JP5647676B2 - 無線通信システム、高電力基地局、無線端末、低電力基地局、及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信システム、高電力基地局、無線端末、低電力基地局、及び無線通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、下りリンク制御チャネルを介して割り当て情報を伝送する無線通信システム、無線基地局、無線端末、及び無線通信方法に関する。
現在運用されている第３世代及び第３．５世代セルラ通信システムよりも高速・大容量の通信を実現する次世代システムとして、標準化団体である３ＧＰＰで標準化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）、及びＬＴＥを高度化したＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄがある。ＬＴＥシステム（ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄを含む）では、無線基地局は、下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ: Physical Downlink Control CHanneｌ）を介して、無線端末に割り当てた無線リソースを示す割り当て情報を送信する。
ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄにおいては、高電力基地局（いわゆる、マクロセル基地局）と低電力基地局（いわゆる、ピコセル基地局又はフェムトセル基地局等）とが混合するヘテロジーニアスネットワークの提供が検討されている。ヘテロジーニアスネットワークは、高電力基地局の負荷を低電力基地局に分散させることが可能である。
無線端末は複数の無線基地局のうち無線信号の受信電力が最も高いものに接続することが一般的であることから、ヘテロジーニアスネットワークにおいては、低電力基地局に無線端末が接続する機会が少なくなる可能性がある。このような事情に鑑みて、低電力基地局からの受信電力が最も高い状態でなくても無線端末を当該低電力基地局に接続するように制御することで、低電力基地局のカバレッジ（すなわち、通信エリア範囲）を拡大する手法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
下りリンク制御チャネルは無線基地局間で周波数帯域が重複するため、互いに隣接する２つの無線基地局においては、一方の無線基地局が使用する下りリンク制御チャネルが、他方の無線基地局が使用する下りリンク制御チャネルからの干渉を受け、当該一方の無線基地局の下りリンク制御チャネルを介して割り当て情報を正常に受信できなくなる可能性がある。無線端末は、無線基地局からの割り当て情報を正常に受信できないと、自端末に割り当てられた無線リソースを特定できず、当該無線基地局との無線通信を継続できない。
特に、ヘテロジーニアスネットワークにおいて低電力基地局のカバレッジを拡大する手法では、低電力基地局が使用する下りリンク制御チャネルが、高電力基地局が使用する下りリンク制御チャネルから大きな干渉を受ける可能性が高いため、上記の問題がより一層深刻になる。
そこで、本発明は、下りリンク制御チャネルの基地局間干渉を低減できる無線通信システム、無線基地局、無線端末、及び無線通信方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。
まず、本発明に係る無線通信システムの特徴は、時間方向にサブフレームが並ぶ通信フレーム構成を使用して無線基地局（例えばマクロセル基地局ＭｅＮＢ）と無線端末（例えば無線端末ＭＵＥ）との無線通信を行う無線通信システムであって、前記無線基地局は、第１のサブフレーム（例えばサブフレームＳＦ＃Ａ）において、前記無線端末に割り当てた無線リソース（例えばリソースブロック）を示す割り当て情報と、前記第１のサブフレームよりも後のサブフレームであって前記割り当て情報に従った割り当てが適用される第２のサブフレーム（例えばサブフレームＳＦ＃Ｂ）を示すサブフレーム情報とを、下りリンク制御チャネルを介して送信する基地局側送信処理部（例えば無線通信部２１０、割り当て情報生成部２２３、サブフレーム情報生成部２２４）を具備し、前記無線端末は、前記第１のサブフレームにおいて、前記下りリンク制御チャネルを介して前記無線基地局から前記割り当て情報及び前記サブフレーム情報を受信することができる端末側受信処理部（例えば無線通信部３１０、情報復号部３２１）と、前記端末側受信処理部が受信した前記割り当て情報及び前記サブフレーム情報に基づいて、前記第１のサブフレーム及び前記第２のサブフレームのそれぞれについて割り当てられた無線リソースを特定するリソース特定部（例えばリソース特定部３２２）とを具備し、前記端末側受信処理部は、前記サブフレーム情報を受信を受信した場合に、前記第２のサブフレームにおいて、前記割り当て情報の受信処理を省略することを要旨とする。
このような特徴によれば、１つの割り当て情報を複数のサブフレームに適用可能になり、第２のサブフレームにおいて無線基地局と無線端末との間での割り当て情報の送受信が省略されるため、当該無線基地局の周辺基地局は、第２のサブフレームにおいて当該無線基地局の下りリンク制御チャネルから受ける干渉が軽減される。したがって、下りリンク制御チャネルの基地局間干渉を低減できる。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記基地局側送信処理部は、前記第２のサブフレームにおいて、前記割り当て情報の送信処理を省略することを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記第２のサブフレームは、前記第１のサブフレームの次のサブフレームを含むことを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記無線基地局の周辺にある他の無線基地局である周辺基地局（例えばピコセル基地局ＰｅＮＢ）をさらに有し、前記周辺基地局は、前記第２のサブフレームを指定するための指定情報を基地局間通信により前記無線基地局に送信する指定情報送信部（例えば指定情報生成部１２３、Ｘ２インタフェース通信部１４０）を具備し、前記無線基地局は、前記指定情報を基地局間通信により受信する指定情報受信部（例えばＸ２インタフェース通信部１４０）をさらに具備し、前記基地局側送信処理部は、前記指定情報受信部が受信した前記指定情報によって指定された前記第２のサブフレームを示す前記サブフレーム情報を送信することを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記周辺基地局は、前記周辺基地局に接続する無線端末（例えば無線端末ＰＵＥ）のうち、前記無線基地局から受ける干渉によって無線状態の劣化した劣化無線端末を検出する検出部（例えば劣化端末検出部１２２）と、前記第２のサブフレームにおいて、前記劣化無線端末に割り当てた無線リソースを示す周辺側割り当て情報を下りリンク制御チャネルを介して送信する周辺側送信処理部（例えば無線通信部１１０）とをさらに具備することを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記指定情報送信部は、前記検出部によって前記劣化無線端末が検出された場合に、前記指定情報を基地局間通信により前記無線基地局に送信することを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、前記周辺側送信処理部は、前記第２のサブフレームにおいて前記周辺側割り当て情報を送信する際に、前記第２のサブフレームよりも後のサブフレームであって前記周辺側割り当て情報に従った割り当てが適用される第３のサブフレーム（例えばサブフレームＳＦ＃Ｃ）を示す周辺側サブフレーム情報を送信することを要旨とする。
本発明に係る無線通信システムの他の特徴は、上記の特徴に係る無線通信システムにおいて、それぞれ周波数帯の異なる複数のコンポーネントキャリアを束ねて使用するキャリアアグリゲーション技術が利用される場合、前記サブフレーム情報は、コンポーネントキャリアの指定に用いられることを要旨とする。
本発明に係る無線基地局の特徴は、時間方向にサブフレームが並ぶ通信フレーム構成を使用して無線端末（例えば無線端末ＭＵＥ）との無線通信を行う無線基地局（例えばマクロセル基地局ＭｅＮＢ）であって、第１のサブフレームにおいて、前記無線端末に割り当てた無線リソースを示す割り当て情報と、前記第１のサブフレームよりも後のサブフレームであって前記割り当て情報に従った割り当てが適用される第２のサブフレームを示すサブフレーム情報とを、下りリンク制御チャネルを介して送信する基地局側送信処理部（例えば無線通信部２１０、割り当て情報生成部２２３、サブフレーム情報生成部２２４）を具備することを要旨とする。
