(57)【要約】【課題】ヘテロジーニアスネットワークでの上りリンクの干渉を低減する。【解決手段】大電力基地局に接続する複数のユーザ端末が、小電力基地局のセルの近傍にあるユーザ端末と、小電力基地局のセルの遠隔にあるユーザ端末とに分類される。小電力基地局に接続する複数のユーザ端末が、小電力基地局の近傍にあるユーザ端末と、小電力基地局の遠隔にあるユーザ端末とに分類される。大電力基地局に接続する各ユーザ端末に使用すべき上りリンクリソースを割り当てるとき、大電力基地局に接続し小電力基地局ののセルの近傍にあるユーザ端末には、上りリンクリソースのうち特定の第１のリソースのみが割り当てられる。小電力基地局に接続する各ユーザ端末に使用すべき上りリンクリソースを割り当てるとき、小電力基地局に接続し小電力基地局の遠隔にあるユーザ端末には、上りリンクリソースのうち第１のリソースとは異なる第２のリソースのみが割り当てられる。【選択図】図９
2014033249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のセルを形成し、複数のユーザ端末と通信する大電力無線基地局と、
前記大電力無線基地局と接続するとともに、複数のユーザ端末と通信し、前記大電力無線基地局の送信電力よりも送信電力が小さく、前記第１のセル内に前記第１のセルよりも小さい第２のセルを形成し、前記大電力無線基地局で使用される上りリンクリソースと同じ上りリンクリソースが使用される小電力無線基地局と、
前記大電力無線基地局に接続する複数のユーザ端末を、前記第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末と、前記第２のセルの遠隔にあると推定されるユーザ端末とに分類する第１のユーザ端末分類部と、
前記小電力無線基地局に接続する複数のユーザ端末を、前記小電力無線基地局の近傍にあると推定されるユーザ端末と、前記小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末とに分類する第２のユーザ端末分類部とを備え、
前記大電力無線基地局は、
前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末と無線通信を実行する無線通信部と、
前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てる上りリンクリソース割り当て部と、
前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、前記大電力無線基地局の前記上りリンクリソース割り当て部で割り当てられた上りリンクリソースを通知する上りリンクリソース通知部と、
を備え、
前記小電力無線基地局は、
前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末と無線通信を実行する無線通信部と、
前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てる上りリンクリソース割り当て部と、
前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、前記小電力無線基地局の前記上りリンクリソース割り当て部で割り当てられた上りリンクリソースを通知する上りリンクリソース通知部と、
を備え、
前記大電力無線基地局の前記上りリンクリソース割り当て部は、前記大電力無線基地局に接続し前記第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末には、前記上りリンクリソースのうち特定の第１のリソースのみを割り当て、
前記小電力無線基地局の前記上りリンクリソース割り当て部は、前記小電力無線基地局に接続し前記小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末には、前記上りリンクリソースのうち前記第１のリソースとは異なる第２のリソースのみを割り当てる、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記大電力無線基地局の前記上りリンクリソース割り当て部は、前記大電力無線基地局に接続するいずれのユーザ端末にも割り当てられていない前記第２のリソースがある場合には、前記大電力無線基地局に接続し前記第２のセルの遠隔にあると推定されるユーザ端末に、前記第２のリソースを割り当て、すべての前記第２のリソースが前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末に割り当てられている場合には、前記大電力無線基地局に接続し前記第２のセルの遠隔にあると推定されるユーザ端末に、前記第１のリソースを割り当て、
前記小電力無線基地局の前記上りリンクリソース割り当て部は、前記小電力無線基地局に接続するいずれのユーザ端末にも割り当てられていない前記第１のリソースがある場合には、前記小電力無線基地局に接続し前記小電力無線基地局の近傍にあると推定されるユーザ端末に、前記第１のリソースとを割り当て、すべての前記第１のリソースが前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末に割り当てられている場合には、前記小電力無線基地局に接続し前記小電力無線基地局の近傍にあると推定されるユーザ端末に、前記第２のリソースを割り当てる、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記大電力無線基地局に接続するすべてのユーザ端末の数に対する、前記大電力無線基地局に接続し前記第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末の数が大きい程、前記上りリンクリソースの数に対する前記第１のリソースの数の比率を大きく設定するリソース比率調整部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記小電力無線基地局に接続するすべてのユーザ端末の数に対する、前記小電力無線基地局に接続し前記小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末の数が大きい程、前記上りリンクリソースの数に対する前記第２のリソースの数の比率を大きく設定するリソース比率調整部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記大電力無線基地局に接続するすべてのユーザ端末からの上りリンクのトラヒック量に対する、前記大電力無線基地局に接続し前記第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末からの上りリンクのトラヒック量が大きい程、前記上りリンクリソースの数に対する前記第１のリソースの数の比率を大きく設定するリソース比率調整部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記小電力無線基地局に接続するすべてのユーザ端末からの上りリンクのトラヒック量に対する、前記小電力無線基地局に接続し前記小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末からの上りリンクのトラヒック量が大きい程、前記上りリンクリソースの数に対する前記第２のリソースの数の比率を大きく設定するリソース比率調整部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項７】
各ユーザ端末が前記大電力無線基地局と前記小電力無線基地局のいずれと接続するかを決定するために比較される、前記ユーザ端末が前記大電力無線基地局から受信する受信品質および前記ユーザ端末が前記小電力無線基地局から受信する受信品質のいずれか一方を調整するオフセット値に基づいて、前記オフセット値が、前記ユーザ端末が前記小電力無線基地局により接続しやすくなる結果を引き起こす場合に、前記上りリンクリソースの数に対する前記第２のリソースの数の比率を大きく設定し、前記オフセット値が、前記ユーザ端末が前記小電力無線基地局により接続しにくくなる結果を引き起こす場合に、前記上りリンクリソースの数に対する前記第２のリソースの数の比率を小さく設定するリソース比率調整部を備える
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項８】
第１のセルを形成し、複数のユーザ端末と通信する大電力無線基地局と、
前記大電力無線基地局と接続するとともに、複数のユーザ端末と通信し、前記大電力無線基地局の送信電力よりも送信電力が小さく、前記第１のセル内に前記第１のセルよりも小さい第２のセルを形成し、前記大電力無線基地局で使用される上りリンクリソースと同じ上りリンクリソースが使用される小電力無線基地局とを備える無線通信システムでの上りリンクリソース割り当て方法であって、
前記大電力無線基地局に接続する複数のユーザ端末を、前記第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末と、前記第２のセルの遠隔にあると推定されるユーザ端末とに分類することと、
前記小電力無線基地局に接続する複数のユーザ端末を、前記小電力無線基地局の近傍にあると推定されるユーザ端末と、前記小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末とに分類することと、
前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てることと、
前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てることと、
前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、前記割り当てられた上りリンクリソースを通知することと、
前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、前記割り当てられた上りリンクリソースを通知することと
を備え、
前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てることは、前記大電力無線基地局に接続し前記第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末には、前記上りリンクリソースのうち特定の第１のリソースのみを割り当てることを有し、
前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てることは、前記小電力無線基地局に接続し前記小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末には、前記上りリンクリソースのうち前記第１のリソースとは異なる第２のリソースのみを割り当てることを有する
ことを特徴とする上りリンクリソース割り当て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムおよび上りリンクリソース割り当て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
3GPP（Third Generation Partnership Project）におけるLTE（Long Term Evolution）Advancedでは、送信電力（送信能力）が相異なる複数種の無線基地局（マクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、リモートラジオヘッド（Remote Radio Head）等）を重層的に設置したヘテロジーニアスネットワーク（Heterogeneous Network，HetNet）が提案されている（例えば、非特許文献１)。
【０００３】
ヘテロジーニアスネットワークにおいては、送信電力（送信能力）の大きい基地局（大電力無線基地局、例えばマクロ基地局）の方が、送信電力（送信能力）の小さい基地局（小電力無線基地局、例えばピコ基地局）と比較して、セルサーチまたはハンドオーバの段階でユーザ端末の無線接続先として選択されやすいと想定される。また、大電力無線基地局に接続するユーザ端末のうち、その大電力無線基地局からの距離が大きいユーザ端末は、ユーザ端末と大電力無線基地局の間でのパスロスが大きいため、高い上りリンク送信電力で無線信号を送信する。このような高い上りリンク送信電力で大電力無線基地局に無線信号を送信するユーザ端末が小電力無線基地局のセルの近くにある場合には、そのユーザ端末からの上りリンクの無線信号が、小電力無線基地局と通信する他のユーザ端末から小電力無線基地局に向かう同じ周波数の上りリンクの無線信号に大きい干渉を与える。
【０００４】
図１はヘテロジニアスネットワークの一例を示す。送信電力が高いマクロ基地局１００のマクロセルＣｍ内に少なくとも１つのピコ基地局２００が存在する。マクロ基地局１００は、送信電力が低い少なくとも１つのピコ基地局２００と接続されており、これらの無線基地局はそれぞれユーザ端末３００と無線通信可能である。より正確には、ピコ基地局２００のピコセルＣｐにあるユーザ端末３００はそのピコ基地局２００と通信し、マクロ基地局１００のマクロセルＣｍ内にあってピコ基地局２００のピコセルＣｐにないユーザ端末３００は、マクロ基地局１００と通信する。
