(57)【要約】  一実施形態では、基地局（１）は、プリコーディングを含む信号処理を行うことにより、複数の送信アンテナに供給される複数の時間領域信号を生成するよう構成されている。さらに、基地局（１）は、時間及び周波数の少なくとも一方によって定義される第１の無線リソースにおいて複数のプリコーディング行列を使用可能とするとともに、第１の無線リソースと異なる第２の無線リソースにおいて当該複数のプリコーディング行列の一部に対応するプリコーディング行列サブセットの使用を制限するよう構成されている。
2013145046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリコーディングを含む信号処理を行うことにより、複数の送信アンテナに供給される複数の時間領域信号を生成するよう構成された信号処理部と、
時間及び周波数の少なくとも一方によって定義される第１の無線リソースにおいて複数のプリコーディング行列を使用可能とするとともに、前記第１の無線リソースと異なる第２の無線リソースにおいて前記複数のプリコーディング行列の一部に対応するプリコーディング行列サブセットの使用を制限するよう構成された制御部と、
を備える基地局装置。
【請求項２】
前記プリコーディング行列サブセットは、前記複数のプリコーディング行列に含まれる他のプリコーディング行列に比べて、前記複数の時間領域信号から形成される指向性ビームが隣接セルに及ぼす干渉が大きい、請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
前記プリコーディング行列サブセットは、前記複数の時間領域信号から形成される指向性ビームが隣接セルに及ぼす干渉に基づいて決定される、請求項１又は２に記載の基地局装置。
【請求項４】
前記制御部は、移動局のハンドオーバ挙動に影響を与えるハンドオーバ・パラメタが変更されたことに応じて隣接セルから前記基地局装置が運用する自セルにハンドオーバした移動局からの通知に基づいて、前記プリコーディング行列サブセットを決定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項５】
前記通知は、前記基地局装置と前記移動局の間の空間チャネルに関するフィードバック情報を含む、請求項４に記載の基地局装置。
【請求項６】
前記フィードバック情報は、プリコーディング行列インデックスである、請求項５に記載の基地局装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記プリコーディング行列サブセットを決定するために、前記ハンドオーバ・パラメタの変更を示す情報を隣接基地局に送信することを含む手順を実行するよう構成されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項８】
前記制御部は、隣接セルから通知されたプリコーディング行列インデックスに基づいて、前記プリコーディング行列サブセットを決定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項９】
前記プリコーディング行列サブセットの使用を制限することは、前記プリコーディング行列サブセットの使用を禁止することを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項１０】
前記プリコーディング行列サブセットの使用を制限することは、前記複数のプリコーディング行列に含まれる他のプリコーディング行列が使用されるときに比べて、前記プリコーディング行列サブセットが使用されるときの前記基地局装置の送信電力を小さくすることを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項１１】
前記送信電力を小さくすることは、前記基地局装置が運用する自セルのダウンリンク通信品質が所定の基準を満たす範囲内で前記送信電力を小さくすることを含む、請求項１０に記載の基地局装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記第２の無線リソースを示す情報を隣接基地局に通知するよう構成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項１３】
前記プリコーディング行列サブセットは、少なくとも１つのプリコーディング行列を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項１４】
前記第１の無線リソースは時間領域の第１のサブフレームであり、前記第２の無線リソースは前記第１のサブフレームと異なる第２のサブフレームである、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項１５】
前記第２の無線リソースは、Almost Blank Subframe（ＡＢＳ）又はProtected Subframeである、請求項１４に記載の基地局装置。
【請求項１６】
第１及び第２のセルをそれぞれ運用する第１及び第２の基地局を備え、
前記第１の基地局は、
プリコーディングを含む信号処理を行うことにより、複数の送信アンテナに供給される複数の時間領域信号を生成するよう構成され、かつ
時間及び周波数の少なくとも一方によって定義される第１の無線リソースにおいて複数のプリコーディング行列を使用可能とするとともに、前記第１の無線リソースと異なる第２の無線リソースにおいて前記複数のプリコーディング行列の一部に対応するプリコーディング行列サブセットの使用を制限するよう構成されている、
移動通信システム。
【請求項１７】
前記プリコーディング行列サブセットは、前記複数のプリコーディング行列に含まれる他のプリコーディング行列に比べて、前記複数の時間領域信号から形成される指向性ビームが前記第２のセルに及ぼす干渉が大きい、請求項１６に記載の移動通信システム。
【請求項１８】
前記プリコーディング行列サブセットは、前記複数の時間領域信号から形成される指向性ビームが前記第２のセルに及ぼす干渉に基づいて決定される、請求項１６又は１７に記載の移動通信システム。
【請求項１９】
前記第１の基地局は、移動局のハンドオーバ挙動に影響を与えるハンドオーバ・パラメタが変更されたことに応じて前記第２のセルから前記第１のセルにハンドオーバした移動局からの通知に基づいて、前記プリコーディング行列サブセットを決定する、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の移動通信システム。
【請求項２０】
前記通知は、前記第１の基地局と前記移動局の間の空間チャネルに関するフィードバック情報を含む、請求項１９に記載の移動通信システム。
【請求項２１】
前記フィードバック情報は、プリコーディング行列インデックスである、請求項２０に記載の移動通信システム。
【請求項２２】
前記制御部は、前記プリコーディング行列サブセットを決定するために、前記ハンドオーバ・パラメタの変更を示す情報を前記第２の基地局に送信することを含む手順を実行するよう構成されている、請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の移動通信システム。
【請求項２３】
前記プリコーディング行列サブセットの使用を制限することは、前記プリコーディング行列サブセットの使用を禁止することを含む、請求項１６〜２２のいずれか１項に記載の移動通信システム。
【請求項２４】
前記プリコーディング行列サブセットの使用を制限することは、前記複数のプリコーディング行列に含まれる他のプリコーディング行列が使用されるときに比べて、前記プリコーディング行列サブセットが使用されるときの前記第１の基地局の送信電力を小さくすることを含む、請求項１６〜２３のいずれか１項に記載の移動通信システム。
【請求項２５】
前記送信電力を小さくすることは、前記第１のセルのダウンリンク通信品質が所定の基準を満たす範囲内で前記送信電力を小さくすることを含む、請求項２４に記載の移動通信システム。
【請求項２６】
前記第１の無線リソースは時間領域の第１のサブフレームであり、前記第２の無線リソースは前記第１のサブフレームと異なる第２のサブフレームである、請求項１６〜２５のいずれか１項に記載の移動通信システム。
【請求項２７】
