無線通信システム、その通信方法、基地局および移動局
【課題】無線通信システムにおけるセル間干渉を低減する無線通信システムを提供する。
【解決手段】第１の基地局、第２の基地局及び移動局を含む無線通信システムにおいて、 第１の基地局は該第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を第２の基地局に送信し、第２の基地局は、第１の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定し、移動局は上り通信用のリソースにより第２の基地局と通信する。
【解決手段】第１の基地局、第２の基地局及び移動局を含む無線通信システムにおいて、 第１の基地局は該第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を第２の基地局に送信し、第２の基地局は、第１の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定し、移動局は上り通信用のリソースにより第２の基地局と通信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の無線ゾーン（以下、セルという。）を有する無線通信システムに係り、特にその通信方法、基地局、移動局に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムにおいて、基地局と移動局との間でデータ通信を行うためには、それらの間で予め同期を確立する必要がある。特に移動局からの初期アクセスは同期しているとは限らないのであるから、基地局は移動局の上り同期をとるための何らかの手順を必要とする。
【０００３】
３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)で標準化が進められているＬＴＥ(Long Term Evolution)では、上り同期および上りデータ送信を行うために、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ：Random Access Channel）と上りリンク共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ：Uplink-Shared Channel）とを用意している。ＲＡＣＨは、上り同期を確立するための制御信号を送信したり、更に上りデータ送信用のリソースを要求したりするためのチャネルである。大きな遅延無く上り同期を確立するためにはＲＡＣＨ送信の衝突確率はできるだけ小さく抑えることが望ましい（非特許文献１）。他方、ＵＬ−ＳＣＨはデータおよびレイヤ２／レイヤ３の制御パケットを送信するためのチャネルである。特にＵＬ−ＳＣＨの送信電力は伝送速度に応じて大きくなるので、他の信号への干渉を考慮する必要がある。
【０００４】
図１（Ａ）はＬＴＥによる移動体通信システムの一般的な構成を模式的に示す図であり、図１（Ｂ）は周波数分割および時間分割に基づく無線リソースを模式的に示すリソース構成図である。ここでは、図１（Ａ）に示すように、基地局ｅＮＢ１のセルＡ内に位置する移動局ＵＥ(User Equipment)１がＵＬ−ＳＣＨにより基地局ｅＮＢ１へデータを送信し、基地局ｅＮＢ２のセルＢ内に位置する移動局ＵＥ２がＲＡＣＨにより基地局ｅＮＢ２へ制御信号を送信しているものとする。
【０００５】
ＷＣＤＭＡ(Wideband Code Division Multiple Access)ではＲＡＣＨとＥＤＣＨ (Enhanced Dedicated Channel)とが異なる拡散およびスクランブルコードによって多重化され同一の周波数リソースを共有している。これに対してＬＴＥでは、図１（Ｂ）に示すような周波数分割および時間分割された複数のリソースがＲＡＣＨおよびＵＬ−ＳＣＨにより排他的に共有される。具体的には、ＬＴＥの上りリンクでは、システム帯域幅１０ＭＨｚが１ｍｓｅｃの時間間隔で時間分割され、さらに１．２５ＭＨｚ幅で周波数分割されたリソース構成を有する。図１（Ｂ）では、横軸のｔ１，ｔ２，・・・がそれぞれ１ｍｓｅｃの時間リソースに対応し、縦軸のＦＢ＃１、ＦＢ＃２・・・がそれぞれ１．２５ＭＨｚ幅の周波数リソースに対応する。以下、図１（Ｂ）に示すような１つの時間リソースと１つの周波数リソースで特定される１つの矩形のブロックを単に「リソース」という。
【０００６】
このようなシステムのリソースをＲＡＣＨおよびＵＬ−ＳＣＨにどのように割り当てるかは各基地局ｅＮＢによって決められる。通常、ＲＡＣＨリソースは、図１（Ｂ）に示すように、移動局ＵＥが大きな遅延無く基地局にアクセスできるように周期的に割り当てられる。同時に複数のＲＡＣＨリソースを割り当てて十分なＲＡＣＨアクセス容量を確保することも可能である。基地局ｅＮＢは、通常、このようなＲＡＣＨがどのリソースに割り当てられているかを示す情報をブロードキャストしている。したがって、当該セル内の全ての移動局ＵＥは、ブロードキャストされた情報に従って、必要な時にいつでもＲＡＣＨリソースにアクセスすることが可能となる。１つのセル内でＲＡＣＨリソースとＵＬ−ＳＣＨリソースとが図１（Ｂ）に示す周波数分割および時間分割に従って割り当てられる限り、ＲＡＣＨとＵＬ−ＳＣＨとが直接干渉することはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００２−５２６９７０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００ Ｖ．１．０．０（2007/3/19）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、隣接セル間でリソース割当を行う制御主体が異なる場合には、一方のセルのＲＡＣＨ送信と他方のセルのＵＬ−ＳＣＨ送信とが干渉する場合が生じうる。上述したように、各基地局ｅＮＢは、それぞれの責任において、自局が制御するセルの上りリソースをＲＡＣＨおよびＵＬ−ＳＣＨに割り当てているので、あるセルの高速上りデータ送信が隣接セルのＲＡＣＨ送信に干渉する場合がある。たとえば呼設定手順を開始する場合、ＲＡＣＨ送信による上り同期の確立が必要であることを考慮すれば、このＲＡＣＨ干渉の回避は特に重要である。あるセルのデータ送信が隣接セルのＲＡＣＨ送信へ干渉すると、隣接セルにおいて呼設定が遅延してしまうからである。呼設定の場合に限らず、ＲＡＣＨ送信が他の処理の開始前に必要とされる場合でも、高速上りデータ送信による強い上り干渉によって当該処理が遅延するという同様の影響が生じる。
【００１０】
図２（Ａ）および（Ｂ）はセル間干渉の一例を示す模式図である。ここでは、図２（Ａ）に示すように、ある周波数リソースに対してセルＡとセルＢとがそれぞれ独自にＲＡＣＨリソースおよびＵＬ−ＳＣＨリソースを割り当てているものとする。これらセルＡおよびセルＢが互いに影響しない程度に離れている場合には干渉は問題にならない。しかし、図１（Ａ）に示すようにセルＡとセルＢとが隣接し、セルＡにある移動局ＵＥ１のデータ送信の周波数帯域およびタイミングと、セルＢにある移動局ＵＥ２のＲＡＣＨ送信の周波数帯域およびタイミングとが重なる場合には、図２（Ｂ）に示すような干渉が発生する確率が大きくなる。
【００１１】
たとえば、図２（Ｂ）において、セルＡの移動局ＵＥ１がある時点でデータ送信を行おうとした場合、まず基地局ｅＮＢ１のブロードキャスト信号によって指定されているＲＡＣＨリソースを用いてＲＡＣＨ送信を行い、基地局ｅＮＢ１からの応答により許可（ＧＲＡＮＴ）されたＵＬ−ＳＣＨリソースを用いて上りデータ送信を開始する。そのとき、セルＢの移動局ＵＥ２が同様にデータ送信するためにセルＡのＵＬ−ＳＣＨと重なるリソースでＲＡＣＨ送信を開始したとすると、基地局ｅＮＢ２は、セルＡの移動局ＵＥ１からのＵＬ−ＳＣＨ送信との干渉により、移動局ＵＥ２からのＲＡＣＨ送信を検知することができなくなる。基地局ｅＮＢ２からの応答がないと、移動局ＵＥ２は送信電力をより大きくしてＲＡＣＨ送信を繰り返し、基地局ｅＮＢ２からの応答（ＧＲＡＮＴ）を受信してからＵＬ−ＳＣＨ送信を開始する。このようにＵＬ−ＳＣＨ送信との衝突によって移動局ＵＥ２の通信開始は大きく遅延する可能性が高くなる。
【００１２】
このような干渉を回避するには、たとえば特許文献１に開示されているように、干渉が最も小さくなるリソースをサーチし、その最小干渉リソースをＲＡＣＨ送信に割り当てる方法が考えられる。しかしながら、これではＲＡＣＨリソースを周期的に割り当てることができなくなり、移動局ＵＥの基地局へのアクセスが安定せず、大きく遅延する可能性が高くなる。さらに、干渉が小さいリソースにデータ送信が割り当てられるのが一般的であるから、最小干渉リソースにＲＡＣＨ送信を割り当てることは逆に干渉が大きくなり衝突が発生しやすくなる。
【００１３】
このような課題はＬＴＥに限られるものではなく、周波数分割および時間分割されたリソース構成のアクセス方式（ＦＴＤＭＡ）を用いる無線通信システム一般で生じうる。
【００１４】
本発明の目的は、上記課題を解決しようとするものであり、セル間干渉を低減する無線通信システム、その通信方法、基地局および移動局を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は通信開始遅延を短縮する無線通信システム、その通信方法、基地局および移動局を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明による無線通信システムは、 第１の基地局、第２の基地局及び移動局を含む無線通信システムであって、前記第１の基地局は、該第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局は、前記第１の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定し、前記移動局は、前記上り通信用のリソースにより前記第２の基地局と通信する、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明による通信方法は、第１の基地局、第２の基地局及び移動局を含む無線通信システムの通信方法であって、前記第１の基地局が、該第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局が、前記第１の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定し、前記移動局が、前記上り通信用のリソースにより前記第２の基地局と通信する、ことを特徴とする。
【００１８】
本発明による基地局は、移動局を含む無線通信システムにおける基地局であって、他の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を受信する受信部と、前記他の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定するリソース決定部と、前記上り通信用のリソースにより前記移動局と通信する通信部と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明による移動局は、第１の基地局と第２の基地局とを含む無線通信システムにおける移動局であって、第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置とは異なるリソース配置になるように前記第２の基地局が決定した上り通信用のリソースに関する情報を受信する手段と、前記上り通信用のリソースにより前記第２の基地局と通信する手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、隣接セルが使用する制御用リソースに対応する自局のリソースの所定範囲内に緩衝領域リソースを設定することにより、セル間干渉を低減することができ、通信開始遅延を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（Ａ）はＬＴＥによる移動体通信システムの一般的な構成を模式的に示す図であり、（Ｂ）は周波数分割および時間分割に基づく無線リソースを模式的に示すリソース構成図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）はセル間干渉の一例を示す模式図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ本発明の第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態によるリソース割当制御方法を適用したＲＡＣＨリソースおよびＵＬ−ＳＣＨリソースの割当例を示すリソース構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるリソース割当制御方法を適用したＲＡＣＨリソースおよびＵＬ−ＳＣＨリソースの割当例を示すリソース構成図である。
【図６】複数の隣接セルが存在する場合のセル構成の一例を示す図である。
【図７】（Ａ）は本発明の第３実施形態によるリソース割当制御方法を説明するための緩衝領域リソース候補と持続的干渉回避パターンとを模式的に示すリソース構成図であり、（Ｂ）は本実施形態によるリソース割当制御方法を適用した緩衝領域リソースの割当例を示すリソース構成図である。
【図８】本発明によるリソース割当制御装置を実装した無線通信装置を含む無線通信システムの概略的構成を示すブロック図である。
【図９】本発明によるリソース割当制御装置を実装する無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図８に示す移動局の構成を示すブロック図である。
【図１１】図８〜図１０に示す無線通信システムにおけるリソース再配置動作を示すシーケンス図である。
