JP5366890B2 - 基地局装置、移動端末装置及び通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、次世代移動通信システムにおける基地局装置、移動端末装置及び通信制御方法に関する。

ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）やＨＳＵＰＡ（High Speed Uplink Packet Access）を採用することにより、Ｗ-ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このＵＭＴＳネットワークについては、更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）が検討されている（非特許文献１）。ＬＴＥでは、多重方式として、下り回線（下りリンク）にＷ−ＣＤＭＡとは異なるＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）を用いている。

第３世代のシステムは、概して５ＭＨｚの固定帯域を用いて、下り回線で最大２Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。一方、ＬＴＥのシステムでは、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの可変帯域を用いて、下り回線で最大３００Ｍｂｐｓ及び上り回線で７５Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継のシステムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ））。ＬＴＥ−Ａ（LTE Release 10）では、従来のセルラ環境に加えてローカルエリア環境を重視したHeterogeneous network構成が検討されている。

3GPP, TR25.912 (V7.1.0), "Feasibility study for Evolved UTRA and UTRAN", Sept. 2006

上記したHeterogeneous networkとは、大規模セルと小規模セルとをオーバレイした階層型ネットワークである。このHeterogeneous networkにおいては、小規模セル内の移動端末装置が、大規模セルに接続された状態で小規模セルにハンドオーバされないと、小規模セルからの干渉を受けてしまうという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、Heterogeneous network内の干渉に適合した制御を行うことができ、次世代移動通信システムに対応する基地局装置、移動端末装置及び通信制御方法を提供することを目的とする。

本発明の基地局装置は、大規模セルをカバーする他の基地局装置と少なくとも一部の周波数帯が共用され、小規模セルをカバーする基地局装置であり、自セル内で非接続の移動端末装置を検出する検出部と、前記他の基地局装置における前記非接続の移動端末装置に対する下り制御チャネルのリソースを特定するためのリソース特定情報を取得する取得部と、前記リソース特定情報により特定されるリソースを、ブランクリソースとして設定するブランクリソース設定部とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、大規模セルの他の基地局装置における下り制御チャネルのリソースを考慮して、小規模セルの基地局装置においてブランクリソースが設定されるため、移動端末装置による下り制御情報の受信時に小規模セルからの干渉を抑えることができる。このように、小規模セルの基地局装置および移動端末装置に、大規模セルと小規模セルとを有するHeterogeneous network内の干渉に適合した制御を行わせることができる。

比較例に係る通信制御処理の概要の説明図である。 比較例に係る下りデータチャネルの干渉抑制の説明図である。 比較例に係る下り制御チャネルの干渉状態の説明図である。 本実施の形態に係る通信制御処理の概要の説明図である。 本実施の形態に係る室内用基地局装置および基地局装置のリソースの配置構成図である。 本実施の形態に係るブランクリソースの設定方法の一例を示す説明図である。 本実施の形態に係る室内用基地局装置および基地局装置のリソースの他の配置構成図である。 本実施の形態に係る通信制御処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 本実施の形態に係る通信制御処理の流れの他の一例を示すシーケンス図である。 無線通信システムの構成の説明図である。 移動端末装置の全体構成の説明図である。 基地局装置の全体構成の説明図である。 移動端末装置による通信制御処理の機能ブロックの説明図である。 基地局装置による通信制御処理の機能ブロックの説明図である。 室内用基地局装置による通信制御処理の機能ブロック図である。

ＬＴＥ−Ａシステムでは、ローカルエリア環境を重視したHeterogeneous network（以下、ＨｅｔＮｅｔとする）構成が検討されている。ＨｅｔＮｅｔは、例えば、セル半径の大きなマクロセル（大規模セル）用の基地局装置（Evolved NodeB）に加えて、家庭、オフィス等の屋内施設にセル半径の小さなフェムトセル（小規模セル）用の室内用基地局装置（Home eNodeB）を配置して構成される。

３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、室内用基地局装置として特定のユーザにだけアクセスを許可するＣＳＧ（Closed Subscriber Group）を形成するものがある。図１に示すように、ＣＳＧを形成する室内用基地局装置６０は、登録済みの移動端末装置Ｆに対してのみアクセスを許可するものであるため、フェムトセルＣ２内の未登録の移動端末装置Ｍ１が接続されることがない。したがって、フェムトセルＣ２内の移動端末装置Ｍ１は、マクロセルＣ１からフェムトセルＣ２にハンドオーバされず、フェムトセルＣ２からの下り無線信号により干渉を受けてしまっていた。

この場合、図２に示すように、各移動端末装置で共有される下りデータチャネル（PDSCH：Physical Downlink Shared Channel）に関しては、基地局装置５０と室内用基地局装置６０とで周波数帯域を分けて使用することが考えられる。これより、移動端末装置Ｍ１は、フェムトセルＣ２からの干渉を避けて、下りデータチャネルでユーザデータを受信できる。

一方、下り制御チャネル（PDCCH：Physical Downlink Control Channel）では、周波数ダイバーシチ効果が得られるよう、周波数帯域全体に分散したサブキャリアが使用される。このため、基地局装置５０と室内用基地局装置６０とで周波数帯域を分けて使用することができず、移動端末装置Ｍ１は、フェムトセルＣ２からの干渉を避けることができなかった。