前記第２の無線リソースは、Almost Blank Subframe（ＡＢＳ）又はProtected Subframeである、請求項２６に記載の移動通信システム。
【請求項２８】
前記第１及び第２のセルの少なくとも一方は、セクタ・セルを含む、請求項１６〜２７のいずれか１項に記載の移動通信システム。
【請求項２９】
複数の送信アンテナに供給される複数の時間領域信号をプリコーディングを含む信号処理を行うことによって生成するよう構成された基地局装置の制御方法であって、
時間及び周波数の少なくとも一方によって定義される第１の無線リソースにおいて複数のプリコーディング行列を使用可能とすること、及び
前記第１の無線リソースと異なる第２の無線リソースにおいて前記複数のプリコーディング行列の一部に対応するプリコーディング行列サブセットの使用を制限すること、
を備える制御方法。
【請求項３０】
前記プリコーディング行列サブセットは、前記複数のプリコーディング行列に含まれる他のプリコーディング行列に比べて、前記複数の時間領域信号から形成される指向性ビームが隣接セルに及ぼす干渉が大きい、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記プリコーディング行列サブセットを決定することをさらに備える、請求項２９又は３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記決定することは、移動局のハンドオーバ挙動に影響を与えるハンドオーバ・パラメタが変更されたことに応じて隣接セルから前記基地局装置が運用する自セルにハンドオーバした移動局からの通知に基づいて、前記プリコーディング行列サブセットを決定することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記通知は、前記基地局装置と前記移動局の間の空間チャネルに関するフィードバック情報を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記フィードバック情報は、プリコーディング行列インデックスである、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記決定することは、前記ハンドオーバ・パラメタの変更を示す情報を隣接基地局に送信することを含む、請求項３２〜３４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
前記制限することは、前記プリコーディング行列サブセットの使用を禁止することを含む、請求項２９〜３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
前記制限することは、前記複数のプリコーディング行列に含まれる他のプリコーディング行列が使用されるときに比べて、前記プリコーディング行列サブセットが使用されるときの前記基地局装置の送信電力を小さくすることを含む、請求項２９〜３６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３８】
前記送信電力を小さくすることは、前記基地局装置が運用する自セルのダウンリンク通信品質が所定の基準を満たす範囲内で前記送信電力を小さくすることを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１の無線リソースは時間領域の第１のサブフレームであり、前記第２の無線リソースは前記第１のサブフレームと異なる第２のサブフレームである、請求項２９〜３８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４０】
前記第２の無線リソースは、Almost Blank Subframe（ＡＢＳ）又はProtected Subframeである、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
複数の送信アンテナに供給される複数の時間領域信号をプリコーディングを含む信号処理を行うことによって生成するよう構成された基地局装置の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格納した非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
前記制御方法は、
時間及び周波数の少なくとも一方によって定義される第１の無線リソースにおいて複数のプリコーディング行列を使用可能とすること、及び
前記第１の無線リソースと異なる第２の無線リソースにおいて前記複数のプリコーディング行列の一部に対応するプリコーディング行列サブセットの使用を制限すること、
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、移動通信システムに関し、特に移動通信システムにおけるセル間干渉の低減技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＩＳＯ（Multiple Input Single Output）、ＳＩＭＯ（Single Input Single Output）、及びＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）を含むマルチアンテナ技術は、アンテナダイバーシチ、空間多重、若しくはビームフォーミング、又はこれらの組み合わせのために利用される。一部のＭＩＳＯシステム及び一部のＭＩＭＯシステムは、コードブックベースのプリコーディングを利用して、空間多重又は送信ビームフォーミングを実現する。コードブックは、量子化された複数のプリコーディング行列を含む。なお、シングル送信レイヤ（ランク１送信）の場合、プリコーディング行列は、プリコーディング・ベクトル（i.e. アンテナウエイトベクトル）である。【０００３】
コードブックベースのプリコーディングは、受信局からのフィードバックの有無によって、クローズドループ・プリコーディングとオープンループ・プリコーディングに分類される。クローズドループ・プリコーディングでは、送信局は、受信局からフィードバックされるＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）を考慮してプリコーディング行列をコードブックの中から選択する。これに対して、オープンループ・プリコーディングは、受信局からフィードバックされるＰＭＩを利用しない。オープンループ・プリコーディングでは、例えば、送信局は、コードブックに含まれているプリコーディング行列をサイクリックに使用する。【０００４】
コードブックに含まれる複数の量子化されたプリコーディング行列は、一般的に、メインビームの放射角度がそれぞれ異なる複数の量子化された指向性ビーム（ビームパタン）を達成する。言い換えると、各プリコーディング行列は、複数の量子化された指向性ビームのいずれかに対応する。【０００５】
上述したコードブックベースのプリコーディングを利用した空間多重または送信ビームフォーミングは、基地局及び移動局を含む移動通信システムにおいても利用されている。例えば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）のRelease 8及びRelease 9で標準化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）は、ダウンリンクのＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）送信においてコードブックベースのプリコーディングを利用した空間多重または送信ビームフォーミングを使用する。具体的には、ＬＴＥのダウンリンク送信モード４"Closed-loop spatial multiplexing"は、クローズドループ・プリコーディングを使用するＭＩＭＯ空間多重を行う。また、ＬＴＥのダウンリンク送信モード６"Closed-loop rank-1 precoding"は、クローズドループ・プリコーディングを使用する送信ビームフォーミングを行う。【０００６】
