(57)【要約】  通信システムは、１以上のセルを形成する第１基地局装置及び第２基地局装置と、前記セルに接続する端末装置と、集中制御装置と、を備える通信システムであって、前記集中制御装置は、前記第１基地局装置が形成するセルと前記第２基地局装置が形成するセルとの間における干渉が検出された場合に、前記第１基地局装置又は前記第２基地局装置の少なくともいずれかに前記セルの形成を変更させて前記干渉を抑制するとともに、前記干渉が発生した領域において、前記端末装置が接続可能なセルを前記干渉を抑制する前の接続状態に基づいて形成させる干渉制御部、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のセルを形成する第１基地局装置及び第２基地局装置と、前記セルに接続する端末装置と、集中制御装置と、を備える通信システムであって、
前記集中制御装置は、
前記第１基地局装置が形成するセルと前記第２基地局装置が形成するセルとの間における干渉が検出された場合に、前記第１基地局装置又は前記第２基地局装置の少なくともいずれかに前記セルの形成を変更させて前記干渉を抑制するとともに、前記干渉が発生した領域において、前記端末装置が接続可能なセルを前記干渉抑制する前の接続状態に基づいて形成させる干渉制御部、
を備える通信システム。
【請求項２】
前記干渉制御部は、干渉が検出された少なくとも一部の前記セルの周波数を変更することにより、前記干渉を抑制する
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記干渉制御部は、干渉が検出された少なくとも一部の前記セルの周波数の時間軸における割り当てを変更することにより、前記干渉を抑制する
請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記干渉制御部は、干渉が検出された少なくとも一部の前記セルの形成を停止させることにより、前記干渉を抑制する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記干渉制御部は、複数の前記端末装置の前記セルへの接続状況に基づいて、前記セルの形成の停止を解除する
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項６】
１以上のセルを形成する第１基地局装置及び第２基地局装置と、前記セルに接続する端末装置と、通信する集中制御装置であって、
前記第１基地局装置が形成するセルと前記第２基地局装置が形成するセルとの間における干渉が検出された場合に、前記第１基地局装置又は前記第２基地局装置の少なくともいずれかに前記セルの形成を変更させて前記干渉を抑制するとともに、前記干渉が発生した領域において、前記端末装置が接続可能なセルを前記干渉抑制する前の接続状態に基づいて形成させる干渉制御部、
を備える集中制御装置。
【請求項７】
１以上のセルを形成する第１基地局装置及び第２基地局装置と、前記セルに接続する端末装置と、通信する集中制御装置における干渉制御方法であって、
前記第１基地局装置が形成するセルと前記第２基地局装置が形成するセルとの間における干渉が検出された場合に、前記第１基地局装置又は前記第２基地局装置の少なくともいずれかに前記セルの形成を変更させて前記干渉を抑制するとともに、前記干渉が発生した領域において、前記端末装置が接続可能なセルを前記干渉抑制する前の接続状態に基づいて形成させるステップ、
を含む干渉制御方法。
【請求項８】
１以上のセルを形成する第１基地局装置及び第２基地局装置と、前記セルに接続する端末装置と、通信する集中制御装置のコンピュータに、
前記第１基地局装置が形成するセルと前記第２基地局装置が形成するセルとの間における干渉が検出された場合に、前記第１基地局装置又は前記第２基地局装置の少なくともいずれかに前記セルの形成を変更させて前記干渉を抑制するとともに、前記干渉が発生した領域において、前記端末装置が接続可能なセルを前記干渉抑制する前の接続状態に基づいて形成させるステップ、
を実行させるための干渉制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、集中制御装置、干渉制御方法、及び干渉制御プログラムに関する。
本願は、２０１５年６月１日に、日本に出願された特願２０１５−１１１５８０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の無線通信システムでは周波数リソースの利用効率を向上させるために、隣接セル同士で同一の周波数を用いる１セル毎の周波数割り当て方式を採用している。セル間の干渉が大きいセル境界付近では、スループットを改善するために、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）Ｒｅｌ．１０（Release 10）では、セル間干渉制御（ICIC:Inter-Cell Interference Coordination）が採用されている。また、Ｒｅｌ．１１では、ＩＣＩＣを拡張した方式である、ｅ−ＩＣＩＣ（enhanced-ICIC）が採用されている。【０００３】
