通信システム、通信方法、基地局、及び移動局
【課題】フェムト基地局の登録移動局のスループットを向上させると同時に、登録外移動局に及ぼす干渉を低減する。
【解決手段】第１基地局に登録されていない移動局が第２基地局と通信を行う通信システムにおいて、移動局は、第１基地局が送信する無線信号と第２基地局が送信する無線信号を受信する受信部と、受信した無線信号に関する受信信号情報を送信する送信部と、を提供し、第１基地局は、移動局が送信した受信信号情報を受信する受信部と、受信信号情報に基づいて、無線信号を間欠送信する送信部と、を提供する。
【解決手段】第１基地局に登録されていない移動局が第２基地局と通信を行う通信システムにおいて、移動局は、第１基地局が送信する無線信号と第２基地局が送信する無線信号を受信する受信部と、受信した無線信号に関する受信信号情報を送信する送信部と、を提供し、第１基地局は、移動局が送信した受信信号情報を受信する受信部と、受信信号情報に基づいて、無線信号を間欠送信する送信部と、を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の発明は通信システム、通信方法、基地局、及び移動局に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルの隙間、屋内、地下街や高層エリアなどの電波状況が悪いエリアを解消するためにフェムト基地局がある。フェムト基地局は、家庭やSOHO(Small Office/Home Office)などの小規模オフィス等に設置され、半径数十ｍ程度の限られた範囲をカバーする。また、フェムト基地局は、家庭内の固定電話に繋がっている固定回線、つまり電話回線や光ファイバー、CATV(Common Antenna TeleVision)用ケーブルなどの一般回線を介して携帯電話のコアネットワークと接続される。
【０００３】
図１のように、上述のフェムト基地局が形成するセル(フェムトセル)と、マクロ基地局が形成するセル(マクロセル)とは、重複することがある。
【０００４】
これは、フェムト基地局を、マクロセル外の不感地帯のみでなく、マクロセル内にも設定することで、マクロセル内の電波状況が悪い場所等の通信環境を改善するためである。
【０００５】
また、増大する音声やデータ通信のトラフィックに対して設備の増強を強いられる中、フェムト基地局を導入することによって、マクロ基地局を増設するよりもコストを抑えられ、携帯電話のコアネットワークへの負荷も下げられることから、多くの携帯電話事業者は、フェムト基地局が普及していくことを期待している。よって、携帯電話事業者は、フェムト基地局を普及していくために、個人が容易に購入可能なフェムト基地局を提供していくことが考えられる。
【０００６】
上記の購入可能なフェムト基地局については、購入したユーザーによって登録された移動局に対してのみ通信を行うユーザー制限を設けることが提案されている。
【０００７】
図２は、ユーザー制限があるフェムト基地局と移動局との通信状況を示した概要図である。
【０００８】
フェムト基地局２１は、個人ユーザーによって購入することが可能なフェムト基地局であり、図中２３をフェムト基地局２１に登録することによって、フェムト基地局２１は、登録移動局２３との通信を許可する。つまり、フェムト基地局２１は、通信を許可する移動局を、自局に登録されている移動局のみに制限している。
【０００９】
よって、登録外移動局２４がフェムトセル２２内に存在する場合であっても、フェムト基地局２１と登録外移動局２４とは通信することが出来ない。このような登録外移動局２４にとって、フェムト基地局２１が送信する無線信号は、干渉となってしまう恐れがある。
【００１０】
図３は、フェムト基地局の無線信号による干渉の問題を示した概要図である。
【００１１】
図中３３は、フェムト基地局３２には登録されておらず、フェムト基地局３２とは通信が許可されていない登録外移動局である。図中３４はフェムト基地局３２の登録移動局であり、フェムト基地局３２との通信が許容されている。
【００１２】
このとき、登録外移動局３３は、フェムト基地局３２の近くに存在するため、フェムト基地局３２が登録移動局３４に向けて送信している信号が登録外移動局３３にとっても干渉になってしまう恐れがある。つまり、登録外移動局３３はフェムト基地局３２からの受信電力が大きい場所に存在したとしても、フェムト基地局３２とは通信が許容されていないため、フェムト基地局３２にハンドオーバーは出来ずに、マクロ基地局３１と通信を行う。よって、登録外移動局３３がフェムト基地局３２に近づき、フェムト基地局３２からの受信電力が大きくなれば大きくなるほど、フェムト基地局３２からの信号は登録外移動局３３にとって、干渉となってしまう。
【００１３】
上記の課題を解決するために、マクロ基地局からの制御チャネルを受信する移動局の無線リソースが高い干渉を検知した場合に、干渉を検知した移動局がフェムト基地局に対して、干渉を低減するように求める要求を送信し、フェムト基地局が送信電力を低減する方法が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特表2011-514040