【０００５】
図２は、ピコ基地局２００の近くにあるユーザ端末３００がマクロ基地局１００と通信する状態を示す。このユーザ端末３００は、ピコセルＣｐにはないため、マクロ基地局１００と通信する。しかし、このユーザ端末３００はマクロ基地局１００から遠い位置にあるため、高いパスロスを補うために高い上りリンク送信電力を使用する。
【０００６】
図３は位置に応じたユーザ端末の上りリンク送信電力を示すグラフである。無線基地局からの距離が長いほどパスロスが大きいため、無線基地局からの距離が長いほどユーザ端末３００は高い上りリンク送信電力を使用する。マクロ基地局１００と接続するユーザ端末３００は、マクロ基地局１００からの距離が長いほど高い上りリンク送信電力を使用する（実際にはピコ基地局セルＣｐ内のユーザ端末はピコ基地局２００と接続するが、図３はピコセルＣｐ内のユーザ端末もマクロ基地局１００と接続すると想定した線を示す）。ピコ基地局２００と接続するユーザ端末３００は、ピコ基地局２００からの距離が長いほど高い上りリンク送信電力を使用する（実際にはピコセルＣｐ外のユーザ端末はマクロ基地局１００と通信するが、図３はピコセルＣｐ外のユーザ端末もピコ基地局２００と接続すると想定した線を示す）。
【０００７】
ユーザ端末３００がピコセルＣｐの近くにあるがピコセルＣｐにはない場合には、このユーザ端末３００はマクロ基地局１００と接続する。図３から明らかなように、ピコセルＣｐの境界付近にあるユーザ端末３００のマクロ基地局１００向けの上りリンク送信電力は、ピコセルＣｐの境界付近にあってピコ基地局２００と接続する他のユーザ端末のピコ基地局２００向けの上りリンク送信電力よりもはるかに高い。このため、図示のユーザ端末３００からの上りリンクの無線信号が、ピコ基地局２００に接続する他のユーザ端末からの同じ周波数の上りリンクの無線信号に非常に大きい干渉を与える。
【０００８】
他方、LTEのRelease 8においては、上りリンクの送信電力制御（TPC）として、フラクショナルTPCが提案されている。フラクショナルTPCにおいては、ユーザ端末と無線基地局の間の通信でのパスロスが大きいほど、ユーザ端末には、上りリンク送信電力の低い目標値が設定される。このため、無線基地局からの距離が短いほどユーザ端末は高い上りリンク送信電力を使用する。セル端に位置するユーザ端末は低い上り送信電力を使用するので、他セルの無線基地局への干渉が少ない。この結果、無線基地局でのスループットを向上させることができる。
【０００９】
図４は、フラクショナルTPCが使用される場合の位置に応じたユーザ端末の上りリンク送信電力を示すグラフである。無線基地局からの距離が長いほどパスロスが大きいため、フラクショナルTPCが使用される場合、無線基地局からの距離が長いほどユーザ端末３００は低い上りリンク送信電力を使用する。マクロ基地局１００と接続するユーザ端末３００は、マクロ基地局１００からの距離が長いほど低い上りリンク送信電力を使用する（実際にはピコセルＣｐ内のユーザ端末はピコ基地局２００と接続するが、図４ではピコセルＣｐ内のユーザ端末もマクロ基地局１００と接続すると想定した線を示す）。ピコ基地局２００と通信するユーザ端末３００は、ピコ基地局２００からの距離が長いほど低い上りリンク送信電力を使用する（実際にはピコセルＣｐ外のユーザ端末はマクロ基地局１００と接続するが、図４ではピコセルＣｐ外のユーザ端末もピコ基地局２００と接続すると想定した線を示す）。
【００１０】
図４において、ピコセルＣｐの近傍に位置しマクロ基地局１００に接続するユーザ端末３００は、パスロスが大きいため、低い上りリンク送信電力を使用する。他方、ピコセルＣｐの近傍に位置しピコ基地局２００に接続するユーザ端末３００は、ピコ基地局セルＣｐが小さく、ピコ基地局２００からの距離が小さく、パスロスが小さいため、高い上りリンク送信電力を使用する。図４から明らかなように、ピコセルＣｐの境界付近にあるユーザ端末３００のマクロ基地局１００向けの上りリンク送信電力は、ピコセルＣｐの境界付近にあるピコ基地局２００と接続する他のユーザ端末３００のピコ基地局２００向けの上りリンク送信電力よりもはるかに低い。このため、ピコセルＣｐの外に位置しマクロ基地局１００に接続するユーザ端末３００からの上りリンクの無線信号が、ピコ基地局２００に接続する他のユーザ端末３００からの同じ周波数の上りリンクの無線信号によって非常に大きい干渉を受ける。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Further advancements for E-UTRA physical layer aspects (Release 9); 3GPP TR 36.814 V9.0.0 (2010-03); Section 9A, Heterogeneous Deployments
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のように、ヘテロジーニアスネットワークでは、マクロセルＣｍとピコセルＣｐの境界付近にあるユーザ端末からの上りリンクの無線信号が、境界付近にある他のユーザ端末からの上りリンクの無線信号に大きな干渉を引き起こす懸念がある。図５は、上記の説明の要約を示しており、フラクショナルTPCを使用しないヘテロジーニアスネットワークとフラクショナルTPCを使用するヘテロジーニアスネットワークでの主な干渉源と、干渉を受けやすい信号の送信元を示す。
【００１３】
そこで、本発明は、ヘテロジーニアスネットワークでの上りリンクの干渉を低減することができる無線通信システムおよび上りリンクリソース割り当て方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る無線通信システムは、第１のセルを形成し、複数のユーザ端末と通信する大電力無線基地局と、前記大電力無線基地局と接続するとともに、複数のユーザ端末と通信し、前記大電力無線基地局の送信電力よりも送信電力が小さく、前記第１のセル内に前記第１のセルよりも小さい第２のセルを形成し、前記大電力無線基地局で使用される上りリンクリソースと同じ上りリンクリソースが使用される小電力無線基地局と、前記大電力無線基地局に接続する複数のユーザ端末を、前記第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末と、前記第２のセルの遠隔にあると推定されるユーザ端末とに分類する第１のユーザ端末分類部と、前記小電力無線基地局に接続する複数のユーザ端末を、前記小電力無線基地局の近傍にあると推定されるユーザ端末と、前記小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末とに分類する第２のユーザ端末分類部とを備え、前記大電力無線基地局は、前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末と無線通信を実行する無線通信部と、前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てる上りリンクリソース割り当て部と、前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、前記大電力無線基地局の前記上りリンクリソース割り当て部で割り当てられた上りリンクリソースを通知する上りリンクリソース通知部とを備え、前記小電力無線基地局は、前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末と無線通信を実行する無線通信部と、前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てる上りリンクリソース割り当て部と、前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、前記小電力無線基地局の前記上りリンクリソース割り当て部で割り当てられた上りリンクリソースを通知する上りリンクリソース通知部とを備え、前記大電力無線基地局の前記上りリンクリソース割り当て部は、前記大電力無線基地局に接続し前記第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末には、前記上りリンクリソースのうち特定の第１のリソースのみを割り当て、前記小電力無線基地局の前記上りリンクリソース割り当て部は、前記小電力無線基地局に接続し前記小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末には、前記上りリンクリソースのうち前記第１のリソースとは異なる第２のリソースのみを割り当てることを特徴とする。
【００１５】
前記大電力無線基地局の前記上りリンクリソース割り当て部は、前記大電力無線基地局に接続するいずれのユーザ端末にも割り当てられていない前記第２のリソースがある場合には、前記大電力無線基地局に接続し前記第２のセルの遠隔にあると推定されるユーザ端末に、前記第２のリソースを割り当ててよく、すべての前記第２のリソースが前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末に割り当てられている場合には、前記大電力無線基地局に接続し前記第２のセルの遠隔にあると推定されるユーザ端末に、前記第１のリソースを割り当ててよく、前記小電力無線基地局の前記上りリンクリソース割り当て部は、前記小電力無線基地局に接続するいずれのユーザ端末にも割り当てられていない前記第１のリソースがある場合には、前記小電力無線基地局に接続し前記小電力無線基地局の近傍にあると推定されるユーザ端末に、前記第１のリソースとを割り当ててよく、すべての前記第１のリソースが前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末に割り当てられている場合には、前記小電力無線基地局に接続し前記小電力無線基地局の近傍にあると推定されるユーザ端末に、前記第２のリソースを割り当ててもよい。
【００１６】
無線通信システムは、前記大電力無線基地局に接続するすべてのユーザ端末の数に対する、前記大電力無線基地局に接続し前記第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末の数が大きい程、前記上りリンクリソースの数に対する前記第１のリソースの数の比率を大きく設定するリソース比率調整部をさらに備えてよい。
【００１７】
無線通信システムは、前記小電力無線基地局に接続するすべてのユーザ端末の数に対する、前記小電力無線基地局に接続し前記小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末の数が大きい程、前記上りリンクリソースの数に対する前記第２のリソースの数の比率を大きく設定するリソース比率調整部をさらに備えてよい。
【００１８】
無線通信システムは、前記大電力無線基地局に接続するすべてのユーザ端末からの上りリンクのトラヒック量に対する、前記大電力無線基地局に接続し前記第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末からの上りリンクのトラヒック量が大きい程、前記上りリンクリソースの数に対する前記第１のリソースの数の比率を大きく設定するリソース比率調整部をさらに備えてよい。
【００１９】
無線通信システムは、前記小電力無線基地局に接続するすべてのユーザ端末からの上りリンクのトラヒック量に対する、前記小電力無線基地局に接続し前記小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末からの上りリンクのトラヒック量が大きい程、前記上りリンクリソースの数に対する前記第２のリソースの数の比率を大きく設定するリソース比率調整部をさらに備えてよい。
【００２０】
無線通信システムは、各ユーザ端末が前記大電力無線基地局と前記小電力無線基地局のいずれと接続するかを決定するために比較される、前記ユーザ端末が前記大電力無線基地局から受信する受信品質および前記ユーザ端末が前記小電力無線基地局から受信する受信品質のいずれか一方を調整するオフセット値に基づいて、前記オフセット値が、前記ユーザ端末が前記小電力無線基地局により接続しやすくなる結果を引き起こす場合に、前記上りリンクリソースの数に対する前記第２のリソースの数の比率を大きく設定し、前記オフセット値が、前記ユーザ端末が前記小電力無線基地局により接続しにくくなる結果を引き起こす場合に、前記上りリンクリソースの数に対する前記第２のリソースの数の比率を小さく設定するリソース比率調整部を備えてよい。
【００２１】