また、例えば、特許文献１には、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について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−３３０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の技術では、マクロセルとスモールセルにおいて、領域の重複によるセル間干渉が発生した場合に、スモール基地局の電源オン／オフ制御を行うことで回避している。しかしながら、スモール基地局の電源オン／オフによる干渉回避を行った場合、セル数が減少するため、セルへの接続端末数によっては、システム全体で見た場合にデータの送受信量（パフォーマンス、トータルスループット）が低下する場合があった。【０００６】
本発明のいくつかの態様は上記の点に鑑みてなされたものであり、セル間干渉の発生時に、データの送受信量の低下を抑制することができる通信システム、集中制御装置、干渉制御方法、及び干渉制御プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、１以上のセルを形成する第１基地局装置及び第２基地局装置と、前記セルに接続する端末装置と、集中制御装置と、を備える通信システムであって、前記集中制御装置は、前記第１基地局装置が形成するセルと前記第２基地局装置が形成するセルとの間における干渉が検出された場合に、前記第１基地局装置又は前記第２基地局装置の少なくともいずれかに前記セルの形成を変更させて前記干渉を抑制するとともに、前記干渉が発生した領域において、前記端末装置が接続可能なセルを前記干渉を抑制する前の接続状態に基づいて形成させる干渉制御部、を備える通信システムである。【０００８】
また、本発明の一態様は、１以上のセルを形成する第１基地局装置及び第２基地局装置と、前記セルに接続する端末装置と、通信する集中制御装置であって、前記第１基地局装置が形成するセルと前記第２基地局装置が形成するセルとの間における干渉が検出された場合に、前記第１基地局装置又は前記第２基地局装置の少なくともいずれかに前記セルの形成を変更させて前記干渉を抑制するとともに、前記干渉が発生した領域において、前記端末装置が接続可能なセルを前記干渉抑制する前の接続状態に基づいて形成させる干渉制御部、を備える集中制御装置である。【０００９】
また、本発明の一態様は、１以上のセルを形成する第１基地局装置及び第２基地局装置と、前記セルに接続する端末装置と、通信する集中制御装置における干渉制御方法であって、前記第１基地局装置が形成するセルと前記第２基地局装置が形成するセルとの間における干渉が検出された場合に、前記第１基地局装置又は前記第２基地局装置の少なくともいずれかに前記セルの形成を変更させて前記干渉を抑制するとともに、前記干渉が発生した領域において、前記端末装置が接続可能なセルを前記干渉抑制する前の接続状態に基づいて形成させるステップ、を含む干渉制御方法である。【００１０】
また、本発明の一態様は、１以上のセルを形成する第１基地局装置及び第２基地局装置と、前記セルに接続する端末装置と、通信する集中制御装置のコンピュータに、前記第１基地局装置が形成するセルと前記第２基地局装置が形成するセルとの間における干渉が検出された場合に、前記第１基地局装置又は前記第２基地局装置の少なくともいずれかに前記セルの形成を変更させて前記干渉を抑制するとともに、前記干渉が発生した領域において、前記端末装置が接続可能なセルを前記干渉抑制する前の接続状態に基づいて形成させるステップ、を実行させるための干渉制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のいくつかの態様によれば、通信システムは、セル間干渉の発生時に、データの送受信量の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る通信システムの概要を示す第1の模式図である。
【図２】本実施形態に係る通信システムの概要を示す第２の模式図である。
【図３】同実施形態に係る集中制御装置の概略機能構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態に係るｅＩＣＩＣの概要を示す模式図である。
【図５】同実施形態に係るコンポーネントキャリアの割り当ての概要を示す模式図である。
【図６】同実施形態に係るマクロセル基地局装置の概略機能構成を示すブロック図である。
【図７】同実施形態に係るスモールセル基地局装置の概略機能構成を示すブロック図である。
【図８】同実施形態に係る端末装置の概略機能構成を示すブロック図である。
【図９】同実施形態に係るコンピュータシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１０】同実施形態に係る集中制御装置による処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る集中制御装置による干渉制御のシミュレーション条件の概要を示す図である。
【図１２】同実施形態に係る集中制御装置による干渉制御のシミュレーション結果を示す第１図である。
【図１３】同実施形態に係る集中制御装置による干渉制御のシミュレーション結果を示す第２図である。
【図１４】同実施形態に係る集中制御装置による処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１の実施形態］
〔通信システムの構成〕
