(57)【要約】  第１の基地局（３）は、第１のセル（６）を形成する。複数の第２の基地局（１−１及び１−２）は、第１のセル（６）と少なくとも一部が重なり合う第２のセル（５−１及び５−２）を形成する。供給装置（２０）は、複数の第２のセル（５−１及び５−２）の各々が受ける上り干渉を示す上り干渉指標に基づいて、複数の第２のセル（５−１及び５−２）のうちの対象セル（５−１）が受ける第１の上り干渉と他の第２のセル（５−２）が受ける第２の上り干渉との大きさの違いが反映された干渉パラメータ（ＰＩ）を供給する。制御装置（１０）は、干渉パラメータ（ＰＩ）を用いて対象セル（５−１）に関する上り送信電力制御を行う。
2013108317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のセルを形成する第１の基地局と、
各々が前記第１のセルより小さく且つ前記第１のセルと少なくとも一部が重なり合う複数の第２のセルを形成する複数の第２の基地局と、
各第２のセルが受ける上り干渉を示す指標情報に基づいて、前記複数の第２のセルに含まれる対象セルが受ける第１の上り干渉と前記複数の第２のセルに含まれる他のセルが受ける第２の上り干渉との大きさの違いが反映された干渉パラメータを供給するパラメータ供給手段と、
前記干渉パラメータを用いて、前記対象セルに関する上り送信電力制御を行う制御手段と、
を備える無線通信システム。
【請求項２】
前記干渉パラメータは、前記第１の上り干渉が前記第２の上り干渉より大きい場合に、前記上り送信電力制御によって、前記他のセルが前記第１のセルに与える上り干渉の上限に比べて前記対象セルが前記第１のセルに与える上り干渉の上限が大きくなるように決定される、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記干渉パラメータは、前記第１の上り干渉が前記第２の上り干渉より大きい場合に、前記上り送信電力制御によって、前記他のセルを形成する第２の基地局における上り受信電力に比べて前記対象セルを形成する第２の基地局における上り受信電力が大きくなるように決定される、請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記干渉パラメータは、前記上り送信電力制御によって、前記第１の上り干渉が大きくなるにつれて前記対象セルが前記第１のセルに与える上り干渉の上限が大きくなるように決定される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記干渉パラメータは、前記上り送信電力制御によって、前記第１の上り干渉が大きくなるにつれて前記対象セルを形成する第２の基地局における上り受信電力が大きくなるように決定される、請求項１、２、又は４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記供給手段は、前記対象セルを管理する第２の基地局に対して前記干渉パラメータを通知する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記供給手段は、前記複数の第２の基地局と通信可能な制御装置に配置され、
前記制御手段は、前記複数の第２の基地局の各々に配置される、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記供給手段は、前記複数の第２の基地局のうち少なくとも１つに配置され、
前記制御手段は、前記複数の第２の基地局の各々に配置される、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記制御手段は、（ａ）第１のセルと前記対象セルの間の伝搬損を表す第１の損失パラメータ、（ｂ）前記対象セルを形成する第２の基地局と前記対象セルに属する移動局との間の伝播損を表す第２の損失パラメータ、（ｃ）前記第１の基地局における上り目標受信電力、及び（ｄ）前記第１の基地局の上り通信における品質要求値をさらに用いて、前記上り送信電力制御を行う、請求項１〜８のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記干渉パラメータは、前記第１の上り干渉に関して単調増加する関数として定義された補正パラメータを含み、
前記補正パラメータは、前記複数の第２のセルにわたる和が実質的に一定となるように決定される、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記複数の第２の基地局の数、又は前記複数の第２のセルの数をさらに用いて前記上り送信電力制御を行う、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記上り送信電力制御は、前記対象セルに属する移動局から送信される上り信号の前記対象セルを形成する対象基地局における目標受信電力を調整することを含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記上り送信電力制御は、前記対象セルに属する移動局による上り送信電力の最大値を調整することを含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記上り送信電力制御は、前記対象セルに属する複数の移動局に関する前記目標受信電力の平均値を前記複数の移動局に通知することを含む、請求項１２に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
前記上り送信電力制御は、前記対象セルに属する複数の移動局に関する前記目標受信電力の平均値、及び前記目標受信電力の平均値に対する移動局毎の差分を、前記複数の移動局の各々に通知することを含む、請求項１２に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
前記複数の第２の基地局の各々は、移動局と通信中の基地局である、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１７】
前記指標情報は、Interference over Thermal（IoT）、上り干渉信号の受信電力、又はOverload Indicator（OI）を含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１８】
各第２の基地局は、前記第１の基地局に比べて最大許容送信電力が小さい、前記第１の基地局に比べて通信エリアが狭い、及び予め定められた移動局のみ接続を許可している、のうち少なくとも１つの特徴を有する、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１９】
無線通信システムで使用される送信電力制御装置であって、
前記無線通信システムは、第１のセルを形成する第１の基地局、及び各々が前記第１のセルより小さく且つ前記第１のセルと少なくとも一部が重なり合う複数の第２のセルを形成する複数の第２の基地局を含み、
前記複数の第２のセルに含まれる対象セルが受ける第１の上り干渉と前記複数の第２のセルに含まれる他のセルが受ける第２の上り干渉との大きさの違いが反映された干渉パラメータを用いて、前記対象セルに関する上り送信電力制御を行う制御手段を備える、
送信電力制御装置。
【請求項２０】
前記干渉パラメータは、前記第１の上り干渉が前記第２の上り干渉より大きい場合に、前記上り送信電力制御によって、前記他のセルが前記第１のセルに与える上り干渉の上限に比べて前記対象セルが前記第１のセルに与える上り干渉の上限が大きくなるように決定される、請求項１９に記載の送信電力制御装置。
【請求項２１】
前記干渉パラメータは、前記第１の上り干渉が前記第２の上り干渉より大きい場合に、前記上り送信電力制御によって、前記他のセルを形成する第２の基地局における上り受信電力に比べて前記対象セルを形成する第２の基地局における上り受信電力が大きくなるように決定される、請求項１９又は２０に記載の送信電力制御装置。
【請求項２２】
前記干渉パラメータは、前記上り送信電力制御によって、前記第１の上り干渉が大きくなるにつれて前記対象セルが前記第１のセルに与える上り干渉の上限が大きくなるように決定される、請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の送信電力制御装置。
【請求項２３】
前記干渉パラメータは、前記上り送信電力制御によって、前記第１の上り干渉が大きくなるにつれて前記対象セルを形成する第２の基地局における上り受信電力が大きくなるように決定される、請求項１９、２０、又は２２に記載の送信電力制御装置。
【請求項２４】
前記制御手段は、（ａ）第１のセルと前記対象セルの間の伝搬損を表す第１の損失パラメータ、（ｂ）前記対象セルを形成する第２の基地局と前記対象セルに属する移動局との間の伝播損を表す第２の損失パラメータ、（ｃ）前記第１の基地局における上り目標受信電力、及び（ｄ）前記第１の基地局の上り通信における品質要求値をさらに用いて、前記上り送信電力制御を行う、請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の送信電力制御装置。
【請求項２５】
前記干渉パラメータは、前記第１の上り干渉に関して単調増加する関数として定義された補正パラメータを含み、
前記補正パラメータは、前記複数の第２のセルにわたる和が実質的に一定となるように決定される、
請求項１９〜２４のいずれか１項に記載の送信電力制御装置。
【請求項２６】
前記制御手段は、前記複数の第２の基地局の数、又は前記複数の第２のセルの数をさらに用いて前記上り送信電力制御を行う、請求項１９〜２５のいずれか１項に記載の送信電力制御装置。
【請求項２７】
前記上り送信電力制御は、前記対象セルに属する移動局から送信される上り信号の前記対象セルを形成する対象基地局における目標受信電力を調整することを含む、請求項１９〜２６のいずれか１項に記載の送信電力制御装置。
【請求項２８】
前記上り送信電力制御は、前記対象セルに属する移動局による上り送信電力の最大値を調整することを含む、請求項１９〜２６のいずれか１項に記載の送信電力制御装置。
【請求項２９】
前記上り送信電力制御は、前記対象セルに属する複数の移動局に関する前記目標受信電力の平均値を前記複数の移動局に通知することを含む、請求項２７に記載の送信電力制御装置。
【請求項３０】
前記上り送信電力制御は、前記対象セルに属する複数の移動局に関する前記目標受信電力の平均値、及び前記目標受信電力の平均値に対する移動局毎の差分を、前記複数の移動局の各々に通知することを含む、請求項２７に記載の送信電力制御装置。
【請求項３１】
前記複数の第２の基地局の各々は、移動局と通信中の基地局である、請求項１９〜３０のいずれか１項に記載の送信電力制御装置。
【請求項３２】
請求項１９〜３１のいずれか１項に記載の送信電力制御装置と、
前記対象セルに属する移動局と通信可能な無線通信手段と、
を備える、基地局装置。
【請求項３３】
無線通信システムで使用されるパラメータ供給装置であって、
前記無線通信システムは、
第１のセルを形成する第１の基地局と、
各々が前記第１のセルより小さく且つ前記第１のセルと少なくとも一部が重なり合う複数の第２のセルを形成する複数の第２の基地局と、
前記複数の第２の基地局により形成される複数の第２のセルに含まれる対象セルに関する上り送信電力制御を行う制御手段と、
を含み、
前記パラメータ供給装置は、各第２のセルが受ける上り干渉を示す指標情報に基づいて、前記複数の第２のセルに含まれる対象セルが受ける第１の上り干渉と前記複数の第２のセルに含まれる他のセルが受ける第２の上り干渉との大きさの違いが反映された干渉パラメータを、前記上り送信電力制御のために前記制御手段に供給する手段を備える、
パラメータ供給装置。
【請求項３４】
前記干渉パラメータは、前記第１の上り干渉が前記第２の上り干渉より大きい場合に、前記上り送信電力制御によって、前記他のセルが前記第１のセルに与える上り干渉の上限に比べて前記対象セルが前記第１のセルに与える上り干渉の上限が大きくなるように決定される、請求項３３に記載のパラメータ供給装置。
