(57)【要約】  セルエッジユーザのスループットの劣化を抑えつつ、セルエッジユーザのスループットを改善することができる制御装置を提供することを目的とする。本発明にかかる制御装置（１０）は、同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムに配置される。制御装置（１０）は、無線局（１）〜（６）が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義し、複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンを決定するパターン決定部（１１０）と、送信電力の時間パターンと、無線局（１）〜（６）における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、セルグループに含まれるセルを形成する無線局（１）〜（６）へ通知する通信部（１２０）と、を備える。
2015045216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムに配置される制御装置であって、
無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義し、複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンを決定するパターン決定手段と、
前記送信電力の時間パターンと、前記無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、前記セルグループに含まれるセルを形成する無線局へ通知する通信手段と、を備える制御装置。
【請求項２】
前記タイミング信号は、
前記無線局において送信電力を切り替えるタイミングに前記無線局へ通知されるトリガー信号もしくは前記無線局において周期的に送信電力を切り替えることを指示する切替周期信号を含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記パターン決定手段は、
前記セルに在圏する無線端末のスループットに関する情報及び隣接セルからの干渉に関する情報の少なくとも一方に基づいて、前記送信電力の時間パターン及び前記セルグループを構成するセルのうち少なくとも一方を決定しもしくは更新する請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記パターン決定手段は、
前記無線端末における隣接セルからの干渉が予め定められたレベルを超えた場合、前記無線端末から前記隣接セルからの干渉に関する情報を受け取る、請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記パターン決定手段は、
前記無線端末が在圏しているセルにおける受信電力が一定の閾値以上である場合、前記隣接セルからの干渉に関する情報を受け取る、請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記パターン決定手段は、
前記セルグループを構成するセルの識別子を有するセルグループ情報、前記セルグループの中で送信電力が最大であるセルグループの時間パターンであるセルグループパターン及び無線端末が接続するセルの時間パターンであるセルパターンのうち少なくも一つを前記無線局へ通知する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記通信手段は、
無線端末が複数の周波数帯域のセルを同時に用いて複数の前記無線局と接続するキャリアアグリゲーションを行う場合、前記無線端末が最初に接続するプライマリセルに付随して追加されるセカンダリセルを形成する無線局に対して、前記送信電力の時間パターンと前記タイミング信号とを通知する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記送信電力が切替えられる前に無線端末が在圏するセルと、前記送信電力が切替えられた後に前記無線端末が在圏するセルであって前記送信電力が切替えられる前に前記無線端末が在圏するセルが属するセルグループと異なるセルグループに属するセルとに同一のセル識別子が用いられる、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記送信電力の時間パターンは、前記無線局が信号を送信もしくは非送信することを示す、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１０】
同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムに配置される無線局であって、
他の無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義し、複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンを決定するパターン決定手段と、
前記送信電力の時間パターンと、前記他の無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、前記セルグループに含まれるセルを形成する他の無線局へ通知する通信手段と、を備える無線局。
【請求項１１】
同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムに配置される無線端末であって、
無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループにおいて、制御装置において定められた複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンと、前記無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号と、に基づいて、前記無線局における送信電力の切替前後において通信するセルの切替処理を実行する、無線端末。
【請求項１２】
