(57)【要約】【課題】マクロ−フェムト間のダウンリンクの干渉を低減することができるとともに、小型基地局におけるアップリンクの干渉を低減すること。【解決手段】受信部１１０は、小型基地局２００より、端末からのＲＡＣＨまたはアップリンク信号を検出したことを通知する通知信号を受信する。基地局設定部１１１は、通知信号を受信した場合には、小型基地局２００が端末３００からのアップリンク信号を受信し、端末３００に対するダウンリンク信号を自局と小型基地局２００が協調して送信するように基地局設定を行い、指示信号を生成する。送信部１１２は、指示信号を小型基地局２００に送信する。【選択図】図１
2014197760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マクロ基地局のセル内に小型基地局が存在し、これらの基地局が端末と無線通信を行う無線通信システムであって、
前記小型基地局は、前記端末が自局から所定の範囲内に存在していることを前記マクロ基地局に通知し、
前記マクロ基地局は、前記通知を受けた場合、前記小型基地局が前記端末からのアップリンク信号を受信し、前記端末に対するダウンリンク信号を自局と前記小型基地局が協調して送信するように、前記小型基地局に指示する、
無線通信システム。
【請求項２】
前記小型基地局は、前記端末の通信開始時において、前記端末から前記マクロ基地局に対して送信されたＲＡＣＨを検出することにより、前記端末が自局から所定の範囲内に存在していることを認識する、
請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記小型基地局は、前記端末と前記マクロ基地局との通信中において、前記端末から前記マクロ基地局に対して送信されたアップリンク信号を検出することにより、前記端末が自局から所定の範囲内に存在していることを認識する、
請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
マクロ基地局のセル内に小型基地局が存在し、これらの基地局が端末と無線通信を行う無線通信システムであって、
前記端末は、前記小型基地局から所定の範囲内に存在していることを前記マクロ基地局に通知し、
前記マクロ基地局は、前記通知を受けた場合、前記小型基地局が前記端末からのアップリンク信号を受信し、前記端末に対するダウンリンク信号を自局と前記小型基地局が協調して送信するように、前記小型基地局に指示する、
無線通信システム。
【請求項５】
前記端末は、前記端末の通信開始時において、前記小型基地局からの報知チャネルの受信電力が所定の閾値を超えた場合に、前記小型基地局から所定の範囲内に存在していることを認識する、
請求項１記載の無線通信システム。
【請求項６】
小型基地局より、端末からのＲＡＣＨまたはアップリンク信号を検出したことを通知する通知信号を受信する受信部と、
前記通知信号を受信した場合には、前記小型基地局が前記端末からのアップリンク信号を受信し、前記端末に対するダウンリンク信号を自局と前記小型基地局が協調して送信する、ように設定する設定部と、
前記小型基地局に対して前記設定部が設定した内容を指示する指示信号を送信する送信部と、
を具備するマクロ基地局。
【請求項７】
端末より、小型基地局からの報知チャネルの受信電力が所定の閾値を超えたことを通知する通知信号を受信する受信部と、
前記通知信号を受信した場合には、前記小型基地局が前記端末からのアップリンク信号を受信し、前記端末に対するダウンリンク信号を自局と前記小型基地局が協調して送信する、ように設定する設定部と、
前記小型基地局に対して前記設定部が設定した内容を指示する指示信号を送信する送信部と、
を具備するマクロ基地局。
【請求項８】
端末からマクロ基地局に送信されたＲＡＣＨを検出するＲＡＣＨ検出部と、
前記端末から前記マクロ基地局に送信されたアップリンク信号を検出するアップリンク信号検出部と、
前記ＲＡＣＨまたは前記アップリンク信号を検出したことを通知する通知信号を前記マクロ基地局に送信する送信部と、
前記通知信号を送信した後に、前記マクロ基地局から指示信号を受信する受信部と、
前記指示信号に従って、前記端末からのアップリンク信号を受信し、前記端末に対するダウンリンク信号を前記マクロ基地局と協調して送信する、無線通信部と、
を具備する小型基地局。
【請求項９】
マクロ基地局のセル内に小型基地局が存在し、これらの基地局が端末と無線通信を行う無線通信システムの協調通信方法であって、
前記小型基地局が、前記端末が自局から所定の範囲内に存在していることを検出し、前記マクロ基地局に通知するステップと、
前記マクロ基地局が、前記通知を受信した後、前記小型基地局に協調通信を指示するステップと、
前記小型基地局が、前記指示の後、前記端末からのアップリンク信号を受信するステップと、
前記マクロ基地局と前記小型基地局が、前記指示の後、前記端末に対するダウンリンク信号を協調して送信するステップと、
を具備する協調通信方法。
【請求項１０】
マクロ基地局のセル内に小型基地局が存在し、これらの基地局が端末と無線通信を行う無線通信システムの協調通信方法であって、
前記端末が、前記小型基地局から所定の範囲内に存在していることを検出し、前記マクロ基地局に通知するステップと、
前記マクロ基地局が、前記通知を受信した後、前記小型基地局に協調通信を指示するステップと、
前記小型基地局が、前記指示の後、前記端末からのアップリンク信号を受信するステップと、
前記マクロ基地局と前記小型基地局が、前記指示の後、前記端末に対するダウンリンク信号を協調して送信するステップと、
を具備する協調通信方法。