図３に示すように、マクロセルＣ１に接続された移動端末装置Ｍ１−Ｍ３に対する下り制御チャネルは、サブフレームの先頭２シンボルにおいて、それぞれ周波数方向に分散して割り当てられている。下り制御チャネルが割り当てられるシンボルには、ハイブリッドＡＲＱ通知チャネル（PHICH：Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）や、制御フォーマット通知チャネル（PCFICH：Physical Control Format Indicator Channel）も、周波数方向の所定の位置に割り当てられている。

フェムトセルＣ２におけるＰＤＣＣＨは、マクロセルＣ１と同様に、サブフレームの先頭２シンボルにＰＨＩＣＨやＰＣＦＩＣＨと共に割り当てられている。したがって、マクロセルＣ１内の移動端末装置Ｍ１に対するＰＤＣＣＨは、破線に示すように、フェムトセルＣ２のＰＤＣＣＨ、ＰＨＩＣＨ、ＰＣＦＩＣＨにより干渉を受けるという問題があった。

そこで、本発明者らは、上記問題点を解決するために、本発明をするに至った。すなわち、本発明の骨子は、フェムトセルＣ２の室内用基地局装置に仮想的に移動端末装置を登録し、この仮想的な移動端末装置に対するＰＤＣＣＨリソースのうち、未登録の移動端末装置Ｍ１に干渉を与え得るＰＤＣＣＨリソースをブランクリソースに設定することである。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して、フェムトセル内で非接続の移動端末装置に対する干渉抑制制御について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る通信制御処理の概要の説明図である。図５は、本実施の形態に係る室内用基地局装置および基地局装置のリソースの配置構成の説明図である。なお、以下の説明においては、マクロセルとフェムトセルとを階層化したＨｅｔＮｅｔについて説明するが、この構成に限定されるものではなく、例えば、マクロセルとピコセルおよびマイクロセルとを階層化したＨｅｔＮｅｔにも適用可能である。

図４に示すように、基地局装置２０には、マクロセルＣ１内の移動端末装置Ｍ１−Ｍ３が接続されている。室内用基地局装置３０には、フェムトセルＣ２内の移動端末装置Ｍ１は接続されず、移動端末装置Ｆだけが接続されている。フェムトセルＣ２の室内用基地局装置３０には、ホワイトリストと呼ばれるＣＳＧのリストに、アクセスが許可された移動端末装置Ｆの他、仮想的に移動端末装置Ｖが登録されている。

仮想的な移動端末装置Ｖは、フェムトセルＣ２内にあたかも存在するものとして、室内用基地局装置３０によるＰＤＣＣＨに対するブランクリソースの設定に用いられる。室内用基地局装置３０は、この仮想的な移動端末装置Ｖに対するＰＤＣＣＨをブランクリソースとして設定することで、移動端末装置Ｍ１のＰＤＣＣＨに対する干渉を抑えている。すなわち、室内用基地局装置３０では、基地局装置２０における移動端末装置Ｍ１のＰＤＣＣＨに対応するように、移動端末装置ＶのＰＤＣＣＨリソースをブランクリソースに設定する。

また、室内用基地局装置３０では、基地局装置２０とセルＩＤ（PCI：Physical Cell ID）を一致させている。これは、セルＩＤに依存するインタリービングパターンとＣＲＳ（Common Reference Signal）の位置を一致させるためである。尚、異なるセルIDでもインタリービングパターンとＣＲＳ（Common Reference Signal）の位置を一致させるようにすることは可能である。

このような構成により、図５に示すように、移動端末装置Ｍ１に対するＰＤＣＣＨの干渉が抑えられる。具体的には、フェムトセルＣ２では、マクロセルＣ１の移動端末装置Ｍ１に対するＰＤＣＣＨに対応するリソースが、ブランクリソースとして設定される。このため、フェムトセルＣ２により、マクロセルＣ１の移動端末装置Ｍ１に対するＰＤＣＣＨの干渉が抑制される。なお、ブランクリソースは、全くデータが割り当てられないリソースとしてもよいし、マクロセルの無線フレームに対して干渉を与えない程度にデータが割り当てられるリソースとして規定されてもよい。さらに、ブランクリソースは、規定の送信電力以下で送信されるリソースとして規定されてもよい。

室内用基地局装置３０は、ブランクリソースとマクロセルＣ１における移動端末装置Ｍ１に対するＰＤＣＣＨリソースとを合わせるため、このＰＤＣＣＨリソースを特定するためのリソース特定情報を取得する必要がある。ここで、図６を参照してリソース特定情報に基づくブランクリソースの設定方法について説明する。図６は、本発明の実施の形態に係るブランクリソースの設定方法の一例を示す説明図である。

図６（ａ）に示すように、ＰＤＣＣＨで送信される下り制御情報（DCI：Downlink Control Information）は、ユーザ毎にＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）が付与され、チャネルコーディング、ＲＡＴＥマッチング、ＱＰＳＫ変調等の各種処理が施される。次に、各ユーザＵＥ＃１−＃４に対する下り制御情報が、ＣＣＥ（Control Channel Element）単位で多重される。１ＣＣＥは、９ＲＥＧ（Resource Element Group）で構成されている。また、ＣＣＥのアグリゲーションレベル（アグリゲーション数）は、１、２、４、８で規定されている。

