JP6285647B2 - 無線基地局、無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）を用いた無線通信システムに適用可能な無線基地局、無線通信システムおよび無線通信方法に関する。

従来、無線通信システムにおける複信方式として、上りリンク（ＵＬ：UpLink）と下りリンク（ＤＬ：DownLink）とを周波数で分割する周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）、および、ＵＬとＤＬとを時間で分割する時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）が知られている（たとえば、非特許文献１）。ＦＤＤでは、上り信号と下り信号とが、同一時間の異なる周波数で送受信される。一方、ＴＤＤでは、上り信号と下り信号とが、同一周波数の異なる時間で送受信される。

また、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システムのＴＤＤにおいては、無線フレーム内における上りサブフレームと下りサブフレームとの構成比率を示すフレーム構成として、ＵＬ／ＤＬ構成（UL/DL configuration）が規定される（図１参照）。ＬＴＥシステムにおいては、図１に示すように、ＵＬ／ＤＬ構成として７つのフレーム構成が規定されている。

3GPP, TR25.912 (V7.1.0), "Feasibility study for Evolved UTRA and UTRAN", Sept. 2006

一般に、ＵＬのトラヒックとＤＬのトラヒックは非対称である。また、ＵＬのトラヒックとＤＬのトラヒックとの比率は一定ではなく、時間的に、あるいは、場所的に変動する。このため、ＴＤＤを用いた無線通信システムにおいて、無線リソースの有効利用という観点では、図１に示したＵＬ／ＤＬの構成は、固定されるのではなく、実際のトラヒックの変動に応じて時間的に、あるいは、場所的に変更されることが望ましい。

特に、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）システム以降のＴＤＤでは、無線リソースの有効利用を図るために、送受信ポイントごとにＵＬとＤＬの送信比率を時間領域で動的（Dynamic）に変更すること、すなわちダイナミックＴＤＤが検討されている。一方、ダイナミックＴＤＤでは、隣接セル間において異なる伝送方向が用いられる場合、無線基地局間、すなわちセル間干渉（Inter-cell Interference）やユーザ端末間での干渉が発生するおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、干渉を有効に回避する一方で、干渉を避けるために利用されない無線リソース量を制御することができる無線基地局、無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明の無線基地局は、無線基地局間インターフェースを介して隣接無線基地局に接続される無線基地局であって、無線フレーム内の上りサブフレームと下りサブフレームとの構成を示すＵＬ／ＤＬ構成を用いて、ユーザ端末と無線通信を行う無線通信部と、前記無線基地局が受ける干渉を測定および検出する干渉認識部と、前記干渉検出結果に基づいて、各サブフレームへのセル間直交制限付き周波数領域無線リソース割当方式の適用有無を選択する選択部と、を具備し、前記干渉認識部は、前記隣接無線基地局におけるセル間上下リンク直交化方式の適用を想定して干渉を測定することを特徴とする。

本発明によれば、干渉を有効に回避する一方で、干渉を避けるために利用されない無線リソース量を制御することができる。

ＵＬ／ＤＬ構成の一例を示す図である。 セル間干渉を説明する図である。 セル間干渉を説明する図である。 固定サブフレームおよびフレキシブルサブフレームを説明する図である。 通信方式を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る干渉認識セル間上下リンク直交化方式を説明する図である。 第１の態様に係る干渉制御方法を示すフローチャートである。 第１の態様に係る干渉制御方法を示すシーケンス図である。 第２の態様に係る干渉制御方法を示すフローチャートである。 第２の態様に係る干渉制御方法を示すシーケンス図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略図である。 本実施の形態に係る無線基地局の全体構成を説明する図である。 本実施の形態に係る無線基地局の機能構成を説明する図である。

図２を参照して、ダイナミックＴＤＤにおけるセル間干渉について説明する。
図２において、セル１における無線基地局とユーザ端末との間、およびセル２における無線基地局とユーザ端末との間では、ＴＤＤにより無線通信が行われる。図２におけるセル１では、一例として、ＵＬトラヒックが多いＵＬ／ＤＬ構成０を適用している。セル２では、一例として、ＤＬトラヒックが多いＵＬ／ＤＬ構成５を適用している。

この場合、サブフレーム４において、セル１における無線基地局ではＵＬ伝送を行い、セル２における無線基地局ではＤＬ伝送を行う。すなわち、同一時間領域／同一周波数領域において、セル１におけるユーザ端末から無線基地局に上り信号が送信され、セル２における無線基地局からユーザ端末に下り信号が送信される。

