(57)【要約】【課題】  隣接セル間で効率的に時間領域の干渉制御を可能とすること。【解決手段】  上り干渉電力をＨＡＲＱのインタレースごとに測定し、干渉電力の小さかったインタレースにデータチャネル及び制御チャネルを集中的に配置する。ＨＡＲＱのルールに基づくと、下りで使用するインタレースも一意に定める事が可能となり、時分割的に通信チャネルを管理する事が可能となる。上りの干渉電力によって定まるインタレースの割り当て優先順に従ってスケジューリングする。全インタレースに跨ってどのインタレースで周波数リソースを割り当てればよいかを管理した上で、スケジューリングすることにより、干渉の低いインタレースを選択的にスケジューリングすることが可能となると共に、隣接セル間の干渉発生を抑圧し、さらに自律分散的に干渉の少ないインタレースを検出する精度を向上する。【選択図】図４
2014220769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局であって、
送信タイミングが一定の周期となるように定められた複数のインタレースにおいて、前記周期内の各インタレースにおける上り干渉電力を測定する干渉測定部と、
前記干渉測定部により測定された上り干渉電力の小さいインタレースから順に、上り通信に用いる各々の上りインタレースの優先順位を決定し、前記上りインタレースの優先順位の高い順に各端末への周波数リソースの割り当てを行い、各々の前記上りインタレースに制御情報及び／又はデータを含めることにより、前記周期内の全て又は複数のインタレースをスケジューリングするためのスケジューラと
を備えた前記基地局。
【請求項２】
請求項１に記載された基地局であって、
前記スケジューラは、各々の前記上りインタレースから予め定められたタイミングだけシフトしたタイミングで下り通信に用いる各々の下りインタレースの優先順位を決定し、前記上りインタレース及び前記下りインタレースの優先順位の高い順に各端末への周波数リソースの割り当てを行い、各々の前記上りインタレース及び前記下りインタレースに制御情報及び／又はデータを含めることを特徴とする前記基地局。
【請求項３】
請求項１に記載された基地局であって、
前記スケジューラは、
各インタレースの上りの干渉電力が予め定められた一定値よりも大きいインタレースに対しての割り当てを行う際には、周波数リソースの割当方法を変更すること、又は、電力制御することを特徴とする前記基地局。
【請求項４】
請求項３に記載された基地局であって、
前記スケジューラは、前記周波数リソースの割当方法を変更するとき、当該インタレースにおける信号送信電力を下げること、又は、変調方式をＱＰＳＫに限定すること、又は、当該インタレースにおける利用可能な周波数リソースを減少することを特徴とする前記基地局。
【請求項５】
請求項１に記載された基地局であって、
各インタレース毎に、測定された干渉電力を記憶する干渉テーブルを備え、
前記スケジューラは、
スケジューリングの対象となる端末と割当候補のインタレースを抽出し、
前記干渉テーブルから、干渉電力の小さいインタレースから順に割り当て優先順位の高いインタレースとして選択し、
前記選択されたインタレースの干渉電力が予め定められた閾値を超えているかどうかを判定し、
前記干渉電力が前記閾値を上回る場合には、制約を設けたスケジューリングを実施し、一方、干渉電力が前記閾値以内であれば、制約を設けない通常スケジューリングを実施する
ことを特徴とする前記基地局。
【請求項６】
請求項５に記載された基地局であって、
前記スケジューラは、割当の対象とする端末として、キューにトラフィック残量をもつ端末を、スケジューリングの優先順位を決定するための、送信済みレート、チャネル情報の瞬時値、割り当てからの経過時間、又は、その他のコスト関数に従い順に選択することを特徴とする前記基地局。
【請求項７】
請求項５に記載された基地局であって、
前記通常スケジューリングは、制御チャネルとデータチャネルを特定のインタレースから順にまとめて割り当てることを特徴としたスケジューリングであることを特徴とする前記基地局。
【請求項８】
請求項５に記載された基地局であって、
前記制約を設けたスケジューリングは、制御チャネルのみを送信するサブフレームとする制限、周波数リソースの使用数の制限、送信電力の制限、又は、使用可能な変調方式の制限を加えたスケジューリングであることを特徴とする前記基地局。
【請求項９】
請求項５に記載された基地局であって、
前記スケジューラは、
スケジューリングの結果を変調信号に変え、ターゲットサブフレームにおける変調信号を送信バッファに格納し、
前記送信バッファから、各時刻で送信すべき変調信号を読みだす
ことを特徴とする前記基地局。
【請求項１０】
請求項９に記載された基地局であって、
前記スケジューラは、一番割り当て優先順位の低いインタレースを使い切るか、前記送信バッファから全ての送信待ちデータが掃き切れたら、スケジューリング処理を終了することを特徴とする前記基地局。
【請求項１１】
請求項１に記載された基地局であって、
前記スケジューラは、インタレースの割り当て優先順位を決めるための処理を、周辺無線環境の変化、又は、送信待ちトラフィックの分布変化によって検出したことをトリガにして、実施することを特徴とする前記基地局。
【請求項１２】
請求項１１に記載された基地局であって、
前記スケジューラは、前記周辺無線環境の変化を、周期的に測定を行うインタレースごとの上り干渉電力の変化、ＨＡＲＱの成功回数、報告されるチャネル情報、その他の下り通信品質の変化によって検出することを特徴とする前記基地局。
【請求項１３】
請求項１１に記載された基地局であって、
前記スケジューラは、予め定められた動作禁止タイマーが満了するまでの間は、周辺無線環境の変化、又は、送信待ちトラフィックの分布変化を検出しても、インタレースの前記割当て優先順位を決める処理を実行しないことを特徴とする前記基地局。
【請求項１４】
無線通信システムであって、
基地局を備え、
前記基地局は、
送信タイミングが一定の周期となるように定められた複数のインタレースにおいて、前記周期内の各インタレースにおける上り干渉電力を測定する干渉測定部と、
前記干渉測定部により測定された上り干渉電力の小さいインタレースから順に、上り通信に用いる各々の上りインタレースの優先順位を決定し、前記上りインタレースの優先順位の高い順に各端末への周波数リソースの割り当てを行い、各々の前記上りインタレースに制御情報及び／又はデータを含めることにより、前記周期内の全て又は複数のインタレースをケジューリングするためのスケジューラと
を備えた前記無線通信システム。
【請求項１５】
基地局における干渉制御方法であって、
送信タイミングが一定の周期となるように定められた複数のインタレースにおいて、前記周期内の各インタレースにおける上り干渉電力を測定し、
前記干渉測定部により測定された上り干渉電力の小さいインタレースから順に、上り通信に用いる各々の上りインタレースの優先順位を決定し、
前記上りインタレースの優先順位の高い順に各端末への周波数リソースの割り当てを行い、
各々の前記上りインタレースに制御情報及び／又はデータを含め、
前記周期内の全て又は複数のインタレースをスケジューリングする
前記干渉制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局及び無線通信システム及び干渉制御方法に係り、特に、複数の小型基地局が密集する環境において、自律分散的に干渉制御を行う基地局及び無線通信システム及び干渉制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セルラ無線通信システムの開発が盛んに行われている。セルラ無線通信システムのアクセスに用いられる変調方式は、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を経て、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｔｉｌｐｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式の採用が進められている。
ＯＦＤＭＡを採用したセルラ無線通信システムとして、世界的に採用されているのが、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）である。ＬＴＥには、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ：周波数分割双方向）、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ：時間分割双方向）といった２つのアクセス方式がある。両者を呼び分けるため、後者をＴＤ−ＬＴＥと呼ぶことがある。
セルラ無線通信システムでは、基地局がカバーするサービスエリアをセルと呼び、そのセルの大きさによりマクロセル、ピコセル、フェムトセルなどと分別されて呼ばれる。あるいは、サポート機能の違いを持って、呼び方が変わることもある。