前記制御装置において前記送信電力の時間パターンを決定もしくは更新させるために、現在在圏するセルにおけるスループットに関する情報及び隣接セルからの干渉に関する情報の少なくとも一方を、前記制御装置へ送信する請求項１１に記載の無線端末。
【請求項１３】
同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムであって、
無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義し、複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンを決定するパターン決定手段と、前記送信電力の時間パターンと、前記無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、前記セルグループに含まれるセルを形成する無線局へ通知する通信手段と、を備える制御装置と、
前記通知された前記送信電力の時間パターン及び前記タイミング信号に基づいて、自装置が形成するセルに在圏セルへ送信する信号の送信電力を切り替える無線局と、
前記無線局から送信される信号の送信電力が切替えられた際に、送信電力の切替前後において通信するセルの切替処理を実行する無線端末と、を備える無線システム。
【請求項１４】
同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムに配置される制御装置に用いられる制御方法であって、
無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義し、複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンを決定し、
前記送信電力の時間パターンと、前記無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、前記セルグループに含まれるセルを形成する無線局へ通知する制御方法。
【請求項１５】
同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムに配置される制御装置のコンピュータに実行させる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、
無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義し、複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンを決定し、
前記送信電力の時間パターンと、前記無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、前記セルグループに含まれるセルを形成する無線局へ通知することをコンピュータに実行させる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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制御装置に関し、特に同一周波数帯域を用いる複数のセルを有する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムにおいて、限られた周波数を有効に利用するため、同一周波数が用いられる複数のセルを用いて通信エリアを構成する方法が知られている。非特許文献１に開示されている3GPP（3rd Generation Partnership Project）のLTE (Long Term Evolution)等でも、この方法は適用されている。【０００３】
一方で、同一周波数が複数のセルに用いられるセル構成である場合、セルとセルとの境界領域においては、隣接するセルからの干渉が大きくなる。そのため、無線端末における受信信号の品質が著しく劣化する。特に静止端末、低速移動端末は、受信信号品質が定常的、あるいは、長時間低くなる可能性がある。このようなセル間の干渉を低減する方法として、隣接セルにおけるリソース割り当てを制限する方法が検討されている。以下、特許文献１に記載されているセル間干渉低減法を説明する。【０００４】
図２０に示すように、無線局２００は、使用する無線リソースへの干渉源となっている無線局２１０に対し、使用するリソースへの干渉低減要求を送信する。干渉低減要求を受信した無線局２１０は、該当する無線リソースへの干渉を低減するために、同一時間、同一周波数における無線リソースの使用を制限する。これによって、セルとセルとの境界領域における無線端末２２０は、無線局２１０から受ける干渉が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１１−５１４０３９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】3GPP TS36.300 v10.4.0 (2011-06) Overall description Stage 2 (Release 10)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１におけるセル間干渉低減法においては、セル境界の無線端末の通信品質を改善するために、隣接セルにおける無線リソース割り当てに制限を加える。この方法を適用した場合、隣接セルに帰属している無線端末に対する無線リソース割り当て機会が減少する。セル境界の無線端末の通信品質を大きく改善するには、隣接セルにおいて割り当て制限する無線リソースの量を大きくする必要がある。しかし、隣接セルにおいて割当制限する無線リソースの量を大きくすると、隣接セルに帰属する無線端末のスループットが大きく劣化するおそれがある。【０００８】
一方、隣接セルで割り当て制限する無線リソースの量を少なくするとセル境界の無線端末の通信品質の改善は限定的なものとなってしまう。【０００９】
