JP5602742B2 - 干渉制御方法、マクロ端末、マクロ基地局及びフェムト基地局 - Google Patents

干渉制御方法、マクロ端末、マクロ基地局及びフェムト基地局 Download PDF

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Description

本発明は、干渉制御方法、マクロ端末、マクロ基地局及びフェムト基地局に関し、特にマクロ端末(MUE:Macro User Equipment)が超小型無線基地局装置(以下、「フェムト基地局(HNB:Femto, Home Node B)」と記載する)に接近した場合に、それを検出し、フェムト基地局がマクロ端末への干渉を低減、または回避する干渉制御方法、マクロ端末、マクロ基地局及びフェムト基地局に関する。
WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)またはLTE(Long Term Evolution)に代表されるセルラーシステムに、フェムト基地局を導入する検討が盛んに行われている。フェムト基地局が比較的伝搬環境の悪い一般家庭またはオフィス等の建物内へ設置され、半径数十メートル以下のエリアをカバーすることにより、フェムト基地局設置エリア内の無線伝送高速化が期待されている。
既存のセルラーシステムは、都市部では、全運用周波数バンドを使用していることが想定される。このため、フェムト基地局専用周波数バンドの確保は、困難である。従って、フェムト基地局の導入に際しては、既存のマクロ基地局(MNB:Macro NodeB)とフェムト基地局とで周波数が共用されることが有力である。また、フェムト基地局設置者のみがそのフェムト基地局を使って通信を行えるCSG(Closed Subscriber Group)によるアクセス制限機能がサポートされる見込みである。
これらの条件の下でフェムト基地局を既存のセルラーシステムに導入すると、フェムト基地局から既存のマクロ端末に与える下り回線の相互干渉、または、既存のマクロ基地局からフェムトセルユーザ(つまり、フェムト端末(HUE:Home User Equipment)に与える下り回線の相互干渉が問題となる。
特に、LTEシステムでは、下りデータチャネル(PDSCH)で高速ビットレート伝送が行われることにより、基地局が下り回線において最大電力での送信を行う。従って、LTEシステムの下り回線における干渉問題は深刻である。即ち、マクロ基地局の近くに設置されるフェムト基地局のユーザは、マクロ基地局から大きな干渉を受ける。一方、マクロ基地局のセルエッジ付近に設置されるフェムト基地局の近くに位置するマクロセルユーザは、フェムト基地局から大きな干渉を受ける。
また、LTEシステムの下り回線では、OFDMのような多元接続アクセス方式が採用されている。OFDMAシステムでは、マクロ基地局に割り当てられた周波数リソースブロック(周波数RB)とフェムト基地局に割り当てられた周波数RBとが少なくとも一部だけ重なるときに、干渉が発生する。この干渉の大きさは、マクロ基地局とフェムト基地局との相対位置よって変化する。
特許文献1及び特許文献2には、上記した既存のマクロ基地局とフェムト基地局との間の周波数の共用についての開示がある。また、特許文献1及び特許文献2には、マクロ基地局とフェムト基地局とが周波数を共用する場合に、フェムト基地局の送信電力を制御せずに固定とすることが開示されている。そして、この場合に、マクロセルスループットは、著しく劣化するとの記載がある。この問題に対して、次の技術が提案されている。即ち、第3世代移動通信であるWCDMAシステムを想定して、共通パイロットチャネル(CPICH)の受信電力が一番大きいマクロ基地局からのCPICH受信電力、及び、フェムト基地局自身が確保したいパスロス(Path Loss)に応じて、フェムト基地局の送信電力が決定される(例えば、特許文献1参照)。
具体的には、特許文献1に記載されたフェムト基地局では、次のようにして送信電力が制御される。すなわち、まず、フェムト基地局が、各マクロ基地局から送信されるCPICHの受信電力を測定し、一番大きいCPICH受信電力に基づいて初期送信電力を算出する。次に、フェムト基地局は、フェムト端末に対して、フェムト基地局から送信されたパイロットの受信電力、又は、フェムト基地局からフェムト端末までのパスロスを測定させ、測定結果を報告させる。そして、フェムト基地局は、マクロ基地局から送信されたCPICHの受信電力及びフェムト端末から報告されたパスロスを考慮して、送信電力を調整する。このような送信電力制御が行われることにより、フェムト基地局からマクロ端末に与える下り回線の相互干渉、又は、マクロ基地局からフェムト端末に与える下り回線の相互干渉を低減することができる。
米国特許出願公開第2009/0042594明細書 米国特許出願公開第2009/0042596明細書
しかしながら、上記した従来の干渉低減方法には、以下のような問題点がある。
(1)マクロ端末がフェムト基地局の近傍に存在する場合には両者間の干渉が問題となる一方、フェムト基地局の近傍にマクロ端末が存在しない場合に、フェムト基地局がマクロ基地局への影響を考慮した干渉制御を実施すると、必要以上にフェムト基地局の総送信電力が削減される。このため、フェムト基地局のスループット及びカバレッジ性能が劣化する。従って、フェムト基地局の近辺にマクロ端末が存在する場合と存在しない場合とに応じて、異なる干渉制御対策が必要である。
(2)フェムト基地局からマクロ端末に対する干渉の深刻さは、マクロ内でのフェムト基地局の設置位置に依存する。まず、マクロセルのエッジにフェムト基地局が設置される場合に、干渉の問題が大きくなる。従って、マクロ基地局とフェムト基地局との位置関係に応じた干渉制御が必要となる。
本発明の目的は、フェムト基地局の近辺にマクロ端末が存在する場合に、リアルタイムでフェムト基地局によるマクロ端末への干渉を的確に削減または回避することができる干渉制御方法、マクロ端末、マクロ基地局及びフェムト基地局を提供することである。
また、本発明の目的は、フェムト基地局の近辺にマクロ端末が存在しない場合に、フェムト端末のカバレッジ性能及びビットレートを向上させることができるとともに、フェムト基地局、フェムト端末またはマクロ端末の性能劣化を防ぐことができる干渉制御方法、マクロ端末、マクロ基地局及びフェムト基地局を提供することである。
本発明の干渉制御方法は、マクロ基地局と、前記マクロ基地局と通信するマクロ端末と、フェムト基地局と、前記フェムト基地局に登録されたフェムト端末と、を備えた通信システムに用いられる干渉制御方法であって、前記マクロ端末において、前記フェムト基地局のリファレンス信号の受信品質(RSRQ:Reference Signal Received Quality)及び前記マクロ基地局のRSRQを測定するステップと、前記測定したフェムト基地局のRSRQとマクロ基地局のRSRQとの差分値が所定の第1の閾値よりも大きい場合に、前記マクロ端末が、干渉制御を起動させる要求と、前記差分値と、前記フェムト基地局の識別情報とを前記マクロ基地局に送信するステップと、前記マクロ基地局が、前記要求と、前記差分値と、前記識別情報とに基づいて、前記識別情報により特定される前記フェムト基地局に対して干渉制御起動要求シグナリングを送信するステップと、前記フェムト基地局が、前記干渉制御起動要求シグナリングに基づいて、前記フェムト基地局に登録された前記フェムト端末に対して、干渉制御を行うステップと、を有するようにした。
