(57)【要約】  フェムトセルユーザのスループットを確保しつつ、フェムトセル近傍のマクロセルユーザに与える干渉と、フェムトセル近傍の隣接フェムトセルユーザに与える干渉をバランス良く低減する無線通信基地局装置及び総送信電力制御方法を提供する。受信電力測定部（２１４）は、ＣＰＩＣＨの受信電力を測定し、セル種別判定部（２１６）は、受信信号がマクロ基地局からの信号かフェムト基地局からの信号か判定する。下り総送信電力設定部（２１７）は、マクロ基地局からの信号を受信する場合、最も強いＣＰＩＣＨ受信電力値に基づいて、第１段階の干渉制御を実行し、フェムト基地局（１１０）の下り総送信電力の暫定値を算出する。また、下り総送信電力設定部（２１７）は、周辺フェムト基地局からの信号を受信する場合、最も強いＣＰＩＣＨ受信電力値に基づいて、干渉制御第２段階用の固定の電力制御幅内で第２段階の干渉制御を実行し、最終的な下り総送信電力値を算出する。
2010061628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下り共通パイロット信号の受信強度を測定する測定手段と、
受信した前記下り共通パイロット信号がマクロ基地局から送信された信号か周辺フェムト基地局から送信された信号かを判定する判定手段と、
前記下り共通パイロット信号が前記マクロ基地局から送信された信号と判定された場合、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に応じて、下り総送信電力を制御する第１電力制御と、測定された前記下り共通パイロット信号が前記フェムト基地局から送信された信号と判定された場合、前記第１電力制御の結果及び前記フェムト基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に基づいて、下り総送信電力を制御する第２電力制御とを行う電力制御手段と、
を具備する無線通信基地局装置。
【請求項２】
前記電力制御手段は、前記第１電力制御により下り総送信電力の暫定値を算出し、算出した前記暫定値を基準とする制御幅内で前記第２電力制御を行う請求項１に記載の無線通信基地局装置。
【請求項３】
前記電力制御手段は、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に応じて、前記制御幅を設定する請求項２に記載の無線通信基地局装置。
【請求項４】
前記電力制御手段は、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に基づいて、前記第２電力制御の制御関数を決定する請求項２に記載の無線通信基地局装置。
【請求項５】
前記電力制御手段は、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に基づいて、前記第２電力制御の実施の有無を決定する請求項２に記載の無線通信基地局装置。
【請求項６】
配下のユーザから報告された受信品質情報を復号する復号手段を具備し、
前記電力制御手段は、前記受信品質情報に基づいて、前記ユーザにおける過剰な受信品質を求め、求めた過剰な受信品質に相当する分の下り総送信電力を低減する請求項１に記載の無線通信基地局装置。
【請求項７】
前記電力制御手段は、前記受信品質情報に基づいて、前記ユーザのＳＩＲ値を算出し、前記ユーザのデータレートが最大となる所要ＳＩＲ値と算出した前記ＳＩＲ値とから、前記ユーザにおける過剰なＳＩＲ値を算出し、算出した過剰なＳＩＲ値に相当する分の下り総送信電力を低減する請求項６に記載の無線通信基地局装置。
【請求項８】
前記電力制御手段は、過剰なＳＩＲ値に相当する分の下り総送信電力を低減した結果、設定可能な下り総送信電力の下限値より小さくなる場合、下り総送信電力を設定可能な下限値に設定する請求項７に記載の無線通信基地局装置。
【請求項９】
前記電力制御手段は、前記ユーザが複数存在する場合、ユーザ毎のＳＩＲ値のうち最小のＳＩＲ値に基づいて、下り総送信電力を低減する請求項６に記載の無線通信基地局装置。
【請求項１０】
前記電力制御手段は、前記ユーザのＣＱＩ値がＣＱＩテーブル内の最大ＣＱＩ値を所定回数以上連続する場合、下り総送信電力を所定の値低減する請求項６に記載の無線通信基地局装置。
【請求項１１】
前記電力制御手段は、前記ユーザが複数存在する場合、ユーザ毎のＣＱＩ値のうち最小のＣＱＩ値に基づいて、下り総送信電力を所定の値低減する請求項１０に記載の無線通信基地局装置。
【請求項１２】
前記電力制御手段は、前記ユーザが全て圏外になった場合、前記下り総送信電力制御手段で算出した下り総送信電力に再設定する請求項６に記載の無線通信基地局装置。
【請求項１３】
下り共通パイロット信号の受信強度を測定する測定工程と、
受信した前記下り共通パイロット信号がマクロ基地局から送信された信号か周辺フェムト基地局から送信された信号かを判定する判定工程と、
前記下り共通パイロット信号が前記マクロ基地局から送信された信号と判定された場合、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に応じて、下り総送信電力を制御する第１電力制御と、測定された前記下り共通パイロット信号が前記フェムト基地局から送信された信号と判定された場合、前記第１電力制御の結果及び前記フェムト基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に基づいて、下り総送信電力を制御する第２電力制御とを行う電力制御工程と、
を具備する総送信電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接セルへの干渉を低減する無線通信基地局装置及び総送信電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＣＤＭＡ(Wideband Code Division Multiple Access)に代表されるセルラーシステムに超小型無線基地局装置（以下、「フェムト基地局（ＨＮＢ：Home Node B）」と呼ぶ）を導入する検討が盛んに行われている。比較的伝搬環境の悪い一般家庭やオフィス等の建物内へフェムト基地局を設置することにより、半径数十メートル程度のエリアをカバーし、フェムトセル設置エリア内の無線伝送高速化が期待されている。【０００３】
既存のセルラーシステムは、都市部では、全運用周波数バンドを使用していることが想定されるため、フェムト基地局専用周波数バンドの確保は困難であり、フェムト基地局は既存マクロ基地局と周波数共用での導入が有力である。また、フェムト基地局設置者のみがそのフェムト基地局を使って通信が行えるＣＳＧ(Closed Subscriber Group)によるアクセス制限機能をサポートする見込みである。【０００４】
これらの条件に基づいて、フェムト基地局を既存のセルラーシステムに導入すると、フェムト基地局から既存マクロセルユーザ（ＭＵＥ：Macro User Equipment）、あるいは、既存マクロ基地局からフェムトセルユーザ（ＨＵＥ：Home User Equipment）に与える下り回線の相互干渉が問題となる。特に、基地局が最大電力で下り回線の送信を行うＨＳＤＰＡ（High Speed Data Packet Access）伝送における干渉問題は深刻である。マクロ基地局近くに設置されるフェムト基地局のユーザは、マクロ基地局から大きな干渉を受ける。一方、マクロ基地局のセルエッジ付近に設置されるフェムト基地局の近くに位置するマクロセルユーザは、フェムト基地局から大きな干渉を受ける。【０００５】
非特許文献１には、セルラーシステム内に設置するフェムト基地局における下り回線の干渉制御方法が開示されている。以下、この干渉制御方法について図１を用いて説明する。図１は、マクロ基地局のカバーエリア内にフェムト基地局が設置された無線システムの構成を示す。【０００６】
非特許文献１に開示の干渉制御方法では、図１に示すように、各フェムト基地局２０−１、２０−２がマクロ基地局１０から送信された共通パイロット信号（ＣＰＩＣＨ：Common Pilot Channel）の受信電力強度を測定することにより、マクロ基地局１０及びフェムト基地局２０−１間の電波伝搬損（パスロス＋シャドウイング）、またマクロ基地局１０及びフェムト基地局２０−２間の電波伝搬損を算出する。そして、図２に示すフェムト基地局２０−１またはフェムト基地局２０−２の下り総送信電力決定関数に従って、マクロ基地局１０及びフェムト基地局２０−１間の伝搬損、またマクロ基地局１０及びフェムト基地局２０−２間の伝搬損から各フェムト基地局の下り総送信電力を決定する。この方法によれば、フェムト基地局は、マクロ基地局に近いほどフェムト基地局の送信電力を上げ、マクロ基地局に遠いほどフェムト基地局の下り送信電力を下げる制御を行う。【０００７】