特許文献１は、コードブックベースのプリコーディングを利用した空間多重または送信ビームフォーミングを行う移動通信システムにおけるセル間干渉の抑制技術について開示している。特許文献１に記載された基地局は、隣接セルからＰＭＩ情報を受信する。隣接セルからのＰＭＩ情報は、隣接セルが使用を要請する又は使用制限を要請するプリコーディング行列に対応したＰＭＩを含む。基地局は、隣接セルからのＰＭＩ情報を考慮して、基本コードブックから選択された少なくとも１つのプリコーディング行列を含む基本コードブック・サブセットを生成する。具体的には、例えば、隣接セルによって使用制限が要請されたプリコーディング行列は、基本コードブック・サブセットから除外される。基地局は、基本コードブック・サブセットに含まれるプリコーディング行列を示すインデックス情報を移動局に送信する。そして、基地局は、基本コードブック・サブセットを用いたプリコーディングを行い、空間多重または送信ビームフォーミングを伴うダウンリンク送信を行う。つまり、特許文献１は、基本コードブックから選択されたサブセットを利用してプリコーディンを行うものであり、隣接セルに大きな干渉を与えるプリコーディング行列をサブセットから除外する。これにより、基地局の送信ビームが隣接セルに及ぼす干渉が低減される。【０００７】
また、３ＧＰＰのRelease 11（LTE-Advanced）は、ＩＣＩＣ（Inter Cell Interference Coordination）のためのいくつかの技術を規定している。例えば、３ＧＰＰのRelease 11は、特にＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）環境における低電力ノード（low power node）の通信品質の確保のために、"ＡＢＳ（Almost Blank Subframe）"を規定している。ＡＢＳは、"Protected Subframe"とも呼ばれる。ＡＢＳは、時間領域でのＩＣＩＣのために用いられる。なお、本明細書では、ＡＢＳ又はProtected Subframeではない通常のサブフレームを"ｎｏｎ−ＡＢＳ"又は"Unprotected Subframe"と呼ぶ。【０００８】
具体的には、マクロ基地局は、ＡＢＳにおいて、ユーザーデータ送信（ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）送信）を停止するだけでなく、殆どのコントロール信号の送信も停止する。ＡＢＳで送信されるコントロール信号は、例えば、アップリンクスケジューリング許可のためのＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）、HARQ ACK/NACKのためのＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）、ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ（Physical Broadcast Channel）、cell-specific RS（Reference Signal）、及びPrimary and Secondary Synchronization Signals（PSS and CSS）である。【０００９】
マクロ基地局は、基地局間インタフェース（i.e. Ｘ２インタフェース）によって、ＡＢＳの設定情報を隣接のピコ基地局に通知する。ＡＢＳの設定情報は、ＡＢＳパターン又はProtected Subframeパターンと呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０５０６８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、マクロ基地局は、ＡＢＳにおけるユーザーデータ送信（ＰＤＳＣＨ送信）を停止する。したがって、ＡＢＳを使用する場合、これを使用しない場合に比べてマクロ基地局のキャパシティが低下する。なお、ＡＢＳは時間領域でのＩＣＩＣ技術であるが、周波数領域でのＩＣＩＣ技術、周波数及び時間領域でのＩＣＩＣ技術が使用される場合もある。例えば、ＲＮＴＰ（Relative Narrowband Transmit Power）通知に基づくリソースブロック基準での無線リソースの使用制限が知られている。また、例えば、複数のコンポーネントキャリアを用いたキャリアグリゲーションが行われる場合に、マクロ基地局とピコ基地局がそれぞれ異なるサブキャリア群をユーザーデータ送信に使用することが考えられる。このような、周波数領域でのＩＣＩＣ技術、又は周波数及び時間領域でのＩＣＩＣ技術が行われる場合にも、マクロ基地局が一部の無線リソースにおけるユーザーデータ送信を停止することで、マクロ基地局のキャパシティが低下するおそれがある。【００１２】
特許文献１は、セル間干渉の低減のために、隣接セルから通知されたＰＭＩ情報を考慮して、基本コードブックに含まれる一部のプリコーディング行列の使用を常に停止すること記載している。しかしながら、基地局が一部のプリコーディング行列の使用を常に停止することは、当該基地局が管理するセルにおけるダウンリンクスループットの低下を招くおそれがある。【００１３】
これらの問題に対処するため、本件の発明者等は、時間及び周波数の少なくとも一方により定まる無線リソースの使用を隣接セル間で調整することを含むＩＣＩＣと、隣接セル間でのＰＭＩの通知などに基づいた協調ビームフォーミングとの連携について考察した。したがって、本発明の目的の１つは、ＡＢＳ等のＩＣＩＣ技術の使用によるセルキャパシティの劣化を抑制可能な基地局、移動通信システム、制御方法、及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様は、基地局装置を含む。当該基地局装置は、信号処理部及び制御部を有する。前記信号処理部は、プリコーディングを含む信号処理を行うことにより、複数の送信アンテナに供給される複数の時間領域信号を生成するよう構成されている。さらに、前記制御部は、時間及び周波数の少なくとも一方によって定義される第１の無線リソースにおいて複数のプリコーディング行列を使用可能とするとともに、前記第１の無線リソースと異なる第２の無線リソースにおいて前記複数のプリコーディング行列の一部に対応するプリコーディング行列サブセットの使用を制限するよう構成されている。【００１５】
本発明の第２の態様は、移動通信システムを含む。当該移動通信システムは、第１及び第２のセルをそれぞれ運用する第１及び第２の基地局を含む。前記第１の基地局は、プリコーディングを含む信号処理を行うことにより、複数の送信アンテナに供給される複数の時間領域信号を生成するよう構成されている。さらに、前記第１の基地局は、時間及び周波数の少なくとも一方によって定義される第１の無線リソースにおいて複数のプリコーディング行列を使用可能とするとともに、前記第１の無線リソースと異なる第２の無線リソースにおいて前記複数のプリコーディング行列の一部に対応するプリコーディング行列サブセットの使用を制限するよう構成されている。【００１６】
本発明の第３の態様は、複数の送信アンテナに供給される複数の時間領域信号をプリコーディングを含む信号処理を行うことによって生成するよう構成された基地局装置の制御方法を含む。当該制御方法は、
（ａ）時間及び周波数の少なくとも一方によって定義される第１の無線リソースにおいて複数のプリコーディング行列を使用可能とすること、及び
（ｂ）前記第１の無線リソースと異なる第２の無線リソースにおいて前記複数のプリコーディング行列の一部に対応するプリコーディング行列サブセットの使用を制限すること、
を含む。【００１７】
本発明の第４の態様は、上述した第３の態様に係る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】
【００１８】
上述した本発明の各態様によれば、ＡＢＳ等のＩＣＩＣ技術の使用によるセルキャパシティの劣化を抑制可能な基地局、移動通信システム、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】
【００１９】
【図１Ａ】第１の実施形態に係る移動通信システムの構成例を示す概念図である。
【図１Ｂ】第１の実施形態に係る移動通信システムの構成例を示す概念図である。
【図２】第１の実施形態に係るマクロ基地局による無線リソース保護（i.e. ＡＢＳ）と連携したプリコーディング行列の使用制限の一例を示す図である。