隣接セルが同一サブフレーム内の異なる送信方向を有することに起因して、干渉が生じる。セル１における無線基地局でのＵＬ受信は、セル２における無線基地局のＤＬ送信によって干渉される（基地局間干渉）。また、セル２におけるユーザ端末のＤＬ受信は、セル１におけるユーザ端末のＵＬ送信によって干渉される（端末間干渉）。

この結果、サブフレーム４において、セル１における無線基地局およびセル２におけるユーザ端末の受信品質が低下するおそれがある。通常、無線基地局から送信される下り信号の送信電力は、ユーザ端末から送信される上り信号の送信電力より大きい。このため、無線基地局から送信される下り信号が、ユーザ端末から送信される上り信号に対して及ぼす基地局間干渉の影響が特に大きい。

一方、図３に示すように、サブフレーム３において、セル１におけるユーザ端末と、セル２におけるユーザ端末とは、共にＵＬ伝送を行う。また、サブフレーム１において、セル１における無線基地局と、セル２における無線基地局とは、共にＤＬ伝送を行う。このような場合には、従来の干渉管理設計として、たとえばｅＩＣＩＣ（enhanced Inter-Cell Interference Coordination）やＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point）などが利用できる。

このように、ダイナミックＴＤＤでは、隣接セルにおける無線基地局間で異なるＵＬ／ＤＬ構成を用いる場合、当該無線基地局間で伝送方向が異なるサブフレーム（たとえば、サブフレーム４）では、セル間干渉、特に基地局間干渉の影響を大きく受ける。一方、当該無線基地局間で伝送方向が同じサブフレーム（たとえば、サブフレーム１，３）では、基地局間干渉の影響は少ない。

図４を参照して、基地局間干渉の影響が少ないサブフレームおよび基地局間干渉の影響が大きいサブフレームについて説明する。図４に示すように、無線フレームには、固定サブフレーム（Fixed Subframes）およびフレキシブルサブフレーム（Flexible Subframes）が設けられている。固定サブフレームは、異なるＵＬ／ＤＬ構成間で伝送方向が固定されるサブフレームである。フレキシブルサブフレームは、異なるＵＬ／ＤＬ構成間で伝送方向が固定されないサブフレームである。したがって、フレキシブルサブフレームにおいては、異なるＵＬ／ＤＬ構成間で伝送方向が異なっていてもよい。なお、フレキシブルサブフレームは、ダイナミックサブフレーム（Dynamic Subframes）と呼ばれてもよい。

図４では、サブフレーム０，１，２，５，６は、ＵＬ／ＤＬ構成０から６間で伝送方向が固定される固定サブフレームである。ＵＬ／ＤＬ構成０から６において、サブフレーム０，１，５，６は、すべて下りサブフレームで構成される。なお、特殊サブフレーム（Special subframe）は、下りサブフレームと上りサブフレームとの切替用のサブフレームであり、主に、下りリンクに用いられる。このため、特殊サブフレームは、下りサブフレームとみなすことができる。また、ＵＬ／ＤＬ構成０から６において、サブフレーム２は、すべて上りサブフレームで構成される。

また、図４では、サブフレーム３，４，７，８，９は、ＵＬ／ＤＬ構成０から６間で伝送方向が固定されないフレキシブルサブフレームである。たとえば、サブフレーム３では、ＵＬ／ＤＬ構成０，１，３，４，６の場合の上りサブフレームと、ＵＬ／ＤＬ構成２，５の場合の下りサブフレームと、が混在する。同様に、サブフレーム４，７，８，９でも、上りサブフレームと下りサブフレームとが混在する。

固定サブフレームでは、隣接セルにおける無線基地局間で異なるＵＬ／ＤＬ構成が用いられている場合であっても、伝送方向が同一となるため基地局間干渉の影響は少ない。一方、フレキシブルサブフレームでは、隣接セルにおける無線基地局間で異なるＵＬ／ＤＬ構成が用いられている場合、伝送方向が異なると基地局間干渉の影響が大きい。

