(57)【要約】【課題】無線端末がセルエッジ付近に位置する場合であっても、チャネル推定誤差の低減と、参照信号が他の無線基地局に与える干渉レベルの低減とを両立させることで、スループットをさらに改善する。【解決手段】無線基地局１０は、上りデータと、周波数毎のチャネル品質の推定に用いられるＳＲＳとを無線端末から受信するとともに、無線端末が他の無線基地局に与える干渉レベルに関するＯＩを他の無線基地局から受信する。無線基地局１０は、データ送信電力の基準となるデータ送信電力基準値と、ＯＩに基づいて設定されるデータ送信電力調整値とを用いて、データ送信電力を決定し、決定されたデータ送信電力に応じて定められるＳＲＳ電力基準値と、データ送信電力調整値に応じて設定されるＳＲＳ電力調整値とを用いて、参照信号送信電力を決定する制御部１００を備える。【選択図】図４
2010199902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上りデータと、周波数毎のチャネル品質の推定に用いられる参照信号とを無線端末から受信するとともに、前記無線端末が他の無線基地局に与える干渉レベルに関する干渉情報を前記他の無線基地局から受信する受信部と、
前記上りデータの送信電力であるデータ送信電力と、前記参照信号の送信電力である参照信号送信電力とを制御する送信電力制御部と
を備える無線基地局であって、
前記送信電力制御部は、
前記データ送信電力の基準となるデータ送信電力基準値と、前記受信部が受信した前記干渉情報に基づいて設定されるデータ送信電力調整値とを用いて、前記データ送信電力を決定し、
決定された前記データ送信電力に応じて定められる参照信号送信電力基準値と、前記データ送信電力調整値に応じて設定される参照信号送信電力調整値とを用いて、前記参照信号送信電力を決定する無線基地局。
【請求項２】
前記送信電力制御部は、前記データ送信電力調整値が小さい値であるほど、前記参照信号送信電力調整値を大きい値に設定する請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記送信電力制御部は、前記データ送信電力調整値と所定の定数とを乗算した結果を前記参照信号送信電力調整値として設定する請求項１又は２に記載の無線基地局。
【請求項４】
前記送信電力制御部は、前記データ送信電力調整値が所定の閾値よりも小さい場合にのみ、前記参照信号送信電力調整値を設定する請求項１〜３の何れか一項に記載の無線基地局。
【請求項５】
前記送信電力制御部は、前記無線端末が前記他の無線基地局に与えると推定される干渉レベルが大きいほど、前記データ送信電力調整値を小さい値に設定する請求項１〜４の何れか一項に記載の無線基地局。
【請求項６】
上りデータと、周波数毎のチャネル品質の推定に用いられる参照信号とを無線端末から無線基地局が受信するステップと、
前記無線端末が他の無線基地局に与える干渉レベルに関する干渉情報を前記他の無線基地局から前記無線基地局が受信するステップと、
前記上りデータの送信電力であるデータ送信電力と、前記参照信号の送信電力である参照信号送信電力とを制御するステップと
を有する送信電力制御方法であって、
前記データ送信電力の基準となるデータ送信電力基準値と、前記干渉情報に基づいて設定されるデータ送信電力調整値とを用いて、前記データ送信電力を決定するステップと、
決定された前記データ送信電力に応じて定められる参照信号送信電力基準値と、前記データ送信電力調整値に応じて設定される参照信号送信電力調整値とを用いて、前記参照信号送信電力を決定するステップと
を備える送信電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数毎のチャネル品質の推定に用いられ、無線端末から送信される参照信号の送信電力を制御する無線基地局および送信電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多元接続方式としてＯＦＤＭＡやＳＣ−ＦＤＭＡを使用するＦＤＭＡ無線通信システムが注目されている。ＦＤＭＡ無線通信システムの一つであるE-UTRA（Evolved UMTS Terrestrial Radio Access）では、上り通信（アップリンク）における周波数を有効に利用してスループットを改善するために、次のような方法が用いられる。
【０００３】
具体的には、無線基地局は、無線端末から周波数毎に送信される参照信号（Sounding Reference Signal(ＳＲＳ)）に基づいて、無線端末との間の無線伝搬路の品質（以下、チャネル品質）を示すチャネル情報を周波数毎に推定する。無線基地局は、周波数毎のチャネル情報に応じて、各無線端末に周波数を適応的に割り当てる周波数スケジューリングや、各無線端末における送信動作を適応的に制御するリンクアダプテーションなどを行う。
【０００４】
このような参照信号の送信電力（以下、参照信号送信電力）を無線基地局において決定する方法としては、次の２つの方法が知られている。
【０００５】
第１の方法は、無線端末から送信される上りデータの送信電力であるデータ送信電力に固定の調整値（オフセット）を加えたものを参照信号送信電力とする方法である（非特許文献１参照）。
【０００６】
