(57)【要約】【課題】ＳＯＲＭ（Spectrum-Overlapped Resource Allocation）において、移動局装置の送信電力の増大に伴う他セルへの干渉を抑制する。【解決手段】複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容する無線制御装置であって、システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する。また、各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、システム帯域以下となるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する。【選択図】図５
2012169848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容する無線制御装置であって、
前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定することを特徴とする無線制御装置。
【請求項２】
前記各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、前記システム帯域以下となるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定することを特徴とする請求項１記載の無線制御装置。
【請求項３】
前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下となる受信電力値、および前記システム帯域中で送信信号が重複して配置される周波数の重複率を用いて自装置における目標受信電力値を算出し、前記目標受信電力値に基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定することを特徴とする請求項１記載の無線制御装置。
【請求項４】
前記目標受信電力値と、自装置が制御するセル固有のパラメータとに基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定することを特徴とする請求項３記載の無線制御装置。
【請求項５】
前記干渉レベルは、ＩｏＴ（Interference over Thermal noise power ratio）で示されることを特徴とする請求項１記載の無線制御装置。
【請求項６】
前記ＩｏＴは、前記無線端末装置で行なわれる送信電力制御のパラメータにより決定されることを特徴とする請求項５記載の無線制御装置。
【請求項７】
前記送信電力制御は、フラクショナル送信電力制御（Fractional Transmission Power Control）であることを特徴とする請求項６記載の無線制御装置。
【請求項８】
前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する際に、前記ＩｏＴに基づいて、送信信号を重複して配置する無線リソース量および使用しない無線リソース量を決定することを特徴とする請求項５記載の無線制御装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の無線制御装置と、
複数の無線端末装置と、から構成されることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容する無線制御装置の制御プログラムであって、
前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する処理を、コンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１１】
前記各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、前記システム帯域以下となるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する処理を更に含むことを特徴とする請求項１０記載の制御プログラム。
【請求項１２】
前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下となる受信電力値、および前記システム帯域中で送信信号が重複して配置される周波数の重複率を用いて自装置における目標受信電力値を算出する処理と、
前記目標受信電力値に基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定する処理を更に含むことを特徴とする請求項１０記載の制御プログラム。
【請求項１３】
前記目標受信電力値と、自装置が制御するセル固有のパラメータとに基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定する処理を更に含むことを特徴とする請求項１２記載の制御プログラム。
【請求項１４】
無線制御装置に実装されることにより、前記無線制御装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容して、前記各無線端末装置と無線通信を行なう機能と、
前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する機能と、の一連の機能を、前記無線制御装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第３．９世代の携帯電話の無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）システムの標準化がほぼ完了し、最近ではＬＴＥシステムをより発展させたＬＴＥ-Ａ（LTE-Advanced）が、第４世代の無線通信システム（IMT-Aなどとも称する。）の一つとして標準化が行なわれている。
【０００３】