【図１２】本発明の第１実施例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２実施例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第３実施例によるリソース割当制御装置を実装する無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３実施例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
１．実施例の概略
図３（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ本発明の第１実施例、第２実施例および第３実施態例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。ここでは説明を簡略化するために、２つの無線通信装置がそれぞれ制御するセルは互いに干渉が生じうる隣接セルであり、各セルは図１（Ｂ）と同様に周波数分割および時間分割によるリソース構成を有するものとする。これらのセルのＲＡＣＨリソースはそれぞれの無線通信装置により配置される。ただし、本発明は、ＬＴＥに限らず、周波数分割および時間分割されたリソース構成のアクセス方式（ＦＴＤＭＡ）を用いる無線通信システムで適用可能である。
【００２３】
図３（Ａ）に示す本発明の第１実施例によれば、まず無線通信装置間で互いのＲＡＣＨリソース情報を交換して隣接セル間のＲＡＣＨ使用状況を共有する（ステップＳ２０）。各無線通信装置は、他の無線通信装置が使用するＲＡＣＨリソースに対応する自局のリソースの所定リソース範囲を緩衝領域リソースとして設定する（ステップＳ２１）。この所定リソース範囲（第１実施例では緩衝領域リソース）は、後述するように、無線通信装置間の周波数および同期ずれ等による変動を考慮して、周波数方向および／または時間方向に余裕を持ったリソース領域であることが望ましい。すなわち、所定リソース範囲は、他のセルのＲＡＣＨリソースに対応する自セルのリソース、または当該リソースと当該リソースから所定範囲内のリソースとの範囲となる。そして、各無線通信装置は緩衝領域リソースを割り当てないようにＵＬ−ＳＣＨスケジューリングを実行する（ステップＳ２２）。緩衝領域リソースをＵＬ−ＳＣＨ送信に割り当てないことで、他の無線通信装置のＲＡＣＨ送信への干渉を回避することができる。
【００２４】
図３（Ｂ）に示す本発明の第２実施例によれば、第１実施例と同様にステップＳ２０およびＳ２１によって緩衝領域リソースの設定が行われ、続いて他の無線通信装置へ与える干渉が小さいＵＬ−ＳＣＨ送信が存在するかどうか、すなわち干渉が許容範囲内となるＵＬ−ＳＣＨ送信を行う移動局ＵＥが存在するか否かを判定する（ステップＳ３０）。各無線通信装置は、干渉が小さいＵＬ−ＳＣＨ送信には緩衝領域リソースの割当を許可し、それ以外のＵＬ−ＳＣＨ送信には緩衝領域リソースを割り当てないようにＵＬ−ＳＣＨスケジューリングを実行する（ステップＳ３１）。このように一定条件を満たすＵＬ−ＳＣＨ送信に緩衝領域リソースを割り当て可能にすることで、セル間干渉を低減しつつリソースの効率的な利用を図ることができ、上り通信開始遅延を短縮することが可能となる。
【００２５】
図３（Ｃ）に示す本発明の第３実施例によれば、まず、第１実施例と同様にステップＳ２０によって隣接セル間のＲＡＣＨ使用状況を共有し、他の無線通信装置が使用するＲＡＣＨリソースに対応する自局のリソースの所定リソース範囲を緩衝領域リソース候補として設定する（ステップＳ４０）。続いて、緩衝領域リソース候補を非持続的に除外して緩衝領域リソースを設定する（ステップＳ４１）。具体例は後述するが、非持続的な除外とは、緩衝領域リソース候補が連続して除外されるのではなく、任意のパターンでまばらに除外されることをいう。言い換えれば、隣接セルのＲＡＣＨ送信への干渉が連続しないように、自局セルの緩衝領域リソース候補を任意のパターンで除外する。そして、各無線通信装置は緩衝領域リソースの割当を抑制するようにＵＬ−ＳＣＨスケジューリングを実行する（ステップＳ４２）。割当の抑制は、ステップＳ２２の割当禁止とステップＳ３１の条件付き割当禁止のいずれかであることを示す。このように緩衝領域リソース候補を非持続的に除外し、除外されたリソースを割当可能にすることで、複数のセルが隣接する場合にセル間干渉を低減しつつリソースの効率的で公平な利用を図ることができ、上り通信開始遅延を短縮することが可能となる。
【００２６】
具体的には、任意の隣接セルに対する緩衝領域リソース候補はそのＲＡＣＨリソースに対応しているので、通常、時間方向に一定の周期で配列されている。従って、この配列されている緩衝領域リソース候補を時間方向にランダムパターン（あるいは所定のパターン）により間引くことで緩衝領域リソースを生成することができる。また、隣接セルに対する緩衝領域リソース候補が周波数方向にも存在している場合には、周波数方向にランダムパターン（あるいは所定のパターン）により間引くことで緩衝領域リソースを生成することができる。さらに、複数のセルが隣接している場合には、間引かれる緩衝領域リソース候補に対応するセルをランダムパターン（あるいは所定のパターン）により選択することで緩衝領域リソースを生成することも可能である。ランダムに選択することで公平性を確保することができるが、各セルのＲＡＣＨ干渉レベルを考慮して、対象となる隣接セルの選択確率を変化させてもよい。
【００２７】
２．第１実施例
図４は本発明の第１実施例によるリソース割当制御方法を適用したＲＡＣＨリソースおよびＵＬ−ＳＣＨリソースの割当例を示すリソース構成図である。ここでは、セルＡとセルＢとが時間領域で完全には同期していない場合を仮定している。すなわち、セルＡの時間リソースｔ１，ｔ２・・・を基準とすれば、セルＢの時間リソースｔ１，ｔ２・・・は時間方向に若干進んでおり完全には一致していない。このために、一方のセルの１つの時間リソースが他方のセルでは２つの時間リソースにまたがっている。たとえばセルＡの時間リソースｔ７は、セルＢの時間リソースｔ６およびｔ７の両方に重なっている。
【００２８】
もしセルＡおよびセルＢが同一の無線通信装置により制御されて完全に同期していれば、双方のセルの時間リソースの位置は時間的に一致するはずである。セルＡおよびセルＢが異なる無線通信装置によりそれぞれ制御されている場合には、何らかの同期手段あるいは周知の同期メカニズムを設ければよい。たとえば無線通信装置間で時間情報（送信フレームの番号など）を直接あるいは移動局を介して交換することで相互の内部クロックの同期をとることができる。あるいは、中央局の同期プロトコルに従って無線通信装置間の同期をとることもできるし、ＧＰＳを利用して高精度の同期をとることも可能である。ただし、一般的には、信号の伝搬遅延やクロック発生器のばらつき等の変動要因を考慮して、一方のセルにおける１つの時間リソースに対して、他方のセルにおける２個の連続した時間リソースあるいは必要であれば３個以上の連続した時間リソース（以下、これらを時間リソースの組という。）を緩衝領域リソースとして対応づけるのが望ましい。もし１個の時間リソースが更に時間分割可能であれば、より細かい粒度で緩衝領域リソースの組の時間幅を設定することもできる。
【００２９】
このようなセルＡとセルＢとが隣接し、一方のＵＬ−ＳＣＨ送信が他方のＲＡＣＨ送信に干渉しうる位置関係にあるとする。また、セルＡのＲＡＣＨ送信は、周波数リソースＦＢ＃３の時間リソースｔ２、ｔ７、ｔ１２・・・に周期的に割り当てられ、セルＢのＲＡＣＨリソースは、周波数リソースＦＢ＃２で時間リソースｔ４、ｔ９、ｔ１４・・・に周期的に割り当てられているものとする。それぞれのＲＡＣＨリソース割当位置は、ＲＡＣＨリソース情報を交換することで知ることができるので、一方のセルは、他方のセルのＲＡＣＨリソース割当位置にそれぞれ対応するリソースの組（ここでは２個の連続する時間リソース）を緩衝領域リソースとして設定することができる。
【００３０】
図４において、各セルのリソース位置を（周波数リソース、時間リソース）というように時間−周波数座標で表示し、複数のリソースが割当られる場合は、「＋」を用いて表示することとすれば、セルＡのＲＡＣＨリソース（ＦＢ＃３、ｔ２）に対しては、セルＢに１組の緩衝領域リソース（ＦＢ＃３、ｔ１＋ｔ２）が設定される。逆に、セルＢのＲＡＣＨリソース（ＦＢ＃２、ｔ４）に対しては、セルＡに１組の緩衝領域リソース（ＦＢ＃２、ｔ４＋ｔ５）が設定される。以下、同様に、一方のセルの各ＲＡＣＨリソースに対して、他方のセルに１組の緩衝領域リソースが設定される。
【００３１】
なお、セルＡおよびセルＢの各々には基準周波数発振器が設けられ、周波数リソースＦＢ＃１、ＦＢ＃２、ＦＢ＃３・・・の周波数分割を可能にしているが、これらの周波数変動を考慮して周波数方向にも余裕を設けた緩衝領域リソースを設定することも望ましい。たとえば、セルＢのＲＡＣＨリソース（ＦＢ＃２、ｔ４）に対するセルＡの緩衝領域リソース組（ＦＢ＃２、ｔ４＋ｔ５）を周波数方向に所定幅αだけ広げて、（ＦＢ＃２±α、ｔ４＋ｔ５）というように設定することもできる。所定幅αは周波数リソース幅以下に設定してもよい。
【００３２】
セルＡおよびセルＢのそれぞれの無線通信装置は、こうして設定された緩衝領域リソースをＵＬ−ＳＣＨ送信に割り当てないようにＵＬ−ＳＣＨのスケジューリングを実行する。ＵＬ−ＳＣＨ送信は緩衝領域リソース以外のリソースに割り当てられるので、他方のセルのＲＡＣＨリソースへの干渉を確実に回避することができる。
【００３３】
３．第２実施例
図５は本発明の第２実施例によるリソース割当制御方法を適用したＲＡＣＨリソースおよびＵＬ−ＳＣＨリソースの割当例を示すリソース構成図である。ここでは説明の整合性を維持するために、図４のセルＡと同じ周波数−時間位置にＲＡＣＨリソースおよび緩衝領域リソースが配置されているものとする。
【００３４】
第２実施例においても、上述したようにＵＬ−ＳＣＨ送信は緩衝領域リソースに原則的に割り当てられないが、ＵＬ−ＳＣＨ送信が他のセルへ与える干渉レベルが許容範囲内である場合、または許容範囲内であると見なすような場合には、当該ＵＬ−ＳＣＨ送信への緩衝領域リソースの割当を例外的に許可する。
【００３５】
図５において、緩衝領域リソースは隣接セルＢから通知されたＲＡＣＨリソース位置に対応して設定されている。セルＡの無線通信装置は、セルＡ内に音声パケット送信（ＶｏＩＰ）を要求している移動局ＵＥがあれば、その音声パケット送信に対して時間リソース毎に周波数ホップするＵＬ−ＳＣＨリソースを割り当てる。たとえば、音声パケット送信を周波数ダイバーシティ利得が最大となるように周波数リソース全体に渡ってランダムに割り当てることができる。
【００３６】
音声パケット送信を割り当てる際、緩衝領域リソースが存在する時間リソース（ここでは、ｔ４，ｔ５、ｔ９、ｔ１０・・・）では、その緩衝領域リソースに当該音声パケット送信を優先的に割り当てるのが望ましい。音声パケット送信では必要帯域が比較的狭く要求する送信パワーも低いので緩衝領域リソースに割り当てても他のセルに対して大きな干渉を生じないからである。これにより高速ＵＬ−ＳＣＨ送信へ割り当てるべきリソースに余裕ができる。図５の例では、たとえば緩衝領域リソース（ＦＢ＃２、ｔ４）および（ＦＢ＃２、ｔ４）におけるそれぞれ異なる周波数帯域に低パワー要求の音声パケット送信が割り当てられている。ただし、複数の移動局ＵＥの音声パケット送信を緩衝領域リソースに持続的に割り当てることは避けるべきであるから、１つの緩衝領域リソースに対する割当上限を予め決めておくことが望ましい。
【００３７】
４．第３実施例
図６は複数の隣接セルが存在する場合のセル構成の一例を示す図であり、図７（Ａ）は本発明の第３実施例によるリソース割当制御方法を説明するための緩衝領域リソース候補と持続的干渉回避パターンとを模式的に示すリソース構成図であり、図７（Ｂ）は本実施例によるリソース割当制御方法を適用した緩衝領域リソースの割当例を示すリソース構成図である。ここでは説明の整合性を維持するために、図４のセルＡと同じ周波数−時間位置にＲＡＣＨリソースが配置されているものとする。
【００３８】
まず、図６に示すように、あるセルＡの周囲に複数個のセルが存在し、ここでは隣接セルＢ，Ｃ，ＤおよびＥとの間で干渉が発生しうるものとする。この状況で隣接セル間でＲＡＣＨリソース情報が共有されることで、セルＡでは、図７（Ａ）に示すようにセルＢ、Ｃ、ＤおよびＥにそれぞれ対応する緩衝領域リソースが設定される。このように隣接セルの個数が多い場合には、セルＡの利用可能なリソースの大きな割合を緩衝領域リソースが占めることとなり、セルＡの実効的な容量が減少してしまう。この例では、隣接セルＢ、Ｃ、ＤおよびＥの各々が５リソース毎に１つのＲＡＣＨリソースを割り当てているので、これらに対応する緩衝領域リソースの合計は利用可能な全リソースの４０％に達する。上述した第２実施形態に従えば、このような緩衝領域リソースは低速度データ送信の移動局などに割り当てることができるが、隣接セルへの干渉が生じる高速データ送信の移動局には割り当てられない。このように各セルで実効的な容量が減少するのであるから、結果的にネットワーク全体の容量が減少することとなる。
【００３９】
本実施例によれば、図７（Ａ）に示すセルＢ、Ｃ、ＤおよびＥにそれぞれ対応する緩衝領域リソース候補を非持続的に除外する（持続的な干渉を回避する）パターン（図中の"ｘ"でマークされたパターン）を適用し、その持続的干渉回避パターンに従って各セルに対する緩衝領域リソースを、例えば図７（Ｂ）に示すように決定する。どのようなパターンを用いるかは、各セルの無線通信装置が自律的に決定することもできるし、他の無線通信装置との情報交換により決定されてもよい。
【００４０】
持続的干渉回避パターンとしては、緩衝領域リソース候補をある確率で除外するランダムパターンが望ましい一例である。緩衝領域リソース候補から除外されたリソースには高速データ送信が割り当てられて干渉が生じる可能性が高くなるが、ランダムに除外されるのでＲＡＣＨ送信と部分的にのみ干渉するだけであり、持続的あるいは連続的な干渉を有効に回避することができる。またランダムパターンを用いることで、部分的な干渉の発生確率がセルＢ、Ｃ、ＤおよびＥの間で公平になるという利点もある。
【００４１】
