JP5388366B2 - 干渉低減方法、無線基地局及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、マクロセル内にマイクロセルが設けられる無線通信システムにおける干渉低減方法、無線基地局及び無線通信システムに関する。

ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）方式の後継となるＬＴＥ（Long Term Evolution）方式を用いた無線通信システム（以下、ＬＴＥシステムという）が、標準化団体３ＧＰＰによって定められている。現在、３ＧＰＰでは、ＬＴＥ方式の後継となるＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ方式を用いた無線通信システム（以下、ＬＴＥ−Ａシステムという）も検討されている。

また、ＬＴＥシステムや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マイクロセル（例えば、フェムトセルやピコセルなど）が配置される無線通信システムも検討されている（例えば、非特許文献１）。このような無線通信システムは、ＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous network）とも呼ばれる。

3GPP,TS22.220 v.9.4.0

しかしながら、上述のような無線通信システムでは、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）に接続するユーザ端末がマイクロセル内に位置する場合、当該ユーザ端末において、マイクロセルを形成する無線基地局（以下、マイクロ基地局）から受ける干渉信号が増大す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、マクロセル内にマイクロセルが設けられる無線通信システムにおいて、マクロ基地局に接続するユーザ端末がマイクロセル内に位置する場合に、当該ユーザ端末がマイクロ基地局から受ける干渉信号を低減可能な干渉低減方法、無線基地局及び無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明の第１側面に係る干渉低減方法は、マクロセル内にマイクロセルが設けられる無線通信システムにおける干渉低減方法であって、前記マクロセルを形成する無線基地局であるマクロ基地局に接続するユーザ端末が、該マクロ基地局に対して、前記マイクロセルを形成する無線基地局であるマイクロ基地局から前記ユーザ端末が受けている干渉信号電力を示す干渉情報を送信する干渉情報送信工程と、前記マクロ基地局が、前記干渉情報が示す前記干渉信号電力が所定の条件を満たす場合、前記マイクロ基地局に対して、その旨を通知する通知工程と、前記マイクロ基地局が、前記マクロ基地局からの通知に応じて、前記ユーザ端末の該マイクロ基地局に対する接続が許可されているか否かを判断する判断工程と、前記判断工程において前記ユーザ端末の該マイクロ基地局に対する接続が許可されていないと判断された場合、前記マイクロ基地局が、前記ユーザ端末における該マイクロ基地局からの干渉信号を低減可能な送信フレームを用いてデータを送信するデータ送信工程と、を有する。

この構成によれば、マクロ基地局に接続するユーザ端末においてマイクロ基地局からの干渉信号電力が所定の条件を満たす場合（例えば、ユーザ端末がマイクロセル内に位置し、当該ユーザ端末におけるフェムト基地局から干渉信号電力が許容レベルを超えた場合など）、当該ユーザ端末におけるマイクロ基地局からの干渉信号を低減できるので、当該該ユーザ端末が、マクロ基地局との間の無線リンクの検出に失敗したことを示すＲＬＦ（Radio Link Failure）を宣言してしまうのを防止できる。

本発明の第２側面に係る無線基地局は、マクロセル内にマイクロセルが設けられる無線通信システムにおいて、前記マイクロセルを形成する無線基地局であって、前記マクロセルを形成する無線基地局であるマクロ基地局から、該マクロ基地局に接続するユーザ端末が自局から受けている干渉信号電力が所定の条件を満たす旨が通知された場合、前記ユーザ端末の自局に対する接続が許可されているか否かを判断する判断部と、前記判断部において前記ユーザ端末の自局に対する接続が許可されていないと判断された場合、前記ユーザ端末における自局からの干渉信号を低減可能な送信フレームを用いてデータを送信するデータ送信部と、を具備する。

本発明の第３側面に係る無線通信システムは、マクロセル内にマイクロセルが設けられる無線通信システムであって、前記マクロセルを形成する無線基地局であるマクロ基地局は、自局に接続するユーザ端末から、前記マイクロセルを形成する無線基地局であるマイクロ基地局から前記ユーザ端末が受けている干渉信号電力を示す干渉情報を取得する取得部と、前記干渉情報が示す前記干渉信号電力が所定の条件を満たす場合、前記マイクロ基地局に対して、その旨を通知する通知部と、を具備し、前記マイクロ基地局は、前記マクロ基地局からの通知に応じて、前記ユーザ端末の該マイクロ基地局に対する接続が許可されているか否かを判断する判断部と、前記判断部において前記ユーザ端末の該マイクロ基地局に対する接続が許可されていないと判断された場合、前記ユーザ端末における該マイクロ基地局からの干渉信号を低減可能な送信フレームを用いてデータを送信するデータ送信部と、を具備する。

