(57)【要約】【課題】基地局の伝送ケーブルにおける伝送遅延や無線伝送路における伝搬遅延の影響を受けることなく、マクロセル基地局及びスモールセル基地局それぞれから同期送信された下りリンク信号が通信端末装置に到達する時間のずれを許容範囲内にする。【解決手段】スモールセル基地局は、アンテナに接続された無線送受信部と、無線通信制御部と、無線送受信部と無線通信制御部とを接続する伝送ケーブルと、マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号を受信する下りリンク信号受信部とを備える。スモールセル基地局は、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、受信タイミング差に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信する。【選択図】図１
2017157917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マクロセル基地局のマクロセル内に設置され、前記マクロセル基地局とタイミングを合わせて通信端末装置にデータを同期送信するスモールセル基地局であって、
アンテナに接続された無線送受信部と、
無線通信制御部と、
前記無線送受信部と前記無線通信制御部とを接続する伝送ケーブルと、
前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号を受信する下りリンク信号受信部と、を備え、
前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信する、ことを特徴とするスモールセル基地局。
【請求項２】
請求項１のスモールセル基地局において、
前記下りリンク信号受信部は、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差の情報を自局の前記無線通信制御部に送信し、
前記無線通信制御部は、前記受信タイミング差の情報を自局の前記下り信号受信部から受信し、前記受信タイミング差に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御する、ことを特徴とするスモールセル基地局。
【請求項３】
請求項１のスモールセル基地局において、
前記下りリンク信号受信部は、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差の情報を自局の前記無線通信制御部に送信し、
前記無線通信制御部は、前記受信タイミング差の情報を自局の前記下り信号受信部から受信し、前記受信タイミング差に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値を計算し、前記オフセット値に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御する、ことを特徴とするスモールセル基地局。
【請求項４】
請求項１のスモールセル基地局において、
前記下りリンク信号受信部は、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値を計算し、前記送信タイミングのオフセット値の情報を自局の前記無線通信制御部に送信し、
前記無線通信制御部は、前記送信タイミングのオフセット値の情報を自局の前記下り信号受信部から受信し、前記オフセット値に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御する、ことを特徴とするスモールセル基地局。
【請求項５】
請求項２、３又は４のスモールセル基地局において、
前記下りリンク信号受信部は前記無線送受信部に内蔵され、
前記受信タイミング差の情報又は前記送信タイミングのオフセット値の情報は、前記伝送ケーブルを介して前記無線送受信部から前記無線通信制御部に送信されることを特徴とするスモールセル基地局。
【請求項６】
請求項３又は４のスモールセル基地局において、
前記受信タイミング差と自局のセル半径とに基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値を計算することを特徴とするスモール基地局。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかのスモールセル基地局において、
前記下りリンク信号の受信処理及び前記受信タイミング差の測定処理を、継続的に行うことを特徴とするスモールセル基地局。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかのスモールセル基地局において、
前記下りリンク信号の受信処理及び前記受信タイミング差の測定処理を、周期的に行うことを特徴とするスモールセル基地局。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかのスモールセル基地局と、前記スモールセル基地局が配置されたマクロセルのマクロセル基地局とを備えることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム及び基地局に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の基地局間で時刻同期して各基地局から送信タイミングを合わせて通信端末装置に向けて同期送信する通信システムが知られている。このような基地局間の同期送信を行う技術として、例えば時間領域（サブフレーム単位）でのセル間干渉制御技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。このセル間干渉制御技術は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）−Ａｄｖａｎｃｅｄ標準に準拠した技術であり、ｅＩＣＩＣ（enhanced Inter-Cell Interference Coordination）とも呼ばれる。また、隣接する複数の基地局から送信タイミングを合わせて協調信号の送信を行う技術であるＣｏＭＰ(Coordinated Multiple Point)が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の通信システムでは、基地局における伝送ケーブル（例えば、基地局装置の無線通信制御部（ＢＢＵ：Base Band Unit）からアンテナ側の無線送受信部（ＲＲＨ：Remote Radio Head）までの光ファイバケーブル）における伝送遅延や、基地局のアンテナから通信端末装置までの無線伝送路における伝搬遅延が考慮されていない。そのため、各基地局のＢＢＵを時刻同期させることにより、ＢＢＵから同時刻に信号を送信していたとしても、上記伝送遅延や伝搬遅延によって各基地局のアンテナから信号を送信するタイミングがずれてしまうおそれがある。従って、例えば互いに隣接する基地局間で上記ｅＩＣＩＣの技術を適用する場合、各基地局のアンテナから送信された信号が通信端末装置に到達する時間が、時間軸上で許容範囲以上にずれてしまい、干渉を抑圧することができないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様に係るスモールセル基地局は、マクロセル基地局のマクロセル内に設置され、前記マクロセル基地局とタイミングを合わせて通信端末装置にデータを同期送信するスモールセル基地局であって、アンテナに接続された無線送受信部と、無線通信制御部と、前記無線送受信部と前記無線通信制御部とを接続する伝送ケーブルと、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号を受信する下りリンク信号受信部と、を備え、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信する。
前記スモールセル基地局において、前記下りリンク信号受信部は、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差の情報を自局の前記無線通信制御部に送信し、前記無線通信制御部は、前記受信タイミング差の情報を自局の前記下り信号受信部から受信し、前記受信タイミング差に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御してもよい。