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記の技術を適用すると、フェムト基地局を購入したユーザーに対して本来のサービスを提供できなくなってしまう可能性が考えられる。
【００１６】
例えば、ユーザーが不感地帯をカバーするためにフェムト基地局を購入したとする。このとき、登録外移動局が当該フェムト基地局からの干渉を検知し、干渉低減要求をフェムト基地局に通知することで、フェムト基地局は、送信電力を小さくする。
【００１７】
フェムト基地局が送信電力を小さくするということは、セル範囲を小さくし、カバーするエリアを狭めることと同等である。よって、フェムト基地局がセル範囲を小さくしてしまうと、フェムト基地局でカバー出来ていた不感地帯が一部復活してしまうことになり、復活した不感地帯のエリアに存在する登録移動局は、急に通信を遮断されてしまうこととなる。登録移動局のユーザーにとっては、せっかく個人的にフェムト基地局を購入して自宅に設置したとしても、第三者の指示により通信が不可能なエリアが自宅に発生してしまう危険性がある。これはフェムト基地局の購買意欲の阻害要因となりうる。
【００１８】
しかし、フェムト基地局が今後増えていくことが予想されるため、登録移動局のみを考慮したフェムト基地局が増えることで、フェムト基地局がもたらす干渉の影響は大きくなる。つまり、干渉が大きくなることによって、公衆の場所でさえも登録外移動局の通信状況が悪くなってしまう可能性もある。
【００１９】
開示の通信システム、通信方法、基地局、及び移動局の目的の一つは、上述した課題に鑑み創案されたものあり、フェムト基地局の登録移動局のスループットを向上させると同時に、登録外移動局に及ぼす干渉を低減することである。
【００２０】
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成より導かれる作用効果であって、従来技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置づけることが出来る。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するため、本件開示の発明は、第１基地局に登録されていない移動局が第２基地局と通信を行う通信システムにおいて、移動局は、第１基地局が送信する無線信号と第２基地局が送信する無線信号を受信する受信部と、受信した無線信号に関する受信信号情報を送信する送信部と、を提供し、第１基地局は、移動局が送信した受信信号情報を受信する受信部と、受信信号情報に基づいて、無線信号を間欠送信する送信部と、を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本件開示の発明によれば、フェムト基地局は、登録外移動局から受信する情報に基づいて、間欠送信を行うことによって、フェムト基地局は、セル範囲を縮小することなく、干渉低減を実施する。よって、本件開示の発明は、登録外移動局に与えている干渉を低減させつつ、登録移動局に対する通信も維持することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】フェムトセルとマクロセルとの関係を示す概要図
【図２】フェムト基地局と移動局との通信状況を示す概要図
【図３】フェムト基地局の干渉問題を示す概要図
【図４】第１実施形態に係る通信システムの概要図
【図５】第１実施形態に係る登録外移動局の機能ブロック図
【図６】第１実施形態に係る登録外移動局のハードウェア構成図
【図７】第１実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図
【図８】第１実施形態に係るフェムト基地局のハードウェア構成図
【図９】第１実施形態に係る干渉低減要求用チャネルの一例を示す図
【図１０】第１実施形態に係る登録移動局が干渉レベルを判定する際の処理・動作を示すフローチャート
【図１１】第１実施形態に係るフェムト基地局のランダムアクセス機能部の処理・動作を示すフローチャート
【図１２】第１実施形態に係るフェムト基地局のタイミング決定部の処理・動作を示すフローチャート
【図１３】第２実施形態に係る通信システムの概要図
【図１４】第２実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図
【図１５】第２実施形態に係るフェムト基地局のランダムアクセス機能部の処理・動作を示すフローチャート
【図１６】第２実施形態に係るフェムト基地局の周波数決定部の処理・動作を処理・動作を示すフローチャート
【図１７】第３実施形態に係る通信システムの概要図
【図１８】第３実施形態に係る登録外移動局の機能ブロック図
【図１９】第３実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図
