(57)【要約】【課題】通信ネットワークにおける方法及び装置【解決手段】第１の装置において信号の品質を推定する方法であって、第２の装置から第３の装置へ送信された信号を計測する計測ステップと、計測された信号の自己相関関数からメトリックの値を決定する第１の決定ステップと、決定されたメトリックから、信号の品質の推定を決定する第２の決定ステップと、を有する。【選択図】図８
2010283827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の装置において信号の品質を推定する方法であって、
第２の装置から第３の装置へ送信された信号を計測する計測ステップと、
計測された信号の自己相関関数からメトリックの値を決定する第１の決定ステップと、
決定されたメトリックから、信号の品質の推定を決定する第２の決定ステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記計測ステップは、時間領域の信号を計測するステップを含み、前記第１の決定ステップは、時間領域信号及び雑音の自己相関関数を決定するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の決定ステップは、前記自己相関関数を決定するステップを含み、
前記自己相関関数を決定するステップは、
前記計測された信号を正規化して、系列ｒを求めるステップと、
前記系列の高速フーリエ変換を行って、ｆを求めるステップと、
ｆにおける各サンプルの二乗振幅を決定するステップと、
前記二乗振幅を決定するステップから生じる系列の逆フーリエ変換を実行し、自己相関系列ａを求めるステップと、
を有する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の決定ステップは、自己相関関数の振幅を算出する算出ステップを有する請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の決定ステップは、自己相関関数の二乗振幅を算出する算出ステップを有する請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の決定ステップは、さらに、前記算出ステップの出力において、中央タップを調整又はゼロにするステップを含む請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の決定ステップは、前記算出ステップの出力において前記中央タップ付近のタップを調整又はゼロにするステップをさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の決定ステップは、
前記算出ステップの出力に残存するタップの中から、最大振幅を有するタップを特定するステップと、
前記メトリックを、前記特定されたタップの振幅の値に設定するステップと、
を有する請求項４に従属する請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の決定ステップは、
前記算出ステップの出力に残存するタップの中から、最大二乗振幅を有するタップを特定するステップと、
前記メトリックを、前記特定されたタップの二乗振幅の値に設定するステップと、
を有する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の決定ステップは、さらに、前記特定されたタップの前記中央タップからの距離に基づいて、メトリックの値を調整するステップを含む請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の決定ステップは、さらに、前記計測された信号のピーク対平均電力比の関数に基づいて前記メトリックの値を調整するステップを含む請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記計測された信号のピーク対平均電力比の関数に基づいて前記メトリックの値を調整するステップは、前記計測された信号のピーク対平均電力比がしきい値以下の場合、前記メトリックの値を最小値に調整するステップを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の決定ステップは、決定されたメトリックをルックアップテーブルと比較するステップを含む請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の決定ステップは、メトリックの値と信号の品質の値との間の予め定められた関係に前記決定されたメトリックを適合させるために、曲線適合法を使用するステップを含む請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記計測ステップは、前記第２の装置から前記第３の装置へ送信されるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ基準信号を計測するステップを含む請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ基準信号を計測するステップは、時間内の前記Ｚａｄｄｏｆｆ−Ｃｈｕ基準信号の位置を推定するステップを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記計測ステップは、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ基準信号の一部を計測するステップを含む請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の装置と関連付けられた他の装置から前記第１の装置へ、前記計測ステップの実行を妨げる信号が送信されることがないことを保証するためにスケジューラを使用するステップを有する請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記信号の品質は、信号対雑音比である請求項１から１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の装置はフェムトセル基地局であり、前記第２の装置は、携帯端末であり、前記第３の装置はマクロセル基地局又は他のフェムトセル基地局であり、前記携帯端末は前記マクロセル基地局又は前記他のフェムトセル基地局に関連付けられている請求項１から１９のいずれか１項に記載の方法を実行する基地局。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか１項記載の方法を実行する、通信ネットワーク用のネットワーク要素。