本発明に係る無線端末の特徴は、時間方向にサブフレームが並ぶ通信フレーム構成を使用して無線基地局（例えばマクロセル基地局ＭｅＮＢ）との無線通信を行う無線端末（例えば無線端末ＭＵＥ）であって、第１のサブフレームにおいて、前記無線基地局によって割り当てられた無線リソースを示す割り当て情報と、前記第１のサブフレームよりも後のサブフレームであって前記割り当て情報に従った割り当てが適用される第２のサブフレームを示すサブフレーム情報とを、下りリンク制御チャネルを介して受信することができる端末側受信処理部（例えば無線通信部３１０、情報復号部３２１）を具備し、前記端末側受信処理部は、前記サブフレーム情報を受信した場合に、前記第２のサブフレームにおいて前記割り当て情報の受信処理を省略することを要旨とする。
本発明に係る無線基地局の特徴は、時間方向にサブフレームが並ぶ通信フレーム構成を使用して無線端末（例えば無線端末ＰＵＥ）との無線通信を行う無線基地局（例えばピコセル基地局ＰｅＮＢ）であって、第１のサブフレームよりも後のサブフレームであって前記第１のサブフレームと対応する割り当て情報に従った割り当てが適用される第２のサブフレームを指定するための指定情報を、基地局間通信により他の無線基地局に送信する指定情報送信部（例えば指定情報生成部１２３、Ｘ２インタフェース通信部１４０）を具備することを要旨とする。
本発明に係る無線通信方法の特徴は、時間方向にサブフレームが並ぶ通信フレーム構成を使用して無線基地局と無線端末との無線通信を行う無線通信方法であって、前記無線基地局が、第１のサブフレームにおいて、前記無線端末に割り当てた無線リソースを示す割り当て情報と、前記第１のサブフレームよりも後のサブフレームであって前記割り当て情報に従った割り当てが適用される有限個の第２のサブフレームを示すサブフレーム情報とを、下りリンク制御チャネルを介して送信するステップと、前記無線端末が、前記第１のサブフレームにおいて、前記下りリンク制御チャネルを介して前記無線基地局から前記割り当て情報及び前記サブフレーム情報を受信するステップと、前記無線基地局が、前記第２のサブフレームにおいて、前記割り当て情報の送信処理を省略するステップと、前記無線端末が、受信した前記サブフレーム情報に基づいて、前記第２のサブフレームにおいて、前記割り当て情報の受信処理を省略するステップとを有することを要旨とする。
本発明によれば、下りリンク制御チャネルの基地局間干渉を低減できる無線通信システム、無線基地局、無線端末、及び無線通信方法を提供できる。
第１実施形態〜第３実施形態に係るＬＴＥシステムの概要を説明するための図である。 図２（ａ）は、ＦＤＤ方式が使用される場合の通信フレーム構成を示すフレーム構成図であり、図２（ｂ）は、下りリンクにおけるサブフレームの構成を示す図である。 第１実施形態及び第２実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 第１実施形態に係るピコセル基地局の構成を示すブロック図である。 第１実施形態及び第２実施形態に係るマクロセル基地局の構成を示すブロック図である。 第１実施形態及び第２実施形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係るＰＤＣＣＨ干渉管理の具体例を説明するための図である。 第１実施形態に係る無線通信システムの動作例を示す動作シーケンス図である。 第２実施形態に係るピコセル基地局の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係るＰＤＣＣＨ干渉管理の具体例を説明するための図である。 第２実施形態に係る無線通信システムの動作例を示す動作シーケンス図である。 第３実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 その他の実施形態に係るキャリアアグリゲーション技術が使用されるケースを説明するための図である。
図面を参照して、本発明の第１実施形態〜第３実施形態、及びその他の実施形態を説明する。以下の各実施形態における図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付す。
［ＬＴＥシステムの概要］
第１実施形態〜第３実施形態の説明の前に、ＬＴＥシステムの概要について、第１実施形態〜第３実施形態に関連する内容を説明する。
図１は、ＬＴＥシステムの概要を説明するための図である。図１に示すように、複数の無線基地局ｅＮＢはＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network）を構成する。複数の無線基地局ｅＮＢそれぞれは、無線端末ＵＥに通信サービスを提供するエリアであるセルを形成する。
無線端末ＵＥは、ユーザが所持する無線通信装置であり、ユーザ装置とも称される。無線端末ＵＥは、複数の無線基地局ｅＮＢのうち無線信号の受信電力（ＲＳＲＰ: Reference Signal Received Power）が最も高いものに接続する。ただし、ＲＳＲＰに限らず、ＳＮＲ（Signal to Noise ratio）等の他の受信品質指標を使用してもよい。
各無線基地局ｅＮＢは、基地局間通信を提供する論理的な通信路であるＸ２インターフェースを介して互いに通信可能である。複数の無線基地局ｅＮＢそれぞれは、Ｓ１インターフェースを介して、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）、具体的には、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）／Ｓ−ＧＷ（Serving Gateway）と通信可能である。
無線基地局ｅＮＢと無線端末ＵＥとの無線通信においては、下りリンクの多重方式としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式が、上りリンクの多重方式としてＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）方式がそれぞれ適用される。また、複信方式としてＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式又はＴＤＤ（Time Division Duplex）方式が適用される。
図２（ａ）は、ＦＤＤ方式が使用される場合の通信フレーム構成を示すフレーム構成図である。
図２（ａ）に示すように、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームは１つの無線フレームを構成し、各サブフレームは２個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは１ｍｓであり、各スロットの長さは０．５ｍｓである。また、各スロットは、時間方向（time domain）に７個のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数方向（frequency domain）に複数のリソースブロック（ＲＢ）を含む。
図２（ｂ）は、下りリンクにおけるサブフレームの構成を示す図である。
図２（ｂ）に示すように、サブフレームは２個の連続的なスロットを含む。サブフレーム内の一番目のスロットの先頭から最大３ＯＦＤＭシンボルの区間は、制御情報を伝送するＰＤＣＣＨとして使用される無線リソースを構成する制御領域である。制御情報とは、上りリンク及び下りリンクの割り当て情報（いわゆる、スケジューリング情報）等である。なお、制御領域は、ＰＤＣＣＨ以外に、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）やＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel）などを含んでもよい。
サブフレームの残りのＯＦＤＭシンボル区間は、ユーザデータを伝送するＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）として使用される無線リソースを構成するデータ領域である。ＰＤＳＣＨは、少なくとも１つのリソースブロックにより構成される。
無線端末ＵＥは、ブラインドデコーディングにより、割り当て情報を含む制御情報を復号する。無線端末ＵＥは、ＰＤＣＣＨを介して伝送される割り当て情報を復号することで、ＰＤＳＣＨとして割り当てられたリソースブロック、及びＰＵＳＣＨとして割り当てられたリソースブロックを特定できる。
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態を説明する。第１実施形態においては、（１）無線通信システムの構成、（２）無線通信システムの詳細構成、（３）ＰＤＣＣＨ干渉管理の具体例、（４）無線通信システムの動作、（５）第１実施形態の効果の順に説明する。
（１）無線通信システムの構成
図３は、第１実施形態に係る無線通信システム１Ａの概略構成図である。第１実施形態に係る無線通信システム１Ａは、ヘテロジーニアスネットワークが適用される。
