(57)【要約】【課題】アップリンク時の干渉低減方法及び干渉低減装置【解決手段】少なくとも、マクロセル基地局と、前記マクロセル基地局のカバーエリア内のフェムトセル基地局とを備える通信システムを操作する方法であって、前記マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉を前記フェムトセル基地局へ通知するステップと、前記フェムトセル基地局が、前記通知に基づいて、前記フェムトセル基地局に送信中の携帯端末の最大許容送信電力を調整するステップと、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、マクロセル基地局と、前記マクロセル基地局のカバーエリア内のフェムトセル基地局とを備える通信システムを操作する方法であって、
前記マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉を前記フェムトセル基地局へ通知するステップと、
前記フェムトセル基地局が、前記通知に基づいて、前記フェムトセル基地局に送信中の携帯端末の最大許容送信電力を調整するステップと、を備え、
前記フェムトセル基地局に送信中の携帯端末の前記最大許容送信電力を低減した後に、
前記マクロセル基地局での前記ノイズ上昇又は干渉が改善されたか否かを判定するステップと、
前記マクロセル基地局での前記ノイズ上昇又は干渉が改善されない場合、前記フェムトセル基地局に２回目の通知を行うステップと、
前記フェムトセル基地局が、前記２回目の通知に基づいて、前記フェムトセル基地局に送信中の携帯端末の最大許容送信電力を増加させるステップと、
を更に備える方法。
【請求項２】
前記フェムトセル基地局は、前記ノイズ上昇又は干渉の通知からマクロセル基地局での目標ノイズ上昇又は干渉レベルを決定する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記調整ステップは、目標ノイズ上昇又は干渉レベルに基づいて前記最大許容送信電力を調整することを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記調整ステップでは、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が第１のしきい値以上であるという通知を受信した場合に、前記最大許容送信電力を低減し、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が第２のしきい値以下であるという通知を受信した場合に、前記最大許容送信電力を増加させ、
前記第２のしきい値は、前記第１のしきい値以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記最大許容送信電力を減少又は増加させるとは、前記最大許容送信電力を、それぞれ所定の値に減少又は増加させることを含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記最大許容送信電力を減少又は増加させるとは、前記最大許容送信電力を、それぞれ所定の量で減少又は増加させることを含む請求項４に記載の方法。
【請求項７】
ノイズ上昇又は干渉を通知するとは、Ｘ２インタフェース上のシグナリングを用いて、ノイズ上昇又は干渉を通知することを含む請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
ノイズ上昇又は干渉の通知には、「アップリンク干渉過負荷」インジケータを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ノイズ上昇又は干渉を通知するステップは、マクロセル基地局からノイズ上昇又は干渉を通知することを含む請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
ノイズ上昇又は干渉を通知するステップは、前記フェムトセル基地局及び前記マクロセル基地局との通信インタフェースを有するＸ２プロキシ又はフェムトゲートウェイから前記ノイズ上昇又は干渉を通知することを含む請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記通信システムは、前記マクロセル基地局と隣接する他のマクロセル基地局を少なくとも１つ備え、
前記方法は、前記フェムトセル基地局に２回目の通知を行った後に、
マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉を前記他のマクロセル基地局に通知するステップと、
前記他のマクロセル基地局が、前記通知に基づいて、前記他のマクロセル基地局に送信中の携帯端末の前記最大許容送信電力を調整するステップと、
を備える請求項１から１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
マクロセル基地局のカバーエリアに位置するフェムトセル基地局との通信インタフェースを有するネットワークノードを操作する方法であって、
マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉を前記フェムトセル基地局に通知し、前記フェムトセル基地局が、受信した通知に基づいて、前記フェムトセル基地局に送信中の携帯端末の最大許容送信電力を定めるステップを備え、
前記フェムトセル基地局へ送信中の携帯端末の最大許容送信電力を低減した後に、
マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が改善されたか否か判定するステップと、
マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が改善されなかった場合に、フェムトセル基地局に２回目の通知を行い、フェムトセル基地局が、前記２回目の通知に基づいて、前記フェムトセル基地局に送信中の携帯端末の前記最大許容送信電力を増加させるステップと、
を更に備える方法。
【請求項１３】
ノイズ上昇又は干渉を通知するステップは、Ｘ２インタフェース上のシグナリングを用いてノイズ上昇又は干渉を通知することを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ノイズ上昇又は干渉の通知には、「アップリンク干渉過負荷」インジケータを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
フェムトセル基地局に２回目の通知をした後に、マクロセル基地局での干渉を、前記マクロセル基地局と隣接する少なくとも１つの他のマクロセル基地局に通知し、前記少なくとも１つの他のマクロセル基地局が、前記通知に基づいて、前記少なくとも１つの他のマクロセル基地局に送信中の携帯端末の最大許容送信電力を定めるステップを更に備える１２から１４のいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記ネットワークノードは、マクロセル基地局である請求項１２から１５のいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
前記ネットワークノードは、前記マクロセル基地局及び前記フェムトセル基地局との通信インタフェースを有する請求項１２から１５のいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
前記ネットワークノードは、Ｘ２プロキシ又はフェムトゲートウェイである請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１２から１８のいずれか１項に記載の方法を実行するネットワークノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェムトセル基地局を含む通信ネットワークに関し、特に、携帯端末からフェムトセル基地局への送信に起因するノイズ上昇又は干渉を低減する方法及び装置に関する。
【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無線インタフェースを使用する。フェムトセル基地局が、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場合、（ユーザ装置（User Equipment：ＵＥ）として知られる）携帯端末からフェムトセル基地局へのアップリンク送信が、他の携帯端末からマクロセル基地局へのアップリンク送信と、ほとんど干渉しないことを保証する必要がある。
【０００４】
携帯端末がフェムトセル基地局へ送信するために使用できる電力に上限を課すことによって、この干渉を抑制することが提案されている。この上限は、最も強い信号を有する隣接するマクロセル基地局の推定経路損失から決定される。すなわち、携帯端末が、制限された電力レベルでフェムトセル基地局に送信しているとき、マクロセル基地局で起こるノイズの上昇は（デシベル（ｄＢ）で計測される）特定の量に抑えられる。
【０００５】
最大許容送信電力レベルが、個々の携帯端末に起因するノイズの増加のみを考慮している点で、上述の方法には問題がある。マクロセル基地局でのノイズ上昇をある一定量に維持するためには、上限は、フェムトセル基地局へ送信中の携帯端末数の関数であることが必要である。すなわち、フェムトセル基地局へ送信中の携帯端末の増加により、最大許容送信電力は低下する。
【０００６】
したがって、フェムトセル基地局へ送信中の携帯端末に起因する干渉を低減する他の方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面によれば、少なくとも、マクロセル基地局と、前記マクロセル基地局のカバーエリア内のフェムトセル基地局とを備える通信システムを操作する方法であって、前記マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉を前記フェムトセル基地局へ通知するステップと、前記フェムトセル基地局が、前記通知に基づいて、前記フェムトセル基地局に送信中の携帯端末の最大許容送信電力を調整するステップと、を備える方法が提供される。