次に、非特許文献１に開示の干渉制御の動作手順について図３を用いて説明する。図３において、ステップＳＴ３１では、周辺セルサーチを開始する。周辺セルサーチは、同期チャネルの相関演算の結果、相関値が所定の閾値を超えるタイミングに周辺セルが存在すると判断する。【０００８】
ステップＳＴ３２では、検出したセルのＣＰＩＣＨの受信電力を測定し、ステップＳＴ３３では、検出したセルのスクランブリングコードを同定し、報知情報（ＢＣＨ）を復号する。【０００９】
ステップＳＴ３４では、復号した報知情報から当該検出セルの送信電力値を取得し、取得した送信電力値が所定の閾値以上の場合は、検出したセルはマクロセルであると判定してステップＳＴ３５に移行し、取得した送信電力値が所定の閾値未満の場合は、検出したセルはフェムトセルであると判定してステップＳＴ３６に移行する。【００１０】
ステップＳＴ３５では、検出したマクロセルの中で受信電力値が、保持している最大値を越える場合は最大値を更新し、受信電力が最も強いマクロ基地局及びその受信電力値を保持する。【００１１】
ステップＳＴ３６では、同期チャネルの相関演算の結果が所定の閾値を超える全てのタイミングについて、ステップＳＴ３２〜ステップＳＴ３５の処理が完了したか判定し、全て完了した場合は周辺セルサーチを完了する。全て完了していない場合は、引き続き周辺セルサーチを繰り返し実行する。【００１２】
ステップＳＴ３７では、測定した周辺マクロセルの最も強いＣＰＩＣＨ受信電力値に基づいて、下り総送信電力の設定値を算出する。具体的には、図２に示したように、フェムト基地局が送信可能な電力値の上限値（Ｐｍａｘ１）と下限値（Ｐｍｉｎ１）の範囲内で、ＣＰＩＣＨ受信電力が大きいほど下り総送信電力値を高く設定し、ＣＰＩＣＨ受信電力が小さいほど下り総送信電力値を低く設定する。【００１３】
このようにフェムト基地局の下り総送信電力制御を行うことにより、次のような効果が得られる。すなわち、マクロ基地局近傍においてマクロ基地局から大きな干渉を受けていたフェムトセルユーザにとっての所望波電力が引き上げられるため、フェムトセルユーザのＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を改善できる。また、マクロセルエッジではフェムト基地局から大きな干渉を受けていたマクロセルユーザにとっての干渉波電力が引き下げられるため、マクロセルユーザのＳＩＲを改善できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】3GPP TSG RAN Working Group 4, R4-071540 (2007-10) “LTE Home Node B downlink simulation results with flexible Home Node B power”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記非特許文献１に開示の干渉制御技術によれば、マクロセル内におけるフェムト基地局の設置に応じて、マクロ基地局からの干渉に耐え、あるいは、マクロセルユーザへの干渉量を低減することができる。しかしながら、フェムト基地局の近傍に別のフェムト基地局が設置されると、マクロセル及びフェムトセル間干渉よりもフェムトセル及び隣接フェムトセル間干渉が大きくなる場合がある。この場合、上記非特許文献１に開示の技術では、フェムトセル及び隣接フェムトセル間干渉を低減することができず、自局のフェムトセルユーザあるいは隣接フェムト基地局のフェムトセルユーザ（隣接フェムトセルユーザ）のスループットが劣化してしまうという問題がある。【００１６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、フェムトセルユーザのスループットを確保しつつ、フェムトセル近傍のマクロセルユーザに与える干渉と、フェムトセル近傍の隣接フェムトセルユーザに与える干渉をバランス良く低減する無線通信基地局装置及び総送信電力制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の無線通信基地局装置は、下り共通パイロット信号の受信強度を測定する測定手段と、受信した前記下り共通パイロット信号がマクロ基地局から送信された信号か周辺フェムト基地局から送信された信号かを判定する判定手段と、前記下り共通パイロット信号が前記マクロ基地局から送信された信号と判定された場合、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に応じて、下り総送信電力を制御する第１電力制御と、測定された前記下り共通パイロット信号が前記フェムト基地局から送信された信号と判定された場合、前記第１電力制御の結果及び前記フェムト基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に基づいて、下り総送信電力を制御する第２電力制御とを行う電力制御手段と、を具備する構成を採る。【００１８】
本発明の総送信電力制御方法は、下り共通パイロット信号の受信強度を測定する測定工程と、受信した前記下り共通パイロット信号がマクロ基地局から送信された信号か周辺フェムト基地局から送信された信号かを判定する判定工程と、前記下り共通パイロット信号が前記マクロ基地局から送信された信号と判定された場合、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に応じて、下り総送信電力を制御する第１電力制御と、測定された前記下り共通パイロット信号が前記フェムト基地局から送信された信号と判定された場合、前記第１電力制御の結果及び前記フェムト基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に基づいて、下り総送信電力を制御する第２電力制御とを行う電力制御工程と、を具備するようにした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フェムトセルユーザのスループットを確保しつつ、フェムトセル近傍のマクロセルユーザに与える干渉と、フェムトセル近傍の隣接フェムトセルユーザに与える干渉をバランス良く低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】マクロ基地局のカバーエリア内にフェムト基地局が設置された無線システムの構成を示す図
【図２】フェムト基地局の下り総送信電力決定関数を示す図
【図３】非特許文献１に開示の干渉制御の動作手順を示すフロー図
【図４】本発明の実施の形態１に係るセルラーシステムにおけるセル構成の例を示す図
【図５】図４に示したフェムト基地局構成を示すブロック図
【図６】図５に示した下り総送信電力設定部における送信電力設定方法の説明に供する図
【図７】図５に示した干渉制御部の干渉制御手順を示すフロー図
【図８】図５に示した下り総送信電力設定部における第２段階用の電力制御幅設定方法の説明に供する図
【図９】本発明の実施の形態２に係るフェムト基地局の構成を示すブロック図
【図１０】図９に示した干渉制御部の干渉制御手順を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。ただし、実施の形態において、同一機能を有する構成には、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１に係るセルラーシステムにおけるセル構成の例を示す。図４は、マクロ基地局１００によって形成されるマクロセル１０１内にフェムト基地局１１０とフェムト基地局１１０の近傍にフェムト基地局１２０が設置されている場合を示す。
【００２３】
フェムト基地局１１０はフェムトセル１１１を形成し、フェムトセル１１１内ではフェムト基地局１１０に接続可能なフェムトセルユーザ１１２がフェムト基地局１１０と通信を行う。同様に、フェムト基地局１２０はフェムトセル１２１を形成し、フェムトセル１２１内ではフェムト基地局１２０に接続可能なフェムトセルユーザ１２２がフェムト基地局１２０と通信を行う。
【００２４】
図５は、図４に示したフェムト基地局１１０の構成を示すブロック図である。図５に示すフェムト基地局１１０は、アンテナ２１０と、受信部２１１と、干渉制御部２１５と、送信部２１８とを有する。受信部２１１は、復調部２１２と、復号部２１３と、受信電力測定部２１４とを有する。また、干渉制御部２１５は、セル種別判定部２１６と、下り総送信電力設定部２１７とを有する。
【００２５】