【図３Ａ】周波数領域および時間領域での無線リソース保護の例を示す図である。
【図３Ｂ】周波数領域での無線リソース保護の例の例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るマクロ基地局による無線リソース保護と連携したプリコーディング行列の使用制限に関するフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係るマクロ基地局の構成例を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態に係る保護される無線リソースでの使用が制限されるプリコーディング行列の決定手順に関するシーケンス図である。
【図７】第３の実施形態に係る保護される無線リソースでの使用が制限されるプリコーディング行列の決定手順に関するシーケンス図である。
【図８】第４の実施形態に係る保護される無線リソースでの使用が制限されるプリコーディング行列の決定手順に関するシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、具体的な実施形態について、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。
【００２１】
＜第１の実施形態＞
図１Ａ及び１Ｂは、本実施形態に係る移動通信システムの構成例を示す概念図である。本実施形態の移動通信システムは、マクロ基地局１及びピコ基地局２を含む。マクロ基地局１はマクロセル１００を運用し、ピコ基地局２はピコセル２００を運用する。マクロセル１００とピコセル２００は互いに隣接している。図１Ａ及び１Ｂに示す例では、ピコセル２００は、マクロセル１００に比べて小さいカバレッジを持ち、マクロセル１００内に配置されている。なお、マクロセル１００若しくはピコセル２００又はこれら両方は、セクタ・セルであってもよい。例えば３セクタ構成の場合、マクロセル１００は、１２０度の角度範囲をカバーするセクタ・セルであってもよい。
【００２２】
マクロ基地局１は、マクロセル１００に属する少なくとも１つの移動局（以下、マクロ移動局）とのダウンリンク通信においてＭＩＳＯ又はＭＩＭＯ伝送を行う。そのために、マクロ基地局１は、信号処理部１０、及び複数のアンテナを含むアンテナアレイ１５を有する。アンテナアレイ１５は、セクタ・セルとしてのマクロセル１００をカバーするために用いられてもよい。信号処理部１０は、プリコーディングを含む信号処理を行うことにより、アンテナアレイ１５に供給される複数の時間領域信号を生成する。つまり、マクロ基地局１は、少なくとも一部のダウンリンク・サブキャリアに関してコードブックベースのプリコーディングを行うことにより、アンテナアレイ１５から指向性ビームを放射する。指向性ビームは、空間多重若しくは単純なビームフォーミング、又はこれらの組み合わせのために利用される。マクロ基地局１が行うコードブックベースのプリコーディングは、オープンループ若しくはクローズドループ、又はこれら両方でもよい。
【００２３】
マクロ基地局１が使用するコードブックは、複数の量子化されたプリコーディング行列を含む。プリコーディン行列は、サイズＮＴ×ＮＬの行列である。ここで、ＮＬは送信レイヤ数を意味する。また、ＮＴは送信アンテナポート数を意味する。送信レイヤが１であるとき（ＮＬ＝１）、プリコーディング行列は、サイズＮＴ×１のプリコーディング・ベクトル（アンテナウエイトベクトル）となる。本明細書で用いる"プリコーディング行列"の用語は、プリコーディング・ベクトルを含む。
【００２４】
コードブックに含まれる複数の量子化されたプリコーディング行列は、メインビームの放射角度がそれぞれ異なる複数の量子化された（離散的な）指向性ビームに対応する。指向性ビームは、特定の放射角度（放射方向）にエネルギーが集中したビームパタンである。既に述べた通り、プリコーディング行列の使用によって形成される指向性ビームは、隣接セルへの干渉を増大させるおそれがある。
【００２５】
図１Ａ及び１Ｂに表された例は、コードブックに含まれるプリコーディング行列の数が４である場合に、これら４つのプリコーディング行列を使用することによって形成される４つの指向性ビームＢ１〜Ｂ４を示している。例えば、１番目のプリコーディング行列＃１の使用によって指向性ビームＢ１が形成される。同様に、２番目〜４番目のプリコーディング行列＃２〜４の使用によって、指向性ビームＢ２〜Ｂ４がそれぞれ形成される。なお、図１Ａ及び１Ｂは指向性ビームＢ１〜Ｂ４のメインビームのみを示しているが、プリコーディングによって形成される指向性ビーム（ビームパタン）は、一般的に、メインビーム（メインローブ）の他にサブビーム（サイドローブ）を含む。
【００２６】
図１Ａの例では、指向性ビームＢ２の放射方向にピコセル２００が存在する。したがって、指向性ビームＢ２が使用される度に、言い換えと２番目のプリコーディング行列＃２が使用される度に、指向性ビームＢ２がピコセル２００にダウンリンク干渉を及ぼす。これにより、ピコセル２００のダウンリンク通信品質が低下するおそれがある。なお、コードブック・サブセットを使用し、２番目のプリコーディング行列＃２をコードブック・サブセットから除外することによって、指向性ビームＢ２がピコセル２００に及ぼすダウンリンク干渉を低減できる。しかしながら、既に述べたように、一部のプリコーディング行列の使用を常に停止することは、マクロセル１００におけるダウンリンクスループットの低下を招くおそれがある。
【００２７】
また、図１Ａの例に示すように、コードブックに含まれる複数のプリコーディング行列の総数が相対的に少ない場合、複数のプリコーディング行列に対応する複数の指向性ビームの角度分解能が粗い。したがって、図１Ａに示すようなケースにおいて一部のプリコーディング行列の使用を常に停止することは、マクロセル１００のシステム容量またはカバレッジ等の通信品質に影響を及ぼす可能性がある。
【００２８】
したがって、本実施形態は、時間及び周波数の少なくとも一方により定まる無線リソースの使用を隣接セル間で調整することを含むＩＣＩＣと、隣接セル間でのＰＭＩの通知による協調ビームフォーミングとを連携する制御方法を提供する。当該制御方法は、マクロセル１００からピコセル２００への干渉を抑制するとともに、セルキャパシティの劣化を抑制可能である。
【００２９】
本実施形態に係る制御方法のために、マクロ基地局１は、制御部１６を含む。制御部１６は、時間及び周波数の少なくとも一方によって定義される第１の無線リソース（e.g. ｎｏｎ−ＡＢＳ）において複数のプリコーディング行列（i.e. コードブック）を使用可能とするよう構成されている。さらに、制御部１６は、第１の無線リソースと異なる第２の無線リソース（e.g. ＡＢＳ）において複数のプリコーディング行列の一部に対応するプリコーディング行列サブセット（以下、ＰＭサブセット）の使用を制限するよう構成されている。なお、本実施形態では、第２の無線リソースを「保護される無線リソース」と呼ぶ。
【００３０】
ＰＭサブセットは、少なくとも１つのプリコーディング行列を含む。ＰＭサブセットは、ピコセル２００を含む隣接セルへの干渉が大きい指向性ビームに対応する少なくとも１つのプリコーディング行列とすればよい。言い換えると、コードブックに含まれる他のプリコーディング行列に比べて、指向性ビームが隣接セルに及ぼす干渉が大きいプリコーディング行列をＰＭサブセットに含めるとよい。
【００３１】
例えば、マクロ基地局１が、時間領域のＩＣＩＣのためにＡＢＳを設定する例について説明する。つまり、上述した第１の無線リソースが"ｎｏｎ−ＡＢＳ"であり、第２の無線リソース（保護される無線リソース）が"ＡＢＳ"である場合である。ｎｏｎ−ＡＢＳにおいて、マクロ基地局１は、プリコーディング行列サブセットを含むコードブック全体を使用可能とすればよい。ＡＢにおいて、マクロ基地局１は、コードブックの一部、つまりＰＭサブセットの使用を制限する。一方、ＰＭサブセットを除く他のプリコーディング行列は、ＡＢＳにおいてもｎｏｎ−ＡＢＳと同様に使用可能とされている。したがって、マクロ基地局１は、ＡＢＳにおいて、ＰＭサブセットを除く他のプリコーディング行列を用いてユーザーデータ送信を継続することができる。
【００３２】