本発明に係る上りリンクリソース割り当て方法は、第１のセルを形成し、複数のユーザ端末と通信する大電力無線基地局と、前記大電力無線基地局と接続するとともに、複数のユーザ端末と通信し、前記大電力無線基地局の送信電力よりも送信電力が小さく、前記第１のセル内に前記第１のセルよりも小さい第２のセルを形成し、前記大電力無線基地局で使用される上りリンクリソースと同じ上りリンクリソースが使用される小電力無線基地局とを備える無線通信システムでの上りリンクリソース割り当て方法であって、前記大電力無線基地局に接続する複数のユーザ端末を、前記第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末と、前記第２のセルの遠隔にあると推定されるユーザ端末とに分類することと、前記小電力無線基地局に接続する複数のユーザ端末を、前記小電力無線基地局の近傍にあると推定されるユーザ端末と、前記小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末とに分類することと、前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てることと、前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てることと、前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、前記割り当てられた上りリンクリソースを通知することと、前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、前記割り当てられた上りリンクリソースを通知することとを備え、前記大電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てることは、前記大電力無線基地局に接続し前記第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末には、前記上りリンクリソースのうち特定の第１のリソースのみを割り当てることを有し、前記小電力無線基地局に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てることは、前記小電力無線基地局に接続し前記小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末には、前記上りリンクリソースのうち前記第１のリソースとは異なる第２のリソースのみを割り当てることを有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明においては、大電力無線基地局に接続し第２のセルの近傍にあると推定されるユーザ端末には、上りリンクリソースのうち第１のリソースのみが割り当てられる。つまり、小電力無線基地局に近く第２のセルの境界付近に位置するが、小電力無線基地局ではなく大電力無線基地局に接続するユーザ端末には、第１のリソースのみが割り当てられる。
【００２３】
また、小電力無線基地局に接続し小電力無線基地局の遠隔にあると推定されるユーザ端末には、上りリンクリソースのうち前記第１のリソースとは異なる第２のリソースのみが割り当てられられる。つまり、第２のセルの境界付近に位置し小電力無線基地局に接続するユーザ端末には、第２のリソースのみが割り当てられる。リソースは、周波数および時間で特定される。
【００２４】
複数のユーザ端末が同じ時間に同じ周波数を使用する場合には、干渉のおそれがあるが、異なるリソースを使用する場合には、干渉のおそれはない。本発明では、干渉の原因となりうるユーザ端末と、干渉を受けやすい上りリンク信号の送信元であるユーザ端末に別々のリソースが割り当てられることによって、ヘテロジーニアスネットワークでの上りリンクの干渉を低減することができる（図５参照）。本発明に係る無線通信システムがフラクショナルTPCを使用しないヘテロジーニアスネットワークであれば、主な干渉源である第２のセルの境界付近に位置し大電力無線基地局と接続するユーザ端末には、第１のリソースのみが割り当てられ、干渉を受けやすい第２のセルの境界付近に位置し小電力無線基地局と接続するユーザ端末には、第２のリソースのみが割り当てられるので、第２のセルの境界付近に位置し小電力無線基地局と接続するユーザ端末からの上りリンクの無線信号は干渉を受けにくい。本発明に係る無線通信システムがフラクショナルTPCを使用するヘテロジーニアスネットワークであれば、干渉を受けやすい第２のセルの境界付近に位置し大電力無線基地局と接続するユーザ端末には、第１のリソースのみが割り当てられ、主な干渉源である第２のセルの境界付近に位置し小電力無線基地局と接続するユーザ端末には、第２のリソースのみが割り当てられるので、第２のセルの境界付近に位置し大電力無線基地局と接続するユーザ端末からの上りリンクの無線信号は干渉を受けにくい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る無線通信システムの概略図である。
【図２】無線通信システムにおいて、小電力無線基地局の近くにあるユーザ端末が大電力無線基地局と通信する状態を示す概略図である。
【図３】フラクショナルTPCが使用されない場合の位置に応じたユーザ端末の上りリンク送信電力を示すグラフである。
【図４】フラクショナルTPCが使用される場合の位置に応じたユーザ端末の上りリンク送信電力を示すグラフである。
【図５】フラクショナルTPCを使用しないヘテロジーニアスネットワークとフラクショナルTPCを使用するヘテロジーニアスネットワークでの主な干渉源と、干渉を受けやすい信号の送信元を示す表である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るユーザ端末の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る大電力無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る小電力無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図９】大電力無線基地局のセル内の様々な領域を示す地図である。
【図１０】無線通信システムの各ユーザ端末から送信される無線フレームのフォーマットを示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る、ユーザ端末から送信される上りリンクの無線フレームのうちの第１のリソースおよび第２のリソースの配分パターンの一例を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る、ユーザ端末の位置に応じたリソース割り当ての方針を示す表である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る大電力無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図１４】無線通信システムの各ユーザ端末から送信される無線フレームのフォーマットを示す図である。
【図１５】本発明の変形に係る、ユーザ端末から送信される上りリンクの無線フレームのうちの第１のリソースおよび第２のリソースの配分パターンの一例を示す図である。
【図１６】無線通信システムの各ユーザ端末から送信される無線フレームのフォーマットを示す図である。
【図１７】本発明の他の変形に係る、ユーザ端末から送信される上りリンクの無線フレームのうちの第１のリソースおよび第２のリソースの配分パターンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。
第１の実施の形態
図１は、本発明に係る無線通信システムの概略図である。この無線通信システムは、マクロ基地局（マクロｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B））１００と、ピコ基地局（ピコｅＮｏｄｅＢ）２００とを備える。
【００２７】
マクロ基地局１００、ピコ基地局２００、ユーザ端末３００は所定の無線アクセス技術（Radio Access Technology）、例えば3GPP（Third Generation Partnership Project）におけるLTE（Long Term Evolution）に従って無線通信を行う。本実施の形態では、無線通信システムがＬＴＥに従って動作するが、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。本発明は、必要な設計上の変更を施した上で、他の無線アクセス技術（例えば、IEEE 802.16に規定されるＷｉＭＡＸ）にも適用可能である。
【００２８】
マクロ基地局（大電力無線基地局）１００とピコ基地局（小電力無線基地局）２００とは有線または無線にて相互に接続される。マクロ基地局１００はマクロセル（第１のセル）Ｃｍを形成し、各ピコ基地局２００はピコセル（第２のセル）Ｃｐを形成する。ピコセルＣｐは、そのピコセルＣｐを形成するピコ基地局２００に接続されたマクロ基地局１００が形成するマクロセルＣｍ内に形成されるセルである。１つのマクロセルＣｍ内には、複数のピコセルＣｐが形成され得る。
【００２９】
各無線基地局（マクロ基地局１００，ピコ基地局２００）は、その基地局自身のセルに在圏するユーザ端末（UE、User Equipment）３００と無線通信が可能である。逆に言うと、ユーザ端末３００は、ユーザ端末３００自身が在圏するセル（マクロセルＣｍ，ピコセルＣｐ）に対応する基地局（マクロ基地局１００，ピコ基地局２００）と無線通信が可能である。
【００３０】
マクロ基地局１００はピコ基地局２００と比較して無線送信能力（最大送信電力，平均送信電力等）が高いので、より遠くに位置するユーザ端末３００と無線通信可能である。したがって、マクロセルＣｍはピコセルＣｐよりも面積が大きい。例えば、マクロセルＣｍは半径数百メートルから数十キロメートル程度の大きさであり、ピコセルＣｐは半径数メートルから数十メートル程度の大きさである。
【００３１】
以上の説明から理解されるように、無線通信システム内のマクロ基地局１００およびピコ基地局２００は、送信電力（送信能力）が相異なる複数種の無線基地局が重層的に設置されたヘテロジーニアスネットワーク（Heterogeneous Network，HetNet）を構成する。
【００３２】
ピコセルＣｐがマクロセルＣｍの内部に重層的に形成される（オーバレイされる）ことを考慮すると、ユーザ端末３００がピコセルＣｐ内に在圏する場合、そのユーザ端末３００は、そのピコセルＣｐを形成するピコ基地局２００と、そのピコセルＣｐを包含するマクロセルＣｍを形成するマクロ基地局１００との少なくともいずれか一方と無線通信が可能であると理解できる。
【００３３】
各基地局とユーザ端末３００との間の無線通信の方式は任意である。例えば、下りリンクではＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用され、上りリンクではＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されてもよい。
【００３４】
図６は、本発明の第１の実施の形態に係るユーザ端末３００の構成を示すブロック図である。ユーザ端末３００は、少なくとも１つの送受信アンテナ３１２、無線通信部３１０、信号分離部３２０、制御信号復調部３３０、データ信号復調部３３２、受信品質測定部３３４、受信品質補正部３３６、受信品質報告部３３８およびＳＣ−ＦＤＭＡ変調部３４０を備える。図６において、音声・映像等を出力する出力装置およびユーザからの指示を受け付ける入力装置等の図示は省略されている。図６に示すように、ユーザ端末３００は複数の送受信アンテナ３１２を有するが、少なくとも１つの受信専用のアンテナと少なくとも１つの送信専用のアンテナを有していてもよい。
【００３５】
無線通信部３１０は、無線基地局（マクロ基地局１００，ピコ基地局２００）と無線通信を実行するための要素であり、無線基地局から送受信アンテナ３１２で受信された電波を電気信号に変換する受信回路（図示せず）と、音声信号等の電気信号を電波に変換して送受信アンテナ３１２で送信する送信回路（図示せず）とを含む。無線通信部３１０は、ユーザ端末３００が在圏するマクロセルＣｍを形成するマクロ基地局１００またはピコセルＣｐを形成するピコ基地局２００から、接続先セル情報を受信する。接続先セル情報は、ユーザ端末３００が接続すべき無線基地局（マクロ基地局１００またはピコ基地局２００）を指定する情報である。接続先セル情報に従って、ユーザ端末３００はその接続先の無線基地局と通信する。
【００３６】
信号分離部３２０、制御信号復調部３３０、データ信号復調部３３２、受信品質測定部３３４、受信品質補正部３３６、受信品質報告部３３８およびＳＣ−ＦＤＭＡ変調部３４０は、ユーザ端末３００内の図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）が、図示しない記憶部に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
【００３７】