復調部２１２は、アンテナ２１０を介して受信した信号に所定の復調を行い、復調した信号を復号部２１３と受信電力測定部２１４とに出力する。復号部２１３は、復調部２１２から出力された信号に対して、逆拡散や誤り訂正復号など所定の復号を行う。フェムト基地局１１０が干渉制御を行う際には、復号部２１３は、マクロ基地局あるいは周辺フェムト基地局からの報知情報（ＢＣＨ：Broadcast Channel）を復号し、復号データを干渉制御部２１５内のセル種別判定部２１６に出力する。受信電力測定部２１４は、復調部２１２から出力された信号を用いて、ＣＰＩＣＨの受信電力を測定し、測定値を干渉制御部２１５内の下り総送信電力設定部２１７に出力する。
【００２６】
セル種別判定部２１６は、復号部２１３から出力された報知情報に含まれる送信電力値を参照し、この送信電力値が所定の閾値を超えている場合にマクロ基地局からの信号を受信していると判定する。一方、この送信電力値が所定の閾値未満の場合に隣接フェムト基地局からの信号を受信していると判定する。セル種別判定部２１６は、セル種別判定結果を下り総送信電力設定部２１７に出力する。
【００２７】
下り総送信電力設定部２１７は、セル種別判定部２１６から出力されたセル種別判定結果がマクロ基地局を示す場合、受信電力測定部２１４から出力されたＣＰＩＣＨ受信電力値のうち最も強いＣＰＩＣＨ受信電力値に基づいて、図６（ａ）に示す干渉制御第１段階を実行し、フェムト基地局１１０の下り総送信電力の暫定値（Ｐｔｍｐ）を算出する。また、下り総送信電力設定部２１７は、干渉制御第２段階用の固定の電力制御幅を設定する。
【００２８】
一方、下り総送信電力設定部２１７は、セル種別判定部２１６から出力されたセル種別判定結果が周辺フェムト基地局を示す場合、受信電力測定部２１４から出力されたＣＰＩＣＨ受信電力値のうち最も強いＣＰＩＣＨ受信電力値に基づいて、図６（ｂ）に示す干渉制御第２段階を所定の電力制御幅内（Ｐｍｉｎ２〜Ｐｍａｘ２）で実行し、最終的なフェムト基地局下り総送信電力値（ＰＨＮＢ）を算出する。算出されたフェムト基地局下り総送信電力値は送信部２１８に出力される。
【００２９】
なお、前記電力設定幅は、マクロセル内におけるフェムト基地局の設置位置に基づいて決定してもよい。すなわち、マクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力に基づいて、第２段階用の電力設定幅を算出する。また、マクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力に基づいて、第１段階と第２段階の順序を逆にして下り総送信電力を算出してもよい。
【００３０】
また、フェムト基地局の設置位置がマクロセルエリア外の時、干渉制御第１段階実施時にはマクロセルを検出できないが、この場合は干渉制御第１段階で用いていた電力制御幅内（Ｐｍｉｎ1〜Ｐｍａｘ1）で干渉制御第２段階を実施する。さらに、周辺フェムト基地局も検出できない時は干渉制御を行わず、フェムト基地局は最大総送信電力（Ｐｍａｘ２）で送信する。
【００３１】
次に、上述した干渉制御部２１５の干渉制御手順について図７を用いて説明する。図７において、ステップＳＴ３０１では、周辺セルサーチを開始し、ステップＳＴ３０２では、検出したセルのＣＰＩＣＨの受信電力を測定する。
【００３２】
ステップＳＴ３０３では、検出したセルのスクランブリングコード同定を行い、報知情報（ＢＣＨ）を復号する。
【００３３】
ステップＳＴ３０４では、復号した報知情報から当該検出セルの送信電力値を取得し、取得した送信電力値が所定の閾値以上の場合は、検出したセルはマクロセルであると判定し、ステップＳＴ３０５に移行する。また、取得した送信電力値が所定の閾値未満の場合は、検出したセルはフェムトセルであると判定し、ステップＳＴ３０６に移行する。
【００３４】
ステップＳＴ３０５では、検出したマクロセルの中で受信電力値が、保持している最大値を越える場合は最大値を更新し、受信電力が最も強いマクロ基地局及びその受信電力値を保持する。
【００３５】
ステップＳＴ３０６では、検出した周辺フェムトセルの中で受信電力値が、保持している最大値を越える場合は最大値を更新し、受信電力が最も強いフェムト基地局及びその受信電力値を保持する。
【００３６】
ステップＳＴ３０７では、同期チャネルの相関演算の結果が所定の閾値を超える全てのタイミングについて、ステップＳＴ３０２〜ステップＳＴ３０６の処理が完了したか判定し、全て完了した場合は周辺セルサーチを終了する。全て完了していない場合は、引き続き周辺セルサーチを繰り返し実行する。なお、周辺セルサーチは、同期チャネルの相関演算値が高いタイミングから順に行い、少なくとも１つ以上のマクロセル及びフェムトセルを検出した時点で周辺セルサーチを終了してもよい。
【００３７】
ステップＳＴ３０８では、測定した周辺マクロセルのＣＰＩＣＨの最大受信電力値に基づいて、下り総送信電力の暫定値を算出する。具体的には、図６に示したように、フェムト基地局が送信可能な電力値の上限値（Ｐｍａｘ１）と下限値（Ｐｍｉｎ１）の範囲内で、ＣＰＩＣＨ受信電力値が大きいほど下り総送信電力暫定値を高く設定し、ＣＰＩＣＨ受信電力値が小さいほど下り総送信電力暫定値を低く設定する。
【００３８】
ステップＳＴ３０９では、ステップＳＴ３０１〜ステップＳＴ３０７の周辺セルサーチ処理時に周辺フェムトセルを検出できたか判定する。周辺フェムトセルを検出できていた場合はステップＳＴ３１０に移行し、周辺フェムトセルを検出できていない場合はステップＳＴ３０８で算出した下り総送信電力暫定値をフェムト基地局の下り総送信電力値に設定し、干渉制御手順を終了する。
【００３９】
ステップＳＴ３１０では、干渉制御第２段階用の電力制御幅を設定する。例えば、図６に示したように、ステップＳＴ３０８で算出した下り総送信電力暫定値を中心に固定の電力制御幅を設定し、干渉制御第２段階用の上限値（Ｐｍａｘ２）と下限値（Ｐｍｉｎ２）を設定すればよい。
【００４０】
なお、マクロセル内におけるフェムト基地局の設置位置に応じて、電力制御幅を決定してもよい。すなわち、ステップＳＴ３０５において保持したマクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力値に基づいて、第２段階用の電力制御幅を算出する。例えば、図８に示すように、マクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力値が小さい時（閾値ＴＨｍｉｎ１未満の場合）はマクロ基地局のセルエッジ付近にフェムトセルが設置されていると判断し、第２段階用の電力制御幅を大きく設定する。また、マクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力値が大きくなるにつれて、第２段階用の電力制御幅を小さく設定する。さらに、マクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力値が大きい時（閾値ＴＨｍａｘ１を越える場合）はマクロ基地局の近傍にフェムトセルが設置されていると判断し、第２段階用の電力制御幅を０ｄＢ、つまり、第２段階を行わないように設定にしてもよい。
【００４１】
ステップＳＴ３１１では、干渉制御の２段階目であるフェムト基地局間の干渉制御を行う。具体的には、図６に示したように、第１段階で設定された電力制御幅内において、測定した周辺フェムトセルのＣＰＩＣＨの最大受信電力値に基づいて、下り総送信電力値を算出する。ＣＰＩＣＨ受信電力値が大きいほど下り総送信電力値を高く設定し、ＣＰＩＣＨ受信電力値が小さいほど下り総送信電力値を低く設定する。
【００４２】
なお、隣接フェムトセルのＣＰＩＣＨ受信電力値が小さすぎる場合は、２段階目の干渉制御を実施しないようにしてもよい。具体的には、隣接フェムトセルのＣＰＩＣＨ受信電力値が所定の閾値を超えるか否かで判定し、閾値を超える場合は２段階目を実施し、閾値を超えない場合は２段階目を省略する。
【００４３】
また、図６に示した第２段階用の電力閾値（ＴＨｍａｘ２とＴＨｍｉｎ２）をマクロセル内におけるフェムト基地局設置位置に応じて設定してもよい。すなわち、ステップＳＴ３０５にて保持されている周辺マクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力値に応じて第２段階用の電力閾値を設定する。ステップＳＴ３１１で算出する下り総送信電力値をフェムト基地局の下り送信用の電力値に設定する。
【００４４】