また、本発明の干渉制御方法は、マクロ基地局と、前記マクロ基地局と通信するマクロ端末と、フェムト基地局と、前記フェムト基地局に登録されたフェムト端末と、を備えた通信システムに用いられる干渉制御方法であって、前記マクロ端末において、前記フェムト基地局のリファレンス信号の送信電力または受信電力(RSRP:Reference Signal Received Power)を測定するステップと、前記マクロ端末において、前記測定の結果に基づいて前記フェムト基地局との間のパスロスの値を算出するステップと、算出した前記パスロスの値が所定の閾値以下の場合に、前記マクロ端末が、干渉制御を起動させる要求と、前記パスロスの値と、前記フェムト基地局の識別情報とを前記マクロ基地局に送信するステップと、前記マクロ基地局において、前記要求と、前記パスロスの値と、前記識別情報とに基づいて、前記識別情報により特定される前記フェムト基地局に対して、干渉制御起動要求シグナリングを送信するステップと、前記フェムト基地局において、前記干渉制御起動要求シグナリングに基づいて、前記フェムト基地局に登録された前記フェムト端末に対して、干渉制御を行うステップと、を有するようにした。
本発明のマクロ端末は、フェムト基地局のRSRQ及びマクロ基地局のRSRQを測定する測定手段と、前記測定手段により測定したフェムト基地局のRSRQとマクロ基地局のRSRQとの差分値と、所定の閾値との比較結果に基づいて、近辺に存在するフェムト基地局を検出する検出手段と、前記検出手段により前記近辺に存在するフェムト基地局を検出した場合に、前記近辺に存在するフェムト基地局に対する干渉制御を起動させる要求と、前記差分値と、前記フェムト基地局の識別情報とをマクロ基地局に送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明のマクロ基地局は、フェムト基地局に対する干渉制御を起動させる要求と、前記フェムト基地局のRSRQとマクロ基地局のRSRQとの差分値と、前記フェムト基地局の識別情報とに基づいて、前記識別情報により特定される前記フェムト基地局において干渉制御を起動させるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により干渉制御を起動させるものと判断した場合に干渉制御起動要求シグナリングを前記フェムト基地局に送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明のフェムト基地局は、干渉制御の起動を要求する干渉制御起動要求シグナリングを受信する受信手段と、受信した前記干渉制御起動要求シグナリングに従って、自局に登録されているフェムト端末に対して、干渉制御を行う制御手段と、を具備する構成を採る。
本発明によれば、フェムト基地局の近辺にマクロ端末が存在する場合に、リアルタイムでフェムト基地局によるマクロ端末への干渉を的確に削減または回避することができる。また、フェムト基地局の近辺にマクロ端末が存在しない場合に、フェムト端末のカバレッジ性能及びビットレートを向上させることができるとともに、フェムト基地局、フェムト端末またはマクロ端末の性能劣化を防ぐことができる。
本発明の実施の形態1に係る干渉制御のコンセプトを示す図 本発明の実施の形態1に係る移動通信システムの構成を示す図 本発明の実施の形態1に係るマクロ端末の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態1に係るマクロ基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態1に係るフェムト基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態1に係る干渉制御の全体処理を示すフロー図 本発明の実施の形態1に係るマクロ端末における、近辺に存在するフェムト基地局検出の処理を示すフロー図 本発明の実施の形態1に係る干渉制御を示すシーケンス図 本発明の実施の形態1に係る閾値の決定方法を示す図 図9の変形例を示す図 本発明の実施の形態2に係る干渉制御を示すシーケンス図 本発明の実施の形態2に係る付加制御シグナリングの内容を示す図 本発明の実施の形態3に係る干渉制御の処理を示すフロー図 本発明の実施の形態3に係る閾値の決定方法を示す図
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
本実施の形態に係る干渉制御を行うために、マクロ端末と、マクロ基地局と、フェムト基地局との各々において、必要な機能を追加する。フェムト基地局の近傍にマクロ端末が存在する場合には、フェムト基地局は、総送信電力削減及び周波数分割等の干渉制御を起動(ONに)する。また、フェムト基地局の近傍にマクロ端末が存在しない場合には、フェムト基地局は、総送信電力削減及び周波数分割等の干渉制御を起動しないかまたは停止(OFFに)する。
本実施の形態において、マクロ端末は、RSRPが最も大きいCSGフェムト基地局(CSG−HNB:マクロ端末が登録されていないフェムト基地局)のRSRQを測定する。RSRPとは、あるセルのリファレンス信号(パイロット)の受信電力であり、一般的にそのセルの下りリンクのリファレンス信号の受信電力の強さを表し、またそのセルの基地局からのパスロスの影響も含んでいる。RSRQとは、あるセルのレファレンス信号のRSRPを総干渉電力で除算した結果であり、一般的にそのセルの通信路品質を表すパラメータである。
また、マクロ端末は、CSGフェムト基地局のRSRQの測定結果と、Sourceマクロ基地局のRSRQの測定結果との差分を求める。また、マクロ端末は、求めた差分と可変の閾値とを比較し、差分値が閾値よりも大きい場合には、差分値、干渉制御のON要求、及びRSRPが最も大きいCSGフェムト基地局のCell Global ID(以下、「CGI」と記載する)をマクロ基地局に報告(送信)する。その後、報告を受けたマクロ基地局は、RSRPが最も大きいCSGフェムト基地局に対して、干渉制御起動要求(IC ON Request)シグナリングを通知する。また、通知を受けたフェムト基地局は、通知に従って、フェムト基地局に登録されているフェムト端末に対して、干渉制御(送信電力削減及び周波数分割等)を開始する。
なお、マクロ基地局がフェムト基地局に対して、干渉制御起動要求シグナリングを通知する方法は、サーバーを介して行っても良いし、有線または無線等を用いた通信により、マクロ基地局とフェムト基地局との間で直接受け渡ししても良い。
干渉制御ON要求の判定基準としては、マクロ端末が測定したRSRPが一番大きいTarget cell(フェムト基地局)のRSRQとCell(Sourceマクロ基地局)のRSRQとの差分を用いる。すなわち、Target - Soucecell RSRQ Offsetの測定値を、所定の閾値(Threshold)と比較して判定する。また、その閾値は可変であり、Sourceマクロ基地局(MNB) RSRP (S- RSRP)の測定値に応じて決定する。
具体的には、マクロ端末が検出するフェムト基地局が複数ある場合に、マクロ端末は、RSRPの最も大きいフェムト基地局(CSG−HNB)のRSRQと、Sourceマクロ基地局(MNB)のRSRQとの差分値を測定する。そして、マクロ端末は、差分値と所定の閾値(Target-Source cell RSRQ offset Threshold)とを比較する。
上記の閾値は可変であり、マクロ端末において測定したマクロ基地局のRSRPが小さい場合には閾値を小さく設定し、マクロ端末において測定したマクロ基地局のRSRPが大きい場合には閾値を大きく設定する。
上記の閾値の設定方法によれば、マクロ端末の近辺に存在するフェムト基地局からの干渉を受けやすいマクロセルエッジ(Macro Cell Edge)では、容易に干渉制御を起動することができるメリットを有する。
まず、本実施の形態における干渉制御のコンセプトについて説明する。
図1は、本実施の形態に係る干渉制御のコンセプトを示す図である。
