(57)【要約】全端末のスループットの公平性を改善することができる無線リソース設定方法、を提供することを目的とする。本発明にかかる無線リソース設定方法は、ピコ基地局（１００）及マクロ基地局（２００）が端末との間で無線通信に使用できる無線リソースを設定する方法であって、ピコ基地局（１００）とマクロ基地局（２００）の負荷を取得し、ピコ基地局（１００）の負荷を用いて、ピコ基地局の第１の遅延指標を計算し、マクロ基地局（２００）の負荷を用いて、マクロ基地局（２００）において使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局（２００）の第２の遅延指標を計算し、第１及び第２の遅延指標に基づいて、マクロ基地局（２００）において使用を制限する無線リソースの割合を計算し、使用を制限する無線リソースの割合を用いて、第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定する。
2014073132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基地局が管理する第１通信エリアと、前記第１通信エリアの少なくとも一部を包括する第２基地局が管理する第２通信エリアが存在する場合に、前記第１及び第２基地局が端末との間で無線通信に使用できる無線リソースを設定する無線リソースの設定方法であって、
前記第１通信エリアと前記第２通信エリアの負荷を取得し、  
前記第１通信エリアの負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算し、  
前記第２通信エリアの負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算し、  
前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算し、  
前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定すること、  
を有することを特徴とする無線リソース設定方法。
【請求項２】
前記使用を制限する無線リソースの割合を計算する際に、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標の差或いは比である相対遅延指標を計算することを更に備え、  
前記使用を制限する無線リソースの割合は、  
前記相対遅延指標が相対遅延指標の第１しきい値よりも大きい場合、直近の前記使用を制限する無線リソースの割合より所定の加算ステップだけ大きい値に更新し、  
前記相対遅延指標が相対遅延指標の第２しきい値よりも小さい場合、直近の前記使用を制限する無線リソースの割合より所定の減算ステップだけ小さい値に更新することを特徴とする、  
ことを特徴とする請求項１に記載の無線リソース設定方法。
【請求項３】
前記使用を制限する無線リソースの割合は、  
前記第１の遅延指標と、前記第２の遅延指標と、前記第１の遅延指標及び前記第２の遅延指標の差或いは比とを用いて計算することを特徴とする請求項１に記載の無線リソース設定方法。
【請求項４】
前記負荷は、帯域使用率、であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
【請求項５】
前記負荷は、端末数であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
【請求項６】
前記負荷は、端末の遅延時間であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
【請求項７】
前記負荷は、端末のスループットであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
【請求項８】
前記第２基地局が、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
【請求項９】
前記第１基地局は、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算し、その計算結果を前記第２基地局に通知することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の無線リソース設定方法。
【請求項１０】
第１通信エリアと通信エリアが隣接または一部を包括する第２通信エリア内の端末との間で無線通信を行う基地局であって、  
前記第２通信エリアの負荷を測定する負荷測定手段と、  
前記第１通信エリアを管理する他の基地局から通知される前記第１通信エリアの負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算し、  
前記第２通信エリアの負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算し、  
前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算する割当無線リソース設定手段と、  
を有することを特徴とする基地局。
【請求項１１】
前記割当無線リソース設定手段は、
前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標との差或いは比である相対遅延指標を計算し、前記相対遅延指標が相対遅延指標の第１しきい値よりも大きい場合、直近の前記使用を制限する無線リソースの割合より所定の加算ステップだけ大きい値に更新し、  
前記相対遅延指標が相対遅延指標の第２しきい値よりも小さい場合、直近の前記使用を制限する無線リソースの割合より所定の減算ステップだけ小さい値に更新することを特徴とする、請求項１０に記載の基地局。
【請求項１２】
前記割当無線リソース設定手段は、
前記第１の遅延指標と、前記第２の遅延指標と、前記第１の遅延指標及び前記第２の遅延指標の差或いは比とを用いて前記使用を制限する無線リソースの割合を計算することを特徴とする、請求項１０に記載の基地局。
【請求項１３】
前記負荷は、帯域使用率であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１４】
前記負荷は、端末数であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１５】
前記負荷は、端末の遅延時間であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１６】
前記負荷は、端末のスループットであることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１７】
第１通信エリアと通信エリアが隣接または一部を包括する第２通信エリアが存在し、前記第１通信エリア内の端末との間で無線通信を行う基地局であって、
前記第１通信エリアの負荷を測定する負荷測定手段と、  
前記第１通信エリアの負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算し、  
前記第２通信エリアを管理する他の基地局から送信される前記第２通信エリアの負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算し、  
前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算し、計算結果を、前記第２通信エリアを管理する前記他の基地局に通知する優先リソース要求手段と、  
を有することを特徴とする基地局。
【請求項１８】
前記優先リソース要求手段は、
前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標との差或いは比である相対遅延指標を計算し、前記相対遅延指標が相対遅延指標の第１しきい値よりも大きい場合、直近の前記使用を制限する無線リソースの割合より所定の加算ステップだけ大きい値に更新し、  
前記相対遅延指標が相対遅延指標の第２しきい値よりも小さい場合、直近の前記使用を制限する無線リソースの割合より所定の減算ステップだけ小さい値に更新することを特徴とする、請求項１７に記載の基地局。
【請求項１９】
前記優先リソース要求手段は、
前記第１の遅延指標と、前記第２の遅延指標と、前記第１の遅延指標及び前記第２の遅延指標の差或いは比とを用いて前記使用を制限する無線リソースの割合を計算することを特徴とする、請求項１７に記載の基地局。
【請求項２０】
前記負荷は、帯域使用率であることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項２１】
前記負荷は、端末数であることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項２２】
前記負荷は、端末の遅延時間であることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項２３】
前記負荷は、端末のスループットであることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項２４】
第１基地局が管理する第１通信エリアと、前記第１通信エリアの少なくとも一部を包括する第２基地局が管理する第２通信エリアが存在する場合に、前記第１及び第２基地局が端末との間で無線通信に使用できる無線リソースを設定する無線リソース設定システムであって、
前記第１通信エリアと前記第２通信エリアとの負荷を取得し、  
前記第１通信エリアの負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算し、  
前記第２通信エリアの負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算し、  
前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算し、  
前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定するように構成されることを特徴とする無線リソース設定システム。  
【請求項２５】
第１通信エリアと通信エリアが隣接または一部を包括する第２通信エリア内の端末との間で無線通信を行う基地局のコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、  
前記第２通信エリアの負荷を測定するステップと、  
前記第１通信エリアを管理する他の基地局から通知される前記第１通信エリアの負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算するステップと、  
前記第２通信エリアの負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算するステップと、  