このように実施の形態１によれば、マクロセル及びフェムトセル間の干渉制御を第１段階とし、フェムトセル及び周辺フェムトセル間の干渉制御を第２段階とし、第１段階の干渉制御を最適に行える下り総送信電力値から大きくずれることなく、第２段階の干渉制御を行うことにより、マクロセルユーザと隣接フェムトセルユーザへの干渉量をバランス良く低減しつつ、自フェムトセルユーザのスループットを確保することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
フェムト基地局による送信電力制御は、各フェムトセルユーザの代理としてマクロ基地局の測定をフェムト基地局に行ってもらった上でフェムト基地局下り総送信電力を決定しているので、各フェムトセルユーザにとって最適な送信電力に設定されているとは限らない。例えば、フェムトセルユーザにとって最大伝送レートが適用される環境にもかかわらず、フェムト基地局が過剰に下り送信電力を設定することもある。このような場合は、フェムト基地局近傍のマクロセルユーザに余分な干渉を与えてしまうという問題がある。
【００４６】
そこで、本発明の実施の形態２では、実施の形態１で説明した干渉制御方法に加え、フェムトセルユーザが測定する受信品質に基づいて、フェムトセルの下り総送信電力を補正する場合について説明する。
【００４７】
図９は、本発明の実施の形態２に係るフェムト基地局４１０の構成を示すブロック図である。ただし、図９が図５と異なる点は、復調部２１２を復調部４１２に変更し、復号部２１３を復号部４１３に変更し、下り総送信電力設定部２１７を下り総送信電力設定部４１７に変更し、ＳＩＲ算出部４１６を追加した点である。これに伴い、受信部２１１を受信部４１１に変更し、干渉制御部２１５を干渉制御部４１５に変更した。
【００４８】
復調部４１２は、周辺セル測定モードにおいて、アンテナ２１０を介して受信した信号に所定の復調を行い、復調した信号を復号部４１３と受信電力測定部２１４とに出力する。また、復調部４１２は、フェムトセルユーザからの報告待ち受けモードにおいて、アンテナ２１０を介して受信した信号に所定の復調を行い、復調した信号を復号部４１３に出力する。
【００４９】
復号部４１３は、復調部４１２から出力された信号に対して、逆拡散や誤り訂正復号など所定の復号を行う。復号部４１３は、周辺セル測定モードにおいて、マクロ基地局あるいは周辺フェムト基地局からの報知情報を復号し、復号データを干渉制御部４１５内のセル種別判定部２１６に出力する。また、復号部４１３は、フェムトセルユーザからの報告待ち受けモードにおいて、フェムトセルユーザから報告されるＲＳＣＰ（Received Signal Code Power）及びＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）情報を復号し、復号データを干渉制御部４１５内のＳＩＲ算出部４１６に出力する。
【００５０】
ＳＩＲ算出部４１６は、復号部４１３から出力されたフェムトセルユーザ毎のＲＳＣＰ及びＲＳＳＩ情報に基づいて、ユーザ毎のＳＩＲを算出し、ＳＩＲ算出結果を下り総送信電力設定部４１７に出力する。
【００５１】
下り総送信電力設定部４１７は、実施の形態１と同様、セル種別判定結果と測定受信電力値に基づいて、２段階干渉制御を実施する。さらに、ＳＩＲ算出部４１６から出力されたユーザ毎のＳＩＲに基づいて、複数ユーザのＳＩＲのうち最小ＳＩＲ値を判定する。判定した最小ＳＩＲ値がデータレートを決定するＣＱＩ（Channel Quality Indicator）テーブルの最大データレートに必要なＳＩＲを超えている場合、過剰分のＳＩＲ値を算出し、フェムト基地局送信電力の下限値を超えない範囲で下り総送信電力を低減する。判定した最小ＳＩＲ値がＣＱＩテーブルの最大データレートに必要なＳＩＲを超えていない場合は、セル種別判定結果と測定受信電力値に基づいて、下り総送信電力値を設定する。
【００５２】
なお、ユーザ毎のＳＩＲの代わりに、各ユーザから報告されるＣＱＩ値に基づいて、フェムト基地局の総送信電力を低減してもよい。具体的には、各ユーザから報告されるＣＱＩが、所定の回数以上連続してＣＱＩテーブルの最大値である場合に、下り総送信電力値をデクリメントする。
【００５３】
次に、上述した干渉制御部４１５の干渉制御手順について図１０を用いて説明する。ただし、図１０において、図７と共通する部分には図７と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５４】
図１０において、ステップＳＴ５０１では、自セル内のフェムトセルユーザの受信品質測定結果を取得し、ステップＳＴ５０２では、自セル内のフェムトセルユーザが報告してきたＲＳＣＰとＲＳＳＩに基づいて、ＳＩＲを算出する。具体的には、ＳＩＲ＝（ＲＳＣＰ／ＲＳＳＩ）×ＳＦで算出する。なお、ＳＦはＣＰＩＣＨの拡散率（Spreading Factor）である。
【００５５】
ステップＳＴ５０３では、ステップＳＴ５０１〜ステップＳＴ５０４の繰り返しループの中で最小のＳＩＲ値か否かを判定し、最小ＳＩＲ値である場合は保持している最小ＳＩＲ値を更新する。
【００５６】
ステップＳＴ５０４では、全ユーザ分の処理が完了したか判定し、完了した場合はステップＳＴ５０５に移行し、完了していない場合はステップＳＴ５０１〜ステップＳＴ５０４の処理を繰り返す。
【００５７】
ステップＳＴ５０５では、各ＣＱＩ値に必要な高速データ伝送用チャネルのＨＳ−ＰＤＳＣＨ（High Speed - Physical Data Shared Channel）の所要ＳＩＲをＣＰＩＣＨのＳＩＲに換算し、最大ＣＱＩに必要なＣＰＩＣＨのＳＩＲ値（ＳＩＲｍａｘ＿ＣＱＩ）とステップＳＴ５０３で保持していた最小ＳＩＲ値（ＳＩＲｍｉｎ）を比較する。最小ＳＩＲ値が最大ＣＱＩに必要なＣＰＩＣＨのＳＩＲ値より大きい場合はステップＳＴ５０６に移行し、小さい場合は処理を終了する。なお、ステップＳＴ５０３で保持していた最小ＳＩＲ値をＨＳ−ＰＤＳＣＨのＳＩＲに換算し、最大ＣＱＩに必要なＨＳ−ＰＤＳＣＨの所要ＳＩＲ値と比較を行ってもよい。また、ＣＰＩＣＨのＳＩＲからＨＳ−ＰＤＳＣＨのＳＩＲの換算あるいはＨＳ−ＰＤＳＣＨのＳＩＲ値からＣＰＩＣＨのＳＩＲ値の換算は、ＣＰＩＣＨ及びＨＳ−ＰＤＳＣＨの拡散率比と、割当電力比とに基づいて算出できる。
【００５８】
ステップＳＴ５０６では、フェムト基地局の過剰送信電力値を算出する。具体的には、過剰送信電力Δ＝ＳＩＲｍｉｎ−ＳＩＲｍａｘ＿ＣＱＩを削減する。ただし、この削減はフェムト基地局の下限値Ｐｍｉｎ１を下回らない範囲で行う。すわなち、ＰＨＮＢ−Δがフェムト基地局の下限値Ｐｍｉｎ１よりも小さくなる場合は下限値Ｐｍｉｎ１をフェムト基地局の下り総送信電力に設定し、ＰＨＮＢ−Δがフェムト基地局の下限値Ｐｍｉｎ１よりも大きい場合はＰＨＮＢ−Δをフェムト基地局の下り総送信電力に設定する。なお、フェムトセルユーザが全てフェムト基地局の圏外になった場合、本実施の形態に基づいて補正して設定したフェムト基地局の下り総送信電力は、実施の形態１で説明した干渉制御方法に基づく設定、すなわち、セル種別判定結果と測定受信電力値とに基づく２段階干渉制御による算出値に設定する。
【００５９】
このように実施の形態２によれば、自フェムト基地局の過剰な送信電力を削減することにより、自フェムトセルユーザのスループットを劣化させない範囲でフェムト基地局自身の下り総送信電力を低減することができるので、フェムト基地局近傍に位置するマクロセルユーザ及び周辺フェムトセルユーザへ与える干渉を低減しつつ、自フェムトセルユーザのスループットを確保することができる。
【００６０】
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、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【００６１】
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、一部又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。
【００６２】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又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）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【００６３】
さらには、半導体技術の進歩又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。
【００６４】
２００８年１１月２８日出願の特願２００８−３０４６６１の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明にかかる無線通信基地局装置及び総送信電力制御方法は、セルラーシステムに導入するフェムト基地局装置として有用である。