【請求項２２】
前記ネットワーク要素は、フェムトセル基地局である請求項２１に記載のネットワーク要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークに関し、特に、第２の装置から第３の装置に送信された信号の品質を推定する、第１装置における方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（ＨｅＮＢｓ（Ｈome evolved Node Bs）、または、ＥｅＮＢｓ（Enterprise evolved Node Bs）として知られる）ロング・ターム・エボリューション（Long Term Evolution：ＬＴＥ）通信ネットワークにおけるフェムトセル基地局は、小型で省電力の住居用又はビジネス用屋内無線基地局である。フェムトセル基地局は、このような環境下において、重複するマクロセルＬＴＥネットワークから得られるものよりも、より良いネットワークカバレッジ及びネットワーク容量を提供する。更に、フェムトセル基地局は（「バックホール」として知られる）オペレータのネットワークからのデータ受信、あるいはデータ送信のために、ブロードバンド接続を使用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フェムトセル基地局は、マクロセルネットワークのマクロセル基地局と同一の周波数を使用し、マクロセルネットワークにおける１つ以上のマクロセル基地局のカバーエリア内に配置されるので、フェムトセル基地局を使用する（ユーザ装置（User Equipment：ＵＥ）として知られる）携帯端末へのフェムトセル基地局からのダウンリンク送信が、マクロセル基地局を使用する携帯端末へのマクロセル基地局からのダウンリンク送信と、ほとんど干渉しないことを保証する必要がある。
【０００４】
一般的には、フェムトセル基地局が携帯端末に信号を送信するのに使用できる電力に上限を課すことによって、この干渉は抑制される。電力に対する上限は、フェムトセル基地局からの特定の経路損失（例えば、８０ｄＢ）で、携帯端末によって受信されるマクロセル基地局からの信号が一定の品質レベル（例えば、目標信号対干渉+雑音比(ＳＩＮＲ)）を満たすように設定される。上限の決定は、フェムトセル基地局の送信電力に対する最小電力制限及び最大電力制限（例えば、それぞれ０．００１Ｗ及び０．１Ｗ）に左右される。
【０００５】
しかしながら、上述の方法には、マクロセル基地局と通信中であり、かつ保護が必要な携帯端末が、フェムトセル基地局の近くに存在するか否かに関わらず、フェムトセル基地局の送信電力が制限されるという点において限界がある。上限の設定によって、フェムトセル基地局と通信中の携帯端末のデータスループットが、不必要に制限される。
【０００６】
フェムトセル基地局からのダウンリンク送信の最大許容送信電力を設定する方法を提供する場合、フェムトセル基地局は、保護が必要な携帯端末が近傍にあるか否かを判定する必要がある。
【０００７】
したがって、フェムトセル基地局が、携帯端末から他の基地局へ送信される信号の品質を判定できる方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、本発明の第１の側面によれば、第１の装置において信号の品質を推定する方法であって、第２の装置から第３の装置へ送信された信号を計測する計測ステップと、計測された信号の自己相関関数からメトリックの値を決定する第１の決定ステップと、決定されたメトリックから、信号の品質の推定を決定する第２の決定ステップと、を有する方法が提供される。
【０００９】
好ましくは、前記計測ステップは、時間領域の信号を計測するステップを含み、前記第１の決定ステップは、時間領域信号及び雑音の自己相関関数を決定するステップを含む。
【００１０】
好ましくは、前記第１の決定ステップは、前記自己相関関数を決定するステップを含み、前記自己相関関数を決定するステップは、前記計測された信号を正規化して、系列ｒを求めるステップと、前記系列の高速フーリエ変換を行って、ｆを求めるステップと、ｆにおける各サンプルの二乗振幅を決定するステップと、前記二乗振幅を決定するステップから生じる系列の逆フーリエ変換を実行し、自己相関系列ａを求めるステップと、を有する。
【００１１】
好ましい実施形態では、前記第１の決定ステップは、自己相関関数の振幅を算出する算出ステップを有する。
【００１２】
好ましくは、前記第１の決定ステップは、自己相関関数の二乗振幅を算出するステップを有する。
【００１３】
さらなる実施形態では、前記第１の決定ステップは、さらに、前記算出ステップの出力において、中央タップを調整又はゼロにするステップを含む。
【００１４】
ある実施形態では、前記第１の決定ステップは、前記算出ステップの出力において前記中央タップ付近のタップを調整又はゼロにするステップをさらに含む。
【００１５】
ある実施形態では、前記第１の決定ステップは、前記算出ステップの出力に残存するタップの中から、最大振幅または最大二乗振幅を有するタップを特定するステップと、前記メトリックを、前記特定されたタップの前記振幅又は前記二乗振幅の値に設定するステップと、を有する。
【００１６】
ある実施形態では、前記第１の決定ステップは、さらに、前記特定されたタップの前記中央タップからの距離に基づいて、メトリックの値を調整するステップを含む。
【００１７】