また、前記スモールセル基地局において、前記下りリンク信号受信部は、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差の情報を自局の前記無線通信制御部に送信し、前記無線通信制御部は、前記受信タイミング差の情報を自局の前記下り信号受信部から受信し、前記受信タイミング差に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値を計算し、前記オフセット値に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御してもよい。
また、前記スモールセル基地局において、前記下りリンク信号受信部は、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差に基づいて自局の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値を計算し、前記送信タイミングのオフセット値の情報を自局の前記無線通信制御部に送信し、前記無線通信制御部は、前記送信タイミングのオフセット値の情報を自局の前記下り信号受信部から受信し、前記オフセット値に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御してもよい。
また、前記スモールセル基地局において、前記下りリンク信号受信部は前記無線送受信部に内蔵され、前記受信タイミング差の情報又は前記送信タイミングのオフセット値の情報は、前記伝送ケーブルを介して前記無線送受信部から前記無線通信制御部に送信されるようにしてもよい。
また、前記スモールセル基地局において、前記受信タイミング差と自局のセル半径とに基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値を計算してもよい。
また、前記スモールセル基地局において、前記下りリンク信号の受信処理及び前記受信タイミング差の測定処理を、継続的に行ってもよい。
また、前記スモールセル基地局において、前記下りリンク信号の受信処理及び前記受信タイミング差の測定処理を、周期的に行ってもよい。
また、本発明の他の態様に係る通信システムは、前記いずれかのスモールセル基地局と、前記マクロセル基地局とを備える。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、基地局の伝送ケーブルにおける伝送遅延や無線伝送路における伝搬遅延の影響を受けることなく、マクロセル基地局及びスモールセル基地局それぞれから同期送信された下りリンク信号が通信端末装置に到達する時間のずれを許容範囲以内にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態に係る複数の基地局が配置された移動通信システムの概略構成を示す説明図。
【図２】下りリンク信号の無線通信フレームの時間軸方向のフォーマットの一例を示す説明図。
【図３】セル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）で採用されているＡＢＳによるサブフレームにおける送信停止の様子の一例を示す説明図。
【図４】基地局間の時刻同期が不完全の場合の干渉の様子の一例を示す説明図。
【図５】マクロセル基地局及びスモールセル基地局それぞれから送信された下りリンク信号の下りリンク信号受信部における受信タイミング差の一例を示す説明図。
【図６】本実施形態に係るスモールセル基地局の一構成例を示す機能ブロック図。
【図７】マクロセル基地局及びスモールセル基地局それぞれから送信された下りリンク信号の下りリンク信号受信部と通信端末装置における受信タイミング差の差分の一例を示す説明図。
【図８】図６のスモールセル基地局のＢＢＵにおいて下りリンク信号の送信時刻を調整するときの処理の一例を示すフローチャート。
【図９】本実施形態に係るスモールセル基地局のＢＢＵにおける下りリンク信号の送信時刻の調整の効果の一例を示す説明図。
【図１０】本実施形態に係るスモールセル基地局の他の構成例を示す機能ブロック図。
【図１１】図９のスモールセル基地局のＢＢＵにおいて下りリンク信号の送信時刻を調整するときの処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ここでは、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄへの適用を前提に本発明の実施形態を説明するが、類似のセル構成、物理チャネル構成を用いるシステムであれば、本発明の概念はどのようなシステムにも適用可能である。
【０００８】
まず、本発明を適用可能な移動通信システムの全体構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る複数の基地局が配置された移動通信システムの概略構成を示す説明図である。図１において、本実施形態の移動通信システムは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの標準仕様に準拠したセルラー方式の通信システムであり、マクロセル基地局１０の無線通信エリアであるマクロセル１０Ａ内にスモールセル基地局２０が配置され、マクロセル１０Ａの中にスモールセル２０Ａが含まれている例である。
【０００９】
図１において、マクロセル基地局１０は、移動体通信網において屋外に設置されている通常の半径数百ｍ乃至数ｋｍ程度の広域エリアであるマクロセル１０Ａをカバーする大出力の基地局であり、「マクロセル基地局」、「Ｍａｃｒｏ  ｅ−Ｎｏｄｅ  Ｂ」、「Ｍａｃｒｏ  ｅＮＢ」等と呼ばれる場合もある。また、スモールセル基地局２０は、広域のマクロセル基地局１０とは異なり、無線通信可能距離が数ｍ乃至数十ｍ程度であり、一般家庭、店舗、オフィス等の建物の内部にも設置することができる小出力の基地局である。スモールセル基地局２０は、移動体通信網における広域のマクロセル基地局１０がカバーするエリアよりも小さなエリアをカバーするように設けられるため「スモールセル基地局」と呼ばれたり、「Ｓｍａｌｌ  ｅ−Ｎｏｄｅ  Ｂ」や「Ｓｍａｌｌ  ｅＮＢ」と呼ばれたりする場合もある。
【００１０】
また、図１では、１つのマクロセル１０Ａの中に１つのスモールセル２０Ａが含まれるセル構成について説明するが、２つ以上のスモールセルが含まれている構成であってもよいし、複数のマクロセルのそれぞれに、複数スモールセルが含まれる構成であってもよい。
【００１１】
また、図１において、移動通信における通信端末装置としての移動局であるユーザ端末装置（ＵＥ：User Equipment）３０は、スモールセル基地局２０のスモールセル２０Ａに在圏してスモールセル基地局２０に接続されたユーザ端末装置であり、スモールセル基地局２０を介して電話やデータ通信などのための無線通信が可能な状態にある。このユーザ端末装置３０は、マクロセル１０Ａに含まれるスモールセル２０Ａに在圏しているため、マクロセル基地局１０からの干渉を受ける可能性のある状況にある。なお、図１では、ユーザ端末装置３０が１台だけセルに在圏する場合について図示しているが、セルに在圏するユーザ端末装置は複数台であってもよい。また、ユーザ端末装置３０は、マクロセル基地局１０と接続し、マクロセル基地局１０を介して電話やデータ通信などのための無線通信が可能な状態であり、スモールセル基地局２０からの干渉を受ける可能性のある状況であってもよい。
【００１２】
ユーザ端末装置３０は、セルに在圏するときに、その在圏するセルに対応する基地局１０，２０との間で所定の通信方式及び無線通信リソースを用いて無線通信することができる。ユーザ端末装置３０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、無線通信部などのハードウェアなどを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより基地局１０，２０等との間の無線通信等を行うことができる。
【００１３】
基地局１０、２０はそれぞれ、自局以外の他の基地局との間が例えば有線の通信回線などによる通信網としてのＩＰ（Internet Protocol）やイーサネット（登録商標）を用いたパケットネットワーク６０で接続され、Ｘ２インターフェースなどの所定の基地局間通信インターフェースで通信可能になっている。パケットネットワーク６０を介した通信は例えば非同期の通信であってもよい。また、基地局１０、２０はそれぞれ、回線終端装置及び専用回線などの通信回線を介して移動体通信網のコアネットワーク側の装置（例えば、ＬＴＥにおけるＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｃｏｒｅ））に接続され、サーバ装置などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。
【００１４】