【図１】
2010061628.tif 000003
【図２】
2010061628.tif 000004
【図３】
2010061628.tif 000005
【図４】
2010061628.tif 000006
【図５】
2010061628.tif 000007
【図６】
2010061628.tif 000008
【図７】
2010061628.tif 000009
【図８】
2010061628.tif 000010
【図９】
2010061628.tif 000011
【図１０】
2010061628.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月28日(2011.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接セルへの干渉を低減する無線通信基地局装置及び総送信電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＣＤＭＡ(Wideband Code Division Multiple Access)に代表されるセルラーシステムに超小型無線基地局装置（以下、「フェムト基地局（ＨＮＢ：Home Node B）」と呼ぶ）を導入する検討が盛んに行われている。比較的伝搬環境の悪い一般家庭やオフィス等の建物内へフェムト基地局を設置することにより、半径数十メートル程度のエリアをカバーし、フェムトセル設置エリア内の無線伝送高速化が期待されている。
【０００３】
既存のセルラーシステムは、都市部では、全運用周波数バンドを使用していることが想定されるため、フェムト基地局専用周波数バンドの確保は困難であり、フェムト基地局は既存マクロ基地局と周波数共用での導入が有力である。また、フェムト基地局設置者のみがそのフェムト基地局を使って通信が行えるＣＳＧ(Closed Subscriber Group)によるアクセス制限機能をサポートする見込みである。
【０００４】
これらの条件に基づいて、フェムト基地局を既存のセルラーシステムに導入すると、フェムト基地局から既存マクロセルユーザ（ＭＵＥ：Macro User Equipment）、あるいは、既存マクロ基地局からフェムトセルユーザ（ＨＵＥ：Home User Equipment）に与える下り回線の相互干渉が問題となる。特に、基地局が最大電力で下り回線の送信を行うＨＳＤＰＡ（High Speed Data Packet Access）伝送における干渉問題は深刻である。マクロ基地局近くに設置されるフェムト基地局のユーザは、マクロ基地局から大きな干渉を受ける。一方、マクロ基地局のセルエッジ付近に設置されるフェムト基地局の近くに位置するマクロセルユーザは、フェムト基地局から大きな干渉を受ける。
【０００５】
非特許文献１には、セルラーシステム内に設置するフェムト基地局における下り回線の干渉制御方法が開示されている。以下、この干渉制御方法について図１を用いて説明する。図１は、マクロ基地局のカバーエリア内にフェムト基地局が設置された無線システムの構成を示す。
【０００６】
非特許文献１に開示の干渉制御方法では、図１に示すように、各フェムト基地局２０−１、２０−２がマクロ基地局１０から送信された共通パイロット信号（ＣＰＩＣＨ：Common Pilot Channel）の受信電力強度を測定することにより、マクロ基地局１０及びフェムト基地局２０−１間の電波伝搬損（パスロス＋シャドウイング）、またマクロ基地局１０及びフェムト基地局２０−２間の電波伝搬損を算出する。そして、図２に示すフェムト基地局２０−１またはフェムト基地局２０−２の下り総送信電力決定関数に従って、マクロ基地局１０及びフェムト基地局２０−１間の伝搬損、またマクロ基地局１０及びフェムト基地局２０−２間の伝搬損から各フェムト基地局の下り総送信電力を決定する。この方法によれば、フェムト基地局は、マクロ基地局に近いほどフェムト基地局の送信電力を上げ、マクロ基地局に遠いほどフェムト基地局の下り送信電力を下げる制御を行う。
【０００７】
次に、非特許文献１に開示の干渉制御の動作手順について図３を用いて説明する。図３において、ステップＳＴ３１では、周辺セルサーチを開始する。周辺セルサーチは、同期チャネルの相関演算の結果、相関値が所定の閾値を超えるタイミングに周辺セルが存在すると判断する。
【０００８】
ステップＳＴ３２では、検出したセルのＣＰＩＣＨの受信電力を測定し、ステップＳＴ３３では、検出したセルのスクランブリングコードを同定し、報知情報（ＢＣＨ）を復号する。
【０００９】
ステップＳＴ３４では、復号した報知情報から当該検出セルの送信電力値を取得し、取得した送信電力値が所定の閾値以上の場合は、検出したセルはマクロセルであると判定してステップＳＴ３５に移行し、取得した送信電力値が所定の閾値未満の場合は、検出したセルはフェムトセルであると判定してステップＳＴ３６に移行する。
【００１０】
ステップＳＴ３５では、検出したマクロセルの中で受信電力値が、保持している最大値を越える場合は最大値を更新し、受信電力が最も強いマクロ基地局及びその受信電力値を保持する。
【００１１】
ステップＳＴ３６では、同期チャネルの相関演算の結果が所定の閾値を超える全てのタイミングについて、ステップＳＴ３２〜ステップＳＴ３５の処理が完了したか判定し、全て完了した場合は周辺セルサーチを完了する。全て完了していない場合は、引き続き周辺セルサーチを繰り返し実行する。
【００１２】
ステップＳＴ３７では、測定した周辺マクロセルの最も強いＣＰＩＣＨ受信電力値に基づいて、下り総送信電力の設定値を算出する。具体的には、図２に示したように、フェムト基地局が送信可能な電力値の上限値（Ｐｍａｘ１）と下限値（Ｐｍｉｎ１）の範囲内で、ＣＰＩＣＨ受信電力が大きいほど下り総送信電力値を高く設定し、ＣＰＩＣＨ受信電力が小さいほど下り総送信電力値を低く設定する。
【００１３】
このようにフェムト基地局の下り総送信電力制御を行うことにより、次のような効果が得られる。すなわち、マクロ基地局近傍においてマクロ基地局から大きな干渉を受けていたフェムトセルユーザにとっての所望波電力が引き上げられるため、フェムトセルユーザのＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を改善できる。また、マクロセルエッジではフェムト基地局から大きな干渉を受けていたマクロセルユーザにとっての干渉波電力が引き下げられるため、マクロセルユーザのＳＩＲを改善できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】3GPP TSG RAN Working Group 4, R4-071540 (2007-10) “LTE Home Node B downlink simulation results with flexible Home Node B power”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記非特許文献１に開示の干渉制御技術によれば、マクロセル内におけるフェムト基地局の設置に応じて、マクロ基地局からの干渉に耐え、あるいは、マクロセルユーザへの干渉量を低減することができる。しかしながら、フェムト基地局の近傍に別のフェムト基地局が設置されると、マクロセル及びフェムトセル間干渉よりもフェムトセル及び隣接フェムトセル間干渉が大きくなる場合がある。この場合、上記非特許文献１に開示の技術では、フェムトセル及び隣接フェムトセル間干渉を低減することができず、自局のフェムトセルユーザあるいは隣接フェムト基地局のフェムトセルユーザ（隣接フェムトセルユーザ）のスループットが劣化してしまうという問題がある。
【００１６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、フェムトセルユーザのスループットを確保しつつ、フェムトセル近傍のマクロセルユーザに与える干渉と、フェムトセル近傍の隣接フェムトセルユーザに与える干渉をバランス良く低減する無線通信基地局装置及び総
送信電力制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の無線通信基地局装置は、下り共通パイロット信号の受信強度を測定する測定手段と、受信した前記下り共通パイロット信号がマクロ基地局から送信された信号か周辺フェムト基地局から送信された信号かを判定する判定手段と、前記下り共通パイロット信号が前記マクロ基地局から送信された信号と判定された場合、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に応じて、下り総送信電力を制御する第１電力制御と、測定された前記下り共通パイロット信号が前記フェムト基地局から送信された信号と判定された場合、前記第１電力制御の結果及び前記フェムト基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に基づいて、下り総送信電力を制御する第２電力制御とを行う電力制御手段と、を具備する構成を採る。