【図２０】第３実施形態に係る登録外移動局の停止要求周波数決定部で決定するチャネルの一例を示す図
【図２１】第３実施形態に係るフェムト基地局のチャネル決定部が決定する干渉低減要求用チャネルと周波数帯域の対応付けの一例を示す図
【図２２】第３実施形態に係るフェムト基地局のランダムアクセス機能部の処理・動作を示すフローチャート
【図２３】第３実施形態に係るフェムト基地局の周波数検出部の処理・動作を示すフローチャート
【図２４】第４実施形態に係る通信システムの概要図
【図２５】第４実施形態に係る登録外移動局の機能ブロック図
【図２６】第４実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図
【図２７】第４実施形態に係るマクロ基地局の機能ブロック図
【図２８】第５実施形態に係る通信システムの概要図
【図２９】第５実施形態に係るフェムト基地局の送信停止を実行する無線信号の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜第１実施形態＞
第１実施形態では、フェムト基地局の登録外移動局がマクロ基地局と通信を行う通信システムにおいて、登録外移動局は、フェムト基地局が送信する無線信号とマクロ基地局が送信する無線信号を受信し、受信した無線信号に関する情報を送信し、フェムト基地局は、移動局が送信した無線信号に関する情報に基づいて、フェムト基地局が無線信号を間欠送信する。
【００２５】
つまり、第１実施形態では、登録外移動局が受信する無線信号に関する情報をフェムト基地局に通知することで、フェムト基地局が、干渉を受けている登録外移動局が存在することを認識する。
【００２６】
そして、干渉を受けている登録外移動局が存在する場合に、フェムト基地局が間欠送信を行うことで、登録外移動局に対する干渉を低減する。
【００２７】
また、フェムト基地局による干渉を低減するための技術として、フェムト基地局が間欠的に無線信号の送信停止を実施する。
【００２８】
第１実施形態では、干渉低減要求を無線信号に関する情報の一例とするが、無線信号に関する情報は、干渉低減要求に限るものでは無く、例えば、マクロ基地局の受信電力や干渉の有無を示す情報等でも良い。
【００２９】
図４〜図１２を用いて、第１実施形態に係る通信システムを説明する。
【００３０】
図４は、第１実施形態に係る通信システムの概要図である。
【００３１】
図４が示すように、第１実施形態に係る通信システムは、フェムト基地局４２の登録外移動局４３がマクロ基地局４１と通信を行う通信システムにおいて干渉低減を実現する。
【００３２】
マクロ基地局４１は、公衆基地局のことであり、1つの基地局では、数kmから十数kmの範囲に電波を放射することができる。この範囲のことをセルと呼ぶ。マクロ基地局４１は、ビルやマンションの屋上、電柱や電話ボックスなどに設置され、郊外や山間部では、鉄塔を用いて設置されているものもある。
【００３３】
フェムト基地局４２は、上述したとおり、ビルの隙間、屋内、地下街や高層エリアなどの電波状況が悪いエリアを解消するための基地局である。フェムト基地局４１は、家庭やSOHOなどの小規模オフィス等に設置され、半径数十ｍ程度の範囲(フェムトセル)をカバーする。また、フェムト基地局は、家庭内の固定電話に繋がっている固定回線、つまり電話回線や光ファイバー、CATV用ケーブルなどを介してコアネットワークと接続される。
【００３４】
さらに、フェムト基地局４２は、個人ユーザー等で購入可能であり、当該フェムト基地局４２に移動局４４を登録することで、移動局４４との通信を行う。例えば、購入したユーザーが所有する移動局のIDをフェムト基地局に記録することで登録することが可能になる。
【００３５】
移動局４３は、マクロ基地局４１と通信を行っていて、フェムト基地局４２にとっては登録外の移動局であり、フェムト基地局４２は、移動局４３との通信をしない。移動局４４は、フェムト基地局４２にとって、登録移動局であり、フェムト基地局４２のセル範囲に属するときにはフェムト基地局４２と通信を行う。
【００３６】
以下、第１実施形態における通信システムの動作について説明する。
【００３７】
移動局４３は、フェムト基地局４２が送信する無線信号が干渉となると判定した場合に、フェムト基地局４２に対して、干渉低減要求を送信する。このとき、移動局４３は、ランダムアクセスチャネルを用いて、干渉低減要求をフェムト基地局４２に送信する。
【００３８】
フェムト基地局４２は、移動局４３から干渉低減要求を受け取ると、無線信号の送信を停止するタイミングを決定し、決定したタイミングで周期的に無線信号の送信を停止することで間欠送信を実現する。
【００３９】
干渉低減要求を通知する際に、ランダムアクセスチャネルを用いることは、本発明の特徴の１つである。
【００４０】
従来技術では、ユニキャストメッセージ等でフェムト基地局に干渉低減要求を送信することとしているが、これは、ユーザー制限をもつフェムト基地局が認識できるかどうかは保証出来ない。
【００４１】