ただし、ランダムパターンであっても、除外されるリソースの割合、周期の分布および緩衝領域の幅の分布を設定して発生させることが可能であり、隣接セルのＲＡＣＨ干渉の状況に応じて適当なランダムパターンを選択することもできる。
【００４２】
持続的干渉回避パターンはランダムではなく所定パターンであってもよい。次に、図７（Ａ）における持続的干渉回避パターンを例として所定パターンについて説明する。
【００４３】
１）パターンＩ：
セルＢ用の緩衝領域リソースに示すように、ＲＡＣＨリソース情報に基づく緩衝領域リソース候補の組を１つ置きに残す（あるいは削除する）。具体的には、当初の緩衝領域リソース候補の組は（ＦＢ＃４、ｔ３＋ｔ４），（ＦＢ＃４、ｔ８＋ｔ９）、（ＦＢ＃４、ｔ１３＋ｔ１４）・・・であるが、これらを１つ置きに除外する（あるいは残す）パターンに従って、図７（Ｂ）のリソース組（ＦＢ＃４、ｔ３＋ｔ４），（ＦＢ＃４、ｔ１３＋ｔ１４）・・・を最終的に緩衝領域リソースとして設定する。この例のパターンでは、緩衝領域の周期は１０リソース、幅は２リソース、緩衝領域の残存率は１／２である。
【００４４】
２）パターンＩＩ：
セルＣ用の緩衝領域リソースに示すように、ＲＡＣＨリソース情報に基づく緩衝領域リソース候補の組を２つ置きに残す（あるいは１つ置きに２つずつ除外する）。具体的には、当初の緩衝領域リソースの組は（ＦＢ＃３、ｔ５＋ｔ６），（ＦＢ＃３、ｔ１０＋ｔ１１）、（ＦＢ＃３、ｔ１５＋ｔ１６）・・・であるが、これらを２つ置きに残すパターンに従って、図７（Ｂ）のリソース組（ＦＢ＃３、ｔ５＋ｔ６），・・・を最終的に緩衝領域リソースとして設定する。この例のパターンでは、緩衝領域の周期は１５リソース、幅は２リソース、緩衝領域の残存率は１／３である。
【００４５】
３）パターンＩＩＩ：
セルＤ用の緩衝領域リソースに示すように、ＲＡＣＨリソース情報に基づく緩衝領域リソース候補の組のうち前のリソースを残す（あるいは除外する）組と後のリソースを残す（あるいは削除する）組とを交互に切り替える。具体的には、当初の緩衝領域リソースの組は（ＦＢ＃２、ｔ４＋ｔ５），（ＦＢ＃２、ｔ９＋ｔ１０）、（ＦＢ＃２、ｔ１４＋ｔ１５）・・・であるが、これらを１組毎に残すリソースの位置を前後で切り替えるパターンに従って、図７（Ｂ）のリソース（ＦＢ＃２、ｔ４），（ＦＢ＃２、ｔ１０），（ＦＢ＃２、ｔ１４），・・・を最終的に緩衝領域リソースとして設定する。この例のパターンでは、緩衝領域の周期は４あるいは６リソース、幅は１リソース、緩衝領域の残存率は１／２である。
【００４６】
４）パターンＩＶ：
セルＥ用の緩衝領域リソースに示すように、ＲＡＣＨリソース情報に基づく緩衝領域リソース候補の組のうち前のリソースを残す（あるいは除外する）組と後のリソースを残す（あるいは削除する）組とを２つ置きに交互に切り替え、それ以外の緩衝領域リソースを削除する。具体的には、当初の緩衝領域リソースの組は（ＦＢ＃１、ｔ１＋ｔ２），（ＦＢ＃１、ｔ６＋ｔ７）、（ＦＢ＃１、ｔ１１＋ｔ１２）・・・であるが、これらを３組毎に残すリソースの位置を前後で切り替え、それ以外を削除するパターンに従って、図７（Ｂ）のリソース（ＦＢ＃１、ｔ１），（ＦＢ＃１、ｔ１７），・・・を最終的に緩衝領域リソースとして設定する。この例のパターンでは、緩衝領域の周期は１４あるいは１６リソース、幅は１リソース、緩衝領域の残存率は１／４である。
【００４７】
上記所定パターンＩ−ＩＶは一例であるが、周期、幅および残存率が異なっているので、それぞれ特徴的なパターンとして利用可能である。したがって、このような複数の特徴的なパターンから１つを選択して全ての隣接セルに対して適用してもよいし、図７で示す例のようにセル毎に異なるパターンを適用することも可能である。さらに、これら所定パターンＩ−ＩＶをランダムに選択して各セルに適用することも可能である。
【００４８】
また、持続的干渉回避パターンは図７に示すように時間領域だけに適用されるものではなく、周波数領域およびセル領域にも適用可能である。ランダムパターンを用いた場合、時間領域でのランダム化により、上述したように１つの隣接セルに対応する緩衝領域リソースが時間領域において連続干渉を回避するように設定される。また、１つの時間リソースに複数の緩衝領域リソースが存在するセルに対しては、周波数領域でのランダム化あるいは時間領域でのランダム化との組み合わせにより、１つの隣接セルに対応する緩衝領域リソースが周波数領域において持続的干渉を回避するように設定される。さらに、複数の隣接セルが存在する場合、そのセルを選択するかをランダムパターンで選択するセル領域でのランダム化により、各隣接セルに対応する緩衝領域リソースが持続的干渉を回避するように設定される。セル領域でのランダム化に、周波数領域でのランダム化および／または時間領域でのランダム化を組み合わせることも可能である。
【００４９】
たとえばＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)方式では時間領域および／またはセル領域でのランダム化を行うことができ、ＷＣＤＭＡやＬＴＥではセル領域、周波数領域および時間領域でのランダム化を任意の組み合わせることができる。
【００５０】
なお持続的干渉回避パターンでは干渉を完全に排除することはできないが、隣接セルの無線通信装置間の通信によって、各セルのＲＡＣＨリソースの時間および周波数の配置を同じにすることで、干渉を改善することも可能である。この場合、ＲＡＣＨがＵＬ−ＳＣＨを干渉することが回避でき、さらにＲＡＣＨは送信確率が低いことからセル内での衝突、またはセル間での干渉が比較的起こりにくいからである。
【実施例】
【００５１】
５．システム構成
図８は本発明を実装した無線通信装置を含む無線通信システムの概略的構成を示すブロック図である。ここでは無線通信装置１０および１１を含む複数の無線通信装置がネットワーク１２により通信可能に接続されているものとする。また、無線通信装置１０および１１はそれぞれセルＡおよびセルＢを制御し、セルＡおよびＢは図４に示すリソース構成を有するものとする。各無線通信装置は、上述した第１から第３実施形態によるチャネル割当制御のいずれかを適用してＵＬ−ＳＣＨスケジューリングを実行する。
【００５２】
ネットワーク１２で接続された複数の無線通信装置は１つの基地局ｅＮＢに含まれてもよいし、各無線通信装置がそれぞれ１つの基地局ｅＮＢであってもよい。いずれにしても複数の移動局ＵＥがセルＡあるいはセルＢ内でＲＡＣＨ送信あるいはＵＬ−ＳＣＨ送信を行う際の隣接セル間干渉が本実施例により低減される。以下、無線通信装置および移動局の構成および動作を説明する。
【００５３】
５．１）無線通信装置
図９は本発明によるリソース割当制御装置を実装する無線通信装置の構成を示すブロック図である。無線通信装置は複数の移動局と無線通信する物理層デバイスとしての無線送受信部１０１を有する。無線送受信部１０１は、ＲＡＣＨリソース制御部１０２が指定したＲＡＣＨリソース情報をブロードキャストチャネルＢＣＨによりブロードキャストし、これにより各移動局のＲＡＣＨ送信が可能となる。
【００５４】
ＲＡＣＨ関連情報測定部１０３は、複数の移動局からのＲＡＣＨアクセス回数、アクセス遅延、あるいは受信電力などの少なくともいずれかを検出して当該セルにおけるＲＡＣＨ干渉レベルやＲＡＣＨアクセス負荷状況を測定する。
【００５５】
セル間リソース管理部１０４は、隣接セルの各無線通信装置からＲＡＣＨリソース情報を受信し、ＲＡＣＨリソース制御部１０２により指定された自局ＲＡＣＨリソース情報を隣接セルの各無線通信装置へ送信する。受信した隣接セルのＲＡＣＨリソース情報は緩衝領域リソース設定部１０５へ出力される。緩衝領域リソース設定部１０５は、必要に応じてＲＡＣＨ関連情報測定部１０３からＲＡＣＨ干渉情報を入力し、上述した実施形態で説明したように各隣接セルに対する緩衝領域リソースを決定してＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６へ出力する。
【００５６】
第１実施例によれば、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、自局セルの移動局からＵＬ−ＳＣＨ送信のスケジュール要求があると、自局セルのＲＡＣＨリソースおよび緩衝領域リソースを除く利用可能なリソースを割り当ててスケジュール許可（ＧＲＡＮＴ）を当該移動局へ応答する。ただし、第２実施形態によれば、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、移動局が要求したサービスの種類がＶｏＩＰのような低送信パワーサービスあるいは隣接セルに対して高パス損失であれば、そのＵＬ−ＳＣＨ送信に対して緩衝領域リソースを割り当てることができる。
【００５７】
こうして割り当てられたＵＬ−ＳＣＨリソースが移動局へ通知されると、当該移動局はそのＵＬ−ＳＣＨリソースを用いてデータ送信あるいはＬ２／Ｌ３制御パケット送信を開始する。無線通信装置のＬ２処理部１０７およびＬ３処理部１０８は、受信した上りデータをそれぞれのレイヤプロトコルに従って処理する。
【００５８】
なお、ＲＡＣＨリソース制御部１０２、ＲＡＣＨ関連情報測定部１０３、セル間リソース管理部１０４、緩衝領域リソース設定部１０５およびＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、プログラム制御プロセッサあるいはコンピュータ上でプログラムを実行することにより同様の機能を実現することもできる。
【００５９】
５．２）移動局
図１０は図８に示す移動局の構成を示すブロック図である。移動局ＵＥは、基地局ｅＮＢあるいは無線通信装置と無線通信する物理層デバイスとしての無線送受信部２０１を有する。無線送受信部２０１は、無線通信装置からブロードキャストされているＲＡＣＨリソース情報を受信してＲＡＣＨ制御部２０２へ出力する。ＲＡＣＨ制御部２０２は、受信したＲＡＣＨリソース情報に従って、同期外れ時あるいは送信データ発生時に無線送受信部２０１によりＲＡＣＨ送信を実行する。ＲＡＣＨ制御部２０２は、このＲＡＣＨ送信に対する応答を無線通信装置から受信することで上り同期を確立する。
【００６０】
ＵＬ−ＳＣＨ制御部２０３は、データ発生時にスケジュール要求を生成し無線送受信部２０１により送信する。スケジュール要求に対する応答として無線通信装置からスケジュール許可を受信すると、ＵＬ−ＳＣＨ制御部２０３は送信フォーマットをＬ２処理部２０４へ出力し、Ｌ２処理部２０４は、Ｌ３処理部２０５から入力した送信データを割り当てられたＵＬ−ＳＣＨリソースを用いて無線送受信部２０１を通して送信する。
【００６１】
また、移動局にはパス損失測定部２０６が設けられてもよい。パス損失測定部２０６は隣接セルからの下りのパイロットの受信品質を測定することで隣接セルとのパス損失を推定することができる。この隣接セルへのパス損失の情報は制御部２０７の制御によって無線通信装置へレポートされ、上述した第２実施形態における緩衝領域リソース割当許可を判定するために使用される。なお、制御部２０７は、ＲＡＣＨ制御部２０２およびＵＬ−ＳＣＨ制御部２０３を含む移動局全体の動作を制御する。
【００６２】
６．動作
図１１は、図８〜図１０に示す無線通信システムにおけるリソース再配置動作を示すシーケンス図である。まずセルＡの無線通信装置１０のＲＡＣＨリソース制御部１０２がＲＡＣＨリソースの再配置を行うと（ステップＳ４０）、セル間リソース管理部１０４は新たなＲＡＣＨリソース情報を隣接セルＢの無線通信装置１１へ通知し（ステップＳ４１）、さらに無線送受信部１０１によってセルＡに位置する移動局ＵＥ１へ通知する（ステップＳ４２）。
【００６３】
隣接セルＢの無線通信装置１１のセル間リソース管理部１０４は、隣接セルＡのＲＡＣＨリソースが変更されたことを知ると、隣接セルＡの新たなＲＡＣＨリソース情報を緩衝領域リソース設定部１０５へ出力し、上述した各実施形態により緩衝領域リソースを決定する。そして、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は自局セルＢのＲＡＣＨリソースと隣接セルＡに対する緩衝領域リソースとに基づいてＵＬ−ＳＣＨリソースの再配置（スケジューリング）を行い（ステップＳ４３）、自局セルＢに位置してＵＬ−ＳＣＨ送信を行う移動局ＵＥ２へ通知する（ステップＳ４４）。
【００６４】
新たなＲＡＣＨリソース情報を受信した移動局ＵＥ１はその新たなＲＡＣＨリソースによってＲＡＣＨアクセスを実行し（ステップＳ４５）、新たなＵＬ−ＳＣＨリソース情報を受信した移動局ＵＥ２はその新たなＵＬ−ＳＣＨリソースでＵＬ−ＳＣＨ送信を実行する（ステップＳ４６）。すでに述べたように、移動局ＵＥ２のＵＬ−ＳＣＨ送信は、移動局ＵＥ１のＲＡＣＨリソースとは異なる周波数帯域あるいはタイミングであるか、あるいは、移動局ＵＥ１のＲＡＣＨ送信への干渉が許容しうる程度であるから、移動局ＵＥ１の上り同期確立に大きな遅延が発生する可能性は低くなる。
【００６５】
なお、ここでは無線通信装置１０から無線通信装置１１へＲＡＣＨリソース情報が通知された場合を示しているが、無線通信装置１１から無線通信装置１０へもＲＡＣＨリソース情報が通知されており、この場合も基本的な動作は上述したとおりであるから説明は省略する。以下、１つの無線通信装置が１つの基地局ｅＮＢである場合を一例として本発明の実施例を説明する。
【００６６】
７．第１実施例
図１２は本発明の第１実施例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。隣接するセルの各々を制御する基地局ｅＮＢは、ＲＡＣＨリソース制御部１０２によりＲＡＣＨスケジューリング情報および現在占有されているＲＡＣＨリソースを他方の基地局ｅＮＢへレポートすることにより、セル間のＲＡＣＨリソース情報を共有する（ステップＳ３０１）。続いて、各基地局ｅＮＢの緩衝領域リソース設定部１０５は、ＲＡＣＨ関連情報測定部１０３からのＲＡＣＨ干渉レベルが所定しきい値より大きいか否かを判断する（ステップＳ３０２）。ＲＡＣＨ干渉が大きければ（ステップＳ３０２のＹＥＳ）、緩衝領域リソース設定部１０５は隣接セルのＲＡＣＨリソース情報から当該隣接セルに対する緩衝領域リソースを設定する（ステップＳ３０３）。ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、緩衝領域リソースをＵＬ−ＳＣＨ送信に割り当てないように、すなわち自局のＲＡＣＨリソースおよび緩衝領域リソース以外のリソースにＵＬ−ＳＣＨ送信を割り当てるようにスケジューリングを行う（ステップＳ３０４）。ＲＡＣＨ干渉が小さければ（ステップＳ３０２のＮＯ）、緩衝領域リソースを設定することなく、自局のＲＡＣＨリソース以外のリソースにＵＬ−ＳＣＨ送信を割り当てるようにスケジューリングを行う（ステップＳ３０４）。