本実施の形態に係る干渉制御では、マクロ端末の近傍にフェムト基地局の存在を検出する検出手段、及び上記のフェムト基地局において、マクロ端末の近傍にフェムト基地局が存在するか否かに応じて、適応的に干渉制御を起動または停止する手段を有する。
図1より、マクロ端末は、起点(Trigger Driven)となって、フェムト基地局の接近を検出する。また、マクロ端末は、フェムト基地局のRSRQとマクロ基地局のRSRQの差分値(Target-Source cell RSRQ Offset)を測定し、測定結果と所定の閾値とを比較する。この比較結果に基づいて、マクロ端末は、近辺にフェムト基地局が存在するか否かを判定する。マクロ端末は、判定の結果、近辺にフェムト基地局の存在を検出した場合には、測定結果である差分値と、近辺に存在するフェムト基地局CGIと、干渉制御ON要求とを、自局のSourceマクロ基地局に報告する(ステップST10)。報告を受けたSourceマクロ基地局は、ネットワーク・シグナリング(Network Signaling)を用いて、上記のCGIにより特定されるフェムト基地局に対して、干渉制御要求シグナリングを通知する(ステップST11及びステップST12)。上記のCGIにより特定されるフェムト基地局は、干渉制御要求シグナリングを受けて、干渉制御を起動(ONに)する。
ここで、干渉制御とは、フェムト基地局の総送信電力削減、またはマクロセルとフェムトセルとの間の周波数分割の動作を実行させることを意味する。また、総送信電力削減とは、フェムト基地局の近辺にマクロ端末が存在する場合に、そのマクロ端末への干渉電力を減らすために、フェムト基地局の総送信電力を所定期間において削減することを意味する。また、周波数分割とは、フェムト基地局の近辺にマクロ端末が存在する場合に、フェムト基地局は、そのマクロ端末への干渉電力を減らすために、そのマクロ端末と通信を行うマクロ基地局が使用する周波数を避けて、別の周波数を自セルのフェムト端末(HUE)にスケジュール(Schedule)することを意味する。
以下に、上記の干渉制御について、詳細に説明する。
図2は、本発明の実施の形態1に係る移動通信システム100の構成を示す図である。図2は、フェムト基地局104がマクロ基地局101のカバーするマクロセル111内に設置される場合を示す。また、図2では、1つのマクロ基地局101と1つのフェムト基地局104とが配置されているが、マクロ基地局の数及びフェムト基地局の数はこれに限定されるものではない。
図2において、移動通信システム100は、マクロ基地局101と、マクロ端末102、103と、フェムト基地局104と、フェムト端末105とを有する。
マクロ基地局101は、一般的に、高い送信電力(例えば、最大43dBm〜46dBm)で1つの広いマクロセル111を形成する。マクロ基地局101は、マクロセル111に存在するマクロ端末102、103に対して下り回線(Downlink)データを送信する。また、マクロ基地局101は、マクロセル111に存在するマクロ端末102、103からの上り回線(Uplink)データを受信する。一般的に、マクロセルは、数百メートルから数十キロに及ぶ。
フェムト基地局104がマクロセル111内に設置される場合には、フェムト基地局104の最大送信電力は、低い値(一般的には、20dBm以下)に制限される。即ち、フェムト基地局104は、1つの小さいフェムトセル112を形成する。フェムト基地局104は、フェムトセル112に存在し、且つ、フェムト基地局104に登録されたフェムト端末105に対して下り回線データを送信し、そのフェムト端末105からの上り回線データを受信する。一般的に、フェムトセルは、数メートルから数十メートルに及ぶ。
また、フェムトセルの範囲(つまり、カバレッジ:Coverage)は、所望波信号電力と干渉電力との比で決まるため、マクロ基地局101の設定位置によって大きく影響される。一般的に、マクロ基地局101の直下(つまり、Macro cell site)では、マクロ基地局101からの干渉電力が大きいので、ここにフェムト基地局104が設置される場合には、フェムトセル112が小さく収縮する傾向にある。一方、マクロセルエッジ(Macro cell edge)では、マクロ基地局101からの干渉電力が小さいので、ここにフェムト基地局104が設置される場合には、フェムトセル112が大きく膨張する傾向にある。
また、フェムト基地局104がマクロセル111内に設置される場合には、フェムト基地局104は、フェムト端末105に対して1つのフェムトセル112を提供し、高いビットレートのデータ伝送を行うことができるメリットがある一方、マクロ端末102、103にとっては、干渉の大きなエリアが形成されることになる。従って、状況によっては、フェムトセル112からの大きな干渉によって、マクロ端末102、103の通信が不能となるケースが発生する。これを、マクロ端末サービスホール(MUE Service Hole)と呼ぶ。
図2において、マクロセル111には、マクロ端末102とマクロ端末103の2つのマクロ端末が存在する。また、マクロ端末102は、フェムト基地局104に接近している。また、マクロ端末103は、フェムト基地局104から離れている。ここで、フェムト基地局104からマクロ端末102、103への下り回線における干渉に関しては、マクロ端末102、103がフェムト基地局104に接近する程、干渉が大きくなる一方、マクロ端末102、103がフェムト基地局104から離れる程、干渉が小さくなる。
図2において、マクロ端末102は、フェムト基地局104に接近し、フェムトセル112のセルエッジに存在している。これは、マクロ端末102がフェムト基地局104によって形成されたマクロ端末サービスホールに接近していることを意味し、マクロ端末102が通信不能に落ちる可能性が高くなる。従って、フェムト基地局104に接近するマクロ端末(図2において、マクロ端末102)が存在する場合には、フェムト基地局104は、マクロ端末が近接しているか否か(つまり、フェムトセル112にマクロ端末が存在しているか否か)を検出し、自セルに登録されたフェムト端末105に対して、干渉制御を実施することが必要である。
一方、フェムト基地局104から離れた場所にマクロ端末(図2において、マクロ端末103)が存在する場合には、マクロ端末に対するフェムト基地局104からの干渉は、無視できる程度に弱い。従って、すべてのマクロ端末がフェムト基地局104から離れた場所に存在する場合には、フェムト基地局104は、送信電力削減または周波数分割などの干渉制御措置を取る必要性が低く、状況によっては干渉制御を取る必要が全く無い。
また、フェムト基地局104が送信電力削減措置を取る場合には、自セルのフェムト端末105にとってフェムトセル112の縮小またはビットレートの低下に繋がる可能性がある。
また、フェムト基地局104は、周波数分割等により、一部の周波数だけを使用する場合には、自セルのフェムト端末105においては、使用可能な周波数の低減またはビットレートの低下に繋がる可能性がある。
従って、フェムト基地局104が送信電力削減または周波数分割などの干渉制御措置を取るのは、マクロ端末102、103がフェムト基地局104の近辺に存在する場合に限定する必要がある。一方、フェムト基地局104は、マクロ端末が近くに存在しない場合には、干渉制御をOFFにし、送信電力を増加するかまたはすべての周波数を用いて送受信することにより、自セルのフェムト端末105において、フェムトセル112の拡大またはビットレートの向上というメリットがある。
次に、マクロ端末102、103の構成について、図3を用いて説明する。図3は、マクロ端末102の構成を示すブロック図である。なお、マクロ端末103は、マクロ端末102と同一構成を有するので、その説明を省略する。
マクロ端末102は、アンテナ301と、送信部307と、受信部310と、干渉測定報告部311とを有する。受信部310は、復調部302と、復号部303と、受信電力測定部304とを有する。また、干渉測定報告部311は、近辺フェムト検出部305と、測定報告/干渉制御要求部306とを有する。