図３に示すように、無線通信システム１Ａは、マクロセル基地局ＭｅＮＢと、マクロセル基地局ＭｅＮＢに接続する無線端末ＭＵＥと、マクロセル基地局ＭｅＮＢが形成するマクロセルＭＣ内に設置され、マクロセル基地局ＭｅＮＢに隣接するピコセル基地局ＰｅＮＢと、ピコセル基地局ＰｅＮＢが形成するピコセルＰＣ内でピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する無線端末ＰＵＥとを有する。なお、図３では、無線端末ＭＵＥ及び無線端末ＰＵＥのそれぞれを１つのみ図示しているが、実際には無線端末ＭＵＥ及び無線端末ＰＵＥのそれぞれは複数であるものとする。
ピコセル基地局ＰｅＮＢは、マクロセル基地局ＭｅＮＢよりも送信出力が小さい低電力基地局である。このため、ヘテロジーニアスネットワークにおいては、ＲＳＲＰが最も高い無線基地局ｅＮＢを選択して無線端末ＵＥが接続する選択基準を採用すると、ピコセル基地局ＰｅＮＢのカバレッジ（無線端末ＵＥを収容可能な範囲）が狭くなる可能性がある。特に、ピコセル基地局ＰｅＮＢがマクロセル基地局ＭｅＮＢに近い状況下では、ピコセル基地局ＰｅＮＢのカバレッジが非常に狭くなり、ピコセル基地局ＰｅＮＢを有効活用できない。
ピコセル基地局ＰｅＮＢの送信出力を上昇させずにピコセル基地局ＰｅＮＢのカバレッジを拡大可能な方法としては、主に以下の２つの方法が使用できる。
第１に、ＲＳＲＰが最も大きい無線信号を送信する無線基地局ｅＮＢを当該無線端末ＵＥの接続先として選択するのではなく、無線端末ＵＥとの間の伝搬損失（パスロス）が最も小さい無線基地局ｅＮＢを無線端末ＵＥの接続先として選択する方法がある。これにより、例えば無線端末ＵＥに最も近いような無線基地局ｅＮＢが接続先として選択されるため、ピコセル基地局ＰｅＮＢのカバレッジを拡大できる。
第２に、無線端末ＵＥがマクロセル基地局ＭｅＮＢ及びピコセル基地局ＰｅＮＢのそれぞれから無線信号を受信可能な場合において、ピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰとマクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰとを比較する際に、ピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰにバイアス値を加える方法がある。ピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰにバイアス値を加えることで、オフセット後の当該ＲＳＲＰが、マクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰを上回る可能性が高まる。よって、ピコセル基地局ＰｅＮＢが優先的に接続先として選択されるため、ピコセル基地局ＰｅＮＢのカバレッジを拡大できる。
第１実施形態では、上記第２の方法によって、ピコセル基地局ＰｅＮＢのカバレッジが拡大された状態であるものとする。
マクロセル基地局ＭｅＮＢは、制御領域を用いて構成されるＰＤＣＣＨを介して、無線端末ＭＵＥに割り当てたリソースブロックを示す割り当て情報を送信する。ピコセル基地局ＰｅＮＢは、制御領域を用いて構成されるＰＤＣＣＨを介して、無線端末ＰＵＥに割り当てたリソースブロックを示す割り当て情報を送信する。これらの制御領域は周波数帯域が重複するため、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及びピコセル基地局ＰｅＮＢのそれぞれのＰＤＣＣＨが互いに干渉を与え合う。
ピコセル基地局ＰｅＮＢのカバレッジが拡大された状態においては、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する無線端末ＰＵＥは、ピコセル基地局ＰｅＮＢからの受信電力よりも、マクロセル基地局ＭｅＮＢからの受信電力の方が高いことがある。この場合、ピコセル基地局ＰｅＮＢが使用するＰＤＣＣＨは、マクロセル基地局ＭｅＮＢが使用するＰＤＣＣＨから大きな干渉を受け、無線端末ＰＵＥが割り当て情報を受信（復号）不可能になる。
以下においては、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及びピコセル基地局ＰｅＮＢ間でのＰＤＣＣＨの干渉管理を主として説明する。
（２）無線通信システムの詳細構成
次に、第１実施形態に係る無線通信システム１Ａの詳細構成について、（２．１）ピコセル基地局ＰｅＮＢの構成、（２．２）マクロセル基地局ＭｅＮＢの構成、（２．３）無線端末ＭＵＥの構成の順に説明する。
（２．１）ピコセル基地局ＰｅＮＢの構成
次に、第１実施形態に係るピコセル基地局ＰｅＮＢの構成を説明する。図４は、第１実施形態に係るピコセル基地局ＰｅＮＢの構成を示すブロック図である。
図４に示すように、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、アンテナ部１０１、無線通信部１１０、制御部１２０、記憶部１３０、及びＸ２インタフェース通信部１４０を有する。
無線通信部１１０は、例えば無線周波数（ＲＦ）回路やベースバンド（ＢＢ）回路等を用いて構成され、無線端末ＰＵＥと無線信号の送受信を行う。また、無線通信部１１０は、送信信号の変調と受信信号の復調とを行う。
制御部１２０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、ピコセル基地局ＰｅＮＢが備える各種の機能を制御する。記憶部１３０は、例えばメモリを用いて構成され、ピコセル基地局ＰｅＮＢの制御等に用いられる各種の情報を記憶する。Ｘ２インタフェース通信部１４０は、Ｘ２インタフェースを使用して他の無線基地局との基地局間通信を行う。
制御部１２０は、接続先選択部１２１、劣化端末検出部１２２、指定情報生成部１２３、リソース割り当て部１２４、及び割り当て情報生成部１２５を有する。
接続先選択部１２１は、無線通信部１１０が無線端末ＰＵＥから受信する測定結果報告（メジャメントレポート）に基づいて、無線端末ＰＵＥの次の接続先を選択する。無線端末ＰＵＥがマクロセル基地局ＭｅＮＢ及びピコセル基地局ＰｅＮＢそれぞれの参照信号を受信する場合、測定結果報告は、マクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰとピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰとを含む。接続先選択部１２１は、マクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰとピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰとを比較する前に、ピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰにバイアス値を加える。バイアス後のＲＳＲＰが、マクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰよりも低い場合、接続先選択部２２１は、無線端末ＰＵＥの接続先をマクロセル基地局ＭｅＮＢに切り替えるようにハンドオーバ制御を行う。
劣化端末検出部１２２は、ピコセル基地局ＰｅＮＢに接続する複数の無線端末ＰＵＥのそれぞれから受信する測定結果報告（メジャメントレポート）に基づいて、複数の無線端末ＰＵＥのうち、マクロセル基地局ＭｅＮＢから受ける干渉によって無線状態の劣化した劣化無線端末ＰＵＥを検出する。劣化無線端末ＰＵＥは、ピコセル基地局ＰｅＮＢからＰＤＣＣＨを介して送信される割り当て情報を正常に受信できない可能性の高い無線端末である。例えば、劣化端末検出部１２２は、マクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰが閾値を超える無線端末ＰＵＥを劣化無線端末ＰＵＥとして検出する。
指定情報生成部１２３は、劣化端末検出部１２２によって劣化無線端末ＰＵＥが検出された場合に、ＰＤＣＣＨの干渉を低減させるべきサブフレームを指定するための指定情報を生成する。例えば、サブフレーム番号を指定情報とすることができる。ＰＤＣＣＨの干渉を低減させるべきサブフレームの数は、１つであってもよく、所定数であってもよい。つまり、ＰＤＣＣＨの干渉を低減させるべきサブフレームの数は、有限である。Ｘ２インタフェース通信部１４０は、指定情報生成部１２３によって生成された指定情報を含むＰＤＣＣＨ規制メッセージをマクロセル基地局ＭｅＮＢに送信する。第１実施形態において、指定情報生成部１２３及びＸ２インタフェース通信部１４０は、指定情報送信部を構成する。
リソース割り当て部１２４は、サブフレーム毎に、データチャネル（ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨ）として無線端末ＰＵＥに割り当てるリソースブロックを決定する。例えば、リソース割り当て部１２４は、無線端末ＰＵＥからフィードバックされるＣＱＩ（Channel Quality Information）に基づき、プロポーショナルフェアネス等のスケジューリングアルゴリズムを用いて、無線端末ＰＵＥに割り当てるリソースブロックを決定する。ＰＤＣＣＨ規制メッセージをマクロセル基地局ＭｅＮＢに送信した後においては、リソース割り当て部１２４は、指定情報によって指定したサブフレームについて、劣化無線端末ＰＵＥに割り当てるリソースブロックを決定する。