一般的に、移動通信システムの上り回線（移動局装置から基地局装置への通信）では、移動局装置が送信局となるため、限られた送信電力で増幅器の電力利用効率を高く維持でき、ピーク電力の低いシングルキャリア方式（LTEではSC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式が採用されている）が有効とされている。なお、ＳＣ-ＦＤＭＡはＤＦＴ-Ｓ-ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing）やＤＦＴ-ｐｒｅｃｏｄｅｄ  ＯＦＤＭなどとも呼ばれる。
【０００４】
ＬＴＥ-Ａでは、さらに周波数利用効率を改善させるために、送信電力に余裕のある移動局装置については、ＳＣ-ＦＤＭＡスペクトルを複数のサブキャリアから構成されるクラスタに分割し、各クラスタを周波数軸の任意の周波数に配置するＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ-Ｓ-ＯＦＤＭ（ダイナミックスペクトル制御(DSC:Dynamic Spectrum Control)、SC-ASA(Single Carrier Adaptive Spectrum Allocation)などとも称される。）と呼ばれるアクセス方式を新たにサポートすることが決定されている。
【０００５】
さらに、受信処理にターボ等化を用いることを前提に、各移動局装置のスペクトル割当の際に周波数分割多重ではなく、伝搬路特性を優先して受信側で重複することを許容するスペクトル重複リソースマネジメント（SORM:Spectrum-Overlapped Resource Allocation）が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
ＳＯＲＭでは、各移動局装置に対して、伝搬路特性を優先して周波数リソースを割り当てる。このため、異なる移動局装置の信号は基地局装置では部分的に重畳して受信される。これに対し、各移動局装置の送信データを全て検出できる基地局装置では、接続する全ての移動局装置の検出結果（軟推定）を用いて徐々に検出することができる。
【０００７】
さらに、非特許文献１では、基地局装置が一部の周波数リソースを重畳させることにより、システム帯域全体の周波数リソースを節約できる技術が開示されている。これにより、基地局装置がさらに多くの周波数リソースを割り当てて全体の周波数利用効率を高めることができることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００９／０２２７０９号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】高橋他、RCS2009-24、2009年5月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上り回線の通信では、各移動局装置がデータを送信する際、基地局で所定の受信レベルで受信できるよう送信電力制御（TPC：Transmission Power Control）が適用される。この送信電力制御は、隣接セルへの干渉レベルの量を調節する役割も果たしており、干渉波のレベルはＩｏＴ（Interference over Thermal noise）として制御されている。したがって、非特許文献１の方法をそのまま採用すると、従来の方式より無線リソースを多く割り当てているため、その分、移動局装置の送信電力が高くなり、その結果、他セル（セクタ）への干渉も大きくなる。この場合、他セル（セクタ）では、移動局装置の所要品質を満たすため送信電力をさらに高くするという制御が起こり、各々のセル（セクタ）が互いに所望の受信レベルを高くする競合が起こり、システムが不安定になる問題があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＳＯＲＭにおいて、移動局装置の送信電力の増大に伴う他セルへの干渉を抑制することができる無線制御装置、無線通信システム、制御プログラムおよび集積回路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】
【００１２】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線制御装置は、複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容する無線制御装置であって、前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定することを特徴としている。
【００１３】
このように、システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定するので、無線制御装置は、システムを安定化させることができる。
【００１４】
（２）また、本発明の無線制御装置において、前記各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、前記システム帯域以下となるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定することを特徴としている。
【００１５】
このように、無線制御装置は、各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、システム帯域以下となるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定するので、システムを安定化させることができる。
【００１６】
（３）また、本発明の無線制御装置において、前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下となる受信電力値、および前記システム帯域中で送信信号が重複して配置される周波数の重複率を用いて自装置における目標受信電力値を算出し、前記目標受信電力値に基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定することを特徴としている。