前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は割り当て無線リソース設定方法に関し、特に、隣接セルへの干渉を抑制する割り当て無線リソース設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）において標準化がなされているＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの無線通信システムでは、基地局を複数配置することを前提としている。無線通信システムに用いられる各基地局は、は自基地局の通信エリア（以下、セルと呼ぶ）の端末（移動局）と通信を行う。また、基地局は、アンテナに指向性を持たせることでセルを複数に分割することもできる。この分割された領域をセクタセルと呼ぶ。以下ではセルとは、通常のセルだけでなくセクタセルも含むものとする。  【０００３】
ＬＴＥにおいては、通常、隣接セル間で同一の通信帯域が用いられる。従って、セル間の境界に位置する端末（以下、エッジ端末と呼ぶ）は、上りリンク、下りリンクに関わらず、隣接セルから強い干渉を受ける。このような問題に対処するため、自セルの端末に対して優先的に通信することが可能な優先帯域を設定し、各セルは隣接するセルの優先帯域に対しては端末への割り当て無線リソースを制限することにより、隣接するセル間の干渉を抑制するＩＣＩＣ（Ｉｎｔｅｒ  Ｃｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれる干渉マネジメント技術が知られている。無線リソースの制限としては、隣接セルから優先帯域を通知された場合、その優先帯域を割り当て対象から除外することや、その優先帯域の送信電力を削減することなどが考えられる。  【０００４】
優先帯域の設定方法としては、セル間で優先帯域が重複しないよう、部分的な周波数繰り返しを行うＦＦＲ（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｕｓｅ）と呼ばれる技術が知られている（非特許文献１）。また、優先帯域の通知方法としては、ＬＴＥではＬＯＡＤ  ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮが標準化されている。例えば、ＬＴＥの下りリンクではＲＮＴＰ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ  ＴＸ  Ｐｏｗｅｒ）が、上りリンクではＨＩＩ（Ｈｉｇｈ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）がそれぞれ規定されている（非特許文献２）。  【０００５】
また、近年のトラフィック量の増大への対策として、従来のマクロ基地局に加えて、ホットスポットに低送信電力の基地局（スモールセル基地局）を導入することで様々な大きさセルが混在するようになるヘテロジニアスネットワーク（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）が注目されているが、セル数の増加に伴いセル境界エリアが拡大するため、セル間の干渉が問題視されている。【０００６】
３ＧＰＰ  Ｒｅｌｅａｓｅ  １０では、干渉マネジメント技術として、ｅＩＣＩＣ（ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＩＣＩＣ）が検討され、ＡＢＳ（Ａｌｍｏｓｔ  Ｂｌａｎｋ  Ｓｕｂｆｒａｍｅ）が標準化された（非特許文献３）。ｅＩＣＩＣは、ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  ＩＣＩＣとも呼ばれ、ＡＢＳを設定した基地局は、下りリンクであれば、そのＡＢＳにおいて制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）とデータチャネル（ＰＤＳＣＨ：  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ）の送信を停止する。Ｓｕｂｆｒａｍｅは無線リソースの割り当て単位時間である。これにより、ＡＢＳにおいて、隣接セルの端末のＳＩＮＲが大きく改善し、該当端末のスループットの増加が期待される。  
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｂｉｎ  Ｆａｎ  ｅｔ  ａｌ、  "Ａ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｓｃｈｅｍｅ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｓｏｆｔ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｕｓｅ  ｆｏｒ  ＯＦＤＭＡ  Ｓｙｓｔｅｍｓ"、ＩＥＥＥ  ２００７  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ、Ａｎｔｅｎｎａ、Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ＥＭＣ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｐｐ．１２１−１２５、Ａｕｇ．２００７
【非特許文献２】３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．４２３  Ｖ９．０．０（２００９−０９）、３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ  Ｅ−ＵＴＲＡＮ  Ｘ２ＡＰ、ｐｐ．１６−１７、ｐ．２９、ｐ．４９、Ｓｅｐｔ．  ２００９
【非特許文献３】３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．３００  Ｖ１０．６．０（２０１１−１２）、３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ  Ｅ−ＵＴＲＡ  ａｎｄ  Ｅ−ＵＴＲＡＮ  Ｏｖｅｒａｌｌ  ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｇｅ  ２  （Ｒｅｌｅａｓｅ  １０）、ｐ．１１６、Ｄｅｃ．  ２０１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＡＢＳを設定したマクロ基地局では、無線リソースの割り当てをＡＢＳでは実施できない。そのため、マクロ基地局の端末のスループットは劣化する。そのため、ＡＢＳの割合を固定値とすると、無線通信システムの全端末のスループット公平性が大きく崩れる問題があった。  【０００９】
図１４に、ｅＩＣＩＣ適用前と３パターンのＡＢＳの割合に対するｅＩＣＩＣ適用時におけるマクロ端末とピコ端末と全端末のスループットの５％値をそれぞれ示す。  【００１０】
ｅＩＣＩＣ適用前のマクロ基地局とピコ基地局のトラヒック負荷に対してＡＢＳの割合が小さすぎると、ピコ端末のスループットは殆ど改善しない。一方、ＡＢＳの割合が大きすぎると、ピコ基地局では端末のスループットは改善するが、マクロ基地局では端末のスループットが大きく劣化するため、マクロ基地局とピコ基地局間の端末のスループットのバランスが崩れる。特に、マクロ基地局のエッジ端末のスループットが劣化することで、全端末のスループットの５％値が劣化するため、端末間のスループットの公平性が崩れてしまう。【００１１】
本発明はこのような問題を解決するために、全端末のスループットの公平性を改善することができる無線リソース設定方法、基地局、無線リソース設定システム及びプログラム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】
【００１２】
本発明の第１の態様にかかる無線リソース設定方法は、第１基地局が管理する第１通信エリアと、前記第１通信エリアの少なくとも一部を包括する第２基地局が管理する第２通信エリアが存在する場合に、前記第１及び第２基地局が端末との間で無線通信に使用できる無線リソースを設定する無線リソースの設定方法であって、前記第１通信エリアと前記第２通信エリアの負荷を取得する負荷取得ステップと、前記第１通信エリアの負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算する第１の遅延指標計算ステップと、前記第２通信エリアの負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算する第２の遅延指標計算ステップと、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算する使用制限無線リソース計算ステップと、前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定する使用制限無線リソース設定ステップと、を有することを特徴とするものである。【００１３】
本発明の第２の態様にかかる基地局は、第１通信エリアと通信エリアが隣接または一部を包括する第２通信エリア内の端末との間で無線通信を行う基地局であって、前記第２通信エリアの負荷を測定する負荷測定部と、前記第１通信エリアを管理する他の基地局から通知される前記第１通信エリアの負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算し、前記第２通信エリアの負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算し、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算する割当無線リソース設定部と、を有することを特徴とするものである。【００１４】
本発明の第３の態様にかかる無線リソース設定システムは、第１基地局が管理する第１通信エリアと、前記第１通信エリアの少なくとも一部を包括する第２基地局が管理する第２通信エリアが存在する場合に、前記第１及び第２基地局が端末との間で無線通信に使用できる無線リソースを設定する無線リソース設定システムであって、前記第１通信エリアと前記第２通信エリアの負荷を取得し、前記第１通信エリアの負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算し、前記第２通信エリアの負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算し、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算し、前記使用を制限する無線リソースの割合を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定するように構成されることを特徴とするものである。【００１５】
