(57)【要約】【課題】複数のスモールセルが高い密度で配置される場合であっても、無線リソースを有効に利用して無線通信システムのスループットを向上すること。【解決手段】ユーザ端末の接続セルを制御する無線基地局であって、ユーザ端末での受信電力及び／又は受信品質が所定値以上となる候補セルを選択する選択部と、各候補セルについて、利用する周波数帯域を考慮して配下のユーザ端末に送信するデータ量をそれぞれ算出し、当該データ量の小さい候補セルをユーザ端末の接続セルとして決定する決定部とを設ける。【選択図】図６
2014220719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ端末の接続セルを制御する無線基地局であって、
前記ユーザ端末での受信電力及び／又は受信品質が所定値以上となる候補セルを選択する選択部と、
各候補セルについて、利用する周波数帯域を考慮して配下のユーザ端末に送信するデータ量をそれぞれ算出する算出部と、
当該データ量の小さい候補セルを前記ユーザ端末の接続セルとして決定する決定部と、を有することを特徴とする無線基地局。
【請求項２】
前記選択部は、前記ユーザ端末での受信電力及び／又は受信品質が最も高くなるセルと、当該最も高い受信電力及び／又は受信品質から所定値以内の受信電力及び／又は受信品質となるセルを、前記候補セルとして選択することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記決定部は、以下の式（１）を用いて各候補セルに対応するデータ量を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線基地局。
【数１】
2014220719.tif 000016
【請求項４】
各候補セルにおいて複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ）を用いる場合に、前記決定部は、ＣＣ毎に各候補セルに対応するデータ量を計算し、コンポーネントキャリア毎に前記ユーザ端末が接続するセルを決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線基地局。
【請求項５】
ユーザ端末の接続セルを制御する無線基地局であって、
前記ユーザ端末に接続可能となる候補セルについて、当該候補セル以外の他の候補セルの平均のトラヒックロードと、各候補セルの受信電力及び／又は受信品質とに基づいてＳＩＮＲを算出すると共に、算出したＳＩＮＲ及び候補セルが利用する周波数帯域に基づいて見込みスループットを算出する算出部と、
各候補セルが配下のユーザ端末に送信するデータ量を考慮した見込みスループットが大きい候補セルを前記ユーザ端末の接続セルとして決定する決定部と、を有することを特徴とする無線基地局。
【請求項６】
前記算出部は、前記見込みスループットを各候補セルが配下のユーザ端末に送信するデータ量で正規化した見込みスループットメトリックをさらに算出することを特徴とする請求項５に記載の無線基地局。
【請求項７】
前記算出部は、各候補セルのＳＩＮＲを以下の式（４）を用いて算出すると共に、前記見込みスループットを以下の式（５）を用いて算出し、前記決定部は、前記見込みスループットメトリックを以下の式（６）を用いて算出することを特徴とする請求項６に記載の無線基地局。
【数２】
2014220719.tif 000017
【数３】
2014220719.tif 000018
【数４】
2014220719.tif 000019
【請求項８】
各候補セルにおいて複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ）を用いる場合に、前記算出部は、ＣＣ毎のＳＩＮＲ及び見込みスループットを算出し、前記決定部は、ＣＣ毎の見込みスループットメトリックを算出することを特徴とする請求項５に記載の無線基地局。
【請求項９】
複数の候補セルの中から所定のセルを選択して接続するユーザ端末であって、
各候補セルから送信された下りリンク信号に対する受信電力及び／又は受信品質に関する情報を無線基地局に送信する送信部と、
前記無線基地局から通知される接続セルに関する情報に基づいて、接続セルを選択する選択部と、を有し、
前記接続セルは、前記ユーザ端末での受信電力及び／又は受信品質が所定値以上であり、且つ単位周波数帯域あたりにおいて配下のユーザ端末に送信するデータ量が小さい候補セルであることを特徴とするユーザ端末。
【請求項１０】
ユーザ端末と、前記ユーザ端末の接続セルを制御する無線基地局との無線通信方法であって、
前記無線基地局は、前記ユーザ端末での受信電力及び／又は受信品質が所定値以上となる候補セルを選択する工程と、各候補セルについて、利用する周波数帯域を考慮して配下のユーザ端末に送信するデータ量をそれぞれ算出する工程と、当該データ量の小さい候補セルを前記ユーザ端末の接続セルとして決定する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次世代移動通信システムにおける無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（Universal  Mobile  Telecommunications  System）ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ:Long  Term  Evolution）が仕様化された（非特許文献１）。ＬＴＥではマルチアクセス方式として、下り回線（下りリンク）にＯＦＤＭＡ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiple  Access）をベースとした方式を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ−ＦＤＭＡ（Single  Carrier  Frequency  Division  Multiple  Access）をベースとした方式を用いている。
【０００３】
また、ＬＴＥからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システムも検討されてきた（例えば、ＬＴＥアドバンスト又はＬＴＥエンハンスメントと呼ぶこともある（以下、「ＬＴＥ−Ａ」という））。ＬＴＥ−Ａシステムでは、半径数キロメートル程度の広範囲のカバレッジエリアを有するマクロセル内に、半径数十メートル程度の局所的なカバレッジエリアを有するスモールセル（例えば、ピコセル、フェムトセルなど）が形成されるＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous  Network）が検討されている（例えば、非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP  TS  36.300“Evolved  UTRA  and  Evolved  UTRAN  Overall  description”
