無線通信方法及び無線基地局
【課題】空間的に通信エリアが一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯を共用する際に、干渉を回避すると共に周波数利用効率を向上できる無線通信方法及び無線基地局を提供すること。
【解決手段】大セル基地局を有する大セルシステムと、小セル基地局を有する小セルシステムとの間で使用周波数帯域を共用する場合に、大セル基地局は、所定の情報に基づいて大セル基地局の専用リソース及び大セル基地局と小セル基地局との共用リソースの割当てを動的に制御すると共に、自セルに帰属する小セル基地局に大セル基地局の専用リソース及び大セル基地局と小セル基地局との共用リソースの割当て情報を報知し、小セル基地局は、少なくとも一つの大セル基地局に帰属し、帰属する大セル基地局から報知されるリソースの割当て情報に基づいて自セルにおけるリソースの割当てを決定する。
【解決手段】大セル基地局を有する大セルシステムと、小セル基地局を有する小セルシステムとの間で使用周波数帯域を共用する場合に、大セル基地局は、所定の情報に基づいて大セル基地局の専用リソース及び大セル基地局と小セル基地局との共用リソースの割当てを動的に制御すると共に、自セルに帰属する小セル基地局に大セル基地局の専用リソース及び大セル基地局と小セル基地局との共用リソースの割当て情報を報知し、小セル基地局は、少なくとも一つの大セル基地局に帰属し、帰属する大セル基地局から報知されるリソースの割当て情報に基づいて自セルにおけるリソースの割当てを決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間的に通信エリアが一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯を共用する無線通信方法及び無線基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な通信方式による無線通信システムのサービスが提供されている。例えば、標準化団体である３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）では、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）、ＨＳＰＡ（High Speed Packet Access）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等が規定されている。また、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２委員会では、無線ＬＡＮ（Wi-Fi（登録商標）：Wireless Fidelity）や無線ＭＡＮ（WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access）等が規定されている。さらに、次世代ＰＨＳ方式であるＸＧＰ（eXtended Global Platform）サービスも開始されている。
【０００３】
各通信方式は、周波数帯域、ピークデータレート、伝送距離等について異なる特徴を有しており、異なる複数の通信方式を利用する無線通信システムと通信可能な無線通信装置が提案されている。また、異なる複数の無線通信システムの通信エリアの一部を重複させ、重複する通信エリアにおいて無線通信装置が特定の無線通信システムを選択して接続することにより、所望の無線通信サービスの提供を受けることが可能となる。
【０００４】
例えば、互いに異なるセルサイズを構成し、少なくとも一部が重複する大セル（例えば、マクロセル）基地局と小セル（例えば、マイクロセル及び／又はフェムト）基地局を設けることが考えられる（図１参照）。同一オペレータが大セル基地局と小セル基地局を運用する場合には、大セル基地局と小セル基地局を同一の周波数で運用する方法と、異なる周波数で運用する方法がある。
【０００５】
大セル基地局と小セル基地局を同一の周波数で運用する場合、大セル基地局と小セル基地局間の干渉が問題となる。例えば、小セル基地局においては、一部のユーザのみが小セル基地局にアクセスする形態がとられる可能性が考えられる。この場合、小セル基地局の周辺において、大セル基地局の配下で通信を行う移動端末装置（ＵＥ＃Ａ）が下り及び／又は上り通信において大きな干渉を受ける可能性が高くなる（図２（Ａ）参照）。また、小セル基地局が移動端末装置（ＵＥ＃Ａ）から干渉を受ける可能性も考えられる（図２（Ｄ）参照）。
【０００６】
大セル基地局に近接したエリアにおいては、小セル基地局の配下で通信を行う移動端末装置（ＵＥ＃Ｂ）が大セル基地局から大きな干渉を被る可能性がある（図２（Ｂ）参照）。また、大セル基地局が移動端末装置（ＵＥ＃Ｂ）から干渉を受ける可能性も考えられる（図２（Ｃ）参照）。
【０００７】
一方で、大セル基地局を有する無線通信システムと小セル基地局を有する無線通信システムを異なる周波数で運用する場合には、小セル基地局専用の周波数帯を用意する必要がある。この場合、小セル基地局の設置が少ないエリア（地理的な設置密度が低いエリア）において、いわゆるホワイトスペースとなるエリアが広くなり周波数を有効に使用できなくなる問題が考えられる。
【０００８】
上記問題を解決するため、通信エリアが一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯を共用する際に、大セル基地局と小セル基地局に対するリソース割り当てを制御する方法が提案されている（例えば、非特許文献１〜非特許文献４）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】３GPP TR25.820
【非特許文献２】Y. Wu et al., “A Novel Spectrum Arrangement Scheme for Femto Cell Deployment in LTE Macro Cells” 2009 IEEE 20th International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications
【非特許文献３】D. Lopez-Perez et al., “OFDMA Femtocells: A roadmap on Interference Avoidance”IEEE Communications Magazine, Volume: 47 , Issue: 9
【非特許文献４】Z. Bharucha et.al, “Femto-Cell Resource Partitioning ” 2009 IEEE GLOBECOM Workshops
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、非特許文献１に記載された方法は、リソースの一部をマクロセル基地局とフェムトセル基地局の共用バンドとして使用し、一部をマクロセルのみで固定的に使用する構成であるため、無線通信環境によっては周波数利用効率が低下する問題がある。
【００１１】
また、非特許文献２では、マクロセル端末がフェムトセル基地局近傍に位置するかを受信信号から判別してマクロセル基地局に通知することで、フェムトセル基地局の近傍に存在するマクロセル端末に対して専用リソースを割り当て、それ以外の端末に対して共用又は専用リソースを割当てている。これにより、上り通信においてフェムトセル基地局に対するマクロ端末からの干渉を回避することができる。しかし、マクロセル基地局での通信に対するフェムトセル基地局、フェムトセル端末からの干渉を回避することや、フェムトセル基地局及びマクロセル基地局に対する動的なリソース割当てについては一切開示されていない。
【００１２】
また、非特許文献４では、マクロセル端末が干渉源となっているフェムトセル基地局を特定してマクロ基地局に報告し、マクロ基地局が当該マクロセル端末にリソースを割り当てる際に、干渉源となるフェムトセル基地局に対してマクロセル端末に割り当てたリソースの使用を禁止する方法が示されている。しかし、マクロセル端末が干渉源となるフェムトセル基地局を特定する必要があることからマクロセル端末での処理が大幅に増える問題や、マクロセル基地局内のフェムトセル基地局数が非常に多い場合に干渉源を特定できなくなる問題がある。また、ネットワーク側の処理負担が大きくなり、フェムトセル基地局への個別の通知のための無線リソースが増大するという問題がある。
【００１３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、通信エリアが少なくとも一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯を共用する際に、干渉を低減すると共に周波数利用効率を向上できる無線通信方法及び無線基地局を提供することを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の無線通信方法は、セルサイズが相対的に大きい大セル基地局を有する大セルシステムと、セルサイズが相対的に小さい小セル基地局を有する小セルシステムとの間で使用周波数帯域を共用する無線通信方法であって、前記大セル基地局は、自セル配下で通信を行う移動端末装置から通知される情報及び前記大セル基地局に帰属する小セル基地局から通知される情報に基づいて、大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースを動的に設定し、自セルに帰属する小セル基地局に対して前記大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースに関する情報を報知し、前記小セル基地局は、少なくとも一つの大セル基地局に帰属し、帰属する大セル基地局から報知される前記大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースに関する情報に基づいて、自セルにおける割当てリソースを決定することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、小セル基地局は帰属する大セル基地局の指示に基づいてリソース割当てを制御し、大セル基地局及び小セル基地局に対して動的なリソース割当てを行うことができる。これにより、大セル基地局と小セル基地局の干渉を回避すると共に通信環境に応じて高い周波数利用効率を実現することができる。
【００１６】
本発明の無線基地局は、自セルよりセルサイズが相対的に小さい小セル基地局を帰属し、自セル専用割当てリソース及び前記小セル基地局との共用割当てリソースを動的に制御する無線基地局であって、自セルの配下で通信を行う移動端末装置からリソースチャネル情報を検出するリソースチャネル情報取得部と、自セルのリソースの使用状況を検出するリソース使用状況監視部と、前記小セル基地局から通知されるリソース追加要求情報を検出するリソース追加要求情報信号検出部と、前記リソースチャネル情報、リソース追加要求情報及び前記リソースの使用状況に基づいて、前記自セル専用割当てリソースと、前記小セル基地局との共用割当てリソースを動的に設定する専用・共用割当てリソース決定部と、前記専用・共用割当てリソース決定部で決定されたリソース割当て情報を前記小セル基地局に対して報知する送信部と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の無線基地局は、自セルよりセルサイズが相対的に大きい大セル基地局に帰属する無線基地局であって、自セルが帰属する大セル基地局を決定する帰属基地局決定部と、自セルの配下で通信を行う移動端末装置からリソースチャネル情報を検出するリソースチャネル情報取得部と、自セルのリソース使用状況及びトラフィック状況に基づいて、前記大セル基地局に対して通知するリソース追加要求情報を生成するリソース追加要求信号生成部と、前記大セル基地局から通知される大セル基地局専用割当てリソースと、自セルと前記大セル基地局との共用割当てリソースに関する情報を検出する専用・共用割当てリソース情報検出部と、前記専用・共用割当てリソース情報検出部で検出された情報に基づいて、自セル配下で通信を行う移動端末装置にそれぞれ割当てるリソースを決定するリソース割当て制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、通信エリアが少なくとも一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯を共用する場合であっても、干渉を低減すると共に周波数利用効率を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】空間的に通信エリアが一部重複する無線通信システムを説明する図である。
【図２】空間的に通信エリアが一部重複する無線通信システムの干渉について説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る周波数共用無線通信システムの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る周波数共用無線通信システムにおける大セル基地局の機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る周波数共用無線通信システムにおける小セル基地局の機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る周波数共用無線通信システムにおける大セル基地局又は小セル基地局配下の移動端末装置の機能ブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭＡを用いた場合における変調部及び復調部の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る大セル基地局専用割当てリソース、小セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースの割当例の一例を示す図である。
【図９】異なる大セル基地局において、大セル基地局の専用割当てリソース、小セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースの設定の一例を示す図である。
【図１０】異なる大セル基地局において、大セル基地局の専用割当てリソース、小セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースの設定の一例を示す図である。
【図１１】異なる大セル基地局と小セル基地局において、大セル基地局専用割当てリソース、小セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースの割当例の一例を示す図である。
【図１２】本実施の形態に係る無線通信方法の一例を説明する図である。
【図１３】本実施の形態に係る制御情報の送信タイミングの一例を示す図である。
【図１４】本実施の形態に係る無線通信方法の他の一例を示す図である。
【図１５】本実施の形態に係る無線通信方法の別の一例を示す図である。
【図１６】本実施の形態に係る無線通信方法の更に別の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図３を参照して、異なる無線通信システム間で使用周波数帯域を共用する場合の周波数共用無線通信システム構成の概要について説明する。なお、図３に示すシステム構成は、あくまで例示であって、この構成に限定されるものではない。本発明は、異なる無線通信システム間で使用周波数帯域を共用する構成であれば適用できる。また、複数の無線通信システムとしては、３Ｇ無線（W-CDMA）アクセスシステム、ＬＴＥアクセスシステム、ＷＬＡＮアクセスシステム、ＷｉＭＡＸアクセスシステム等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２２】
図３では、セルサイズが相対的に大きい大セル基地局１１１ａ、１１１ｂを有する大セル無線システム１１０と、セルサイズが相対的に小さい小セル基地局１２１ａ、１２１ｂを有する小セル無線システム１２０とが設けられ、各システムの通信エリアがオーバラップしている場合を示している。
【００２３】
また、大セル基地局１１１ａ、１１１ｂの配下でそれぞれ通信を行う移動端末装置１１２ａ、１１２ｂは、大セル基地局１１１ａ、１１１ｂの通信エリア内にそれぞれ存在している。小セル基地局１２１ａ、１２１ｂの配下でそれぞれ通信を行う移動端末装置１２２ａ、１２２ｂは、小セル基地局１２１ａ、１２１ｂの通信エリア内にそれぞれ存在している。また、移動端末装置１２２ａは大セル基地局１１１ａの通信エリア内にも存在し、移動端末装置１２２ｂは大セル基地局１１１ａ、１１１ｂの通信エリア内にも存在している。
【００２４】
大セル基地局１１１ａ、１１１ｂは、小セル基地局１２１ａ、１２１ｂよりセルサイズが大きく、例えば、大セルがマクロセル、小セルがマイクロセル又はフェムトセルに該当する。一例として、大セル無線システム１１０がセルラシステム、小セル無線システム１２０がＷＬＡＮアクセスシステムとすることができる。なお、大セル無線システム１１０の通信方式、小セル無線システム１２０の通信方式は、特に限定されない。また、大セル基地局及び小セル基地局の数は図３に示した数に限定されない。
【００２５】
以下の説明では、大セル無線システム１１０と小セル無線システム１２０間で使用周波数帯を共用する無線通信について、大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａを例に挙げて説明する。
【００２６】
大セル基地局１１１ａは、大セル基地局１１１ａの専用リソースと、大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａとの共用リソースの割当てを動的に制御する。例えば、大セル基地局１１１ａは、自セル配下で通信を行う移動端末装置１１２ａのリソースチャネル情報、自セルのリソース使用状況に関する情報、大セル基地局１１１ａに帰属する小セル基地局１２１ａから通知されるリソース追加要求情報等に基づいて、大セル基地局１１１ａの専用割当てリソース及び大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａとの共用割当てリソースを動的に制御する。
【００２７】
大セル基地局１１１ａは、決定した大セル基地局１１１ａの専用割当てリソース（以下、「大セル基地局専用割当てリソース」と記す）及び大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａとの共用割当てリソース（以下、「共用割当てリソース」と記す）に関する情報（リソース割当て情報）を、小セル基地局１２１ａに対して報知する。
【００２８】
小セル基地局１２１ａは、少なくとも一つの大セル基地局（ここでは、大セル基地局１１１ａ）に帰属し、当該帰属する大セル基地局１１１ａから報知されるリソース割当て情報を受信する。小セル基地局１２１ａは、受信したリソース割当て情報に基づいて、自セルにおける大セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースを動的に制御する。そして、大セル基地局専用割当てリソース以外のリソース（共用割当てリソース）を、小セル基地局１２１ａ配下で通信を行う移動端末装置１２２ａに対して割当てる。