【００６７】
８．第２実施例
本発明の第２実施例によれば、基地局ｅＮＢは次のように動作する。
・基地局ｅＮＢは、現在使用されているＲＡＣＨスケジューリング情報を隣接セルへレポートする。
・基地局ｅＮＢは、隣接セルのＲＡＣＨリソースおよびその近傍のリソースを上り緩衝領域リソースとして保持する。この上り緩衝領域リソースは、ＶｏＩＰ移動局ＵＥあるいは、セルの中央に位置することで隣接セルへのパス損失が大きい移動局ＵＥによって使用可能である。
【００６８】
より具体的には、ＲＡＣＨおよびＵＬ−ＳＣＨのセル間割当制御は次のように実行される。
【００６９】
図１３は本発明の第２実施例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。隣接するセルの各々を制御する基地局ｅＮＢは、ＲＡＣＨリソース制御部１０２によりＲＡＣＨスケジューリング情報および現在占有されているＲＡＣＨリソースを他方の基地局ｅＮＢへレポートすることにより、セル間のＲＡＣＨリソース情報を共有する（ステップＳ４０１）。続いて、各基地局ｅＮＢの緩衝領域リソース設定部１０５は、ＲＡＣＨ関連情報測定部１０３からのＲＡＣＨ干渉レベルが所定しきい値より大きいか否かを判断する（ステップＳ４０２）。ＲＡＣＨ干渉が大きければ（ステップＳ４０２のＹＥＳ）、緩衝領域リソース設定部１０５は隣接セルのＲＡＣＨリソース情報から緩衝領域リソースを設定しＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６へ出力する（ステップＳ４０３）。
【００７０】
続いて、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、スケジュール要求から低い送信パワーを要求する移動局ＵＥ（ここではＶｏＩＰパケット送信を行う移動局とする。）であるか否かを判断し（ステップＳ４０４）、ＶｏＩＰ移動局ＵＥであれば（ステップＳ４０４のＹＥＳ）、そのＶｏＩＰパケット送信に対して時間リソース毎に周波数ホップするＵＬ−ＳＣＨリソースを割り当てるが、緩衝領域リソースが存在する時間リソースでは、所定の割当上限内で当該緩衝領域リソースの優先的割当を許可する（ステップＳ４０５）。望ましくは、ＶｏＩＰパケット送信を周波数ダイバーシティ利得が最大となるように周波数リソース全体に渡ってランダムに割り当てる。ＶｏＩＰ移動局ＵＥあるいはセルの中央に位置することで隣接セルへのパス損失が大きい移動局ＵＥでない場合には（ステップＳ４０４のＮＯ）、ステップＳ４０５をスキップする。
【００７１】
続いて、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、移動局ＵＥからレポートされた隣接セルへのパス損失の情報から当該移動局ＵＥが隣接セルへのパス損失が大きいか否かを判断する（ステップＳ４０６）。なお、隣接セルへのパス損失が大きいか否かだけでなく、現在のセルでのパス損失と隣接セルへのパス損失との比が大きいか否かで判断するとしても良い。隣接セルへのパス損失が大きい移動局ＵＥであれば（ステップＳ４０６のＹＥＳ）、隣接セルへの干渉が小さいので、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は当該移動局ＵＥの送信に対する緩衝領域リソースの割当を許可する（ステップＳ４０７）。隣接セルへのパス損失が小さい場合には（ステップＳ４０６のＮＯ）、ステップＳ４０７をスキップする。
【００７２】
こうしてＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、ステップＳ４０５あるいはＳ４０７で割当許可されたＵＬ−ＳＣＨ送信以外には緩衝領域リソースを割り当てないようにＵＬ−ＳＣＨスケジューリングを行う（ステップＳ４０８）。なお、ＲＡＣＨ干渉が小さい場合には（ステップＳ４０２のＮＯ）、ステップＳ４０３〜Ｓ４０７を実行しないで、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は通常のＵＬ−ＳＣＨスケジューリングを実行する。
【００７３】
上述したリソース割当制御の一例を次に示す。まず、基地局ｅＮＢは、隣接セルと共に、時間および周波数領域におけるＲＡＣＨリソースの配置を互いに共有する。隣接セルのＲＡＣＨリソースに対応する緩衝領域リソースへの割当は次のように行われる。
【００７４】
・基地局ｅＮＢは、たとえば当該セルの中央に位置することで隣接セルへのパス損失が大きい移動局ＵＥに割り当てる（ただし、移動局ＵＥには、隣接セルへのパス損失を現在の主セルにレポートする機能が必要である）。これはステップＳ４０４のＮＯ、ステップＳ４０６のＹＥＳおよびステップＳ４０７、ステップＳ４０８という処理フローに対応する。
・あるいは、基地局ｅＮＢは、送信パワー要求が低い移動局ＵＥ（たとえば、ＶｏＩＰを行う移動局など）に割り当てる。これはステップＳ４０４のＹＥＳ、ステップＳ４０６のＮＯ、ステップＳ４０８という処理フローに対応する。
・あるいは、基地局ｅＮＢは、当該リソース領域を使用しないままにしておく。これはステップＳ４０４のＮＯ、ステップＳ４０６のＮＯ、ステップＳ４０８という処理フローに対応する。
・あるいは、基地局ｅＮＢは、干渉が大きいことを示すパワー制御信号のような過負荷インジケータが受信されないときには、高速データ送信の移動局ＵＥを割り当てる。これはステップＳ４０２のＮＯ、ステップＳ４０８という処理フローに対応する。
【００７５】
９．第３実施例
本発明の第３実施例によれば、他のセルのＲＡＣＨリソース情報と当該他のセルへの持続的な干渉を回避するパターンとに基づいて当該他のセルに対する緩衝領域リソースを決定する。
【００７６】
図１４は本発明の第３実施例によるリソース割当制御装置を実装する無線通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図９に示す構成と同一機能のブロックには同一参照番号を付している。図１４に示す構成が図９と異なる箇所は、緩衝領域リソース候補設定部１０５と間引き制御部１０９とを設けたところであるが、緩衝領域リソース候補設定部１０５は図９の緩衝領域リソース候補設定部１０５と同一機能であるから同一参照番号を付している。すなわち、緩衝領域リソース候補は隣接セルのＲＡＣＨリソースに対応した緩衝領域リソースに等しい。
【００７７】
間引き制御部１０９は、緩衝領域リソース候補を非持続的に除外する持続的干渉回避パターンおよび必要に応じてＲＡＣＨ干渉情報を用いて、緩衝領域リソース候補設定部１０５で設定された緩衝領域リソース候補を非持続的に除外する。こうして緩衝領域リソース候補を間引きすることで緩衝領域リソースを生成し、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６へ出力する。なお、持続的緩衝回避パターンは、設定ファイルとして無線通信装置に設定されているものでも良く、また、いずれかのネットワークを通じて取得され記憶されるものであっても良い。
【００７８】
図１５は本発明の第３実施例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。隣接するセルの各々を制御する基地局ｅＮＢは、ＲＡＣＨリソース制御部１０２によりＲＡＣＨスケジューリング情報および現在占有されているＲＡＣＨリソースを他方の基地局ｅＮＢへレポートすることにより、セル間のＲＡＣＨリソース情報を共有する（ステップＳ５０１）。続いて、各基地局ｅＮＢの緩衝領域リソース設定部１０５は、ＲＡＣＨ関連情報測定部１０３からのＲＡＣＨ干渉レベルが所定しきい値より大きいか否かを判断する（ステップＳ５０２）。ＲＡＣＨ干渉が大きければ（ステップＳ５０２のＹＥＳ）、緩衝領域リソース候補設定部１０５は隣接セルのＲＡＣＨリソース情報から緩衝領域リソース候補を設定して間引き制御部１０９へ出力する（ステップＳ５０３）。
【００７９】
間引き制御部１０９は、時間領域、周波数領域および／またはセル領域において、緩衝領域リソース候補を持続的干渉回避パターンに従って除外し、各隣接セルに対する緩衝領域リソースを決定する（ステップＳ５０４）。設定された緩衝領域リソースはＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６へ出力される。どのようなパターンを用いるかは、各セルの基地局ｅＮＢが自律的に決定することもできるし、他の基地局ｅＮＢとの情報交換により決定されてもよい。すでに述べたように持続的干渉回避パターンとしてはランダムパターンが望ましい一例である。
【００８０】
ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、緩衝領域リソースをＵＬ−ＳＣＨ送信に割り当てないように、すなわち自局のＲＡＣＨリソースおよび緩衝領域リソース以外のリソースにＵＬ−ＳＣＨ送信を割り当てるようにスケジューリングを行う（ステップＳ５０５）。ＲＡＣＨ干渉が小さければ（ステップＳ５０２のＮＯ）、緩衝領域リソースを設定することなく、自局のＲＡＣＨリソース以外のリソースにＵＬ−ＳＣＨ送信を割り当てるようにスケジューリングを行う（ステップＳ５０５）。
【００８１】
上述したリソース割当制御の持続的干渉回避パターンとしてランダムパターンを用いた一例を次に示す。まず、基地局ｅＮＢは、隣接セルと共に、時間および周波数領域におけるＲＡＣＨリソースの配置を互いに共有する。隣接セルのＲＡＣＨリソースに対応する緩衝領域リソースへの割当は次のように行われる。
・時間領域におけるランダムパターンに従って他のセルへの持続的な干渉を回避する；
・周波数領域におけるランダムパターンに従って他のセルへの持続的な干渉を回避する；
・セル領域におけるランダムパターンに従って他のセルへの持続的な干渉を回避する；
・時間領域、周波数領域およびセル領域の任意の組み合わせにおけるランダムパターンに従って他のセルへの持続的な干渉を回避する。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明はセル間干渉が生じうる無線通信システム、特に周波数分割および時間分割されたリソース構成のアクセス方式（ＦＴＤＭＡ）を用いる移動体通信システムに適用可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０、１１ 無線通信装置
１２ ネットワーク
１０１ 無線送受信部
１０２ ＲＡＣＨリソース制御部
１０３ ＲＡＣＨ関連情報測定部
１０４ セル間リソース管理部
１０５ 緩衝領域リソース設定部
１０６ ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ
１０７ Ｌ２処理部
１０８ Ｌ３処理部
１０９ 間引き制御部
２０１ 無線送受信部
２０２ ＲＡＣＨ制御部
２０３ ＵＬ−ＳＣＨ制御部
２０４ Ｌ２処理部
２０５ Ｌ３処理部
２０６ パス損失測定部
ＲＡＣＨ ランダムアクセスチャネル
ＵＬ−ＳＣＨ 上りリンク共有チャネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の無線ゾーン（以下、セルという。）を有する無線通信システムに係り、特にその通信方法、基地局、移動局に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムにおいて、基地局と移動局との間でデータ通信を行うためには、それらの間で予め同期を確立する必要がある。特に移動局からの初期アクセスは同期しているとは限らないのであるから、基地局は移動局の上り同期をとるための何らかの手順を必要とする。
【０００３】
３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)で標準化が進められているＬＴＥ(Long Term Evolution)では、上り同期および上りデータ送信を行うために、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ：Random Access Channel）と上りリンク共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ：Uplink-Shared Channel）とを用意している。ＲＡＣＨは、上り同期を確立するための制御信号を送信したり、更に上りデータ送信用のリソースを要求したりするためのチャネルである。大きな遅延無く上り同期を確立するためにはＲＡＣＨ送信の衝突確率はできるだけ小さく抑えることが望ましい（非特許文献１）。他方、ＵＬ−ＳＣＨはデータおよびレイヤ２／レイヤ３の制御パケットを送信するためのチャネルである。特にＵＬ−ＳＣＨの送信電力は伝送速度に応じて大きくなるので、他の信号への干渉を考慮する必要がある。
【０００４】
図１（Ａ）はＬＴＥによる移動体通信システムの一般的な構成を模式的に示す図であり、図１（Ｂ）は周波数分割および時間分割に基づく無線リソースを模式的に示すリソース構成図である。ここでは、図１（Ａ）に示すように、基地局ｅＮＢ１のセルＡ内に位置する移動局ＵＥ(User Equipment)１がＵＬ−ＳＣＨにより基地局ｅＮＢ１へデータを送信し、基地局ｅＮＢ２のセルＢ内に位置する移動局ＵＥ２がＲＡＣＨにより基地局ｅＮＢ２へ制御信号を送信しているものとする。
【０００５】