【請求項３５】
前記干渉パラメータは、前記第１の上り干渉が前記第２の上り干渉より大きい場合に、前記上り送信電力制御によって、前記他のセルを形成する第２の基地局における上り受信電力に比べて前記対象セルを形成する第２の基地局における上り受信電力が大きくなるように決定される、請求項３３又は３４に記載のパラメータ供給装置。
【請求項３６】
前記干渉パラメータは、前記上り送信電力制御によって、前記第１の上り干渉が大きくなるにつれて前記対象セルが前記第１のセルに与える上り干渉の上限が大きくなるように決定される、請求項３３〜３５のいずれか１項に記載のパラメータ供給装置。
【請求項３７】
前記干渉パラメータは、前記上り送信電力制御によって、前記第１の上り干渉が大きくなるにつれて前記対象セルを形成する第２の基地局における上り受信電力が大きくなるように決定される、請求項３３、３４、又は３６に記載のパラメータ供給装置。
【請求項３８】
前記干渉パラメータは、前記第１の上り干渉に関して単調増加する関数として定義された補正パラメータを含み、
前記補正パラメータは、前記複数の第２のセルにわたる和が実質的に一定となるように決定される、
請求項３３〜３７のいずれか１項に記載のパラメータ供給装置。
【請求項３９】
前記指標情報は、Interference over Thermal（IoT）、上り干渉信号の受信電力、又はOverload Indicator（OI）を含む、請求項３３〜３８のいずれか１項に記載のパラメータ供給装置。
【請求項４０】
無線通信システムで使用される送信電力制御方法であって、
前記無線通信システムは、第１のセルを形成する第１の基地局、及び各々が前記第１のセルより小さく且つ前記第１のセルと少なくとも一部が重なり合う複数の第２のセルを形成する複数の第２の基地局を含み、
前記送信電力制御方法は、前記複数の第２のセルに含まれる対象セルが受ける第１の上り干渉と前記複数の第２のセルに含まれる他のセルが受ける第２の上り干渉との大きさの違いが反映された干渉パラメータを用いて、前記対象セルに関する上り送信電力制御を行うことを備える、
送信電力制御方法。
【請求項４１】
前記干渉パラメータは、前記第１の上り干渉が前記第２の上り干渉より大きい場合に、前記上り送信電力制御によって、前記他のセルが前記第１のセルに与える上り干渉の上限に比べて前記対象セルが前記第１のセルに与える上り干渉の上限が大きくなるように決定される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記干渉パラメータは、前記第１の上り干渉が前記第２の上り干渉より大きい場合に、前記上り送信電力制御によって、前記他のセルを形成する第２の基地局における上り受信電力に比べて前記対象セルを形成する第２の基地局における上り受信電力が大きくなるように決定される、請求項４０又は４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記干渉パラメータは、前記上り送信電力制御によって、前記第１の上り干渉が大きくなるにつれて前記対象セルが前記第１のセルに与える上り干渉の上限が大きくなるように決定される、請求項４０〜４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
前記干渉パラメータは、前記上り送信電力制御によって、前記第１の上り干渉が大きくなるにつれて前記対象セルを形成する第２の基地局における上り受信電力が大きくなるように決定される、請求項４０、４１、又は４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記上り送信電力制御を行うことは、（ａ）第１のセルと前記対象セルの間の伝搬損を表す第１の損失パラメータ、（ｂ）前記対象セルを形成する第２の基地局と前記対象セルに属する移動局との間の伝播損を表す第２の損失パラメータ、（ｃ）前記第１の基地局における上り目標受信電力、及び（ｄ）前記第１の基地局の上り通信における品質要求値をさらに用いて、前記上り送信電力制御を行うことを含む、請求項４０〜４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４６】
前記干渉パラメータは、前記第１の上り干渉に関して単調増加する関数として定義された補正パラメータを含み、
前記補正パラメータは、前記複数の第２のセルにわたる和が実質的に一定となるように決定される、
請求項４０〜４５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４７】
前記上り送信電力制御を行うことは、前記複数の第２の基地局の数、又は前記複数の第２のセルの数をさらに用いて前記上り送信電力制御を行うことを含む、請求項４０〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
無線通信システムで使用される送信電力制御方法をコンピュータに行わせるための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、
前記無線通信システムは、第１のセルを形成する第１の基地局、及び各々が前記第１のセルより小さく且つ前記第１のセルと少なくとも一部が重なり合う複数の第２のセルを形成する複数の第２の基地局を含み、
前記送信電力制御方法は、前記複数の第２のセルに含まれる対象セルが受ける第１の上り干渉と前記複数の第２のセルに含まれる他のセルが受ける第２の上り干渉との大きさの違いが反映された干渉パラメータを用いて、前記対象セルに関する上り送信電力制御を行うことを含む、
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、無線通信システムにおける上り送信電力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンの普及等により、モバイルサービスにおけるデータ通信トラヒック量が著しく増加している。また、全データ通信トラヒックの７割は、利用者宅内、小規模オフィス、及び商業施設内などの屋内通信で発生している。このようなトラヒック需要の増大に対応するため、屋内に設置可能な超小型の基地局の開発が進められている。この超小型基地局の送信電力は、屋外に設置されている基地局（以下マクロ基地局と呼ぶ）に比べて小さく、超小型基地局の通信エリア（i.e. セル）は、マクロ基地局に比べて極めて小さい。したがって、この超小型基地局の通信エリアはフェムトセルと呼ばれ、超小型の基地局はフェムトセル基地局と呼ばれている。フェムトセル基地局は、前述の高需要トラヒックを収容できるだけでなく、建物の高層階、地下街等の電波が届きにくい場所にも設置できるので、カバレッジ（所要品質を満たす通信エリア）拡大手段としても注目されている。【０００３】
フェムトセル基地局は、3GPP（3rd Generation Partnership Project）のW-CDMA及びE-UTRA等の携帯電話の無線通信規格、並びにIEEE 802.16m等の無線MAN（Wireless Metropolitan Area Network）の無線通信規格で使用することが検討されている。W-CDMA（Wideband Code Division Multiple Access）規格では、フェムトセル基地局はHome NodeB (HNB)と呼ばれる。また、LTE（Long Term Evolution）とも呼ばれる3GPPのE-UTRA（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）規格では、フェムトセル基地局はHome eNodeB (HeNB)と呼ばれる。フェムトセル基地局は、直接的に又はフェムトGW（ゲートウェイ）を介して、上位ネットワーク（e.g. 通信事業者のコアネットワーク）に接続する。フェムトGWは、W-CDMA規格ではHome NodeB Gateway、E-UTRA規格ではHome eNodeB Gatewayと呼ばれる。【０００４】
なお、本明細書では、フェムトセル基地局に接続して通信を行う移動局を「フェムトセル移動局」と呼び、マクロ基地局に接続して通信を行う移動局を「マクロ移動局」と呼ぶ。【０００５】
フェムトセル基地局がW-CDMAで使用される場合は、上り（アップリンク）と下り（ダウンリンク）において送信電力制御を伴う個別チャネルを用いたデータ送受信や、ダウンリンクにおける共用チャネルを用いたデータ送受信が行われる。また、フェムトセル基地局がE-UTRAで使用される場合は、無線周波数の帯域及び時間が複数のリソースブロック（ＰＲＢ；Physical Resource Block）に分割され、基地局に備えられたスケジューラがPRBの割当を行ない、割り当てられたPRBを用いたデータ送受信が行われる。さらに、フェムトセル基地局がIEEE 802.16mで使用される場合は、通信規格にOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)を採用し無線周波数の帯域をサブキャリアに分割して、基地局に備えられたスケジューラがサブキャリアの割当を行ない、割り当てたサブキャリアを用いたデータ送受信が行われる。なお、サブキャリアを束ねたものが、E-UTRAでいうところのリソースブロックに相当する。【０００６】
また、フェムトセルの運用形態の１つとして、予め登録された移動局のみがフェムトセルに帰属可能な運用形態が知られている。3GPPでは、予め登録された移動局グループはClosed Subscriber Group（CSG）と呼ばれ、CSGに含まれる移動局の帰属のみが許可されるセルはCSGセルと呼ばれる。CSGの場合、移動局がフェムトセル内に位置しているとき、フェムトセル基地局に登録されている移動局はフェムトセル基地局を介してネットワークに接続できる。一方、フェムトセル基地局に登録されていない移動局は、フェムトセル基地局を介してネットワークに接続することができないか、登録されている移動局に比べてフェムトセル基地局との通信が制限される。【０００７】
フェムトセル基地局を利用する場合に想定される干渉シナリオの１つに、フェムトセルがマクロセルに上り干渉を及ぼすシナリオがある。ここで、上り干渉とは、基地局の上り受信（言い換えると移動局の上り送信）が他セルの移動局の上り送信から被る干渉を意味する。つまり、この干渉シナリオでは、フェムトセル移動局の上り送信がマクロ基地局の上り受信（言い換えるとマクロ移動局の上り送信）に及ぼす干渉を対象とする。この干渉シナリオは、フェムトセルとマクロセルの上り周波数帯域が同一であり、フェムトセルがCSGセルであり、かつフェムトセル基地局がマクロ基地局の近くに配置されている場合に特に問題となる。この場合、フェムトセル基地局の近くに位置するマクロ移動局の送信電力が相対的に小さいため、フェムトセル移動局の上り送信がマクロ移動局の上り送信に及ぼす干渉が深刻になる。【０００８】
非特許文献１及び２、並びに特許文献１は、フェムトセルからマクロセルへの上り干渉を抑制するための技術を開示している。非特許文献１及び２は、フェムトセルとマクロセルの間の伝播損を考慮して、フェムトセルの上り送信電力の制御を行うことを開示している。具体的には、非特許文献１は、フェムトセル基地局とマクロ基地局の間の伝播損を測定し、この伝播損が小さいほどフェムトセル移動局の上り送信電力も小さくなるように送信電力制御を行うことを開示している。また、非特許文献２は、フェムトセル移動局とマクロ基地局の間の伝播損を測定し、この伝播損が小さいほどフェムトセル移動局の上り送信電力も小さくなるように送信電力制御を行うことを開示している。ここで、送信電力制御の具体例は、フェムトセル基地局における上り目標受信電力の調整、及びフェムトセル移動局における上り最大送信電力の調整を含む。【０００９】