【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、このシステムで使用されるマクロ基地局、小型基地局、協調通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から無線通信システムで使用されている基地局は、半径数百mから十数kmの通話エリアを持っており、その大きさからマクロ基地局と呼ばれている。マクロ基地局同士の境界領域やビルの奥、地下では、電波強度が微弱となり、通信しづらい不感地域が生じる。
【０００３】
近年、不感地域を解消するために、マクロ基地局と比較して小型低出力の小型基地局を設置することが行われている。
【０００４】
例えば、標準化団体３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化が進められているＬＴＥ（Long Term Evolution）／ＳＡＥ（System Architecture Evolution）システムでは、小型基地局を設置することが規定されている（非特許文献１参照）。
【０００５】
一般に、基地局がカバーするセルの境界では、基地局間干渉が発生する。特許文献１には、小型基地局からの送信信号が干渉基準を満たすように小型基地局の送信電力を制御することにより、マクロ−フェムト間のダウンリンクの干渉を低減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１１−５１７８９３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GPP TS 24.301 V9.5.0 (2010-12)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、小型基地局の周辺では、小型基地局の送信電力を調整しても、基地局との距離に応じて、端末における、マクロ基地局からの受信電力と小型基地局からの受信電力がほぼ等しくなる位置が存在する。この場合、端末は、小型基地局からの他の端末宛のダウンリンク信号が干渉となるため、マクロ基地局からのダウンリンク信号を十分な品質で復調することができない。
【０００９】
また、特許文献１の技術には、小型基地局におけるアップリンクの干渉を低減する方法については開示されていない。端末は、通信相手のマクロ基地局から離れた位置にある場合、マクロ基地局が十分な品質でアップリンク信号を復調することができるようにするために、高い送信電力でアップリンク信号を送信する。この時、端末が小型基地局の周辺に存在すると、端末がマクロ基地局宛に送信したアップリンク信号は小型基地局にとって干渉となるため、小型基地局は、他の端末からのアップリンク信号を十分な品質で復調することができない。
【００１０】
本発明の目的は、マクロ−フェムト間のダウンリンクの干渉を低減することができるとともに、小型基地局におけるアップ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、マクロ基地局、小型基地局、協調通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様の無線通信システムは、マクロ基地局のセル内に小型基地局が存在し、これらの基地局が端末と無線通信を行う無線通信システムであって、前記小型基地局は、前記端末が自局から所定の範囲内に存在していることを前記マクロ基地局に通知し、前記マクロ基地局は、前記通知を受けた場合、前記小型基地局が前記端末からのアップリンク信号を受信し、前記端末に対するダウンリンク信号を自局と前記小型基地局が協調して送信するように、前記小型基地局に指示する、構成を採る。
【００１２】
本発明の一態様のマクロ基地局は、小型基地局より、端末からのＲＡＣＨまたはアップリンク信号を検出したことを通知する通知信号を受信する受信部と、前記通知信号を受信した場合には、前記小型基地局が前記端末からのアップリンク信号を受信し、前記端末に対するダウンリンク信号を自局と前記小型基地局が協調して送信する、ように設定する設定部と、前記小型基地局に対して前記設定部が設定した内容を指示する指示信号を送信する送信部と、を具備する構成を採る。
【００１３】
本発明の一態様の小型基地局は、端末からマクロ基地局に送信されたＲＡＣＨを検出するＲＡＣＨ検出部と、前記端末から前記マクロ基地局に送信されたアップリンク信号を検出するアップリンク信号検出部と、前記ＲＡＣＨまたは前記アップリンク信号を検出したことを通知する通知信号を前記マクロ基地局に送信する送信部と、前記通知信号を送信した後に、前記マクロ基地局から指示信号を受信する受信部と、前記指示信号に従って、前記端末からのアップリンク信号を受信し、前記端末に対するダウンリンク信号を前記マクロ基地局と協調して送信する、無線通信部と、を具備する構成を採る。
【００１４】
本発明の一態様の協調通信方法は、マクロ基地局のセル内に小型基地局が存在し、これらの基地局が端末と無線通信を行う無線通信システムの協調通信方法であって、前記小型基地局が、前記端末が自局から所定の範囲内に存在していることを検出し、前記マクロ基地局に通知するステップと、前記マクロ基地局が、前記通知を受信した後、前記小型基地局に協調通信を指示するステップと、前記小型基地局が、前記指示の後、前記端末からのアップリンク信号を受信するステップと、前記マクロ基地局と前記小型基地局が、前記指示の後、前記端末に対するダウンリンク信号を協調して送信するステップと、を具備する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、端末が小型基地局の周辺に存在する場合には、マクロ基地局と小型基地局が、端末に対して協調してダウンリンク信号を送信し、端末が小型基地局に対してアップリンク信号を送信することにより、マクロ−フェムト間のダウンリンクの干渉を低減することができるとともに、小型基地局におけるアップリンクの干渉を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るマクロ基地局の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る小型基地局の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの装置間における通信開始時のシーケンス図
