(57)【要約】【課題】スモールセルとマクロセルが重複して配置される構成において、スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを適切に制御すること。【解決手段】スモールセルと重複して配置されるマクロセルを形成し、スモールセルを形成するスモール基地局のオン／オフを制御する基地局であって、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号に関する情報を、スモール基地局に通知する通知部と、ＵＬ信号を検出したスモール基地局から通知される情報に基づいて、スモール基地局からのＤＬ信号の送信を制御する制御部と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スモールセルと重複して配置されるマクロセルを形成し、前記スモールセルを形成するスモール基地局のオン／オフを制御する基地局であって、
ユーザ端末から送信されるＵＬ信号に関する情報を、前記スモール基地局に通知する通知部と、
前記ＵＬ信号を検出したスモール基地局から通知される情報に基づいて、前記スモール基地局からのＤＬ信号の送信を制御する制御部と、を有することを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記スモール基地局から送信されたＤＬ信号に対するユーザ端末の受信状態に基づいて、前記スモール基地局のオン／オフを決定する決定部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
オン状態のスモール基地局に接続していないユーザ端末に対して、下り制御信号を用いてＵＬ信号の送信を指示する指示部をさらに有し、前記下り制御信号にＵＬ信号の種別を示す情報が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項４】
オン状態のスモール基地局に対して、前記オン状態のスモール基地局から送信される下り制御信号を用いて、前記オン状態のスモール基地局に接続されたユーザ端末からＵＬ信号を送信させるように指示する指示部をさらに有し、前記下り制御信号にＵＬ信号の種別を示す情報が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項５】
前記ＵＬ信号がＰＲＡＣＨ信号であり、前記ＵＬ信号の種別がランダムアクセス手順の適用可否に関する情報であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の基地局。
【請求項６】
前記ＵＬ信号を検出したスモール基地局から通知される情報は、検出したＵＬ信号の数に関する情報であることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項７】
マクロセルと重複して配置されるスモールセルを形成し、前記マクロセルを形成するマクロ基地局にオン／オフが制御される基地局であって、
ユーザ端末から送信されるＵＬ信号に関する情報を、前記マクロ基地局から取得する取得部と、
前記ＵＬ信号に関する情報に基づいて、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号を検出する検出部と、
ＵＬ信号を検出した場合に、前記マクロ基地局にＤＬ信号の送信許可を要求する通知部と、
前記マクロ基地局からの指示に基づいて、ＤＬ信号を送信する送信部と、を有することを特徴とする基地局。
【請求項８】
マクロセルを形成するマクロ基地局と、前記マクロセルと重複して配置されるスモールセルを形成するスモール基地局と接続可能に構成されたユーザ端末であって、
ランダムアクセス手順を制御すると共に、マクロ基地局又はスモール基地局から送信される所定の下り制御信号に基づいてＰＲＡＣＨ信号を送信する制御部と、
前記ＰＲＡＣＨ信号を検出したスモール基地局から送信されるＤＬ信号を検出する検出部と、を有し、
前記所定の下り制御信号にランダムアクセス手順の適用可否に関する情報が含まれ、前記制御部は前記所定の下り制御信号に基づいてランダムアクセス手順の適用可否を判断することを特徴とするユーザ端末。
【請求項９】
前記制御部は、前記所定の下り制御信号をマクロ基地局から受信した場合に、前記ＰＲＡＣＨ信号をマクロ基地局が適用する周波数で送信し、前記所定の下り制御信号をオン状態のスモール基地局から受信した場合に、前記ＰＲＡＣＨ信号をスモール基地局が適用する周波数で送信することを特徴とする請求項８に記載のユーザ端末。
【請求項１０】
マクロセルと重複して配置されるスモールセルを形成するスモール基地局のオン／オフを制御する無線通信制御方法であって、
ユーザ端末から送信されるＵＬ信号に関する情報を、前記スモール基地局に通知する工程と、
前記ＵＬ信号を検出したスモール基地局から通知される情報に基づいて、前記スモール基地局からのＤＬ信号の送信を制御する工程と、を有することを特徴とする無線通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次世代移動通信システムにおける基地局、ユーザ端末及び無線通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（Universal  Mobile  Telecommunications  System）ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ:Long  Term  Evolution）が仕様化された（非特許文献１）。ＬＴＥではマルチアクセス方式として、下り回線（下りリンク）にＯＦＤＭＡ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiple  Access）をベースとした方式を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ−ＦＤＭＡ（Single  Carrier  Frequency  Division  Multiple  Access）をベースとした方式を用いている。
【０００３】
また、ＬＴＥからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システムも検討されてきた（例えば、ＬＴＥアドバンスト又はＬＴＥエンハンスメントと呼ぶこともある（以下、「ＬＴＥ−Ａ」という））。ＬＴＥ−Ａシステムでは、半径数キロメートル程度の広範囲のカバレッジエリアを有するマクロセル内に、半径数十メートル程度の局所的なカバレッジエリアを有するスモールセル（例えば、ピコセル、フェムトセルなど）が形成されるＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous  Network）が検討されている（例えば、非特許文献２）。また、ＨｅｔＮｅｔでは、マクロセル（マクロ基地局）とスモールセル（スモール基地局）間で同一周波数帯だけでなく、異なる周波数帯のキャリアを用いることも検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP  TS  36.300“Evolved  UTRA  and  Evolved  UTRAN  Overall  description”
【非特許文献２】3GPP  TR  36.814“E-UTRA  Further  advancements  for  E-UTRA  physical  layer  aspects”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のＨｅｔＮｅｔでは、マクロセル内に多数のスモールセルを配置することが想定される。この場合、トラフィックの大きい場所にスモールセルを局所的に配置し、セル間でのオフロード効果を図ることが想定される。つまり、複数のスモールセルに接続可能なユーザ端末がある場合、各スモールセルのトラフィック状況等に応じてユーザ端末が接続するスモールセルを変更することが考えられる。
【０００６】
