(57)【要約】  大規模セル内に位置して移動局との間で通信を行なう無線局（例えば小規模基地局）の大規模セル内における位置に依らず、無線局と移動局の間の通信が大規模セルへ及ぼす干渉を抑えながら、無線局と移動局の間に良好な通信品質を提供する。フェムト基地局４は、マクロ基地局３から送信されるパイロット信号の受信電力Pmacroの測定結果に基づいて、上り回線における移動局からの上りデータ送信の送信電力制御に使用される上りデータの目標受信電力RTWP_targetを設定する。具体的には、パイロット信号の受信電力Pmacroが小さいほど、目標受信電力RTWP_targetを大きく設定するとよい。
2009072355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自ら形成する第一のセル内において、第一のパイロット信号の送信を行う第一の基地局と、
移動局との間で通信を行うとともに、前記第一のパイロット信号の受信品質に基づいて、前記移動局による上りデータの送信電力の制御に使用される前記上りデータの目標受信電力を設定する無線局とを備える無線通信システム。
【請求項２】
前記無線局は、前記第一のパイロット信号の受信品質が低いほど、前記目標受信電力を大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線局は、前記第一の基地局が形成する大規模セル内に階層化された小規模セルを形成し、前記小規模セル内において前記移動局と通信を行なう基地局であることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第一の基地局が大型のマクロ基地局であって、
前記無線局は、中型のマイクロ基地局または小型のピコ基地局又は超小型のフェムト基地局のいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記無線局は、予め登録されている前記移動局と通信を行う超小型のフェムト基地局であって、前記第一の基地局は、大型のマクロ基地局または中型のマイクロ基地局又は小型のピコ基地局のいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記無線局は、情報入出力部を備え、ユーザによって使用される通信端末であることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記受信品質は、前記第一のパイロット信号の受信電力及びEc/No（energy per chip to noise density）の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項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】
前記無線局と前記移動局との間の無線アクセス方式として、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記移動局の前記上りデータの送信時における送信電力は、前記無線局における全チャネルの受信電力の合計値が前記目標受信電力値より小さくなる範囲で最大となるように制御されることを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記無線局と前記移動局との間の通信において、無線周波数帯域を分割する複数のリソースブロックのうち、少なくとも１つのリソースブロックを用いて情報が送信されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記無線局は、前記上りデータの送信に使用される前記リソースブロック毎に前記目標受信電力を設定し、
前記移動局の前記上りデータの送信時における送信電力は、前記上りデータの送信に使用される前記リソースブロック毎の前記無線局における受信電力の各々が前記目標受信電力より小さくなる範囲で最大となるように制御されることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記無線局は、前記第１のパイロット信号の受信品質を自ら測定し、前記測定の結果に応じて、前記目標受信電力を設定することを特徴とする請求項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】
前記移動局は、前記第一のパイロット信号の受信品質を測定し、測定結果を前記無線局に通知し、
前記無線局は、通知された前記測定結果に応じて、前記目標受信電力を設定することを特徴とする請求項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】
第一の基地局とともに無線通信システムで使用され、移動局との無線通信を行なう無線局における通信制御方法であって、
前記第一の基地局から送信されるパイロット信号の受信品質の測定結果を入力し、
前記パイロット信号の受信品質に基づいて、前記移動局による上りデータの送信電力の制御に使用される前記上りデータの目標受信電力を設定することを特徴とする通信制御方法。
【請求項１５】
前記パイロット信号の受信品質が低いほど、前記目標受信電力を大きく設定することを特徴とする請求項１４に記載の通信制御方法。
【請求項１６】
前記受信品質を、前記無線局自身によって測定することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の通信制御方法。
【請求項１７】
前記受信品質の測定結果を、前記移動局から受信することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の通信制御方法。