特許文献１は、マクロセル内に配置されたフェムトセル基地局の数が変化することに着目し、マクロセル内のフェムトセル基地局の数に依らず、マクロセル内に配置された複数のフェムトセルからマクロセルへの上り干渉を抑制することを目的としている。この目的のために、特許文献１は、以下の手法を開示している。すなわち、マクロセル内に配置された複数のフェムトセル基地局のうち通信中のフェムトセル移動局を有するフェムトセル基地局の数を求める。次に、マクロ基地局が受ける全上り干渉量の許容値を、求めたフェムトセル基地局数によって除算することで、フェムトセル基地局１台当たりに許される上り干渉量の上限値Ｉｃａｐを計算する。そして、各フェムトセル基地局は、フェムトセルとマクロセルの間の伝播損ＰＬｕｐを考慮して、マクロセルに与える上り干渉が上限値Ｉｃａｐを超えないように、フェムトセル移動局の最大送信電力ＰＭＡＸを決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−８２６３６号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】J. Gora, K.I. Pedersen, A. Szufarska, S. Strzyz,、"Cell-Specific Uplink Power Control for Heterogeneous Networks in LTE"、Vehicular Technology Conference Fall (VTC 2010-Fall), 2010 IEEE 72nd、6-9 Sept. 2010、[online] ; IEEE Xplore <URL: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5594439>、[retrieved on 9 December 2011]
【非特許文献２】3GPP TR 36.921 V10.0.0 (2011-04)、"Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); FDD Home eNode B (HeNB) Radio Frequency (RF) requirements analysis"、2011年4月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、特許文献１に開示された手法は、マクロセル内に配置され且つ通信中のフェムトセル移動局を有するフェムトセル基地局の数を求め、この数を用いてフェムトセル移動局の上り送信電力を制御する。しかしながら、本件の発明者等は、特許文献１の手法には以下に述べる問題があることを見出した。すなわち、特許文献１は、マクロ基地局における上り干渉の許容量をフェムトセル基地局数で除算し、フェムトセル基地局１台当たりに許される上り干渉量の上限値Ｉｃａｐを各フェムトセル基地局に均等に課している。しかしながら、特許文献１は、複数のフェムトセル基地局が互いに異なる大きさの上り干渉を受けることを考慮していない。【００１３】
フェムトセルが受けている上り干渉を考慮しないことに起因する問題点の１つを以下に説明する。複数のフェムトセル基地局は、一般的に、マクロセル内での設置場所、及び近くに存在しているマクロ移動局の数がそれぞれ異なるから、受けている上り干渉の大きさも互いに異なる。例えば、受けている上り干渉が相対的に小さいフェムトセル基地局は、マクロ基地局から同距離に配置された他のフェムトセル基地局に比べて上り送信電力を低減できる可能性が高い。受けている上り干渉が小さいフェムトセル基地局は、上り送信電力を低下させても他のフェムトセル基地局と同程度の上り通信品質を確保できる可能性が高いためである。これに対して、受けている上り干渉が相対的に大きいフェムトセル基地局は、他のフェムトセル基地局と均等に課された上り干渉量の上限値Ｉｃａｐに従って上り送信電力を低減することで、必要な上り通信品質を確保できなくなるおそれがある。【００１４】
なお、非特許文献１及び２は、フェムトセルとマクロセルの間の伝播損を考慮してフェムトセルの上り送信電力を制御することを開示しているのみである。つまり、非特許文献１及び２に記載された上り送信電力制御も、フェムトセルが受けている上り干渉を直接的に考慮するものではない。【００１５】
上述した特許文献１の問題は、マクロセル及びフェムトセルを利用する環境に限らず、複数の小規模セルが大規模セルと重なり合って配置された環境において一般的に発生し得る。このような環境は、階層化セル構造（Hierarchical Cell Structure（HCS））、又はHeterogeneous Network（HetNet）と呼ばれている。【００１６】
本発明は、発明者等によって得られた上述の知見に基づいてなされたものである。すなわち、本発明は、複数の小規模セルが大規模セルと重なり合って配置された環境において、大規模セルへの上り干渉の抑制に起因して小規模セルの上り通信品質が過度に低下することの防止に寄与できる無線通信システム、送信電力制御装置、基地局装置、パラメータ供給装置、送信電力制御方法、及びプログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の態様は、無線通信システムを含む。当該無線通信システムは、第１の基地局、複数の第２の基地局、パラメータ供給装置、及び制御装置を含む。前記第１の基地局は、第１のセルを形成する。前記複数の第２の基地局は、各々が前記第１のセルより小さく且つ前記第１のセルと少なくとも一部が重なり合う複数の第２のセルを形成する。前記パラメータ供給装置は、各第２のセルが受ける上り干渉を示す指標情報に基づいて、前記複数の第２のセルに含まれる対象セルが受ける第１の上り干渉と前記複数の第２のセルに含まれる他のセルが受ける第２の上り干渉との大きさの違いが反映された干渉パラメータを供給する。前記制御装置は、前記干渉パラメータを用いて、前記対象セルに関する上り送信電力制御を行う。【００１８】
本発明の第２の態様は、無線通信システムで使用される送信電力制御装置を含む。前記無線通信システムは、第１のセルを形成する第１の基地局、及び各々が前記第１のセルより小さく且つ前記第１のセルと少なくとも一部が重なり合う複数の第２のセルを形成する複数の第２の基地局を含む。そして、前記送信電力制御装置は、前記複数の第２のセルに含まれる対象セルが受ける第１の上り干渉と前記複数の第２のセルに含まれる他のセルが受ける第２の上り干渉との大きさの違いが反映された干渉パラメータを用いて、前記対象セルに関する上り送信電力制御を行うよう構成されている。【００１９】
本発明の第３の態様は、基地局装置を含む。当該基地局装置は、上述した本発明の第２の態様に係る送信電力制御装置と、前記対象セルに属する移動局と通信可能な無線通信部を有する。【００２０】
本発明の第４の態様は、無線通信システムで使用されるパラメータ供給装置を含む。前記無線通信システムは、第１のセルを形成する第１の基地局と、各々が前記第１のセルより小さく且つ前記第１のセルと少なくとも一部が重なり合う複数の第２のセルを形成する複数の第２の基地局と、前記複数の第２の基地局により形成される複数の第２のセルに含まれる対象セルに関する上り送信電力制御を行う制御装置を有する。そして、前記パラメータ供給装置は、各第２のセルが受ける上り干渉を示す指標情報に基づいて、前記複数の第２のセルに含まれる対象セルが受ける第１の上り干渉と前記複数の第２のセルに含まれる他のセルが受ける第２の上り干渉との大きさの違いが反映された干渉パラメータを、前記上り送信電力制御のために前記制御手段に供給するよう構成されている。【００２１】
本発明の第５の態様は、無線通信システムで使用される送信電力制御方法を含む。前記無線通信システムは、第１のセルを形成する第１の基地局、及び各々が前記第１のセルより小さく且つ前記第１のセルと少なくとも一部が重なり合う複数の第２のセルを形成する複数の第２の基地局を含む。そして、前記送信電力制御方法は、前記複数の第２のセルに含まれる対象セルが受ける第１の上り干渉と前記複数の第２のセルに含まれる他のセルが受ける第２の上り干渉との大きさの違いが反映された干渉パラメータを用いて、前記対象セルに関する上り送信電力制御を行うことを含む。【００２２】
本発明の第６の態様は、上述した本発明の第５の態様に係る送信電力制御方法をコンピュータに行わせるためのプログラムを含む。
【発明の効果】
【００２３】
上述した本発明の各態様によれば、複数の小規模セルが大規模セルと重なり合って配置された環境において、大規模セルへの上り干渉の抑制に起因して小規模セルの上り通信品質が過度に低下することの防止に寄与可能な無線通信システム、送信電力制御装置、基地局装置、パラメータ供給装置、送信電力制御方法、及びプログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムのネットワーク構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの他の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムのさらに他の構成例を示す図である。
【図４】図１〜３に示された送信電力制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】図１〜３に示されたパラメータ供給装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】送信電力制御装置による上り送信電力制御の具体例を示すフローチャートである。
【図７】パラメータ供給装置による干渉パラメータの供給手順の具体例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの構成例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るフェムトセル基地局による上り送信電力制御の具体例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係るフェムトセル移動局の動作の具体例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る管理サーバによる干渉パラメータの供給手順の具体例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る無線通信システムの構成例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係るフェムトセル基地局による上り送信電力制御の具体例を示すフローチャートである。
【図１４Ａ】上り送信電力制御の具体例において考慮されるマクロ基地局が受ける上り干渉を示すグラフである。
【図１４Ｂ】上り送信電力制御の具体例において考慮されるマクロ基地局が受ける上り干渉を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【００２６】
＜発明の実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムのネットワーク構成例を示している。本実施の形態の無線通信システムは、複数のフェムトセル基地局１、及びマクロ基地局３を有する。各フェムトセル基地局１は、フェムトセル５を形成し、フェムトセル移動局２との間で無線通信を行う。マクロ基地局３は、マクロセル６を形成し、マクロ移動局４との間で無線通信を行う。各フェムトセル５は、マクロセル６と少なくとも一部が重なり合っている。
【００２７】
図１の例では、複数のフェムトセル基地局１は、２つのフェムトセル基地局１−１及び１−２を含む。フェムトセル基地局１−１及び１−２は、フェムトセル５−１及び５−２をそれぞれ形成する。フェムトセル５−１及び５−２は、マクロセル６と少なくとも一部が重なり合っている。フェムトセル基地局１−１は、フェムトセル５−１内においてフェムトセル移動局２−１との間で無線通信を行う。同様に、フェムトセル基地局１−２は、フェムトセル５−２内においてフェムトセル移動局２−２との間で無線通信を行う。
【００２８】