【非特許文献２】3GPP  TR  36.814“E-UTRA  Further  advancements  for  E-UTRA  physical  layer  aspects”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のＨｅｔＮｅｔでは、マクロセル内に複数のスモールセルが配置される。また、無線通信システムにおいては、一般にユーザ分布やトラヒックロードは一定でなく、時間的、あるいは、場所的に変動する。そのため、マクロセル内に多数のスモールセルを配置する場合、スモールセルは、マクロセル内に一様に配置されるのではなく、場所に応じて密度や環境の異なる（sparse  and  dense）形態で配置されることが想定される。
【０００６】
しかし、マクロセルと比較してスモールセルのカバレッジエリアは小さいため、ユーザ端末の移動速度や通信状態に伴い、各スモールセルのユーザ数やトラヒックロードは変動する。例えば、特定のセルにユーザ数／トラヒックロードが偏る場合には、無線リソースの利用効率（スペクトラム利用効率）が低減し、無線通信システムのスループットが低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数のスモールセルが高い密度で配置される場合であっても、無線リソースを有効に利用して無線通信システムのスループットを向上することができる無線基地局、ユーザ端末及び無線通信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】
【０００８】
本発明の無線基地局は、ユーザ端末の接続セルを制御する無線基地局であって、前記ユーザ端末での受信電力及び／又は受信品質が所定値以上となる候補セルを選択する選択部と、各候補セルについて、利用する周波数帯域を考慮して配下のユーザ端末に送信するデータ量をそれぞれ算出する算出部と、当該データ量の小さい候補セルを前記ユーザ端末の接続セルとして決定する決定部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数のスモールセルが高い密度で配置される場合であっても、無線リソースを有効に利用して無線通信システムのスループットを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＨｅｔＮｅｔの概念図である。
【図２】各スモールセルに接続するユーザ端末数を説明する図である。
【図３】ロードバランシングの概念を説明する図である。
【図４】ユーザ端末数を考慮したロードバランシングの一例を示す図である。
【図５】ユーザ端末数を考慮したロードバランシングにおいて各セルのバッファに蓄積されている送信データを考慮した場合を説明する図である。
【図６】本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す図である。
【図７】本実施の形態に係るロードバランシングの手順の一例を示すシーケンス図である。
【図８】本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略図である。
【図９】本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の説明図である。
【図１０】本実施の形態に係る無線基地局の機能構成の説明図である。
【図１１】本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。
【図１２】本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、ＨｅｔＮｅｔの概念図である。図１に示すように、ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルＭとスモールセルＳとの少なくとも一部が地理的に重複して配置される無線通信システムである。ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルＭを形成する無線基地局（以下、マクロ基地局という）ＭｅＮＢと、スモールセルＳを形成する無線基地局（以下、スモール基地局という）ＳｅＮＢと、マクロ基地局ＭｅＮＢとスモール基地局ＳｅＮＢと通信するユーザ端末ＵＥとを含んで構成される。
【００１２】
図１に示すように、マクロセルＭでは、例えば、８００ＭＨｚや２ＧＨｚなど、相対的に低い周波数帯のキャリア（以下、低周波数帯キャリアという）Ｆ１が用いられる。一方、多数のスモールセルＳでは、例えば、３．５ＧＨｚなど、相対的に高い周波数帯のキャリア（以下、高周波数帯キャリアという）Ｆ２が用いられる。なお、８００ＭＨｚや２ＧＨｚ、３．５ＧＨｚはあくまでも一例である。マクロセルＭのキャリアとして、３．５ＧＨｚが用いられてもよいし、スモールセルＳのキャリアとして、８００ＭＨｚや２ＧＨｚ、８００ＭＨｚや２ＧＨｚ、１．７ＧＨｚ等が用いられてもよい。
【００１３】
このように、ＬＴＥ−Ａ（Ｒｅｌ．１２以降）の無線通信システムとして、スモールセルＳとマクロセルＭが異なる周波数を適用するシナリオ（Separate  frequency）が検討されている。この場合、異なる周波数を用いるマクロセルＭとスモールセルＳを、ＣＡ（キャリアアグリゲーション）により同時に使用することも想定される。なお、本実施の形態は、スモールセルＳとマクロＳが同一周波数を利用する無線通信システムに対しても適用可能である。
【００１４】
一般に、無線通信システムにおいて、ユーザ分布やトラヒックロードは一定でなく、時間的、あるいは、場所的に変動する。そのため、マクロセルＭ内に多数のスモールセルＳを配置する場合、図１に示すように、場所に応じて密度や環境の異なる（sparse  and  dense）形態で、スモールセルを配置することが想定される。
【００１５】
例えば、ユーザ端末が多く集まる駅やショッピングモール等の局所的な高トラヒックエリアには、スモールセルＳの配置密度を高くすること（Dense  small  cell）が考えられる。一方で、ユーザ端末が集まらない場所には、スモールセルＳの配置密度を低くして（Sparse  small  cell）通信を行うことが考えられる。
【００１６】
しかし、設置場所の制約等により、実際にトラヒックが集中する場所にスモールセルを設定できるとは限らない。つまり、スモールセルを高密度に配置する通信システムでは、実際のスモールセル分布とトラヒック分布にずれが生じ、結果的にトラヒックの偏りが生じてしまう。また、所定エリア（特定のスモールセル）においてトラヒックの偏りが生じると、無線リソースの利用効率（スペクトラム利用効率）が低減し、ユーザスループットの最適化が図れなくなる。
【００１７】
図２は、高密度に配置された各スモールセルＳに接続するユーザ端末数の一例を示している。図２Ａは、各スモールセルＳに対してユーザ端末数が均一に分散される理想的な場合を示している。しかし、スモールセルＳのカバレッジエリアは小さいため、実際には各ユーザ端末の移動や通信状態に応じて各スモールセルＳのユーザ端末数は不均一となる（図２Ｂ参照）。
【００１８】
そのため、このようなトラヒックが偏る環境においては、トラヒックが集中するスモールセルにおけるトラヒック負荷（Traffic  load）を、周辺の低トラヒックエリアにオフロードさせる技術（Load  balancing/shifting）が有効となる。例えば、図３に示すように、ユーザ端末が集中するスモールセル２の一部のユーザ端末を、ユーザ端末数が少ないスモールセル３に接続させること（オフロード）が考えられる。以下に、ユーザ端末数を考慮してロードバランシングを行う場合について、図４を参照して説明する。
【００１９】