【請求項１８】
前記無線局は、前記第一の基地局が形成する大規模セル内に階層化された小規模セルを形成し、前記小規模セル内において前記移動局と通信を行なう基地局であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の通信制御方法。
【請求項１９】
前記無線局は、情報入出力部を備え、ユーザによって使用される通信端末であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の通信制御方法。
【請求項２０】
第一の基地局とともに無線通信システムで使用され、移動局との無線通信を行なう無線局であって、
前記移動局との通信を行なう無線送受信手段と、
前記第一の基地局から送信されるパイロット信号の受信品質に基づいて、前記移動局による上りデータの送信電力の制御に使用される前記上りデータの目標受信電力を設定する制御データ設定手段とを備える無線局。
【請求項２１】
前記制御データ設定手段は、前記パイロット信号の受信品質が低いほど、前記目標受信電力を大きく設定することを特徴とする請求項２０に記載の無線局。
【請求項２２】
前記無線局と前記移動局との間の無線アクセス方式が、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式であって、
前記無線送受信手段は、前記上りデータの送信に使用される全チャネルの受信電力の合計値が前記目標受信電力値より小さくなる範囲内で、前記上りデータの送信電力が最大化されるように、前記移動局の送信電力を制御することを特徴とする請求項２０又は２１に記載の無線局。
【請求項２３】
前記無線局と前記移動局との間の通信において、無線周波数帯域を分割する複数のリソースブロックのうち、少なくとも１つのリソースブロックを用いて情報が送信され、
前記制御データ設定手段は、前記上りデータの送信に使用される前記リソースブロック毎に前記目標受信電力を設定し、
前記無線通信手段は、前記上りデータの送信に使用される前記リソースブロック毎の受信電力の各々が前記目標受信電力より小さくなる範囲内で、前記上りデータの送信電力が最大化されるように、前記移動局の送信電力を制御することを特徴とする請求項２０又は２１に記載の無線局。
【請求項２４】
第一の基地局とともに無線通信システムで使用され、移動局と通信を行なう無線局に関する制御処理をコンピュータに実行させるプログラムを記憶した記録媒体であって、
前記制御処理は、
前記第一の基地局から送信されるパイロット信号の受信品質の測定結果を入力する処理と、
前記パイロット信号の受信品質に基づいて、前記移動局による上りデータの送信電力の制御に使用される前記上りデータの目標受信電力を設定する処理と、
を含むことを特徴とする記録媒体。
【請求項２５】
目標受信電力を設定する処理において、前記パイロット信号の受信品質が低いほど、前記目標受信電力を大きく設定することを特徴とする請求項２４に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線局を含む無線通信システムに関し、特に、少なくとも無線局が自律的に上り回線の無線リソース管理を行なう無線通信システム、通信制御方法、無線局、及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話が広く普及している近年、屋内での音声通信やデータ通信の需要の増大に伴い、屋内に設置される家庭用基地局の開発が進められている。このような家庭用基地局の運用形態として、予め登録された移動局のみが家庭用基地局に接続して通信を行なうことが検討されている。家庭用基地局がカバーする範囲は、屋外に設置される基地局（以下、マクロ基地局と呼ぶ）に比べて極めて小さいことから、フェムトセルと呼ばれる。そこで、以下では、家庭用基地局をフェムト基地局と呼ぶ。【０００３】
フェムト基地局及び既存の移動通信網における基地局は、共通パイロット信号を送信する。移動局は、その共通パイロット信号を受信することにより、同期確立及びチャネル推定等を行なって回線を確立し、基地局との間でデータの送受信を行なう。このため、移動局において共通パイロット信号を良好な受信品質で受信できるようにすることが、良好な通信品質を提供するために必要である。【０００４】
また、基地局から移動局への下り回線におけるデータ送信が高速化されると共に、移動局から基地局への上り回線におけるデータ送信も高速化されている。上り回線のデータ送信の高速化を達成するため、基地局における全チャネルの受信電力の合計値（RTWP; Received Total Wideband Power）が所定の目標値以下となる範囲で移動局の送信電力を最大にして、データ送信速度の最大化を図る技術が知られている。RTWPの目標値は各基地局において固定的に設定される。【０００５】
以上のようなフェムト基地局は、WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）やE-UTRAN（Enhanced UMTS Terrestrial Radio Access Network）などのシステムの中で使用することが検討されている。WCDMAでは、非特許文献１に記載されているように、上り回線と下り回線における送信電力制御された個別チャネルを用いたデータ送信や、下り回線における共用チャネルを用いたデータ送信が行われる。また、E-UTRANでは、非特許文献２に記載されているように、無線周波数の帯域が複数のリソースブロック（PRB；Physical Resource Block）に分割される。そして、E-UTRANの基地局に備えられたスケジューラがPRBの割当を行ない、基地局は割り当てられたPRBを用いて移動局との間のデータ送信を行う。