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る通信システム１は、マクロセルと、マクロセル内に形成されるスモールセルとによるヘテロジニアスネットワークによる通信サービスを提供するシステムであり、キャリアアグリゲーションを実装するシステムである。具体的には、通信システム１は、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄを用いた通信サービスを提供する。キャリアアグリゲーションとは、複数の異なる周波数帯の電波（コンポーネントキャリア）を同時に運用し、一つの通信回線としてデータを分散して送受信することにより、通信の高速化や安定化を図る技術である。
【００１４】
図１、図２は、本実施形態に係る通信システム１の概要を示す模式図である。
本実施形態に係る通信システム１は、集中制御装置１０と、マクロセル基地局装置３０と、スモールセル基地局装置５０と、端末装置７０とを備える。通信システム１は、これらの装置をそれぞれ複数台備えてもよい。集中制御装置１０、マクロセル基地局装置３０、及びスモールセル基地局装置５０は、それぞれ、基幹ネットワークに接続し、互いに通信することができる。以下では、マクロセル基地局装置３０とスモールセル基地局装置５０との両者を特に区別しない場合、単に基地局装置と総称する。
【００１５】
集中制御装置１０は、マクロセル基地局装置３０と、スモールセル基地局装置５０とによるセルの形成を制御する装置である。集中制御装置１０は、例えば、制御サーバ、ゲートウェイ（ＨｅＮｏｄｅＢ  ＧＷ等）等の装置である。
【００１６】
マクロセル基地局装置３０は、マクロセルＭを形成する基地局装置である。マクロセルＭとは、比較的広範囲（例えば、半径数百ｍ〜数ｋｍ）の通信エリアである。マクロセル基地局装置３０は、例えば、互いに異なるコンポーネントキャリアによる複数のマクロセルＭを形成することができる。
【００１７】
スモールセル基地局装置５０は、スモールセルＳを形成する基地局装置である。スモールセルＳとは、比較的狭い範囲の通信エリアである。スモールセルＳには、通信可能範囲の半径が数十ｍ〜数百ｍであるマイクロセル、通信可能範囲の半径が数ｍ〜数十ｍであるピコセル（ナノセルとも呼ばれる）及び通信可能範囲の半径が数十ｃｍ〜数ｍであるフェムトセルがある。スモールセル基地局装置５０は、例えば、互いに異なるコンポーネントキャリアによる複数のスモールセルＳを形成することができる。
【００１８】
端末装置７０は、マクロセルＭとスモールセルＳとのいずれか又は両方、又は複数のスモールセルＳを介して他の装置と通信を行う電子機器である。端末装置７０は、複数のセルを介して通信を行うことができる。以下では、端末装置７０が利用する複数のセルを、プライマリセル（Primary cell）と、セカンダリセル（Secondary cell）とに区別して説明する。プライマリセルとは、マクロセル基地局装置３０又はスモールセル基地局装置５０が形成するセルのうち、端末装置７０が接続を維持し、周波数帯域の割り当てやタイミング（スケジューリング）の制御を受け付けるセルである。プライマリセルは、プライマリコンポーネントキャリアとも呼ばれる。セカンダリセルとは、マクロセル基地局装置３０又はスモールセル基地局装置５０が形成するセルのうち、端末装置７０が追加的に接続するセルである。セカンダリセルは、セカンダリコンポーネントキャリアとも呼ばれる。
プライマリセルは、端末装置７０毎に１つずつ設定されるのに対し、セカンダリセルは、端末装置７０毎に１つ以上設定されてよい。以下では、プライマリセルをＰセル（P-cell）と称し、セカンダリセルをＳセル（S-cell）と称する。なお、通信システム１において、各基地局装置が形成するＰセル間では、いわゆるｅＩＣＩＣにより、干渉の発生が抑制されている。ｅＩＣＩＣについては、後述する。
【００１９】
次に、通信システム１による干渉制御の概要について説明する。
図１に示す例において、マクロセル基地局装置３０が形成するマクロセルＭ内には、２台のスモールセル基地局装置５０−１、５０−２が存在している。このような、ヘテロジニアスネットワークでは、マクロセルＭの内側にスモールセルＳが存在するため、マクロセルＭとスモールセルＳとの間で干渉が発生する場合がある。また、図１に示す例において、スモールセルＳ−１とスモールセルＳ−２とは部分的に重複している。そのため、スモールセルＳ−１とスモールセルＳ−２との間で干渉が発生する場合がある。また、この他にも、通信システム１の外部装置が発する電波により干渉が発生する場合がある。
干渉が発生すると通信品質が低下し、データの送受信量が低下するため、好ましくない。そこで、本実施形態に係る集中制御装置１０は、マクロセル基地局装置３０、スモールセル基地局装置５０−１、５０−２によるセルの形成を制御して、干渉を抑制する。
【００２０】
図１に示す例において、端末装置７０−１は、スモールセルＳ−１内に存在しており、スモールセル基地局装置５０−１が形成するセルを、Ｐセル及びＳセルとして利用している。また、端末装置７０−２は、スモールセルＳ−２内に存在しており、スモールセル基地局装置５０−２が形成するセルを、Ｐセル及びＳセルとして利用している。端末装置７０−３は、スモールセルＳ−１とスモールセルＳ−２との重複領域に存在しており、スモールセル基地局装置５０−１が形成するセルを、Ｐセル及びＳセルとして利用している。
【００２１】