セルエッジ（セルの端）と呼ばれる、サービスエリアの境界領域では、端末と基地局の間の通信が困難になることが知られている。これは、通信をするために必要なチャネル容量を十分に得ることができないためである。セルエッジは基地局からの電力が距離減衰すること、あるいは、隣接セルからの干渉電波が到来することにより発生する。
ＯＦＤＭＡのセルラ無線通信システムでは、隣接セルからの干渉を回避することが難しい。セルエッジでは隣接セルからの干渉電力レベルと、自セルからの所望信号レベルが拮抗すると、通信品質を現す指標のひとつであるＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）の劣化が生じる場合がある。セルエッジに存在する端末は、ＳＩＮＲが劣化すると、通常より多い無線リソースを使用しなければ通信できない場合がある。つまり、このような場合、セルエッジの端末は高速通信ができないだけでなく、他のＳＩＮＲが良い端末に割当てられる無線リソースを占有するともいえる。
【０００３】
通常、ネットワークオペレータのエリア設計により、端末が存在しにくい地形にセルエッジが来るように基地局を設置する。しかし、都市の中心部など、人口の密集により、基地局の収容性能（通信速度、接続端末数など）を超過する場合、負荷を分散させる目的で、基地局を追加する。このような場合、セルエッジを端末の少ない地点に割当てるセル設計は困難になることが想定される。よって、通信方式あるいは無線リソースの割り当て最適化により、セルエッジの通信品質を改善することが重要になる。
隣接セル間同士で、高電力で無線信号を送信できる周波数帯を分けて、その周波数帯を使用してセルエッジをカバーする技術であるＦＦＲ（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｕｓｅ）の採用が効果的で有る事が知られている。ＦＦＲを適用すると、セルセンタ端末とセルエッジ端末を区別して、無線リソースの割当と電力を調整する。ＦＦＲを用いない場合、全帯域（ｆ０）で等電力送信し、セルセンタ（基地局近傍）とセルエッジで分け隔てなくスケジューリングできるが、セルエッジにおいて隣接セル間で大きな干渉が発生してしまう場合がある。そこで、ＦＦＲでは、周波数帯域（ｆ０）を分割（ｆ１、ｆ２、ｆ３）し、それぞれの周波数帯で出力できる電力を調節し、セルごとにその組合せ（ｆ１、ｆ２、ｆ３）を適切に選択する事により、隣接セル間の干渉の抑制を図っている。
ＯＦＤＭＡ方式を採用したマクロセル基地局においては、ＦＦＲを用いてセル間干渉の発生を抑圧する。しかし、例えばフェムトセル基地局やピコセル基地局など、マクロセル基地局の負荷を分散する目的で配置された基地局との間では、ＦＦＲを適用することは困難な場合がある。
例えば、マクロセル内に複数のピコセルがオーバーレイしている状況を考えると良い。高密度に存在する端末に対処するため、ピコセル基地局が設置される時、ピコセル基地局がマクロセルに複数存在すると、ＦＦＲのパタン重複の課題がある。このような領域では、ＦＦＲの適用により周波数軸での電力制限が厳しいことが想定される。
このような領域では、ｅＩＣＩＣ（ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｉｎｔｅｒ  Ｃｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれる、時間領域での干渉制御技術の適用が、標準化団体である３ＧＰＰ（３ｒｄ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）で検討されている。ｅＩＣＩＣは、マクロセル基地局が通信を行わない（ミューティング）期間を設けて、ピコセル基地局への干渉を下げる技術である。マクロセル基地局の通信速度は下がることになるが、オーバーレイされるピコセル基地局の通信品質が上がることにより、総合的にカバーエリア内の通信品質が改善される。
３ＧＰＰでは、マクロセル基地局がミューティングする時間をＡＢＳ（Ａｌｍｏｓｔ  Ｂｌａｎｋ  Ｓｕｂｆｒａｍｅ）と名付けて、通信の継続に必要な参照信号と制御信号のみを送信し、データ信号を送信しないサブフレームと定義している。ＡＢＳのタイミングをピコセル基地局と共有することで、干渉を緩和するサブフレームとして機能させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３５３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フェムトセルのようなセル半径の小さい基地局では、セルセンタとセルエッジを区別することが一般には困難である。そのため、ＦＦＲのようにセルセンタとセルエッジを区別して、周波数領域で使用する帯域を分割する干渉制御は、通常、適用困難と考えられる。
このようなセル半径の小さなセル間干渉に対しては、時間領域での干渉制御の適用が同様に有効であると考えられる。時間領域の干渉制御は、隣接する基地局間でデータ送信を停止（ミューティング）するタイミングを設けることにより実現される。
本発明の検討対象とする、例えば、フェムトセル基地局とフェムトセル基地局の間の干渉電力制御においては、マクロセル基地局とピコセル基地局のケースのようにマスターとスレイブの関係を構築しにくい。なぜなら、フェムトセル基地局同士が直接信号を交わすインタフェースはＬＴＥの標準仕様ではサポートされていないことや、フェムトセル基地局は、プライベート環境で設置される可能性が高く、ユーザ間でサービスに優劣をつける実施形態は見込みにくいためである。以上の要件から、一方の基地局がマスターとなってミューティングのタイミングを集中制御する実施の形態は難しい。よって、全ての基地局がマスターでありスレイブとして動作する、自律分散的な干渉電力制御が重要となる。
【０００６】
特許文献１では、時間領域で干渉電力を制御するため、ＦＤＤのＬＴＥシステムをサブフレーム単位で区切って時分割システムのように動作させる方法が示されている。具体的には、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ）の仕組みを利用している。
ＨＡＲＱは、受信成功可否の応答は固定時間長だけ待機してから返すこと、初回あるいは再送するタイミングは固定間隔あけて行うことが標準規格で定められている。ＨＡＲＱの送信タイミングの周期的な繰り返しの、１周期をプロセス長とよび、プロセス内の各送信サブフレームのことをインタレースと定義している。
特許文献１では、下りデータのＨＡＲＱ応答を返すサブフレームに、上りのデータ通信も送ること、また、上りデータのＨＡＲＱ応答を返すサブフレームに、下りのデータ通信も送ることにより、上下のデータ送信タイミングに一定の周期で通信する制約を設けている。この制約により、時分割システムのように、特定のサブフレームでのみ通信を行う動作を提供している。
さらに、特許文献１では、基地局は、上りの干渉電力をインタレースごとに計測し、その測定結果から、もっとも干渉電力の小さい上りインタレースを検出し、自セルで使用可能なインタレースとして割り当てる。基本的には他セルへの干渉を抑圧するため、１つのインタレースだけを割り当てることを前提とした動作が示されている。従来は、隣接する基地局に与える干渉電力を抑えて、エリアが破壊されないようにする事が重要な指標と考えられていたためである。
割り当てられたインタレースにおいてのみ、端末への無線リソーススケジューリングが許可されるため、割当インタレース数が少ないと、トラフィックが増加してきたときに対応できない。そこで、トラフィックが増加してくると、基地局は上り干渉電力の小さいインタレースから順に使用可能なインタレースとして追加割当する処理を行うことも開示されている。
【０００７】
しかし、この様に使用可能なインタレースを追加していく際には、再割り当てに伴う遅延時間の増加が見込まれる。また、基地局にトラフィックがたまっている事を前提に制御を行うと、急激にトラフィックが発生した場合、遅延時間が増大する傾向になる。
また、特許文献１では、複数のインタレースが割り当てられた時、どのインタレースから順に実際のスケジューリングを行うか開示されていない。通常、無線リソースのスケジューリングは、時刻つまりインタレースの前から順に端末に対して無線リソースの割り当てを行う。つまり、明示的にスケジューラの動作を規定しなければ、干渉電力の小さいインタレースから順番に、端末に対して無線リソースの割当ができない。結果、必ずしも干渉電力の小さいインタレースから順に使用されない状況が発生する。これにより、複数のインタレースを使用する時には、通信品質の劣化が起きる事が予想される。さらに、隣接基地局間で、割り当てが分散するため、インタレースごとの干渉電力の検出を失敗しやすくなる場合があり、割当インタレースの重複といった、予期せぬ動作を引き起こすことが考えられる。
本発明は、以上の点に鑑み、隣接セル間で効率的に時間領域の干渉制御を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の解決手段によると、
基地局であって、