【非特許文献１】3GPP TS 25.214 V7.3.0 (2006-12), 3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network; Physical layer procedures (FDD)(Release 7)
【非特許文献２】3GPP TS 36.300 V8.1.0 (2007-06), 3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 8)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マクロ基地局とフェムト基地局から構成されるシステムの一例を図８に示す。図８の例では、マクロ基地局８１が構成するマクロセル８０１内に、フェムト基地局８２Ａ及び８２Ｂが存在する。フェムト基地局８２Ａ及び８２Ｂは、それぞれフェムトセル８０２Ａ、８０２Ｂを構成する。フェムト基地局８２Ａはマクロ基地局８１の近傍に位置し、フェムト基地局８２Ｂはマクロセル８０１のセル端付近に位置する。移動局９１Ａ及び９１Ｂは、それぞれフェムト基地局８２Ａ、８２Ｂと通信を行い、移動局９１Ｃ及び９１Ｄは共にマクロ基地局８１と通信を行う。移動局９１Ｃはマクロ基地局の近傍を移動し、移動局９１Ｄはマクロセル８０１のセル端付近を移動している。【０００７】
以下では、フェムト基地局８２Ａ及び８２Ｂの目標RTWPを共にマクロ基地局８１と同程度に設定した場合の、フェムト基地局８２Ａ及び８２Ｂの各々における上り回線の通信品質について分析する。なお、以下に述べる分析は、背景技術で述べたフェムト基地局の問題点を検討するために本願の発明者らが行なったものであり、公知の文献等に開示された内容ではない。【０００８】
フェムト基地局８２Ａは、近傍を移動する移動局９１Ｃから主に上り干渉を受ける。ここで、上り干渉とは、移動局から基地局に向かう上り回線に対する干渉を意味する。しかしながら、移動局９１Ｃは、マクロ基地局８１の近傍を移動しているため、移動局９１Ｃの送信電力は、マクロセル８０１のセル端付近に位置する場合に比べて相対的に小さくなる。従って、フェムト基地局８２Ａが移動局９１Ｃから受ける干渉は比較的小さいため、フェムト基地局８２ＡのRTWPは目標値以内に抑えられる。このため、フェムト基地局８２Ａにおける上り回線の通信品質は劣化しない。【０００９】
一方、フェムト基地局８２Ｂは、近傍を移動する移動局９１Ｄから主に上り干渉を受ける。移動局９１Ｄは、マクロ基地局の遠方を移動しているため、移動局９１Ｄの送信電力は相対的に大きくなる。従って、フェムト基地局８２Ｂが移動局９１Ｄから受ける干渉は著しく大きくなることがあり、フェムト基地局８２ＢのRTWPが目標値を頻繁に超過するおそれがある。このため、フェムト基地局８２Ｂと通信を行なう移動局９１Ｂは送信電力を最大限に活用できず、フェムト基地局８２Ｂにおける上り回線通信品質は劣化する。例えば、移動局９１Ｂの上り方向のデータ送信速度が大幅に減少する。【００１０】
次に、フェムト基地局８２Ａ及び８２Ｂの目標受信電力RTWP_targetを共に大きく設定した場合の、フェムト基地局８２Ａ及び８２Ｂの各々における上り回線の通信品質について分析する。このとき、フェムト基地局８２Ａの目標RTWPが過剰に高いために、移動局９１Ａの送信電力が過剰に大きくなり過ぎることがある。その結果、移動局９１Ａからマクロ基地局８１への干渉が増加すると、マクロ基地局８１と通信を行なう移動局９１Ｃ及び９１Ｄの通信品質が劣化する。一方、フェムト基地局８２Ｂは、移動局９１Ｄからの上り干渉を許容できる程に目標RTWPが高くなるため、RTWPが目標値を超過する頻度を小さくすることができる。その結果、フェムト基地局８２Ｂと通信を行なう移動局９１Ｂは送信電力を最大化でき、通信品質は劣化しない。【００１１】
以上に述べたように、フェムト基地局のマクロセル内における位置に依らず、フェムト基地局の目標RTWPを固定的に設定する従来の方法では、フェムト基地局のマクロセル内での位置によっては、マクロセルからフェムトセルへの干渉によるフェムト基地局とこれに接続する移動局の間の通信品質の劣化、フェムトセルからマクロセルへの干渉の増加を招くという課題がある。【００１２】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、本発明の目的は、フェムト基地局のマクロセル内における位置に依らず、フェムトセルからマクロセルへの干渉を抑えながら、フェムトセル内において良好な通信品質を提供することにある。より一般的に述べると、本発明の目的は、大規模セル内に位置して移動局との間で通信を行なう無線局の大規模セル内における位置に依らず、無線局と移動局の間の通信が大規模セルへ及ぼす干渉を抑えながら、無線局と移動局の間に良好な通信品質を提供できる無線通信システム、通信制御方法、無線局、及び無線局の制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様にかかる無線通信システムは、第一の基地局及び無線局を備える。前記第一の基地局は、自ら形成する第一のセル内において、第一のパイロット信号の送信を行う。前記無線局は、移動局との間で通信を行うとともに、前記第一のパイロット信号の受信品質に基づいて、前記移動局による上りデータの送信電力の制御に使用される前記上りデータの目標受信電力を設定する。【００１４】