また、基地局１０、２０はそれぞれ、無線通信制御部としてのベースバンド処理部（以下「ＢＢＵ」という。）１１，２１と、アンテナ１２、２２と、アンテナに接続された無線送受信部としてのリモート無線ヘッド（以下「ＲＲＨ」という。）１３、２３と、ＢＢＵとＲＲＨとを接続して送受信信号が伝送される光通信ケーブル等の伝送ケーブル１４、２４とを備える。
【００１５】
ＢＢＵ１１，２１はそれぞれ、例えばＣＰＵやメモリ等の記憶装置を有するコンピュータ装置、外部通信インターフェース部などのハードウェアなどを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、後述の干渉を抑制するための各種処理を実行したり、所定の通信方式及び無線通信リソースを用いて各種データの送信信号を生成したり、受信信号から各種データを復調したり、ユーザ端末装置３０との間の無線通信を制御したりすることができる。
【００１６】
また、ＢＢＵ１１，２１はそれぞれ、送信停止対象のサブフレームの情報（ＬＴＥではＡＢＳ（Almost Brank Subframe）パターン情報と呼ばれる。）に基づいて、特定の送信停止対象のサブフレームにおける下りデータの送信を停止するように制御する手段としても機能する。
【００１７】
また、ＲＲＨ１３，２３はそれぞれ、例えばＣＰＵやメモリ等の記憶装置を有するコンピュータ装置、外部通信インターフェース部、無線送受信機などのハードウェアなどを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、ＢＢＵ１１，２１との間で送信信号及び受信信号を送受信したり、所定の通信方式及び無線通信リソースを用いてユーザ端末装置３０との間で無線通信を行ったりすることができる。
【００１８】
また、スモールセル基地局２０のＲＲＨ２３は、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれから送信された下りリンク信号を受信する下りリンク信号受信部としてのリスニング装置２５を備えている。リスニング装置２５は、例えばＣＰＵやメモリ等の記憶装置を有するコンピュータ装置、外部通信インターフェース部及び無線受信機などを用いて構成され、ＲＲＨ２３に内蔵してもよいしＲＲＨ２３の外付け装置としてＲＲＨ２３に隣接して設置してもよい。リスニング装置２５とＢＢＵ２１との通信は、伝送ケーブル２４を介して行い、伝送ケーブル２４としては、光ファイバケーブルや同軸ケーブルなどが用いられる。
【００１９】
リスニング装置２５は、所定のプログラムが実行されることにより、下りリンク信号の受信結果に基づいてマクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定する手段としても機能し、また、その受信タイミング差の情報をスモールセル基地局２０のＢＢＵ２１に送信するように制御する手段としても機能する。
【００２０】
また、リスニング装置２５は、所定のプログラムが実行されることにより、下りリンク信号の受信結果に基づいてマクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定する手段としても機能し、また、その受信タイミング差に基づいて、スモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信タイミングを調整するためのオフセット値を計算し、そのオフセット値をスモールセル基地局２０のＢＢＵ２１に送信するように制御する手段としても機能する。
【００２１】
また、スモールセル基地局２０のＢＢＵ２１は、所定のプログラムが実行されることにより、前記受信タイミング差の情報をリスニング装置２５から受信し、その受信タイミング差の測定結果に基づいて、スモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値を計算し、そのオフセット値を記憶し、記憶したオフセット値に基づき、スモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、その調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御する手段としても機能する。
【００２２】
また、スモールセル基地局２０のＢＢＵ２１は、所定のプログラムが実行されることにより、前記送信タイミングのオフセット値をリスニング装置２５から受信し、そのオフセット値を記憶し、記憶したオフセット値に基づき、スモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、その調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御する手段としても機能する。
【００２３】
また、各基地局１０，２０のＢＢＵ２１、２２はそれぞれ、内部クロックを有し、基地局間時刻同期機能を有してもよい。例えば、ＢＢＵ２１、２２はそれぞれ、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて時刻同期処理（ＧＰＳ同期方式）を行う手段、又は、他の基準となる基地局から受信した同期信号に基づいて時刻同期処理（リスニング同期方式）を行う手段、又は、所定の時刻同期プロトコル、例えばＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronic Engineers）１５８８規格で定義されるＰＴＰ（Precision Time Protocol）、ＮＴＰ又はＳＮＴＰを用いて時刻同期処理を行う手段として機能するように構成してもよい。
【００２４】
次に、上記構成の移動通信システムにおけるスモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信タイミングの調整方法を効果的に適用可能なセル間干渉制御について説明する。
図１においてマクロセル１０Ａ及びスモールセル２０Ａで同一周波数帯域が使用される場合、スモールセル２０Ａにおいて干渉が生じるため、干渉を抑制するための制御が必要となる。この干渉制御方法としては、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ標準のｅＩＣＩＣ（enhanced Inter-Cell Interference Coordination）技術が有効である。
【００２５】
図２は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに準拠した下りリンクの無線通信フレームの時間軸方向のフォーマットの一例を示す説明図である。図２に示すように、下りリンクの信号の１単位である所定長（図示の例では１０［ｍｓ］）の無線通信フレーム１００は、所定個数（図示の例では１０個）の所定長（図示の例では１．０［ｍｓ］）のサブフレーム１１０で構成される。各サブフレーム１１０は、制御チャネル領域１１０Ａとデータチャネル領域１１０Ｂとを有する。
【００２６】
図３は、基地局間の時刻同期が行われている状態でセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）を用いたサブフレームの送信停止の様子の一例を示す説明図である。基地局装置間の時刻同期の方法としては、前述のように、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて時刻同期処理を行うＧＰＳ同期方法でもよいし、他の基準となる基地局から受信した同期信号に基づいて時刻同期処理を行うリスニング同期方法でもよいし、又は、所定の時刻同期プロトコル、例えばＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronic Engineers）１５８８規格で定義されるＰＴＰ（Precision Time Protocol）、ＮＴＰ又はＳＮＴＰを用いて時刻同期処理を行う方法でもよい。
【００２７】
図３に示すように、ｅＩＣＩＣでは、例えばマクロセル基地局１０から送信される無線通信フレーム内の一部のサブフレーム（図示の例では♯１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレーム）でデータの送信を停止する。このようなサブフレームをＬＴＥではＡＢＳと呼ぶ。スモールセル基地局２０は、マクロセル基地局１０においてＡＢＳに指定されたサブフレームと同じ番号のサブフレーム（図示の例では♯１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレーム）を用いてユーザ端末３０にデータを送信することで、スモールセル基地局２０に接続しているユーザ端末装置３０におけるマクロセル基地局１０からのデータチャネルの干渉を低減することができる。また、例えば図３に示すように、スモールセル基地局２０の一部のサブフレーム（図示の例では♯０，＃４，＃５，＃９のサブフレーム）で同様にＡＢＳを設定することにより、マクロセル基地局１０は、スモールセル基地局２０においてＡＢＳに指定されたサブフレームと同じ番号のサブフレーム（図示の例では♯０，＃４，＃５，＃９のサブフレーム）を用いてユーザ端末装置にデータを送信することで、マクロセル基地局１０に接続しているユーザ端末装置におけるスモールセル基地局２０からのデータチャネルの干渉を低減することができる。