送信タイミングが一定の周期となるように定められた複数のインタレースにおいて、前記周期内の各インタレースにおける上り干渉電力を測定する干渉測定部と、
前記干渉測定部により測定された上り干渉電力の小さいインタレースから順に、上り通信に用いる各々の上りインタレースの優先順位を決定し、前記上りインタレースの優先順位の高い順に各端末への周波数リソースの割り当てを行い、各々の前記上りインタレースに制御情報及び／又はデータを含めることにより、前記周期内の全て又は複数のインタレースをスケジューリングするためのスケジューラと
を備えた前記基地局が提供される。
【０００９】
本発明の第２の解決手段によると、
無線通信システムであって、
基地局を備え、
前記基地局は、
送信タイミングが一定の周期となるように定められた複数のインタレースにおいて、前記周期内の各インタレースにおける上り干渉電力を測定する干渉測定部と、
前記干渉測定部により測定された上り干渉電力の小さいインタレースから順に、上り通信に用いる各々の上りインタレースの優先順位を決定し、前記上りインタレースの優先順位の高い順に各端末への周波数リソースの割り当てを行い、各々の前記上りインタレースに制御情報及び／又はデータを含めることにより、前記周期内の全て又は複数のインタレースをケジューリングするためのスケジューラと
を備えた前記無線通信システムが提供される。
【００１０】
本発明の第３の解決手段によると、
基地局における干渉制御方法であって、
送信タイミングが一定の周期となるように定められた複数のインタレースにおいて、前記周期内の各インタレースにおける上り干渉電力を測定し、
前記干渉測定部により測定された上り干渉電力の小さいインタレースから順に、上り通信に用いる各々の上りインタレースの優先順位を決定し、
前記上りインタレースの優先順位の高い順に各端末への周波数リソースの割り当てを行い、
各々の前記上りインタレースに制御情報及び／又はデータを含め、
前記周期内の全て又は複数のインタレースをスケジューリングする
前記干渉制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、隣接セル間で効率的に時間領域の干渉制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】セルラ無線通信システムとフェムトセル基地局の密集配置を説明する図。
【図２】本実施の形態におけるフェムトセル基地局の機能ブロック図を説明する図。
【図３】本実施の形態におけるフェムトセル基地局のハードウェア構成を説明する図。
【図４】本実施の形態における初期状態からのフローチャート。
【図５】インタレースを説明する図。
【図６】上りインタレースの選択を説明する図。
【図７】下りインタレースの選択を説明する図。
【図８】インタレース間の割り当て優先順をつけない場合の動作を説明する図。
【図９】本実施のスケジューラの動作フローチャート。
【図１０】本実施の形態における定常状態からのフローチャート。
【図１１】本実施の形態における定常状態から、下り通信品質でトリガをかける動作シーケンス図。
【図１２】上り干渉電力テーブルを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．概要
本発明を実施する為の形態について、いくつかの実施の形態を挙げて説明する。これらの実施の形態は、個別で実施しても良いが、組合せて実施しても良い。以下の説明において、図中で同じ符号番号がついたものは、同様の動作を行うため、重複する説明を省略する。
本発明の一態様によると、例えば次の通りである。
本発明の一態様のスケジューラは、スケジューリングを行おうとしている、ターゲットサブフレームのインタレース番号を確認し、割当優先順位の高いインタレースであるかどうかを確認する。現サブフレームよりも割り当て優先順位の高いインタレースに、ユーザを割り当てるための無線リソースに空きがあるかどうか確認し、以下の処理（１）又は（２）を実行する。
・処理（１）割り当てに余裕がある場合には、ターゲットサブフレームのインタレースが無線リソースの空きがある中で最も割り当て優先順位の高いインタレースである場合、当該インタレースが干渉電力の基準値比較によりスケジューラに割り当て制限が起きているかどうかを確認する。割り当て制限がない場合には通常のスケジューリングを実施する。割り当て制限がある場合には、周波数リソースの使用数の制限、送信電力の制限、使用可能な変調方式の制限などの処理を加えたスケジューリングを実施する。ここでいう普通のスケジューリングは、本実施の形態の特徴である、制御チャネルとデータチャネルを特定のインタレースから順にまとめて割り当てることを特徴としたスケジュールの事である。スケジューリングの結果をＬ１信号処理し、変調信号に変えた後、バッファにターゲットサブフレームにおける変調信号を格納しておく。
・処理（２）スケジューラが現在割り当てを行おうとしているターゲットサブフレームよりも優先順位の高いインタレースに、空きインタレースがある事を検出した場合、その優先順位が高く、無線リソースに空きがあるインタレースを対象にスケジューリングを実施する。そのインタレースが、干渉電力の基準値比較によりスケジューラに割り当て制限が起きているかどうかを確認し、割り当て制限がない場合には通常のスケジューリングを実施する。割り当て制限がある場合には、本実施の形態で説明したように、周波数リソースの使用数、送信電力の制限、使用可能な変調方式の制限などの処理を加えたスケジューリングを実施する。スケジューリングの結果をスケジューリングの結果をＬ１信号処理し、変調信号に変えた後、バッファ部に当該サブフレームにおける変調信号を格納しておく。
【００１４】
基地局の送信待ちデータのバッファからデータが掃けたことを確認し、掃けていない場合には、処理（１）又は（２）を繰り返す。最終的に、一番割り当て優先順位の低いインタレースを使い切るか、送信待ちデータのバッファから全てのデータが掃き切れたら、スケジューラの処理としては終了する。以上の動作を行う事により、上り干渉電力の低いインタレースから上りの使用インタレースを決定し、下りの使用インタレースも連動して決定されつつ、上りの干渉電力の低かったインタレースに割当が集中的に行われるようなスケジューリングを実施できる。
【００１５】
２．第一の実施の形態
２−１．システム及び装置
図１は、セルラ無線通信システムの構成及び高密度配置の基地局の例を示す図である。
図１（ａ）に示すように、セルラ無線通信システムは、例えば、複数の基地局１２０１を備える。基地局１２０１は、自身のセル内の端末１２０３と無線で通信する。基地局１２０１は、バックホール回線を通して、コアネットワーク１２０２に接続する。
図１（ｂ）は、本実施の形態がターゲットとする高密度配置の基地局の概念図である。マクロセル基地局と比較して、フェムトセル、ピコセル等の基地局は、高密度に配置される。これらの基地局がカバーするエリアは、マクロセルがカバーするエリアと重なっていても良い。なお、本実施の形態は、フェムトセル、ピコセル等の基地局に限らず適宜の基地局に適用できる。
なお、以下の説明において、複数の基地局のうち注目する基地局を基地局１２０１−Ｈ、その基地局に所属して通信する端末（サービング端末）を端末１２０３−Ｓ、及び、その基地局１２０１−Ｈと隣接する基地局に所属してその隣接基地局と通信する端末（又はサービング端末以外の端末）を端末１２０３−Ｎと記す。
【００１６】
図２に、本実施の形態の基地局の機能ブロック図に示す。
送信機（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）４１１は、基地局１２０１−Ｈが、端末１２０３に対して下り信号を送信するブロックである。下り信号をベースバンド信号からＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号へ変換する処理も含んでもよい。電波を送信するための送信アンテナも含む。
受信機（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）４１２は、基地局１２０１−Ｈが、端末１２０３−Ｓ及び端末１２０３−Ｎからの上り信号を受信するブロックである。上り信号をＲＦ信号からベースバンド信号へ変換する処理を含んでも良い。電波を受信する受信アンテナも含む。送受信アンテナは、共用してよい。本実施の形態では、上り干渉電力を測定することを前提としているため、本機能は上り干渉電力の測定機能（干渉測定部）（ｕｐｌｉｎｋ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｏｗｅｒ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｕｎｉｔ）４１２１を有する。