本発明の第２の態様は、第一の基地局とともに無線通信システムで使用され、移動局との無線通信を行なう無線局における通信制御方法である。当該方法は、（１）前記第一の基地局から送信されるパイロット信号の受信品質の測定結果を入力し、（２）前記パイロット信号の受信品質に基づいて、前記移動局による上りデータの送信電力の制御に使用される前記上りデータの目標受信電力を設定することを特徴とする。【００１５】
本発明の第３の態様は、第一の基地局とともに無線通信システムで使用され、移動局との無線通信を行なう無線局であって、前記移動局との通信を行なう無線送受信手段と、前記第一の基地局から送信されるパイロット信号の受信品質に基づいて、前記移動局による上りデータの送信電力の制御に使用される前記上りデータの目標受信電力を設定する制御データ設定手段とを備える。【００１６】
本発明の第４の態様は、第一の基地局とともに無線通信システムで使用され、移動局と通信を行なう無線局に関する制御処理をコンピュータに実行させる無線局制御プログラムある。ここで、前記制御処理は、前記第一の基地局から送信されるパイロット信号の受信品質の測定結果を入力する処理と、前記パイロット信号の受信品質に基づいて、前記移動局による上りデータの送信電力の制御に使用される前記上りデータの目標受信電力を設定する処理とを含む。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本発明の各態様によれば、移動局からの上りデータの目標受信電力を第一の基地局から送信されるパイロット信号の受信品質に応じて決定できる。これにより、例えば、上述した本発明の各態様における無線局がフェムト基地局である場合、フェムト基地局がマクロ基地局の近傍に位置し、フェムトセルにおけるマクロ基地局からのパイロット信号の受信レベルが大きいときには、フェムト基地局の目標受信電力を下げることによって、フェムト基地局と通信する移動局の送信電力が高くなることを抑制できる。また、例えば、フェムト基地局がマクロ基地局から見て遠方に位置し、フェムトセルにおけるマクロ基地局からのパイロット信号の受信レベルが小さいときには、フェムト基地局の目標受信電力を上げることによって、移動局のデータ送信速度の低下を回避できる。【００１８】
したがって、本発明によれば、大規模セル内に位置して移動局との間で通信を行なう小規模基地局等の無線局の大規模セル内における位置に依らず、無線局と移動局の間の通信が大規模セルへ及ぼす干渉を抑えながら、無線局と移動局の間に良好な通信品質を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１〜４の無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１及び２のマクロ基地局の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１〜４のフェムト基地局の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１〜４の移動局の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１及び３のフェムト基地局における目標受信電力の設定手順を示すフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態３及び４のマクロ基地局の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態５の移動局の構成を示す図である。
【図８】課題を説明するためのシステム構成図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  マクロゲートウェー装置
２  フェムトゲートウェー装置
３  マクロ基地局
４  フェムト基地局
５  マクロセル
６  フェムトセル
７−１〜７−４  移動局
１０  ネットワーク
３０  アンテナ
３１  無線送受信部
３２  受信データ処理部
３３  送信データ処理部
３４  有線送受信部
３５  無線ネットワーク制御部
３６  移動局モード受信部
３７  無線ネットワーク制御データ設定部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
図１は、本発明の実施の形態１〜実施の形態４の無線通信システムの共通した構成図である。この無線通信システムは、マクロゲートウェー装置１、フェムトゲートウェー装置２、マクロ基地局３、フェムト基地局４、マクロセル５、フェムトセル６、並びに移動局７−１〜７−４を含む。【００２２】
マクロ基地局３及びフェムト基地局４は、各々マクロセル５、フェムトセル６を構成する。マクロ基地局３は移動局７−１との通信を行い、フェムト基地局４は移動局７−２との通信を行う。マクロ基地局３及びフェムト基地局４の各々が構成するセルは、複数の場合もあるが、説明の簡略化のために、本実施の形態では、各々１つずつとして説明する。また、本実施の形態にかかるセルラ通信システムは、図１に示したものの他に多数のマクロ基地局、フェムト基地局とこれらに対応するマクロセル、フェムトセル、並びに移動局を含むが、図示は省略している。【００２３】
マクロゲートウェー装置１は、マクロ基地局３と接続される。フェムトゲートウェー装置２は、フェムト基地局４と接続される。そしてこれらのゲートウェー装置１及び２は、上位のネットワーク１０とも接続されており、上位のネットワーク１０と配下の基地局のセル内に存在する移動局７−１〜７−４との通信を制御すると共に、情報の転送を行う。【００２４】