割り当て情報生成部１２５は、リソース割り当て部１２４によって決定されたリソースブロックを示す割り当て情報を生成する。無線通信部１１０は、割り当て情報生成部１２５によって生成された割り当て情報をＰＤＣＣＨを介して無線端末ＰＵＥに送信する。無線通信部１１０は、指定情報によって指定したサブフレームにおいて、劣化無線端末ＰＵＥに割り当てたリソースブロックを示す割り当て情報（周辺側割り当て情報）をＰＤＣＣＨを介して送信する。第１実施形態において、割り当て情報生成部１２５及び無線通信部１１０は、周辺側送信処理部を構成する。
（２．２）マクロセル基地局ＭｅＮＢの構成
次に、マクロセル基地局ＭｅＮＢの構成を説明する。図５は、マクロセル基地局ＭｅＮＢの構成を示すブロック図である。
図５に示すように、マクロセル基地局ＭｅＮＢは、アンテナ部２０１、無線通信部２１０、制御部２２０、記憶部２３０、及びＸ２インタフェース通信部２４０を有する。
無線通信部１１０は、例えば無線周波数（ＲＦ）回路やベースバンド（ＢＢ）回路等を用いて構成され、無線端末ＭＵＥと無線信号の送受信を行う。また、無線通信部２１０は、送信信号の変調と受信信号の復調とを行う。
制御部２２０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、マクロセル基地局ＭｅＮＢが備える各種の機能を制御する。記憶部２３０は、例えばメモリを用いて構成され、マクロセル基地局ＭｅＮＢの制御等に用いられる各種の情報を記憶する。
Ｘ２インタフェース通信部２４０は、Ｘ２インタフェースを使用して他の無線基地局との基地局間通信を行う。第１実施形態において、Ｘ２インタフェース通信部２４０は、指定情報を含むＰＤＣＣＨ規制メッセージを受信する指定情報受信部に相当する。
制御部２２０は、接続先選択部２２１、リソース割り当て部２２２、割り当て情報生成部２２３、及びサブフレーム情報生成部２２４を有する。
接続先選択部２２１は、無線通信部２１０が無線端末ＭＵＥから受信する測定結果報告（メジャメントレポート）に基づいて、無線端末ＭＵＥの次の接続先を選択する。無線端末ＭＵＥがマクロセル基地局ＭｅＮＢ及びピコセル基地局ＰｅＮＢそれぞれの参照信号を受信する場合、測定結果報告は、マクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰとピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰとを含む。接続先選択部２２１は、マクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰとピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰとを比較する前に、ピコセル基地局ＰｅＮＢに対応するＲＳＲＰにバイアス値を加える。バイアス後のＲＳＲＰが、マクロセル基地局ＭｅＮＢに対応するＲＳＲＰよりも高い場合、接続先選択部２２１は、無線端末ＭＵＥの接続先をピコセル基地局ＰｅＮＢに切り替えるようにハンドオーバ制御を行う。
リソース割り当て部２２２は、サブフレーム毎に、データチャネル（ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨ）として無線端末ＭＵＥに割り当てるリソースブロックを決定する。例えば、リソース割り当て部２２２は、無線端末ＭＵＥからフィードバックされるＣＱＩに基づき、プロポーショナルフェアネス等のスケジューリングアルゴリズムを用いて、無線端末ＭＵＥに割り当てるリソースブロックを決定する。
割り当て情報生成部２２３は、リソース割り当て部２２２によって決定されたリソースブロックを示す割り当て情報を生成する。無線通信部２１０は、割り当て情報生成部２２３によって生成された割り当て情報をＰＤＣＣＨを介して無線端末ＭＵＥに送信する。
サブフレーム情報生成部２２４は、ＰＤＣＣＨ規制メッセージをピコセル基地局ＰｅＮＢから受信した場合に、ＰＤＣＣＨ規制メッセージに含まれる指定情報によって指定された有限個（１個又は複数個）のサブフレームを示すサブフレーム情報を生成する。この場合、無線通信部２１０は、割り当て情報生成部２２３によって生成された割り当て情報と、サブフレーム情報生成部２２４によって生成されたサブフレーム情報とを、ＰＤＣＣＨを介して送信する。第１実施形態において、割り当て情報生成部２２３、サブフレーム情報生成部２２４、及び無線通信部２１０は、基地局側送信処理部を構成する。
サブフレーム情報が示すサブフレームは、割り当て情報が送信されるサブフレームよりも後のサブフレームであり、且つ、当該割り当て情報に従った割り当てが適用される。
（２．３）無線端末ＭＵＥの構成
次に、無線端末ＭＵＥの構成を説明する。図６は、無線端末ＭＵＥの構成を示すブロック図である。
図６に示すように、無線端末ＭＵＥは、アンテナ部３０１、無線通信部３１０、制御部３２０、及び記憶部３３０を有する。
無線通信部３１０は、例えば無線周波数（ＲＦ）回路やベースバンド（ＢＢ）回路等を用いて構成され、マクロセル基地局ＭｅＮＢと無線信号の送受信を行う。また、無線通信部３１０は、送信信号の変調と受信信号の復調とを行う。
制御部３２０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、無線端末ＭＵＥが備える各種の機能を制御する。記憶部３３０は、例えばメモリを用いて構成され、無線端末ＭＵＥの制御等に用いられる各種の情報を記憶する。
制御部３２０は、情報復号部３２１及びリソース特定部３２２を有する。情報復号部３２１は、無線通信部３１０がマクロセル基地局ＭｅＮＢから受信した割り当て情報及びサブフレーム情報を復号する。第１実施形態において、無線通信部３１０及び情報復号部３２１は、端末側受信処理部を構成する。
リソース特定部３２２は、情報復号部３２１によって復号された割り当て情報及びサブフレーム情報に基づいて、割り当てられたリソースブロックを特定するとともに、当該割り当て情報に従った割り当てが適用される有限個のサブフレームを特定する。
（３）ＰＤＣＣＨ干渉管理の具体例
次に、第１実施形態に係るＰＤＣＣＨ干渉管理の具体例を説明する。図７は、第１実施形態に係るＰＤＣＣＨ干渉管理の具体例を説明するための図である。
図７（ａ）は、ＰＤＣＣＨ干渉管理が適用さないケースを示す図である。
図７（ａ）に示すように、マクロセル基地局ＭｅＮＢがＰＤＣＣＨとして使用する制御領域と、ピコセル基地局ＰｅＮＢがＰＤＣＣＨとして使用する制御領域とは、周波数帯域が重複する。ピコセル基地局ＰｅＮＢのＰＤＣＣＨは、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨから干渉を受ける。
図７（ｂ）は、ＰＤＣＣＨ干渉管理が適用されるケースを示す図である。
図７（ｂ）に示すように、マクロセル基地局ＭｅＮＢの無線通信部２１０は、サブフレームＳＦ＃Ａ（第１のサブフレーム）において、無線端末ＭＵＥに割り当てたリソースブロックを示す割り当て情報と、サブフレームＳＦ＃Ａよりも後のサブフレームであって当該割り当て情報に従った割り当てが適用されるサブフレームＳＦ＃Ｂ（第２のサブフレーム）を示すサブフレーム情報とを、ＰＤＣＣＨを介して送信する。
無線端末ＭＵＥの無線通信部３１０は、サブフレームＳＦ＃Ａにおいて、ＰＤＣＣＨを介してマクロセル基地局ＭｅＮＢから割り当て情報及びサブフレーム情報を受信する。無線端末ＭＵＥの情報復号部３２１は、無線通信部３１０が受信した割り当て情報及びサブフレーム情報を復号する。無線端末ＭＵＥのリソース特定部３２２は、情報復号部３２１によって復号された割り当て情報及びサブフレーム情報に基づいて、サブフレームＳＦ＃Ａ及び及びＳＦ＃Ｂのそれぞれについて割り当てられたリソースブロックを特定する。具体的には、リソース特定部３２２は、サブフレーム情報が示すサブフレームＳＦ＃Ｂについては、サブフレームＳＦ＃Ａで割り当てられたリソースブロックと同一周波数のリソースブロックが割り当てられたと判断する。
このような方法によれば、１つの割り当て情報を複数のサブフレームに適用可能になり、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいてマクロセル基地局ＭｅＮＢと無線端末ＭＵＥとの間でのＰＤＣＣＨを介した割り当て情報の送受信が省略されるため、当該マクロセル基地局ＭｅＮＢの周辺にあるピコセル基地局ＰｅＮＢは、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいてマクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨから受ける干渉が軽減される。