本発明の第４の態様にかかるプログラムは、第１通信エリアと通信エリアが隣接または一部を包括する第２通信エリア内の端末との間で無線通信を行う基地局のコンピュータに実行させるプログラムであって、前記第２通信エリアの負荷を測定するステップと、前記第１通信エリアを管理する他の基地局から通知される前記第１通信エリアの負荷を用いて、前記第1通信エリアの第１の遅延指標を計算するステップと、前記第２通信エリアの負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算するステップと、前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算するステップと、をコンピュータに実行させるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、全端末のスループットの公平性を改善できる無線リソース設定方法、基地局、無線リソース設定システム及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１にかかる無線通信システムの構成図である。
【図２】実施の形態１にかかるピコ基地局とマクロ基地局の構成図である。
【図３】実施の形態１にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの設定方法を示す図である。
【図４】実施の形態１にかかる端末の構成図である。
【図５Ａ】実施の形態１にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの割合の計算方法を示す図である。
【図５Ｂ】実施の形態１にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの割合の計算方法を示す図である。
【図６】実施の形態２にかかるマクロ基地局の構成図である。
【図７】実施の形態２にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの割合の計算方法を表す図である。
【図８】実施の形態３にかかるマクロ基地局の構成図である。
【図９】実施の形態３にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの設定方法を示す図である。
【図１０】実施の形態３にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの割合の計算方法を示す図である。
【図１１】実施の形態４にかかるピコ基地局とマクロ基地局の構成図である。
【図１２】実施の形態４にかかるピコ基地局の使用を制限する無線リソースの要求方法を表す図である。
【図１３】実施の形態４にかかるマクロ基地局の使用を制限する無線リソースの設定方法を示す図である。
【図１４】ｅＣＩＣＩ適用時の課題を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[第1実施形態：負荷に応じてＡＢＳ Ｒａｔｉｏを所定ステップ更新]  
次に、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。  
【００１９】
［構成の説明］
図１に、本発明の実施の形態１に係る無線通信システム１０の構成を示す。無線通信システム１０は、ＬＴＥの下りリンクについて本発明を適用したものである。無線通信システム１０は、ピコ基地局１００−１及び１００−２と、マクロ基地局２００−１及び２００−２と、複数の端末３００−Ｐ１−１、３００−Ｐ１−２、３００−Ｐ２−１、３００−Ｐ２−２、３００−Ｍ１−１、３００−Ｍ１−２、３００−Ｍ２−１及び３００−Ｍ２−２と、を備える。本図においては、無線通信システム１０が、マクロ基地局及びピコ基地局を２台備える例について説明しているが、無線通信システム１０は、これらの基地局を２台以上備えてもよい。さらに、無線システム１０は、本図に示す端末よりも多くの端末を備えてもよい。ＭはＭａｃｒｏ（マクロ）の、ＰはＰｉｃｏ（ピコ）の頭文字である。ここで、端末３００−Ｐ１−Ｘは、ピコ基地局１００−１に接続している。また、端末３００−Ｍ１−Ｙは、マクロ基地局２００−１に接続している。Ｘ、Ｙは、各基地局において端末を識別するための任意のインデックスとする。
【００２０】
以下の説明では、各ピコ基地局、各マクロ基地局で共通した事項を説明する場合、それぞれ、「ピコ基地局１００は〜」、「マクロ基地局２００は〜」のように述べる。同様に、端末についても、ピコ基地局に接続している各端末、マクロ基地局に接続している各端末に共通した事項を説明する場合、それぞれ、「ピコ端末３００−Ｐは〜」、「マクロ端末３００−Ｍは〜」のように述べる。また、接続する基地局に係わらず共通した事項を説明する場合、「端末３００は〜」のように述べる。  
【００２１】
ピコ基地局１００−１及び１００−２と、マクロ基地局２００−１及び２００−２とは、通信回線ＮＷを介して互いに通信が可能である。また、各ピコ基地局１００と各マクロ基地局２００は、それぞれ複数の通信エリア（セル）を管理することができる。本実施形態では、各ピコ基地局１００と各マクロ基地局２００が、それぞれ１つの通信エリアを管理する例について説明する。  
【００２２】
ピコ基地局１００は、低送信電力基地局であり、マクロ基地局２００と比べ、狭い通信エリアを有する。各ピコ基地局１００の通信エリアは、各マクロ基地局２００の通信エリアに少なくとも１部の通信エリアが包含されるとする。  
【００２３】
各ピコ基地局１００は、当該基地局１００が管理する通信エリア内に存在する端末３００−Ｐとの間で無線通信を行う。各ピコ基地局１００は、複数の端末３００−Ｐのそれぞれと同時に無線通信を実行できる。  
【００２４】
各マクロ基地局２００は、当該基地局２００が管理する通信エリアから、ピコ基地局１００が管理する通信エリアを除いた通信エリア内に存在する端末３００−Ｍとの間で無線通信を行う。各マクロ基地局２００は、複数の端末３００−Ｍのそれぞれと同時に無線通信を実行できる。  
【００２５】
各ピコ基地局１００と各マクロ基地局２００は、図示しない情報処理装置を備える。情報処理装置は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ；Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、及び、記憶装置（メモリ及びハードディスク駆動装置（ＨＤＤ；Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ））を備える。各ピコ基地局１００と各マクロ基地局２００は、記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより、後述する機能を実現するように構成されている。  
【００２６】
各端末３００は、携帯電話端末である。なお、各端末３００は、パーソナル・コンピュータ、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）端末、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ、Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、スマートフォン、カーナビゲーション端末、又は、ゲーム端末等であってもよい。  
【００２７】
各端末３００は、ＣＰＵ、記憶装置（メモリ）、入力装置（キーボタン及びマイクロフォン）、及び、出力装置（ディスプレイ及びスピーカ）を備える。各端末３００は、記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより、後述する機能を実現するように構成されている。  
【００２８】
図２は、上記のように構成された無線通信システム１０における各ピコ基地局１００と、各マクロ基地局２００の機能を表すブロック図である。ピコ基地局としてピコ基地局１００−１を、マクロ基地局としてマクロ基地局２００−１を用いて説明する。図２には記載していないが、ピコ基地局１００−２の機能は、ピコ基地局１００−１の機能と同じである。同様に、マクロ基地局２００−２の機能は、マクロ基地局２００−１の機能と同じである。
【００２９】
ピコ基地局１００−１は、基地局動作部１０１と、リファレンス信号生成部１０２と、負荷測定部１０３と、送信バッファ１０４と、スケジューラ１０５と、を含む。  
【００３０】
基地局動作部１０１は、ピコ基地局１００−１と接続中の各端末３００−Ｐ１との間で無線信号を送受信する機能や、無線信号の送受信に用いる割り当て帯域やＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）  Ｉｎｄｅｘなどのスケジューリング情報と送信電力の設定情報を各端末３００−Ｐ１に通知する機能や、各端末３００−Ｐ１にＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｒｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などのＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の報告タイミングを通知する機能を有する。さらに、基地局動作部１０１は、マクロ基地局２００−１とそれ以外の周辺マクロ基地局２００−ｋ（ｋ≠１）とを識別するために使用する情報が記載された周辺基地局リストを有して通信回線ＮＷを介して周辺基地局との間で通信を行う機能や、周辺基地局から通知されたＡＢＳ設定情報（ＡＢＳ  Ｓｔａｔｕｓ）などを保持する機能などを有するが、その構成及び動作については周知であるため説明を省略する。  
【００３１】
リファレンス信号生成部１０２は、端末３００がピコ基地局１００−１との通信路品質を測定するために用いるリファレンス信号を生成する機能を有する。リファレンス信号生成部１０２は、生成した信号を基地局動作部１０１を介して各端末３００へ送信する。
【００３２】
負荷測定部１０３は、所定の周期毎に、ピコ基地局１００−１の負荷を測定し、測定した負荷の情報を、基地局動作部１０１を介して、少なくともマクロ基地局２００−１を含む周辺基地局に通知する機能を有する。本実施形態では、負荷をＰＲＢ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｂｌｏｃｋ）使用率とする。ＰＲＢとは、無線帯域の割り当て単位である。  
【００３３】
送信バッファ１０４は、通信回線ＮＷを介して到着する各端末３００−Ｐ宛の送信データと送信データを送信するために用いられる情報をともに蓄積する機能を有する。  
【００３４】
スケジューラ１０５は、送信バッファ１０４に蓄積されている各端末３００−Ｐ宛の送信データサイズと、基地局動作部１０１が保持するマクロ基地局２００−１のＡＢＳ設定情報と、各端末３００−Ｐから報告されたＣＳＩに基づき、端末３００−Ｐ毎に割り当てる送信電力、周波数帯域及びＭＣＳ  Ｉｎｄｅｘを決定し、基地局動作部１０１を介してデータを送信する機能を有する。本実施形態では、現在のＳｕｂｆｒａｍｅがＡＢＳである場合、スケジューラ１０５は、各端末３００−Ｐから報告されたＡＢＳのＣＳＩを用いる。また、現在のＳｕｂｆｒａｍｅがＡＢＳでない（以下、Ｎｏｎ−ＡＢＳと呼ぶ）場合、スケジューラ１０５は、各端末３００−Ｐから報告されたＮｏｎ−ＡＢＳのＳｕｂｆｒａｍｅのＣＳＩを用いる。  
【００３５】
マクロ基地局２００−１は、基地局動作部２０１と、リファレンス信号生成部２０２と、負荷測定部２０３と、割り当て無線リソース設定部２０４と、送信バッファ２０５と、スケジューラ２０６と、を含む。  