既に述べた通り、マクロセル６と重なり合うフェムトセル５−１及び５−２は、マクロセル６に対して上り干渉を及ぼす。つまり、フェムトセル移動局２−１及び２−２の上り送信は、マクロ基地局３の上り受信（言い換えるとマクロ移動局４の上り送信）に干渉を及ぼす。フェムトセル５からマクロセル６への上り干渉を抑制するために、送信電力制御装置１０は、フェムトセル５の上り送信電力制御（上りＴＰＣ（Transmission Power Control））を行う。ここでは、送信電力制御装置１０による制御対象セルがフェムトセル５−１であるとして説明する。なお、送信電力制御装置１０は、複数のフェムトセル５（例えばセル５−１及び５−２）の上り送信電力を制御するように構成されてもよい。また、複数のフェムトセル５の上り送信電力制御を行うために、フェムトセル５毎に別個の送信電力制御装置１０を配置してもよい。
【００２９】
送信電力制御装置１０は、非特許文献１及び２に記載された手法と同様に、フェムトセル５−１とマクロセル６の間の伝播損ＬＭを考慮して、上り送信電力制御を行なってもよい。伝播損ＬＭとしては、フェムトセル移動局２−１とマクロ基地局３の間の伝播損を用いてもよいし、フェムトセル基地局１−１とマクロ基地局３の間の伝播損を用いてもよい。具体的に述べると、送信電力制御装置１０は、伝播損ＬＭが小さいほどフェムトセル移動局２−１の送信電力を小さくするように送信電力制御を行えばよい。
【００３０】
フェムトセル移動局２−１の送信電力を調整するための制御方法には、様々なバリエーションが存在する。具体的には、W-CDMA、E-UTRA、IEEE 802.16m等で規定されている上り送信電力制御方式にしたがって、フェムトセル移動局２−１の上り送信電力を調整すればよい。例えば、送信電力制御装置１０は、フェムトセル基地局１−１における上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈを調整してもよい。この場合、フェムトセル移動局２−１からの上り信号の受信電力が上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈに近づくようにフェムトセル基地局１−１がフェムトセル移動局２−１の送信電力を制御する。例えば、フェムトセル基地局１−１は、上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈをフェムトセル移動局２−１に通知してもよい。また、フェムトセル基地局１−１は、いわゆるクローズドループ送信電力制御によって、上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈに近づくように送信電力の増加又は減少をフェムトセル移動局２−１に指示してもよい。また、送信電力制御装置１０は、上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈに代えて、フェムトセル移動局２−１の最大送信電力ＰＭＡＸ，Ｈを調整してもよい。
【００３１】
さらに、送信電力制御装置１０は、フェムトセル５−１の上り送信電力制御において、干渉パラメータＰＩを用いる。干渉パラメータＰＩは、複数のフェムトセル５（ここではセル５−１及び５−２）に含まれる対象セル（セル５−１）が受ける上り干渉と他のセル（セル５−２）が受ける上り干渉との大きさの違いが反映されている。ここで、対象セル（セル５−１）が受ける上り干渉は、フェムトセル基地局１−１による上り受信が対象セル（セル５−１）の近くに位置するマクロ移動局４による上り送信から受ける干渉である。また、他のセル（セル５−２）が受ける上り干渉とは、フェムトセル基地局１−２による上り受信が他のセル（セル５−２）の近くに位置するマクロ移動局４による上り送信から受ける干渉である。
【００３２】
干渉パラメータＰＩは、対象セル（セル５−１）が受けている上り干渉量に応じて定まる。したがって、一般的に、受けている上り干渉量が異なるフェムトセル間では、干渉パラメータＰＩは異なる値となる。干渉パラメータＰＩは、フェムトセル移動局２−１の上り送信電力の制御に利用される何らかのパラメータを補正するために使用される。例えば、干渉パラメータＰＩは、フェムトセル基地局１−１における上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈを補正する補正パラメータとして定義されてもよい。また、干渉パラメータＰＩは、フェムトセル移動局２−１の最大送信電力ＰＭＡＸ，Ｈを補正する補正パラメータとして定義されてもよい。
【００３３】
つまり、本実施の形態は、干渉パラメータＰＩを用いることによって、各フェムトセル５がマクロセル６に与える上り干渉量の上限値を、複数のフェムトセル５の間で共通とするのではなく、フェムトセル５が受けている上り干渉の大きさによってフェムトセル５毎に定めることができる。具体的には、本実施の形態は、相対的に大きな上り干渉を受けているフェムトセル５については、当該フェムトセル５がマクロセル６に及ぼす上り干渉量の上限値を上げる（つまり緩和する）。反対に、相対的に小さい上り干渉しか受けていないフェムトセル５については、当該フェムトセル５がマクロセル６に及ぼす上り干渉量の上限値を下げる（つまり厳しくする）。
【００３４】
例えば、送信電力制御装置１０は、対象セル（セル５−１）及び他のセル（セル５−２）が共にマクロ基地局３からの伝播損が同一となる場所に配置されている場合であっても、受けている上り干渉の大きさの違いに応じて、対象セル（セル５−１）がマクロセル６に与える上り干渉の上限と、他のセル（セル５−２）がマクロセル６に与える上り干渉の上限とに差を設けるようにすればよい。具体的に述べると、対象セル（セル５−１）が受ける上り干渉が他のセル（セル５−２）が受ける上り干渉より大きい場合に、他のセル（セル５−２）がマクロセル６に与える上り干渉の上限に比べて対象セル（セル５−１）がマクロセル６に与える上り干渉の上限が大きくなるように、フェムトセル移動局２−１の上り送信電力制御を行う。言い換えると、この場合に、対象セル（セル５−１）に対する干渉パラメータＰＩは、送信電力制御装置１０による上り送信電力制御によって、他のセル（セル５−２）がマクロセル６に与える上り干渉の上限に比べて対象セル（セル５−１）がマクロセル６に与える上り干渉の上限が大きくなるように決定される。
【００３５】
また、例えば、対象セル（セル５−１）及び他のセル（セル５−２）が共にマクロ基地局３からの伝播損が同一となる場所に配置されている場合であっても、受けている上り干渉の大きさの違いに応じて、フェムトセル基地局１−１における上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈと、フェムトセル基地局１−２における上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈとに差を設けるようにしてもよい。具体的に述べると、対象セル（セル５−１）が受ける上り干渉が他のセル（セル５−２）が受ける上り干渉より大きい場合に、送信電力制御装置１０は、他のセル（セル５−２）のフェムトセル基地局１−２における上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈに比べて対象セル（セル５−１）のフェムトセル基地局１−１における上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈが大きくなるように決定してもよい。言い換えると、この場合に、対象セル（セル５−１）に対する干渉パラメータＰＩは、送信電力制御装置１０による上り送信電力制御によって、他のセル（セル５−２）のフェムトセル基地局１−２における上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈに比べて対象セル（セル５−１）のフェムトセル基地局１−１における上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈが大きくなるように決定される。
【００３６】
パラメータ供給装置２０は、複数のフェムトセル５（複数のフェムトセル基地局１）の各々から各フェムトセル５（各フェムトセル基地局１）が受けている上り干渉の大きさを示す指標（以下、上り干渉指標）を受信する。そして、パラメータ供給装置２０は、受信した各フェムトセル５の上り干渉指標に基づいて干渉パラメータＰＩを生成し、生成したパラメータＰＩを対象フェムトセル５−１の上り送信電力制御のために送信電力制御装置１０に供給する。なお、パラメータ供給装置２０は、複数のフェムトセル５の上り送信電力制御のために、複数の送信電力制御装置１０の各々に対して干渉パラメータＰＩを供給してもよい。
【００３７】
パラメータ供給装置２０によって収集される上り干渉指標は、各フェムトセル５が受けている上り干渉の大きさを表すものであればよい。例えば、上り干渉指標は、上り干渉電力、Interference over Thermal（ＩｏＴ）、又はOverload Indicator（ＯＩ）を含む。ここで、上り干渉電力は、フェムトセル基地局１が周辺セルに属する移動局から受信する上り干渉信号の受信電力である。ＩｏＴ[dB]は、上り干渉電力の熱雑音電力に対する相対値である。また、ＯＩは、ＬＴＥにおいて定義・使用されている上り干渉電力の大きさを表す指標である。
【００３８】
特許文献１に関して既に述べた通り、対象セル５−１の上り送信電力制御において、通信中のフェムトセル移動局２を有するフェムトセル基地局１の数を考慮するのでは十分ではない。これに対して、本実施の形態に係る送信電力制御装置１０は、対象のフェムトセル５−１における上り送信電力制御のために、干渉パラメータＰＩを用いる。干渉パラメータＰＩは、複数のフェムトセル５（ここではセル５−１及び５−２）に含まれる対象セル（セル５−１）が受ける上り干渉と他のセル（セル５−２）が受ける上り干渉との大きさの違いを反映している。
【００３９】
複数のフェムトセル基地局１は、一般的に、マクロセル６内での設置場所、及び近くに存在しているマクロ移動局４の数がそれぞれ異なるから、受けている上り干渉の大きさも互いに異なる。例えば、受けている上り干渉が相対的に小さいフェムトセル基地局１は、マクロ基地局から同距離に配置された他のフェムトセル基地局１に比べて上り送信電力を低減できる可能性が高い。受けている上り干渉が小さいフェムトセル基地局１は、上り送信電力を低下させても他のフェムトセル基地局１と同程度の上り通信品質を確保できる可能性が高いためである。これに対して、受けている上り干渉が相対的に大きいフェムトセル基地局１は、他のフェムトセル基地局１と均等に課された上り干渉量の上限値Ｉｃａｐに従って上り送信電力を低減することで、必要な上り通信品質を確保できなくなるおそれがある。しかしながら、本実施の形態における上り送信電力制御は、複数のフェムトセル５が受けている上り干渉の大きさの違いを考慮し、マクロセル６への上り干渉の抑制のために課される制限の程度をフェムトセル５毎に変えることができる。マクロセル６への上り干渉の抑制のために課される制限とは、例えば、フェムトセル５からマクロセル６への上り干渉の上限値の低減、フェムトセル基地局１における上り目標受信電力の低減、又はフェムトセル移動局２の最大送信電力の低減、である。
【００４０】
ところで、送信電力制御装置１０及びパラメータ供給装置２０の配置は、ネットワークアーキテクチャの設計思想に基づいて、又は無線通信規格に応じて、適宜決定されるものである。例えば、図２に示すように、送信電力制御装置１０は、フェムトセル基地局１と一体的に配置されてもよい。また、パラメータ供給装置２０は、上位ネットワーク１５０を介して複数のフェムトセル基地局１と通信可能な管理サーバ１５１に配置されてもよい。上位ネットワーク１５０は、例えば、通信事業者の無線アクセスネットワーク及びコアネットワーク、ＩＰ（Internet Protocol）専用線、公衆インターネットを含む。
【００４１】
また、図３に示すように、送信電力制御装置１０及びパラメータ供給装置２０は共に、フェムトセル基地局１と一体的に配置されてもよい。また、送信電力制御装置１０が有する機能は、無線通信システム内に分離して配置されてもよい。例えば、送信電力制御装置１０による上り送信電力制御の機能は、フェムトセル移動局２、フェムトセル基地局１、及び上位ネットワーク１５０内の制御装置（e.g. ＲＮＣ（Radio Network Controller））によって実現されてもよい。