一方で、システムの省電力化や隣接セルへの干渉抑制の観点からは、複数のスモールセルの中でトラフィックロードが低いスモールセル（スモール基地局）からの信号送信を停止する（オフ状態とする）ことが望ましい。このようにスモールセル（スモール基地局）のオン／オフを切り替えて制御する場合に、どのような手順で行うかが問題となる。例えば、オフ状態のスモールセルをオン状態に移行する際の動作手順をどのように行うかが問題となる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、スモールセルとマクロセルが重複して配置される構成において、スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを適切に制御することができる基地局、ユーザ端末及び無線通信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】
【０００８】
本発明の基地局は、スモールセルと重複して配置されるマクロセルを形成し、前記スモールセルを形成するスモール基地局のオン／オフを制御する基地局であって、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号に関する情報を、前記スモール基地局に通知する通知部と、前記ＵＬ信号を検出したスモール基地局から通知される情報に基づいて、前記スモール基地局からのＤＬ信号の送信を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スモールセルとマクロセルが重複して配置される構成において、スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＨｅｔＮｅｔの概念図である。
【図２】複数のスモールセルの一部をオフ状態とする場合の一例を説明する図である。
【図３】スモールセルのオン／オフ制御の動作手順の一例を示す図である。
【図４】ユーザ端末から送信するＵＬ信号の周波数を説明する図である。
【図５】第１の態様にかかるスモールセルのオン／オフ制御の動作手順の一例を示す図である。
【図６】第１の態様にかかるスモールセルのオン／オフ制御の動作手順の他の例を示す図である。
【図７】第２の態様にかかるスモールセルのオン／オフ制御の動作手順の一例を示す図である。
【図８】第２の態様にかかるスモールセルのオン／オフ制御の動作手順の他の例を示す図である。
【図９】本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略図である。
【図１０】本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の説明図である。
【図１１】本実施の形態に係るマクロ基地局の機能構成の説明図である。
【図１２】本実施の形態に係るスモール基地局の機能構成の説明図である。
【図１３】本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。
【図１４】本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、Ｒｅｌ．１２以降で想定されるＨｅｔＮｅｔの概念図である。図１に示すように、ＨｅｔＮｅｔは、マクロセル（Ｍａｃｒｏ  ｃｅｌｌ）とスモールセル（Ｓｍａｌｌ  ｃｅｌｌ）との少なくとも一部が地理的に重複して配置される無線通信システムである。ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルを形成する無線基地局（以下、マクロ基地局という）と、スモールセルを形成する無線基地局（以下、スモール基地局という）と、マクロ基地局とスモール基地局と通信するユーザ端末とを含んで構成される。
【００１２】
図１に示すように、マクロセルＭでは、例えば、８００ＭＨｚや２ＧＨｚなど、相対的に低い周波数帯のキャリア（以下、低周波数帯キャリアという）Ｆ１が用いられる。一方、多数のスモールセルＳでは、例えば、３．５ＧＨｚなど、相対的に高い周波数帯のキャリア（以下、高周波数帯キャリアという）Ｆ２が用いられる。なお、８００ＭＨｚや２ＧＨｚ、３．５ＧＨｚはあくまでも一例である。マクロセルＭのキャリアとして、３．５ＧＨｚが用いられてもよいし、スモールセルＳのキャリアとして、８００ＭＨｚや２ＧＨｚ、８００ＭＨｚや２ＧＨｚ、１．７ＧＨｚ等が用いられてもよい。
【００１３】
このように、ＬＴＥ−Ａ（Ｒｅｌ．１２以降）の無線通信システムとして、スモールセルＳとマクロセルＭが異なる周波数を適用するシナリオ（Separate  frequency）が検討されている。この場合、異なる周波数を用いるマクロセルＭとスモールセルＳを、ＣＡ（キャリアアグリゲーション）により同時に使用することも想定される。
【００１４】
ところで、一般にユーザ分布やトラフィックは均一でなく、時間的、あるいは、場所的に変動する。そのため、マクロセル内に多数のスモールセルを配置する場合、上記図１に示すように、場所に応じて密度や環境の異なる形態（Sparse  and  Dense）で、スモールセルが配置されることが想定される。
【００１５】
例えば、ユーザ端末が多く集まる駅やショッピングモール等では、スモールセルの配置密度を高くし（Dense  small  cell）、ユーザ端末が集まらない場所では、スモールセルの配置密度を低くする（Sparse  small  cell）ことが考えられる。図１に示すように、トラフィックの大きい場所にスモールセルを密に、かつ局所的に（クラスタ状に）配置することにより、セル間でのオフロード効果を得ることが可能となる。
【００１６】
また、各スモールセルのトラフィックロードに応じてスモールセル（スモール基地局）のオン／オフを切り替えて制御すること（Ｓｍａｌｌ  ｃｅｌｌ  ｏｎ／ｏｆｆ）が検討されている。例えば、図２に示すように、トラフィックロードが少ないスモールセルをオフ状態とすることが考えられる。
【００１７】
この場合、オフ状態に移行したスモール基地局からは、ＤＬ信号（例えば、セル固有参照信号（ＣＲＳ））等が送信されないため、隣接スモールセルへの干渉を低減することができる。また、トラフィックロードが低いスモール基地局をオフとすることにより、低消費電力化（エナジーセイビング）を図ることができる。
【００１８】
スモールセルのオン／オフの制御として、時間帯に基づいて制御することが考えられる。例えば、トラフィックが低い時間帯（例えば、夜間）にスモールセルをオフとする。しかし、エナジーセイビングや干渉低減効果を最大化するためには、スモールセルのオン／オフをダイナミック（動的）に制御することが望ましい。例えば、サブフレーム単位でスモールセル（スモール基地局）のオン／オフを制御することにより、より効果的に干渉低減や低消費電力化（エナジーセイビング）を図ることが可能となる。
【００１９】
しかし、スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを動的に制御する場合に、どのような手順・動作でスモールセルのオン／オフを判断して制御するかが問題となる。特に、オフの状態ではＤＬ信号等が送信されないため、オフ状態のスモールセルをオン状態に移行する際の制御をどのように行うかが問題となる。
【００２０】
そこで、本発明者等は、スモールセルとマクロセルが重複して配置される構成において、ユーザ端末が送信する上り信号（ＵＬ信号）を利用して、オフ状態のスモールセルを間欠送信（ＤＴＸ）状態に移行させてスモールセルのオン／オフを制御する方法に着目した。以下に、ユーザ端末が送信するＵＬ信号に応じて、オフ状態のスモールセルがＤＴＸ状態に移行して検出用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）を送信し、当該検出用信号に対するユーザ端末の受信状態等に基づいてスモールセルのオン／オフを制御する方法について図３を参照して説明する。
【００２１】
なお、以下の説明において、スモール基地局（スモールセル）がオフ状態とは、ユーザ端末からのＵＬ信号の受信は可能であるが、ＤＬ信号の送信は行わない状態を指す。また、スモール基地局が間欠送信（ＤＴＸ）状態とは、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ用（スモールセル検出用）のＤＬ信号を長周期で送信する状態を指す。また、スモール基地局がオン状態とは、既存の基地局（Ｌｅｇａｃｙ  Ｃａｒｒｉｅｒ）と同様に通信を行う状態を指す。つまり、オン状態のスモール基地局は、サブフレーム毎にセル固有参照信号（ＣＲＳ）等の下り参照信号、データ信号、制御信号等のＤＬ信号を送信可能であるが、ＤＴＸ状態のスモール基地局は、サブフレーム毎にＤＬ信号の送信は行わない。
【００２２】