【００２９】
このように、大セル基地局が通信状況に応じて大セル基地局専用割当てリソースと帰属する小セル基地局との共用割当てリソースを制御し、小セル基地局が帰属する大セル基地局の指示に基づいてリソース割当てを動的に制御することにより、大セル基地局と小セル基地局の干渉を回避すると共に通信環境に応じて高い周波数利用効率を実現することができる。また、大セル基地局が、当該大セル基地局における受信状況、小セル基地局における通信状況等に基づいて、大セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースを動的に設定することにより、ネットワーク側における負荷を低減することができる。また、大セル基地局が、大セル基地局専用割当てリソースを用いてリソース割当て情報を小セル基地局に報知することにより、大セル基地局と小セル基地局間で別回線を必要とすることなく、大セル基地局から小セル基地局に対してより確実に信号を送信することができる。
【００３０】
次に、上述した大セル基地局と小セル基地局間で使用周波数帯を共用する場合の無線通信方法の具体例について図１２を参照して説明する。
【００３１】
まず、小セル基地局１２１ａは、帰属する大セル基地局（ここでは、大セル基地局１１１ａ）を決定する（ｓｔｅｐ１１）。小セル基地局１２１ａは、帰属先の大セル基地局１１１ａに帰属する旨の通知を行う。
【００３２】
小セル基地局１２１ａは、大セル基地局からの受信信号に基づいて帰属先の大セル基地局を決定することができ、一つ又は複数の大セル基地局に帰属できる。一つの大セル基地局に選択的に帰属する場合には、例えば、受信信号が最も高い大セル基地局を帰属先とする。
【００３３】
次に、移動端末装置は帰属先の基地局に対してリソースチャネル情報を通知する（ｓｔｅｐ１２）。例えば、移動端末装置１１２ａは、帰属先の大セル基地局１１１ａに対して、大セル基地局１１１ａの専用リソースチャネル情報と、大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａの共用リソースチャネル情報を通知する。一方、移動端末装置１２２ａは、帰属先の小セル基地局１２１ａに対して、少なくとも共用リソースチャネル情報を通知する。
【００３４】
大セル基地局１１１ａの専用リソースチャネル情報は、専用リソースチャネルのチャネル品質（ＳＩＮＲ等）に関する情報であり、大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａの共用リソースチャネル情報は、共用リソースチャネルのチャネル品質に関する情報である。
【００３５】
例えば、大セル基地局１１１ａの専用リソースチャネル情報は、所望の信号電力に対して大セル基地局１１１ａが送信する既知の信号系列を相関検出することで所望の受信電力を推定できる。また、専用リソースチャネルにおいて、当該セルで使用されていないリソースの受信電力を検出することで、干渉信号及び雑音電力を取得できる。これらの情報に基づいて、専用リソースチャネルのＳＩＮＲを計算する事ができる。また、大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａの共用リソースチャネル情報についても、同様にＳＩＮＲを算出することができる。
【００３６】
次に、小セル基地局１２１ａは、小セル基地局１２１ａのリソース使用状況と、小セル基地局１２１ａのトラフィック状況からリソース追加要求情報を生成し、帰属先の大セル基地局１１１ａに通知する（ｓｔｅｐ１３）。
【００３７】
リソース使用状況は、共用割当てリソースにおけるリソース使用率、又は自セル（小セル基地局）で使用されているリソース使用率とすることができる。また、リソース使用率とは、過去の所定フレーム数において使用されたリソースの平均に基づいて定めることができる。
【００３８】
例えば、小セル基地局１２１ａは、小セル基地局１２１ａに割当てられているリソース量が少ない（割当てられているリソース量が所定のリソース量の規定値以下である）場合に、多くのリソース量を要求する。また、大セル基地局１１１ａで使用されているリソース使用率が低い場合に、小セル基地局１２１ａがより多くのリソース量を要求する構成としてもよい。他にも、小セル基地局１２１ａにおけるトラフィック量が多い場合には、小セル基地局１２１ａは多くのリソース量を要求する構成とすることができる。
【００３９】
小セル基地局１２１ａが通知するリソース追加要求情報は、少なくとも帰属先の大セル基地局１１１ａに対してのみ行えばよい。
【００４０】
次に、大セル基地局１１１ａは、自セルの上り及び下りのトラフィック状況に基づいて、リソース使用状況を検出する（ｓｔｅｐ１４）。
【００４１】
次に、大セル基地局１１１ａは、上記ｓｔｅｐ１１〜ｓｔｅｐ１４で得られた情報に基づいて、大セル基地局専用割当てリソースと共用割当てリソースを決定する（ｓｔｅｐ１５）。具体的には、移動端末装置のリソースチャネル情報、小セル基地局１２１ａから通知されるリソース追加要求情報、大セル基地局１１１ａのトラフィック情報等に基づいて、大セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースを決定する。
【００４２】
次に、上記ｓｔｅｐ１５で大セル基地局１１１ａが決定したリソース割当て情報を小セル基地局１２１ａに対して報知する（ｓｔｅｐ１６）。この際、大セル基地局１１１ａは、大セル基地局専用割当てリソースを用いてリソース割当て情報を小セル基地局１２１ａに報知することが好ましい。つまり、共用割当てリソースには小セル基地局１２１ａが移動端末装置に対してリソースの割当てを行う可能性があり、この場合には、大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａ間に別の通信回線が必要となる。このため、大セル基地局専用割当てリソースを用いることにより共用割当てリソースを用いる場合と比較して、小セル基地局１２１ａが大セル基地局１１１ａからの信号をより確実に受信することが可能となる。
【００４３】
次に、小セル基地局１２１ａは、大セル基地局１１１ａから報知されたリソース割当て情報に基づいて、小セル基地局１２１ａにおけるリソース割当て（大セル基地局専用割当てリソース、及び共用割当てリソース）を決定する（ｓｔｅｐ１７）。
【００４４】
次に、大セル基地局１１１ａ、小セル基地局１２１ａは、自セル配下でそれぞれ通信を行う移動端末装置に対して割当てるリソースを決定する（ｓｔｅｐ１８）。大セル基地局１１１ａは、大セル基地局１１１ａ配下の各移動端末装置１１２ａに対して、大セル基地局専用割当てリソース又は共用割当てリソースとして設定された領域からリソースの割当てを行う。一方、小セル基地局１２１ａは、小セル基地局１２１ａ配下の各移動端末装置１１２ｂに対して、大セル基地局専用割当てリソース以外の無線リソース（ここでは、共用割当てリソース）として設定された領域からリソースの割当てを行う。各基地局において、各移動端末装置へのリソースの割当ては、各移動端末装置から通知される通信速度要求やチャネル品質情報等に基づいて制御する。これにより、移動端末装置毎に最適な割り当てを行うことができる。
【００４５】
なお、上記説明では、大セル基地局専用割当てリソースと、共用割当てリソースを設定する構成としたが、これらに加えて小セル基地局専用の割当てリソースを設定する構成としてもよい。この場合について、以下に説明する。
【００４６】
小セル基地局専用割当てリソースを設ける場合、大セル基地局は、大セル基地局専用割当てリソース（Macro only）及び共用割当てリソース（Shared）に加えて、小セル基地局専用割当てリソース（Femto only）を動的に制御する（図８参照）。そして、大セル基地局１１１ａで決定したリソース割当て情報（大セル基地局専用割当てリソース、共用割当てリソース及び小セル基地局専用割当てリソースに関する情報）を小セル基地局に報知する。これにより、小セル基地局１２１ａの配下で通信を行う移動端末装置の干渉も効果的に低減することが可能となる。
【００４７】
小セル基地局専用割当てリソースを設ける場合、上記図１２のｓｔｅｐ１２において、移動端末装置１２２ａは、帰属先の小セル基地局１２１ａに対して、共用リソースチャネル情報に加えて小セル基地局１２１ａの専用リソースチャネル情報を通知する。
【００４８】
また、小セル基地局専用割当てリソースを設ける場合には、一部の特定のリソースを小セル基地局専用に割当て、当該特定のリソースを用いて、同期確立用の基地局固有の信号系列、及び基本となる報知情報（又は、その報知情報が送信されるリソースの情報）を送信する構成とすることが好ましい。
【００４９】
以下に、周波数共用無線通信システムを構成する大セル基地局、小セル基地局、移動端末装置の構成の一例について図面を参照して具体的に説明する。
【００５０】
＜大セル基地局＞
図４に大セル基地局の一構成例を示す。
【００５１】
大セル基地局が受信した信号はベースバンド信号生成部２０１を介して復調部２０２で復調された後、分離部２０３に供給される。ベースバンド信号生成部２０１は、アンテナを介して受信した無線周波数信号をベースバンド信号に変換する。分離部２０３は、復調部２０２から出力された信号を各種制御信号とデータ信号に分離して、データ信号をデータ信号検出部２０４に出力し、小セル基地局からのリソース追加要求信号等を含む各種制御信号をリソース追加要求信号検出部２０５、制御信号検出部２０７、制御信号生成部２１２、上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部２２１及び下りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部２２２に出力する。
【００５２】
データ信号検出部２０４は、分離部２０３から供給されたベースバンド信号（Ｉ、Ｑ信号）に対して、ビット検出、誤り訂正復号、誤り検出を行い、誤り検出結果を制御信号生成部２１２に出力する。
【００５３】
上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部２２１は、分離部２０３から供給された信号に基づいて、大セル基地局のセル配下で通信する各移動端末装置の上りリンクにおける大セル基地局専用のリソースのチャネル情報、及び大セル基地局と小セル基地局の共用リソースのチャネル情報を検出する。検出した情報は、専用・共用割当てリソース決定部２１０に出力する。リソース追加要求信号検出部２０５は、大セル基地局に帰属する小セル基地局から通知されたリソース追加要求情報を検出し、検出した情報を専用・共用割当てリソース決定部２１０に出力する。
【００５４】
下りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部２２２は、分離部２０３から供給された信号に基づいて、大セル基地局の配下で通信を行う各移動端末装置の下りリンクにおける大セル基地局専用のリソースチャネル情報、及び大セル基地局と小セル基地局の共用リソースチャネル情報を検出する。検出した情報は、専用・共用割当てリソース決定部２１０及びリソース割当て制御部２０８に出力する。
【００５５】
制御信号検出部２０７は、分離部２０３から供給された信号から制御信号を検出し、リソース割当て制御部２０８及び専用・共用リソース割当て情報信号生成部２１１に出力する。
【００５６】
リソース使用状況監視部２０９は、自セルの上り及び下りのトラフィック状況を監視し、自セルのリソースの使用状況を検出して、専用・共用割当てリソース決定部２１０に出力する。専用・共用割当てリソース決定部２１０は、小セル基地局から通知されたリソース追加要求情報、大セル基地局のリソース使用状況、大セル基地局の配下の移動端末装置のリソースチャネル情報に基づいて、大セル基地局専用割当てリソースと、共用割当てリソースを決定する。
【００５７】
専用・共用リソース割当て情報信号生成部２１１は、専用・共用割当てリソース決定部２１０から出力された情報に基づいてリソース割当てに関する信号を生成し、制御信号生成部２１２に出力する。なお、専用・共用リソース割当て情報信号生成部２１１で生成されたリソース割当に関する信号は、大セル基地局に帰属する小セル基地局に対して報知される。
【００５８】
リソース割当て制御部２０８は、供給された情報等に基づいて、制御信号及び各移動端末装置に割当てるリソースを決定する。
【００５９】
制御信号生成部２１２は、供給された情報に基づいて制御信号を生成して、多重部２１４に出力する。送信信号生成部２１３は、送信するデータ（ビット系列）に対して誤り訂正符号化、シンボルマッピングを適用し、送信シンボルを生成する。多重部２１４は、リソース割当情報に基づいて、送信信号生成部２１３からの送信シンボル（ユーザトラフィック）と制御信号生成部２１２からの制御信号を多重し、変調部２１５に出力する。変調部２１５は、多重部２１４から供給された送信シンボルを変調して、ＲＦ信号生成部２１６に出力する。ＲＦ信号生成部２１６は、ＲＦ信号を生成した後、アンテナを介して大セル基地局のセル配下の移動端末装置や小セル基地局に送信する。なお、ＲＦ信号生成部２１６とアンテナにより送信部が構成される。
【００６０】
＜小セル基地局＞
図５に小セル基地局の一構成例を示す。
【００６１】
小セル基地局が受信した信号はベースバンド信号生成部３０１を介して復調部３０２で復調された後、分離部３０３に供給される。ベースバンド信号生成部３０１は、アンテナを介して受信した無線周波数信号をベースバンド信号に変換する。分離部３０３は、復調部３０２から出力された信号を各種制御信号とデータ信号に分離して、データ信号をデータ信号検出部３０４に出力し、各種制御信号を専用・共用割当てリソース情報検出部３１７、帰属基地局決定部３１８、制御信号検出部３０７、制御信号生成部３１２、上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部３２１及び下りリンク専用・共用リソースチャネル取得部３２２に出力するに出力する。
【００６２】
データ信号検出部３０４は、分離部３０３から供給されたベースバンド信号（Ｉ、Ｑ信号）に対して、ビット検出、誤り訂正復号、誤り検出を行い、検出結果を制御信号生成部３１２に出力する。
【００６３】
帰属基地局決定部３１８は、自セルが帰属する大セル基地局を決定する。具体的には、小セル基地局に対して大セル基地局から送信されるパイロット信号に基づいて帰属する大セル基地局を決定する。帰属セル基地局として、複数の大セル基地局を選択してもよいし、一つの大セル基地局を設定してもよい。一つの大セル基地局を帰属セル基地局として設定する場合には、例えば、最も受信電力の高い大セル基地局を選択する。
【００６４】
専用・共用割当てリソース情報検出部３１７は、帰属する大セル基地局から送信される、大セル基地局専用リソースと、大セル基地局／小セル基地局共用リソースの割当情報を検出し、検出した割当情報をリソース割当て制御部３０８、リソース追加要求信号生成部３１９に出力する。
【００６５】
上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部３２１は、分離部３０３から供給された信号に基づいて、小セル基地局の配下で通信を行う各移動端末装置の上りリンクにおける小セル基地局専用のリソースチャネル情報、及び大セル基地局と小セル基地局の共用リソースチャネル情報を検出する。検出した情報は、リソース追加要求信号生成部３１９に出力する。下りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部３２２は、分離部３０３から供給された信号に基づいて、小セル基地局の配下で通信を行う各移動端末装置の下りリンクにおける小セル基地局専用のリソースチャネル情報、及び大セル基地局と小セル基地局の共用リソースチャネル情報を検出する。検出した情報は、リソース追加要求信号生成部３１９及びリソース割当て制御部３０８に出力する。なお、小セル基地局専用割当てリソースを設けない場合には、上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部３２１及び下りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部３２２を、大セル基地局と小セル基地局の共用リソースチャネル情報のみ取得する構成とすればよい。
【００６６】
リソース追加要求信号生成部３１９は、小セル基地局のリソース使用状況とトラフィック状況から、追加リソースの必要性を判断し、リソース追加要求信号を生成する。リソース追加要求信号は、無線リンクを通じて帰属する大セル基地局に通知される。この通知は、別途設けられた有線リンクを用いて行う構成としてもよい。
【００６７】
リソース使用状況監視部３０９は、自セルの上り及び下りのトラフィック状況を監視し、自セルのリソースの使用状況を検出して、リソース追加要求信号生成部３１９に出力する。
【００６８】
リソース割当て制御部３０８は、供給された情報等に基づいて、制御信号及び各移動端末装置に割当てるリソースを決定する。
【００６９】
制御信号生成部３１２は、供給された情報に基づいて制御信号を生成して、多重部３１４に出力する。送信信号生成部３１３は、送信するデータ（ビット系列）に対して誤り訂正符号化、シンボルマッピングを適用し、送信シンボルを生成する。多重部３１４は、リソース割当情報に基づいて、送信信号生成部３１３からの送信シンボル（ユーザトラフィック）と制御信号生成部３１２からの制御信号を多重し、変調部３１５に出力する。変調部３１５は、多重部３１４から供給された送信シンボルを変調して、ＲＦ信号生成部３１６に出力する。ＲＦ信号生成部３１６は、ＲＦ信号を生成した後、アンテナを介して大セル基地局のセル配下の移動端末装置や小セル基地局に送信する。なお、ＲＦ信号生成部３１６とアンテナにより送信部が構成される。
【００７０】
＜移動端末装置＞
図６に移動端末装置の一構成例を示す。
【００７１】
移動端末装置において、受信した信号はベースバンド信号生成部４０１を介して復調部４０２で復調された後、分離部４０３に供給される。ベースバンド信号生成部４０１は、アンテナを介して受信した無線周波数信号をベースバンド信号に変換する。分離部４０３は、復調部４０２から出力された信号を各種制御信号とデータ信号に分離して、データ信号をデータ信号検出部４０４に出力し、各種制御信号を共用リソースチャネル情報取得部４１７、専用リソースチャネル情報取得部４１８及び制御信号検出部４０７に出力する。
【００７２】
データ信号検出部４０４は、分離部４０３から供給された信号をベースバンド信号（Ｉ、Ｑ信号）に対して、ビット検出、誤り訂正復号、誤り検出を行い、検出結果を制御信号生成部４１２に出力する。
【００７３】
共用リソースチャネル情報取得部４１７は、共用リソースのチャネル情報を取得し、専用・共用リソースチャネル情報信号生成部４１９に出力する。専用リソースチャネル情報取得部４１８は、帰属先基地局の専用リソースのチャネル情報を取得し、専用・共用リソースチャネル情報信号生成部４１９に出力する。専用・共用リソースチャネル情報信号生成部４１９は、供給された情報に基づいて、専用・共用リソースチャネル情報信号を生成し、制御信号生成部４１２に出力する。
【００７４】