一方、ピコセル基地局ＰｅＮＢの無線通信部１１０は、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいて、劣化無線端末ＰＵＥに割り当てたリソースブロックを示す割り当て情報をＰＤＣＣＨを介して送信する。これにより、劣化無線端末ＰＵＥが割り当て情報を正常に受信することができ、ピコセル基地局ＰｅＮＢと劣化無線端末ＰＵＥとの無線通信を継続可能になる。
上記の例では、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいて、マクロセル基地局ＭｅＮＢがＰＤＣＣＨを一切使用せずに制御領域をブランクにすることを想定している。ただし、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいて、マクロセル基地局ＭｅＮＢが制御領域の一部のみの使用を許可し、ＰＤＣＣＨの使用率（つまり、制御領域においてＰＤＣＣＨが使用される割合）を低下させる方法でもよい。例えば、制御領域の１ＯＦＤＭシンボル分相当の使用を許可することで、ＰＤＣＣＨの使用率を低下させることができる。このような方法でＰＤＣＣＨの使用率を低下させる場合には、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、マクロセル基地局ＭｅＮＢが使用しない制御領域部分又はマクロセル基地局ＭｅＮＢがＰＤＣＣＨの使用率を低下させているサブフレームに対応するＰＤＣＣＨリソースを劣化無線端末ＰＵＥに割り当てることが好ましい。
なお、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及び無線端末ＭＵＥは、サブフレームＳＦ＃Ａ及びサブフレームＳＦ＃Ｂのそれぞれにおいて、異なるＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat Request）プロセスに対応するユーザデータを送受信してもよい。この場合、マクロセル基地局ＭｅＮＢは、サブフレームＳＦ＃Ａ及びサブフレームＳＦ＃Ｂのそれぞれにおいて使用される異なるＨＡＲＱに係る制御情報をサブフレームＳＦ＃ＡにおけるＰＤＣＣＨを介して無線端末ＭＵＥに送信する。
また、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及び無線端末ＭＵＥは、サブフレームＳＦ＃Ａ及びサブフレームＳＦ＃Ｂのそれぞれにおいて、同じＨＡＲＱプロセスに対応するユーザデータを送受信してもよい。この場合、マクロセル基地局ＭｅＮＢは、サブフレームＳＦ＃Ａ及びサブフレームＳＦ＃Ｂのそれぞれにおいて使用される同じＨＡＲＱに係る制御情報を、サブフレームＳＦ＃ＡにおけるＰＤＣＣＨを介して無線端末ＭＵＥに送信する。
（４）無線通信システムの動作
図８は、第１実施形態に係る無線通信システム１Ａの動作例を示す動作シーケンス図である。ここでは、無線通信システム１Ａが図７（ｂ）に示すＰＤＣＣＨ干渉管理を行うケースを説明する。
ステップＳ１０１において、無線端末ＰＵＥは、ピコセル基地局ＰｅＮＢ及びマクロセル基地局ＭｅＮＢのそれぞれについてＲＳＲＰを測定する。
ステップＳ１０２において、無線端末ＰＵＥは、ステップＳ１０１で測定したＲＳＲＰを示す測定結果報告をピコセル基地局ＰｅＮＢに送信する。ピコセル基地局ＰｅＮＢの無線通信部１１０は、測定結果報告を受信する。
ステップＳ１０３において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの劣化端末検出部１２２は、無線通信部１１０が受信した測定結果報告に基づいて劣化無線端末ＰＵＥを検出する。
ステップＳ１０４において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの指定情報生成部１２３は、サブフレームＳＦ＃Ｂを指定する指定情報を生成する。そして、ピコセル基地局ＰｅＮＢのＸ２インタフェース通信部１４０は、指定情報生成部１２３によって生成された指定情報を含むＰＤＣＣＨ規制メッセージをマクロセル基地局ＭｅＮＢに送信する。マクロセル基地局ＭｅＮＢのＸ２インタフェース通信部２４０は、指定情報を含むＰＤＣＣＨ規制メッセージを受信する。
ステップＳ１０５において、マクロセル基地局ＭｅＮＢのリソース割り当て部２２２は、サブフレームＳＦ＃Ａ（及びサブフレームＳＦ＃Ｂ）について無線端末ＭＵＥに割り当てるリソースブロックを決定する。マクロセル基地局ＭｅＮＢの割り当て情報生成部２２３は、リソース割り当て部２２２が決定したリソースブロックを示す割り当て情報を生成する。マクロセル基地局ＭｅＮＢのサブフレーム情報生成部２２４は、指定情報に基づいて、サブフレームＳＦ＃Ｂを示すサブフレーム情報を生成する。
ステップＳ１０６において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの無線通信部２１０は、サブフレームＳＦ＃ＡにおけるＰＤＣＣＨを介して割り当て情報及びサブフレーム情報を無線端末ＭＵＥに送信する。無線端末ＭＵＥの無線通信部３１０は、サブフレームＳＦ＃ＡにおけるＰＤＣＣＨを介して割り当て情報及びサブフレーム情報を受信する。無線端末ＭＵＥの情報復号部３２１は、無線通信部３１０が受信した割り当て情報及びサブフレーム情報を復号する。
ステップＳ１０７において、無線端末ＭＵＥのリソース特定部３２２は、情報復号部３２１によって復号された割り当て情報及びサブフレーム情報に基づいて、サブフレームＳＦ＃Ａ及びサブフレームＳＦ＃Ｂのそれぞれについて割り当てられたリソースブロックを特定する。
ステップＳ１０８において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの無線通信部２１０、及び無線端末ＭＵＥの無線通信部３１０は、サブフレームＳＦ＃Ａについての割り当てリソースブロックを使用してユーザデータを送受信する。ここで、ユーザデータの送受信は、下りリンクだけでなく、上りリンクも行われてよい。
ステップＳ１０９において、ピコセル基地局ＰｅＮＢのリソース割り当て部１２４は、サブフレームＳＦ＃Ｂについて劣化無線端末ＰＵＥに割り当てるリソースブロックを決定する。ピコセル基地局ＰｅＮＢの割り当て情報生成部１２５は、リソース割り当て部１２４が決定したリソースブロックを示す割り当て情報を生成する。
ステップＳ１１０において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの割り当て情報生成部２２３及び無線通信部２１０は、サブフレームＳＦ＃Ｂにおける無線端末ＭＵＥに対する割り当て情報の送信処理を省略する。また、ステップＳ１１１において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの無線通信部３１０及び情報復号部３２１は、サブフレームＳＦ＃Ｂにおける割り当て情報の受信処理を省略する。
ステップＳ１１２において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの無線通信部１１０は、サブフレームＳＦ＃ＢにおけるＰＤＣＣＨを介して割り当て情報を劣化無線端末ＰＵＥに送信する。劣化無線端末ＰＵＥは、サブフレームＳＦ＃ＢにおけるＰＤＣＣＨを介して割り当て情報を受信し、受信した割り当て情報を復号する。
ステップＳ１１３において、劣化無線端末ＰＵＥは、復号された割り当て情報に基づいて、サブフレームＳＦ＃Ｂについて割り当てられたリソースブロックを特定する。
ステップＳ１１４において、ピコセル基地局ＰｅＮＢ及び劣化無線端末ＰＵＥは、サブフレームＳＦ＃Ｂについての割り当てリソースブロックを使用してユーザデータを送受信する。ここで、ユーザデータの送受信は、下りリンクだけでなく、上りリンクも行われてよい。
ステップＳ１１５において、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及び無線端末ＭＵＥは、サブフレームＳＦ＃Ｂについての割り当てリソースブロックを使用してユーザデータを送受信する。ここで、ユーザデータの送受信は、下りリンクだけでなく、上りリンクも行われてよい。
（５）第１実施形態の効果
以上説明したように、第１実施形態によれば、１つの割り当て情報を複数のサブフレームに適用可能になり、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいてマクロセル基地局ＭｅＮＢと無線端末ＭＵＥとの間での割り当て情報の送受信処理を省略できるため、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいて当該マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨから受ける干渉が軽減される。したがって、ＰＤＣＣＨの基地局間干渉を低減できる。