一般的に、ユーザ端末が接続するセルを選択する場合には、各無線基地局からの参照信号の受信電力（ＲＳＲＰ：Reference  Signal  Received  Power）や受信品質（ＲＳＲＱ：Reference  Signal  Received  Quality）を用いて行う。なお、ここでいうセルの選択とは、初期接続時のセル選択だけでなく、マクロ基地局に接続しているユーザ端末が、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）として設定（configure）するスモールセルを選択する場合も含む。
【００２０】
ユーザ端末の接続先としては、通常、受信電力（ＲＳＲＰ）や受信品質（ＲＳＲＱ）（以下、単に「受信電力」とも記す）の最も高いセルが選択される。一方で、トラヒックの偏りを考慮してロードバランシングを行う場合には、１番高い受信電力（ＲＳＲＰ）から所定値（例えば、ＸｄＢ）以内に収まる受信電力に対応したスモールセルの中で、ユーザ端末数が少ないスモールセルを選択することが考えられる。
【００２１】
例えば、図４に示す場合、受信電力が最も高いスモールセル＃１と、受信電力が当該スモールセル＃１の受信電力からＸｄＢ以内となるスモールセル＃２が接続候補セルとして選択される。そして、スモールセル＃１とスモールセル＃２に対して接続されるユーザ端末数を考慮して接続セルを選択する。ここでは、スモールセル＃１と比較してスモールセル＃２に接続するユーザ端末数が少ないため、ユーザ端末の接続先としてスモールセル＃２が選択される。これにより、所定の受信品質を満たすと共に、スモールセル間で接続ユーザ端末数を分散することが可能となる。
【００２２】
しかしながら、本発明者等は、現実のトラヒック量はユーザ端末数と異なる点に着目し、上記図４に示すようにユーザ端末数を複数のセル間で均一にする方法では、トラヒック量の均一化が十分でないことを見出した。例えば、図５に示すように、Ｃｅｌｌ＃１に接続するユーザ端末数が２（ユーザ端末＃０、＃１）、Ｃｅｌｌ＃２に接続するユーザ端末数が１（ユーザ端末＃２）であり、ユーザ端末＃２に対して容量が大きいデータを送信する場合を想定する。
【００２３】
この場合、ユーザ端末数に基づいてロードバランシングを行うと、配下の端末数が少ないＣｅｌｌ＃２がユーザ端末の接続セルとして選択される。しかし、Ｃｅｌｌ＃１と比較してＣｅｌｌ＃２の方がバッファに蓄積されているデータ量が大きいため、トラヒックの均一化の観点からは、接続するユーザ端末数が多いＣｅｌｌ＃１に接続した方がロードバランシングの効果が得られることとなる。
【００２４】
そこで、本発明者等は、候補セルに接続するユーザ端末数でなく、接続候補セルのバッファに残存するデータ量（候補セルに接続するユーザ端末に送信するデータ量）を考慮して、ユーザ端末の接続セルを決定することによりロードバランシングを行うことを着想した。また、本発明者等は、接続候補セルのバッファに残存するデータ量に加えて、候補セルの隣接セルにおける過去のトラヒックロードを考慮したＳＩＮＲに基づいて算出した見込みスループットに基づいて、ユーザ端末の接続セルを決定することを着想した。
【００２５】
以下に、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
（第１の態様）
第１の態様では、ユーザ端末が接続可能な候補セルのバッファに残存するデータ量（候補セル配下のユーザ端末に送信するデータ量）に基づいて、当該ユーザ端末の接続セルを決定する場合について説明する。
【００２７】
複数のセル（例えば、スモールセル）が密に配置されたエリアにおいて、ユーザ端末は複数のセルから送信される下りリンク信号を受信する。そこで、第１の態様では、ユーザ端末と所定の受信電力及び／又は受信品質以上で接続可能な候補セルを選択すると共に、候補セルの中でバッファに残存するデータ量の小さいセルをユーザ端末の接続セルとして選択する。以下に、ユーザ端末が接続するセルの選択方法の一例について説明する。
【００２８】
図６は、本実施の形態における無線通信システムの一例を示す図である。図６の無線通信システムは、それぞれスモールセルを形成する複数のスモール基地局（ここでは、無線基地局＃１〜＃３）を備えている。無線基地局＃１に対してユーザ端末１ａ〜１ｃが接続され、無線基地局＃２に対してユーザ端末２ａが接続され、無線基地局＃３に対してユーザ端末３ａ、３ｂが接続されている。また、図６の無線通信システムは、無線基地局＃１〜＃３のいずれかに接続しようとするユーザ端末５ａと、当該ユーザ端末５ａの接続先を決定する集約ノードと、を含んで構成されている。
【００２９】
集約ノードは、ユーザ端末５ａの接続を決定する基地局であればよく、例えば、上記図１におけるマクロ基地局や、複数のスモール基地局を集約して制御する無線基地局とすることができる。各無線基地局＃１〜＃３と集約ノードとは、Ｘ２シグナリングや光ファイバ等の有線接続、又は無線接続により情報の伝達を行うことができる。
【００３０】
ユーザ端末５ａは、無線基地局＃１〜＃３から送信される下りリンク信号（例えば、下り参照信号）の受信電力（ＲＳＲＰ）や受信品質（ＲＳＲＱ）について、集約ノードに送信する。集約ノードは、各無線基地局のセルに対する受信電力に関する情報（ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ等）に基づいて、ユーザ端末５ａが接続する候補セルを選択する。
【００３１】
候補セルとしては、ユーザ端末５ａにおける受信電力が所定値以上となるセルを選択することができる。例えば、ユーザ端末５ａでの受信電力が最も高くなるセルと、当該最も高い受信電力から所定値（例えば、ＸｄＢ）以内の受信電力となるセルを候補セルとして選択する。なお、候補セルは、ユーザ端末側で決定してもよいし、ユーザ端末から各セルの受信電力に関する情報が通知された集約ノード側で決定してもよい。
【００３２】
次に、集約ノードは、各候補セルが利用する周波数帯域を考慮して、単位周波数帯域当たりにおける各候補セルのバッファに残存するデータ量を計算する。周波数帯域を考慮するのは、各候補セルが異なる周波数帯域（キャリア、ＣＣ）を利用する場合にも対応するためである。なお、各候補セルのバッファに残存するデータ量に関する情報は、各候補セルから集約ノードに通知することができる。
【００３３】
また、バッファに残存する合計データ量とは、各候補セルが配下のユーザ端末に送信するデータ量に相当する。バッファ内の合計データ量は、瞬時値でもよいし、所定期間の平均値としてもよい。
【００３４】
集約ノードは、データ量の小さい候補セルをユーザ端末５ａの接続セルとして決定する。また、受信電力が高い候補セルのデータ量から検索し、当該データ量が所定の値（例えば、各無線基地局の合計データ量を平均した値）より小さい場合、当該候補セルをユーザ端末５ａの接続セルとして決定し、大きい場合は次に受信電力が高い候補セルに対して同様の操作を繰り返し行っても良い。さらに、以上の繰り返し操作において候補セルが見つからない場合、受信電力が最も高い候補セルをユーザ端末５ａの接続セルとして決定しても良い。例えば、集約ノードは、下記の式（１）を利用して各候補セルのデータ量を算出することができる。
【００３５】
【数１】
2014220719.tif 000003
【００３６】