アンテナ301は、信号を受信して復調部302へ出力する。また、アンテナ301は、送信部307から入力した送信信号を送信する。
復調部302は、アンテナ301から入力した信号に所定の復調を行い、復調した信号を復号部303と受信電力測定部304とに出力する。
復号部303は、復調部302から出力された信号に対して、誤り訂正復号などの所定の復号を行う。具体的には、復号部303は、マクロ端末102の近辺に存在するフェムト基地局を検出する際に、受信部310において測定した最強のフェムト基地局のRSRP及びRSRQの測定結果、または近辺のフェムト基地局からの報知情報(BCH:Broadcast Channel)を復号する。そして、復号部303は、復号データを干渉測定報告部311内の近辺フェムト検出部305に出力する。
受信電力測定部304は、復調部302から出力された信号を用いて、マクロ端末102の近辺に存在するフェムト基地局のRSRPを測定し、測定値を干渉測定報告部311内の近辺フェムト検出部305及び測定報告/干渉制御要求部306に出力する。また、受信電力測定部304は、復調部302から出力された信号を用いて、自局のマクロ基地局のRSRPを測定し、測定値を近辺フェムト検出部305及び測定報告/干渉制御要求部306に出力する。
近辺フェムト検出部305は、復号部303から入力した復号データに含まれる、マクロ端末102のSourceマクロ基地局のRSRP、またはマクロ基地局101からのパスロスの測定値を取得する。また、近辺フェムト検出部305は、取得したSourceマクロ基地局のRSRP、またはパスロスの測定値に応じて、干渉制御要求(Interference Control Request)を通知するか否かの判断基準となる、閾値(Target-Source RSRQ Offset Threshold)を決定する。また、近辺フェムト検出部305は、復号部303から入力した復号データに含まれる、RSRPの一番大きいCSGフェムト基地局のRSRQの測定結果を取得する。また、近辺フェムト検出部305は、取得したRSRQの測定結果を用いて、RSRPの一番大きいCSGフェムト基地局のRSRQとSourceマクロ基地局のRSRQとの差分(つまり、Target-Source RSRQ Offset)を計算する。また、近辺フェムト検出部305は、その計算結果と上記の閾値とを比較し、その比較結果を近辺に存在するフェムト基地局の検出(フェムト基地局から見ると、フェムト基地局の近辺に存在するマクロ端末の検出)の判定指標とする。
また、近辺フェムト検出部305は、上記により計算した判定指標を用いて、マクロ端末102の近辺にフェムト基地局104が存在するか否かを判定する。具体的には、近辺フェムト検出部305は、Target-Source RSRQ Offsetの測定値が、上記の閾値より大きい場合には、フェムト基地局104が近辺に存在するものと判定する。一方、近辺フェムト検出部305は、Target-Source RSRQ Offsetの測定値が、上記の閾値以下の場合には、フェムト基地局が近辺に存在しないものと判定する。
そして、近辺フェムト検出部305は、判定結果を測定報告/干渉制御要求部306に出力する。
測定報告/干渉制御要求部306は、近辺フェムト検出部305から入力した判定結果が、マクロ端末102の近辺にフェムト基地局が存在する判定結果の場合に、自局のSourceマクロ基地局に報告するために、Target-Source RSRQ Offsetの測定値と、該当するCSGフェムト基地局のCGIと、送信部307へ出力する。また、測定報告/干渉制御要求部306は、自局のSourceマクロ基地局に報告するために、該当フェムト基地局に対する干渉制御ON要求も送信部307へ出力する。
また、測定報告/干渉制御要求部306は、マクロ端末の近辺にフェムト基地局が存在しない判定結果の場合には、フェムト基地局に対する干渉制御要求を行う必要はないので、干渉制御ON要求等を送信部307へ出力しない。
送信部307は、測定報告/干渉制御要求部306から入力したTarget-Source RSRQ Offsetの測定値と、該当するCSGフェムト基地局のCGIと、送信データとを符号化及び変調して送信信号を生成する。また、送信部307は、生成した送信信号をアンテナ301へ出力する。
以上で、マクロ端末102の構成の説明を終える。
次に、マクロ基地局101の構成について、図4を用いて説明する。図4は、マクロ基地局101の構成を示すブロック図である。
マクロ基地局101は、アンテナ401と、送信部407と、受信部410と、干渉制御部411とを有する。また、受信部410は、復調部402と、復号部403と、受信電力測定部404とを有する。また、干渉制御部411は、MUE測定報告受信と干渉制御判断部405と、干渉制御ON/OFF要求部406とを有する。
アンテナ401は、信号を受信して復調部402へ出力する。また、アンテナ401は、送信部407から入力した送信信号を送信する。
復調部402は、アンテナ401から入力した信号に所定の復調を行い、復調した信号を復号部403と受信電力測定部404とに出力する。
復号部403は、復調部402から出力された信号に対して、誤り訂正復号などの所定の復号を行い、復号したデータをMUE測定報告受信と干渉制御判断部405に出力する。
受信電力測定部404は、周辺フェムトセルを含むマクロ基地局での上りリンク(Uplink)総受信電力または総干渉電力を測定し、測定値を干渉制御ON/OFF要求部406に出力する。
MUE測定報告受信と干渉制御判断部405は、復号部403から入力した復号データに含まれる、マクロ端末からの測定結果の報告を取得する。また、MUE測定報告受信と干渉制御判断部405は、取得した報告に基づいて、該当フェムト基地局に対して、干渉制御を要求するか否かを判断する。また、MUE測定報告受信と干渉制御判断部405は、干渉制御を要求すると判断した場合には、ネットワーク・シグナリングを用いて、該当フェムト基地局に干渉制御要求シグナリングを通知するために、干渉制御要求シグナリングを干渉制御ON/OFF要求部406に出力する。また、MUE測定報告受信と干渉制御判断部405は、復号部403から入力した復号データに含まれる、マクロ端末の近辺に存在するフェムト基地局から離れる測定結果の報告を取得する場合、またはマクロ端末から干渉制御OFF要求を取得する場合には、干渉制御をOFFにするように干渉制御ON/OFF要求部406を制御する。
干渉制御ON/OFF要求部406は、MUE測定報告受信と干渉制御判断部405から干渉制御要求シグナリングが入力した場合には、干渉制御ON要求を送信部407へ出力する。また、干渉制御ON/OFF要求部406は、MUE測定報告受信と干渉制御判断部405の干渉制御をOFFする制御に従って、干渉制御OFF要求を送信部407へ出力する。
送信部407は、干渉制御ON/OFF要求部406から入力した干渉制御ON要求または干渉制御OFF要求と、送信データとを符号化及び変調して送信信号を生成する。また、送信部407は、生成した送信信号をアンテナ401へ出力する。
以上で、マクロ基地局101の構成の説明を終える。
次に、フェムト基地局104の構成について、図5を用いて説明する。図5は、フェムト基地局104構成を示すブロック図である。
フェムト基地局104は、アンテナ501と、送信部507と、受信部510と、干渉制御部511とを有する。受信部510は、復調部502と、復号部503と、受信電力測定部504とを有する。また、干渉制御部511は、MNB干渉制御シグナリング(Signaling)受信部505と、送信電力/周波数分割制御部506とを有する。
