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WO2012111417A1 - 無線制御装置、無線通信システム、制御プログラムおよび集積回路 - Google Patents

無線制御装置、無線通信システム、制御プログラムおよび集積回路 Download PDF

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WO2012111417A1
WO2012111417A1 PCT/JP2012/052024 JP2012052024W WO2012111417A1 WO 2012111417 A1 WO2012111417 A1 WO 2012111417A1 JP 2012052024 W JP2012052024 W JP 2012052024W WO 2012111417 A1 WO2012111417 A1 WO 2012111417A1
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WO
WIPO (PCT)
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radio
wireless
frequency
transmission
system band
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/052024
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English (en)
French (fr)
Inventor
一成 横枕
泰弘 浜口
中村　理
淳悟 後藤
高橋　宏樹
Original Assignee
シャープ株式会社
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Filing date
Publication date
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    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453—Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system.
  • LTE Long Term Evolution
  • IMT-A Long Term Evolution-Advanced
  • SC-FDMA Single-Carrier-Frequency-Division-Multiple-Access
  • SC-FDMA is also called DFT-S-OFDM (Discrete-Fourier-Transform-Spread-Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing) or DFT-precoded OFDM.
  • the SC-FDMA spectrum is divided into clusters composed of a plurality of subcarriers, and each cluster is divided into a frequency axis.
  • Newly supported access method called Clustered DFT-S-OFDM (also called Dynamic Spectrum Control (DSC), SC-ASA (Single Carrier Adaptive Adaptive Spectrum Allocation), etc.) placed at any frequency It has been decided.
  • DSC Dynamic Spectrum Control
  • SC-ASA Single Carrier Adaptive Adaptive Spectrum Allocation
  • frequency resources are assigned to each mobile station device with priority given to propagation path characteristics. For this reason, signals from different mobile station apparatuses are received by being partially superimposed by the base station apparatus.
  • a base station apparatus that can detect all transmission data of each mobile station apparatus can be gradually detected using detection results (soft estimation) of all connected mobile station apparatuses.
  • Non-Patent Document 1 discloses a technology that can save frequency resources of the entire system band by allowing a base station apparatus to superimpose some frequency resources. Thus, it is shown that the base station apparatus can allocate more frequency resources to increase the overall frequency utilization efficiency.
  • TPC transmission power control
  • This transmission power control also plays a role of adjusting the amount of interference level with the adjacent cell, and the level of the interference wave is controlled as IoT (Interference over Thermal noise). Therefore, if the method of Non-Patent Document 1 is adopted as it is, more radio resources are allocated than in the conventional method, and accordingly, the transmission power of the mobile station apparatus becomes higher, and as a result, interference to other cells (sectors). Also grows.
  • control is performed to further increase the transmission power in order to satisfy the required quality of the mobile station apparatus, and a competition occurs in which each cell (sector) increases a desired reception level. There was a problem that became unstable.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and in a SORM, a radio control apparatus, a radio communication system, and a control capable of suppressing interference to other cells accompanying an increase in transmission power of a mobile station apparatus.
  • An object is to provide a program and an integrated circuit.
  • the radio control apparatus is a radio control apparatus that allows a plurality of radio terminal apparatuses to arrange transmission signals at a part of frequencies in a system band, and that interferes with the entire system band.
  • Each wireless terminal apparatus determines a frequency for arranging a transmission signal so that the level is suppressed to a certain value or less.
  • each wireless terminal device determines the frequency at which the transmission signal is arranged so that the interference level of the entire system band is suppressed to a certain value or less, the wireless control device can stabilize the system. .
  • the frequency at which each radio terminal apparatus arranges a transmission signal is determined so that the sum of the frequency bands allocated to each radio terminal apparatus is equal to or less than the system band. It is characterized by that.
  • the radio control apparatus determines the frequency at which each radio terminal apparatus arranges the transmission signal so that the sum of the frequency bands allocated to each radio terminal apparatus is equal to or less than the system band, and thus stabilizes the system. be able to.
  • a received power value at which an interference level of the entire system band becomes a predetermined value or less, and a frequency duplication rate at which transmission signals are arranged overlappingly in the system band A target received power value in the own device is calculated, and transmission power of each of the wireless terminal devices is determined based on the target received power value.
  • the radio network controller uses the received power value at which the interference level of the entire system band is equal to or less than a certain value, and the frequency overlap rate at which transmission signals are arranged in the system band, to achieve the target in its own apparatus. Since the received power value is calculated, the system to which SORM is applied can be stabilized.
  • the transmission power of each radio terminal apparatus is determined based on the target received power value and a cell-specific parameter controlled by the own apparatus. .
  • the radio control apparatus determines the transmission power of each radio terminal apparatus based on the target received power value and the cell-specific parameters controlled by the own apparatus, so that the system can be stabilized.
  • the interference level is indicated by IoT (Interference over Thermal noise power ratio).
  • the wireless terminal device can adjust the amount of the interference level to the adjacent cell by transmission power control.
  • IoT Interference Thermal noise power ratio
  • the IoT is determined by a parameter of transmission power control performed in the radio terminal apparatus.
  • the wireless terminal device can adjust the amount of interference level to the adjacent cell by transmission power control.
  • the transmission power control is a fractional transmission power control.
  • the transmission power control is fractional transmission power control (Fractional Transmission Power Control)
  • the wireless control apparatus is adjacent to the first communication apparatus in the vicinity of the second communication apparatus without degrading the reception quality.
  • the amount of interference with the cell IoT measured by the second communication device in the adjacent cell
  • the radio control apparatus of the present invention when each radio terminal apparatus determines a frequency at which a transmission signal is arranged, the radio resource amount and usage to arrange the transmission signal redundantly based on the IoT It is characterized in that the amount of radio resources not to be determined is determined.
  • each radio terminal apparatus determines the frequency at which the transmission signal is arranged, the radio resource amount in which the transmission signal is arranged in an overlapping manner and the radio resource amount that is not used are decided based on IoT.
  • the device can be controlled to suppress fluctuations in the interference level over the entire system band, and the system can be stabilized.
  • the wireless communication system of the present invention is characterized by being configured by the wireless control device according to any one of (1) to (8) above and a plurality of wireless terminal devices.
  • the wireless communication system includes the wireless control device described in any one of (1) to (8) above and a plurality of wireless terminal devices, the system can be stabilized.
  • control program of the present invention is a control program for a radio control apparatus that allows a plurality of radio terminal apparatuses to arrange transmission signals overlappingly at some frequencies in the system band, It is characterized by causing a computer to execute a process of determining a frequency at which each radio terminal apparatus arranges a transmission signal so that an interference level of the entire system band is suppressed to a predetermined value or less.
  • the radio control apparatus determines the frequency at which each radio terminal apparatus arranges the transmission signal so that the interference level of the entire system band is suppressed to a certain value or less, so that the system can be stabilized.
  • the radio control apparatus determines the frequency at which each radio terminal apparatus arranges the transmission signal so that the sum of the frequency bands allocated to each radio terminal apparatus is equal to or less than the system band, and thus stabilizes the system. be able to.