このように、第１の態様では、各候補セルに接続するユーザ端末数でなく、単位周波数帯域当たりにおける各候補セルのバッファに残存するデータ量を考慮して、ロードバランシングを行う。したがって、図６において、従来のようにユーザ端末数に基づいてロードバランシングを行う場合には、接続するユーザ端末数が少ないＣｅｌｌ＃２がユーザ端末の接続セルとして選択されていたが、本実施の形態では、各セルのバッファのデータ量を考慮して決定する。これにより、複数のスモールセルが高い密度で配置される場合であっても、無線リソースを有効に利用して無線通信システムにおけるスループットを向上することができる。
【００３７】
＜複数ＣＣ適用時＞
次に、各セルにおいて複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ）を用いる場合に、ユーザ端末が接続するセル及びＣＣを決定する方法の一例について説明する。なお、以下の説明では、図６における無線基地局＃１〜＃３が、それぞれ複数のＣＣ（例えば、３つのＣＣ）を用いる場合を想定する。もちろん本実施の形態はこれに限られない。
【００３８】
各候補セルで複数ＣＣを用いると共にＣＣ毎にユーザ端末に最適な接続セルを選択する場合（基地局間ＣＡ）、集約ノードは、ＣＣ毎に単位周波数帯域当たりにおける各候補セルのバッファに残存するデータ量を計算する。これにより、集約ノードは、各ＣＣにおける候補セルのデータ量に基づいて、ＣＣ毎にユーザ端末５ａが接続する最適なセルを決定することが可能となる。
【００３９】
具体的に、集約ノードは、ユーザ端末での受信電力が所定値以上となる候補セルに対して、ＣＣ毎にデータ量の計算を行う。具体的に、集約ノードは、下記の式（２）を利用して各候補セルのデータ量をＣＣ毎に算出することができる。例えば、ＣＣ数が３（ＣＣ１〜ＣＣ３）の場合には、各ＣＣ１〜ＣＣ３について、各候補セルのバッファに残存するデータ量について単位周波数帯域当たりのデータ量を計算する。なお、ここでは、各セルで利用するＣＣは、同一チャネルである場合を想定している。
【００４０】
【数２】
2014220719.tif 000004
【００４１】
集約ノードは、上記式（２）を用いてＣＣ毎に計算した各候補セルのバッファに残存するデータ量を用いて、各ＣＣにおいて最もデータ量が小さくなる候補セルをユーザ端末５ａの接続セルとしてそれぞれ決定する。また、各ＣＣにおいて、受信電力が高い候補セルのデータ量から検索し、当該データ量が所定の値（例えば、各無線基地局の合計データ量を平均した値）より小さい場合、当該候補セルをユーザ端末５ａの接続セルとして決定し、大きい場合は次に受信電力が高い候補セルに対して同様の操作を繰り返し行っても良い。さらに、以上の繰り返し操作において候補セルが見つからない場合、受信電力が最も高い候補セルを、当該ＣＣにおけるユーザ端末５ａの接続セルとして決定しても良い。これにより、集約ノードは、候補セルに接続するユーザ端末数でなく、接続候補セルのバッファに残存するデータ量を考慮して、ＣＣ毎にユーザ端末が接続する最適なセルを決定することができる。
【００４２】
一方で、各候補セルで複数のＣＣを利用する際にＣＣ共通のスケジューラを用いる場合（基地局内ＣＡ）、集約ノードは、各ＣＣにおける各候補セルのバッファに残存するデータ量の合計値が最も小さい候補セルをユーザ端末５ａの接続セルとして決定することができる。なお、この場合、ユーザ端末５ａがサポートするＣＣ数（ＣＣu）分だけバッファのデータ量を加算する。
【００４３】
例えば、ユーザ端末５ａがサポートするＣＣ数（例えば、ＣＣu＝２）が、各候補セルで適用されるＣＣ数（例えば、ＣＣcell＝３）より少ない場合（ＣＣu＜ＣＣcell）には、集約ノードは、ＣＣuに基づいてＣＣcellにおけるバッファのデータ量の加算を行う。具体的に、集約ノードは、以下の式（３）を用いて、取り得る組合せに対してバッファのデータ量の合計（ここでは、２ＣＣの合計）を求める。なお、ＣＣu＝２、ＣＣcell＝３の場合には、３通り（＝3Ｃ2）となる。
【００４４】
【数３】
2014220719.tif 000005
【００４５】
集約ノードは、各候補セルのバッファに残存するデータ量として、ＣＣ１＋ＣＣ２、ＣＣ１＋ＣＣ３、ＣＣ２＋ＣＣ３を考慮する。そして、２ＣＣの合計値が最も小さい候補セルを、ユーザ端末５ａが接続するセルとして決定することができる。
【００４６】
このように、ユーザ端末がサポートするＣＣ数と、各セルが利用するＣＣとの関係を考慮して、各セルのバッファに残存するデータ量の合計値を計算することにより、ユーザ端末に対して最適な接続セルを決定することが可能となる。
【００４７】
（第２の態様）
第２の態様では、ユーザ端末が接続可能な候補セルに対する見込みのスループットを算出し、当該見込みのスループットが最大となるようにユーザ端末が接続するスモールセル（あるいはキャリア）を決定する場合について説明する。
【００４８】
上述したように、複数のセル（例えば、スモールセル）が密に配置されるエリアでは、ユーザ端末は複数のセル（候補セル）から送信される信号を受信する。そこで、第２の態様では、ユーザ端末に対する各候補セルの受信電力（ＲＳＲＰ）や受信品質（ＲＳＲＱ）（以下、単に「受信電力」とも記す）を用いて、各候補セルのＳＩＮＲを算出する。また、ＳＩＮＲの算出において、各候補セル以外の他セル（当該候補セルに隣接するセル）のトラヒックロードを考慮する。
【００４９】
そして、各候補セルのＳＩＮＲから各候補セルの見込みスループットを算出すると共に、各候補セルのバッファに残存するデータ量を考慮した見込みスループットを計算して、ユーザ端末が接続するセルを決定する。以下に、ユーザ端末が接続するセルの選択方法の一例について説明する。
【００５０】
図７Ａは、本実施の形態における無線通信システムの一例を示す図である。図７Ａの無線通信システムは、上記図６で示した無線通信システムと同じ構成であるため説明を省略する。以下に、図７Ｂを参照して、集約ノードがユーザ端末５ａの接続セルを決定する手順の一例について説明する。
【００５１】
まず、ユーザ端末５ａは、候補セルを形成する無線基地局＃１〜＃３から送信される下りリンク信号（例えば、下り参照信号）の受信電力に関する情報（ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ等）を集約ノードへ送信する（ステップ１０）。また、各候補セルから集約ノードに対して、各セルで過去に観測したトラヒックロードや、各候補セルのバッファに残存するデータ量（各候補セル配下のユーザ端末に送信するデータ量）に関する情報を通知してもよい。
【００５２】
候補セルとしては、ユーザ端末５ａが下りリンク信号を受信可能な全てのセルを選択してもよいし、上記第１の態様と同様に、ユーザ端末５ａにおける受信電力が所定値以上となるセルを選択することができる。なお、候補セルは、ユーザ端末側で決定してもよいし、ユーザ端末から各セルの受信電力に関する情報が通知される集約ノード側で決定してもよい。
【００５３】
集約ノードは、ユーザ端末５ａや各候補セルから受信した情報に基づいて、各候補セルに対するＳＩＮＲを算出する（ステップ１１）。この際、ある候補セルのＳＩＮＲを算出する際に、当該候補セル以外の他の候補セル（隣接セル）におけるトラヒックロードを考慮して計算を行う。例えば、無線基地局＃１が形成する候補セル＃１のＳＩＮＲを計算する場合には、無線基地局＃２が形成する候補セル＃２と無線基地局＃３が形成する候補セル＃３における過去に観測した平均のトラヒックロードを考慮する。