なお、固定サブフレームおよびフレキシブルサブフレームは、図４に示す構成に限られず、用いるＵＬ／ＤＬ構成に応じて適宜変更される。

このようなセル間干渉を軽減する方法として、図５Ｂに示すような周波数領域リソース割当に基づく制限付きセル間上下リンク直交化（以下、セル間上下リンク直交化と呼ぶ）ダイナミックＴＤＤが知られている。セル間上下リンク直交化ダイナミックＴＤＤでは、ＵＬとＤＬに対して直交リソースが割り当てられる。したがって、セル間上下リンク直交化ダイナミックＴＤＤでは、同一周波数領域においてＵＬサブフレームとＤＬサブフレームとが重複することがないので、セル間干渉を軽減できる。一方、セル間上下リンク直交化ダイナミックＴＤＤのリソースの利用効率は、図５Ａに示すリソース割当に制限の無いダイナミックＴＤＤと比較して低下する。

そこで、図５Ｃに示すような改良セル間上下リンク直交化ＴＤＤが提案されている。改良セル間上下リンク直交化ＴＤＤでは、固定サブフレームにおいてリソース割当に制限の無いダイナミックＴＤＤ方式を適用し、フレキシブルサブフレームにおいてセル間上下リンク直交化方式を適用する。改良セル間上下リンク直交化ＴＤＤでは、セル間上下リンク直交化ダイナミックＴＤＤと比較して、リソースの利用効率が向上する。

しかしながら、以上のような方法は、実際の干渉の状況には非適応であり、不要なリソース利用の抑制につながる可能性がある。そこで、本発明者らは、強い干渉を検出した場合にＵＬ伝送を保護するために改良セル間上下リンク直交化方式を使用し、干渉レベルが非常に限られる場合には周波数利用効率を高めるためにリソース割当に制限の無いダイナミックＴＤＤを使用する、干渉認識セル間上下リンク直交化方式を着想した。

干渉認識セル間上下リンク直交化方式は、たとえば基地局間干渉の測定に基づく静的な構成により実施できる。あるいは、干渉認識セル間上下リンク直交化方式は、たとえば即時の干渉測定に基づく動的な構成により実施できる。動的な構成により実施する場合、基地局間干渉を直接測定してもよいし、すべての干渉を測定してもよいし、２つの干渉、たとえば固定サブフレーム、フレキシブルサブフレームのそれぞれにおける干渉を測定してもよい。

図６を参照して、干渉認識セル間上下リンク直交化方式について説明する。
図６に示すセル１とセル２のような隣接セルにおいて、強い基地局間干渉が検出された場合には、ユーザ端末から送信される上り信号が干渉の影響を受けるのを防ぐために、セル１およびセル２の無線基地局において改良セル間上下リンク直交化ＴＤＤを使用する。一方、セル３のように孤立したセルにおいて干渉レベルが非常に限られる場合には、スケジューリング効果を高めるために、セル３の無線基地局においてリソース割当に制限の無いダイナミックＴＤＤを使用する。

通信（リソース割当）方法の切り替えは、静的あるいは準静的な通信方法の選択、または、動的あるいは適応的な通信方法の選択により行う。静的あるいは準静的な通信方法の選択は第１の態様で説明し、動的あるいは適応的な通信方法の選択は第２の態様で説明する。

（第１の態様）
第１の態様では、静的あるいは準静的にリソース割当に制限の無い方式とセル間上下リンク直交化方式とを切り替える場合について説明する。第１の態様においては、無線基地局が隣接する無線基地局のＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）を測定して、リソース割当に制限の無い方式とセル間上下リンク直交化方式のどちらの通信方法を用いるか判断する。

図７は、第１の態様に係る干渉制御方法を示すフローチャートである。図７に示すように、まず、各無線基地局は、自セルにおける無線基地局と隣接セルにおける無線基地局との間のパスロスＰＬ_{ＢＳ−ＮＳ}を測定する（ステップＳＴ１０１）。パスロスは、隣接セルにおける無線基地局がデータ信号を送信しているか否かに関わらず、隣接セルのＲＳＲＰに基づいて測定する。隣接セルがアクティブかどうか調べるためには、準静的に測定と再設定とを行うとよい。

