(57)【要約】【課題】基地局間の連携として、セクタ間の協調スケジューリングは、他セル間の協調スケジューリングに比べて実施しやすいが、端末の位置によって取るべき方法は変化する。しかしながら、方法の変化を的確に判断して行なう方法がなかった。【解決手段】セクタ間で協調しない単一セクタモードと、セクタ間で協調して一方のセクタからのみ特定の周波数リソースの送信を行なわないセクタ選択モードと、セクタ間で協調して両方のセクタから信号を送信するコラボレーションモードとを持ち、端末からのＲＳＲＰの報告結果を元に、３つのモードのいずれかを選択する。【選択図】  図８
2010258845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動体端末と、該複数の移動体端末と無線により通信を行なう複数の基地局装置とを有する無線通信システムであって、
前記複数の基地局装置のそれぞれは、
複数のアンテナと、受信信号処理部と、送信信号処理部と、メモリと、制御部とを有し、
前記複数のアンテナにより、基地局装置のカバーエリアを角度で分割した複数のセクタを構成し、前記制御部は、セクタ毎に該セクタに接続される移動体端末との通信を制御するものであり、
前記基地局装置の第１のセクタから、該第１のセクタに接続される移動体端末に対して、予め、該移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置の受信状況に関する情報の測定報告の設定を行なっておき、
前記移動体端末は、
前記第１のセクタから受信した測定報告の設定に従って、該移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置の受信状況に関する情報の測定を行なうとともに、該測定報告を前記第１のセクタ装置に送信し、
前記基地局は、
前記第１のセクタに接続された前記移動体端末からの測定報告を受信すると、該測定報告の内容に基づいて、該移動体端末に対する前記第１のセクタ以外のセクタおよび基地局装置からの干渉を制御するための送信方法を決定し、
前記移動体端末に対して、決定した送信方法で、信号を送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムであって、前記予め該移動体端末に対して設定しておく、測定報告の設定内容は、測定対象セクタあるいは基地局の数、測定内容、測定間隔を含むことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信システムであって、前記移動体端末からの測定報告には、該移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置から送信されたリファレンス信号の受信電力と、該移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置に関するチャネル品質情報が含まれることを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信システムであって、移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置から送信されたリファレンス信号の受信電力と、該移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置に関するチャネル品質情報に基づいて、前記第１のセクタと前記第１のセクタと隣接するセクタまたは基地局装置から送信された信号の受信電力が同等であるがチャネル品質情報には差がある場合には、前記第１のセクタと前記第１のセクタに隣接するセクタまたは基地局装置のうち一方のセクタから前記移動体端末に対する信号を送信し他方のセクタまたは基地局装置は空送信とする送信方法を用い、前記第１のセクタと前記第１のセクタと隣接するセクタまたは基地局装置から送信された信号の受信電力およびチャネル品質情報が同等である場合には、前記第１のセクタと前記第１のセクタに隣接するセクタまたは基地局装置の両方から、前記移動体端末に対する信号を送信する送信方法を用いることを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
複数の移動体端末と、該複数の移動体端末と無線により通信を行なう複数の基地局装置とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記複数の基地局装置は、複数のアンテナにより、基地局装置のカバーエリアを角度で分割した複数のセクタを構成し、セクタ毎に該セクタに接続される移動体端末との通信を制御するものであり、
前記基地局装置の第１のセクタから、該第１のセクタに接続される移動体端末に対して、予め、該移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置の受信状況に関する情報の測定報告の設定を行なっておき、
前記移動体端末は、
前記第１のセクタから受信した測定報告の設定に従って、該移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置の受信状況に関する情報の測定を行なうとともに、該測定報告を前記第１のセクタに送信し、
前記基地局は、
前記第１のセクタに接続された前記移動体端末からの測定報告を受信すると、該測定報告の内容に基づいて、該移動体端末に対する前記第１のセクタ以外のセクタおよび基地局装置からの干渉を制御するための送信方法を決定し、
前記移動体端末に対して、決定した送信方法で、信号を送信することを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
請求項５に記載の無線通信方法であって、前記予め該移動体端末に対して設定しておく、測定報告の設定内容は、測定対象セクタあるいは基地局の数、測定内容、測定間隔を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
請求項５に記載の無線通信方法であって、前記移動体端末からの測定報告には、該移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置から送信されたリファレンス信号の受信電力と、該移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置に関するチャネル品質情報が含まれることを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