まず、マクロセル（マクロ基地局（Ｍａｃｒｏ  ｅＮｏｄｅＢ））は、あるユーザ端末に対してスモールセルの品質測定（品質測定用のメジャメント（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ））を指示する（ステップ０１）。マクロ基地局から品質測定の指示を受けたユーザ端末は、オン状態のスモール基地局に対する受信状態を測定し、測定結果（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ結果）をメジャメントレポート（ＭＲ：Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔ）としてマクロ基地局に送信する（ステップ０２）。
【００２３】
マクロ基地局は、受信したＭＲや、オン状態のスモールセルのトラフィックロードに基づいて、オフ状態のスモールセルをオン状態に切り替えるか否かを判断する。例えば、既にオン状態のスモールセルに対するＭＲ（例えば、受信電力（ＲＳＲＰ）、受信品質（ＲＳＲＱ）等の受信状態）が悪い場合には、オフ状態のスモールセルをオン状態とすることを検討する。また、ＭＲが良好であっても、既にオン状態のスモールセルのトラフィックロードが高い場合には、オフ状態のスモールセルをオン状態とすることを検討する。
【００２４】
マクロ基地局が、オフ状態のスモールセルをオン状態とすると判断した場合、マクロ基地局はユーザ端末にＵＬ信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号）を送信させる（ステップ０３、０４）。オフ状態のスモールセル（スモール基地局）は、当該ＵＬ信号をリスニング（モニター）して検出を試みる。ユーザ端末からのＵＬ信号を検出したオフ状態のスモール基地局は、間欠送信（ＤＴＸ）状態に移行し、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ用（スモールセル検出用）のＤＬ信号を一定期間だけ送信する（ステップ０６）。なお、マクロ基地局は、スモール基地局からＤＬ信号が送信される場合に、当該ＤＬ信号に関する情報をユーザ端末に通知する（ステップ０５）。
【００２５】
ユーザ端末は、オン状態とＤＴＸ状態のスモール基地局から送信されたＤＬ信号の受信状態（ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ等）を測定し、測定結果をＭＲとしてマクロ基地局に報告する（ステップ０７）。マクロ基地局は、当該ＭＲ等に基づいて、間欠送信（ＤＴＸ）状態のスモール基地局のオン／オフを決定する。スモール基地局をオン状態に切り替える場合には、マクロ基地局は、その旨をユーザ端末及び当該スモール基地局に通知して（ステップ０８、０９）、スモール基地局とユーザ端末間で既存の接続動作を行う（ステップ１０、１１）。そして、ユーザ端末とスモール基地局間でデータの送受信を行う（ステップ１２）。
【００２６】
なお、マクロ基地局は、ユーザ端末から送信されたＭＲが悪く、スモールセルの利用が適切でないと判断した場合には、間欠送信（ＤＴＸ）状態のスモール基地局を再度オフ状態とする。
【００２７】
このように、ユーザ端末から送信するＵＬ信号をトリガーとして利用して、オフ状態のスモール基地局をＤＴＸ状態に移行してＤＬ信号を送信させることができる。なお、上記図３では、マクロ基地局から通知される下り制御信号（ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨ）に基づいて、ユーザ端末がＵＬ信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号）を送信し、オフ状態のスモール基地局が当該ＵＬ信号をリスニングして検出する。
【００２８】
上記図３において、マクロセルとスモールセルで同じ周波数を利用する場合（同周波シナリオ）は、マクロ基地局から送信される下り制御信号を用いてトリガーしたＵＬ信号の周波数がスモールセルで利用される周波数で同一となる。この場合、オフ状態のスモール基地局が当該ＵＬ信号を検出することは容易であると考えられる。
【００２９】
一方で、マクロセルとスモールセルで異なる周波数を利用する場合（異周波シナリオ）は、マクロ基地局から送信される下り制御信号を用いて、ユーザ端末からスモールセルにおける周波数のＵＬ信号を送信させることは困難となる。
【００３０】
このように、マクロセル−スモールセル間異周波シナリオでは、スモール基地局が、ユーザ端末から送信されるスモールセルオン／オフ制御用のＵＬ信号として、異なる周波数の信号をリスニングして検出する場合も生じる。また、上記図３では、スモール基地局が常にＵＬ信号を検出する必要がある。
【００３１】
そこで、本発明者等は、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号に関する情報をオフ状態のスモール基地局に通知することにより、マクロセルとスモールセルが異なる周波数を利用する場合であっても、オフ状態のスモールセルがユーザ端末から送信されるＵＬ信号を適切に受信できることを見出した。また、スモール基地局がＵＬ信号に関する情報に基づいて効率的にＵＬ信号を検出することにより、オン／オフ制御を効率よく行うことが可能となる。
【００３２】
また、上記図３において、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号の検出に応じて、オフ状態の全てのスモール基地局がＤＴＸ状態に移行してＤＬ信号を送信する場合、ユーザ端末は、ＵＬ信号を受信した全てのスモール基地局から送信されるＤＬ信号を受信してメジャメントを行うこととなる。その結果、ユーザ端末のスループットの低下や消費電力の増大が生じるおそれがある。
【００３３】
そこで、本発明者等は、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号を検出したスモール基地局がマクロ基地局に通知する情報に基づいて、当該スモール基地局からのＤＬ信号の送信を制御することにより、ユーザ端末における不要なＤＬ信号の検出動作を抑制することを見出した。
【００３４】
また、本発明者等は上記図３において、ユーザ端末から送信するＵＬ信号として、既存の信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号、非周期ＳＲＳ）を利用することに着目した。一方で、ＵＬ信号としてＰＲＡＣＨ信号を用いる場合、ＰＲＡＣＨ信号を本来の機能（既存のランダムアクセス手順）で用いる場合と、新たな機能（スモールセルのオン／オフ制御）で用いる場合の２通りのケースが生じる。
【００３５】
既存のランダムアクセス手順において、ＰＲＡＣＨを送信したユーザ端末は、当該ＰＲＡＣＨに対する応答信号（ランダムアクセス応答）が基地局から送信されない場合には、送信電力を増加してＰＲＡＣＨ信号を複数回送信する。したがって、ＰＲＡＣＨ信号をスモールセルのオン／オフ制御用にそのまま適用すると、無駄なランダムアクセス手順が生じてしまう。
【００３６】
そこで、本発明者等は、マクロ基地局からユーザ端末に対して、ＵＬ信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号）の種別に関する情報（本来の機能での利用、又は新たな機能での利用）を通知することにより、無駄な手順が発生することを抑制することを着想した。
【００３７】
以下に、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態では、マクロセル−スモールセル間異周波シナリオにおいて、スモールセルに接続していないユーザ端末、又は、スモールセルに接続しているユーザ端末に対してＵＬ信号を送信させ、オフ状態のスモールセルが当該上り信号をリスニングする場合（図４Ａ、Ｂ）について説明する。
【００３８】
（第１の態様）
第１の態様では、スモールセル（スモール基地局）に接続していないユーザ端末に対して、ＵＬ信号（例えば、ＰＲＡＣＨ、非周期ＳＲＳ）を送信させ、オフ状態のスモール基地局が当該ＵＬ信号をリスニングする場合（図４Ａ）について説明する。
【００３９】
図５は、スモール基地局の検出用信号（ＤＬ信号）として、同期信号（ＳＳ）又はセル固有参照信号（ＣＲＳ）を用いる場合のスモールセルのオン／オフ制御のシーケンス図を示している。また、以下の説明では、ユーザ端末から送信するＵＬ信号として、ＰＲＡＣＨ信号を利用する場合を示すが、本実施の形態はこれに限られない。
【００４０】