【００１７】
このように、無線制御装置は、システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下となる受信電力値、およびシステム帯域中で送信信号が重複して配置される周波数の重複率を用いて自装置における目標受信電力値を算出するので、ＳＯＲＭを適用したシステムを安定化させることができる。
【００１８】
（４）また、本発明の無線制御装置において、前記目標受信電力値と、自装置が制御するセル固有のパラメータとに基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定することを特徴としている。
【００１９】
このように、無線制御装置は、目標受信電力値と、自装置が制御するセル固有のパラメータとに基づいて、各無線端末装置の送信電力を決定するので、システムを安定化させることができる。
【００２０】
（５）また、本発明の無線制御装置において、前記干渉レベルは、ＩｏＴ（Interference over Thermal noise power ratio）で示されることを特徴としている。
【００２１】
このように、干渉レベルが、ＩｏＴ（Interference over Thermal noise power ratio）で示されるので、無線端末装置は、送信電力制御により、隣接セルへの干渉レベルの量を調節することができる。
【００２２】
（６）また、本発明の無線制御装置において、前記ＩｏＴは、前記無線端末装置で行なわれる送信電力制御のパラメータにより決定されることを特徴としている。
【００２３】
このように、ＩｏＴは、無線端末装置で行なわれる送信電力制御のパラメータにより決定されるので、無線端末装置は、送信電力制御により、隣接セルへの干渉レベルの量を調節することができる。
【００２４】
（７）また、本発明の無線制御装置において、前記送信電力制御は、フラクショナル送信電力制御（Fractional Transmission Power Control）であることを特徴としている。
【００２５】
このように、送信電力制御が、フラクショナル送信電力制御（Fractional Transmission Power Control）であるので、無線制御装置は、第２の通信装置付近の第１の通信装置の受信品質を低下させることなく、隣接セルへの干渉量（隣接セルの第２の通信装置において測定されるIoT）を一定に保つことができる。
【００２６】
（８）また、本発明の無線制御装置において、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する際に、前記ＩｏＴに基づいて、送信信号を重複して配置する無線リソース量および使用しない無線リソース量を決定することを特徴としている。
【００２７】
このように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する際に、ＩｏＴに基づいて、送信信号を重複して配置する無線リソース量および使用しない無線リソース量を決定するので、無線制御装置は、システム帯域全体の干渉レベルの変動を抑えるよう制御することができ、システムを安定化させることができる。
【００２８】
（９）また、本発明の無線通信システムは、上記（１）から（８）のいずれかに記載の無線制御装置と、複数の無線端末装置と、から構成されることを特徴としている。
【００２９】
このように、無線通信システムは、上記（１）から（８）のいずれかに記載の無線制御装置と、複数の無線端末装置と、から構成されるので、システムを安定化させることができる。
【００３０】
（１０）また、本発明の制御プログラムは、複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容する無線制御装置の制御プログラムであって、前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する処理を、コンピュータに実行させることを特徴としている。
【００３１】
このように、無線制御装置は、システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定するので、システムを安定化させることができる。
【００３２】
（１１）また、本発明の制御プログラムにおいて、前記各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、前記システム帯域以下となるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する処理を更に含むことを特徴としている。
【００３３】
このように、無線制御装置は、各無線端末装置に割り当てる周波数帯域の合計が、システム帯域以下となるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定するので、システムを安定化させることができる。
【００３４】
（１２）また、本発明の制御プログラムにおいて、前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下となる受信電力値、および前記システム帯域中で送信信号が重複して配置される周波数の重複率を用いて自装置における目標受信電力値を算出する処理と、前記目標受信電力値に基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定する処理を更に含むことを特徴としている。
【００３５】
このように、無線制御装置は、システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下となる受信電力値、およびシステム帯域中で送信信号が重複して配置される周波数の重複率を用いて自装置における目標受信電力値を算出するので、ＳＯＲＭを適用したシステムを安定化させることができる。