第２の方法は、無線基地局が、参照信号のＳＩＮＲ(Signal to Interference plus Noise power Ratio)を測定し、参照信号のＳＩＮＲが所要のＳＩＮＲを満たすように参照信号送信電力（具体的には、オフセット）を決定する方法である（非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GPP, TS36.211, v8.5.0, “Physical Channels and Modulation”、 TS36.213, v8.5.0, “Physical layer procedures”
【非特許文献２】3GPP, R1-070853, “Necessity of Multiple Bandwidths for Sounding Reference Signals”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、E-UTRAのような１セル周波数繰り返しのシステム（隣接セル間で同一周波数を使用するシステム）では、セルエッジ付近の無線端末によるセル間干渉が原因となり、スループットの低下が生じる。E-UTRAでは、無線基地局が受けた干渉レベルに関する干渉情報（Overload Indicator(OI)）を無線基地局間で送受信できる。
【０００９】
干渉情報を受信した無線基地局は、当該干渉情報およびパスロスなどの情報に基づき、他の無線基地局に与える干渉レベルが大きい無線端末（すなわち、セルエッジ付近の無線端末）のデータ送信電力を低下させることにより、セル間干渉を低減できる。
【００１０】
しかしながら、上述した第１の方法では、セルエッジ付近の無線端末のデータ送信電力を低下させると、参照信号送信電力も低下する。この場合、参照信号の受信ＳＩＮＲが劣化し、チャネル情報の推定誤差（以下、チャネル推定誤差）が大きくなる問題があった。チャネル推定誤差が大きくなると、周波数スケジューリングやリンクアダプテーションが良好に機能せず、スループットが低下する。
【００１１】
一方、上述した第２の方法では、データ送信電力を低下させる場合であっても、チャネル推定誤差を低減できるが、参照信号送信電力が干渉情報に基づくデータ送信電力と関係の無いものになってしまう。このため、参照信号が周辺セルに与える干渉レベルが大きくなる問題があった。周辺セルに与える干渉レベルが大きくなると、周辺セルにおけるスループットが低下する。
【００１２】
そこで、本発明は、無線端末がセルエッジ付近に位置する場合であっても、チャネル推定誤差の低減と、参照信号が他の無線基地局に与える干渉レベルの低減とを両立させることで、スループットをさらに改善できる無線基地局および送信電力制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、上りデータと、周波数毎のチャネル品質の推定に用いられる参照信号（ＳＲＳ）とを無線端末（無線端末ＵＥ）から受信するとともに、前記無線端末が他の無線基地局（無線基地局２０）に与える干渉レベルに関する干渉情報（ＯＩ）を前記他の無線基地局から受信する受信部（無線通信部２００、有線通信部３００）と、前記上りデータの送信電力であるデータ送信電力と、前記参照信号の送信電力である参照信号送信電力とを制御する送信電力制御部（制御部１００）とを備える無線基地局（無線基地局１０）であって、前記送信電力制御部は、前記データ送信電力の基準となるデータ送信電力基準値と、前記受信部が受信した前記干渉情報に基づいて設定されるデータ送信電力調整値とを用いて、前記データ送信電力を決定し、決定された前記データ送信電力に応じて定められる参照信号送信電力基準値と、前記データ送信電力調整値に応じて設定される参照信号送信電力調整値とを用いて、前記参照信号送信電力を決定することを要旨とする。
【００１４】
このような無線基地局によれば、干渉情報に基づくデータ送信電力調整値に応じて設定される参照信号送信電力調整値を用いて参照信号送信電力が決定されるため、干渉情報に基づいてデータ送信電力が低下しても参照信号送信電力は維持するといった調整が可能になる。このため、上述した第１の方法と比較して、チャネル推定誤差を低減でき、上述した第２の方法と比較して、参照信号が周辺セルに与える干渉レベルを低減できる。
【００１５】
したがって、無線端末がセルエッジ付近に位置する場合であっても、チャネル推定誤差の低減と、参照信号が他の無線基地局に与える干渉レベルの低減とを両立させることで、スループットをさらに改善できる無線基地局が提供される。
【００１６】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記送信電力制御部は、前記データ送信電力調整値が小さい値であるほど、前記参照信号送信電力調整値を大きい値に設定することを要旨とする。
【００１７】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記送信電力制御部は、前記データ送信電力調整値と所定の定数とを乗算した結果を前記参照信号送信電力調整値として設定することを要旨とする。
【００１８】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１〜第３の何れかの特徴に係り、前記送信電力制御部は、前記データ送信電力調整値が所定の閾値（例えば０ｄＢ）よりも小さい場合にのみ、前記参照信号送信電力調整値を設定することを要旨とする。
【００１９】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１〜第４の何れかの特徴に係り、前記送信電力制御部は、前記無線端末が前記他の無線基地局に与えると推定される干渉レベルが大きいほど、前記データ送信電力調整値を小さい値に設定することを要旨とする。