次に、ＣＣＥ＃１−＃９は、インタリービングパターンを用いてインタリーブされる。これによりＰＤＣＣＨが、ＲＥＧ単位で周波数帯域全体に分散される。したがって、特定のユーザに対するＰＤＣＣＨリソースを特定するためには、インタリーブ前におけるユーザの位置（ＣＣＥ）を特定する必要がある。室内用基地局装置３０では、移動端末装置Ｍ１のＰＤＣＣＨに対応するリソースを特定するために、インタリーブ前の移動端末装置Ｍ１のＣＣＥを特定する。図６（ｂ）に示すように、基地局装置３０は、基地局装置２０におけるインタリーブ前の移動端末装置Ｍ１のＣＣＥを特定すると、このＣＣＥに対応した自身のＣＣＥをブランクにしてインタリーブする。このようにして、フェムトセルＣ２では、マクロセルＣ１の移動端末装置Ｍ１のＰＤＣＣＨに対応するリソースが、ブランクリソースとして設定される。

移動端末装置Ｍ１のＣＣＥは、室内用基地局装置３０において、以下の式（２）により算出される。

上記式（２）において、Ｌはアグリゲーションレベル、Ｎ_CCE,KはＰＤＣＣＨに使用されるリソースエレメント数、Ｙ_-1は端末識別情報（UE-ID、RNTI：Radio Network Temporary Identifier）、ｍはＰＤＣＣＨの候補数（ＰＤＣＣＨインデックス）をそれぞれ示している。なお、ＰＤＣＣＨの候補数は、アグリゲーションレベルに応じて変化するものであり、例えば、Ｌ＝１の場合は「０」−「５」の６通りである。したがって、Ｌ＝１の場合には、６通りの算出結果が求められる。これは、式（２）によって求められた連続する６つのＣＣＥのいずれかが、移動端末装置Ｍ１のＣＣＥであることを示している。

室内用基地局装置３０は、リソース特定情報として、基地局装置２０からＰＤＣＣＨに使用されるリソースエレメント数、移動端末装置Ｍ１のＵＥ−ＩＤを取得する。室内用基地局装置３０は、これらの情報から移動端末装置Ｍ１のＰＤＣＣＨのＣＣＥの先頭リソースを算出し、ＰＤＣＣＨのＣＣＥをブランクに設定する。このとき、ＰＤＣＣＨのＣＣＥの先頭リソースは、アグリゲーションレベルやＰＤＣＣＨの候補数の種別分だけ算出されるため、ブランクリソースが多めに設定される。

室内用基地局装置３０は、より正確に移動端末装置Ｍ１のＰＤＣＣＨのＣＣＥを算出するために、リソース特定情報としてアグリゲーションレベルやＰＤＣＣＨの候補数を基地局装置２０から取得するようにしてもよい。これにより、室内用基地局装置３０で設定されるブランクリソースを減らして、無線リソースを有効利用できる。

また、ＰＤＣＣＨの候補数は、サブフレーム単位で変化するものである。このため、室内用基地局装置３０は、ＰＤＣＣＨの候補数を基地局装置２０から取得する際には、サブフレーム単位で基地局装置２０と通信する必要がある。よって、基地局装置２０は、例えば、奇数番のＰＤＣＣＨの候補数を使用する旨を、予め室内用基地局装置３０に通知することで、サブフレーム単位で通信することなく、無線リソースを有効利用することが可能である。また、一番シンプルな方法は、基地局装置２０が室内用基地局装置３０に対してＵＥ−ＩＤなどを通知せずに、移動端末装置Ｍ１のＰＤＣＣＨに用いられる特定のリソースエレメントの候補（位置情報）のみを通知する方法である。この方法により、室内用基地局装置３０は、その特定のリソースエレメントを避けるようにＰＤＣＣＨを割り当てることができる。

そして、室内用基地局装置３０は、基地局装置２０と同一のインタリービングパターンを用いてインタリーブする。これにより、フェムトセルＣ２のブランクリソースが、マクロセルＣ１の移動端末装置Ｍ１に対するＰＤＣＣＨリソースに合わせられる。インタリービングパターンは、上記したようにセルＩＤに依存している。セルＩＤは、室内用基地局装置３０により基地局装置２０から取得されてもよいし、室内用基地局装置３０に予め基地局装置２０と同一のものが設定されてもよい。

なお、室内用基地局装置３０は、基地局装置２０からの無線信号を受信することで、リソース特定情報を取得する構成としてもよいし、基地局装置２０からの通知により、リソース特定情報を取得する構成としてもよい。また、室内用基地局装置３０は、ハンドオーバのプロシージャを用いて、基地局装置２０からリソース特定情報を取得してもよい。

また、室内用基地局装置３０は、基地局装置２０のＰＨＩＣＨパラメータ（応答リソース特定情報）を取得する構成としてもよい。室内用基地局装置３０は、ＰＨＩＣＨパラメータからリソースを特定し、室内用基地局装置３０と基地局装置２０でＰＨＩＣＨの場所を同一にすることができる、あるいは両者のＰＨＩＣＨ同士の干渉を避けることも可能である。