【００２８】
図４は、基地局間の時刻同期が不完全の場合の干渉の様子の一例を示す説明図である。上記セル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）では時間軸上で干渉を制御しているため、各基地局１０、２０のアンテナから送信された下りリンク信号がユーザ端末装置３０に到達する時間のずれを、許容範囲以下（例えば、１［μｓ］以下）にする必要がある。仮に、各基地局１０、２０から送信された下りリンク信号がユーザ端末装置３０に到達する時間のずれが許容範囲以上であると、例えば図４に示すように、マクロセル基地局１０でＡＢＳが設定されたサブフレーム１１０ａ（＃２）の直前の送信データを含むサブフレーム１１０ａ（＃１）の後端部１１１と、スモールセル基地局２０の送信データを含むサブフレーム１１０ｂ（＃２）の前端部１１２とが互いに干渉してしまう。つまり、スモールセル基地局２０から送信された下りリンク信号のサブフレーム１１０ｂ（＃２）の前端部１１２がユーザ端末装置３０に受信されているときに、マクロセル基地局１０から送信された下りリンク信号のサブフレーム１１０ａ（＃１）の後端部１１１がユーザ端末装置３０に到達して干渉する。
【００２９】
ところが、従来のセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）を適用した場合、ＢＢＵ間の時刻同期の精度を高めても、各基地局１０、２０から送信された下りリンク信号がユーザ端末装置３０に到達する時間のずれ（受信タイミング差）が許容範囲以上となり、ユーザ端末装置３０における時間軸上の干渉を精度よく制御できない場合がある。この干渉制御の精度が低い原因について本発明者らが実験・検討を行ったところ、各基地局１０、２０のＢＢＵ１１，２１とＲＲＨ１３、２３との間の伝送ケーブル１４、２４での伝送遅延時間や、各基地局１０、２０のアンテナ１２、２２からユーザ端末装置３０までの無線信号（下りリンク信号）の伝搬遅延時間が影響していることがわかった。
【００３０】
図５は、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差の一例を示す説明図である。ここで、受信タイミング差Δｔは、各基地局１０、２０から送信された下りリンク信号がリスニング装置２５に到達したときのサブフレームの時間ずれである。また、図中のΔｔ０は、ＢＢＵ１１とＢＢＵ２１間の下りリンク信号送信時刻の差である。（ＢＢＵ１１とＢＢＵ２１が時刻同期していれば、下りリンク信号を各ＢＢＵから同じタイミングで送信が可能であり、Δｔ０＝０となる。）また、図５のΔｔ１はマクロセル基地局１０のＢＢＵ１１からＲＲＨ１３までの伝送ケーブル１４における伝送遅延時間であり、Δｔ２はスモールセル基地局２０のＢＢＵ２１からＲＲＨ２３までの伝送ケーブル２４における伝送遅延時間である（図１参照）。また、図５のΔｔ３は、マクロセル基地局１０のアンテナ１２からスモールセル基地局側のリスニング装置２５までの伝搬遅延時間であり、Δｔ４は、スモールセル基地局２０のアンテナ２２からリスニング装置２５までの伝搬遅延時間である（図１参照）。ここで、スモールセル２０Ａでの伝搬遅延時間Δｔ４は、リスニング装置２５がＲＲＨ２３に内蔵されているまたは隣接して設置されているため、Δｔ０、Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３と比較して十分に小さく無視できる程度である。
【００３１】
図５において、マクロセル基地局１０のＢＢＵ１１では、所定の送信開始設定時刻ｔのタイミングに下りリンク信号がＲＲＨ１３に向けて送信され、伝送ケーブル１４の伝送遅延時間Δｔ１が経過したタイミングにアンテナ１２から送信される。その後、伝搬遅延時間Δｔ３が経過したタイミングに、下りリンク信号がリスニング装置２５に到達して受信される。一方、スモールセル基地局２０のＢＢＵ２１では、所定の送信開始設定時刻ｔから時刻同期の時間ずれΔｔ０だけずれたタイミングｔ’（＝ｔ＋Δｔ０）に下りリンク信号がＲＲＨ２３に向けて送信され、伝送ケーブル２４の伝送遅延時間Δｔ２が経過したタイミングにアンテナ２２から送信される。その後、伝搬遅延時間Δｔ４が経過したタイミングに、下りリンク信号がリスニング装置２５に到達して受信される。以上により、リスニング装置２５において、各基地局１０、２０からの下りリンク信号の受信タイミング差Δｔは、次式（１）で表すことができる。また、スモールセル２０Ａでの伝搬遅延時間Δｔ４が無視できる程度に小さい場合は、受信タイミング差Δｔは次式（２）で表すことができる。
【数１】
2017157917.tif 000003
【数２】
2017157917.tif 000004
【００３２】
ここで、上記受信タイミング差Δｔが正の値の場合は、スモールセル基地局２０の下りリンク信号がマクロセル基地局１０の下りリンク信号よりも早くユーザ端末装置３０に到達していることを示す。一方、上記受信タイミング差Δｔが負の値の場合は、スモールセル基地局２０の下りリンク信号がマクロセル基地局１０の下りリンク信号よりも遅れてユーザ端末装置３０に到達していることを示す。
【００３３】
本実施形態では、上記時刻同期の時間ずれΔｔ０だけでなく上記伝送遅延時間Δｔ１、Δｔ２や伝搬遅延時間Δｔ３（場合によってΔｔ４）を考慮して、次の（１）〜（４）のようにスモールセル基地局２０のＢＢＵ２１における下りリンク信号の送信開始タイミングを調整する複数基地局間の送信タイミング同期方法を実施している。なお、各基地局１０、２０のＢＢＵ１１、２１は互いに時刻同期（Δｔ０＝０）していてもよいし、非同期（Δｔ０≠０）であってもよい。
（１）スモールセル基地局２０が、マクロセル基地局１０及び自局であるスモールセル基地局２０それぞれから送信された下りリンク信号を受信する。
（２）スモールセル基地局２０が、各基地局１０、２０からの下りリンク信号の受信結果に基づき、マクロセル基地局１０及び自局であるスモールセル基地局２０それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差Δｔを測定する。
（３）スモールセル基地局２０が、受信タイミング差Δｔに基づいて、自局であるスモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信タイミングｔ’を調整する。
（４）スモールセル基地局２０のＢＢＵ２１が、調整された送信タイミングｔ’’で下りリンク信号を送信する。
【００３４】
図６は、本実施形態に係るスモールセル基地局２０の一構成例を示す機能ブロック図である。なお、図６では、スモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信開始タイミングを調整する複数基地局間の送信タイミング同期方法を実現するための主要部のみ図示しているが、基地局としての通常の機能を実現するための構成も備えている。
【００３５】
図６において、スモールセル基地局２０のＲＲＨ２３に設けられたリスニング装置２５は、下りリンク信号受信部２５１と受信タイミング差測定部２５２と受信タイミング差送信部２５３とを備える。下りリンク信号受信部２５１は、マクロセル基地局１０及び自局であるスモールセル基地局２０それぞれから送信された下りリンク信号を受信する。受信タイミング差測定部２５２は、下りリンク信号受信部２５１で受信した下りリンク信号の受信結果に基づいて、マクロセル基地局１０及び自局であるスモールセル基地局２０それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差Δｔを測定する。例えば、受信タイミング差測定部２５２は、受信した下り信号に含まれる同期信号（ＬＴＥではＰＳＳ（Primary Synchronization Signal）、ＳＳＳ（Secondary Synchronization Signal)と呼ばれる。）を検出し、マクロセル基地局１０から受信した同期信号の受信時刻と、スモールセル基地局２０から受信した同期信号の受信時刻との差を計算することで、受信タイミング差Δｔを測定することが可能である。受信タイミング差送信部２５３は、受信タイミング差測定部２５２で測定した受信タイミング差Δｔの情報を、所定のタイミングに、伝送ケーブル２４を介してＢＢＵ２１に送信する。一般的にＲＲＨとＢＢＵを接続する伝送ケーブルは光ファイバであるため、受信タイミング差送信部２５３は、例えば、時分割多重（ＴＤＭ）や波長分割多重（ＷＤＭ）などの多重化技術を用いることで、送受信信号に受信タイミング差Δｔの情報を重畳して、所定のタイミングに、伝送ケーブル２４を介してＢＢＵ２１に送信することができる。