【００４２】
さらに、送信電力制御装置１０は、フェムトセル移動局２−１に配置されてもよい。この場合、フェムトセル移動局２−１は、フェムトセル基地局１−１又は管理サーバ１５１から干渉パラメータＰＩを受信し、パラメータＰＩを用いて自身の上り送信電力を補正すればよい。
【００４３】
以下では、送信電力制御装置１０及びパラメータ供給装置２０の構成及び動作の具体例について詳しく説明する。図４は、送信電力制御装置１０の構成例を示すブロック図である。図４において、送信電力制御装置１０は、上り送信電力制御部１１を含む。上り送信電力制御部１１は、パラメータ供給装置２０から干渉パラメータＰＩを受信する。そして、上り送信電力制御部１１は、パラメータＰＩを用いて、対象のフェムトセル５に属するフェムトセル移動局２の上り送信電力制御を行う。上り送信電力制御は、例えば、フェムトセル基地局１における上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈの調整、又はフェムトセル移動局２−１の最大送信電力ＰＭＡＸ，Ｈの調整を含む。
【００４４】
図５は、パラメータ供給装置２０の構成例を示すブロック図である。図５において、パラメータ供給装置２０は、干渉パラメータ生成部２１および干渉パラメータ送信部２２を含む。干渉パラメータ生成部２１は、複数のフェムトセル５の各々の上り干渉指標を収集する。そして、干渉パラメータ生成部２１は、受信した複数の上り干渉指標の大小関係を考慮して対象セル（ここではセル５−１）に関する干渉パラメータＰＩを生成する。各フェムトセル５の上り干渉指標は、例えば、フェムトセル基地局１、又はＲＮＣ等の制御装置から干渉パラメータ生成部２１に送られる。干渉パラメータ送信部２２は、生成された干渉パラメータＰＩを送信電力制御装置１０に供給する。
【００４５】
図６は、送信電力制御装置１０による上り送信電力制御の具体例を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、送信電力制御装置１０は、パラメータ供給装置２０から干渉パラメータＰＩを受信する。干渉パラメータＰＩは、対象フェムトセル（セル５−１）が受ける上り干渉と他フェムトセル（セル５−２）が受ける上り干渉との大きさの違いが反映されたパラメータである。ステップＳ１２では、送信電力制御装置１０は、干渉パラメータＰＩを用いて、対象のフェムトセル５に関する上り送信電力制御を実施する。
【００４６】
図７は、パラメータ供給装置２０の動作を示すフローチャートである。ステップＳ２１では、パラメータ供給装置２０は、複数のフェムトセル５の各々の上り干渉指標を受信する。ステップＳ２２では、パラメータ供給装置２０は、受信した複数の上り干渉指標の大小関係を考慮して対象セル（ここではセル５−１）に関する干渉パラメータＰＩを生成する。ステップＳ２３では、パラメータ供給装置２０は、干渉パラメータＰＩを送信電力制御装置１０に送信する。
【００４７】
＜発明の実施の形態２＞
本実施の形態では、上述した発明の実施の形態１の具体例について説明する。本実施の形態では、ＬＴＥ方式の無線通信システムに関して説明する。また、本実施の形態では、図２の構成例のように、送信電力制御装置１０の機能がフェムトセル基地局１に配置され、パラメータ供給装置２０の機能が管理サーバ１５１に配置された例について説明する。さらに、本実施の形態では、フェムトセル５の上り送信電力制御のために、干渉パラメータＰＩを対象のフェムトセル基地局１−１における上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈに反映させる例について説明する。なお、以下では、フェムトセル基地局１−１における上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉと表記する。添字ｉは、複数のフェムトセル５（複数のフェムトセル基地局１）のｉ番目であることを意味する。具体的には、干渉パラメータＰＩは、上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉに対する"補正パラメータΔｉ"として上り送信電力制御に利用される。
【００４８】
始めに、干渉パラメータＰＩ（ここでは補正パラメータΔｉ）が反映された上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉを生成する方法の具体例について説明する。ここでは、制御対象のフェムトセル基地局１−１を含む複数のフェムトセル基地局１の総数をＮとする。まず、制御対象のフェムトセル基地局１−１の近傍にマクロ移動局４がいると仮定した場合のマクロ移動局４が送信する上りＰＲＢ当たりのＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）の推定値Γ[dB]を定義する。Γは、ΓＭＩＮ以上でなければならないとする。ΓＭＩＮ[dB]は、マクロ移動局４の上り通信品質が所定の品質を満たすために要求されるＳＩＮＲの最小値である。ΓＭＩＮは、予め設定される。
【００４９】
Γを定式化するに当たって、希望波電力（マクロセル６の上り信号電力）と干渉電力を考慮する必要がある。ここでは、干渉電力として、制御対象のフェムトセル基地局１−１に帰属するフェムトセル移動局２−１がマクロ基地局３の上り受信（希望波）に与える干渉電力ＩＨ [dBm]と、マクロセル６内に位置する他のフェムトセル移動局（移動局２−２等）の寄与を考慮する。なお、ＬＴＥでは、１つのマクロセル６内に位置する複数のマクロ移動局４は互いに異なるＰＲＢを使用する。したがって、１つのマクロセル６内に位置する他のマクロ移動局からの干渉は０と仮定できる。また、他のマクロセル内に位置するマクロ移動局及びフェムトセル移動局は、マクロ基地局３から相対的に十分に距離が離れていると仮定し、これらからの干渉はＩＨと比べて無視できると仮定する。この結果、各フェムトセル移動局２−１がマクロ基地局３の上り受信に与える干渉電力を等しくする場合、Γは近似的に以下の式（１）により定義できる。
【数１】
2013108317.tif 000003
ただし、ＳＭ [dBm] は、希望波電力、つまりマクロ基地局３におけるマクロ移動局４からの上り受信電力、である。式（１）では、Ｎ個のフェムトセル５からの全上り干渉電力が１つのフェムトセル５当たりの上り干渉電力ＩＨのＮ倍になると仮定している。なお、式（１）に記載されたＮは、対数表示としている。これにより、同一マクロセル６内に位置する複数のフェムトセル５からの寄与が考慮される。また、熱雑音は無視できると仮定している。
【００５０】
次に、ＳＭ及びＩＨを定式化する。ＬＴＥでは、ＰＲＢ当たりの平均的な上り送信電力ＰＵＬ，ｊ，ｉ [dBm] が以下の式（２）に従うように、上り送信電力制御が実施される。ただし、ｊはＭまたはＨを表す添え字で、それぞれマクロ移動局４又はフェムトセル移動局２に対応する。ＰＭＡＸ，ｊ [dBm] は、上り最大送信電力である。ＰＯ＿ｊ [dBm]は、上り目標受信電力である。Ｌｉ，ｊは、マクロ基地局３とフェムトセル移動局２−１の間の伝播損ＬＭ，ｉ（各フェムトセル当たりフェムトセル移動局が１台である場合を仮定しているので、フェムトセル移動局の添字としてフェムトセルの添字iを用いることとする）、又はフェムトセル基地局１−１とフェムトセル移動局２−１の間の伝搬損ＬＨ，ｉである。なお、ここでは、マクロ移動局４がフェムトセル基地局１−１の近傍に位置すると仮定しているので、マクロ基地局３とマクロ移動局４の間の伝搬損は、マクロ基地局３とフェムトセル移動局２−１の間の伝播損ＬＭ，ｉに等しいと仮定する。αjは、伝搬損ＬＭ，ｉ及びＬＨ，ｉに適用される補正値である。
【数２】
2013108317.tif 000004
【００５１】
式（２）においてＰＵＬ，ｊ，ｉがＰＭＡＸ，ｊに達していない場合を考えると、ＳＭ及びＩＨは以下の式（３−１）及び（３−２）により表すことができる
【数３】
2013108317.tif 000005
【００５２】
式（３−１）では、右辺の第２項までがマクロ移動局４の送信電力に対応する。マクロ移動局４はフェムトセル基地局１−１の近傍に位置すると仮定しているので、マクロ移動局４からマクロ基地局３までの伝搬損は、フェムトセル移動局２−１からマクロ基地局３までの伝搬損ＬＭに等しいと仮定できる。したがって、式（３−１）は、マクロ移動局４の上り信号（送信電力ＰＯ＿Ｍ＋αＭＬＭ，ｉ）が、伝搬損ＬＭ，ｉを受けて、受信電力ＳＭでマクロ基地局３にて受信されることを意味する。一方、式（３−２）では、右辺の第２項までがフェムトセル移動局２−１の送信電力に対応する。したがって、式（３−２）は、フェムトセル移動局２−１の上り信号（送信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉ＋αＨＬＨ，ｉ）が、伝搬損ＬＭ，ｉを受けて、受信電力ＩＨでマクロ基地局３にて受信されることを意味する。
【００５３】
次に、干渉パラメータＰＩとしての補正パラメータΔｉを上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉに加算される例を示す。補正パラメータΔｉが上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉに加算されることによって、フェムトセル移動局２−１がマクロ基地局３に与える干渉電力ＩＨがΔiだけ変化する。また、式（１）の等号が成立する条件は、マクロ基地局３における希望波信号のＳＩＮＲが最小となる状況に対応する。言い換えると、式（１）の等号が成立する条件は、複数のフェムトセル移動局２からの上り干渉電力の合計が上限となる状況に対応する。つまり、この状況では、フェムトセル移動局２−１の送信電力が許容される最大値（ただし、ＰＭＡＸ，ｊとは異なる）となる。したがって、補正パラメータΔｉが加算された干渉電力ＩＨの上限は、以下の式（４）のように表すことができる。
【数４】
2013108317.tif 000006
【００５４】
式（３−１）及び（３−２）を式（４）に代入すると、対象のフェムトセル５−１における上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉは、式（５）のように定式化できる。
【数５】
2013108317.tif 000007
【００５５】
式（５）の右辺の第５項（−１０Ｌｏｇ１０Ｎ）は、全てのフェムトセル５に関して共通的に決まる値であり、複数のフェムトセル５の総数Ｎを考慮して、マクロ基地局３における上り干渉の許容量をＮで除算したことを意味している。つまり、右辺の第５項は、フェムトセル基地局１台当たりに許される上り干渉量の上限を各フェムトセル基地局１に均等に課すことを意味している。しかしながら、式（５）の右辺の第６項（＋Δｉ）は、対象フェムトセル５−１が受けている上り干渉の大きさ、特に、他のフェムトセル（セル５−２等）が受けている上り干渉の大きさとの違いを、考慮して決定される。以下では、Δｉの求め方の具体例を説明する。
【００５６】
Δｉは、以下のようにして求めるとよい。まず、マクロ移動局４の上り通信品質を維持するため、マクロ基地局３が被る全上り干渉電力がΔｉの付加の前後で変化しないようにする。そのために、式（４）のＩＨを複数のフェムトセル基地局１の全てにわたって足し合わせた結果は、Δｉを付加する前の足し合わせ結果と等しくなるようにする。従って、マクロ基地局３が被る全上り干渉電力が不変である場合、以下の式（６）が成立する。
【数６】
2013108317.tif 000008
【００５７】
次に、Δｉは、対象フェムトセル基地局１−１が受けている上り干渉が大きいほど大きくなるように決定される。その理由は、対象フェムトセル基地局１−１が受けている上り干渉が相対的に大きいときは、フェムトセル移動局２−１の上り送信電力をできるだけ大きくすることで対象フェムトセル５−１の上り通信品質を確保できる。一方、対象フェムトセル基地局１−１が受けている上り干渉が相対的に小さいときは、フェムトセル移動局２−１の上り送信電力を小さくしても対象フェムトセル５−１の上り通信品質を確保できるためである。