アンテナ501は、信号を受信して復調部502へ出力する。また、アンテナ501は、送信部507から入力した送信信号を送信する。
復調部502は、アンテナ501から入力した受信信号を復調して復号部503及び受信電力測定部504へ出力する。
復号部503は、復調部502から出力された信号に対して、誤り訂正復号などの所定の復号を行い、復号したデータをMBS干渉制御シグナリング受信部505へ出力する。
受信電力測定部504は、そのフェムト基地局での上りリンク(Uplink)総受信電力または総干渉電力を測定し、測定値を補助的な情報として、送信電力/周波数分割制御部に506に出力する。本発明の送信電力/周波数分割制御部506は主にマクロ基地局からの干渉制御シグナリングを用いて、干渉制御を起動または停止する。受信電力測定部504からの補助的な情報の活用方法がここで省略する。
MNB干渉制御シグナリング受信部505は、復号部503から出力された復号データに、マクロ基地局101からの干渉制御ON要求または干渉制御OFF要求が含まれているか否かをチェックする。また、MNB干渉制御シグナリング受信部505は、マクロ基地局からの干渉制御ON要求が含まれている場合には、送信電力/周波数分割制御部506に対して、干渉制御を起動(ONに)することを指示する。また、MNB干渉制御シグナリング受信部505は、マクロ基地局からの干渉制御OFF要求が含まれている場合には、送信電力/周波数分割制御部506に対して、干渉制御を停止(OFFに)することを指示する。
送信電力/周波数分割制御部506は、MNB干渉制御シグナリング受信部505の指示に従って、干渉制御を起動または停止する。
なお、フェムト基地局104において、マクロ基地局101からの干渉制御OFF要求を受信することが定義されていない場合には、フェムト基地局104は、タイマーを用いて、干渉制御をONにしてからの経過時間を測定し、一定時間経過した場合に、干渉制御を停止(OFFに)するようにしてもよい。
以上で、フェムト基地局104の構成の説明を終える。
図6は、本実施の形態に係る干渉制御の全体処理を示すフロー図である。
本実施の形態に係る干渉制御において、最初に、マクロ端末102、103が起点となって、フェムト基地局104に接近する場合に、自らフェムト基地局104からの干渉状況などを測定し、測定値と可変の所定な閾値とを比較する。比較の結果、測定値が閾値より大きい場合には、マクロ端末102、103は、測定値とそのフェムト基地局104のCGIとを、Sourceマクロ基地局101に報告する。また、報告を受けたSourceマクロ基地局101は、ネットワーク・シグナリングを通じて、該当フェムト基地局104に対して、干渉制御ON要求を通知する。また、通知を受けた該当フェムト基地局104は、干渉制御を開始する。以下に、干渉制御の全体処理について、詳細に説明する。
図6より、ステップST601において、マクロ端末102、103は、自分のSourceマクロ基地局のワイドバンド(Wideband)(またはサブバンド(Subband))のRSRPを測定する。
また、ステップST601の変形例としては、マクロ端末102、103は、自分のSourceマクロ基地局のBCH信号を受信して、RSRPの送信電力の絶対値及びRSRPなどを全て測定し、マクロ基地局からのパスロスを計算することもある。
また、ステップST601において、自分のSourceマクロ基地局のRSRP(またはマクロ基地局からのパスロスの測定値)に応じて、干渉制御要求(Interference Control Request)を通知するか否かの判断基準となる、閾値(T-S RSRQ Offset TH)を決定する。
また、ステップST602において、マクロ端末102、103が起点となって、RSRPの最も大きなCSGフェムト基地局(CSG−HNB)のRSRQの測定結果を用い、最強のCSGフェムト基地局のRSRQとSourceマクロ基地局のRSRQとの差分値(T-S RSRQ Offset)を計算する。その計算結果をステップST601で計算した閾値と比較する。また、その比較結果を近辺に存在するフェムト基地局の検出(フェムト基地局から見た場合、近辺に存在するマクロ端末の検出)の判定指標とする。
上記では、最強のCSGフェムト基地局のRSRQとSourceマクロ基地局のRSRQとの差分値(T-S RSRQ Offset)と、閾値との比較結果を、近辺にフェムト基地局が存在するか否かの判定指標にした。しかしながら、本実施の形態はこれに限らず、最強のCSGフェムト基地局のRSRPとSourceマクロ基地局のRSRPとの差分値と、閾値との比較結果を、近辺にフェムト基地局が存在するか否かの判定指標としても良い。
また、ステップST603において、上記により計算した指標を用いて、マクロ端末の近辺にフェムト基地局が存在するか否かを判定する。具体的には、差分値が閾値より大きい場合(ステップST603においてYES)には、近辺にフェムト基地局が存在するものと判定する。
また、差分値が閾値以下の場合(ステップST603においてNO)には、近辺にフェムト基地局が存在しないものと判定する。
また、ステップ604において、ステップ603における判定結果が、マクロ端末の近辺にフェムト基地局が存在する判定結果の場合には、Sourceマクロ基地局に、差分値と、該当するフェムト基地局のRSRP及びRSRQとを、測定したCSGフェムト基地局のCGIと一緒に、自局のSourceマクロ基地局に報告する。また、該当するフェムト基地局に対する干渉制御ON要求もSourceマクロ基地局に報告する。
一方、マクロ端末の近辺にフェムト基地局が存在しない判定結果の場合には、干渉制御ON要求をSourceマクロ基地局に報告しない。
ステップ605において、Sourceマクロ基地局は、マクロ端末からの測定結果の報告を受信し、該当するフェムト基地局に対して、干渉制御を要求するか否かの判断を行う。干渉制御を要求するものと判断した場合には、Sourceマクロ基地局は、ネットワーク・シグナリングを用いて、該当するフェムト基地局に対して、干渉制御要求シグナリングを通知する。
そして、該当するフェムト基地局は、干渉制御要求シグナリングを受けて、干渉制御を起動(またはONに)する。
また、ステップ606において、フェムト基地局は、マクロ基地局から干渉制御ON要求があるか否かをチェックする。マクロ基地局から干渉制御ON要求がある場合には、フェムト基地局は、干渉制御を起動(ONに)する。
ステップST607において、フェムト基地局は、干渉制御を起動する。
また、ステップST608において、フェムト基地局の近辺に存在するマクロ端末が、フェムト基地局の近辺(即ち、フェムトセルまたはサービス・ホール)から離れた否かを判定する。マクロ端末が、フェムト基地局の近辺から離れる場合には、干渉制御を停止(またはOFFに)する。また、マクロ端末が、フェムト基地局の近辺から離れていない場合には、干渉制御を継続する。
また、ステップ608において、フェムト基地局は、マクロ基地局から干渉制御OFF要求があるか否かをチェックする。マクロ基地局からの干渉制御OFF要求がある場合には、干渉制御を停止(OFFに)する。
なお、マクロ基地局からの干渉制御OFF要求が定義されない場合には、フェムト基地局は、タイマーにより、干渉制御を開始してからの経過時間を測定し、一定時間が経過した場合に、干渉制御を停止(OFFに)するようにしてもよい。
また、ステップST609において、ステップST608における判断結果を用いて、フェムト基地局の近辺に存在するマクロ端末を検出しない場合には、干渉制御を停止(またはOFFに)する。
以上で、干渉制御の全体処理の説明を終える。
次に、マクロ端末102、103における、近辺に存在するフェムト基地局の検出の処理について、図7を用いて説明する。図7は、マクロ端末102、103における、近辺に存在するフェムト基地局の検出の処理を示すフロー図である。