ネットワークインタフェース（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉ／Ｆ）４１３は、基地局１２０１−Ｈが、バックホール回線を通して、コアネットワーク１２０２に接続するためのインタフェースである。コアネットワーク１２０２に接続する事により、基地局間の情報交換や、モビリティ管理、ＯＡＭ  （Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）装置との交信、端末１２０３が望むデータの送受、通話などの、移動体通信の機能を提供できる。
通信処理部４１８は、レイヤ１処理部（Ｌ１  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４１４と、レイヤ２／３処理部（Ｌ２／Ｌ３  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４１５を有し、決定された上り及び下りインタレースを用いて端末１２０３と通信する。
レイヤ１処理部４１４は、基地局１２０１−Ｈが、物理層の信号処理を実施する部位である。送信側の主な処理内容には、例えば適応変調、誤り訂正符号化、レイヤマッピングやＰｒｅｃｏｄｉｎｇと呼ばれるＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）の信号処理、及び、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）がある。受信側の主な処理内容は、例えば送信側で施した変調・符号処理を解くための復調・復号処理である。レイヤ１処理部４１４は、端末１２０３に対して送信するデータは、レイヤ２／３処理部４１５から取得し、端末１２０３から取得したデータは、レイヤ２／３処理部４１５へ送る。
【００１７】
レイヤ２／３処理部４１５は、スケジューラ（Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）４１２２を有する。レイヤ２／３処理部４１５は、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ）の管理や、割当リソースを決定するスケジューリング処理、パケット加工、無線回線の秘匿化、端末へのシグナリング情報の生成などの機能に加え、セル間干渉制御など、無線リソース管理の機能も有するブロックである。また、スケジューラ４１２２は、インタレース優先順位決定部（Ｉｎｔｅｒｌａｃｅ  ｐｒｉｏｒｉｔｙ  ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）４１７から、スケジューリング処理に関する時間的制約を受けて、無線リソース割り当てを実質的に操作する部位である、インタレース制御（Ｉｎｔｅｒｌａｃｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ）も含み、スケジューラ動作への影響を変える。
統計情報取得部４１６は、本実施の形態を実施するための情報を統計処理するブロックである。具体的には、干渉測定部４１２１で、インタレースごとに測定を行った、上り干渉電力の測定結果をメモリに格納し、一定時間にわたって平均化を実施する部位である。平均化には、全てのインタレースにわたる平均と、インタレースごとに分けた平均の処理があってもよい。後者の平均化方法は、本実施の形態に開示される、インタレース間でのスケジューリング優先順位をつける際に使用してよい。
インタレース優先順位決定部４１７は、本実施の形態の特徴である、インタレースの割り当てを決定する部位である。割り当て結果のパターンはメモリに保持しておく（Ａｓｓｉｇｎ  ｓｌｏｔ  ｔａｂｌｅ）。インタレース優先順位決定部４１７は、基地局１２０１−Ｈが、割り当て決定処理を実施するときに、上り干渉電力測定結果と照らし合わせて使用する。
図３に、本実施の形態における基地局１２０１−Ｈのハードウェア構成を示す。
メモリ部４０１には、例えば、統計情報取得部４１６で用いる上り干渉電力測定結果を保持しておくための上り干渉テーブル（Ｍｅａｓｕｒｅｄ  Ｕｐｌｉｎｋ  ＩｏＴ  Ｔａｂｌｅ）４０１１と、端末個別情報の管理テーブル（ＵＥ  ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｔａｂｌｅ）４０１２、下りの品質情報を記憶する下り品質テーブル（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  ｑｕａｌｉｔｙ  ｔａｂｌｅ）４０１３を有する。
【００１８】
図１２に、上り干渉電力テーブルを説明する図を示す。
上り干渉電力テーブル４０１１は、図１２に示すように、インタレース（Ｉｎｔｅｒｌａｃｅ＃）ごとに測定した干渉電力（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｏｗｅｒ）を保存するブロックを有し、スケジューリング優先順位（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  ｐｒｉｏｒｉｔｙ）、強干渉判定フラグ（Ｈｉｇｈ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｆｌａｇ）などをセットで管理してもよい。端末個別情報の管理テーブル４０１２は、上り通信及び下り通信で、端末の通信に必要な情報を管理するブロックである。端末個別情報の管理テーブル４０１２には、例えば、上り送信電力の猶予情報（ＰＨＲ：Ｐｏｗｅｒ  Ｈｅａｄｒｏｏｍ）や、ユーザ間のスケジューリング優先順位を判断するための、コスト関数などが格納されている。
また、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）／ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）部４０２は、本実施の形態の一連の手続き、例えば、Ｐ１００１〜Ｐ１００６（後述の図４参照）等を実行するプログラムを読み出し、実行する。各プログラムは、例えばメモリ部４０１に格納され、ＣＰＵ／ＤＳＰ部４０２が読み出しても良いし、ＣＰＵ／ＤＳＰ部４０２内部のメモリに格納されていてもよい。
ＣＰＵ／ＤＳＰ部４０２にはスケジューラ４１２２の機能として、インタレースごとに優先順位を決めるアルゴリズム（Ｉｎｔｅｒｌａｃｅ  ｐｒｉｏｒｉｔｙ  ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）４０２１、その優先順位に基づいてスケジューリングを行う機能（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｉｎｔｅｒｌａｃｅ  ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）４０２４、干渉量が一定量を超えているインタレースに対してスケジューリングに制限を持たせるアルゴリズム（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  ｗ／ｗｏ  ｐｏｗｅｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ）４０２２、干渉量が一定量を超えているインタレースに対して、電力制御をかける機能（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  ｂａｓｅｄ  ｉｎｔｅｒｌａｃｅ  ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）４０２３、などが実行される。
特に、インタレースの割当優先順に基づいてスケジューリングを行う機能４０２４を実現するためには、バッファ部４０５を利用する。あるサブフレームで、端末に対して送信する無線信号を生成しても、優先割り当てインタレースで送信できるように、送信タイミングをずらして送信するためである。
【００１９】
論理回路（Ｌｏｇｉｃ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）４０４は、ＣＰＵ／ＤＳＰ部４０２が実行するプログラムの機能をサポートする。たとえば、レイヤ１処理部４１４で実行する動作を高速化するための、アクセラレータもここに含む。ＦＦＴやターボ復号といったＤＳＰやＣＰＵでソフト処理すると負荷が重い処理をこちらで実行すると良い。
ネットワークインタフェース部（ＮＷ  Ｉ／Ｆ）４０３は、バックホール回線とのインタフェースである。イーサネット（登録商標）やマイクロウェーブ、リレー回線などが適用される。
ＣＰＵ／ＤＳＰ部４０２、論理回路４０４の処理により、図２に示す各機能が実現される。
フロントエンド部及びそのインタフェース（Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  ａｎｄ  Ｉ／Ｆ）４０６は、バッファ部４０５に保存されている、インタレースごとの送信データを読み出し、送信信号への変換処理を行い、電波の送信までを行う部位である。
【００２０】
２−２．動作