本発明によれば、マクロセル内にマイクロセルが設けられる無線通信システムにおいて、マクロ基地局に接続するユーザ端末がマイクロセル内に位置する場合に、当該ユーザ端末がマイクロ基地局から受ける干渉信号を低減可能な干渉低減方法、無線基地局及び無線通信システムを提供できる。

ＨｅｔＮｅｔの概念図である。 本発明に係る干渉低減方法を説明するためのシーケンス図である。 フェムト基地局ＨｅＮＢの第１の動作態様を説明するための図である。 フェムト基地局ＨｅＮＢの第２の動作態様を説明するための図である。 フェムト基地局ＨｅＮＢの第３の動作態様を説明するための図である。 本発明の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。 本発明の実施の形態に係るマクロ基地局の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係るユーザ端末の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係るマクロ基地局の機能構成図である。 本発明の実施の形態に係るフェムト基地局の機能構成図である。 本発明の実施の形態に係るユーザ端末の機能構成図である。

図１は、ＨｅｔＮｅｔの概念図である。なお、図１では、局所的なカバレッジエリアを有するマイクロセルとしてフェムトセルを用いる例を説明する。しかしながら、マイクロセルは、例えば、ピコセルなど、マクロセル内に設けられた局所的なカバレッジエリアを有するセルであればどのようなセルであってもよい。

図１に示すように、ＨｅｔＮｅｔでは、広範囲のカバレッジエリアを有するマクロセルＭＣ内に、局所的なカバレッジエリアを有するフェムトセルＦＣが配置される。このように、マクロセルＭＣの一部（例えば、屋内等の電波環境が悪い場所）にフェムトセルＦＣを配置することにより、スループットを改善できる。

また、図１に示すＨｅｔＮｅｔでは、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）ｅＮＢ（evolved NodeB）と、フェムトセルＦＣを形成する無線基地局（以下、フェムト基地局という）ＨｅＮＢ（Home evolved NodeB）とは、少なくとも一部の周波数帯を共用する。このため、マクロ基地局ｅＮＢに接続するユーザ端末ＵＥがフェムトセルＦＣ内に位置する場合、ユーザ端末ＵＥにおいてフェムト基地局ＨｅＮＢから受ける干渉信号が増大する。

このような場合、ユーザ端末ＵＥがマクロ基地局ｅＮＢからフェムト基地局ＨｅＮＢにハンドオーバを行うことによって、フェムト基地局ＨｅＮＢから受ける干渉信号を回避することが考えられる。しかしながら、例えば、ユーザ端末ＵＥがフェムト基地局ＨｅＮＢのＣＳＧ（Closed Subscriber Group）に属していない場合など、ユーザ端末ＵＥのフェムト基地局ＨｅＮＢに対する接続が許可されていない場合、ユーザ端末ＵＥは、マクロ基地局ｅＮＢからフェムト基地局ＨｅＮＢにハンドオーバを行うことができない。このため、ユーザ端末ＵＥが、フェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号を回避することができず、自端末が接続するマクロ基地局ｅＮＢとの間の無線リンクの検出に失敗したことを示すＲＬＦ（Radio Link Failure）を宣言してしまう場合があった。

本発明者らは、以上のように、マクロ基地局ｅＮＢに接続するユーザ端末ＵＥがフェムトセルＦＣ内に位置する場合に、ユーザ端末ＵＥがフェムト基地局ＨｅＮＢから受ける干渉信号により、ＲＬＦを宣言してしまう場合があるという点に着目し、本発明をするに至ったものである。

本発明に係る干渉低減方法においては、マクロセルＭＣを形成するマクロ基地局ｅＮＢに接続するユーザ端末ＵＥは、該マクロ基地局ｅＮＢに対して、フェムトセルＦＣ（マイクロセル）を形成するフェムト基地局ＨｅＮＢ（マイクロ基地局）から受けている干渉信号電力を示す干渉情報を送信する。マクロ基地局ｅＮＢは、当該干渉情報が示す干渉信号電力が所定の条件を満たす場合、フェムト基地局ＨｅＮＢに対して、その旨を通知する。フェムト基地局ＨｅＮＢは、マクロ基地局ｅＮＢからの通知に応じて、当該ユーザ端末ＵＥにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号を低減可能な送信フレームを用いてデータを送信するフォールバックモードに移行する。特に、フェムト基地局ＨｅＮＢは、マクロ基地局ｅＮＢからの通知に応じて、ユーザ端末ＵＥのフェムト基地局ＨｅＮＢに対する接続が許可されているか否かを判断し、当該接続が許可されていない場合（例えば、ユーザ端末ＵＥがフェムト基地局ＨｅＮＢのＣＳＧに属していない場合など）に、フォールバックモードに移行する。