ステップST701において、マクロ端末は、自分のSourceマクロ基地局のワイドバンド(またはサブバンド)のRSRPを測定する。
マクロ端末は、自分のSourceマクロ基地局のRSRP(またはマクロ基地局からのパスロスの測定値)に応じて、干渉制御要求を通知するか否かの判断基準となる、閾値を決定する。
また、ステップST702において、マクロ端末が起点となって、RSRPの最も大きいCSGフェムト基地局のRSRQの測定結果を用い、RSRPの最も大きいCSGフェムト基地局のRSRQとSourceマクロ基地局のRSRQとの差分を計算する。また、その計算結果である差分値とステップST701で計算した閾値とを比較し、比較結果を近辺に存在するフェムト基地局の検出(フェムト基地局から見た場合には、近辺に存在するマクロ端末の検出)の判定指標とする。
ステップST703において、マクロ端末は、上記により計算した指標を用いて、マクロ端末の近辺にフェムト基地局が存在するか否かを判定する。具体的には、上記の差分値が、閾値より大きい場合には、近辺にフェムト基地局が存在するものと判定する。
また、ステップST704において、マクロ端末は、マクロ端末の近辺にフェムト基地局の存在を検出した場合には、Sourceマクロ基地局に、差分値と、フェムト基地局のRSRP及びRSRQとを、測定したCSGフェムト基地局のCGIと一緒に、自分のSourceマクロ基地局に報告する。また、該当するフェムト基地局に対する干渉制御ON要求もSourceマクロ基地局に報告する。
マクロ端末の近辺においてフェムト基地局の存在を検出しない場合には、該当するフェムト基地局に対する干渉制御ON要求をSourceマクロ基地局に報告しない。
以上で、マクロ端末102、103における、近辺に存在するフェムト基地局の検出の処理についての説明を終える。
次に、本実施の形態に係る干渉制御について、図8を用いてさらに詳細に説明する。
図8は、本実施の形態に係る干渉制御を示すシーケンス図である。
図8において、マクロ端末が起点となって、マクロ端末がフェムト基地局に接近する場合に、マクロ端末は自らフェムト基地局からの干渉状況などを測定する。そして、マクロ端末は、測定結果とCGIとを一緒に、Sourceマクロ基地局に報告する。報告を受けたSourceマクロ基地局は、ネットワーク・シグナリングを通じて、該当するフェムト基地局に干渉制御ON要求を通知する。通知を受けた該当フェムト基地局は、干渉制御を開始する。
マクロ端末、マクロ基地局及びフェムト基地局の制御シーケンスを下記に説明する。
マクロ端末は、自分のSourceマクロ基地局のワイドバンド(またはサブバンド)のRSRPを測定する。
マクロ端末は、自分のSourceマクロ基地局のRSRP(またはマクロ基地局からのパスロスの測定値)に応じて、干渉制御要求(InterfernceControl Request)を通知するか否かの判断基準となる、閾値を決定する。
マクロ端末が起点となって、RSRPの最も大きいCSGフェムト基地局のRSRQの測定結果を用いて、RSRPの最も大きいCSGフェムト基地局のRSRQとSourceマクロ基地局のRSRQとの差分を計算する。その計算結果である差分値と閾値とを比較し、その比較結果を近辺に存在するフェムト基地局の検出(フェムト基地局から見た場合には、近辺に存在するマクロ端末の検出)の判定指標とする。
マクロ端末は、上記により計算した指標を用いて、マクロ端末の近辺にフェムト基地局が存在するか否かを判定する。具体的には、上記の差分値が、閾値より大きい場合には、近辺にフェムト基地局が存在するとものと判定する。
また、マクロ端末は、マクロ端末の近辺にフェムト基地局の存在を検出した場合には、Sourceマクロ基地局に対して、差分値と、フェムト基地局のRSRP及びRSRQとを、測定したCSGフェムト基地局のCGIと一緒に報告する。また、該当するフェムト基地局に対する干渉制御ON要求もSourceマクロ基地局に報告する。
また、Sourceマクロ基地局(図8において、Source eNB)は、マクロ端末からの測定結果の報告を受信し、該当するフェムト基地局に対して、干渉制御ON要求をするか否かについて判断する。干渉制御ON要求するものと判断した場合には、ネットワーク・シグナリングを用いて、該当するフェムト基地局に対して、干渉制御要求シグナリングを通知する。
また、該当するフェムト基地局は、干渉制御要求シグナリングを受けて、干渉制御を起動(またはONに)する。同時に、フェムト基地局は、自分が干渉制御を起動したというシグナリング(Interference Control ACK)をマクロ基地局に送信する。
また、フェムト基地局は、マクロ基地局からの干渉制御ON要求があるか否かをチェックする。フェムト基地局は、マクロ基地局からの干渉制御ON要求がある場合には、干渉制御を起動(ONに)する。
一方、マクロ端末がフェムト基地局から離れる場合におけるフェムト基地局での干渉制御OFFのシーケンスは、以下の通りである。
マクロ端末は、自らが起点となって、近辺に存在するフェムト基地局から離れる場合の検出も行う。その判断指標として、同じく、RSRPの最も大きいCSGフェムト基地局のRSRQとSourceマクロ基地局のRSRQとの差分を利用することができる。
上記の差分値が、所定の閾値以下の場合には、マクロ端末は、近辺に存在するフェムト基地局から離れるものと判断する。
マクロ端末は、近辺に存在するフェムト基地局から離れるものと判断した場合には、Sourceマクロ基地局に対して、干渉制御停止(OFF)要求を通知する。
また、マクロ基地局は、該当するフェムト基地局に対して、干渉制御OFF要求を通知する。
また、フェムト基地局は、マクロ基地局からの干渉制御OFF要求があるか否かをチェックする。マクロ基地局からの干渉制御OFF要求がある場合には、フェムト基地局は、干渉制御を停止(OFFに)する。同時に、フェムト基地局は、自分が干渉制御を停止したというシグナリング(Interference Control OFF)をマクロ基地局に送信する。
なお、マクロ基地局からの干渉制御OFF要求の通知が定義されていない場合には、フェムト基地局は、タイマーを用いて、干渉制御を開始してからの経過時間を測定し、一定時間が経過した場合に、干渉制御を停止(OFFに)するようにしてもよい。
以上で、本実施の形態に係る干渉制御の説明を終える。
次に、近辺に存在するフェムト基地局を検出するための閾値の決定方法について説明する。
図9は、閾値の決定方法を示す図である。
マクロ端末の近辺に存在するフェムト基地局(またはフェムト基地局から見た場合には、フェムト端末の近辺に存在するマクロ端末)の検出方法として、マクロ端末がRSRPの最も大きいCSGフェムト基地局のRSRQを測定し、Sourceマクロ基地局のRSRQとの差分を求める。また、マクロ端末は、求めた差分値と可変の閾値とを比較する。差分値が閾値よりも大きい場合には、マクロ端末は、Sourceマクロ基地局にCSG CGIを報告し、マクロ基地局は、該当するCSGフェムト基地局に対して、干渉制御要求シグナリングを通知する。また、通知を受けたフェムト基地局は、通知に従って干渉制御を開始する。
このように、閾値は、可変にして設定することができる。具体的には、マクロ端末は、マクロセルエッジに近づくほど、閾値を低く設定する。Macro RSRPの測定値に応じた図9のように線形的に適応算出できる。
Target-Source RSRQ Offset Threshold(閾値)を決定する決定関数は、マクロ基地局またはフェムト基地局とマクロ端末との相対位置、マクロ基地局またはフェムト基地局のパスロスとマクロ端末のパスロス及びこれらの差分、及びフェムト基地局のカバレッジを考慮して算出する。