【図５】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの装置間におけるハンドオーバ時のシーケンス図
【図６】本発明の実施の形態２に係るマクロ基地局の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係る小型基地局の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態２に係る端末の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの装置間における通信開始時のシーケンス図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの装置間におけるハンドオーバ時のシーケンス図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
［実施の形態１］
［無線通信システムの構成］
本実施の形態に係る無線通信システムは、マクロ基地局１００と、小型基地局２００と、端末３００と、から構成される。マクロ基地局１００は、自セル内に存在する端末３００と無線通信を行う。ただし、マクロ基地局１００は、小型基地局２００のセル内に存在する端末３００に対しては、小型基地局２００と協調してダウンリンクの信号を送信し、アップリンク信号を受信しない。小型基地局２００は、自セル内に存在する端末３００と無線通信を行う。
【００１９】
［マクロ基地局１００の構成］
図１は、本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。図１において、マクロ基地局１００は、制御信号生成部１０１と、誤り訂正符号化部１０２と、変調部１０３と、無線送信部１０４と、無線受信部１０５と、復調部１０６と、誤り訂正復号部１０７と、制御信号検出部１０８と、ＲＡＣＨ（Random Access Channel）検出部１０９と、受信部１１０と、基地局設定部１１１と、送信部１１２と、を有する。
【００２０】
制御信号生成部１０１は、端末３００に対する制御信号を生成し、誤り訂正符号化部１０２へ出力する。特に、制御信号生成部１０１は、ＲＡＣＨ検出部１０９からＲＡＣＨを入力した場合には、ＲＡＣＨに対する応答の制御信号を生成する。また、制御信号生成部１０１は、接続確立の際に、制御信号検出部１０８からRRC Connection Requestを入力した場合には、RRC Connection Setupを生成する。また、制御信号生成部１０１は、通信中に、基地局設定部１１１からハンドオーバを実行することを示す信号を入力した場合、ハンドオーバの開始を指示する指示信号を生成する。
【００２１】
誤り訂正符号化部１０２は、送信データ信号（DLデータ信号）、及び、制御信号生成部１０１から受け取った制御信号を入力し、入力信号に対して誤り訂正符号化を行い、変調部１０３へ出力する。
【００２２】
変調部１０３は、入力信号に対して変調処理を行い、変調信号を無線送信部１０４へ出力する。
【００２３】
無線送信部１０４は、入力信号に対してアップコンバート、送信電力制御等の送信処理を行い、アンテナを介して端末３００へ送信する。
【００２４】
無線受信部１０５は、端末３００から送信された無線信号をアンテナを介して受信し、復調部１０６およびＲＡＣＨ検出部１０９へ出力する。
【００２５】
復調部１０６は、入力信号に対して復調処理を行い、得られた信号を誤り訂正復号部１０７へ出力する。
【００２６】
誤り訂正復号部１０７は、入力信号を復号し、端末３００からの受信データ信号を得る。
【００２７】
制御信号検出部１０８は、誤り訂正復号部１０７の出力信号の中に制御信号が含まれているか否かを検出する。特に、制御信号検出部１０８は、RRC Connection Requestを検出した場合には、その旨を示す制御信号を制御信号生成部１０１へ出力する。
【００２８】
ＲＡＣＨ検出部１０９は、入力信号の中にＲＡＣＨが含まれているか否かを検出し、ＲＡＣＨを検出した場合には、ＲＡＣＨを制御信号生成部１０１および基地局設定部１１１へ出力する。
【００２９】
受信部１１０は、小型基地局２００より、端末３００からのＲＡＣＨまたはアップリンク信号を検出したことを通知する通知信号を受信し、基地局設定部１１１へ出力する。
【００３０】
基地局設定部１１１は、ＲＡＣＨあるいは通知信号に基づいて、端末３００と通信を行う基地局（マクロ基地局１００あるいは小型基地局２００）を設定する。
【００３１】
具体的には、基地局設定部１１１は、ＲＡＣＨ検出部１０９においてＲＡＣＨが検出された場合には、自局単独で前記端末３００と無線通信を行うように基地局設定を行う（以下、「単独設定」という）。一方、基地局設定部１１１は、小型基地局２００から受信部１１０を介して通知信号を受信した場合には、小型基地局２００が端末３００からのアップリンク信号を受信し、端末３００に対するダウンリンク信号を自局と小型基地局２００が協調して送信するように基地局設定を行う（以下、「協調設定」という）。