【００３６】
基地局動作部２０１は、マクロ基地局２００−１と接続中の各端末３００−Ｍ１との間で無線信号を送受信する機能や、無線信号の送受信に用いる割り当て帯域、ＭＣＳ  Ｉｎｄｅｘなどのスケジューリング情報と送信電力の設定情報を端末３００−Ｍ１毎に決定し、各端末３００−Ｍ１に通知するする機能、各端末３００−Ｍ１にＣＳＩの報告タイミングを通知する機能を有する。さらに、基地局動作部２０１は、ピコ基地局１００−１と、周辺マクロ基地局２００−ｋ（ｋ≠１）と、各周辺マクロ基地局２００−ｋの通信エリア内に設置されたピコ基地局１００−ｋと、を識別するために使用する情報が記載された周辺基地局リストを有して通信回線ＮＷを介して周辺基地局との間で通信を行う機能などを有するが、その構成及び動作については周知の機能であるため、説明を省略する。  
【００３７】
リファレンス信号生成部２０２は、ピコ基地局１００−１のリファレンス信号生成部１０２と同様の機能を有するので説明を省略する。  
【００３８】
負荷測定部２０３は、所定の周期毎に、マクロ基地局２００−１の負荷を測定し、測定した負荷の情報を、基地局動作部２０１を介して、少なくともピコ基地局１００−１を含む周辺基地局に通知する機能を有する。割当無線リソース設定部２０４は、負荷測定部２０３において測定された負荷を、基地局動作部２０１を介して使用する。  
【００３９】
割り当て無線リソース設定部２０４は、ピコ基地局１００−１から通知される負荷情報と、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局２００−１の負荷と、基地局動作部２０１が保持するマクロ基地局２００−１の現在のＡＢＳ設定情報を用いて、使用を制限する無線リソースの割合を更新する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部２０４は、更新した使用を制限する無線リソースの割合と、ピコ基地局１００−１から通知される負荷情報と、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局２００−１の負荷を用いて、ピコ基地局１００−１の端末の遅延時間を判定する遅延指標と、使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局２００−１の遅延時間を表す遅延指標をそれぞれ計算する機能を有する。
【００４０】
更に、割り当て無線リソース設定部２０４は、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局２００−１の負荷と、送信バッファ２０５に滞留中の送信データのサイズ（以下、バッファサイズ）からマクロ基地局２００−１の負荷指標を計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部２０４は、計算したピコ基地局１００−１の遅延指標と、マクロ基地局２００−１の遅延指標と負荷指標を用いて、マクロ基地局１００−１が使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定し、基地局動作部２０１が管理する周辺基地局リストを参照して、判定結果をピコ基地局１００−１に通知する機能を有する。  
【００４１】
本実施形態では、使用を制限する無線リソースはマクロ基地局２００−１のＳｕｂｆｒａｍｅであり、使用を制限するＳｕｂｆｒａｍｅをＡＢＳとする。本実施形態では、図３に示すように、ＡＢＳは、８Ｓｕｂｆｒａｍｅ周期で設定される。従って、ＡＢＳの割合（Ｒ＿ａｂｓ）は、１／８単位で設定されるＳｕｂｆｒａｍｅを用いて算出される。また、図３の各Ｓｕｂｆｒａｍｅ内の数値は、ＡＢＳの設定順位を表す。図３に示すように、Ｒ＿ａｂｓが２／８の場合、割り当て無線リソース設定部２０４は、先頭の２ＳｕｂｆｒａｍｅをＡＢＳとして設定する。また、割り当て無線リソース設定部２０４は、使用を制限する無線リソースを設定しない場合、ＡＢＳを設定しない。また、割り当て無線リソース設定部２０４は、判定結果の通知には、ＡＢＳ設定情報を用いる。ＡＢＳ設定情報には、マクロ基地局２００−１が設定したＡＢＳと、全Ｓｕｂｆｒａｍｅに対するＡＢＳの割合が記載されている。非特許文献４（３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．４２３  Ｖ１０．３．０（２０１１−０９）、３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ  Ｅ−ＵＴＲＡＮ  Ｘ２ＡＰ、ｐ．７２、Ｓｅｐｔ．  ２０１１）に記載されているように、ＡＢＳ設定情報としては、ＡＢＳを１、Ｎｏｎ−ＡＢＳを０として、ＡＢＳパターンを記載する。  
【００４２】
送信バッファ２０５は、ピコ基地局１００−１の送信バッファ１０５と同様の機能を有するので説明を省略する。  
【００４３】
スケジューラ２０６は、送信バッファ２０５に蓄積されている各端末３００−Ｐ宛の送信データサイズと、割り当て無線リソース設定部２０４が設定したＡＢＳ設定情報と、各端末３００−Ｍから報告されたＣＳＩに基づき、端末３００−Ｍ毎に割り当てる送信電力と周波数帯域とＭＣＳ  Ｉｎｄｅｘを決定し、基地局動作部１０１を介してデータを送信する機能を有する。  
【００４４】
図４は、無線通信システム１０における端末３００−Ｐ１−１の機能を表すブロック図である。図には記載していないが、端末３００−Ｐ１−１の機能は、端末３００−Ｐ１−２、端末３００−Ｐ２−１、端末３００−Ｐ２−２、端末３００−Ｍ１−１及び端末３００−Ｍ１−２の機能と同じである。端末３００−Ｐ１−１は、端末動作部３０１と、通信路品質測定部３０２と、を含む。  
【００４５】
端末動作部３０１は、端末３００−Ｐ１−１と接続中の（通信リンクが確立されている）ピコ基地局１００−１との間で無線信号を送受信する機能などを有する。端末動作部３０１が有する機能は、一般的な無線通信システムにおいて周知の機能であるため、詳細な説明を省略する。  
【００４６】
通信路品質測定部３０２は、リファレンス信号に対する通信路品質を測定し、測定した通信路品質の情報をピコ基地局１００−１に送信する機能を有する。本実施形態では、通信路品質は各周辺基地局のＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｐｏｗｅｒ）とピコ基地局１００−１のリファレンス信号に対するＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  Ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）から計算されるＣＱＩである。ＲＳＲＰは、リファレンス信号の受信電力であり、本実施形態ではセル選択やハンドオーバの基準値として用いる。  
【００４７】
［動作の説明］ 
次に、上述した無線通信システム１０の作動について、図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、マクロ基地局２００−１の割り当て無線リソース設定部２０４が、マクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースを設定する動作手順を示すものである。割り当て無線リソース設定部２０４は、負荷測定部２０３がＰＲＢ使用率を測定する周期毎に、図５Ａ及び図５Ｂに記載の動作を実行する。  
【００４８】
先ず、割り当て無線リソース設定部２０４は、ピコ基地局１００−１の遅延指標を計算する。遅延時間とＰＲＢ使用率には相関があるため、割り当て無線リソース設定部２０４は、ピコ基地局１００−１の遅延指標Ｄ＿ｐｉｃｏを数式１に従って計算する（ステップＳ１０１）。数式１において、Ｕ＿ｐｉｃｏはピコ基地局１００−１から通知されたピコ基地局１００−１のＰＲＢ使用率である。  
【００４９】
【数１】
2014073132.tif 000003
【００５０】
次に、割り当て無線リソース設定部２０４は、マクロ基地局２００−１の現在のＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓが０より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。  
【００５１】
Ｒ＿ａｂｓが０より大きい場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局２００−１の遅延指標Ｄ＿ｍａｃｒｏを数式２に従って計算する（ステップＳ１０４）。数式２において、Ｕ＿ｍａｃｒｏは負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局２００−１のＰＲＢ使用率であり、ｗは重み付け係数である。マクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースを設定した場合、Ｒ＿ａｂｓが大きくなるほど、遅延時間が増大すると仮定している。本実施形態では、重み付け係数ｗを1とするが、マクロ基地局２００−１の同時接続端末数や端末の通信路品質などに応じて設定してもよい。例えば、ＡＢＳ設定前の同時接続端末数が多い場合は1より大きな値に設定し、遅延指標がより増大すると仮定する。これは、ＡＢＳを設定することで端末の送信レートが低下するので、ＴＣＰのウィンドウサイズが拡大しにくくなり、送信遅延が急増するためである。また、例えば、ＡＢＳ設定により、Ｎｏｎ−ＡＢＳでの通信路品質の改善が期待できる場合には１より小さい値に設定し、遅延指標がそれほど増大しないと仮定する。これは、Ｎｏｎ−ＡＢＳでの通信路品質改善により、送信Ｓｕｂｆｒａｍｅにおける伝送レートが改善するためである。  
【００５２】
【数２】
2014073132.tif 000004
【００５３】
一方、Ｒ＿ａｂｓが０の場合（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、Ｒ＿ａｂｓをＲ＿ａｂｓ＿ｉｎｉとし（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０４に進む。Ｒ＿ａｂｓ＿ｉｎｉは、ＡＢＳの割合の初期値であり、本実施形態では初期値をＡＢＳの割合の最小値Ｒ＿ｍｉｎとし、１／８に設定する。  
【００５４】
次に、割り当て無線リソース設定部２０４は、ピコ基地局１００−１の相対遅延指標ΔＤを数式３に従って計算する（ステップＳ１０５）。
【００５５】
【数３】
2014073132.tif 000005
【００５６】
次いで、割り当て無線リソース設定部２０４は、計算した相対遅延指標ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ＿ｍａｘより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。  
【００５７】