マクロ基地局３には、移動局７−１〜７−４の全てが接続を許可されている。一方、フェムト基地局４には、移動局７−２〜７−４のみの識別子が登録されており、移動局７−２〜７−４のみが登録済移動局として接続を許可されている。【００２５】
特定の移動局のみに接続を許可するために、フェムト基地局４は、共通制御チャネルを用いて、セル識別番号情報を送信すると共に、特定の移動局のみに接続を許可するセルであることを示す接続制限情報を送信する。一方、移動局７−２〜７−４は、接続が許可されたセルのセル識別番号情報を保持する。そして、移動局７−２〜７−４は、フェムトセル６において接続制限情報とセル識別番号が送信されているとき、送信されているセル識別番号が、保持しているセル識別番号と一致する場合に、そのセルをセル選択候補として接続する。【００２６】
マクロ基地局３とフェムト基地局４は、同一の無線周波数を用いて移動局と通信を行なう。そして、マクロ基地局３は、マクロセル５において、下り回線の共通パイロットチャネル（CPICH；Common Pilot Channel）により一定の送信電力でパイロット信号を送信する。一方、フェムト基地局４は、共通パイロット信号の送信電力を自律的に設定し、フェムトセル６においてCPICHにより共通パイロット信号を送信する。【００２７】
また、マクロ基地局３及びフェムト基地局４の各々は、下りデータチャネルを用いて下りデータを移動局に送信し、上りデータチャネルを用いて移動局から上りデータを受信する。【００２８】
フェムト基地局４の上りデータの受信においては、フェムト基地局４における目標受信電力RTWP_targetを用いて、データ送信速度を制御する。つまり、目標受信電力RTWP_targetは、上り回線における移動局の送信電力を決定する送信電力制御において、基準として利用されるパラメータである。【００２９】
移動局７−２〜７−４の各々は、一定のデータ送信速度でデータ送信を開始し、フェムト基地局４は、移動局７−２〜７−４からの上りデータの受信中にフェムト基地局４における受信電力の合計値としてのRTWPを測定する。そして、フェムト基地局４は、そのRTWPがRTWP_targetよりも小さければ移動局７−２〜７−４に対してデータ送信速度の増加を指示し、そのRTWPがRTWP_targetよりも大きければ移動局７−２〜７−４に対してデータ送信速度の減少を指示する。一方、移動局７−２〜７−４は、その指示に従ってデータ送信速度を増減し、情報ビット当たりの送信電力が一定となるように送信電力を増減しながらデータ送信を行う。このような制御によって、フェムト基地局４は、RTWPがRTWP_targetを大きく超えないようにしながら、最大の速度で上りデータ受信を行うことができる。無線パラメータとしてのRTWP_targetの設定方法は、以下の実施の形態において詳しく説明する。【００３０】
なお、本実施の形態では、上り回線と下り回線で異なる無線周波数を使用するFDD（Frequency Division Duplex）方式を採用するものとするが、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）方式を採用しても、本発明は同様に実施できる。【００３１】
さらに、本実施の形態では、一貫してマクロ基地局とフェムト基地局を含む無線通信システムについて説明するが、マクロ基地局をマイクロ基地局又はピコ基地局等のフェムト基地局より大きくマクロ基地局より小さい他の基地局と置き換えても、本発明は同様に実施できる。また、フェムト基地局を、上位階層のマクロセルより小さいマイクロ基地局又はピコ基地局等の他の基地局と置き換えても、本発明は同様に実施できる。【００３２】
［実施の形態１］
本実施の形態にかかる無線通信システムは、基地局と移動局との間の通信方式には如何なる方式を採用してもよいが、実施の形態１では、無線アクセス方式としてCDMA方式を採用し、マクロ基地局３、フェムト基地局４並びに移動局７−１〜７−４の各々は、所定の無線周波数帯域に送信信号を拡散して情報を送信するものとする。また、実施の形態１のマクロゲートウェー装置１には、無線ネットワーク制御装置（Radio Network Controller；RNC）の機能が付加されている。これにより、マクロゲートウェー装置１は、マクロ基地局３に対して、予め設定されたマクロセル５の無線周波数や共通パイロット信号の送信電力などを通知する。【００３３】
図２は、マクロ基地局３の構成の一例を示す図である。図２を参照すると、本実施の形態のマクロ基地局３は、アンテナ２０、無線送受信部２１、受信データ処理部２２、送信データ処理部２３、及び有線送受信部２４を備えている。【００３４】
無線送受信部２１は、マクロゲートウェー装置１から有線送受信部２４を介して、マクロセル５の無線周波数や共通パイロット信号の送信電力などの通知を受け、その通知に基づいて共通パイロット信号の送信を行なう。また、無線送受信部２１は、有線送受信部２４及び送信データ処理部２３を介してマクロゲートウェー装置１から下りデータを受け取って、アンテナ２０を介して移動局７−１に向けて送信する。また、無線送受信部２１は、アンテナ２０を介して、移動局７−１から上りデータを受信し、受信データ処理部２２及び有線送受信部２４を介して、マクロゲートウェー装置１に送る。【００３５】
図３は、フェムト基地局４の構成の一例を示す図である。図３を参照すると、本実施の形態のフェムト基地局４は、アンテナ３０、無線送受信部３１、受信データ処理部３２、送信データ処理部３３、有線送受信部３４、無線ネットワーク制御部３５、移動局モード受信部３６、及び無線ネットワーク制御データ設定部３７を備えている。【００３６】