本発明の目的は、上述した問題点を解決するために、セルエッジユーザのスループットの劣化を抑えつつ、セルエッジユーザのスループットを改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様にかかる制御装置は、同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムに配置される制御装置であって、無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義し、複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンを決定するパターン決定部と、前記送信電力の時間パターンと、前記無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、前記セルグループに含まれるセルを形成する無線局へ通知する通信部と、を備えるものである。【００１１】
本発明の第２の態様にかかる無線局は、同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムに配置される無線局であって、他の無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義し、複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンを決定するパターン決定部と、前記送信電力の時間パターンと、前記他の無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、前記セルグループに含まれるセルを形成する他の無線局へ通知する通信部と、を備えるものである。【００１２】
本発明の第３の態様にかかる無線端末は、同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムに配置される無線端末であって、無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループにおいて、制御装置において定められた複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンと、前記無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号と、に基づいて、前記無線局における送信電力の切替前後において通信するセルの切替処理を実行するものである。【００１３】
本発明の第４の態様にかかる無線システムは、同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムであって、無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義し、複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンを決定するパターン決定部と、前記送信電力の時間パターンと、前記無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、前記セルグループに含まれるセルを形成する無線局へ通知する通信部と、を備える制御装置と、前記通知された前記送信電力の時間パターン及び前記タイミング信号に基づいて、自装置が形成するセルに在圏セルへ送信する信号の送信電力を切り替える無線局と、前記無線局から送信される信号の送信電力が切替えられた際に、送信電力の切替前後において通信するセルの切替処理を実行する無線端末と、を備えるものである。【００１４】
本発明の第５の態様にかかる制御方法は、同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムに配置される制御装置に用いられる制御方法であって、無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義し、複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンを決定し、前記送信電力の時間パターンと、前記無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、前記セルグループに含まれるセルを形成する無線局へ通知するものである。【００１５】
本発明の第６の態様にかかるプログラムは、同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムに配置される制御装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義し、複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンを決定し、前記送信電力の時間パターンと、前記無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、前記セルグループに含まれるセルを形成する無線局へ通知することをコンピュータに実行させるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、セルエッジユーザのスループットの劣化を抑えつつ、セルエッジユーザのスループットを改善することができる制御装置、無線局、無線端末、無線システム、制御方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１にかかる通信システムの構成図である。
【図２】実施の形態１にかかる通信システムの構成図である。
【図３】実施の形態１にかかる通信システムの構成図である。
【図４】実施の形態２にかかるセルの配置を示す図である。
【図５】実施の形態２にかかるセルの配置を示す図である。
【図６】実施の形態２にかかる送信電力の切替わりを説明する図である。
【図７】実施の形態２にかかる送信電力の切替わりを説明する図である。
【図８】実施の形態３にかかるキャリアアグリゲーションを実行する際のセルの配置をの示す図である。
【図９】実施の形態３にかかる通信システムの構成図である。
【図１０】実施の形態３にかかるセルの配置を示す図である。
【図１１】実施の形態３にかかるセルの配置を示す図である。
【図１２】実施の形態３にかかる送信電力の切替わりを説明する図である。
【図１３】実施の形態４にかかる無線フレームを示す図である。
【図１４】実施の形態４にかかる送信電力の切替わりを説明する図である。