【００３２】
そして、基地局設定部１１１は、単独設定あるいは協調設定を示す指示信号を送信部１１２へ出力する。また、基地局設定部１１１は、通信中に単独設定から協調設定に切り替える場合に、ハンドオーバを実行することを示す信号を制御信号生成部１０１へ出力する。
【００３３】
送信部１１２は、基地局設定部１１１から入力した指示信号を小型基地局２００に送信する。
【００３４】
［小型基地局２００の構成］
図２は、本実施の形態に係る小型基地局２００の構成を示すブロック図である。図２において、小型基地局２００は、制御信号生成部２０１と、誤り訂正符号化部２０２と、変調部２０３と、無線送信部２０４と、無線受信部２０５と、復調部２０６と、誤り訂正復号部２０７と、制御信号検出部２０８と、ＲＡＣＨ検出部２０９と、アップリンク信号検出部２１０と、通知信号生成部２１１と、送信部２１２と、受信部２１３と、通信制御部２１４と、を有する。
【００３５】
制御信号生成部２０１は、端末３００に対する制御信号を生成し、誤り訂正符号化部２０２へ出力する。特に、制御信号生成部２０１は、通信制御部２１４からＲＡＣＨを入力した場合には、ＲＡＣＨに対する応答の制御信号を生成する。また、制御信号生成部２０１は、接続確立の際に、制御信号検出部２０８からハンドオーバ完了通知およびRRC Connection Requestを入力した場合には、RRC Connection Setupを生成する。
【００３６】
誤り訂正符号化部２０２は、送信データ信号（DLデータ信号）、及び、制御信号生成部２０１から受け取った制御信号を入力し、入力信号に対して誤り訂正符号化を行い、変調部２０３へ出力する。
【００３７】
変調部２０３は、入力信号に対して変調処理を行い、変調信号を無線送信部２０４へ出力する。
【００３８】
無線送信部２０４は、入力信号に対してアップコンバート、送信電力制御等の送信処理を行い、アンテナを介して端末３００へ送信する。
【００３９】
無線受信部２０５は、端末３００から送信された無線信号をアンテナを介して受信し、復調部２０６、ＲＡＣＨ検出部２０９およびアップリンク信号検出部２１０へ出力する。
【００４０】
復調部２０６は、入力信号に対して復調処理を行い、得られた信号を誤り訂正復号部２０７へ出力する。
【００４１】
誤り訂正復号部２０７は、入力信号を復号し、端末３００からの受信データ信号を得る。
【００４２】
制御信号検出部２０８は、誤り訂正復号部２０７出力信号の中に制御信号が含まれているか否かを検出する。特に、制御信号検出部２０８は、RRC Connection Requestを検出した場合には、その旨を示す制御信号を制御信号生成部２０１へ出力する。
【００４３】
ＲＡＣＨ検出部２０９は、入力信号の中にＲＡＣＨが含まれているか否かを検出し、ＲＡＣＨを検出した場合には、ＲＡＣＨを通知信号生成部２１１および通信制御部２１４へ出力する。
【００４４】
アップリンク信号検出部２１０は、通信制御部２１４の指示に従って、入力信号の中にアップリンク信号が含まれているか否かを検出し、アップリンク信号を検出した場合には、アップリンク信号を通知信号生成部２１１へ出力する。
【００４５】
通知信号生成部２１１は、端末３００からのＲＡＣＨまたはアップリンク信号を検出したことを通知する通知信号を生成し、送信部２１２へ出力する。
【００４６】
送信部２１２は、通知信号生成部２１１から入力した通知信号をマクロ基地局１００に送信する。
【００４７】
受信部２１３は、マクロ基地局１００より、単独設定あるいは協調設定を示す指示信号を受信し、通信制御部２１４へ出力する。
【００４８】
通信制御部２１４は、単独設定を示す指示信号を入力した場合には、アップリンク信号検出部２１０に対して、対象の端末３００からのアップリンク信号を検出するように指示する。一方、通信制御部２１４は、協調設定を示す指示信号を入力した場合には、制御信号生成部２０１に対して、ＲＡＣＨ検出部２０９から入力したＲＡＣＨを出力する。
【００４９】
［端末３００の構成］
図３は、本実施の形態に係る端末３００の構成を示すブロック図である。図３において、端末３００は、ＲＡＣＨ生成部３０１と、誤り訂正符号化部３０２と、変調部３０３と、信号切替部３０４と、無線送信部３０５と、無線受信部３０６と、復調部３０７と、誤り訂正復号部３０８と、制御信号検出部３０９と、制御信号生成部３１０と、を有する。
【００５０】
ＲＡＣＨ生成部３０１は、ＲＡＣＨを生成し、信号切替部３０４へ出力する。
【００５１】
誤り訂正符号化部３０２は、送信データ信号（ULデータ信号）、及び、制御信号生成部３１０から受け取った制御信号を入力し、入力信号に対して誤り訂正符号化を行い、変調部３０３へ出力する。
【００５２】
変調部３０３は、入力信号に対して変調処理を行い、変調信号を信号切替部３０４へ出力する。
【００５３】
信号切替部３０４は、基地局（マクロ基地局１００あるいは小型基地局２００）との通信開始時には、ＲＡＣＨ生成部３０１からのＲＡＣＨを無線送信部３０５へ出力する。また、信号切替部３０４は、制御信号検出部３０９からＲＡＣＨに対する応答の制御信号を検出した旨を示す制御信号を入力すると、変調部３０３からの変調信号を無線送信部３０５へ出力する。
【００５４】
無線送信部３０５は、入力信号に対してアップコンバート、送信電力制御等の送信処理を行い、アンテナを介して基地局（マクロ基地局１００あるいは小型基地局２００）へ送信する。
【００５５】
無線受信部３０６は、基地局（マクロ基地局１００あるいは小型基地局２００）から送信された無線信号をアンテナを介して受信し、復調部３０７へ出力する。
【００５６】
復調部３０７は、入力信号に対して復調処理を行い、得られた信号を誤り訂正復号部３０８へ出力する。