また、室内用基地局装置３０は、基地局装置２０のＰＣＦＩＣＨで送信される制御情報を取得する構成としてもよい。室内用基地局装置３０は、ＰＣＦＩＣＨの制御情報からＰＤＣＣＨで使用されるシンボル数を特定し、マクロセルＣ１のリソースブロック構成に合わせて、より正確に移動端末装置Ｍ１のＰＤＣＣＨのＣＣＥを算出できる。

なお、室内用基地局装置３０は、基地局装置２０からの無線信号を受信することで、ＰＨＩＣＨのパラメータおよびＰＣＦＩＣＨの制御情報を取得する構成としてもよいし、基地局装置２０からの通知により、ＰＨＩＣＨのパラメータおよびＰＣＦＩＣＨの制御情報を取得する構成としてもよい。

上記したブランクリソースの設定方法では、室内用基地局装置３０と基地局装置２０とで同一のセルＩＤが用いられるため、図５に示すように、マクロセルＣ１とフェムトセルＣ２のＣＲＳ、ＰＣＦＩＣＨのリソースが合わせられている。また、上記の方法でＰＨＩＣＨのリソースも合わせることができる。この場合、上記方法では、ＣＲＳ同士、ＰＨＩＣＨ同士、ＰＣＦＩＣＨ同士の干渉を抑えることができない。この場合には、室内用基地局装置３０は、ＣＲＳ等の干渉を抑えるために基地局装置２０と異なるセルＩＤを使用する。これにより、室内用基地局装置３０は、ＣＲＳ等のリソースを周波数方向にシフトさせて、ＣＲＳ等のリソースの干渉を抑制できる。

また、インタリービングパターンは、セルＩＤに依存するため、室内用基地局装置３０と基地局装置２０とで異なるパターンが用いられる。この場合、室内用基地局装置３０は、基地局装置２０で用いられるインタリービングパターンとの違いを考慮して、ブランクリソースを設定する。このようなブランクリソースの設定により、異なるインタリービングパターンを用いてもマクロセルＣ１の移動端末装置Ｍ１に対するＰＤＣＣＨリソースとフェムトセルＣ２のブランクリソースとを合わせることができる。

このとき、図７に示すように、マクロセルＣ１およびフェムトセルＣ２において、ＣＲＳ等が周波数方向にシフトされている。ＣＲＳ等に対してはブランクリソースが設定できないため、ブランクリソースがマクロセルＣ１の移動端末装置Ｍ１に対するＰＤＣＣＨに完全に一致しない。しかしながら、ブランクリソースが、マクロセルＣ１の移動端末装置Ｍ１のＰＤＣＣＨに部分的に合わされるため、ＣＲＳ等の干渉を抑制しつつＰＤＣＣＨの干渉を部分的に抑制できる。このように、ＣＲＳ等の干渉抑制制御とＰＤＣＣＨの干渉抑制制御は、トレードオフの関係にある。

ここで、図８を参照して、通信制御処理の流れの一例について説明する。図８は、本実施の形態に係る通信制御処理の流れの一例を示すシーケンス図である。

図８に示すように、マクロセルＣ１に接続された移動端末装置Ｍ１は、フェムトセルＣ２内の室内用基地局装置３０に近づくと、マクロセルＣ１の基地局装置２０に対してメジャメントレポートを通知する（ステップＳ０１）。この場合、例えば、移動端末装置Ｍ１は、基地局装置２０からの電波強度よりも、室内用基地局装置３０からの電波強度が強くなった場合に、メジャメントレポートを通知する。次に、基地局装置２０は、メジャメントレポートを受けてフェムトセルＣ２内で非接続の移動端末装置Ｍ１を検出する（ステップＳ０２）。

次に、基地局装置２０は、フェムトセルＣ２内の移動端末装置Ｍ１を室内用基地局装置３０に通知する（ステップＳ０３）。次に、室内用基地局装置３０は、ホワイトリストを参照して、移動端末装置Ｍ１が未登録端末（非接続）であることを検出する（ステップＳ０４）。次に、室内用基地局装置３０は、基地局装置２０から移動端末装置Ｍ１に対するＰＤＣＣＨリソースを特定するためのリソース特定情報を取得する（ステップＳ０５）。リソース特定情報には、移動端末装置Ｍ１のＵＥ−ＩＤ、ＰＤＣＣＨに使用されるリソースエレメント数が含まれる。なお、より正確にＰＤＣＣＨリソースを特定する場合には、リソース特定情報は、ＵＥ−ＩＤ、リソースエレメント数に加えて、アグリゲーションレベル、ＰＤＣＣＨの候補数を含んでもよい。

また、室内用基地局装置３０は、リソース特定情報に加えて、ＰＨＩＣＨパラメータ、ＰＣＦＩＣＨの制御情報、セルＩＤを基地局装置２０から取得してもよい。さらに、室内用基地局装置３０は、予め基地局装置２０と同一のセルＩＤが設定されていない場合や、基地局装置２０と異なるインタリービングパターンを用いる場合には、セルＩＤを基地局装置２０から取得してもよい。