他の実施形態では、前記第１の決定ステップは、さらに、前記計測された信号のピーク対平均電力比の関数に基づいて前記メトリックの値を調整するステップを含む。
【００１８】
本実施形態では、前記計測された信号のピーク対平均電力比の関数に基づいて前記メトリックの値を調整するステップは、前記計測された信号のピーク対平均電力比がしきい値以下の場合、前記メトリックの値を最小値に調整するステップを含む。
【００１９】
ある実施形態では、前記第２の決定ステップは、決定されたメトリックをルックアップテーブルと比較するステップを含む。
【００２０】
他の実施形態では、前記第２の決定ステップは、メトリックの値と信号の品質の値との間の予め定められた関係に前記決定されたメトリックを適合させるために、曲線適合法を使用するステップを含む。
【００２１】
好ましくは、前記計測ステップは、前記第２の装置から前記第３の装置へ送信されるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ基準信号を計測するステップを含む。
【００２２】
好ましくは、前記Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ基準信号を計測するステップは、時間内の前記Ｚａｄｄｏｆｆ−Ｃｈｕ基準信号の位置を推定するステップを含む。
【００２３】
好ましくは、前記計測ステップは、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ基準信号の一部を計測するステップを含む。
【００２４】
ある実施形態では、前記第１の装置と関連付けられた他の装置から前記第１の装置へ、前記計測ステップの実行を妨げる信号が送信されることがないことを保証するためにスケジューラを使用するステップを有する。
【００２５】
本発明の第２の側面によれば、上述した方法を実行する、通信ネットワーク用のネットワーク要素が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明の各実施形態は、以下の図面を参照して詳細に説明される（ただし、それらは本発明の一例に過ぎない）。
【００２７】
【図１】図１は、通信ネットワークの一例を示す。
【図２】図２は、フェムトセル基地局の最大許容送信電力を設定する方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図２の方法をより詳細に示すフローチャートである。
【図４】図４（Ａ）及び４（Ｂ）は、それぞれ、低信号対雑音比を有する時間領域基準信号、及び高信号対雑音比を有する時間領域基準信号の自己相関関数を示すグラフである。
【図５】図５は、信号対雑音比に対する自己相関関数のピークを表示したグラフである。
【図６】図６は、信号対雑音比に対するピーク対平均電力比を表示したグラフである。
【図７】図７は、散乱が削減された信号対雑音比に対する自己相関関数のピークを表示したグラフである。
【図８】図８は、アップリンクでの基準信号の信号品質を推定する方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、マクロセルセクター内のフェムトセル基地局の密度に対するマクロセルダウンリンク上のスループットの変化を示すグラフである。
【図１０】図１０は、マクロセルの境界にあるユーザ装置に対するフェムトセル基地局の密度に対するマクロセルダウンリンク上のスループットの変化を示すグラフである。
【図１１】図１１は、フェムトセル基地局の密度に対するフェムトセルダウンリンク上のスループットの変化を示すグラフである。
【図１２】図１２は、フェムトセルの境界にあるユーザ装置に対するフェムトセル基地局の密度に対するフェムトセルダウンリンク上のスループットの変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、ＬＴＥ通信ネットワーク、及びフェムトセル基地局又はＨｅＮＢｓを参照して本発明について説明するが、本発明は、（家庭用、又はビジネス用にかかわらず）フェムトセル基地局、又はフェムトセル基地局と同等のものが配置された他のタイプの第３又は次世代携帯通信ネットワークにも適用可能である。さらに、以下の実施例では、フェムトセル基地局及びマクロセル基地局は、同一の無線インタフェース（ＬＴＥ）を使用する。しかしながら、マクロセル及びフェムトセル基地局が同一又は対応する周波数を使用するが、それぞれ異なる無線インタフェースのスキームを使用する場合（例えば、マクロセル基地局がＷＣＤＭＡを使用する一方、フェムトセル基地局がＬＴＥを使用する場合）にも、本発明は適用できる。
【００２９】
図１は、本発明が適用される通信ネットワーク２の一部を示している。通信ネットワーク２は、複数のマクロセル基地局４（図１では、１つのみ表示）を備える。複数のマクロセル基地局４のそれぞれは、マクロセル６によって示される、それぞれのカバーエリアを規定する。ＬＴＥ通信ネットワークにおいて、マクロセル基地局４は、ｅＮＢｓ（evolved Node Bs）と称される。
【００３０】
（図１では、１つのフェムトセル基地局８のみを示しているが）、マクロセル基地局４のカバーエリア６内には、１以上のフェムトセル基地局８（ＨｅＮＢｓ：Home eNBs）が配置されており、各フェムトセル基地局８は、フェムトセル１０によって示される、それぞれのカバーエリアを規定する。
【００３１】
なお、図１は、スケールどおりには描かれておらず、実際には、フェムトセル基地局８のカバーエリア１０は、マクロセル基地局のカバーエリア６よりもかなり小さい。
【００３２】
複数の携帯端末（ＵＥ）１２も、通信ネットワーク２において、マクロセル基地局４のカバーエリア６内に配置されている。
【００３３】