ＷＣＤＭＡ(Wideband Code Division Multiple Access)ではＲＡＣＨとＥＤＣＨ (Enhanced Dedicated Channel)とが異なる拡散およびスクランブルコードによって多重化され同一の周波数リソースを共有している。これに対してＬＴＥでは、図１（Ｂ）に示すような周波数分割および時間分割された複数のリソースがＲＡＣＨおよびＵＬ−ＳＣＨにより排他的に共有される。具体的には、ＬＴＥの上りリンクでは、システム帯域幅１０ＭＨｚが１ｍｓｅｃの時間間隔で時間分割され、さらに１．２５ＭＨｚ幅で周波数分割されたリソース構成を有する。図１（Ｂ）では、横軸のｔ１，ｔ２，・・・がそれぞれ１ｍｓｅｃの時間リソースに対応し、縦軸のＦＢ＃１、ＦＢ＃２・・・がそれぞれ１．２５ＭＨｚ幅の周波数リソースに対応する。以下、図１（Ｂ）に示すような１つの時間リソースと１つの周波数リソースで特定される１つの矩形のブロックを単に「リソース」という。
【０００６】
このようなシステムのリソースをＲＡＣＨおよびＵＬ−ＳＣＨにどのように割り当てるかは各基地局ｅＮＢによって決められる。通常、ＲＡＣＨリソースは、図１（Ｂ）に示すように、移動局ＵＥが大きな遅延無く基地局にアクセスできるように周期的に割り当てられる。同時に複数のＲＡＣＨリソースを割り当てて十分なＲＡＣＨアクセス容量を確保することも可能である。基地局ｅＮＢは、通常、このようなＲＡＣＨがどのリソースに割り当てられているかを示す情報をブロードキャストしている。したがって、当該セル内の全ての移動局ＵＥは、ブロードキャストされた情報に従って、必要な時にいつでもＲＡＣＨリソースにアクセスすることが可能となる。１つのセル内でＲＡＣＨリソースとＵＬ−ＳＣＨリソースとが図１（Ｂ）に示す周波数分割および時間分割に従って割り当てられる限り、ＲＡＣＨとＵＬ−ＳＣＨとが直接干渉することはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００２−５２６９７０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００ Ｖ．１．０．０（2007/3/19）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、隣接セル間でリソース割当を行う制御主体が異なる場合には、一方のセルのＲＡＣＨ送信と他方のセルのＵＬ−ＳＣＨ送信とが干渉する場合が生じうる。上述したように、各基地局ｅＮＢは、それぞれの責任において、自局が制御するセルの上りリソースをＲＡＣＨおよびＵＬ−ＳＣＨに割り当てているので、あるセルの高速上りデータ送信が隣接セルのＲＡＣＨ送信に干渉する場合がある。たとえば呼設定手順を開始する場合、ＲＡＣＨ送信による上り同期の確立が必要であることを考慮すれば、このＲＡＣＨ干渉の回避は特に重要である。あるセルのデータ送信が隣接セルのＲＡＣＨ送信へ干渉すると、隣接セルにおいて呼設定が遅延してしまうからである。呼設定の場合に限らず、ＲＡＣＨ送信が他の処理の開始前に必要とされる場合でも、高速上りデータ送信による強い上り干渉によって当該処理が遅延するという同様の影響が生じる。
【００１０】
図２（Ａ）および（Ｂ）はセル間干渉の一例を示す模式図である。ここでは、図２（Ａ）に示すように、ある周波数リソースに対してセルＡとセルＢとがそれぞれ独自にＲＡＣＨリソースおよびＵＬ−ＳＣＨリソースを割り当てているものとする。これらセルＡおよびセルＢが互いに影響しない程度に離れている場合には干渉は問題にならない。しかし、図１（Ａ）に示すようにセルＡとセルＢとが隣接し、セルＡにある移動局ＵＥ１のデータ送信の周波数帯域およびタイミングと、セルＢにある移動局ＵＥ２のＲＡＣＨ送信の周波数帯域およびタイミングとが重なる場合には、図２（Ｂ）に示すような干渉が発生する確率が大きくなる。
【００１１】
たとえば、図２（Ｂ）において、セルＡの移動局ＵＥ１がある時点でデータ送信を行おうとした場合、まず基地局ｅＮＢ１のブロードキャスト信号によって指定されているＲＡＣＨリソースを用いてＲＡＣＨ送信を行い、基地局ｅＮＢ１からの応答により許可（ＧＲＡＮＴ）されたＵＬ−ＳＣＨリソースを用いて上りデータ送信を開始する。そのとき、セルＢの移動局ＵＥ２が同様にデータ送信するためにセルＡのＵＬ−ＳＣＨと重なるリソースでＲＡＣＨ送信を開始したとすると、基地局ｅＮＢ２は、セルＡの移動局ＵＥ１からのＵＬ−ＳＣＨ送信との干渉により、移動局ＵＥ２からのＲＡＣＨ送信を検知することができなくなる。基地局ｅＮＢ２からの応答がないと、移動局ＵＥ２は送信電力をより大きくしてＲＡＣＨ送信を繰り返し、基地局ｅＮＢ２からの応答（ＧＲＡＮＴ）を受信してからＵＬ−ＳＣＨ送信を開始する。このようにＵＬ−ＳＣＨ送信との衝突によって移動局ＵＥ２の通信開始は大きく遅延する可能性が高くなる。
【００１２】
このような干渉を回避するには、たとえば特許文献１に開示されているように、干渉が最も小さくなるリソースをサーチし、その最小干渉リソースをＲＡＣＨ送信に割り当てる方法が考えられる。しかしながら、これではＲＡＣＨリソースを周期的に割り当てることができなくなり、移動局ＵＥの基地局へのアクセスが安定せず、大きく遅延する可能性が高くなる。さらに、干渉が小さいリソースにデータ送信が割り当てられるのが一般的であるから、最小干渉リソースにＲＡＣＨ送信を割り当てることは逆に干渉が大きくなり衝突が発生しやすくなる。
【００１３】
このような課題はＬＴＥに限られるものではなく、周波数分割および時間分割されたリソース構成のアクセス方式（ＦＴＤＭＡ）を用いる無線通信システム一般で生じうる。
【００１４】
本発明の目的は、上記課題を解決しようとするものであり、セル間干渉を低減する無線通信システム、その通信方法、基地局および移動局を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は通信開始遅延を短縮する無線通信システム、その通信方法、基地局および移動局を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明による無線通信システムは、 第１の基地局、第２の基地局及び移動局を含む無線通信システムであって、前記第１の基地局は、該第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局は、前記第１の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定し、前記移動局は、前記上り通信用のリソースにより前記第２の基地局と通信する、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明による通信方法は、第１の基地局、第２の基地局及び移動局を含む無線通信システムの通信方法であって、前記第１の基地局が、該第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局が、前記第１の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定し、前記移動局が、前記上り通信用のリソースにより前記第２の基地局と通信する、ことを特徴とする。
【００１８】
本発明による基地局は、移動局を含む無線通信システムにおける基地局であって、他の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を受信する受信部と、前記他の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定するリソース決定部と、前記上り通信用のリソースにより前記移動局と通信する通信部と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明による移動局は、第１の基地局と第２の基地局とを含む無線通信システムにおける移動局であって、第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置とは異なるリソース配置になるように前記第２の基地局が決定した上り通信用のリソースに関する情報を受信する手段と、前記上り通信用のリソースにより前記第２の基地局と通信する手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、隣接セルが使用する制御用リソースに対応する自局のリソースの所定範囲内に緩衝領域リソースを設定することにより、セル間干渉を低減することができ、通信開始遅延を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（Ａ）はＬＴＥによる移動体通信システムの一般的な構成を模式的に示す図であり、（Ｂ）は周波数分割および時間分割に基づく無線リソースを模式的に示すリソース構成図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）はセル間干渉の一例を示す模式図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ本発明の第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態によるリソース割当制御方法を適用したＲＡＣＨリソースおよびＵＬ−ＳＣＨリソースの割当例を示すリソース構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるリソース割当制御方法を適用したＲＡＣＨリソースおよびＵＬ−ＳＣＨリソースの割当例を示すリソース構成図である。
【図６】複数の隣接セルが存在する場合のセル構成の一例を示す図である。
【図７】（Ａ）は本発明の第３実施形態によるリソース割当制御方法を説明するための緩衝領域リソース候補と持続的干渉回避パターンとを模式的に示すリソース構成図であり、（Ｂ）は本実施形態によるリソース割当制御方法を適用した緩衝領域リソースの割当例を示すリソース構成図である。
【図８】本発明によるリソース割当制御装置を実装した無線通信装置を含む無線通信システムの概略的構成を示すブロック図である。
【図９】本発明によるリソース割当制御装置を実装する無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図８に示す移動局の構成を示すブロック図である。
【図１１】図８〜図１０に示す無線通信システムにおけるリソース再配置動作を示すシーケンス図である。
【図１２】本発明の第１実施例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２実施例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第３実施例によるリソース割当制御装置を実装する無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３実施例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
１．実施例の概略
図３（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ本発明の第１実施例、第２実施例および第３実施態例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。ここでは説明を簡略化するために、２つの無線通信装置がそれぞれ制御するセルは互いに干渉が生じうる隣接セルであり、各セルは図１（Ｂ）と同様に周波数分割および時間分割によるリソース構成を有するものとする。これらのセルのＲＡＣＨリソースはそれぞれの無線通信装置により配置される。ただし、本発明は、ＬＴＥに限らず、周波数分割および時間分割されたリソース構成のアクセス方式（ＦＴＤＭＡ）を用いる無線通信システムで適用可能である。
【００２３】
図３（Ａ）に示す本発明の第１実施例によれば、まず無線通信装置間で互いのＲＡＣＨリソース情報を交換して隣接セル間のＲＡＣＨ使用状況を共有する（ステップＳ２０）。各無線通信装置は、他の無線通信装置が使用するＲＡＣＨリソースに対応する自局のリソースの所定リソース範囲を緩衝領域リソースとして設定する（ステップＳ２１）。この所定リソース範囲（第１実施例では緩衝領域リソース）は、後述するように、無線通信装置間の周波数および同期ずれ等による変動を考慮して、周波数方向および／または時間方向に余裕を持ったリソース領域であることが望ましい。すなわち、所定リソース範囲は、他のセルのＲＡＣＨリソースに対応する自セルのリソース、または当該リソースと当該リソースから所定範囲内のリソースとの範囲となる。そして、各無線通信装置は緩衝領域リソースを割り当てないようにＵＬ−ＳＣＨスケジューリングを実行する（ステップＳ２２）。緩衝領域リソースをＵＬ−ＳＣＨ送信に割り当てないことで、他の無線通信装置のＲＡＣＨ送信への干渉を回避することができる。
【００２４】
図３（Ｂ）に示す本発明の第２実施例によれば、第１実施例と同様にステップＳ２０およびＳ２１によって緩衝領域リソースの設定が行われ、続いて他の無線通信装置へ与える干渉が小さいＵＬ−ＳＣＨ送信が存在するかどうか、すなわち干渉が許容範囲内となるＵＬ−ＳＣＨ送信を行う移動局ＵＥが存在するか否かを判定する（ステップＳ３０）。各無線通信装置は、干渉が小さいＵＬ−ＳＣＨ送信には緩衝領域リソースの割当を許可し、それ以外のＵＬ−ＳＣＨ送信には緩衝領域リソースを割り当てないようにＵＬ−ＳＣＨスケジューリングを実行する（ステップＳ３１）。このように一定条件を満たすＵＬ−ＳＣＨ送信に緩衝領域リソースを割り当て可能にすることで、セル間干渉を低減しつつリソースの効率的な利用を図ることができ、上り通信開始遅延を短縮することが可能となる。
【００２５】