まず、マクロセル（マクロ基地局）は、ユーザ端末に対してスモールセルの品質測定用のメジャメントを指示する（ステップ２１）。ユーザ端末としては、スモール基地局に接続していないユーザ端末とすることができる。マクロ基地局から品質測定の指示を受けたユーザ端末は、オン状態のスモール基地局に対する受信状態を測定し、測定結果をメジャメントレポート（ＭＲ）としてマクロ基地局に送信する（ステップ２２）。つまり、スモールセルに接続していないユーザ端末が、オン状態となっているスモールセルに対する受信状態（ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ等）を測定してマクロ基地局に報告する。
【００４１】
マクロ基地局は、受信したＭＲや、オン状態のスモールセルのトラフィックロードに基づいて、オフ状態のスモールセルをオン状態に切り替えるか否かを判断する。例えば、マクロ基地局は、オン状態のスモールセルに対するＭＲ（例えば、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ等の受信状態）が悪い場合には、オフ状態のスモールセルをオン状態に移行することを検討する。また、ＭＲが良好であっても、既にオン状態のスモールセルのトラフィックロードが高い場合には、オフ状態のスモールセルをオン状態に移行することを検討する。
【００４２】
マクロ基地局が、オフ状態のスモールセルをオン状態とすると判断した場合、オフ状態のスモール基地局に対する当該候補ユーザ端末の受信状態を把握するために、以下の動作を行う。
【００４３】
まず、マクロ基地局は、ユーザ端末にＵＬ信号（ここでは、ＰＲＡＣＨ信号）を送信させる前に、当該ＵＬ信号に関する情報をオフ状態のスモール基地局に通知する（ステップ２３）。続いて、マクロ基地局は、ユーザ端末に対してＵＬ信号の送信を指示し（ステップ２４）、指示を受けたユーザ端末はＵＬ信号を送信する（ステップ２５）。オフ状態のスモール基地局は、ユーザ端末から送信されたＵＬ信号をリスニングして検出する。
【００４４】
ステップ２３において、マクロ基地局は当該ＰＲＡＣＨ信号に関する情報（ＰＲＡＣＨ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｆｉｇ．）をスモール基地局に通知する。ＰＲＡＣＨ信号に関する情報に周波数情報を含めることにより、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号がマクロセルで利用される周波数であっても、スモール基地局は異周波のＵＬ信号を適切に受信することが可能となる。また、スモール基地局は、ＵＬ信号に関する情報に基づいて効率的にＵＬ信号を検出することができるため、オン／オフ制御を効率よく行うことが可能となる。具体的には、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号の受信タイミング情報を知っていれば、当該受信タイミングのときのみＵＬ信号を受信すれば良いので、消費電力を抑えることができる。
【００４５】
なお、マクロ基地局からユーザ端末に対してＭＡＣ信号を利用して、スモールセルで利用される周波数のＵＬ信号を送信させる構成としてもよい。例えば、マクロ基地局からクロスキャリアスケジューリングを用いて、スモールセルで利用される周波数のＵＬ信号を送信させても良い。
【００４６】
また、ステップ２４において、マクロ基地局は、下り制御信号（ＰＤＣＣＨ信号）を用いて、ユーザ端末にＵＬ信号（ＰＲＡＣＨ信号）の送信指示を行うことができる（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｐｒｅａｍｂｌｅ）。ユーザ端末は、マクロ基地局からの指示に応じてＵＬ信号を送信する。また、本実施の形態において、ステップ２５でユーザ端末から送信されるＵＬ信号は、スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを制御する信号として機能する。
【００４７】
そのため、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号として既存のＰＲＡＣＨ信号を利用する場合には、本来の機能（既存のランダムアクセス手順）におけるＰＲＡＣＨ信号とは役割が異なる。そこで、ＰＲＡＣＨ信号をスモールセルのオン／オフの制御のトリガー用に用いる場合には、既存のランダムアクセス手順をそのまま適用せずに、スモールセルのオン／オフ制御に適した動作手順を行うように制御する。
【００４８】
具体的には、マクロ基地局からユーザ端末に対して、下り制御信号等を利用してＰＲＡＣＨ信号の種別に関する情報（ランダムアクセス手順の適用可否）を通知する。例えば、マクロ基地局は、ＰＲＡＣＨ信号の種別に関する情報を、ステップ２４における下り制御情報に含めてユーザ端末に通知することができる。
【００４９】
これにより、マクロ基地局及びユーザ端末は、スモールセルのオン／オフ制御用に利用するＰＲＡＣＨ信号を受信した場合であっても、既存のランダムアクセス手順（ＲＡＣＨ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）と区別した手順を行うことができる。これにより、無駄なランダムアクセス手順が発生することを抑制することができる。なお、マクロ基地局は、スモール基地局に対しても、ＰＲＡＣＨ信号の種別に関する情報を通知してもよい。
【００５０】
なお、本実施の形態では、ユーザ端末に対するＰＲＡＣＨ送信指示を、ＰＤＣＣＨ信号を用いて行う場合（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｐｒｅａｍｂｌｅ）について示したが、これに限られない。例えば、ユーザ端末からランダムにＰＲＡＣＨを送信する構成（Ｒａｎｄｏｍ  ｐｒｅａｍｂｌｅ）を利用することも可能である。この場合、スモールセルをオン状態に移行した場合に接続可能となるユーザ端末数を簡易に把握することが可能となる。
【００５１】
続いて、ユーザ端末から送信されたＵＬ信号（ＰＲＡＣＨ）を検出したスモール基地局は、マクロ基地局に対してその旨を通知して、ＤＬ信号の送信許可（ＤＬ  ｓｉｇｎａｌ  ｒｅｑｕｅｓｔ）を要求する（ステップ２６）。ＤＬ信号は、ユーザ端末が当該スモール基地局を検出（Ｄｉｓｃｏｖｅｒ）するための検出用信号（ここでは、ＣＲＳ又はＳＳ）に相当する。
【００５２】
スモール基地局からＤＬ信号の送信許可要求を受けたマクロ基地局は、ＤＬ信号の送信有無を判断し、判断結果をスモール基地局に通知する（ステップ２７）。図５では、マクロ基地局からスモール基地局にＤＬ信号の送信指示を通知する場合を示している。
【００５３】
例えば、マクロ基地局は、各スモール基地局において検出されたＵＬ信号（ＰＲＡＣＨ）の数に基づいて、各スモール基地局のＤＬ信号の送信有無を判断する。具体的には、検出したＰＲＡＣＨ信号の数が所定値以上のスモール基地局に対して、ＤＬ信号の送信指示を行う。このように、ＵＬ信号を受信した全てのスモール基地局からＤＬ信号を送信するのでなく、マクロ基地局がＤＬ信号を送信するスモール基地局を制御することにより、ユーザ端末における不要なＤＬ信号の測定（メジャメント）を抑制することができる。これにより、ユーザ端末のスループットの低下や消費電力の増大を抑制することができる。
【００５４】
また、マクロ基地局は、各スモール基地局が検出したＵＬ信号の種別に応じて、各スモール基地局のＤＬ信号の送信有無を判断してもよい。例えば、マクロ基地局は、スモールセルのオン／オフ制御用に利用するＰＲＡＣＨ信号を受信したスモール基地局に対してＤＬ信号の送信指示を行い、既存のランダムアクセス手順用のＰＲＡＣＨ信号を受信したスモール基地局に対してＤＬ信号の送信指示を行わない。これにより、無駄な手順を抑制することができる。
【００５５】
続いて、マクロ基地局から下り信号の送信指示を受けたスモール基地局は、オフ状態から間欠送信状態（ＤＴＸ  ｍｏｄｅ）に移行して、ＤＬ信号（ここでは、ＣＲＳ又はＳＳ）を所定期間の間送信する（ステップ２９）。ＤＬ信号の送信タイミングは適宜設定することができる。
【００５６】
スモール基地局にＤＬ信号の送信を指示したマクロ基地局は、ユーザ端末に対して当該スモール基地局を検出するためのメジャメントパラメータ（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）を通知する（ステップ２８）。ＤＬ信号がセル固有参照信号（ＣＲＳ）である場合、当該ＣＲＳを送信するスモール基地局のセルＩＤ等をユーザ端末に通知する。