図４に、本実施の形態における初期状態からのフローチャートを示す。第一の実施の形態の動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。図４のフローチャートは、例えば電源立ち上げやリセットなどの初期化イベント後、例えばフェムトセル基地局等の基地局１２０１−Ｈ（特に、ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２）が行う動作について示している。
初期設定（Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｓｅｔｕｐ）（Ｐ１００１）では、基地局（１２０１−Ｈ）は、システムパラメータの初期値を設定する。設定方法は、プリインストールデータの読み込みであってもよいし、管理装置からのコンフィグパラメータのダウンロードであっても良い。設定内容は、例えばＲＲＭ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）と、外部装置とのインタフェースのためのパラメータである。このパラメータには、本実施の形態の特徴である、割当インタレースの優先順位を決めるための干渉電力の測定方法、閾値に関する情報がふくまれていてもよい。
初期設定が終了すると、基地局１２０１−Ｈ（例えば干渉測定部４１２１）は、隣接基地局に所属する端末からの上り干渉電力を測定する（Ｐ１００２）。ここでは上り干渉電力を測定するため、基地局１２０１−Ｈは、自基地局と通信するサービング端末（１２０３−Ｓ）の上り通信を止めておく。少なくとも測定対象の無線リソース（周波数、時間で分割した単位）はとめておく。
この際、後の処理Ｐ１００３で使用できるように、ＨＡＲＱインタレース（Ｉｎｔｅｒｌａｃｅ）ごとに干渉電力を測定しておくと良い。測定された干渉電力は、インタレース毎に上り干渉テーブル４０１１に記憶される。
【００２１】
図５に、ＨＡＲＱのインタレースの例を示す。ＨＡＲＱのインタレースの例では、一定区間長のサブフレーム（プロセス長：Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｌｅｎｇｔｈ）周期で、同じ番号を繰り返し用いる。
例えば、端末から基地局への上り方向及び基地局から端末への下りの双方について、時分割された複数のインタレースのひとつ又は複数を周期的に用いて、複数の基地局と端末とが通信する。図示の例では、プロセス長８でＨＡＲＱが動作しており、各インタレース＃１〜＃８が繰り返し用いられている。このように周期的に動作するため、端末１２０３は、固定時間後にＨＡＲＱの応答（ＡＣＫ／ＮＡＫ）を返す動作を行う。
本実施の形態において、インタレースの干渉電力を測定する際は、タイマーを設けて一定時間、インタレースごとに上り受信電力の平均化処理を実施する。平均方法は、忘却平均であっても加算平均であってもかまわない。平均化方法の選択、忘却係数あるいは平均区間など、測定期間にかかるパラメータは、システムパラメータとして保守管理装置から設定できるようにしておいてもよいし、プリインストールしておいても良い。
タイマーの時間は少なくともインタレースの周期と同じかあるいは長くしておくとよい。図５の例ではインタレース＃１〜＃８の干渉電力をそれぞれに区切って、十分に平均化されるように設定される。上述のように、平均化処理も行う場合は、繰り返し送信されるインタレースについて干渉電力が複数回測定されるように設定される。
【００２２】
インタレースごとに隣接基地局所属端末（１２０３−Ｎ）からの上り干渉電力の測定を行ったのち、基地局１２０１−Ｈ（例えばインタレース優先順位決定部４１７）は、各インタレースの干渉電力の比較を行う事によって、上り通信に優先的に使用するインタレースを決定する（Ｐ１００３）。基地局１２０１−Ｈは、例えば、干渉電力の小さいインタレースから順に優先的に使用するインタレースを決定する。
上り通信に優先的に使用する送信タイミング（上り通信で用いるインタレースの順番）が決まると、基地局１２０１−Ｈは、そのタイミングに、まとめて全ての又は複数のサービング端末（１２０３−Ｓ）の上りの制御チャネルとデータチャネルの両方を集中的に配置する。たとえば、ＬＴＥにおいてはＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）とＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  ＣＨａｎｎｅｌ）を集中的に割り当ててもよい。割り当て切れなかった場合には、処理Ｐ１００３で決めた優先順位に従って、インタレースを用いるルールにすると良い。
基地局１２０１−Ｈ（例えばインタレース優先順位決定部４１７）は、上りの優先使用インタレースが決まると、次に下りの優先使用インタレースを決める（Ｐ１００４）。無線区間の通信では、ＨＡＲＱと呼ばれる伝送方法（再送制御）が一般的に用いられる。これは送信側からデータ信号を送信すると、受信側からＡＣＫ信号が返ってくるまで、再送を行う方式である。受信側は信号の復号に失敗するとＮＡＫ信号を返し、成功するとＡＣＫ信号を返す。信号を送信してから、判定信号が帰ってくるまでの時間をＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）と呼ぶ。
【００２３】
図６に、上りインタレースの選択を説明する図を示す。図示のように各々の上りインタレースの干渉電力が、非常に低い（Ｖｅｒｙ  ｌｏｗ）、中間（Ｍｉｄｄｌｅ）、低い（Ｌｏｗ）、高い（Ｈｉｇｈ）と測定されたとする。
【００２４】
図７に、下りインタレースの選択を説明する図を示す。
下りのデータ送信に対するＡＣＫ／ＮＡＫ判定情報を含む上り制御チャネルは、下りの固定時間だけ後に送信することを想定する（図５）と、下りのインタレースを連動して定めることが出来る。たとえば、ＬＴＥでは下りの送信から４サブフレーム（４ｍｓ）後に、下りの送信に対する応答を返すことが規定されている。つまり、図７に示すように、上り送信タイミングを、測定した上り干渉電力が小さいことを基準に決定すれば（１）（２）、４サブフレーム巻き戻すことで下り送信タイミングも一意に特定することが出来る（３）。前述の４サブフレームは例であり、下りのデータ送信タイミングと、それに対するＡＣＫ／ＮＡＫ判定情報を含む上り制御チャネルの送信タイミングを対応させる時間的な決まりがあれば良い。つまり、基地局１２０１−Ｈは、上り干渉電力の測定結果によって優先順位が付けられて優先的に使用する各上りインタレースから、それぞれ予め定められたタイミング前の各下りインタレースを選択し、自セルが使用する下りインタレースの割り当て優先順位として認識すればよい。割り当て優先順位の高いインタレースから順に、まとめて集中的に下りの制御情報、データなどを割り当てて通信する。
たとえば、ＬＴＥでは、ＰＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）、およびＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ＨＡＲＱ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  ＣＨａｎｎｅｌ）を集中的に、優先順位の高いインタレースで送信し、それ以外のインタレースでは、これらを送信しない。
【００２５】
図４に戻り、フローチャートの説明を続ける。処理Ｐ１００３及び処理Ｐ１００４で上りと下りのインタレースの割当優先順位付けが行われる。ここで、基地局１２０１−Ｈは、各インタレースが干渉電力の基準値を超えているかどうか判定する（Ｐ１００５）。
もし、基準値を超えていた場合には、基地局１２０１−Ｈは、スケジューリングの割当を制限する処理を実施する（Ｐ１００７）。具体的には、下り通信では、参照信号と報知情報等の制御情報のみを送信するサブフレームに変更する、あるいは、周波数リソースの割当個数に制限をかけるなどの処理を加える。制限を加えるインタレースに対しては、他の制限を設けないインタレースとは異なる電力制御をしてもよい。下り通信においては送信電力を弱めに設定するとよい。基地局からの送信電力は、一定値に定められており、制限をかけるインタレースについてはこの値よりも所定量だけ低くする。さらに、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）にてデータ通信を行えば、位相情報が合っていれば復号できるため、電力を下げる制御と共に、変調符号方式（ＭＣＳ）をＱＰＳＫに制限するなど、組み合わせて行うと、電力を下げてもよい幅が大きくなる。
本実施の形態では、干渉の低かったインタレースの割り当て優先順位を高く設定していることから、干渉量が基準量を超える割当優先順位の低いインタレースを使用するケースは、例えば、基地局１２０−１―Ｈと端末１２０３−Ｓの間のトラフィックが過剰に流れているときであることが想定される。また、隣接セルが優先順位の高いインタレースとして使用している可能性が高いため、干渉を抑える事が重要である。