端末装置７０−１、７０−３が同じコンポーネントキャリアのＳセルを利用しているときに、該Ｓセルに干渉が発生した場合、通信システム１は、各端末装置７０の接続先を図２に示すように切り替える。具体的には、端末装置７０−１、７０−３は、干渉が発生したＳセルから別のセルへとハンドオーバする。例えば、端末装置７０−１は、マクロセルＭ内に存在しているため、マクロセル基地局装置３０へのハンドオーバを実行する。また、端末装置７０−２は、スモールセルＳ５０−１、Ｓ５０−２の重複領域に存在しているため、スモールセル基地局装置５０−２へのハンドオーバを実行する。他方、端末装置７０−１、７０−３は、それぞれＰセルへの接続は維持しておく。そして、集中制御装置１０は、スモールセル基地局装置５０−１を制御して、干渉が発生したＳセルの形成を停止させ、ＯＦＦ状態にする。このように、通信システム１は、干渉が発生した場合に、Ｐセルへの接続は維持したまま、ＳセルのみをＯＦＦ状態にする。そして、別のセルをＳセルとして再設定する。ただし、Ｐセルのみを利用している端末装置に対しては、Ｓセルの再設定はしなくてもよい。
【００２２】
以上のように、通信システム１は、１以上のセルを形成するマクロセル基地局装置３０と、スモールセル基地局装置５０と、セルに接続する端末装置７０と、集中制御装置１０と、を備える通信システムである。通信システム１において、集中制御装置１０は、マクロセル基地局装置３０、スモールセル基地局装置５０等の各基地局装置が形成するセルの間における干渉を検出する。そして、集中制御装置１０は、干渉に関係するセルを形成する基地局装置の少なくともいずれかにセルの形成を変更させて干渉を抑制するとともに、干渉が発生した領域において、端末装置７０が接続可能なセルを利用状態に応じて形成させる。図２に示す例の場合、スモールセル基地局装置５０−１によるＳセルの形成を停止させ、マクロセル基地局装置３０に端末装置７０−１が接続可能なセルを形成させる。このセルは、干渉を抑制する前から形成されていてもよい。
これにより、通信システム１は、セル間の干渉を抑制することができるとともに、干渉が発生した領域において端末装置７０が接続先を確保することができる。従って、通信システム１は、従来技術のセル間干渉回避であるスモールセル基地局装置自体の電源ＯＦＦを行なっていないため、該システムのトータルスループットの低下を抑えつつ、セル間の干渉を回避することができる。
【００２３】
〔集中制御装置の構成〕
次に、通信システム１が備える各装置の構成について説明する。
まずは、集中制御装置１０の構成について説明する。
図３は、本実施形態に係る集中制御装置１０の概略機能構成を示すブロック図である。
集中制御装置１０は、通信部１１０と、記憶部１２０と、制御部１３０と、を備える。
通信部１１０は、マクロセル基地局装置３０及びスモールセル基地局装置５０と基幹ネットワークを介して通信する。
記憶部１２０は、自装置の各部に用いられる各種のデータ、自装置の各部の動作により生成されたデータ、自装置を動作させるためのソフトウェアを記憶する。
【００２４】
制御部１３０は、集中制御装置１０が備える各部を制御する。また、制御部１３０は、干渉制御部１３１と、を備える。
干渉制御部１３１は、マクロセル基地局装置３０又はスモールセル基地局装置５０を介して、端末装置７０から干渉の発生を表す干渉通知情報を取得する。干渉通知情報を取得することで、干渉制御部１３１は、端末装置７０における干渉の検出を認識することができる。干渉通知情報を取得すると、干渉制御部１３１は、干渉しているセルの種類に応じて干渉制御処理を行う。
【００２５】
例えば、Ｐセルに干渉が発生した場合、干渉制御部１３１は、ｅＩＣＩＣにより干渉を抑制する。これに対して、Ｓセルに干渉が発生した場合、干渉制御部１３１は、Ｓセルを形成するマクロセル基地局装置３０又はスモールセル基地局装置５０に対して、該Ｓセルの形成を停止し、ＯＦＦ状態にするように要求する。例えば、Ｓセル同士が干渉している場合、干渉制御部１３１は、他の端末装置７０の各Ｓセルへの接続状況、通信状況、隣接する基地局装置（セル）の状態に応じてＯＦＦ状態にするＳセルを選択する。干渉制御部１３１は、例えば、２つのＳセルにそれぞれ接続する端末装置７０の通信状況を取得し、通信負荷が少ないＳセルをＯＦＦ状態にする。また、干渉制御部１３１は、ＯＦＦ状態とするＳセルに接続している端末装置７０に対して、他のセルへのハンドオーバを要求する。このとき、端末装置７０がハンドオーバ可能なセルが存在しない場合、集中制御装置１０は、マクロセル基地局装置３０、又は、スモールセル基地局装置５０に干渉が発生しないと推測されるセルを、例えば、予めＯＦＦ状態にしておいたセルをＯＮ状態にする等して、新たに形成させてもよい。
なお、ＯＦＦ状態とは、送信波の出力電圧が所定値以下に抑制されている状態である。
これに対して、ＯＮ状態とは、所定値以上の出力電圧で送信波が送信され、セルが形成されている状態である。
【００２６】
ここで、干渉制御部１３１による干渉制御処理について説明する。
図４は、本実施形態に係るｅＩＣＩＣの概要を示す模式図である。
図４に示す例では、互いに重複するスモールセルＳ−１、Ｓ−２の間におけるｅＩＣＩＣを示す。スモールセルＳ−１、Ｓ−２には、同じコンポーネントキャリアが割り当てられている。各セル内に示す時間軸ｔに対応するサブフレームは、単位時間毎のＡＢＳ（Almost Blank Subframes）の割り当てに関するタイムスケジュールを表す。図４に示す各セルの６つのサブフレームにおいて、スモールセルＳ−１には、前半の３つのサブフレームにＮｏｎ−ＡＢＳが割り当てられ、後半の３つのサブフレームにＡＢＳが割り当てられている。また、スモールセルＳ−２には、前半の３つのサブフレームにＡＢＳが割り当てられ、後半の３つのサブフレームにＮｏｎ−ＡＢＳが割り当てられている。つまり、最初の３つのサブフレームでは、スモールセルＳ−１が有効になり、後半の３つのサブフレームでは、スモールセルＳ−２が有効になる。このように、ｅＩＣＩＣでは、セルが有効化されるタイミングをずらすことにより、重複するセルにおいて同じコンポーネントキャリアが利用される場合であっても、干渉の発生を抑制することができる。
