づいて受信品質（ＲＳＲＱ）を算出する。この際、受信品質算出部４０３で算出されるＲＳＲＱは、上記式（２）で表されることとなる。
　なお、ユーザ端末２０からマクロ基地局１１に対して、総受信電力（ＲＳＳＩ）そのものに関する情報を送信する場合（上記第１の態様の変形例１）や、検出／測定用信号に対するＳＩＮＲに関する情報を送信する場合（上記第２の態様）、受信品質算出部４０３における処理を省略することができる。
　ＵＬ信号生成部４０４は、受信品質算出部４０３で算出された受信品質（ＲＳＲＱ）や検出／測定部４０１で測定された受信電力（ＲＳＲＰ）に関する情報（メジャメントレポート）を上り信号として生成する。また、ＵＬ信号生成部４０４は、総受信電力（ＲＳＳＩ）そのものを送信する場合（上記第１の態様の変形例１）や、検出／測定用信号の受信ＳＩＮＲを送信する場合（上記第２の態様）、ＲＳＳＩ、ＳＩＮＲに関する情報を上り信号として生成する。また、ＵＬ信号生成部４０４は、送達確認信号等の上り制御信号や上りデータ信号の生成も行う。
　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。また、各実施の態様は適宜組み合わせて適用することが可能である。
　本出願は、２０１３年８月８日出願の特願２０１３－１６５５０７及び２０１４年３月２０日出願の特願２０１４－０５８１７８に基づく。この内容は、全てここに含めておく。
 

Claims (10)

  1. 　マクロセルを形成するマクロ基地局と、前記マクロセル内に配置されるスモールセルを形成するスモール基地局と通信可能なユーザ端末であって、
    　所定サブフレームにスモール基地局から送信される検出／測定用信号の受信電力と、前記検出／測定用信号が送信されないサブフレームにおける下り信号の総受信電力と、を測定する測定部と、
    　前記受信電力と前記総受信電力を用いて受信品質を算出する算出部と、
    　前記受信品質に関する情報をマクロ基地局に送信する送信部と、を有し、
    　前記算出部は、前記受信電力と、前記総受信電力に前記受信電力を加えた値と、の割合に基づいて前記受信品質を算出することを特徴とするユーザ端末。
  2. 　前記算出部で下記の式（１）を用いて算出される受信品質は、下記の式（２）で表されることを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  3. 　前記算出部は、上位レイヤ信号又は報知信号によって通知される、測定を切り替えるための情報に基づいて、受信品質の算出式を選択し、選択した算出式を用いて前記受信品質を算出することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
  4. 　マクロセルを形成するマクロ基地局と、前記マクロセル内に配置されるスモールセルを形成するスモール基地局と通信可能なユーザ端末であって、
    　所定サブフレームにスモールセルから送信される検出／測定用信号の受信電力と、前記検出／測定用信号が送信されないサブフレームにおける下り信号の総受信電力と、を測定する測定部と、
    　前記受信電力及び前記総受信電力に関する情報をマクロ基地局に送信する送信部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
  5. 　マクロセル内にスモールセルが配置される無線通信システムにおいて、前記マクロセルを形成する基地局であって、
    　所定サブフレームにスモールセルを形成する基地局から送信される検出／測定用信号の受信電力と、前記検出／測定用信号が送信されないサブフレームにおける下り信号の総受信電力と、に関する情報をユーザ端末から取得する取得部と、
    　前記受信電力と前記総送受信電力に基づいて、スモール基地局のオン／オフを決定する決定部と、を有することを特徴とする基地局。
  6. 　前記決定部は、前記受信電力と、前記総受信電力に前記受信電力を加えた値と、の割合に基づいて受信品質を算出することを特徴とする請求項５に記載の基地局。
  7. 　前記決定部は、下記の式（３）を用いて得られた値に基づいて、スモール基地局のオン／オフを決定することを特徴とする請求項５に記載の基地局。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  8. 　前記取得部は、セル固有参照信号が送信されるサブフレームにおいて測定された受信電力及び総受信電力を用いて算出された受信品質に関する情報をユーザ端末から取得し、
    　前記検出／測定用信号を用いて算出された受信品質と、前記セル固有参照信号を用いて算出された受信品質とを比較して、ユーザ端末が接続するセルを選択する選択部を有することを特徴とする請求項６に記載の基地局。
  9. 　マクロセル内にスモールセルが配置される無線通信システムにおいて、前記マクロセルを形成する基地局であって、
    　スモールセルを形成する基地局から送信される検出／測定用信号の受信ＳＩＮＲに関する情報をユーザ端末から取得する取得部と、
    　前記ＳＩＮＲと、前記スモールセルを形成する基地局におけるバッファ量とに基づいて、スモール基地局のオン／オフを決定する決定部と、を有することを特徴とする基地局。
  10. 　マクロセルを形成するマクロ基地局及び／又は前記マクロセル内に配置されるスモールセルを形成するスモール基地局とユーザ端末との無線通信方法であって、
    　前記ユーザ端末は、所定サブフレームにスモール基地局から送信される検出／測定用信号の受信電力と、前記検出／測定用信号が送信されないサブフレームにおける下り信号の総受信電力と、を測定する工程と、前記受信電力と、前記総受信電力に前記受信電力を加えた値と、の割合に基づいて受信品質を算出する工程と、前記受信品質に関する情報をマクロ基地局に送信する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
     
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