図３（Ｃ）に示す本発明の第３実施例によれば、まず、第１実施例と同様にステップＳ２０によって隣接セル間のＲＡＣＨ使用状況を共有し、他の無線通信装置が使用するＲＡＣＨリソースに対応する自局のリソースの所定リソース範囲を緩衝領域リソース候補として設定する（ステップＳ４０）。続いて、緩衝領域リソース候補を非持続的に除外して緩衝領域リソースを設定する（ステップＳ４１）。具体例は後述するが、非持続的な除外とは、緩衝領域リソース候補が連続して除外されるのではなく、任意のパターンでまばらに除外されることをいう。言い換えれば、隣接セルのＲＡＣＨ送信への干渉が連続しないように、自局セルの緩衝領域リソース候補を任意のパターンで除外する。そして、各無線通信装置は緩衝領域リソースの割当を抑制するようにＵＬ−ＳＣＨスケジューリングを実行する（ステップＳ４２）。割当の抑制は、ステップＳ２２の割当禁止とステップＳ３１の条件付き割当禁止のいずれかであることを示す。このように緩衝領域リソース候補を非持続的に除外し、除外されたリソースを割当可能にすることで、複数のセルが隣接する場合にセル間干渉を低減しつつリソースの効率的で公平な利用を図ることができ、上り通信開始遅延を短縮することが可能となる。
【００２６】
具体的には、任意の隣接セルに対する緩衝領域リソース候補はそのＲＡＣＨリソースに対応しているので、通常、時間方向に一定の周期で配列されている。従って、この配列されている緩衝領域リソース候補を時間方向にランダムパターン（あるいは所定のパターン）により間引くことで緩衝領域リソースを生成することができる。また、隣接セルに対する緩衝領域リソース候補が周波数方向にも存在している場合には、周波数方向にランダムパターン（あるいは所定のパターン）により間引くことで緩衝領域リソースを生成することができる。さらに、複数のセルが隣接している場合には、間引かれる緩衝領域リソース候補に対応するセルをランダムパターン（あるいは所定のパターン）により選択することで緩衝領域リソースを生成することも可能である。ランダムに選択することで公平性を確保することができるが、各セルのＲＡＣＨ干渉レベルを考慮して、対象となる隣接セルの選択確率を変化させてもよい。
【００２７】
２．第１実施例
図４は本発明の第１実施例によるリソース割当制御方法を適用したＲＡＣＨリソースおよびＵＬ−ＳＣＨリソースの割当例を示すリソース構成図である。ここでは、セルＡとセルＢとが時間領域で完全には同期していない場合を仮定している。すなわち、セルＡの時間リソースｔ１，ｔ２・・・を基準とすれば、セルＢの時間リソースｔ１，ｔ２・・・は時間方向に若干進んでおり完全には一致していない。このために、一方のセルの１つの時間リソースが他方のセルでは２つの時間リソースにまたがっている。たとえばセルＡの時間リソースｔ７は、セルＢの時間リソースｔ６およびｔ７の両方に重なっている。
【００２８】
もしセルＡおよびセルＢが同一の無線通信装置により制御されて完全に同期していれば、双方のセルの時間リソースの位置は時間的に一致するはずである。セルＡおよびセルＢが異なる無線通信装置によりそれぞれ制御されている場合には、何らかの同期手段あるいは周知の同期メカニズムを設ければよい。たとえば無線通信装置間で時間情報（送信フレームの番号など）を直接あるいは移動局を介して交換することで相互の内部クロックの同期をとることができる。あるいは、中央局の同期プロトコルに従って無線通信装置間の同期をとることもできるし、ＧＰＳを利用して高精度の同期をとることも可能である。ただし、一般的には、信号の伝搬遅延やクロック発生器のばらつき等の変動要因を考慮して、一方のセルにおける１つの時間リソースに対して、他方のセルにおける２個の連続した時間リソースあるいは必要であれば３個以上の連続した時間リソース（以下、これらを時間リソースの組という。）を緩衝領域リソースとして対応づけるのが望ましい。もし１個の時間リソースが更に時間分割可能であれば、より細かい粒度で緩衝領域リソースの組の時間幅を設定することもできる。
【００２９】
このようなセルＡとセルＢとが隣接し、一方のＵＬ−ＳＣＨ送信が他方のＲＡＣＨ送信に干渉しうる位置関係にあるとする。また、セルＡのＲＡＣＨ送信は、周波数リソースＦＢ＃３の時間リソースｔ２、ｔ７、ｔ１２・・・に周期的に割り当てられ、セルＢのＲＡＣＨリソースは、周波数リソースＦＢ＃２で時間リソースｔ４、ｔ９、ｔ１４・・・に周期的に割り当てられているものとする。それぞれのＲＡＣＨリソース割当位置は、ＲＡＣＨリソース情報を交換することで知ることができるので、一方のセルは、他方のセルのＲＡＣＨリソース割当位置にそれぞれ対応するリソースの組（ここでは２個の連続する時間リソース）を緩衝領域リソースとして設定することができる。
【００３０】
図４において、各セルのリソース位置を（周波数リソース、時間リソース）というように時間−周波数座標で表示し、複数のリソースが割当られる場合は、「＋」を用いて表示することとすれば、セルＡのＲＡＣＨリソース（ＦＢ＃３、ｔ２）に対しては、セルＢに１組の緩衝領域リソース（ＦＢ＃３、ｔ１＋ｔ２）が設定される。逆に、セルＢのＲＡＣＨリソース（ＦＢ＃２、ｔ４）に対しては、セルＡに１組の緩衝領域リソース（ＦＢ＃２、ｔ４＋ｔ５）が設定される。以下、同様に、一方のセルの各ＲＡＣＨリソースに対して、他方のセルに１組の緩衝領域リソースが設定される。
【００３１】
なお、セルＡおよびセルＢの各々には基準周波数発振器が設けられ、周波数リソースＦＢ＃１、ＦＢ＃２、ＦＢ＃３・・・の周波数分割を可能にしているが、これらの周波数変動を考慮して周波数方向にも余裕を設けた緩衝領域リソースを設定することも望ましい。たとえば、セルＢのＲＡＣＨリソース（ＦＢ＃２、ｔ４）に対するセルＡの緩衝領域リソース組（ＦＢ＃２、ｔ４＋ｔ５）を周波数方向に所定幅αだけ広げて、（ＦＢ＃２±α、ｔ４＋ｔ５）というように設定することもできる。所定幅αは周波数リソース幅以下に設定してもよい。
【００３２】
セルＡおよびセルＢのそれぞれの無線通信装置は、こうして設定された緩衝領域リソースをＵＬ−ＳＣＨ送信に割り当てないようにＵＬ−ＳＣＨのスケジューリングを実行する。ＵＬ−ＳＣＨ送信は緩衝領域リソース以外のリソースに割り当てられるので、他方のセルのＲＡＣＨリソースへの干渉を確実に回避することができる。
【００３３】
３．第２実施例
図５は本発明の第２実施例によるリソース割当制御方法を適用したＲＡＣＨリソースおよびＵＬ−ＳＣＨリソースの割当例を示すリソース構成図である。ここでは説明の整合性を維持するために、図４のセルＡと同じ周波数−時間位置にＲＡＣＨリソースおよび緩衝領域リソースが配置されているものとする。
【００３４】
第２実施例においても、上述したようにＵＬ−ＳＣＨ送信は緩衝領域リソースに原則的に割り当てられないが、ＵＬ−ＳＣＨ送信が他のセルへ与える干渉レベルが許容範囲内である場合、または許容範囲内であると見なすような場合には、当該ＵＬ−ＳＣＨ送信への緩衝領域リソースの割当を例外的に許可する。
【００３５】
図５において、緩衝領域リソースは隣接セルＢから通知されたＲＡＣＨリソース位置に対応して設定されている。セルＡの無線通信装置は、セルＡ内に音声パケット送信（ＶｏＩＰ）を要求している移動局ＵＥがあれば、その音声パケット送信に対して時間リソース毎に周波数ホップするＵＬ−ＳＣＨリソースを割り当てる。たとえば、音声パケット送信を周波数ダイバーシティ利得が最大となるように周波数リソース全体に渡ってランダムに割り当てることができる。
【００３６】
音声パケット送信を割り当てる際、緩衝領域リソースが存在する時間リソース（ここでは、ｔ４，ｔ５、ｔ９、ｔ１０・・・）では、その緩衝領域リソースに当該音声パケット送信を優先的に割り当てるのが望ましい。音声パケット送信では必要帯域が比較的狭く要求する送信パワーも低いので緩衝領域リソースに割り当てても他のセルに対して大きな干渉を生じないからである。これにより高速ＵＬ−ＳＣＨ送信へ割り当てるべきリソースに余裕ができる。図５の例では、たとえば緩衝領域リソース（ＦＢ＃２、ｔ４）および（ＦＢ＃２、ｔ４）におけるそれぞれ異なる周波数帯域に低パワー要求の音声パケット送信が割り当てられている。ただし、複数の移動局ＵＥの音声パケット送信を緩衝領域リソースに持続的に割り当てることは避けるべきであるから、１つの緩衝領域リソースに対する割当上限を予め決めておくことが望ましい。
【００３７】
４．第３実施例
図６は複数の隣接セルが存在する場合のセル構成の一例を示す図であり、図７（Ａ）は本発明の第３実施例によるリソース割当制御方法を説明するための緩衝領域リソース候補と持続的干渉回避パターンとを模式的に示すリソース構成図であり、図７（Ｂ）は本実施例によるリソース割当制御方法を適用した緩衝領域リソースの割当例を示すリソース構成図である。ここでは説明の整合性を維持するために、図４のセルＡと同じ周波数−時間位置にＲＡＣＨリソースが配置されているものとする。
【００３８】
まず、図６に示すように、あるセルＡの周囲に複数個のセルが存在し、ここでは隣接セルＢ，Ｃ，ＤおよびＥとの間で干渉が発生しうるものとする。この状況で隣接セル間でＲＡＣＨリソース情報が共有されることで、セルＡでは、図７（Ａ）に示すようにセルＢ、Ｃ、ＤおよびＥにそれぞれ対応する緩衝領域リソースが設定される。このように隣接セルの個数が多い場合には、セルＡの利用可能なリソースの大きな割合を緩衝領域リソースが占めることとなり、セルＡの実効的な容量が減少してしまう。この例では、隣接セルＢ、Ｃ、ＤおよびＥの各々が５リソース毎に１つのＲＡＣＨリソースを割り当てているので、これらに対応する緩衝領域リソースの合計は利用可能な全リソースの４０％に達する。上述した第２実施形態に従えば、このような緩衝領域リソースは低速度データ送信の移動局などに割り当てることができるが、隣接セルへの干渉が生じる高速データ送信の移動局には割り当てられない。このように各セルで実効的な容量が減少するのであるから、結果的にネットワーク全体の容量が減少することとなる。
【００３９】
本実施例によれば、図７（Ａ）に示すセルＢ、Ｃ、ＤおよびＥにそれぞれ対応する緩衝領域リソース候補を非持続的に除外する（持続的な干渉を回避する）パターン（図中の"ｘ"でマークされたパターン）を適用し、その持続的干渉回避パターンに従って各セルに対する緩衝領域リソースを、例えば図７（Ｂ）に示すように決定する。どのようなパターンを用いるかは、各セルの無線通信装置が自律的に決定することもできるし、他の無線通信装置との情報交換により決定されてもよい。
【００４０】
持続的干渉回避パターンとしては、緩衝領域リソース候補をある確率で除外するランダムパターンが望ましい一例である。緩衝領域リソース候補から除外されたリソースには高速データ送信が割り当てられて干渉が生じる可能性が高くなるが、ランダムに除外されるのでＲＡＣＨ送信と部分的にのみ干渉するだけであり、持続的あるいは連続的な干渉を有効に回避することができる。またランダムパターンを用いることで、部分的な干渉の発生確率がセルＢ、Ｃ、ＤおよびＥの間で公平になるという利点もある。
【００４１】
ただし、ランダムパターンであっても、除外されるリソースの割合、周期の分布および緩衝領域の幅の分布を設定して発生させることが可能であり、隣接セルのＲＡＣＨ干渉の状況に応じて適当なランダムパターンを選択することもできる。
【００４２】
持続的干渉回避パターンはランダムではなく所定パターンであってもよい。次に、図７（Ａ）における持続的干渉回避パターンを例として所定パターンについて説明する。
【００４３】
１）パターンＩ：
セルＢ用の緩衝領域リソースに示すように、ＲＡＣＨリソース情報に基づく緩衝領域リソース候補の組を１つ置きに残す（あるいは削除する）。具体的には、当初の緩衝領域リソース候補の組は（ＦＢ＃４、ｔ３＋ｔ４），（ＦＢ＃４、ｔ８＋ｔ９）、（ＦＢ＃４、ｔ１３＋ｔ１４）・・・であるが、これらを１つ置きに除外する（あるいは残す）パターンに従って、図７（Ｂ）のリソース組（ＦＢ＃４、ｔ３＋ｔ４），（ＦＢ＃４、ｔ１３＋ｔ１４）・・・を最終的に緩衝領域リソースとして設定する。この例のパターンでは、緩衝領域の周期は１０リソース、幅は２リソース、緩衝領域の残存率は１／２である。
【００４４】
２）パターンＩＩ：
セルＣ用の緩衝領域リソースに示すように、ＲＡＣＨリソース情報に基づく緩衝領域リソース候補の組を２つ置きに残す（あるいは１つ置きに２つずつ除外する）。具体的には、当初の緩衝領域リソースの組は（ＦＢ＃３、ｔ５＋ｔ６），（ＦＢ＃３、ｔ１０＋ｔ１１）、（ＦＢ＃３、ｔ１５＋ｔ１６）・・・であるが、これらを２つ置きに残すパターンに従って、図７（Ｂ）のリソース組（ＦＢ＃３、ｔ５＋ｔ６），・・・を最終的に緩衝領域リソースとして設定する。この例のパターンでは、緩衝領域の周期は１５リソース、幅は２リソース、緩衝領域の残存率は１／３である。
【００４５】
３）パターンＩＩＩ：
セルＤ用の緩衝領域リソースに示すように、ＲＡＣＨリソース情報に基づく緩衝領域リソース候補の組のうち前のリソースを残す（あるいは除外する）組と後のリソースを残す（あるいは削除する）組とを交互に切り替える。具体的には、当初の緩衝領域リソースの組は（ＦＢ＃２、ｔ４＋ｔ５），（ＦＢ＃２、ｔ９＋ｔ１０）、（ＦＢ＃２、ｔ１４＋ｔ１５）・・・であるが、これらを１組毎に残すリソースの位置を前後で切り替えるパターンに従って、図７（Ｂ）のリソース（ＦＢ＃２、ｔ４），（ＦＢ＃２、ｔ１０），（ＦＢ＃２、ｔ１４），・・・を最終的に緩衝領域リソースとして設定する。この例のパターンでは、緩衝領域の周期は４あるいは６リソース、幅は１リソース、緩衝領域の残存率は１／２である。
【００４６】
４）パターンＩＶ：
セルＥ用の緩衝領域リソースに示すように、ＲＡＣＨリソース情報に基づく緩衝領域リソース候補の組のうち前のリソースを残す（あるいは除外する）組と後のリソースを残す（あるいは削除する）組とを２つ置きに交互に切り替え、それ以外の緩衝領域リソースを削除する。具体的には、当初の緩衝領域リソースの組は（ＦＢ＃１、ｔ１＋ｔ２），（ＦＢ＃１、ｔ６＋ｔ７）、（ＦＢ＃１、ｔ１１＋ｔ１２）・・・であるが、これらを３組毎に残すリソースの位置を前後で切り替え、それ以外を削除するパターンに従って、図７（Ｂ）のリソース（ＦＢ＃１、ｔ１），（ＦＢ＃１、ｔ１７），・・・を最終的に緩衝領域リソースとして設定する。この例のパターンでは、緩衝領域の周期は１４あるいは１６リソース、幅は１リソース、緩衝領域の残存率は１／４である。
【００４７】