【００３６】
スモールセル基地局２０のＢＢＵ２１は、受信タイミング差受信部２１１とオフセット計算部２１２とオフセット記憶部２１３とを備える。受信タイミング差受信部２１１は、伝送ケーブル２４を介してリスニング装置２５から送信されてきた受信タイミング差Δｔの情報を受信する。オフセット計算部２１２は、前記受信タイミング差Δｔに基づき、自局であるスモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔを計算する。オフセット記憶部２１３は、オフセット計算部２１２で計算したΔｔｏｆｆｓｅｔの値を記憶する。
【００３７】
ここで、オフセット計算部２１２におけるオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔの計算方法の一例について説明する。図１に示すように、ユーザ端末装置３０はスモールセル２０Ａの内部にはあるが、リスニング装置２５の設置されている場所（すなわちＲＲＨ２３が設置されている場所）と、厳密に同じ場所に存在するとは限らない。従って、リスニング装置２５におけるマクロ基地局１０からの下りリンク信号とスモール基地局２０からの下り信号の受信タイミング差Δｔと、ユーザ端末装置３０における受信タイミング差Δｔ’とは異なる。図１において、Δｔ３’を、マクロセル基地局１０のアンテナ１２からスモールセル２０Ａに在圏するユーザ端末装置３０までの伝搬遅延時間とし、Δｔ４’を、スモールセル基地局２０のアンテナ２２からスモールセル２０Ａに在圏するユーザ端末装置３０までの伝搬遅延時間とすると、Δｔ’は次式（３）で表される。
【数３】
2017157917.tif 000005
【００３８】
従って、図７に示すように、ΔｔとΔｔ’はδ０＝｜Δｔ−Δｔ’｜だけ厳密には異なる。しかし、スモールセル２０Ａの半径は一般的には１００ｍ以下である。仮に、セル半径が１００ｍとした場合でもδ０の最大値は０．７マイクロ秒程度であり、一般的なｅＩＣＩＣの同期ずれの許容値以下である。従って、Δｔｏｆｆｓｅｔ＝Δｔとすることで、ユーザ端末装置３０において、マクロセル基地局１０からの下りリンク信号とスモールセル基地局２０からの下りリンク信号を十分な同期精度で受信することができる。しかし、スモールセル２０Ａの半径が大きい場合などにはδ０が許容値を超える場合があるため、スモールセル２０Ａの半径などに応じて適当な補正値δを考慮したオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔ＝Δｔ＋δを用いることで、より同期精度の高い送信を行うことができる。
【００３９】
本実施形態では、スモールセル２０Ａの半径が十分小さいものとし、リスニング装置２５とユーザ端末装置３０はほぼ同じ場所に存在すると見なして、オフセット値はΔｔｏｆｆｓｅｔ＝Δｔとする。ただし、スモールセル２０Ａの半径が大きい場合には適当な補正値δを考慮してΔｔｏｆｆｓｅｔ＝Δｔ＋δとすることでより同期精度の高い送信を行うようにしてもよい。
【００４０】
更に、ＢＢＵ２１は、送信設定時刻記憶部２１４と同期送信部２１５とを備える。送信設定時刻記憶部２１４は、上記ＡＢＳパターンなどに基づいて設定された下りリンク信号の所定のＢＢＵ２１送信時刻（送信設定時刻）ｔ’を記憶する。同期送信部２１５は、内部クロックの出力に基づいて、所定のＢＢＵ２１送信時刻（送信設定時刻）ｔ’を前記オフセット記憶部２１３に記憶されているオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔに基づいて調整した調整後のＢＢＵ２１送信時刻（送信補正時刻）ｔ’’（＝ｔ’＋Δｔｏｆｆｓｅｔ）になったタイミングに、下りリンク信号の送信処理を開始し、ケーブル２４を介してＲＲＨ２３に送信信号（ベースバンド信号）を出力する。
【００４１】
スモールセル基地局２０のＲＲＨ２３は、上記リスニング装置２５のほか、送信信号受信部２３１と無線送信部２３２とを備える。送信信号受信部２３１は、伝送ケーブル２４を介してＢＢＵ２１から送信されてきた下りリンク信号の送信信号を受信する。無線送信部２３２は、送信信号受信部２３１で受信した下りリンク信号の送信信号を所定の方式で処理して所定周波数の無線信号を生成し、所望の電力まで増幅してアンテナ２２に出力する。
【００４２】
図８は、図６のスモールセル基地局２０においてＢＢＵ２１送信時刻を調整するときの処理の一例を示すフローチャートである。
図８において、予め設定した所定の調整タイミングになったら、リスニング装置２５により、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれから送信された下りリンク信号が受信され（Ｓ１０１）、その受信結果に基づいて、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差Δｔが測定され（Ｓ１０２）、ＢＢＵ２１に送信される（Ｓ１０３）。
【００４３】
次に、ＢＢＵ２１により、リスニング装置２５から受信した受信タイミング差Δｔに基づいてスモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔが計算されて記憶される（Ｓ１０４）。更に、ＢＢＵ２１により、上記ＡＢＳパターンなどに基づいて設定された下りリンク信号の所定のＢＢＵ２１送信時刻（送信設定時刻）ｔ’が、オフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔに基づき調整される（Ｓ１０５）。具体的には、所定のＢＢＵ２１送信時刻（送信設定時刻）ｔ’の初期設定値にオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔが加算された時刻が、調整後のＢＢＵ２１送信時刻（送信補正時刻）ｔ’’（＝ｔ’＋Δｔｏｆｆｓｅｔ）として設定される。そして、ＢＢＵ２１により、調整後のＢＢＵ２１送信時刻（送信補正時刻）ｔ’’のタイミングに合わせて、下りリンク信号の送信が開始される（Ｓ１０６）。
【００４４】
図８のフローチャートに示した受信タイミング差Δｔの測定は、同期信号が図２に示す無線通信フレーム毎に含まれているため、同期信号を受信するたびに継続的に実行することで、マクロセル基地局１０とスモールセル基地局２０の送信タイミングを精度よく同期させることができる。しかし、リスニング装置２５での受信タイミング差Δｔの測定の計算負荷を軽減するために、一定の周期で（例えば同期信号を１２８回受信する毎に）受信タイミング差Δｔの測定を行うことも可能である。
【００４５】
上記図６及び図８に示すように、スモールセル基地局２０のリスニング装置２５からＢＢＵ２１に、下りリンク信号の受信結果に基づいて測定した受信タイミング差Δｔを送信することにより、ＢＢＵ２１における下りリンク信号の送信開始タイミングを調整することができる。この送信開始タイミングの調整により、基地局１０、２０の伝送ケーブル１４、２４における伝送遅延や無線伝送路における伝搬遅延の影響を受けることなく、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれから同期送信された下りリンク信号がスモールセル２０Ａ内のユーザ端末装置３０に到達する時間のずれを許容範囲以内にすることができる。
更に、上記下りリンク信号の送信開始タイミングの調整によれば、基地局１０、２０間に時刻同期のずれがある場合（基地局間が非同期でΔt≠０の場合）でも、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれから同期送信された下りリンク信号がスモールセル２０Ａ内のユーザ端末装置３０に到達する時間のずれを許容範囲以内にすることができる。
しかも、上記下りリンク信号の送信開始タイミングの調整を、スモールセル基地局２０が自律的に行うため、基地局における下りリンク信号の送信開始タイミングを管理する中央管理装置を別途設ける必要がない。
【００４６】
図９は、本実施形態に係るスモールセル基地局２０ＡにおけるＢＢＵ２１送信時刻の調整の効果の一例を示す説明図である。図９に示すように、ＢＢＵ２１送信時刻（送信設定時刻）ｔ’の初期設定値にオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔを加算した調整後のＢＢＵ２１送信時刻（送信設定時刻）ｔ’’に、下りリンク信号の送信を開始することにより、各基地局１０，２０それぞれから同期送信された下りリンク信号がユーザ端末装置３０にほぼ同時に到達し、下りリンク信号の受信時間のずれを許容範囲以内にすることができる。