４つの携帯端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄは、それぞれマクロセル基地局４と関連付けられている。すなわち、携帯端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄは、マクロセル基地局４を用いて、制御シグナリング及び／又はデータを送信及び／又は受信する。なお、携帯端末１２ｄは、フェムトセル基地局８のカバーエリア１０内にもあるが、（携帯端末１２ｄにとって、マクロセル基地局４の信号強度の方が、フェムトセル基地局８の信号強度よりもかなり良い、あるいは、フェムトセル基地局８が、携帯端末１２ｄを含まない特定の加入者に制限されている等により）マクロセル基地局４と関連付けられているとする。携帯端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄは、マクロセル基地局４と関連付けられた携帯端末／ユーザ装置（ＵＥ）であるため、以下の説明では、まとめて「マクロＵＥ」と称する。
【００３４】
さらに２つの携帯端末１２ｅ及び１２ｆが、フェムトセル基地局８のカバーエリア１０内に配置され、現在のところ、フェムトセル基地局８と関連づけられているとする。すなわち、携帯端末１２ｅ及び１２ｆは、フェムトセル基地局８を用いて、制御シグナリング及び／又はデータを送信及び／又は受信する。携帯端末１２ｅ及び１２ｆは、フェムトセル基地局８と接続する携帯端末／ユーザ装置（ＵＥ）であるため、以後、まとめて「フェムトＵＥ」と称する。
【００３５】
上述したように、フェムトセル基地局８からフェムトＵＥ１２ｅ及び１２ｆへのダウンリンク送信が、隣接するマクロＵＥ（例えば、マクロＵＥ１２ｄ）がマクロセル基地局４からのダウンリンク送信を無事に受信するのを妨げないように保証することが必要である。同様に、フェムトセル基地局８からフェムトＵＥ１２ｅ及び１２ｆへのダウンリンク送信が、他のフェムトセル基地局と関連付けられた携帯端末が、該他のフェムトセル基地局からのダウンリンク送信を無事に受信するのを妨げないことが要求される。
【００３６】
上述したように、従来のネットワークにおいては、フェムトセル基地局８がフェムトＵＥへ信号を送信するのに使用する送信電力に上限を設けることによって、この問題に対処している。この上限は、フェムトセル基地局８のカバーエリア１０内又はその近傍にある、フェムトセル基地局８と関連付けられていない携帯端末（例えば、図１の形態端末１２ｄ）に対して、ダウンリンク信号が望ましくないレベルの干渉を引き起こさない値に設定される。この上限は、フェムトセル基地局８のカバーエリア１０内、又は、その近傍に携帯端末があるか否かに関わらず、送信電力に適用される（例えば、携帯端末１２ｄが存在していない場合であっても、上限は適用される）。
【００３７】
しかしながら、図２に示されるように、フェムトセル基地局８のダウンリンク送信に起因する干渉からの保護を必要とする、フェムトセル基地局８と関連付けられていない携帯端末が存在するか否かが判定され（ステップ１０１）、フェムトセル基地局８の送信電力の上限は、判定結果にしたがって設定される（ステップ１０３）。
【００３８】
フェムトセル基地局８を運用するより詳細な方法は、図３に示される。図３において、ステップ１１１、１１３、１１７及び１１９は、図２における判定ステップ(ステップ１０１)に対応する。
【００３９】
以後、方法は、マクロセル基地局４と関連付けられた携帯端末１２ｄ（すなわち、マクロＵＥ）を、フェムトセル基地局８からのダウンリンク送信から保護する点について説明されるが、同様の方法を、他のフェムトセル基地局と関連付けられた携帯端末を保護するのに使用してもよい。
【００４０】
ステップ１１１において、フェムトセル基地局８は、マクロセル基地局４からのダウンリンク送信を受信しているマクロＵＥ１２が存在するか否か確認する。
【００４１】
ＬＴＥでは、マクロＵＥ１２は、マクロセル基地局４からのダウンリンク送信の受信前、受信中、又は受信後に、マクロセル基地局４に、例えば確認（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）信号、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、測深信号（sounding signal）、データ信号等を送信する。したがって、フェムトセル基地局８は、フェムトセル基地局８のダウンリンク送信から保護する必要がある携帯端末が近傍に存在するか否かを判定するために、マクロＵＥが上述した信号等の送信に使用するアップリンクチャネルを監視できる。
【００４２】
ステップ１１３では、ステップ１１１で検知された信号が、フェムトセル基地局８によって支配されていない（又は、フェムトセル基地局８と関連付けられていない）携帯端末からの信号であるか否かが判定される。
【００４３】
マクロＵＥ１２からの信号を検知しない場合、フェムトセル基地局８は、フェムトセル基地局８のダウンリンク送信からの保護が必要なマクロＵＥは近傍に存在しないと仮定できる。この場合、ステップ１１５では、フェムトセル基地局８の最大許容送信電力を、例えば、送信電力の上限値（ＬＴＥでの０．１Ｗ）のような高い値、又は比較的高い値に設定できる。そして、フェムトセル基地局８は、ステップ１１１に戻り、ステップＳ１１１の処理を周期的に繰り返す。
【００４４】
フェムトセル基地局８が、マクロＵＥ１２からの信号を検知した場合、ステップ１１７に進み、フェムトセル基地局８は、検知信号の品質を推定する。この品質は、信号対雑音比（ＳＮＲ）、信号対雑音＋干渉比（ＳＮＩＲ）、信号強度、又は、送信信号の品質を測る他の値であってもよい。ある実装方法では、フェムトセル基地局８がアップリンクで信号を検知する方法によっては、フェムトセル基地局８は、複数のマクロＵＥ１２からの信号を区別でき、各信号の品質を推定できる。しかしながら、他の実装方法では、フェムトセル基地局８は、複数の信号を区別できず、したがって、最も品質が高い信号に対し品質を推定する。
【００４５】
本発明の好ましい実施形態では、フェムトセル基地局８は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ基準信号の特性を特定し、この信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）を推定する。この実施形態については、図４を参照し、以下でより詳細に説明する。なお、この実施形態において、フェムトセル基地局８は、複数のマクロＵＥ１２からの信号を識別せず、したがって、最も品質が高い信号のＳＮＲを推定するものとする。