【００２７】
なお、通信システム１は、任意の方式のｅＩＣＩＣ、ＩＣＩＣを採用してもよい。通信システム１は、例えば、隣接セル間において、異なるコンポーネントキャリアを用いてセルを形成し、セル間干渉を抑制してもよい。また、通信システム１は、例えば、比較的長い時間固定のＡＢＳパターンを用いるセミスタティック（Semi-static）ｅＩＣＩＣを採用してもよいし、トラフィックに合わせて数百ｍｓｅｃオーダーでＡＢＳパターンを変更するダイナミック（Dynamic）ｅＩＣＩＣを採用してもよい。
【００２８】
図５は、本実施形態に係るコンポーネントキャリアの割り当ての概要を示す模式図である。
図５に示す例において、各セル内に示す周波数軸ｆに対応する各ブロックは、コンポーネントキャリアのＰセル及びＳセルへの割り当てを表す。互いに重複するスモールセルＳ−１、Ｓ−２では、それぞれ、同じコンポーネントキャリアがＰセル、Ｓセルとして利用されている。しかしＰセル間では、図４に示すｅＩＣＩＣにより干渉が発生しない。これに対して、Ｓセル間では、干渉が発生しうるため、スモールセルＳ−２のＳセルがＯＦＦ状態にされている。これにより、Ｓセル間の干渉が回避される。また、この場合であっても、スモールセルＳ−１、Ｓ−２の重複領域に存在する端末装置７０は、スモールセルＳ−１に接続することができるため、スループットを低下させずに済む。
【００２９】
〔基地局装置の構成〕
次に、マクロセル基地局装置３０及びスモールセル基地局装置５０の構成について説明する。
図６は、本実施形態に係るマクロセル基地局装置３０の概略機能構成を示すブロック図である。
マクロセル基地局装置３０は、基地局通信部３１０と、基地局記憶部３２０と、基地局制御部３３０と、を備える。
基地局通信部３１０は、端末装置７０が送信した送信波を受信し、受信した無線帯域の送信波を基底帯域の受信信号に復調して自装置の各部に出力する。また、端末通信部７１０は、自装置の各部から入力された基底帯域の送信信号を無線帯域の送信波に変調し、変調した送信波を、アンテナを介して他の装置に送信する。これにより、基地局通信部３１０は、セルを形成して端末装置７０と通信する。また、基地局通信部３１０は、基幹ネットワークを介して、集中制御装置１０及び他の基地局装置と通信する。
基地局記憶部３２０は、自装置の各部に用いられる各種のデータ、自装置の各部の動作により生成されたデータ、自装置を動作させるためのソフトウェアを記憶する。
【００３０】
基地局制御部３３０は、マクロセル基地局装置３０全体の動作の管理及び制御を行う。
また、基地局制御部３３０は、セル制御部３３１を備える。
セル制御部３３１は、セルのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御し、端末装置７０との間の通信を制御する。例えば、セル制御部３３１は、端末装置７０との接続の確立や切断に係る処理を実行する。また、セル制御部３３１は、端末装置７０から受信した品質情報に基づいて、未使用の周波数帯域から端末装置７０との間でデータの送受信に用いるリソースブロック（RB:Resource Block）を割り当てる。ＲＢとは、データの送受信に用いられる無線リソースの最小単位、つまり、単位時間（例えば、１ｍｓ）内の単位帯域幅（例えば、１８０ｋＨｚ）である。品質情報は、ＲＢ毎の受信品質を示す情報、例えば、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）である。例えば、セル制御部３３１は、自装置に接続する端末装置７０の接続先を、自装置から他の基地局装置へと切り替える、又は、他の基地局装置に接続する端末装置７０の接続先を、該他の基地局装置から自装置へと切り替えるハンドオーバ処理を制御する。
【００３１】
セル制御部３３１は、基地局制御部３３０を介して端末装置７０から干渉の発生を表す干渉通知情報を受信する。セル制御部３３１は、取得した干渉通知情報を集中制御装置１０に出力する。
セル制御部３３１は、集中制御装置１０からの要求に応じて、セルの状態を制御する。
例えば、セル制御部３３１は、干渉が発生したＳセルについて、端末装置７０宛の送信波の送信を抑制し、ＯＦＦ状態にする。
【００３２】
図７は、本実施形態に係るスモールセル基地局装置５０の概略機能構成を示すブロック図である。
スモールセル基地局装置５０は、マクロセル基地局装置３０が備える基地局通信部３１０、基地局記憶部３２０、及び基地局制御部３３０に代えて、基地局通信部５１０、基地局記憶部５２０、及び基地局制御部５３０をそれぞれ備える。基地局通信部５１０、基地局記憶部５２０、及び基地局制御部５３０は、それぞれ、基地局通信部３１０、基地局記憶部３２０、及び基地局制御部３３０と同様であるため説明を省略する。
【００３３】
〔端末装置の構成〕
図８は、本実施形態に係る端末装置の概略機能構成を示すブロック図である。
端末装置７０は、端末通信部７１０と、端末記憶部７２０と、表示部７３０と、操作入力部７４０と、端末制御部７５０と、を備える。