移動局モード受信部３６は、アンテナ３０を介して、マクロセル５において送信されているパイロット信号の受信電力P_macroを測定する。【００３７】
無線ネットワーク制御データ設定部３７は、移動局モード受信部３６が測定した共通パイロット信号受信電力P_macroの通知を受け取り、フェムト基地局４による共通パイロット信号の送信電力と移動局７−２〜７−４からの上りデータ受信における目標受信電力RTWP_targetを決定する。具体的には、共通パイロット信号の送信電力は、P_macroに所定の電力オフセット値を加算して決定すればよい。決定した共通パイロット信号の送信電力と上りデータ受信における目標受信電力RTWP_targetは、無線ネットワーク制御部３５に送られる。【００３８】
本実施の形態の無線ネットワーク制御部３５は、RNCの機能を有しており、使用する無線周波数、共通パイロット信号の送信電力、及び上り目標受信電力RTWP_targetを無線送受信部３１に通知する。そして、無線送受信部３１は、無線ネットワーク制御部３５から無線周波数、共通パイロット信号の送信電力値、及び上り目標受信電力RTWP_targetの通知を受け、その通知に基づいて共通パイロット信号の送信を行うと共に、マクロ基地局３の無線送受信部２１と同様に下りデータと上りデータの送受信を行なう。【００３９】
図４は、本実施の形態の移動局７−２の構成の一例を示す図である。なお、他の移動局７−１、７−３及び７−４も図４と同様に構成すればよい。図４を参照すると、本実施の形態の移動局７−２は、アンテナ４０、無線送受信部４１、受信データ処理部４２、送信データ処理部４３、及びバッファ部４４を備えている。【００４０】
無線送受信部４１は、アンテナ４０を介して下りデータを受信し、受信した下りデータを受信データ処理部を介してバッファ部４４に送る。バッファ部４４に格納された下りデータは読み出されて、その目的に応じて利用される。また、無線送受信部４１は、送信データ処理部４３を介して、バッファ部４４に格納された上りデータを受け取り、アンテナ４０を介して基地局に向けて送信する。【００４１】
続いて以下では、実施の形態のフェムト基地局４によるRTWP_targetの設定手順について詳しく説明する。図５は、本実施の形態のフェムト基地局４がRTWP_targetの設定を行なう手順の一例を示すフロー図である。【００４２】
図５を参照すると、ステップＳ１０１において、フェムト基地局４は、マクロ基地局３の共通パイロット信号の受信電力P_macroを測定する。フェムト基地局４は、P_macroの測定を実施するときには、全ての無線信号の送信を停止し、マクロ基地局３から送信される共通パイロット信号を受信する移動局モードになるとよい。なお、図５のフロー図でのP_macroなどの記号は全てデシベル値である。【００４３】
ステップＳ１０２〜S１０６では、測定されたP_macroと予め定められた閾値P_th1及びP_th2との大小比較を行い、比較結果に応じて、予め定められた３つのRTWP_targetの候補値R1、R2及びR3の中から選択することによって、RTWP_targetを決定する。ここで、P_macroに対する閾値P_th1は、閾値P_th2より小さい値（P_th1 ＜ P_th2）とする。また、３つのRTWP_targetの候補値R1、R2及びR3の大小関係は、R1 ＞ R2 ＞ R3 とする。【００４４】
具体的には、P_macroがP_th1以下の場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）、RTWP_targetをR1とする（Ｓ１０３）。P_macroがP_th1より大きくかつP_th2以下の場合（Ｓ１０４でＹＥＳ）、RTWP_targetをR2とする（Ｓ１０５）。P_macroがP_th2より大きい場合（Ｓ１０４でＮＯ）、RTWP_targetをR3とする（Ｓ１０６）。【００４５】
閾値P_th1及びP_th2は、屋外の伝播環境を距離に応じて実際に測定して設定してもよいし、奥村モデルや秦モデルなど理論的な伝搬モデルから計算して設定してもよい。RTWP_targetは、屋外であればセル半径等のセル設計に応じて決められる。本実施の形態においては、R3は、屋外と同程度に設定してもよい。また、R3は、マクロ基地局３から所定の第1の距離の屋外にフェムト基地局４を設置し、フェムト基地局４から所定の第２の距離に移動局７−２が位置する場合に、移動局７−２がマクロ基地局３に及ぼす干渉が許容レベルとなるように定めてもよい。R2及びR1は、R3より順に例えば10dBずつ増加するように設定してもよい。【００４６】
また、本実施の形態では、P_macroの閾値は２個、RTWP_targetの設定値は３個ある場合を説明したが、これらの数に限定されるものでないことは勿論であり、本実施の形態より大きな数又は小さな数としてもよい。【００４７】
また、図５を用いた上述した説明では、RTWP_targetが、P_macroの大きさに応じて階段状に設定される例を示した。しかしながら、RTWP_targetは、真値で計算した際にP_macroに反比例させるように設定してもよい。具体的には、例えば、以下に示すデシベル値での計算式（１）によりRTWP_targetを計算してもよい。
RTWP_target 
= Median( RTWP_target_default + (Pmacro_default - Pmacro), RTWP_target_max,
RTWP_target_min )        （１）