  • the received power value at which the interference level of the entire system band is equal to or less than a certain value, and the frequency duplication rate at which transmission signals are arranged in the system band are used. And a process of calculating a target received power value in the own apparatus and a process of determining the transmission power of each of the wireless terminal apparatuses based on the target received power value.
  • the radio network controller uses the received power value at which the interference level of the entire system band is equal to or less than a certain value, and the frequency overlap rate at which transmission signals are arranged in the system band, to achieve the target in its own apparatus. Since the received power value is calculated, the system to which SORM is applied can be stabilized.
  • the control program of the present invention further includes a process of determining transmission power of each of the wireless terminal devices based on the target received power value and a cell-specific parameter controlled by the own device. It is a feature.
  • the radio control apparatus determines the transmission power of each radio terminal apparatus based on the target received power value and the cell-specific parameters controlled by the own apparatus, so that the system can be stabilized.
  • An integrated circuit according to the present invention is an integrated circuit that causes a plurality of functions to be exhibited by the wireless control device by being mounted on the wireless control device.
  • the wireless control device is caused to exhibit a series of functions including a function of determining a frequency at which each wireless terminal device arranges a transmission signal.
  • the radio control apparatus determines the frequency at which each radio terminal apparatus arranges the transmission signal so that the interference level of the entire system band is suppressed to a certain value or less, so that the system can be stabilized.
  • a wireless communication system to which SORM is applied is stabilized. That is, by applying the present invention, the base station apparatus can stabilize the system even when it is assumed that the transmission power increases in the entire cell due to duplication.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • the present invention can be applied if it exists.
  • FIG. 1 is a diagram showing a concept of a wireless communication system of the present invention.
  • the first base station apparatus (radio control apparatus) 2-1 is connected to the first mobile station apparatus (radio terminal apparatus) 1-1 and the second mobile station apparatus 1-2.
  • the base station device 2-2 is connected to the third mobile station device 1-3 and the fourth mobile station device 1-4.
  • the first mobile station apparatus 1-1 to the fourth mobile station apparatus 1-4 are collectively referred to as a mobile station apparatus 1, and are referred to as a first base station apparatus 2-1 and a second base station apparatus 2-2.
  • a base station apparatus 2 are collectively represented as a base station apparatus 2.
  • the first mobile station apparatus 1-1 and the second mobile station apparatus 1-2 become interference in the second base station apparatus 2-2, and similarly the third mobile station apparatus 2-2.
  • the station apparatus 1-3 and the fourth mobile station apparatus 1-4 cause interference in the first base station apparatus 2-1.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the mobile station apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • a control signal from the base station apparatus 2 received by the antenna 101 is down-converted and A / D (Analog-to-Digital) converted by the radio reception unit 103 and then input to the control signal detection unit 105.
  • a / D Analog-to-Digital
  • MCS Modulation Coding Schemes
  • Control information necessary for data transmission such as information indicating a demodulation reference signal sequence (including CSI (Cyclic Shift Index)) and frequency allocation information indicating a scheduling result in the base station apparatus 2 is detected.
  • Control information relating to modulation, coding, or retransmission, such as detected MCS is input to the data signal generation unit 107, subjected to error correction coding, QPSK (Quaternary Phase ShiftternKeying) and 16-value quadrature modulation. Modulation such as (16QAM: 16-ary Quadrature Amplitude ⁇ ⁇ Modulation) is performed.
  • the demodulation reference signal generation unit 111 generates a demodulation reference signal (DMRS: DeModulation Reference Signal) based on the information related to the reference signal sequence input from the control signal detection unit 105, and the demodulation reference signal multiplexing unit 113 generates data. Time multiplexed with the signal.
  • the data signal in which the DMRS is multiplexed is arranged in the system band in the frequency allocation unit 115 based on the frequency allocation information.
  • the base station apparatus 2 generates a sounding reference signal (SRS: Sounding Reference Signal) for grasping the entire system band or a part of the propagation path state for scheduling.
  • the sounding reference signal multiplexing unit 119 multiplexes the data signal to which the frequency is assigned.
  • the IFFT (Inverse Fourier Transform) unit 121 converts the signal into a time signal
  • the CP (Cyclic Prefix) insertion unit 123 inserts a cyclic prefix (CP) obtained by copying the waveform behind the time forward, and the radio transmission unit
  • D / A (Digital-to-Analog) conversion and up-conversion are performed and transmitted from the antenna 101.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the base station apparatus 2 according to the first embodiment of the present invention.
  • the reception signal received by the antenna 201 is down-converted and A / D converted by the wireless reception unit 203, and the CP is removed by the CP removal unit 205.
  • the received signal from which the CP has been removed is converted into a frequency domain received signal by the FFT unit 207.
  • the SRS of the frequency domain received signal is separated from the frequency domain received signal by the sounding reference signal separation unit 209, and the separated SRS is the state of the channel in the frequency band that can be transmitted (propagation gain, received SINR).
  • the sounding units 211-1 to 211 -U Is input to the sounding units 211-1 to 211 -U (hereinafter, the sounding units 211-1 to 211 -U are also collectively referred to as the sounding unit 211).
  • the sounding unit 211 since sounding is performed for each mobile station apparatus 1, it is assumed for convenience that there are as many sounding units 211 as the number U of connected mobile station apparatuses. However, when sounding the SRS from each mobile station device 1 in order, one block may be used.
  • the obtained sounding result (channel state) from each mobile station device 1 to the base station device 2 is input to the scheduling unit 213, which determines the frequency allocation of each mobile station device 1 and further requires communication. Other control information is generated. At this time, the frequency allocation set by the scheduling unit 213 is determined so as to satisfy Expression (1).
  • the obtained control information of each mobile station apparatus 1 is stored in a predetermined format (various wireless communication systems, formats defined in LTE, WiMAX, etc. (for example, DCI (in LTE)) in the control information generators 215-1 to 215-U. Downlink (Control Information) format)), converted into a radio signal by the radio transmission unit 217, and transmitted from the antenna 201.
  • the received signal output from the sounding reference signal separation unit 209 is DMRS separated by the demodulation reference signal separation unit 219, and the separated DMRS is transmitted at the frequency transmitted by the propagation path estimation units 221-1 to 221-U. Used to estimate propagation path characteristics.
  • the data detection unit 223 decodes the transmission bits by nonlinear iterative equalization or the like using the received signal from which DMRS is separated and the estimated propagation path characteristics, and obtains a decoded bit string of each mobile station apparatus 1.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the scheduling unit 213 according to the first embodiment of the present invention.
  • the resource determination unit 301 determines a resource block that each mobile station apparatus 1 uses for transmission, and inputs the resource block to the resource determination unit 303.
  • the resource determination unit 303 compares the total number of RBs allocated to all mobile station apparatuses 1 by scheduling with the number of RBs included in the system band using Equation (1), calculates, for example, an excess of the number of RBs, and performs resource adjustment
  • the data is output to the unit 305.
  • the resource adjustment unit 305 performs adjustment to reduce the number of RBs when a large number of RBs are allocated. At this time, any method may be used to reduce the number of RBs.
  • a method of reducing the RB of the mobile station apparatus 1 to which the RB having the smallest gain of the propagation path obtained by sounding among the assigned RBs can be considered. Further, it is possible to delete RBs having low gains in duplicate assignments.