端末通信部７１０は、マクロセル基地局装置３０及びスモールセル基地局装置５０が送信した送信波を受信し、受信した無線帯域の送信波を基底帯域の受信信号に復調して自装置の各部に出力する。また、端末通信部７１０は、端末装置７０の各部から入力された基底帯域の送信信号を無線帯域の送信波に変調し、変調した送信波を、アンテナを介して他の装置に送信する。これにより、端末通信部７１０は、マクロセル基地局装置３０又はスモールセル基地局装置５０が形成するセルを介して通信することができる。
端末記憶部７２０は、自装置の構成に用いられる各種のデータ、自装置の各部の動作により生成されたデータ、自装置を動作させるためのソフトウェアを記憶する。
表示部７３０は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイなどの表示装置を備える。
操作入力部７４０は、ユーザからの入力を受け付ける。操作入力部７４０は、例えば、マウス、キーボード、又はタッチパネルなどの入力装置を備える。
【００３４】
端末制御部７５０は、端末装置７０全体の動作の管理及び制御を行う。また、端末制御部７５０は、接続制御部７５１と、干渉特定部７３２と、を備える。
接続制御部７５１は、マクロセル基地局装置３０及びスモールセル基地局装置５０との間の通信を制御する。例えば、端末通信部７１０が接続可能なセルからＰセルとして利用するセルと、Ｓセルとして利用するセルとを選択する処理を行う。また、接続制御部７５１は、マクロセルＭ、スモールセルＳそれぞれとの接続の確立や切断に係る処理を実行する。また、接続制御部７５１は、マクロセルＭ、スモールセルＳそれぞれについて、ＲＢ毎の受信品質を測定し、測定した受信品質を示す品質情報、例えば、ＣＱＩを生成する。
接続制御部７５１は、生成した品質情報をマクロセルＭ、スモールセルＳのそれぞれに端末通信部７１０を介して送信する。
【００３５】
干渉特定部７３２は、マクロセル基地局装置３０とスモールセル基地局装置５０とからの送信波の受信状態に基づいて干渉の発生を検出する。干渉特定部７３２は、例えば、端末通信部７１０が受信する受信信号について、ＲＢ毎の基準信号受信品質（RSRQ:Reference Signal Received Quolity）を所定のＲＳＲＱの閾値と比較して、干渉の発生を判定する。ＲＳＲＱは、基準信号受信電力（RSRP:Reference Signal Received Power）の全システム帯域の受信信号強度（RSSI:Received Signal Strength Indicator）に対する比である。干渉特定部７３２は、干渉を検出すると、干渉通知情報をマクロセル基地局装置３０又はスモールセル基地局装置５０を介して集中制御装置１０に送信する。
【００３６】
〔コンピュータシステムのハードウェア構成〕
上述した各装置は、それぞれ、コンピュータシステムを備える。ここでは、各装置が祖備えるコンピュータシステムのハードウェア構成の一例について説明する。
図９は、本実施形態に係るコンピュータシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
本実施形態に係るコンピュータシステムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、記憶媒体１２と、ドライブ部１３と、入力部１４と、出力部１５と、ＲＯＭ１６（Read Only Memory）と、ＲＡＭ１７と、補助記憶部１８と、インターフェース部１９とを備える。
ＣＰＵ１１と、ドライブ部１３と、入力部１４と、出力部１５と、ＲＯＭ１６と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１７と、補助記憶部１８と、インターフェース部１９とは、バス（母線）を介して相互に接続される。
【００３７】
ＣＰＵ１１は、プログラム、各種データを読み出して、自装置の各部を制御し、上述した各種機能部を実現する。記憶媒体１２は、例えば、光磁気ディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどの可搬記憶媒体であり、例えば、各種データを記憶する。ドライブ部１３は、例えば、記憶媒体１２の読み出し装置又は読み書き装置である。入力部１４は、例えば、マウス、キーボードなどの入力装置である。出力部１５は、例えば、表示部、スピーカなどの出力装置である。ＲＯＭ１６は、例えば、プログラムを記憶する記憶媒体である。ＲＡＭ１７は、例えば、各種データ、プログラムを一時的に記憶する記憶媒体である。補助記憶部１８は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリなどの記憶媒体であり、例えば、各種データを記憶する。インターフェース部１９は、通信用インターフェースを有し、有線又は無線により他の装置と通信する。ＣＰＵ１１が読み出すプログラムは、ＲＯＭ１６以外に、記憶媒体１２や補助記憶部１８に記憶されていてもよいし、他の装置からダウンロードしたプログラムを記憶媒体１２や補助記憶部１８などに記憶させてもよい。ＣＰＵ１１が読み出す各種データは、記憶媒体１２や補助記憶部１８の他、ＲＯＭ１６に記憶されていてもよいし、他の装置からダウンロードされてもよい。
【００３８】
〔集中制御装置の動作〕
次に、集中制御装置１０の動作について説明する。
図１０は、本実施形態に係る集中制御装置１０による処理の流れの一例を示すフローチャートである。