ここで、RTWP_target_defaultは、本実施の形態のR3と等しい固定値である。P_macro_defaultは、マクロ基地局３から所定の第１の距離（RTWP_target_defaultを設定する際に使用）における共通パイロット信号受信電力である。また、RTWP_target_max及びRTWP_target_minは、RTWP_targetの最大値及び最小値である。【００４８】
計算式（１）に基づく設定により、RTWP_targetをマクロ基地局３からの距離に応じて設定することができる。その結果、マクロ基地局３近傍に位置するフェムト基地局４ではRTWP_targetが小さくなるので、フェムト基地局４と通信する移動局７−２〜７−４の送信電力の増加を抑制でき、マクロ基地局３の上り回線に対する干渉を抑制できる。一方、マクロ基地局３から遠方に位置するフェムト基地局４ではRTWP_targetが大きくなるので、フェムト基地局４と通信する移動局７−２〜７−４は、送信電力を最大限に活用することができ、データ送信速度の低下を回避できる。【００４９】
［実施の形態２］
実施の形態２にかかるフェムト基地局４は、実施の形態１におけるP_macroの代わりに、マクロ基地局３の共通パイロット信号の受信品質Ec/No（energy per chip to noise density）を測定し、これをRTWP_targetの決定に使用する。P_macro と同様にEc/Noも、基本的にマクロ基地局３から遠ざかるに従って小さくなる性質がある。このため、フェムト基地局４におけるRTWP_targetの決定手順は、図５に示したフローチャートにおいて、P_macroをEc/Noに置き換えればよい。この点以外のフェムト基地局４の構成及び動作は実施の形態１と同様とすればよいため、重複説明を省略する。【００５０】
［実施の形態３］
実施の形態１及び実施の形態２では、基地局と移動局との間の通信方式としてWCDMA方式を採用していたが、実施の形態３では、上り回線はシングルキャリアFDMA（Frequency Division Multiple Access）方式、下り回線はOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式をそれぞれ採用する。そして、本実施の形態の無線通信システムでは、無線周波数帯域は複数のリソースブロック（PRB；Physical Resource Block）に分割され、マクロ基地局３及びフェムト基地局４に備えられたスケジューラがPRBの割当を行なう。マクロ基地局３及びフェムト基地局４は、スケジューラによって割り当てられたPRBを用いて移動局との間のデータ送信を行う。【００５１】
このとき、フェムト基地局４の上り回線においては、目標受信電力RTWP_targetを各PRBの受信電力の目標値とするが、移動局７−２〜７−４による各PRBの送信電力はチャネル品質や送信データ量に応じて減少させてもよい。【００５２】
実施の形態１のマクロゲートウェー装置１には、無線ネットワーク制御装置（Radio Network Controller；RNC）の機能が付加されているが、実施の形態３では、マクロゲートウェー装置１にRNC機能は付加されていない。代わりに、RNC機能はマクロ基地局３に付加されている。【００５３】
図６は、実施の形態３のマクロ基地局３の構成の一例を示す図である。図６を参照すると、本実施の形態のマクロ基地局３は、アンテナ５０、無線送受信部５１、受信データ処理部５２、送信データ処理部５３、有線送受信部５４、及び無線ネットワーク制御部５５を備えている。【００５４】
無線送受信部５１は、マクロゲートウェー装置１から有線送受信部２４及び送信データ処理部２３を介して下りデータを受け取って、アンテナ２０を介して移動局７−１に向けて送信する。また、無線送受信部５１は、アンテナ２０を介して移動局７−１から上りデータを受信し、受信データ処理部２２及び有線送受信部２４を介して、マクロゲートウェー装置１に送る。無線ネットワーク制御部５５は、各セルの無線周波数や共通パイロット信号の送信電力などの制御パラメータを格納しており、これらを無線送受信部５１に通知する。無線送受信部５１は、マクロゲートウェー装置１ではなく、無線ネットワーク制御部２５から通知される制御パラメータを用いて移動局７−１との無線通信を行なう。【００５５】
なお、図６におけるその他の構成要素は、図２を用いて説明した実施の形態１にかかるマクロ基地局３と同様とすればよい。また、本実施の形態にかかるフェムト基地局４及び移動局７−１〜７−４の構成も、上述した実施の形態１と同様とすればよい。また、フェムト基地局４による無線パラメータの設定手順、つまり目標受信電力RTWP_targetの設定手順も、上述した実施の形態１と同様とすればよい。【００５６】
［実施の形態４］
実施の形態４にかかるフェムト基地局４は、実施の形態３におけるP_macroの代わりに、マクロ基地局３の共通パイロット信号の受信品質Ec/Noを測定し、これをRWTP_targetの決定に使用する。フェムト基地局４におけるRTWP_targetの決定手順は、図５に示したフローチャートにおいて、P_macroをEc/Noに置き換えればよい。この点以外のフェムト基地局４の構成及び動作は実施の形態３と同様とすればよいため、重複説明を省略する。【００５７】
［実施の形態５］
実施の形態１〜４は、マクロ基地局３からの共通パイロット信号の受信電力Pmacroの測定をフェムト基地局４が実施していた。これ代えて、実施の形態５は、フェムト基地局４と通信を行っている移動局７−２〜７−４のうちの少なくとも１台がPmacroを測定し、その結果をフェムト基地局４に通知する。本実施の形態における移動局７−２の構成を図７に示す。なお、移動局７−１、７−３及び７−４も図7と同様の構成とすればよい。【００５８】