【図１５】実施の形態４にかかるセルへの接続処理の流れを示す図である。
【図１６】実施の形態５にかかるセルの配置を示す図である。
【図１７】実施の形態５にかかるセルの配置を示す図である。
【図１８】実施の形態５にかかる送信電力の切替わりを説明する図である。
【図１９】実施の形態５にかかるフィードバック制御処理の流れを示す図である。
【図２０】特許文献１に記載されているセル間干渉低減法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。はじめに図１を用いて本発明の実施の形態１にかかる通信システムの構成例について説明する。図１の通信システムは、制御装置１０と、無線局１〜６と、を有している。制御装置１０は、無線局１〜６と接続している。無線局１〜６は、それぞれ通信可能エリアを示すセルを形成する。無線局１〜６において形成されるセルは、それぞれ同一の周波数帯域を用いる。それぞれのセルは、隣接するセルの一部と重なり合うように形成される。セルとセルとが重複した箇所をセルエッジもしくはセル境界と称してもよい。
【００１９】
次に、制御装置１０の構成例について説明する。制御装置１０は、パターン決定部１１０及び通信部１２０を有する。
【００２０】
パターン決定部１１０は、無線局１〜６が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義する。例えば、図１においては、無線局１〜３が形成するセルをセルグループ１とし、無線局４〜６が形成するセルをセルグループ２と定義する例を示している。本図におけるセルグループの構成は一例であり、例えば、無線局１が形成するセルをセルグループ１とし、そのほかの無線局が形成するセルをセルグループ２とするように構成してもよい。また、セルグループは、３つ以上定義されてもよい。
【００２１】
さらに、パターン決定部１１０は、それぞれのセルグループに設定する送信電力の時間パターンを決定する。送信電力の時間パターンは、所定の切替周期毎に、それぞれのセルグループに属する無線局が用いる送信電力の値を示す情報である。例えば、パターン決定部１１は、送信電力の時間パターンとして、セルグループ１に対しては(1, 0, 1, 0・・・)、セルグループ２に対しては(0, 1, 0, 1・・・)と決定してもよい。送信電力の時間パターンにおいて”1”は最大送信電力、”0”は送信停止とする。例えば、(1, 0, 1, 0・・・)は、所定の周期毎に、最大送信電力と送信停止とが繰り返し設定されることを示している。
【００２２】
通信部１２０は、パターン決定部１１０において決定された送信電力の時間パターンと、無線局１〜６における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、無線局１〜６へ通知する。切替タイミング信号は、例えば、無線局１〜６が、送信電力の値を切り替える切替周期が設定された信号であってもよい。この場合、通信部１２は、切替周期を示す切替タイミング信号を１回のみ無線局１〜６に通知するか、もしくは、一定期間ごとに切替タイミング信号を無線局１〜６へ通知してもよい。ここで、制御装置１０から無線局１〜６へ、１回のみもしくは定期的に送信される切替タイミング信号は、切替周期信号と称されてもよい。
【００２３】
または、切替タイミング信号は、制御装置１０から無線局１〜６へ非周期に送信される信号であってもよい。この場合、無線局１〜６は、制御装置１０から送信される切替タイミング信号を受信したタイミングに、送信電力を切り替えてもよい。つまり、制御装置１０は、任意のタイミングに切替タイミング信号を無線局１〜６へ送信する。ここで、制御装置１０から無線局１〜６へ非周期に送信される信号は、トリガー信号と称されてもよい。
【００２４】
無線局１〜６は、送信電力の時間パターン及び切替タイミング信号を受信すると、送信電力の時間パターン及び切替タイミングに基づいて、送信電力を変更する。ここで、無線局１〜６が送信電力を変更することに伴い、無線局１〜６のいずれかに接続していた無線端末は、接続する無線局を変更する。つまり、無線端末は、現在接続している無線局が送信電力を停止もしくは小さい値に変更した場合、他の無線局へ接続することによって通信を継続する。この時、無線端末は、接続する無線局を変更することによって、セル内における位置も変更される。例えば、無線端末は、接続する無線局を変更することによって、在圏位置がセルエッジからセルの中央へ変更される場合もある。
【００２５】
以上説明したように、図１の無線システムを用いることによって、セルグループ毎に、無線局の送信電力を制御することができる。セルグループ毎に無線局の送信電力が変更されることによって、無線端末は、接続する無線局を変更することができる。これによって、特定の無線端末が、常にセルエッジに位置することを回避することができるため、あるセルにおいてセルエッジに位置する無線端末のスループットを改善することができる。
【００２６】
また、図１では、無線局１〜６の上位に制御装置１０が位置する構成とし、各無線局がセルを形成する例を示したが、図２のように、制御装置１０が無線局の中にあり、無線局間のインタフェースを用いて送信電力の時間パターン及び送信電力の切り替え周期を通知するように構成してもよい。更に、図３のように無線局は制御装置を含め一か所に機能が集中されており、RF部及び増幅器から構成されるRemote Radio Head (RRH)を配置し、セルを形成してもよい。この場合、制御装置がRRHに送信電力の時間パターン及び送信電力の切り替え周期を通知してもよく、制御装置がRRHの送信電力切り替えを直接行ってもよい。
【００２７】
（実施の形態２）
続いて、図４を用いて本発明の実施の形態２にかかる基地局の配置例について説明する。本図において、＃１１は、基地局１１が位置している場所を示している。＃１２〜＃１６についても同様である。また、基地局は、図１における無線局に相当する。また、基地局１１は、セル２１を形成し、基地局１２は、セル２２を形成し、基地局１３は、セル２３を形成し、基地局１４は、セル２４を形成し、基地局１５は、セル２５を形成し、基地局１６は、セル２６を形成する。図４においては、説明を容易にするために隣接するセル同士が接するように形成されている様子を示しているが、実際には、隣接するセルは、重複していてもよい。