本発明に係る干渉低減方法によれば、マクロ基地局ｅＮＢに接続するユーザ端末ＵＥにおいてフェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号電力が所定の条件を満たす場合、すなわち、ユーザ端末ＵＥがフェムトセルＦＣ内に位置する場合、ユーザ端末ＵＥにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号を低減できるので、当該ユーザ端末ＵＥが、マクロ基地局ｅＮＢとの間の無線リンクの検出に失敗したことを示すＲＬＦを宣言してしまうのを防止できる。特に、ユーザ端末ＵＥがフェムト基地局ＨｅＮＢに対する接続を許可されておらず、フェムト基地局ＨｅＮＢにハンドオーバを行うことができない場合にも、ユーザ端末ＵＥにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号を低減できるので、当該ユーザ端末ＵＥが、ＲＬＦを宣言してしまうのをより効果的に防止できる。

以下、本発明に係る干渉低減方法について説明する。本発明に係る干渉低減方法は、マクロ基地局ｅＮＢに接続するユーザ端末ＵＥが、フェムトセルＦＣ内に位置する場合に実行されるものである。

図２は、本発明に係る干渉低減方法を説明するためのシーケンス図である。図２に示すように、本発明に係る干渉低減方法においては、ユーザ端末ＵＥが、ユーザ端末ＵＥが接続するマクロ基地局ｅＮＢに対して、干渉情報を含む測定報告（Measurement Report）を送信する（ステップＳ１０１）。ここで、干渉情報は、ユーザ端末ＵＥが、フェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号電力を示すものであり、例えば、ＲＳ−ＳＩＲ（Reference Signal Signal-to-Interference Ratio）、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）などである。なお、ユーザ端末ＵＥは、測定報告以外の信号（例えば、ハンドオーバ要求信号）により上記干渉情報をマクロ基地局ｅＮＢに送信してもよい。

マクロ基地局ｅＮＢは、ユーザ端末ＵＥからの測定報告に基づいて、ユーザ端末ＵＥにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号電力が所定の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、所定の条件とは、ユーザ端末ＵＥにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢから干渉信号電力が許容レベルを超えたことを示す条件であり、例えば、フェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号電力が所定の閾値以上であることである。マクロ基地局ｅＮＢは、ユーザ端末ＵＥにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号電力が所定の条件を満たす場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、フェムト基地局ＨｅＮＢに対して、その旨を示す干渉通知を送信する（ステップＳ１０３）。なお、マクロ基地局ｅＮＢは、後述するＳ１インターフェース又はＸ２インターフェースを用いて、フェムト基地局ＨｅＮＢに対して干渉通知を送信してもよい。

フェムト基地局ＨｅＮＢは、マクロ基地局ｅＮＢからの干渉情報に応じて、ユーザ端末ＵＥのフェムト基地局ＨｅＮＢに対する接続が許可されているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。例えば、フェムト基地局ＨｅＮＢは、ユーザ端末ＵＥがフェムトＨｅＮＢのＣＳＧに属するか否かなどを判断する。

フェムト基地局ＨｅＮＢは、ユーザ端末ＵＥのフェムト基地局ＨｅＮＢに対する接続が許可されていないと判断した場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、フォールバックモードに移行する（ステップＳ１０５）。

ここで、フォールバックモードとは、フェムト基地局ＨｅＮＢが、ユーザ端末ＵＥにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号を低減可能な送信フレームを用いて、データを送信するモードである。以下、フォールバックモードにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢの動作態様について詳述する。

以下に説明するように、フォールバックモードにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢは、第１〜第３の動作態様を有する。なお、第１及び第２の動作態様は、フェムト基地局ＨｅＮＢが、送信フレーム内に全く或いはほとんどデータ送信を行わないブランク期間を設けることにより、ユーザ端末ＵＥに対する干渉信号を低減させるものである。一方、第３の動作態様は、フェムト基地局ＨｅＮＢが、送信フレーム内に他の期間よりも送信電力を低下させた期間である送信電力低下期間を設けることにより、ユーザ端末ＵＥに対する干渉信号を低減させるものである。

図３は、フォールバックモードにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢの第１の動作態様を説明するための図である。図３に示すように、フェムト基地局ＨｅＮＢは、送信フレーム内の特定のサブフレームにＭＢＳＦＮ（Multimedia Broadcast Multicast service Single Frequency Network）サブフレームを適用することにより、当該送信フレーム内にブランク期間を設ける。

ここで、ＭＢＳＦＮサブフレームとは、制御チャネル用の時間領域とデータチャネル用の時間領域とから構成される１サブフレームにおいて、当該データチャネル用の時間領域を用いたデータ送信を行わないようにすることが可能なサブフレームである。

図３においては、フェムト基地局ＨｅＮＢは、１送信フレーム内の＃１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレームにＭＢＳＦＮサブフレームを適用することによって、＃１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレームをブランク期間としている。