【００５７】
ユーザ端末は、当該ＤＴＸ状態のスモール基地局から送信されるＤＬ信号（例えば、ＣＲＳ）の受信状態（ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ等）を測定し、測定結果をＭＲとしてマクロ基地局に報告する（ステップ３０）。マクロ基地局は、受信したＭＲに基づいてスモールセルのオン／オフを決定する。
【００５８】
マクロ基地局は、スモールセルをオン状態に移行すると判断した場合には、その旨（ＳＣｅｌｌ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）をスモール基地局及びユーザ端末に通知する（ステップ３１、３２）。スモール基地局は、マクロ基地局からの通知（Ｓｃｅｌｌ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）に基づいて、ＤＴＸ状態からオン状態に移行する。一方で、マクロ基地局は、ユーザ端末から送信されたＭＲが悪く、スモールセルの利用が適切でないと判断した場合には、間欠送信（ＤＴＸ）状態のスモール基地局を再度オフ状態とする。
【００５９】
その後、ユーザ端末とオン状態に移行したスモール基地局間で、ランダムアクセス手順を行って接続を確立した後（ＲＲＣ  ｒｅｃｏｎｆ．ｃｏｍｐｌｅｔｅ）（ステップ３３、３４）、データの送受信を行う（ステップ３５）。
【００６０】
次に、スモールセル検出用のＤＬ信号として、上述したＣＲＳと異なる他の検出用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）を用いる場合を図６に示す。他のＤＬ信号としては、ＣＲＳ以外の参照信号（例えば、端末固有参照信号（ＤＭ−ＲＳ）、チャネル情報測定用参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ））、又は新たに規定された信号等を利用することができる。
【００６１】
図６において、ステップ２１〜２７、ステップ３０〜３５については、上記図５と同様である。図６において、スモール基地局にＤＬ信号の送信指示を行ったマクロ基地局は、ユーザ端末に対してＤＬ信号のパラメータ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）を通知する（ステップ２８’）。そして、スモール基地局は、検出用信号を送信する（ステップ２９’）。なお、ＤＬ信号のパラメータとしては、ＤＬ信号の信号構成や送信タイミング（送信周期、送信期間）等が挙げられる。
【００６２】
（第２の態様）
第２の態様では、スモールセル（スモール基地局）に接続しているユーザ端末に対して、ＵＬ信号（例えば、ＰＲＡＣＨ、非周期ＳＲＳ）を送信させ、オフ状態のスモール基地局が当該ＵＬ信号をリスニングする場合（図４Ｂ）について説明する。
【００６３】
図７は、スモール基地局の検出用信号（ＤＬ信号）として、同期信号（ＳＳ）又はセル固有参照信号（ＣＲＳ）を用いる場合のスモールセルのオン／オフ制御のシーケンス図を示している。また、以下の説明では、ユーザ端末から送信するＵＬ信号として、ＰＲＡＣＨ信号を利用する場合を示すが、本実施の形態はこれに限られない。
【００６４】
まず、マクロセル（マクロ基地局）は、スモールセルに接続していないユーザ端末に対してスモールセルの品質測定用のメジャメントを指示する（ステップ５１）。マクロ基地局から品質測定の指示を受けたユーザ端末は、オン状態のスモール基地局に対する受信状態を測定し、測定結果をメジャメントレポート（ＭＲ）としてマクロ基地局に送信する（ステップ５２）。
【００６５】
マクロ基地局は、受信したＭＲや、オン状態のスモールセルのトラフィックロードに基づいて、オフ状態のスモールセルをオン状態に切り替えるか否かを判断する。マクロ基地局が、オフ状態のスモールセルをオン状態とすると判断した場合、オフ状態のスモール基地局に対する当該候補ユーザ端末の受信状態を把握するために、以下の動作を行う。
【００６６】
第２の態様では、オン状態のスモールセルに接続したユーザ端末にＵＬ信号（ここでは、ＰＲＡＣＨ信号）を送信させる。まず、マクロ基地局は、ユーザ端末にＵＬ信号を送信させる前に、当該ＵＬ信号に関する情報をオフ状態のスモール基地局に通知する（ステップ５３）。続いて、マクロ基地局は、オン状態のスモール基地局に対して、当該スモール基地局配下のユーザ端末にＵＬ信号（ＰＲＡＣＨ信号）を送信させるように指示する（ステップ５４）。
【００６７】
マクロ基地局から指示を受けたスモール基地局は、配下のユーザ端末に対してＵＬ信号の送信を指示し（ステップ５５）、当該スモール基地局に接続するユーザ端末がＵＬ信号を送信する（ステップ５６）。オフ状態のスモール基地局は、他のスモール基地局に接続するユーザ端末から送信されたＵＬ信号をリスニングして検出する。
【００６８】
ステップ５３において、マクロ基地局は当該ＰＲＡＣＨ信号に関する情報（ＰＲＡＣＨ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｆｉｇ．）をスモール基地局に通知する。スモール基地局は、ＵＬ信号に関する情報に基づいて効率的にＵＬ信号を検出することにより、オン／オフ制御を効率よく行うことが可能となる。なお、ステップ５６においてユーザ端末から送信されるＵＬ信号は、スモールセルで利用される周波数となる。
【００６９】
また、ステップ５４において、オン状態のスモール基地局は、下り制御信号（ＰＤＣＣＨ信号）を用いて、配下のユーザ端末にＵＬ信号（ＰＲＡＣＨ信号）の送信指示を行うことができる（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｐｒｅａｍｂｌｅ）。ユーザ端末は、スモール基地局からの指示に応じてＵＬ信号を送信する。また、本実施の形態において、ステップ５６でユーザ端末から送信されるＵＬ信号は、スモールセル（スモール基地局）のオン／オフを制御する信号として機能する。
【００７０】
そのため、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号として既存のＰＲＡＣＨ信号を利用する場合には、本来の機能（既存のランダムアクセス手順）におけるＰＲＡＣＨ信号とは役割が異なる。そこで、ＰＲＡＣＨ信号をスモールセルのオン／オフの制御のトリガー用に用いる場合には、既存のランダムアクセス手順をそのまま適用せずに、スモールセルのオン／オフ制御に適した動作手順を行うように制御する。
【００７１】
具体的には、スモール基地局からユーザ端末に対して、下り制御信号等を利用してＰＲＡＣＨ信号の種別に関する情報（ランダムアクセス手順の適用可否）を通知する。例えば、スモール基地局は、ＰＲＡＣＨ信号の種別に関する情報を、ステップ５５における下り制御情報に含めてユーザ端末に通知することができる。
【００７２】
これにより、スモール基地局及びユーザ端末は、スモールセルのオン／オフ制御用に利用するＰＲＡＣＨ信号を受信した場合であっても、既存のランダムアクセス手順（ＲＡＣＨ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）と区別した手順を行うことができる。これにより、無駄なランダムアクセス手順が発生することを抑制することができる。なお、マクロ基地局からユーザ端末に対して、ＰＲＡＣＨ信号の種別に関する情報を通知してもよい。
【００７３】
続いて、ユーザ端末から送信されたＵＬ信号（ＰＲＡＣＨ）を検出したオフ状態のスモール基地局は、マクロ基地局に対してその旨を通知して、ＤＬ信号の送信許可（ＤＬ  ｓｉｇｎａｌ  ｒｅｑｕｅｓｔ）を要求する（ステップ５７）。ＤＬ信号は、ユーザ端末が当該スモール基地局を検出（Ｄｉｓｃｏｖｅｒ）するための検出用信号（ここでは、ＣＲＳ又はＳＳ）に相当する。
【００７４】
スモール基地局からＤＬ信号の送信許可要求を受けたマクロ基地局は、ＤＬ信号の送信有無を判断し、判断結果をスモール基地局に通知する（ステップ５８）。図７では、マクロ基地局からスモール基地局にＤＬ信号の送信指示を通知する場合を示している。
【００７５】