【０００８】
ある実施形態では、前記フェムトセル基地局は、前記ノイズ上昇又は干渉の通知からマクロセル基地局での目標ノイズ上昇又は干渉レベルを決定してもよい。
【０００９】
ある実施形態では、前記調整ステップは、目標ノイズ上昇又は干渉レベルに基づいて前記最大許容送信電力を調整してもよい。
【００１０】
ある実施形態では、前記調整ステップでは、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が比較的高いという通知を受信した場合に、前記最大許容送信電力を低減し、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が比較的低いという通知を受信した場合に、前記最大許容送信電力を増加させてもよい。
【００１１】
上述の実施形態では、前記最大許容送信電力を減少又は増加させるとは、前記最大許容送信電力を、それぞれ所定の値に減少又は増加させることを含んでもよい。あるいは、前記最大許容送信電力を減少又は増加させるとは、前記最大許容送信電力を、それぞれ所定の量で減少又は増加させることを含んでもよい。
【００１２】
より好ましい実施形態では、ノイズ上昇又は干渉を通知するとは、Ｘ２インタフェース上のシグナリングを用いて、ノイズ上昇又は干渉を通知することを含む。
【００１３】
好ましくは、ノイズ上昇又は干渉の通知には、「アップリンク干渉過負荷」インジケータを含む。
【００１４】
ある実施形態では、ノイズ上昇又は干渉を通知するステップは、マクロセル基地局からノイズ上昇又は干渉を通知することを含む。
【００１５】
他の実施形態では、ノイズ上昇又は干渉を通知するステップは、前記フェムトセル基地局及び前記マクロセル基地局との通信インタフェースを有するＸ２プロキシ又はフェムトゲートウェイから前記ノイズ上昇又は干渉を通知することを含む。
【００１６】
好ましくは、前記方法は、更に、前記マクロセル基地局での前記ノイズ上昇又は干渉が比較的高いことを通知した後に、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が改善されたか否かを判定するステップと、前記マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が改善されなかった場合に、前記フェムトセル基地局に２回目の通知を行うステップと、前記フェムトセル基地局が、２回目の通知に基づいて、前記フェムトセル基地局に送信中の携帯端末の最大許容送信電力を増加させるステップとを有する。
【００１７】
更なる実施形態では、前記通信システムは、前記マクロセル基地局と隣接する他のマクロセル基地局を少なくとも１つ備え、前記方法は、前記マクロセル基地局での前記ノイズ上昇又は干渉が比較的高いことを通知した後に、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が改善されたか否かを判定するステップと、前記マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が改善されなかった場合に、前記マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉を前記少なくとも１つの他のマクロセル基地局に通知するステップと、前記少なくとも１つの他のマクロセル基地局は、前記通知に基づいて、前記他のマクロセル基地局に送信中の携帯端末の前記最大許容送信電力を調整するステップと、を更に有する。
【００１８】
本発明の第２の側面によれば、マクロセル基地局のカバーエリアに位置するフェムトセル基地局を操作する方法であって、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉の通知を受信するステップと、受信した通知に基づいて、前記フェムトセル基地局に送信中の携帯端末が使用する最大許容送信電力を調整するステップとを備える方法が提供される。
【００１９】
ある実施形態では、フェムトセル基地局は、マクロセル基地局での目標ノイズ上昇又は干渉レベルを、前記ノイズ上昇又は干渉の通知から決定する。
【００２０】
ある実施形態では、調整ステップは、前記目標ノイズ上昇又は干渉レベルに基づいて、前記最大許容送信電力を調整することを含む。
【００２１】
ある実施形態では、調整ステップは、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が比較的高いという通知を受信した場合に、前記最大許容送信電力を低減し、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が比較的低いという通知を受信した場合に、前記最大許容送信電力を増加させることを含む。
【００２２】
上述の実施形態において、前記最大許容送信電力を減少又は増加させるとは、前記最大許容送信電力を、それぞれ所定の値に減少又は増加させることを含む。あるいは、前記最大許容送信電力を減少又は増加させるとは、前記最大許容送信電力を、それぞれ所定の量で減少又は増加させることを含む。