  • FIG. 5A is a diagram showing transmission frequency signals of the first mobile station apparatus 1-1 and the second mobile station apparatus 1-2 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a reception frequency signal in the first base station device 2-1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the horizontal axis represents the frequency
  • the vertical axis represents the power density of the frequency signal.
  • RB1 to RB6 are resource blocks (RB: Resource Block), which are the minimum units of frequency resources, and are composed of, for example, 12 subcarriers (discrete frequency, resource elements) in LTE.
  • FIG. 5A shows the frequency signal F1-1 of the first mobile station apparatus 1-1 and the frequency signal F1-2 of the second mobile station apparatus 1-2.
  • RB1, RB2, and RB5 are assigned to the first mobile station apparatus 1-1
  • RB4, RB5, and RB6 are assigned to the second mobile station apparatus 1-2.
  • these allocated signals are received by the base station apparatus 2 as the frequency signal F2-1, and the overlapping portion O2-1 is received by overlapping the signals transmitted by the first and second mobile station apparatuses 1. It is expressed that.
  • the radio resource is allocated to an arbitrary mobile station apparatus 1 in the scheduling for determining the radio resource allocation.
  • RB3 is assigned to the first mobile station apparatus 1-1 or the second mobile station apparatus 1-2.
  • the total number of RBs assigned to each mobile station apparatus 1 is controlled to be M or less. . This is evaluated by equation (1).
  • N (u) is the number of RBs assigned to the u-th mobile station device 1.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the base station apparatus 2 according to the first embodiment of the present invention.
  • the base station apparatus 2 allocates RB to each mobile station apparatus 1 (step S1). At this time, a method of assigning RBs with good quality according to the maximum duplication rate determined by the system may be used.
  • the base station apparatus 2 calculates the total number of allocated RBs (step S2).
  • the base station apparatus 2 determines whether or not the total number of assigned RBs is larger than the number of RBs in the system (step S3), and if the total number of RBs is larger than the number of RBs in the system (step S3).
  • step S4 the RB having the lowest reception quality (eg, SINR) or allocation priority is deleted from the RBs assigned to all mobile station apparatuses 1 (step S4), and the process returns to step S3 again. If the number of assigned RBs is not greater than the number of RBs in the system (step S3: No), the base station apparatus 2 determines the assignment.
  • SINR reception quality
  • step S4 the base station apparatus 2 determines the assignment.
  • the number of RBs allocated to all mobile station apparatuses 1 is adjusted to be equal to or less than the RBs included in the system band. That is, the system can be stabilized by controlling the base station apparatus 2 to suppress fluctuations in the interference level due to duplication when the frequency allocation is determined while allowing duplication.
  • the amount of interference is controlled by changing the control value in the transmission power control, instead of reducing the number of RBs used as in the first embodiment.
  • the transmission power of each mobile station apparatus 1 in the uplink is defined as in Expression (2).
  • P PUSCH (i) is the transmission power of the mobile station apparatus 1 in the i-th subframe (time domain transmission unit)
  • P CMAX is the maximum transmission power of the mobile station apparatus 1
  • M PUSCH (i) Is the number of RBs allocated in the i-th subframe
  • P O_PUSCH (j) is the target received power per RB
  • the cell-specific target reception level P O_PUSCH_NOMINAL (j) and the target specific to the mobile station apparatus in transmission method j Represents the sum of received power PO_UE_PUSCH (j).
  • ⁇ (j) is a cell-specific parameter in transmission method j and is a real number between 0 and 1
  • PL is a path loss between base station apparatus 2 and mobile station apparatus 1
  • ⁇ TF (i) is the i-th parameter.
  • a parameter determined by the modulation scheme applied in the subframe, f (i), represents a correction term for closed-loop transmission power control notified from the mobile station apparatus 1 in the i-th subframe. That is, equation (2) means that the transmission power necessary to achieve the target reception power is set so as not to be higher than the maximum transmission power allowable in the mobile station apparatus 1.
  • the transmission method j will be described.
  • VoIP Voice over IP
  • This is a parameter that is set to increase the received power level as the distance from the base station apparatus 2 is closer. For example, when ⁇ (j) 1, the path loss is completely compensated (propagation distance). In other words, the attenuation due to shadowing is compensated by increasing the transmission power). Transmission power control affects the IoT of neighboring cells. Therefore, even if the number of RBs assigned to all mobile station devices 1 by SORM is greater than the number of RBs included in the system band, if the target reception power for transmission power control is set low, the interference level to adjacent cells is increased. SORM can be applied without doing so. Therefore, this embodiment describes a method for setting the value of PO_PUSCH according to the maximum duplication rate allowed by the system.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the mobile station apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the transmission power control unit 401 is explicitly described.
  • each mobile station device 1 is relatively different from each other mobile station device. It is not necessary to consider the balance with 1.
  • the transmission power control unit 401 performs transmission power control based on PO_PUSCH notified from the higher layer 403 so that the transmission power is calculated by Expression (2).
  • the notification of PO_PUSCH is not limited to the notification by the upper layer 403 but may be notified by a control signal of the physical layer.
  • P O_PUSCH is described to be controlled.
  • f (i) in Expression (2) is used instead of P O_PUSCH. Also good.
  • this can also be applied to other embodiments of the present specification when controlling by transmission power control.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the base station apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention. This figure is based on FIG. 3, and the same reference numerals have the same functions and means as in FIG.
  • the maximum duplication rate setting unit 501 sets the maximum number of RBs or the maximum duplication rate.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the scheduling unit 505 according to the second embodiment of the present invention.
  • the scheduling unit 505 determines the frequency allocation from the sounding result in the resource determination unit 301, and the resource determination unit 601 determines whether the number of RBs is large from the frequency allocation and the maximum overlap rate. The number of RBs is output. Thereafter, the resource adjustment unit 305 adjusts the number of RBs and determines the allocation information of each mobile station apparatus 1.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an operation of the base station apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention. Steps S1 to S3 are the same as those in FIG. 6 shown in the first embodiment.
  • the base station apparatus 2 stabilizes the system to which the SORM is applied by determining PO_PUSCH based on the interference (IoT estimated by each base station apparatus 2) given to adjacent cells. Can do.
  • FIG. 11 is a graph showing a relationship of received power of the base station apparatus 2 with respect to PL when ⁇ is changed in the third embodiment of the present invention.
  • the horizontal axis represents PL (decibel) in Equation (2)
  • the vertical axis represents received power.
  • a line 702 when ⁇ is a value smaller than 1 indicates that the value of PL is
  • the reception power is set to be higher as it is smaller, that is, as the distance from the base station apparatus 2 is shorter.
  • Such a transmission power control method is called fractional transmission power control (FTPC) and has been introduced into recent wireless communication systems such as the LTE system.
  • FTPC fractional transmission power control
  • the mobile station apparatus 1 that is farther from the base station apparatus 2 tends to be a strong interference source to adjacent cells in the uplink
  • the mobile station apparatus in the vicinity of the base station apparatus 2 can be obtained by appropriately controlling PO_PUSCH and ⁇ .
  • the amount of interference with the adjacent cell IoT measured in the base station apparatus 2 of the adjacent cell
  • the transmission power per RB is reduced by approximately 1 dB.