第１実施形態では、サブフレームＳＦ＃Ａにおいて送信されるサブフレーム情報が示すサブフレームは、サブフレームＳＦ＃Ａの次のサブフレームＳＦ＃Ｂである。サブフレームＳＦ＃Ａにおいて送信される割り当て情報は、サブフレームＳＦ＃Ａにおいて無線状態の良好なリソースブロックを示すことが一般的であるが、無線状態は時間の経過と共に変化する。このため、サブフレームＳＦ＃Ａと、サブフレームＳＦ＃Ａにおいて送信されるサブフレーム情報が示すサブフレームとの間の時間間隔が大きく離れていると、サブフレーム情報が示すサブフレームにおいて当該リソースブロックの無線状態が劣化していることがある。したがって、少なくともサブフレームＳＦ＃Ａの次のサブフレームＳＦ＃Ｂをサブフレーム情報により指定するようにすることで、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいて無線端末ＭＵＥが無線状態の良好なリソースブロックを使用できる可能性を高めることができる。
第１実施形態では、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、サブフレームＳＦ＃Ｂを指定するための指定情報を基地局間通信によりマクロセル基地局ＭｅＮＢに送信する。マクロセル基地局ＭｅＮＢは、当該指定情報によって指定されたサブフレームＳＦ＃Ｂを示すサブフレーム情報を送信する。このように、ピコセル基地局ＰｅＮＢがサブフレームＳＦ＃Ｂを指定することによって、ピコセル基地局ＰｅＮＢ主導で、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいてマクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨから受ける干渉を軽減させることができる。
第１実施形態では、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいて、劣化無線端末ＰＵＥに割り当てたリソースブロックを示す周辺側割り当て情報をＰＤＣＣＨを介して送信する。このように、マクロセル基地局ＭｅＮＢのＰＤＣＣＨから受ける干渉が軽減されるサブフレームＳＦ＃Ｂにおいて、劣化無線端末ＰＵＥに割り当てたリソースブロックを示す割り当て情報をピコセル基地局ＰｅＮＢが送信することによって、劣化無線端末ＰＵＥが当該割り当て情報を正常に受信することができ、ピコセル基地局ＰｅＮＢと劣化無線端末ＰＵＥとの無線通信を継続可能になる。
第１実施形態では、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、劣化無線端末ＰＵＥが検出された場合に、指定情報を基地局間通信によりマクロセル基地局ＭｅＮＢに送信する。このように、劣化無線端末ＰＵＥが検出された場合に限り指定情報をマクロセル基地局ＭｅＮＢに送信することで、劣化無線端末ＰＵＥが検出されない場合にはマクロセル基地局ＭｅＮＢが自由にＰＤＣＣＨを使用できる。
第１実施形態では、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及び無線端末ＭＵＥは、サブフレームＳＦ＃Ａ及びサブフレームＳＦ＃Ｂのそれぞれにおいて、異なるＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat Request）プロセスに対応するデータを送受信する。これにより、複数のＨＡＲＱプロセスを並行して実行することができる。
また、第１実施形態では、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及び無線端末ＭＵＥは、サブフレームＳＦ＃Ａ及びサブフレームＳＦ＃Ｂのそれぞれにおいて、同じＨＡＲＱプロセスに対応するデータを送受信する。これにより、１つのＡｃｋ／Ｎａｃｋで対応できる。なお、第１実施形態において、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及び無線端末ＭＵＥは、サブフレームＳＦ＃Ａ及びサブフレームＳＦ＃Ｂのそれぞれにおいて、同じＨＡＲＱプロセスで、且つ異なるRedundancy versionに対応するデータを送受信してもよい。
以上のように、第１実施形態によれば、ピコセル基地局ＰｅＮＢのカバレッジが拡大された結果、ピコセル基地局ＰｅＮＢからの受信電力（ＲＳＲＰ）よりもマクロセル基地局ＭｅＮＢからの受信電力（ＲＳＲＰ）の方が高いような劣化無線端末ＰＵＥが生じる場合であっても、劣化無線端末ＰＵＥがピコセル基地局ＰｅＮＢからの割り当て情報を正常に受信できるようになる。
なお、上記においては、データチャネル（ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨ）の基地局間干渉について特に説明していないが、データチャネルについては、適応変調制御やＨＡＲＱ、セル間干渉制御（ＩＣＩＣ）等の既存技術により対処可能である。
［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、劣化無線端末ＰＵＥは、指定情報によって指定されたサブフレーム（すなわち、サブフレーム情報が示すサブフレーム）以外のサブフレームにおいてユーザデータの送受信を行うことが難しい。第２実施形態では、ピコセル基地局ＰｅＮＢもサブフレーム情報を送信するようにし、指定情報によって指定されたサブフレーム以外のサブフレームにおいてもユーザデータの送受信を可能とする。
なお、第２実施形態では、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及び無線端末ＭＵＥは第１実施形態と同様に構成されるため、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及び無線端末ＭＵＥの構成の説明は省略する。
（１）ピコセル基地局ＰｅＮＢの構成
図９は、第２実施形態に係るピコセル基地局ＰｅＮＢの構成を示すブロック図である。
図９に示すように、第２実施形態に係るピコセル基地局ＰｅＮＢは、制御部１２０がサブフレーム情報生成部１２６を有している点で第１実施形態とは異なる。サブフレーム情報生成部１２６は、サブフレーム情報（周辺側サブフレーム情報）を生成する。無線通信部１１０は、指定情報によって指定したサブフレーム（第２のサブフレーム）において、割り当て情報を無線端末ＰＵＥに送信する際に、当該サブフレームよりも後のサブフレームであって当該割り当て情報に従った割り当てが適用される有限個のサブフレーム（第３のサブフレーム）を示すサブフレーム情報を送信する。
（２）無線端末ＰＵＥの構成
次に、無線端末ＰＵＥの構成を説明する。図１０は、無線端末ＰＵＥの構成を示すブロック図である。
図１０に示すように、無線端末ＰＵＥは、アンテナ部４０１、無線通信部４１０、制御部４２０、及び記憶部４３０を有する。
無線通信部４１０は、例えば無線周波数（ＲＦ）回路やベースバンド（ＢＢ）回路等を用いて構成され、ピコセル基地局ＰｅＮＢと無線信号の送受信を行う。また、無線通信部４１０は、送信信号の変調と受信信号の復調とを行う。
制御部４２０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、無線端末ＰＵＥが備える各種の機能を制御する。記憶部４３０は、例えばメモリを用いて構成され、無線端末ＰＵＥの制御等に用いられる各種の情報を記憶する。
制御部４２０は、情報復号部４２１及びリソース特定部４２２を有する。情報復号部４２１は、無線通信部４１０がピコセル基地局ＰｅＮＢから受信した割り当て情報及びサブフレーム情報を復号する。第２実施形態において、無線通信部４１０及び情報復号部４２１は、端末側受信処理部を構成する。
リソース特定部４２２は、情報復号部４２１によって復号された割り当て情報及びサブフレーム情報に基づいて、割り当てられたリソースブロックを特定するとともに、当該割り当て情報に従った割り当てが適用される有限個のサブフレームを特定する。
（３）ＰＤＣＣＨ干渉管理の具体例
次に、第２実施形態に係るＰＤＣＣＨ干渉管理の具体例を説明する。図１１は、第２実施形態に係るＰＤＣＣＨ干渉管理の具体例を説明するための図である。ここでは、第１実施形態と異なる点を主として説明する。
図１１に示すように、マクロセル基地局ＭｅＮＢの無線通信部２１０は、サブフレームＳＦ＃Ａ（第１のサブフレーム）において、無線端末ＭＵＥに割り当てたリソースブロックを示す割り当て情報と、サブフレームＳＦ＃Ａよりも後のサブフレームであって当該割り当て情報に従った割り当てが適用されるサブフレームＳＦ＃Ｂ（第２のサブフレーム）を示すサブフレーム情報とを、ＰＤＣＣＨを介して送信する。
無線端末ＭＵＥの無線通信部１１０は、サブフレームＳＦ＃Ａにおいて、ＰＤＣＣＨを介してマクロセル基地局ＭｅＮＢから割り当て情報及びサブフレーム情報を受信する。無線端末ＭＵＥの情報復号部３２１は、無線通信部１１０が受信した割り当て情報及びサブフレーム情報を復号する。無線端末ＭＵＥのリソース特定部３２２は、情報復号部３２１によって復号された割り当て情報及びサブフレーム情報に基づいて、サブフレームＳＦ＃Ａ及び及びＳＦ＃Ｂのそれぞれについて割り当てられたリソースブロックを特定する。