具体的に、上記Target-Source RSRQ Offset Thresholdは、マクロ端末において測定したマクロ基地局のRSRPが小さいほど小さく設定され、マクロ端末において測定したマクロ基地局のRSRPが大きいほど大きく設定される。
図9の横軸は、マクロ端末において測定した、最も大きな値のマクロ基地局のRSRPである。
RSRPは、マクロセルにおいて、マクロ端末の存在する位置に関係する。RSRPは、マクロセルにおいて、マクロ端末の存在する位置によって異なり、マクロセルのGeometryとも直接関係する。RSRPが大きい場合には、一般的に、マクロ端末がマクロセルの直下に位置するものと判断することができる。一方、RSRPが小さい場合には、一般的に、マクロ端末がマクロセルエッジに位置するものと判断することができる。
図10は、図9の変形例を示す図である。
図10を用いて、以下に説明する。
図10において、近辺に存在するフェムト基地局(または近辺に存在するマクロ端末)の検出のために、閾値を可変にして設定する。
閾値は、マクロセルにおけるフェムトセルの位置を考慮し、複数の区間に分けてそれぞれ算出する。区間の分け方の一例としては、マクロ基地局のRSRPを、三つの区間に分ける。
三つの区間では、実装機能の簡単化のために、各区間において、一定のTarget-Source RSRQ Offset Threshold値を使用する。
図10では、RSRPを三つの区間に分けて、3段階のTarget-Source RSRQ Offset Thresholdのコンセプトを示している。
このように、本実施の形態によれば、フェムト基地局の近辺にマクロ端末が存在しない場合に、フェムト端末のカバレッジ性能及びビットレートを向上させることができるとともに、フェムト基地局、フェムト端末またはマクロ端末の性能劣化を防ぐことができる。
(実施の形態2)
図11は、本発明の実施の形態2に係る干渉制御を示すシーケンス図である。
図11において、図8と比較して、Sourceマクロ基地局は、フェムト基地局に対し、干渉制御ON要求を通知する際には、マクロ端末QoS、GBR(Guaranteed Bit Rate)、Period、制限/使用周波数、使用Bandwidth等の付加制御シグナリングをターゲット・フェムト基地局(Target Femto)に通知し、ターゲット・フェムト基地局は、それらのシグナリングを参考に干渉制御を行う。
なお、図11において、Sourceマクロ基地局からTargetマクロ基地局へ付加制御シグナリングを送信する以外は図8と同一であるので、その説明を省略する。
図12は、本実施の形態に係る付加制御シグナリングの内容を示す図である。
マクロ端末QoSとは、干渉を受けているマクロ端末のサービス・クオリティ(Service Quality)要求の種別(Type)である。
GBRは、マクロ端末の保証してほしいビットレートである。
Periodとは、マクロ端末に対する干渉低減のために、フェムト基地局において干渉制御を実施する希望時間間隔である。
制限周波数とは、フェムト基地局における干渉制御の際に、使用を避ける周波数である。
使用周波数とは、マクロ端末が現在使用している周波数である。
使用Bandwidthとは、マクロ端末が現在使用している帯域幅である。
このように、本実施の形態によれば、上記の実施の形態1の効果に加えて、フェムト基地局の近辺に存在するマクロ端末のQoS、データサイズ、通信時間、及び使用周波数等を考慮したフェムト基地局における干渉制御を実現することができる。
(実施の形態3)
図13は、本発明の実施の形態3に係る干渉制御の処理を示すフロー図である。
図13では、図7と比較して、マクロ端末の近辺に存在するフェムト基地局の検出の判断基準として、図7と異なる指標を使用する。具体的には、最も大きな値のフェムト基地局のパスロスを判断基準とする。
ステップST1301において、マクロ端末は、自分のSourceマクロ基地局のRSRP(またはマクロ基地局からのパスロス)に応じて、干渉制御ON要求を通知するか否かの判断基準となる閾値を決定する。
また、ステップST1302において、マクロ端末は、起点となって、RSRPの最も大きなCSGフェムト基地局のBCH、RSRPの送信電力、及びRSRPの測定結果を用い、フェムト基地局のパスロスを計算する。その計算結果と上記により計算された閾値とを比較し、その比較結果を近辺に存在するフェムト基地局の検出(フェムト基地局から見た場合には、近辺に存在するマクロ端末の検出)の判定指標とする。
また、ステップST1303において、上記により計算した指標を用いて、マクロ端末の近辺にフェムト基地局が存在するか否かを判定する。具体的には、近辺に存在するフェムト基地局のパスロスの値が、所定の閾値より小さい場合には、マクロ端末は、近辺にフェムト基地局が存在するものと判定する。
近辺に存在するフェムト基地局のパスロスの値が、所定の閾値以上の場合には、マクロ端末は、近辺にフェムト基地局が存在しないものと判定する。
また、ステップST1304において、上記の判定結果に基づき、マクロ端末の近辺にフェムト基地局が存在することを検出した場合には、マクロ端末は、Sourceマクロ基地局に対して、該当するフェムト基地局の測定結果、フェムト基地局のパスロスの値を、測定したCSGフェムト基地局のCGIと一緒に、自分のSourceマクロ基地局に報告する。また、該当するフェムト基地局に対する干渉制御ON要求もSourceマクロ基地局に報告する。
マクロ端末の近辺において、フェムト基地局の存在を検出しない場合には、マクロ端末は、該当するフェムト基地局に対する干渉制御ON要求を、Sourceマクロ基地局に報告しない。
このように、近傍するフェムト基地局(または近傍するマクロ端末)の検出方法として、マクロ端末は、最も大きな値のRSRPのCSGフェムト基地局の、RSRPの送信電力またはRSRPを測定し、フェムト基地局のパスロスを計算する。また、マクロ端末は、計算したパスロスと可変の閾値とを比較する。パスロスが閾値よりも大きい場合には、Sourceマクロ基地局に対して、CSG CGIを報告する。報告を受けたマクロ基地局は、該当するCSGフェムト基地局に対して、干渉制御起動要求シグナリングを通知する。また、通知を受けたフェムト基地局は、通知に従って干渉制御を開始する。
また、RSRPは、マクロセル内におけるマクロ端末の存在する場所によって異なり、マクロセルのGeometryとも直接関係する。RSRPが大きい場合には、一般的に、マクロ端末はマクロ基地局の直下に位置するものと判断することができる。一方、RSRPが小さい場合には、一般的に、マクロ端末はマクロセルエッジに位置するものと判断することができる。
干渉制御ON要求の判定基準としては、マクロ端末が算出したRSRPが一番大きいフェムト基地局のパスロスの値を、所定の閾値(Threshold)と比較して判定する。また、その閾値は可変であり、Sourceマクロ基地局(MNB) RSRP (S- RSRP)の測定値に応じて決定する。
次に、マクロ端末の近辺に存在するフェムト基地局を検出するための閾値の決定方法について、図14を用いて説明する。図14は、閾値(Femto Path Loss Threshold)の決定方法を示す図である。
図14の横軸は、最も大きいRSRPのマクロ基地局におけるRSRPである。RSRPは、マクロセル内におけるマクロ端末の存在する位置に関係する。また、図14の縦軸は、閾値である。
閾値は、可変にして設定することができる。具体的には、マクロセルエッジに近づく程、閾値を高く設定する。また、閾値は、マクロ基地局のRSRPに応じて、線形的且つ適応的に算出することができる。このような閾値設定方法によれば、マクロセルエッジでは、干渉制御を容易に起動することができる。
また、閾値を決定する決定関数は、マクロ基地局またはフェムト基地局とマクロ端末との相対位置、マクロ基地局またはフェムト基地局のパスロスとマクロ端末のパスロス及びこれらの差分、及びフェムト基地局のカバレッジを考慮して算出する。