次に、室内用基地局装置３０は、ホワイトリストに登録された仮想的な移動端末装置Ｖに対し、リソース特定情報で示されるリソースをブランクリソースとして設定する（ステップＳ０６）。このとき、室内用基地局装置３０は、リソース特定情報と上記した式（２）を用いて、基地局装置２０におけるインタリーブ前の移動端末装置Ｍ１のＣＣＥを特定する。そして、室内用基地局装置３０は、特定したＣＣＥに基づいて移動端末装置Ｖのインタリーブ前のＣＣＥをブランクに設定し、インタリービングパターンを用いてインタリーブする。

なお、インタリーブは、上記したように同一のインタリービングパターンを用いてもよいし、異なるインタリービングパターンを用いてもよい。同一のインタリービングパターンを用いてブランクリソースを設定する場合には、移動端末装置Ｍ１のＰＤＣＣＨの干渉が効果的に抑制される。異なるインタリービングパターンを用いてブランクリソースを設定する場合には、ＣＲＳ同士、ＰＨＩＣＨ同士、ＰＣＦＩＣＨ同士の干渉が抑制できると共に、ＰＤＣＣＨの干渉が部分的に抑制される。

図９を参照して、通信制御処理の流れの他の一例について説明する。図９は、本実施の形態に係る通信制御処理の流れの他の一例を示すシーケンス図である。なお、以下の例は、室内用基地局装置が、ハンドオーバ手順を用いてＵＥ−ＩＤを基地局装置から取得する例である。

図９に示すように、室内用基地局装置３０は、基地局装置２０からの無線信号の受信、または基地局装置２０からの通知により、基地局装置２０のセルＩＤを取得する（ステップＳ１１）。次に、マクロセルＣ１に接続された移動端末装置Ｍ１は、フェムトセルＣ２内の室内用基地局装置３０に近づくと、マクロセルＣ１の基地局装置２０に対してメジャメントレポートを通知する（ステップＳ１２）。次に、基地局装置２０は、メジャメントレポートを受けてフェムトセルＣ２内で非接続の移動端末装置Ｍ１を検出する（ステップＳ１３）。

次に、基地局装置２０は、リソース特定情報としてのＵＥ−ＩＤを含むハンドオーバ準備信号を室内用基地局装置３０に通知する（ステップＳ１４）。次に、室内用基地局装置３０は、ホワイトリストを参照して、移動端末装置Ｍ１が未登録端末（非接続）であることを検出する（ステップＳ１５）。次に、室内用基地局装置３０は、基地局装置２０からリソース特定情報としてＰＤＣＣＨに使用されるリソースエレメント数を取得する（ステップＳ１６）。また、室内用基地局装置３０は、アグリゲーションレベル、ＰＤＣＣＨの候補数、ＰＨＩＣＨパラメータ、ＰＣＦＩＣＨの制御情報を取得してもよい。

次に、室内用基地局装置３０は、ホワイトリストに登録された仮想的な移動端末装置Ｖに対し、リソース特定情報で示されるリソースをブランクリソースとして設定する（ステップＳ１７）。このとき、室内用基地局装置３０は、同一のインタリービングパターン、または異なるインタリービングパターンを用いてブランクリソースを設定することができる。

ここで、上記したＰＤＣＣＨの干渉抑制方法を実現するための構成について詳細に説明する。図１０は、本実施例に係る無線通信システムのシステム構成の説明図である。なお、図１０に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム或いは、ＳＵＰＥＲ ３Ｇが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、ＬＴＥシステムのシステム帯域を一単位とする複数の基本周波数ブロックを一体としたキャリアアグリゲーションが用いられている。また、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。

図１０に示すように、無線通信システムは、ＨｅｔＮｅｔであり、マクロセルＣ１とフェムトセルＣ２とにより、階層型ネットワークが構築されている。マクロセルＣ１の基地局装置２０には、移動端末装置Ｍが接続されている。フェムトセルＣ２の室内用基地局装置３０には、移動端末装置Ｆが接続されている。フェムトセルＣ２内の移動端末装置Ｍは、基地局装置２０に接続し、室内用基地局装置３０に非接続となっている。また、基地局装置２０および室内用基地局装置３０は、それぞれ図示しない上位局装置に接続され、上位局装置を介してコアネットワーク４０と接続される。なお、説明の便宜上、基地局装置２０および室内用基地局装置３０と無線通信するのは移動端末装置であるものとして説明するが、より一般的には移動端末装置も固定端末装置も含むユーザ装置（UE：User Equipment）でよい。

無線通信システムにおいては、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、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。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。

ここで、ＬＴＥシステムにおける通信チャネルについて説明する。
下りの通信チャネルは、各移動端末装置で共有される下りデータチャネルとしてのＰＤＳＣＨと、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（PDCCH、PCFICH、PHICH）とを有する。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨにより、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨにより、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨにより、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat Request）のＡＣＫ/ＮＡＣＫが伝送される。

上りの通信チャネルは、各移動端末装置で共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上り制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）とを有する。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位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）、ＡＣＫ/ＮＡＣＫ等が伝送される。

図１１を参照して、本実施の形態に係る移動端末装置の全体構成について説明する。なお、フェムトセルに接続する移動端末装置Ｆおよびマクロセルに接続する移動端末装置Ｍは、同様な構成であるため、移動端末装置１０として説明する。また、説明の便宜上、上りリンクにより移動端末装置から基地局装置に送信される信号の処理については省略する。