  • the values of PO_PUSCH and ⁇ may be determined by simulation or actually measured. The configuration of the base station apparatus 2 that realizes this is the same as in FIG. 8, and the target reception level setting unit 503 sets the values of P O_PUSCH and ⁇ .
  • the first to third embodiments may be applied in combination with each other.
  • a method in which at least one of PO_PUSCH and ⁇ is determined in advance and the maximum duplication rate is set may be used.
  • OI Overload Indicator
  • HII High Interference Indicator
  • the present invention can also be applied to heterogeneous networks, picocells, femtocells, relays in which relay stations are installed in cells, and the like in controlling the interference level.
  • the program that operates in the mobile station apparatus 1 and the base station apparatus 2 related to the present invention is a program (a program that causes a computer to function) that controls the CPU and the like so as to realize the functions of the above-described embodiments related to the present invention.
  • Information handled by these devices is temporarily stored in the RAM at the time of processing, then stored in various ROMs and HDDs, read out by the CPU, and corrected and written as necessary.
  • a recording medium for storing the program a semiconductor medium (for example, ROM, nonvolatile memory card, etc.), an optical recording medium (for example, DVD, MO, MD, CD, BD, etc.), a magnetic recording medium (for example, magnetic tape, Any of a flexible disk etc. may be sufficient.
  • the processing is performed in cooperation with the operating system or other application programs.
  • the functions of the invention may be realized.
  • the program when distributing to the market, can be stored and distributed on a portable recording medium, or transferred to a server computer connected via a network such as the Internet.
  • the storage device of the server computer is also included in the present invention.
  • LSI which is typically an integrated circuit.
  • Each functional block of the mobile station apparatus 1 and the base station apparatus 2 may be individually chipped, or a part or all of them may be integrated into a chip.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • an integrated circuit based on the technology can also be used.
  • the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design and the like within the scope not departing from the gist of the present invention are also claimed. Included in the range.
  • the present invention is suitable for use in a mobile communication system in which a mobile phone device is a mobile station device 1, but is not limited to this.

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Abstract

　ＳＯＲＭ（Spectrum-Overlapped Resource Allocation）において、移動局装置の送信電力の増大に伴う他セルへの干渉を抑制する。複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容する無線制御装置であって、システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する。また、各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、システム帯域以下となるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する。

Description

無線制御装置、無線通信システム、制御プログラムおよび集積回路
　本発明は、無線通信システムに関する。
　第３．９世代の携帯電話の無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）システムの標準化がほぼ完了し、最近ではＬＴＥシステムをより発展させたＬＴＥ-Ａ（LTE-Advanced）が、第４世代の無線通信システム（IMT-Aなどとも称する）の一つとして標準化が行なわれている。
　一般的に、移動通信システムの上り回線（移動局装置から基地局装置への通信）では、移動局装置が送信局となるため、限られた送信電力で増幅器の電力利用効率を高く維持でき、ピーク電力の低いシングルキャリア方式（LTEではSC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式が採用されている）が有効とされている。なお、ＳＣ-ＦＤＭＡはＤＦＴ-Ｓ-ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing）やＤＦＴ-ｐｒｅｃｏｄｅｄ　ＯＦＤＭなどとも呼ばれる。
　ＬＴＥ-Ａでは、さらに周波数利用効率を改善させるために、送信電力に余裕のある移動局装置については、ＳＣ-ＦＤＭＡスペクトルを複数のサブキャリアから構成されるクラスタに分割し、各クラスタを周波数軸の任意の周波数に配置するＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ-Ｓ-ＯＦＤＭ（ダイナミックスペクトル制御(DSC:Dynamic Spectrum Control)、SC-ASA(Single Carrier Adaptive Spectrum Allocation)などとも称される）と呼ばれるアクセス方式を新たにサポートすることが決定されている。
　さらに、受信処理にターボ等化を用いることを前提に、各移動局装置のスペクトル割当の際に周波数分割多重ではなく、伝搬路特性を優先して受信側で重複することを許容するスペクトル重複リソースマネジメント（SORM:Spectrum-Overlapped Resource Allocation）が提案されている（例えば、特許文献１）。
　ＳＯＲＭでは、各移動局装置に対して、伝搬路特性を優先して周波数リソースを割り当てる。このため、異なる移動局装置の信号は基地局装置では部分的に重畳して受信される。これに対し、各移動局装置の送信データを全て検出できる基地局装置では、接続する全ての移動局装置の検出結果（軟推定）を用いて徐々に検出することができる。
　さらに、非特許文献１では、基地局装置が一部の周波数リソースを重畳させることにより、システム帯域全体の周波数リソースを節約できる技術が開示されている。これにより、基地局装置がさらに多くの周波数リソースを割り当てて全体の周波数利用効率を高めることができることが示されている。
国際公開第２００９／０２２７０９号
高橋他、RCS2009-24、2009年5月