隣接セルのＲＳＲＰの測定には、たとえばＨｅＮＢ（Home eNB）の方法を再利用することができ、それ以上の仕様に影響しない。

続いて、測定したパスロスＰＬ_{ＢＳ−ＮＳ}の値と、しきい値ＰＬ_{Ｔｈｒｅｓ}との大小を比較する（ステップＳＴ１０２）。そして、パスロスＰＬ_{ＢＳ−ＮＳ}の値が、しきい値ＰＬ_{Ｔｈｒｅｓ}よりも小さい場合には（ステップＳＴ１０２：ｙｅｓ）、セル間上下リンク直交化方式を適用する（ステップＳＴ１０３）。パスロスＰＬ_{ＢＳ−ＮＳ}の値が、しきい値ＰＬ_{Ｔｈｒｅｓ}以上である場合には（ステップＳＴ１０２：ｎｏ）、リソース割当に制限の無い方式を適用する（ステップＳＴ１０４）。これは、パスロスＰＬ_{ＢＳ−ＮＳ}の値が小さい方が、強い干渉を受けるためである。

ここで、図８を参照して、第１の態様に係る干渉制御方法の具体例について説明する。まず、無線基地局１（ｅＮＢ１）は、無線基地局２（ｅＮＢ２）から受ける干渉を測定する（ステップＳＴ１１１）。強い干渉が検出されると（ステップＳＴ１１２）、無線基地局１は無線基地局２に対して、たとえばサブフレーム３，８においてセル間上下リンク直交化方式を適用するように要求する（ステップＳＴ１１３）。無線基地局２は、要求に応じて、サブフレーム３，８においてセル間上下リンク直交化方式を適用し（ＳＴ１１４）、その旨を無線基地局１にシグナリングする（ステップＳＴ１１５）。その後、無線基地局１は、サブフレーム３，８においてセル間上下リンク直交化方式を適用する（ステップＳＴ１１６）。

このように、リソース割当に制限の無い方式とセル間上下リンク直交化方式とは、フレキシブルサブフレームにおけるサブフレームごとに使い分けることが可能である。

（第２の態様）
第２の態様では、動的あるいは適応的にリソース割当に制限の無い方式とセル間上下リンク直交化方式とを切り替える場合について説明する。固定ＵＬサブフレームとフレキシブルＵＬサブフレームとでは、干渉状態が大きく異なる。そこで、強い基地局間干渉を検出する方法として、これらの違いを活用する。

図９は、第２の態様に係る干渉制御方法を示すフローチャート図である。図９に示すように、まず、各無線基地局は、固定サブフレームにおける瞬間の干渉または平均の干渉を測定する（ステップＳＴ２０１）。また、各無線基地局は、フレキシブルサブフレームにおける瞬間の干渉または平均の干渉を測定する（ステップＳＴ２０２）。

このとき、無線基地局は、干渉源を識別する必要はない。また、干渉測定は、隣接セルのスケジューリング状況を反映する。ここでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）の概念が適用される。

続いて、ステップＳＴ２０１，２０２での測定結果に基づいて、基地局間干渉を検出する（ステップＳＴ２０３）。基地局間干渉が検出された場合には（ステップＳＴ２０４：ｙｅｓ）、セル間上下リンク直交化方式を適用する（ステップＳＴ２０５）。基地局間干渉が検出されない場合には（ステップＳＴ２０４：ｎｏ）、リソース割当に制限の無い方式を適用する（ステップＳＴ２０６）。

無線基地局は、干渉を測定するために、たとえば複数のＣＳＩ（Channel State Information）を測定する。第２の態様においては、少なくとも固定サブフレームにおけるＣＳＩを１つと、フレキシブルサブフレームにおけるＣＳＩを１つ測定すればよい。また、無線基地局は、選択した通信方法を、バックホールシグナリング（backhaul signaling）によって、隣接セルにおける無線基地局に伝える。

ここで、図１０を参照して、第２の態様に係る干渉制御方法の具体例について説明する。まず、無線基地局１（ｅＮＢ１）は、固定サブフレームにおける干渉とフレキシブルサブフレームにおける干渉とを別々に測定する（ステップＳＴ２１１）。強い干渉が検出されると（ステップＳＴ２１２）、無線基地局１は、たとえばサブフレーム３，８においてセル間上下リンク直交化方式を適用する（ステップＳＴ２１３）。その後、無線基地局１は、サブフレーム３，８においてセル間上下リンク直交化方式を適用したことを無線基地局２（ｅＮＢ２）にシグナリングする（ステップＳＴ２１４）。