【００２０】
本発明の第１〜第５の何れかの特徴において、前記送信電力制御部は、前記無線端末が前記参照信号を送信するタイミングを、前記他の無線基地局に接続する無線端末が前記他の無線基地局に参照信号を送信するタイミングに合わせてもよい。
【００２１】
本発明の第１〜第５の何れかの特徴において、前記無線基地局には、第１無線端末と、前記第１無線端末よりも信号帯域幅が広い第２無線端末とが接続されており、前記他の無線基地局には、第３無線端末と、前記第３無線端末よりも信号帯域幅が広い第４無線端末とが接続されており、前記第１無線端末および前記第２無線端末は参照信号送信周波数が異なり、前記第３無線端末および前記第４無線端末は参照信号送信周波数が異なり、前記第１無線端末および前記第３無線端末は参照信号送信周波数が異なってもよい。
【００２２】
本発明の第６の特徴は、上りデータと、周波数毎のチャネル品質の推定に用いられる参照信号とを無線端末から無線基地局が受信するステップと、前記無線端末が他の無線基地局に与える干渉レベルに関する干渉情報を前記他の無線基地局から前記無線基地局が受信するステップと、前記上りデータの送信電力であるデータ送信電力と、前記参照信号の送信電力である参照信号送信電力とを制御するステップとを有する送信電力制御方法であって、前記データ送信電力の基準となるデータ送信電力基準値と、前記干渉情報に基づいて設定されるデータ送信電力調整値とを用いて、前記データ送信電力を決定するステップと、決定された前記データ送信電力に応じて定められる参照信号送信電力基準値と、前記データ送信電力調整値に応じて設定される参照信号送信電力調整値とを用いて、前記参照信号送信電力を決定するステップとを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、無線端末がセルエッジ付近に位置する場合であっても、チャネル推定誤差の低減と、参照信号が他の無線基地局に与える干渉レベルの低減とを両立させることで、スループットをさらに改善できる無線基地局および送信電力制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るアップリンクのサブフレーム構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＳＲＳの多重構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係るチャネル推定部の構成を示すブロック図である。
【図６】チャネル推定におけるシミュレーション結果を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る無線基地局の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態の効果を説明するための平均ＳＩＮＲ累積分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）ＳＲＳの構成、（３）無線基地局の構成、（４）ＳＲＳパラメータ設定、（５）無線基地局の動作、（６）作用効果について説明する。
【００２６】
以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００２７】
（１）無線通信システムの構成
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１の全体概略構成図である。
【００２８】
図１に示すように、無線通信システム１は、E-UTRAに基づいて構成されており、無線基地局１０、無線基地局２０、および無線端末ＵＥを有する。無線端末ＵＥは、無線基地局１０が形成するセル内のセルエッジ付近に位置しており、無線基地局１０と無線通信を実行する。なお、セルは、複数のセクタによって構成されている。以下においては、主に、無線基地局１０と無線端末ＵＥとの間のアップリンク通信について説明する。
【００２９】
E-UTRAは、標準化プロジェクトである3GPP(3rd Generation Partnership Project)において標準化が行われており、ダウンリンクにおいて最大300Mbps、アップリンクにおいて最大75Mbpsのデータ伝送レートを達成する。
【００３０】
E-UTRAのアップリンク通信方式には、カバレッジの拡大と、無線端末ＵＥの低消費電力化の観点から、ピーク対平均電力比の小さい送信信号を生成できるSC-FDMA(Single-Carrier-Frequency Division Multiple Access)が採用されている。
【００３１】
このような周波数分割に基づくシステムでは、周波数選択性フェージングを考慮し、各信号帯域を、それぞれチャネル品質の良い無線端末ＵＥに割り当てる周波数領域スケジューリングが有効であり、無線端末およびセクタスループットを増加させることが可能である。
【００３２】
一方、1セル周波数繰り返しのセルラ環境では、セルエッジ付近の無線端末ＵＥによる周辺セル（無線基地局２０）への強い干渉が、周辺セルにおけるスループットを低下させるため、E-UTRAでは複数の無線基地局が協調してセル間干渉を制御するICIC(Inter-Cell Interference Coordination)が検討されている。
【００３３】