例えば、マクロ基地局は、各スモール基地局において検出されたＵＬ信号（ＰＲＡＣＨ）の数に基づいて、各スモール基地局のＤＬ信号の送信有無を判断する。具体的には、検出したＰＲＡＣＨ信号の数が所定値以上のスモール基地局に対して、ＤＬ信号の送信指示を行う。このように、ＵＬ信号を受信した全てのスモール基地局からＤＬ信号を送信するのでなく、マクロ基地局がＤＬ信号を送信するスモール基地局を制御することにより、ユーザ端末における不要なＤＬ信号の測定（メジャメント）を抑制することができる。これにより、ユーザ端末のスループットの低下や消費電力の増大を抑制することができる。
【００７６】
また、マクロ基地局は、各スモール基地局が検出したＵＬ信号の種別に応じて、各スモール基地局のＤＬ信号の送信有無を判断してもよい。例えば、マクロ基地局は、スモールセルのオン／オフ制御用に利用するＰＲＡＣＨ信号を受信したスモール基地局に対してＤＬ信号の送信指示を行い、既存のランダムアクセス手順用のＰＲＡＣＨ信号を受信したスモール基地局に対してＤＬ信号の送信指示を行わない。これにより、無駄な手順を抑制することができる。
【００７７】
続いて、マクロ基地局から下り信号の送信指示を受けたスモール基地局は、オフ状態から間欠送信モード（ＤＴＸ  ｍｏｄｅ）に移行して、ＤＬ信号（ここでは、ＣＲＳ又はＳＳ）を所定期間の間送信する（ステップ６０）。
【００７８】
スモール基地局にＤＬ信号の送信を指示したマクロ基地局は、ユーザ端末に対して当該スモール基地局を検出するためのメジャメントパラメータ（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）を通知する（ステップ５９）。ＤＬ信号がセル固有参照信号（ＣＲＳ）である場合、当該ＣＲＳを送信するスモール基地局のセルＩＤ等をユーザ端末に通知する。
【００７９】
ユーザ端末は、当該ＤＴＸ状態のスモール基地局から送信されるＤＬ信号の受信状態（ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ等）を測定し、測定結果をＭＲとしてマクロ基地局に報告する（ステップ６１）。マクロ基地局は、受信したＭＲに基づいてスモールセルのオン／オフを決定する。スモールセルをオン状態に移行すると判断した場合には、その旨（ＳＣｅｌｌ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）をスモール基地局及びユーザ端末に通知する（ステップ６２、６３）。スモール基地局は、マクロ基地局からの通知（Ｓｃｅｌｌ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）に基づいて、ＤＴＸ状態からオン状態に移行する。
【００８０】
その後、ユーザ端末とオン状態に移行したスモール基地局間で、ランダムアクセス手順を行って接続を確立した後（ＲＲＣ  ｒｅｃｏｎｆ．ｃｏｍｐｌｅｔｅ）（ステップ６４、６５）、データの送受信を行う（ステップ６６）。
【００８１】
次に、スモールセル検出用のＤＬ信号として、上述したＣＲＳと異なる他の検出用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）を用いる場合を図８に示す。他のＤＬ信号としては、ＣＲＳ以外の参照信号（例えば、端末固有参照信号（ＤＭ−ＲＳ）、チャネル情報測定用参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ））、又は新たに規定された信号等を利用することができる。
【００８２】
図８において、ステップ５１〜５８、ステップ６１〜６６については、上記図７と同様である。図８において、スモール基地局にＤＬ信号の送信指示を行ったマクロ基地局は、ユーザ端末に対してＤＬ信号のパラメータ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）を通知する（ステップ５９’）。そして、スモール基地局は、検出用信号を送信する（ステップ６０’）。なお、ＤＬ信号のパラメータとしては、ＤＬ信号の信号構成や送信タイミング（送信周期、送信期間）等が挙げられる。
【００８３】
（無線通信システムの構成）
以下、本実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、上記第１の態様、第２の態様に係る無線通信方法が適用される。なお、上記第１の態様、第２の態様に係る無線通信方法は、それぞれ単独で適用してもよいし、組み合わせて適用してもよい。
【００８４】
図９は、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。図９に示すように、無線通信システム１は、マクロセルＣ１を形成するマクロ基地局１１と、マクロセルＣ１内に配置され、マクロセルＣ１よりも狭いスモールセルＣ２を形成するスモール基地局１２ａ及び１２ｂとを備えている。ユーザ端末２０は、マクロ基地局１１、スモール基地局１２ａ及び１２ｂ（以下、総称してスモール基地局１２という）の少なくとも一つと無線通信可能に構成されている。なお、マクロ基地局１１、スモール基地局１２の数は、図９に示す数に限られない。
【００８５】
マクロセルＣ１及びスモールセルＣ２では、同一の周波数帯が用いられてもよいし、異なる周波数帯が用いられてもよい。また、マクロ基地局１１及び各スモール基地局１２は、基地局間インタフェース（例えば、光ファイバ、Ｘ２インタフェース）を介して互いに接続される。マクロ基地局１１及び各スモール基地局１２は、それぞれ上位局装置３０に接続され、上位局装置３０を介してコアネットワーク４０に接続される。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
【００８６】
なお、マクロ基地局１１は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、無線基地局、送信ポイント（transmission  point）などと呼ばれてもよい。スモール基地局１２は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、ＲＲＨ（Remote  Radio  Head）、ピコ基地局、フェムト基地局、ＨｅＮＢ（Ｈｏｍｅ  ｅＮｏｄｅＢ）、送信ポイント、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）などと呼ばれてもよい。ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。
【００８７】
また、無線通信システム１では、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が適用され、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。
【００８８】
無線通信システム１では、下りリンクの通信チャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical  Downlink  Shared  Channel）と、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical  Downlink  Control  Channel、ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced  Physical  Downlink  Control  Channel）、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、報知チャネル（ＰＢＣＨ）などが用いられる。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨにより、下り制御情報（ＤＣＩ）が伝送される。
【００８９】
また、無線通信システム１では、上りリンクの通信チャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される各ユーザ端末２０で共有される上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical  Uplink  Shared  Channel）と、上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical  Uplink  Control  Channel）などが用いられる。ＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ：Channel  Quality  Indicator）や、送達確認情報（ＡＣＫ/ＮＡＣＫ）等が伝送される。