リソース要求信号生成部４２０は、リソース要求信号を生成して制御信号生成部４１２に出力する。
【００７５】
制御信号検出部４０７は、分離部４０３から供給された信号から制御信号を検出し、分離部４０３、送信信号生成部４１３及び多重部４１４に出力する。
【００７６】
制御信号生成部４１２は、供給された情報に基づいて制御信号を生成して、多重部４１４に出力する。送信信号生成部４１３は、送信するデータ（ビット系列）に対して誤り訂正符号化、シンボルマッピングを適用し、送信シンボルを生成する。多重部４１４は、リソース割当情報に基づいて、送信信号生成部４１３からの送信シンボル（ユーザトラフィック）と制御信号生成部４１２からの制御信号を多重し、変調部４１５に出力する。変調部４１５は、多重部４１４から供給された送信シンボルを変調して、ＲＦ信号生成部４１６に出力する。ＲＦ信号生成部４１６は、ＲＦ信号を生成した後、アンテナを介して大セル基地局のセル配下の移動端末装置や小セル基地局に送信する。なお、ＲＦ信号生成部４１６とアンテナにより送信部が構成される。
【００７７】
本実施の形態で示した周波数共用無線通信システムは、ＯＦＤＭＡ、ＣＤＭ、ＴＤＭを用いるシステムについて適用することができる。ＯＦＤＭを用いる場合、上記変調部及び復調部は、それぞれ図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように構成される。
【００７８】
図７（Ａ）において、ベースバンド信号生成部から供給された受信信号は、直並列変換器（Ｓ／Ｐ部５１１）にてパラレル・データに変換された後、ＦＦＴ部５１２でＦＦＴ処理が行われる。ＦＦＴ処理された信号は、チャネル等化部５１３で伝送路において加えられた振幅変動、位相変動の補正（チャネル等化）が行なわれる。
【００７９】
図７（Ｂ）において、多重部から供給された送信シンボルは、サブキャリアマッピング部５１５に入力される。サブキャリアマッピング部５１５により、適切なサブキャリアに対してマッピングされた送信シンボル（周波数領域）は、ＩＦＦＴ部５１６でＩＦＦＴ処理される。その後、並直列変換器（Ｐ／Ｓ部５１７）によりシリアルデータに変換した後、ＧＩ付加部５１８においてＩＦＦＴ出力信号の一部がガードインターバルとして付加される。
【００８０】
本実施の形態において、大セル基地局専用割当てリソースと、小セル基地局専用割当てリソースと、共用割当てリソースは、周波数方向に分割（周波数分割多重）を行うこと（例えば、ＯＦＤＭ適用時には、サブキャリア群として割当て）も可能であるが、時間方向に分割（時間多重）することが好ましい。これは、受信機における非線形素子の飽和を考慮した場合、周波数分割された異なる帯域（ＯＦＤＭ適用時には、異なるサブキャリア群）を利用した場合であっても、サブキャリア間で干渉が生じる可能性があるためである。
【００８１】
また、本実施の形態で示す方法において、大セル基地局に帰属する小セル基地局の数が非常に多くなった場合には、大セル基地局に対してリソース追加要求情報が非常に多く送信される可能性がある。また、大セル基地局でトラフィック量が多い場合と少ない場合において、小セル基地局がリソース追加要求情報を送信するか否かの判断の基準を変更することが好ましい。
【００８２】
したがって、小セル基地局は、所定のルールに従ってリソース追加要求情報を送信する構成とすることが好ましい。例えば、大セル基地局が、自セルのトラフィック状況に関してＸ段階で通知を行い、各小セル基地局が、大セル基地局でのトラフィック状況と自セル基地局でのトラフィック状況と現在のリソース割り当て状況に応じて、予めリソース追加要求情報の送信を行うか否かを決定するルールを決定する。そして、各小セル基地局は、所定のルールに基づいてリソース追加要求の送信の可否を決定する構成とすることができる。なお、上記ルールは、大セル基地局において決定して小セル基地局に対して報知し、小セル基地局が報知されたルールに従う構成としてもよい。
【００８３】
これにより、大セル基地局に帰属する小セル基地局の数が非常に多くなった場合であっても、大セル基地局に対して小セル基地局から送信されるリソース追加要求情報を低減することができる。
【００８４】
（実施の形態２）
上記実施の形態では、小セル基地局が複数の大セル基地局から信号を受信する際に、帰属する大セル基地局の選択方法に関して説明する。また、複数の大セル基地局に帰属する場合のリソースの割当てに関して説明する。
【００８５】
各小セル基地局は複数の大セル基地局から信号を受信する場合に、帰属セルとして一つの大セル基地局を選択した場合に、無線リソースの割当ての際に干渉問題が生じる可能性が考えられる。
【００８６】
例えば、大セル基地局１１１ａのセルエッジ付近に位置する小セル基地局１２１ｂが、２つの大セル基地局１１１ａ、１１１ｂからの信号を受信する場合（図３参照）、大セル基地局１１１ａのみを帰属セルとすると、大セル基地局１１１ａにより許可されたリソースを使用してリソースの割当てを行うこととなる。
【００８７】
一方で、他方の大セル基地局１１１ｂが、大セル基地局１１１ｂの専用割当てリソースに設定した領域と、小セル基地局１２１ｂが共用割当てリソースに設定した領域が重なる場合には、小セル基地局１２１ｂの付近に存在し、重なるリソースを利用して大セル基地局１２１ｂから信号を受信する移動端末装置１１２ｂは、小セル基地局１２１ｂから干渉を受ける（図１０参照）。また、この場合、大セル基地局１２１ｂは、干渉を受ける移動端末装置１１２ｂの通信品質を担保する手段が存在しなくなる。
【００８８】
そこで、小セル基地局１２１ｂは、信号を受信する全ての大セル基地局からのリソース割当情報を受信し、受信したリソース割当て情報に基づいて使用するリソースを制御することが好ましい。
【００８９】
例えば、全ての大セル基地局により小セル基地局専用割当てリソースとして設定された領域を小セル基地局専用割当リソースとして選択的に使用する。また、これに加えて、全ての大セル基地局により共用割当てリソースとして設定された領域も小セル基地局が使用する構成としてもよい（図１１参照）。
【００９０】
この場合、各小セル基地局が、大セル基地局に対してリソース追加要求を行う際には、帰属先の全ての大セル基地局に対して、リソース追加要求を行う構成とすることができる。また、小セル基地局専用割当てリソース情報が所定の数以上の大セル基地局数から通知される場合は、既定のＸ個の情報のみ考慮する構成としてもよい。この場合、各小セル基地局は、大セル基地局からの受信信号の強さに応じてＸ個の大セル基地局を選択することができる。
【００９１】
また、複数の大セル基地局は、各割当てリソースに対して時間多重を行う場合に、大セル基地局専用割当てリソース（Macro only）、共用割当てリソース（Shared）、小セル基地局専用割当てリソース（Femto only）をそれぞれ任意の場所に配置することが可能である。
【００９２】
そのため、小セル基地局が、全ての大セル基地局から小セル基地局専用割当てリソース（又は共用割当てリソース）として設定された領域のみを割当てリソースとして使用する場合、各大セル基地局が任意の方法で専用割当てリソース、共用割当てリソースを決定すると、小セル基地局がいずれのリソースも共用割当てリソースとして使用できなくなる可能性がある（図９参照）。
【００９３】
そこで、図１０に示すように、大セル基地局専用割当てリソース、共用割当てリソース及び小セル基地局専用割当てリソースを配置する順番をあらかじめ設定することが好ましい。例えば、時間方向において、所定のシンボルを基準として以下のように割当てることができる。なお、１シンボル〜最終シンボルまでは所定の時間範囲として設定することができる。
【００９４】
１シンボル目〜Ｘ１シンボル目：大セル基地局専用割当てリソース
Ｘ１＋１シンボル目〜Ｘ２シンボル目：共用割当てリソース
Ｘ２＋１シンボル目〜最終シンボル：小セル基地局専用割当てリソース
【００９５】
このように、大セル基地局専用割当てリソース、共用割当てリソース及び小セル基地局専用割当てリソースを配置する順番をあらかじめ設定することにより、小セル基地局が使用できるリソースを確保すると共に、干渉を効果的に抑制することが可能となる。
【００９６】
また、小セル基地局から送信する重要な制御信号は、小セル基地局専用割当てリソースに設定されたチャネルで送信することが好ましい。一方で、このように制御情報を送信すると、制御信号に、リソース割当て情報が含まれることになる。この場合、所定フレームの信号の検出を、制御情報を検出するまでストックしておき、制御信号を復調後に所定フレーム内のデータ信号を検出する必要がある。
【００９７】
そこで、図１３に示すように、Ｘフレームで送信される小セル基地局からの制御情報は、Ｘ＋１フレームで送信されるフレームに関する割当て情報を含むようにすることが好ましい。また、この場合、リソース追加要求の報告タイミングは、既定のＸフレームとしてもよい。
【００９８】
また、専用・共用割当てリソースに関する割当てリソースの変更は、上記に示すように、自セルに存在する小セル基地局のみではなく、隣接セルに存在する小セル基地局に対しても影響を与えるため事前に通知することが好ましい。また、割当てリソースの更新周期を、Ｘフレーム（Ｘ＞１）として全ての大セル基地局で統一することが好ましい。
【００９９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、小セル基地局から大セル基地局へ通知するリソース追加要求情報について説明する。上述したようにリソース追加要求情報は、小セル基地局においてリソース使用状況及びトラフィック状況を用いて生成し、大セル基地局に対して通知される。なお、小セル基地局から大セル基地局へのリソース追加要求情報の通知は、有線チャネル又は無線チャネルを介して行うことができるが、無線チャネルを介して通知することが好ましい。
【０１００】
有線チャネルを介してリソース追加要求情報を通知する場合、大セル基地局に帰属する全ての小セル基地局からの情報が有線ネットワークで伝送されるため、ネットワークの負荷が大きくなる可能性がある。これに対して、無線チャネルを介してリソース追加要求情報を送信することで、一部の無線リソースが占有されることになるが、各大セル基地局に帰属する小セル基地局の情報を局所的に扱うことができるため、効率的な制御が可能になると考えられるためである。
【０１０１】
また、無線チャネルを介してリソース追加要求情報を通知する場合には、トラフィック状況やリソース使用状況の情報自体を小セル基地局から詳細に通知するのでなく、小セル基地局で情報を集約して信号を生成して大セル基地局に通知する構成としてもよい。
【０１０２】
例えば、リソース追加要求情報として、追加リソース割当ての要求レベルと要求リソース量を含めて通知する構成（例えば、要求レベル：Ｘレベル、リソース量：Ｙレベル）とすることができる。ここで、要求レベルは専用割当てリソース又は共有割当てリソースの追加割当てに対する要求の強さ（例えば、大／中／小／無）をいい、要求リソース量は専用割当てリソース又は共有割当てリソースの追加割り当て量（例えば、５／１０／１５／２０ ＯＦＤＭシンボル）をいう。また、要求リソース量或いは要求リソースレベルのみを通知させる構成としてもよい。なお、小セル基地局から大セル基地局に対して、リソース追加要求がない場合には、リソース追加要求情報を送信しない構成としてもよい。
【０１０３】
さらに、無線チャネルを介してリソース追加要求情報を通知する場合に、小セル基地局で集約した情報ごとに信号バターンを割り当て、全ての小セル基地局に対して共通のリソースを用意して通知させることで効率的な通知を実現できる。
【０１０４】
一例として、大セル基地局専用割当てリソースと共用割当てリソースのみついて考え、要求リソース量が大又は小のいずれかの信号に集約されて、リソース追加要求情報が大セル基地局に通知される場合を考える。
【０１０５】
要求リソース量の大／小２種類の信号に対応するＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を、例えば、
要求リソース量が小の場合：１＋１ｉ、１＋１ｉ、１＋１ｉ、１＋１ｉ
要求リソース量が大の場合：１＋１ｉ、−１−１ｉ、１＋１ｉ、−１−１ｉ
とする。
【０１０６】
そして、これらの信号を小セル基地局毎ではなく、共通に用意されたリソースで各小セル基地局が送信を行うようにする。大セル基地局は、このリソースで要求信号が送信されているのか否かを監視し、検出された結果に基づき、共用割当てリソースと大セル基地局専用割当てリソースの割当を制御するようにすればよい。
【０１０７】
また、大セル基地局が要求先の小セル基地局の数を判別するため、小セル基地局が大セル基地局での受信電力が既定の値となるように設定された送信電力でリソース追加要求情報を送信し、大セル基地局は、該信号の受信電力により要求先の小セル基地局数を推測し、これに基づいてリソース割当てを実行してもよい。この際、大セル基地局は、複数のアンテナを利用して信号を検出することで、高い精度で信号の検出を行うことが可能となる。
【０１０８】
また、大セル基地局が、要求元の小セル基地局の数をより正確に判別する方法として、要求リソース量が小の場合の信号系列と要求リソース量が大の場合の信号系列をそれぞれ複数用意し、各小セル基地局がランダムに選択して送信するようにしてもよい。
【０１０９】
また、この際に使用する無線リンクは、大セル基地局−大セル基地局の配下の移動端末装置が通信を行うチャネルであってもよいし、他の専用の無線回線を使用してもよい。また、大セル基地局−大セル基地局配下の移動端末装置が通信を行うチャネルを使用する場合は、大セル基地局専用の無線リソースを使用することが好ましい。
【０１１０】
（実施の形態４）
本実施の形態では、大セル基地局の通信エリア外に設けられた小セル基地局の通信方法について説明する。
【０１１１】
大セル基地局による通信エリア外に設置された小セル基地局については、大セル基地局から送信された信号の受信やネットワークに同期することが困難であり、上記実施の形態で示した動作を行うことが困難となる。
【０１１２】
そのため、大セル基地局及び大セル基地局配下の移動端末装置に対する干渉をより厳しく制限する観点から、小セル基地局に対して通信を許可しない構成としてもよい。
【０１１３】
一方で、大セル基地局のエリア外に設けられた小セル基地局は、大セル基地局や大セル基地局配下の移動端末装置からの伝搬損失が十分に大きく、これらの端末に対して干渉を与えない可能性もある。この場合には、小セル基地局に対して全ての無線リソースを使用して通信を行うことを許可するようにしてもよい。
【０１１４】
小セル基地局に対して通信を許可する場合、上記の大セル基地局へのリソース要求及び大セル基地局のリソース割当てに基づく通信方法を適用することは同期が取れていないことから困難である。
【０１１５】
そのため、小セル基地局が上り信号について所定の周期でセンシングを行い、大セル基地局配下の移動端末装置からの信号が確認できない一定期間にわたり、小セル基地局における通信を許可する構成としてもよい。また、小セル基地局において、送信電力を通常許容される最大値から既定レベル小さい電力を最大とするようにしてもよい。
【０１１６】
また、ＧＰＳ情報やマニュアルで設定された位置情報を有線ネットワーク等で、移動通信ネットワーク側に通知し、許可された場合に限り小セル基地局に対して通信を許可する構成としてもよい。
【０１１７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、処理部や処理手順については適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。
【０１１８】
（実施の形態５）
本実施の形態では、大セル基地局に対する小セル基地局の帰属方法について詳述する。上記実施の形態では、全ての大セル基地局が小セル基地局と使用周波数帯域を共用するための機能（以下、周波数共用機能という）を有するものとして説明を行った。本実施の形態では、一部の大セル基地局だけが周波数共用機能を有する場合について説明する。
【０１１９】
図１４を参照し、一部の大セル基地局だけが周波数共用機能を有する場合の小セル基地局の帰属方法の一例を説明する。図１４では、図３の大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有するが、大セル基地局１１１ｂは、周波数共用機能を有しないものとする。また、図１４では、図３の大セル基地局１１１ａ、１１１ｂのセルエッジ付近に、新たに小セル基地局１２１ｂが導入されるものとする。
【０１２０】
大セル基地局１１１ａ、１１１ｂは、それぞれ、小セル基地局１２１ｂが大セル基地局１１１ａを検出するための報知信号を送信する（ｓｔｅｐ２１、ｓｔｅｐ２２）。ここで、大セル基地局１１１ａは周波数共用機能を有するので、大セル基地局１１１ａからの報知信号には、周波数共用機能を有することを示す情報（以下、共用情報という）が含まれる。一方、大セル基地局１１１ｂは周波数共用機能を有しないので、大セル基地局１１１ｂからの報知信号には、上記共用情報は含まれない。なお、当該報知信号としては、例えば、パイロット信号が用いられる。
【０１２１】
小セル基地局１２１ｂは、大セル基地局１１１ａ、１１１ｂからの報知信号を受信し、受信した報知信号に基づいて、帰属する大セル基地局を決定する（ｓｔｅｐ２３）。具体的には、小セル基地局１２１ｂは、受信した報知信号に上記共用情報が含まれるか否かに基づいて、当該報知信号を送信した大セル基地局に帰属するか否かを決定する。ここで、大セル基地局１１１ａからの報知信号には共用情報が含まれるので、小セル基地局１２１ｂは、当該大セル基地局１１１ａに帰属することを決定する。一方、大セル基地局１１１ｂからの報知信号には共用情報が含まれないので、小セル基地局１２１ｂは、大セル基地局１１１ｂに帰属しないと決定する。
【０１２２】
小セル基地局１２１ｂは、ｓｔｅｐ２３で決定された大セル基地局１１１ａに対して在圏登録信号を送信する（ｓｔｅｐ２４）。かかる在圏登録信号により、小セル基地局１２１ｂは、大セル基地局１１１ａに帰属することを通知する。ここで、在圏登録信号とは、大セル基地局配下で通信可能とするための登録処理を要求するものである。
【０１２３】
大セル基地局１１１ａに帰属した小セル基地局１２１ｂは、実施の形態１〜４で説明したように、大セル基地局１１１ａと使用周波数帯域を共用する（例えば、図１２のｓｔｅｐ１２〜ｓｔｅｐ１８参照）。
【０１２４】
以上のように、図１４では、周波数共用機能を有する大セル基地局１１１ａは、上記共用情報を含む報知信号を送信する。このため、一部の大セル基地局１１１ａだけが周波数共用機能を有する場合にも、新たに導入された小セル基地局１２１ｂは、当該大セル基地局１１１ａに適切に帰属することができる。
【０１２５】
次に、図１５を参照し、一部の大セル基地局だけが周波数共用機能を有する場合の小セル基地局の帰属方法の他の例を説明する。図１５では、図３の大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有するが、大セル基地局１１１ｂは、周波数共用機能を有しないものとする。また、図１５では、図３の大セル基地局１１１ａ、１１１ｂのセルエッジ付近に、新たに小セル基地局１２１ｂが導入されるものとする。
【０１２６】