請求項７に記載の無線通信方法であって、移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置から送信されたリファレンス信号の受信電力と、該移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置に関するチャネル品質情報に基づいて、前記第１のセクタと前記第１のセクタと隣接するセクタまたは基地局装置から送信された信号の受信電力が同等であるがチャネル品質情報には差がある場合には、前記第１のセクタと前記第１のセクタに隣接するセクタまたは基地局装置のうち一方のセクタから前記移動体端末に対する信号を送信し他方のセクタまたは基地局装置は空送信とする送信方法を用い、前記第１のセクタと前記第１のセクタと隣接するセクタまたは基地局装置から送信された信号の受信電力およびチャネル品質情報が同等である場合には、前記第１のセクタと前記第１のセクタに隣接するセクタまたは基地局装置の両方から、前記移動体端末に対する信号を送信する送信方法を用いることを特徴とする無線通信方法。
【請求項９】
移動体端末と無線により通信を行なう基地局装置であって、
複数のアンテナと、受信信号処理部と、送信信号処理部と、メモリと、制御部とを有し、
該基地局装置は、前記複数のアンテナにより、基地局装置のカバーエリアを角度で分割した複数のセクタを構成し、前記制御部は、セクタ毎に該セクタに接続される移動体端末との通信を制御するものであり、
前記基地局装置に接続される移動体端末に対して、予め、該移動体端末が受信可能なセクタおよび基地局装置の受信状況に関する情報の測定報告の設定を行なっておき、
移動体端末からの測定報告を受信すると、該測定報告の内容に基づいて、該移動体端末が接続しているセクタ以外のセクタおよび基地局装置からの干渉を制御するための送信方法を決定し、
前記移動体端末に対して、決定した送信方法を通知することを特徴とする基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体無線通信技術に関し、特に、直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ : Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式を採用する移動体無線通信システムにおいて、セルまたはセクタ境界における隣接周波数の干渉回避技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体無線通信技術が進歩するにつれ、ユーザは、移動体端末の利用場所や移動速度の制約から解放され、いつでも、どこからでも、より自由にネットワークへ接続可能なユビキタスネットワークの実現が期待される。
移動体無線通信システムは、複数の基地局装置と、その基地局装置と無線通信を行なう複数の移動体端末とで構成される。複数の基地局装置は分散して配置され、それぞれの基地局装置から送信される電波が到達する範囲に、セルと呼ばれる無線通信可能な領域を形成している。基地局装置は、指向性アンテナを用いることにより、セルを角度で分割して、セクタと呼ばれる複数の電波到達範囲を持つ場合もある。セクタ構成としては、セルを３つに分割する３セクタ構成、セルを６つに分割する６セクタ構成などが一般的である。セクタは、アンテナの指向性を利用して空間を角度で分割して構成されるセルと見なすこともでき、以下、本願発明においては、両方の概念を含めてセルと称する場合がある。
【０００３】
無線通信システムは、移動体端末の移動に応じて、基地局装置間で次々にハンドオーバを行い、通信を継続する仕組みを備えている。このように、無線通信システムが、端末が移動していても、無線通信を維持することができるように、複数の基地局装置がそれぞれ形成するセルは重なり合っている。この重なり合った領域で、移動体端末が基地局装置と無線通信を行なうと、その通信は領域が重なりあっている別の基地局装置にとっては干渉となる。干渉は、他の移動体端末の通信にとって妨害波であり、無線通信における信号品質の劣化や、スループットの劣化などの要因になる。
【０００４】
セル間干渉を回避または制御する技術としては、例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３に開示されているようなものがある。
一方、標準化に目を移すと、標準化団体のひとつである３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）では、ロング  ターム  エボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）とよばれる直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）をベースとした無線方式が提案されている。非特許文献１には、ＬＴＥにおいて、基地局から指示をして、端末のアンテナ送信モードを変更する技術が開示されている。
一方、別の標準化団体であるＩＥＥＥ８０２．１６ｅでは、モバイル  ワイマックス（Ｍｏｂｉｌｅ  ＷｉＭＡＸ：Mobile Worldwide Interoperability for Microwave Access）と呼ばれるＯＦＤＭをベースとした無線方式が提案されており、非特許文献２にあるように、ＦＦＲ（Fractional Frequency Reuse）と呼ばれる技術が提唱されている。
また、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍでも、非特許文献３にあるように、ＦＦＲが議論されている。非特許文献３と同じ文献の別の節（非特許文献４）では、複数の基地局が連携するネットワークＭＩＭＯ（ Multiple Input Multiple Output）について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−６１２５０号公報
【特許文献２】特開２００９−２１７８７号公報
【特許文献３】特開２００９−４４３９７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】3GPP TS36.331 6.3.2(Radio resource control information elements)