（ステップＳ１００）集中制御装置１０は、セル間において干渉が発生しているか否かを判定する。干渉が発生していない場合（ステップＳ１００；ＮＯ）、集中制御装置１０は、ステップＳ１０２に処理を進める。干渉が発生している場合（ステップＳ１００；ＹＥＳ）、集中制御装置１０は、ステップＳ１０６に処理を進める。
（ステップＳ１０２）集中制御装置１０は、ＳセルがＯＮ状態であるか否かを判定する。
ＳセルがＯＮ状態でない場合、すなわちＯＦＦ状態である場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、集中制御装置１０は、ステップＳ１０４に処理を進める。ＳセルがＯＮ状態である場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、集中制御装置１０は、ステップＳ１００に処理を戻す。
（ステップＳ１０４）集中制御装置１０は、ＳセルをＯＮ状態にする。その後、集中制御装置１０は、ステップＳ１００に処理を戻す。
【００３９】
（ステップＳ１０６）集中制御装置１０は、Ｓセルが干渉しているか否かを判定する。Ｓセルが干渉している場合（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、集中制御装置１０は、ステップＳ１０８に処理を進める。Ｓセルが干渉していない場合、すなわち、Ｐセルが干渉している場合（ステップＳ１０６；ＮＯ）、集中制御装置１０は、ステップＳ１１２に処理を進める。
（ステップＳ１０８）集中制御装置１０は、干渉しているＳセルをＯＦＦ状態にする。その後、集中制御装置１０は、ステップＳ１１０に処理を進める。
（ステップＳ１１０）集中制御装置１０は、干渉が解消されたか否かを判定する。干渉が解消された場合（ステップＳ１１０；ＹＥＳ）、集中制御装置１０は、ステップＳ１００に処理を戻す。また、干渉が解消されていない場合（ステップＳ１１０；ＮＯ）、集中制御装置１０は、ステップＳ１１２に処理を進める。
（ステップＳ１１２）集中制御装置１０は、干渉しているＰセルをｅＩＣＩＣにより干渉を抑制する。その後、集中制御装置１０は、ステップＳ１００に処理を戻す。
【００４０】
〔第１の実施形態のまとめ〕
以上説明したように、本実施形態に係る通信システム１は、１以上のセルを形成する第１基地局装置（例えば、マクロセル基地局装置３０）及び第２基地局装置（例えば、スモールセル基地局装置５０）と、セルに接続する端末装置７０と、集中制御装置１０と、を備える通信システムであって、集中制御装置１０は、第１基地局装置が形成するセルと第２基地局装置が形成するセルとの間における干渉が検出された場合に、第１基地局装置又は第２基地局装置の少なくともいずれかにセルの形成を変更させて干渉を抑制するとともに、干渉が発生した領域において、端末装置７０が接続可能なセルを干渉を抑制する前の接続状態に基づいて形成させる干渉制御部１３１、を備える。
これにより、通信システム１は、セル間干渉が発生した場合に、干渉を抑制しつつ、端末装置７０が接続可能なセルを提供するため、端末装置７０によるデータの送受信を大きく妨げない。従って、通信システム１は、セル間干渉の発生時に、データの送受信量の低下を抑制することができる。
【００４１】
また、干渉制御部１３１は、干渉が検出された少なくとも一部のセルの周波数を変更することにより、干渉を抑制する。
また、干渉制御部１３１は、干渉が検出された少なくとも一部のセルの周波数の時間軸における割り当てを変更することにより、干渉を抑制する。
これにより、通信システム１は、例えば、Ｐセル間で干渉が検出された場合に、ｅＩＣＩＣ、ＩＣＩＣ等により干渉を抑制することができる。
また、干渉制御部１３１は、干渉が検出された少なくとも一部のセルの形成を停止させることにより、干渉を抑制する。
これにより、通信システム１は、例えば、Ｓセルによる干渉が検出された場合に、ＳセルをＯＦＦ状態にして干渉を抑制することができる。
【００４２】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、上述した第１の実施形態と同様の構成については、同様の符号を付し、説明を援用する。
本実施形態に係る通信システム１Ａ（不図示）は、第１の実施形態に係る通信システム１と同様に、ヘテロジニアスネットワークによる通信を提供するシステムである。ただし、通信システム１Ａは、セル間に干渉が発生した場合であっても、通信サービスの利用状況に応じて干渉し合うセルをＯＮ状態にする機能を有する点で、第１の実施形態とは異なる。通信システム１Ａは、第１の実施形態に係る集中制御装置１０に代えて集中制御装置１０Ａ（不図示）を備え、例えば、集中制御装置１０ＡがセルのＯＮ状態とＯＦＦ状態とを制御する。
【００４３】
ここで、３ＧＰＰの屋内評価モデル（ITU-R indoor hotspot）に基づくシミュレーションを用いて、通信システム１Ａの処理の背景について説明する。
図１１は、本実施形態に係る集中制御装置１０による干渉制御のシミュレーション条件の概要を示す図である。
図１１に示すシミュレーション条件では、縦５０ｍ、横１２０ｍの面積を有する空間（フロア）において、４台のスモールセル基地局装置５０−１、５０−２、５０−３、５０−４が、縦方向の中心において、横方向に等間隔に配置されている。各スモールセル基地局装置５０は、それぞれ１つのＰセルを形成し、１つのＳセルをＯＮ／ＯＦＦ状態のいずれかとする。
【００４４】
図１２は、本実施形態に係る集中制御装置１０Ａによる干渉制御のシミュレーション結果を示す第１図である。