大セル基地局１１１ａ、１１１ｂは、それぞれ、小セル基地局１２１ｂが大セル基地局１１１ａ、１１１ｂを検出するための報知信号を送信する（ｓｔｅｐ３１、ｓｔｅｐ３３）。なお、図１５では、図１４と異なり、大セル基地局１１１ａからの報知信号に上記共用情報は含まれない。
【０１２７】
小セル基地局１２１ｂは、大セル基地局１１１ａ、１１１ｂからの報知信号を受信すると、大セル基地局１１１ａ、１１１ｂに対して、在圏登録信号を送信する（ｓｔｅｐ３２、ｓｔｅｐ３４）。ここで、図１５に示す在圏登録信号には、小セル基地局１２１ｂの端末能力情報が含まれる。当該端末能力情報は、大セル基地局と周波数共用を行う小セル基地局であることを識別可能に設定される。具体的には、小セル基地局１２１ｂの端末能力情報と、大セル基地局１１１ａに直接接続する移動体端末装置１１２ａの端末能力情報とを区別できるように、端末能力情報のパラメータが設定されてもよい。かかるパラメータとしては、例えば、ＵＥ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙとして、大セル基地局と周波数共用を行う小セル基地局であることを識別する識別子が端末能力情報に新たに追加されてもよい。
【０１２８】
大セル基地局１１１ａ、１１１ｂは、それぞれ、受信した在圏登録信号に含まれる端末能力情報に基づいて、小セル基地局１２１ｂからの在圏登録信号であるか、又は、自局に直接接続する移動体端末装置からの在圏登録信号であるかを判定する（ｓｔｅｐ３５、ｓｔｅｐ３７）。
【０１２９】
小セル基地局１２１ｂからの在圏登録信号であると判定された場合、大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有しているので、当該小セル基地局１２１ｂの在圏登録を行う（ｓｔｅｐ３６）。一方、大セル基地局１１１ｂは、周波数共用機能を有しないので、その旨を小セル基地局１２１ｂに通知する（ｓｔｅｐ３８）。
【０１３０】
大セル基地局１１１ａに在圏登録された（帰属した）小セル基地局１２１ｂは、実施の形態１〜４で説明したように、大セル基地局１１１ａと使用周波数帯域を共用する（例えば、図１２のｓｔｅｐ１２〜ｓｔｅｐ１８参照）。
【０１３１】
以上のように、図１５では、大セル基地局１１１ａ、１１１ｂは、在圏登録信号に含まれる端末能力情報に基づいて、当該在圏登録信号の送信元が小セル基地局であるか移動体端末装置であるかを判別する。また、在圏登録信号の送信元が小セル基地局である場合、周波数共用機能を有する大セル基地局１１１ａは、当該小セル基地局１２１ｂの在圏登録を行うが、周波数共用機能を有しない大セル基地局１１１ｂは、当該小セル基地局１２１ｂの在圏登録を行わない。したがって、一部の大セル基地局１１１ａだけが周波数共用機能を有する場合にも、新たに導入された小セル基地局１２１ｂは、当該大セル基地局１１１ａに適切に帰属することができる。
【０１３２】
なお、実施の形態５（図１４、１５）で示したように、小セル基地局１２１ｂが、周波数共用機能を有する大セル基地局１１１ａからの報知信号と周波数共用機能を有しない大セル基地局１１１ｂからの報知信号を受信する場合、小セル基地局１２１ｂは、周波数共用機能を有する大セル基地局１１１ａとの周波数共用機能を用いた通信を禁止してもよい。これは、小セル基地局１２１ｂが大セル基地局１１１ａと使用周波数帯域を共用することで、他の大セル基地局１１１ｂに在圏する移動体端末装置に対する通信を阻害しないためである。
【０１３３】
例えば、小セル基地局１２１ｂは、周波数共用機能を有する大セル基地局１１１ａからの報知信号の受信レベルが、周波数共用機能を有しない大セル基地局１１１ｂからの報知信号の受信レベルよりも小さい場合、或いは周波数共用機能を有しない大セル基地局１１１ｂからの報知信号の受信レベルに所定のレベル（０或いは正の値）を加算した値よりも小さい場合、大セル基地局１１１ａとの周波数共用機能を用いた通信を禁止してもよい。或いは、小セル基地局１２１ｂは、周波数共用機能を有しない大セル基地局１１１ｂからの報知信号の受信レベルが所定の閾値よりも大きい場合、大セル基地局１１１ａとの周波数共用機能を用いた通信を禁止してもよい。
【０１３４】
なお、小セル基地局１２１ｂは、大セル基地局１１１ａとの周波数共用機能を用いた通信を禁止するために、大セル基地局１１１ａに対する在圏登録信号の送信（例えば、図１４のｓｔｅｐ２４及び図１５のｓｔｅｐ３２）を中止してもよい。また、小セル基地局１２１ｂは、在圏登録信号により大セル基地局１１１ａに帰属した後で、当該大セル基地局１１１ａへの帰属を中止する処理を行ってもよい。さらに、この送信禁止は、小セル基地局１２１ｂにおいて判断されるようにしてもよい。
【０１３５】
（実施の形態６）
本実施の形態では、大セル基地局配下の移動体端末装置に対するリソース割当て方法について詳述する。上記実施の形態では、大セル基地局配下の全ての移動体端末装置が周波数共用機能を有する場合のリソース割当て方法について説明した。本実施の形態では、大セル基地局配下の一部の移動体端末装置だけが周波数共用機能を有する場合のリソース割当て方法について説明する。
【０１３６】
図１６を参照し、大セル基地局配下の一部の移動体端末装置だけが周波数共用機能を有する場合のリソース割当て方法について説明する。図１６では、図３の大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有するものとする。また、大セル基地局１１１ａ配下の移動体端末装置１１２ａは周波数共用機能を有するが、同じく大セル基地局１１１ｂ配下の移動体端末装置１１３ａ（図３では、不図示）は周波数共用機能を有しないものとする。
【０１３７】
また、移動体端末装置１１２ａの端末能力情報は、周波数共用機能を有することを識別可能に設定されている。具体的には、移動体端末装置１１２ａの端末能力情報は、周波数共用機能を有しない移動体端末装置１１３ａと区別できるように、パラメータが設定されてもよい。かかるパラメータとしては、例えば、ＵＥ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙとして、周波数共用機能を有する移動体端末装置であることを識別する識別子が端末能力情報に新たに追加されてもよい。
【０１３８】
移動体端末装置１１２ａ、１１３ａは、それぞれ、在圏登録を行っている大セル基地局１１１ａに対して、自装置の端末能力情報を通知する（ｓｔｅｐ４１、ｓｔｅｐ４４）。上述のように、移動体端末装置１１２ａは周波数共用機能を有するので、移動体端末装置１１２ａからの端末能力情報は周波数共用機能を有することを識別可能に設定されている。また、移動体端末装置１１３ａは周波数共用機能を有しないので、移動体端末装置１１３ａからの端末能力情報は周波数共用機能を有しないことを識別可能に設定されている。
【０１３９】
大セル基地局１１１ａは、移動体端末装置１１２ａ、１１３ａからの端末能力情報に基づいて、大セル基地局専用割当てリソースと、小セル基地局との共用割当てリソースのいずれを割当てるかを決定する（ｓｔｅｐ４２、ｓｔｅｐ４５）。具体的には、大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有する移動体端末装置１１２ａに対して共用割当てリソースを割当て、周波数共用機能を有しない移動体端末装置１１３ａに対して大セル基地局専用割当てリソースを割当てる。
【０１４０】
大セル基地局１１１ａは、割当てたリソースを移動体端末装置１１２ａ、１１３ａにそれぞれ通知する（ｓｔｅｐ４３、ｓｔｅｐ４６）。具体的には、大セル基地局１１１ａは、移動体端末装置１１２ａに対して共用割り当てリソースを通知し、移動体端末装置１１３ａに対して大セル基地局専用割り当てリソースを通知する。
【０１４１】
以上のように、図１６では、大セル基地局１１１ａは、配下の移動体端末装置１１２ａ、１１３ａから通知された端末能力情報に基づいて、当該移動体端末装置１１２ａ、１１３ａが周波数共用機能を有するか否かを判定する。また、大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有する移動体端末装置１１２ａに対しては共用割当てリソースを割当て、周波数共用機能を有しない移動体端末装置１１３ａに対しては大セル基地局専用リソースを割当てる。したがって、大セル基地局１１１ａ配下の一部の移動体端末装置１１２ａだけが周波数共用機能を有する場合にも、大セル基地局１１１ａは、適切にリソースを割当てることができる。また、大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有しない移動体端末装置１１３ａに対して有害な干渉を与えることなく、移動体端末装置１１２ａとの周波数共用を行なうことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明は、通信エリアが少なくとも一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯を共用する無線通信方法及び基地局に適用可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１１０ 大セル無線システム
１１１ａ、１１１ｂ 大セル基地局
１１２ａ、１１２ｂ 移動端末装置
１２０ 小セル無線システム
１２１ａ、１２１ｂ 小セル基地局
１２２ａ、１２２ｂ 移動端末装置
２０１ ベースバンド信号生成部
２０２ 復調部
２０３ 分離部
２０４ データ信号検出部
２０５ リソース追加要求信号検出部
２０７ 制御信号検出部
２０８ 制御部
２０９ リソース使用状況監視部
２１０ 専用・共用割当てリソース決定部
２１１ 専用・共用リソース割当て情報信号生成部
２１２ 制御信号生成部
２１３ 送信信号生成部
２１４ 多重部
２１５ 変調部
２１６ ＲＦ信号生成部
２２１ 上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部
２２２ 下りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部
３０１ ベースバンド信号生成部
３０２ 復調部
３０３ 分離部
３０４ データ信号検出部
３０７ 制御信号検出部
３０８ リソース割当て制御部
３０９ リソース使用状況監視部
３１２ 制御信号生成部
３１３ 送信信号生成部
３１４ 多重部
３１５ 変調部
３１６ ＲＦ信号生成部
３１７ 専用・共用割当てリソース情報検出部
３１８ 帰属基地局決定部
３１９ リソース追加要求信号生成部
３２１ 上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部
３２２ 下りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部
４０１ ベースバンド信号生成部
４０２ 復調部
４０３ 分離部
４０４ データ信号検出部
４０７ 制御信号検出部
４１２ 制御信号生成部
４１３ 送信信号生成部
４１４ 多重部
４１５ 変調部
４１６ ＲＦ信号生成部
４１７ 共用リソースチャネル情報取得部
４１８ 専用リソースチャネル情報取得部
４１９ 専用・共用リソースチャネル情報信号生成部
４２０ リソース要求信号生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間的に通信エリアが一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯を共用する無線通信方法及び無線基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な通信方式による無線通信システムのサービスが提供されている。例えば、標準化団体である３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）では、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）、ＨＳＰＡ（High Speed Packet Access）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等が規定されている。また、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２委員会では、無線ＬＡＮ（Wi-Fi（登録商標）：Wireless Fidelity）や無線ＭＡＮ（WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access）等が規定されている。さらに、次世代ＰＨＳ方式であるＸＧＰ（eXtended Global Platform）サービスも開始されている。
【０００３】
各通信方式は、周波数帯域、ピークデータレート、伝送距離等について異なる特徴を有しており、異なる複数の通信方式を利用する無線通信システムと通信可能な無線通信装置が提案されている。また、異なる複数の無線通信システムの通信エリアの一部を重複させ、重複する通信エリアにおいて無線通信装置が特定の無線通信システムを選択して接続することにより、所望の無線通信サービスの提供を受けることが可能となる。
【０００４】
例えば、互いに異なるセルサイズを構成し、少なくとも一部が重複する大セル（例えば、マクロセル）基地局と小セル（例えば、マイクロセル及び／又はフェムト）基地局を設けることが考えられる（図１参照）。同一オペレータが大セル基地局と小セル基地局を運用する場合には、大セル基地局と小セル基地局を同一の周波数で運用する方法と、異なる周波数で運用する方法がある。
【０００５】
大セル基地局と小セル基地局を同一の周波数で運用する場合、大セル基地局と小セル基地局間の干渉が問題となる。例えば、小セル基地局においては、一部のユーザのみが小セル基地局にアクセスする形態がとられる可能性が考えられる。この場合、小セル基地局の周辺において、大セル基地局の配下で通信を行う移動端末装置（ＵＥ＃Ａ）が下り及び／又は上り通信において大きな干渉を受ける可能性が高くなる（図２（Ａ）参照）。また、小セル基地局が移動端末装置（ＵＥ＃Ａ）から干渉を受ける可能性も考えられる（図２（Ｄ）参照）。
【０００６】
大セル基地局に近接したエリアにおいては、小セル基地局の配下で通信を行う移動端末装置（ＵＥ＃Ｂ）が大セル基地局から大きな干渉を被る可能性がある（図２（Ｂ）参照）。また、大セル基地局が移動端末装置（ＵＥ＃Ｂ）から干渉を受ける可能性も考えられる（図２（Ｃ）参照）。
【０００７】
一方で、大セル基地局を有する無線通信システムと小セル基地局を有する無線通信システムを異なる周波数で運用する場合には、小セル基地局専用の周波数帯を用意する必要がある。この場合、小セル基地局の設置が少ないエリア（地理的な設置密度が低いエリア）において、いわゆるホワイトスペースとなるエリアが広くなり周波数を有効に使用できなくなる問題が考えられる。
【０００８】
上記問題を解決するため、通信エリアが一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯を共用する際に、大セル基地局と小セル基地局に対するリソース割り当てを制御する方法が提案されている（例えば、非特許文献１〜非特許文献４）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】３GPP TR25.820
【非特許文献２】Y. Wu et al., “A Novel Spectrum Arrangement Scheme for Femto Cell Deployment in LTE Macro Cells” 2009 IEEE 20th International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications
【非特許文献３】D. Lopez-Perez et al., “OFDMA Femtocells: A roadmap on Interference Avoidance”IEEE Communications Magazine, Volume: 47 , Issue: 9
【非特許文献４】Z. Bharucha et.al, “Femto-Cell Resource Partitioning ” 2009 IEEE GLOBECOM Workshops
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、非特許文献１に記載された方法は、リソースの一部をマクロセル基地局とフェムトセル基地局の共用バンドとして使用し、一部をマクロセルのみで固定的に使用する構成であるため、無線通信環境によっては周波数利用効率が低下する問題がある。
【００１１】
また、非特許文献２では、マクロセル端末がフェムトセル基地局近傍に位置するかを受信信号から判別してマクロセル基地局に通知することで、フェムトセル基地局の近傍に存在するマクロセル端末に対して専用リソースを割り当て、それ以外の端末に対して共用又は専用リソースを割当てている。これにより、上り通信においてフェムトセル基地局に対するマクロ端末からの干渉を回避することができる。しかし、マクロセル基地局での通信に対するフェムトセル基地局、フェムトセル端末からの干渉を回避することや、フェムトセル基地局及びマクロセル基地局に対する動的なリソース割当てについては一切開示されていない。
【００１２】
また、非特許文献４では、マクロセル端末が干渉源となっているフェムトセル基地局を特定してマクロ基地局に報告し、マクロ基地局が当該マクロセル端末にリソースを割り当てる際に、干渉源となるフェムトセル基地局に対してマクロセル端末に割り当てたリソースの使用を禁止する方法が示されている。しかし、マクロセル端末が干渉源となるフェムトセル基地局を特定する必要があることからマクロセル端末での処理が大幅に増える問題や、マクロセル基地局内のフェムトセル基地局数が非常に多い場合に干渉源を特定できなくなる問題がある。また、ネットワーク側の処理負担が大きくなり、フェムトセル基地局への個別の通知のための無線リソースが増大するという問題がある。
【００１３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、通信エリアが少なくとも一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯を共用する際に、干渉を低減すると共に周波数利用効率を向上できる無線通信方法及び無線基地局を提供することを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の無線通信方法は、セルサイズが相対的に大きい大セル基地局を有する大セルシステムと、セルサイズが相対的に小さい小セル基地局を有する小セルシステムとの間で使用周波数帯域を共用する無線通信方法であって、前記大セル基地局は、自セル配下で通信を行う移動端末装置から通知される情報及び前記大セル基地局に帰属する小セル基地局から通知される情報に基づいて、大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースを動的に設定し、自セルに帰属する小セル基地局に対して前記大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースに関する情報を報知し、前記小セル基地局は、少なくとも一つの大セル基地局に帰属し、帰属する大セル基地局から報知される前記大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースに関する情報に基づいて、自セルにおける割当てリソースを決定することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、小セル基地局は帰属する大セル基地局の指示に基づいてリソース割当てを制御し、大セル基地局及び小セル基地局に対して動的なリソース割当てを行うことができる。これにより、大セル基地局と小セル基地局の干渉を回避すると共に通信環境に応じて高い周波数利用効率を実現することができる。