　上り回線の通信では、各移動局装置がデータを送信する際、基地局装置で所定の受信レベルで受信できるよう送信電力制御（TPC：Transmission Power Control）が適用される。この送信電力制御は、隣接セルへの干渉レベルの量を調節する役割も果たしており、干渉波のレベルはＩｏＴ（Interference over Thermal noise）として制御されている。したがって、非特許文献１の方法をそのまま採用すると、従来の方式より無線リソースを多く割り当てているため、その分、移動局装置の送信電力が高くなり、その結果、他セル（セクタ）への干渉も大きくなる。この場合、他セル（セクタ）では、移動局装置の所要品質を満たすため送信電力をさらに高くするという制御が起こり、各々のセル（セクタ）が互いに所望の受信レベルを高くする競合が起こり、システムが不安定になる問題があった。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＳＯＲＭにおいて、移動局装置の送信電力の増大に伴う他セルへの干渉を抑制することができる無線制御装置、無線通信システム、制御プログラムおよび集積回路を提供することを目的とする。
　（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線制御装置は、複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容する無線制御装置であって、前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定することを特徴としている。
　このように、システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定するので、無線制御装置は、システムを安定化させることができる。
　（２）また、本発明の無線制御装置において、前記各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、前記システム帯域以下となるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定することを特徴としている。
　このように、無線制御装置は、各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、システム帯域以下となるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定するので、システムを安定化させることができる。
　（３）また、本発明の無線制御装置において、前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下となる受信電力値、および前記システム帯域中で送信信号が重複して配置される周波数の重複率を用いて自装置における目標受信電力値を算出し、前記目標受信電力値に基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定することを特徴としている。
　このように、無線制御装置は、システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下となる受信電力値、およびシステム帯域中で送信信号が重複して配置される周波数の重複率を用いて自装置における目標受信電力値を算出するので、ＳＯＲＭを適用したシステムを安定化させることができる。
　（４）また、本発明の無線制御装置において、前記目標受信電力値と、自装置が制御するセル固有のパラメータとに基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定することを特徴としている。
　このように、無線制御装置は、目標受信電力値と、自装置が制御するセル固有のパラメータとに基づいて、各無線端末装置の送信電力を決定するので、システムを安定化させることができる。
　（５）また、本発明の無線制御装置において、前記干渉レベルは、ＩｏＴ（Interference over Thermal noise power ratio）で示されることを特徴としている。
　このように、干渉レベルが、ＩｏＴ（Interference over Thermal noise power ratio）で示されるので、無線端末装置は、送信電力制御により、隣接セルへの干渉レベルの量を調節することができる。
　（６）また、本発明の無線制御装置において、前記ＩｏＴは、前記無線端末装置で行なわれる送信電力制御のパラメータにより決定されることを特徴としている。
　このように、ＩｏＴは、無線端末装置で行なわれる送信電力制御のパラメータにより決定されるので、無線端末装置は、送信電力制御により、隣接セルへの干渉レベルの量を調節することができる。
　（７）また、本発明の無線制御装置において、前記送信電力制御は、フラクショナル送信電力制御（Fractional Transmission Power Control）であることを特徴としている。
　このように、送信電力制御が、フラクショナル送信電力制御（Fractional Transmission Power Control）であるので、無線制御装置は、第２の通信装置付近の第１の通信装置の受信品質を低下させることなく、隣接セルへの干渉量（隣接セルの第２の通信装置において測定されるIoT）を一定に保つことができる。
　（８）また、本発明の無線制御装置において、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する際に、前記ＩｏＴに基づいて、送信信号を重複して配置する無線リソース量および使用しない無線リソース量を決定することを特徴としている。
　このように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する際に、ＩｏＴに基づいて、送信信号を重複して配置する無線リソース量および使用しない無線リソース量を決定するので、無線制御装置は、システム帯域全体の干渉レベルの変動を抑えるよう制御することができ、システムを安定化させることができる。
　（９）また、本発明の無線通信システムは、上記（１）から（８）のいずれかに記載の無線制御装置と、複数の無線端末装置と、から構成されることを特徴としている。
　このように、無線通信システムは、上記（１）から（８）のいずれかに記載の無線制御装置と、複数の無線端末装置と、から構成されるので、システムを安定化させることができる。
　（１０）また、本発明の制御プログラムは、複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容する無線制御装置の制御プログラムであって、前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する処理を、コンピュータに実行させることを特徴としている。
　このように、無線制御装置は、システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定するので、システムを安定化させることができる。
　（１１）また、本発明の制御プログラムにおいて、前記各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、前記システム帯域以下となるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する処理を更に含むことを特徴としている。
　このように、無線制御装置は、各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、システム帯域以下となるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定するので、システムを安定化させることができる。
　（１２）また、本発明の制御プログラムにおいて、前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下となる受信電力値、および前記システム帯域中で送信信号が重複して配置される周波数の重複率を用いて自装置における目標受信電力値を算出する処理と、前記目標受信電力値に基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定する処理を更に含むことを特徴としている。
　このように、無線制御装置は、システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下となる受信電力値、およびシステム帯域中で送信信号が重複して配置される周波数の重複率を用いて自装置における目標受信電力値を算出するので、ＳＯＲＭを適用したシステムを安定化させることができる。
　（１３）また、本発明の制御プログラムにおいて、前記目標受信電力値と、自装置が制御するセル固有のパラメータとに基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定する処理を更に含むことを特徴としている。
　このように、無線制御装置は、目標受信電力値と、自装置が制御するセル固有のパラメータとに基づいて、各無線端末装置の送信電力を決定するので、システムを安定化させることができる。
　（１４）また、本発明の集積回路は、無線制御装置に実装されることにより、前記無線制御装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容して、前記各無線端末装置と無線通信を行なう機能と、前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する機能と、の一連の機能を、前記無線制御装置に発揮させることを特徴としている。
　このように、無線制御装置は、システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定するので、システムを安定化させることができる。
　本発明により、ＳＯＲＭを適用した無線通信システムが安定化する。すなわち、本発明を適用することで、重複により送信電力がセル全体で増えることを想定した場合でも、基地局装置は、システムを安定化することが可能となる。