信号分離部３２０は、無線通信部３１０で処理された信号から当該ユーザ端末３００宛の信号を選択し、さらにそれらの信号を制御信号、データ信号および参照信号に分離する。制御信号復調部３３０は制御信号を復調する。データ信号復調部３３２は、復調された制御信号を参照して、データ信号の送信に利用されたリソースを識別して、データ信号を復調する。受信品質測定部３３４は、参照信号に基づいて受信品質測定を行う。受信品質測定部３３４は、当該ユーザ端末３００が接続される所望無線基地局からの参照信号の品質を測定するだけでなく、所望無線基地局の周辺にある周辺無線基地局からの参照信号の品質も測定する。受信品質測定部３３４、受信品質補正部３３６および受信品質報告部３３８の機能の詳細は後述される。
【００３８】
ＳＣ−ＦＤＭＡ変調部３４０は、ユーザ端末３００からSC-FDMAで上りリンク信号を送信するために必要な各種の処理を行い、処理された信号を無線送信部７２に供給する。無線基地局は、各ユーザ端末３００に上りリンクのスケジューリングを制御信号で通知する。制御信号復調部３３０で復調された制御信号に示された上りリンクのスケジューリングに指示されたリソースによって各種の上りリンクの信号が送信されるように、ＳＣ−ＦＤＭＡ変調部３４０は上りリンクの信号を制御する。
【００３９】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係るマクロ基地局１００の構成を示すブロック図である。マクロ基地局１００は、少なくとも１つの送受信アンテナ１１２、無線通信部１１０、基地局間通信部１２０、および制御部１３０を備える。図７に示すように、マクロ基地局１００は複数の送受信アンテナ１１２を有するが、少なくとも１つの受信専用のアンテナと少なくとも１つの送信専用のアンテナを有していてもよい。
【００４０】
無線通信部１１０は、ユーザ端末３００と無線通信を実行するための要素であり、ユーザ端末３００から送受信アンテナ１１２で受信された電波を電気信号に変換する受信回路（図示せず）と、音声信号等の電気信号を電波に変換して送受信アンテナ１１２で送信する送信回路（図示せず）とを含む。無線通信部１１０は、マクロ基地局１００に在圏する各ユーザ端末３００に接続先セル情報を示す無線信号を送信する。
【００４１】
基地局間通信部１２０は、他の無線基地局（マクロ基地局１００，ピコ基地局２００）と通信を実行するための要素であり、他の無線基地局と電気信号を送受信する。基地局間通信には、有線通信が利用されるが、無線通信を利用してもよい。
【００４２】
制御部１３０は、接続先選択部１３４、第１のユーザ端末分類部１３６、および上りリンクスケジューラ（上りリンクリソース割り当て部、上りリンクリソース通知部）１３８を要素として内包する。制御部１３０ならびに制御部１３０が内包する要素は、マクロ基地局１００内の図示しないＣＰＵが、図示しない記憶部に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。制御部１３０の動作の詳細は後述される。
【００４３】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係るピコ基地局２００の構成を示すブロック図である。ピコ基地局２００は、少なくとも１つの送受信アンテナ２１２、無線通信部２１０、基地局間通信部２２０および制御部２３０を備える。図８に示すように、ピコ基地局２００は複数の送受信アンテナ２１２を有するが、少なくとも１つの受信専用のアンテナと少なくとも１つの送信専用のアンテナを有していてもよい。
【００４４】
無線通信部２１０は、ユーザ端末３００と無線通信を実行するための要素であり、ユーザ端末３００から送受信アンテナ２１２で受信された電波を電気信号に変換する受信回路（図示せず）と、電気信号を電波に変換して送受信アンテナ２１２で送信する送信回路（図示せず）とを含む。
【００４５】
基地局間通信部２２０は、ピコ基地局２００自身が接続されるマクロ基地局１００および他の無線基地局と通信を実行するための要素であり、マクロ基地局１００および他の無線基地局と電気信号を送受信する。基地局間通信には、有線通信が利用されるが、無線通信を利用してもよい。
【００４６】
ピコ基地局２００の制御部２３０は、接続先選択部２３４、第２のユーザ端末分類部２３６、および上りリンクスケジューラ（上りリンクリソース割り当て部、上りリンクリソース通知部）２３８を要素として内包する。ピコ基地局２００の制御部２３０ならびに制御部２３０が内包する要素は、ピコ基地局２００内の図示しないＣＰＵが、図示しない記憶部に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。制御部２３０の動作の詳細は後述される。
【００４７】
この無線通信システムで使用されるセルレンジエクスパンション（ＣＲＥ）を説明する。ユーザ端末３００の各々の受信品質測定部３３４は、電波の受信品質として、そのユーザ端末３００が接続されている所望無線基地局から受信する電波の受信電力（例えば、参照信号受信電力。Reference Signal Received Power，ＲＳＲＰ）と、そのユーザ端末３００が接続されていない無線基地局から受信する電波の受信電力（例えば、参照信号受信電力）を測定する。ヘテロジーニアスネットワークにおいては、受信品質測定部３３４は、マクロ基地局１００から受信した電波の受信電力とピコ基地局２００から受信した電波の受信電力を測定する。マクロ基地局１００が所望無線基地局か否かを問わず、マクロ基地局１００からの電波の受信電力値を第１受信電力値Ｒ１とし、ピコ基地局２００が所望無線基地局か否かを問わず、ピコ基地局２００からの電波の受信電力値を第２受信電力値Ｒ２とする。
【００４８】
ユーザ端末３００の各々の受信品質補正部３３６は、ピコ基地局２００からの電波の第２受信電力値Ｒ２を所定のオフセット値（バイアス値）αを用いて増加させる。例えば、Ｒ２にαを単純に加算してもよいし、Ｒ２にαをデシベルで加算してもよい。いずれにせよ、この処理により、ピコ基地局２００からの電波の受信品質が見かけの上で向上させられる。このように補正された第２受信電力値Ｒ２を補正された第２受信電力値（Ｒ２＋α）と呼ぶ。オフセット値αは例えばユーザ端末３００の図示しない記憶部に記憶されている。
【００４９】
ユーザ端末３００の受信品質報告部３３８は、第１受信電力値Ｒ１と、補正された第２受信電力値（Ｒ２＋α）とを含む受信電力結果報告を示す信号を、無線通信部３１０を介して所望無線基地局（マクロ基地局１００またはピコ基地局２００）に送信する。
【００５０】
ユーザ端末３００の所望無線基地局がマクロ基地局１００である場合、受信電力結果報告を示す信号は、マクロ基地局１００の無線通信部１１０で受信される。マクロ基地局１００の接続先選択部１３４は、各ユーザ端末３００の受信電力結果報告に基づいて、そのユーザ端末３００が接続すべき無線基地局を選択する。この時、接続先選択部１３４は、最も高い受信電力を示す受信電力値（すなわち、最も良好な受信品質を示す受信品質値）に対応する無線基地局をそのユーザ端末３００が接続すべき無線基地局として選択する。具体的には、あるユーザ端末３００について、第１受信電力値Ｒ１が補正された第２受信電力値（Ｒ２＋α）より大きい場合には、接続先選択部１３４は、マクロ基地局１００をユーザ端末３００の接続先として選択する。あるユーザ端末３００について、第１受信電力値Ｒ１よりも補正された第２受信電力値（Ｒ２＋α）が大きい場合には、接続先選択部１３４は、ピコ基地局２００をユーザ端末３００の接続先として選択する。
【００５１】
接続先選択部１３４は、選択した無線接続先を示す接続先セル情報をマクロ基地局１００に接続されているユーザ端末３００に通知する。また、接続先選択部１３４は、ユーザ端末３００の接続先が変更されるべき場合には、基地局間通信部１２０を介して、関連する無線基地局（例えばピコ基地局２００または周辺にある他のマクロ基地局１００）にユーザ端末３００の接続先が変更されることを通知する。
【００５２】
ユーザ端末３００の所望無線基地局がピコ基地局２００である場合、受信電力結果報告を示す信号は、ピコ基地局２００の無線通信部２１０で受信される。ピコ基地局２００の接続先選択部２３４は、各ユーザ端末３００の受信電力結果報告に基づいて、そのユーザ端末３００が接続すべき無線基地局を選択する。この時、接続先選択部２３４は、最も高い受信電力を示す受信電力値（すなわち、最も良好な受信品質を示す受信品質値）に対応する無線基地局をそのユーザ端末３００が接続すべき無線基地局として選択する。その選択の手法は、マクロ基地局１００の接続先選択部１３４が行う手法と同じである。
【００５３】
接続先選択部２３４は、選択した無線接続先を示す接続先セル情報をピコ基地局２００に接続されているユーザ端末３００に通知する。また、接続先選択部２３４は、ユーザ端末３００の接続先が変更されるべき場合には、基地局間通信部１２０を介して、関連する無線基地局（例えばマクロ基地局１００または周辺にある他のマクロ基地局１００）にユーザ端末３００の接続先が変更されることを通知する。
【００５４】
ユーザ端末３００の無線通信部３１０は接続先セル情報を受信する。接続先セル情報が既にユーザ端末３００が接続されている無線基地局を示す場合には、ユーザ端末３００はその接続を維持する。他方、接続先セル情報が他の無線基地局を示す場合には、ユーザ端末３００はその無線基地局への接続動作を実行する。例えば、ユーザ端末３００がマクロ基地局１００に接続している場合において、ピコ基地局２００を接続先として指定する接続先セル情報をユーザ端末３００が受信すると、ユーザ端末３００は、指定されたピコ基地局２００へとユーザ端末３００自身を接続（オフロード）させる。
【００５５】
上記のように、ピコ基地局２００からの電波の受信電力値Ｒ２がオフセット値αで補正される結果、ピコ基地局２００からの電波の受信品質が見かけの上で向上させられる。このため、ピコセルＣｐの半径ひいては範囲が拡張させられ、その分、マクロ基地局１００の処理負担が軽減される。
【００５６】
ユーザ端末３００の受信品質測定部３３４が測定する電波の受信特性は参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）でなくてもよく、信号対干渉雑音比（Signal-to-Interference and Noise Ratio，ＳＩＮＲ）、参照信号受信品質（Reference Signal Received Quality，ＲＳＲＱ）等が受信特性として採用されても良い。
【００５７】
この実施の形態における上りリンクのリソース割り当てを説明する。リソースは、周波数および時間で特定される。
【００５８】
図９は、マクロセルＣｍ内の様々な領域を示す地図である。図９に示すように、マクロセルＣｍ内にはピコ基地局２００のピコセルＣｐがある。ピコセルＣｐは、ピコ基地局２００の近傍のピコセル中央領域Ｃｐｃと、ピコ基地局２００の遠隔にあるピコセル端領域Ｃｐｐに区分することができる。マクロセルＣｍのピコセルＣｐ以外の領域は、ピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１と、ピコセルＣｐの遠隔の領域Ｃｍ２に区分することができる。
【００５９】
マクロ基地局１００の第１のユーザ端末分類部１３６は、マクロ基地局１００に接続する複数のユーザ端末３００を、ピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると推定されるユーザ端末と、ピコセルＣｐの遠隔の領域Ｃｍ２にあると推定されるユーザ端末とに分類する。ピコ基地局２００の第２のユーザ端末分類部２３６は、ピコ基地局２００に接続する複数のユーザ端末３００を、ピコセル中央領域Ｃｐｃにあると推定されるユーザ端末と、ピコセル端領域Ｃｐｐにあると推定されるユーザ端末３００とに分類する。
【００６０】
各無線基地局でのユーザ端末の分類は、ユーザ端末から報告される下りリンクの電波の受信品質に基づいて行うことができる。上記のように、各無線基地局には、ピコ基地局２００からの電波の受信電力値を第２受信電力値Ｒ２から得られた補正された第２受信電力値（Ｒ２＋α）が報告される。マクロ基地局１００の第１のユーザ端末分類部１３６は、マクロ基地局１００に接続される各ユーザ端末について、補正された第２受信電力値（Ｒ２＋α）が第１の閾値より高いか否かを判断する。補正された第２受信電力値（Ｒ２＋α）が第１の閾値より高い場合には、マクロ基地局１００に接続するそのユーザ端末は、ピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると推定される。補正された第２受信電力値（Ｒ２＋α）が第１の閾値より低い場合には、マクロ基地局１００に接続するそのユーザ端末は、ピコセルＣｐの遠隔の領域Ｃｍ２にあると推定される。
【００６１】
ピコ基地局２００の第２のユーザ端末分類部２３６は、ピコ基地局２００に接続される各ユーザ端末について、補正された第２受信電力値（Ｒ２＋α）が第２の閾値より高いか否かを判断する。第２の閾値は上記の第１の閾値より大きい。補正された第２受信電力値（Ｒ２＋α）が第２の閾値より高い場合には、ピコ基地局２００に接続するそのユーザ端末は、ピコセル中央領域Ｃｐｃにあると推定される。補正された第２受信電力値（Ｒ２＋α）が第２の閾値より低い場合には、ピコ基地局２００に接続するそのユーザ端末は、ピコセル端領域Ｃｐｐにあると推定される。
【００６２】