【００１８】
本発明の総送信電力制御方法は、下り共通パイロット信号の受信強度を測定する測定工程と、受信した前記下り共通パイロット信号がマクロ基地局から送信された信号か周辺フェムト基地局から送信された信号かを判定する判定工程と、前記下り共通パイロット信号が前記マクロ基地局から送信された信号と判定された場合、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に応じて、下り総送信電力を制御する第１電力制御と、測定された前記下り共通パイロット信号が前記フェムト基地局から送信された信号と判定された場合、前記第１電力制御の結果及び前記フェムト基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に基づいて、下り総送信電力を制御する第２電力制御とを行う電力制御工程と、を具備するようにした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フェムトセルユーザのスループットを確保しつつ、フェムトセル近傍のマクロセルユーザに与える干渉と、フェムトセル近傍の隣接フェムトセルユーザに与える干渉をバランス良く低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】マクロ基地局のカバーエリア内にフェムト基地局が設置された無線システムの構成を示す図
【図２】フェムト基地局の下り総送信電力決定関数を示す図
【図３】非特許文献１に開示の干渉制御の動作手順を示すフロー図
【図４】本発明の実施の形態１に係るセルラーシステムにおけるセル構成の例を示す図
【図５】図４に示したフェムト基地局構成を示すブロック図
【図６】図５に示した下り総送信電力設定部における送信電力設定方法の説明に供する図
【図７】図５に示した干渉制御部の干渉制御手順を示すフロー図
【図８】図５に示した下り総送信電力設定部における第２段階用の電力制御幅設定方法の説明に供する図
【図９】本発明の実施の形態２に係るフェムト基地局の構成を示すブロック図
【図１０】図９に示した干渉制御部の干渉制御手順を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。ただし、実施の形態において、同一機能を有する構成には、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１に係るセルラーシステムにおけるセル構成の例を示す。図４は、マクロ基地局１００によって形成されるマクロセル１０１内にフェムト基地局１１０とフェムト基地局１１０の近傍にフェムト基地局１２０が設置されている場合を示す
。
【００２３】
フェムト基地局１１０はフェムトセル１１１を形成し、フェムトセル１１１内ではフェムト基地局１１０に接続可能なフェムトセルユーザ１１２がフェムト基地局１１０と通信を行う。同様に、フェムト基地局１２０はフェムトセル１２１を形成し、フェムトセル１２１内ではフェムト基地局１２０に接続可能なフェムトセルユーザ１２２がフェムト基地局１２０と通信を行う。
【００２４】
図５は、図４に示したフェムト基地局１１０の構成を示すブロック図である。図５に示すフェムト基地局１１０は、アンテナ２１０と、受信部２１１と、干渉制御部２１５と、送信部２１８とを有する。受信部２１１は、復調部２１２と、復号部２１３と、受信電力測定部２１４とを有する。また、干渉制御部２１５は、セル種別判定部２１６と、下り総送信電力設定部２１７とを有する。
【００２５】
復調部２１２は、アンテナ２１０を介して受信した信号に所定の復調を行い、復調した信号を復号部２１３と受信電力測定部２１４とに出力する。復号部２１３は、復調部２１２から出力された信号に対して、逆拡散や誤り訂正復号など所定の復号を行う。フェムト基地局１１０が干渉制御を行う際には、復号部２１３は、マクロ基地局あるいは周辺フェムト基地局からの報知情報（ＢＣＨ：Broadcast Channel）を復号し、復号データを干渉制御部２１５内のセル種別判定部２１６に出力する。受信電力測定部２１４は、復調部２１２から出力された信号を用いて、ＣＰＩＣＨの受信電力を測定し、測定値を干渉制御部２１５内の下り総送信電力設定部２１７に出力する。
【００２６】
セル種別判定部２１６は、復号部２１３から出力された報知情報に含まれる送信電力値を参照し、この送信電力値が所定の閾値を超えている場合にマクロ基地局からの信号を受信していると判定する。一方、この送信電力値が所定の閾値未満の場合に隣接フェムト基地局からの信号を受信していると判定する。セル種別判定部２１６は、セル種別判定結果を下り総送信電力設定部２１７に出力する。
【００２７】
下り総送信電力設定部２１７は、セル種別判定部２１６から出力されたセル種別判定結果がマクロ基地局を示す場合、受信電力測定部２１４から出力されたＣＰＩＣＨ受信電力値のうち最も強いＣＰＩＣＨ受信電力値に基づいて、図６（ａ）に示す干渉制御第１段階を実行し、フェムト基地局１１０の下り総送信電力の暫定値（Ｐｔｍｐ）を算出する。また、下り総送信電力設定部２１７は、干渉制御第２段階用の固定の電力制御幅を設定する。
【００２８】
一方、下り総送信電力設定部２１７は、セル種別判定部２１６から出力されたセル種別判定結果が周辺フェムト基地局を示す場合、受信電力測定部２１４から出力されたＣＰＩＣＨ受信電力値のうち最も強いＣＰＩＣＨ受信電力値に基づいて、図６（ｂ）に示す干渉制御第２段階を所定の電力制御幅内（Ｐｍｉｎ２〜Ｐｍａｘ２）で実行し、最終的なフェムト基地局下り総送信電力値（ＰＨＮＢ）を算出する。算出されたフェムト基地局下り総送信電力値は送信部２１８に出力される。
【００２９】
なお、前記電力設定幅は、マクロセル内におけるフェムト基地局の設置位置に基づいて決定してもよい。すなわち、マクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力に基づいて、第２段階用の電力設定幅を算出する。また、マクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力に基づいて、第１段階と第２段階の順序を逆にして下り総送信電力を算出してもよい。
【００３０】
また、フェムト基地局の設置位置がマクロセルエリア外の時、干渉制御第１段階実施時にはマクロセルを検出できないが、この場合は干渉制御第１段階で用いていた電力制御幅
内（Ｐｍｉｎ1〜Ｐｍａｘ1）で干渉制御第２段階を実施する。さらに、周辺フェムト基地局も検出できない時は干渉制御を行わず、フェムト基地局は最大総送信電力（Ｐｍａｘ２）で送信する。
【００３１】
次に、上述した干渉制御部２１５の干渉制御手順について図７を用いて説明する。図７において、ステップＳＴ３０１では、周辺セルサーチを開始し、ステップＳＴ３０２では、検出したセルのＣＰＩＣＨの受信電力を測定する。
【００３２】
ステップＳＴ３０３では、検出したセルのスクランブリングコード同定を行い、報知情報（ＢＣＨ）を復号する。
【００３３】
ステップＳＴ３０４では、復号した報知情報から当該検出セルの送信電力値を取得し、取得した送信電力値が所定の閾値以上の場合は、検出したセルはマクロセルであると判定し、ステップＳＴ３０５に移行する。また、取得した送信電力値が所定の閾値未満の場合は、検出したセルはフェムトセルであると判定し、ステップＳＴ３０６に移行する。
【００３４】
ステップＳＴ３０５では、検出したマクロセルの中で受信電力値が、保持している最大値を越える場合は最大値を更新し、受信電力が最も強いマクロ基地局及びその受信電力値を保持する。
【００３５】
ステップＳＴ３０６では、検出した周辺フェムトセルの中で受信電力値が、保持している最大値を越える場合は最大値を更新し、受信電力が最も強いフェムト基地局及びその受信電力値を保持する。
【００３６】
ステップＳＴ３０７では、同期チャネルの相関演算の結果が所定の閾値を超える全てのタイミングについて、ステップＳＴ３０２〜ステップＳＴ３０６の処理が完了したか判定し、全て完了した場合は周辺セルサーチを終了する。全て完了していない場合は、引き続き周辺セルサーチを繰り返し実行する。なお、周辺セルサーチは、同期チャネルの相関演算値が高いタイミングから順に行い、少なくとも１つ以上のマクロセル及びフェムトセルを検出した時点で周辺セルサーチを終了してもよい。