一方、ピコセル基地局ＰｅＮＢの無線通信部１１０は、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいて、劣化無線端末ＰＵＥに割り当てたリソースブロックを示す割り当て情報と、サブフレームＳＦ＃Ｂよりも後のサブフレームであって当該割り当て情報に従った割り当てが適用されるサブフレームＳＦ＃Ｃ（第３のサブフレーム）を示すサブフレーム情報とを、ＰＤＣＣＨを介して送信する。
劣化無線端末ＰＵＥの無線通信部４１０は、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいて、ＰＤＣＣＨを介してピコセル基地局ＰｅＮＢから割り当て情報及びサブフレーム情報を受信する。劣化無線端末ＰＵＥの情報復号部４２１は、無線通信部４１０が受信した割り当て情報及びサブフレーム情報を復号する。劣化無線端末ＰＵＥのリソース特定部４２２は、情報復号部４２１によって復号された割り当て情報及びサブフレーム情報に基づいて、サブフレームＳＦ＃Ｂ及び及びＳＦ＃Ｃのそれぞれについて割り当てられたリソースブロックを特定する。
なお、ここでは第２のサブフレーム（サブフレームＳＦ＃Ｂ）が１つであるケースを例示しているが、第２のサブフレームが複数である場合には、複数の第２のサブフレームのうち最後のサブフレームにおいて、ピコセル基地局ＰｅＮＢがサブフレーム情報を送信すればよい。
（４）無線通信システムの動作
図１２は、第２実施形態に係る無線通信システム１Ａの動作例を示す動作シーケンス図である。ここでは、第２実施形態に係る無線通信システム１Ａが図１１に示すＰＤＣＣＨ干渉管理を行うケースを説明する。ただし、ステップＳ２０１〜Ｓ２０８の各処理は、第１実施形態で説明したステップＳ２０１〜Ｓ２０８の各処理と同様であるため、ステップＳ２０９以降の処理を説明する。
ステップＳ２０９において、ピコセル基地局ＰｅＮＢのリソース割り当て部１２４は、サブフレームＳＦ＃Ｂ（及びサブフレームＳＦ＃Ｃ）について劣化無線端末ＰＵＥに割り当てるリソースブロックを決定する。ピコセル基地局ＰｅＮＢの割り当て情報生成部１２５は、リソース割り当て部１２４が決定したリソースブロックを示す割り当て情報を生成する。ピコセル基地局ＰｅＮＢのサブフレーム情報生成部１２６は、サブフレームＳＦ＃Ｃを示すサブフレーム情報を生成する。
ステップＳ２１０において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの割り当て情報生成部２２３及び無線通信部２１０は、サブフレームＳＦ＃Ｂにおける無線端末ＭＵＥに対する割り当て情報の送信処理を省略する。また、ステップＳ２１１において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの無線通信部３１０及び情報復号部３２１は、サブフレームＳＦ＃Ｂにおける割り当て情報の受信処理を省略する。
ステップＳ２１２において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの無線通信部１１０は、サブフレームＳＦ＃ＢにおけるＰＤＣＣＨを介して割り当て情報及びサブフレーム情報を劣化無線端末ＰＵＥに送信する。劣化無線端末ＰＵＥの無線通信部４１０は、サブフレームＳＦ＃ＢにおけるＰＤＣＣＨを介して割り当て情報及びサブフレーム情報を受信する。劣化無線端末ＰＵＥの情報復号部４２１は、無線通信部４１０が受信した割り当て情報及びサブフレーム情報を復号する。
ステップＳ２１３において、劣化無線端末ＰＵＥのリソース特定部４２２は、情報復号部４２１によって復号された割り当て情報及びサブフレーム情報に基づいて、サブフレームＳＦ＃Ｂ及びサブフレームＳＦ＃Ｃのそれぞれについて割り当てられたリソースブロックを特定する。
ステップＳ２１４において、ピコセル基地局ＰｅＮＢ及び劣化無線端末ＰＵＥは、サブフレームＳＦ＃Ｂについての割り当てリソースブロックを使用してユーザデータを送受信する。ここで、ユーザデータの送受信は、下りリンクだけでなく、上りリンクも行われてよい。
ステップＳ２１５において、マクロセル基地局ＭｅＮＢ及び無線端末ＭＵＥは、サブフレームＳＦ＃Ｂについての割り当てリソースブロックを使用してユーザデータを送受信する。ここで、ユーザデータの送受信は、下りリンクだけでなく、上りリンクも行われてよい。
ステップＳ２１６において、マクロセル基地局ＭｅＮＢのリソース割り当て部２２２は、サブフレームＳＦ＃Ｃについて無線端末ＭＵＥに割り当てるリソースブロックを決定する。マクロセル基地局ＭｅＮＢの割り当て情報生成部２２３は、リソース割り当て部２２２が決定したリソースブロックを示す割り当て情報を生成する。
ステップＳ２１７において、ピコセル基地局ＰｅＮＢの割り当て情報生成部１２５及び無線通信部１１０は、サブフレームＳＦ＃Ｃにおける劣化無線端末ＰＵＥに対する割り当て情報の送信処理を省略する。また、ステップＳ２１８において、劣化無線端末ＰＵＥの無線通信部４１０及び情報復号部４２１は、サブフレームＳＦ＃Ｃにおける割り当て情報の受信処理を省略する。
ステップＳ２１９において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの無線通信部２１０は、サブフレームＳＦ＃ＣにおけるＰＤＣＣＨを介して割り当て情報を無線端末ＭＵＥに送信する。無線端末ＭＵＥの無線通信部３１０は、サブフレームＳＦ＃ＣにおけるＰＤＣＣＨを介して割り当て情報を受信する。無線端末ＭＵＥの情報復号部３２１は、無線通信部３１０が受信した割り当て情報を復号する。
ステップＳ２２０において、無線端末ＭＵＥのリソース特定部３２２は、情報復号部３２１によって復号された割り当て情報に基づいて、サブフレームＳＦ＃Ｃについて割り当てられたリソースブロックを特定する。
ステップＳ２２１において、マクロセル基地局ＭｅＮＢの無線通信部２１０、及び無線端末ＭＵＥの無線通信部３１０は、サブフレームＳＦ＃Ｃについての割り当てリソースブロックを使用してユーザデータを送受信する。ここで、ユーザデータの送受信は、下りリンクだけでなく、上りリンクも行われてよい。
ステップＳ２２２において、ピコセル基地局ＰｅＮＢ及び劣化無線端末ＰＵＥは、サブフレームＳＦ＃Ｃについての割り当てリソースブロックを使用してユーザデータを送受信する。ここで、ユーザデータの送受信は、下りリンクだけでなく、上りリンクも行われてよい。
（５）第２実施形態の効果
以上説明したように、第２実施形態によれば、ピコセル基地局ＰｅＮＢは、サブフレームＳＦ＃Ｂにおいて割り当て情報を送信する際に、当該割り当て情報に従った割り当てが適用されるサブフレームＳＦ＃Ｃを示すサブフレーム情報を送信する。これにより、サブフレームＳＦ＃Ｂだけでなく、サブフレームＳＦ＃Ｃにおいてもピコセル基地局ＰｅＮＢと劣化無線端末ＰＵＥとの間でユーザデータの送受信を行うことができるため、劣化無線端末ＰＵＥのスループットを改善できる。
［第３実施形態］
第３実施形態は、マクロセル基地局間でのＰＤＣＣＨ干渉管理を行う実施形態である。第３実施形態においては、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点を説明し、重複する説明を省略する。
図１３は、第３実施形態に係る無線通信システム１Ｂの概略構成図である。
図１３に示すように、無線通信システム１Ｂは、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１と、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１に接続する無線端末ＭＵＥ１と、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１に隣接するマクロセル基地局ＭｅＮＢ２と、マクロセル基地局ＭｅＮＢ２が形成するセル内でマクロセル基地局ＭｅＮＢ２に接続する無線端末ＭＵＥ２とを有する。
マクロセル基地局ＭｅＮＢ１に接続する無線端末ＭＵＥ１がセルエッジ付近に位置するような場合、無線端末ＭＵＥ１は、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１に隣接するマクロセル基地局ＭｅＮＢ２が使用するＰＤＣＣＨから干渉の影響を受け、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１がＰＤＣＣＨを介して送信する割り当て情報を正常に受信できないことがある。
このようなケースにおいては、第１実施形態及び第２実施形態で説明したＰＤＣＣＨ干渉管理が有効である。すなわち、第３実施形態において、マクロセル基地局ＭｅＮＢ１を第１実施形態及び第２実施形態で説明したピコセル基地局ＰｅＮＢのブロック構成と同様に構成し、マクロセル基地局ＭｅＮＢ２を第１実施形態及び第２実施形態で説明したマクロセル基地局ＭｅＮＢのブロック構成と同様に構成すればよい。
［その他の実施形態］
上記のように、本発明は各実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