【００２８】
基地局１１〜１３は、セルグループ１に属し、基地局１４〜１６は、セルグループ２に属するとする。図４においては、セルグループ１に属する基地局が形成するセルを実線で示しており、セルグループ２に属する基地局が形成するセルを破線で示している。図４は、セルグループ１に属する基地局１１〜１３の送信電力が最大送信電力であり、セルグループ２に属する基地局１４〜１６は、送信を停止している状態であることを示している。この時、無線端末５０は、セル２１のセルエッジに位置し、基地局１１と接続しているとする。
【００２９】
続いて、図５は、送信電力の時間パターンに基づいて、セルグループ１に属する基地局１１〜１３が送信を停止している状態になり、セルグループ２に属する基地局１４〜１６の送信電力が最大送信電力に変更された状態であることを示している。図５においては、セルグループ１に属する基地局が形成するセルを破線で示しており、セルグループ２に属する基地局が形成するセルを実線で示している。この時、無線端末５０は、接続先を基地局１１から基地局１４へ変更する。さらに、無線端末５０は、セル２４のセル中央近傍に位置している。
【００３０】
図４及び図５は、セルグループ１及びセルグループ２の送信電力が変更されることによって、無線端末５０の位置が、セル２１のセルエッジから、セル２４のセル中央近傍に変更されていることを示している。また、以下の記載においては、無線端末がセルに接続するとの記載を用いる場合もあるが、これは、無線端末が、セルを形成する基地局に接続することと同様の内容を示す。
【００３１】
続いて、図６を用いて本発明の実施の形態２にかかる送信電力が切替わる際の例について説明する。図６は、セルグループ１が”1（最大送信電力）”から”0（送信停止）”に、セルグループ2が”0”から”1”に切り替わる際の例を示す。切り替え前はセルグループ１に属する各基地局の送信電力のみがオン状態となっており、無線端末５０は、セル２１に接続している。この時、無線端末５０は、セル２１〜２３のセル境界に位置しており、受信信号品質が低い。切り替え周期で送信電力の時間パターンが切り替わるとセルグループ１に属する各基地局の送信電力はオフ状態となり、セルグループ２における送信電力のみがオン状態となる。無線端末５０は、セル２１との接続が切断されるため、セルグループ２の中からセル２４を選択し接続する。つまり、無線端末５０は、セル２１からセル２４へハンドオーバを行う。無線端末５０は、セル２４においてはセル中央に位置し、受信信号品質が高い。
【００３２】
以上のように、セルグループ毎に独立したパターンで周期的に送信電力を切り替えることにより、常に特定の端末がセルエッジとなることを回避し、セルエッジスループットを改善する。
【００３３】
図６の例では、無線端末５０の接続がセル２１からセル２４へ切り替わる例を示したが、基地局１４が基地局１１と同一のセル識別子を用いる構成をとれば、図７のように、無線端末５０の接続するセルを切り替えずに送信電力切り替えを行うことも可能である。
【００３４】
尚、本実施形態では、送信電力の時間パターンを”1”と”0”の組み合わせとしたが、最大送信電力と、送信停止との間の中間的な値をとることも可能である。
【００３５】
（実施の形態３）
実施の形態３では、無線端末が複数の周波数帯域のセルを同時に用いて複数の基地局と接続するキャリアアグリゲーションを行う場合について説明する。また、実施の形態３においては、無線端末が最初に接続するプライマリセルに付随して追加されるセカンダリセルのみに実施の形態１及び２と同様の送信電力切り替えを適用する例を示す。
【００３６】
図８は、無線端末５０が複数の周波数帯域のセルを同時に用いて複数の基地局と接続するキャリアアグリゲーションの例を示す図である。広域をカバーするマクロ基地局３０は、周波数Ａを用い、マクロ基地局３０のカバーエリア（マクロセル４０）内の狭いエリア（スモールセル４１〜４５）をカバーするスモール基地局３１〜３５は、周波数Ｂを用いる。無線端末５０は、プライマリセルとしてマクロ基地局３０に最初に接続する。次にプライマリセルに付随するセカンダリセルとしてスモール基地局３１〜３５のいずれかに接続する。キャリアアグリゲーションは、ハンドオーバの頻度が少ないマクロセル４０をプライマリセルとして用い、スモールセル４１〜４５をセカンダリセルとして用いる。本図においては、スモールセル４１が、セカンダリセルとして用いられていることを示している。マクロセル４０においては、即時性の必要な移動管理情報、リアルタイムデータ等が通知される。スモールセル４１〜４５においては、比較的即時性の必要ないFTP（File Transfer Protocol）データが通信されてもよい。
【００３７】
図８のような構成において、スモールセル４１〜４５をセカンダリセルとして用い、このセカンダリセルのみに送信電力切り替えを適用する例を以下に示す。
【００３８】
図９において、制御装置１０は、マクロ基地局３０及びスモール基地局３１〜３６と接続している。本図においては、スモール基地局３１〜３３をスモールセルグループ１、スモール基地局３４〜３６をスモールセルグループ２と定義している。
【００３９】
図１０及び図１１には、本発明の実施の形態３にかかるスモール基地局３１〜３６の配置例が示されている。図１０及び図１１は、図４及び図５に示される基地局がスモール基地局に変更されている。また、スモール基地局が形成するセルは、マクロ基地局３０が形成するマクロセル４０内に配置されている。図１０及び図１１における、その他の構成及び内容は図４及び図５と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００４０】
ここで、制御装置１０は、例えば、送信電力の時間パターンをスモールセルグループ１に対しては(1, 0, 1, 0・・・)、スモールセルグループ２に対しては(0, 1, 0, 1・・・)と設定し、さらに、切替周期を１０秒と決定する。制御装置１０は、スモール基地局３１〜３６へ送信電力の時間パターン及び切替周期を通知したとする。尚、送信電力の時間パターンにおいて”1”は最大送信電力、”0”は送信停止とする。