【非特許文献２】Mobile WiMAX-PartI A Technical Overview Performance Evaluation、4.2節（Fractional Frequency Reuse）
【非特許文献３】IEEE 802.16m System Description Document（IEEE 802.16m-08/003r6）20.1節（Interference Mitigation Using Fractional Frequency Reuse）
【非特許文献４】IEEE 802.16m System Description Document（IEEE 802.16m-08/003r6）20.2.2節（Multi-ABS Joint Antenna Processing）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数のセルが重なり合うセル境界領域における干渉を低減または制御するための技術として、先行技術文献に開示されているような技術がある。これらの技術は、移動体端末がセル内に、一様に分布しているような一般的な状況下で、干渉を低減、または制御することを考えたものである。しかし、実際の運用では、移動体端末の分布は一様であるばずはなく、さらには建造物や地形の要因等で、セルの形状も実際には非常に複雑な形状となる。そのため、個々の移動体端末の状態を把握し、それぞれの移動体端末に対して最も効果があると考える干渉制御を個別に行なうことができれば、セル境界領域における干渉をより大幅に改善することができる。
本願発明は、上記課題を解決するためになされたもので、個々の移動体端末の状態に応じたセル間干渉制御を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願発明は、セクタ構成を有する基地局装置の第１のセクタから、第１のセクタに接続される移動体端末に対して、予め、受信可能なセクタおよび基地局装置の受信状況に関する情報の測定報告の設定を行なっておき、
移動体端末が、第１のセクタから受信した測定報告の設定に従って、受信可能なセクタおよび基地局装置の受信状況に関する情報の測定を行なうとともに、測定報告を第１のセクタに送信し、
基地局装置は、第１のセクタに接続された移動体端末からの測定報告を受信すると、測定報告の内容に基づいて、その移動体端末に対する第１のセクタ以外のセクタおよび基地局装置からの干渉を制御するための送信方法を決定し、決定した送信方法で、信号を送信するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明によれば、個々の移動体端末の状態に応じたセル間干渉制御を実現することができる。その結果として、個々の移動体端末のスループットが改善され、セル間の干渉も削減される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用する移動体通信システムの構成例を説明する図である。
【図２】ＦＦＲ実施時の複数基地局装置への無線リソース割り当て例を説明する図である。
【図３】ＦＦＲ実施時の複数基地局装置への周波数割り当てを空間的に表わした図である。
【図４】ＦＦＲ実施時のセル内の各移動体端末のＳＩＮＲ分布の例（シミュレーション結果）を説明する図である。
【図５】移動体端末がセル境界に近い側のセクタ境界に位置する場合において、基地局からみた方位によるＳＩＮＲの変化を説明する図である。
【図６】移動体端末がセル中心に近い側のセクタ境界に位置する場合において、基地局からみた方位によるＳＩＮＲの変化を説明する図である。
【図７】本発明の一実施例における干渉制御手順を説明するシーケンス図である。
【図８】本発明の一実施例における干渉制御の状態遷移図である。
【図９】本発明の一実施例における基地局装置のベースバンド部の構成を説明する図である。
【図１０】本発明の一実施例における基地局装置のリモートＲＦ部の構成を説明する図である。
【図１１】本発明の一実施例における干渉制御の判断指標および判断基準を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本願発明を実施例を示して説明する。
【００１２】
図１に本発明を適用する移動体通信システムの構成例を示す。
基地局装置２０〜２２は、コア装置５０と通信を行い、コア装置５０を介してコアネットワークに接続する。コア装置５０からの信号はスイッチ４０を介して基地局装置２０に入力される。基地局装置２０はコア装置５０からの信号を高周波信号に変換し、無線信号３０により移動体端末１に送信する。移動体端末１は、基地局装置２０から送信された無線信号３０を受信し、信号処理を行い無線信号を情報に変換することで、コア装置５０との通信を行なう。
一方、移動体端末１が生成する情報は、移動体端末１において高周波信号に変換され、無線信号３１により基地局装置２０に送信される。移動体端末１から送信され、基地局装置２０が受信した無線信号３１は基地局装置２０の内部で信号処理によって情報に変換され、スイッチ４０を介してコア装置５０に送信される。複数の基地局装置２０〜２２のそれぞれは、スイッチ４０を介してコア装置５０と接続し、それぞれ異なる信号を送受信している。
【００１３】
ここで、図１に示すように、移動体端末１が基地局装置２０と、基地局装置２０に隣接する基地局装置２１および２２の境界付近に存在するとする。このような状況下では、移動体端末１へ向けて基地局装置２０から送信される無線信号３０は、基地局装置２１，２２から送信される無線信号３２、３３と干渉してしまう。移動体端末１は、この干渉波３２、３３を受信する。干渉波３２、３３は、基地局２０から移動体端末１へ送信される希望波３０の受信にとっては、妨害波として働いてしまう。つまり、ある移動体端末の通信には必要な無線信号が、別の移動体端末にとっては妨害波となるため、その影響はできるだけ低減する必要がある。
【００１４】
このセル境界における干渉を低減するための1つの方法として、ＦＦＲ(Fractional Frequency Reuse)が知られている。この技術は、隣接する複数の基地局装置が、互いに周波数リソースを分け合い、送信電力に重みを付け、特定の周波数帯での干渉を抑えてスループットの向上を図るものである。
【００１５】
図２は、ＦＦＲ実施時の複数基地局装置への無線リソース割り当て例を説明する図である。