本発明の無線通信システムの概念を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動局装置１の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る基地局装置２の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るスケジューリング部２１３の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る第１の移動局装置１-１、第２の移動局装置１-２の送信周波数信号を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る第１の基地局装置２-１における受信周波数信号を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る基地局装置２の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る移動局装置１の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る基地局装置２の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るスケジューリング部５０５の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る基地局装置２の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態において、αを変えた場合のＰＬに対する基地局装置２の受信電力の関係を示すグラフである。
　以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、ＳＯＲＭを前提として説明をするが、例えば、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）など、同一時刻に少なくとも一部の同一周波数を用いて信号を重複させて通信を行なう方法であれば本発明を適用できる。
　［第１の実施形態］
　図１は、本発明の無線通信システムの概念を示す図である。同図は、第１の基地局装置（無線制御装置）２-１と第１の移動局装置（無線端末装置）１-１、第２の移動局装置１-２が接続し、第２の基地局装置２-２と第３の移動局装置１-３、第４の移動局装置１-４が接続しているものとする。以下、第１の移動局装置１-１～第４の移動局装置１-４を合わせて移動局装置１と表し、第１の基地局装置２-１と第２の基地局装置２-２を合わせて基地局装置２と表す。このとき、同図に示されるように、第１の移動局装置１-１、第２の移動局装置１-２は第２の基地局装置２-２における干渉となり、同様に第３の移動局装置１-３、第４の移動局装置１-４は第１の基地局装置２-１における干渉となる。
　図２は、本発明の第１の実施形態に係る移動局装置１の構成を示すブロック図である。アンテナ１０１で受信した基地局装置２からの制御信号は、無線受信部１０３においてダウンコンバージョン、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換された後、制御信号検出部１０５に入力される。制御信号検出部１０５では、変調方式や情報ビット数（トランスポートブロックサイズと定義されることもある）、または符号化率など符号化や変調に必要な情報を示すＭＣＳ（Modulation and Coding Schemes）、復調用の参照信号の系列を示す情報（CSI（Cyclic Shift Index）なども含む）、基地局装置２におけるスケジューリング結果を示す周波数割当情報など、データ送信に必要な制御情報を検出する。検出されたＭＣＳなどの変調や符号化あるいは再送に関する制御情報は、データ信号生成部１０７に入力され、誤り訂正符号化がなされ、四相位相変調（QPSK：Quaternary Phase Shift Keying）や１６値直交変調（16QAM：16-ary Quadrature Amplitude Modulation）などの変調が行なわれる。
　その後、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）部１０９において、周波数信号に変換される。復調用参照信号生成部１１１では制御信号検出部１０５より入力される参照信号の系列に関する情報に基づいて復調用参照信号（DMRS：DeModulation Reference Signal）が生成され、復調用参照信号多重部１１３においてデータ信号と時間多重される。ＤＭＲＳが多重されたデータ信号は、周波数割当情報に基づいて周波数割当部１１５において、システム帯域内にデータ信号が配置される。
　次に、サウンディング参照信号生成部１１７において、基地局装置２がスケジューリングをするためにシステム帯域全体あるいは一部の伝搬路状態を把握するためのサウンディング参照信号（SRS：Sounding Reference Signal）を生成し、サウンディング参照信号多重部１１９において周波数割当がなされたデータ信号に多重する。その後、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１２１において時間信号に変換され、ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部１２３において時間の後方の波形を前方にコピーしたサイクリックプレフィックス（CP）を挿入され、無線送信部１２５において、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換およびアップコンバージョンされ、アンテナ１０１から送信される。
　図３は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置２の構成を示すブロック図である。アンテナ２０１で受信した受信信号は、無線受信部２０３により、ダウンコンバージョン、Ａ／Ｄ変換がなされ、ＣＰ除去部２０５によりＣＰを除去される。ＣＰが除去された受信信号は、ＦＦＴ部２０７により周波数領域の受信信号に変換される。次に、周波数領域の受信信号は、サウンディング参照信号分離部２０９により、周波数領域の受信信号からＳＲＳが分離され、分離されたＳＲＳは伝送可能な周波数帯域のチャネルの状態（伝搬路利得、受信SINR）を把握するサウンディング部２１１-１～２１１-Ｕ（以下、サウンディング部２１１-１～２１１-Ｕを合わせてサウンディング部２１１とも表す）に入力する。ここで、サウンディングは移動局装置１毎に行なうものとしているため、便宜上、サウンディング部２１１は接続している移動局装置数Ｕだけ存在するものとしている。ただし、各移動局装置１からのＳＲＳを順番にサウンディングする場合には１つのブロックとしてよい。
　得られた各移動局装置１から基地局装置２までのサウンディング結果（チャネル状態）は、スケジューリング部２１３に入力され、スケジューリング部２１３では各移動局装置１の周波数割当を決定し、さらに通信に必要なその他制御情報を生成する。このとき、スケジューリング部２１３が設定する周波数割当は式（１）を満たすように決定される。得られた各移動局装置１の制御情報は制御情報生成部２１５-１～２１５-Ｕにおいて所定のフォーマット（各種無線通信システム、ＬＴＥやＷｉＭＡＸなどで定義されているフォーマット（例えば、LTEではDCI（Downlink Control Information）フォーマット））に変換され、無線送信部２１７において無線信号に変換され、アンテナ２０１から送信される。一方、サウンディング参照信号分離部２０９から出力された受信信号は、復調用参照信号分離部２１９においてＤＭＲＳを分離され、分離されたＤＭＲＳは伝搬路推定部２２１-１～２２１-Ｕにおいて伝送した周波数における伝搬路特性の推定に用いられる。データ検出部２２３では、ＤＭＲＳが分離された受信信号と推定された伝搬路特性を用いて非線形繰り返し等化などにより送信ビットを復号し、各移動局装置１の復号ビット列を得る。
　図４は、本発明の第１の実施形態に係るスケジューリング部２１３の構成を示すブロック図である。スケジューリング部２１３内では、リソース決定部３０１において各移動局装置１が伝送に用いるリソースブロックを決定し、リソース判定部３０３に入力される。リソース判定部３０３は、スケジューリングによって全移動局装置１に割り当てられたＲＢ数の合計とシステム帯域に含まれるＲＢ数を式（１）により比較し、例えばＲＢ数の超過分を算出し、リソース調整部３０５に出力する。リソース調整部３０５では、ＲＢ数が多く割り当てられた場合には、ＲＢ数を減らすよう調節を行なう。このとき、ＲＢ数を減らす方法はどのような方法でもよい。例えば、割り当てられているＲＢの中で、サウンディングにより得られた伝搬路のゲインの最も小さいＲＢが割り当てられている移動局装置１のＲＢから減らす方法などが考えられる。また、重複した割り当ての中で利得の低いＲＢを削除する方法としてもよい。
　図５Ａは、本発明の第１の実施形態に係る第１の移動局装置１-１、第２の移動局装置１-２の送信周波数信号を示す図である。図５Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る第１の基地局装置２-１における受信周波数信号を示す図である。横軸は周波数、縦軸は周波数信号の電力密度を表す。ここで、ＲＢ１～ＲＢ６は、周波数リソースの最小単位であるリソースブロック（RB：Resource Block）であり、例えばＬＴＥでは１２サブキャリア（離散周波数、リソースエレメント）から構成される。図５Ａでは、第１の移動局装置１-１の周波数信号Ｆ１-１、第２の移動局装置１-２の周波数信号Ｆ１-２を表している。また、第１の移動局装置１-１にＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ５が割り当てられ、第２の移動局装置１-２にＲＢ４、ＲＢ５、ＲＢ６が割り当てられているものとしている。このとき、これら割り当てられた信号は基地局装置２において周波数信号Ｆ２-１のように受信され、重複部分Ｏ２-１は第１および第２の移動局装置１が送信した信号が重複して受信されていることを表している。
　次に、隣接セルへ与える干渉について考える。通常、無線リソースに空きがあり、かつ送信すべきデータがバッファに存在すれば、無線リソースの割当を決定するスケジューリングにおいて、任意の移動局装置１に無線リソースを割り当てることになる。図５Ａの場合、通常バッファがある移動局装置１があれば、ＲＢ３は第１の移動局装置１-１あるいは第２の移動局装置１-２に割り当てられることになる。
　しかしながら、この場合、すなわち、ＲＢ３にも割り当てた場合、全移動局装置１のＲＢ数の合計は、ＲＢ５が両方の移動局装置１に割り当てられているため、７ＲＢ割り当てられていることになる。その結果、６ＲＢのシステム帯域に対して７ＲＢ分の干渉が隣接セルへ届くことになる。そのため、図５Ａに示されるように、ＲＢ３はバッファに関わらず割り当てない、つまり全移動局装置１の合計がシステム帯域以下となるよう制御することで、システムの不安定化を防ぐ。