【００１６】
本発明の無線基地局は、自セルよりセルサイズが相対的に小さい小セル基地局を帰属し、自セル専用割当てリソース及び前記小セル基地局との共用割当てリソースを動的に制御する無線基地局であって、自セルの配下で通信を行う移動端末装置からリソースチャネル情報を検出するリソースチャネル情報取得部と、自セルのリソースの使用状況を検出するリソース使用状況監視部と、前記小セル基地局から通知されるリソース追加要求情報を検出するリソース追加要求情報信号検出部と、前記リソースチャネル情報、リソース追加要求情報及び前記リソースの使用状況に基づいて、前記自セル専用割当てリソースと、前記小セル基地局との共用割当てリソースを動的に設定する専用・共用割当てリソース決定部と、前記専用・共用割当てリソース決定部で決定されたリソース割当て情報を前記小セル基地局に対して報知する送信部と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の無線基地局は、自セルよりセルサイズが相対的に大きい大セル基地局に帰属する無線基地局であって、自セルが帰属する大セル基地局を決定する帰属基地局決定部と、自セルの配下で通信を行う移動端末装置からリソースチャネル情報を検出するリソースチャネル情報取得部と、自セルのリソース使用状況及びトラフィック状況に基づいて、前記大セル基地局に対して通知するリソース追加要求情報を生成するリソース追加要求信号生成部と、前記大セル基地局から通知される大セル基地局専用割当てリソースと、自セルと前記大セル基地局との共用割当てリソースに関する情報を検出する専用・共用割当てリソース情報検出部と、前記専用・共用割当てリソース情報検出部で検出された情報に基づいて、自セル配下で通信を行う移動端末装置にそれぞれ割当てるリソースを決定するリソース割当て制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、通信エリアが少なくとも一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯を共用する場合であっても、干渉を低減すると共に周波数利用効率を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】空間的に通信エリアが一部重複する無線通信システムを説明する図である。
【図２】空間的に通信エリアが一部重複する無線通信システムの干渉について説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る周波数共用無線通信システムの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る周波数共用無線通信システムにおける大セル基地局の機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る周波数共用無線通信システムにおける小セル基地局の機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る周波数共用無線通信システムにおける大セル基地局又は小セル基地局配下の移動端末装置の機能ブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭＡを用いた場合における変調部及び復調部の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る大セル基地局専用割当てリソース、小セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースの割当例の一例を示す図である。
【図９】異なる大セル基地局において、大セル基地局の専用割当てリソース、小セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースの設定の一例を示す図である。
【図１０】異なる大セル基地局において、大セル基地局の専用割当てリソース、小セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースの設定の一例を示す図である。
【図１１】異なる大セル基地局と小セル基地局において、大セル基地局専用割当てリソース、小セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースの割当例の一例を示す図である。
【図１２】本実施の形態に係る無線通信方法の一例を説明する図である。
【図１３】本実施の形態に係る制御情報の送信タイミングの一例を示す図である。
【図１４】本実施の形態に係る無線通信方法の他の一例を示す図である。
【図１５】本実施の形態に係る無線通信方法の別の一例を示す図である。
【図１６】本実施の形態に係る無線通信方法の更に別の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図３を参照して、異なる無線通信システム間で使用周波数帯域を共用する場合の周波数共用無線通信システム構成の概要について説明する。なお、図３に示すシステム構成は、あくまで例示であって、この構成に限定されるものではない。本発明は、異なる無線通信システム間で使用周波数帯域を共用する構成であれば適用できる。また、複数の無線通信システムとしては、３Ｇ無線（W-CDMA）アクセスシステム、ＬＴＥアクセスシステム、ＷＬＡＮアクセスシステム、ＷｉＭＡＸアクセスシステム等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２２】
図３では、セルサイズが相対的に大きい大セル基地局１１１ａ、１１１ｂを有する大セル無線システム１１０と、セルサイズが相対的に小さい小セル基地局１２１ａ、１２１ｂを有する小セル無線システム１２０とが設けられ、各システムの通信エリアがオーバラップしている場合を示している。
【００２３】
また、大セル基地局１１１ａ、１１１ｂの配下でそれぞれ通信を行う移動端末装置１１２ａ、１１２ｂは、大セル基地局１１１ａ、１１１ｂの通信エリア内にそれぞれ存在している。小セル基地局１２１ａ、１２１ｂの配下でそれぞれ通信を行う移動端末装置１２２ａ、１２２ｂは、小セル基地局１２１ａ、１２１ｂの通信エリア内にそれぞれ存在している。また、移動端末装置１２２ａは大セル基地局１１１ａの通信エリア内にも存在し、移動端末装置１２２ｂは大セル基地局１１１ａ、１１１ｂの通信エリア内にも存在している。
【００２４】
大セル基地局１１１ａ、１１１ｂは、小セル基地局１２１ａ、１２１ｂよりセルサイズが大きく、例えば、大セルがマクロセル、小セルがマイクロセル又はフェムトセルに該当する。一例として、大セル無線システム１１０がセルラシステム、小セル無線システム１２０がＷＬＡＮアクセスシステムとすることができる。なお、大セル無線システム１１０の通信方式、小セル無線システム１２０の通信方式は、特に限定されない。また、大セル基地局及び小セル基地局の数は図３に示した数に限定されない。
【００２５】
以下の説明では、大セル無線システム１１０と小セル無線システム１２０間で使用周波数帯を共用する無線通信について、大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａを例に挙げて説明する。
【００２６】
大セル基地局１１１ａは、大セル基地局１１１ａの専用リソースと、大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａとの共用リソースの割当てを動的に制御する。例えば、大セル基地局１１１ａは、自セル配下で通信を行う移動端末装置１１２ａのリソースチャネル情報、自セルのリソース使用状況に関する情報、大セル基地局１１１ａに帰属する小セル基地局１２１ａから通知されるリソース追加要求情報等に基づいて、大セル基地局１１１ａの専用割当てリソース及び大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａとの共用割当てリソースを動的に制御する。
【００２７】
大セル基地局１１１ａは、決定した大セル基地局１１１ａの専用割当てリソース（以下、「大セル基地局専用割当てリソース」と記す）及び大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａとの共用割当てリソース（以下、「共用割当てリソース」と記す）に関する情報（リソース割当て情報）を、小セル基地局１２１ａに対して報知する。
【００２８】
小セル基地局１２１ａは、少なくとも一つの大セル基地局（ここでは、大セル基地局１１１ａ）に帰属し、当該帰属する大セル基地局１１１ａから報知されるリソース割当て情報を受信する。小セル基地局１２１ａは、受信したリソース割当て情報に基づいて、自セルにおける大セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースを動的に制御する。そして、大セル基地局専用割当てリソース以外のリソース（共用割当てリソース）を、小セル基地局１２１ａ配下で通信を行う移動端末装置１２２ａに対して割当てる。
【００２９】
このように、大セル基地局が通信状況に応じて大セル基地局専用割当てリソースと帰属する小セル基地局との共用割当てリソースを制御し、小セル基地局が帰属する大セル基地局の指示に基づいてリソース割当てを動的に制御することにより、大セル基地局と小セル基地局の干渉を回避すると共に通信環境に応じて高い周波数利用効率を実現することができる。また、大セル基地局が、当該大セル基地局における受信状況、小セル基地局における通信状況等に基づいて、大セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースを動的に設定することにより、ネットワーク側における負荷を低減することができる。また、大セル基地局が、大セル基地局専用割当てリソースを用いてリソース割当て情報を小セル基地局に報知することにより、大セル基地局と小セル基地局間で別回線を必要とすることなく、大セル基地局から小セル基地局に対してより確実に信号を送信することができる。
【００３０】
次に、上述した大セル基地局と小セル基地局間で使用周波数帯を共用する場合の無線通信方法の具体例について図１２を参照して説明する。
【００３１】
まず、小セル基地局１２１ａは、帰属する大セル基地局（ここでは、大セル基地局１１１ａ）を決定する（ｓｔｅｐ１１）。小セル基地局１２１ａは、帰属先の大セル基地局１１１ａに帰属する旨の通知を行う。
【００３２】
小セル基地局１２１ａは、大セル基地局からの受信信号に基づいて帰属先の大セル基地局を決定することができ、一つ又は複数の大セル基地局に帰属できる。一つの大セル基地局に選択的に帰属する場合には、例えば、受信信号が最も高い大セル基地局を帰属先とする。
【００３３】
次に、移動端末装置は帰属先の基地局に対してリソースチャネル情報を通知する（ｓｔｅｐ１２）。例えば、移動端末装置１１２ａは、帰属先の大セル基地局１１１ａに対して、大セル基地局１１１ａの専用リソースチャネル情報と、大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａの共用リソースチャネル情報を通知する。一方、移動端末装置１２２ａは、帰属先の小セル基地局１２１ａに対して、少なくとも共用リソースチャネル情報を通知する。
【００３４】
大セル基地局１１１ａの専用リソースチャネル情報は、専用リソースチャネルのチャネル品質（ＳＩＮＲ等）に関する情報であり、大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａの共用リソースチャネル情報は、共用リソースチャネルのチャネル品質に関する情報である。
【００３５】
例えば、大セル基地局１１１ａの専用リソースチャネル情報は、所望の信号電力に対して大セル基地局１１１ａが送信する既知の信号系列を相関検出することで所望の受信電力を推定できる。また、専用リソースチャネルにおいて、当該セルで使用されていないリソースの受信電力を検出することで、干渉信号及び雑音電力を取得できる。これらの情報に基づいて、専用リソースチャネルのＳＩＮＲを計算する事ができる。また、大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａの共用リソースチャネル情報についても、同様にＳＩＮＲを算出することができる。
【００３６】
次に、小セル基地局１２１ａは、小セル基地局１２１ａのリソース使用状況と、小セル基地局１２１ａのトラフィック状況からリソース追加要求情報を生成し、帰属先の大セル基地局１１１ａに通知する（ｓｔｅｐ１３）。
【００３７】
リソース使用状況は、共用割当てリソースにおけるリソース使用率、又は自セル（小セル基地局）で使用されているリソース使用率とすることができる。また、リソース使用率とは、過去の所定フレーム数において使用されたリソースの平均に基づいて定めることができる。
【００３８】
例えば、小セル基地局１２１ａは、小セル基地局１２１ａに割当てられているリソース量が少ない（割当てられているリソース量が所定のリソース量の規定値以下である）場合に、多くのリソース量を要求する。また、大セル基地局１１１ａで使用されているリソース使用率が低い場合に、小セル基地局１２１ａがより多くのリソース量を要求する構成としてもよい。他にも、小セル基地局１２１ａにおけるトラフィック量が多い場合には、小セル基地局１２１ａは多くのリソース量を要求する構成とすることができる。
【００３９】
小セル基地局１２１ａが通知するリソース追加要求情報は、少なくとも帰属先の大セル基地局１１１ａに対してのみ行えばよい。
【００４０】
次に、大セル基地局１１１ａは、自セルの上り及び下りのトラフィック状況に基づいて、リソース使用状況を検出する（ｓｔｅｐ１４）。
【００４１】
次に、大セル基地局１１１ａは、上記ｓｔｅｐ１１〜ｓｔｅｐ１４で得られた情報に基づいて、大セル基地局専用割当てリソースと共用割当てリソースを決定する（ｓｔｅｐ１５）。具体的には、移動端末装置のリソースチャネル情報、小セル基地局１２１ａから通知されるリソース追加要求情報、大セル基地局１１１ａのトラフィック情報等に基づいて、大セル基地局専用割当てリソース及び共用割当てリソースを決定する。
【００４２】
次に、上記ｓｔｅｐ１５で大セル基地局１１１ａが決定したリソース割当て情報を小セル基地局１２１ａに対して報知する（ｓｔｅｐ１６）。この際、大セル基地局１１１ａは、大セル基地局専用割当てリソースを用いてリソース割当て情報を小セル基地局１２１ａに報知することが好ましい。つまり、共用割当てリソースには小セル基地局１２１ａが移動端末装置に対してリソースの割当てを行う可能性があり、この場合には、大セル基地局１１１ａと小セル基地局１２１ａ間に別の通信回線が必要となる。このため、大セル基地局専用割当てリソースを用いることにより共用割当てリソースを用いる場合と比較して、小セル基地局１２１ａが大セル基地局１１１ａからの信号をより確実に受信することが可能となる。
【００４３】
次に、小セル基地局１２１ａは、大セル基地局１１１ａから報知されたリソース割当て情報に基づいて、小セル基地局１２１ａにおけるリソース割当て（大セル基地局専用割当てリソース、及び共用割当てリソース）を決定する（ｓｔｅｐ１７）。
【００４４】
次に、大セル基地局１１１ａ、小セル基地局１２１ａは、自セル配下でそれぞれ通信を行う移動端末装置に対して割当てるリソースを決定する（ｓｔｅｐ１８）。大セル基地局１１１ａは、大セル基地局１１１ａ配下の各移動端末装置１１２ａに対して、大セル基地局専用割当てリソース又は共用割当てリソースとして設定された領域からリソースの割当てを行う。一方、小セル基地局１２１ａは、小セル基地局１２１ａ配下の各移動端末装置１１２ｂに対して、大セル基地局専用割当てリソース以外の無線リソース（ここでは、共用割当てリソース）として設定された領域からリソースの割当てを行う。各基地局において、各移動端末装置へのリソースの割当ては、各移動端末装置から通知される通信速度要求やチャネル品質情報等に基づいて制御する。これにより、移動端末装置毎に最適な割り当てを行うことができる。
【００４５】
なお、上記説明では、大セル基地局専用割当てリソースと、共用割当てリソースを設定する構成としたが、これらに加えて小セル基地局専用の割当てリソースを設定する構成としてもよい。この場合について、以下に説明する。
【００４６】
小セル基地局専用割当てリソースを設ける場合、大セル基地局は、大セル基地局専用割当てリソース（Macro only）及び共用割当てリソース（Shared）に加えて、小セル基地局専用割当てリソース（Femto only）を動的に制御する（図８参照）。そして、大セル基地局１１１ａで決定したリソース割当て情報（大セル基地局専用割当てリソース、共用割当てリソース及び小セル基地局専用割当てリソースに関する情報）を小セル基地局に報知する。これにより、小セル基地局１２１ａの配下で通信を行う移動端末装置の干渉も効果的に低減することが可能となる。
【００４７】
小セル基地局専用割当てリソースを設ける場合、上記図１２のｓｔｅｐ１２において、移動端末装置１２２ａは、帰属先の小セル基地局１２１ａに対して、共用リソースチャネル情報に加えて小セル基地局１２１ａの専用リソースチャネル情報を通知する。
【００４８】
また、小セル基地局専用割当てリソースを設ける場合には、一部の特定のリソースを小セル基地局専用に割当て、当該特定のリソースを用いて、同期確立用の基地局固有の信号系列、及び基本となる報知情報（又は、その報知情報が送信されるリソースの情報）を送信する構成とすることが好ましい。
【００４９】
以下に、周波数共用無線通信システムを構成する大セル基地局、小セル基地局、移動端末装置の構成の一例について図面を参照して具体的に説明する。
【００５０】
＜大セル基地局＞
図４に大セル基地局の一構成例を示す。
【００５１】
大セル基地局が受信した信号はベースバンド信号生成部２０１を介して復調部２０２で復調された後、分離部２０３に供給される。ベースバンド信号生成部２０１は、アンテナを介して受信した無線周波数信号をベースバンド信号に変換する。分離部２０３は、復調部２０２から出力された信号を各種制御信号とデータ信号に分離して、データ信号をデータ信号検出部２０４に出力し、小セル基地局からのリソース追加要求信号等を含む各種制御信号をリソース追加要求信号検出部２０５、制御信号検出部２０７、制御信号生成部２１２、上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部２２１及び下りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部２２２に出力する。
【００５２】