図２において横軸が周波数（ｆ）を示し、縦に並ぶ帯は、３つの隣接する基地局（２０、２１、２２）がそれぞれ信号を送信している周波数帯域を示している。ＦＦＲでは、各基地局装置が図２に示すように周波数に応じて送信する帯域を変えることで、他の基地局装置への干渉を低減する。隣接する基地局装置２０、２１、２２は、特定の周波数帯（６０、６２、６４）において、同一の周波数において、送信を行なう。隣接する基地局が全く同じ周波数を利用しているため、周波数の繰り返し利用率は１である。これをリユース１(周波数繰り返し１)で使用しているという。また、隣接する基地局装置２０、２１、２２は、特定の周波数帯（６１，６３，６５）において、それぞれが異なる周波数において、送信を行なう。この場合は隣接する基地局が全く異なる周波数を利用し、その次に隣接となる基地局装置では同じ周波数の利用方法を取るため、周波数の繰り返し利用率は３である。これをリユース３(周波数繰り返し３)で使用しているという。
【００１６】
次に、ＦＦＲによる複数の基地局装置の周波数割り当てについて説明する。
図３は、ＦＦＲ実施時の複数基地局装置への周波数割り当てを空間的に表わした図である。
図３では７つの基地局装置２０〜２６の配置を示している。それぞれ基地局装置は３つのセクタから構成され、それぞれのセクタは中心の基地局装置から扇型のエリアをカバーする。セクタとはアンテナの指向性を利用して、空間を角度で分割して構成されるセルの名称である。
【００１７】
中央にある基地局装置２０に注目する。それぞれのセクタは基地局装置２０に近い中央エリア（１００、１０１、１０２）とセル境界に近い境界エリア（１０３，１０４，１０５）の２種に区分される。中央エリアでは前記リユース１で使用する周波数（６０、６２、６４）が使用される。また、境界エリアでは周波数（６１、６３，６５）が隣接セルに干渉しないよう割り当てられ、隣接する基地局装置から受ける干渉を軽減している。このパタンは隣接する別の基地局においても同様に設定され、システム全体として干渉が低減されるように考えられている。すなわち、図３で、番号１ＸＮ（Ｘは０〜６の数字、Ｎは０〜５の数字）で、Ｎが３、４、５となる境界エリアでは、それぞれ、Ｎが同じエリアは同じ周波数帯を利用して、リユース３を実現している。また、Ｎが０、１、２となる中央エリアは、送信電力が低いリユース１の周波数を再利用している。このようにすることで、ＦＦＲを３セクタで構成される移動体無線に応用することができる。
【００１８】
図４にＦＦＲ実施時のセル内の各移動体端末の信号対雑音. 干渉電力比（以下、ＳＩＮＲ：Signal-to-Interference and Noise power Ratio）分布の例（シミュレーション結果）を示す。
図４に示すシミュレーション結果は、障害物によるシャドーイング、基地局装置のアンテナパターン、伝搬損失を考慮したものである。図４の「３Sector  BTS」と記された黒の四角が基地局装置を示している。基地局装置から見た方位を、図４の右下に示すように、図４の紙面上方を０度とおいて、反時計周りに角度で表現すると、このシミュレーションは、０度、１２０度、２４０度の方向をもつ３セクタ構成においてシミュレーションした結果である。白い丸○の位置はSINRが９dBより高く信号品質が良好であることを示す。また黒い丸●の位置はＳＩＮＲが０dBより低く、信号品質が劣悪であることを示す。この結果から、隣接するセクタとの境界エリアは黒い丸●、すなわち信号品質が劣悪であることがわかる。
【００１９】
次に、セクタ間の干渉について図５、および図６を用いて説明する。
図５は、移動体端末がセル境界に近い側のセクタ境界に位置する場合において、位置によるＳＩＮＲの変化を説明する図である。
図６は、移動体端末がセル中心に近い側のセクタ境界に位置する場合において、位置によるＳＩＮＲの変化を説明する図である。
図５は、移動体端末が他の基地局装置とのセル境界に近い場合を想定した計算結果、図６は移動体端末が基地局装置に近い場合（セル中心の場合）を想定した計算結果である。それぞれの図では、アンテナの利得を考慮している。横軸は基地局装置からみた端末の方位を示す角度であり、０度（左端）は該当する端末がセクタの中心、すなわち、端末が接続しているセクタを向くアンテナの利得が最大となる方向、そして、６０度は上記のセクタに隣接する他のセクタ（同一基地局の異なる方位を向いた別のセクタ）との境界、そして１２０度は上記の別のセクタにおいてアンテナの利得が最大となる方向をそれぞれ示す。
【００２０】
図５および図６には上下２つの図が示されている。上図は、横軸で示す基地局装置からみた角度に移動体端末があった場合に、その移動体端末で受信されると想定されるＳＩＮＲを縦軸にとったものである。また、下図は、横軸で示す基地局装置からみた方位に移動体端末があった場合に、各基地局装置の複数のセクタアンテナからの送信されている信号が、その移動体端末でどのような電力で受信されているかを縦軸に示したものである。
図５、図６の下図に注目する。図５の下図で、黒丸●で示す信号電力（２０４）は、該当する基地局装置のサービングセクタからの信号電力を示すものである。また、空白の四角□で示す他セル干渉（２０６）は、該当する基地局装置以外の基地局装置からの干渉の総和を示すものである。電波は、実際には基地局装置の位置関係によって角度分布をもつが、ここではわかりやすいように角度分布がないものとして説明している。
また、ひし形◇で示す隣接セクタ干渉（２０５）は、該当する基地局装置において、サービングセクタに隣接する他のセクタからの干渉電力を示すものである。
【００２１】
各セクタから送信された信号は送信側のセクタアンテナの利得の影響を受ける。そのため、横軸０度において、サービングセクタ（２０４、黒丸●）の受信電力値は、縦軸の最大値０dBとなる。横軸に示す角度の増加、すなわち、移動体端末の位置が、セクタの中心から方向がずれるにしたがってサービングセクタのアンテナ利得は低下していく。最後には利得が２０dB以下に低下する。（実際のアンテナは利得が低下した領域[図５および６で-20dBとなっている領域]で固定の利得とはならないが、ここでは理解しやすいように-20dBという固定の値としてモデル化している。）
次に上図に注目する。黒丸●（２０１）で示すカーブは、下図の黒丸で示すサービングセクタで該当移動体端末への信号を送信し、また、隣接するセクタからは、別の移動体端末に対して信号を送信する場合の該当移動体端末が得られるＳＩＮＲを示す。すなわち、隣接するセクタ同士で、異なる移動体端末向けに異なるコードワードを送信する場合において、サービングセクタの該当移動体端末が得られるＳＩＮＲを示す。ここでコードワードとは符号化した情報の一単位のことである。