上記所定パターンＩ−ＩＶは一例であるが、周期、幅および残存率が異なっているので、それぞれ特徴的なパターンとして利用可能である。したがって、このような複数の特徴的なパターンから１つを選択して全ての隣接セルに対して適用してもよいし、図７で示す例のようにセル毎に異なるパターンを適用することも可能である。さらに、これら所定パターンＩ−ＩＶをランダムに選択して各セルに適用することも可能である。
【００４８】
また、持続的干渉回避パターンは図７に示すように時間領域だけに適用されるものではなく、周波数領域およびセル領域にも適用可能である。ランダムパターンを用いた場合、時間領域でのランダム化により、上述したように１つの隣接セルに対応する緩衝領域リソースが時間領域において連続干渉を回避するように設定される。また、１つの時間リソースに複数の緩衝領域リソースが存在するセルに対しては、周波数領域でのランダム化あるいは時間領域でのランダム化との組み合わせにより、１つの隣接セルに対応する緩衝領域リソースが周波数領域において持続的干渉を回避するように設定される。さらに、複数の隣接セルが存在する場合、そのセルを選択するかをランダムパターンで選択するセル領域でのランダム化により、各隣接セルに対応する緩衝領域リソースが持続的干渉を回避するように設定される。セル領域でのランダム化に、周波数領域でのランダム化および／または時間領域でのランダム化を組み合わせることも可能である。
【００４９】
たとえばＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)方式では時間領域および／またはセル領域でのランダム化を行うことができ、ＷＣＤＭＡやＬＴＥではセル領域、周波数領域および時間領域でのランダム化を任意の組み合わせることができる。
【００５０】
なお持続的干渉回避パターンでは干渉を完全に排除することはできないが、隣接セルの無線通信装置間の通信によって、各セルのＲＡＣＨリソースの時間および周波数の配置を同じにすることで、干渉を改善することも可能である。この場合、ＲＡＣＨがＵＬ−ＳＣＨを干渉することが回避でき、さらにＲＡＣＨは送信確率が低いことからセル内での衝突、またはセル間での干渉が比較的起こりにくいからである。
【実施例】
【００５１】
５．システム構成
図８は本発明を実装した無線通信装置を含む無線通信システムの概略的構成を示すブロック図である。ここでは無線通信装置１０および１１を含む複数の無線通信装置がネットワーク１２により通信可能に接続されているものとする。また、無線通信装置１０および１１はそれぞれセルＡおよびセルＢを制御し、セルＡおよびＢは図４に示すリソース構成を有するものとする。各無線通信装置は、上述した第１から第３実施形態によるチャネル割当制御のいずれかを適用してＵＬ−ＳＣＨスケジューリングを実行する。
【００５２】
ネットワーク１２で接続された複数の無線通信装置は１つの基地局ｅＮＢに含まれてもよいし、各無線通信装置がそれぞれ１つの基地局ｅＮＢであってもよい。いずれにしても複数の移動局ＵＥがセルＡあるいはセルＢ内でＲＡＣＨ送信あるいはＵＬ−ＳＣＨ送信を行う際の隣接セル間干渉が本実施例により低減される。以下、無線通信装置および移動局の構成および動作を説明する。
【００５３】
５．１）無線通信装置
図９は本発明によるリソース割当制御装置を実装する無線通信装置の構成を示すブロック図である。無線通信装置は複数の移動局と無線通信する物理層デバイスとしての無線送受信部１０１を有する。無線送受信部１０１は、ＲＡＣＨリソース制御部１０２が指定したＲＡＣＨリソース情報をブロードキャストチャネルＢＣＨによりブロードキャストし、これにより各移動局のＲＡＣＨ送信が可能となる。
【００５４】
ＲＡＣＨ関連情報測定部１０３は、複数の移動局からのＲＡＣＨアクセス回数、アクセス遅延、あるいは受信電力などの少なくともいずれかを検出して当該セルにおけるＲＡＣＨ干渉レベルやＲＡＣＨアクセス負荷状況を測定する。
【００５５】
セル間リソース管理部１０４は、隣接セルの各無線通信装置からＲＡＣＨリソース情報を受信し、ＲＡＣＨリソース制御部１０２により指定された自局ＲＡＣＨリソース情報を隣接セルの各無線通信装置へ送信する。受信した隣接セルのＲＡＣＨリソース情報は緩衝領域リソース設定部１０５へ出力される。緩衝領域リソース設定部１０５は、必要に応じてＲＡＣＨ関連情報測定部１０３からＲＡＣＨ干渉情報を入力し、上述した実施形態で説明したように各隣接セルに対する緩衝領域リソースを決定してＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６へ出力する。
【００５６】
第１実施例によれば、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、自局セルの移動局からＵＬ−ＳＣＨ送信のスケジュール要求があると、自局セルのＲＡＣＨリソースおよび緩衝領域リソースを除く利用可能なリソースを割り当ててスケジュール許可（ＧＲＡＮＴ）を当該移動局へ応答する。ただし、第２実施形態によれば、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、移動局が要求したサービスの種類がＶｏＩＰのような低送信パワーサービスあるいは隣接セルに対して高パス損失であれば、そのＵＬ−ＳＣＨ送信に対して緩衝領域リソースを割り当てることができる。
【００５７】
こうして割り当てられたＵＬ−ＳＣＨリソースが移動局へ通知されると、当該移動局はそのＵＬ−ＳＣＨリソースを用いてデータ送信あるいはＬ２／Ｌ３制御パケット送信を開始する。無線通信装置のＬ２処理部１０７およびＬ３処理部１０８は、受信した上りデータをそれぞれのレイヤプロトコルに従って処理する。
【００５８】
なお、ＲＡＣＨリソース制御部１０２、ＲＡＣＨ関連情報測定部１０３、セル間リソース管理部１０４、緩衝領域リソース設定部１０５およびＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、プログラム制御プロセッサあるいはコンピュータ上でプログラムを実行することにより同様の機能を実現することもできる。
【００５９】
５．２）移動局
図１０は図８に示す移動局の構成を示すブロック図である。移動局ＵＥは、基地局ｅＮＢあるいは無線通信装置と無線通信する物理層デバイスとしての無線送受信部２０１を有する。無線送受信部２０１は、無線通信装置からブロードキャストされているＲＡＣＨリソース情報を受信してＲＡＣＨ制御部２０２へ出力する。ＲＡＣＨ制御部２０２は、受信したＲＡＣＨリソース情報に従って、同期外れ時あるいは送信データ発生時に無線送受信部２０１によりＲＡＣＨ送信を実行する。ＲＡＣＨ制御部２０２は、このＲＡＣＨ送信に対する応答を無線通信装置から受信することで上り同期を確立する。
【００６０】
ＵＬ−ＳＣＨ制御部２０３は、データ発生時にスケジュール要求を生成し無線送受信部２０１により送信する。スケジュール要求に対する応答として無線通信装置からスケジュール許可を受信すると、ＵＬ−ＳＣＨ制御部２０３は送信フォーマットをＬ２処理部２０４へ出力し、Ｌ２処理部２０４は、Ｌ３処理部２０５から入力した送信データを割り当てられたＵＬ−ＳＣＨリソースを用いて無線送受信部２０１を通して送信する。
【００６１】
また、移動局にはパス損失測定部２０６が設けられてもよい。パス損失測定部２０６は隣接セルからの下りのパイロットの受信品質を測定することで隣接セルとのパス損失を推定することができる。この隣接セルへのパス損失の情報は制御部２０７の制御によって無線通信装置へレポートされ、上述した第２実施形態における緩衝領域リソース割当許可を判定するために使用される。なお、制御部２０７は、ＲＡＣＨ制御部２０２およびＵＬ−ＳＣＨ制御部２０３を含む移動局全体の動作を制御する。
【００６２】
６．動作
図１１は、図８〜図１０に示す無線通信システムにおけるリソース再配置動作を示すシーケンス図である。まずセルＡの無線通信装置１０のＲＡＣＨリソース制御部１０２がＲＡＣＨリソースの再配置を行うと（ステップＳ４０）、セル間リソース管理部１０４は新たなＲＡＣＨリソース情報を隣接セルＢの無線通信装置１１へ通知し（ステップＳ４１）、さらに無線送受信部１０１によってセルＡに位置する移動局ＵＥ１へ通知する（ステップＳ４２）。
【００６３】
隣接セルＢの無線通信装置１１のセル間リソース管理部１０４は、隣接セルＡのＲＡＣＨリソースが変更されたことを知ると、隣接セルＡの新たなＲＡＣＨリソース情報を緩衝領域リソース設定部１０５へ出力し、上述した各実施形態により緩衝領域リソースを決定する。そして、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は自局セルＢのＲＡＣＨリソースと隣接セルＡに対する緩衝領域リソースとに基づいてＵＬ−ＳＣＨリソースの再配置（スケジューリング）を行い（ステップＳ４３）、自局セルＢに位置してＵＬ−ＳＣＨ送信を行う移動局ＵＥ２へ通知する（ステップＳ４４）。
【００６４】
新たなＲＡＣＨリソース情報を受信した移動局ＵＥ１はその新たなＲＡＣＨリソースによってＲＡＣＨアクセスを実行し（ステップＳ４５）、新たなＵＬ−ＳＣＨリソース情報を受信した移動局ＵＥ２はその新たなＵＬ−ＳＣＨリソースでＵＬ−ＳＣＨ送信を実行する（ステップＳ４６）。すでに述べたように、移動局ＵＥ２のＵＬ−ＳＣＨ送信は、移動局ＵＥ１のＲＡＣＨリソースとは異なる周波数帯域あるいはタイミングであるか、あるいは、移動局ＵＥ１のＲＡＣＨ送信への干渉が許容しうる程度であるから、移動局ＵＥ１の上り同期確立に大きな遅延が発生する可能性は低くなる。
【００６５】
なお、ここでは無線通信装置１０から無線通信装置１１へＲＡＣＨリソース情報が通知された場合を示しているが、無線通信装置１１から無線通信装置１０へもＲＡＣＨリソース情報が通知されており、この場合も基本的な動作は上述したとおりであるから説明は省略する。以下、１つの無線通信装置が１つの基地局ｅＮＢである場合を一例として本発明の実施例を説明する。
【００６６】
７．第１実施例
図１２は本発明の第１実施例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。隣接するセルの各々を制御する基地局ｅＮＢは、ＲＡＣＨリソース制御部１０２によりＲＡＣＨスケジューリング情報および現在占有されているＲＡＣＨリソースを他方の基地局ｅＮＢへレポートすることにより、セル間のＲＡＣＨリソース情報を共有する（ステップＳ３０１）。続いて、各基地局ｅＮＢの緩衝領域リソース設定部１０５は、ＲＡＣＨ関連情報測定部１０３からのＲＡＣＨ干渉レベルが所定しきい値より大きいか否かを判断する（ステップＳ３０２）。ＲＡＣＨ干渉が大きければ（ステップＳ３０２のＹＥＳ）、緩衝領域リソース設定部１０５は隣接セルのＲＡＣＨリソース情報から当該隣接セルに対する緩衝領域リソースを設定する（ステップＳ３０３）。ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、緩衝領域リソースをＵＬ−ＳＣＨ送信に割り当てないように、すなわち自局のＲＡＣＨリソースおよび緩衝領域リソース以外のリソースにＵＬ−ＳＣＨ送信を割り当てるようにスケジューリングを行う（ステップＳ３０４）。ＲＡＣＨ干渉が小さければ（ステップＳ３０２のＮＯ）、緩衝領域リソースを設定することなく、自局のＲＡＣＨリソース以外のリソースにＵＬ−ＳＣＨ送信を割り当てるようにスケジューリングを行う（ステップＳ３０４）。
【００６７】
８．第２実施例
本発明の第２実施例によれば、基地局ｅＮＢは次のように動作する。
・基地局ｅＮＢは、現在使用されているＲＡＣＨスケジューリング情報を隣接セルへレポートする。
・基地局ｅＮＢは、隣接セルのＲＡＣＨリソースおよびその近傍のリソースを上り緩衝領域リソースとして保持する。この上り緩衝領域リソースは、ＶｏＩＰ移動局ＵＥあるいは、セルの中央に位置することで隣接セルへのパス損失が大きい移動局ＵＥによって使用可能である。
【００６８】
より具体的には、ＲＡＣＨおよびＵＬ−ＳＣＨのセル間割当制御は次のように実行される。
【００６９】
図１３は本発明の第２実施例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。隣接するセルの各々を制御する基地局ｅＮＢは、ＲＡＣＨリソース制御部１０２によりＲＡＣＨスケジューリング情報および現在占有されているＲＡＣＨリソースを他方の基地局ｅＮＢへレポートすることにより、セル間のＲＡＣＨリソース情報を共有する（ステップＳ４０１）。続いて、各基地局ｅＮＢの緩衝領域リソース設定部１０５は、ＲＡＣＨ関連情報測定部１０３からのＲＡＣＨ干渉レベルが所定しきい値より大きいか否かを判断する（ステップＳ４０２）。ＲＡＣＨ干渉が大きければ（ステップＳ４０２のＹＥＳ）、緩衝領域リソース設定部１０５は隣接セルのＲＡＣＨリソース情報から緩衝領域リソースを設定しＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６へ出力する（ステップＳ４０３）。
【００７０】
続いて、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、スケジュール要求から低い送信パワーを要求する移動局ＵＥ（ここではＶｏＩＰパケット送信を行う移動局とする。）であるか否かを判断し（ステップＳ４０４）、ＶｏＩＰ移動局ＵＥであれば（ステップＳ４０４のＹＥＳ）、そのＶｏＩＰパケット送信に対して時間リソース毎に周波数ホップするＵＬ−ＳＣＨリソースを割り当てるが、緩衝領域リソースが存在する時間リソースでは、所定の割当上限内で当該緩衝領域リソースの優先的割当を許可する（ステップＳ４０５）。望ましくは、ＶｏＩＰパケット送信を周波数ダイバーシティ利得が最大となるように周波数リソース全体に渡ってランダムに割り当てる。ＶｏＩＰ移動局ＵＥあるいはセルの中央に位置することで隣接セルへのパス損失が大きい移動局ＵＥでない場合には（ステップＳ４０４のＮＯ）、ステップＳ４０５をスキップする。
【００７１】