【００５４】
集約ノードは、下記の式（４）を利用して各候補セルのＳＩＮＲを算出することができる。
【００５５】
【数４】
2014220719.tif 000006
【００５６】
例えば、候補セル＃１のＳＩＮＲを算出する場合には、当該候補セル＃１の受信電力（ＲＳＲＰcell）と、他の候補セル＃２、＃３の受信電力（ＲＳＲＰNeighbor1、ＰNeighbor2）と、他の候補セル＃２、＃３の過去のトラヒックロード（α１、α２）を用いる。
【００５７】
なお、式（４）において、他の候補セルの過去の平均のトラヒックロードを示すα（ここでは、α１、α２）は、他の候補セル間のトラヒックロードの相対関係を示す値であれば特に限定されない。例えば、集約ノードは、他の候補セル（隣接セル）の過去の平均のトラヒックロードの総量を１として、候補セルのトラヒックロードの値に応じてα（０〜１）を決定することができる。なお、過去に観測した平均のトラヒックロードは、過去の所定期間における各候補セルのトラヒックロードをそれぞれ平均化した値とすることができる。
【００５８】
次に、集約ノードは、ステップ１１で求めたＳＩＮＲに基づいて各候補セルの見込みスループットを算出する（ステップ１２）。例えば、ＳＩＮＲと当該候補セルの周波数帯域（ＢＷ）に基づいて見込みスループットを算出する。具体的に、集約ノードは、下記の式（５）を利用して各候補セルの見込みスループットを算出することができる。
【００５９】
【数５】
2014220719.tif 000007
【００６０】
次に、集約ノードは、ステップ１２で求めた見込みスループットを用いて、各候補セルのバッファに残存する合計データ量を考慮した見込みスループット（以下、「見込みスループットメトリック」とも記す）を計算する（ステップ１３）。バッファに残存する合計データ量とは、各候補セルが配下のユーザ端末に送信するデータ量に相当する。また、バッファ内の合計データ量は、瞬時値でもよいし、所定期間の平均値としてもよい。
【００６１】
集約ノードは、下記の式（６）を利用して各候補セルのスループットのメトリックを算出することができる。
【００６２】
【数６】
2014220719.tif 000008
【００６３】
例えば、候補セル＃１のＳＩＮＲを算出する場合には、当該候補セル＃１の配下のユーザ端末１ａ〜１ｂに送信すべきデータ量（Ｄａｔａcell_UE#1a、Ｄａｔａcell_UE#1b、Ｄａｔａcell_UE#1c）を考慮する。上記式（６）の送信すべきデータ量を考慮した見込みスループットメトリックの値が大きいセル程、現実のトラヒック量が少なく且つ所定の受信品質でユーザ端末と接続可能なセルとなる。
【００６４】
また、上記式（６）において、補正項をβcell＝１、γcell＝０とした場合、βcell／（Ｄａｔａcell_UE#0＋Ｄａｔａcell_UE#1＋・・・＋γcell）の項は０から無限大の値をとり得るため、上記式（６）を用いたセル選択において、見込みスループットＲcellより送信すべきデータ量の影響の方が支配的になる。一方、補正項をβcell＝１、γcell＝１とした場合、βcell／（Ｄａｔａcell_UE#0＋Ｄａｔａcell_UE#1＋・・・＋γcell）の項は０から１の値をとり得るため、上記式（６）を用いたセル選択において、送信すべきデータ量より見込みスループットＲcellの影響の方が支配的になる。
【００６５】
集約ノードは、各候補セルに対して上記式（６）を用いて見込みスループットメトリックを計算した後、当該見込みスループットメトリックの大きい候補セルをユーザ端末５ａの接続セルとして決定する（ステップ１４）。その後、ユーザ端末５ａに対して、接続セルに関する情報を上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）等を用いて通知し（ステップ１５）、ユーザ端末５ａと接続セルで通信を開始する（ステップ１６）。
【００６６】
このように、候補セルに接続するユーザ端末数でなく、候補セルのバッファに残存するデータ量を考慮した見込みスループットを考慮してロードバランシングを行うことより、複数のスモールセルが高い密度で配置される場合であっても、無線リソースを有効に利用して無線通信システムにおけるスループットを向上することができる。
【００６７】
＜複数ＣＣ適用時＞
次に、各セルにおいて複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ）を用いる場合に、ユーザ端末が接続するセルを決定する方法の一例について説明する。なお、以下の説明では、図７Ａにおける無線基地局＃１〜＃３が、それぞれ複数のＣＣ（例えば、３つのＣＣ）を用いる場合を想定する。もちろん本実施の形態はこれに限られない。
【００６８】
各候補セルで複数ＣＣを用いると共にＣＣ毎にユーザ端末に最適な接続セルを選択する場合（基地局間ＣＡ）、集約ノードは、ＣＣ毎に各候補セルの見込みスループットを算出する。そして、集約ノードは、各ＣＣにおける候補セルのバッファに残存する合計データ量を考慮した見込みスループットメトリックを計算する。各ＣＣについて、各候補セルの見込みスループットメトリックを計算することにより、集約ノードは、ＣＣ毎にユーザ端末が接続する最適なセルを決定することが可能となる。
【００６９】
具体的に、集約ノードは、ユーザ端末や各候補セルから受信した情報に基づいてＣＣ毎に各候補セルのＳＩＮＲを算出する。この際、集約ノードは、ＳＩＮＲを算出する候補セル以外の他の候補セルについてトラヒックロードを考慮して計算する。
【００７０】
集約ノードは、下記の式（７）を利用して各候補セルのＳＩＮＲをＣＣ毎に算出することができる。例えば、ＣＣ数が３（ＣＣ１〜ＣＣ３）の場合には、各ＣＣ１〜ＣＣ３について、各候補セルのＳＩＮＲを算出する。なお、ここでは、各セルで利用するＣＣは、同一チャネルである場合を想定している。
【００７１】
【数７】
2014220719.tif 000009
【００７２】
次に、集約ノードは、上記式（７）で求めたＳＩＮＲを用いて各候補セルの見込みスループットをＣＣ毎にそれぞれ算出する。この際、各ＣＣで利用する周波数帯域（又はＲＢ数）を考慮する。具体的に、集約ノードは、下記の式（８）を利用して各候補セルの見込みスループットをＣＣ毎に算出することができる。例えば、ＣＣ数が３（ＣＣ１〜ＣＣ３）の場合には、各ＣＣ１〜ＣＣ３について、各候補セルの見込みスループットを算出する。
【００７３】
【数８】
2014220719.tif 000010
【００７４】
次に、集約ノードは、上記式（８）で求めた見込みスループットを用いて、各候補セルのバッファに残存する合計データ量を考慮した見込みスループットメトリックをＣＣ毎に計算する。具体的に、集約ノードは、下記の式（９）を利用して各候補セルの見込みスループットメトリックをＣＣ毎に計算することができる。例えば、ＣＣ数が３（ＣＣ１〜ＣＣ３）の場合には、各ＣＣ１〜ＣＣ３について、各候補セルの見込みスループットメトリックを算出する。
【００７５】
【数９】
2014220719.tif 000011
【００７６】
集約ノードは、上記式（９）を用いてＣＣ毎に各候補セルの見込みスループットメトリックを計算し、各ＣＣにおいて最も見込みスループットメトリックが大きくなる候補セルをユーザ端末５ａの接続セルとしてそれぞれ決定する。これにより、集約ノードは、候補セルに接続するユーザ端末数でなく、接続候補セルのバッファに残存するデータ量を考慮した見込みスループットに基づいて、ＣＣ毎にユーザ端末が接続する最適なセルを決定することができる。