但し、ピコ基地局２００の第２のユーザ端末分類部２３６は、下りリンクの第２の受信電力値に基づくのではなく、ピコ基地局２００で測定される上りリンクの受信電力値に基づいて、ピコ基地局２００に接続する複数のユーザ端末３００を、ピコセル中央領域Ｃｐｃにあると推定されるユーザ端末と、ピコセル端領域Ｃｐｐにあると推定されるユーザ端末３００とに分類してもよい。上りリンクの受信電力値が閾値より高い場合には、ピコ基地局２００に接続するそのユーザ端末は、ピコセル中央領域Ｃｐｃにあると推定される。上りリンクの受信電力値がその閾値より低い場合には、ピコ基地局２００に接続するそのユーザ端末は、ピコセル端領域Ｃｐｐにあると推定される。
【００６３】
第１のユーザ端末分類部１３６または第２のユーザ端末分類部２３６の分類の基準となる受信特性として、信号対干渉雑音比（Signal-to-Interference and Noise Ratio，ＳＩＮＲ）、参照信号受信品質（Reference Signal Received Quality，ＲＳＲＱ）等が採用されてもよい。受信特性値が閾値より良好か否かにより、第１のユーザ端末分類部１３６または第２のユーザ端末分類部２３６は、ユーザ端末を分類することができる。
【００６４】
また、ＧＰＳ（Global Positioning System）またはその他の衛星航法システムを使用して、各ユーザ端末がユーザ端末自身の位置を測定し、その位置を接続している無線基地局に報告してもよい。第１のユーザ端末分類部１３６および第２のユーザ端末分類部２３６は、ユーザ端末の具体的位置に基づいて、ユーザ端末のピコ基地局２００からの距離を計算し、ユーザ端末を分類してもよい。
【００６５】
マクロ基地局１００において、上りリンクスケジューラ１３８は、マクロ基地局１００に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てる上りリンクリソース割り当て部と、マクロ基地局１００に接続するユーザ端末の各々に、マクロ基地局１００の上りリンクリソース割り当て部で割り当てられた上りリンクリソースを通知する上りリンクリソース通知部として機能する。他方、ピコ基地局２００において、上りリンクスケジューラ２３８は、ピコ基地局２００に接続するユーザ端末の各々に、使用すべき上りリンクリソースを割り当てる上りリンクリソース割り当て部と、ピコ基地局２００に接続するユーザ端末の各々に、ピコ基地局２００の上りリンクリソース割り当て部で割り当てられた上りリンクリソースを通知する上りリンクリソース通知部として機能する。
【００６６】
第１のユーザ端末分類部１３６による分類に従って、マクロ基地局１００の上りリンクスケジューラ１３８は、マクロ基地局１００に接続するユーザ端末に上りリンクリソースを割り当てる。第２のユーザ端末分類部２３６による分類に従って、ピコ基地局２００の上りリンクスケジューラ２３８は、ピコ基地局２００に接続するユーザ端末に上りリンクリソースを割り当てる。
【００６７】
図１０は、無線通信システムの各ユーザ端末３００から送信される無線フレームＦのフォーマットを示す図である。無線フレームＦは、各通信要素（マクロ基地局１００、ピコ基地局２００、ユーザ端末３００）が送信する無線信号の送信単位であり、所定の時間長（例えば、１０ミリ秒）および所定の帯域幅を占める。無線フレームＦが連続的に送信されることにより一連の無線信号が構成される。
【００６８】
無線フレームＦは複数のサブフレームＳＦを含む。サブフレームＳＦは、無線フレームＦよりも短い時間長（例えば、１ミリ秒）を占める送信単位であり、１つの無線フレームＦ内において０番（＃０）から昇順にナンバリングされ得る。
【００６９】
図１１は、ユーザ端末から送信される上りリンクの無線フレームのうちの第１のリソースおよび第２のリソースの配分パターンの一例を示す図である。各サブフレームＳＦは、第１のリソースまたは第２のリソースに分類される。第１のリソースおよび第２のリソースの配分パターンは、図１１に示す例には限定されない。
【００７０】
マクロ基地局１００の上りリンクスケジューラ１３８は、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると推定されるユーザ端末３００には、上りリンクリソースのうち特定の第１のリソースのみを割り当てる（図１２参照）。つまり、ピコ基地局２００に近くピコセルＣｐ（第２のセル）の境界付近に位置するが、ピコ基地局２００ではなくマクロ基地局１００に接続するユーザ端末には、第１のリソースのみが割り当てられる。
【００７１】
他方、ピコ基地局２００の上りリンクスケジューラ２３８は、ピコ基地局２００に接続しピコ基地局２００の遠隔にある（ピコセル端領域Ｃｐｐにある）と推定されるユーザ端末３００には、上りリンクリソースのうち第１のリソースとは異なる第２のリソースのみを割り当てる（図１２参照）。つまり、ピコセルＣｐ（第２のセル）の境界付近に位置しピコ基地局２００に接続するユーザ端末には、第２のリソースのみが割り当てられる。
【００７２】
複数のユーザ端末が同じ時間に同じ周波数を使用する場合には、干渉のおそれがあるが、異なるリソースを使用する場合には、干渉のおそれはない。この実施の形態では、干渉の原因となりうるユーザ端末と、干渉を受けやすい上りリンク信号の送信元であるユーザ端末に別々のリソースが割り当てられることによって、ヘテロジーニアスネットワークでの上りリンクの干渉を低減することができる（図５および図１２参照）。
【００７３】
この実施の形態の無線通信システムがフラクショナルTPCを使用しないヘテロジーニアスネットワークであれば、主な干渉源であるピコセルＣｐ（第２のセル）の境界付近に位置しマクロ基地局１００と接続するユーザ端末には、第１のリソースのみが割り当てられ、干渉を受けやすいピコセルＣｐ（第２のセル）の境界付近に位置しピコ基地局２００と接続するユーザ端末には、第２のリソースのみが割り当てられるので、ピコセルＣｐ（第２のセル）の境界付近に位置しピコ基地局２００と接続するユーザ端末からの上りリンクの無線信号は干渉を受けにくい。他方、この実施の形態の無線通信システムがフラクショナルTPCを使用するヘテロジーニアスネットワークであれば、干渉を受けやすいピコセルＣｐ（第２のセル）の境界付近に位置しマクロ基地局１００と接続するユーザ端末には、第１のリソースのみが割り当てられ、主な干渉源であるピコセルＣｐ（第２のセル）の境界付近に位置しピコ基地局２００と接続するユーザ端末には、第２のリソースのみが割り当てられるので、第２のセルの境界付近に位置しマクロ基地局１００と接続するユーザ端末からの上りリンクの無線信号は干渉を受けにくい。
【００７４】
このように、ピコセルＣｐ（第２のセル）の境界付近に位置するユーザ端末の上りリンクの干渉を低減することができるため、上りリンク送信効率（上りリンクスループット）を高めることが可能であると期待される。送信効率の向上の理由としては、例えば、干渉低減による信号の欠落の低減、高い符号化率の採用の可能性、および大きい変調多値数の変調方式の採用の可能性がある。
【００７５】
図１２に示すように、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐ（第２のセル）の遠隔の領域Ｃｍ２にあると推定される（ピコ基地局２００から遠くピコセルＣｐの境界付近に位置しない）ユーザ端末には、第１のリソースと第２のリソースのいずれを割り当ててもよい。また、ピコ基地局２００に接続しピコ基地局２００の近傍にあると推定される（ピコセル中央領域Ｃｐｃにあると推定される）ユーザ端末には、第１のリソースと第２のリソースのいずれを割り当ててもよい。これらのユーザ端末は、フラクショナルTPCの使用にかかわらず、主な干渉源ではなくその上りリンクの信号は干渉を与えにくい上、さらにその上りリンクの信号は干渉を受けにくいからである。
【００７６】
あるいは、マクロ基地局１００の上りリンクスケジューラ１３８は、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐ（第２のセル）の遠隔の領域Ｃｍ２にあると推定されるユーザ端末には、第２のリソースのみを割り当ててもよいし、ピコ基地局２００の上りリンクスケジューラ２３８は、ピコ基地局２００に接続しピコ基地局２００の近傍にあると推定される（ピコセル中央領域Ｃｐｃにあると推定される）ユーザ端末には、第１のリソースのみを割り当ててもよい。
【００７７】
但し、複数のユーザ端末に割り当てられる無線リソースの量をできるだけ公平にすることが好ましい。したがって、マクロ基地局１００の上りリンクスケジューラ１３８は、ユーザ端末への未割り当ての第２のリソースがある限り、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐ（第２のセル）の遠隔の領域Ｃｍ２にあると推定されるユーザ端末には、第２のリソースを割り当てるのが好ましい。換言すれば、上りリンクスケジューラ１３８は、マクロ基地局１００に接続するいずれのユーザ端末にも割り当てられていない第２のリソースがある場合には、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの遠隔にあると推定されるユーザ端末に、第２のリソースを割り当て、すべての第２のリソースがマクロ基地局１００に接続するユーザ端末に割り当てられている場合には、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの遠隔にあると推定されるユーザ端末に、第１のリソースを割り当てるのが好ましい。このようにして、第１のリソースが集中的にユーザ端末に割り当てられるのが防止される。つまり、第１のリソースを極めて多くのユーザ端末が使用し、第２のリソースをわずかなユーザ端末が使用する事態が防止される。したがって、複数のユーザ端末に割り当てられる無線リソースの量をできるだけ公平にすることができる。
【００７８】
ピコ基地局２００においては、上りリンクスケジューラ２３８は、ユーザ端末への未割り当ての第１のリソースがある限り、ピコ基地局２００に接続しピコ基地局２００の近傍にあると推定される（ピコセル中央領域Ｃｐｃにあると推定される）ユーザ端末には、第１のリソースを割り当てるのが好ましい。換言すれば、上りリンクスケジューラ２３８は、ピコ基地局２００に接続するいずれのユーザ端末にも割り当てられていない第１のリソースがある場合には、ピコ基地局２００に接続しピコ基地局２００の近傍にあると推定されるユーザ端末に、第１のリソースとを割り当て、すべての第１のリソースがピコ基地局２００に接続するユーザ端末に割り当てられている場合には、ピコ基地局２００に接続しピコ基地局２００の近傍にあると推定されるユーザ端末に、第２のリソースを割り当てるのが好ましい。このようにして、第２のリソースが集中的にユーザ端末に割り当てられるのが防止される。つまり、第２のリソースを極めて多くのユーザ端末が使用し、第１のリソースをわずかなユーザ端末が使用する事態が防止される。したがって、複数のユーザ端末に割り当てられる無線リソースの量をできるだけ公平にすることができる。
【００７９】
この実施の形態においては、第１のリソースと第２のリソースのいずれも、いずれかのユーザ端末に割り当てられる。いずれかのリソースでユーザ端末からの上りリンク送信が禁止されるのではない。このため、システム全体での上りリンク送信効率（上りリンクスループット）を高めることが可能であると期待される。
【００８０】
具体的な上りリンクのリソース割り当てにおいては、例えばプロポーショナルフェアネス(Proportional Fairness)のような公知の手法が使用され、第１のリソースまたは第２のリソースであるサブフレームＳＦを構成するリソースブロックを、上りリンクスケジューラ１３８または上りリンクスケジューラ２３８は、各ユーザ端末に割り当てる。マクロ基地局１００の上りリンクスケジューラ１３８は、無線通信部１１０を介して、各ユーザ端末に割り当てられたリソースブロックを通知し、ピコ基地局２００の上りリンクスケジューラ２３８は、無線通信部２１０を介して、各ユーザ端末に割り当てられたリソースブロックを通知する。
【００８１】
ユーザ端末の可動性を考慮し、第１のユーザ端末分類部１３６および第２のユーザ端末分類部２３６は、ユーザ端末の分類を、例えば周期的に繰り返す。したがって、上りリンクスケジューラ１３８および上りリンクスケジューラ２３８は、最新のユーザ端末の位置に応じて、リソースを割り当てることができる。
【００８２】
第２の実施の形態
上りリンクリソースのうちの第１のリソースの数の比率（換言すれば第２のリソースの比率）は、調節可能であってよい。図１３は、第２の実施の形態に係るマクロ基地局１００の構成を示す。図７の構成に加えて、第２の実施の形態に係るマクロ基地局１００は、リソース比率調整部１４０をさらに備える。第２の実施の形態において、ピコ基地局２００およびユーザ端末３００の構成は第１の実施の形態と同じでよい。
【００８３】