【００３６】
（１３）また、本発明の制御プログラムにおいて、前記目標受信電力値と、自装置が制御するセル固有のパラメータとに基づいて、前記各無線端末装置の送信電力を決定する処理を更に含むことを特徴としている。
【００３７】
このように、無線制御装置は、目標受信電力値と、自装置が制御するセル固有のパラメータとに基づいて、各無線端末装置の送信電力を決定するので、システムを安定化させることができる。
【００３８】
（１４）また、本発明の集積回路は、無線制御装置に実装されることにより、前記無線制御装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、複数の無線端末装置がシステム帯域中の一部の周波数に送信信号を重複して配置することを許容して、前記各無線端末装置と無線通信を行なう機能と、前記システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、前記各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定する機能と、の一連の機能を、前記無線制御装置に発揮させることを特徴としている。
【００３９】
このように、無線制御装置は、システム帯域全体の干渉レベルが一定値以下に抑制されるように、各無線端末装置が送信信号を配置する周波数を決定するので、システムを安定化させることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明により、ＳＯＲＭを適用した無線通信システムが安定化する。すなわち、本発明を適用することで、重複により送信電力がセル全体で増えることを想定した場合でも、基地局装置は、システムを安定化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る移動局装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置２の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るスケジューリング部２１３の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る第１の移動局装置１-１、第２の移動局装置１-２の送信周波数信号と第１の基地局装置２-１における受信周波数信号を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置２の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る移動局装置１の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る基地局装置２の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るスケジューリング部５０５の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る基地局装置２の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施形態において、αを変えた場合のＰＬに対する基地局装置２の受信電力の関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の無線通信システムの概念を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、ＳＯＲＭを前提として説明をするが、例えば、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）など、同一時刻に少なくとも一部の同一周波数を用いて信号を重複させて通信を行なう方法であれば本発明を適用できる。
【００４３】
［第１の実施形態］
図１１は、本発明の無線通信システムの概念を示す図である。同図は、第１の基地局装置（無線制御装置）２-１と第１の移動局装置（無線端末装置）１-１、第２の移動局装置１-２が接続し、第２の基地局装置２-２と第３の移動局装置１-３、第４の移動局装置１-４が接続しているものとする。以下、第１の移動局装置１-１〜第４の移動局装置１-４を合わせて移動局装置１と表し、第１の基地局装置２-１と第２の基地局装置２-２を合わせて基地局装置２と表す。このとき、同図に示されるように、第１の移動局装置１-１、第２の移動局装置１-２は第２の基地局装置２-２における干渉となり、同様に第３の移動局装置１-３、第４の移動局装置１-４は第１の基地局装置２-１における干渉となる。
【００４４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る移動局装置１の構成を示すブロック図である。アンテナ１０１で受信した基地局装置２からの制御信号は、無線受信部１０３においてダウンコンバージョン、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換された後、制御信号検出部１０５に入力される。制御信号検出部１０５では、変調方式や情報ビット数（トランスポートブロックサイズと定義されることもある）、または符号化率など符号化や変調に必要な情報を示すＭＣＳ（Modulation and Coding Schemes）、復調用の参照信号の系列を示す情報（CSI（Cyclic Shift Index）なども含む）、基地局装置２におけるスケジューリング結果を示す周波数割当情報など、データ送信に必要な制御情報を検出する。検出されたＭＣＳなどの変調や符号化あるいは再送に関する制御情報は、データ信号生成部１０７に入力され、誤り訂正符号化がなされ、四相位相変調（QPSK：Quaternary Phase Shift Keying）や１６値直交変調（16QAM：16-ary Quadrature Amplitude Modulation）などの変調が行なわれる。