【００４６】
他の実装方法では、フェムトセル基地局８はアップリンクでのデータを検知及び復号し、データ信号の品質を決定する。なお、フェムトセル基地局８は、アップリンクでの信号の品質を決定するために、他の技術も使用できる。
【００４７】
フェムトセル基地局８は、推定品質（又は、フェムトセル基地局８が複数の信号の品質を推定できる場合には、推定された品質の中で最も高いもの）をしきい値と比較する（ステップ１１９）。好ましい実装方法では、品質は、信号対雑音比であり、しきい値は、１０ｄＢから３０ｄＢの間の値とすることができる。
【００４８】
マクロＵＥ１２で受信されるマクロセル基地局４からのダウンリンク信号が比較的弱くなるため、マクロＵＥ１２は、マクロセル基地局４のカバーエリア６の境界の近くにある場合に、フェムトセル基地局８のダウンリンク送信からの保護を最も必要とする。この場合、マクロＵＥ１２は、（マクロセル基地局４からの距離に基づいて）自身のアップリンク信号を比較的高い電力で送信することが必要である。（マクロＵＥ１２ｄの送信電力及びフェムトセル基地局８への接近度の影響を受ける）アップリンク信号の品質を推定することによって、フェムトセル基地局８は、マクロＵＥ１２ｄがフェムトセル基地局８のダウンリンク送信からの保護を必要としているか否か、及び／又は、マクロＵＥ１２ｄがフェムトセル基地局８のダウンリンク送信からの保護をどの程度必要としているのかを決定できる。
【００４９】
したがって、推定品質がしきい値を越えている場合、フェムトセル基地局８は、信号を出力したマクロＵＥ１２ｄが、フェムトセル基地局８のダウンリンク送信からの保護を必要とし、フェムトセル基地局８の最大許容送信電力は、低い値又は比較的低い値に設定されるべきである仮定する（ステップＳ１２１）。例えば、最大許容送信電力は、送信電力の下限（例えば、ＬＴＥで０．００１Ｗ）に設定される。
【００５０】
ある実装方法では、フェムトセル基地局８は、従来のネットワークにおけるように、フェムトセル基地局８からの特定の経路損失（例えば８０ｄＢ）で、マクロＵＥ１２ｄが受信するマクロセル基地局４からの信号が、特定の品質レベル（例えば、目標信号対干渉＋雑音比（ＳＩＮＲ））を満たす、又は、満たすと推定されるように、最大許容送信電力を設定する。
【００５１】
フェムトセル基地局８は、ステップ１１１に戻り、ステップＳ１１１の処理を周期的に繰り返す。
【００５２】
推定品質がしきい値を越えない場合、フェムトセル基地局８は、最大許容送信電力を、送信電力の上限値と下限値との間に位置する中間値に設定する（ステップ１２３）。したがって、フェムトセル基地局８からのダウンリンク送信を、従来技術が許容するよりも高い電力で送信できる一方、フェムトセル基地局８は、マクロＵＥ１２ｄを保護する。このようにして、フェムトＵＥ１２ｅ及び１２ｆのデータスループットを、従来技術よりも改善することができる。
【００５３】
好ましい実装方法では、最大許容送信電力の中間値は、信号の推定品質としきい値との間の差に基づいて選択される。特に、最大許容送信電力の値は、信号の推定品質としきい値との差（妥当な場合、最大で上限まで）に比例して増加することができる。品質が信号対雑音比である好ましい実施形態において、推定ＳＮＲが、しきい値より５ｄＢ低いならば、最大許容送信電力は、最大許容送信電力の上限値を上限として、低い値又は比較的低い値よりも５ｄＢ高く設定されうる。
【００５４】
再度、フェムトセル基地局８は、ステップ１１１に戻り、ステップＳ１１１の処理を周期的に繰り返す。
【００５５】
ある実装方法では、ステップ１１３及び１１７を結合して、フェムトセル基地局８がアップリンクにおいてＳＮＲ等の信号品質を推定し、推定品質が所定のしきい値以上である場合に、マクロＵＥ１２が検知されたと仮定してもよい。このしきい値は、ステップ１１９で使用されたしきい値と同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００５６】
マクロＵＥ１２ｄは、自身と関連付けられているマクロセル基地局４に何も送信することなく（例えば、マクロＵＥ１２ｄがマクロセル基地局からいかなるダウンリンク送信も受信することなく）、フェムトセル基地局８の圏内（すなわち、フェムトセル基地局８のカバーエリア内、又は近傍）に移動するかもしれない。つまり、この場合、フェムトセル基地局８はステップ１１１でマクロＵＥ１２ｄを検知できない。
【００５７】
しかしながら、マクロＵＥ１２ｄは、マクロセル基地局４からのダウンリンク制御チャネル（例えば、ブロードキャストチャネル（ＢＣＨ）、又は、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ））を監視する必要があるかもしれないので、マクロＵＥ１２ｄがダウンリンク送信を受信できることを確実にする必要がある。これらのチャネルは、干渉に対して比較的強く設計されているが、送信電力が十分に高い場合、フェムトセル基地局８は、これらのチャネルと干渉する可能性がある。
【００５８】
したがって、ある実装方法では、フェムトセル基地局８は、フェムトセル基地局８がステップ１１１及び１１３において信号を検知したか否かに関係なく、その圏内にあるマクロＵＥ１２ｄを最大限に保護するために、周期的に、あるいは、断続的に、最大許容送信電力を下限値に設定する。例えば、フェムトセル基地局８は、１秒毎に１００ミリ秒間、最大許容送信電力を下限値に設定することができる。これにより、アップリンク信号を送信していないマクロＵＥ１２ｄは、マクロセル基地局４からのダウンリンク送信を受信できる。
【００５９】