移動端末装置１０は、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、アプリケーション部１０５とを備えている。下りリンクの送信データは、送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がアンプ部１０２で増幅され、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る。

ベースバンド信号処理部１０４において、このベースバンド信号は、ＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等が行われる。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１０５に転送される。アプリケーション部１０５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１０５に転送される。

図１２を参照して、本実施の形態に係るマクロセルをカバーする基地局装置の全体構成について説明する。なお、フェムトセルをカバーする基地局装置については、マクロセルの基地局装置と同様な構成なため、ここでは説明を省略する。また、説明の便宜上、上りリンクにより移動端末装置から基地局装置に送信される信号の処理については省略する。

基地局装置２０は、送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、呼処理部２０５と、伝送路インタフェース２０６とを備えている。下りリンクにより基地局装置Ｂ１から移動端末装置ＵＥに送信されるユーザデータは、上位局装置から伝送路インタフェース２０６を介して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において、下りデータチャネルの信号は、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る。また、下り制御チャネルの信号に関しても、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る。

また、ベースバンド信号処理部２０４は、報知チャネルにより、同一セルに接続する移動端末装置に対して、各移動端末装置が基地局装置２０との無線通信するための制御情報を通知する。当該セルにおける通信のための報知情報には、例えば、上りリンク又は下りリンクにおけるシステム帯域幅や、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）におけるランダムアクセスプリアンブルの信号を生成するためのルート系列の識別情報（Root Sequence Index）等が含まれる。

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周波数変換する。アンプ部２０２は周波数変換された送信信号を増幅して送受信アンテナ２０１へ出力する。

図１３を参照して、本実施の形態に係る移動端末装置による通信制御処理の機能ブロックについて説明する。図１３は、移動端末装置による通信制御処理の機能ブロックの説明図である。なお、図１３の各機能ブロックは、主にベースバンド処理部の処理内容である。また、図１３に示す機能ブロックは、本発明を説明するために簡略化したものであり、ベースバンド処理部において通常備える構成は備えるものとする。

図１３に示すように、移動端末装置１０は、ハンドオーバ判定部１１１と、メジャメントレポート生成部１１２と、送受信部１０３とを有している。ハンドオーバ判定部１１１は、基地局装置２０からの電波強度よりも、室内用基地局装置３０からの電波強度が強いか否かを判定する。メジャメントレポート生成部１１２は、基地局装置２０からの電波強度よりも室内用基地局装置３０からの電波強度が強い場合に、メジャメントレポートを生成する。送受信部１０３は、メジャメントレポートの送信および基地局装置２０からの下り制御情報の受信を行う。

図１４を参照して、本実施の形態に係る基地局装置による通信制御処理の機能ブロックについて説明する。図１４は、基地局装置による通信制御処理の機能ブロックの説明図である。なお、図１４の各機能ブロックは、主にベースバンド処理部の処理内容である。また、図１４に示す機能ブロックは、本発明を説明するために簡略化したものであり、ベースバンド処理部において通常備える構成は備えるものとする。

図１４に示すように、基地局装置２０は、検出部２１１と、リソース特定情報生成部２１２と、送受信部２０３とを有している。検出部２１１は、移動端末装置１０からのメジャメントレポートにより、フェムトセルＣ２内で室内用基地局装置３０に非接続の移動端末装置１０を検出する。リソース特定情報生成部２１２は、検出部２１１に検出された移動端末装置１０のＰＤＣＣＨリソースを特定するためのリソース特定情報、すなわち、移動端末装置１０のＵＥ−ＩＤ、ＰＤＣＣＨに使用されるリソースエレメント数、ＣＣＥのアグリゲーションレベル、ＰＤＣＣＨの候補数等を生成する。また、リソース特定情報生成部２１２は、リソース特定情報に加えて、ＰＨＩＣＨパラメータ、ＰＣＦＩＣＨの制御情報を生成してもよい。

送受信部２０３は、リソース特定情報生成部２１２により生成されたリソース特定情報等を室内用基地局装置３０に送信する。なお、室内用基地局装置３０は、ハンドオーバ手順を用いて基地局装置２０にリソース特定情報としてのＵＥ−ＩＤを通知するためのハンドオーバ準備信号生成部２１３を有してもよい。ハンドオーバ準備信号生成部２１３は、移動端末装置１０からのメジャメントレポートを受けて、検出部２１１に検出された移動端末装置１０のＵＥ−ＩＤを含むハンドオーバ準備信号を生成する。

図１５を参照して、室内用基地局装置による通信制御処理の機能ブロックについて説明する。図１５は、室内用基地局装置による通信制御処理の機能ブロックについて説明図である。なお、図１５の各機能ブロックは、主にベースバンド処理部の処理内容である。また、図１５に示す機能ブロックは、本発明を説明するために簡略化したものであり、ベースバンド処理部において通常備える構成は備えるものとする。