【００７７】
一方で、各候補セルで複数のＣＣを用いる際にＣＣ共通のスケジューラを用いる場合（基地局内ＣＡ）、集約ノードは、各ＣＣにおける見込みスループットメトリックの合計値が最も高い候補セルをユーザ端末５ａの接続セルとして決定することができる。この場合、ユーザ端末５ａがサポートするＣＣ数（ＣＣu）分だけ見込みスループットメトリックを加算する。
【００７８】
例えば、ユーザ端末５ａがサポートするＣＣ数（例えば、ＣＣu＝２）が、各候補セルで適用されるＣＣ数（例えば、ＣＣcell＝３）より少ない場合（ＣＣu＜ＣＣcell）には、集約ノードは、ＣＣuに基づいてＣＣcellにおける見込みスループットメトリックの加算を行う。具体的に、集約ノードは、以下の式（１０）を用いて、取り得る組合せに対して見込みスループットメトリックの合計（ここでは、２ＣＣの合計）を求める。なお、ＣＣu＝２、ＣＣcell＝３の場合には、３通り（＝3Ｃ2）となる。
【００７９】
【数１０】
2014220719.tif 000012
【００８０】
集約ノードは、各候補セルの見込みスループットメトリックとして、ＣＣ１＋ＣＣ２、ＣＣ１＋ＣＣ３、ＣＣ２＋ＣＣ３を考慮する。そして、２ＣＣの合計値が最も高い候補セルを、ユーザ端末５ａが接続するセルとして決定することができる。
【００８１】
このように、ユーザ端末がサポートするＣＣ数と、各セルが利用するＣＣとの関係を考慮して、各候補セルの見込みスループットメトリックの合計値を計算することにより、ユーザ端末に対して最適な接続セルを決定することが可能となる。
【００８２】
＜変形例＞
なお、本実施の形態の特徴の一つは、ユーザ端末５ａが接続するセル選択の基準として、各セル及びＣＣ等の割当て頻度を考慮することである。したがって、上記説明では、各候補セルの見込みスループットを、各無線基地局のバッファに残存するデータ量で正規化する場合を示したが、本実施の形態はこれに限られない。
【００８３】
例えば、各候補セルにおける見込みスループットメトリックは、下記式（１１）、式（１２）に示すように定義することができる。なお、式（１１）は上記式（６）を一般化した式に相当し、式（１２）は上記式（９）、式（１０）を一般化した式に相当する。つまり、式（６）、式（９）、式（１０）は、式（１１）、式（１２）において、χcell＝１／ｄａｔａ量とした場合に相当する。
【００８４】
【数１１】
2014220719.tif 000013
【数１２】
2014220719.tif 000014
【００８５】
χcellとしては、「１／ｄａｔａ量」の他に、「候補セルやＣＣのバッファ（buffer）にデータがある場合の割当て頻度（例えば、リソース利用率でも良い）を一定期間平均した値」、「１／セル選択時、あるいは一定期間バッファにｄａｔａがあるユーザ端末数（ＵＥ数）」又は「セルの平均ＵＥスループット」等を用いてもよい。なお、平均ＵＥスループットは、ユーザｕの瞬時スループットを下記の式（１３）で近似し、当該近似した値を平均した値とすることができる。
【００８６】
【数１３】
2014220719.tif 000015
【００８７】
なお、第２の態様だけでなく、第１の態様においても、無線基地局のバッファに残存するデータ量でなく、上記「候補セルやＣＣのバッファ（buffer）にデータがある場合の割当て頻度（例えば、リソース利用率でも良い）を一定期間平均した値」、「１／セル選択時、あるいは一定期間バッファにｄａｔａがあるユーザ端末数（ＵＥ数）」又は「セルの平均ＵＥスループット」等を考慮して、ユーザ端末の接続セルを決定してもよい。
【００８８】
（無線通信システムの構成）
以下、本実施の形態に係る無線通信システムについて、詳細に説明する。この無線通信システムでは、上述の第１、第２の態様に係るユーザ端末の接続セル決定方法が適用される。
【００８９】
図８は、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。なお、図８に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム或いは、ＳＵＰＥＲ  ３Ｇが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、ＬＴＥシステムのシステム帯域幅を１単位とする複数の基本周波数ブロック（コンポーネントキャリア）を一体としたキャリアアグリゲーション（ＣＡ）が適用することができる。また、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇ、ＦＲＡ（Future  Radio  Access）と呼ばれても良い。
【００９０】
図８に示す無線通信システム１は、マクロセルＣ１を形成する無線基地局１１と、マクロセルＣ１内に配置され、マクロセルＣ１よりも狭いスモールセルＣ２を形成する無線基地局１２ａ及び１２ｂとを備えている。また、マクロセルＣ１及び各スモールセルＣ２には、ユーザ端末２０が配置されている。ユーザ端末２０は、無線基地局１１及び無線基地局１２の双方に接続すること（dual  connectivity）ができる。この場合、ユーザ端末２０は、異なる周波数を用いるマクロセルＣ１とスモールセルＣ２を、ＣＡ（キャリアアグリゲーション）により同時に使用することが想定される。
【００９１】
ユーザ端末２０と無線基地局１１との間は、相対的に低い周波数帯域（例えば、２ＧＨｚ）で帯域幅が狭いキャリア（既存キャリア、Legacy  carrier等と呼ばれる）を用いて通信が行なわれる。一方、ユーザ端末２０と無線基地局１２との間は、相対的に高い周波数帯域（例えば、３．５ＧＨｚ等）で帯域幅が広いキャリアが用いられてもよいし、無線基地局１１との間と同じキャリアが用いられてもよい。ユーザ端末２０と無線基地局１２間のキャリアタイプとしてニューキャリアタイプ（ＮＣＴ）を利用してもよい。無線基地局１１と無線基地局１２（又は、無線基地局１２間）は、有線接続（Optical  fiber、Ｘ２インターフェース等）又は無線接続されている。
【００９２】
無線基地局１１及び各無線基地局１２は、それぞれ上位局装置３０に接続され、上位局装置３０を介してコアネットワーク４０に接続される。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。また、各無線基地局１２は、無線基地局１１を介して上位局装置に接続されてもよい。
【００９３】
なお、無線基地局１１は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、ｅＮｏｄｅＢ、マクロ基地局、集約ノード、送受信ポイントなどと呼ばれてもよい。また、無線基地局１２は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、スモール基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、Ｈｏｍｅ  ｅＮｏｄｅＢ、ＲＲＨ（Remote  Radio  Head）、マイクロ基地局、送受信ポイントなどと呼ばれてもよい。以下、無線基地局１１及び１２を区別しない場合は、無線基地局１０と総称する。各ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。