別の実装方法では、マクロセル基地局４が制御チャネル信号を送信しているのと同時にフェムトセル基地局８が信号を送信しているときはいつでも、フェムトセル基地局８は、最大許容送信電力を下限値に設定することができる。特に、フェムトセル基地局８は、通常は、マクロセル基地局４と同期させられ、制御チャネル信号は予め定められた時に、予め定められた資源ブロック（Resource Blocks:ＲＢｓ）上で送信される。したがって、フェムトセル基地局は、マクロセル基地局４がいつ制御チャネル信号を送信しているのかを知ることができる。例えば、ＬＴＥにおいて、１ｍｓごとに送信される１４シンボルのうち、最初の４シンボルが制御チャネル信号を搬送することで、いくつかの制御チャネル信号（例えば、ＰＦＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ）は、１ｍｓ毎に１回送信される。他の制御チャネル（例えば、ＰＢＣＨ、ＰＳＣＨ）は、より低頻度で送信され、１４０シンボルのうち約７つのシンボルと、入手可能な資源ブロックのサブセットとを使用する。
＜アップリンク基準信号の品質の推定＞
【００６０】
上述したように、本発明の好ましい実施形態において、フェムトセル基地局８はＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ基準信号の特性を特定し、この信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）を推定する。
【００６１】
ＷＣＤＭＡネットワークとは違い、ＬＴＥでは、アップリンク基準信号の特性は、データ送信及び熱雑音の特性と著しく異なる。本方法は、時間領域基準信号の一部と（フィルタリングされた）ガウス雑音との間の自己相関関数における違いを利用する。
【００６２】
少数の周波数ドメイン資源ブロックを占有するアップリンク基準信号では、高ＳＮＲとの自己相関関数が、（フィルタリングされた）ガウス雑音に起因する自己相関関数から逸脱することが考えられる。しかしながら、例えば、５０資源ブロック（１０ＭＨｚシステムの最大値）等の広帯域のスペクトル的に平坦な基準信号を用いても、時間領域基準信号の一部の自己相関関数は、フィルタリングされたガウス雑音の自己相関関数から逸脱する。
【００６３】
自己相関関数の本質は、特定のＺａｄｄｏｆｆ−Ｃｈｕを基礎とする系列に依存しないが、上記は、Ｚａｄｄｏｆｆ−Ｃｈｕを基礎とする系例の全てに対して当てはまる。５０資源ブロックを用いた、低ＳＮＲ及び高ＳＮＲの場合に対する自己相関関数の例が、図４（Ａ）及び４（Ｂ）にそれぞれ示されている。
【００６４】
図４では、低ＳＮＲの場合、フィルタリングされたガウス雑音の自己相関関数が支配的である一方、高ＳＮＲの場合、基準信号の自己相関関数が支配的である。
【００６５】
図５は、シミュレーションの結果を示し、中央タップを除き、単一の基準信号からの自己相関のピークをＳＮＲに対してプロットしている。このプロットは、異なる基準信号パラメータの範囲、多数の資源ブロック、多数のマクロＵＥ、各マクロＵＥからのＳＮＲ、及び周波数資源割り当てから取得される。シミュレーションは、フェージング効果も含む。
【００６６】
したがって、図５から、多くの場合に、自己相関関数に基づくメトリックを、ＳＮＲを推定あるいは予測するのに使用できることがわかる。しかしながら、グラフの中には、ＳＮＲは高いが、メトリックが低いままである点が複数存在する。ＳＮＲは高いが、メトリックが低いままである場合には、近接するマクロＵＥがフェムトセル基地局８によって保護されていないため、グラフの右手側への散乱は、問題になる可能性がある。この散乱は、異なるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕを基礎とする系列の自己相関関数同士の差と同様、フェージングに起因する。
【００６７】
ＳＮＲの推定用のメトリックの他のクラスは、時間領域波形の統計に基づいていてもよい。例えば、簡単なメトリックとして、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）がある。高ＳＮＲ基準信号は、低ＰＡＰＲを有し、ガウス雑音は、比較的、高ＰＡＰＲを有する。
【００６８】
この（線形ユニットでの）メトリックの結果を図６に示す。自己相関メトリックよりもさらに大きな散乱が、ＰＡＰＲに現れている。ＰＡＰＲメトリック（そして、電力の統計に基づく他のメトリック）は、アップリンク基準信号のＳＮＲを推定するのに、あまり魅力的ではない。
【００６９】
しかしながら、自己相関メトリックとＰＡＰＲメトリックとの間の散乱は、関連がないように見える。すなわち、ＳＮＲは高いが自己相関メトリックは非常に低いという問題となる点に対し、ＰＡＰＲは、（高ＳＮＲ信号に対して期待されるように）低いままである。このような点について、自己相関メトリックを調整してもよい（アップワード）。この方法は、自己相関メトリックにおいて散乱を低減するのに使用できるため、ＳＮＲの推定を改善できる。例えば、（線形ユニットでの）ＰＡＰＲｐが３よりも小さい場合、最低値がメトリックに適用される。この最低値は、４００＋（３−ｐ）×５０で与えられる。
【００７０】
自己相関メトリックにおける散乱をさらに低減するために、さらに２つの方法がある。
【００７１】
第１には、基準信号の自己相関ピークは、主中央ピークから離れるにつれて、振幅が低減する傾向があるので、自己相関関数の形成が適用されうる。「誤検出」率の増加を避けるために、既に雑音レベルを著しく越えた、自己相関関数のサンプルに対してのみ自己相関関数の形成を行い、自己相関関数の形成を行う前にしきい値を適用することが重要である。例えば、メトリックが１２０以上であり、中央タップからのオフセットがｎである場合、メトリックは０．６ｎで増加する。
【００７２】
第２には、複数の測定を用いて結果を取得することによって、例えば、４つまたは８つの測定の集合から得られる最大メトリックをとることによって、散乱を低減できる。
【００７３】
これらの技術のすべてを用いることによって、自己相関メトリックにおける散乱は、著しく減少する。図７は、自己相関メトリックとＳＮＲとの間で導き出される関係の一例を示している。
【００７４】