【００５７】
誤り訂正復号部３０８は、入力信号を復号し、基地局（マクロ基地局１００あるいは小型基地局２００）からの受信データ信号を得る。
【００５８】
制御信号検出部３０９は、誤り訂正復号部３０８の出力信号の中に制御信号が含まれているか否かを検出する。特に、制御信号検出部３０９は、ＲＡＣＨに対する応答の制御信号を検出した場合には、その旨を示す制御信号を信号切替部３０４および制御信号生成部３１０へ出力する。
【００５９】
制御信号生成部３１０は、基地局（マクロ基地局１００あるいは小型基地局２００）に対する制御信号を生成し、誤り訂正符号化部３０２へ出力する。特に、制御信号生成部３１０は、接続確立の際に、制御信号検出部３０９からＲＡＣＨに対する応答の制御信号を入力した場合には、ハンドオーバ完了通知およびRRC Connection Requestを生成する。
【００６０】
［通信開始時のシーケンス］
次に、図４を用いて本実施の形態の通信開始時の各装置の動作について説明する。前提として、小型基地局２００は、自局が包含されるマクロ基地局１００の基地局情報を事前に取得しておく（Step 0）。基地局情報の取得方法として、例えば、小型基地局２００は、マクロ基地局１００が送信する報知情報を受信して基地局情報を抽出しても良い。あるいは、小型基地局２００を設置する時に既知情報として、予め小型基地局２００に登録しておいても良い。
【００６１】
マクロ基地局１００は、常時、端末３００から送信されたＲＡＣＨの検出動作を行っている。また、小型基地局２００は、事前に取得したマクロ基地局１００の情報を用いて、常時、端末３００から送信されたＲＡＣＨの検出動作を行っている。
【００６２】
まず、端末３００は、待ち受け中のマクロ基地局１００に対して、接続確立するためにＲＡＣＨを送信する（Step 1）。その際、端末３００は、ＲＡＣＨの送信電力を徐々に上げていく。
【００６３】
ここで、図４において、端末３００が、小型基地局２００の周辺（小型基地局２００から所定の範囲内）に存在しているものとする。この場合、小型基地局２００は、マクロ基地局１００と端末３００とが接続確立するよりも先に検出することができる。小型基地局２００は、ＲＡＣＨを検出すると、マクロ基地局１００に対して、端末３００からのＲＡＣＨを検出したこと（端末検出）を示す通知信号を送信する（Step 2）。
【００６４】
マクロ基地局１００は、小型基地局２００から通知信号を受信すると、小型基地局２００に対して、端末３００を小型基地局２００で管理しアップリンク信号を受信し（収容指示）、端末３００に対するダウンリンク信号を自局と協調して送信する（協調確立）ように指示する信号（協調設定を示す指示信号）を送信する（Step 3）。また、マクロ基地局１００は、端末３００に割り当てる無線リソース等を小型基地局２００と共有する。
【００６５】
小型基地局２００は、マクロ基地局１００から指示信号を受信すると、端末３００に、ＲＡＣＨに対する応答の制御信号を送信する（Step 4）。
【００６６】
その後、小型基地局２００と端末３００との間で接続確立を行う（Step 5）。
【００６７】
接続確立が完了すると、小型基地局２００は、マクロ基地局１００と協調して、端末３００にダウンリンク信号を送信する（Step 6）。なお、協調は、ジョイント送信でも良いし、干渉回避でも良い。
【００６８】
端末３００は、小型基地局２００にアップリンク信号を送信する（Step 7）。
【００６９】
このように、本実施の形態では、マクロ基地局１００および小型基地局２００が、常時、ＲＡＣＨ検出を行う。そして、小型基地局２００が先にＲＡＣＨを検出した場合、すなわち、端末３００が小型基地局２００の周辺に存在する場合には、小型基地局２００が端末３００との接続確立を行う。そして、マクロ基地局１００と小型基地局２００が、端末３００に対して協調してダウンリンク信号を送信し、端末３００が小型基地局２００に対してアップリンク信号を送信する。
【００７０】
［ハンドオーバ時のシーケンス］
次に、図５を用いて本実施の形態のハンドオーバ時の各装置の動作について説明する。前提として、図４の場合と同様に、小型基地局２００は、自局が包含されるマクロ基地局１００の基地局情報を事前に取得しておく（Step 0）。また、図５では、マクロ基地局１００と端末３００との間で通信が行われているものとする。
【００７１】
端末３００は、通信中のマクロ基地局１００に対し、アップリンクの信号を送信する。小型基地局２００は、自セル周辺に存在する端末３００が送信するアップリンク信号を検出する（Step 1）。この検出の対象となる信号には、例えば、Sounding Reference信号等がある。
【００７２】
端末３００が、小型基地局２００の周辺（セルエッジ近傍）に移動してくると、小型基地局２００におけるアップリンク信号の受信電力が所定値を超える。この場合、小型基地局２００は、アップリンク信号を検出し、マクロ基地局１００に対してアップリンク信号を検出したことを示す通知信号を送信する（Step 2）。
【００７３】
マクロ基地局１００は、小型基地局２００から通知信号を受信すると、小型基地局２００に対して、端末３００からのアップリンク信号を自局と両方で受信し（ＨＯ通知）、端末３００に対するダウンリンク信号を自局と協調して送信する（協調確立）ように指示する信号（協調設定を示す指示信号）を送信する（Step 3）。また、マクロ基地局１００は、端末３００に割り当てる無線リソース等を小型基地局２００と共有する。
【００７４】
また、マクロ基地局１００は、端末３００に対してハンドオーバを行うことを指示する制御信号を送信する（Step 4）。
【００７５】