無線基地局２は、この情報に基づいて、サブフレーム３，８においてセル間上下リンク直交化方式を適用してもよい（ステップＳＴ２１５）。この場合には、無線基地局２は、サブフレーム３，８においてセル間上下リンク直交化方式を適用した旨を無線基地局１にシグナリングする（ステップＳＴ２１６）。なお、無線基地局２におけるステップＳＴ２１５，２１６に係る構成は強制されない。

続いて、上記第１の態様および第２の態様を実現するための、システム要件について説明する。

まず、各無線基地局における干渉測定について説明する。第１の態様においては、たとえばＲＳＲＰを測定することにより、干渉を測定できる。ＲＳＲＰの測定方法としては、ＨｅＮＢの方法を再利用することができる。

第２の態様においては、固定サブフレームおよびフレキシブルサブフレームにおける干渉をそれぞれ測定することにより、無線基地局が受ける干渉全体を推定する。干渉を測定するためには、たとえばＣＳＩを測定すればよい。このとき、ＣＳＩの測定に用いるＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information Reference Signal）として、ゼロパワーＣＳＩ−ＲＳを用いて干渉を測定してもよい。ゼロパワーＣＳＩ−ＲＳは、ＣＳＩ−ＲＳが割り当てられるリソースに送信パワーが分配されず、ＣＳＩ−ＲＳがミュートされる。

また、各無線基地局において、隣接セルにおける無線基地局におけるセル間上下リンク直交化方式の適用を仮定して干渉を測定してもよい。

続いて、無線基地局間の干渉制御について説明する。無線基地局は、たとえばＸ２インターフェースなどの基地局間インターフェースで互いに接続される。無線基地局間の干渉制御は、基地局間インターフェースを介したバックホールシグナリングによって実現される。

まず、第１の態様および第２の態様に共通する無線基地局間の干渉制御について説明する。無線基地局は、隣接セルにおける無線基地局に、以下の（１）から（４）に係る情報を、基地局間インターフェースを介して伝送する。
（１）セル間上下リンク直交化方式とリソース割当に制限の無い方式との選択に関する情報。
（２）セル間上下リンク直交化方式を適用するサブフレームに関する情報。
（３）現在のＵＬ／ＤＬ構成に関する情報。この情報に基づいて、隣接セルにおける無線基地局がセル間上下リンク直交化方式を適用するサブフレームを導き出すことが可能となる。
（４）干渉指標。この指標に基づいて、無線基地局がセル間上下リンク直交化方式を選択するかどうかを決定することが可能となる。

第１の態様において、無線基地局は、特定の隣接無線基地局に対して、セル間上下リンク直交化方式の適用を要求する。どの無線基地局に対する要求かは、参照信号のパターンで識別できる。

第２の態様において、無線基地局は、隣接セルにおける無線基地局に、たとえばゼロパワーＣＳＩ−ＲＳなどの停止（muting）リソースパターン情報を、基地局間インターフェースを介して伝送する。この情報に基づいて、隣接セルにおける無線基地局は、より正確に干渉の検出または推定することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る干渉認識セル間上下リンク直交化方式を適用することにより、無線基地局が受ける干渉を測定および検出して、この干渉検出結果に基づいて、各サブフレームにリソース割当に制限の無い方式またはセル間上下リンク直交化方式のいずれかを適用するため、不要なリソース利用を抑制することなく、基地局間干渉を有効に回避することができる。

（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について、詳細に説明する。この無線通信システムでは、上述の第１の態様または第２の態様に係る干渉制御方法が適用される。

図１１は、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。図１１に示すように、無線通信システム１は、第１セルとしてのマクロセル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よりも狭い第２セルとしてのスモールセルＣ２を形成するスモール基地局１２（１２ａ，１２ｂ）とを備えている。また、マクロセルＣ１および各スモールセルＣ２には、ユーザ端末２０が配置されている。なお、マクロセルＣ１（マクロ基地局１１）、スモールセルＣ２（スモール基地局１２）、ユーザ端末２０の数は図１１に示すものに限られない。

また、マクロセルＣ１および各スモールセルＣ２には、ユーザ端末２０が配置されている。ユーザ端末２０は、マクロ基地局１１および／またはスモール基地局１２と無線通信可能に構成されている。また、ユーザ端末２０は、各スモールセルＣ２で用いられるコンポーネントキャリアを統合して（キャリアアグリゲーション）、複数のスモール基地局１２と通信できる。あるいは、ユーザ端末２０は、マクロセルＣ１、スモールセルＣ２でそれぞれ用いられるコンポーネントキャリアを統合して、マクロ基地局１１およびスモール基地局１２と通信できる。