したがって、図３に示す場合、ユーザ端末ＵＥは、フェムト基地局ＨｅＮＢにおいてＭＢＳＦＮサブフレームが適用されていない＃０、＃４、＃５、＃９のサブフレームにおいて干渉信号を受けていたとしても、フェムト基地局ＨｅＮＢにおいてＭＢＳＦＮサブフレームが適用された＃１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレームでは、フェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号をほとんど受けない。この結果、ユーザ端末ＵＥがフェムト基地局ＨｅＮＢから受ける干渉信号を低減することができるため、ユーザ端末ＵＥがＲＬＦを宣言してしまうのを防止できる。

なお、フェムト基地局ＨｅＮＢからの送信フレーム内でＭＢＳＦＮサブフレームが適用されるサブフレームは、図３に示す例に限られるものではない。例えば、送信フレーム内で１サブフレームおきにＭＢＳＦＮサブフレームが適用されてもよい。

以上のように、フェムト基地局ＨｅＮＢの第１の動作態様によれば、フェムト基地局ＨｅＮＢが、フェムト基地局ＨｅＮＢからの送信フレーム内の特定のサブフレームに、ＭＢＳＦＮサブフレームを適用することによって、ユーザ端末ＵＥがフェムト基地局ＨｅＮＢから受ける干渉信号を低減できる期間を設けることができ、ユーザ端末ＵＥがＲＬＦを宣言してしまうのを防止できる。

図４は、フォールバックモードにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢの第２の動作態様を説明するための図である。図４に示すように、フェムト基地局ＨｅＮＢは、フェムト基地局ＨｅＮＢからの送信フレーム内の特定のサブフレームに、Almost-blankサブフレームを適用することによって、送信フレーム内にブランク期間を設ける。

ここで、Almost-blankサブフレームとは、ＣＲＳ（Common Reference Signal）のみを送信し、他のデータを送信しないようにすることが可能なサブフレームである。

図４においては、フェムト基地局ＨｅＮＢは、１送信フレーム内で１サブフレームおきに、すなわち、＃１及び＃３のサブフレームにAlmost-blankサブフレームを適用することによって、＃１及び＃３のサブフレームをブランク期間としている。

したがって、図４に示す場合、ユーザ端末ＵＥは、フェムト基地局ＨｅＮＢにおいてAlmost-blankサブフレームが適用されていない＃０、＃２等のサブフレームにおいて干渉信号を受けていたとしても、フェムト基地局ＨｅＮＢにおいてAlmost-blankサブフレームが適用された＃１及び＃３等のサブフレームでは、フェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号をほとんど受けない。この結果、ユーザ端末ＵＥがフェムト基地局ＨｅＮＢから受ける干渉信号を低減することができるため、ユーザ端末ＵＥがＲＬＦを宣言してしまうのを防止できる。

なお、フェムト基地局ＨｅＮＢからの送信フレーム内でAlmost-blankサブフレームが適用されるサブフレームは、図４に示す例に限られるものではない。例えば、送信フレーム内の連続するサブフレームにAlmost-blankサブフレームが適用されてもよい。

以上のように、フェムト基地局ＨｅＮＢの第２の動作態様によれば、フェムト基地局ＨｅＮＢが、フェムト基地局ＨｅＮＢからの送信フレーム内の特定のサブフレームに、Almost-blankサブフレームを適用することによって、ユーザ端末ＵＥがフェムト基地局ＨｅＮＢから受ける干渉信号を低減できる期間を設けることができ、ユーザ端末ＵＥがＲＬＦを宣言してしまうのを防止できる。

図５は、フォールバックモードにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢの第３の動作態様を説明するための図である。図５に示すように、フェムト基地局ＨｅＮＢは、フェムト基地局ＨｅＮＢからの送信フレーム内に送信電力低下期間を設ける。

ここで、送信電力低下期間とは、同じ量のデータ送信を行う他のサブフレームよりも送信電力を低下させた期間であり、１送信フレーム内の特定のサブフレームに適用されるものである。

図５においては、フェムト基地局ＨｅＮＢは、１送信フレーム内の＃１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレームにおいて、＃０、＃４、＃５、＃９のサブフレームと同様に、制御チャネル用の時間領域及びデータチャネル用の時間領域の双方においてデータ送信を行う。さらに、フェムト基地局ＨｅＮＢは、＃１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレームを＃１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレームの送信電力を、＃０、＃４、＃５、＃９のサブフレームの送信電力よりも低下させる送信電力低下期間とする。

したがって、図５に示す場合、ユーザ端末ＵＥは、フェムト基地局ＨｅＮＢにおける送信電力が低下していない＃０、＃４、＃５、＃９のサブフレームにおいて干渉信号を受けていたとしても、フェムト基地局ＨｅＮＢにおける送信電力が低下した＃１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレームでは、フェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号の影響を低下させることができる。この結果、ユーザ端末ＵＥがフェムト基地局ＨｅＮＢから受ける干渉信号を低減することができるため、ユーザ端末ＵＥがＲＬＦを宣言してしまうのを防止できる。