【００５８】
例えば、Δｉは、対象フェムトセル基地局１−１が受けている上り干渉の大きさを表す上り干渉指標の単調増加関数として定義されてもよい。上り干渉指標がInterference over Thermal（ＩｏＴ）である場合、Δｉは、ＩｏＴＨ，ｉの単調増加関数として定義されてもよい。ここで、ＩｏＴＨ，ｉは、対象フェムトセル基地局１−１が受けているＩｏＴを表す。単調増加関数の具体例として、ＩｏＴＨ，ｉが最小値の０であるときにΔｉが最小値−Δｍａｘとなり、ＩｏＴＨ，ｉが所定の値Ｉｏ以上のときにΔｉが最大値Δｍａｘとなる１次関数を考える。この場合、Δｉは、以下の式（７）のように定式化できる。Δｍａｘは、Ｉｏを所定の値（例えば１０ｄＢ）に設定した上で、式（７）を式（６）に代入することで求められる。ただし、式（７）は一例であり、Δｉが式（６）の関係と単調増加関数であるとの条件を満たせば、Δｉの定式化は任意である。
【数７】
2013108317.tif 000009
【００５９】
式（５）〜（７）を用いることで、マクロセル６と重なり合う複数のフェムトセル５からマクロセル６に及ぼされる上り干渉を一定レベル以下に抑えることができる。さらに、複数のフェムトセル５の各々が受けている上り干渉の大きさの違いを考慮し、受けている上り干渉が相対的に小さいフェムトセル５の上り送信電力を相対的に大きく低減させることができる。反対に、受けている上り干渉が相対的に大きいフェムトセル５の上り送信電力の低減量を相対的に小さくすることができる。したがって、式（５）〜（７）を用いることによって、マクロセル６への上り干渉の抑制に起因してフェムトセル移動局２−１の上り通信品質が過度に低下することを抑制できる。
【００６０】
具体的には、式（５）〜（７）を用いると、マクロ基地局３における全上り干渉の上限値は、フェムトセル基地局１の設置台数によらず、且つ各フェムトセル移動局２の送信電力の調整によらず、マクロ移動局４からマクロ基地局３に到達する上り信号（希望波）の受信電力ＳＭからΓＭＩＮを差し引いて決まる値となる。したがって、マクロセル６の上り信号の通信品質（i.e. ＳＩＮＲ）はΓＭＩＮ以上となることが期待できる。
【００６１】
また、式（５）〜（７）を用いると、マクロセル６が受ける上り干渉の上限値を一定値（つまりＳＭ−ΓＭＩＮ）とするために必要な干渉電力の低減量を、複数のフェムトセル５の間で均等ではなく重みを付けて配分することができる。つまり、相対的に小さい上り干渉しか受けていないフェムトセル５については、当該フェムトセル５に属するフェムトセル移動局２の送信電力を下げることがきる。一方、相対的に大きな上り干渉を受けているフェムトセル５については、他のセルにおいて下げた分を配分することで、当該フェムトセル５に属するフェムトセル移動局２の送信電力を上げることができる。ここで、"フェムトセル移動局２の送信電力"は、"フェムトセル５がマクロセル６に及ぼす上り干渉量の上限値"と読み替えてもよい。
【００６２】
続いて、以下では、本実施の形態に係る無線通信システムの構成及び動作について説明する。図８は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示すブロック図である。上述したように、本実施の形態では、フェムトセル基地局１−１は送信電力制御装置１０（上り送信電力制御部１１）の機能を有する。図８に示した上り送信電力制御部１１は、ＰＩ取得部１１０及び上りＴＰＣ設定部１１１を有する。ＰＩ取得部１１０は、管理サーバ１５１に配置された干渉パラメータ送信部２２から干渉パラメータＰＩ（ここでは、補正パラメータΔｉ）を受信する。なお、式（５）に従って上り目標受信電力を計算するためには、複数のフェムトセル５（複数のフェムトセル基地局１）の数Ｎが必要である。したがって、ＰＩ取得部１１０は、干渉パラメータＰＩ（補正パラメータΔｉ）と共に複数のフェムトセル５（複数のフェムトセル基地局１）の数Ｎを受信してもよい。上りＴＰＣ設定部１１１は、干渉パラメータＰＩが反映された上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉを生成し、これを無線通信部１００に供給する。
【００６３】
無線通信部１００は、フェムトセル移動局２−１に対して、制御データおよびユーザデータがエンコードされた下り信号を送信する。また、無線通信部１００は、フェムトセル移動局２−１から送信される上り信号を受信し、上り信号から受信データをデコードする。さらに、無線通信部１００は、上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉをフェムトセル移動局２−１に送信する。
【００６４】
報知情報取得部１０１は、マクロ基地局３がマクロセル６内に送信している報知信号を無線経由で受信する。報知情報取得部１０１は、受信した報知信号から報知情報を復元し、報知情報に含まれるマクロセル送信電力情報を取得する。マクロセル送信電力情報は、（１）マクロ基地局３から送信される下りリファレンス信号の送信電力ＰＴＸ＿Ｍ [dBm]、（２）マクロ移動局４における上り送信電力の決定に使用される上り目標受信電力ＰＯ＿Ｍ [dBm]、及び（３）マクロ移動局４における上り送信電力の決定に使用される伝搬損に対する補正係数αＭ、を含む。報知情報取得部１０１は、例えば、フェムトセル基地局１の初期設置時に、又はフェムトセル基地局１の運用中に周期的（e.g. 数時間〜1日）に起動するNetwork Listening Mode（ＮＬＭ）において、報知情報の取得動作を行えばよい。
【００６５】
測定報告取得部１０２は、フェムトセル基地局１−１から送信される下りリファレンス信号の受信電力（ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power）ＰＲＸ＿Ｈ [dBm]、及びマクロ基地局３から送信される下りリファレンス信号の受信電力ＰＲＸ＿Ｍ [dBm] の測定結果を含む測定報告をフェムトセル移動局２−１から受信する。
【００６６】
干渉指標報告部１０３は、フェムトセル基地局１−１が受けている上り干渉の大きさを表す上り干渉指標を管理サーバ１５１の干渉パラメータ生成部２１に送信する。上り干渉指標の報告のために、フェムトセル基地局１−１は、受けている上り干渉の大きさを周期的（e.g. 100ミリ秒程度）に測定すればよい。上述したように、上り干渉の大きさは、受信電力の絶対値（e.g. dBm単位）として測定されてもよいし、ＩｏＴ（e.g. dB単位）として測定されてもよい。また、上り干渉電力の大きさは、ＬＴＥで用いられるOverload Indicator（ＯＩ）のような他のパラメータとして測定されてもよい。ＯＩは、例えば、上り干渉の大きさに対応した３通りの状態（i.e. 干渉 大レベル、干渉 中レベル、干渉 小レベル）のいずれかを示す値とすれればよい。管理サーバ１５１に報告される上り干渉指標は、周期的な複数回の上り干渉の測定値を用いて計算された移動平均値を用いて生成されてもよい。干渉指標報告部１０３は、上り干渉の測定周期より長い報告周期（e.g. 10秒程度）を用いて、管理サーバ１５１に対する上り干渉指標の報告を行えばよい。
【００６７】
次に、フェムトセル移動局２−１の構成例について説明する。なお、図８に示すフェムトセル移動局２−１の構成は、一般的なＬＴＥの移動局が有する構成と同等である。無線通信部２００は、フェムトセル基地局１−１に対して、制御データおよびユーザデータがエンコードされた上り信号を送信する。また、無線通信部２００は、フェムトセル基地局１−１から送信される下り信号を受信し、下り信号から受信データをデコードする。さらに、無線通信部２００は、フェムトセル基地局１−１から受信した上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉを上り送信電力決定部２０２に供給する。
【００６８】
受信電力測定部２０１は、フェムトセル基地局１−１のＲＳＲＰ（ＰＲＸ＿Ｈ）と、マクロ基地局３のＲＳＲＰ（ＰＲＸ＿Ｍ）を測定する。これらの測定は、所定の周期（e.g. 100ミリ秒程度）で行われればよい。測定すべき基地局（フェムトセル基地局１−１とマクロ基地局３）及び測定項目（RSRP）の指定は、フェムトセル基地局１−１がフェムトセル移動局２−１にMeasurement Controlメッセージを送信することによって行えばよい。そして、受信電力測定部２０１は、無線通信部２００を介して、ＰＲＸ＿Ｈ及びＰＲＸ＿Ｍの測定結果をフェムトセル基地局１−１に報告する。当該報告は、所定の周期（e.g. １秒程度）で行われればよい。報告されるＰＲＸ＿Ｈ及びＰＲＸ＿Ｍの測定結果は、所定の重み付け係数を用いてフィルタリングされた値とすればよい。また、報告されるＰＲＸ＿Ｈ及びＰＲＸ＿Ｍの測定結果は、複数回の測定値を用いて計算された移動平均値であってもよい。
【００６９】
上り送信電力決定部２０２は、フェムトセル基地局１−１から受け取った上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉを用いて無線通信部２００による上り送信電力ＰＵＬ，Ｈを決定する。上り送信電力決定部２０２は、上述した式（２）に従って上り送信電力ＰＵＬ，Ｈを決定すればよい。
【００７０】
管理サーバ１５１に配置された干渉パラメータ生成部２１及び送信部２２の動作は、発明の実施の形態１において図５を用いて説明した動作と基本的に同様である。干渉パラメータ送信部２２は、対象のフェムトセル基地局１−１に対して干渉パラメータＰＩ（補正パラメータΔｉ）を送信する。干渉パラメータ送信部２２が干渉パラメータＰＩを送信する周期、つまり、干渉パラメータＰＩの更新周期は、複数のフェムトセル基地局１からの上り干渉指標の報告周期に比べて長い任意の周期（e.g. 100秒程度）とすればよい。なお、式（５）に従って上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉを計算するためには、複数のフェムトセル５（複数のフェムトセル基地局１）の数Ｎが必要である。したがって、干渉パラメータ送信部２２は、干渉パラメータＰＩ（補正パラメータΔｉ）と共に複数のフェムトセル５（複数のフェムトセル基地局１）の数Ｎを送信してもよい。
【００７１】
図９は、本実施の形態に係るフェムトセル基地局１−１による上り送信電力制御の具体例を示すフローチャートである。ステップＳ３１では、フェムトセル基地局１−１は、自身が管理するフェムトセル５−１に関する上り干渉指標を管理サーバ１５１に送信する。続くステップＳ３２〜Ｓ３５では、上述した式（５）を用いて上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉを計算するために必要なパラメータを取得又は生成する。
【００７２】
具体的には、ステップＳ３２では、フェムトセル基地局１−１は、マクロ基地局３から送信される報知情報を受信し、報知情報に含まれるマクロセル送信電力情報を取得する。マクロセル送信電力情報は、ＰＴＸ＿Ｍ、ＰＯ＿Ｍ、及びαＭを含む。ステップＳ３３では、フェムトセル基地局１−１は、マクロセル６及び自身が管理するフェムトセル５−１のＲＳＲＰ（ＰＲＸ＿Ｍ及びＰＲＸ＿Ｈ）をフェムトセル移動局２−１から受信する。
【００７３】
ステップＳ３４では、フェムトセル基地局１−１は、マクロ基地局３とフェムトセル移動局２−１の間の伝播損ＬＭ，ｉ、及び自身（フェムトセル基地局１−１）とフェムトセル移動局２−１の間の伝播損ＬＨ，ｉを計算する。伝播損ＬＭ，ｉは、マクロセル送信電力情報に含まれるＰＴＸ＿Ｍとマクロセル６のＲＳＲＰ（ＰＲＸ＿Ｍ）との差分によって計算できる。また、伝播損ＬＨ，ｉは、基地局１−１自身の送信電力ＰＴＸ＿ＨとＲＳＲＰ（ＰＲＸ＿Ｈ）との差分によって計算できる。ただし、ここで計算されるＬＭ，ｉ及びＬＨ，ｉは、厳密には下りリンクの伝播損であるが、上りリンクの周波数と下りリンクの周波数における損失特性に大きな差がないと仮定して、上りリンクの伝播損として用いる。
【００７４】