上述した各実施形態では、それぞれ周波数帯の異なる複数のコンポーネントキャリアを束ねて使用するキャリアアグリゲーション技術が使用されないケースについて説明した。しかしながら、図１４に示すように、キャリアアグリゲーション技術が使用される場合には、上述したサブフレーム情報に係る情報フィールドを、コンポーネントキャリアを指定する情報として用いてもよい。図１４の例では、ＰＤＣＣＨを介して送信される割り当て情報が、コンポーネントキャリア１だけでなく、コンポーネントキャリア２についても適用される旨の情報を、サブフレーム情報に係る情報フィールドに含めればよい。このような方法により、サブフレーム情報に係る情報フィールドを有効活用することができる。
第１実施形態及び第２実施形態においてはマクロセル基地局及びピコセル基地局間でのＰＤＣＣＨの基地局間干渉低減技術を説明し、第３実施形態においてはマクロセル基地局間でのＰＤＣＣＨの基地局間干渉低減技術を説明したが、本発明は、これらの基地局の組み合わせに限らず、任意の隣接基地局間でのＰＤＣＣＨの基地局間干渉の低減に適用することができる。
また、ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄにおいては、バックホールを無線により構成する無線基地局であるリレーノードの採用が予定され、且つリレーノードにもＸ２インタフェースが採用される予定であるため、当該リレーノードを本発明に係る無線基地局としてもよい。
さらに、上述した実施形態では、ＬＴＥシステムについて説明したが、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ ８０２．１６）に基づく無線通信システム等、他の無線通信システムに対して本発明を適用してもよい。
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
なお、日本国特許出願第２０１０−１０３６４５号（２０１０年４月２８日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
以上のように、本発明に係る無線通信システム、無線基地局、無線端末、及び無線通信方法は、下りリンク制御チャネルの基地局間干渉を低減できるため、移動体通信などの無線通信において有用である。

Claims (11)

  1. 時間方向にサブフレームが並ぶ通信フレーム構成を使用して高電力基地局と無線端末との無線通信を行う無線通信システムであって、
    前記高電力基地局は、第１のサブフレームにおいて、当該第１のサブフレームについて前記無線端末に割り当てた無線リソースを示す割り当て情報と、前記第１のサブフレームよりも後のサブフレームであって前記第１のサブフレームについての前記割り当て情報が流用される第２のサブフレームを示すサブフレーム情報とを、下りリンク制御チャネルを介して送信する基地局側送信処理部を具備し、
    前記無線端末は、
    前記第１のサブフレームにおいて、前記下りリンク制御チャネルを介して前記高電力基地局から前記割り当て情報及び前記サブフレーム情報を受信することができる端末側受信処理部と、
    前記端末側受信処理部が受信した前記割り当て情報及び前記サブフレーム情報に基づいて、当該割り当て情報が示す前記無線リソースを前記第１のサブフレーム及び前記第２のサブフレームのそれぞれについて割り当てられた割当無線リソースとして特定するリソース特定部と、を具備し、
    前記端末側受信処理部は、前記サブフレーム情報を受信した場合に、前記第２のサブフレームにおいて、前記割り当て情報の受信処理を省略し、
    前記第２のサブフレームは、前記第１のサブフレーム後のサブフレームの中から前記高電力基地局の周辺にある低電力基地局から指定されたサブフレームである無線通信システム。
  2. 前記基地局側送信処理部は、前記第２のサブフレームにおいて、前記割り当て情報の送信処理を省略する請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 前記低電力基地局は、前記第２のサブフレームを指定するための指定情報を基地局間通信により前記高電力基地局に送信する指定情報送信部を具備し、
    前記高電力基地局は、前記指定情報を基地局間通信により受信する指定情報受信部をさらに具備し、
    前記基地局側送信処理部は、前記指定情報受信部が受信した前記指定情報によって指定された前記第２のサブフレームを示す前記サブフレーム情報を送信する請求項１に記載の無線通信システム。
  4. 前記低電力基地局は、
    前記低電力基地局に接続する無線端末のうち、前記高電力基地局から受ける干渉によって無線状態の劣化した劣化無線端末を検出する検出部と、
    前記第２のサブフレームにおいて、前記劣化無線端末に割り当てた無線リソースを示す周辺側割り当て情報を下りリンク制御チャネルを介して送信する周辺側送信処理部と、
    をさらに具備する請求項３に記載の無線通信システム。
  5. 前記指定情報送信部は、前記検出部によって前記劣化無線端末が検出された場合に、前記指定情報を基地局間通信により前記高電力基地局に送信する請求項４に記載の無線通信システム。
  6. 前記周辺側送信処理部は、前記第２のサブフレームにおいて前記周辺側割り当て情報を送信する際に、前記第２のサブフレームよりも後のサブフレームであって前記周辺側割り当て情報に従った割り当てが適用される第３のサブフレームを示す周辺側サブフレーム情報を送信する請求項５に記載の無線通信システム。
  7. それぞれ周波数帯の異なる複数のコンポーネントキャリアを束ねて使用するキャリアアグリゲーション技術が利用される場合、前記サブフレーム情報は、コンポーネントキャリアの指定に用いられる請求項１に記載の無線通信システム。
  8. 時間方向にサブフレームが並ぶ通信フレーム構成を使用して無線端末との無線通信を行う高電力基地局であって、
    第１のサブフレームにおいて、当該第１のサブフレームについて前記無線端末に割り当てた無線リソースを示す割り当て情報と、前記第１のサブフレームよりも後のサブフレームであって前記第１のサブフレームについての前記割り当て情報に従った割り当てが流用される第２のサブフレームを示すサブフレーム情報とを、下りリンク制御チャネルを介して送信する基地局側送信処理部を具備し、
    前記第２のサブフレームは、前記第１のサブフレーム後のサブフレームの中から前記高電力基地局の周辺にある低電力基地局から指定されたサブフレームである無線基地局。
  9. 時間方向にサブフレームが並ぶ通信フレーム構成を使用して高電力基地局との無線通信を行う無線端末であって、
    第１のサブフレームにおいて、当該第１のサブフレームについて前記高電力基地局によって割り当てられた無線リソースを示す割り当て情報と、前記第１のサブフレームよりも後のサブフレームであって前記第１のサブフレームについての前記割り当て情報に従った割り当てが流用される第２のサブフレームを示すサブフレーム情報とを、下りリンク制御チャネルを介して受信することができる端末側受信処理部を具備し、
    前記端末側受信処理部は、前記サブフレーム情報を受信した場合に、前記第２のサブフレームにおいて前記割り当て情報の受信処理を省略し、
    前記第２のサブフレームは、前記第１のサブフレーム後のサブフレームの中から前記高電力基地局の周辺にある低電力基地局から指定されたサブフレームである無線端末。
  10. 時間方向にサブフレームが並ぶ通信フレーム構成を使用して無線端末との無線通信を行う低電力基地局であって、
    第１のサブフレームよりも後のサブフレームであって前記第１のサブフレームについての割り当て情報に従った割り当てが流用される第２のサブフレームを指定するための指定情報を、基地局間通信により、自低電力基地局の周辺にある高電力基地局に送信する指定情報送信部を具備し、
    前記指定情報は、前記第１のサブフレーム後のサブフレームの中から自低電力基地局が指定する前記第２のサブフレームを示す情報である低電力基地局。
  11. 時間方向にサブフレームが並ぶ通信フレーム構成を使用して高電力基地局と無線端末との無線通信を行う無線通信方法であって、
    前記高電力基地局が、第１のサブフレームにおいて、当該第１のサブフレームについて前記無線端末に割り当てた無線リソースを示す割り当て情報と、前記第１のサブフレームよりも後のサブフレームであって前記第１のサブフレームについての前記割り当て情報に従った割り当てが流用される第２のサブフレームを示すサブフレーム情報とを、下りリンク制御チャネルを介して送信するステップと、
    前記無線端末が、前記第１のサブフレームにおいて、前記下りリンク制御チャネルを介して前記高電力基地局から前記割り当て情報及び前記サブフレーム情報を受信するステップと、
    前記無線端末が、受信した前記サブフレーム情報に基づいて、前記第２のサブフレームにおいて、前記割り当て情報の受信処理を省略するステップと、を有し、
    前記第２のサブフレームは、前記第１のサブフレーム後のサブフレームの中から前記高電力基地局の周辺にある低電力基地局から指定されたサブフレームである無線通信方法。
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