（第１の方法）
隣接するセクタ同士で、異なる移動体端末向けに異なるコードワードを送信することは、従来例にあたり、ＳＩＮＲの計算における信号電力はサービングセクタからの受信信号電力（２０４）であり、干渉電力は隣接するセクタからの受信電力（２０５）と他セルからの受信電力（２０６）が加味されたものである。（これを第１の方法と呼ぶこととする。）
（第３の方法）
また、ひし形◇（２０２）で示すカーブは、隣接セクタ同士が協調送信を行なう場合のサービングセクタの該当移動体端末におけるＳＩＮＲを示している。隣接セクタ同士の協調送信方法は、複数のセクタが連携する１つの方法として考えられるものである。隣接する２つのセクタから同一の端末向けてコードワードを送信する。（これを第３の方法と呼ぶこととする。）  第３の方法には、送信するコードによって、更に２つの送信方法がある。ひとつめは、隣接する２つのセクタから同一のコードワードを同一の周波数チャネルを用いて同時に送信するＳＴＢＣ（Space-time Block code）送信であり、２つめは、隣接する２つのセクタから同一の端末向けに異なるコードワードを送信するＳＭ（Spatial Multiplexing）送信を行なう方法である。このような隣接セクタ同士が協調送信を行なう場合、ＳＩＮＲの信号電力としては、サービングセクタからの受信電力（２０４）と隣接するセクタからの受信電力（２０５）を加味し、干渉電力として、他セルからの受信電力（２０６）を考えている。
（第２の方法）
四角□（２０３）で示すカーブは、隣接するセクタのうち片側のセクタからしか信号を送信しない協調送信の方法を行なう場合のサービングセクタの該当移動体端末におけるＳＩＮＲを示している。このような協調送信方法は、第３の方法とは別の、複数のセクタが連携する方法として考えられるものである。（これを第２の方法と呼ぶこととする。）隣接するセクタのうち片側のセクタからしか信号を送信しない協調送信においては、隣接する２つセクタは、該当する周波数チャネルを用いて、片側のセクタからしか信号を送信せず、他方のセクタは空送信とするものである。この方法は、隣接セクタから同時に同じ周波数チャネルを送信しないため、セクタ間干渉が原理的に発生せず、且つ隣接セルへの干渉も低減する方法である。隣接するセクタのうち片側のセクタからしか信号を送信しない協調送信の場合は、信号電力として、サービングセクタからの受信電力（２０４）を考え、干渉電力として、他セルからの受信電力（２０６）を考えている。隣接セクタからは該当リソース（周波数チャネル）を用いて信号送信はしないため、隣接セクタからの電力受信２０５はない。そのため、信号電力、干渉電力とも隣接するセクタからの受信電力を加味していない。
【００２２】
図５は他セルからの干渉が大きいセル境界にある移動体端末の受信電力を示す図であり、また、図６はセル中心にある移動体端末の受信電力を示す図であることは前にも述べた。
セル境界の受信電力を示している図５では、干渉の支配項は他セルからの干渉（２０６）である。図５の上図に上述の第１〜第３の方法によるＳＩＮＲ（２０１、２０２、２０３）を記載している。セル境界の場合には、隣接セクタで空送信する第３の方法（２０３）を用いても従来例である第１の方法（２０１）と比較してほとんど効果が得られない。一方、第３の方法（２０２）については、サービングセクタからの受信電力と隣接セクタからの受信電力がほぼ一致するセクタの境界の狭いエリアでセクタ間での合成利得がでており、第３の方法が使えることがわかる。第３の方法では、隣接するセクタから同時にコードワードを送信するため、リソースは消費するものの、セクタ境界でＳＩＮＲが−５ｄＢ程度まで下がっていたものを０ｄＢ付近にまで向上させることができている。
一方、セル中心の受信電力を示す図６では、干渉の大部分が隣接セクタからの干渉であったため、従来例である第１の方法（２０１）に比べ、第３（２０２）、第２（２０３）の方法によるＳＩＮＲの改善幅が大きい。特に隣接間の干渉が見え始める３０度当りから顕著に効果が見え始める。
【００２３】
このようなセクタ間の協調送信、同一基地局装置内にコロケーションされていることからも、他セル間の協調送信に比べて実施しやすいと言える。しかし、図５および図６を参照してわかるように、移動体端末がセル境界なのかセル中心なのか、また、移動体端末がセクタのビーム中心からどのような方向に位置するかによって取るべき方法は変化する。本発明では、以下に方法の変化を的確に判断して行なう方法を開示する。
【００２４】
本発明の概要を記載すると、同一場所に配置され、複数の異なる指向性アンテナによって異なるカバーエリアを持つセクタ構成の複数の基地局装置と、上記基地局装置の少なくと１つのセクタ（サービングセクタ）に接続する移動体端末からなる無線システムにおいて、基地局装置は、端末に対して、測定結果の報告を発動する条件を指定するものであって、移動体端末は、他の基地局装置を含む複数の基地局のセクタから送信されるリファレンス信号を受信してその電力（ＲＳＲＰ）を測定し、上記の条件が成立するセクタについては基地局に測定結果を報告するものであって、
条件とはサービングセクタに対する隣接するセクタのＲＳＲＰの電力比が予め設定された閾値以上となった場合であって、且つ閾値は、サービングセクタの隣接セクタのＲＳＲＰに対する第１の閾値と、他基地局のセクタのＲＳＲＰに関する第２の閾値との、少なくとも２種あり、上記隣接セクタに関するＲＳＲＰの報告は他基地局のセクタのＲＳＲＰ報告よりも発動しやすい閾値としている。
また、基地局装置は、セクタ間で協調しない単一セクタモードと、セクタ間で協調して一方のセクタからのみ特定の周波数リソースの送信を行なわないセクタ選択モードと、セクタ間で協調して両方のセクタから信号を送信するコラボレーションモードとを持ち、上記のＲＳＲＰの報告結果を元に、３つのモードを選択する。
また、基地局装置より、セクタ間協調を行なう２つのモードを実施することを指示された移動体端末は、基地局装置に対して、複数のセクタに関する受信品質情報（ＣＱＩ）を送信する。
また、基地局装置より、セクタ間協調を行なう２つのモードを実施することを指示された上記端末は、基地局に対して、複数のセクタに関するＣＱＩ情報に加え、複数のセクタに関する伝搬路のランク情報（ＲＩ）を送信する。
また、基地局装置より、セクタ間協調を行なう２つのモードを実施することを指示された上記端末は、基地局に対して、複数のセクタに関するＣＱＩ、ＲＩ情報に加え、複数のセクタに関するプリコーダ情報（ＰＭＩ）を送信する。