その後、ハンドオーバが完了すると（ＨＯ完了）、端末３００は、小型基地局２００にハンドオーバが完了したことを示す通知信号を送信する（Step 5）。
【００７６】
その後、小型基地局２００と端末３００との間で接続確立を行う（Step 6）。
【００７７】
接続確立が完了すると、小型基地局２００は、マクロ基地局１００と協調して、端末３００にダウンリンク信号を送信する（Step 7）。
【００７８】
端末３００は、小型基地局２００にアップリンク信号を送信する（Step 8）。
【００７９】
このように、本実施の形態では、マクロ基地局１００と端末３００が通信している際に、小型基地局２００が、常時、アップリンク信号の検出を行う。そして、小型基地局２００がアップリンク信号を検出した場合、すなわち、端末３００が小型基地局２００の周辺に存在する場合には、小型基地局２００が端末３００との接続確立を行う。そして、マクロ基地局１００と小型基地局２００が、端末３００に対して協調してダウンリンク信号を送信し、端末３００が小型基地局２００に対してアップリンク信号を送信する。
【００８０】
以上のように、本実施の形態によれば、通信開始時あるいはマクロ基地局との通信中に、端末が小型基地局の周辺に存在していることを小型基地局において検出することができる。そして、端末が小型基地局の周辺に存在する場合には、マクロ基地局と小型基地局が、端末に対して協調してダウンリンク信号を送信し、端末が小型基地局に対してアップリンク信号を送信する。これにより、端末において、小型基地局からの他の端末宛のダウンリンク信号が干渉とならないため、マクロ−フェムト間のダウンリンクの干渉を低減することができる。また、小型基地局において、自セル内の各端末に対してアップリンク信号が互いに衝突しないようにリソース割り当てを行うことができるため、小型基地局におけるアップリンクの干渉を低減することができる。
【００８１】
なお、本実施の形態では、マクロ基地局１００が先に端末３００からのＲＡＣＨが検出した場合に、単独設定を示す指示信号を小型基地局２００に送信し、小型基地局２００が、単独設定を示す指示信号を入力した場合に、端末３００からのアップリンク信号を検出する場合について説明した。しかしながら、本発明は、これに限られず、マクロ基地局１００が先に端末３００からのＲＡＣＨが検出した場合には小型基地局２００に対して指示信号を送信せず、小型基地局２００が、所定時間経過後に端末３００からのアップリンク信号を検出するようにしても良い。
【００８２】
［実施の形態２］
［無線通信システムの構成］
本実施の形態に係る無線通信システムは、マクロ基地局４００と、小型基地局５００と、端末６００と、から構成される。マクロ基地局４００、小型基地局５００および端末６００は、それぞれ、実施の形態１のマクロ基地局１００、小型基地局２００および端末３００と、一部の構成、機能が異なる。なお、本実施の形態に係る各装置の説明において、実施の形態１で説明した各装置の構成と共通する部分については、同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００８３】
実施の形態１では、小型基地局２００が、端末３００からのＲＡＣＨあるいはアップリンク信号を検出し、マクロ基地局１００に報告する場合について説明した。本実施の形態では、端末６００が、小型基地局５００の存在を検出し、マクロ基地局４００に報告する場合について説明する。
【００８４】
［マクロ基地局４００の構成］
図６は、本実施の形態に係るマクロ基地局４００の構成を示すブロック図である。図６のマクロ基地局４００は、図１に示したマクロ基地局１００と比較して、制御信号生成部４０１、制御信号検出部４０８および基地局設定部４１１の機能が、それぞれ、制御信号生成部１０１、制御信号検出部１０８および基地局設定部１１１と異なる。
【００８５】
制御信号生成部４０１は、端末６００に対する制御信号を生成し、誤り訂正符号化部１０２へ出力する。特に、制御信号生成部４０１は、ＲＡＣＨ検出部１０９からＲＡＣＨを入力した場合には、ＲＡＣＨに対する応答の制御信号を生成する。また、制御信号生成部４０１は、接続確立の際に、制御信号検出部４０８からRRC Connection Requestを入力した場合には、RRC Connection Setupを生成する。また、制御信号生成部４０１は、接続確立の際に、基地局設定部４１１から協調設定を示す指示信号を入力した場合、Redirectionを指示する指示信号を生成する。また、制御信号生成部４０１は、通信中に、基地局設定部４１１からハンドオーバを実行することを示す信号を入力した場合、ハンドオーバの開始を指示する指示信号を生成する。
【００８６】
制御信号検出部４０８は、入力信号の中に制御信号が含まれているか否かを検出する。特に、制御信号検出部４０８は、RRC Connection Requestを検出した場合には、その旨を示す制御信号を制御信号生成部４０１へ出力する。また、制御信号検出部４０８は、周辺の小型基地局５００の情報を検出した場合には、その旨を示す通知信号を基地局設定部４１１へ出力する。
【００８７】
基地局設定部４１１は、ＲＡＣＨあるいは通知信号に基づいて、端末６００と通信を行う基地局（マクロ基地局４００あるいは小型基地局５００）を設定する。
【００８８】
具体的には、基地局設定部４１１は、ＲＡＣＨ検出部１０９においてＲＡＣＨが検出された場合には、自局単独で前記端末６００と無線通信を行うように基地局設定を行う（以下、「単独設定」という）。一方、基地局設定部４１１は、端末６００から制御信号検出部４０８を介して通知信号を受信した場合には、小型基地局５００が端末６００からのアップリンク信号を受信し、端末６００に対するダウンリンク信号を自局と小型基地局５００が協調して送信するように基地局設定を行う（以下、「協調設定」という）。