このように、本実施の形態によれば、フェムト基地局の近辺にマクロ端末が存在しない場合に、フェムト端末のカバレッジ性能及びビットレートを向上させることができるとともに、フェムト基地局、フェムト端末またはマクロ端末の性能劣化を防ぐことができる。
なお、上記の実施の形態1〜実施の形態3において、主にマクロ基地局とCSGフェムト基地局との間の干渉制御の方法として記載したが、本発明はこれに限らず、それらの方法は、マクロ基地局と、OSG(Open Subscriber Group)フェムト基地局、ハイブリット(Hybrid)フェムト基地局との間の干渉制御のために適用しても良い。また、フェムト基地局以外の、マクロ基地局に比較して狭い範囲のセルを制御する基地局(例えば、ピコ(Pico)セルを形成する基地局)とマクロ基地局との干渉制御に使用しても良い。
2009年8月19日出願の特願2009−190433の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明は、セル移動通信システム、マクロセル及びフェムトセルの干渉低減、または干渉回避等に応用できる。

Claims (11)

  1. マクロ基地局と、前記マクロ基地局と通信するマクロ端末と、フェムト基地局と、前記フェムト基地局に登録されたフェムト端末と、を備えた通信システムに用いられる干渉制御方法であって、
    前記マクロ端末において、前記フェムト基地局のリファレンス信号の受信品質(RSRQ:Reference Signal Received Quality)及び前記マクロ基地局のRSRQを測定するステップと、
    前記測定したフェムト基地局のRSRQとマクロ基地局のRSRQとの差分値が所定の第1の閾値よりも大きい場合に、前記マクロ端末が、干渉制御を起動させる要求と、前記差分値と、前記フェムト基地局の識別情報とを前記マクロ基地局に送信するステップと、
    前記マクロ基地局が、前記要求と、前記差分値と、前記識別情報とに基づいて、前記識別情報により特定される前記フェムト基地局に対して干渉制御起動要求シグナリングを送信するステップと、
    前記フェムト基地局が、前記干渉制御起動要求シグナリングに基づいて、前記フェムト基地局に登録された前記フェムト端末に対して、干渉制御を行うステップと、
    を有する干渉制御方法。
  2. 前記マクロ端末において、前記フェムト基地局のRSRQに基づいて近辺に存在する前記フェムト基地局を検出するステップをさらに有し、
    前記マクロ端末において検出する前記フェムト基地局が複数ある場合に、最も大きい値の前記フェムト基地局のRSRQと前記マクロ基地局のRSRQとの前記差分値を求める請求項1記載の干渉制御方法。
  3. 前記マクロ端末において測定した前記マクロ基地局のリファレンス信号の受信電力(RSRP:Reference Signal Received Power)が小さいほど前記第1の閾値を小さく設定する請求項1記載の干渉制御方法。
  4. 前記干渉制御の後において、前記マクロ端末が、最も大きい値の前記フェムト基地局のRSRQを検出するステップと、
    検出した最も大きい値の前記フェムト基地局のRSRQと前記マクロ基地局のRSRQとの差分値が第2の閾値以下の場合に、前記マクロ基地局に前記識別情報を報告するステップと、
    前記識別情報の報告を受けた前記マクロ基地局が、前記最も大きい値のRSRQの前記フェムト基地局に干渉制御停止要求シグナリングを通知するステップと、
    前記干渉制御停止要求シグナリングの通知を受けた前記フェムト基地局が、前記干渉制御停止要求シグナリングに従って前記干渉制御を停止するステップと、
    をさらに含む請求項1記載の干渉制御方法。
  5. 前記干渉制御起動要求シグナリングに加えて、前記マクロ端末のQoSと、前記マクロ端末の保証ビットレートと、前記干渉制御の時間と、使用を避ける周波数と、前記マクロ端末が使用している周波数と、前記マクロ端末が使用している帯域幅とのうち、少なくとも一つを前記マクロ端末から前記フェムト基地局に送信し、前記フェムト基地局が、前記干渉制御起動要求シグナリングに加えて、前記少なくとも一つの情報に基づいて、前記干渉制御を行う請求項1記載の干渉制御方法。
  6. マクロ基地局と、前記マクロ基地局と通信するマクロ端末と、フェムト基地局と、前記フェムト基地局に登録されたフェムト端末と、を備えた通信システムに用いられる干渉制御方法であって、
    前記マクロ端末において、前記フェムト基地局のRSRPの送信電力または受信電力を測定するステップと、
    前記マクロ端末において、前記測定の結果に基づいて前記フェムト基地局との間のパスロスの値を算出するステップと、
    算出した前記パスロスの値が所定の閾値以下の場合に、前記マクロ端末が、干渉制御を起動させる要求と、前記パスロスの値と、前記フェムト基地局の識別情報とを前記マクロ基地局に送信するステップと、
    前記マクロ基地局において、前記要求と、前記パスロスの値と、前記識別情報とに基づいて、前記識別情報により特定される前記フェムト基地局に対して、干渉制御起動要求シグナリングを送信するステップと、
    前記フェムト基地局において、前記干渉制御起動要求シグナリングに基づいて、前記フェムト基地局に登録された前記フェムト端末に対して、干渉制御を行うステップと、
    を有する干渉制御方法。
  7. 前記マクロ端末において、前記フェムト基地局のリファレンス信号の送信電力と受信電力(RSRP)から算出したパスロスに基づいて近辺に存在する前記フェムト基地局を検出するステップをさらに有し、
    前記マクロ端末において検出する前記フェムト基地局が複数ある場合に、最も小さい前記パスロスの値と閾値とを比較する請求項6記載の干渉制御方法。
  8. 前記マクロ端末において測定した前記マクロ基地局のRSRPが小さいほど前記閾値を大きく設定する請求項6記載の干渉制御方法。
  9. フェムト基地局のRSRQ及びマクロ基地局のRSRQを測定する測定手段と、
    前記測定手段により測定したフェムト基地局のRSRQとマクロ基地局のRSRQとの差分値と、所定の閾値との比較結果に基づいて、近辺に存在するフェムト基地局を検出する検出手段と、
    前記検出手段により前記近辺に存在するフェムト基地局を検出した場合に、前記近辺に存在するフェムト基地局に対する干渉制御を起動させる要求と、前記差分値と、前記フェムト基地局の識別情報とをマクロ基地局に送信する送信手段と、
    を具備するマクロ端末。
  10. フェムト基地局に対する干渉制御を起動させる要求と、前記フェムト基地局のRSRQとマクロ基地局のRSRQとの差分値と、前記フェムト基地局の識別情報とに基づいて、前記識別情報により特定される前記フェムト基地局において干渉制御を起動させるか否かを判断する判断手段と、
    前記判断手段により干渉制御を起動させるものと判断した場合に干渉制御起動要求シグナリングを前記フェムト基地局に送信する送信手段と、
    を具備するマクロ基地局。
  11. フェムト基地局のRSRQ(Reference Signal Received Quality)とマクロ基地局のRSRQとの差分値が所定の第1の閾値よりも大きい場合に、マクロ端末から送信された干渉制御を起動させる要求と、前記差分値と、前記フェムト基地局の識別情報とを受信する前記マクロ基地局から、干渉制御の起動を要求する干渉制御起動要求シグナリングを受信する受信手段と、
    受信した前記干渉制御起動要求シグナリングに従って、自局に登録されているフェムト端末に対して、干渉制御を行う制御手段と、
    を具備するフェムト基地局。
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