アップリンクでは、無線基地局１０，２０が受けた干渉レベルについての情報を運ぶOI(Overload Indicator)を、X2インターフェースを介して無線基地局１０，２０間で受け渡しすることができる。ここでX2インターフェースとは、無線基地局１０，２０間を接続するインタフェースであり、例えば有線回線を用いて構成される。
【００３４】
無線基地局１０，２０は、受け取ったOIおよびパスロスなどの情報に基づき、スケジューリングや送信電力制御(TPC: Transmission Power Control)により、セル間の干渉量を適応的に制御することが可能である。
【００３５】
アップリンクにおいて、周波数領域スケジューリングによる高い改善効果を得るためには、各無線端末ＵＥに対して、広帯域のチャネル品質を無線基地局で知る必要がある。E-UTRAでは、チャネル品質をサウンディング（測定）するための参照信号として、ＳＲＳ(Sounding Reference Signal)が用意されており、無線端末ＵＥにＳＲＳを周期的に送信させることが可能である。
【００３６】
具体的には、無線端末ＵＥは、無線基地局１０から送られてくるＳＲＳパラメータに基づき、指定された電力・時間・周波数・帯域幅に応じたＳＲＳを生成する。また、無線端末ＵＥは、無線基地局１０からの受信信号に基づき、無線基地局１０との間のパスロスなどの情報を測定し、測定結果を示すレポート情報を生成する。生成されたＳＲＳおよびレポート情報は、無線基地局１０に送信される。
【００３７】
ＳＲＳの送信電力（以下、適宜「ＳＲＳ送信電力」と称する）は、共有データチャネル(PUSCH: Physical Uplink Shared Channel)の送信電力を基準値（適宜「ＳＲＳ送信電力基準値」と称する）とし、上位レイヤーから与えられる調整値（以下、適宜「ＳＲＳ送信電力調整値」と称する）を加えたものとなっている。以下においては、PUSCHの送信電力を適宜「データ送信電力」と称する。
【００３８】
（２）ＳＲＳの構成
次に、無線通信システム１において用いられるＳＲＳの構成について、（２．１）ＳＲＳ配置、（２．２）ＳＲＳ系列、（２．３）ＳＲＳ帯域幅、（２．４）ＳＲＳサブフレーム設定、（２．５）ＳＲＳ送信周期、サブフレームオフセット設定、（２．６）ＳＲＳ送信電力の順に説明する。
【００３９】
（２．１）ＳＲＳ配置
E-UTRAアップリンクのサブフレーム構成を図２に示す。サブフレームは2つのスロットから構成されている。Normal cyclic prefix(CP)設定の場合、各スロットは7つのSC-FDMAシンボルで構成されており、4番目のSC-FDMAシンボルには、PUSCHの復調に用いられるDMRS(Demodulation Reference Signal)が挿入される。ＳＲＳは、サブフレームの最終SC-FDMAシンボルに挿入することが可能である。
【００４０】
ＳＲＳの多重構成を図３に示す。E-UTRAでは、広帯域のＳＲＳを送信させた場合の、送信電力制限による受信電力密度の低下、およびセルエッジ付近の無線端末ＵＥによる周辺セルへの干渉を考慮して、複数の信号帯域幅がサポートされている。
【００４１】
同一の信号帯域幅の多重には、直交系列を用いたCDMA(Code Division Multiplexing Access)が適用される。一方、信号帯域幅が異なる場合には、直交系列を生成することが困難であるため、くし歯状のスペクトルを有するD-FDMA  (Distributed FDMA)が適用される。例えば、信号帯域幅が狭い無線端末（図３中のＵＥ＃１）の周波数と、信号帯域幅が広い無線端末（図３中のＵＥ＃２）の周波数とが交互に配置される。くし歯の間隔は、生成できる系列数を考慮して2サブキャリアとなっているため、D-FDMAによる最大多重数は2である。
【００４２】
（２．２）ＳＲＳ系列
ＳＲＳ系列は、1つのサイクリックシフト量と、１つの基本系列によって定義される。基本系列には、時間・周波数両方の領域において固定の振幅を持ち、サイクリックシフトさせた系列が互いに直交するZadoff-Chu系列が適用されている。
【００４３】
サイクリックシフトの数は、同時にアクセスする無線端末ＵＥ間のタイミング誤差および遅延波の影響を考慮して、8となっている。近隣のセルもしくはセクタ間では、異なる系列を使用することにより、系列の衝突による大きな干渉を回避することができる。図３の例では、近隣のセルもしくはセクタ間において、一方のセルもしくはセクタの無線端末ＵＥ＃１，＃２の系列と、他方のセルもしくはセクタの無線端末ＵＥ＃３の系列とは異なっている。
【００４４】
（２．３）ＳＲＳ帯域幅
セル固有パラメータである“ＳＲＳ帯域幅設定”と、無線端末ＵＥに固有のパラメータである“ＳＲＳ帯域幅”は、上位レイヤーにより設定される。各ＳＲＳ帯域幅設定に対して、4つのＳＲＳ帯域幅が用意されている。無線端末ＵＥに設定されたＳＲＳ帯域幅が、セルに設定されたＳＲＳ帯域幅設定における最大ＳＲＳ帯域幅よりも小さい場合、サブフレームごとに、ＳＲＳの送信帯域をホッピングさせることで、広帯域のサウンディングが可能である。
【００４５】
（２．４）ＳＲＳサブフレーム設定
セル固有パラメータである“ＳＲＳサブフレーム設定”により、セルにおける最小ＳＲＳ送信周期、およびＳＲＳの送信が可能なサブフレームを示すオフセットが設定される。図２に示すように、ＳＲＳ送信が可能なサブフレームでは、最終SC-FDMAシンボルはＳＲＳ専用となり、PUSCHの送信に使用することはできない。
【００４６】
（２．５）ＳＲＳ送信周期、サブフレームオフセット設定