【００４５】
その後、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）部１０９において、周波数信号に変換される。復調用参照信号生成部１１１では制御信号検出部１０５より入力される参照信号の系列に関する情報に基づいて復調用参照信号（DMRS：DeModulation Reference Signal）が生成され、復調用参照信号多重部１１３においてデータ信号と時間多重される。ＤＭＲＳが多重されたデータ信号は、周波数割当情報に基づいて周波数割当部１１５において、システム帯域内にデータ信号が配置される。
【００４６】
次に、サウンディング参照信号生成部１１７において、基地局装置２がスケジューリングをするためにシステム帯域全体あるいは一部の伝搬路状態を把握するためのサウンディング参照信号（SRS：Sounding Reference Signal）を生成し、サウンディング参照信号多重部１１９において周波数割当がなされたデータ信号に多重する。その後、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１２１において時間信号に変換され、ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部１２３において時間の後方の波形を前方にコピーしたサイクリックプレフィックス（CP）を挿入され、無線送信部１２５において、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換およびアップコンバージョンされ、アンテナ１０１から送信される。
【００４７】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置２の構成を示すブロック図である。アンテナ２０１で受信した受信信号は、無線受信部２０３により、ダウンコンバージョン、Ａ／Ｄ変換がなされ、ＣＰ除去部２０５によりＣＰを除去される。ＣＰが除去された受信信号は、ＦＦＴ部２０７により周波数領域の受信信号に変換される。次に、周波数領域の受信信号は、サウンディング参照信号分離部２０９により、周波数領域の受信信号からＳＲＳが分離され、分離されたＳＲＳは伝送可能な周波数帯域のチャネルの状態（伝搬路利得、受信SINR）を把握するサウンディング部２１１-１〜２１１-Ｕに入力する。ここで、サウンディングは移動局装置１毎に行なうものとしているため、便宜上、サウンディング部２１１は接続している移動局装置数Ｕだけ存在するものとしている。ただし、各移動局装置１からのＳＲＳを順番にサウンディングする場合には１つのブロックとしてよい。
【００４８】
得られた各移動局装置１から基地局装置２までのサウンディング結果（チャネル状態）は、スケジューリング部２１３に入力され、スケジューリング部２１３では各移動局装置１の周波数割当を決定し、さらに通信に必要なその他制御情報を生成する。このとき、スケジューリング部２１３が設定する周波数割当は式（１）を満たすように決定される。得られた各移動局装置１の制御情報は制御情報生成部２１５-１〜２１５-Ｕにおいて所定のフォーマット（各種無線通信システム、ＬＴＥやＷｉＭＡＸなどで定義されているフォーマット（例えば、LTEではDCI（Downlink Control Information）フォーマット））に変換され、無線送信部２１７において無線信号に変換され、アンテナ２０１から送信される。一方、サウンディング参照信号分離部２０９から出力された受信信号は、復調用参照信号分離部２１９においてＤＭＲＳを分離され、分離されたＤＭＲＳは伝搬路推定部２２１-１〜２２１-Ｕにおいて伝送した周波数における伝搬路特性の推定に用いられる。データ検出部２２３では、ＤＭＲＳが分離された受信信号と推定された伝搬路特性を用いて非線形繰り返し等化などにより送信ビットを復号し、各移動局装置１の復号ビット列を得る。
【００４９】
図３は、本発明の第１の実施形態に係るスケジューリング部２１３の構成を示すブロック図である。スケジューリング部２１３内では、リソース決定部３０１において各移動局装置１が伝送に用いるリソースブロックを決定し、リソース判定部３０３に入力される。リソース判定部３０３は、スケジューリングによって全移動局装置１に割り当てられたＲＢ数の合計とシステム帯域に含まれるＲＢ数を式（１）により比較し、例えばＲＢ数の超過分を算出し、リソース調整部３０５に出力する。リソース調整部３０５では、ＲＢ数が多く割り当てられた場合には、ＲＢ数を減らすよう調節を行なう。このとき、ＲＢ数を減らす方法はどのような方法でもよい。例えば、割り当てられているＲＢの中で、サウンディングにより得られた伝搬路のゲインの最も小さいＲＢが割り当てられている移動局装置１のＲＢから減らす方法などが考えられる。また、重複した割り当ての中で利得の低いＲＢを削除する方法としてもよい。
【００５０】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る第１の移動局装置１-１、第２の移動局装置１-２の送信周波数信号と第１の基地局装置２-１における受信周波数信号を示す図である。横軸は周波数、縦軸は周波数信号の電力密度を表す。ここで、ＲＢ１〜ＲＢ６は、周波数リソースの最小単位であるリソースブロック（RB：Resource Block）であり、例えばＬＴＥでは１２サブキャリア（離散周波数、リソースエレメント）から構成される。図４では、第１の移動局装置１-１の周波数信号Ｆ１-１、第２の移動局装置１-２の周波数信号Ｆ１-２を表している。また、第１の移動局装置１-１にＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ５が割り当てられ、第２の移動局装置１-２にＲＢ４、ＲＢ５、ＲＢ６が割り当てられているものとしている。このとき、これら割り当てられた信号は基地局装置２において周波数信号Ｆ２-１のように受信され、重複部分Ｏ２-１は第１および第２の移動局装置１が送信した信号が重複して受信されていることを表している。