データ信号検出部２０４は、分離部２０３から供給されたベースバンド信号（Ｉ、Ｑ信号）に対して、ビット検出、誤り訂正復号、誤り検出を行い、誤り検出結果を制御信号生成部２１２に出力する。
【００５３】
上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部２２１は、分離部２０３から供給された信号に基づいて、大セル基地局のセル配下で通信する各移動端末装置の上りリンクにおける大セル基地局専用のリソースのチャネル情報、及び大セル基地局と小セル基地局の共用リソースのチャネル情報を検出する。検出した情報は、専用・共用割当てリソース決定部２１０に出力する。リソース追加要求信号検出部２０５は、大セル基地局に帰属する小セル基地局から通知されたリソース追加要求情報を検出し、検出した情報を専用・共用割当てリソース決定部２１０に出力する。
【００５４】
下りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部２２２は、分離部２０３から供給された信号に基づいて、大セル基地局の配下で通信を行う各移動端末装置の下りリンクにおける大セル基地局専用のリソースチャネル情報、及び大セル基地局と小セル基地局の共用リソースチャネル情報を検出する。検出した情報は、専用・共用割当てリソース決定部２１０及びリソース割当て制御部２０８に出力する。
【００５５】
制御信号検出部２０７は、分離部２０３から供給された信号から制御信号を検出し、リソース割当て制御部２０８及び専用・共用リソース割当て情報信号生成部２１１に出力する。
【００５６】
リソース使用状況監視部２０９は、自セルの上り及び下りのトラフィック状況を監視し、自セルのリソースの使用状況を検出して、専用・共用割当てリソース決定部２１０に出力する。専用・共用割当てリソース決定部２１０は、小セル基地局から通知されたリソース追加要求情報、大セル基地局のリソース使用状況、大セル基地局の配下の移動端末装置のリソースチャネル情報に基づいて、大セル基地局専用割当てリソースと、共用割当てリソースを決定する。
【００５７】
専用・共用リソース割当て情報信号生成部２１１は、専用・共用割当てリソース決定部２１０から出力された情報に基づいてリソース割当てに関する信号を生成し、制御信号生成部２１２に出力する。なお、専用・共用リソース割当て情報信号生成部２１１で生成されたリソース割当に関する信号は、大セル基地局に帰属する小セル基地局に対して報知される。
【００５８】
リソース割当て制御部２０８は、供給された情報等に基づいて、制御信号及び各移動端末装置に割当てるリソースを決定する。
【００５９】
制御信号生成部２１２は、供給された情報に基づいて制御信号を生成して、多重部２１４に出力する。送信信号生成部２１３は、送信するデータ（ビット系列）に対して誤り訂正符号化、シンボルマッピングを適用し、送信シンボルを生成する。多重部２１４は、リソース割当情報に基づいて、送信信号生成部２１３からの送信シンボル（ユーザトラフィック）と制御信号生成部２１２からの制御信号を多重し、変調部２１５に出力する。変調部２１５は、多重部２１４から供給された送信シンボルを変調して、ＲＦ信号生成部２１６に出力する。ＲＦ信号生成部２１６は、ＲＦ信号を生成した後、アンテナを介して大セル基地局のセル配下の移動端末装置や小セル基地局に送信する。なお、ＲＦ信号生成部２１６とアンテナにより送信部が構成される。
【００６０】
＜小セル基地局＞
図５に小セル基地局の一構成例を示す。
【００６１】
小セル基地局が受信した信号はベースバンド信号生成部３０１を介して復調部３０２で復調された後、分離部３０３に供給される。ベースバンド信号生成部３０１は、アンテナを介して受信した無線周波数信号をベースバンド信号に変換する。分離部３０３は、復調部３０２から出力された信号を各種制御信号とデータ信号に分離して、データ信号をデータ信号検出部３０４に出力し、各種制御信号を専用・共用割当てリソース情報検出部３１７、帰属基地局決定部３１８、制御信号検出部３０７、制御信号生成部３１２、上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部３２１及び下りリンク専用・共用リソースチャネル取得部３２２に出力するに出力する。
【００６２】
データ信号検出部３０４は、分離部３０３から供給されたベースバンド信号（Ｉ、Ｑ信号）に対して、ビット検出、誤り訂正復号、誤り検出を行い、検出結果を制御信号生成部３１２に出力する。
【００６３】
帰属基地局決定部３１８は、自セルが帰属する大セル基地局を決定する。具体的には、小セル基地局に対して大セル基地局から送信されるパイロット信号に基づいて帰属する大セル基地局を決定する。帰属セル基地局として、複数の大セル基地局を選択してもよいし、一つの大セル基地局を設定してもよい。一つの大セル基地局を帰属セル基地局として設定する場合には、例えば、最も受信電力の高い大セル基地局を選択する。
【００６４】
専用・共用割当てリソース情報検出部３１７は、帰属する大セル基地局から送信される、大セル基地局専用リソースと、大セル基地局／小セル基地局共用リソースの割当情報を検出し、検出した割当情報をリソース割当て制御部３０８、リソース追加要求信号生成部３１９に出力する。
【００６５】
上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部３２１は、分離部３０３から供給された信号に基づいて、小セル基地局の配下で通信を行う各移動端末装置の上りリンクにおける小セル基地局専用のリソースチャネル情報、及び大セル基地局と小セル基地局の共用リソースチャネル情報を検出する。検出した情報は、リソース追加要求信号生成部３１９に出力する。下りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部３２２は、分離部３０３から供給された信号に基づいて、小セル基地局の配下で通信を行う各移動端末装置の下りリンクにおける小セル基地局専用のリソースチャネル情報、及び大セル基地局と小セル基地局の共用リソースチャネル情報を検出する。検出した情報は、リソース追加要求信号生成部３１９及びリソース割当て制御部３０８に出力する。なお、小セル基地局専用割当てリソースを設けない場合には、上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部３２１及び下りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部３２２を、大セル基地局と小セル基地局の共用リソースチャネル情報のみ取得する構成とすればよい。
【００６６】
リソース追加要求信号生成部３１９は、小セル基地局のリソース使用状況とトラフィック状況から、追加リソースの必要性を判断し、リソース追加要求信号を生成する。リソース追加要求信号は、無線リンクを通じて帰属する大セル基地局に通知される。この通知は、別途設けられた有線リンクを用いて行う構成としてもよい。
【００６７】
リソース使用状況監視部３０９は、自セルの上り及び下りのトラフィック状況を監視し、自セルのリソースの使用状況を検出して、リソース追加要求信号生成部３１９に出力する。
【００６８】
リソース割当て制御部３０８は、供給された情報等に基づいて、制御信号及び各移動端末装置に割当てるリソースを決定する。
【００６９】
制御信号生成部３１２は、供給された情報に基づいて制御信号を生成して、多重部３１４に出力する。送信信号生成部３１３は、送信するデータ（ビット系列）に対して誤り訂正符号化、シンボルマッピングを適用し、送信シンボルを生成する。多重部３１４は、リソース割当情報に基づいて、送信信号生成部３１３からの送信シンボル（ユーザトラフィック）と制御信号生成部３１２からの制御信号を多重し、変調部３１５に出力する。変調部３１５は、多重部３１４から供給された送信シンボルを変調して、ＲＦ信号生成部３１６に出力する。ＲＦ信号生成部３１６は、ＲＦ信号を生成した後、アンテナを介して大セル基地局のセル配下の移動端末装置や小セル基地局に送信する。なお、ＲＦ信号生成部３１６とアンテナにより送信部が構成される。
【００７０】
＜移動端末装置＞
図６に移動端末装置の一構成例を示す。
【００７１】
移動端末装置において、受信した信号はベースバンド信号生成部４０１を介して復調部４０２で復調された後、分離部４０３に供給される。ベースバンド信号生成部４０１は、アンテナを介して受信した無線周波数信号をベースバンド信号に変換する。分離部４０３は、復調部４０２から出力された信号を各種制御信号とデータ信号に分離して、データ信号をデータ信号検出部４０４に出力し、各種制御信号を共用リソースチャネル情報取得部４１７、専用リソースチャネル情報取得部４１８及び制御信号検出部４０７に出力する。
【００７２】
データ信号検出部４０４は、分離部４０３から供給された信号をベースバンド信号（Ｉ、Ｑ信号）に対して、ビット検出、誤り訂正復号、誤り検出を行い、検出結果を制御信号生成部４１２に出力する。
【００７３】
共用リソースチャネル情報取得部４１７は、共用リソースのチャネル情報を取得し、専用・共用リソースチャネル情報信号生成部４１９に出力する。専用リソースチャネル情報取得部４１８は、帰属先基地局の専用リソースのチャネル情報を取得し、専用・共用リソースチャネル情報信号生成部４１９に出力する。専用・共用リソースチャネル情報信号生成部４１９は、供給された情報に基づいて、専用・共用リソースチャネル情報信号を生成し、制御信号生成部４１２に出力する。
【００７４】
リソース要求信号生成部４２０は、リソース要求信号を生成して制御信号生成部４１２に出力する。
【００７５】
制御信号検出部４０７は、分離部４０３から供給された信号から制御信号を検出し、分離部４０３、送信信号生成部４１３及び多重部４１４に出力する。
【００７６】
制御信号生成部４１２は、供給された情報に基づいて制御信号を生成して、多重部４１４に出力する。送信信号生成部４１３は、送信するデータ（ビット系列）に対して誤り訂正符号化、シンボルマッピングを適用し、送信シンボルを生成する。多重部４１４は、リソース割当情報に基づいて、送信信号生成部４１３からの送信シンボル（ユーザトラフィック）と制御信号生成部４１２からの制御信号を多重し、変調部４１５に出力する。変調部４１５は、多重部４１４から供給された送信シンボルを変調して、ＲＦ信号生成部４１６に出力する。ＲＦ信号生成部４１６は、ＲＦ信号を生成した後、アンテナを介して大セル基地局のセル配下の移動端末装置や小セル基地局に送信する。なお、ＲＦ信号生成部４１６とアンテナにより送信部が構成される。
【００７７】
本実施の形態で示した周波数共用無線通信システムは、ＯＦＤＭＡ、ＣＤＭ、ＴＤＭを用いるシステムについて適用することができる。ＯＦＤＭを用いる場合、上記変調部及び復調部は、それぞれ図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように構成される。
【００７８】
図７（Ａ）において、ベースバンド信号生成部から供給された受信信号は、直並列変換器（Ｓ／Ｐ部５１１）にてパラレル・データに変換された後、ＦＦＴ部５１２でＦＦＴ処理が行われる。ＦＦＴ処理された信号は、チャネル等化部５１３で伝送路において加えられた振幅変動、位相変動の補正（チャネル等化）が行なわれる。
【００７９】
図７（Ｂ）において、多重部から供給された送信シンボルは、サブキャリアマッピング部５１５に入力される。サブキャリアマッピング部５１５により、適切なサブキャリアに対してマッピングされた送信シンボル（周波数領域）は、ＩＦＦＴ部５１６でＩＦＦＴ処理される。その後、並直列変換器（Ｐ／Ｓ部５１７）によりシリアルデータに変換した後、ＧＩ付加部５１８においてＩＦＦＴ出力信号の一部がガードインターバルとして付加される。
【００８０】
本実施の形態において、大セル基地局専用割当てリソースと、小セル基地局専用割当てリソースと、共用割当てリソースは、周波数方向に分割（周波数分割多重）を行うこと（例えば、ＯＦＤＭ適用時には、サブキャリア群として割当て）も可能であるが、時間方向に分割（時間多重）することが好ましい。これは、受信機における非線形素子の飽和を考慮した場合、周波数分割された異なる帯域（ＯＦＤＭ適用時には、異なるサブキャリア群）を利用した場合であっても、サブキャリア間で干渉が生じる可能性があるためである。
【００８１】
また、本実施の形態で示す方法において、大セル基地局に帰属する小セル基地局の数が非常に多くなった場合には、大セル基地局に対してリソース追加要求情報が非常に多く送信される可能性がある。また、大セル基地局でトラフィック量が多い場合と少ない場合において、小セル基地局がリソース追加要求情報を送信するか否かの判断の基準を変更することが好ましい。
【００８２】
したがって、小セル基地局は、所定のルールに従ってリソース追加要求情報を送信する構成とすることが好ましい。例えば、大セル基地局が、自セルのトラフィック状況に関してＸ段階で通知を行い、各小セル基地局が、大セル基地局でのトラフィック状況と自セル基地局でのトラフィック状況と現在のリソース割り当て状況に応じて、予めリソース追加要求情報の送信を行うか否かを決定するルールを決定する。そして、各小セル基地局は、所定のルールに基づいてリソース追加要求の送信の可否を決定する構成とすることができる。なお、上記ルールは、大セル基地局において決定して小セル基地局に対して報知し、小セル基地局が報知されたルールに従う構成としてもよい。
【００８３】
これにより、大セル基地局に帰属する小セル基地局の数が非常に多くなった場合であっても、大セル基地局に対して小セル基地局から送信されるリソース追加要求情報を低減することができる。
【００８４】
（実施の形態２）
上記実施の形態では、小セル基地局が複数の大セル基地局から信号を受信する際に、帰属する大セル基地局の選択方法に関して説明する。また、複数の大セル基地局に帰属する場合のリソースの割当てに関して説明する。
【００８５】
各小セル基地局は複数の大セル基地局から信号を受信する場合に、帰属セルとして一つの大セル基地局を選択した場合に、無線リソースの割当ての際に干渉問題が生じる可能性が考えられる。
【００８６】
例えば、大セル基地局１１１ａのセルエッジ付近に位置する小セル基地局１２１ｂが、２つの大セル基地局１１１ａ、１１１ｂからの信号を受信する場合（図３参照）、大セル基地局１１１ａのみを帰属セルとすると、大セル基地局１１１ａにより許可されたリソースを使用してリソースの割当てを行うこととなる。
【００８７】
一方で、他方の大セル基地局１１１ｂが、大セル基地局１１１ｂの専用割当てリソースに設定した領域と、小セル基地局１２１ｂが共用割当てリソースに設定した領域が重なる場合には、小セル基地局１２１ｂの付近に存在し、重なるリソースを利用して大セル基地局１２１ｂから信号を受信する移動端末装置１１２ｂは、小セル基地局１２１ｂから干渉を受ける（図１０参照）。また、この場合、大セル基地局１２１ｂは、干渉を受ける移動端末装置１１２ｂの通信品質を担保する手段が存在しなくなる。
【００８８】
そこで、小セル基地局１２１ｂは、信号を受信する全ての大セル基地局からのリソース割当情報を受信し、受信したリソース割当て情報に基づいて使用するリソースを制御することが好ましい。
【００８９】
例えば、全ての大セル基地局により小セル基地局専用割当てリソースとして設定された領域を小セル基地局専用割当リソースとして選択的に使用する。また、これに加えて、全ての大セル基地局により共用割当てリソースとして設定された領域も小セル基地局が使用する構成としてもよい（図１１参照）。
【００９０】
この場合、各小セル基地局が、大セル基地局に対してリソース追加要求を行う際には、帰属先の全ての大セル基地局に対して、リソース追加要求を行う構成とすることができる。また、小セル基地局専用割当てリソース情報が所定の数以上の大セル基地局数から通知される場合は、既定のＸ個の情報のみ考慮する構成としてもよい。この場合、各小セル基地局は、大セル基地局からの受信信号の強さに応じてＸ個の大セル基地局を選択することができる。
【００９１】
また、複数の大セル基地局は、各割当てリソースに対して時間多重を行う場合に、大セル基地局専用割当てリソース（Macro only）、共用割当てリソース（Shared）、小セル基地局専用割当てリソース（Femto only）をそれぞれ任意の場所に配置することが可能である。
【００９２】
そのため、小セル基地局が、全ての大セル基地局から小セル基地局専用割当てリソース（又は共用割当てリソース）として設定された領域のみを割当てリソースとして使用する場合、各大セル基地局が任意の方法で専用割当てリソース、共用割当てリソースを決定すると、小セル基地局がいずれのリソースも共用割当てリソースとして使用できなくなる可能性がある（図９参照）。
【００９３】
そこで、図１０に示すように、大セル基地局専用割当てリソース、共用割当てリソース及び小セル基地局専用割当てリソースを配置する順番をあらかじめ設定することが好ましい。例えば、時間方向において、所定のシンボルを基準として以下のように割当てることができる。なお、１シンボル〜最終シンボルまでは所定の時間範囲として設定することができる。
【００９４】
１シンボル目〜Ｘ１シンボル目：大セル基地局専用割当てリソース
Ｘ１＋１シンボル目〜Ｘ２シンボル目：共用割当てリソース
Ｘ２＋１シンボル目〜最終シンボル：小セル基地局専用割当てリソース
【００９５】
このように、大セル基地局専用割当てリソース、共用割当てリソース及び小セル基地局専用割当てリソースを配置する順番をあらかじめ設定することにより、小セル基地局が使用できるリソースを確保すると共に、干渉を効果的に抑制することが可能となる。
【００９６】
また、小セル基地局から送信する重要な制御信号は、小セル基地局専用割当てリソースに設定されたチャネルで送信することが好ましい。一方で、このように制御情報を送信すると、制御信号に、リソース割当て情報が含まれることになる。この場合、所定フレームの信号の検出を、制御情報を検出するまでストックしておき、制御信号を復調後に所定フレーム内のデータ信号を検出する必要がある。
【００９７】
そこで、図１３に示すように、Ｘフレームで送信される小セル基地局からの制御情報は、Ｘ＋１フレームで送信されるフレームに関する割当て情報を含むようにすることが好ましい。また、この場合、リソース追加要求の報告タイミングは、既定のＸフレームとしてもよい。
【００９８】
また、専用・共用割当てリソースに関する割当てリソースの変更は、上記に示すように、自セルに存在する小セル基地局のみではなく、隣接セルに存在する小セル基地局に対しても影響を与えるため事前に通知することが好ましい。また、割当てリソースの更新周期を、Ｘフレーム（Ｘ＞１）として全ての大セル基地局で統一することが好ましい。
【００９９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、小セル基地局から大セル基地局へ通知するリソース追加要求情報について説明する。上述したようにリソース追加要求情報は、小セル基地局においてリソース使用状況及びトラフィック状況を用いて生成し、大セル基地局に対して通知される。なお、小セル基地局から大セル基地局へのリソース追加要求情報の通知は、有線チャネル又は無線チャネルを介して行うことができるが、無線チャネルを介して通知することが好ましい。
【０１００】