各無線端末ＵＥに対して、ＳＲＳの送信周期と、ＳＲＳを送信するサブフレームを示すオフセットの設定が可能である。これらのパラメータは、各セルのＳＲＳサブフレーム設定に基づき、設定される。
【００４７】
（２．６）ＳＲＳ送信電力
サブフレームi におけるＳＲＳ送信電力ＰSRS(i)は、次式で定義されている。
【００４８】
【数１】
2010199902.tif 000003
【００４９】
したがって、ＳＲＳ送信電力は、上位レイヤーにより設定されるＳＲＳ送信電力オフセット（ＳＲＳ送信電力調整値）を変更しない限り、PUSCHのTPCに従った値となる。
【００５０】
（３）無線基地局の構成
次に、無線基地局１０の構成について、（３．１）無線基地局の概略構成、（３．２）制御部の構成、（３．３）チャネル推定部の構成の順に説明する。
【００５１】
（３．１）無線基地局の概略構成
図４は、無線基地局１０の構成を示すブロック図である。図４に示すように、無線基地局１０は、制御部１００と、無線通信部２００と、有線通信部３００と、記憶部４００とを有する。
【００５２】
制御部１００は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局１０が具備する各種機能を制御する。無線通信部２００は、アンテナＡＮＴを介して無線端末ＵＥと無線通信を実行する。有線通信部３００は、バックホールネットワークを介して無線基地局２０と有線通信を実行する。記憶部４００は、例えばメモリによって構成され、無線基地局１０における制御などに用いられる各種情報を記憶する。
【００５３】
本実施形態において、無線通信部２００及び有線通信部３００は、上りデータと、周波数毎のチャネル品質の推定に用いられるＳＲＳとを無線端末ＵＥから受信するとともに、無線端末ＵＥが無線基地局２０に与える干渉レベルに関する干渉情報であるＯＩを無線基地局２０から受信する受信部を構成する。
【００５４】
また、本実施形態において、制御部１００は、データ送信電力とＳＲＳ送信電力とを制御する送信電力制御部を構成する。制御部１００は、データ送信電力の基準となるデータ送信電力基準値と、ＯＩに基づいて設定されるデータ送信電力調整値とを用いて、データ送信電力を決定する。ここで、制御部１００は、無線端末ＵＥが無線基地局２０に与えると推定される干渉レベルが大きいほど、データ送信電力調整値を小さい値（負の値を含む）に設定する。
【００５５】
制御部１００は、決定されたデータ送信電力に応じて定められるＳＲＳ送信電力基準値と、データ送信電力調整値に応じて設定されるＳＲＳ送信電力調整値とを用いて、ＳＲＳ送信電力を決定する。制御部１００は、データ送信電力調整値が小さい値であるほど、ＳＲＳ送信電力調整値を大きい値に設定する。具体的には、制御部１００は、データ送信電力調整値と所定の定数とを乗算した結果をＳＲＳ送信電力調整値として設定する。なお、制御部１００は、データ送信電力調整値が所定の閾値（例えば０ｄＢ）よりも小さい場合にのみ、ＳＲＳ送信電力調整値を設定する。
【００５６】
（３．２）制御部の構成
次に、制御部１００の構成について説明する。制御部１００は、チャネル推定部１１０と、送信適応制御部１２０と、データ送信電力調整部１３０と、データ送信電力決定部１４０と、ＳＲＳ送信電力調整部１５０と、ＳＲＳ送信電力決定部１６０と、ＳＲＳパラメータ設定部１７０と、干渉電力測定部１８０と、ＯＩ計算部１９０とを有する。
【００５７】
チャネル推定部１１０は、無線端末ＵＥから受信するＳＲＳを用いて、無線端末ＵＥと無線基地局１０との間の各周波数のチャネル品質を推定し、推定結果を示すチャネル情報を送信適応制御部１２０に通知する。
【００５８】
送信適応制御部１２０は、チャネル情報および所定のアルゴリズムに基づき、データ送信用にリソース（周波数・時間）を割り当てる無線端末ＵＥを選択するスケジューリングや、選択された無線端末ＵＥに対して、チャネル情報を用いて、変調方式・符号化率・送信帯域幅などを決定するリンクアダプテーションを行う。
【００５９】
データ送信電力調整部１３０は、有線通信部３００が受信したＯＩ、送信適応制御部１２０におけるスケジューリングおよびリンクアダプテーション情報、無線端末ＵＥからのレポート情報などに基づき、データ送信電力調整値を設定する。
【００６０】
データ送信電力決定部１４０は、データ送信電力調整部１３０によって設定されたデータ送信電力調整値と、データ送信電力基準値とに基づき、データ送信電力を決定する。データ送信電力基準値とは、送信適応制御部１２０におけるスケジューリングおよびリンクアダプテーション情報、無線端末ＵＥからのレポート情報などによって定まる値である。
【００６１】
ＳＲＳ送信電力調整部１５０は、データ送信電力調整部１３０によって設定されたデータ送信電力調整値に応じて、ＳＲＳ送信電力調整値を設定する。本実施形態では、ＳＲＳ送信電力調整部１５０は、データ送信電力調整値が０ｄＢより小さい場合に、データ送信電力調整値に定数を乗算したものをＳＲＳ送信電力調整値とする。ここで、データ送信電力調整値が０ｄＢより小さい場合とは、ＯＩによって無線端末ＵＥの送信電力を下げる必要が生じていることを意味している。
【００６２】
ＳＲＳ送信電力決定部１６０は、データ送信電力決定部１４０によって決定されたデータ送信電力に対応するＳＲＳ送信電力基準値と、ＳＲＳ送信電力調整部１５０によって設定されたＳＲＳ送信電力調整値とに基づき、ＳＲＳ送信電力を決定する。例えば、ＳＲＳ送信電力決定部１６０は、ＳＲＳ送信電力基準値にＳＲＳ送信電力調整値を加えた結果をＳＲＳ送信電力として決定する。