図１５に示すように、室内用基地局装置３０は、検出部３１１と、取得部３１２と、ブランクリソース設定部３１３と、送受信部３０３とを有している。検出部３１１は、ホワイトリストを参照して、基地局装置２０から通知された自セル内の未登録の移動端末装置１０を検出する。なお、検出部３１１は、基地局装置２０からの通知に基づいて、自セル内で非接続の移動端末装置１０を検出する構成に代えて、自ら自セル内の非接続端末を補足する構成としてもよい。取得部３１２は、基地局装置２０からの通知により移動端末装置１０のＰＤＣＣＨリソースを特定するためのリソース特定情報や、ＰＨＩＣＨパラメータ、ＰＣＦＩＣＨの制御情報等を取得する。なお、取得部３１２は、基地局装置２０からの通知によりリソース特定情報等を取得する代わりに、基地局装置２０からの無線信号を受信してリソース特定情報等を取得してもよい。

ブランクリソース設定部３１３は、仮想的な移動端末装置に対してリソース特定情報に示されるリソースに、ブランクリソースを設定する。具体的には、ブランクリソース設定部３１３がインタリーブ前の未登録の移動端末装置１０のＣＣＥを算出し、このＣＣＥに対応する仮想的な移動端末装置のＣＣＥをブランクに設定してインタリーブする。これにより、ブランクリソースが、基地局装置２０における移動端末装置１０のＰＤＣＣＨリソースに合わせて設定され、フェムトセルＣ２内の移動端末装置１０の干渉が抑制される。

以上のように、本実施の形態に係る室内用基地局装置３０によれば、基地局装置２０におけるＰＤＣＣＨリソースを考慮して、ブランクリソースが設定されるため、移動端末装置１０によるＰＤＣＣＨの受信時にフェムトセルＣ２からの干渉を抑えることができる。このように、基地局装置２０および室内用基地局装置３０に、マクロセルＣ１とフェムトセルＣ２とを有するHeterogeneous network内の干渉に適合した制御を行わせることができる。また、基地局装置２０および室内用基地局装置３０の設定によりＰＤＣＣＨの干渉を抑えることが可能なため、移動端末装置１０については、ＬＴＥ−Ａ端末だけでなく、ＬＴＥ端末を適用することができる。

なお、上記した実施の形態においては、小規模セルとしてフェムトセルをカバーする室内用基地局装置について説明したが、この構成に限定されるものではない。小規模セルをカバーする基地局装置は、マクロセルと共にHeterogeneous networkを構築可能であればよく、ピコセルやマイクロセル等をカバーする基地局装置でもよい。

また、上記した実施の形態においては、小規模セルの基地局装置が、自セル内で未登録の移動端末装置に対する下り制御チャネルの干渉を抑える構成として説明したが、この構成に限定されるものではない。小規模セルの基地局装置は、自セル内で非接続の移動端末装置に対する干渉を抑えるものであればよく、例えば、装置数、装置種別、装置性能等の接続条件を満たさない移動端末装置に対する干渉を抑えてもよいし、接続障害により非接続の移動端末装置に対する干渉を抑える構成としてもよい。

また、上記した実施の形態においては、リソース特定情報が、ＵＥ−ＩＤ、リソースエレメント数、アグリゲーションレベル、ＰＤＣＣＨの候補数を示すものとして説明したが、これらの情報に限定されるものではない。リソース特定情報は、リソースを特定可能な情報であればよく、例えば、リソースのアドレス情報でもよい。

また、上記した実施の形態においては、大規模セルの基地局装置が移動端末装置からメジャメントレポートを受けることにより、小規模セルの基地局装置に対する移動端末装置の接近が検出されたが、この構成に限定されるものではない。大規模セルの基地局装置は、小規模セルの基地局装置に対する移動端末装置の接近を検出可能であれば、どのような構成でもよい。

また、上記した実施の形態においては、小規模セルの基地局装置が、仮想的な移動端末装置を登録して、この仮想的な移動端末装置にブランクリソースを設定する構成としたが、この構成に限定されるものではない。小規模セルの基地局装置は、自セル内で非接続の移動端末装置のＰＤＣＣＨに干渉を与え得るリソースをブランクリソースに設定可能であれば、仮想的な移動端末装置を設定しなくてもよい。

本発明は上記実施の形態に限定されず、様々変更して実施することが可能である。例えば、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、上記説明における処理部の数、処理手順については適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。

１０ 移動端末装置
２０ 基地局装置
３０ 室内用基地局装置
４０ コアネットワーク
１０３ 送受信部
１１１ ハンドオーバ判定部
１１２ メジャメントレポート生成部
２０３ 送受信部
２１２ リソース特定情報生成部
２１３ ハンドオーバ準備信号生成部
３０３ 送受信部
３１１ 検出部
３１２ 取得部
３１３ ブランクリソース設定部
Ｃ１ マクロセル（大規模セル）
Ｃ２ フェムトセル（小規模セル）

Claims (20)