【００２３】
より好ましい実施形態では、受信ステップは、Ｘ２インタフェース上のシグナリングを用いて、ノイズ上昇又は干渉の通知を受信することを含む。
【００２４】
好ましくは、ノイズ上昇又は干渉の通知には、「アップリンク干渉過負荷」インジケータを含む。
【００２５】
ある実施形態では、受信ステップは、マクロセル基地局からノイズ上昇又は干渉の通知を受信することを含む。
【００２６】
他の実施形態では、受信ステップは、前記フェムトセル基地局および前記マクロセル基地局との通信インタフェースを有するＸ２プロキシ又はフェムトゲートウェイからノイズ上昇又は干渉の通知を受信することを含む。
【００２７】
本発明の第３の側面によれば、上述の方法を実行するよう構成されたフェムトセル基地局が提供される。
【００２８】
本発明の第４の側面によれば、マクロセル基地局のカバーエリアに位置するフェムトセル基地局との通信インタフェースを有するネットワークノードを運用する方法であって、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉を前記フェムトセル基地局に通知し、前記フェムトセル基地局が、受信した通知に基づいて、前記フェムトセル基地局に送信中の携帯端末の最大許容送信電力を定めるステップを備える方法が提供される。
【００２９】
より好ましい実施形態では、前記通知ステップは、Ｘ２インタフェース上のシグナリングを用いてノイズ上昇又は干渉を通知することを含む。
【００３０】
好ましくは、ノイズ上昇又は干渉の通知には、「アップリンク干渉過負荷」インジケータを含む。
【００３１】
好ましくは、前記方法は、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が比較的高いと通知された後に、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が改善されたか否かを判定するステップと、前記マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が改善されなかった場合に、前記フェムトセル基地局に２回目の通知を行うステップと、前記フェムトセル基地局が、２回目の通知に基づいて、前記フェムトセル基地局に送信中の携帯端末の最大許容送信電力を増加させるステップとを有する。
【００３２】
更なる実施形態では、前記方法は、前記マクロセル基地局での前記ノイズ上昇又は干渉が比較的高いことを通知した後に、マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が改善されたか否かを判定するステップと、前記マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉が改善されなかった場合に、前記マクロセル基地局でのノイズ上昇又は干渉を、前記マクロセル基地局に隣接する前記少なくとも１つの他のマクロセル基地局に通知するステップと、前記少なくとも１つの他のマクロセル基地局は、前記通知に基づいて、前記他のマクロセル基地局に送信中の携帯端末の前記最大許容送信電力を調整するステップと、を更に有する。
【００３３】
より好ましい実施形態では、ネットワークノードは、マクロセル基地局である。
【００３４】
別の実施形態では、ネットワークノードは、前記マクロセル基地局及び前記フェムトセル基地局との通信インタフェースを有する。
【００３５】
上記の実施形態において、ネットワークノードは、Ｘ２プロキシ又はフェムトゲートウェイである。
【００３６】
本発明の第５の側面によれば、上述の方法を実行するよう構成されたネットワークノードが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
本発明の各実施例は、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）。
【００３８】
【図１】図１は、通信ネットワークの一例を示す。
【図２】図２は、本発明に係る方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、マクロセル基地局とフェムトセル基地局との間のＸ２インタフェースを表す図である。
【図４】図４は、本発明に係る他の方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、マクロセル基地局とフェムトセル基地局との間のＸ２プロキシ又はフェムトゲートウェイの一例を表す図である。
【図６】図６は、マクロセル領域内のフェムトセルの密集度に対するスループットの変化を例示するグラフである。
【図７】図７は、マクロセルの境界におけるユーザ装置に対するフェムトセルの密集度に対するスループットの変化を例示するグラフである。
【図８】図８は、フェムトセル領域内のフェムトセルの密集度に対するスループットの変化を例示するグラフである。