図７では、図４の構成に加えて、受信レベル測定部４５が追加されている。受信レベル測定部４５は、アンテナ４０を介して、マクロセルにおいて送信されているパイロット信号の受信電力Pmacroを測定する。測定結果は、無線送受信部４１で処理され、アンテナ４０を介してフェムト基地局４に送信される。フェムト基地局４はPmacroの測定結果を受信し、無線ネットワーク制御データ設定部３７で処理する。その後のRTWP_targetの設定手順は、実施の形態１~４のいずれかと同様すればよいので、重複説明を省略する。【００５９】
＜その他の実施の形態＞
上述した実施の形態１〜５では、マクロ基地局３及びフェムト基地局４との間で移動局７−１〜７−４がデータの送受信を行っているが、これらの移動局は、必ずしも移動性を有する無線局である必要はなく、特定の場所に固定された無線局であってもよい。【００６０】
また、実施の形態１〜５では、フェムト基地局４が複数の移動局７−２〜７−４との間で同時に通信を行なう例を示した。しかしながら、フェムト基地局４は、少なくとも１台の移動局と通信可能であればよい。【００６１】
また、実施の形態１〜５では、フェムト基地局４が、移動局７−２〜７−４との間でデータ送受信を行なうとともに、他の基地局（具体的にはマクロ基地局３）からのパイロット信号の受信品質に基づいて移動局７−２〜７−４の送信電力を制御する例を説明した。しかしながら、少なくとも１台の移動局との間でデータ送受信を行なうとともに、他の基地局からのパイロット信号の受信品質に基づいて少なくとも１台の移動局の送信電力を制御する機能を備える無線局は、必ずしもフェムト基地局４等の基地局である必要はない。例えば、上記の機能を備える無線局は、操作ボタン、キーボード、マイクロフォン及びスピーカ等の情報入出力部を備え、ユーザに使用される無線通信端末であってもよい。このような実施の形態は、例えば、マクロ基地局３が形成するマクロセル５内において、複数の移動局がマクロ基地局３を介さずにアドホック通信を行なう場合などに有効である。つまり、マクロ基地局３と通信を行なう移動局の上り回線と、アドホック通信を行う移動局間の通信チャネルの間の干渉を抑制することができる。【００６２】
また、実施の形態１〜５で述べたフェムト基地局４が実行する目標受信電力RTWP_targetの設定手順は、マイクロプロセッサ等のコンピュータに基地局制御のためのプログラムを実行させることによって実現可能である。例えば、実施の形態１の場合、基地局制御プログラムを実行するコンピュータの制御に基づいて、移動局モード受信部３６にマクロ基地局３からのパイロット信号受信電力Pmacroの測定を実行させればよい。さらに、コンピュータが、測定されたPmacroを使用して目標受信電力RTWP_targetを計算するとともに、コンピュータによる制御に基づいて、移動局７−２〜７−４に対する送信電力制御を実行すればよい。【００６３】
このプログラムは、様々な種類の記録媒体に格納することが可能であり、また、通信媒体を介して伝達されることが可能である。ここで、記録媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれ、インターネットも含まれる。【００６４】
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。【００６５】
この出願は、２００７年１２月３日に出願された日本出願特願２００７−３１２２５８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。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、無線局を含む無線通信システムに関し、特に、少なくとも無線局が自律的に上り回線の無線リソース管理を行なう無線通信システム、通信制御方法、無線局、及び無線局の制御プログラムに利用することができる。
【図１】
2009072355.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成22年6月2日(2010.6.2)
【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２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２４】
第一の基地局とともに無線通信システムで使用され、移動局と通信を行なう無線局に関する制御処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記制御処理は、
前記第一の基地局から送信されるパイロット信号の受信品質の測定結果を入力する処理と、
前記パイロット信号の受信品質に基づいて、前記移動局による上りデータの送信電力の制御に使用される前記上りデータの目標受信電力を設定する処理と、
を含むことを特徴とするプログラム。
【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】請求項２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２５】
目標受信電力を設定する処理において、前記パイロット信号の受信品質が低いほど、前記目標受信電力を大きく設定することを特徴とする請求項２４に記載のプログラム。
【国際調査報告】
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2009072355.tif 000013
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