【００４７】
図１０は、本実施形態に係るスモールセル基地局２０Ａの他の構成例を示す機能ブロック図である。なお、図１０において、前述の図６の構成と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
図１０において、リスニング装置２５には、受信タイミング差送信部２５３に代えて、オフセット計算部２５４とオフセット送信部２５５とを備えている。オフセット計算部２５４は、前記受信タイミング差測定部２５２で測定された受信タイミング差Δｔに基づいて、スモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信タイミングのオフセットΔｔｏｆｆｓｅｔを計算する。本実施形態では、スモールセル２０Ａの半径が小さく、リスニング装置２５とユーザ端末装置３０はほぼ同じ場所に存在すると見なし、オフセット値はΔｔｏｆｆｓｅｔ＝Δｔとする。しかし、スモールセル２０Ａの半径が大きい場合には適当な補正値δを考慮してΔｔｏｆｆｓｅｔ＝Δｔ＋δとすることでより同期精度の高い送信を行うようにしてもよい。オフセット送信部２５５は、オフセット計算部２５４で計算されたオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔを、伝送ケーブル２４を介してＢＢＵ２１に送信する。
【００４９】
また、図１０において、ＢＢＵ２１は、受信タイミング差受信部２１１及びオフセット計算部２１２に代えて、オフセット受信部２１６を備えている。オフセット受信部２１６は、伝送ケーブル２４を介してリスニング装置２５から送信されてきたオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔを受信する。オフセット受信部２１６で受信されたオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔは、オフセット記憶部２１３に記憶される。
【００５０】
図１１は、図１０のスモールセル基地局２０においてＢＢＵ２１送信時刻を調整するときの処理の一例を示すフローチャートである。
図１１において、予め設定した所定の調整タイミングになったら、リスニング装置２５により、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれから送信された下りリンク信号が受信され（Ｓ２０１）、その受信結果に基づいて、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差Δｔが測定される（Ｓ２０２）。更に、リスニング装置２５により、受信タイミング差Δｔに基づいてスモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔが計算され（Ｓ２０３）、ＢＢＵ２１に送信される（Ｓ２０４）。
【００５１】
次に、ＢＢＵ２１により、リスニング装置２５からオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔが受信されて記憶される（Ｓ２０５）。更に、ＢＢＵ２１により、上記ＡＢＳパターンなどに基づいて設定された下りリンク信号の所定のＢＢＵ２１送信時刻（送信設定時刻）ｔ’が、オフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔに基づき調整される（Ｓ２０６）。具体的には、所定のＢＢＵ２１送信時刻（送信設定時刻）ｔ’の初期設定値にオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔが加算された時刻が、調整後のＢＢＵ２１送信時刻（送信補正時刻）ｔ’’（＝ｔ’＋Δｔｏｆｆｓｅｔ）として設定される。そして、ＢＢＵ２１により、調整後のＢＢＵ２１送信時刻（送信補正時刻）ｔ’’のタイミングに合わせて、下りリンク信号の送信が開始される（Ｓ２０７）。
【００５２】
上記図１０及び図１１に示すように、スモールセル基地局２０のリスニング装置２５からＢＢＵ２１に、下りリンク信号の受信結果に基づいて計算したオフセット値を送信することにより、ＢＢＵ２１における下りリンク信号の送信開始タイミングを調整することができる。この送信開始タイミングの調整により、基地局１０、２０の伝送ケーブル１４、２４における伝送遅延や無線伝送路における伝搬遅延の影響を受けることなく、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれから同期送信された下りリンク信号がスモールセル２０Ａ内のユーザ端末装置３０に到達する時間のずれを許容範囲以内にすることができる。
更に、上記下りリンク信号の送信開始タイミングの調整によれば、基地局１０、２０間に時刻同期のずれがある場合（基地局間が非同期の場合）でも、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれから同期送信された下りリンク信号がスモールセル２０Ａ内のユーザ端末装置３０に到達する時間のずれを許容範囲以内にすることができる。
しかも、上記下りリンク信号の送信開始タイミングの調整を、スモールセル基地局２０が自律的に行うため、基地局における下りリンク信号の送信開始タイミングを管理する中央管理装置を別途設ける必要がない。
【００５３】
また、上記実施形態において、スモールセル２０Ａの半径が大きく、適当な補正値δの考慮が必要な場合は、図６および図１０に示したオフセット計算部が、例えば、リスニング装置２５で測定した受信タイミング差Δtとスモールセル２０Ａの半径などに基づき、補正値δの計算を行う。そして、下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔ（＝Δt＋δ）を用いることで、より同期精度の高い送信を行うこともできる。
【００５４】
なお、上記実施形態において、マクロセル基地局１０のマクロセル１０Ａ内に配置されるスモールセル基地局は、２又は３以上の複数であってもよい。この場合、複数のスモールセル基地局はそれぞれ上記図１〜図１１に示したスモールセル基地局２０と同様に構成され、上記下りリンク信号の送信開始タイミングの調整を自律的に行う。これにより、マクロセル基地局１０及び複数のスモールセル基地局それぞれの伝送ケーブル１４、２４における伝送遅延や無線伝送路における伝搬遅延の影響を受けることなく、マクロセル基地局１０及び複数のスモールセル基地局それぞれから同期送信された下りリンク信号が各スモールセル内のユーザ端末装置に到達する時間のずれを許容範囲以内にすることができる。
更に、マクロセル基地局１０及び複数のスモールセル基地局の間に時刻同期のずれがある場合（基地局間が非同期でΔt≠０の場合）でも、マクロセル基地局１０及び複数のスモールセル基地局それぞれから同期送信された下りリンク信号が各スモールセル内のユーザ端末装置に到達する時間のずれを許容範囲以内にすることができる。
しかも、上記下りリンク信号の送信開始タイミングの調整を、複数のスモールセル基地局それぞれが自律的に行うため、複数のスモールセル基地局における下りリンク信号の送信開始タイミングを管理する中央管理装置を別途設ける必要がない。
【００５５】
また、上記実施形態において、スモールセル基地局２０は、上記下りリンク信号の受信処理及び受信タイミング差の測定処理を継続的に行ってもよい。また、スモールセル基地局２０は、上記下りリンク信号の受信処理及び受信タイミング差の測定処理を、所定の時間間隔で周期的に行ってもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄへの適用を前提に説明したが、本発明の概念はどのような無線通信システムにも適用可能であり、さらに本実施形態に示した基地局の構成に限定されない。
【００５７】
また、本明細書で説明された処理工程並びに移動通信システム、基地局及びユーザ端末装置（移動局）の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
【００５８】
ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、Ｎｏｄｅ Ｂ、端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
【００５９】
また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