また、コラボレーションモードには、ＰＭＩを送信するクローズドループモードとＰＭＩを送信しないオープンループモードがあり、基地局が推定する移動速度によって、両モードを切り替える。
【００２５】
本発明の具体的な実施例を図７、８、９、１０、１１を用いて説明する。
図７は、本発明の一実施例における干渉制御手順を説明するシーケンス図である。
図８は、本発明の一実施例における干渉制御の状態遷移図である。
図９は、本発明の一実施例における基地局装置のベースバンド部の構成を説明する図である。
図１０は、本発明の一実施例における基地局装置のリモートＲＦ部の構成を説明する図である。
図１１は、本発明の一実施例における干渉制御の判断指標および判断基準を説明する図である。
【００２６】
図９、１０を用いて協調送信するための基地局装置の構成について説明する。まず、受信系について説明する。図１０のアンテナ６０１が受信した信号はデプレクサ６０２を介して受信ＲＦ部６０３で信号処理され、ベースバンド信号に変換される。変換されたベースバンド受信信号はＣＰＲＩ(Common Public Radio Interface)のインターフェース６０４にて、光ファイバーで通信するのに都合よい信号形式に変換されてポート０よりベースバンドユニット５００に送られる。ベースバンドユニット５００では、受信した信号は図９の左側から入力され、ＣＰＲＩのインターフェース５０１にて、光から電気信号として都合のよい信号形式に再変換されて５０１の中のメモリに一時的に記憶される。ここでＣＰＲＩインターフェースは複数のリモートＲＦ（Radio Frequency）部６００と接続可能である。１つの例として、１つのリモートＲＦ部が１つのセクタを受け持つ機能分割が考えられる。そうした場合、ＣＰＲＩのメモリは複数セクタ分が用意され、後段の信号処理は時多重でメモリから情報を取り出し、異なるセクタの処理を同一のハードウェアで行なうことが可能である。以下では複数のセクタの処理を仮定し、但し１つのセクタの処理を例に挙げて説明を行なうものとする。
【００２７】
後段のＣＰＥ５０２では、５０１のメモリから読み出された受信信号からタイミングを図ってＣＰを取り除く処理が行われる。更に後段のＦＦＴ５０３ではＦＦＴ処理によって受信信号が時間領域から周波数領域に変換される。変換された情報はデマルチプレクサ部５０４でいくつかの機能要素に分割される。
第１の機能要素としては伝搬路を推定するためのリファレンス信号がある。リファレンス信号はチャネル推定部５０５に渡され伝搬路推定が行われる。第２の機能要素は制御チャネルである。制御チャネルはデモジュレーション部５０８に送られ、チャネル推定部５０５が出力する伝搬路推定結果を使って制御チャネルを検波、デコードを行い、有意な制御情報を得て、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)５１５に結果を渡す。ＤＳＰ５１５はＣＰＵやＤＳＰのチップを使って実現するが、以下では総称としてＤＳＰと呼び説明する。制御情報としては、端末が測定した隣接セクタ、隣接セルの受信電力などの測定結果、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）やＲＩ（Rank Indicator）やＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）等の高速フィードバック情報が含まる。
また第３の機能要素として、ユーザデータがあり、ＭＬＤ(Most likelihood decision)部５０６に送られる。ＭＬＤ部５０６ではチャネル推定結果をもとに最尤判定が行われ、ＬＬＲ（対数尤度比）が求められる。得られたＬＬＲを元にデコード部５０７はターボデコードを行い有意な情報を取りだす。取り出された情報はＤＳＰ５１５に送られる。ＤＳＰ５１５は、Ｌ２あるいはＬ３の処理を行った後にラインインターフェース５１８を介して図に記載されていないネットワーク装置に情報を送信する。
【００２８】
続いて、下り処理について説明する。ネットワークから送信されてきた情報はラインインターフェース部５１８を介してＤＳＰ５１５のメモリ５２０に取り込まれる。ＤＳＰ５１５ではレイヤ２（以下、Ｌ２）、あるいはレイヤ３（以下、Ｌ３）の処理が行われる。またＤＳＰ５１５にはスケジューラが内蔵されており、複数ユーザの情報に対して無線状態を比較して、無線状態の良好なユーザを選択して特定の周波数リソースの割当を決定している。ＤＳＰ５１５は複数のセクタの処理を時分割によって行っており、共通のメモリ５２０に配下の各端末の設定情報やユーザデータが蓄積されている。
【００２９】
ＤＳＰ５１５に内蔵されるスケジューラの決定結果に基づきＬ２、Ｌ３の処理が行われたデータがモジュレーション部５０９に渡される。モジュレーション部５０９ではターボ符号化やインタリーブ等のチャネル符号化処理、１６ＱＡＭ（Quadrature amplitude modulation）等への変換である変調処理が実施される。変調結果はマルチプレクサ部５１１に入力され、機能毎にスケジューリング結果に基づいたチャネル配置が行われる。チャネル配置とは、送信符号を周波数とＯＦＤＭシンボル、送信アンテナの３次元に情報をマッピングする処理を言う。更にマルチプレクサ部５１１は送信信号に対して、アンテナ個別にプリコーディングマトリックスを掛け、空間方向のビームフォーミングを行なうことができる。マルチプレクサ部５１１では、ユーザ情報だけでなく、リファレンス信号生成部５１０が生成したリファレンス信号や、ＤＳＰ５１５が作成したＬ２、Ｌ３の制御情報を制御情報符号化部５１９で符号化・変調した制御チャネルも適切な周波数、時間およびアンテナに配置される。マルチプレクサの出力はアンテナ毎にＩＦＦＴ５１３にてＩＦＦＴ処理が行われ、更にＣＰＩ部５１４でＣＰが取り付けられＣＰＲＩインターフェース５０１に渡される。ＣＰＲＩインターフェース５０１では光伝送に都合がよい信号形式に変換され、リモートＲＦ部６００に送られる。図１０に示すリモートＲＦ部６００では、ポート０から受け取った情報はＣＰＲＩインターフェース６０４で送信信号として都合がよい信号形式に変換され、送信ＲＦ部６０５にてベースバンド信号から無線信号に変換・増幅され、デプレクサ部６０２を介してアンテナ６０１に送られ、アンテナから送信される。
【００３０】