ステップＳ３５では、フェムトセル基地局１−１は、干渉パラメータＰＩを管理サーバ１５１から受信する。
【００７５】
ステップＳ３６では、フェムトセル基地局１−１は、ステップＳ３２〜Ｓ３５で得られた値を用いて、式（５）に従って上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉを計算する。
【００７６】
図１０は、フェムトセル移動局２−１の動作の具体例を示すフローチャートである。すテップＳ４１では、フェムトセル移動局２−１は、マクロセル６及び自身が帰属するフェムトセル５−１のＲＳＲＰ（ＰＲＸ＿Ｍ及びＰＲＸ＿Ｈ）を測定する。ステップＳ４２では、フェムトセル移動局２−１は、ＲＳＲＰ（ＰＲＸ＿Ｍ及びＰＲＸ＿Ｈ）の測定結果をフェムトセル基地局１−１に送信する。
【００７７】
ステップＳ４３では、フェムトセル移動局２−１は、上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉの更新値をフェムトセル基地局１−１から受信したか否かを判定する。上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉの更新値を受信した場合、フェムトセル移動局２−１は、上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉの更新値を用いて上り送信電力ＰＵＬ，Ｈの調整を実施する（ステップＳ４４）。上り送信電力ＰＵＬ，Ｈの調整は、ＰＯ＿Ｈ，ｉの更新値を用いて、式（２）に従って上り送信電力ＰＵＬ，Ｈの更新値を計算することにより行えばよい。
【００７８】
図１１は、管理サーバ１５１による干渉パラメータＰＩの供給手順の具体例を示すフローチャートである。ステップＳ５１では、管理サーバ１５１は、複数のフェムトセル基地局１の各々から上り干渉指標を受信する。ステップＳ５２では、管理サーバ１５１は、複数のフェムトセル５に関する複数の上り干渉指標の大小関係を考慮して、少なくとも対象フェムトセル５−１に関する干渉パラメータＰＩ（ここでは、補正パラメータΔｉ）を生成する。ステップＳ５３では、管理サーバ１５１は、干渉パラメータＰＩ（補正パラメータΔｉ）を対象のフェムトセル基地局１−１に送信する。上述したように、管理サーバ１５１は、干渉パラメータＰＩ（補正パラメータΔｉ）と共に複数のフェムトセル５（複数のフェムトセル基地局１）の数Ｎを送信してもよい。
【００７９】
＜発明の実施の形態３＞
本実施の形態では、上述した発明の実施の形態１の具体例について説明する。本実施の形態では、図３の構成例のように、送信電力制御装置１０及びパラメータ供給装置２０の機能が共にフェムトセル基地局１に配置された例について説明する。すなわち、複数のフェムトセル基地局１は、上り干渉指標をお互いに交換する。上り干渉指標を複数の基地局１間で送受信するためには、基地局間で使用可能な通信インタフェース、例えば３ＧＰＰで標準化されているＸ２インタフェースを用いればよい。
【００８０】
図１２は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示すブロック図である。フェムトセル基地局１−１は、送信電力制御装置１０（上り送信電力制御部１１）及びパラメータ供給装置２０（干渉パラメータ生成部２１）の機能を有する。干渉パラメータ生成部２１は、管理サーバ１５１ではなく、他のフェムトセル基地局１から上り干渉指標を受信し、干渉パラメータＰＩを生成する。
【００８１】
図１２に示された上り送信電力制御部１１は、上りＴＰＣ設定部１１１を有する。上りＴＰＣ設定部１１１は、干渉パラメータ生成部２１によって生成された干渉パラメータＰＩが反映された上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈを生成し、これを無線通信部１００に供給する。また、図１２に示された干渉指標報告部１０３は、管理サーバ１５１ではなく、他のフェムトセル基地局１に対して、フェムトセル５−１の上り干渉指標を送信する。
【００８２】
図１３は、本実施の形態に係るフェムトセル基地局１−１による上り送信電力制御の具体例を示すフローチャートである。図１３に示されたステップＳ３２〜Ｓ３４並びにステップＳ３６は、図９に示されたステップＳ３１〜Ｓ３４並びにステップＳ３６と同様である。図１３のステップＳ６１では、フェムトセル基地局１−１は、他のフェムトセル基地局１の各々に対して自セル５−１の上り干渉指標を送信する。ステップＳ６５１では、フェムトセル基地局１−１は、他のフェムトセル基地局１の各々から各フェムトセル５の上り干渉指標を受信する。ステップＳ６５２では、フェムトセル基地局１−１は、他のフェムトセル５の上り干渉指標と自セル５−１の上り干渉指標の大小関係を考慮して、干渉パラメータＰＩ（e.g. 補正パラメータΔｉ）を生成する。
【００８３】
本実施の形態では、複数のフェムトセル基地局１の間で上り干渉指標を交換する。したがって、本実施の形態は、管理サーバ１５１を必要としない利点がある。
【００８４】
＜その他の実施の形態Ａ＞
発明の実施の形態２及び３では、複数のフェムトセル５（複数のフェムトセル基地局１）の各々が受けている上り干渉を示す上り干渉指標を収集し、マクロセル６（マクロ基地局３）が複数のフェムトセル５から受ける上り干渉の合計が一定となるように、干渉パラメータＰＩを決定する例について示した。具体的に述べると、式（１）に示されたマクロセル６の上りＳＩＮＲ Γが、複数のフェムトセル５から上り干渉を受けた結果として最小値ΓＭＩＮとなるとの条件のもとで、式（５）〜（７）による干渉パラメータＰＩ（e.g. 補正パラメータΔｉ）及び上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈ，ｉを定式化する例を示した。この条件は、複数のフェムトセル移動局２からの上り干渉電力の合計が上限となる状況に対応する。したがって、マクロセル６の上り通信品質を維持しながらも、複数のフェムトセル５全体の上り送信電力を最大化できるため、複数のフェムトセル５全体の上り無線容量を大きくできる。
【００８５】
図１４Ａ及び１４Ｂは、マクロ基地局３が受ける上り干渉を便宜的に示した図である。つまり、発明の実施の形態２及び３で述べた例は、図１４Ａに示した干渉５０１を、干渉パラメータＰＩの付加の前後に関わらず一定にすることに対応する。干渉５０１は、マクロ基地局３が複数のフェムトセル５に属する全てのフェムトセル移動局１の上り送信から受ける上り干渉を表している。しかしながら、干渉パラメータＰＩを決めるために課される条件は、"マクロセル６（マクロ基地局３）が複数のフェムトセル５から受ける上り干渉の合計が一定"との条件に限られない。以下に３つの変形例を示す。
【００８６】
（変形例１）
"マクロセル６（マクロ基地局３）が複数のフェムトセル５から受ける上り干渉の合計が予め定められた許容値以下" との条件を課す。この条件は、図１４Ａに示した干渉５０１を予め定められた許容値以下にすることに対応する。また、この条件は、以下の式（８）が成り立つことと等価である。
【数８】
2013108317.tif 000010
【００８７】
例えば、パラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）は、式（８）が成り立つとの条件下で、式（７）の単調増加関数の式を用いて干渉パラメータ（e.g. 補正パラメータΔｉ）を決定すればよい。パラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）は、閾値Ｉ２＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄを予め保持してもよい。パラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）は、マクロ基地局３からＩ２＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄを受信してもよい。また、パラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）は、ＳＭ−ΓＭＩＮを予め保持してもよい。この場合、マクロ基地局３の希望波受信電力ＳＭは、マクロ基地局３の上り目標受信電力ＰＯ＿Ｍによって代用されてもよい。また、ＳＭ−ΓＭＩＮ、又はＳＭ及びΓＭＩＮは、フェムトセル基地局１からパラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）に報告されてもよい。この場合、フェムトセル基地局１は、マクロ基地局３の報知情報に含まれるマクロセル送信電力情報からＳＭ−ΓＭＩＮ、又はＳＭ及びΓＭＩＮを取得すればよい。
【００８８】
（変形例２）
"マクロセル６（マクロ基地局３）が受ける全上り干渉が一定"との条件を課す。この条件は、図１４Ｂに示された干渉５０１及び５０２の和を干渉パラメータＰＩの付加の前後に関わらず一定にすることに対応する。干渉５０２は、マクロセル６が複数のフェムトセル５を除く他のセル（e.g. 他のマクロセル、他のフェムトセル）から受ける上り干渉を表している。また、この条件は、例えば、以下の式（９）として表現できる。
【数９】
2013108317.tif 000011
【００８９】
式（９）は、マクロセル６が受ける全上り干渉Ｉ３の単位時間当たりの変化量が所定の閾値Ｉ３＿ｏｆｆｓｅｔ以下となることを意味している。Ｉ３（ｔ）は、時刻ｔにおける全上り干渉Ｉ３の測定値である。例えば、パラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）は、式（９）が成り立つとの条件下で、式（７）の単調増加関数の式を用いて干渉パラメータ（e.g. 補正パラメータΔｉ）を決定すればよい。
【００９０】
パラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）は、マクロセル６が受ける全上り干渉Ｉ３の測定結果をマクロ基地局３から受信すればよい。また、パラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）は、閾値Ｉ３＿ｏｆｆｓｅｔを予め保持してもよい。パラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）は、閾値Ｉ３＿ｏｆｆｓｅｔをマクロ基地局３から受信してもよい。
【００９１】
当該変形例２によれば、マクロ基地局３が受ける全上り干渉を実測値の精度で一定レベルにできるので、マクロ移動局４の上り通信品質をより確実に維持することができる利点がある。
【００９２】
（変形例３）
"マクロセル６（マクロ基地局３）が受ける全上り干渉が予め定められた許容値以下"との条件を課す。この条件は、図１４Ｂに示した干渉５０１及び５０２の和を予め定められた許容値以下にすることに対応する。また、この条件は、例えば、以下の式（１０）として表現できる。
【数１０】
2013108317.tif 000012
【００９３】
式（９）は、マクロセル６が受ける全上り干渉Ｉ３が所定の閾値Ｉ３＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ以下となることを意味している。例えば、パラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）は、式（１０）が成り立つとの条件下で、式（７）の単調増加関数の式を用いて干渉パラメータ（e.g. 補正パラメータΔｉ）を決定すればよい。
【００９４】
パラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）は、マクロセル６が受ける全上り干渉Ｉ３の測定結果をマクロ基地局３から受信すればよい。また、パラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）は、閾値Ｉ３＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄを予め保持してもよい。パラメータ供給装置２０（e.g. 管理サーバ１５１）は、閾値Ｉ３＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄをマクロ基地局３から受信してもよい。