なお、フェムト基地局ＨｅＮＢからの送信フレーム内で送信電力を低下させる特定のサブフレームは、図５に示す例に限られるものではない。例えば、送信フレーム内で他のサブフレームよりも送信電力を低下させるサブフレームが１サブフレームおきに設けられてもよい。

以上のように、フェムト基地局ＨｅＮＢの第３の動作態様によれば、フェムト基地局ＨｅＮＢが、フェムト基地局ＨｅＮＢからの送信フレーム内の特定のサブフレームに、送信電力低下期間を設けることによって、ユーザ端末ＵＥがフェムト基地局ＨｅＮＢから受ける干渉信号を低減する期間を設けることができ、ユーザ端末ＵＥがＲＬＦを宣言してしまうのを防止できる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、ＬＴＥ−Ａシステムに対応する基地局及びユーザ端末を用いる場合について説明する。

図６は、本発明の実施の形態に係るユーザ端末（ＵＥ）１０とマクロ基地局（ｅＮＢ）２０とフェムト基地局（ＨｅＮＢ）３０とを有する無線通信システム１の構成を説明するための図である。なお、図６に示す無線通信システム１は、例えば、ＬＴＥシステム又はＳＵＰＥＲ ３Ｇが包含されるシステムである。また、この無線通信システム１は、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。

また、図６に示す無線通信システム１は、ＨｅｔＮｅｔを用いたシステムである。以下、無線通信システム１では、局所的なカバレッジエリアを有するマイクロセルとしてフェムトセルを用いる例を説明する。しかしながら、マイクロセルとしてはピコセルなど他の局所的なカバレッジを有するセルが用いられてもよい。

図６に示すように、無線通信システム１は、ユーザ端末１０と、マクロセルＭＣ１を形成する無線基地局（以下、マクロ基地局という）２０と、マクロセルＭＣ１内においてフェムトセルＦＣ１を形成する無線基地局（以下、フェムト基地局という）３０とを含む。マクロ基地局２０及びフェムト基地局３０は、コアネットワーク４０に接続され、コアネットワーク４０に設けられた上位局装置（例えば、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）や、ゲートウェイ装置など）と通信を行う。また、マクロ基地局２０及びフェムト基地局３０では、スケジューラにより、ユーザ端末１０毎にリソースブロック単位で無線リソースが割り当てられる。

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、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、無線通信システム１において用いられる通信チャネルについて説明する。下りの通信チャネルは、各ユーザ端末１０で共有される下りデータチャネルとしてのＰＤＳＣＨと、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（PDCCHなど）と、報知チャネル（BCH）などを含む。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨにより、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。

上りの通信チャネルは、各ユーザ端末１０で共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上り制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）などを含む。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位制御情報が伝送される。ＰＵＳＣＨにより、上述の測定報告（Measurement Report）は伝送される。

図７は、本実施の形態に係るマクロ基地局２０の概略構成図である。図７に示すように、マクロ基地局２０は、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、呼処理部２０５と、伝送路インターフェース２０６とを備える。なお、フェムト基地局３０は、図７に示すマクロ基地局２０と同一の構成（すなわち、送受信アンテナ３０１、アンプ部３０２、送受信部３０３、ベースバンド信号処理部３０４、呼処理部３０５、伝送路インターフェース３０６）を備える。以下、マクロ基地局２０の構成について詳述するが、フェムト基地局３０についても同様である。

伝送路インターフェース２０６は、コアネットワーク４０に設けられる上位局装置（不図示）との通信インターフェースである。伝送路インターフェース２０６は、上位局装置（不図示）から受信した下りデータをベースバンド信号処理部２０４に入力する。また、伝送路インターフェース２０６は、ベースバンド信号処理部２０４から入力された上りデータを上位局装置（不図示）に対して送信する。また、伝送路インターフェース２０６は、マクロ基地局２０からフェムト基地局３０に対して送信される干渉通知を、コアネットワーク４０を介して上位局装置（不図示）から受信する。マクロ基地局２０とフェムト基地局３０との間の通信は、Ｓ１インターフェース又はＸ２インターフェースを用いて行われてもよい。ここで、Ｓ１インターフェースとは、マクロ基地局２０とフェムト基地局３０とをコアネットワーク４０に設けられる不図示のＭＭＥ（Mobility Management entity）及びＳ−ＧＷ（S-Gateway）を介して接続するものである。また、Ｘ２インターフェースとは、マクロ基地局２０とフェムト基地局３０とを直接接続するものであり、新たに定義されるものである。