【００５１】
次に、隣接セルへ与える干渉について考える。通常、無線リソースに空きがあり、かつ送信すべきデータがバッファに存在すれば、無線リソースの割当を決定するスケジューリングにおいて、任意の移動局装置１に無線リソースを割り当てることになる。図４の場合、通常バッファがある移動局装置１があれば、ＲＢ３は第１の移動局装置１-１あるいは第２の移動局装置１-２に割り当てられることになる。
【００５２】
しかしながら、この場合、すなわち、ＲＢ３にも割り当てた場合、全移動局装置１のＲＢ数の合計は、ＲＢ５が両方の移動局装置１に割り当てられているため、７ＲＢ割り当てられていることになる。その結果、６ＲＢのシステム帯域に対して７ＲＢ分の干渉が隣接セルへ届くことになる。そのため、図４に示されるように、ＲＢ３はバッファに関わらず割り当てない、つまり全移動局装置１の合計がシステム帯域以下となるよう制御することで、システムの不安定化を防ぐ。
【００５３】
一般的に言えば、移動局装置１の数をＵ、システム帯域に含まれるＲＢ数をＭとすれば、各移動局装置１に割り当てられたＲＢ数の合計が、Ｍを含むＭより小さい値となるよう制御する。これは、式（１）で評価する。
【数１】
2012169848.tif 000003
【００５４】
式（１）において、Ｎ（ｕ）は、ｕ番目の移動局装置１に割り当てられたＲＢ数である。このような制御を導入することで、システムが安定する。
【００５５】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置２の動作を示すフローチャートである。まず、基地局装置２は、各移動局装置１にＲＢを割り当てる（ステップＳ１）。このとき、システムが定める最大重複率などに応じて品質の良いＲＢを割り当てる方法などを用いてよい。次に、基地局装置２は、割り当てたＲＢ数の合計を計算する（ステップＳ２）。次に、基地局装置２は、割り当てたＲＢ数の合計がシステム内のＲＢ数より多いかどうかを判定し（ステップＳ３）、もしＲＢ数の合計がシステム内のＲＢ数より多ければ（ステップＳ３：Yes）、全移動局装置１に割り当てられたＲＢの中から、受信品質（例えば、SINR）や割当の優先度の最も低いＲＢを削除し（ステップＳ４）、再びステップＳ３に戻る。もし、割当ＲＢ数がシステム内のＲＢ数より多くなければ（ステップＳ３：No）、基地局装置２は、割当を決定する。
【００５６】
このように、本実施形態では、全移動局装置１に割り当てられるＲＢの数をシステム帯域に含まれるＲＢ以下に調整する。即ち、基地局装置２が、重複を許容して周波数割当を決定した際に重複による干渉レベルの変動を抑えるよう制御することで、システムを安定させることができる。
【００５７】
［第２の実施形態］
第２の実施形態では、第１の実施形態のように使用するＲＢの数を減らすのではなく、送信電力制御における制御値を変更することで干渉量を制御する。例えば、ＬＴＥシステムでは、上り回線における各移動局装置１の送信電力を式（２）のように定義している。
【数２】
2012169848.tif 000004
【００５８】
式（２）において、ＰＰＵＳＣＨ（ｉ）はｉ番目のサブフレーム（時間領域の伝送単位）における移動局装置１の送信電力、ＰＣＭＡＸは移動局装置１の最大送信電力、ＭＰＵＳＣＨ（ｉ）はｉ番目のサブフレームで割り当てられたＲＢ数、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨ（ｊ）は１ＲＢあたりの目標受信電力であり、伝送方法ｊにおけるセル固有の目標受信レベルＰＯ＿ＰＵＳＣＨ＿ＮＯＭＩＮＡＬ（ｊ）と移動局装置固有の目標受信電力ＰＯ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ（ｊ）の和を表す。また、α（ｊ）は伝送方法ｊにおけるセル固有のパラメータであり０から１の間の実数、ＰＬは基地局装置２から移動局装置１の間のパスロス、ΔＴＦ（ｉ）はｉ番目のサブフレームで適用された変調方式により決まるパラメータ、ｆ（ｉ）はｉ番目のサブフレームにおける移動局装置１から通知される閉ループ送信電力制御のための補正項を表している。つまり、式（２）は目標受信電力を達成するために必要な送信電力を、移動局装置１で許容できる最大送信電力より高くならないように設定することを意味している。
【００５９】
次に、伝送方法ｊについて説明する。ここで説明する伝送方法ｊは、送信するチャネルあるいはスケジューリング方法により番号が振られており、ｊ＝０は、音声通話（VoIP（Voice over IP））などに対するリソース割当において伝搬路状況に依らないスケジューリングを行なうＳＰＳ（Semi-Persistent Scheduling）、ｊ＝１は、主にパケットデータ通信で用いられる伝搬路状況に応じてスケジューリングするダイナミックスケジューリング、ｊ＝２は、移動局装置１の信号送信のタイミングの変更や上り回線における信号の同期のために送信されるランダムアクセスチャネル（RACH：Random Access Channel、特に、初期接続時など他の移動局装置１のＲＡＣＨとの衝突が起こりうる場合に送信するＲＡＣＨ（Contention based Random Access Procedureと呼ばれる動作を伴う））を表わす。なお、α（ｊ）に関しては、式（３）のように定義されている。
【数３】
2012169848.tif 000005
【００６０】