【００６３】
ＳＲＳパラメータ設定部１７０は、無線端末ＵＥがＳＲＳを送信する時間・周波数・帯域幅などを決定し、それらを設定するＳＲＳパラメータを無線端末ＵＥへ通知する。また、ＳＲＳパラメータ設定部１７０は、ＳＲＳ送信電力決定部１６０によって決定されたＳＲＳ送信電力を無線端末ＵＥへ通知する。なお、データ送信電力決定部１４０によって決定されたデータ送信電力も無線端末ＵＥへ通知される。
【００６４】
干渉電力測定部１８０は、希望する無線端末ＵＥからの信号以外の干渉信号電力（干渉レベル）の測定を行う。ＯＩ計算部１９０は、干渉電力測定部１８０において測定された干渉信号電力を、あらかじめ決められた閾値と比較し、ＯＩの値を計算する。このようにして得られたＯＩは、有線通信部３００から無線基地局２０に送信される。
【００６５】
（３．３）チャネル推定部の構成
本実施形態では、チャネル推定部１１０は、雑音および干渉の影響を低減するため、DFTベースのチャネル推定を行う。チャネル推定部１１０の構成を図５に示す。
【００６６】
チャネル推定部１１０は、ＣＰ除去部１１１と、ＦＦＴ部１１２と、デマッピング部１１３と、ＳＲＳ発生部１１４と、乗算部１１５と、ＩＤＦＴ部１１６と、サンプル選択部１１７と、ＤＦＴ部１１８とを有する。
【００６７】
乗算部１１５は、ＣＰ除去部１１１によるＣＰ除去後の周波数領域の受信ＳＲＳに対して、ＳＲＳ発生部１１４からの送信ＳＲＳレプリカの複素共役を乗算する。ＩＤＦＴ部１１６は、乗算部１１５の出力信号をIDFTにより時間領域の信号に変換する。サイクリックシフト間隔を超えた部分には、同一基本系列でサイクリックシフトの異なるＳＲＳを送信した無線端末ＵＥとの間のチャネルのインパルス応答が出力されるため、サンプル選択部１１７は、サイクリックシフト間隔内のサンプルのみを選択する。加えて、雑音および基本系列が異なるＳＲＳ(またはPUSCH)からの干渉の影響を抑圧するため、サンプル選択部１１７は、雑音電力から求める閾値を超えたサンプルのみを選択する。ＤＦＴ部１１８は、選択されたサンプルに対してDFTを適用し、周波数領域のチャネル推定値（チャネル情報）とする。
【００６８】
シミュレーション結果を図６に示す。横軸はアンテナ端における平均SNR(Signal to Noise power Ratio)、縦軸は平均チャネル電力で正規化されたチャネル推定誤差の平均2乗値(NMSE: Normalized Mean Square Error)である。雑音電力は理想的に推定できるものとする。干渉が無い場合にフロアが生じているのは、サイクリックシフト間隔とCPを超える遅延波が存在するため、およびDFTベースのチャネル推定を用いた際のサンプリングポイントの違いの影響のためである。
【００６９】
サイクリックシフト量を超える遅延波が存在するため、同一基本系列でサイクリックシフト差が1のＳＲＳからは、干渉を受けている。しかしながら、基本系列が異なるＳＲＳによる干渉を受ける場合と比較して、チャネル推定誤差は小さく抑えられており、同一基本系列でサイクリックシフトが異なるＳＲＳを有効利用すべきであることがわかる。
【００７０】
（４）ＳＲＳパラメータ設定
本実施形態では、ＯＩに基づき無線端末ＵＥのTPCを行うICIC環境下において、セルエッジ付近の無線端末ＵＥで低くなってしまうＳＲＳチャネル品質推定精度を、ＳＲＳの低速TPCを適用することで改善する。
【００７１】
以下では、ＳＲＳの低速TPCについての手法を説明し、その他のＳＲＳパラメータ設定については、チャネル品質推定精度の改善と、周辺セルへの干渉の低減の観点から説明を行う。
【００７２】
（４．１）ＳＲＳの低速TPC
本実施形態では、ＯＩに基づいて無線端末ＵＥのPUSCH送信電力を制御することにより、ICICを実現している環境を想定する。以下では、ＯＩによるPUSCH送信電力の調整値（データ送信電力調整値）をδ(i)と表す。データ送信電力調整値δ(i)は、データ送信電力調整部１３０によって設定される。
【００７３】
ＳＲＳ送信電力調整部１５０は、ＯＩによるデータ送信電力調整値を打ち消すように、ＳＲＳ送信電力調整値を制御する。これにより、セルエッジ付近の無線端末ＵＥのチャネル品質推定精度の改善が期待できる。
【００７４】
しかしながら、ＳＲＳ送信電力調整値を大きくしすぎると、周辺セルのＳＲＳへ与える干渉の増加によるチャネル品質推定精度の劣化、もしくは周辺セルのPUSCHへ与える干渉の増加により、スループットが劣化する恐れがある。本実施形態では、ＳＲＳ送信電力調整部１５０は、ＯＩによるデータ送信電力調整値δ(i)が０ｄＢより小さい場合に、次式のようにＳＲＳ送信電力調整値ＰSRS_OFFSETを更新する。
【００７５】
【数２】
2010199902.tif 000004
【００７６】
ここで、PSO,baseは、本実施形態では他セルへの干渉の観点から、ＳＲＳの多重数に基づき設定する。補償係数γは、データ送信電力調整値δ(i)をどの程度ＳＲＳ送信電力調整値ＰSRS_OFFSETに対して反映させるかを決定するための定数である。補償係数γが０である場合には、データ送信電力調整値δ(i)がＳＲＳ送信電力調整値ＰSRS_OFFSETに反映されないことになる。
【００７７】
（４．２）送信電力以外のＳＲＳパラメータ
本実施形態では、無線基地局１０，２０は同期しており、アップリンクの送信タイミング制御を行っているシステムを想定する。したがって、伝搬遅延差の小さい周辺セルの無線端末ＵＥからは、同じSC-FDMAシンボル内で干渉を受けるものとする。