【図９】図９は、フェムトセルの境界におけるユーザ装置に対するフェムトセルの密集度に対するスループットの変化を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、ＬＴＥ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第３又は次世代携帯通信ネットワーク等、他のタイプの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）を使用するが、本発明は、マクロセル及びフェムトセル基地局がそれぞれ異なる無線インタフェースを使用する場合（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）にも適用できる。
【００４０】
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を、ｅＮＢｓ（evolved Node Bs）と称する。
【００４１】
（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。
【００４２】
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。
【００４３】
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内の通信ネットワーク２に、複数の携帯端末（ＵＥ）１２も配置されている。
【００４４】
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、制御信号及び／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。
【００４５】
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、フェムトセル基地局８と関連づけられている。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、制御信号及び／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。
【００４６】
上述したように、適切に制御されていなければ、フェムト−ＵＥからのアップリンク送信（すなわち、携帯端末１２ｅ及び１２ｆからフェムトセル基地局８への送信）は、マクロセル基地局４で好ましくないレベルの干渉を引き起こす。これにより、マクロ−ＵＥからのアップリンク送信（すなわち、携帯端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄからマクロセル基地局４への送信）の品質が損なわれてしまう。
【００４７】
本発明によれば、フェムトセル基地局８は、マクロセル基地局４でのノイズ又は干渉の測定に基づいて、フェムト−ＵＥの最大許容送信電力を定める。この方法を図２に示す。
【００４８】
なお、ノイズ上昇を測定する代わりに、干渉レベル、雑音及び干渉レベル、又は他の同様のパラメータを測定してもよい。
【００４９】
具体的には、マクロセル基地局４で、ノイズ上昇を測定する（ステップ１０１）。例えば、熱雑音レベルを、３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．２１４で定義される「熱雑音電力」測定に従って測定することができる。干渉プラス雑音電力レベルは、３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．２１４で定義される「受信干渉電力」測定に従って、測定できる。これら２つの測定の比として、ノイズ上昇を決定することができる。
【００５０】
ステップＳ１０３において、マクロセル基地局４で測定されたノイズ上昇又は許容ノイズ上昇を、フェムトセル基地局８に通知する。
【００５１】
ステップ１０５において、フェムトセル基地局８は、測定されたノイズ上昇又は許容ノイズ上昇の通知に基づいて、フェムトセル基地局８と関連付けられている全てのフェムト−ＵＥの最大許容送信電力を定める。
【００５２】
特定の実施形態では、マクロセル基地局４でのノイズ上昇又は干渉が第１のしきい値よりも大きいと通知された場合、フェムトセル基地局８は、最大許容送信電力を減少させることができる。また、マクロ基地局８でのノイズ上昇又は干渉が第２のしきい値よりも小さいと通知された場合、フェムトセル基地局８は、最大許容送信電力を増加させることができる。第２のしきい値は、第１のしきい値と等しくてもよい。しかしながら、第２のしきい値が、第１のしきい値よりも小さければ、マクロセル基地局４でのノイズ上昇又は干渉が第１のしきい値と第２のしきい値との間にあると通知された場合、フェムトセル基地局８は、最大許容送信電力を現在の値に維持できる。
【００５３】
特定の実施形態では、フェムトセル基地局８は、（３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．３３１で定義されるように）、Ｐ−Ｍａｘ、アップリンク電力制御共用(UplinkPowerControlCommon)及び／又はアップリンク電力制御専用(UplinkPowerControlDedicated)情報要素内で適切な値を定める。