少数の端末にもかかわらず、トラフィックが過剰に流れている場合には、例えば、ＱｏＳの高い、あるいは遅延要求の小さいアプリケーションが使われていることが想定される。この時は、少しでも自セルの通信容量を稼ぎつつ、他セルへの干渉を抑圧することが重要である。ユーザの人数が少なく、ＱｏＳの要求が低いほど、送信電力の下げ幅を大きくするような制御をかけても良い。電力と同様に、トラフィックのＱｏＳに応じて、当該インタレースにおける周波数リソースの割り当て数に制限数を加減してよい。つまり、ＱｏＳの高いトラフィックが多ければ、周波数リソースの割り当て制限を緩和してもよい。
基地局１２０１−Ｈは、各インタレースが干渉電力の基準値を超えていなければ（Ｐ１００５）、または、インタレースが十分に割り当たったら、使用するインタレースでのみデータチャネルと制御チャネルの割当が行われるように、上りスケジューラ及び下りスケジューラのパラメータをアップデートする（Ｐ１００６）。
【００２６】
図８は、図４のフローチャートを実行するために必要な他装置と行う通信を記したシーケンス図である。処理Ｐ１００１〜Ｐ１００７は、上述の通りである。すなわち、処理Ｐ１００１の後、基地局１２０１−Ｈ（例えば干渉測定部４１２１）は、隣接基地局に所属する端末からの上り干渉電力を測定する。また、処理Ｐ１００６の後、基地局１２０１−Ｈは、端末１２０３−Ｓに、スケジューリングを行い下りデータを送信し、一方、端末１２０３−Ｓは基地局１２０１−Ｈに上りデータを送信する。本実施の形態に記載の基地局１２０１−Ｈは、通信を始めて開始する時には、これらの手続きを経て、自セルの端末１２０３−Ｓと、上り及び下りのデータ通信が可能な状態になる。
ここで、図９に、インタレース割当優先順に従った無線リソースの割り当てを行うスケジューラの動作フローチャートを示す。図９は、図４で説明した基地局動作により、インタレースの割り当て条件に制限が加えられたスケジューラ動作、例えば、図３に示したように、インタレースごとに優先順位を決めるアルゴリズム４０２１、その優先順位に基づいてスケジューリングを行う機能４０２４、干渉量が一定量を超えているインタレースに対してスケジューリングに制限を持たせるアルゴリズム４０２２、干渉量が一定量を超えているインタレースに対して、電力制御かける機能４０２３、を、ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）が実行する手順を示す。
ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、Ｌ２／Ｌ３処理部４１５に存在するスケジューラ４１２２により、端末への無線リソース割当を行おうとしているサブフレーム（以降、ターゲットサブフレームと記すことがある。）において、端末間の優先順位を制御しつつ、使用するインタレースに優先順位を持たせたスケジューリングを実施する。
ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、現サブフレームがスケジューリング対象時刻かどうか判断する（Ｐ２１０１）。
本スケジューラの考慮する送信待ちバッファはプロセス長、すなわちインタレース数で更新を行うようにしていても良い。各サブフレームにおいて、端末のスケジューリング送信待ちバッファを更新し、必要に応じてスケジューリングの割り込みをかけてもよい（Ｐ２１０１）。例えば、プロセス長を８ＳＦ（ＳｕｂＦｒａｍｅ）とすると、８ＳＦ単位で送信待ちバッファの情報と、インタレースごとに割り当てる端末をまとめて処理する方式にしても良い。あるいは、バッファの情報は毎ＳＦ更新し、以下に説明する端末に対するリソース割り当て処理に入る周期は、８ＳＦ未満でもよい。例えば、干渉電力測定の結果、干渉電力の小さかったインタレースにおいて、無線リソースの割り当て処理を起動してもよい。
ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、現サブフレームが、スケジューリングの対象時刻ではないと判定した場合は（Ｐ２１０１、Ｎｏ）、スケジューリング処理はスキップする。ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、スケジューリング対象の時刻であると判断した場合には（Ｐ２１０１、Ｙｅｓ）、処理Ｐ２００１の処理に進む。スケジューリングの対象時刻でない場合には、ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、処理を終了し、次のサブフレームまで待機する。
ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、当該サブフレームで割り当てを行うに当たり、割当てが可能なインタレースが残っているかどうかを判定する（Ｐ２００１）。本処理は、当該サブフレームで複数のインタレースのスケジューリングを実施するために必要なステップである。ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、干渉電力に応じてインタレースごとの割当の可否を制御し、干渉電力が予め定められた閾値よりも大きければ、当該インタレースは、割当の対象から外してもよい。この処理の結果、割当可能なインタレースが残されていれば、処理Ｐ２１０２に進み、割り当て可能なインタレースが残されていなければ、処理Ｐ２００７に進む。
【００２７】
処理Ｐ２１０２では、ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、スケジューリングの対象となる端末と割当候補のインタレースを抽出する。割当の対象とする端末は、キューにトラフィック残量をもつ端末であり、スケジューリングの優先順位を決定するためのコスト関数の大きい物から順に選択する。例えば、プロポーショナルフェアネスであれば、送信済みレートと、チャネル情報の瞬時値が高いもの、などからコスト関数の大きさが決定される。あるいはラウンドロビン方式であれば、端末が順番に割り当てが行われると決まっているため、前回の割り当てから最も時間がたっている端末の割り当て優先順位が高い。
このようなスケジューラのポリシーに基づいて選択された端末を、ターゲットサブフレームにおいて割り当てる場合を考える。ターゲットサブフレームの選択方法として、ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、インタレースごとに測定した干渉電力を保持したテーブル４０１１から、割り当て優先順位の高いインタレース（すなわち、干渉電力の最も小さいインタレース）を選択する。
ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、この選択されたインタレースについてのターゲットサブフレームが、ターゲットサブフレームの干渉電力が一定の閾値を超えているかどうかを判定する（Ｐ２００２）。ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、処理Ｐ２００１での判断に用いた干渉電力の閾値とは異なる値を用いて、通常のスケジューリングが可能なサブフレーム、制限有で割り当てが可能なサブフレーム、割り当てを禁止するサブフレームといった段階的なスケジューリング制約をかけても良い。
干渉電力の閾値が一定値を上回る場合には、ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、特別なスケジューリングを実施する（Ｐ２００４）。例えば、ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、割り当て可能な無線リソースを減じる処理を行ったり、送信電力を減じる処理をかけることで、隣接セルへの干渉を抑圧するスケジューリングモードへと移行する。特別なスケジューリングとしては、例えば、制御情報のみやデータのみを送信するサブフレームとする方法や、データを送信する際に、高電力で送信できる周波数リソースの使用数の制限を行うサブフレームを設ける方法、送信電力を低減する事に対応して使用可能な変調方式の制限を与えるサブフレームとする方法等がある。前記の方法は、組み合わせで用いても良いし、いずれか一つを使用してもよい。干渉電力が一定値以内であれば、ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、これらの制約を設けず、通常通りの（普通の）スケジューリングを実施するとよい（Ｐ２００３）。
ただし、ここでいう通常通りの（普通の）スケジューリングは、例えば、制御チャネルとデータチャネルを特定のインタレースに出来るだけまとめて割り当てることを特徴としたスケジュールの事である。制御チャネルとデータチャネルを集中的に割り当てる制限を与える事で、時分割多重での干渉制御を容易とするためである。
【００２８】
ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、スケジューリングの結果をレイヤ１処理部４１４にて、変調信号に変えた後、送信バッファ部４０５にターゲットサブフレームにおける変調信号を格納しておく（Ｐ２００５）。送信バッファ部４０５に変調信号を一旦格納しておく理由は、ターゲットサブフレームと、スケジューリング処理を行っているサブフレームに時間的な差分が生じるので、時間を調整するためのバッファリングを行う為である。ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、１台の端末に対しての割り当てが終了したら、他の端末にとっての割り当てが終了しているかどうかを判定し（Ｐ２００６）、キューにトラフィックが残っていない場合は、当該サブフレームにおけるスケジューリング処理は終了となる。しかし、トラフィックの残っている端末が残っている場合には、ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、処理Ｐ２００１に戻り、ループを継続する。
ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、一番割り当て優先順位の低いインタレースを使い切るか、送信待ちデータのバッファから全てのデータが掃き切れたら、スケジューラの処理としては終了する。つぎに、ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２（スケジューラ４１２２）は、送信バッファ４０５から、各時刻で送信すべき変調信号を読みだし、ネットワークインタフェース部４０３を経てネットワークに出力する、又は、論理回路４０４等に出力する（Ｐ２００７）。
本実施の形態によれば、電源立ち上げやリセット後、基地局と端末が通信を開始するまでの間に、スケジューラに対する時間的な割当に対する制約を付与し、擬似的に時間多重で動作するＯＦＤＭＡシステムを構築することが可能となる。
【００２９】
３．第二の実施の形態
第一の実施の形態では、初期状態から第一の実施の形態の機能を実現する方法及びシステムについて説明した。第二の実施の形態では、通信を開始した定常状態から、インタレースごとの割当優先順位の変更処理を開始するための機能を実現する方法及びシステムについて説明する。無線通信システム及び基地局の構成は、第一の実施の形態と同様である。
【００３０】
図１０に、本実施の形態における定常状態からのフローチャートを示す。
第二の実施の形態の動作について、図１０のフローチャートを用いて説明する。第一の実施の形態で説明した、初期状態のフローチャートとの差分は、例えば優先的に使用するインタレースの優先順位度づけが再度必要と判断する機能が追加され、必要と判断された場合は、第一の実施の形態と同様にしてインタレースの優先順位度づけを再度行うことである。
本実施の形態において、インタレースを再割当するトリガとしては、例えば以下の場合がある。
（１）上り干渉電力の変化（増加）をトリガにインタレースを割り当てる。この場合、例えば基地局で測定する上り干渉電力に基づき変化を検出する。
（２）下り通信品質情報の変化（下りチャネル品質の低下）をトリガにインタレースを割り当てる。下り通信品質情報の具体例として以下がある。
（２−１）ＣＱＩ等の下りチャネル品質の指標で判断する。
（２−２）アウターループの制御結果で判断する。
（３）トラフィックの比率変化をトリガにインタレースを割り当てる。トラフィックの指標の具体例として以下がある。
（３−１）上位装置との間で張られているコネクション数を指標とする。
（３−２）接続端末数を指標とする。
（３−３）ＱｏＳ要求の厳しいトラフィックの分布
これらの指標を用いて、第一の実施の形態における、処理Ｐ２００１における、割当可能なインタレースと判断する際の干渉電力の閾値、および、処理Ｐ２００２における干渉電力による制約発生条件を調節できる。すなわち、これらの指標が増加すると、基地局１２０１−Ｈにとっての処理負荷が増加するため、隣接セルへの与干渉を低減する機能を緩和する事で、自セルの処理を優先させる。
なお、これ以外にも通信品質の変動を適宜の指標により検出して、インタレースを再割当してもよい。
【００３１】
基地局１２０１―Ｈが、第一の実施の形態で示した手順で初期の割り当てを完了後、定常状態で動作している状態を考える。上述したように、干渉電力やチャネル品質の変化、あるいはトラフィックの増加等により、インタレースの優先順位付けの変更必要性があることを検出する機能を有しても良い。
統計情報取得部４１６は、常にこれらの情報の変化を集計しておき、インタレースの再優先順位度づけをトリガできるように監視しておくと良い。統計情報取得部４１６のこの動作により、上り干渉テーブル４０１１と、端末個別情報の管理テーブル４０１２、下りの品質情報を記憶する下り品質テーブル４０１３は最新状態に保たれる。上り干渉テーブルの更新のため、キューが無く、基地局１２０１−Ｈは、自セルで上り通信のスケジューリングがないタイミングにおいては、干渉電力を収集すると良い。
また、一定周期ごと、あるいは特定の時刻において、再割当のための処理を行ってもよい。この場合、インタレース優先順位決定部４１７は、一定周期ごとをカウントするタイマーを持ち、サブフレームごとにカウントアップさせ、特定の時刻あるいは、タイマーの満了時刻などにより、インタレースごとの干渉電力情報の再取得処理、および干渉電力測定テーブル４０１１の更新処理を実行することができる。
【００３２】
本実施の形態の機能を有する周辺基地局が同時に動作すると、基地局間で割当インタレースの優先順位が重複し、割当インタレースの重複がおきやすい状況に陥る可能性がある。これを防止するため、基地局は、動作禁止タイマー（Ｐｒｏｈｉｂｉｔ  ｔｉｍｅｒ）を備えてもよい。例えば、動作禁止タイマーは、前回の割り当て処理の終了時にタイマー開始トリガをかける。同タイマーの満了（Ｅｘｐｉｒｅ）までの時間はシステムパラメータとして予め設定できるようにしておくとよい。
基地局は、動作禁止タイマーが回っている間は、本実施の形態において述べた、チャネル品質の変化を検出しても、インタレースの優先順位度づけのやり直し動作は実施しない。
同タイマーの満了時間は、本実施の形態の基地局が同一値をもって動作すると、処理期間が重複するため、満了時間には基地局間でランダムに異なるオフセットを持たせておくとよい。特定時刻で動作するようにタイマーを設定した場合に有効である。
上述のような動作禁止タイマーの満了を確認（Ｐ１０１１）し、タイマーが満了していたら、基地局１２０１−Ｈ（ＣＰＵ／ＤＳＰ４０２）は、自セルに所属する端末１２０３−Ｓからの上り受信電力と、当該端末１２０３−Ｓから報告される受信品質の統計情報を収集する。上り受信電力の測定は受信機ユニット４１２と、Ｌ１処理部４１４から、端末からの受信品質の統計情報は、Ｌ２／Ｌ３処理部４１５から、それぞれ収集し統計情報取得部４１６が管理する。
端末１２０３−Ｓが報告する受信品質情報には、自セルを含む周辺セルの参照信号の電力強度、下り受信品質情報、通信成功確率（つまりＨＡＲＱ  ＡＣＫ数）などが含まれていてよい。
【００３３】
たとえば、ＬＴＥならば、ＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｐｏｗｅｒ）、ＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｑｕａｌｉｔｙ）などといったＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔで報告される値や、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）や、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などといった下りチャネル品質の情報を示す指標を用いてよい。処理Ｐ１０１２では、基地局１２０１−Ｈは、これら指標を一定回数分だけメモリに保持していたもの（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  ｑｕａｌｉｔｙ  ｔａｂｌｅ）を、統計処理に用いる。具体的には、指標ごとに一定回数分にわたる平均値、確率分布や分散の算出が相当する。
処理Ｐ１０１３では、基地局１２０１−Ｈは、干渉電力（例えば上り干渉電力）の増加、下り通信品質情報の変化あるいはトラフィックの種類（ＱｏＳ）・分量の増加を検出する。上り干渉電力は、干渉測定部４１２１で測定され、例えば上り干渉電力が閾値を越えたことにより、又は、過去の測定値との変動幅が許容値を超えることにより、上り干渉電力の変化を検出する。
下り通信品質情報の変化（例えば下り品質の低下又は下り干渉電力の増加）を検出する具体的な方法としては、処理Ｐ１０１２で算出した、ＣＱＩ、ＲＩ、ＰＭＩ、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱについて、平均値あるいは分散を予め定められた閾値と比較する方法を用いても良いし、これらの確率分布が悪い方向に一定量以上シフトしていることをもって検出しても良い。ただし、これらの値は、自セルのインタレースを割当てていない部分も含んで平均した値を端末が報告してきている可能性があるので精度が低いことが予想される。そのため、ＨＡＲＱのＡＣＫ確率を統計する方法を用いても良い。