ベースバンド信号処理部２０４は、伝送路インターフェース２０６から入力された下りデータに対して、スケジューリング処理、誤り訂正符号化処理、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理などのベースバンド信号処理を施し、当該ベースバンド信号処理によって得られたベースバンド信号を送受信部２０３に入力する。また、ベースバンド信号処理部２０４は、送受信部２０３から入力されたベースバンド信号に対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理、誤り訂正復号処理などのベースバンド信号処理を施し、当該ベースバンド信号処理によって得られた上りデータを伝送路インターフェース２０６に入力する。

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周波数変換し、周波数変換された下り送信信号をアンプ２０２及び送受信アンテナ２０１を介して送信する。また、送受信部２０３は、送受信アンテナ２０１及びアンプ２０２を介して受信された上り受信信号を周波数変換し、ベースバンド信号をベースバンド信号処理部２０４に入力する。

呼処理部２０５は、ユーザ端末１０の呼の設定や解放等の呼処理を行う。

図８は、本実施の形態に係るユーザ端末１０の概略構成図である。ユーザ端末１０は、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、アプリケーション部１０５とを備える。

送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に周波数変換し、周波数変換された上り送信信号をアンプ１０２及び送受信アンテナ１０１を介して送信する。また、送受信部１０３は、送受信アンテナ１０１及びアンプ１０２を介して受信された下り受信信号を周波数変換し、ベースバンド信号をベースバンド信号処理部１０４に入力する。

ベースバンド信号処理１０４は、アプリケーション部１０５から入力された上りデータに対して、スケジューリング処理、誤り訂正符号化処理、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理などのベースバンド信号処理を施し、当該ベースバンド信号処理によって得られたベースバンド信号を送受信部１０３に入力する。また、ベースバンド信号処理部１０４は、送受信部１０３から入力されたベースバンド信号に対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理、誤り訂正復号処理などのベースバンド信号処理を施し、当該ベースバンド信号処理によって得られた下りデータをアプリケーション部１０５に入力する。

図９は、本実施の形態に係るマクロ基地局２０の機能構成図である。図９に示すように、マクロ基地局２０は、フェムト基地局３０に対する干渉通知処理のための機能構成として、取得部２１１と、判断部２１２と、を備える。かかる機能構成は、主に、図７のベースバンド信号処理部２０４によって実現されるが、図７に図示しないプロセッサ、メモリなどのハードウェアやソフトウェアモジュールを用いて実現されてもよい。

取得部２１１は、マクロ基地局２０に接続するユーザ端末１０がフェムトセルＦＣ１内に位置する場合に、ユーザ端末１０におけるフェムト基地局３０からの干渉情報を取得する。ここで、干渉情報とは、上述のように、ユーザ端末１０におけるフェムト基地局３０からの干渉信号電力を示す情報である。また、干渉情報は、送受信部２０３によって受信されたユーザ端末１０からの測定報告に含まれていてもよいし、送受信部２０３によって受信されたユーザ端末１０から他の信号（例えば、ハンドオーバ要求）に含まれていても良い。

判断部２１２（通知部）は、取得部２１１によって取得された干渉情報に基づいて、ユーザ端末１０におけるフェムト基地局３０からの干渉信号電力が所定の条件を満たすか否かを判断する。なお、所定の条件とは、上述のように、ユーザ端末ＵＥにおけるフェムト基地局ＨｅＮＢから干渉信号電力が許容レベルを超えたことを示す条件であり、例えば、フェムト基地局ＨｅＮＢからの干渉信号電力が所定の閾値以上であることである。判断部２１２は、ユーザ端末１０におけるフェムト基地局３０からの干渉信号電力が所定の条件を満たすと判断した場合、フェムト基地局３０に対して、その旨を示す干渉通知を送受信部２０３を介して送信する。

図１０は、本実施の形態に係るフェムト基地局３０の機能構成図である。図１０に示すように、フェムト基地局３０は、ユーザ端末１０に対する干渉低減処理のための機能構成として、判断部３１１と、フォールバックモード制御部３１２と、送信フレーム生成部３１３と、送信電力決定部３１４と、を具備する。かかる機能構成は、主に、ベースバンド信号処理部３０４によって実現されるが、プロセッサ、メモリなどのハードウェアやソフトウェアモジュールを用いて実現されてもよい。

判断部３１１は、伝送路インターフェース３０６によってマクロ基地局２０からの干渉通知が受信された場合、当該通知に係るユーザ端末１０のフェムト基地局３０に対する接続が許可されているか否かを判断する。例えば、判断部３１１は、当該通知に係るユーザ端末１０がフェムト基地局３０のＣＳＧ（Closed Subscriber Group）に属する場合、当該ユーザ端末１０のフェムト基地局３０に対する接続が許可されていると判断する。