ユーザ端末２０とマクロ基地局１１との間は、相対的に低い周波数帯域（たとえば、２ＧＨｚ）のキャリアを用いて通信が行なわれる。一方、ユーザ端末２０とスモール基地局１２との間は、相対的に高い周波数帯域（たとえば、３．５ＧＨｚなど）のキャリアが用いられるが、これに限られない。マクロ基地局１１とスモール基地局１２とで同一の周波数帯域が用いられてもよい。

また、マクロ基地局１１と各スモール基地局１２とは、Ｘ２インターフェースなどの相対的に低速（中遅延）の回線（Non-Ideal backhaul）で接続されてもよいし、光ファイバなどの相対的に高速（低遅延）の回線（Ideal backhaul）で接続されてもよいし、無線接続されてもよい。また、スモール基地局１２間も、Ｘ２インターフェースなどの相対的に低速（中遅延）の回線（Non-Ideal backhaul）で接続されてもよいし、光ファイバなどの相対的に高速（低遅延）の回線（Ideal backhaul）で接続されてもよいし、無線接続されてもよい。

マクロ基地局１１およ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、たとえば、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、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢ（ＨｅＮＢ）、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。

無線通信システム１では、複信方式として、上りリンクと下りリンクを時間で分割する時間分割複信（ＴＤＤ）が適用される。また、無線通信システム１では、無線フレーム内における上りサブフレームと下りサブフレームとの構成比率を示すＵＬ／ＤＬ構成が用いられる。

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。

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。

図１２は、本実施の形態に係る無線基地局１０（無線基地局１１および１２を含む）の全体構成図である。無線基地局１０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、インターフェース部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からインターフェース部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、たとえば、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、下りリンクの制御チャネルの信号に関しても、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からアンテナごとにプリコーディングして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。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、上りリンクによりユーザ端末２０から無線基地局１０に送信されるデータについては、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、入力されたベースバンド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、インターフェース部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。

インターフェース部１０６は、たとえばＸ２インターフェースなどの無線基地局間インターフェースを介して、隣接無線基地局と信号を送受信する。あるいは、インターフェース部１０６は、所定のインターフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。

図１３は、本実施の形態に係る無線基地局１０が有するベースバンド信号処理部１０４の主な機能構成図である。図１３では、説明の便宜上、無線基地局１０ａと隣接無線基地局１０ｂとの機能構成を分けて説明するが、１つの無線基地局１０が双方の機能構成を有していてもよい。また、無線基地局１０ａおよび隣接無線基地局１０ｂは、２つのマクロ基地局１１であってもよいし、２つのスモール基地局１２であってもよいし、マクロ基地局１１およびスモール基地局１２であってもよい。

図１３に示すように、無線基地局１０ａは、干渉認識部２０１と、選択部２０２と、ＵＬ／ＤＬ構成決定部２０３と、スケジューリング部２０４と、無線通信部２０５と、を備えている。

干渉認識部２０１は、無線基地局１０ａが受ける干渉を測定および検出する。干渉認識部２０１は、たとえば隣接無線基地局１０ｂのＲＳＲＰを測定することにより干渉を測定する。また、干渉認識部２０１は、たとえば固定サブフレームおよびフレキシブルサブフレームにおける干渉をそれぞれ測定することにより、無線基地局１０ａが受ける干渉全体を推定する。あるいは、干渉認識部２０１は、隣接無線基地局１０ｂにおけるセル間上下リンク直交化方式の適用を仮定して干渉を測定する。

選択部２０２は、干渉認識部２０１における干渉検出結果に基づいて、各サブフレームにリソース割当に制限の無い方式またはセル間上下リンク直交化方式のいずれかを適用するか選択する。具体的には、選択部２０２は、干渉認識部２０１において強い干渉を検出した場合に、セル間上下リンク直交化方式を適用する。

あるいは、選択部２０２は、ＵＬ／ＤＬ構成におけるすべての固定サブフレームにおいて、リソース割当に制限の無い方式の適用を選択し、ＵＬ／ＤＬ構成における各フレキシブルサブフレームにおいて、リソース割当に制限の無い方式またはセル間上下リンク直交化方式のいずれかを適用するか選択する。