有線チャネルを介してリソース追加要求情報を通知する場合、大セル基地局に帰属する全ての小セル基地局からの情報が有線ネットワークで伝送されるため、ネットワークの負荷が大きくなる可能性がある。これに対して、無線チャネルを介してリソース追加要求情報を送信することで、一部の無線リソースが占有されることになるが、各大セル基地局に帰属する小セル基地局の情報を局所的に扱うことができるため、効率的な制御が可能になると考えられるためである。
【０１０１】
また、無線チャネルを介してリソース追加要求情報を通知する場合には、トラフィック状況やリソース使用状況の情報自体を小セル基地局から詳細に通知するのでなく、小セル基地局で情報を集約して信号を生成して大セル基地局に通知する構成としてもよい。
【０１０２】
例えば、リソース追加要求情報として、追加リソース割当ての要求レベルと要求リソース量を含めて通知する構成（例えば、要求レベル：Ｘレベル、リソース量：Ｙレベル）とすることができる。ここで、要求レベルは専用割当てリソース又は共有割当てリソースの追加割当てに対する要求の強さ（例えば、大／中／小／無）をいい、要求リソース量は専用割当てリソース又は共有割当てリソースの追加割り当て量（例えば、５／１０／１５／２０ ＯＦＤＭシンボル）をいう。また、要求リソース量或いは要求リソースレベルのみを通知させる構成としてもよい。なお、小セル基地局から大セル基地局に対して、リソース追加要求がない場合には、リソース追加要求情報を送信しない構成としてもよい。
【０１０３】
さらに、無線チャネルを介してリソース追加要求情報を通知する場合に、小セル基地局で集約した情報ごとに信号バターンを割り当て、全ての小セル基地局に対して共通のリソースを用意して通知させることで効率的な通知を実現できる。
【０１０４】
一例として、大セル基地局専用割当てリソースと共用割当てリソースのみついて考え、要求リソース量が大又は小のいずれかの信号に集約されて、リソース追加要求情報が大セル基地局に通知される場合を考える。
【０１０５】
要求リソース量の大／小２種類の信号に対応するＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を、例えば、
要求リソース量が小の場合：１＋１ｉ、１＋１ｉ、１＋１ｉ、１＋１ｉ
要求リソース量が大の場合：１＋１ｉ、−１−１ｉ、１＋１ｉ、−１−１ｉ
とする。
【０１０６】
そして、これらの信号を小セル基地局毎ではなく、共通に用意されたリソースで各小セル基地局が送信を行うようにする。大セル基地局は、このリソースで要求信号が送信されているのか否かを監視し、検出された結果に基づき、共用割当てリソースと大セル基地局専用割当てリソースの割当を制御するようにすればよい。
【０１０７】
また、大セル基地局が要求先の小セル基地局の数を判別するため、小セル基地局が大セル基地局での受信電力が既定の値となるように設定された送信電力でリソース追加要求情報を送信し、大セル基地局は、該信号の受信電力により要求先の小セル基地局数を推測し、これに基づいてリソース割当てを実行してもよい。この際、大セル基地局は、複数のアンテナを利用して信号を検出することで、高い精度で信号の検出を行うことが可能となる。
【０１０８】
また、大セル基地局が、要求元の小セル基地局の数をより正確に判別する方法として、要求リソース量が小の場合の信号系列と要求リソース量が大の場合の信号系列をそれぞれ複数用意し、各小セル基地局がランダムに選択して送信するようにしてもよい。
【０１０９】
また、この際に使用する無線リンクは、大セル基地局−大セル基地局の配下の移動端末装置が通信を行うチャネルであってもよいし、他の専用の無線回線を使用してもよい。また、大セル基地局−大セル基地局配下の移動端末装置が通信を行うチャネルを使用する場合は、大セル基地局専用の無線リソースを使用することが好ましい。
【０１１０】
（実施の形態４）
本実施の形態では、大セル基地局の通信エリア外に設けられた小セル基地局の通信方法について説明する。
【０１１１】
大セル基地局による通信エリア外に設置された小セル基地局については、大セル基地局から送信された信号の受信やネットワークに同期することが困難であり、上記実施の形態で示した動作を行うことが困難となる。
【０１１２】
そのため、大セル基地局及び大セル基地局配下の移動端末装置に対する干渉をより厳しく制限する観点から、小セル基地局に対して通信を許可しない構成としてもよい。
【０１１３】
一方で、大セル基地局のエリア外に設けられた小セル基地局は、大セル基地局や大セル基地局配下の移動端末装置からの伝搬損失が十分に大きく、これらの端末に対して干渉を与えない可能性もある。この場合には、小セル基地局に対して全ての無線リソースを使用して通信を行うことを許可するようにしてもよい。
【０１１４】
小セル基地局に対して通信を許可する場合、上記の大セル基地局へのリソース要求及び大セル基地局のリソース割当てに基づく通信方法を適用することは同期が取れていないことから困難である。
【０１１５】
そのため、小セル基地局が上り信号について所定の周期でセンシングを行い、大セル基地局配下の移動端末装置からの信号が確認できない一定期間にわたり、小セル基地局における通信を許可する構成としてもよい。また、小セル基地局において、送信電力を通常許容される最大値から既定レベル小さい電力を最大とするようにしてもよい。
【０１１６】
また、ＧＰＳ情報やマニュアルで設定された位置情報を有線ネットワーク等で、移動通信ネットワーク側に通知し、許可された場合に限り小セル基地局に対して通信を許可する構成としてもよい。
【０１１７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、処理部や処理手順については適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。
【０１１８】
（実施の形態５）
本実施の形態では、大セル基地局に対する小セル基地局の帰属方法について詳述する。上記実施の形態では、全ての大セル基地局が小セル基地局と使用周波数帯域を共用するための機能（以下、周波数共用機能という）を有するものとして説明を行った。本実施の形態では、一部の大セル基地局だけが周波数共用機能を有する場合について説明する。
【０１１９】
図１４を参照し、一部の大セル基地局だけが周波数共用機能を有する場合の小セル基地局の帰属方法の一例を説明する。図１４では、図３の大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有するが、大セル基地局１１１ｂは、周波数共用機能を有しないものとする。また、図１４では、図３の大セル基地局１１１ａ、１１１ｂのセルエッジ付近に、新たに小セル基地局１２１ｂが導入されるものとする。
【０１２０】
大セル基地局１１１ａ、１１１ｂは、それぞれ、小セル基地局１２１ｂが大セル基地局１１１ａを検出するための報知信号を送信する（ｓｔｅｐ２１、ｓｔｅｐ２２）。ここで、大セル基地局１１１ａは周波数共用機能を有するので、大セル基地局１１１ａからの報知信号には、周波数共用機能を有することを示す情報（以下、共用情報という）が含まれる。一方、大セル基地局１１１ｂは周波数共用機能を有しないので、大セル基地局１１１ｂからの報知信号には、上記共用情報は含まれない。なお、当該報知信号としては、例えば、パイロット信号が用いられる。
【０１２１】
小セル基地局１２１ｂは、大セル基地局１１１ａ、１１１ｂからの報知信号を受信し、受信した報知信号に基づいて、帰属する大セル基地局を決定する（ｓｔｅｐ２３）。具体的には、小セル基地局１２１ｂは、受信した報知信号に上記共用情報が含まれるか否かに基づいて、当該報知信号を送信した大セル基地局に帰属するか否かを決定する。ここで、大セル基地局１１１ａからの報知信号には共用情報が含まれるので、小セル基地局１２１ｂは、当該大セル基地局１１１ａに帰属することを決定する。一方、大セル基地局１１１ｂからの報知信号には共用情報が含まれないので、小セル基地局１２１ｂは、大セル基地局１１１ｂに帰属しないと決定する。
【０１２２】
小セル基地局１２１ｂは、ｓｔｅｐ２３で決定された大セル基地局１１１ａに対して在圏登録信号を送信する（ｓｔｅｐ２４）。かかる在圏登録信号により、小セル基地局１２１ｂは、大セル基地局１１１ａに帰属することを通知する。ここで、在圏登録信号とは、大セル基地局配下で通信可能とするための登録処理を要求するものである。
【０１２３】
大セル基地局１１１ａに帰属した小セル基地局１２１ｂは、実施の形態１〜４で説明したように、大セル基地局１１１ａと使用周波数帯域を共用する（例えば、図１２のｓｔｅｐ１２〜ｓｔｅｐ１８参照）。
【０１２４】
以上のように、図１４では、周波数共用機能を有する大セル基地局１１１ａは、上記共用情報を含む報知信号を送信する。このため、一部の大セル基地局１１１ａだけが周波数共用機能を有する場合にも、新たに導入された小セル基地局１２１ｂは、当該大セル基地局１１１ａに適切に帰属することができる。
【０１２５】
次に、図１５を参照し、一部の大セル基地局だけが周波数共用機能を有する場合の小セル基地局の帰属方法の他の例を説明する。図１５では、図３の大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有するが、大セル基地局１１１ｂは、周波数共用機能を有しないものとする。また、図１５では、図３の大セル基地局１１１ａ、１１１ｂのセルエッジ付近に、新たに小セル基地局１２１ｂが導入されるものとする。
【０１２６】
大セル基地局１１１ａ、１１１ｂは、それぞれ、小セル基地局１２１ｂが大セル基地局１１１ａ、１１１ｂを検出するための報知信号を送信する（ｓｔｅｐ３１、ｓｔｅｐ３３）。なお、図１５では、図１４と異なり、大セル基地局１１１ａからの報知信号に上記共用情報は含まれない。
【０１２７】
小セル基地局１２１ｂは、大セル基地局１１１ａ、１１１ｂからの報知信号を受信すると、大セル基地局１１１ａ、１１１ｂに対して、在圏登録信号を送信する（ｓｔｅｐ３２、ｓｔｅｐ３４）。ここで、図１５に示す在圏登録信号には、小セル基地局１２１ｂの端末能力情報が含まれる。当該端末能力情報は、大セル基地局と周波数共用を行う小セル基地局であることを識別可能に設定される。具体的には、小セル基地局１２１ｂの端末能力情報と、大セル基地局１１１ａに直接接続する移動体端末装置１１２ａの端末能力情報とを区別できるように、端末能力情報のパラメータが設定されてもよい。かかるパラメータとしては、例えば、ＵＥ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙとして、大セル基地局と周波数共用を行う小セル基地局であることを識別する識別子が端末能力情報に新たに追加されてもよい。
【０１２８】
大セル基地局１１１ａ、１１１ｂは、それぞれ、受信した在圏登録信号に含まれる端末能力情報に基づいて、小セル基地局１２１ｂからの在圏登録信号であるか、又は、自局に直接接続する移動体端末装置からの在圏登録信号であるかを判定する（ｓｔｅｐ３５、ｓｔｅｐ３７）。
【０１２９】
小セル基地局１２１ｂからの在圏登録信号であると判定された場合、大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有しているので、当該小セル基地局１２１ｂの在圏登録を行う（ｓｔｅｐ３６）。一方、大セル基地局１１１ｂは、周波数共用機能を有しないので、その旨を小セル基地局１２１ｂに通知する（ｓｔｅｐ３８）。
【０１３０】
大セル基地局１１１ａに在圏登録された（帰属した）小セル基地局１２１ｂは、実施の形態１〜４で説明したように、大セル基地局１１１ａと使用周波数帯域を共用する（例えば、図１２のｓｔｅｐ１２〜ｓｔｅｐ１８参照）。
【０１３１】
以上のように、図１５では、大セル基地局１１１ａ、１１１ｂは、在圏登録信号に含まれる端末能力情報に基づいて、当該在圏登録信号の送信元が小セル基地局であるか移動体端末装置であるかを判別する。また、在圏登録信号の送信元が小セル基地局である場合、周波数共用機能を有する大セル基地局１１１ａは、当該小セル基地局１２１ｂの在圏登録を行うが、周波数共用機能を有しない大セル基地局１１１ｂは、当該小セル基地局１２１ｂの在圏登録を行わない。したがって、一部の大セル基地局１１１ａだけが周波数共用機能を有する場合にも、新たに導入された小セル基地局１２１ｂは、当該大セル基地局１１１ａに適切に帰属することができる。
【０１３２】
なお、実施の形態５（図１４、１５）で示したように、小セル基地局１２１ｂが、周波数共用機能を有する大セル基地局１１１ａからの報知信号と周波数共用機能を有しない大セル基地局１１１ｂからの報知信号を受信する場合、小セル基地局１２１ｂは、周波数共用機能を有する大セル基地局１１１ａとの周波数共用機能を用いた通信を禁止してもよい。これは、小セル基地局１２１ｂが大セル基地局１１１ａと使用周波数帯域を共用することで、他の大セル基地局１１１ｂに在圏する移動体端末装置に対する通信を阻害しないためである。
【０１３３】
例えば、小セル基地局１２１ｂは、周波数共用機能を有する大セル基地局１１１ａからの報知信号の受信レベルが、周波数共用機能を有しない大セル基地局１１１ｂからの報知信号の受信レベルよりも小さい場合、或いは周波数共用機能を有しない大セル基地局１１１ｂからの報知信号の受信レベルに所定のレベル（０或いは正の値）を加算した値よりも小さい場合、大セル基地局１１１ａとの周波数共用機能を用いた通信を禁止してもよい。或いは、小セル基地局１２１ｂは、周波数共用機能を有しない大セル基地局１１１ｂからの報知信号の受信レベルが所定の閾値よりも大きい場合、大セル基地局１１１ａとの周波数共用機能を用いた通信を禁止してもよい。
【０１３４】
なお、小セル基地局１２１ｂは、大セル基地局１１１ａとの周波数共用機能を用いた通信を禁止するために、大セル基地局１１１ａに対する在圏登録信号の送信（例えば、図１４のｓｔｅｐ２４及び図１５のｓｔｅｐ３２）を中止してもよい。また、小セル基地局１２１ｂは、在圏登録信号により大セル基地局１１１ａに帰属した後で、当該大セル基地局１１１ａへの帰属を中止する処理を行ってもよい。さらに、この送信禁止は、小セル基地局１２１ｂにおいて判断されるようにしてもよい。
【０１３５】
（実施の形態６）
本実施の形態では、大セル基地局配下の移動体端末装置に対するリソース割当て方法について詳述する。上記実施の形態では、大セル基地局配下の全ての移動体端末装置が周波数共用機能を有する場合のリソース割当て方法について説明した。本実施の形態では、大セル基地局配下の一部の移動体端末装置だけが周波数共用機能を有する場合のリソース割当て方法について説明する。
【０１３６】
図１６を参照し、大セル基地局配下の一部の移動体端末装置だけが周波数共用機能を有する場合のリソース割当て方法について説明する。図１６では、図３の大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有するものとする。また、大セル基地局１１１ａ配下の移動体端末装置１１２ａは周波数共用機能を有するが、同じく大セル基地局１１１ｂ配下の移動体端末装置１１３ａ（図３では、不図示）は周波数共用機能を有しないものとする。
【０１３７】
また、移動体端末装置１１２ａの端末能力情報は、周波数共用機能を有することを識別可能に設定されている。具体的には、移動体端末装置１１２ａの端末能力情報は、周波数共用機能を有しない移動体端末装置１１３ａと区別できるように、パラメータが設定されてもよい。かかるパラメータとしては、例えば、ＵＥ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙとして、周波数共用機能を有する移動体端末装置であることを識別する識別子が端末能力情報に新たに追加されてもよい。
【０１３８】
移動体端末装置１１２ａ、１１３ａは、それぞれ、在圏登録を行っている大セル基地局１１１ａに対して、自装置の端末能力情報を通知する（ｓｔｅｐ４１、ｓｔｅｐ４４）。上述のように、移動体端末装置１１２ａは周波数共用機能を有するので、移動体端末装置１１２ａからの端末能力情報は周波数共用機能を有することを識別可能に設定されている。また、移動体端末装置１１３ａは周波数共用機能を有しないので、移動体端末装置１１３ａからの端末能力情報は周波数共用機能を有しないことを識別可能に設定されている。
【０１３９】
大セル基地局１１１ａは、移動体端末装置１１２ａ、１１３ａからの端末能力情報に基づいて、大セル基地局専用割当てリソースと、小セル基地局との共用割当てリソースのいずれを割当てるかを決定する（ｓｔｅｐ４２、ｓｔｅｐ４５）。具体的には、大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有する移動体端末装置１１２ａに対して共用割当てリソースを割当て、周波数共用機能を有しない移動体端末装置１１３ａに対して大セル基地局専用割当てリソースを割当てる。
【０１４０】
大セル基地局１１１ａは、割当てたリソースを移動体端末装置１１２ａ、１１３ａにそれぞれ通知する（ｓｔｅｐ４３、ｓｔｅｐ４６）。具体的には、大セル基地局１１１ａは、移動体端末装置１１２ａに対して共用割り当てリソースを通知し、移動体端末装置１１３ａに対して大セル基地局専用割り当てリソースを通知する。
【０１４１】
以上のように、図１６では、大セル基地局１１１ａは、配下の移動体端末装置１１２ａ、１１３ａから通知された端末能力情報に基づいて、当該移動体端末装置１１２ａ、１１３ａが周波数共用機能を有するか否かを判定する。また、大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有する移動体端末装置１１２ａに対しては共用割当てリソースを割当て、周波数共用機能を有しない移動体端末装置１１３ａに対しては大セル基地局専用リソースを割当てる。したがって、大セル基地局１１１ａ配下の一部の移動体端末装置１１２ａだけが周波数共用機能を有する場合にも、大セル基地局１１１ａは、適切にリソースを割当てることができる。また、大セル基地局１１１ａは、周波数共用機能を有しない移動体端末装置１１３ａに対して有害な干渉を与えることなく、移動体端末装置１１２ａとの周波数共用を行なうことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明は、通信エリアが少なくとも一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯を共用する無線通信方法及び基地局に適用可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１１０ 大セル無線システム
１１１ａ、１１１ｂ 大セル基地局
１１２ａ、１１２ｂ 移動端末装置
１２０ 小セル無線システム
１２１ａ、１２１ｂ 小セル基地局
１２２ａ、１２２ｂ 移動端末装置
２０１ ベースバンド信号生成部
２０２ 復調部
２０３ 分離部
２０４ データ信号検出部
２０５ リソース追加要求信号検出部
２０７ 制御信号検出部
２０８ 制御部
２０９ リソース使用状況監視部
２１０ 専用・共用割当てリソース決定部
２１１ 専用・共用リソース割当て情報信号生成部
２１２ 制御信号生成部
２１３ 送信信号生成部
２１４ 多重部
２１５ 変調部
２１６ ＲＦ信号生成部
２２１ 上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部
２２２ 下りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部