相対遅延指標ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ＿ｍａｘより大きい場合（ステップＳ１０６、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、現在のＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓでは、マクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ端末３００−Ｍ１の遅延時間に対してピコ端末３００−Ｐ１の遅延時間は大きすぎると判定し、ＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓを数式４に従って更新する（ステップＳ１０７）。数式４において、Ｒ＿ｓｔｅｐはＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓの更新ステップサイズであり、本実施形態では１／８とする。また、Ｒ＿ｍａｘは設定可能なＡＢＳの割合の上限値であり、本実施形態では７／８とする。  
【００５８】
【数４】
2014073132.tif 000006
【００５９】
次いで、割り当て無線リソース設定部２０４は、更新したＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓを用いて、使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局２００−１の遅延指標Ｄ＿ｍａｃｒｏを数式２に従って再計算し（ステップＳ１０８）、ピコ基地局１００−１の相対遅延指標ΔＤも数式３に従って再計算する（ステップＳ１０９）。  
【００６０】
次いで、割り当て無線リソース設定部２０４は、再計算した相対遅延指標ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ以上か否かを判定する（ステップＳ１１０）。  
【００６１】
所要値Δ＿Ｔｈｒ以上の場合（ステップＳ１１０、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、更新したＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓでは、マクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースを設定した場合の端末３００−Ｍ１の遅延時間の増大は大きくないと判定し、マクロ基地局２００−１の負荷指標Ｌ＿ｍａｃｒｏを計算するために必要となる、マクロ基地局２００−１のＲＢあたりの伝送ビット数ＴＢ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ  Ｂｉｔｓ）＿ｍａｃｒｏを数式５に従って計算する（ステップＳ１１１）。数式５において、Ｕ＿ｍａｃｒｏは、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局２００−１のＰＲＢ使用率である。ＢＳ＿ｐｒｅｓｅｎｔは、現在のＳｕｂｆｒａｍｅにおいて送信バッファ２０５に滞留しているバッファサイズである。ＢＳ＿ｐａｓｔは、現在のＳｕｂｆｒａｍｅから所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ前のＳｕｂｆｒａｍｅに送信バッファ２０５に滞留していたバッファサイズである。ΔＳは、その所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ内に送信バッファ２０５に到着したデータサイズである。
【００６２】
数式５の右辺において、分子は所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ内にマクロ基地局２００−１で送信が完了した総データサイズを表し、分母は所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ内にマクロ基地局２００−１でデータ送信のために使用した総ＰＲＢ数を表す。Ｎ＿ＰＲＢはＳｕｂｆｒａｍｅ当たりに割り当て可能なＰＲＢ数であり、Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅはＰＲＢ使用率の通知周期である。  
【００６３】
【数５】
2014073132.tif 000007
【００６４】
次に、割り当て無線リソース設定部２０４は、計算したＴＢ＿ｍａｃｒｏを用いて、マクロ基地局２００−１の負荷指標Ｌ＿ｍａｃｒｏを数式６Ａに従って計算する（ステップＳ１１２）。数式６Ａにより、割り当て無線リソース設定部２０４は、現在時刻から所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅが経過するまでに使用できる総ＰＲＢ数に対し、送信バッファに滞留しているデータを送信完了するまでに必要な述べＰＲＢ数との比である推定ＰＲＢ使用率をマクロ基地局２００−１の負荷指標として計算できる。  
【００６５】
【数６】
2014073132.tif 000008
【００６６】
次いで、割り当て無線リソース設定部２０４は、計算したマクロ基地局２００−１の負荷指標Ｌ＿ｍａｃｒｏがしきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上か否かを判定する（ステップＳ１１３）。  
【００６７】
しきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上の場合（ステップＳ１１３、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、マクロ基地局２００−１の送信確率が高く、ピコ端末３００−Ｐ１がマクロ基地局２００−１から干渉を受ける確率も高いと判定し、更新したＡＢＳの割合が現在の設定値と同じか否かを判定する（ステップＳ１１４）。  
【００６８】
現在の設定値と同じ場合（ステップＳ１１４、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、図５の処理を終了する。一方、異なる場合（ステップＳ１１４、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、更新したＡＢＳの割合でＡＢＳを設定し、設定したＡＢＳの設定情報をピコ基地局１００−１に通知する（ステップＳ１１５）。その後、割り当て無線リソース設定部２０４は、図５の処理を終了する。  
【００６９】
一方、割り当て無線リソース設定部２０４は、相対遅延指標ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ＿ｍａｘ以下の場合（ステップＳ１０６、Ｎｏ）、相対遅延指標ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ＿ｍｉｎ（＜Δ＿Ｔｈｒ＿ｍａｘ）未満か否かを判定する（ステップＳ１１６）。相対遅延指標ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ＿ｍｉｎ以上の場合（ステップＳ１１６、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、ＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓを変更せず、ステップＳ１０８に進む。一方、相対遅延指標ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ＿ｍｉｎ未満の場合（ステップＳ１１６、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、現在のＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓでは、マクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースを設定した場合の端末３００−Ｍ１の遅延時間の増大が大きいと判定し、ＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓを数式７に従って更新する（ステップＳ１１７）。
【００７０】
【数７】
2014073132.tif 000009
【００７１】
続いて、割り当て無線リソース設定部２０４は、更新したＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓが最小値Ｒ＿ｍｉｎ以上か否かを判定する（ステップＳ１１８）。
【００７２】
更新したＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓが最小値Ｒ＿ｍｉｎ以上の場合（ステップＳ１１８、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８に進む。一方、更新したＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓが最小値Ｒ＿ｍｉｎ未満の場合（ステップＳ１１８、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、マクロ基地局２００−１はＡＢＳを設定できないと判定し、マクロ基地局２００−１が既にＡＢＳを設定しているか否かを判定する（ステップＳ１１９）。ＡＢＳを設定している場合（ステップＳ１１９、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、設定していたＡＢＳを解除し、ＡＢＳの設定情報をピコ基地局１００−１に通知する（ステップＳ１２０）。その後、割り当て無線リソース設定部２０４は、図５の処理を終了する。一方、設定していない場合（ステップＳ１１９、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、図５の処理を終了する。  
【００７３】
また、再計算した相対遅延指標ΔＤが所要値Δ＿Ｔｈｒ未満の場合（ステップＳ１１０、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、更新したＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓでは、マクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースを設定した場合の端末３００−Ｍ１の遅延時間の増大は大きいと判定し、ステップＳ１１９に進む。  
【００７４】
また、マクロ基地局２００−１の負荷指標Ｌ＿ｍａｃｒｏがしきい値Ｌ＿Ｔｈｒ未満の場合（ステップＳ１１３、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部２０４は、マクロ基地局２００−１の送信確率は低く、ピコ端末３００−Ｐ１がマクロ基地局２００−１から干渉を受ける確率も低いと判定し、ステップＳ１１９に進む。  
【００７５】