選択部２０２で選択された、各サブフレームに適用する通信方式は、インターフェース部１０６から隣接無線基地局１０ｂに送信される。または、各サブフレームに適用する通信方式に基づいてセル間上下リンク直交化方式の適用要求が、インターフェース部１０６から隣接無線基地局１０ｂに送信される。あるいは、ゼロパワーＣＳＩ−ＲＳなどの停止リソースパターン情報が、インターフェース部１０６から隣接無線基地局１０ｂに送信される。

ＵＬ／ＤＬ構成決定部２０３は、ユーザ端末２０との無線通信に用いられるＵＬ／ＤＬ構成を決定する。ＵＬ／ＤＬ構成決定部２０３は、トラヒック情報などに基づいて、ＵＬ／ＤＬ構成を動的に決定してもよいし、準静的に決定してもよい。決定されたＵＬ／ＤＬ構成は、たとえば下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ，ＥＰＤＣＣＨ）、報知チャネル（ＰＢＣＨ）、ＳＩＢ（System Information Block）、またはＲＲＣシグナリングなどによりユーザ端末２０に通知される。

スケジューリング部２０４は、選択部２０２において選択された通信方式に基づいて、ユーザ端末２０に対する無線リソースの割り当て、すなわちスケジューリングを行う。

無線通信部２０５は、選択部２０２において選択される通信方式、および、ＵＬ／ＤＬ構成決定部２０３で決定されるＵＬ／ＤＬ構成を用いて、ユーザ端末２０と無線通信を行う。具体的には、無線通信部２０５は、スケジューリング部２０４によるスケジューリング結果に従って、ユーザ端末２０に対する下り信号の送信処理、たとえば符号化や変調などを行う。また、無線通信部２０５は、ユーザ端末２０からの上り信号の受信処理、たとえば復調や復号などを行う。

一方、隣接無線基地局１０ｂは、干渉制御部３０１と、ＵＬ／ＤＬ構成決定部３０２と、スケジューリング部３０３と、無線通信部３０４と、備えている。

干渉制御部３０１は、無線基地局１０ａから送信された通信方式に関する情報に基づいて、各サブフレームにリソース割当に制限の無い方式またはセル間上下リンク直交化方式のいずれかを適用する干渉制御を行う。

ＵＬ／ＤＬ構成決定部３０２は、ユーザ端末２０との無線通信に用いられるＵＬ／ＤＬ構成を決定する。ＵＬ／ＤＬ構成決定部３０２は、干渉制御部３０１からの指示情報や、トラヒック情報などに基づいて、ＵＬ／ＤＬ構成を動的に決定してもよいし、準静的に決定してもよい。決定されたＵＬ／ＤＬ構成は、たとえば下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ，ＥＰＤＣＣＨ）、報知チャネル（ＰＢＣＨ）、ＳＩＢ（System Information Block）、またはＲＲＣシグナリングなどによりユーザ端末２０に通知される。

スケジューリング部３０３は、干渉制御部３０１からの指示情報などに基づいて、ユーザ端末２０に対する無線リソースの割り当て、すなわちスケジューリングを行う。

無線通信部３０４は、干渉制御部３０１において選択される通信方式、および、ＵＬ／ＤＬ構成決定部３０２で決定されるＵＬ／ＤＬ構成を用いて、ユーザ端末２０と無線通信を行う。具体的には、無線通信部３０４は、スケジューリング部３０３によるスケジューリング結果に従って、ユーザ端末２０に対する下り信号の送信処理、たとえば符号化や変調などを行う。また、無線通信部３０４は、ユーザ端末２０からの上り信号の受信処理、たとえば復調や復号などを行う。

以上のように、本実施の形態に係る無線通信システム１では、無線基地局１０ａにおける干渉検出結果に基づいて、各サブフレームにリソース割当に制限の無い方式またはセル間上下リンク直交化方式のいずれかを適用するか選択する。この通信方式に関する情報は、無線基地局１０ａから隣接無線基地局１０ｂに、基地局間インターフェースを介してシグナリングされる。これにより、セル間干渉の影響を軽減できる。