　一般的に言えば、移動局装置１の数をＵ、システム帯域に含まれるＲＢ数をＭとすれば、各移動局装置１に割り当てられたＲＢ数の合計が、Ｍ以下となるよう制御する。これは、式（１）で評価する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（１）において、Ｎ（ｕ）は、ｕ番目の移動局装置１に割り当てられたＲＢ数である。このような制御を導入することで、システムが安定する。
　図６は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置２の動作を示すフローチャートである。まず、基地局装置２は、各移動局装置１にＲＢを割り当てる（ステップＳ１）。このとき、システムが定める最大重複率などに応じて品質の良いＲＢを割り当てる方法などを用いてよい。次に、基地局装置２は、割り当てたＲＢ数の合計を計算する（ステップＳ２）。次に、基地局装置２は、割り当てたＲＢ数の合計がシステム内のＲＢ数より多いかどうかを判定し（ステップＳ３）、もしＲＢ数の合計がシステム内のＲＢ数より多ければ（ステップＳ３：Yes）、全移動局装置１に割り当てられたＲＢの中から、受信品質（例えば、SINR）や割当の優先度の最も低いＲＢを削除し（ステップＳ４）、再びステップＳ３に戻る。もし、割当ＲＢ数がシステム内のＲＢ数より多くなければ（ステップＳ３：No）、基地局装置２は、割当を決定する。
　このように、本実施形態では、全移動局装置１に割り当てられるＲＢの数をシステム帯域に含まれるＲＢ以下に調整する。即ち、基地局装置２が、重複を許容して周波数割当を決定した際に重複による干渉レベルの変動を抑えるよう制御することで、システムを安定させることができる。
　［第２の実施形態］
　第２の実施形態では、第１の実施形態のように使用するＲＢの数を減らすのではなく、送信電力制御における制御値を変更することで干渉量を制御する。例えば、ＬＴＥシステムでは、上り回線における各移動局装置１の送信電力を式（２）のように定義している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　式（２）において、ＰＰＵＳＣＨ（ｉ）はｉ番目のサブフレーム（時間領域の伝送単位）における移動局装置１の送信電力、ＰＣＭＡＸは移動局装置１の最大送信電力、ＭＰＵＳＣＨ（ｉ）はｉ番目のサブフレームで割り当てられたＲＢ数、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨ（ｊ）は１ＲＢあたりの目標受信電力であり、伝送方法ｊにおけるセル固有の目標受信レベルＰＯ＿ＰＵＳＣＨ＿ＮＯＭＩＮＡＬ（ｊ）と移動局装置固有の目標受信電力ＰＯ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ（ｊ）の和を表す。また、α（ｊ）は伝送方法ｊにおけるセル固有のパラメータであり０から１の間の実数、ＰＬは基地局装置２から移動局装置１の間のパスロス、ΔＴＦ（ｉ）はｉ番目のサブフレームで適用された変調方式により決まるパラメータ、ｆ（ｉ）はｉ番目のサブフレームにおける移動局装置１から通知される閉ループ送信電力制御のための補正項を表している。つまり、式（２）は目標受信電力を達成するために必要な送信電力を、移動局装置１で許容できる最大送信電力より高くならないように設定することを意味している。
　次に、伝送方法ｊについて説明する。ここで説明する伝送方法ｊは、送信するチャネルあるいはスケジューリング方法により番号が振られており、ｊ＝０は、音声通話（VoIP（Voice over IP））などに対するリソース割当において伝搬路状況に依らないスケジューリングを行なうＳＰＳ（Semi-Persistent Scheduling）、ｊ＝１は、主にパケットデータ通信で用いられる伝搬路状況に応じてスケジューリングするダイナミックスケジューリング、ｊ＝２は、移動局装置１の信号送信のタイミングの変更や上り回線における信号の同期のために送信されるランダムアクセスチャネル（RACH：Random Access Channel、特に、初期接続時など他の移動局装置１のＲＡＣＨとの衝突が起こりうる場合に送信するＲＡＣＨ（Contention based Random Access Procedureと呼ばれる動作を伴う））を表わす。なお、α（ｊ）に関しては、式（３）のように定義されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　これは、基地局装置２からの距離が近いほど受信電力レベルを高くするために設定されるパラメータであり、例えば、α（ｊ）＝１の場合は、パスロスを完全に補償すること（伝搬距離、シャドウィングによる減衰を、送信電力を高くすることで補償する）を意味する。送信電力制御は隣接セルのＩｏＴに影響を与える。したがって、ＳＯＲＭで全移動局装置１に割り当てたＲＢ数がシステム帯域に含まれるＲＢ数より多くなったとしても、送信電力制御の目標受信電力を低く設定すれば、隣接セルへの干渉レベルを高くすることなくＳＯＲＭを適用することができる。したがって、本実施形態では、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨの値をシステムの許容する最大重複率に応じて設定する方法を記載する。
　図７は、本発明の第２の実施形態に係る移動局装置１の構成を示すブロック図である。同図は、同一の符号は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。図７では、明示的に送信電力制御部４０１を記載している。本実施形態では、上述したように送信電力の目標受信レベルにおけるＰＯ＿ＰＵＳＣＨの値を調節することで、第１の実施形態に比べると、比較的各移動局装置１に対して他の移動局装置１との兼ね合いを考慮しなくてよい。送信電力制御部４０１では、上位レイヤ４０３から通知されるＰＯ＿ＰＵＳＣＨに基づいて式（２）で計算された送信電力となるよう送信電力制御を行なっている。ただし、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨの通知は上位レイヤ４０３による通知に限定されるものでなく、物理層の制御信号で通知されても良い。また、本発明ではＰＯ＿ＰＵＳＣＨを制御するように記述しているが、送信電力が最終的に調整されればいいことを考慮すると、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨではなく式（２）のｆ（ｉ）を用いてもよい。勿論、これは送信電力制御により制御する場合には、本明細書の他の実施形態でも適用できる。
　図８は、本発明の第２の実施形態に係る基地局装置２の構成を示すブロック図である。同図は図３を基本とした構成となっており、同一の符号は図３と同一の機能・手段を具備する。最大重複率設定部５０１は、最大のＲＢ数または最大の重複率を設定する。最大のＲＢ数の割り当てとは、システム帯域幅に含まれるＲＢ数に対して、全移動局装置１に割り当てることであり、この値はＲＢ数でもシステム帯域に含まれるＲＢ数に対する割合でもよい。また、この値はシミュレーションなどで取得した最適な値などを予め設定しておいてもよい。例えば、最大の重複率を２０％と設定し、システム帯域に含まれるＲＢ数を５０とすると、５０＋５０×０．２＝６０ＲＢを全移動局装置１に割り当ててもよいことを意味する。
　次に、目標受信レベル設定部５０３は、上述の最大重複率に応じて、目標受信レベルを設定する手段を有する。例えば、上述の例では、６０ＲＢを接続している全移動局装置１に割り当ててもよいことから、５０／６０＝０．８３倍＝－０．８（dB）デシベルだけＰＯ＿ＰＵＳＣＨの値を低くすればよい。
　図９は、本発明の第２の実施形態に係るスケジューリング部５０５の構成を示すブロック図である。スケジューリング部５０５では、図４と同様、リソース決定部３０１において周波数割当をサウンディング結果から決定し、リソース判定部６０１において、周波数割当と最大重複率からＲＢ数が多いかどうかを判定し、多い場合にどのぐらいＲＢ数が多いかを出力する。その後、リソース調整部３０５においてＲＢ数を調整、各移動局装置１の割当情報を確定する。
　図１０は、本発明の第２の実施形態に係る基地局装置２の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１からＳ３までは第１の実施形態で示した図６と同一である。本実施形態では、基地局装置２は、ＲＢ数の合計がシステム内のＲＢ数より多ければ（ステップＳ３：Yes）、ＲＢ数の合計がシステム帯域内のＲＢ数よりいくつ多いかを計算する（ステップＳ１０１）。例えば、接続している全移動局装置１のＲＢ数の合計が２０、システム帯域内に含まれるＲＢ数が１６であるとすると、この場合は２０－１６＝４という値を算出する。次に、基地局装置２は、送信電力制御における目標受信レベルを上記計算されたＲＢ数分だけ低く設定する（ステップＳ１０２）。例えば、この例では４ＲＢ多く割り当てられているので、４ＲＢ分送信電力を低くしなければならない。つまり、重複を許容して全ての移動局装置１に対して２０ＲＢを割り当てる場合、基地局装置２は、移動局装置１の送信電力を、重複を許容しない場合に１６ＲＢに割り当てていた送信電力と同一にすることを意味する。即ち、基地局装置２は、１６／２０＝４／５倍に各ＲＢの送信電力を低くするよう設定する。これをデシベルで表現すると、１０×ｌｏｇ１０（４／５）＝－０．９７ｄＢとなり、０．９７デシベル目標受信レベルを下げるよう設定する。
　このように、基地局装置２が、隣接セルへ与える干渉（各々の基地局装置２で推定されるIoT）に基づいて、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨを決定することで、ＳＯＲＭを適用したシステムを安定化させることができる。
　［第３の実施形態］
　ここでは、第３の実施形態として、第２の実施形態と同様の考え方に基づいて、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨとαの両方を制御する方法について説明する。