【００７８】
（４．２．１）ＳＲＳサブフレーム設定
ＳＲＳの送信が可能なサブフレーム数を多くすると、PUSCHのリソースが減少し、スループットの低下につながってしまう。したがって、本実施形態では、一部のサブフレームのみでＳＲＳを送信するＳＲＳサブフレーム設定を使用する。セル間でＳＲＳサブフレーム設定を共通にすると、伝搬遅延差の小さい周辺セルの無線端末ＵＥとの間では、ＳＲＳ同士が干渉を与え合うことになる。
【００７９】
一方、セル間でＳＲＳを送信するサブフレームが異なるように、ＳＲＳサブフレーム設定を割り当てると、周辺セルの無線端末ＵＥが送信したPUSCHに対して、ＳＲＳが干渉を与えることになる。ＳＲＳの低速TPCを適用すると、ICICを崩すことになり、周辺セルのPUSCHに与える干渉が増加してしまう。以上のことから、本実施形態では全てのセルに共通のＳＲＳサブフレーム設定を適用する。すなわち、隣接するセル間でＳＲＳ送信タイミングを合わせることにより、ＳＲＳがPUSCHに与える干渉を回避できる。
【００８０】
（４．２．２）ＳＲＳ系列
共通のＳＲＳサブフレーム設定を適用された同一無線基地局内のセクタであれば、基本系列は全セクタで共通、サイクリックシフトはセクタ間で異なるものを使うことにより、ＳＲＳ間干渉を抑圧することが可能である。本実施形態では、同一無線基地局内の3セクタでは同じ基本系列を使用し、各無線基地局１０，２０では異なる基本系列を使用する。1セクタあたりのサイクリックシフトによる最大多重数は2となる。
【００８１】
（４．２．３）ＳＲＳ帯域幅
セルエッジ付近の無線端末ＵＥが広帯域のＳＲＳを送信した場合、送信電力の制限により、無線基地局１０での受信電力密度が低下し、チャネル品質推定精度が劣化してしまう。したがって、狭帯域のＳＲＳもサポートする必要がある。
【００８２】
一方、広帯域のＳＲＳは、一部の周波数帯域で受けた強い干渉を、チャネル推定処理の過程でＳＲＳ帯域幅に拡散することができるため、送信電力に余裕のある無線基地局１０近傍の無線端末ＵＥには、広帯域のＳＲＳを割り当てたほうがよい。本実施形態では、D-FDMAにおいて、広帯域と狭帯域の2種類の帯域幅を適用する（図３参照）。
【００８３】
また、D-FDMAにおける広帯域ＳＲＳと狭帯域ＳＲＳの並びをセル間で共通にすると、ＳＲＳの低速TPCを適用した場合に、周辺セルからの干渉も増加してしまい、受信ＳＩＮＲを大きく改善させることができない。したがって、D-FDMAにおけるＳＲＳ帯域幅の並びは、無線基地局ごとに変更する。
【００８４】
（５）無線基地局の動作
図７は、本実施形態に係る無線基地局１０の動作を示すフローチャートである。ここでは、本発明に関連する動作についてのみ示している。
【００８５】
ステップＳ１において、データ送信電力調整部１３０は、有線通信部３００が受信したＯＩに基づき、データ送信電力調整値δ(i)を設定する。
【００８６】
ステップＳ２において、データ送信電力決定部１４０は、データ送信電力調整部１３０によって設定されたデータ送信電力調整値δ(i)を用いて、データ送信電力を決定する。
ステップＳ３において、ＳＲＳ送信電力調整部１５０は、データ送信電力調整値δ(i)が閾値（０ｄB）よりも小さいか否かを判定する。データ送信電力調整値δ(i)が閾値よりも小さい場合、処理がステップＳ４に進む。
【００８７】
ステップＳ４において、ＳＲＳ送信電力調整部１５０は、データ送信電力調整部１３０によって設定されたデータ送信電力調整値δ(i)に応じて、ＳＲＳ送信電力調整値ＰSRS_OFFSETを設定する。具体的には、式（２）に従って、ＳＲＳ送信電力調整値ＰSRS_OFFSETが計算される。
【００８８】
ステップＳ５において、ＳＲＳ送信電力決定部１６０は、データ送信電力決定部１４０によって決定されたデータ送信電力に対応するＳＲＳ送信電力基準値と、ＳＲＳ送信電力調整部１５０によって設定されたＳＲＳ送信電力調整値ＰSRS_OFFSETとに基づき、式（１）に従って、ＳＲＳ送信電力ＰSRS(i)を決定する。
【００８９】
（６）作用効果
以下において、システムシミュレーションの結果を参照して、本実施形態によって得られる効果を説明する。システムシミュレーションの主要諸元を表1に示す。
【００９０】
【表１】
2010199902.tif 000005
【００９１】
パケット誤り率特性は、リンクレベルシミュレーションにおいて、6RBに対して取得したものを異なるリソースブロック（RB）数に対しても共通して使う。なお、リソースブロックとは、無線端末ＵＥに対して割り当てられるリソースの最小単位である。
【００９２】
PUSCHの仮送信電力は、雑音電力に対する目標干渉電力(雑音を含む)の比(=10dB)と、目標ＳＩＮＲ(=10dB)から決定する。パスロスは時間変動せず、無線基地局１０と無線端末ＵＥの両方で理想的に分かるものとする。ＯＩの通知周期は、20msecとする。無線端末ＵＥにおいて、接続セクタ以外でパスロスの小さい6つのセクタをアクティブセクタとし、アクティブセクタに対しては、同一SC-FDMAシンボル内で干渉を引き起こすものとする。      
【００９３】