フェムトセル基地局８は、アップリンク信号のＳＮＲを決定するために、自己相関関数とＳＮＲとの間の関係を使用する。本発明の実施形態に係る、Ｚａｄｄｏｆｆ−Ｃｈｕ基準信号のＳＮＲを推定する方法は、図８でより詳細に説明する。
【００７５】
まず、フェムトセル基地局８は、（ネットワーク監視モードを介して、または、標準が許すのであれば、携帯端末測定に含まれるマクロセルタイミング測定リポートを介して、または、Ｘ２インタフェースを介して）マクロセルへの「粗」同期を取得する。
【００７６】
この粗同期により、フェムトセル基地局８は、マクロＵＥからのアップリンク基準信号が時間内のどこにありそうかを粗く推定できる。ほぼ全ての場合に、これは、０．５ｍｓアップリンクサブフレームにおける中央シンボルである。
【００７７】
この推定は、マクロセル基地局４からの搬送遅延とマクロＵＥ１２が使用するタイミング前進に起因する誤差を前提としている。以後、無線同期の場合、誤差は、１つのマクロセルのラウンドトリップ搬送遅延に依存すると仮定する。すなわち、５ｋｍのセルに対し、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）シンボルの期間の約半分の３３ｕｓである。誤差は、マクロＵＥ１２から受信された信号が、期待したよりも早くフェムトセル基地局８に到着することを意味する。
【００７８】
したがって、図８のステップ２０１では、フェムトセル基地局８は、時間領域基準信号を与えるアップリンク基準シンボルの一部を計測又は捕捉する。例えば、フェムトセル基地局８は、時間領域基準信号を基準シンボルの最初の５１２個のサンプルから取得する（ＯＦＤＭシンボルあたり１０２４個のサンプル＋巡回プレフィックスをもつ１０ＭＨｚの帯域幅を仮定）。無線同期のタイミング不確実性にも関わらず、基準シンボルの捕捉された一部は、フェムトセル基地局８の近くのマクロＵＥ１２からの基準信号サンプルを含んでいるだけである。すなわち、データシンボルのサンプルは存在しない。
【００７９】
このステップにおいて、フェムトセル基地局８のスケジューラを、この計測と干渉するかもしれない、フェムトＵＥ１２からフェムトセル基地局８へのアップリンク送信が存在しないことを保証するのに用いてもよい。
【００８０】
ステップ２０３において、フェムトセル基地局８は、時間領域基準信号および（フィルタリングされた）ガウス雑音の自己相関関数を決定する。
【００８１】
ある実装方法では、フェムトセル基地局８は、捕捉された時間領域信号を正規化して単位電力を求め、派生系列がｒで表されている状態で、この系列の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行いｆを求め、ｆの各サンプルの二乗振幅（Ｉ２＋Ｑ２）を算出し、そして、派生系列の逆ＦＦＴを行い自己相関系列ａを求めることによって、ステップ２０３の処理を実施する。
【００８２】
ステップ２０３で決定された自己相関系列ａは、左右対称であるので（図４参照）、ａ内のサンプルのうち半分だけが、更なる処理のためにフェムトセル基地局８によって保留される。
【００８３】
ステップ２０５では、フェムトセル基地局８は、系列ａの振幅（又は、他の導入では、二乗振幅）をとり、次に、ステップ２０７において、（自己相関関数においてタイムラグがゼロであることに相当する）中央タップを、調整、又は、ゼロにする。
【００８４】
このタップが、受信経路におけるフィルタリングの影響を著しく受ける場合、中央タップに隣接するタップも調整又はゼロにする必要がある場合がある。このようなフィルタリングは、固定特性を有しており、このタップを調整又はゼロにするか否かの決定は、仕様で決定されている。
【００８５】
次に、ステップ２０９で、フェムトセル基地局８は、最も大きな振幅（又は、二乗振幅）を持つタップを、保持したタップの中から見つけ、メトリックｍの値を、この振幅（又は二乗振幅）に設定する。
【００８６】
次に、フェムトセル基地局８は、このメトリックを用いるアップリンク基準信号の信号対雑音比を決定する（ステップ２１１）。決定されたメトリックｍに対するＳＮＲの値は、例えば、曲線適合法又はルックアップテーブルを用いて、図５または図７に示される関係から決定される。
【００８７】
上述したように、ＳＮＲ推定の精度は、信号のＰＡＰＲを考慮し、中央タップからメトリックを決定するのに用いられるピークの距離に基づいて自己相関関数を形成することによって、改善されることができ、かつ／また、メトリックは、複数のタイムスロットにおいて受信される信号から推定されてもよい。
【００８８】
したがって、メトリックｍは、例えば、ステップ２０９で決定されるメトリックｍに単純な線形関数を適用することによって、中央タップからの距離の関数として調整されてもよい。この線形関数は、上述したとおりである。
【００８９】
加えて、または、代わりに、メトリックｍは、アップリンク基準シンボルの捕捉された一部のピーク対平均電力比の関数として調整されてもよい。特に、ＰＡＰＲがしきい値（例えば、線形ユニットで３）以下である場合、メトリックを最小値にしてもよい（これは、ＰＡＰＲの単純な線形関数でもよい）。この線形関数とは、上述したとおりである。
【００９０】
加えて、又は、代わりに、メトリックｍ又はＳＮＲは、複数のタイムスロットで捕捉されたアップリンク基準信号から推定されてもよい。例えば、これらの計測から得られたＳＮＲの最大値は、フェムトセル基地局８によって、その最大許容送信電力を調整するのに使用されうる。
【００９１】
図９から１２は、上述した方法のパフォーマンス利益を示している。
【００９２】
図９は、電力の上限を固定する従来技術と、本発明に係る方法（本実施形態）とにおいて、マクロセル基地局からのダウンリンク上のデータスループットが、マクロセル基地局のカバーエリア内にあるアクティブなフェムトセル基地局の数の増加によって受ける影響を示している。特に、従来の方法と上述した方法との間では、データスループットにほとんど差がないことがわかる。
【００９３】