続いて、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、移動局ＵＥからレポートされた隣接セルへのパス損失の情報から当該移動局ＵＥが隣接セルへのパス損失が大きいか否かを判断する（ステップＳ４０６）。なお、隣接セルへのパス損失が大きいか否かだけでなく、現在のセルでのパス損失と隣接セルへのパス損失との比が大きいか否かで判断するとしても良い。隣接セルへのパス損失が大きい移動局ＵＥであれば（ステップＳ４０６のＹＥＳ）、隣接セルへの干渉が小さいので、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は当該移動局ＵＥの送信に対する緩衝領域リソースの割当を許可する（ステップＳ４０７）。隣接セルへのパス損失が小さい場合には（ステップＳ４０６のＮＯ）、ステップＳ４０７をスキップする。
【００７２】
こうしてＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、ステップＳ４０５あるいはＳ４０７で割当許可されたＵＬ−ＳＣＨ送信以外には緩衝領域リソースを割り当てないようにＵＬ−ＳＣＨスケジューリングを行う（ステップＳ４０８）。なお、ＲＡＣＨ干渉が小さい場合には（ステップＳ４０２のＮＯ）、ステップＳ４０３〜Ｓ４０７を実行しないで、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は通常のＵＬ−ＳＣＨスケジューリングを実行する。
【００７３】
上述したリソース割当制御の一例を次に示す。まず、基地局ｅＮＢは、隣接セルと共に、時間および周波数領域におけるＲＡＣＨリソースの配置を互いに共有する。隣接セルのＲＡＣＨリソースに対応する緩衝領域リソースへの割当は次のように行われる。
【００７４】
・基地局ｅＮＢは、たとえば当該セルの中央に位置することで隣接セルへのパス損失が大きい移動局ＵＥに割り当てる（ただし、移動局ＵＥには、隣接セルへのパス損失を現在の主セルにレポートする機能が必要である）。これはステップＳ４０４のＮＯ、ステップＳ４０６のＹＥＳおよびステップＳ４０７、ステップＳ４０８という処理フローに対応する。
・あるいは、基地局ｅＮＢは、送信パワー要求が低い移動局ＵＥ（たとえば、ＶｏＩＰを行う移動局など）に割り当てる。これはステップＳ４０４のＹＥＳ、ステップＳ４０６のＮＯ、ステップＳ４０８という処理フローに対応する。
・あるいは、基地局ｅＮＢは、当該リソース領域を使用しないままにしておく。これはステップＳ４０４のＮＯ、ステップＳ４０６のＮＯ、ステップＳ４０８という処理フローに対応する。
・あるいは、基地局ｅＮＢは、干渉が大きいことを示すパワー制御信号のような過負荷インジケータが受信されないときには、高速データ送信の移動局ＵＥを割り当てる。これはステップＳ４０２のＮＯ、ステップＳ４０８という処理フローに対応する。
【００７５】
９．第３実施例
本発明の第３実施例によれば、他のセルのＲＡＣＨリソース情報と当該他のセルへの持続的な干渉を回避するパターンとに基づいて当該他のセルに対する緩衝領域リソースを決定する。
【００７６】
図１４は本発明の第３実施例によるリソース割当制御装置を実装する無線通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図９に示す構成と同一機能のブロックには同一参照番号を付している。図１４に示す構成が図９と異なる箇所は、緩衝領域リソース候補設定部１０５と間引き制御部１０９とを設けたところであるが、緩衝領域リソース候補設定部１０５は図９の緩衝領域リソース候補設定部１０５と同一機能であるから同一参照番号を付している。すなわち、緩衝領域リソース候補は隣接セルのＲＡＣＨリソースに対応した緩衝領域リソースに等しい。
【００７７】
間引き制御部１０９は、緩衝領域リソース候補を非持続的に除外する持続的干渉回避パターンおよび必要に応じてＲＡＣＨ干渉情報を用いて、緩衝領域リソース候補設定部１０５で設定された緩衝領域リソース候補を非持続的に除外する。こうして緩衝領域リソース候補を間引きすることで緩衝領域リソースを生成し、ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６へ出力する。なお、持続的緩衝回避パターンは、設定ファイルとして無線通信装置に設定されているものでも良く、また、いずれかのネットワークを通じて取得され記憶されるものであっても良い。
【００７８】
図１５は本発明の第３実施例によるリソース割当制御方法を示すフローチャートである。隣接するセルの各々を制御する基地局ｅＮＢは、ＲＡＣＨリソース制御部１０２によりＲＡＣＨスケジューリング情報および現在占有されているＲＡＣＨリソースを他方の基地局ｅＮＢへレポートすることにより、セル間のＲＡＣＨリソース情報を共有する（ステップＳ５０１）。続いて、各基地局ｅＮＢの緩衝領域リソース設定部１０５は、ＲＡＣＨ関連情報測定部１０３からのＲＡＣＨ干渉レベルが所定しきい値より大きいか否かを判断する（ステップＳ５０２）。ＲＡＣＨ干渉が大きければ（ステップＳ５０２のＹＥＳ）、緩衝領域リソース候補設定部１０５は隣接セルのＲＡＣＨリソース情報から緩衝領域リソース候補を設定して間引き制御部１０９へ出力する（ステップＳ５０３）。
【００７９】
間引き制御部１０９は、時間領域、周波数領域および／またはセル領域において、緩衝領域リソース候補を持続的干渉回避パターンに従って除外し、各隣接セルに対する緩衝領域リソースを決定する（ステップＳ５０４）。設定された緩衝領域リソースはＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６へ出力される。どのようなパターンを用いるかは、各セルの基地局ｅＮＢが自律的に決定することもできるし、他の基地局ｅＮＢとの情報交換により決定されてもよい。すでに述べたように持続的干渉回避パターンとしてはランダムパターンが望ましい一例である。
【００８０】
ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ１０６は、緩衝領域リソースをＵＬ−ＳＣＨ送信に割り当てないように、すなわち自局のＲＡＣＨリソースおよび緩衝領域リソース以外のリソースにＵＬ−ＳＣＨ送信を割り当てるようにスケジューリングを行う（ステップＳ５０５）。ＲＡＣＨ干渉が小さければ（ステップＳ５０２のＮＯ）、緩衝領域リソースを設定することなく、自局のＲＡＣＨリソース以外のリソースにＵＬ−ＳＣＨ送信を割り当てるようにスケジューリングを行う（ステップＳ５０５）。
【００８１】
上述したリソース割当制御の持続的干渉回避パターンとしてランダムパターンを用いた一例を次に示す。まず、基地局ｅＮＢは、隣接セルと共に、時間および周波数領域におけるＲＡＣＨリソースの配置を互いに共有する。隣接セルのＲＡＣＨリソースに対応する緩衝領域リソースへの割当は次のように行われる。
・時間領域におけるランダムパターンに従って他のセルへの持続的な干渉を回避する；
・周波数領域におけるランダムパターンに従って他のセルへの持続的な干渉を回避する；
・セル領域におけるランダムパターンに従って他のセルへの持続的な干渉を回避する；
・時間領域、周波数領域およびセル領域の任意の組み合わせにおけるランダムパターンに従って他のセルへの持続的な干渉を回避する。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明はセル間干渉が生じうる無線通信システム、特に周波数分割および時間分割されたリソース構成のアクセス方式（ＦＴＤＭＡ）を用いる移動体通信システムに適用可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０、１１ 無線通信装置
１２ ネットワーク
１０１ 無線送受信部
１０２ ＲＡＣＨリソース制御部
１０３ ＲＡＣＨ関連情報測定部
１０４ セル間リソース管理部
１０５ 緩衝領域リソース設定部
１０６ ＵＬ−ＳＣＨスケジューラ
１０７ Ｌ２処理部
１０８ Ｌ３処理部
１０９ 間引き制御部
２０１ 無線送受信部
２０２ ＲＡＣＨ制御部
２０３ ＵＬ−ＳＣＨ制御部
２０４ Ｌ２処理部
２０５ Ｌ３処理部
２０６ パス損失測定部
ＲＡＣＨ ランダムアクセスチャネル
ＵＬ−ＳＣＨ 上りリンク共有チャネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基地局、第２の基地局及び移動局を含む無線通信システムであって、
前記第１の基地局は、該第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を前記第２の基地局に送信し、
前記第２の基地局は、前記第１の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定し、
前記移動局は、前記上り通信用のリソースにより前記第２の基地局と通信する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
第１の基地局、第２の基地局及び移動局を含む無線通信システムの通信方法であって、
前記第１の基地局が、該第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を前記第２の基地局に送信し、
前記第２の基地局が、前記第１の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定し、
前記移動局が、前記上り通信用のリソースにより前記第２の基地局と通信する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項３】
移動局を含む無線通信システムにおける基地局であって、
他の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を受信する受信部と、
前記他の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定するリソース決定部と、
前記上り通信用のリソースにより前記移動局と通信する通信部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項４】
第１の基地局と第２の基地局とを含む無線通信システムにおける移動局であって、
第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置とは異なるリソース配置になるように前記第２の基地局が決定した上り通信用のリソースに関する情報を受信する手段と、
前記上り通信用のリソースにより前記第２の基地局と通信する手段と、
を備えることを特徴とする移動局。
【請求項１】
第１の基地局、第２の基地局及び移動局を含む無線通信システムであって、
前記第１の基地局は、該第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を前記第２の基地局に送信し、
前記第２の基地局は、前記第１の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定し、
前記移動局は、前記上り通信用のリソースにより前記第２の基地局と通信する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
第１の基地局、第２の基地局及び移動局を含む無線通信システムの通信方法であって、
前記第１の基地局が、該第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を前記第２の基地局に送信し、
前記第２の基地局が、前記第１の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定し、
前記移動局が、前記上り通信用のリソースにより前記第２の基地局と通信する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項３】
移動局を含む無線通信システムにおける基地局であって、
他の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置に関する情報を受信する受信部と、
前記他の基地局におけるＲＡＣＨのリソース配置とは異なるリソース配置で上り通信用のリソースを決定するリソース決定部と、
前記上り通信用のリソースにより前記移動局と通信する通信部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項４】
第１の基地局と第２の基地局とを含む無線通信システムにおける移動局であって、
第１の基地局におけるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソース配置とは異なるリソース配置になるように前記第２の基地局が決定した上り通信用のリソースに関する情報を受信する手段と、
前記上り通信用のリソースにより前記第２の基地局と通信する手段と、
を備えることを特徴とする移動局。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−９４２４（Ｐ２０１３−９４２４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２０１１００（Ｐ２０１２−２０１１００）
【出願日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【分割の表示】特願２００７−１２０３７７（Ｐ２００７−１２０３７７）の分割
【原出願日】平成１９年４月２８日（２００７．４．２８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＷＣＤＭＡ
２．ＧＳＭ
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【分割の表示】特願２００７−１２０３７７（Ｐ２００７−１２０３７７）の分割
【原出願日】平成１９年４月２８日（２００７．４．２８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＷＣＤＭＡ
２．ＧＳＭ
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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