【００９４】
無線通信システムにおいては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が適用され、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域幅を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
【００９５】
ここで、図８に示す無線通信システムで用いられる通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有されるＰＤＳＣＨ（Physical  Downlink  Shared  Channel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、拡張ＰＤＣＣＨ）とを有する。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ（Physical  Downlink  Control  Channel）により、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical  Control  Format  Indicator  Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical  Hybrid-ARQ  Indicator  Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫが伝送される。また、拡張ＰＤＣＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ）により、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送されてもよい。このＥＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨ（下り共有データチャネル）と周波数分割多重される。
【００９６】
上りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末２０で共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical  Uplink  Shared  Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）とを有する。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ：Channel  Quality  Indicator）、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ等が伝送される。
【００９７】
図９は、本実施の形態に係る無線基地局１０（無線基地局１１及び１２を含む）の全体構成図である。無線基地局１０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、伝送路インターフェース１０６とを備えている。
【００９８】
下りリンクにより無線基地局１０からユーザ端末２０に送信されるユーザデータは、上位局装置３０から伝送路インターフェース１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。
【００９９】
ベースバンド信号処理部１０４では、ＰＤＣＰレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio  Link  Control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium  Access  Control）再送制御、例えば、ＨＡＲＱの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse  Fast  Fourier  Transform）処理、プリコーディング処理が行われて各送受信部１０３に転送される。また、下りリンクの制御チャネルの信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、各送受信部１０３に転送される。
【０１００】
また、ベースバンド信号処理部１０４は、報知チャネルにより、ユーザ端末２０に対して、当該セルにおける通信のための制御情報を通知する。当該セルにおける通信のための情報には、例えば、上りリンク又は下りリンクにおけるシステム帯域幅等が含まれる。また、ユーザ端末が無線基地局１１と無線基地局１２の双方に接続する場合（dual  connection）、集約ノードとして機能する無線基地局１１からユーザ端末へ上位レイヤシグナリンを介して、接続セルに関する情報を通知することができる。
【０１０１】
各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１により送信する。
【０１０２】
一方、上りリンクによりユーザ端末２０から無線基地局１０に送信されるデータについては、各送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部１０２で増幅され、各送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部１０４に入力される。
【０１０３】
ベースバンド信号処理部１０４では、入力されたベースバンド信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース１０６を介して上位局装置３０に転送される。呼処理部１０５は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局１０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
【０１０４】
図１０は、本実施の形態に係る無線基地局１１（マクロ基地局又は集約ノード）が有するベースバンド信号処理部１０４の主な機能構成図である。
【０１０５】
図１０に示すように、無線基地局１１が有するベースバンド信号処理部１０４は、候補セル選択部３０１と、算出部３０２と、接続セル決定部３０３と、接続セル通知部３０４と、を少なくとも含んで構成されている。
【０１０６】
候補セル選択部３０１は、ユーザ端末が接続しようとする候補セルを選択する。例えば、上記図８において、無線基地局１１に接続しているユーザ端末２０が、さらに複数の無線基地局１２（スモール基地局）のいずれかに接続する（ＣＡを行う）場合、当該ユーザ端末２０の接続候補となる無線基地局１２（候補セル）を選択する。
【０１０７】
上記第１の態様を適用する場合、候補セル選択部３０１は、ユーザ端末２０における受信電力が所定値以上となるセルを候補セルとして選択することができる。例えば、ユーザ端末２０での受信電力が最も高くなるセルと、当該最も高い受信電力から所定値（例えば、ＸｄＢ）以内の受信電力となるセルを候補セルとして選択する。上記第２の態様を適用する場合、候補セル選択部３０１は、ユーザ端末２０における受信電力が所定値以上となるセル、又はユーザ端末２０が下りリンク信号を受信可能な全てのセルを候補セルとして選択することができる。