以上、説明したように、本発明の第１の実施形態に係わるピコ基地局１００−１とマクロ基地局２００−１によれば、マクロ基地局２００−１の負荷が大きい場合に、ピコ基地局１００−１の相対遅延指標が所定範囲内に収まるようにマクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースを設定するので、マクロ端末３００−Ｍのスループット劣化による全端末のスループットの５％値の劣化を回避でき、かつ、マクロ基地局２００とピコ基地局１００を含めた全通信端３００のスループットの公平性を改善できる。  
【００７６】
以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００７７】
例えば、非特許文献５（３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．３１４  Ｖ１０．２．０（２０１１−０９）、３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ  Ｅ−ＵＴＲＡＮ  Ｌａｙｅｒ２−Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ、ｐ．９、ｐ．１１、ｐ．１５、Ｓｅｐｔ．  ２０１１）に記載されているように、割り当て無線リソース設定部２０４は、ＰＲＢ使用率の替わりに、Ａｃｔｉｖｅ  ＵＥ数、遅延時間、または、端末あたりのスループットを用いて遅延指標を計算することもできる。端末あたりのスループットとは、例えば、端末の接続時間に対する、その端末宛に送信に成功したデータサイズが考えられる。尚、これらを用いた遅延指標の計算を実現するには、これらの情報を直接的に基地局間で通知する方法や、通信回線ＮＷ上にＯＡＭサーバを接続し、ＯＡＭサーバを介してこれらの情報を通知する方法が考えられる。後者の場合、ＯＡＭサーバは、通信回線ＮＷに接続されている各ピコ基地局１００と各マクロ基地局２００からＡｃｔｉｖｅ  ＵＥ数や遅延時間、端末あたりのスループットを集計する機能を有する。  
【００７８】
また、割り当て無線リソース設定部２０４は、ピコ基地局１００−１の相対遅延指標として、ピコ基地局１００−１の遅延指標と使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局２００−１の遅延指標の差分値を計算する替わりに、ピコ基地局１００−１の遅延指標に対する使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局２００−１遅延指標の比を計算しても良い。  
【００７９】
また、割り当て無線リソース設定部２０４は、マクロ基地局２００−１のＲＢあたりの伝送ビット数ＴＢ＿ｍａｃｒｏを用いずに、ＰＲＢ使用率をマクロ基地局２００−１の負荷指標としてもよい。或いは、Ａｃｔｉｖｅ  ＵＥ数をマクロ基地局２００−１の負荷指標としてもよい。  
【００８０】
また、割り当て無線リソース設定部２０４は、マクロ基地局２００−１の負荷指標を計算せずに、マクロ基地局２００−１が使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定することもできる。この場合、図４のステップＳ１１４〜ステップＳ１１６が省略できるため、本実施の形態と比較して、マクロ基地局２００−１の処理負荷を軽減できる。  
【００８１】
また、本発明はマクロ基地局の通信エリア内に複数のピコ基地局が配置された場合でも適用できる。この場合、割り当て無線リソース設定部２０４は、ピコ基地局１００−１の遅延指標として、通信エリア内のピコ基地局毎に計算した遅延指標の平均値、或いは、累積分布の所定の値を用いる。
【００８２】
また、マクロ基地局２００−１の負荷指標Ｌ＿ｍａｃｒｏは、数式６Ｂに従って計算することもできる。数式６Ｂにおいて、ΔＳ＿ａｖｅは所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ内にマクロ基地局２００−１の送信バッファ２０５に到着するデータサイズの平均値である。数式６Ｂにより、割り当て無線リソース設定部２０４は、現在時刻から所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅが経過するまでに使用できる総ＰＲＢ数に対し、送信バッファに滞留しているデータと所定時間Ｔ＿ｓｕｂｆｒａｍｅ内に発生するデータを送信完了するまでに必要な述べＰＲＢ数との比である推定ＰＲＢ使用率をマクロ基地局２００−１の負荷指標として計算できる。  
【００８３】
【数８】
2014073132.tif 000010
【００８４】
尚、ΔＳ＿ａｖｅは、数式６Ｂを計算する直前に、数式８で更新される。数式８において、ΔＳ＿ａｖｅ＿ｐｒｅｖｉｏｕｓは、更新前のデータサイズの平均値であり、ωは重み付け係数である。
【００８５】
【数９】
2014073132.tif 000011
【００８６】
以上の変更は、以降の実施形態も同様に行うことができる。
【００８７】
[第２実施形態：負荷を用いてＡＢＳ Ｒａｔｉｏを直接計算]  
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第１の実施の形態ではピコ基地局１００−１の相対遅延指標に応じて使用を制限する無線リソースの割合を所定ステップ単位で更新していたのに対し、本実施形態ではピコ基地局１００−１の相対遅延指標を用いて使用を制限する無線リソースの割合を直接計算する点が異なる。  
【００８８】
［構成の説明］ 
第２の実施の形態におけるピコ基地局は、第１の実施の形態におけるピコ基地局１００と同じであるため、説明を省略する。  
【００８９】
図６は、第２の実施の形態における各マクロ基地局４００の機能を表すブロック図である。マクロ基地局としてマクロ基地局４００−１を用いて説明する。図には記載していないが、マクロ基地局４００−２の機能は、マクロ基地局４００−１の機能と同じである。
【００９０】
第２の実施の形態におけるマクロ基地局４００−１は、第１の実施の形態におけるマクロ基地局２００−１と比較して、割り当て無線リソース設定部２０４に替えて割り当て無線リソース設定部４０４を有する点が異なる。以下では、割り当て無線リソース設定部４０４に関して説明する。  
【００９１】
割り当て無線リソース設定部４０４は、ピコ基地局１００−１から通知される負荷情報と、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局４００−１の負荷を用いて、使用を制限する無線リソースの割合を計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部４０４は、計算した使用を制限する無線リソースの割合と、ピコ基地局１００−１から通知される負荷情報と、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局４００−１の負荷を用いて、ピコ基地局１００−１の端末の遅延時間を判定する遅延指標と、使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局４００−１の遅延時間を表す遅延指標をそれぞれ計算する機能を有する。
【００９２】
更に、割り当て無線リソース設定部４０４は、第１の実施の形態の割り当て無線リソース設定部２０４と同様の方法で、マクロ基地局４００−１の負荷指標を計算する機能を有する。更に、割り当て無線リソース設定部４０４は、第１の実施の形態の割り当て無線リソース設定部２０４と同様の方法で、マクロ基地局４００−１が使用を制限する無線リソースを設定するか否かを判定し、基地局動作部２０１が管理する周辺基地局リストを参照して、判定結果をピコ基地局１００−１に通知する機能を有する。  
【００９３】
本実施形態では、使用を制限する無線リソースは、マクロ基地局４００−１のＳｕｂｆｒａｍｅであり、使用を制限するＳｕｂｆｒａｍｅをＡＢＳとする。使用を制限する無線リソースを設定する場合、割り当て無線リソース設定部４０４は、計算したＡＢＳの割合を用いて、第１の実施の形態の割り当て無線リソース設定部２０４と同様の方法でＡＢＳを設定する。また、使用を制限する無線リソースを設定しない場合、割り当て無線リソース設定部４０４は、ＡＢＳを設定しない。また、割り当て無線リソース設定部４０４は、判定結果の通知には、ＡＢＳ設定情報を用いる。ＡＢＳ設定情報としては、ＡＢＳを１、Ｎｏｎ−ＡＢＳを０として、ＡＢＳパターンを記載する。
【００９４】
［動作の説明］ 
図７は、マクロ基地局４００−１の割り当て無線リソース設定部４０４が、マクロ基地局４００−１の使用を制限する無線リソースを設定する動作手順を示すものである。割り当て無線リソース設定部４０４は、負荷測定部２０３がＰＲＢ使用率を測定する周期毎に、図７に記載の動作を実行する。  
【００９５】
図７を参照すると、図５のステップ１１８がステップＳ１０１の前に移動している。また、図５のステップＳ１０２〜ステップＳ１０９とステップＳ１１６〜ステップＳ１１７が省略され、新たにステップＳ２０１が追加されている。以下では、追加されたステップＳ２０１の動作についてのみ説明する。  
【００９６】
割り当て無線リソース設定部４０４は、ピコ基地局１００−１から通知されたピコ基地局１００−１のＰＲＢ使用率Ｕ＿ｐｉｃｏと、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局４００−１のＰＲＢ使用率Ｕ＿ｍａｃｒｏを用いて、ＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓを数式９に従って計算する（ステップＳ２０１）。数式９において、Ｒ＿ｍａｘはＡＢＳの割合の最大値、ΔＤ＿ｔａｒｇｅｔはピコ基地局１００−１の相対遅延指標の目標値、ｗは重みづけ係数である。本実施形態では、重み付け係数ｗは１．０とする。また、ＦＬＯＯＲ｛ｔ｝は、引数ｔを上回らない最大の整数を返す関数である。数式９は、数式３の左辺ΔＤをΔＤ＿ｔａｒｇｅｔに置き換え、数式１と数式２を用いてＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓを求める式に変換したものである（変換前の式を数式１０として示す）。従って、割り当て無線リソース設定部４０４は、数式９を用いて、ピコ基地局１００−１の相対遅延指標ΔＤが目標値ΔＤ＿ｔａｒｇｅｔとなるＲ＿ａｂｓを計算できる。  
【００９７】
【数１０】
2014073132.tif 000012
【００９８】
【数１１】
2014073132.tif 000013
【００９９】
以上、説明したように、本発明の第２の実施形態に係わるピコ基地局１００−１とマクロ基地局４００−１によれば、マクロ基地局４００−１の負荷が大きい場合に、ピコ基地局７００−１の相対遅延指標が目標値となる使用を制限する無線リソースの割合を直接計算できるため、本発明の第１の実施形態と比較して、使用を制限する無線リソースの割合が収束するまでの時間が短くなる。更に、使用を制限する無線リソースの割合が収束するまでの時間が短いので、本発明の第１の実施形態と比較して、マクロ基地局４００とピコ基地局１００を含めた全通信端３００のスループットの公平性を短時間で改善できる。  
【０１００】
以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１０１】