【００９０】
以下、マクロ基地局１１及びスモール基地局１２を区別しない場合、無線基地局１０と総称する。
【００９１】
図１０は、本実施の形態に係る無線基地局１０の全体構成図である。無線基地局１０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、インタフェース部１０６とを備えている。
【００９２】
下りリンクにより無線基地局１０からユーザ端末２０に送信されるユーザデータは、上位局装置３０からインタフェース部１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。
【００９３】
ベースバンド信号処理部１０４では、ＰＤＣＰレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio  Link  Control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium  Access  Control）再送制御、例えば、ＨＡＲＱの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse  Fast  Fourier  Transform）処理、プリコーディング処理が行われて各送受信部１０３に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、各送受信部１０３に転送される。
【００９４】
各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力された下り信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１により送信する。
【００９５】
一方、上り信号については、各送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部１０２で増幅され、各送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部１０４に入力される。
【００９６】
ベースバンド信号処理部１０４では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、インタフェース部１０６を介して上位局装置３０に転送される。呼処理部１０５は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局１０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
【００９７】
インタフェース部１０６は、基地局間インタフェース（例えば、光ファイバ、Ｘ２インタフェース）を介して隣接基地局と信号を送受信（バックホールシグナリング）する。例えば、マクロ基地局１１とスモール基地局１２間のデータの送受信をインタフェース部１０６を介して行う。あるいは、インタフェース部１０６は、所定のインタフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。
【００９８】
図１１は、本実施の形態に係るマクロ基地局１１の機能構成図である。なお、以下の機能構成は、マクロ基地局１１が有するベースバンド信号処理部１０４などによって構成される。
【００９９】
図１１に示すように、マクロ基地局１１は、通知部３０１、ＤＬ信号送信制御部３０２、オン／オフ決定部３０３、スケジューラ３０４、ＤＬ信号生成部３０５を具備する。
【０１００】
通知部３０１は、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号）に関する情報を、スモール基地局に通知する。例えば、通知部３０１は、オフ状態のスモール基地局１２に対して、ユーザ端末から送信されるＰＲＡＣＨ信号に関する情報（ＰＲＡＣＨ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｆｉｇ．）を通知する。このように、通知部３０１からＰＲＡＣＨ信号に関する情報をスモール基地局に通知することにより、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号がマクロセルで利用される周波数であっても、スモール基地局は異周波のＵＬ信号を適切に受信することが可能となる。
【０１０１】
ＤＬ信号送信制御部３０２は、ＵＬ信号を検出したオフ状態のスモール基地局から通知される情報（ＤＬ  ｓｉｇｎａｌ  ｒｅｑｕｅｓｔ）に基づいて、当該スモール基地局からのＤＬ信号の送信を制御する。例えば、ＤＬ信号送信制御部３０２は、各スモール基地局において検出されたＵＬ信号（ＰＲＡＣＨ）の数に基づいて、各スモール基地局のＤＬ信号の送信有無を判断する。つまり、ＤＬ信号送信制御部３０２は、検出したＰＲＡＣＨ信号の数が所定値以上のスモール基地局に対して、ＤＬ信号の送信指示を行う構成とすることができる。
【０１０２】
オン／オフ決定部３０３は、スモール基地局から送信されたＤＬ信号に対するユーザ端末の受信状態に基づいて、スモール基地局のオン／オフを決定する。例えば、オン／オフ決定部３０３は、マクロ基地局は、ユーザ端末から送信されたＭＲ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号に対する受信状態）に基づいてＤＴＸ状態のスモール基地局のオン／オフを決定する。
【０１０３】
オン／オフ決定部３０３は、ユーザ端末から送信されたＭＲが良好でスモール基地局を新たにオン状態に移行した方がよいと判断した場合には、その旨（ＳＣｅｌｌ  ａｃｉｔｉｖａｔｉｏｎ）をユーザ端末及びスモール基地局に通知する。一方で、オン／オフ決定部３０３は、ユーザ端末から送信されたＭＲが悪く、当該スモールセルの利用が適切でないと判断した場合には、間欠送信（ＤＴＸ）状態のスモール基地局を再度オフ状態とする。
【０１０４】
スケジューラ３０４は、ユーザ端末２０に送信するＤＬ信号用の無線リソースの割当て（スケジューリング）を行う。例えば、上記第１の態様では、スケジューラ３０４（指示部）は、オン状態のスモール基地局に接続していないユーザ端末に対して、ＵＬ信号の送信を指示するためのＤＬ信号の生成をＤＬ信号生成部３０５に指示する。また、上記第２の態様では、スケジューラ３０４（指示部）は、オン状態のスモール基地局に対して、当該オン状態のスモール基地局から送信される下り制御信号を用いてユーザ端末からＵＬ信号を送信させるように指示する。
【０１０５】
また、スケジューラ３０４は、ユーザ端末に対して、ＵＬ信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号）の種別に関する情報（ランダムアクセス手順の適用可否）の通知を制御する。例えば、スケジューラ３０４は、ＰＲＡＣＨ信号の種別に関する情報を下り制御信号に含めるようにＤＬ信号生成部３０５に指示する。また、ＤＬ信号送信制御部３０２がスモール基地局にＤＬ信号の送信許可を通知した場合に、スケジューラ３０４は、当該スモール基地局から送信されるＤＬ信号に関する情報をユーザ端末に通知するように制御する。
【０１０６】
ＤＬ信号生成部３０５は、スケジューラ３０４からの指示に基づいてＤＬ信号を生成する。例えば、ＤＬ信号生成部３０５は、制御信号、データ信号、参照信号等を生成する。ＤＬ信号生成部３０５で生成された信号は、送受信部１０３を介してユーザ端末２０に送信される。
【０１０７】
図１２は、本実施の形態に係るスモール基地局１２の機能構成図である。なお、以下の機能構成は、スモール基地局１２が有するベースバンド信号処理部１０４などによって構成される。
【０１０８】
図１２に示すように、スモール基地局１２は、ＵＬ信号情報取得部３１１、ＵＬ信号検出部３１２、ＤＬ信号要求通知部３１３、スケジューラ３０４、ＤＬ信号生成部３０５を具備する。
【０１０９】
ＵＬ信号情報取得部３１１は、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号）に関する情報を、マクロ基地局１１から取得する。ＵＬ信号情報取得部３１１は、当該スモール基地局１２がオフ状態である場合に、ユーザ端末から送信されるＰＲＡＣＨ信号に関する情報（ＰＲＡＣＨ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｆｉｇ．）をマクロ基地局１１から取得する。