図１Ｂは、ＡＢＳにおいてマクロ基地局１が使用可能な指向性ビームの一例を示している。図１Ｂの例では、指向性ビームＢ２に対応するプリコーディング行列がＰＭサブセットに指定され、制御部１６は、ＡＢＳにおけるＰＭサブセットの使用を禁止する。したがって、ＡＢＳでは指向性ビームＢ２が使用されないため、マクロ基地局１００からピコセル２００への干渉を低減できる。また、図１Ｂの例では、マクロ基地局１は、ＰＭサブセットの使用を常に制限するのではなく、ＡＢＳにおいて選択的にＰＭサブセットの使用を制限する。したがって、マクロ基地局１は、一部のプリコーディング行列の使用を常に停止する手法に比べて、マクロセル１００におけるダウンリンクスループットの低下を抑制できる。さらに、マクロ基地局１は、ＡＢＳにおいて他の指向性ビームＢ１、Ｂ３、Ｂ４を用いたユーザーデータの送信を継続できる。したがって、ＡＢＳにおいてユーザーデータ送信を完全停止する場合に比べて、マクロセル１００のキャパシティの低下を抑制できる。
【００３３】
図２は、ＡＢＳにおいてＰＭサブセットの使用が制限されるが、他のプリコーディング行列を用いてユーザーデータ送信が継続される様子を示す概念図である。図２の例は、マクロセル１００及びピコセル２００のサブフレームを示している。図２の例では、マクロセル１００の４つのサブフレームのうち１つがＡＢＳに指定されている。具体的には、斜線でハッチングされたサブフレーム＃０及び＃４がＡＢＳであり、他のサブフレーム＃１、＃２、＃３がｎｏｎ−ＡＢＳである。図１Ａ及び１Ｂに示した例に従おうと、マクロ基地局１は、ＡＢＳ（サブフレーム＃０及び＃４）において指向性ビームＢ２の使用を禁止し、３つの指向性ビームＢ１、Ｂ３、Ｂ４を使用する。一方、マクロ基地局１は、ｎｏｎ−ＡＢＳ（サブフレーム＃１、＃２、＃３）において、４つの指向性ビームＢ１〜Ｂ４の全てを使用する。ピコ基地局２は、マクロセル１００のＡＢＳを考慮してスケジューリングを行うとよい。例えば、ピコ基地局２は、マクロセル１００からの干渉が大きいエッジ領域に位置するピコ移動局へのダウンリンク送信をＡＢＳ（サブフレーム＃０及び＃４）においてスケジュールしてもよい。ピコ移動局は、ピコセル２００に属する移動局を意味する。
【００３４】
図１Ｂ及び図２では、ＡＢＳにおけるＰＭサブセットの使用制限の一例として、ＰＭサブセットの使用を禁止することについて説明した。しかしながら、ＰＭサブセットの使用制限は、使用禁止に限られない。例えば、ＡＢＳにおけるＰＭサブセットの使用制限は、ＰＭサブセットが使用されるときのマクロ基地局１のダウンリンク送信電力を他のプリコーディング行列が使用されるときに比べて小さくすることによって達成されてもよい。このようにすれば、マクロ基地局１は、例えば、マクロ基地局１の近くに位置するマクロ移動局へのユーザーデータ送信のためにＰＭサブセットを使用できる。これにより、ＡＢＳを導入する際のマクロセル１００のキャパシティの劣化をさらに抑制することができる。
【００３５】
なお、ＡＢＳにおけるＰＭサブセット使用時の送信電力を小さくすることは、マクロセル１００のダウンリンク通信品質（e.g. スループット、又はＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise ration））が所定の基準を満たす範囲内で行なってもよい。言い換えると、マクロ基地局１は、ＡＢＳにおけるマクロセル１００のダウンリンク通信品質のｎｏｎ−ＡＢＳとからの劣化が基準範囲内に抑えられることを条件として、ＡＢＳにおけるＰＭサブセット使用時の送信電力を決定してもよい。これにより、ピコセル２００に対する干渉の抑制を目的とするＡＢＳが導入されることによって、マクロセル１００のダウンリンク通信品質が著しく低下することを防ぐことができる。
【００３６】
また、図１Ｂ及び図２では、マクロセル１００からピコセル２００への干渉抑制のめにＡＢＳを導入する例について示した。しかしながら、ＡＢＳに代えて又はＡＢＳと組み合わせて、周波数領域でのＩＣＩＣ技術、又は周波数及び時間領域でのＩＣＩＣ技術を用いてもよい。図３Ａは、周波数及び時間領域でのＩＣＩＣ技術を示している。図３Ａでは、マクロ基地局１は、斜線でハッチングされた周波数Ｆ２のリソースブロック群＃０及び＃４においてＰＭサブセットの使用を制限する。
【００３７】
図３Ｂは、周波数領域でのＩＣＩＣ技術を示している。図３Ｂでは、マク基地局１は、キャリアアグリゲーションによって２つのダウンリンクコンポーネントキャリアＣＣ１及びＣＣ２を使用する。マクロ基地局１は、斜線でハッチングされたコンポーネントキャリアＣＣ２の一部のサブキャリア群においてＰＭサブセットの使用を制限してもよい。
【００３８】
続いて以下では、保護される無線リソースにおけるＰＭサブセットの使用制限を含む制御方法の具体例について説明する。図４は、当該制御方法の具体例を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、マクロ基地局１の制御部１６は、保護される無線リソース（e.g. ＡＢＳ）を決定する。ステップＳ１１では、例えば、ピコセル２００のために保護されるＡＢＳの繰り返しパターン、保護されるリソースブロック、又は保護されるサブキャリアが決定される。なお、ステップＳ１１での保護される無線リソースの決定は、ピコ基地局２とのシグナリング（e.g. ピコ基地局２からのリクエスト）に基づいて行われてもよいし、オペレータの指示に基づいて行われてもよい。
【００３９】
ステップＳ１２では、制御部１６は、保護される無線リソース（e.g. ＡＢＳ）での使用が制限されるＰＭサブセットを決定する。具体的には、制御部１６は、ピコセル２００に及ぼす干渉が相対的に大きい指向性ビームに対応するプリコーディング行列を決定し、これをＰＭサブセットに含めればよい。ＰＭサブセットの決定は、ピコ基地局２又はピコ移動局とのシグナリングに基づいて行われてもよい。この場合、ピコ基地局２又はピコ移動局は、クローズドループ・プリコーディングのためにマクロ移動局が行うのと同様のチャネル推定を実施すればよい。つまり、ピコ基地局２又はピコ移動局は、マクロ基地局１からのダウンリンク信号（e.g. リファレンス信号）を受信し、マクロ基地局１とのチャネル推定を行い、マクロ基地局１からのダウンリンク信号の受信電力（e.g. ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）を最大にするプリコーディング行列又はこれに対応するＰＭＩ（Precoding Matrix Index）を決定すれよい。
【００４０】
ピコ基地局２又はピコ移動局により決定されたプリコーディング行列は、例えば、マクロ基地局１とピコ基地局２の間で利用可能なインタフェース（e.g. Ｘ２インタフェース、無線インタフェース）を介してマクロ基地局１に送られてもよい。また、ピコ基地局２又はピコ移動局により決定されたプリコーディング行列は、ＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）サーバを介してマクロ基地局１に送られてもよい。また、ピコ移動局は、マクロ基地局１によって提供される制御チャネルを用いて、自身が決定したプリコーディング行列をマクロ基地局１に通知してもよい。
【００４１】
また、ステップＳ１２におけるＰＭサブセットの決定は、マクロセル１に属するマクロ移動局によるチャネル推定結果を利用して行われてもよい。この場合、マクロ基地局１は、ピコ移動局をピコセル２００からマクロセル１００に強制的にハンドオーバさせ、ピコセル２００からマクロセル１００にハンドオーバしてきた移動局（以下、ＨＯ移動局）によるチャネル推定結果、プリコーディング行列又はこれに対応するＰＭＩをＨＯ移動局から受信すればよい。ステップＳ１２におけるＰＭサブセットの決定に関する具体例は、後述する第２〜第４の実施形態において詳細に説明される。
【００４２】
ステップＳ１３では、制御部１６は、保護される無線リソース（e.g. ＡＢＳ）におけるＰＭサブセットの使用制限を実施する。なお、既に述べたように、制御部１６は、保護される無線リソースでは、ＰＭサブセットを除く他のプリコーディング行列の使用を制限しない。また、保護される無線リソースを除く他の無線リソースでは、コードブックに含まれる全てのプリコーディング行列を使用可能とすればよい。