【００３７】
ステップＳＴ３０８では、測定した周辺マクロセルのＣＰＩＣＨの最大受信電力値に基づいて、下り総送信電力の暫定値を算出する。具体的には、図６に示したように、フェムト基地局が送信可能な電力値の上限値（Ｐｍａｘ１）と下限値（Ｐｍｉｎ１）の範囲内で、ＣＰＩＣＨ受信電力値が大きいほど下り総送信電力暫定値を高く設定し、ＣＰＩＣＨ受信電力値が小さいほど下り総送信電力暫定値を低く設定する。
【００３８】
ステップＳＴ３０９では、ステップＳＴ３０１〜ステップＳＴ３０７の周辺セルサーチ処理時に周辺フェムトセルを検出できたか判定する。周辺フェムトセルを検出できていた場合はステップＳＴ３１０に移行し、周辺フェムトセルを検出できていない場合はステップＳＴ３０８で算出した下り総送信電力暫定値をフェムト基地局の下り総送信電力値に設定し、干渉制御手順を終了する。
【００３９】
ステップＳＴ３１０では、干渉制御第２段階用の電力制御幅を設定する。例えば、図６に示したように、ステップＳＴ３０８で算出した下り総送信電力暫定値を中心に固定の電力制御幅を設定し、干渉制御第２段階用の上限値（Ｐｍａｘ２）と下限値（Ｐｍｉｎ２）を設定すればよい。
【００４０】
なお、マクロセル内におけるフェムト基地局の設置位置に応じて、電力制御幅を決定してもよい。すなわち、ステップＳＴ３０５において保持したマクロセルのＣＰＩＣＨ受信
電力値に基づいて、第２段階用の電力制御幅を算出する。例えば、図８に示すように、マクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力値が小さい時（閾値ＴＨｍｉｎ１未満の場合）はマクロ基地局のセルエッジ付近にフェムトセルが設置されていると判断し、第２段階用の電力制御幅を大きく設定する。また、マクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力値が大きくなるにつれて、第２段階用の電力制御幅を小さく設定する。さらに、マクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力値が大きい時（閾値ＴＨｍａｘ１を越える場合）はマクロ基地局の近傍にフェムトセルが設置されていると判断し、第２段階用の電力制御幅を０ｄＢ、つまり、第２段階を行わないように設定にしてもよい。
【００４１】
ステップＳＴ３１１では、干渉制御の２段階目であるフェムト基地局間の干渉制御を行う。具体的には、図６に示したように、第１段階で設定された電力制御幅内において、測定した周辺フェムトセルのＣＰＩＣＨの最大受信電力値に基づいて、下り総送信電力値を算出する。ＣＰＩＣＨ受信電力値が大きいほど下り総送信電力値を高く設定し、ＣＰＩＣＨ受信電力値が小さいほど下り総送信電力値を低く設定する。
【００４２】
なお、隣接フェムトセルのＣＰＩＣＨ受信電力値が小さすぎる場合は、２段階目の干渉制御を実施しないようにしてもよい。具体的には、隣接フェムトセルのＣＰＩＣＨ受信電力値が所定の閾値を超えるか否かで判定し、閾値を超える場合は２段階目を実施し、閾値を超えない場合は２段階目を省略する。
【００４３】
また、図６に示した第２段階用の電力閾値（ＴＨｍａｘ２とＴＨｍｉｎ２）をマクロセル内におけるフェムト基地局設置位置に応じて設定してもよい。すなわち、ステップＳＴ３０５にて保持されている周辺マクロセルのＣＰＩＣＨ受信電力値に応じて第２段階用の電力閾値を設定する。ステップＳＴ３１１で算出する下り総送信電力値をフェムト基地局の下り送信用の電力値に設定する。
【００４４】
このように実施の形態１によれば、マクロセル及びフェムトセル間の干渉制御を第１段階とし、フェムトセル及び周辺フェムトセル間の干渉制御を第２段階とし、第１段階の干渉制御を最適に行える下り総送信電力値から大きくずれることなく、第２段階の干渉制御を行うことにより、マクロセルユーザと隣接フェムトセルユーザへの干渉量をバランス良く低減しつつ、自フェムトセルユーザのスループットを確保することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
フェムト基地局による送信電力制御は、各フェムトセルユーザの代理としてマクロ基地局の測定をフェムト基地局に行ってもらった上でフェムト基地局下り総送信電力を決定しているので、各フェムトセルユーザにとって最適な送信電力に設定されているとは限らない。例えば、フェムトセルユーザにとって最大伝送レートが適用される環境にもかかわらず、フェムト基地局が過剰に下り送信電力を設定することもある。このような場合は、フェムト基地局近傍のマクロセルユーザに余分な干渉を与えてしまうという問題がある。
【００４６】
そこで、本発明の実施の形態２では、実施の形態１で説明した干渉制御方法に加え、フェムトセルユーザが測定する受信品質に基づいて、フェムトセルの下り総送信電力を補正する場合について説明する。
【００４７】
図９は、本発明の実施の形態２に係るフェムト基地局４１０の構成を示すブロック図である。ただし、図９が図５と異なる点は、復調部２１２を復調部４１２に変更し、復号部２１３を復号部４１３に変更し、下り総送信電力設定部２１７を下り総送信電力設定部４１７に変更し、ＳＩＲ算出部４１６を追加した点である。これに伴い、受信部２１１を受信部４１１に変更し、干渉制御部２１５を干渉制御部４１５に変更した。
【００４８】
復調部４１２は、周辺セル測定モードにおいて、アンテナ２１０を介して受信した信号に所定の復調を行い、復調した信号を復号部４１３と受信電力測定部２１４とに出力する。また、復調部４１２は、フェムトセルユーザからの報告待ち受けモードにおいて、アンテナ２１０を介して受信した信号に所定の復調を行い、復調した信号を復号部４１３に出力する。
【００４９】
復号部４１３は、復調部４１２から出力された信号に対して、逆拡散や誤り訂正復号など所定の復号を行う。復号部４１３は、周辺セル測定モードにおいて、マクロ基地局あるいは周辺フェムト基地局からの報知情報を復号し、復号データを干渉制御部４１５内のセル種別判定部２１６に出力する。また、復号部４１３は、フェムトセルユーザからの報告待ち受けモードにおいて、フェムトセルユーザから報告されるＲＳＣＰ（Received Signal Code Power）及びＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）情報を復号し、復号データを干渉制御部４１５内のＳＩＲ算出部４１６に出力する。
【００５０】
ＳＩＲ算出部４１６は、復号部４１３から出力されたフェムトセルユーザ毎のＲＳＣＰ及びＲＳＳＩ情報に基づいて、ユーザ毎のＳＩＲを算出し、ＳＩＲ算出結果を下り総送信電力設定部４１７に出力する。
【００５１】
下り総送信電力設定部４１７は、実施の形態１と同様、セル種別判定結果と測定受信電力値に基づいて、２段階干渉制御を実施する。さらに、ＳＩＲ算出部４１６から出力されたユーザ毎のＳＩＲに基づいて、複数ユーザのＳＩＲのうち最小ＳＩＲ値を判定する。判定した最小ＳＩＲ値がデータレートを決定するＣＱＩ（Channel Quality Indicator）テーブルの最大データレートに必要なＳＩＲを超えている場合、過剰分のＳＩＲ値を算出し、フェムト基地局送信電力の下限値を超えない範囲で下り総送信電力を低減する。判定した最小ＳＩＲ値がＣＱＩテーブルの最大データレートに必要なＳＩＲを超えていない場合は、セル種別判定結果と測定受信電力値に基づいて、下り総送信電力値を設定する。
【００５２】
なお、ユーザ毎のＳＩＲの代わりに、各ユーザから報告されるＣＱＩ値に基づいて、フェムト基地局の総送信電力を低減してもよい。具体的には、各ユーザから報告されるＣＱＩが、所定の回数以上連続してＣＱＩテーブルの最大値である場合に、下り総送信電力値をデクリメントする。
【００５３】
次に、上述した干渉制御部４１５の干渉制御手順について図１０を用いて説明する。ただし、図１０において、図７と共通する部分には図７と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５４】
図１０において、ステップＳＴ５０１では、自セル内のフェムトセルユーザの受信品質測定結果を取得し、ステップＳＴ５０２では、自セル内のフェムトセルユーザが報告してきたＲＳＣＰとＲＳＳＩに基づいて、ＳＩＲを算出する。具体的には、ＳＩＲ＝（ＲＳＣＰ／ＲＳＳＩ）×ＳＦで算出する。なお、ＳＦはＣＰＩＣＨの拡散率（Spreading Factor）である。
【００５５】
ステップＳＴ５０３では、ステップＳＴ５０１〜ステップＳＴ５０４の繰り返しループの中で最小のＳＩＲ値か否かを判定し、最小ＳＩＲ値である場合は保持している最小ＳＩＲ値を更新する。