ここで、ＨＡＲＱのＡＣＫ確率を統計する方法について説明する。端末１２０３−Ｓからフィードバックされてきた下り通信品質（ＣＱＩ）をもとに、基地局１２０１−ＨはＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を求める。例えば、基地局１２０１−Ｈは、ＣＱＩとＳＩＮＲが対応したテーブルを有し、このテーブルを参照して、ＣＱＩに対応するチャネル品質（たとえば周波数利用効率であらわす）に変換した結果、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）と呼ばれる、符号変調方式のパターンを選択する。基地局１２０１−Ｈは、選択したＭＣＳに基づいて、端末１２０３−Ｓとの無線区間通信に用いる符号化並びに変調を実施する。これに対して端末１２０３−Ｓは受信に成功すればＡＣＫを、失敗すればＮＡＫをフィードバックする。基地局１２０１−Ｈは、端末１２０３−ＳからフィードバックされるＡＣＫ／ＮＡＫを用いて、アウターループと呼ばれる、ＡＣＫ成功率の調節を行う。
【００３４】
アウターループは、下り通信ではＣＱＩ、上り通信では、ＳＲＳ（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）の測定電力などのチャネル情報に基づいて送信した結果、ＡＣＫの発生確率が低くなった場合に、低いＭＣＳを選択し、一定の誤り率を維持する機能である。
たとえば、基地局１２０１−Ｈは、端末１２０３−Ｓから下り通信品質を、ＳＩＮＲに変換する時、ＡＣＫが返ってくると、少し高めのＳＩＮＲに設定し、ＮＡＫが返ってくると少し低めのＳＩＮＲに設定する。これらのオフセット値は蓄積していく。これにより、低めにＭＣＳを選択していたとしても、時間を経るごとに、徐々に高めのＭＣＳを選択するようになっていく。逆も同様である。アウターループを用いれば、干渉電力が増加していると、ＣＱＩをフィードバックされた時に選択されているＭＣＳの傾向が、通常時よりも低めに偏ることが想定される。よって、ＡＣＫ発生確率と、アウターループの制御結果がわかれば、干渉電力の増加を検出できる。例えば、上述の蓄積されたＳＩＮＲのオフセットの合計がマイナスであれば、下り干渉電力が増加していると検出できる。また、例えば、ＡＣＫ発生確率（例えばＡＣＫ発生数とＮＡＫ発生数に基づく割合）が予め定められた値以下であれば、下り干渉電力が増加していると検出できる。
一方、トラフィック変動の検出方法としては、上位装置との間で張っているコネクション数や、端末接続数、バッファサイズ（例えば送信待ちバッファサイズ、空きバッファサイズ）、更にはＱｏＳの厳しいトラフィックの占める割合を周期的に監視する方法がある。
特にトラフィックのうち、ＱｏＳの厳しいトラフィックの占める割合と、接続端末数、ベアラ（バックホールとのコネクション）数は、インタレースの割り当て制限をかけるためのパラメータを変更する指標として用いてもよい。つまり、ＱｏＳ要求の厳しいトラフィックが多い場合には、基地局１２０１−Ｈは、インタレースの使用制限がかかりにくくなるように、干渉基準値を緩和する処理をしてもよい。接続ユーザ数が多い場合には、基地局１２０１−Ｈは、インタレースの使用制限がかかる干渉基準値を緩和するなどの処理を行ってもよい。また、第一の実施の形態で説明したように、基地局１２０１−Ｈは、使用制限をかける際に、送信電力の減少幅を加減したり、使用する周波数リソース数の増減度合いを加減してもよい。
【００３５】
基地局１２０１−Ｈは、これらの検出処理（Ｐ１０１３）で、干渉電力またはトラフィックの増加等を検出すると、基地局１２０１−Ｈは、インタレース間の割り当て優先順位を決めなおすため、インタレースごとのの上り干渉電力測定処理に移る。その際に、通信中の端末がいると干渉電力の測定に失敗する可能性があるので止めておく。
データ通信の停止手段は、たとえばＬＴＥでは、基地局が、Ｕｐｌｉｎｋ  ＨＡＲＱ再送を停止したい端末に対し、再送指示を行わず、かつＡＣＫを送信することで、上りデータチャネルの再送を停止させるためのインタフェースが用意されている。また、上り制御チャネルについては、端末がＤＲＸ（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）区間で制御チャネルの送信を行わない機能が用意されており、これを用いることができる。同機能をＥｎａｂｌｅにするコンフィグ後、基地局が端末にＤＲＸコマンドを送信し、端末を強制的にＤＲＸ状態に遷移させることにより、端末の制御チャネル送信を停止することができる。  このような機能を利用して、基地局１２０１−Ｈは、干渉測定の準備を実行してから自セルが現在使用中のインタレースの干渉電力を測定する。測定によって取得した、自セルが現在使用中のインタレースの干渉電力は、平均、分散などの統計処理を行ったうえで、保存される。干渉電力の増加の検出は、これらの統計値が閾値を超えたかどうかで判断すればよい。もちろん、通信中の端末が居なければこれらの処理は不要である。
その後の処理Ｐ１００２〜Ｐ１００７は、第一の実施の形態で説明した処理と同様である。基地局１２０１−Ｈは、処理Ｐ１０１３で、干渉電力及びトラフィックの増加を検出できなかった場合、動作禁止タイマーを起動する（Ｐ１０１４）。
【００３６】
図１１は、図１０のフローチャートを実行するために、必要な他装置と行う通信を記したシーケンス図である。基地局１２０１−Ｈは、定常状態において、端末１２０３−Ｓ等に対する。スケジューリングや端末１２０３−Ｓ等からのチャネル品質の報告がされ、上述の干渉電力及びトラフィック増加の検出処理Ｐ１０１２、Ｐ１０１３を実行する、また、基地局１２０１−Ｈは必要に応じて端末１２０３−Ｓへのデータ送信を中止し、隣接基地局に接続する端末１２０１−Ｎ等から測定された上り干渉データを受信し、インタレース割当処理Ｐ１００２〜Ｐ１００６を実施する。基地局１２０１−Ｈは、このように実現することで、自セルの端末１２０３−Ｓと、上り及び下りのデータ通信に用いるインタレースの使用優先順位の再決定処理を実現できる。
本実施の形態によれば、定常状態から、干渉電力やトラフィック等の変化を検出し、インタレースの割当優先順位を再決定することを可能とし、まとめてスケジューリングを実行し、周辺基地局のトラフィックや干渉電力の変化に応じた無線リソースの利用が可能となる。
【００３７】
４．各実施の形態の効果
各実施の形態によると、トラフィックの急激な増減に対応しつつ、周囲の基地局の通信状況に動的に追随しつつ、自律分散の干渉制御が可能になる。
使用する時間スロットを基地局間でずらして使用し、かつ、ＨＡＲＱのインタレース単位で、インタレースの割り当て優先順位を管理することにより、干渉電力の低いインタレースほど使用される頻度が高くなるスケジューリングを実施可能となる。これにより、隣接基地局間でインタレースの誤検出により発生する、割り当てインタレースの重複を避ける事が可能となり、効率的な干渉制御が実現できる。
また、各実施の形態によると、セル間の干渉を自律的に回避する基地局、システム及び干渉制御方法を提供することができる。各実施の形態によると、基地局ごとに特定のＨＡＲＱインタレースに割り当て頻度が偏ることから、隣接基地局同士が干渉電力の検出を失敗しにくくなり、割り当てインタレースの重複が起きにくくなる。また、割り当てインタレースの重複が起きにくくなるということは、各基地局が確実に干渉の小さいインタレースから順に割り当てが行うことができる。さらにインタレースの再割り当て処理に伴う遅延時間の増加を避ける事が出来る事が出来る。
【００３８】
５．付記
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれている。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の代表的な適用先には、フェムトセル基地局を密集配置するユースケースが考えられる。具体的には、商業施設、オフィスビル、集合住宅など、トラフィックが集中的に発生する環境で有用である。基地局を集中配置する事により、発生するセル間干渉を抑圧する仮想的な時多重システムを構築する事が出来る。
【符号の説明】
【００４０】
４０１  ハードウェア構成：メモリ部
４０２  ハードウェア構成：プログラム実行ユニットＣＰＵ／ＤＳＰ
４０３  ハードウェア構成：インタフェース部
４０４  ハードウェア構成：特定の機能を実行するための論理回路
４１１  送信機
４１２  受信機
４１３  ネットワークインタフェース
４１４  Ｌａｙｅｒ  １機能
４１５  Ｌａｙｅｒ  ２、３機能
４１６  統計情報取得部
４１７  インタレース優先順位決定部
４１８  通信処理部
１２０１  無線通信システムの基地局
１２０２  無線通信システムのコアネットワーク
１２０３  無線通信システムの端末
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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