【００４３】
続いて以下では、マクロ基地局１の構成例についてより詳細に説明する。ここでは、本実施形態の適用先がＬＴＥシステムである場合を例にとって説明する。図５は、ＬＴＥの基地局としてのマクロ基地局１の構成例を示すブロック図である。図５に示された信号処理部１０は、プリコーディング部１１、リソースエレメント（ＲＥ）マッパ１２、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）部１３、ＲＦ（Radio Frequency）部１４を含む。これらの要素の機能及び動作は、ＬＴＥ基地局が有する一般的な要素と同様とすればよい。
【００４４】
ＬＴＥでは、ユーザーデータを送信するＤＬＳＣＨ（Downlink Shared Channel）に対してプリコーディングが行われる。すなわち、プリコーディング部１１は、図示されていないレイヤマッパからＮＬレイヤの変調シンボルベクトルＳを受信する。シンボルベクトルＳのＮＬ個のベクトル要素の各々は、ユーザーデータに対応する変調シンボルを含む。なお、送信レイヤが１であるとき（ＮＬ＝１）、シンボルベクトルＳは１要素のみを含む。
【００４５】
プリコーディング部１１は、コードブックから選択されたサイズＮＴ×ＮＬのプリコーディング行列をシンボルベクトルＳに演算することにより、シンボルベクトルＸ１を生成する。プリコード後のシンボルベクトルＸ１の要素数は、送信アンテナポート数ＮＴと一致する。なお、送信アンテナポートは物理アンテナに対応していなくてもよい。ＬＴＥにおいて、送信アンテナポートは、共通リファレンス信号（ＣＲＳ（cell-specific reference signal 又は common reference signals））の送信と対応付けられる。同じ共通リファレンス信号ＣＲＳを送信する複数の物理アンテナは、１つのアンテナポートに対応する。
【００４６】
アンテナポートごとに設けられた複数のＲＥマッパ１２は、プリコード後のシンボルベクトルＸ１をリソースエレメント（つまり、サブキャリア）にマッピングする。
【００４７】
リソースエレメントにマッピングされたシンボルベクトルＸ２は、リファレンスシンボル・ベクトルＲと共にＯＦＤＭ部１３に供給される。ベクトルＲは、アンテナポート数ＮＴと同じ数の共通リファレンス信号ＣＲＳ＃１〜ＣＲＳ＃ＮＴのシンボルを含む。プリコーディングを受けないリファレンスシンボル、つまり共通リファレンス信号ＣＲＳ＃１〜ＣＲＳ＃ＮＴは、移動局によるチャネル推定に用いられるほか、ＰＤＳＣＨの復調のための位相および電力（振幅）のリファレンスとして用いられる。
【００４８】
アンテナポートごとに設けられた複数のＯＦＤＭ部１３は、周波数領域の信号、つまりシンボルベクトルＸ２及びリファレンスシンボル・ベクトルＲに対するＩＦＦＴ（inverse Fast Fourier transform）演算を行うことによって、複数の（つまりＮＴ本の）時間領域信号Ｙ（ｔ）を生成する。
【００４９】
ＲＦ部１４は、時間領域信号Ｙ（ｔ）に対する周波数アップコンバージョン及び増幅を行い、増幅後の信号をアンテナアレイ１５に供給する。アンテナアレイ１５は、複数のアンテナ１５１を含む。なお、各アンテナ１５１は、複数のアンテナ素子を含むサブアレイであってもよい。
【００５０】
さらに、図５は、制御部１６の具体例を示している。図５の例では、制御部１６は、ＡＢＳ制御部１６１及びプリコーディグ行列（ＰＭ）選択部１６２を含む。ＡＢＳ制御部１６１は、保護される無線リソースの一例としてＡＢＳを決定する。また、ＡＢＳ制御部１６１は、ＡＢＳにて使用制限されるＰＭサブセットを決定する。ＡＢＳ制御部１６１は、例えば、図４を用いて説明したステップＳ１１及びＳ１２に従ってＡＢＳ及びＰＭサブセットを決定すればよい。ＡＢＳ及びＰＭサブセットの決定に必要なシグナリングのために、ＡＢＳ制御部１６１は、隣接のピコ基地局２との間で通信する。
【００５１】
ＰＭ選択部１６２は、複数の量子化されたプリコーディング行列を含むコードブック１６３を管理する。ｎｏｎ−ＡＢＳにおいて、ＰＭ選択部１６２は、コードブック１６３に含まれる複数のプリコーディング行列を使用可能とし、マクロ移動局宛てのユーザーデータ送信に使用されるプリコーディング行列をコードブック１６３全体から選択する。一方、ＡＢＳにおいて、ＰＭ選択部１６２は、コードブック１６３の一部、つまりＡＢＳ制御部１６１により決定されたＰＭサブセットの使用を制限する。
【００５２】
上述したように、本実施形態に係るマクロ基地局１は、ＰＭサブセットの使用を常に制限するのではなく、保護される無線リソース（e.g. ＡＢＳ）において選択的にＰＭサブセットの使用を制限するよう構成されている。このため、マクロ基地局１は、一部のプリコーディング行列の使用を常に停止する手法に比べて、マクロセル１００におけるダウンリンクスループットの低下を抑制できる。
【００５３】
また、ＰＭサブセットを除く他のプリコーディング行列は、保護される無線リソース（e.g. ＡＢＳ）においても、保護されない無線リソース（e.g. ｎｏｎ−ＡＢＳ）と同様に使用可能とされている。したがって、マクロ基地局１は、保護される無線リソース（e.g. ＡＢＳ）においてユーザーデータ送信を完全停止する場合に比べて、マクロセル１００のキャパシティの低下を抑制できる。
【００５４】
さらに、本実施形態では、ピコセル２００に相対的に大きな干渉を及ぼす指向性ビームに対応するプリコーディング行列をＰＭサブセットに含めることについて説明した。これにより、保護される無線リソース（e.g. ＡＢＳ）においてＰＭサブセットを除く他のプリコーディング行列を使用可能としても、保護される無線リソースにおいてユーザーデータ送信を完全停止する場合と同程度のマクロセル１００のスループットを確保することができる。
【００５５】
つまり、本実施形態は、無線リソースの使用を隣接セル間で調整することを含むＩＣＩＣと、隣接セル間でのＰＭＩの通知による協調ビームフォーミングとを効果的に連携させるができる。
【００５６】
＜第２の実施形態＞
本実施の実施形態は、第１の実施形態で説明したＰＭサブセットの決定処理（e.g. 図４のステップＳ１２）の具体例について説明する。本実施形態に係る移動通信システムの構成は、図１Ａ及び１Ｂに示した第１の実施形態と同様とすればよい。本実施形態では、ピコ基地局２は、マクロ移動局と同様のＰＭＩ情報をマクロ基地局１にフィードバックする。マクロ基地局１は、ピコ基地局２から受信したＰＭＩフィードバックを考慮して、ＰＭサブセットを決定する。
【００５７】
図６は、ピコ基地局２からマクロ基地局１へのＰＭＩフィードバック動作の具体例を示すシーケンス図である。ステップＳ２１において、ピコ基地局２は、マクロ基地局１００から到達するリファレンス信号を受信し、チャネル推定を行う。そして、ピコ基地局２は、マクロセル１００のリファレンス信号の受信電力（ＲＳＲＰ）を最大化するプリコーディング行列（つまり、ピコ基地局２にとって最も好ましくないプリコーディング行列）をチャネル推定結果に基づいて決定し（ステップＳ２２）、決定したプリコーディング行列に対応するＰＭＩをマクロ基地局１にフィードバックする（ステップＳ２３）。ここで、ピコ基地局２からマクロ基地局１にフィードバックされるＰＭＩは、ピコセル２００にとって最も好ましくないプリコーディング行列に相当する。したがって、ここでは、当該ＰＭＩを"ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ＰＭＩ"と呼ぶ。ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ＰＭＩは、ピコ基地局２がマクロ基地局１による使用停止を要求するプリコーディング行列を示す。
【００５８】