【００５６】
ステップＳＴ５０４では、全ユーザ分の処理が完了したか判定し、完了した場合はステップＳＴ５０５に移行し、完了していない場合はステップＳＴ５０１〜ステップＳＴ５０４の処理を繰り返す。
【００５７】
ステップＳＴ５０５では、各ＣＱＩ値に必要な高速データ伝送用チャネルのＨＳ−ＰＤＳＣＨ（High Speed - Physical Data Shared Channel）の所要ＳＩＲをＣＰＩＣＨのＳＩＲに換算し、最大ＣＱＩに必要なＣＰＩＣＨのＳＩＲ値（ＳＩＲｍａｘ＿ＣＱＩ）とステップＳＴ５０３で保持していた最小ＳＩＲ値（ＳＩＲｍｉｎ）を比較する。最小ＳＩＲ値が最大ＣＱＩに必要なＣＰＩＣＨのＳＩＲ値より大きい場合はステップＳＴ５０６に移行し、小さい場合は処理を終了する。なお、ステップＳＴ５０３で保持していた最小ＳＩＲ値をＨＳ−ＰＤＳＣＨのＳＩＲに換算し、最大ＣＱＩに必要なＨＳ−ＰＤＳＣＨの所要ＳＩＲ値と比較を行ってもよい。また、ＣＰＩＣＨのＳＩＲからＨＳ−ＰＤＳＣＨのＳＩＲの換算あるいはＨＳ−ＰＤＳＣＨのＳＩＲ値からＣＰＩＣＨのＳＩＲ値の換算は、ＣＰＩＣＨ及びＨＳ−ＰＤＳＣＨの拡散率比と、割当電力比とに基づいて算出できる。
【００５８】
ステップＳＴ５０６では、フェムト基地局の過剰送信電力値を算出する。具体的には、過剰送信電力Δ＝ＳＩＲｍｉｎ−ＳＩＲｍａｘ＿ＣＱＩを削減する。ただし、この削減はフェムト基地局の下限値Ｐｍｉｎ１を下回らない範囲で行う。すわなち、ＰＨＮＢ−Δがフェムト基地局の下限値Ｐｍｉｎ１よりも小さくなる場合は下限値Ｐｍｉｎ１をフェムト基地局の下り総送信電力に設定し、ＰＨＮＢ−Δがフェムト基地局の下限値Ｐｍｉｎ１よりも大きい場合はＰＨＮＢ−Δをフェムト基地局の下り総送信電力に設定する。なお、フェムトセルユーザが全てフェムト基地局の圏外になった場合、本実施の形態に基づいて補正して設定したフェムト基地局の下り総送信電力は、実施の形態１で説明した干渉制御方法に基づく設定、すなわち、セル種別判定結果と測定受信電力値とに基づく２段階干渉制御による算出値に設定する。
【００５９】
このように実施の形態２によれば、自フェムト基地局の過剰な送信電力を削減することにより、自フェムトセルユーザのスループットを劣化させない範囲でフェムト基地局自身の下り総送信電力を低減することができるので、フェムト基地局近傍に位置するマクロセルユーザ及び周辺フェムトセルユーザへ与える干渉を低減しつつ、自フェムトセルユーザのスループットを確保することができる。
【００６０】
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、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【００６１】
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、一部又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。
【００６２】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又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）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【００６３】
さらには、半導体技術の進歩又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。
【００６４】
２００８年１１月２８日出願の特願２００８−３０４６６１の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明にかかる無線通信基地局装置及び総送信電力制御方法は、セルラーシステムに導
入するフェムト基地局装置として有用である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下り共通パイロット信号の受信強度を測定する測定手段と、
受信した前記下り共通パイロット信号がマクロ基地局から送信された信号か周辺フェムト基地局から送信された信号かを判定する判定手段と、
前記下り共通パイロット信号が前記マクロ基地局から送信された信号と判定された場合、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に応じて、下り総送信電力を制御する第１電力制御と、測定された前記下り共通パイロット信号が前記フェムト基地局から送信された信号と判定された場合、前記第１電力制御の結果及び前記フェムト基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に基づいて、下り総送信電力を制御する第２電力制御とを行う電力制御手段と、
を具備する無線通信基地局装置。
【請求項２】
前記電力制御手段は、前記第１電力制御により下り総送信電力の暫定値を算出し、算出した前記暫定値を基準とする制御幅内で前記第２電力制御を行う請求項１に記載の無線通信基地局装置。
【請求項３】
前記電力制御手段は、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に応じて、前記制御幅を設定する請求項２に記載の無線通信基地局装置。
【請求項４】
前記電力制御手段は、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に基づいて、前記第２電力制御の制御関数を決定する請求項２に記載の無線通信基地局装置。
【請求項５】
前記電力制御手段は、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に基づいて、前記第２電力制御の実施の有無を決定する請求項２に記載の無線通信基地局装置。
【請求項６】
配下のユーザから報告された受信品質情報を復号する復号手段を具備し、
前記電力制御手段は、前記受信品質情報に基づいて、前記ユーザにおける過剰な受信品質を求め、求めた過剰な受信品質に相当する分の下り総送信電力を低減する請求項１に記載の無線通信基地局装置。
【請求項７】
前記電力制御手段は、前記受信品質情報に基づいて、前記ユーザのＳＩＲ値を算出し、前記ユーザのデータレートが最大となる所要ＳＩＲ値と算出した前記ＳＩＲ値とから、前記ユーザにおける過剰なＳＩＲ値を算出し、算出した過剰なＳＩＲ値に相当する分の下り総送信電力を低減する請求項６に記載の無線通信基地局装置。
【請求項８】
前記電力制御手段は、過剰なＳＩＲ値に相当する分の下り総送信電力を低減した結果、設定可能な下り総送信電力の下限値より小さくなる場合、下り総送信電力を設定可能な下限値に設定する請求項７に記載の無線通信基地局装置。
【請求項９】
前記電力制御手段は、前記ユーザが複数存在する場合、ユーザ毎のＳＩＲ値のうち最小のＳＩＲ値に基づいて、下り総送信電力を低減する請求項６に記載の無線通信基地局装置。
【請求項１０】
前記電力制御手段は、前記ユーザのＣＱＩ値がＣＱＩテーブル内の最大ＣＱＩ値を所定回数以上連続する場合、下り総送信電力を所定の値低減する請求項６に記載の無線通信基地局装置。
【請求項１１】
前記電力制御手段は、前記ユーザが複数存在する場合、ユーザ毎のＣＱＩ値のうち最小のＣＱＩ値に基づいて、下り総送信電力を所定の値低減する請求項１０に記載の無線通信基地局装置。
【請求項１２】
前記電力制御手段は、前記ユーザが全て圏外になった場合、前記下り総送信電力制御手段で算出した下り総送信電力に再設定する請求項６に記載の無線通信基地局装置。
【請求項１３】
下り共通パイロット信号の受信強度を測定する測定工程と、
受信した前記下り共通パイロット信号がマクロ基地局から送信された信号か周辺フェムト基地局から送信された信号かを判定する判定工程と、
前記下り共通パイロット信号が前記マクロ基地局から送信された信号と判定された場合、前記マクロ基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に応じて、下り総送信電力を制御する第１電力制御と、測定された前記下り共通パイロット信号が前記フェムト基地局から送信された信号と判定された場合、前記第１電力制御の結果及び前記フェムト基地局から送信された前記下り共通パイロット信号の受信強度に基づいて、下り総送信電力を制御する第２電力制御とを行う電力制御工程と、
を具備する総送信電力制御方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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