【００８９】
そして、基地局設定部４１１は、単独設定あるいは協調設定を示す指示信号を送信部１１２へ出力する。また、基地局設定部４１１は、受信部１１０を介して小型基地局５００から応答信号を入力した場合、ハンドオーバを実行することを示す信号を指示信号生成部４０１へ出力する。
【００９０】
［小型基地局５００の構成］
図７は、本実施の形態に係る小型基地局５００の構成を示すブロック図である。図７の小型基地局５００は、図２に示した小型基地局２００と比較して、ＲＡＣＨ検出部２０９、アップリンク信号検出部２１０、通知信号生成部２１１および通信制御部２１４を削除し、応答信号生成部５５１を追加した構成を採る。
【００９１】
受信部２１３は、マクロ基地局４００より、単独設定あるいは協調設定を示す指示信号を受信し、応答信号生成部５５１へ出力する。
【００９２】
応答信号生成部５５１は、単独設定を示す指示信号を入力した場合には、特に動作を行わない。一方、応答信号生成部５５１は、協調設定を示す指示信号を入力した場合には、応答信号を生成して送信部２１２へ出力する。
【００９３】
［端末６００の構成］
図８は、本実施の形態に係る端末６００の構成を示すブロック図である。図８の端末６００は、図３に示した端末３００と比較して、受信電力測定部６５１を追加した構成を採る。また、図８の端末６００は、図３に示した端末３００と比較して、制御信号生成部６１０の機能が、制御信号生成部６１０と異なる。
【００９４】
受信電力測定部６５１は、常時、周辺の小型基地局５００の報知チャネルの受信電力を測定する。そして、受信電力測定部６５１は、受信電力が所定の閾値を超えた場合、その旨を示す情報を制御信号生成部６１０に出力する。
【００９５】
制御信号生成部６１０は、基地局（マクロ基地局４００あるいは小型基地局５００）に対する制御信号を生成し、誤り訂正符号化部３０２へ出力する。特に、制御信号生成部６１０は、接続確立の際に、制御信号検出部３０９からＲＡＣＨに対する応答の制御信号を入力した場合には、ハンドオーバ完了通知およびRRC Connection Requestを生成する。また、制御信号生成部６１０は、受信電力測定部６５１から受信電力が所定の閾値を超えたことを示す情報を入力した場合には、周辺の小型基地局５００の情報を生成する。
【００９６】
［通信開始時のシーケンス］
次に、図９を用いて本実施の形態の通信開始時の各装置の動作について説明する。前提として、マクロ基地局４００は、自局のセル内に存在する小型基地局５００の基地局情報を事前に取得しておく（Step 0）。
【００９７】
まず、端末６００は、マクロ基地局４００と接続確立する（Step 1）。具体的には、端末６００は、マクロ基地局４００に対してＲＡＣＨを送信する。マクロ基地局４００は、ＲＡＣＨを検出すると、端末６００に対してRACH Responseを送信する。端末６００は、RACH Responseを受信すると、マクロ基地局４００に対してRRC Connection Requestを送信する。マクロ基地局４００は、RRC Connection Requestを受信すると、端末６００に対してRRC Connection Setupを送信する。端末６００は、RRC Connection Setupを受信すると、マクロ基地局４００に対してRRC Connection Setup Completeを送信する。
【００９８】
この時、端末６００が小型基地局５００の周辺に存在し、小型基地局５００からの報知チャネルの受信電力が所定の閾値を超えている場合、端末６００は、当該小型基地局５００の情報をRRC Connection Setup Completeに含めて送信する。これにより、マクロ基地局４００は、端末６００が小型基地局５００の周辺に存在していることを認識することができる。
【００９９】
この場合、マクロ基地局４００は、小型基地局５００に対して、端末６００からのアップリンク信号を受信し（収容指示）、端末６００に対するダウンリンク信号を自局と協調して送信する（協調確立）ように指示する信号（協調設定を示す指示信号）を送信する（Step 2）。
【０１００】
小型基地局５００は、マクロ基地局４００から指示信号を受信すると、マクロ基地局４００に応答信号を送信する（Step 3）。また、マクロ基地局４００は、端末６００に割り当てる無線リソース等を小型基地局５００と共有する。
【０１０１】
マクロ基地局４００は、端末６００に対して小型基地局５００へのRedirectionを指示する制御信号を送信する（Step 4）。
【０１０２】
その後、小型基地局５００と端末６００との間で接続確立を行う（Step 5）。
【０１０３】
接続確立が完了すると、小型基地局５００は、マクロ基地局４００と協調して、端末６００にダウンリンク信号を送信する（Step 6）。なお、協調は、ジョイント送信でも良いし、干渉回避でも良い。
【０１０４】
端末６００は、小型基地局５００にアップリンク信号を送信する（Step 7）。
【０１０５】
このように、本実施の形態では、端末６００が、マクロ基地局４００との接続確立時に、小型基地局５００からの報知チャネルの受信電力を測定する。そして、報知チャネルの受信電力が所定の閾値を超えている場合、すなわち、端末６００が小型基地局５００の周辺に存在する場合には、小型基地局５００が端末６００との接続確立を行う。そして、マクロ基地局４００と小型基地局５００が、端末６００に対して協調してダウンリンク信号を送信し、端末６００が小型基地局５００に対してアップリンク信号を送信する。
【０１０６】
［ハンドオーバ時のシーケンス］