【０１０８】
なお、候補セル選択部３０１は、ユーザ端末２０側で選択された候補セルに関する情報に基づいて候補セルを特定してもよいし、ユーザ端末２０から通知された各セルの受信電力に関する情報に基づいて候補セルを決定してもよい。
【０１０９】
算出部３０２は、各候補セルについて、単位周波数帯域当たりにおける各候補セルのデータ量、他の候補セルのトラヒックロードを考慮したＳＩＮＲ、利用する周波数帯域を考慮した見込みスループットと、各候補セルが配下のユーザ端末に送信するデータ量を考慮した見込みスループットメトリック等を算出する。
【０１１０】
上記第１の態様を適用する場合、算出部３０２は、各候補セルが利用する周波数帯域を考慮して、単位周波数帯域当たりにおける各候補セルのバッファに残存するデータ量を計算する（上記式（１）〜（３）等）。
【０１１１】
一方で、上記第２の態様を適用する場合、算出部３０２は、各候補セルの受信電力等と、他の候補セルにおけるトラヒックロードを考慮して、各候補セルのＳＩＮＲを算出する（上記式（４）、（７）等）。また、算出部３０２は、算出したＳＩＮＲと候補セルの周波数帯域（ＢＷ）に基づいて見込みスループットを算出する（上記式（５）、（８）等）。また、算出部３０２は、各候補セルのバッファに残存する合計データ量を考慮した見込みスループットメトリックを算出する（上記式（６）、（９）、（１０）等）。
【０１１２】
接続セル決定部３０３は、算出部３０２での計算結果に基づいて、ユーザ端末２０が接続するセル（無線基地局１２）を決定する。上記第１の態様を適用する場合、接続セル決定部３０３は、データ量の小さいセルをユーザ端末２０の接続セルとして決定する。また、上記第２の態様を適用する場合、接続セル決定部３０３は、見込みスループットメトリックの大きい候補セルをユーザ端末２０の接続セルとして決定する。
【０１１３】
接続セル通知部３０４は、接続セル決定部３０３で決定した結果に基づいて、ユーザ端末２０に対する接続セルに関する情報の通知を制御する。
【０１１４】
このように、各候補セルに接続するユーザ端末数でなく、単位周波数帯域当たりにおける各候補セルのバッファに残存するデータ量を考慮して、ロードバランシングを行うことにより、複数のスモールセルが高い密度で配置される場合であっても、無線リソースを有効に利用することができる。
【０１１５】
図１１は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の全体構成図である。ユーザ端末２０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部（受信部）２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、アプリケーション部２０５とを備えている。
【０１１６】
下りリンクのデータについては、複数の送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部２０２で増幅され、送受信部２０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部２０４でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下りリンクのデータの内、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。
【０１１７】
一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ  （Ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ））の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等が行われて各送受信部２０３に転送される。送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１により送信する。
【０１１８】
図１２は、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４の主な機能構成図である。図１２に示すように、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４は、受信電力／受信品質測定部４０１と、接続セル選択部４０２と、を少なくとも有している。なお、上述したように、ベースバンド信号処理部２０４は、再送制御の送信処理、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等を行う機能部も有している。
【０１１９】
受信電力／受信品質測定部４０１は、各無線基地局１２（候補セル）から送信される下りリンク信号（下り参照信号）の受信電力（ＲＳＲＰ）や受信品質（ＲＳＲＱ）を測定する。受信電力／受信品質測定部４０１で測定された受信電力に関する情報（ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ）は、送受信部２０３を介して無線基地局１１に通知される。
【０１２０】
接続セル選択部４０２は、無線基地局１１から通知された接続セルに関する情報に基づいて、当該ユーザ端末２０が接続する無線基地局１２を選択する。なお、接続セルは、無線基地局１１における接続セル決定部３０３で決定されたセルであり、例えば、ユーザ端末２０における受信電力及び／又は受信品質が所定値以上であり、且つ単位周波数帯域あたりにおいて配下のユーザ端末に送信するデータ量が小さい候補セルとなる。
【０１２１】
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。例えば、上述した複数の態様を適宜組み合わせて適用することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
【符号の説明】
【０１２２】
１…無線通信システム
１０…無線基地局
１１…無線基地局（マクロ基地局）
１２、１２ａ、１２ｂ…無線基地局（スモール基地局）
２０…ユーザ端末
３０…上位局装置
４０…コアネットワーク
１０１…送受信アンテナ
１０２…アンプ部
１０３…送受信部
１０４…ベースバンド信号処理部
１０５…呼処理部
１０６…伝送路インターフェース
２０１…送受信アンテナ
２０２…アンプ部
２０３…送受信部
２０４…ベースバンド信号処理部
２０５…アプリケーション部
３０１…候補セル選択部
３０２…算出部
３０３…接続セル決定部
３０４…接続セル通知部
４０１…受信電力／受信品質測定部
４０２…接続セル選択部
【図１】
2014220719.tif 000020
【図２】
2014220719.tif 000021
【図３】
2014220719.tif 000022
【図４】
2014220719.tif 000023
【図５】
2014220719.tif 000024
【図６】
2014220719.tif 000025
【図７】
2014220719.tif 000026
【図８】
2014220719.tif 000027
【図９】
2014220719.tif 000028
【図１０】
2014220719.tif 000029
【図１１】
2014220719.tif 000030
【図１２】
2014220719.tif 000031