フォールバックモード制御部３１２は、判断部３１１によってユーザ端末１０のフェムト基地局３０に対する接続が許可されていると判断された場合、ユーザ端末１０に対する干渉信号を低減するためのフォールバックモードにフェムト基地局３０を移行させる。

具体的には、フォールバックモード制御部３１２は、フォールバックモードにおいて、送信フレーム生成部３１３に対して、送信フレーム内にブランク期間を設けるように指示してもよい。また、フォールバックモード制御部３１２は、送信フレーム生成部３１３に対して、送信フレーム内の特定のサブフレームの送信電力を低減するように指示してもよい。

送信フレーム生成部３１３は、複数のサブフレームから構成される送信フレームを生成する。具体的には、送信フレーム生成部３１３は、伝送路インターフェース３０６によって受信された下りデータを各サブフレームのデータチャネル用の時間領域にマッピングし、当該下りデータを受信するための制御情報を各サブフレームの制御チャネル用の時間領域にマッピングする。

また、送信フレーム生成部３１３は、フォールバックモード制御部３１２からの指示に応じて、送信フレーム内にブランク期間を設けてもよい。具体的には、送信フレーム生成部３１３は、図３及び図４を参照して説明したように、送受信部３０３から送信される送信フレーム内の特定のサブフレームにＭＢＳＦＮサブフレーム或いはAlmost-Blankサブフレームを適用することにより、当該送信フレーム内にブランク期間を設ける。

送信電力決定部３１４は、送信フレーム生成部３１３で生成された送信フレームの送信電力をサブフレーム毎に決定する。また、送信電力決定部３１４は、フォールバックモード制御部３１２からの指示に応じて、送信フレーム内に送信電力低下期間を設けてもよい。具体的には、送信電力決定部３１４は、図５を参照して説明したように、送信フレーム内の特定のサブフレームの送信電力を他のサブフレームの送信電力よりも小さく決定する。

送受信部３０３（データ送信部）は、送信フレーム生成部３１３によって生成された送信フレームを、送信電力決定部３１４によって決定された送信電力で送信する。

図１１は、本実施の形態に係るユーザ端末１０の機能構成図である。図１１に示すように、ユーザ端末１０は、フェムト基地局３０からの干渉測定処理のための機能構成として、測定部１１１を備える。かかる機能構成は、主に、図８のベースバンド信号処理部１０４によって実現されるが、図８に図示しないプロセッサ、メモリなどのハードウェアやソフトウェアモジュールを用いて実現されてもよい。

測定部１１１は、フェムト基地局３０からの干渉信号電力を測定する。具体的には、測定部１１１は、送受信部１０３によって受信されたマクロ基地局２０及びフェムト基地局３０からのリファレンス信号（Reference signal）に基づいて、フェムト基地局３０からの干渉信号電力を測定する。具体的には、測定部１１１は、フェムト基地局３０からの干渉信号電力として、マクロ基地局２０からのリファレンス信号とフェムト基地局３０からのリファレンス信号との受信電力比であるＲＳ−ＳＩＲ（Reference Signal Signal-to-Interference Ratio）や、フェムト基地局３０からの受信信号電力であるＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）や、フェムト基地局３０からの受信信号電力であるＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）や、フェムト基地局３０からの受信信号品質であるＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）等を測定する。

以上のように、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、マクロ基地局２０に接続するユーザ端末１０においてフェムト基地局３０からの干渉信号電力が所定の条件を満たす場合（例えば、ユーザ端末１０がフェムトセルＦＣ内に位置し、ユーザ端末１０におけるフェムト基地局３０からの干渉信号電力が許容レベルを超えた場合など）、ユーザ端末１０におけるフェムト基地局３０からの干渉信号を低減できるので、当該ユーザ端末１０がマクロ基地局２０との間の無線リンクの検出に失敗したことを示すＲＬＦを宣言してしまうのを防止できる。特に、ユーザ端末１０がフェムト基地局３０に対する接続を許可されておらず、フェムト基地局３０にハンドオーバを行うことができない場合にも、ユーザ端末１０におけるフェムト基地局３０からの干渉信号を低減できるので、当該ユーザ端末１０が、ＲＬＦを宣言してしまうのをより効果的に防止できる。

上述の実施の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。

１…無線通信システム、１０,ＵＥ…ユーザ端末、２０,ｅＮＢ…マクロ基地局、３０,ＨｅＮＢ…フェムト基地局、４０…コアネットワーク、ＦＣ１、ＦＣ…フェムトセル、ＭＣ１、ＭＣ…マクロセル、１０１…送受信アンテナ、１０２…アンプ部、１０３…送受信部、１０４…ベースバンド信号処理部、１０５…アプリケーション部、１１１…測定部、２０１…送受信アンテナ、２０２…アンプ部、２０３…送受信部、２０４…ベースバンド信号処理部、２０５…呼処理部、２０６…伝送路インターフェース、２１１…取得部、２１２…判断部、３０１…送受信アンテナ、３０２…アンプ部、３０３…送受信部、３０４…ベースバンド信号処理部、３０５…呼処理部、３０６…伝送路インターフェース、３１１…判断部、３１２…フォールバックモード制御部、３１３…送信フレーム生成部、３１４…送信電力決定部