　図１１は、本発明の第３の実施形態において、αを変えた場合のＰＬに対する基地局装置２の受信電力の関係を示すグラフである。同図において横軸は式（２）におけるＰＬ（デシベル）、縦軸は受信電力を示している。α＝１とした場合の線７０１は、ＰＬの値に依らず一定の受信電力になるよう制御することを表わしており、αを１より小さい値とした場合の線７０２は、ＰＬの値が小さい、即ち基地局装置２からの距離が近いほど受信電力が高くなるよう設定される。このような送信電力制御の方法はフラクショナル送信電力制御（FTPC：Fractional Transmission Power Control）と称され、ＬＴＥシステムなど最近の無線通信システムに導入されている。一般に、上り回線では基地局装置２から遠い移動局装置１ほど隣接セルへの強い干渉源になる傾向があるため、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨとαを適切に制御すれば、基地局装置２付近の移動局装置１の受信品質を低下させることなく、隣接セルへの干渉量（隣接セルの基地局装置２において測定されるIoT）を一定に保つことができる。
　例えば、移動局装置１間で周波数リソースが重複して送信しないよう基地局装置２に送信するＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式を前提とした場合、基地局装置間距離５００ｍ、３セクタ、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨ＝－１０６ｄＢｍ、α＝１のときに、平均ＩｏＴがおおよそ７ｄＢであれば、同程度のＩｏＴを達成する条件は、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨ＝－８５ｄＢｍ、α＝０．８である。この考えに基づけば、最大重複率を２０％とした場合には－０．８ｄＢ送信電力を下げる必要があったが、第３の実施形態では、これと同等の効果を実現する方法として、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨとαの値を制御する。具体的には、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨ＝－７６ｄＢｍ、α＝０．７とした場合、１ＲＢあたりの送信電力はおおよそ１ｄＢ低減される。ＰＯ＿ＰＵＳＣＨとαの値に関しては、シミュレーションで決定してもよいし、実際に測定してもよい。これを実現する基地局装置２の構成は図８と同様であり、目標受信レベル設定部５０３がＰＯ＿ＰＵＳＣＨとαの値を設定する。
　このように、本発明を適用することで重複により送信電力がセル全体で増えることを想定した場合でも、システムを安定化させることができる。
　以上、第１から第３の実施形態については、互いに組み合わせて適用してもよく、先にＰＯ＿ＰＵＳＣＨとαの少なくともいずれか一方を決定し、最大重複率を設定するような方法でも本質的に同一である。また、ＩｏＴを基地局装置２間で制御するために、基地局装置２間の有線のインターフェースであるＸ２インターフェースを用いてＯＩ（OverloadIndicator）やＨＩＩ（High Interference Indicator）として通知してもよい。また、本発明は干渉レベルを制御する上で、セル半径の異なるヘテロジーニアスネットワークやピコセル、フェムトセル、セル内に中継局を設置するリレーなどにも適用可能である。
　本発明に関わる移動局装置１および基地局装置２で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
　また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における移動局装置１および基地局装置２の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。移動局装置１および基地局装置２の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
　以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。本発明は、携帯電話装置を移動局装置１とする移動体通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。
１、１-１、１-２、１-３、１-４　移動局装置
２、２-１、２-２　基地局装置
１０１　アンテナ
１０３　無線受信部
１０５　制御信号検出部
１０７　データ信号生成部
１０９　ＤＦＴ部
１１１　復調用参照信号生成部
１１３　復調用参照信号多重部
１１５　周波数割当部
１１７　サウンディング参照信号生成部
１１９　サウンディング参照信号多重部
１２１　ＩＦＦＴ部
１２３　ＣＰ挿入部
１２５　無線送信部
２０１　アンテナ
２０３　無線受信部
２０５　ＣＰ除去部
２０７　ＦＦＴ部
２０９　サウンディング参照信号分離部
２１１、２１１-１～２１１-Ｕ　サウンディング部
２１３　スケジューリング部
２１５-１～２１５-Ｕ　制御情報生成部
２１７　無線送信部
２１９　復調用参照信号分離部
２２１-１～２２１-Ｕ　伝搬路推定部
２２３　データ検出部
３０１　リソース決定部
３０３　リソース判定部
３０５　リソース調整部
４０１　送信電力制御部
４０３　上位レイヤ
５０１　最大重複率設定部
５０３　目標受信レベル設定部
５０５　スケジューリング部
６０１　リソース判定部
７０１　α＝１とした場合の線
７０２　αを１より小さい値とした場合の線
Ｆ１-１、Ｆ１-２、Ｆ２-１　周波数信号
Ｏ２-１　重複部分

Claims (14)

  1. 　複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容する無線制御装置であって、
    　前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定することを特徴とする無線制御装置。
  2. 　前記各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、前記システム帯域以下となるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定することを特徴とする請求項１記載の無線制御装置。
  3. 　前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下となる受信電力値、および前記システム帯域中で送信信号が重複して配置される周波数の重複率を用いて自装置における目標受信電力値を算出し、前記目標受信電力値に基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定することを特徴とする請求項１記載の無線制御装置。
  4. 　前記目標受信電力値と、自装置が制御するセル固有のパラメータとに基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定することを特徴とする請求項３記載の無線制御装置。
  5. 　前記干渉レベルは、ＩｏＴ（Interference over Thermal noise power ratio）で示されることを特徴とする請求項１記載の無線制御装置。
  6. 　前記ＩｏＴは、前記無線端末装置で行なわれる送信電力制御のパラメータにより決定されることを特徴とする請求項５記載の無線制御装置。
  7. 　前記送信電力制御は、フラクショナル送信電力制御（Fractional Transmission Power Control）であることを特徴とする請求項６記載の無線制御装置。
  8. 　前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する際に、前記ＩｏＴに基づいて、送信信号を重複して配置する無線リソース量および使用しない無線リソース量を決定することを特徴とする請求項５記載の無線制御装置。
  9. 　請求項１から請求項８のいずれかに記載の無線制御装置と、
    　複数の無線端末装置と、から構成されることを特徴とする無線通信システム。
  10. 　複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容する無線制御装置の制御プログラムであって、
    　前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する処理を、コンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
  11. 　前記各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、前記システム帯域以下となるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する処理を更に含むことを特徴とする請求項１０記載の制御プログラム。
  12. 　前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下となる受信電力値、および前記システム帯域中で送信信号が重複して配置される周波数の重複率を用いて自装置における目標受信電力値を算出する処理と、
    　前記目標受信電力値に基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定する処理を更に含むことを特徴とする請求項１０記載の制御プログラム。
  13. 　前記目標受信電力値と、自装置が制御するセル固有のパラメータとに基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定する処理を更に含むことを特徴とする請求項１２記載の制御プログラム。
  14. 　無線制御装置に実装されることにより、前記無線制御装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
    　複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容して、前記各無線端末装置と無線通信を行なう機能と、
    　前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する機能と、の一連の機能を、前記無線制御装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
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