これは、基地局装置２からの距離が近いほど受信電力レベルを高くするために設定されるパラメータであり、例えば、α（ｊ）＝１の場合は、パスロスを完全に補償すること（伝搬距離、シャドウィングによる減衰を、送信電力を高くすることで補償する）を意味する。送信電力制御は隣接セルのＩｏＴに影響を与える。したがって、ＳＯＲＭで全移動局装置１に割り当てたＲＢ数がシステム帯域に含まれるＲＢ数より多くなったとしても、送信電力制御の目標受信電力を低く設定すれば、隣接セルへの干渉レベルを高くすることなくＳＯＲＭを適用することができる。したがって、本実施形態では、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨの値をシステムの許容する最大重複率に応じて設定する方法を記載する。
【００６１】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る移動局装置１の構成を示すブロック図である。同図は、同一の符号は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。図６では、明示的に送信電力制御部４０１を記載している。本実施形態では、上述したように送信電力の目標受信レベルにおけるＰＯ＿ＰＵＳＣＨの値を調節することで、第１の実施形態に比べると、比較的各移動局装置１に対して他の移動局装置１との兼ね合いを考慮しなくてよい。送信電力制御部４０１では、上位レイヤ４０３から通知されるＰＯ＿ＰＵＳＣＨに基づいて式（２）で計算された送信電力となるよう送信電力制御を行なっている。ただし、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨの通知は上位レイヤ４０３による通知に限定されるものでなく、物理層の制御信号で通知されても良い。また、本発明ではＰＯ＿ＰＵＳＣＨを制御するように記述しているが、送信電力が最終的に調整されればいいことを考慮すると、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨではなく式（２）のｆ（ｉ）を用いてもよい。勿論、これは送信電力制御により制御する場合には、本明細書の他の実施形態でも適用できる。
【００６２】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る基地局装置２の構成を示すブロック図である。同図は図２を基本とした構成となっており、同一の符号は図２と同一の機能・手段を具備する。最大重複率設定部５０１は、最大のＲＢ数または最大の重複率を設定する。最大のＲＢ数の割り当てとは、システム帯域幅に含まれるＲＢ数に対して、全移動局装置１に割り当てることであり、この値はＲＢ数でもシステム帯域に含まれるＲＢ数に対する割合でもよい。また、この値はシミュレーションなどで取得した最適な値などを予め設定しておいてもよい。例えば、最大の重複率を２０％と設定し、システム帯域に含まれるＲＢ数を５０とすると、５０＋５０×０．２＝６０ＲＢを全移動局装置１に割り当ててもよいことを意味する。
【００６３】
次に、目標受信レベル設定部５０３は、上述の最大重複率に応じて、目標受信レベルを設定する手段を有する。例えば、上述の例では、６０ＲＢを接続している全移動局装置１に割り当ててもよいことから、５０／６０＝０．８３倍＝−０．８（dB）デシベルだけＰＯ＿ＰＵＳＣＨの値を低くすればよい。
【００６４】
図８は、本発明の第２の実施形態に係るスケジューリング部５０５の構成を示すブロック図である。スケジューリング部５０５では、図３と同様、リソース決定部３０１において周波数割当をサウンディング結果から決定し、リソース判定部６０１において、周波数割当と最大重複率からＲＢ数が多いかどうかを判定し、多い場合にどのぐらいＲＢ数が多いかを出力する。その後、リソース調整部３０５においてＲＢ数を調整、各移動局装置１の割当情報を確定する。
【００６５】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る基地局装置２の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１からＳ３までは第１の実施形態で示した図５と同一である。本実施形態では、基地局装置２は、ＲＢ数の合計がシステム内のＲＢ数より多ければ（ステップＳ３：Yes）、ＲＢ数の合計がシステム帯域内のＲＢ数よりいくつ多いかを計算する（ステップＳ１０１）。例えば、接続している全移動局装置１のＲＢ数の合計が２０、システム帯域内に含まれるＲＢ数が１６であるとすると、この場合は２０−１６＝４という値を算出する。次に、基地局装置２は、送信電力制御における目標受信レベルを上記計算されたＲＢ数分だけ低く設定する（ステップＳ１２）。例えば、この例では４ＲＢ多く割り当てられているので、４ＲＢ分送信電力を低くしなければならない。つまり、重複を許容して全ての移動局装置１に対して２０ＲＢを割り当てる場合、基地局装置２は、移動局装置１の送信電力を、重複を許容しない場合に１６ＲＢに割り当てていた送信電力と同一にすることを意味する。即ち、基地局装置２は、１６／２０＝４／５倍に各ＲＢの送信電力を低くするよう設定する。これをデシベルで表現すると、１０×ｌｏｇ１０（４／５）＝−０．９７ｄＢとなり、０．９７デシベル目標受信レベルを下げるよう設定する。
【００６６】
このように、基地局装置２が、隣接セルへ与える干渉（各々の基地局装置２で推定されるIoT）に基づいて、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨを決定することで、ＳＯＲＭを適用したシステムを安定化させることができる。
【００６７】
［第３の実施形態］
ここでは、第３の実施形態として、第２の実施形態と同様の考え方に基づいて、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨとαの両方を制御する方法について説明する。
【００６８】