【００５４】
ある実施形態では、測定されたノイズ上昇又は許容ノイズ上昇は、Ｘ２として知られるインタフェースを使って、フェムトセル基地局８に通知される。Ｘ２は、マクロセル基地局同士、及び将来的には（ＬＴＥ仕様の将来のリリースでは）マクロセル基地局とフェムトセル基地局とを相互接続するのに使用されるインタフェースである。Ｘ２インタフェースは、図３に例示されている。Ｘ２インタフェースにより、マクロセル基地局及びフェムトセル基地局は、動作連携のために高次のネットワーク局を使用することなく、ハンドオーバー等の動作を開始し、完了できる。
【００５５】
特に、Ｘ２インタフェースは、他の手段では不可能な、フェムトセル基地局８にマクロセル基地局４の負荷及び使用量を通知するのに利用できる。フェムトセル基地局８は、マクロセル基地局４の負荷及び使用量の通知を用いて、フェムト−ＵＥの最大許容送信電力を定めることができる。
【００５６】
通知には、Ｘ２「アップリンク干渉過負荷（UL Interference Overload）」インジケータを含んでもよい。「アップリンク干渉過負荷」インジケータは、それぞれの物理資源ブロック（ＰＲＢ：Physical Resource Block）に対して、「高」、「中」又は「低」の値で、マクロセル基地局４での干渉負荷を示す。
【００５７】
「アップリンク干渉過負荷」インジケータの値が「高」であるとは、フェムト−ＵＥに起因するマクロセル基地局４でのノイズ上昇が、インジケータの値が「低」である場合よりも低いことを意味していると解釈するよう、フェムトセル基地局８を構成できる。したがって、フェムトセル基地局８は、フェムト−ＵＥの最大許容送信電力を調整することができる。特に、フェムトセル基地局８は、マクロセル基地局４でのノイズ上昇が低値である場合には、最大許容送信電力をより低く定めることができる。逆もまた同様である。
【００５８】
ある実施形態では、例えば、マクロセル基地局４でのノイズ上昇の特定の値を、インジケータの特定の値とそれぞれ関連付けることによって、フェムトセル基地局８は、絶対的な方法で、「アップリンク干渉過負荷」インジケータの値を解釈できる。フェムトセル基地局８は、特定のノイズ要求を満たすように、フェムト−ＵＥの最大許容送信電力を定めることができる。
【００５９】
「アップリンク干渉過負荷」インジケータが「高」である場合のマクロセル基地局４でのノイズ上昇は、例えば０．１ｄＢであり、一方、インジケータが「低」である場合のマクロセル基地局４でのノイズ上昇は、例えば１．０ｄＢである。インジケータが「中」の場合のノイズ上昇は、中間値、例えば０．５ｄＢである。
【００６０】
マクロセル基地局４での目標ノイズ上昇という点において、このようにＸ２インタフェースを使うことで、マクロセル基地局４のカバーエリア内の全てのフェムトセル基地局８が同期化される。これは、マクロセル基地局４とカバーエリア６内のフェムトセル基地局８のそれぞれとの間にＸ２インタフェースが存在し、各フェムトセル基地局８は同じ「アップリンク干渉過負荷」インジケータの値を受信するからである。
【００６１】
他の実施形態では、例えば、インジケータの値にしたがってマクロセル基地局４でのフェムト−ＵＥに起因するノイズ上昇のレベルを増加、減少、又は維持することによって、フェムトセル基地局８は、相対的な方法で、「アップリンク干渉過負荷」インジケータの値を解釈できる。例えば、「アップリンク干渉過負荷」インジケータが「高」の場合、フェムト−ＵＥに起因するマクロセル基地局４でのノイズ上昇は、例えば０．１ｄＢ減少されると仮定される。同様に、「アップリンク干渉過負荷」インジケータが「低」の場合、フェムト−ＵＥに起因するマクロセル基地局４でのノイズ上昇は、例えば０．１ｄＢ増加される仮定される。フェムトセル基地局８は、「中」の値をとるインジケータを受信すると、マクロセル基地局４での現在のノイズ上昇を維持する。
【００６２】
しかしながら、本実施例では、フェムトセル基地局８の全てが、マクロセル基地局４でのノイズ上昇の同一の値を使用していることを確実にするために、フェムトセル基地局８同士を周期的に同期させることが必要である。本同期は、Ｘ２インタフェースを通じたシグナリングを使用して実行される。
【００６３】
本発明の他の実施形態では、Ｘ２インタフェースにおいて「アップリンク干渉過負荷」インジケータを使用する代わりに、フェムト−ＵＥに起因し、マクロセル基地局４で許容されるノイズ上昇を、より細かな調整が可能なＸ２インタフェースの異なるメッセージを使用して通知できる。例えば、このメッセージは、マクロセル基地局４で許容されるノイズ上昇に対し複数の特定の値を示すことができるように定義される。さらに、このメッセージの値は、マクロセル基地局４のカバーエリア６内にあるフェムトセル基地局８のそれぞれに対し個別に設定され、フェムト−ＵＥの異なるグループに起因するマクロセル基地局４でのノイズ上昇に対してさらに大きな制御を可能にする。
【００６４】