図６の例では、マクロ基地局１は、ピコ基地局２から受信したｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ＰＭＩ情報を考慮し、ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ＰＭＩに対応するプリコーディング行列をＰＭサブセットに含めればよい。なお、図６の例は、以下のように変更することもできる。つまり、ピコ基地局２は、マクロ基地局１に使用を要請する少なくとも１つのＰＭＩ（以下では、"ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ＰＭＩ"と呼ぶ）をマクロ基地局１にフィードバックしてもよい。この場合、マクロ基地局１は、ピコ基地局２から受信したｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ＰＭＩ情報を考慮し、ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ＰＭＩに対応するプリコーディング行列をＰＭサブセットから除外すればよい。
【００５９】
また、ピコ基地局２は、所定の基準を超えるマクロセル１００からのダウンリンク干渉電力がピコ基地局２又はピコ移動局によって計測されたことに応じて、マクロ基地局１へのＰＭＩフィードバックを行えばよい。これにより、マクロ基地局１とピコ基地局２の間のシグナリングの増加を防止できる。
【００６０】
また、マクロ基地局１は、複数のピコ基地局２からのＰＭＩフィードバックを統計的に考慮して、ＰＭサブセットを決定してもよい。例えば、マクロ基地局１は、複数のピコ基地局１から通知されたｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ＰＭＩ情報を集計し、ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ＰＭＩ情報によって通知される頻度が基準を超えるＰＭＩを決定し、当該ＰＭＩに対応するプリコーディング行列をＰＭサブセットに含めてもよい。
【００６１】
＜第３の実施形態＞
本実施の実施形態は、第１の実施形態で説明したＰＭサブセットの決定処理（e.g. 図４のステップＳ１２）の他の具体例について説明する。本実施形態に係る移動通信システムの構成は、図１Ａ及び１Ｂに示した第１の実施形態と同様とすればよい。本実施形態に係るピコ基地局２は、第２の実施形態と同様に、ＰＭＩ情報をマクロ基地局１にフィードバックする。ただし、本実施形態では、マクロ基地局１００から到達するリファレンス信号の受信とチャネル推定は、ピコ基地局２ではなくピコ移動局によって行われる。
【００６２】
図７は、ピコ基地局２からマクロ基地局１へのＰＭＩフィードバック動作の具体例を示すシーケンス図である。ステップＳ３１において、ピコ移動局は、マクロ基地局１００から到達するリファレンス信号を受信し、チャネル推定を行う。そして、ピコ移動局は、マクロセル１００のリファレンス信号の受信電力（ＲＳＲＰ）を最大化するプリコーディング行列（つまり、ピコ移動局にとって最も好ましくないプリコーディング行列）をチャネル推定結果に基づいて決定し、決定したプリコーディング行列に対応するＰＭＩをピコ基地局２に通知する（ステップＳ３２）。ピコ基地局２は、ピコ移動局から受信したＰＭＩをｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ＰＭＩに決定し（ステップＳ３３）、ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ＰＭＩ情報をマクロ基地局１にフィードバックする（ステップＳ３４）。
【００６３】
図７の例は、第２の実施形態で説明した図６と同様に、ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ＰＭＩをマクロ基地局１にフィードバックするよう変形されてもよい。
【００６４】
また、ピコ移動局は、所定の基準を超えるマクロセル１００からのダウンリンク干渉電力がピコ移動局によって計測されたことに応じて、マクロ基地局１００から到達するリファレンス信号に対するチャネル推定を実施すればよい。
【００６５】
また、ピコ基地局２は、ステップＳ３２において複数のピコ移動局から受信したＰＭＩを統計的に考慮してもよい。例えば、ピコ基地局２は、複数のピコ移動局から通知されたＰＭＩを集計し、ピコ移動局からの通知頻度が基準を超えるＰＭＩをｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ＰＭＩ又はｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ＰＭＩとして決定してもよい。
【００６６】
＜第４の実施形態＞
本実施の実施形態は、第１の実施形態で説明したＰＭサブセットの決定処理（e.g. 図４のステップＳ１２）のさらに他の具体例について説明する。本実施形態に係る移動通信システムの構成は、図１Ａ及び１Ｂに示した第１の実施形態と同様とすればよい。本実施形態では、ピコ移動局をピコセル２００からマクロセル１００に強制的にハンドオーバさせ、ピコセル２００からマクロセル１００にハンドオーバしてきたＨＯ移動局によるチャネル推定結果を利用する。
【００６７】
図８は、本実施形態におけるＰＭサブセットの決定動作の具体例を示すシーケンス図である。ステップＳ４１では、マクロ基地局１の制御部１６は、ピコ移動局をピコセル２００からマクロセル１００に強制的にハンドオーバさせるために、ＣＩＯ（Cell Individual Offset）の変更を示す通知をピコ基地局２に送信する。ＣＩＯは、セル個別の電力オフセット値である。ＬＴＥでは、ＣＩＯは、隣接セルリスト（ネイバーリスト）と共に又はその一部として基地局から移動局に通知される。ＣＩＯは、移動局のハンドオーバを制御するパラメタ（ハンドオーバ・パラメタ）の１つである。また、ＣＩＯは、ＣＲＥ（Cell Range Expansion）と呼ばれるセルエッジの制御のためのパラメータの１つである。具体的には、ＣＩＯは、移動局が隣接セルの受信電力（ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power））の測定値に基づいてハンドオーバをトリガする際に、隣接セルの受信電力に対するオフセットとして使用される。１つの定義では、ＣＩＯは、隣接セル（i.e. マクロセル１００）のＲＳＲＰＭからサービングセル（i.e. ピコセル２００）のＲＳＲＰＰを引いた値に対する閾値として定義される。すなわち、以下の式（１）を満たす場合に、ピコ移動局はピコセル２００からマクロセル１００へのハンドオーバをトリガする。
ＲＳＲＰＭ−ＲＳＲＰＰ ＞＝ ＣＩＯ ・・・（１）
【００６８】
ステップＳ４２では、ピコ基地局２は、マクロ基地局１からのＣＩＯ変更通知に応じて、隣接のマクロセル１００に対するＣＩＯの変更をピコ移動局に通知する。式（１）に従うと、マクロセル１００に対するＣＩＯを小さくする（例えば最小値とする）ことで、ピコセル２００からマクロセル１００へのピコ移動局のハンドオーバが誘導される。
【００６９】
ステップＳ４３では、マクロ基地局１は、ステップＳ４１及びＳ４２によるＣＩＯ変更に応じて、ピコセル２００からマクロセル１００にハンドオーバしたＨＯ移動局を特定する。マクロ基地局１は、例えば、以下の式（２）及び式（３）を共に満足する移動局をＨＯ移動局であると判定すればよい。ここで、ＣＩＯＢＥＦＯＲＥは、ステップＳ４１及びＳ４２が行われる前にピコ基地局２によってマクロセル１００に対して設定されていたＣＩＯである。一方、ＣＩＯＡＦＴＥＲは、キャリブレーションのために、ステップＳ４１及びＳ４２において更新された後のＣＩＯである。つまり、式（２）及び式（３）を共に満足するマクロ移動局は、キャリブレーションに伴うＣＩＯの変更が行われたために、ピコセル２００からマクロセル１００へのハンドオーバ条件を満足した移動局に相当する。
ＲＳＲＰＭ−ＲＳＲＰＰ ＜ ＣＩＯＢＥＦＯＲＥ ・・・（２）
ＲＳＲＰＭ−ＲＳＲＰＰ ＞＝ ＣＩＯＡＦＴＥＲ ・・・（３）
【００７０】
ステップＳ４４では、マクロ基地局１は、ＨＯ移動局からＰＭＩを受信する。ステップＳ４４における動作は、ＬＴＥ等で使用されているクローズドループ・プリコーディングにおける通常の移動局の動作と同様である。つまり、ＨＯ移動局は、自身が属するマクロセル１００のリファレンス信号を受信し、チャネル推定を行い、ＲＳＲＰあるいはスループットを最大化できるＰＭＩを選択し、選択したＰＭＩをマクロ基地局１にフォードバックする。
【００７１】