本実施例では、ＤＳＰ５１５が共通のメモリ５２０に複数のセクタに関する送信情報と端末情報を蓄積しており、協調送信が行ないやすい構成となっている。また、端末から送信されてきた制御情報はＤＳＰ５１５に上がって来ていて、協調送信するかの判断はＤＳＰ５１５で閉じて判断することが可能である。
【００３１】
ここで、端末からの報告内容を厳選して上りの制御情報によるオーバヘッドを減らすことと、セクタ間の連携が可能な場合を適切に判断する仕組みをもつことがポイントとなる。そのため、本実施例では図８に示す状態遷移を持ち、Ｌ２あるいはＬ３の制御によって端末に状態遷移（４０５⇔４０４⇔４０３、あるいは４０５⇔４０３）を実施させる。
【００３２】
まず、３つのモードについて説明する。
第１のモード（４０５）は前述の第１の方法に対応し、セクタ間の連携を行なわない従来のモードである。端末は高速フィードバックとして、単一セクタのＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を報告している。また、基地局が、同一セクタ用に複数のアンテナを持ちＭＩＭＯ送信可能な場合に、単一セクタ内に閉じたアンテナに関するランク情報（ＲＩ）やプリコーデイングマトリックス（ＰＭＩ）の高速フィードバックを行なう場合もこのモードとなる。
【００３３】
第２のモード（４０４）は前述の第２の方法に対応し、セクタ間の連携は行なうが、高速なセクタのスイッチングだけを行なうモードである。端末は高速フィードバックとして、複数のセクタに関するＣＱＩ情報をサービングセクタに対して送信する。基地局は、フィードバック情報に基づいて隣接する複数のセクタのいずれか一方のセクタからのみ該当する端末に信号を送信する。その際に、該当するセクタの他の連携動作のセクタからは該当端末に使用する周波数チャネルと同じ周波数チャネルを用いた送信は行なわない。基地局側はＣＱＩ情報を受信するため、サービングセクタのアンテナにとどまらず、複数のセクタアンテナを用いて端末の送信した信号が受信し、複数のセクタで受信した信号を合成受信する。基地局では、受信したＣＱＩ情報に基づいて送信するセクタを選択する。
【００３４】
第３のモード（４０３）は前述の第３の方法に対応し、セクタ間の連携を行い、同時に異なるセクタから同一端末に対して信号を送信するモードである。端末は高速フィードバックとして、複数のセクタに関するＣＱＩとＲＩの情報を、また状況によってＰＭＩ情報をサービングセクタに対して送信する。基地局は、フィードバック情報に基づいて隣接する複数のセクタから同時に同一端末に対して信号送信を行なう。基地局側はこれらの情報を受信するため、サービングセクタのアンテナにとどまらず、複数のセクタアンテナで端末の送信した信号を受信し合成して復号する。基地局では、受信したＣＱＩ、ＲＩやＰＭＩ情報に基づいて送信する方法を変更する。
【００３５】
図１１を用いて干渉制御の判断指標および判断基準を説明する。
各モードとリファレンス信号受信電力（ＲＳＲＰ）との関係は図１１で示される。図１１は縦軸がサービングセクタのＲＳＲＰに対する隣接セクタのＲＳＲＰの比を示したものである。横軸がサービングセクタのＲＳＲＰに対する隣接セルの最も受信電力が高いセクタのＲＳＲＰの比を示したものである。
単一セクタ処理である第１のモード（４０５）であった端末は、サービングセクタに対する隣接セクタのＲＳＲＰ比が例えば−２０ｄＢ以上になった場合にセクタスイッチモード（４０４）に遷移する。但し、端末位置がセル境界に近く、隣接する基地局からの干渉電力が−１０ｄＢよりも大きくなる場合には、図５で示すようにセクタスイッチモードの効果は殆どないことから、第１のモード（４０５）を維持する。図１１では、横軸で例えば−１０ｄＢよりも右側のエリアではセクタスイッチモード（４０４）は動作させていない。このときの選択は単一セクタ処理による第１のモード（４０５）による動作となる。
また、サービングセクタに対する隣接セクタのＲＳＲＰ比が更に近くなり、図１１で言えば、更に紙面の上方に上がって、例えば−３ｄＢ以上になった場合にはコラボレーションモード（４０３）に遷移する。この場合は図５でもわかるように、協調送信によりセクタ境界であってもＳＩＮＲの改善効果が期待できるため、隣接する基地局からの干渉電力によらずコラボレーションモード（４０３）を動作させる。
隣接基地局の特定セクタからの受信電力がサービングセクタよりも強くなったり、サービングセクタの隣接セクタからの受信電力がサービングセクタよりも強くなった場合には、該当セクタへのハンドオーバを実施する。図１１では、サービングセクタよりもΔｄＢのヒステリシスをもってターゲットセクタのＲＳＲＰが強くなった場合にハンドオーバ動作を開始する。
【００３６】
図１１の判断をサービングセクタは行なう必要がある。そのために端末に適切なＲＳＲＰ情報を報告させる必要がある。サービングセクタの隣接セクタについては、−２０ｄＢと少しでも隣接セクタのＲＳＲＰが観測できる場合には基地局に報告させるように設定する。また、隣接基地局のセクタのＲＳＲＰについては、−１０ｄＢ程度の比較的大きな電力が観測されるまで報告は必要ない。多数のセクタについてのＲＳＲＰを定期的に報告させると上り回線のオーバヘッドが大きくなるため、できるだけ報告ＲＳＲＰ数は少ない方がよい。したがって、同一基地局のセクタと隣接基地局のセクタではＲＳＲＰの報告要求の閾値を異なる値を設定する。
【００３７】
図７に本発明の一実施例における干渉制御手順を説明するシーケンス図を示す。
図７には、単一セクタ処理からマルチセクタ処理への遷移に必要となるフロー図が示されている。
まずサービングセクタから端末に対して測定報告の設定が送信される（ステップ３０１）。このステップで設定される内容は、例えば、報告対象の基地局の数、測定報告の送信条件、測定間隔等である。この設定で従来と大きく異なる点はサービングセクタとコロケーションとなる（同一場所に設置された）他のセクタと、コロケーションしない他の基地局に関して、測定報告の設定内容が異なるということである。サービングセクタとコロケーションとなる（同一場所に設置された）他のセクタと、コロケーションしない他の基地局とでは、ＲＳＲＰのリポートを挙げるきっかけが大きく異なる。ＲＳＲＰリポートを挙げるきっかけはイベントにより発生する。イベントの例としては、サービングセクタからのＲＳＲＰに比べて、他のセクタあるいは他の基地局からのＲＳＲＰが閾値以下の状態の場合に発動する。具体的にはＭｓ+Ｏｓ  ＜  Ｍｎ+Ｏｎが成立する場合に発動する。ここで、ＭｓはサービングセクタのＲＳＲＰ測定結果、Ｏｓはサービングセクタのオフセット、Ｍｎは隣接セクタあるいは他基地局の特定セクタのＲＳＲＰ測定結果、Ｏｎは隣接セクタあるいは他基地局の特定セクタのオフセットである。