図１０は、マクロセル基地局からセル境界（５パーセンタイル値）マクロＵＥへのダウンリンク上のデータスループットが、マクロセル基地局のカバーエリア内にあるアクティブなフェムトセル基地局の数の増加によって受ける影響を、従来の方法（従来技術）及び上述した方法（本実施形態）について示している。この２つの方法の間においても、同様に、ほとんど差がない。
【００９４】
図１１は、マクロセル基地局のカバーエリア内のアクティブなフェムトセル基地局の数に対するフェムトセル基地局からのダウンリンク上でのデータスループットを、電力の上限を固定する従来技術および上述した方法（本実施形態）についてプロットしたものである。本発明に係る方法では、アクティブなフェムトセル基地局の数に関わらず、データスループットが、約５Ｍｂ／ｓ増加する。すなわち、データスループットが、約２５％改善する。
【００９５】
図１２は、マクロセル基地局のカバーエリア内のアクティブなフェムトセル基地局の数に対する、フェムトセル基地局からセル境界（５パーセンタイル値）フェムトＵＥへのダウンリンク上のデータスループットを、従来の方法（従来技術）及び上述した方法（本実施形態）についてプロットしたものである。セル境界（５パーセンタイル値）フェムトＵＥにおいて、上述した方法では、アクティブなフェムトセル基地局の数に関わらず、データスループットが、約１９０ｋｂ／ｓ増加する。すなわち、データスループットが８倍になる。
【００９６】
したがって、これらのグラフによれば、本発明に係る最大許容送信電力の調整は、フェムトＵＥに対して、最大許容送信電力を固定する従来の方法を越えるパフォーマンス利益を提供する一方、マクロセル基地局ダウンリンクを従来の方法と同様に保護する。
【００９７】
発明は、信号品質を推定する方法について記述されているが、本発明は、上述の方法を実施するよう構成された、プロセッサ及び送受信回路を備えるフェムトセル基地局に対しても適用が可能である。
【００９８】
さらに、本発明は、フェムトセル基地局において、マクロＵＥから、フェムトセル基地局がその最大許容送信電力を制御できるマクロセル基地局へ（または、フェムトＵＥから他のフェムトセル基地局へ）送信される信号の品質を推定する方法として記述されているが、本発明に係る方法を使用して推定される信号品質は、他の目的にも使用でき、フェムトセル基地局以外の、例えば、マクロセル基地局（ｅＮＢｓ）又は携帯端末等の通信ネットワーク内の要素によって実行されうる。
【００９９】
図面や前述の記載における発明の詳細な説明は、ほんの一例であり、本発明を制限するものではない。すなわち、本発明は上述した実施例に限られない。
【０１００】
開示された実施形態のバリエーションは、図面、開示、及び付随のクレームを研究し、クレームに記載の発明を実行することにより、当業者に理解及び達成されることができる。クレーム内において、「備える」の語は、他の要素またはステップを除外するものではなく、不定冠詞の「ａ」または「ａｎ」の語は、複数であることを除外するものではない。単一の処理装置又は他の装置が、クレームに記載されたいくつかの要素の機能を実現しても良い。ある複数の手段が互いに異なる従属クレームで詳述されるという単なる事実は、その利点を得るためにこれらの手段の組合せを使用することができないことを意味するものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共にあるいはその一部として供給された、光学記憶メディアまたは固体物理メディアのような適切なメディアにより記憶／配布されてもよいが、インターネットや他の有線または無線通信システムのような他の方法形態で配布されてもよい。クレーム内のいかなる引用符号も、範囲の制限として解釈されるべきではない。
【図１】
2010283827.tif 000003
【図２】
2010283827.tif 000004
【図３】
2010283827.tif 000005
【図４】
2010283827.tif 000006
【図５】
2010283827.tif 000007
【図６】
2010283827.tif 000008
【図７】
2010283827.tif 000009
【図８】
2010283827.tif 000010
【図９】
2010283827.tif 000011
【図１０】
2010283827.tif 000012
【図１１】
2010283827.tif 000013
【図１２】
2010283827.tif 000014
【外国語明細書】
2010283827.tif 000015
2010283827.tif 000016
2010283827.tif 000017
2010283827.tif 000018
2010283827.tif 000019
2010283827.tif 000020
2010283827.tif 000021
2010283827.tif 000022
2010283827.tif 000023
2010283827.tif 000024
2010283827.tif 000025
2010283827.tif 000026
2010283827.tif 000027
2010283827.tif 000028
2010283827.tif 000029
2010283827.tif 000030
2010283827.tif 000031
2010283827.tif 000032
2010283827.tif 000033
2010283827.tif 000034
2010283827.tif 000035
2010283827.tif 000036
2010283827.tif 000037
2010283827.tif 000038
2010283827.tif 000039
2010283827.tif 000040
2010283827.tif 000041
2010283827.tif 000042
2010283827.tif 000043
2010283827.tif 000044
2010283827.tif 000045
2010283827.tif 000046
2010283827.tif 000047