３０１ ベースバンド信号生成部
３０２ 復調部
３０３ 分離部
３０４ データ信号検出部
３０７ 制御信号検出部
３０８ リソース割当て制御部
３０９ リソース使用状況監視部
３１２ 制御信号生成部
３１３ 送信信号生成部
３１４ 多重部
３１５ 変調部
３１６ ＲＦ信号生成部
３１７ 専用・共用割当てリソース情報検出部
３１８ 帰属基地局決定部
３１９ リソース追加要求信号生成部
３２１ 上りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部
３２２ 下りリンク専用・共用リソースチャネル情報取得部
４０１ ベースバンド信号生成部
４０２ 復調部
４０３ 分離部
４０４ データ信号検出部
４０７ 制御信号検出部
４１２ 制御信号生成部
４１３ 送信信号生成部
４１４ 多重部
４１５ 変調部
４１６ ＲＦ信号生成部
４１７ 共用リソースチャネル情報取得部
４１８ 専用リソースチャネル情報取得部
４１９ 専用・共用リソースチャネル情報信号生成部
４２０ リソース要求信号生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルサイズが相対的に大きい大セル基地局を有する大セルシステムと、セルサイズが相対的に小さい小セル基地局を有する小セルシステムとの間で使用周波数帯域を共用する無線通信方法であって、
前記大セル基地局は、自セル配下で通信を行う移動端末装置から通知される情報及び前記大セル基地局に帰属する小セル基地局から通知される情報に基づいて、大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースを動的に設定し、自セルに帰属する小セル基地局に対して前記大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースに関する情報を報知し、
前記小セル基地局は、少なくとも一つの大セル基地局に帰属し、帰属する大セル基地局から報知される前記大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースに関する情報に基づいて、自セルにおける割当てリソースを決定することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
前記自セル配下で通信を行う移動端末装置から通知される情報がチャネル品質に関する情報であり、前記大セル基地局に帰属する小セル基地局から通知される情報がリソース追加要求情報であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
前記大セル基地局は、前記大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースに加えて、小セル基地局専用割当てリソースを動的に設定すると共に、前記小セル基地局専用割当てリソースに関する情報を前記小セル基地局に報知することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項４】
前記小セル基地局は、複数の大セル基地局から信号を受信する場合に、最も受信電力の高い大セル基地局に帰属することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項５】
前記小セル基地局は、信号を受信する複数の大セル基地局に帰属する場合に、前記複数の大セル基地局に対してそれぞれ前記リソース追加要求情報を個別に通知し、前記複数の大セル基地局からそれぞれ報知されるリソースの割当て情報に基づいて、前記複数の大セル基地局全てから前記小セル基地局専用割当てリソースに設定された領域と、前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースに設定された領域とを使用して、前記小セル基地局配下で通信を行う移動端末装置にリソースの割当てを行うことを特徴とする請求項３に記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記小セル基地局が帰属する大セル基地局の数を所定の数以下に制限することを特徴とする請求項５に記載の無線通信方法。
【請求項７】
前記大セル基地局専用割当てリソース、前記小セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースを時間方向に分割して配置することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の無線通信方法。
【請求項８】
前記複数の大セル基地局の各々が、前記大セル基地局専用割当てリソース、前記小セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースを、所定の時間領域に選択的に配置することを特徴とする請求項７に記載の無線通信方法。
【請求項９】
前記小セル基地局は、前記大セル基地局からの報知信号に基づいて検出された大セル基地局に対して、在圏登録信号を送信し、
前記大セル基地局は、前記小セル基地局からの在圏登録信号に応じて、該小セル基地局を自局に帰属させることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項１０】
前記小セル基地局は、前記大セル基地局からの報知信号に前記小セル基地局と使用周波数帯域を共用する機能を有することを示す情報が含まれる場合、該大セル基地局に対して、前記在圏登録信号を送信することを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
【請求項１１】
前記大セル基地局は、在圏登録信号に含まれる端末能力情報に基づいて該在圏登録信号が小セル基地局から送信されたと判定した場合で、かつ、自局が前記小セル基地局と使用周波数帯域を共用する機能を有する場合、該小セル基地局を自局に帰属させることを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
【請求項１２】
前記小セル基地局は、使用周波数帯域において周波数共用機能を有しない大セル基地局からの受信信号レベルが所定の閾値よりも大きいレベルで受信された場合、前記使用周波数帯域を共用する大セル基地局に対する前記在圏登録信号の送信を中止することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の無線通信方法。
【請求項１３】
前記小セル基地局は、使用周波数帯域を共用する大セル基地局からの受信信号レベルが使用周波数帯域を使用し周波数共用機能を有しない大セル基地局からの受信信号レベルに所定のレベル（０或いは正の値）を加算したレベルよりも小さい場合、前記使用周波数帯域を共用する大セル基地局に対する前記在圏登録信号の送信を中止することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の無線通信方法。
【請求項１４】
前記大セル基地局は、自局配下で通信を行う移動体端末装置から通知される端末能力情報に基づいて、該移動体端末装置にリソースを割当てることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項１５】
前記大セル基地局は、前記端末能力情報に基づいて前記移動体端末装置が使用周波数帯域を共用する機能を有すると判定された場合、該移動体端末装置に対して、前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースを優先的に割当てることを特徴とする請求項１４に記載の無線通信方法。
【請求項１６】
前記大セル基地局は、前記端末能力情報に基づいて該移動体端末装置が使用周波数帯域を共用する機能を有しないと判定された場合、該移動体端末装置に対して、前記大セル基地局／前記小セル基地局専用割当てリソースを割当てることを特徴とする請求項１４に記載の無線通信方法。
【請求項１７】
自セルよりセルサイズが相対的に小さい小セル基地局を帰属し、自セル専用割当てリソース及び前記小セル基地局との共用割当てリソースを動的に制御する無線基地局であって、
自セルの配下で通信を行う移動端末装置からリソースチャネル情報を検出するリソースチャネル情報取得部と、
自セルのリソースの使用状況を検出するリソース使用状況監視部と、
前記小セル基地局から通知されるリソース追加要求情報を検出するリソース追加要求情報信号検出部と、
前記リソースチャネル情報、リソース追加要求情報及び前記リソースの使用状況に基づいて、前記自セル専用割当てリソースと、前記小セル基地局との共用割当てリソースを動的に設定する専用・共用割当てリソース決定部と、
前記専用・共用割当てリソース決定部で決定されたリソース割当て情報を前記小セル基地局に対して報知する送信部と、を有することを特徴とする無線基地局。
【請求項１８】
自セルよりセルサイズが相対的に大きい大セル基地局に帰属する無線基地局であって、
自セルが帰属する大セル基地局を決定する帰属基地局決定部と、
自セルの配下で通信を行う移動端末装置からリソースチャネル情報を検出するリソースチャネル情報取得部と、
自セルのリソース使用状況及びトラフィック状況に基づいて、前記大セル基地局に対して通知するリソース追加要求情報を生成するリソース追加要求信号生成部と、
前記大セル基地局から通知される大セル基地局専用割当てリソースと、自セルと前記大セル基地局との共用割当てリソースに関する情報を検出する専用・共用割当てリソース情報検出部と、
前記専用・共用割当てリソース情報検出部で検出された情報に基づいて、自セル配下で通信を行う移動端末装置にそれぞれ割当てるリソースを決定するリソース割当て制御部と、を有することを特徴とする無線基地局。
【請求項１】
セルサイズが相対的に大きい大セル基地局を有する大セルシステムと、セルサイズが相対的に小さい小セル基地局を有する小セルシステムとの間で使用周波数帯域を共用する無線通信方法であって、
前記大セル基地局は、自セル配下で通信を行う移動端末装置から通知される情報及び前記大セル基地局に帰属する小セル基地局から通知される情報に基づいて、大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースを動的に設定し、自セルに帰属する小セル基地局に対して前記大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースに関する情報を報知し、
前記小セル基地局は、少なくとも一つの大セル基地局に帰属し、帰属する大セル基地局から報知される前記大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースに関する情報に基づいて、自セルにおける割当てリソースを決定することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
前記自セル配下で通信を行う移動端末装置から通知される情報がチャネル品質に関する情報であり、前記大セル基地局に帰属する小セル基地局から通知される情報がリソース追加要求情報であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
前記大セル基地局は、前記大セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースに加えて、小セル基地局専用割当てリソースを動的に設定すると共に、前記小セル基地局専用割当てリソースに関する情報を前記小セル基地局に報知することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項４】
前記小セル基地局は、複数の大セル基地局から信号を受信する場合に、最も受信電力の高い大セル基地局に帰属することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項５】
前記小セル基地局は、信号を受信する複数の大セル基地局に帰属する場合に、前記複数の大セル基地局に対してそれぞれ前記リソース追加要求情報を個別に通知し、前記複数の大セル基地局からそれぞれ報知されるリソースの割当て情報に基づいて、前記複数の大セル基地局全てから前記小セル基地局専用割当てリソースに設定された領域と、前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースに設定された領域とを使用して、前記小セル基地局配下で通信を行う移動端末装置にリソースの割当てを行うことを特徴とする請求項３に記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記小セル基地局が帰属する大セル基地局の数を所定の数以下に制限することを特徴とする請求項５に記載の無線通信方法。
【請求項７】
前記大セル基地局専用割当てリソース、前記小セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースを時間方向に分割して配置することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の無線通信方法。
【請求項８】
前記複数の大セル基地局の各々が、前記大セル基地局専用割当てリソース、前記小セル基地局専用割当てリソース及び前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースを、所定の時間領域に選択的に配置することを特徴とする請求項７に記載の無線通信方法。
【請求項９】
前記小セル基地局は、前記大セル基地局からの報知信号に基づいて検出された大セル基地局に対して、在圏登録信号を送信し、
前記大セル基地局は、前記小セル基地局からの在圏登録信号に応じて、該小セル基地局を自局に帰属させることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項１０】
前記小セル基地局は、前記大セル基地局からの報知信号に前記小セル基地局と使用周波数帯域を共用する機能を有することを示す情報が含まれる場合、該大セル基地局に対して、前記在圏登録信号を送信することを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
【請求項１１】
前記大セル基地局は、在圏登録信号に含まれる端末能力情報に基づいて該在圏登録信号が小セル基地局から送信されたと判定した場合で、かつ、自局が前記小セル基地局と使用周波数帯域を共用する機能を有する場合、該小セル基地局を自局に帰属させることを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
【請求項１２】
前記小セル基地局は、使用周波数帯域において周波数共用機能を有しない大セル基地局からの受信信号レベルが所定の閾値よりも大きいレベルで受信された場合、前記使用周波数帯域を共用する大セル基地局に対する前記在圏登録信号の送信を中止することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の無線通信方法。
【請求項１３】
前記小セル基地局は、使用周波数帯域を共用する大セル基地局からの受信信号レベルが使用周波数帯域を使用し周波数共用機能を有しない大セル基地局からの受信信号レベルに所定のレベル（０或いは正の値）を加算したレベルよりも小さい場合、前記使用周波数帯域を共用する大セル基地局に対する前記在圏登録信号の送信を中止することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の無線通信方法。
【請求項１４】
前記大セル基地局は、自局配下で通信を行う移動体端末装置から通知される端末能力情報に基づいて、該移動体端末装置にリソースを割当てることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項１５】
前記大セル基地局は、前記端末能力情報に基づいて前記移動体端末装置が使用周波数帯域を共用する機能を有すると判定された場合、該移動体端末装置に対して、前記大セル基地局／前記小セル基地局の共用割当てリソースを優先的に割当てることを特徴とする請求項１４に記載の無線通信方法。
【請求項１６】
前記大セル基地局は、前記端末能力情報に基づいて該移動体端末装置が使用周波数帯域を共用する機能を有しないと判定された場合、該移動体端末装置に対して、前記大セル基地局／前記小セル基地局専用割当てリソースを割当てることを特徴とする請求項１４に記載の無線通信方法。
【請求項１７】
自セルよりセルサイズが相対的に小さい小セル基地局を帰属し、自セル専用割当てリソース及び前記小セル基地局との共用割当てリソースを動的に制御する無線基地局であって、
自セルの配下で通信を行う移動端末装置からリソースチャネル情報を検出するリソースチャネル情報取得部と、
自セルのリソースの使用状況を検出するリソース使用状況監視部と、
前記小セル基地局から通知されるリソース追加要求情報を検出するリソース追加要求情報信号検出部と、
前記リソースチャネル情報、リソース追加要求情報及び前記リソースの使用状況に基づいて、前記自セル専用割当てリソースと、前記小セル基地局との共用割当てリソースを動的に設定する専用・共用割当てリソース決定部と、
前記専用・共用割当てリソース決定部で決定されたリソース割当て情報を前記小セル基地局に対して報知する送信部と、を有することを特徴とする無線基地局。
【請求項１８】
自セルよりセルサイズが相対的に大きい大セル基地局に帰属する無線基地局であって、
自セルが帰属する大セル基地局を決定する帰属基地局決定部と、
自セルの配下で通信を行う移動端末装置からリソースチャネル情報を検出するリソースチャネル情報取得部と、
自セルのリソース使用状況及びトラフィック状況に基づいて、前記大セル基地局に対して通知するリソース追加要求情報を生成するリソース追加要求信号生成部と、
前記大セル基地局から通知される大セル基地局専用割当てリソースと、自セルと前記大セル基地局との共用割当てリソースに関する情報を検出する専用・共用割当てリソース情報検出部と、
前記専用・共用割当てリソース情報検出部で検出された情報に基づいて、自セル配下で通信を行う移動端末装置にそれぞれ割当てるリソースを決定するリソース割当て制御部と、を有することを特徴とする無線基地局。
【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１６】
【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１６】
【公開番号】特開２０１２−１５６９８０（Ｐ２０１２−１５６９８０Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５２３０（Ｐ２０１１−２３５２３０）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、総務省、「同一周波数帯における複数無線システム間無線リソース制御技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、総務省、「同一周波数帯における複数無線システム間無線リソース制御技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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