1. 大規模セルをカバーする他の基地局装置と少なくとも一部の周波数帯が共用され、小規模セルをカバーする基地局装置であり、
   自セル内で非接続の移動端末装置を検出する検出部と、
   前記他の基地局装置における前記非接続の移動端末装置に対する下り制御チャネルのリソースを特定するためのリソース特定情報を取得する取得部と、
   前記リソース特定情報により特定されるリソースを、ブランクリソースとして設定するブランクリソース設定部とを備えたことを特徴とする基地局装置。
2. 前記小規模セルは、特定の移動端末装置が接続可能なクローズドセルであり、
   前記検出部は、自セル内における前記特定の移動端末装置以外の移動端末装置を、前記非接続の移動端末装置として検出し、
   前記ブランクリソース設定部は、前記非接続の移動端末装置に前記クローズドセルに接続可能な仮想の移動端末装置を対応づけ、当該仮想の移動端末装置の下り制御チャネルのリソースを、ブランクリソースとして設定することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記取得部は、前記リソース特定情報として、前記非接続の移動端末装置の下り制御チャネルに割り当てられるリソースエレメントの候補を取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基地局装置。
4. 前記取得部は、前記リソース特定情報として、前記非接続の移動端末装置の端末ＩＤおよび下り制御チャネルに割り当てられるリソースエレメント数を取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基地局装置。
5. 前記取得部は、前記リソース特定情報として、前記端末ＩＤおよび前記リソースエレメント数に加え、アグリゲーションレベルおよび下り制御チャネルに対するリソース割り当ての候補数の少なくとも１つを取得することを特徴とする請求項４に記載の基地局装置。
6. 前記取得部は、前記他の基地局装置おいて上りリンクで受信した信号に対する応答信号が割り当てられた応答用のリソースを特定するための応答リソース特定情報および前記大規模セルのセルＩＤのいずれかを取得することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の基地局装置。
7. 前記ブランクリソース設定部は、前記他の基地局装置と同一のインタリービングパターンを用いてブランクリソースを設定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の基地局装置。
8. 前記ブランクリソース設定部は、前記他の基地局装置と異なるインタリービングパターンを用い、前記リソース特定情報により特定されるリソースがブランクリソースとして設定されるように、インタリーブ前の伝送ストリームにブランクリソースを配置することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の基地局装置。
9. 前記取得部は、前記他の基地局装置から通知されたハンドオーバ準備信号により、前記リソース特定情報の少なくとも一部を取得することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の基地局装置。
10. 小規模セルをカバーする他の基地局装置と少なくとも一部の周波数帯が共用され、大規模セルをカバーする基地局装置であり、
    前記小規模セル内で前記他の基地局装置に非接続の移動端末装置を検出する検出部と、
    前記非接続の移動端末装置に対する下り制御チャネルのリソースを特定するためのリソース特定情報を、前記他の基地局装置に送信する送信部とを備えたことを特徴とする基地局装置。
11. 前記小規模セルは、特定の移動端末装置が接続可能なクローズドセルであり、
    前記送信部は、前記リソース特定情報をクローズドセルに配置された他の基地局装置に送信することを特徴とする請求項１０に記載の基地局装置。
12. 前記送信部は、前記リソース特定情報として、前記非接続の移動端末装置の下り制御チャネルに割り当てられるリソースエレメントの候補を送信することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の基地局装置。
13. 前記送信部は、前記リソース特定情報として、前記非接続の移動端末装置の端末ＩＤおよび下り制御チャネルに割り当てられるリソースエレメント数を送信することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の基地局装置。
14. 前記送信部は、前記リソース特定情報として、前記端末ＩＤおよび前記リソースエレメント数に加え、アグリゲーションレベルおよび下り制御チャネルに対するリソース割り当ての候補数の少なくとも１つを送信することを特徴とする請求項１３に記載の基地局装置。
15. 前記送信部は、前記移動端末装置から上りリンクで受信した信号に対する応答信号が割り当てられた応答用のリソースを特定するための応答リソース特定情報および自セルのセルＩＤのいずれかを送信することを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれかに記載の基地局装置。
16. 前記送信部は、リソース特定情報の少なくとも一部をハンドオーバ準備信号に含めて、前記他の基地局装置に送信することを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれかに記載の基地局装置。
17. 小規模セルをカバーする他の基地局装置と少なくとも一部の周波数帯が共用され、大規模セルをカバーする基地局装置に接続可能な移動端末装置であり、
    前記小規模セル内で前記他の基地局装置に非接続であることを示す非接続情報を前記基地局装置に送信し、前記基地局装置からの下り制御チャネルのリソースを特定するためのリソース特定情報を、前記基地局装置から前記他の基地局装置に取得させ、前記他の基地局装置にて前記リソース特定情報に特定されるリソースにブランクリソースを設定させる送信部と、
    前記基地局装置の前記下り制御チャネルで下り制御情報を受信する受信部とを備えたことを特徴とする移動端末装置。
18. 前記小規模セルは、特定の移動端末装置が接続可能なクローズドセルであり、前記特定の移動端末装置に含まれないことを特徴とする請求項１７に記載の移動端末装置。
19. 前記送信部は、前記非接続情報の送信により、前記基地局装置から前記他の基地局装置に送信されるハンドオーバ準備信号にリソース特定情報の少なくとも一部を含めさせることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の移動端末装置。
20. 大規模セルをカバーする他の基地局装置と少なくとも一部の周波数帯が共用され、小規模セルをカバーする基地局装置の通信制御方法であり、
    自セル内で非接続の移動端末装置を検出するステップと、
    前記他の基地局装置における前記非接続の移動端末装置に対する下り制御チャネルのリソースを特定するためのリソース特定情報を取得するステップと、
    前記リソース特定情報により特定されるリソースを、ブランクリソースとして設定するステップとを有することを特徴とする通信制御方法。

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