図１０は、本発明の第３の実施形態において、αを変えた場合のＰＬに対する基地局装置２の受信電力の関係を示すグラフである。同図において横軸は式（２）におけるＰＬ（デシベル）、縦軸は受信電力を示している。α＝１とした場合の線７０１は、ＰＬの値に依らず一定の受信電力になるよう制御することを表わしており、αを１より小さい値とした場合の線７０２は、ＰＬの値が小さい、即ち基地局装置２からの距離が近いほど受信電力が高くなるよう設定される。このような送信電力制御の方法はフラクショナル送信電力制御（FTPC：Fractional Transmission Power Control）と称され、ＬＴＥシステムなど最近の無線通信システムに導入されている。一般に、上り回線では基地局装置２から遠い移動局装置１ほど隣接セルへの強い干渉源になる傾向があるため、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨとαを適切に制御すれば、基地局装置２付近の移動局装置１の受信品質を低下させることなく、隣接セルへの干渉量（隣接セルの基地局装置２において測定されるIoT）を一定に保つことができる。
【００６９】
例えば、移動局装置１間で周波数リソースが重複して送信しないよう基地局装置２に送信するＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式を前提とした場合、基地局間距離５００ｍ、３セクタ、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨ＝−１０６ｄＢｍ、α＝１のときに、平均ＩｏＴがおおよそ７ｄＢであれば、同程度のＩｏＴを達成する条件は、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨ＝−８５ｄＢｍ、α＝０．８である。この考えに基づけば、最大重複率を２０％とした場合には−０．８ｄＢ送信電力を下げる必要があったが、第３の実施形態では、これと同等の効果を実現する方法として、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨとαの値を制御する。具体的には、ＰＯ＿ＰＵＳＣＨ＝−７６ｄＢｍ、α＝０．７とした場合、１ＲＢあたりの送信電力はおおよそ１ｄＢ低減される。ＰＯ＿ＰＵＳＣＨとαの値に関しては、シミュレーションで決定してもよいし、実際に測定してもよい。これを実現する基地局装置２の構成は図７と同様であり、目標受信レベル設定部５０３がＰＯ＿ＰＵＳＣＨとαの値を設定する。
【００７０】
このように、本発明を適用することで重複により送信電力がセル全体で増えることを想定した場合でも、システムを安定化させることができる。
【００７１】
以上、第１から第３の実施形態については、互いに組み合わせて適用してもよく、先にＰＯ＿ＰＵＳＣＨとαの少なくともいずれか一方を決定し、最大重複率を設定するような方法でも本質的に同一である。また、ＩｏＴを基地局装置２間で制御するために、基地局装置２間の有線のインターフェースであるＸ２インターフェースを用いてＯＩ（Overload Indicator）やＨＩＩ（High Interference Indicator）として通知してもよい。また、本発明は干渉レベルを制御する上で、セル半径の異なるヘテロジーニアスネットワークやピコセル、フェムトセル、セル内に中継局を設置するリレーなどにも適用可能である。
【００７２】
本発明に関わる移動局装置１および基地局装置２で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
【００７３】
また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における移動局装置１および基地局装置２の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。移動局装置１および基地局装置２の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。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ることも可能である。
【００７４】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。本発明は、携帯電話装置を移動局装置１とする移動体通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。
【符号の説明】
【００７５】
１、１-１、１-２、１-３、１-４  移動局装置
２、２-１、２-２  基地局装置
１０１  アンテナ
１０３  無線受信部
１０５  制御信号検出部
１０７  データ信号生成部
１０９  ＤＦＴ部
１１１  復調用参照信号生成部
１１３  復調用参照信号多重部
１１５  周波数割当部
１１７  サウンディング参照信号生成部
１１９  サウンディング参照信号多重部
１２１  ＩＦＦＴ部
１２３  ＣＰ挿入部
１２５  無線送信部
２０１  アンテナ
２０３  無線受信部
２０５  ＣＰ除去部
２０７  ＦＦＴ部
２０９  サウンディング参照信号分離部
２１１-１〜２１１-Ｕ  サウンディング部
２１３  スケジューリング部
２１５-１〜２１５-Ｕ  制御情報生成部
２１７  無線送信部
２１９  復調用参照信号分離部
２２１-１〜２２１-Ｕ  伝搬路推定部
２２３  データ検出部
３０１  リソース決定部
３０３  リソース判定部
３０５  リソース調整部
４０１  送信電力制御部
４０３  上位レイヤ
５０１  最大重複率設定部
５０３  目標受信レベル設定部
５０５  スケジューリング部
６０１  リソース判定部
７０１  α＝１とした場合の線
７０２  αを１より小さい値とした場合の線
Ｆ１-１、Ｆ１-２、Ｆ２-１  周波数信号
Ｏ２-１  重複部分
【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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