【００９５】
＜その他の実施の形態Ｂ＞
発明の実施の形態２では、１つのマクロセル６に対して１つの管理サーバ１５１が存在する構成例を示した。しかしながら、マクロセル６当たり管理サーバ１５１の数は１つに限定されるものではない。例えば、管理サーバ１５１は、複数のマクロセル６とこれらと重なり合う複数のフェムトセル５に関して、干渉パラメータＰＩの供給を行ってもよい。この場合、マクロセル６当たりの管理サーバ１５１の数は１未満となる。また、マクロセル６当たりの管理サーバ１５１の数が１以上となる場合も可能である。この場合は、１つの管理サーバ１５１によって管理されるフェムトセル基地局１の集合は、マクロセル６内に配置された複数のフェムトセル基地局１の一部となる。マクロセル６内の全フェムトセル基地局１の上り干渉指標を把握するために、複数の管理サーバ１５１の間で上り干渉指標又は干渉パラメータＰＩを交換してもよい。
【００９６】
＜その他の実施の形態Ｃ＞
発明の実施の形態２では、パラメータ供給装置２０が管理サーバ１５１に配置される例を示した。しかしながら、パラメータ供給装置２０は、他の装置に配置されてもよい。例えば、ＬＴＥ方式の無線通信システムでは、パラメータ供給装置２０は、管理サーバ１５１に相当するＯＡＭ(Operation & Maintenance) サーバに配置されてもよいし、ＭＭＥ(Mobility Management Entity)、Ｓ−ＧＷ(Serving Gateway)、又はＨｅＮＢ ＧＷに配置されてもよい。また、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システムでは、パラメータ供給装置２０は、ＨＮＢ ＧＷに配置されてもよいし、又はＲＮＣに配置されてもよい。
【００９７】
＜その他の実施の形態Ｄ＞
発明の実施の形態３では、複数のフェムトセル基地局１の間で上り干渉指標を交換する例を示した。この例では、複数のフェムトセル基地局１は、互いに対等の関係であった。しかしながら、複数のフェムトセル基地局１の関係は必ずしも対等である必要はなく、例えばアンカーとなるフェムトセル基地局１をマクロセル６内で少なくとも１台予め設定してもよい。この場合、各フェムトセル基地局１は、アンカーのフェムトセル基地局１に上り干渉指標を報告すればよい。また、アンカーのフェムトセル基地局１は、管理サーバ１５１と同様に、干渉パラメータＰＩを生成し、これを各フェムトセル基地局１に通知すればよい。アンカーの役割は、特定のフェムトセル基地局１が常に行ってもよいし、複数のフェムトセル基地局１の間で所定の周期で交代してもよい。
【００９８】
＜その他の実施の形態Ｅ＞
発明の実施の形態２及び３では、フェムトセル基地局１に接続するフェムトセル移動局２の数が１つの場合を説明した。しかしながら、フェムトセル基地局１に接続するフェムトセル移動局２の数は複数であってもよい。この場合、まず、フェムトセル基地局１は、フェムトセル移動局２毎に、実施形態２又は３のようにして上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈを求めればよい。ＬＴＥ方式では、一般的に、セル毎の上り目標受信電力の基準値に移動局毎の補正を加えることで、移動局毎の上り目標受信力ＰＯ＿Ｈを設定する。したがって、フェムトセル基地局１は、次に、複数のフェムトセル移動局２に共通に適用される上り目標受信電力の平均値（または中央値）を求め、この平均値に対する差分を各フェムトセル移動局２に対する補正として求めればよい。最後に、フェムトセル基地局１は、求めた平均値と差分を各フェムトセル移動局２に通知すればよい。なお、フェムトセル基地局１は、各フェムトセル移動局２に対して、複数のフェムトセル移動局２の間で共通の上り目標受信力として平均値のみを通知してもよい。
【００９９】
＜その他の実施の形態Ｆ＞
発明の実施の形態１〜３では、マクロセルと複数のフェムトセルが重なり合って配置されたＨｅｔＮｅｔ環境について説明した。しかしながら、本発明の適用先は、マクロセルと複数のフェムトセルを含む環境に限定されるものではない。例えば、フェムトセル基地局より通信エリアが大きい複数のピコセルとマクロセルとが混在する環境であってもよい。この場合、発明の実施の形態１〜３で説明した上り送信電力制御をピコセルの上り送信電力制御のために適用することができる。また、ピコセル基地局は、マクロ基地局からの報知情報によらず、基地局間インタフェース（e.g. Ｘ２インタフェース）を用いて、マクロ基地局から必要な情報を取得してもよい。また、マクロセルとピコセルの混在環境以外にも、マクロセル、ピコセル、及びフェムトセルの混在環境、マクロセル及びマイクロセルの混在環境など、任意のＨｅｔＮｅｔ環境に対して本発明を適用することができる。
【０１００】
＜その他の実施の形態Ｇ＞
発明の実施の形態２及び３では、干渉パラメータＰＩを上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈに反映する例を示した。しかしながら、発明の実施の形態１で述べた通り、フェムトセル５の上り送信電力制御において干渉パラメータＰＩを反映する対象は、上り目標受信電力ＰＯ＿Ｈに限られない。例えばフェムトセル移動局２の最大送信電力ＰＭＡＸ，Ｈに干渉パラメータＰＩを反映してもよい。上り最大送信電力ＰＭＡＸ，Ｈを干渉パラメータＰＩに基づいて調整することにより、フェムトセル移動局２の上り送信電力の変動が大きい場合があっても、マクロ基地局３に与える上り干渉を許容値以下に安定して抑えることができる。
【０１０１】
マクロ移動局４とフェムトセル移動局２−１が共に最大送信電力で送信していると仮定した場合、式（３−１）及び（３−２）を以下の式（１１−１）及び（１１−２）のように置き換えることができる。ここで、ＰＭＡＸ，Ｍ [dBm]は、マクロ移動局４の上り最大送信電力である。ＰＭＡＸ，Ｈ，ｉ [dBm]は、対象フェムトセル５−１に属するフェムトセル移動局２−１の上り最大送信電力である。
【数１１】
2013108317.tif 000013
【０１０２】
実施の形態２で述べたのと同様にして、式（１１−１）及び（１１−２）を式（４）に代入することにより、フェムトセル移動局２−１の上り最大送信電力ＰＭＡＸ，Ｈ，ｉは式（１２）のように定式化できる。なお、ＰＭＡＸ，Ｍには、移動局の最大送信電力として３ＧＰＰに規定されている値（例えば２３ｄＢｍ）を用いればよい。
【数１２】
2013108317.tif 000014
【０１０３】
＜その他の実施の形態Ｈ＞
発明の実施の形態２では、干渉パラメータＰＩ（具体的には補正パラメータΔｉ）と共にフェムトセル数（フェムトセル基地局数）Ｎがフェムトセル基地局１−１（送信電力制御部１１）に供給される具体例を示した。しかしながら、フェムトセル数（フェムトセル基地局数）Ｎは必ずしも供給されなくてもよい。この場合、式（５）及び（９）における"１０Ｌｏｇ１０Ｎ"は、干渉マージンとして予め固定的に設定されてもよい。また、送信電力制御装置１０又はフェムトセル基地局１−１（送信電力制御部１１）は、マクロセル６内に設置されたフェムトセル基地局１の台数を上位ネットワーク１５０又は管理サーバ１５１から取得し、そのうちの一定割合（例えば１割）を上述のフェムトセル数（フェムトセル基地局数）Ｎとして用いてもよい。
【０１０４】
＜その他の実施の形態Ｉ＞
発明の実施の形態２及び３は、ＬＴＥ(Ｅ−ＵＴＲＡ)方式の無線通信システムに本発明を適用する場合について説明した。しかしながら、発明の実施の形態１でも述べた通り、本発明の適用先の無線通信方式は特に限定されるものではない。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式であってもよいし、上り回線と下り回線で同一の無線周波数を時間的に分けて使用するＴＤＤ（Time Division Duplex）方式を採用する無線通信システム（例えばWiMAX、IEEE 802.16m）にも本発明は適用可能である。
【０１０５】
＜その他の実施の形態Ｊ＞
発明の実施の形態１〜３で述べた送信電力制御装置１０及びパラメータ供給装置２０の処理は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）、DSP（Digital Signal Processor）などを含む半導体処理装置を用いて実装されてもよい。また、これらの装置は、マイクロプロセッサ等のコンピュータにプログラムを実行させることによって実装されてもよい。具体的には、図６、７、９、１１、及び１３のいずれかに示したアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含むプログラムを作成し、当該プログラムをコンピュータに供給すればよい。
【０１０６】
このプログラムは、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される。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。
【０１０７】
また、上述した発明の実施の形態は、適宜組み合わせることも可能である。さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【０１０８】
この出願は、２０１２年１月１７日に出願された日本出願特願２０１２−７１０４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】
【０１０９】
１、１−１、１−２  フェムトセル基地局
２、２−１、２−２  フェムトセル移動局
３  マクロ基地局
４  マクロ移動局
５、５−１、５−２  フェムトセル
６  マクロセル
１０  送信電力制御装置
１１  上り送信電力制御部
２０  パラメータ供給装置
２１  干渉パラメータ生成部
２２  干渉パラメータ送信部
１００  無線通信部
１０１  報知情報取得部
１０２  測定報告取得部
１０３  上りＲＵＲ報告部
１１０  干渉パラメータ（ＰＩ）取得部
１１１  上りＴＰＣ設定部
１５０  上位ネットワーク
１５１  管理サーバ
２００  無線通信部
２０１  受信電力測定部
２０２  上り送信電力決定部
【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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【図１１】
2013108317.tif 000025
【図１２】
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【図１３】
2013108317.tif 000027
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月30日(2014.5.30)
【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４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４８】
無線通信システムで使用される送信電力制御方法をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
前記無線通信システムは、第１のセルを形成する第１の基地局、及び各々が前記第１のセルより小さく且つ前記第１のセルと少なくとも一部が重なり合う複数の第２のセルを形成する複数の第２の基地局を含み、
前記送信電力制御方法は、前記複数の第２のセルに含まれる対象セルが受ける第１の上り干渉と前記複数の第２のセルに含まれる他のセルが受ける第２の上り干渉との大きさの違いが反映された干渉パラメータを用いて、前記対象セルに関する上り送信電力制御を行うことを含む、
プログラム。
【国際調査報告】
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