第２の実施の形態の動作を説明する。マクロ基地局１００、ピコ基地局２００およびユーザ端末３００は、第１の実施の形態と同様に動作する。さらに加えて、第２の実施の形態では、マクロ基地局１００の制御部１３０は、マクロ基地局１００に接続するすべてのユーザ端末３００の数をカウントするとともに、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると第１のユーザ端末分類部１３６で推定されるユーザ端末３００の数をカウントする。さらに、制御部１３０は、マクロ基地局１００に接続するすべてのユーザ端末３００の数に対する、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると推定されるユーザ端末３００の数の割合Ｘを計算する。
【００８４】
リソース比率調整部１４０は、マクロ基地局１００に接続するすべてのユーザ端末３００の数に対する、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると推定されるユーザ端末３００の数の割合Ｘが大きい程、上りリンクリソースの数に対する第１のリソースの数の比率を大きく設定する。換言すれば、リソース比率調整部１４０は、マクロ基地局１００に接続するすべてのユーザ端末３００の数に対する、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの遠隔の領域Ｃｍ２にあると推定されるユーザ端末３００の数の割合が大きい程、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を大きく設定する。例えば、割合に基づく第１のリソースの数の比率の設定のため、表１に例示するテーブルをリソース比率調整部１４０は使用することができる。このテーブルは、マクロ基地局１００内の図示しない記憶部に記憶することができる。
【表１】
2014033249.tif 000003
【００８５】
このテーブルでは、割合Ｘに応じて、どのサブフレームを第１のリソースとして使用すべきかが定められており、割合Ｘが大きいほど、第１のリソースとして使用するサブフレームの数が大きい。リソース比率調整部１４０は、割合Ｘに相当するサブフレームを第１のリソースとして設定することができる。このテーブルを使用する場合には、割合Ｘから直接、どのサブフレームを第１のリソースとして使用するかをリソース比率調整部１４０は決定するが、割合Ｘから第１のリソースの数の比率を決定し、さらに決定された比率からどのサブフレームを第１のリソースとして使用するかを決定してもよい。
【００８６】
割合Ｘに応じて第１のリソースとして使用するサブフレームを決定すると、リソース比率調整部１４０は、上りリンクスケジューラ１３８に決定された第１のリソースのサブフレームの番号を通知し、基地局間通信部１２０を介して、決定された第１のリソースのサブフレームの番号をピコ基地局２００に通知する。ピコ基地局２００では、決定されたサブフレームの番号を基地局間通信部２２０で受信し、制御部２３０は、上りリンクスケジューラ２３８に決定された第１のリソースのサブフレームの番号を通知する。リソース比率調整部１４０は、第１のリソースのサブフレームの番号の代わりに、第２のリソースのサブフレームの番号を関連する各要素に伝達してもよい。
【００８７】
マクロ基地局１００の上りリンクスケジューラ１３８は、リソース比率調整部１４０から通知された番号に基づいて、第１のリソースと第２のリソースを認識し、この認識に沿って、上りリンクのリソース割り当てを行う。ピコ基地局２００の上りリンクスケジューラ２３８は、マクロ基地局１００から通知された番号に基づいて、第１のリソースと第２のリソースを認識し、この認識に沿って、上りリンクのリソース割り当てを行う。
【００８８】
このように、マクロ基地局１００に接続するすべてのユーザ端末の数に対する、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると推定されるユーザ端末の数の割合Ｘが大きい程、上りリンクリソースの数に対する第１のリソースの数の比率を大きく設定することによって、実際には、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると推定されるユーザ端末の数がゼロまたは少ないのに、過大な数の第１のリソースを確保するという事態が防止される。つまり、少ない第２のリソースを極めて多くのユーザ端末が使用し、多くの第１のリソースをわずかなユーザ端末が使用する事態が防止される。少ない第１のリソースを極めて多くのユーザ端末が使用し、多くの第２のリソースをわずかなユーザ端末が使用する事態も防止される。したがって、複数のユーザ端末に割り当てられる無線リソースの量をできるだけ公平にすることができる。
【００８９】
ユーザ端末の可動性を考慮し、リソース比率調整部１４０は、第１のリソース（換言すれば第２のリソース）の調整を、例えば周期的に繰り返す。したがって、リソース比率調整部１４０は、最新のユーザ端末の位置に応じて、適切なリソース割り当てを行うことができる。
【００９０】
第３の実施の形態
上りリンクリソースのうちの第１のリソースの数の比率（換言すれば第２のリソースの比率）は、他の指標に基づいて調節してもよい。第３の実施の形態では、他の指標に基づいて、マクロ基地局１００はリソースの比率を調整する。第３の実施の形態において、マクロ基地局１００、ピコ基地局２００およびユーザ端末３００の構成は第２の実施の形態と同じでよい。
【００９１】
第３の実施の形態の動作を説明する。マクロ基地局１００、ピコ基地局２００およびユーザ端末３００は、第１の実施の形態と同様に動作する。さらに加えて、第３の実施の形態では、ピコ基地局２００の制御部２３０は、ピコ基地局２００に接続するすべてのユーザ端末３００の数をカウントするとともに、ピコ基地局２００に接続しピコセル端領域Ｃｐｐ（ピコ基地局２００の遠隔）にあると第２のユーザ端末分類部２３６で推定されるユーザ端末３００の数をカウントする。さらに、制御部２３０は、ピコ基地局２００に接続するすべてのユーザ端末３００の数に対する、ピコ基地局２００に接続しピコセル端領域Ｃｐｐ（ピコ基地局２００の遠隔）にあると推定されるユーザ端末３００の数の割合を計算する。
【００９２】
そして、制御部２３０は、この割合を基地局間通信部２２０を介して、マクロ基地局１００に報告する。マクロ基地局１００のリソース比率調整部１４０は、ピコ基地局２００に接続するすべてのユーザ端末３００の数に対する、ピコ基地局２００に接続しピコセル端領域Ｃｐｐ（ピコ基地局２００の遠隔）にあると推定されるユーザ端末３００の数の割合が大きい程、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を大きく設定する。換言すれば、リソース比率調整部１４０は、ピコ基地局２００に接続するすべてのユーザ端末３００の数に対する、ピコ基地局２００に接続しピコセル中央領域Ｃｐｃ（ピコ基地局２００の近傍）にあると推定されるユーザ端末３００の数の割合が大きい程、上りリンクリソースの数に対する第１のリソースの数の比率を大きく設定する。例えば、ユーザ端末の割合に基づく第１のリソース（または第２のリソース）の数の比率の設定のため、表１に例示するテーブルと類似のテーブルをリソース比率調整部１４０は使用することができる。テーブルを使用する場合には、ユーザ端末の割合から直接、どのサブフレームを第１のリソース（または第２のリソース）として使用するかをリソース比率調整部１４０は決定するが、ユーザ端末の割合から第１のリソース（または第２のリソース）の数の比率を決定し、さらに決定された比率からどのサブフレームを第１のリソース（または第２のリソース）として使用するかを決定してもよい。
【００９３】
ユーザ端末の割合に応じて第１のリソースとして使用するサブフレームを決定すると、リソース比率調整部１４０は、上りリンクスケジューラ１３８に決定された第１のリソースのサブフレームの番号を通知し、基地局間通信部１２０を介して、決定された第１のリソースのサブフレームの番号をピコ基地局２００に通知する。ピコ基地局２００では、決定された第１のリソースのサブフレームの番号を基地局間通信部２２０で受信し、制御部２３０は、上りリンクスケジューラ２３８に決定された第１のリソースのサブフレームの番号を通知する。リソース比率調整部１４０は、第１のリソースのサブフレームの番号の代わりに、第２のリソースのサブフレームの番号を関連する各要素に伝達してもよい。
【００９４】
マクロ基地局１００の上りリンクスケジューラ１３８は、リソース比率調整部１４０から通知された番号に基づいて、第１のリソースと第２のリソースを認識し、この認識に沿って、上りリンクのリソース割り当てを行う。ピコ基地局２００の上りリンクスケジューラ２３８は、マクロ基地局１００から通知された番号に基づいて、第１のリソースと第２のリソースを認識し、この認識に沿って、上りリンクのリソース割り当てを行う。
【００９５】
このように、ピコ基地局２００に接続するすべてのユーザ端末の数に対する、ピコ基地局２００に接続しピコセル端領域Ｃｐｐ（ピコ基地局２００の遠隔）にあると推定されるユーザ端末３００の数の割合が大きい程、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を大きく設定することによって、実際には、ピコ基地局２００に接続しピコセル端領域Ｃｐｐにあると推定されるユーザ端末の数がゼロまたは少ないのに、過大な数の第２のリソースを確保するという事態が防止される。つまり、少ない第１のリソースを極めて多くのユーザ端末が使用し、多くの第２のリソースをわずかなユーザ端末が使用する事態が防止される。少ない第２のリソースを極めて多くのユーザ端末が使用し、多くの第１のリソースをわずかなユーザ端末が使用する事態も防止される。したがって、複数のユーザ端末に割り当てられる無線リソースの量をできるだけ公平にすることができる。
【００９６】
マクロ基地局１００のマクロセルＣｍ内に複数のピコ基地局２００が配置されている場合には、それらの複数のピコ基地局２００から統計量がマクロ基地局１００に報告される。この場合、マクロ基地局１００のリソース比率調整部１４０は、複数のピコ基地局２００からの統計量の平均値または中間値を求めて、平均値または中間値に基づいて、リソースを調整してよい。あるいは、リソース比率調整部１４０は、複数のピコ基地局２００からの統計量の最大値または最小値を求めて、最大値または最小値に基づいて、リソースを調整してよい。
【００９７】
ユーザ端末の可動性を考慮し、リソース比率調整部１４０は、第１のリソース（換言すれば第２のリソース）の調整を、例えば周期的に繰り返す。したがって、リソース比率調整部１４０は、最新のユーザ端末の位置に応じて、適切なリソース割り当てを行うことができる。
【００９８】
第４の実施の形態
上りリンクリソースのうちの第１のリソースの数の比率（換言すれば第２のリソースの比率）は、他の指標に基づいて調節してもよい。第４の実施の形態では、他の指標に基づいて、マクロ基地局１００はリソースの比率を調整する。第４の実施の形態において、マクロ基地局１００、ピコ基地局２００およびユーザ端末３００の構成は第２の実施の形態と同じでよい。
【００９９】
第４の実施の形態の動作を説明する。マクロ基地局１００、ピコ基地局２００およびユーザ端末３００は、第１の実施の形態と同様に動作する。さらに加えて、第４の実施の形態では、マクロ基地局１００の制御部１３０は、マクロ基地局１００に接続するすべてのユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量を計算するとともに、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると第１のユーザ端末分類部１３６で推定されるユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量を計算する。各ユーザ端末の上りリンクのトラヒック量の例としては、ユーザ端末の上りリンクのデータの伝送速度でよく、計算されるトラヒック量は、関連するユーザ端末の上りリンクのデータの伝送速度の合計でよい。あるいは、各ユーザ端末の上りリンクのトラヒック量の例としては、ユーザ端末の上りリンクの呼の数でよく、計算されるトラヒック量は、関連するユーザ端末の上りリンクの呼の数の合計でよい。さらに、制御部１３０は、マクロ基地局１００に接続するすべてのユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量に対する、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると推定されるユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量の割合を計算する。
【０１００】