次に、図１０を用いて本実施の形態のハンドオーバ時の各装置の動作について説明する。前提として、図９の場合と同様に、マクロ基地局４００は、自局のセル内に存在する小型基地局５００の基地局情報を事前に取得しておく（Step 0）。また、図１０では、マクロ基地局４００と端末６００との間で通信が行われているものとする。
【０１０７】
端末６００は、通信中のマクロ基地局４００に対し、アップリンクの信号を送信する。この時、端末６００が小型基地局５００の周辺に存在し、小型基地局５００からの報知チャネルの受信電力が所定の閾値を超えている場合、端末６００は、当該小型基地局５００の情報をアップリンク信号に含めて送信する（Step 1）。これにより、マクロ基地局４００は、端末６００が小型基地局５００の周辺に存在していることを認識することができる。
【０１０８】
マクロ基地局４００は、小型基地局５００に対して、端末６００からのアップリンク信号を自局と両方で受信し（ＨＯ通知）、端末６００に対するダウンリンク信号を自局と協調して送信する（協調確立）ように指示する信号（協調設定を示す指示信号）を送信する（Step 2）。
【０１０９】
小型基地局５００は、マクロ基地局４００から指示信号を受信すると、マクロ基地局４００に応答信号を送信する（Step 3）。また、マクロ基地局４００は、端末６００に割り当てる無線リソース等を小型基地局５００と共有する。
【０１１０】
マクロ基地局４００は、端末６００に対してハンドオーバを行うことを指示する制御信号を送信する（Step 4）。
【０１１１】
その後、ハンドオーバが完了すると（ＨＯ完了）、端末６００は、小型基地局５００にハンドオーバが完了したことを示す通知信号を送信する（Step 5）。
【０１１２】
その後、小型基地局５００と端末６００との間で接続確立を行う（Step 6）。
【０１１３】
接続確立が完了すると、小型基地局５００は、マクロ基地局４００と協調して、端末６００にダウンリンク信号を送信する（Step 7）。
【０１１４】
端末６００は、小型基地局５００にアップリンク信号を送信する（Step 8）。
【０１１５】
このように、本実施の形態では、マクロ基地局４００と端末６００が通信している際に、端末６００が、常時、小型基地局５００からの報知チャネルの受信電力を測定する。そして、報知チャネルの受信電力が所定の閾値を超えている場合、すなわち、端末６００が小型基地局５００の周辺に存在する場合には、小型基地局５００が端末６００との接続確立を行う。そして、マクロ基地局４００と小型基地局５００が、端末６００に対して協調してダウンリンク信号を送信し、端末６００が小型基地局５００に対してアップリンク信号を送信する。
【０１１６】
以上のように、本実施の形態によれば、通信開始時あるいはマクロ基地局との通信中に、端末が小型基地局の周辺に存在していることを端末において検出することができる。そして、端末が小型基地局の周辺に存在する場合には、マクロ基地局と小型基地局が、端末に対して協調してダウンリンク信号を送信し、端末が小型基地局に対してアップリンク信号を送信する。これにより、端末において、小型基地局からの他の端末宛のダウンリンク信号が干渉とならないため、マクロ−フェムト間のダウンリンクの干渉を低減することができる。また、小型基地局において、自セル内の各端末に対してアップリンク信号が互いに衝突しないようにリソース割り当てを行うことができるため、小型基地局におけるアップリンクの干渉を低減することができる。
【０１１７】
なお、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。
【０１１８】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１１９】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続若しくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【０１２０】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【０１２１】
なお、小型基地局（セル）はその大きさや用途によりフェムト基地局（セル）、ピコ基地局（セル）、マイクロ基地局（セル）などと呼称されることもある。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、LTE-Advancedに準拠した無線通信システムに用いるのに好適である。
【符号の説明】
【０１２３】
１００、４００  マクロ基地局
２００、５００  小型基地局
３００、６００  端末
１０１、２０１、３１０、４０１、６１０  制御信号生成部
１０２、２０２、３０２  誤り訂正符号化部
１０３、２０３、３０３  変調部
１０４、２０４、３０５  無線送信部
１０５、２０５、３０６  無線受信部
１０６、２０６、３０７  復調部
１０７、２０７、３０８  誤り訂正復号部
１０８、２０８、３０９、４０８  制御信号検出部
１０９、２０９  ＲＡＣＨ検出部
１１０、２１３  受信部
１１１、４１１  基地局設定部
１１２、２１２  送信部
２１０  アップリンク信号検出部
２１１  通知信号生成部
２１４  通信制御部
３０１  ＲＡＣＨ生成部
３０４  信号切替部
５５１  応答信号生成部
６５１  受信電力測定部
【図１】
2014197760.tif 000003
【図２】
2014197760.tif 000004
【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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