【００４１】
続いて、図１２を用いて本発明の実施の形態３にかかる送信電力が切替わる際の例について説明する。図１２は、スモールセルグループ１が”1”から”0”に、スモールセルグループ２が”0”から”1”に切り替わる際の例を示す。
【００４２】
切り替え前はスモールセルグループ１の送信電力のみがオン状態となっており、無線端末５０は、スモールセル４１をセカンダリセルとして選択している。この時、無線端末５０は、スモールセル４１〜４３のセル境界に位置しており、受信信号品質が低い。切り替え周期で送信電力の時間パターンが切り替わるとスモールセルグループ１の送信電力はオフ状態となり、スモールセルグループ２の送信電力のみがオン状態となる。無線端末５０は、スモールセル４１との接続が切断されるため、スモールセルグループ２の中からスモールセル４４をセカンダリセルに選択し接続する。無線端末５０は、スモールセル４４においてはセル中央に位置し、受信信号品質が高い。この間、プライマリセルに関しては切り替えが生じない。
【００４３】
以上のように、スモールセルをセカンダリセルとして用い、スモールセルグループ毎に独立したパターンで周期的にセカンダリセルの送信電力を切り替えることにより、プライマリセルの接続性に影響を与えることなく、セカンダリセルにおいて常に特定の端末がセルエッジとなることを回避し、セルエッジスループットが改善する。
【００４４】
また、図９では、マクロ基地局３０及びスモール基地局３１〜３６の上位に制御装置１０が位置する構成とし、各基地局がセルを形成する例を示した。これに対して、制御装置１０がマクロ基地局３０の中にあり、基地局間のインタフェースを用いて送信電力の時間パターン及び送信電力の切り替え周期を通知するように構成してもよい。更に、基地局は、制御装置１０を含め一か所に機能が集中されており、RF部及び増幅器から構成されるRemote Radio Head (RRH)を配置し、セルを形成してもよい。
【００４５】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４では、無線端末５０がセルグループの異なる同じ周波数帯域の複数のセルに同時に帰属する例について説明する。制御装置１０は、各基地局に送信電力の時間パターンを通知する。各基地局は、送信電力の時間パターンに従い、サブフレーム単位で送信電力を切り替る。ここでは、無線端末５０が、セルグループの中で送信電力が最大であるセルの時間パターンであるセルパターンに基づいてサブフレーム単位で通信するセルを切り替える例を示す。
【００４６】
制御装置１０と基地局１１〜１６との接続関係は、図１と同様の構成であり、図１における無線局１〜６を、基地局１１〜１６に置き換えた構成を用いる。また、基地局１１〜１６は、図４及び図５と同様の配置とする。
【００４７】
制御装置１０は、送信電力の時間パターンをセルグループ１に対しては(1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0)、セルグループ２に対しては(0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1)とし、切り替え周期をサブフレーム周期(1m sec)と決定する。制御装置１０は、基地局１１〜１６へ送信電力の時間パターンと切替周期とを通知する。尚、送信電力の時間パターンにおいて”1”は最大送信電力、”0”は送信停止とする。例えば、無線フレームとして、LTEで用いられている図１３の構成を用いる。１無線サブフレームは、1msec長の10サブフレームで構成されている。ここで、送信電力の時間パターンである(1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0)は、左から順番に１サブフレームに適用する値、２サブフレームに適用する値を示し、一番右の値は、１０サブフレームに適用する値を示している。
【００４８】
図１４は、無線端末５０がセルグループ１のセル２１、セルグループ２のセル２４に同時に接続し、サブフレーム単位でセル２１とセル２４との通信を交互に繰り返す例を示す。無線端末５０での通信セルの切り替えは、例えば、制御装置１０が、通信セルのパターン(#21, #24, #21, #24, #21, #24, #21, #24, #21, #24)を端末に明示的に通知することにより実現できる。通信セルのパターン(#21, #24, #21, #24, #21, #24, #21, #24, #21, #24)は、サブフレーム毎に、送信電力が最大のセルを示している。例えば、サブフレーム１においては、セル２１における送信電力が最大であり、サブフレーム２においては、セル２４における送信電力が最大であることを示している。サブフレーム３以降も同様である。通信セルのパターンは、サブフレーム毎に接続するセルを示している。＃２１は、セル２１を示し、＃２４は、セル２４を示している。
【００４９】
あるいは、制御装置１０が、セルグループの中で送信電力が最大であるセルグループの時間パターンであるセルグループパターン(#1, #2, #1, #2, #1, #2, #1, #2, #1, #2)とセルグループ情報であるセルグループ１=(セル２１, セル２２, セル２３)、 セルグループ２=(セル２４, セル２５, セル２６)を無線端末５０に通知する。セルグループパターンにおける＃１及び＃２は、それぞれセルグループ１及び２を示している。
【００５０】
例えば、無線端末５０は、サブフレーム１においては、送信電力が最大であるセルグループは、セルグループ１であり、セルグループ１には、セル２１〜２３が含まれていることを認識することができる。そのため、無線端末５０は、例えば、サブフレーム１においては、セル２１〜２３の中から受信電力が最大のセルを選択して、接続してもよい。
【００５１】
このようにして、接続セルが決まれば一意に通信セルのパターンが決まる。そのため、制御装置１０は、セルグループパターンと、セルグループ情報とを無線端末５０へ通知することによって、明示的に通信セルのパターンを通知しなくてもよい。ここで、図１５を用いて、無線端末５０が、複数セルと接続する手順の例を記述する。