【０１１０】
ＵＬ信号検出部３１２は、ＵＬ信号情報取得部３１１で取得したＵＬ信号に関する情報に基づいて、ユーザ端末から送信されるＵＬ信号をリスニングして検出する。なお、ＵＬ信号としては、異周波の場合（上記図４Ａ参照）と、同周波の場合（上記図４Ｂ）がある。
【０１１１】
ＤＬ信号要求通知部３１３は、ＵＬ信号を検出した場合に、マクロ基地局１１にＤＬ信号（例えば、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）の送信許可を要求する。例えば、ＤＬ信号要求通知部３１３は、マクロ基地局１１に対して、ＵＬ信号を検出した旨を通知する。この際、ＤＬ信号要求通知部３１３は、検出したＰＲＡＣＨ信号の数に関する情報についてもマクロ基地局１１に通知してもよい。
【０１１２】
スケジューラ３０４は、ユーザ端末２０に送信するＤＬ信号用の無線リソースの割当て（スケジューリング）を行う。例えば、マクロ基地局１１からＤＬ信号の送信を指示されば場合、ユーザ端末２０が当該スモール基地局を発見するための検出用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）の生成をＤＬ信号生成部３０５に指示する。
【０１１３】
ＤＬ信号生成部３０５は、スケジューラ３０４からの指示に基づいてＤＬ信号を生成する。例えば、ＤＬ信号生成部３０５は、制御信号、データ信号、参照信号等を生成する。また、ユーザ端末２０が当該スモール基地局を発見するための検出用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）を生成する。ＤＬ信号生成部３０５で生成された信号は、送受信部１０３を介してユーザ端末２０に送信される。
【０１１４】
図１３は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の全体構成図である。ユーザ端末２０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部（受信部）２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、アプリケーション部２０５とを備えている。
【０１１５】
下りリンクのデータについては、複数の送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部２０２で増幅され、送受信部２０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部２０４でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下りリンクのデータの内、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。
【０１１６】
一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ  （Ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ））の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等が行われて各送受信部２０３に転送される。送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１により送信する。
【０１１７】
図１４は、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４の主な機能構成図である。図１４に示すように、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４は、ＤＬ信号復号部４０１（取得部）、ランダムアクセス制御部４０２、スモールセル検出部４０３、ＵＬ信号生成部４０４を少なくとも有している。
【０１１８】
ＤＬ信号復号部４０１（取得部）は、マクロ基地局１１、スモール基地局１２から送信されたＤＬ信号を復号する。例えば、マクロ基地局１１、スモール基地局１２から送信された下り制御情報（ＰＤＣＣＨ信号）や、スモール基地局１２から送信される検出用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）を取得する。ＤＬ信号復号部４０１で取得したＤＬ信号は、ランダムアクセス制御部４０２、スモールセル検出部４０３に出力される。
【０１１９】
例えば、ＤＬ信号（例えば、ＰＤＣＣＨ信号）にＰＲＡＣＨ信号の種別に関する情報（ランダムアクセス手順の適用可否）が含まれている場合には、ＤＬ信号復号部４０１は、当該情報をランダムアクセス制御部４０２に出力する。また、ＤＬ信号（例えば、上位レイヤシグナリング）に、メジャメントパラメータ（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）や、ＤＬ信号のパラメータ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）が含まれている場合には、ＤＬ信号復号部４０１は、当該情報をスモールセル検出部４０３に出力する。
【０１２０】
ランダムアクセス制御部４０２は、ランダムアクセス手順を制御する。また、ランダムアクセス制御部４０２は、マクロ基地局又はスモール基地局から送信される所定の下り制御信号に基づいてＰＲＡＣＨ信号を送信する。例えば、ランダムアクセス制御部４０２は、マクロ基地局１１又はスモール基地局１２から送信されるＰＲＡＣＨ信号の種別に関する情報（ランダムアクセス手順の適用可否）に基づいて、既存のランダムアクセス手順（ＲＡＣＨ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）と区別した手順を行うことができる。
【０１２１】
ＰＲＡＣＨ信号をスモールセルのオン／オフの制御のトリガー用に用いる場合、ランダムアクセス制御部４０２は、既存のランダムアクセス手順をそのまま適用せずに、スモールセルのオン／オフ制御に適した動作を行う。この場合、ユーザ端末２０から送信したＰＲＡＣＨ信号に対する応答の有無に関わらず、送信電力を増加させてＰＲＡＣＨ信号を再送する動作を省略することができる。
【０１２２】
スモールセル検出部４０３は、ＰＲＡＣＨ信号を検出したスモール基地局から送信されるＤＬ信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号）を検出する。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号を検出した場合には、当該Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号に対する受信状態を測定する。
【０１２３】
ＵＬ信号生成部４０４は、ランダムアクセス制御部４０２、スモールセル検出部４０３からの指示に基づいてＵＬ信号（ＰＲＡＣＨ信号、メジャメントレポート等）を生成する。また、ＵＬ信号生成部４０４は、送達確認信号等の上り制御信号や上りデータ信号の生成も行う。
【０１２４】
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。また、各実施の態様は適宜組み合わせて適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１２５】
１…無線通信システム
１０…無線基地局
１１…マクロ基地局
１２、１２ａ、１２ｂ…スモール基地局
２０…ユーザ端末
３０…上位局装置
４０…コアネットワーク
１０１…送受信アンテナ
１０２…アンプ部
１０３…送受信部
１０４…ベースバンド信号処理部
１０５…呼処理部
１０６…インタフェース部
２０１…送受信アンテナ
２０２…アンプ部
２０３…送受信部
２０４…ベースバンド信号処理部
２０５…アプリケーション部
３０１…通知部
３０２…ＤＬ信号送信制御部
３０３…オン／オフ決定部
３０４…スケジューラ
３０５…ＤＬ信号生成部
３１１…ＵＬ信号情報取得部
３１２…ＵＬ信号検出部
３１３…ＤＬ信号要求通知部
４０１…ＤＬ信号復号部
４０２…ランダムアクセス制御部
４０３…スモールセル検出部
４０４…ＵＬ信号生成部
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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