例えば、ピコ基地局１００−１の相対遅延指標として、本実施形態ではピコ基地局１００−１の遅延指標と使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局４００−１の遅延指標の差分値を計算していたが、ピコ基地局１００−１の遅延指標に対する使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局４００−１遅延指標の比を計算してもよい。この場合、割り当て無線リソース設定部２０４は、ステップＳ２０１でＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓを数式１１に従って計算する。数式１１は、ピコ基地局１００−１の相対遅延指標ΔＤとして、ピコ基地局１００−１の遅延指標に対する使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局２００−１遅延指標の比を計算する式において、ΔＤをΔＤ＿ｔａｒｇｅｔに置き換え、数式１と数式２を用いてＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓを求める式に変換したものである（変換前の式を数式１２として示す）。遅延指標の比を用いても、相対遅延指標が目標値となるように制御できるので、遅延指標の差を用いた場合と同様の効果が得られる。
【０１０２】
【数１２】
2014073132.tif 000014
【０１０３】
【数１３】
2014073132.tif 000015
【０１０４】
以上の変更は、以降の実施形態も同様に行うことができる。  
【０１０５】
[第３実施形態：周波数を制限]  
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態は、第２の実施の形態と比較して、使用を制限する無線リソースがＳｕｂｆｒａｍｅからＰＲＢに変更した点が異なる。  
【０１０６】
［構成の説明］ 
第３の実施の形態におけるピコ基地局は、第２の実施の形態におけるピコ基地局１００と同じであるため、説明を省略する。  
【０１０７】
図８は、第３の実施の形態における各マクロ基地局５００の機能を表すブロック図である。マクロ基地局としてマクロ基地局５００−１を用いて説明する。図には記載していないが、マクロ基地局５００−２の機能は、マクロ基地局５００−１の機能と同じである。  
【０１０８】
第３の実施の形態におけるマクロ基地局５００−１は、第２の実施の形態におけるマクロ基地局４００−１と比較して、割り当て無線リソース設定部４０４に替えて割り当て無線リソース設定部５０４を有する点が異なる。以下では、割り当て無線リソース設定部５０４に関して説明する。  
【０１０９】
割り当て無線リソース設定部５０４は、第２の実施の形態における割り当て無線リソース設定部４０４と同様の機能を有する。但し、使用を制限する無線リソースが割り当て無線リソース設定部４０４と異なる。  
【０１１０】
本実施形態では、使用を制限する無線リソースは、マクロ基地局５００−１のＰＲＢであり、使用を制限する無線リソースを設定すると判定した場合、図９に示すように、Ｉｎｄｅｘの小さいＰＲＢから順に、計算した使用を制限する無線リソースの割合だけ、端末に割り当てないＰＲＢとして設定する。  
【０１１１】
［動作の説明］ 
図１０は、マクロ基地局５００−１の割り当て無線リソース設定部５０４が、マクロ基地局５００−１の使用を制限する無線リソースを設定する動作手順を示すものである。割り当て無線リソース設定部５０４は、負荷測定部２０３がＰＲＢ使用率を測定する周期毎に、図１０に記載の動作を実行する。  
【０１１２】
図１０を参照すると、図７のステップＳ２０１がステップＳ３０１に、図７のステップＳ１１８がステップＳ３０２に、図７のステップＳ１０８がステップＳ３０３にそれぞれ変更されている。また、図７のステップＳ１１４、Ｓ１１５、Ｓ１１９及びＳ１２０が省略され、ステップＳ３０４〜ステップＳ３０７が追加されている。以下では、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０７の動作についてのみ説明する。  
【０１１３】
割り当て無線リソース設定部５０４は、ピコ基地局１００−１から通知されたピコ基地局１００−１のＰＲＢ使用率Ｕ＿ｐｉｃｏと、負荷測定部２０３が測定したマクロ基地局５００−１のＰＲＢ使用率Ｕ＿ｍａｃｒｏを用いて、端末に割り当てないＰＲＢ数Ｎ＿ｐｒｉｏｒを数式７に従って計算する（ステップＳ３０１）。数式７において、ｗは重み付け係数であり、本実施形態では１．０とする。割り当て無線リソース設定部５０４は、数式７１３を用いて、ピコ基地局１００−１の相対遅延指標ΔＤが目標値ΔＤ＿ｔａｒｇｅｔとなるＮ＿ｐｒｉｏｒを計算できる。  
【０１１４】
【数１４】
2014073132.tif 000016
【０１１５】
次に、割り当て無線リソース設定部５０４は、計算したＮ＿ｐｒｉｏｒが最小値Ｎ＿ｍｉｎ以上か否かを判定する（ステップＳ３０２）。本実施形態では、最小値Ｎ＿ｍｉｎを１とする。  
最小値Ｎ＿ｍｉｎ以上の場合（ステップＳ３０２、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部５０４は、ピコ基地局１００−１の遅延指標Ｄ＿ｐｉｃｏを数式１に従って計算し（ステップＳ１０１）、次いで、計算したＮ＿ｐｒｉｏｒを用いて、マクロ基地局５００−１が使用を制限する無線リソースを設定した場合の遅延指標Ｄ＿ｍａｃｒｏを数式１４に従って計算する（ステップＳ３０３）。数式１４において、ｗは重み付け係数であり、本実施形態では１．０とする。  
【０１１６】
【数１５】
2014073132.tif 000017
【０１１７】
また、割り当て無線リソース設定部５０４は、ステップＳ１１５で計算したマクロ基地局５００−１の負荷指標Ｌ＿ｍａｃｒｏがしきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上と判定した場合（ステップＳ１１３、Ｙｅｓ）、計算したＮ＿ｐｒｉｏｒが現在の設定値と同じか否かを判定する（ステップＳ３０４）。  
【０１１８】
現在の設定値と同じ場合（ステップＳ３０４、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部５０４は、図１０の処理を終了する。一方、異なる場合（ステップＳ３０４、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部５０４は、計算したＮ＿ｐｒｉｏｒを用いて端末に割り当てないＰＲＢを設定する（ステップＳ３０６）。その後、図１０の処理を終了する。  
【０１１９】
また、割り当て無線リソース設定部５０４は、ステップＳ１１２で計算したマクロ基地局５００−１の負荷指標Ｌ＿ｍａｃｒｏがしきい値Ｌ＿Ｔｈｒ未満と判定した場合（ステップＳ１１３、Ｎｏ）、端末に割り当てないＰＲＢを設定しているか否かを判定する（ステップＳ３０６）。  
【０１２０】
端末に割り当てないＰＲＢを設定している場合（ステップＳ３０６、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部５０４は、設定していた端末に割り当てないＰＲＢを解除する（ステップＳ３０７）。その後、割り当て無線リソース設定部５０４は、図１０の処理を終了する。一方、端末に割り当てないＰＲＢを設定していない場合（ステップＳ３０８、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部５０４は、図１０の処理を終了する。また、計算したＮ＿ｐｒｉｏｒが最小値Ｎ＿ｍｉｎ未満の場合（ステップＳ３０２、Ｎｏ）、ステップＳ３０６に進む。  
【０１２１】
以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。  
【０１２２】
例えば、割り当て無線リソース設定部５０４は、第１の実施形態と同様の方法で、ピコ基地局１００−１の遅延指標と使用を制限する無線リソースを設定したマクロ基地局５００−１の遅延指標の差分値が所定範囲内に収まるようにピコ基地局１００−１の優先帯域とするＲＢ数を更新することもできる。  
以上の変更は、以降の実施形態も同様に行うことができる。  
【０１２３】
[第４実施形態：ピコ基地局がＡＢＳ  Ｒａｔｉｏを計算し、マクロ基地局に通知]  
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第２の実施の形態では、マクロ基地局が使用を制限する無線リソースの割合を設定し、その設定情報をピコ基地局に通知していたのに対し、本実施形態では、ピコ基地局がマクロ基地局で使用を制限する無線リソースを要求し、マクロ基地局はピコ基地局からの要求に従って使用を制限する無線リソースを設定する点が異なる。  
【０１２４】
［構成の説明］ 
図１１は、第４の実施の形態における各ピコ基地局６００と、各マクロ基地局７００の機能を表すブロック図である。ピコ基地局としてピコ基地局６００−１を、マクロ基地局としてマクロ基地局７００−１を用いて説明する。図には記載していないが、ピコ基地局６００−２の機能は、ピコ基地局６００−１の機能と同じである。同様に、マクロ基地局７００−２の機能は、マクロ基地局７００−１の機能と同じである。  
【０１２５】
第４の実施の形態におけるピコ基地局６００−１は、第２の実施の形態におけるピコ基地局１００−１と比較して、優先リソース要求部６０６を新たに有する点が異なる。また、第４の実施の形態におけるマクロ基地局７００−１は、第２の実施の形態におけるマクロ基地局４００−１と比較して、割り当て無線リソース設定部２０４に替えて割り当て無線リソース設定部７０４を有する点が異なる。以下では、優先リソース要求部６０６と、割り当て無線リソース設定部７０４に関して説明する。  
【０１２６】
優先リソース要求部６０６は、負荷測定部１０３が測定したピコ基地局６００−１の負荷と、マクロ基地局７００−１から通知される負荷情報を用いて、使用を制限する無線リソースの割合を計算する機能を有する。更に、優先リソース要求部６０６は、計算した使用を制限する無線リソースの割合と、負荷測定部１０３が測定したピコ基地局６００−１の負荷と、マクロ基地局７００−１から通知される負荷情報を用いて、ピコ基地局６００−１の端末の遅延時間を判定する遅延指標と、使用を制限する無線リソースを設定した場合のマクロ基地局７００−１の遅延時間を表す遅延指標をそれぞれ計算する機能を有する。更に、優先リソース要求部６０６は、マクロ基地局７００−１から通知される負荷情報を用いて、マクロ基地局４００−１の負荷指標を計算する機能を有する。更に、優先リソース要求部６０６は、計算したピコ基地局６００−１の遅延指標と、マクロ基地局７００−１の遅延指標と負荷指標に基づき、ピコ基地局６００−１の優先リソースをマクロ基地局７００−１に要求するか否かを判定する機能と、基地局動作部１０１が管理する周辺基地局リストを参照して、判定結果をマクロ基地局７００−１に通知する機能を有する。  
【０１２７】