【００５２】
ステップ１：無線端末５０は、複数無線フレームに亘るセル毎の受信電力の測定値の平均値に基づき、最適なセルを選択し基地局に接続要求する。
ステップ２：無線端末５０は、接続要求が受け入れられ、セルへの接続が完了すると、接続されたセルを通して、基地局からセルグループパターン及びセルグループ情報を取得する。
ステップ３：無線端末５０は、現在接続しているセルの属するセルグループ以外でセルグループパターンに含まれるセルグループがあり、かつ、そのセルグループ内に受信電力が閾値を超えるセルがあれば、接続を要求する。なければ、接続処理を完了する。
ステップ４：ステップ３における接続要求が受け入れられれば、無線端末５０は、接続するセルを追加する。
【００５３】
上記処理により、無線端末５０は、複数のセルへ接続することができる。ステップ３及び４を繰り返し行い、３以上のセルと接続することも可能である。
【００５４】
以上のように、無線端末５０が、セルグループの異なる同じ周波数帯域の複数のセルに同時に帰属し、基地局から通知された通信セルの時間パターンに基づき通信セルを周期的に切り替える事により、高速な通信セルの切り替えが可能となる。これによって、常に特定の端末がセルエッジとなることを、切り替え遅延を発生させることなく回避し、セルエッジスループットを改善する。
【００５５】
尚、実施の形態４と同様の送信電力切り替えを、図８のセカンダリセルのみに適用する形態も可能である。
【００５６】
（実施の形態５）
実施の形態５では、制御装置１０が、各基地局に送信電力の時間パターン及び送信電力の切り替え周期を通知し、各基地局がこれに従い、送信電力を切り替えた場合に、無線端末５０からのフィードバック情報を用いてセルグループ及び送信電力の時間パターンを変更する例を示す。
【００５７】
制御装置１０と各基地局との接続関係は、図１と同様の構成であり、図１における無線局１〜６を、基地局１１〜１６に置き換えた構成を用いる。また、基地局１１〜１６は、図１６及び図１７のように配置される。
【００５８】
制御装置１０は、送信電力の時間パターンをセルグループ１に対しては(1, 0, 1, 0, 1, 0・・・)、セルグループ２に対しては(0, 1, 0, 1, 0, 1・・・)と決定し、切り替え周期を10秒と決定する。制御装置１０は、送信電力の時間パターンと切替周期とを基地局１１〜１６に通知する。尚、送信電力の時間パターンにおいて”1”は最大送信電力、”0”は送信停止とする。
【００５９】
図１８は、セルグループ１が”1”から”0”に、セルグループ２が”0”から”1”に切り替わる際の例を示す。切り替え前はセルグループ1のみが送信電力がオン状態となっており、無線端末５０は、セル２１に接続している。この時、無線端末５０は、セル２１〜２３のセル境界に位置しており、セル２２及びセル２３からの強い隣接干渉電力を受ける。そのため、セル２１における無線端末５０の受信信号品質は低い。切り替え周期で送信電力の時間パターンが切り替わるとセルグループ１の送信電力はオフ状態となり、セルグループの送信電力のみがオン状態となる。
【００６０】
無線端末５０は、セル２１との接続が切断されるため、セルグループ２の中からセル２４を選択し接続する。無線端末５０は、セル２４〜２６のセル境界に位置しており、セル２５及びセル２６から強い隣接干渉電力を受ける。そのため、セル２４における無線端末５０の送信電力切り替え後における受信信号品質も低い。このような場合、無線端末５０からのフィードバックによりセルグループ、送信電力の時間パターンを切り替える。図１９を用いて、フィードバック制御の処理の流れを説明する。
【００６１】
ステップＳ１１：無線端末５０は、複数無線フレームに亘るセル毎の受信電力の測定値の平均値と、現在の接続セルとの受信電力の差分を”隣接セルからの干渉に関する指標”とし、この値が閾値以下のセルを検出すると該当するセル識別子を”隣接セルからの干渉に関する情報”として基地局に通知する。
ステップＳ１２：基地局は無線端末５０から送信された”隣接セルからの干渉に関する情報”を制御装置１０へ通知する。
ステップＳ１３：制御装置１０は、”隣接セルからの干渉に関する情報”を通知した無線端末５０の受信品質を改善するようセルグループ、送信電力の時間パターン等を更新する。
ステップＳ１４：制御装置１０は、変更したセルグループ、送信電力の時間パターン等を基地局に通知する。
ステップＳ１５：基地局は通知されたセルグループに属するセルに対し、通知された送信電力の時間パターンに基づいて送信電力を切り替える。
【００６２】
例えば、図１６及び図１７の無線端末５０において、セル２１〜２６に対する受信電力がそれぞれ10dBm, 9dBm, 8dBm, 10dBm, 8dB, 7dBmで、ステップ１１で用いる閾値が2dBであるとする。ここで、無線端末５０がセル２１に接続している際に、セル２２、セル２３の”隣接セルからの干渉に関する指標”は、それぞれ1dB, 2dBとなる。一方、端末がセル２４に接続している際に、セル２５、セル２６の”隣接セルからの干渉に関する指標”はそれぞれ2dB, 3dBとなる。従って、”隣接セルからの干渉に関する指標”が2dB以下であるセル２２、セル２３、セル２５のセル識別子を”隣接セルからの干渉に関する情報”として端末が基地局へ通知する。
【００６３】
基地局から通知を受けた制御装置１０は、例えば、セルグループ２１からセル２３を削除しセルグループ１=(セル２１, セル２２)とし、また、セルグループ２からセル２５を削除しセルグループ２=(セル２４, セル２６)とする。更に、セルグループ３=(セル２３, セル２５)を新たに追加する。そして、セルグループ１、セルグループ２、セルグループ３の送信電力の時間パターンをそれぞれ、(1, 0, 0, 1, 0, 0)、(0, 1, 0, 0, 1, 0)、(0, 0, 1, 0, 0, 1)に変更する。
【００６４】
制御装置１０が通知したセルグループ及び送信電力の時間パターンに基づき各基地局が送信電力を切り替える事により、セルグループ１の送信電力がON状態の時間ではセル２３からの干渉が削減され、セルグループ２の送信電力がON状態の時間ではセル２５からの干渉が削減される。