アクティブセクタ以外のPUSCHに対してＳＲＳが与える干渉は、簡単化のためＳＲＳがサブフレーム全体に広がっているものとして計算する。ただし、無線基地局１０が測定できる干渉レベルは、PUSCHによる干渉のみとする。アクティブセクタ以外のセクタとの間のチャネルは、簡単化のため1-ray フェージングとする。セクタの最小ＳＲＳ送信周期は5msで、そのうち1つのサブフレームのみＳＲＳを送信できる設定とする。ＳＲＳ帯域幅とＳＲＳ送信周期は、48RB/20msと12RB/5msを使用し、48RB/20msの場合には、4つのサブフレームオフセットからそれぞれ割り当てる。セクタあたりの無線端末ＵＥの数は16とし、パスロスの小さい半数の無線端末ＵＥに48RB/20msを、残りの無線端末ＵＥには12RB/5msを割り当て、ＳＲＳ送信帯域をホッピングさせる。RB内のＳＲＳ多重数が4UEとなることから、ＳＲＳ送信電力調整値ＰSRS_OFFSETの基準値を−6dBとする。ＳＲＳ送信電力調整値ＰSRS_OFFSETは、1.5dBステップサイズで、-10.5〜12dBの中から選択される。ＳＲＳの低速TPC周期は100ms、ＯＩによるデータ送信電力調整値δ(i)に対する補償係数γは、0, 0.25, 0.50, 1.00とする。
【００９４】
表２に、ユーザスループットのCDFの5%値およびセクタスループットを示す。
【００９５】
【表２】
2010199902.tif 000006
【００９６】
ＳＲＳの低速TPCを適用することにより、セルエッジ付近の無線端末ＵＥのユーザスループットが改善していることが分かる。表２より、補償係数0.50のＳＲＳ低速TPCを適用した場合、ＳＲＳ送信電力調整値ＰSRS_OFFSETが固定(γ=0)の場合と比較して、ユーザスループット5%値が3%改善し、セクタスループットが1%改善している。
【００９７】
図８に、ＳＲＳにおけるチャネル推定処理後の平均ＳＩＮＲの累積分布を示す。ＳＲＳ送信電力調整値ＰSRS_OFFSETが固定の場合、セルエッジ付近の無線端末ＵＥのＳＲＳ受信ＳＩＮＲが非常に低くなっていることがわかる。これに対して、ＳＲＳの低速TPCを適用することで、セルエッジ付近の無線端末ＵＥのＳＲＳ受信ＳＩＮＲが大きく改善している。      
【００９８】
一方、補償係数を1.0に増加すると、ユーザスループット5%値とセクタスループットがともに劣化している。これは、セルエッジ付近の無線端末ＵＥのＳＲＳ送信電力が、ICICを無視した大きな値に更新されたことにより、伝搬遅延差の比較的大きい周辺セルのPUSCHに与える干渉が増加したためである。したがって、ICICの観点から、ＯＩによるデータ送信電力調整値δ(i)を考慮した、ＳＲＳ送信電力調整値ＰSRS_OFFSETを設定したほうが良いと考えられる。また、補償係数を大きくするにつれて、セルエッジ付近の無線端末ＵＥにおけるＳＲＳ受信ＳＩＮＲの改善量が減少している。これは、一部の無線端末ＵＥが送信電力の制限を受けているにも関わらず、制限を受けていない無線端末ＵＥからの干渉が増加したためである。したがって、ＳＲＳの低速TPCを適用する場合は、送信電力制限に十分な配慮を払う必要がある。
【００９９】
本実施形態では、ＯＩに基づき無線端末ＵＥのTPCを行うICIC環境下において、ＳＲＳによるチャネル品質推定精度に着目し、ＳＲＳ送信電力を中心とした、各ＳＲＳパラメータの設定について説明した。
【０１００】
ＯＩに基づくICICにより、セルエッジ付近の無線端末ＵＥに対するＳＲＳ受信ＳＩＮＲは低くなるため、チャネル品質推定誤差によりユーザスループットが低下する。これに対して、ＯＩによるデータ送信電力調整値δ(i)を考慮したＳＲＳの低速TPCにより、セルエッジ付近の無線端末ＵＥのＳＲＳ受信ＳＩＮＲを改善させ、ＳＲＳ送信電力調整値ＰSRS_OFFSETが固定の場合と比較して、ユーザスループット5%値が3%改善し、セクタスループットが1%改善できることを示した。
【０１０１】
（８）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなる。
【０１０２】
上述した実施形態では、無線基地局１０が送信電力制御を実行していたが、無線基地局１０を制御する基地局制御装置などで送信電力制御を実行してもよい。
【０１０３】
また、E-UTRAに基づく無線通信システムについて説明したが、E-UTRAと同様の仕組みを有する他の無線通信システムに対して本発明を適用してもよい。例えば、アップリンクの通信方式は、SC-FDMAに限らずOFDMAなどであってもよい。
【０１０４】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【０１０５】
１…無線通信システム、１０，２０…無線基地局、１００…制御部、１１０…チャネル推定部、１１１…ＣＰ除去部、１１２…ＦＦＴ部、１１３…デマッピング部、１１４…ＳＲＳ発生部、１１５…乗算部、１１６…ＩＤＦＴ部、１１７…サンプル選択部、１１８…ＤＦＴ部、１２０…送信適応制御部、１３０…データ送信電力調整部、１４０…データ送信電力決定部、１５０…ＳＲＳ送信電力調整部、１６０…ＳＲＳ送信電力決定部、１７０…ＳＲＳパラメータ設定部、１８０…干渉電力測定部、１９０…ＯＩ計算部、２００…無線通信部、３００…有線通信部、４００…記憶部
【図１】
2010199902.tif 000007
【図２】
2010199902.tif 000008
【図３】
2010199902.tif 000009
【図４】
2010199902.tif 000010
【図５】
2010199902.tif 000011
【図６】
2010199902.tif 000012
【図７】
2010199902.tif 000013
【図８】
2010199902.tif 000014