リソース比率調整部１４０は、マクロ基地局１００に接続するすべてのユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量に対する、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると推定されるユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量の割合が大きい程、上りリンクリソースの数に対する第１のリソースの数の比率を大きく設定する。換言すれば、リソース比率調整部１４０は、マクロ基地局１００に接続するすべてのユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量に対する、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの遠隔の領域Ｃｍ２にあると推定されるユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量が大きい程、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を大きく設定する。例えば、ユーザ端末のトラヒック量の割合に基づく第１のリソース（または第２のリソース）の数の比率の設定のため、表１に例示するテーブルと類似のテーブルをリソース比率調整部１４０は使用することができる。テーブルを使用する場合には、ユーザ端末のトラヒック量の割合から直接、どのサブフレームを第１のリソース（または第２のリソース）として使用するかをリソース比率調整部１４０は決定するが、ユーザ端末のトラヒック量の割合から第１のリソース（または第２のリソース）の数の比率を決定し、さらに決定された比率からどのサブフレームを第１のリソース（または第２のリソース）として使用するかを決定してもよい。
【０１０１】
ユーザ端末のトラヒック量の割合に応じて第１のリソースとして使用するサブフレームを決定すると、リソース比率調整部１４０は、上りリンクスケジューラ１３８に決定された第１のリソースのサブフレームの番号を通知し、基地局間通信部１２０を介して、決定された第１のリソースのサブフレームの番号をピコ基地局２００に通知する。ピコ基地局２００では、決定された第１のリソースのサブフレームの番号を基地局間通信部２２０で受信し、制御部２３０は、上りリンクスケジューラ２３８に決定された第１のリソースのサブフレームの番号を通知する。リソース比率調整部１４０は、第１のリソースのサブフレームの番号の代わりに、第２のリソースのサブフレームの番号を関連する各要素に伝達してもよい。
【０１０２】
マクロ基地局１００の上りリンクスケジューラ１３８は、リソース比率調整部１４０から通知された番号に基づいて、第１のリソースと第２のリソースを認識し、この認識に沿って、上りリンクのリソース割り当てを行う。ピコ基地局２００の上りリンクスケジューラ２３８は、マクロ基地局１００から通知された番号に基づいて、第１のリソースと第２のリソースを認識し、この認識に沿って、上りリンクのリソース割り当てを行う。
【０１０３】
このように、マクロ基地局１００に接続するすべてのユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量に対する、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると推定されるユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量が大きい程、上りリンクリソースの数に対する第１のリソースの数の比率を大きく設定することによって、実際には、マクロ基地局１００に接続しピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１にあると推定されるユーザ端末の上りリンクのトラヒック量がゼロまたは少ないのに、過大な数の第１のリソースを確保するという事態が防止される。つまり、少ない第２のリソースが極めて多くのトラヒックのために使用され、多くの第１のリソースがわずかなトラヒックのために使用される事態が防止される。少ない第１のリソースが極めて多くのトラヒックのために使用され、多くの第２のリソースがわずかなトラヒックのために使用される事態も防止される。したがって、複数のユーザ端末に割り当てられる無線リソースの量を、トラヒック量の観点でできるだけ公平にすることができる。
【０１０４】
ユーザ端末の可動性を考慮し、リソース比率調整部１４０は、第１のリソース（換言すれば第２のリソース）の調整を、例えば周期的に繰り返す。したがって、リソース比率調整部１４０は、最新のユーザ端末の位置に応じて、適切なリソース割り当てを行うことができる。
【０１０５】
第５の実施の形態
上りリンクリソースのうちの第１のリソースの数の比率（換言すれば第２のリソースの比率）は、他の指標に基づいて調節してもよい。第５の実施の形態では、他の指標に基づいて、マクロ基地局１００はリソースの比率を調整する。第５の実施の形態において、マクロ基地局１００、ピコ基地局２００およびユーザ端末３００の構成は第２の実施の形態と同じでよい。
【０１０６】
第５の実施の形態の動作を説明する。マクロ基地局１００、ピコ基地局２００およびユーザ端末３００は、第１の実施の形態と同様に動作する。さらに加えて、第５の実施の形態では、ピコ基地局２００の制御部２３０は、ピコ基地局２００に接続するすべてのユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量を計算するとともに、ピコ基地局２００に接続しピコセル端領域Ｃｐｐ（ピコ基地局２００の遠隔）にあると第２のユーザ端末分類部２３６で推定されるユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量を計算する。各ユーザ端末の上りリンクのトラヒック量の例としては、ユーザ端末の上りリンクのデータの伝送速度でよく、計算されるトラヒック量は、関連するユーザ端末の上りリンクのデータの伝送速度の合計でよい。あるいは、各ユーザ端末の上りリンクのトラヒック量の例としては、ユーザ端末の上りリンクの呼の数でよく、計算されるトラヒック量は、関連するユーザ端末の上りリンクの呼の数の合計でよい。さらに、制御部２３０は、ピコ基地局２００に接続するすべてのユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量に対する、ピコ基地局２００に接続しピコセル端領域Ｃｐｐにあると推定されるユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量の割合を計算する。
【０１０７】
そして、制御部２３０は、この割合を基地局間通信部２２０を介して、マクロ基地局１００に報告する。マクロ基地局１００のリソース比率調整部１４０は、ピコ基地局２００に接続するすべてのユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量に対する、ピコ基地局２００に接続しピコセル端領域Ｃｐｐにあると推定されるユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量の割合が大きい程、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を大きく設定する。換言すれば、リソース比率調整部１４０は、ピコ基地局２００に接続するすべてのユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量に対する、ピコ基地局２００に接続しピコセル中央領域Ｃｐｃにあると推定されるユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量が大きい程、上りリンクリソースの数に対する第１のリソースの数の比率を大きく設定する。例えば、ユーザ端末のトラヒック量の割合に基づく第１のリソース（または第２のリソース）の数の比率の設定のため、表１に例示するテーブルと類似のテーブルをリソース比率調整部１４０は使用することができる。テーブルを使用する場合には、ユーザ端末のトラヒック量の割合から直接、どのサブフレームを第１のリソース（または第２のリソース）として使用するかをリソース比率調整部１４０は決定するが、ユーザ端末のトラヒック量の割合から第１のリソース（または第２のリソース）の数の比率を決定し、さらに決定された比率からどのサブフレームを第１のリソース（または第２のリソース）として使用するかを決定してもよい。
【０１０８】
ユーザ端末のトラヒック量の割合に応じて第１のリソースとして使用するサブフレームを決定すると、リソース比率調整部１４０は、上りリンクスケジューラ１３８に決定された第１のリソースのサブフレームの番号を通知し、基地局間通信部１２０を介して、決定された第１のリソースのサブフレームの番号をピコ基地局２００に通知する。ピコ基地局２００では、決定された第１のリソースのサブフレームの番号を基地局間通信部２２０で受信し、制御部２３０は、上りリンクスケジューラ２３８に決定された第１のリソースのサブフレームの番号を通知する。リソース比率調整部１４０は、第１のリソースのサブフレームの番号の代わりに、第２のリソースのサブフレームの番号を関連する各要素に伝達してもよい。
【０１０９】
マクロ基地局１００の上りリンクスケジューラ１３８は、リソース比率調整部１４０から通知された番号に基づいて、第１のリソースと第２のリソースを認識し、この認識に沿って、上りリンクのリソース割り当てを行う。ピコ基地局２００の上りリンクスケジューラ２３８は、マクロ基地局１００から通知された番号に基づいて、第１のリソースと第２のリソースを認識し、この認識に沿って、上りリンクのリソース割り当てを行う。
【０１１０】
このように、ピコ基地局２００に接続するすべてのユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量に対する、ピコ基地局２００に接続しピコ基地局２００の遠隔のピコセル端領域Ｃｐｐにあると推定されるユーザ端末３００からの上りリンクのトラヒック量が大きい程、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を大きく設定することによって、実際には、ピコ基地局２００に接続しピコセル端領域Ｃｐｐにあると推定されるユーザ端末の上りリンクのトラヒック量がゼロまたは少ないのに、過大な数の第２のリソースを確保するという事態が防止される。つまり、少ない第１のリソースが極めて多くのトラヒックのために使用され、多くの第２のリソースがわずかなトラヒックのために使用される事態が防止される。少ない第２のリソースが極めて多くのトラヒックのために使用され、多くの第１のリソースがわずかなトラヒックのために使用される事態も防止される。したがって、複数のユーザ端末に割り当てられる無線リソースの量を、トラヒック量の観点でできるだけ公平にすることができる。
【０１１１】
マクロ基地局１００のマクロセルＣｍ内に複数のピコ基地局２００が配置されている場合には、それらの複数のピコ基地局２００から統計量がマクロ基地局１００に報告される。この場合、マクロ基地局１００のリソース比率調整部１４０は、複数のピコ基地局２００からの統計量の平均値または中間値を求めて、平均値または中間値に基づいて、リソースを調整してよい。あるいは、リソース比率調整部１４０は、複数のピコ基地局２００からの統計量の最大値または最小値を求めて、最大値または最小値に基づいて、リソースを調整してよい。
【０１１２】
ユーザ端末の可動性を考慮し、リソース比率調整部１４０は、第１のリソース（換言すれば第２のリソース）の調整を、例えば周期的に繰り返す。したがって、リソース比率調整部１４０は、最新のユーザ端末の位置に応じて、適切なリソース割り当てを行うことができる。
【０１１３】
第６の実施の形態
第２〜第５の実施の形態において、リソース比率調整部１４０は、ユーザ端末の数またはユーザ端末からの上りリンクのトラヒック量に基づいて、上りリンクリソースの数に対する第１のリソースの数（または第２のリソースの数）を調整する。これに加えて、あるいはこれに代えて、リソース比率調整部１４０は、セルレンジエクスパンションのためにユーザ端末３００がピコ基地局２００から受信する受信品質Ｒ２をより良好に見せかけるために使用するオフセット値αが大きい程、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を大きくしてもよい。つまり、各ユーザ端末がマクロ基地局１００とピコ基地局２００のいずれと接続するかを決定するために比較される、ユーザ端末がマクロ基地局１００から受信する受信品質およびユーザ端末がピコ基地局２００から受信する受信品質のうちピコ基地局２００から受信する受信品質を調整するオフセット値αに基づいて、オフセット値αが、ユーザ端末がピコ基地局２００により接続しやすくなる結果を引き起こす場合に、リソース比率調整部１４０は、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を大きく設定し、オフセット値αが、ユーザ端末がピコ基地局２００に、より接続しにくくなる結果を引き起こす場合に、リソース比率調整部１４０は、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を小さく設定してもよい。
【０１１４】