【００６０】
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
【符号の説明】
【００６１】
１０  マクロセル基地局
１０Ａ  マクロセル
１１  ＢＢＵ、ベースバンド処理部（無線通信制御部）
１２  アンテナ
１３  ＲＲＨ、リモート無線ヘッド（無線送受信部）
１４  伝送ケーブル
２０  スモールセル基地局
２０Ａ  スモールセル
２１  ＢＢＵ、ベースバンド処理部（無線通信制御部）
２２  アンテナ
２３  ＲＲＨ、リモート無線ヘッド（無線送受信部）
２４  伝送ケーブル
２５  リスニング装置
３０  ユーザ端末装置（通信端末装置、移動機、移動局）
６０  基地局間の通信ネットワーク
２１１  受信タイミング差受信部
２１２  オフセット計算部
２１３  オフセット記憶部
２１４  送信設定時刻記憶部
２１５  同期送信部
２１６  オフセット受信部
２３１  送信信号受信部
２３２  無線送信部
２５１  下り信号受信部
２５２  受信タイミング差測定部
２５３  受信タイミング差送信部
２５４  オフセット計算部
２５５  オフセット送信部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２０１２−１２９７９３号公報
【図１】
2017157917.tif 000006
【図２】
2017157917.tif 000007
【図３】
2017157917.tif 000008
【図４】
2017157917.tif 000009
【図５】
2017157917.tif 000010
【図６】
2017157917.tif 000011
【図７】
2017157917.tif 000012
【図８】
2017157917.tif 000013
【図９】
2017157917.tif 000014
【図１０】
2017157917.tif 000015
【図１１】
2017157917.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月27日(2017.3.27)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マクロセル基地局のマクロセル内に設置され、前記マクロセル基地局とタイミングを合わせて通信端末装置にデータを同期送信するスモールセル基地局であって、
アンテナに接続された無線送受信部と、
無線通信制御部と、
前記無線送受信部と前記無線通信制御部とを接続する伝送ケーブルと、
前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号を受信する下りリンク信号受信部と、を備え、
前記下りリンク信号受信部は、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差の情報を自局の前記無線通信制御部に送信し、
前記無線通信制御部は、前記受信タイミング差の情報を自局の前記下りリンク信号受信部から受信し、前記受信タイミング差と自局のセル半径とに基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値を計算し、前記オフセット値に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御する、ことを特徴とするスモールセル基地局。
【請求項２】
マクロセル基地局のマクロセル内に設置され、前記マクロセル基地局とタイミングを合わせて通信端末装置にデータを同期送信するスモールセル基地局であって、
アンテナに接続された無線送受信部と、
無線通信制御部と、
前記無線送受信部と前記無線通信制御部とを接続する伝送ケーブルと、
前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号を受信する下りリンク信号受信部と、を備え、
前記下りリンク信号受信部は、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差と自局のセル半径とに基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値を計算し、前記送信タイミングのオフセット値の情報を自局の前記無線通信制御部に送信し、
前記無線通信制御部は、前記送信タイミングのオフセット値の情報を自局の前記下りリンク信号受信部から受信し、前記オフセット値に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御する、ことを特徴とするスモールセル基地局。
【請求項３】
請求項１又は２のスモールセル基地局において、
前記下りリンク信号受信部は前記無線送受信部に内蔵され、
前記受信タイミング差の情報又は前記送信タイミングのオフセット値の情報は、前記伝送ケーブルを介して前記無線送受信部から前記無線通信制御部に送信されることを特徴とするスモールセル基地局。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかのスモールセル基地局において、
前記下りリンク信号の受信処理及び前記受信タイミング差の測定処理を、継続的に行うことを特徴とするスモールセル基地局。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかのスモールセル基地局において、
前記下りリンク信号の受信処理及び前記受信タイミング差の測定処理を、周期的に行うことを特徴とするスモールセル基地局。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかのスモールセル基地局と、前記スモールセル基地局が配置されたマクロセルのマクロセル基地局とを備えることを特徴とする通信システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明の一態様に係るスモールセル基地局は、マクロセル基地局のマクロセル内に設置され、前記マクロセル基地局とタイミングを合わせて通信端末装置にデータを同期送信するスモールセル基地局であって、アンテナに接続された無線送受信部と、無線通信制御部と、前記無線送受信部と前記無線通信制御部とを接続する伝送ケーブルと、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号を受信する下りリンク信号受信部と、を備え、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信する。
前記スモールセル基地局において、前記下りリンク信号受信部は、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差の情報を自局の前記無線通信制御部に送信し、前記無線通信制御部は、前記受信タイミング差の情報を自局の前記下りリンク信号受信部から受信し、前記受信タイミング差に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御してもよい。
また、前記スモールセル基地局において、前記下りリンク信号受信部は、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差の情報を自局の前記無線通信制御部に送信し、前記無線通信制御部は、前記受信タイミング差の情報を自局の前記下りリンク信号受信部から受信し、前記受信タイミング差に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値を計算し、前記オフセット値に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御してもよい。
また、前記スモールセル基地局において、前記下りリンク信号受信部は、前記下りリンク信号の受信結果に基づいて、前記マクロセル基地局及び自局それぞれから送信された下りリンク信号の受信タイミング差を測定し、前記受信タイミング差に基づいて自局の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値を計算し、前記送信タイミングのオフセット値の情報を自局の前記無線通信制御部に送信し、前記無線通信制御部は、前記送信タイミングのオフセット値の情報を自局の前記下りリンク信号受信部から受信し、前記オフセット値に基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングを調整し、前記調整された送信タイミングで下りリンク信号を送信するように制御してもよい。