図１２において、横軸は、フロア内に存在する端末装置７０の数を表し、縦軸は、各端末装置７０の平均スループットを表す。また、各グラフは、Ｓセルの数に応じた変化を表す。図１２を参照すると、１００〜１３０台程度と、端末装置７０の数が少ない場合は、ＯＮ状態のＳセルの数が少ない方が、各端末装置７０の平均スループットが高くなることが確認できる。これに対して、端末装置７０が約３００台以上ある場合、ＯＮ状態のＳセルの数に関わらず、端末装置７０の平均スループットは大きく変わらない。
【００４５】
図１３は、本実施形態に係る集中制御装置１０Ａによる干渉制御のシミュレーション結果を示す第２図である。
図１３において、横軸は、フロアに存在する端末装置７０全体の通信負荷の大きさを表し、縦軸は、フロアに存在する端末装置７０全体のスループット（トータルスループット）の大きさを表す。また、各グラフは、Ｓセルの数に応じた変化を表す。図１３を参照すると、１００台以上の端末装置７０がフロアに存在する場合、端末装置７０全体のスループットは、Ｓセルの数に応じて大きくなることが確認できる。このように、ある程度以上の通信負荷がある場合は、干渉によりＳセルの通信品質が低下する場合であっても、ＯＮ状態のＳセルを増やした方がシステム全体としてのデータ送受信量は向上する。そこで、通信システム１Ａは、通信負荷が少ない場合は、干渉を抑制するためにＳセルをＯＦＦ状態とし、通信負荷が多い場合は、干渉が発生していたとしてもＳセルをＯＮ状態にする。
これにより、システム全体のスループットと、各端末装置７０のスループットとを最適化することができる。
【００４６】
次に、本実施形態に係る集中制御装置１０Ａの動作について説明する。
図１４は、本実施形態に係る集中制御装置１０Ａによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図１４に示す処理のうち、図１０に示す処理と同様の処理には、同じ符号を付し、説明を省略する。
（ステップＳ１０５）ステップＳ１００においてセル間干渉が発生している場合（ステップＳ１００；ＹＥＳ）、集中制御装置１０は、通信システム１のパフォーマンス（トータルスループット）が一定水準よりも低下しているか否かを判定する。パフォーマンスが一定水準よりも低下している場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、集中制御装置１０は、ステップＳ１０２に処理を進める。また、パフォーマンスが一定水準以上である場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、集中制御装置１０Ａは、ステップＳ１０６に処理を進める。
【００４７】
以上説明したように本実施形態に係る集中制御装置１０Ａの干渉制御部１３１は、複数の端末装置７０のセルへの接続状況に基づいて、セルの形成の停止を解除する。
これにより、通信システム１Ａは、システム全体におけるデータの送受信量の低下を抑制することができる。なお、端末装置７０のセルへの接続状況とは、例えば、端末装置７０の接続数、トータルスループット、通信負荷、要求データ量、データ転送速度等である。
【００４８】
なお、通信システム１、１Ａが備える各装置の構成は、任意に分離、組み合わされて別の装置に備えられてもよい。例えば、上述した各実施形態において、干渉の発生は、端末装置７０以外の装置が検出してもよい。この場合、集中制御装置１０、１０Ａ、マクロセル基地局装置３０、又はスモールセル基地局装置５０が、端末装置７０からＲＢ毎のＲＳＲＰ等の干渉の検出に必要な情報を取得し、干渉の発生を検出してもよい。また、例えば、集中制御装置１０が備える各構成は、マクロセル基地局装置３０が備えてもよい。
また、上述した各実施形態では、マクロセルＭとスモールセルＳとの間に干渉が発生する場合について説明したが、これには限られない。通信システム１は、マクロセルＭ間、スモールセルＳ間における干渉や、外部干渉源による干渉に対して、上述した制御を行ってもよい。
【００４９】
また、上述した実施形態における集中制御装置１０、１０Ａ、マクロセル基地局装置３０、スモールセル基地局装置５０、端末装置７０の一部、又は全部を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよい。集中制御装置１０、１０Ａ、マクロセル基地局装置３０、スモールセル基地局装置５０、端末装置７０の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【００５０】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のいくつかの態様は、セル間干渉の発生時に、全体のパフォーマンスの低下を抑制することが必要な通信システム、集中制御装置、干渉制御方法、及び干渉制御プログラムなどに適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…通信システム、１０…集中制御装置、３０…マクロセル基地局装置、５０…スモールセル基地局装置、７０…端末装置
【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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【国際調査報告】
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