Claims (12)

1. マクロセル内にマイクロセルが設けられる無線通信システムにおける干渉低減方法であって、
   前記マクロセルを形成する無線基地局であるマクロ基地局に接続するユーザ端末が、該マクロ基地局に対して、前記マイクロセルを形成する無線基地局であるマイクロ基地局から前記ユーザ端末が受けている干渉信号電力を示す干渉情報を送信する干渉情報送信工程と、
   前記マクロ基地局が、前記干渉情報が示す前記干渉信号電力が所定の条件を満たす場合、前記マイクロ基地局に対して、その旨を通知する通知工程と、
   前記マイクロ基地局が、前記マクロ基地局からの通知に応じて、前記ユーザ端末の該マイクロ基地局に対する接続が許可されているか否かを判断する判断工程と、
   前記判断工程において前記ユーザ端末の該マイクロ基地局に対する接続が許可されていないと判断された場合、前記マイクロ基地局が、前記ユーザ端末における該マイクロ基地局からの干渉信号を低減可能な送信フレームを用いてデータを送信するデータ送信工程と、
   を有することを特徴とする干渉低減方法。
2. 前記送信フレームは、全く或いはほとんどデータを送信しない期間であるブランク期間を有することを特徴とする請求項１に記載の干渉低減方法。
3. 前記送信フレームは、ＭＢＳＦＮ（Multimedia Broadcast Multicast service Single Frequency Network）サブフレームであることを特徴とする請求項２に記載の干渉低減方法。
4. 前記送信フレームは、他の期間よりも送信電力を低下させた期間である送信電力低減期間を有することを特徴とする請求項１に記載の干渉低減方法。
5. 前記通知工程において、前記マクロ基地局は、Ｓ１インターフェース又はＸ２インターフェースを用いて、前記マイクロ基地局に対して、前記干渉信号電力が所定の条件を満たす旨を通知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の干渉低減方法。
6. マクロセル内にマイクロセルが設けられる無線通信システムにおいて、前記マイクロセルを形成する無線基地局であって、
   前記マクロセルを形成する無線基地局であるマクロ基地局から、該マクロ基地局に接続するユーザ端末が自局から受けている干渉信号電力が所定の条件を満たす旨が通知された場合、前記ユーザ端末の自局に対する接続が許可されているか否かを判断する判断部と、
   前記判断部において前記ユーザ端末の自局に対する接続が許可されていないと判断された場合、前記ユーザ端末における自局からの干渉信号を低減可能な送信フレームを用いてデータを送信するデータ送信部と、を具備することを特徴とする無線基地局。
7. 前記送信フレームは、全く或いはほとんどデータを送信しない期間であるブランク期間を有することを特徴とする請求項６に記載の無線基地局。
8. 前記送信フレームは、ＭＢＳＦＮ（Multimedia Broadcast Multicast service Single Frequency Network）サブフレームであることを特徴とする請求項７に記載の無線基地局。
9. 前記送信フレームは、他の期間よりも送信電力を低下させた期間である送信電力低減期間を有することを特徴とする請求項６に記載の無線基地局。
10. 前記干渉信号電力が所定の条件を満たす旨は、Ｓ１インターフェース又はＸ２インターフェースを用いて、前記マクロ基地局から通知されることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載の無線基地局。
11. マクロセル内にマイクロセルが設けられる無線通信システムであって、
    前記マクロセルを形成する無線基地局であるマクロ基地局は、自局に接続するユーザ端末から、前記マイクロセルを形成する無線基地局であるマイクロ基地局から前記ユーザ端末が受けている干渉信号電力を示す干渉情報を取得する取得部と、前記干渉情報が示す前記干渉信号電力が所定の条件を満たす場合、前記マイクロ基地局に対して、その旨を通知する通知部と、を具備し、
    前記マイクロ基地局は、前記マクロ基地局からの通知に応じて、前記ユーザ端末の該マイクロ基地局に対する接続が許可されているか否かを判断する判断部と、前記判断部において前記ユーザ端末の該マイクロ基地局に対する接続が許可されていないと判断された場合、前記ユーザ端末における該マイクロ基地局からの干渉信号を低減可能な送信フレームを用いてデータを送信するデータ送信部と、
    を具備することを特徴とする無線通信システム。
12. 前記通知部は、Ｓ１インターフェース又はＸ２インターフェースを用いて、前記干渉信号電力が所定の条件を満たす旨を前記マイクロ基地局に対して通知することを特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。

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