【００６５】
以上のように、無線端末５０から送信されるフィードバック情報によりセルグループ及び送信電力の時間パターンを変更し、セルエッジスループットを改善する。
【００６６】
また、ステップＳ１１において、無線端末５０は、複数無線フレームに亘るセル毎の受信電力の測定値の平均値と、現在の接続セルの受信電力との差分を”隣接セルからの干渉に関する指標”としている。例えば、現在の接続セルとの受信電力が低い場合、隣接セルの干渉電力が低くても、”隣接セルからの干渉に関する指標”が、閾値を下回ることがある。そのため、無線端末５０は、現在の接続セルにおける受信電力が、予め定められた値よりも大きい場合であって、”隣接セルからの干渉に関する指標”が、閾値を下回る場合に、”隣接セルからの干渉に関する情報”を基地局を介して制御装置１０へ送信してもよい。
【００６７】
上記例では、セルグループ及び送信電力の時間パターンの両方を変更したが、例えば、セルグループのみをセルグループ１=(セル２１, セル２２)、セルグループ２=(セル２３, セル２４, セル２５, セル２６)と変更する事により、セルグループ１の送信電力がON状態の時間での干渉を削減することも可能である。
【００６８】
尚、”隣接セルからの干渉に関する指標”の算出に用いている受信電力は、例えば、LTEで規定されている下りリファレンス信号(Reference Signal : RS)の受信電力（RS Received Power : RSRP）を用いることができる。上記例では、”隣接セルからの干渉に関する指標”として、接続セルとの受信電力の差分を用いたが、LTEで規定されているRSの受信品質(RS Received Quality : RSRQ）、信号対干渉及び雑音比に対応するChannel Quality Index (CQI)を用いることも考えられる。
【００６９】
また、上記例では、”隣接セルからの干渉に関する情報”としてセル識別子のみを通知しているが、セル識別子に対応する受信電力等も合わせて通知することにより、より効果的なセルグループ及び送信電力の時間パターンを決定することもできる。
【００７０】
また、上記例では、フィードバック情報として、”隣接セルからの干渉に関する情報”を用いる例について説明したが、無線端末５０は、スループット情報を制御装置１０へ送信してもよい。
【００７１】
上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、制御装置、無線局もしくは無線端末における処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。）
【００７２】
上述の例において、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。
【００７３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００７４】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００７５】
この出願は、２０１３年９月２４日に出願された日本出願特願２０１３−１９６７２８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】
【００７６】
１  無線局
２  無線局
３  無線局
４  無線局
５  無線局
６  無線局
１０  制御装置
１１  基地局
１２  基地局
１３  基地局
１４  基地局
１５  基地局
１６  基地局
２１〜２６  セル
３０  マクロ基地局
３２〜３６  スモール基地局
４１  マクロセル
４２〜４６  スモールセル
５０  無線端末
１１０  パターン決定部
１２０  通信部
【図１】
2015045216.tif 000003
【図２】
2015045216.tif 000004
【図３】
2015045216.tif 000005
【図４】
2015045216.tif 000006
【図５】
2015045216.tif 000007
【図６】
2015045216.tif 000008
【図７】
2015045216.tif 000009
【図８】
2015045216.tif 000010
【図９】
2015045216.tif 000011
【図１０】
2015045216.tif 000012
【図１１】
2015045216.tif 000013
【図１２】
2015045216.tif 000014
【図１３】
2015045216.tif 000015
【図１４】
2015045216.tif 000016
【図１５】
2015045216.tif 000017
【図１６】
2015045216.tif 000018
【図１７】
2015045216.tif 000019
【図１８】
2015045216.tif 000020
【図１９】
2015045216.tif 000021
【図２０】
2015045216.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月1日(2016.2.1)
【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１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１５】
同一周波数帯域を用いる複数のセルにより通信エリアを構成する無線システムに配置される制御装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
無線局が形成するセルを１つ以上有するセルグループを定義し、複数の前記セルグループ毎に設定する送信電力の時間パターンを決定し、
前記送信電力の時間パターンと、前記無線局における送信電力の切替タイミングを示すタイミング信号とを、前記セルグループに含まれるセルを形成する無線局へ通知することをコンピュータに実行させるプログラム。
【国際調査報告】
2015045216.tif 000023
2015045216.tif 000024