以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく修正および変更態様として実施することができる。たとえば、上述した複数の態様を適宜組み合わせて適用することができる。したがって、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
１０，１０ａ 無線基地局
１０ｂ 隣接無線基地局
１１ 無線基地局（マクロ基地局）
１２，１２ａ，１２ｂ 無線基地局（スモール基地局）
２０ ユーザ端末
３０ 上位局装置
４０ コアネットワーク
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 呼処理部
１０６ インターフェース部
２０１ 干渉認識部
２０２ 選択部
２０３ ＵＬ／ＤＬ構成決定部
２０４ スケジューリング部
２０５ 無線通信部
３０１ 干渉制御部
３０２ ＵＬ／ＤＬ構成決定部
３０３ スケジューリング部
３０４ 無線通信部

Claims (9)

1. 無線基地局間インターフェースを介して隣接無線基地局に接続される無線基地局であって、
   無線フレーム内の上りサブフレームと下りサブフレームとの構成を示すＵＬ／ＤＬ構成を用いて、ユーザ端末と無線通信を行う無線通信部と、
   前記無線基地局が受ける干渉を測定および検出する干渉認識部と、
   前記干渉検出結果に基づいて、各サブフレームへのセル間直交制限付き周波数領域無線リソース割当方式の適用有無を選択する選択部と、を具備し、
   前記干渉認識部は、前記隣接無線基地局におけるセル間上下リンク直交化方式の適用を想定して干渉を測定することを特徴とする無線基地局。
2. 前記選択部は、前記ＵＬ／ＤＬ構成におけるすべての固定サブフレームにおいて、リソース割当に制限の無い方式の適用を選択し、前記ＵＬ／ＤＬ構成における各フレキシブルサブフレームにおいて、リソース割当に制限の無い方式またはセル間上下リンク直交化方式のいずれかを適用するか選択することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記干渉認識部は、前記隣接無線基地局のＲＳＲＰを測定することにより干渉を測定することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
4. 前記干渉認識部は、固定サブフレームおよびフレキシブルサブフレームにおける干渉をそれぞれ測定することにより、前記無線基地局が受ける干渉全体を推定することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
5. 前記各サブフレームに適用する通信方式を、前記無線基地局間インターフェースを介して前記隣接無線基地局に送信するインターフェース部を具備することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
6. 前記各サブフレームに適用する通信方式に基づいてセル間上下リンク直交化方式の適用要求を、前記無線基地局間インターフェースを介して特定の前記隣接無線基地局に送信するインターフェース部を具備することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
7. 停止リソースパターン情報を、前記無線基地局間インターフェースを介して前記隣接無線基地局に送信するインターフェース部を具備することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
8. 無線基地局が無線基地局間インターフェースを介して隣接無線基地局に接続される無線通信システムであって、
   前記無線基地局は、
   無線フレーム内の上りサブフレームと下りサブフレームとの構成を示すＵＬ／ＤＬ構成を用いて、ユーザ端末と無線通信を行う無線通信部と、
   前記無線基地局が受ける干渉を測定および検出する干渉認識部と、
   前記干渉検出結果に基づいて、各サブフレームにリソース割当に制限の無い方式またはセル間上下リンク直交化方式のいずれかを適用するか選択する選択部と、
   前記各サブフレームに適用する通信方式を、前記無線基地局間インターフェースを介して前記隣接無線基地局に送信するインターフェース部と、を具備し、
   前記隣接無線基地局は、
   前記無線基地局から前記通信方式に関する情報を受信するインターフェース部と、
   前記通信方式に関する情報に基づいて、各サブフレームにリソース割当に制限の無い方式またはセル間上下リンク直交化方式のいずれかを適用する干渉制御を行う干渉制御部と、を具備し、
   前記干渉認識部は、前記隣接無線基地局におけるセル間上下リンク直交化方式の適用を想定して干渉を測定することを特徴とする無線通信システム。
9. 無線基地局間インターフェースを介して隣接無線基地局に接続される無線基地局における無線通信方法であって、
   無線フレーム内の上りサブフレームと下りサブフレームとの構成を示すＵＬ／ＤＬ構成を用いて、ユーザ端末と無線通信を行う工程と、
   前記無線基地局が受ける干渉を測定および検出する工程と、
   前記干渉検出結果に基づいて、各サブフレームにリソース割当に制限の無い方式またはセル間上下リンク直交化方式のいずれかを適用するか選択する工程と、を有し、
   前記無線基地局は、前記隣接無線基地局におけるセル間上下リンク直交化方式の適用を想定して干渉を測定することを特徴とする無線通信方法。

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