オフセット値αが大きい場合には、ピコ基地局２００からの電波の受信品質が見かけの上で顕著に向上させられ、ピコセルＣｐの半径ひいては範囲が顕著に拡張させられる。したがって、オフセット値αが大きい場合には、ピコ基地局２００に接続するユーザ端末の総数に対して、ピコセル端領域Ｃｐｐに位置するユーザ端末の数の割合が極めて大きいと想定される。他方、マクロセルＣｍはピコセルＣｐに比べて著しく広いため、オフセット値αが大きく、ピコセルＣｐの範囲が顕著に拡張させられても、マクロ基地局１００に接続するユーザ端末の総数に対して、ピコセルＣｐの近傍の領域Ｃｍ１に位置するユーザ端末の数の割合はさほど大きくならないと想定される。
【０１１５】
したがって、オフセット値αが大きい程、ピコ基地局２００に接続しピコセル端領域Ｃｐｐ（ピコ基地局２００の遠隔）にあると推定されるユーザ端末３００に割り当てられるべき第２のリソースの数の比率（図１２参照）を大きくすることで、第１のリソースの数と第２のリソースの数を適切に設定できると考えられる。
【０１１６】
セルレンジエクスパンションのために、ユーザ端末３００がピコ基地局２００から受信する受信品質をオフセット値によって増加させる代わりに、ユーザ端末３００がマクロ基地局１００から受信する受信品質をオフセット値によって減少させることが考えられる。この場合には、リソース比率調整部１４０は、セルレンジエクスパンションのためにユーザ端末３００がピコ基地局２００から受信する受信品質をより良好に見せかけるためにユーザ端末３００がマクロ基地局１００から受信する受信品質を減少させるオフセット値の絶対値が大きい程、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を大きくしてもよい。つまり、各ユーザ端末がマクロ基地局１００とピコ基地局２００のいずれと接続するかを決定するために比較される、ユーザ端末がマクロ基地局１００から受信する受信品質およびユーザ端末がピコ基地局２００から受信する受信品質のうちマクロ基地局１００から受信する受信品質を調整するオフセット値に基づいて、オフセット値が、ユーザ端末がピコ基地局２００により接続しやすくなる結果を引き起こす場合に、リソース比率調整部１４０は、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を大きく設定し、オフセット値が、ユーザ端末がピコ基地局２００により接続しにくくなる結果を引き起こす場合に、リソース比率調整部１４０は、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を小さく設定してもよい。
【０１１７】
さらにまた、セルレンジエクスパンションとは逆に、ピコセルＣｐを縮小するため（つまりピコ基地局２００にユーザ端末が接続しにくくするため）、オフセットが使用されてもよい。この場合にも、オフセット値は、各ユーザ端末がマクロ基地局１００とピコ基地局２００のいずれと接続するかを決定するために比較される、ユーザ端末がマクロ基地局１００から受信する受信品質またはユーザ端末がピコ基地局２００から受信する受信品質を調整するために使用される。この場合も、リソース比率調整部１４０は、オフセット値に基づいて、オフセット値が、ユーザ端末がピコ基地局２００により接続しやすくなる結果を引き起こす場合に、リソース比率調整部１４０は、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を大きく設定し、オフセット値が、ユーザ端末がピコ基地局２００により接続しにくくなる結果を引き起こす場合に、リソース比率調整部１４０は、上りリンクリソースの数に対する第２のリソースの数の比率を小さく設定する。
【０１１８】
他の変形
変形１
以上の実施の形態では、第１のリソースおよび第２のリソースはサブフレームＳＦである。しかし、第１のリソースおよび第２のリソースは、周波数および時間で特定される他の種類のリソースであってもよい。
【０１１９】
図１４は、無線通信システムの各ユーザ端末３００から送信される無線フレームＦのフォーマットを、図１０とは別の観点から示す図である。前述の通り、無線フレームＦは所定の時間長および所定の帯域幅を占める。無線フレームＦは、周波数方向に複数のサブキャリアＳＣを含む。サブキャリアＳＣは、無線フレームＦよりも狭い周波数帯域（例えば、15 kHz）を占める送信単位である。６つのサブキャリアＳＣのみが図示されているが、無線フレームＦに含まれるサブキャリアＳＣの数が任意であることは当然に理解される。複数のサブキャリアＳＣが周波数領域において相互に直交することを示すため、図１４ではサブキャリアＳＣ同士が相互に重複しないように図示されている。実際には、サブキャリアＳＣ同士（特に、中心周波数が隣接するサブキャリアＳＣ同士）は、少なくとも一部の帯域において相互に重複し得る。
【０１２０】
図１４では、図１０に示したようなサブフレームＳＦを明示しないが、無線フレームＦがサブフレームＳＦを有さないことを意図するものではない。図１４は、周波数領域の送信単位であるサブキャリアＳＣに注目した図であるから、サブフレームＳＦの図示が省略されている。
【０１２１】
図１５は、この変形におけるユーザ端末から送信される上りリンクの無線フレームのうちの第１のリソースおよび第２のリソースの配分パターンの一例を示す図である。各サブキャリアＳＣは、第１のリソースまたは第２のリソースに分類される。第１のリソースおよび第２のリソースの配分パターンは、図１５に示す例には限定されない。
【０１２２】
具体的な上りリンクのリソース割り当てにおいては、例えばプロポーショナルフェアネスのような公知の手法が使用され、第１のリソースまたは第２のリソースであるサブキャリアＳＣを構成するリソースブロックを、上りリンクスケジューラ１３８または上りリンクスケジューラ２３８は、各ユーザ端末に割り当てる。マクロ基地局１００の上りリンクスケジューラ１３８は、無線通信部１１０を介して、各ユーザ端末に割り当てられたリソースブロックを通知し、ピコ基地局２００の上りリンクスケジューラ２３８は、無線通信部２１０を介して、各ユーザ端末に割り当てられたリソースブロックを通知する。
【０１２３】
変形２
図１６は、無線通信システムの各ユーザ端末３００から送信される無線フレームＦのフォーマットを、図１０および図１４とは別の観点から示す図である。前述の通り、無線フレームＦは所定の時間長および所定の帯域幅を占める。無線フレームＦは複数のリソースブロックＲＢを含む。リソースブロックＲＢは、無線フレームＦよりも短い時間長（例えば、１ミリ秒）および無線フレームＦよりも狭い周波数帯域（例えば、180 kHz）を占める送信単位である。１無線フレームＦあたり９６個のリソースブロックＲＢが図示されているが、無線フレームＦに含まれるリソースブロックＲＢの数が任意であることは当然に理解される。図示しないが、各リソースブロックＲＢは、さらに小さい送信単位である複数のリソースエレメントを含む。
【０１２４】
図１６では、図１０に示したようなサブフレームＳＦおよび図１４に示したようなサブキャリアＳＣを明示しないが、無線フレームＦがサブフレームＳＦおよびサブキャリアＳＣを有さないことを意図するものではない。図１６は、所定の時間長および所定の周波数帯域を有する送信単位であるリソースブロックＲＢに注目した図であるから、サブフレームＳＦおよびサブキャリアＳＣの図示が省略されている。
【０１２５】
図１７は、この変形におけるユーザ端末から送信される上りリンクの無線フレームのうちの第１のリソースおよび第２のリソースの配分パターンの一例を示す図である。各リソースブロックＲＢは、第１のリソースまたは第２のリソースに分類される。第１のリソースおよび第２のリソースの配分パターンは、図１７に示す例には限定されない。
【０１２６】
具体的な上りリンクのリソース割り当てにおいては、例えばプロポーショナルフェアネスのような公知の手法が使用され、第１のリソースまたは第２のリソースであるリソースブロックＲＢを、上りリンクスケジューラ１３８または上りリンクスケジューラ２３８は、各ユーザ端末に割り当てる。マクロ基地局１００の上りリンクスケジューラ１３８は、無線通信部１１０を介して、各ユーザ端末に割り当てられたリソースブロックを通知し、ピコ基地局２００の上りリンクスケジューラ２３８は、無線通信部２１０を介して、各ユーザ端末に割り当てられたリソースブロックを通知する。
【０１２７】
変形３
以上の実施の形態において、マクロ基地局１００が第１のユーザ端末分類部１３６およびリソース比率調整部１４０を有し、ピコ基地局２００が第２のユーザ端末分類部２３６を有する。しかし、第１のユーザ端末分類部１３６、第２のユーザ端末分類部２３６およびリソース比率調整部１４０は、無線ネットワーク内の他の位置に配置されてもよい。
【０１２８】
変形４
以上の実施の形態では、ＣＲＥのためにピコ基地局２００からの電波の受信特性がオフセット値（バイアス値）αで補正される。さらに、マクロ基地局１００またはピコ基地局２００からの電波の受信特性は、他の目的のオフセット値（バイアス値）で補正してもよい。例えば、一旦ハンドオーバされたユーザ端末３００が元の無線基地局にすぐにハンドオーバされることを防止するためのヒステリシス用のオフセット値を使用してもよい。
【０１２９】
変形５
以上の実施の形態では、ユーザ端末３００の受信品質報告部３３８が複数の無線基地局からの受信品質および補正された受信品質を所望無線基地局に報告し、マクロ基地局１００の接続先選択部１３４およびピコ基地局２００の接続先選択部２３８は、各ユーザ端末３００の受信電力結果報告に基づいて、そのユーザ端末３００が接続すべき無線基地局を選択する。しかし、ユーザ端末３００は、複数の無線基地局からの受信品質および補正された受信品質を比較し、最良の受信品質またはその最良の受信品質に相当する無線基地局を示す信号を所望無線基地局に報告してもよい。マクロ基地局１００の接続先選択部１３４およびピコ基地局２００の接続先選択部２３８は、各ユーザ端末３００のその報告に基づいて、最良の受信品質に相当する無線基地局をそのユーザ端末３００が接続すべき無線基地局として選択してよい。
【０１３０】
変形６
以上の実施の形態では、マクロ基地局１００よりも送信能力の低い基地局（小電力無線基地局）としてピコ基地局２００が例示されるが、マイクロ基地局、ナノ基地局、フェムト基地局等が送信能力の低い小電力無線基地局として採用されてもよい。相異なる送信能力を有する３種類以上の無線基地局の組合せ（例えば、マクロ基地局、ピコ基地局、およびフェムト基地局の組合せ）により無線ネットワークが構成されてもよい。
【０１３１】
変形７
ユーザ端末３００は、各無線基地局と無線通信が可能な任意の装置でよい。ユーザ端末３００は、例えばフィーチャーフォンまたはスマートフォン等の携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。
【０１３２】
変形８
マクロ基地局１００、ピコ基地局２００、ユーザ端末３００においてＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。
【０１３３】
前記の実施の形態および変形は、矛盾しない限り、組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１３４】
１００  マクロ基地局（大電力無線基地局）、２００  ピコ基地局（小電力無線基地局）、３００  ユーザ端末、Ｃｍ  マクロセル（第１のセル）、Ｃｐ  ピコセル（第２のセル）、１１０  無線通信部、１１２  送受信アンテナ、１２０  基地局間通信部、１３０  制御部、１３４  接続先選択部、１３６  第１のユーザ端末分類部、１３８  上りリンクスケジューラ（上りリンクリソース割り当て部、上りリンクリソース通知部）、１４０  リソース比率調整部、２１０  無線通信部、２１２  送受信アンテナ、２２０  基地局間通信部、２３０  制御部、２３４  接続先選択部、２３６  第２のユーザ端末分類部、２３８  上りリンクスケジューラ（上りリンクリソース割り当て部、上りリンクリソース通知部）、Ｃｐｃ  ピコセル中央領域、Ｃｐｐ  ピコセル端領域、Ｃｍ１  マクロセル内のピコセルの近傍の領域、Ｃｍ２  マクロセル内のピコセルの遠隔の領域、ＳＦ  サブフレーム（第１のリソース、第２のリソース）、ＳＣ  サブキャリア（第１のリソース、第２のリソース）、ＲＢ  リソースブロック（第１のリソース、第２のリソース）
【図１】
2014033249.tif 000004
【図２】
2014033249.tif 000005
【図３】
2014033249.tif 000006
【図４】
2014033249.tif 000007
【図５】
2014033249.tif 000008
【図６】
2014033249.tif 000009
【図７】
2014033249.tif 000010
【図８】
2014033249.tif 000011
【図９】
2014033249.tif 000012
【図１０】
2014033249.tif 000013
【図１１】
2014033249.tif 000014
【図１２】
2014033249.tif 000015
【図１３】
2014033249.tif 000016
【図１４】
2014033249.tif 000017
【図１５】
2014033249.tif 000018
【図１６】
2014033249.tif 000019
【図１７】
2014033249.tif 000020