上述の方法は、マクロセル基地局４でのフェムト−ＵＥに起因するノイズ上昇を制御することができるが、マクロセル基地局４でのノイズ上昇の一部又は全ては、実際には他の隣接するマクロセル基地局（図１には図示されていない）と関連付けられている携帯端末からの送信に起因する可能性がある。
【００６５】
したがって、ノイズ上昇が他のマクロセル基地局と関連付けられたマクロ−ＵＥに起因する場合、フェムト−ＵＥの最大許容送信電力を制限することは望ましくなく、かつ不要である。その一方、ノイズ上昇がフェムト−ＵＥに起因している場合、他のマクロセル基地局と関連付けられたマクロ−ＵＥの最大許容送信電力を制限するのは望ましくない。他のマクロセル基地局のカバーエリアが減少してしまうかもしれないからである。
【００６６】
図４のフローチャートは、この問題を解決するために通信システム２を運用する方法を例示している。本方法では、（最大許容送信電力の点から）マクロ−ＵＥの運用とは無関係に、（最大許容送信電力の点から）フェムト−ＵＥの運用が行われる。
【００６７】
ステップ１２１では、マクロセル基地局４でのノイズ上昇を測定する。このステップは、上述した図２のステップ１０１と同様の方法で実行される。
【００６８】
ステップ１２３では、測定されたノイズ上昇が許容範囲内にあるか否かを判定する。具体的には、測定されたノイズ上昇をノイズしきい値と比較することにより判定できる。ノイズ上昇が許容範囲内にある場合、ステップ１２１に進む。
【００６９】
ノイズ上昇が許容範囲外の場合、ステップ１２５に進み、ノイズ上昇をマクロセル基地局４のカバーエリア６内のフェムトセル基地局８に通知する。ノイズ上昇は、図２及び３を参照し上述した実施形態のいずれかを使用してフェムトセル基地局８に通知される。
【００７０】
ステップ１２７において、フェムトセル基地局８が、受信した通知に基づいて、フェムトセル基地局８と関連付けられたフェムト−ＵＥの最大許容送信電力を調整する。この調整は、図２及び３を参照して上述した実施形態のいずれかに従って実行される。
【００７１】
ステップ１２９では、フェムト−ＵＥの最大許容送信電力の調整が、マクロセル基地局４でのノイズ上昇において、無視できないほどの、又は著しい改善（すなわち、減少）をもたらしたか否かを判定する。
【００７２】
もし、調整がノイズ上昇において無視できないほどの改善をもたらした場合、ステップ１２１から処理を繰り返す。
【００７３】
調整が、ノイズ上昇において無視できないほどの改善をもたらさなかった場合、マクロセル基地局４でのノイズ上昇は、フェムト−ＵＥに起因するものではない可能性がある。したがって、ステップ１３１に移り、フェムト−ＵＥの最大許容送信電力の変更を取り消すか、無効にする。フェムトセル基地局８が最大許容送信電力をステップ１２７の実行前の値に設定するよう、フェムトセル基地局８に適切に通知することによって、最大許容送信電力の変更を無効にできる。
【００７４】
次のステップ１３３では、マクロセル基地局４でのノイズ上昇が、マクロセル基地局４に隣接する他のマクロセル基地局に通知される。上述した本発明の実施形態と同様に、ノイズ上昇は、Ｘ２インタフェースを通じたシグナリングを使用して、他のマクロセル基地局に通知される。マクロセル基地局は、通知を用いて、マクロセル基地局と関連付けられるマクロ−ＵＥの最大許容送信電力を調整するよう構成されてもよい。
【００７５】
本発明の上述の実施形態では、フェムトセル基地局８とマクロセル基地局４との間のＸ２インタフェースを介したシグナリングは、マクロセル基地局４でのノイズ上昇を通知するのに使用される。しかしながら、本発明の別の実施形態では、Ｘ２プロキシ又はフェムトセルゲートウェイがフェムトセル基地局８とマクロセル基地局４との間に備えられる。これを、図５に例示する。
【００７６】
Ｘ２プロキシ又はフェムトゲートウェイ１４は、マクロセル基地局４が維持しなければならない、カバーエリア６内にあるフェムトセル基地局８とのＸ２インタフェースの数を低減する。各フェムトセル基地局とのＸ２インタフェースの代わりに、マクロセル基地局４は、（隣接するマクロセル基地局とのＸ２インタフェースと同様に）、Ｘ２プロキシ／フェムトゲートウェイ１４とのシングルＸ２インタフェースを有する。Ｘ２プロキシ／フェムトゲートウェイは、フェムトセル基地局８のそれぞれに対応するＸ２インタフェースを有する。なお、Ｘ２以外のインタフェースをＸ２プロキシ／フェムトゲートウェイとフェムトセル基地局８との間のインタフェースとして使用してもよい。
【００７７】
Ｘ２プロキシ又はフェムトゲートウェイ１４は、マクロセル基地局４からのロード情報を受信し、（必要であれば）通知を調整し、適切な通知をフェムトセル基地局８に送信する。Ｘ２プロキシ又はフェムトゲートウェイ１４は、上述したように、マクロセル基地局４から「アップリンク干渉過負荷」インジケータを受信することができ、同一の、又は、異なるインジケータをフェムトセル基地局８に提供することができる。
【００７８】