【００３８】
本発明の特徴として、Ｏｎの値が隣接セクタの場合と、他基地局の特定セクタとの場合で大きく異なる点である。サービングセクタの隣接セクタの場合、図６からも明らかなように、ＲＳＲＰ比でＦＢ比（Front-back比）と一致する２０ｄＢ以上の値で、協調送信の効果が見られる。このため、少しでも隣接セクタからの干渉が認められるようにＯｎ＞Ｏｓ＋２０といった大きなオフセット値が設定される。
他方、他基地局の特定セクタの場合、セル境界かセル中心かを判定すれば十分であるため、ＲＳＲＰ比で、１０ｄＢ程度の判定であれば十分である。したがってＯｎ＞Ｏｓ＋１０といった小さいオフセット値が設定される。
よって、ステップ３０１において、端末に設定する他セクタのＲＳＲＰとサービングセクタのＲＳＲＰの電力比において、他基地局の特定セクタ＜該当基地局の他セクタなる関係で設定が行われる。
【００３９】
図７に戻り、サービングセクタから端末に対して測定報告の設定が送信された（ステップ３０１）後、移動体端末は、図７の例ではサービングセクタ、サービングセクタとコロケーションとなる（同一場所に設置された）他のセクタ、コロケーションしない他の基地局装置から送信されるリファレンス信号３０２を受信し、サービングセクタに対して単一セクタのＣＱＩを（あるいはＲＩ、ＰＭＩも共に）送信する。リファレンス信号は高速フィードバックにも活用されており、基地局は高速フィードバックを元にスケジューリングとＭＣＳ(Modulation and Coding Scheme)の決定を行い下りパケットの送信（３０４）を行なう。
【００４０】
移動体端末は、ステップ３０１で設定された測定報告の設定に従って、測定を継続的に行なっている。上記で示す、隣接セクタのＲＳＲＰについて、Ｍｓ+Ｏｓ  ＜  Ｍｎ+Ｏｎの条件が成立する場合については測定結果のリポートをサービングセルに行なう（３０５）。サービングセルでは、他基地局で最大のＲＳＲＰとなるセクタの報告があるかをチェックし、報告がない場合には端末はセル中心にあるものと判断し協調送信を決断する。報告がある場合にはサービングセクタのＲＳＲＰに対する該当セクタのＲＳＲＰ比が予め設定されている閾値（図１１では−１０ｄＢ）と比較し、閾値よりも小さければ端末はセル中心にあるものと判断し協調送信を決断する。閾値よりも大きい場合には、更にサービングセクタのＲＳＲＰに対する隣接セクタのＲＳＲＰ比が閾値Ｔｈ１よりも小さいかを判定し、小さい場合には協調送信を決断する。その他の場合はいずれも単一セクタ送信を決断する。
【００４１】
協調送信を決断した場合には、隣接セクタに協調可能かを問い合わせる。リソース不足など特別な理由による拒絶がなく、隣接セルからＡＣＫが返ってきたら（３０７）、端末に対して協調送信開始を通知する（３０８）。協調送信では、端末から複数セクタに関するＣＱＩレポートが必要となるため、その情報を端末は定期的に報告する（３０９）。報告結果に基づいてマルチセクタからの協調送信が実施される。
協調送信になると、端末からは、大きく２種の情報が送られてくる。
１つは他基地局からの干渉電力も把握できるＲＳＲＰの報告である。もう１つは高速フィードバック情報である。これらを元にサービングセクタは協調送信のモードを選択する。協調送信のモードには先に説明している通り大きく分類して２つの方法（図８の４０３と４０４）がある。
１つは一方のセクタからしか情報を送らないアンテナ選択モード（図８状態遷移図の４０４）である。このモードでは端末からは複数のセクタに関するＣＱＩが報告され（４００）、その強度が大きい方のセクタから信号が送信される。
もう１つは、両方のセクタから情報を送信するコラボレーションモード（図８状態遷移図の４０３）である。このモード４０３には更に２つのサブモード（４０１と４０２）があって、端末のモビリティや受信するＳＩＮＲによって分けられる。
【００４２】
サブモード４０１はオープンループ処理のモードで、ＣＤＤ（Cyclic Delay Diversity）によって周波数軸上でチャネルを擬似ランダム化して送信するサブモードである。ＣＤＤは図９のマルチプレクサ部５１１でアンテナ毎に掛けるプリコーディングマトリックスに周波数依存の回転項を挿入することで実現される。オープンループ処理は端末が高速移動するなど、端末からのプリコーディングマトリックスのフィードバックが間に合わない場合に採用する。そのため、基地局では、上りのチャネル推定部５０５にて、端末の移動速度を監視していて、移動速度が閾値以上となった場合にはサブモード４０１の処理が選択される。
【００４３】
サブモード４０２はクローズドループ処理のモードで、端末からはＣＱＩの他にＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）を送信し、その情報によって、セクタ間のアンテナのプリコーダをセットする。プリコーデング結果は、図９のマルチプレクサ部５１１にあるプリコーダが送信信号に対して指定されたプリコーディングマトリックスを掛けて送信することで実現される。クローズドループ処理は、上りのチャネル推定部５０５にて、端末の移動速度が閾値以下となった場合に選択される。
【符号の説明】
【００４４】
1  移動端末
20、21、22  基地局装置
30、32、33  下り送信信号
31  上り送信信号
40  スイッチ
50  コア装置
500  ベースバンド部
501  CPRIインターフェース部
502  ＣＰ除去部
503  ＦＦＴ部
504  デマルチプレクサ部
505  チャネル推定部
506  ＭＬＤ部
507  デコード部
508  デモジュレーション部
509  モジュレーション部
510  リファレンス信号生成部
511  マルチプレクサ部
513  ＩＦＦＴ部
514  ＣＰ付加部
515  ＤＳＰ
516  ラインインターフェース部
519  制御情報符号化部
520  メモリ
600  リモートＲＦ部
601  アンテナ
602  デプレクサ
603  受信ＲＦ部
604  ＣＰＲＩインターフェース部
605  送信ＲＦ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010258845.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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