ステップＳ４５では、マクロ基地局１の制御部１６は、ＨＯ移動局からフィードバックされたＰＭＩに基づいて、保護される無線リソース（e.g. ＡＢＳ）での使用が制限されるＰＭサブセットを決定する。具体的には、ＨＯ移動局から通知されたＰＭＩは、ピコセル２００に属するピコ移動局にとって好ましくない（干渉の大きい）プリコーディング行列に対応すると考えられる。したがって、制御部１６は、ＨＯ移動局からフィードバックされたＰＭＩに対応するプリコーディング行列をＰＭサブセットに含めればよい。
【００７２】
ステップＳ４６では、制御部１６は、ピコ基地局２において設定されているマクロセル１００に関するＣＩＯをキャリブレーション前の値（ＣＩＯＢＥＦＯＲＥ）に戻すために、ＣＩＯ変更通知をピコ基地局２に送信する。ステップＳ４７では、ピコ基地局２は、ステップＳ４６のＣＩＯ変更通知に応じて、隣接のマクロセル１００に対するＣＩＯの変更をピコ移動局に通知する。
【００７３】
なお、図８のステップＳ４２において、マクロ基地局１は、マクロ移動局に通知するピコセル２００に関するＣＩＯを変更してもよい。具体的には、マクロセル１００からピコセル２００へのマクロ移動局のハンドオーバが発生し難くなるように、ピコセル２００に関するＣＩＯを大きくすればよい。これにより、図８の手順の実施中におけるマクロセル１００とピコセル２００の間でのハンドオーバ繰り返しが低減される。したがって、ＨＯ移動局によるＰＭＩフィードバックを利用したＰＭサブセット決定を精度よく行うことができる。なお、この場合、ステップＳ４６では、マクロ移動局に通知するピコセル２００に関するＣＩＯの値をもとに戻すとよい。
【００７４】
上述したように、本実施形態で説明したＰＭサブセット決定手順では、ピコセル２００からマクロセル１００にハンドオーバしてきたＨＯ移動局によるＰＭＩフィードバックを利用する。これにより、図６及び図７と図８との対比から明らかであるように、マクロ基地局１によるＰＭサブセット決定のためにピコ基地局２が行うべき処理を軽減できる。ＨＯ移動局からのＰＭＩフィードバックは、ピコ基地局２を介すること無くマクロ基地局１自身によって取得できるためである。
【００７５】
さらに、本実施形態で説明したＰＭサブセット決定手順によれば、マクロセル１００とピコセル２００の間のエッジ領域に位置するＨＯ移動局によるチャネル推定結果又はＰＭＩフィードバックを利用することができる。エッジ領域に位置する移動局は、マクロ基地局１から送信される指向性ビームの影響が大きいと考えられる。したがって、エッジ領域に位置する移動局によるチャネル推定結果又はＰＭＩフィードバックを利用してＰＭサブセットを決定することで、マクロ基地局１からの指向性ビームに起因する深刻なセル間干渉を抑制できる。
【００７６】
＜その他の実施形態＞
第１〜第４の実施形態では、隣接する２つのセルがマクロセル１００とピコセル２００である場合について具体的に説明した。しかしながら、第１〜第４の実施形態で説明した技術思想は、マクロセル同士、ピコセル同士、フェムトセル同士、マクロセルとフェムトセル、又はピコセルとフェムトセル等の任意の隣接セル間に適用することができる。しかしながら、第１〜第４の実施形態で説明した技術思想は、カバレッジサイズが互いに異なるセルを含むＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）環境において特に有効である。例えば、第１〜第４の実施形態で示したマクロセル１００内にピコセル２００が配置された環境を考えると、ピコセル２００のカバレッジはマクロセル１００のそれに比べて狭い。したがって、マクロ基地局１から見てピコ基地局２（ピコセル２００）の方向に位置するマクロ移動局に指向性ビームによる送信エネルギーが集中した場合に問題が顕著となる。すなわち、多くのピコ移動局はマクロ基地局１から強い干渉を継続的に受けるためにピコ移動局のダウンリンク通信品質が継続的に劣化し、ピコ移動局のスループットが劣化する問題が発生する。第１〜第４の実施形態で説明した技術思想は、このようなＨｅｔＮｅｔ環境において顕著となる干渉問題に対処することができる。
【００７７】
第１〜第４の実施形態で説明した制御部１６により行われる処理は、Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）を含む半導体処理装置を用いて実現されてもよい。また、これらの処理は、少なくとも１つのプロセッサ（e.g. マイクロプロセッサ、ＭＰＵ、Digital Signal Processor（ＤＳＰ））を含むコンピュータシステムにプログラムを実行させることによって実現してもよい。具体的には、図４、図６〜図８の少なくとも１つに示された制御部１６に関するアルゴリズムをコンピュータシステムに行わせるための命令群を含む１又は複数の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。
【００７８】
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。
【００７９】
さらに、本発明は上述した実施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。
【００８０】
この出願は、２０１２年３月２９日に出願された日本出願特願２０１２−０７６５６６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】
【００８１】
１  マクロ基地局
２  ピコ基地局
１０  信号処理部
１１  プリコーディング部
１２  リソースエレメント・マッパ
１３  ＯＦＤＭ部
１４  ＲＦ（Radio Frequency）部
１５  アンテナアレイ
１６  制御部
１００  マクロセル
１４１  移相器
１５１  アンテナ
１６１  ＡＢＳ制御部
１６２  プリコーディング行列（ＰＭ）選択部
１６３  コードブック
２００  ピコセル
ＮＬ  レイヤ数
ＮＴ  送信アンテナ数（送信アンテナポート数）
ＣＲＳ＃１〜ＣＲＳ＃ＮＴ  共通リファレンス信号
【図１Ａ】
2013145046.tif 000003
【図１Ｂ】
2013145046.tif 000004
【図２】
2013145046.tif 000005
【図３Ａ】
2013145046.tif 000006
【図３Ｂ】
2013145046.tif 000007
【図４】
2013145046.tif 000008
【図５】
2013145046.tif 000009
【図６】
2013145046.tif 000010
【図７】
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【図８】
2013145046.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月24日(2014.7.24)
【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２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２２】
前記第１の基地局は、前記プリコーディング行列サブセットを決定するために、前記ハンドオーバ・パラメタの変更を示す情報を前記第２の基地局に送信することを含む手順を実行するよう構成されている、請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の移動通信システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４１】
複数の送信アンテナに供給される複数の時間領域信号をプリコーディングを含む信号処理を行うことによって生成するよう構成された基地局装置の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、
前記制御方法は、
時間及び周波数の少なくとも一方によって定義される第１の無線リソースにおいて複数のプリコーディング行列を使用可能とすること、及び
前記第１の無線リソースと異なる第２の無線リソースにおいて前記複数のプリコーディング行列の一部に対応するプリコーディング行列サブセットの使用を制限すること、
を含む、
プログラム。
【国際調査報告】
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