本実施形態では、使用を制限する無線リソースは、マクロ基地局７００−１のＡＢＳであり、判定結果の通知にはＡＢＳ設定情報を用いる。一般的にＡＢＳ設定情報は、ＡＢＳを設定した基地局が周辺の基地局にＡＢＳを設定したことを通知するために使用されるが、本実施形態では、ピコ基地局が、マクロ基地局にＡＢＳの設定を要求するためにＡＢＳ設定情報を用いる。ＡＢＳ設定情報としては、ＡＢＳを１、Ｎｏｎ−ＡＢＳを０として、ＡＢＳパターンを記載する。優先リソース要求部６０６は、マクロ基地局７００−１へ優先リソースを要求する場合は、計算したＡＢＳの割合を用いて、第１の実施の形態の割り当て無線リソース設定部２０４と同様の方法でＡＢＳを設定するためのＡＢＳ設定情報に優先リソースを要求することを記載する。また、優先リソース要求部６０６は、マクロ基地局７００−１へ優先リソースを要求しない場合は、全ＳｕｂｆｒａｍｅをＮｏｎ−ＡＢＳとする情報をＡＢＳ設定情報に記載する。  
【０１２８】
割り当て無線リソース設定部７０４は、ピコ基地局６００−１から通知されるＡＢＳ設定情報に従って使用を制限する無線リソースを設定する機能を有する。本実施形態では、使用を制限する無線リソースは、マクロ基地局２００−１のＳｕｂｆｒａｍｅであり、使用を制限するＳｕｂｆｒａｍｅをＡＢＳとする。使用を制限する無線リソースを設定する場合、割り当て無線リソース設定部７０４は、ピコ基地局６００−１が指示するパターンでＡＢＳを設定する。また、使用を制限する無線リソースを設定しない場合、割り当て無線リソース設定部７０４は、ＡＢＳを設定しない。  
【０１２９】
［動作の説明］ 
図１２は、ピコ基地局６００−１の優先リソース要求部６０６が、マクロ基地局７００−１に使用を制限する無線リソースの設定を要求するか否かを判定する動作手順を示すものである。優先リソース要求部６０６は、負荷測定部１０３がＰＲＢ使用率を測定する周期毎に、図１２に記載の動作を実行する。  
【０１３０】
図１２を参照すると、図７のステップＳ１１１〜ステップＳ１１２が、ステップＳ４０１に変更されている。また、図７のステップＳ１１４、Ｓ１１５、Ｓ１１９及びＳ１２０が省略され、ステップＳ４０２〜ステップＳ４０３が追加されている。以下では、ステップＳ４０１以降の動作についてのみ説明する。  
【０１３１】
優先リソース要求部６０６は、マクロ基地局７００−１から通知されるＰＲＢ使用率を用い、マクロ基地局７００−１の負荷指標Ｌ＿ｍａｃｒｏを数式１５に従って計算する（ステップＳ４０１）。
【０１３２】
【数１６】
2014073132.tif 000018
【０１３３】
次いで、優先リソース要求部６０６は、計算したマクロ基地局７００−１の負荷指標Ｌ＿ｍａｃｒｏがしきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上か否かを判定する（ステップＳ１１６）。  
【０１３４】
しきい値Ｌ＿Ｔｈｒ以上の場合（ステップＳ１１３、Ｙｅｓ）、優先リソース要求部６０６は、マクロ基地局７００−１の送信確率が高く、ピコ端末３００−Ｐ１がマクロ基地局７００−１から干渉を受ける確率も高いと判定し、ステップＳ２０１で計算したＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓを用いて設定したＡＢＳを設定するＡＢＳ設定情報をマクロ基地局７００−１に通知する（ステップＳ４０２）。その後、図１０の処理を終了する。  
【０１３５】
一方、しきい値Ｌ＿Ｔｈｒ未満の場合（ステップＳ１１６、Ｎｏ）、優先リソース要求部６０６は、マクロ基地局７００−１の送信確率は低く、ピコ端末３００−Ｐ１がマクロ基地局７００−１から干渉を受ける確率も低いと判定し、全ＳｕｂｆｒａｍｅをＮｏｎ−ＡＢＳとするＡＢＳ設定情報をマクロ基地局７００−１に通知する（ステップＳ４０３）。その後、図１０の処理を終了する。  
【０１３６】
図１３は、マクロ基地局７００−１の割り当て無線リソース設定部７０４が、ピコ基地局６００−１からのＡＢＳ設定情報に従って、使用を制限する無線リソースを設定する動作手順を表したものである。割り当て無線リソース設定部７０４は、ピコ基地局６００−１からのＲＮＴＰを受信する度に、図１３に記載の動作を実行する。  
【０１３７】
先ず、割り当て無線リソース設定部７０４は、ピコ基地局６００−１からマクロ基地局７００−１へ通知されたＡＢＳ設定情報に記載されるＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓが０より大きいか否かを判定する（ステップＳ５０１）。  
【０１３８】
ＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓが０より大きい場合（ステップＳ５０１、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部７０４は、Ｒ＿ａｂｓが現在の設定値と同じか否かを判定する（ステップＳ１１４）。  
【０１３９】
同じ場合（ステップＳ１１４、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部７０４は、図１３の処理を終了する。一方、異なる場合（ステップＳ１１４、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部７０４は、Ｒ＿ａｂｓでＡＢＳを設定する（ステップＳ５０２）。その後、図１３の処理を終了する。  
【０１４０】
また、ＡＢＳの割合Ｒ＿ａｂｓが０の場合（ステップＳ５０１、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部７０４は、マクロ基地局７００−１が既にＡＢＳを設定しているか否かを判定する（ステップＳ１１９）。ＡＢＳを設定している場合（ステップＳ１１９、Ｙｅｓ）、割り当て無線リソース設定部７０４は、ＡＢＳの設定を解除する（ステップＳ５０３）。その後、図１３の処理を終了する。一方、ＡＢＳを設定していない場合（ステップＳ１１９、Ｎｏ）、割り当て無線リソース設定部７０４は、図１３の処理を終了する。
【０１４１】
以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１４２】
例えば、割り当て無線リソース設定部７０４は、ピコ基地局６００−１からＡＢＳの割合が０のＡＢＳ設定情報を通知されたら使用を制限する無線リソースの設定を解除していたが、使用を制限する無線リソースの設定を開始してから所定の時間が経過したら無線リソースの制限を解除しても良い。この場合、優先リソース要求部６０６はステップＳ４０３の処理を省略できるため、本実施の形態と比較して、ピコ基地局６００−１の処理負荷を軽減できる。更に、マクロ基地局７００−１が使用を制限する無線リソースを設定する場合のみピコ基地局６００−１はＡＢＳ設定情報を通知すればよいため、本実施の形態と比較して、通信回線ＮＷを介した基地局間のシグナリング量を抑制できる。  
【０１４３】
また、本実施形態では、使用を制限する無線リソースの設定としてＡＢＳを設定していたが、第３の実施形態と同様、各端末３００−Ｍ１に対して、割り当て可能な帯域をシステム帯域からピコ基地局６００−１の優先帯域を除いた帯域に設定することもできる。この場合、優先リソース要求部６０６は、第３の実施形態のマクロ基地局５００−１の割り当て無線リソース設定部５０４と同様の方法で、ピコ基地局６００−１の優先帯域となるＲＢ数を計算し、計算結果をマクロ基地局７００−１に通知する。計算結果の通知にはＲＮＴＰを用いる。ＲＮＴＰは、優先帯域として要求するＲＢ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｂｌｏｃｋ）では１に設定し、優先帯域として要求しないＲＢでは０に設定する。ＲＢは無線帯域の割り当て単位である周波数ブロックを表す。  
【０１４４】
また、本発明はマクロ基地局の通信エリア内に複数のピコ基地局が配置された場合でも適用できる。この場合、割り当て無線リソース設定部７０４は、通信エリア内の全ピコ基地局数に対するＡＢＳの割合が０より大きいＡＢＳ設定情報を通知したピコ基地局数の割合を計算し、その割合が割合のしきい値以上の場合のみ、ＡＢＳの割合が０より大きい中で、最も小さいＡＢＳの割合のＡＢＳ設定情報に従ってＡＢＳを設定する。或いは、複数のＡＢＳ設定情報の中から、ＡＢＳが重複するＳｕｂｆｒａｍｅだけＡＢＳを設定することもできる。
【０１４５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【０１４６】
上述の実施の形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではなく、端末もしくは基地局における処理を、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【０１４７】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１４８】
この出願は、２０１２年１１月９日に出願された日本出願特願２０１２−２４６９６２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１４９】
１０  無線通信システム  
１００−１、１００−２、６００−１  ピコ基地局  
２００−１、２００−２，４００−１，５００−１，７００−１  マクロ基地局  
３００−Ｐ１−１、３００−Ｐ１−２、３００−Ｐ２−１、３００−Ｐ２−２、３００−Ｍ１−１、３００−Ｍ１−２、３００−Ｍ２−１、３００−Ｍ２−２  端末  
１０１、２０１  基地局動作部  
１０２、２０２  リファレンス信号生成部  
１０３、２０３  負荷測定部  
１０４、２０５  送信バッファ  
１０５、２０６  スケジューラ  
６０６  優先リソース要求部  
２０４、４０４，５０４，７０４  割り当て無線リソース設定部  
３０１  端末動作部  
３０２  通信路品質測定部  
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年4月8日(2015.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２５】
第１通信エリアと通信エリアが隣接または一部を包括する第２通信エリア内の端末との間で無線通信を行う基地局のコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記第２通信エリアの負荷を測定するステップと、
前記第１通信エリアを管理する他の基地局から通知される前記第１通信エリアの負荷を用いて、前記第１通信エリアの第１の遅延指標を計算するステップと、
前記第２通信エリアの負荷を用いて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースを設定した場合の前記第２通信エリアの第２の遅延指標を計算するステップと、
前記第１の遅延指標と前記第２の遅延指標とに基づいて、前記第２通信エリアにおいて使用を制限する無線リソースの割合を計算するステップと、をコンピュータに実行させるプログラム。
【国際調査報告】
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