図４に示す方法を導入した通信システムでは、１２１〜１２５、１２９及び１３１の各ステップを、Ｘ２プロキシ又はフェムトゲートウェイ１４によって実行できるので、Ｘ２プロキシ又はフェムトゲートウェイ１４は、マクロセル基地局４を従来の設計から修正しなくて済む。特に、Ｘ２プロキシ又はフェムトゲートウェイ１４は、フェムト−ＵＥの最大許容送信電力の変更がマクロセル基地局４で測定されるノイズ上昇に影響を与えるか否かを判定し、判定に従ってフェムトセル基地局８へのシグナリングを調整できる。
【００７９】
ＬＴＥ（特に、３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．２１４）の現在の仕様では、マクロセル基地局４による干渉測定及びＸ２シグナリングは、資源ブロック毎に実施されることになっているので、図２及び図４を参照して説明した処理は、物理資源ブロック（ＰＲＢ）ごとに実行されることができる。この場合、フェムト−ＵＥが使用できる最大送信電力は、フェムト−ＵＥに割当てられたＰＢＲの集合の関数として設定される。なお、フェムト−ＵＥの送信電力は、端末に割当てられるＰＢＲにわたって、一定である。
【００８０】
さらに、マクロセル基地局４及びフェムトセル基地局８は、同一ではないが、重複するＰＲＢの集合を使用してもよい。したがって、フェムト−ＵＥに対して最大許容送信電力を定める際、フェムトセル基地局８は、フェムトセルによって使用されるＰＢＲの集合と重複するマクロセルＰＲＢから得られる通知を考慮する。
【００８１】
さらに、各処理は、通信ネットワーク２で使用される各周波数搬送波に対し別々に実行されることができる。
【００８２】
上述の各実施形態では、Ｘ２インタフェースを用いて説明を行ったが、（Ｘ２プロキシ又はフェムトゲートウェイが、通信システム２に存在するか否かにかかわらず）他の制御インタフェースを介したシグナリングを使用することができる。
【００８３】
例えば、他の実施形態では、Ｘ２インタフェースを使用する代わりに、フェムト−ＵＥの最大許容送信電力は、フェムトセル基地局８と、コアネットワーク（図１では不図示）に存在するオペレーションセンターとの間のオペレーション＆メンテナンス（Ｏ＆Ｍ）インタフェースによる、より遅い基盤に基づいて制御される。マクロセル基地局４から受信する干渉レポートに基づき、オペレーションセンターが制御を行う。干渉レポートは、マクロセル基地局４とオペレーションセンターとの間のインタフェースを経由してオペレーションセンターに送信される。この場合、フェムトセル基地局８及びマクロセル基地局４の地理的位置を知ることができ、したがって、オペレーションセンターでの制御では、マクロセル基地局４のカバーエリア６内にあるフェムトセル基地局８の密度の関数として、フェムト−ＵＥの最大許容送信電力を定めることができる。
【００８４】
図６〜図９は、上述した発明のパフォーマンス利益を示している。
【００８５】
固定されたスキームに対し、マクロセル基地局での目標ノイズ上昇を１ｄＢに設定した場合、平均的なユーザ装置（図６）と、セル境界でのユーザ装置（図７）のいずれに対しても、マクロセルの増加に対するアクティブなフェムトセル基地局の密度として、マクロセルのパフォーマンスに大きな悪化が見られる。例えば、セル境界（５パーセンタイル）のユーザ装置において、フェムトセル基地局の数の増加に伴い、スループットは、約２７５ｋｂ／ｓから５０ｋｂ／ｓまで低減される。
【００８６】
しかしながら、ノイズ上昇を０．１ｄＢに設定した場合、パフォーマンスの悪化は、マクロセルに対してはかなり少ないが、フェムトセル密度が小さい場合にフェムトセルでのスループットの制限につながる。例えば、図９は、セル境界（５パーセンタイル）でのユーザ装置に対するスループットが７Ｍｂ／ｓから１Ｍｂ／ｓまで低減されることを示している。
【００８７】
したがって、これらのグラフは、最大許容送信電力の調整が、望ましいものであり、従来の固定された最大許容送信電力スキームに対しパフォーマンス利益を与えることを示している。
【００８８】
さらに、グラフは、最大許容送信電力の調整を、より細かく行う（例えば、０．１ｄＢ及び１．０ｄＢという２以上の許容ノイズ上昇を備える）ことが、効果的であることを示している。例えば、フェムトセルの媒体密度に対する０．５ｄＢのノイズ上昇のほうが、０．１ｄＢのノイズ上昇よりも、フェムトセルに対するパフォーマンスを向上させる。一方で、マクロ−ＵＥに対して十分な保護も与えられる。
【００８９】
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。
【００９０】
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】
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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】
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【外国語明細書】
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