また、前記スモールセル基地局において、前記下りリンク信号受信部は前記無線送受信部に内蔵され、前記受信タイミング差の情報又は前記送信タイミングのオフセット値の情報は、前記伝送ケーブルを介して前記無線送受信部から前記無線通信制御部に送信されるようにしてもよい。
また、前記スモールセル基地局において、前記受信タイミング差と自局のセル半径とに基づいて、自局の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値を計算してもよい。
また、前記スモールセル基地局において、前記下りリンク信号の受信処理及び前記受信タイミング差の測定処理を、継続的に行ってもよい。
また、前記スモールセル基地局において、前記下りリンク信号の受信処理及び前記受信タイミング差の測定処理を、周期的に行ってもよい。
また、本発明の他の態様に係る通信システムは、前記いずれかのスモールセル基地局と、前記スモールセル基地局が配置されたマクロセルのマクロセル基地局とを備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、各基地局１０，２０のＢＢＵ１１、２１はそれぞれ、内部クロックを有し、基地局間時刻同期機能を有してもよい。例えば、ＢＢＵ１１、２１はそれぞれ、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて時刻同期処理（ＧＰＳ同期方式）を行う手段、又は、他の基準となる基地局から受信した同期信号に基づいて時刻同期処理（リスニング同期方式）を行う手段、又は、所定の時刻同期プロトコル、例えばＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronic Engineers）１５８８規格で定義されるＰＴＰ（Precision Time Protocol）、ＮＴＰ又はＳＮＴＰを用いて時刻同期処理を行う手段として機能するように構成してもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図３に示すように、ｅＩＣＩＣでは、例えばマクロセル基地局１０から送信される無線通信フレーム内の一部のサブフレーム（図示の例では♯１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレーム）でデータの送信を停止する。このようなサブフレームをＬＴＥではＡＢＳと呼ぶ。スモールセル基地局２０は、マクロセル基地局１０においてＡＢＳに指定されたサブフレームと同じ番号のサブフレーム（図示の例では♯１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレーム）を用いてユーザ端末装置３０にデータを送信することで、スモールセル基地局２０に接続しているユーザ端末装置３０におけるマクロセル基地局１０からのデータチャネルの干渉を低減することができる。また、例えば図３に示すように、スモールセル基地局２０の一部のサブフレーム（図示の例では♯０，＃４，＃５，＃９のサブフレーム）で同様にＡＢＳを設定することにより、マクロセル基地局１０は、スモールセル基地局２０においてＡＢＳに指定されたサブフレームと同じ番号のサブフレーム（図示の例では♯０，＃４，＃５，＃９のサブフレーム）を用いてユーザ端末装置にデータを送信することで、マクロセル基地局１０に接続しているユーザ端末装置におけるスモールセル基地局２０からのデータチャネルの干渉を低減することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ここで、オフセット計算部２１２におけるオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔの計算方法の一例について説明する。図１に示すように、ユーザ端末装置３０はスモールセル２０Ａの内部にはあるが、リスニング装置２５の設置されている場所（すなわちＲＲＨ２３が設置されている場所）と、厳密に同じ場所に存在するとは限らない。従って、リスニング装置２５におけるマクロセル基地局１０からの下りリンク信号とスモールセル基地局２０からの下り信号の受信タイミング差Δｔと、ユーザ端末装置３０における受信タイミング差Δｔ’とは異なる。図１において、Δｔ３’を、マクロセル基地局１０のアンテナ１２からスモールセル２０Ａに在圏するユーザ端末装置３０までの伝搬遅延時間とし、Δｔ４’を、スモールセル基地局２０のアンテナ２２からスモールセル２０Ａに在圏するユーザ端末装置３０までの伝搬遅延時間とすると、Δｔ’は次式（３）で表される。
【数３】
2017157917.tif 000017
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
更に、ＢＢＵ２１は、送信設定時刻記憶部２１４と同期送信部２１５とを備える。送信設定時刻記憶部２１４は、上記ＡＢＳパターンなどに基づいて設定された下りリンク信号の所定のＢＢＵ２１送信時刻（送信設定時刻）ｔ’を記憶する。同期送信部２１５は、内部クロックの出力に基づいて、所定のＢＢＵ２１送信時刻（送信設定時刻）ｔ’を前記オフセット記憶部２１３に記憶されているオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔに基づいて調整した調整後のＢＢＵ２１送信時刻（送信補正時刻）ｔ’’（＝ｔ’＋Δｔｏｆｆｓｅｔ）になったタイミングに、下りリンク信号の送信処理を開始し、伝送ケーブル２４を介してＲＲＨ２３に送信信号（ベースバンド信号）を出力する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図９は、本実施形態に係るスモールセル基地局２０におけるＢＢＵ２１送信時刻の調整の効果の一例を示す説明図である。図９に示すように、ＢＢＵ２１送信時刻（送信設定時刻）ｔ’の初期設定値にオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔを加算した調整後のＢＢＵ２１送信時刻（送信設定時刻）ｔ’’に、下りリンク信号の送信を開始することにより、各基地局１０，２０それぞれから同期送信された下りリンク信号がユーザ端末装置３０にほぼ同時に到達し、下りリンク信号の受信時間のずれを許容範囲以内にすることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図１０は、本実施形態に係るスモールセル基地局２０の他の構成例を示す機能ブロック図である。なお、図１０において、前述の図６の構成と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
図１０において、リスニング装置２５には、受信タイミング差送信部２５３に代えて、オフセット計算部２５４とオフセット送信部２５５とを備えている。オフセット計算部２５４は、前記受信タイミング差測定部２５２で測定された受信タイミング差Δｔに基づいて、スモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信タイミングのオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔを計算する。本実施形態では、スモールセル２０Ａの半径が小さく、リスニング装置２５とユーザ端末装置３０はほぼ同じ場所に存在すると見なし、オフセット値はΔｔｏｆｆｓｅｔ＝Δｔとする。しかし、スモールセル２０Ａの半径が大きい場合には適当な補正値δを考慮してΔｔｏｆｆｓｅｔ＝Δｔ＋δとすることでより同期精度の高い送信を行うようにしてもよい。オフセット送信部２５５は、オフセット計算部２５４で計算されたオフセット値Δｔｏｆｆｓｅｔを、伝送ケーブル２４を介してＢＢＵ２１に送信する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
１０  マクロセル基地局
１０Ａ  マクロセル
１１  ＢＢＵ、ベースバンド処理部（無線通信制御部）
１２  アンテナ
１３  ＲＲＨ、リモート無線ヘッド（無線送受信部）
１４  伝送ケーブル
２０  スモールセル基地局
２０Ａ  スモールセル
２１  ＢＢＵ、ベースバンド処理部（無線通信制御部）
２２  アンテナ
２３  ＲＲＨ、リモート無線ヘッド（無線送受信部）
２４  伝送ケーブル
２５  リスニング装置
３０  ユーザ端末装置（通信端末装置、移動機、移動局）
６０  基地局間の通信ネットワーク
２１１  受信タイミング差受信部
２１２  オフセット計算部
２１３  オフセット記憶部
２１４  送信設定時刻記憶部
２１５  同期送信部
２１６  オフセット受信部
２３１  送信信号受信部
２３２  無線送信部
２５１  下りリンク信号受信部
２５２  受信タイミング差測定部
２５３  受信タイミング差送信部
２５４  オフセット計算部
２５５  オフセット送信部