なぜならば、フェムト基地局が、当該フェムト基地局に登録済みの移動局に対してのみ通信を許可するユーザー制限を設けている場合、フェムト基地局は、登録外の移動局からのアクセスを拒否する構成がとられる。よって、フェムト基地局に対して、登録外移動局がユニキャストメッセージを送信しても、フェムト基地局は内容を確認する以前に、当該メッセージを受け付けない。つまり、登録外移動局から送信されたメッセージであるとフェムト基地局が認識した時点で、フェムト基地局側で当該メッセージを廃棄してしまう可能性が高い。
【００４２】
よって、従来技術では、干渉低減要求がフェムト基地局において認識されない限り、フェムト基地局が、送信電力を下げ、登録外移動局に対する干渉が緩和することもないので、干渉低減要求の通知にユニキャストメッセージを用いることは、登録外移動局にとって無駄な電力消費でしかない。
【００４３】
ここで、本発明では、ランダムアクセスチャネルを使用することによって、この課題を解決する方法を提案する。
【００４４】
また、仮に、ユニキャストメッセージを受信することを許可したとしても、フェムト基地局において、本来登録移動局のみで占有するべき無線リソースを登録外移動局が使用することとなり、これは登録移動局にとって好ましくない。
【００４５】
本発明では、この課題についても、ランダムアクセスチャネルを用いることで解決する方法を提案する。
【００４６】
なお、ランダムアクセスチャネルについては、図９の説明で後述する。
【００４７】
上述の通信システムによって、干渉を受けている登録外移動局が存在する場合のみ、干渉低減を実現できる。
【００４８】
図５は、第１実施形態に係るフェムト基地局の登録外移動局における機能ブロック図である。
【００４９】
第１実施形態に係る登録外移動局５０は、登録されていないフェムト基地局が送信する無線信号と、通信を行っているマクロ基地局が送信する無線信号とを受信し、受信した無線信号に関する情報 (本実施形態における干渉低減要求)をフェムト基地局に送信する。
【００５０】
図５に示すように、第１実施形態に係る登録外移動局５０は、アンテナ５１と、受信部５２と、測定部５３と、干渉判定部５４と、送信部５５と、を備える。
【００５１】
アンテナ５１は、送信部５５から出力される無線信号をマクロ基地局及びフェムト基地局に電波を媒体として発信し、また、マクロ基地局及びフェムト基地局から電波を媒体として送信される信号を受信して、無線信号を受信部５２に出力する。
【００５２】
受信部５２は、アンテナ５１を介して、マクロ基地局及びフェムト基地局が送信する無線信号を受信し、受信した無線信号を、測定部５３に出力する。
【００５３】
測定部５３は、マクロ基地局から受信した信号及びフェムト基地局から受信した信号それぞれの受信電力を測定する。
【００５４】
ここで、受信電力の測定方法としては一般的に基地局から送信されるパイロット信号を利用する方法が知られている。
【００５５】
基地局は少なくとも周辺セル間では固有となる信号パターンをパイロット信号として常時送信している。セル固有のパイロット信号パターンとしては例えば長周期の擬似乱数や、セル間で直交する系列などが用いられる。移動局は受信電力を測定したい基地局について、パイロット信号を相関演算により除去し、これを平均・二乗することで他セルからの干渉や雑音の影響を抑圧した受信電力を推定することが出来る。
【００５６】
測定部５３は受信部５２より入力された無線信号について前記の処理により各基地局からの受信電力を測定し、それぞれ干渉判定部５４に入力する。
【００５７】
また、ここでは、マクロ基地局及びフェムト基地局から受信する無線信号それぞれの受信電力を測定することとしたが、マクロ基地局とフェムト基地局の何れか一方の受信電力を測定しても良いし、マクロ基地局からの受信信号の誤り訂正率やS/N比を測定しても良い。
【００５８】
干渉判定部５４は、測定部５３から入力された測定結果に基づいて、マクロ基地局から受信した無線信号の干渉レベルを判定する。例えば、干渉判定部５４は、フェムト基地局の無線信号の受信電力が、マクロ基地局の無線信号の受信電力より大きくなった場合に、フェムト基地局が送信する無線信号が干渉となっていると判定する。
【００５９】
しかし、判定方法は上記の判定方法に限らない。例えば、マクロ基地局の受信電力が閾値以下になったとき、干渉レベルが大きいと判定しても良いし、誤り訂正率やS/N比等を用いても良い。
【００６０】
そして、干渉判定部５４は、マクロ基地局から受信する干渉レベルに応じて、干渉低減要求を送信部５５に出力する。つまり、フェムト基地局が送信する無線信号が干渉となると判定した場合に、干渉を低減するように要求する干渉低減要求を送信部５５に出力する。
【００６１】
送信部５５は、フェムト基地局に対して、干渉判定部５４から入力された干渉低減要求を、アンテナを介して送信する。ここで、送信部５５は、予めフェムト基地局において決定する干渉低減要求の送信に使用するチャネルを用いて、フェムト基地局に対して干渉低減要求を送信する。例えば、ランダムアクセスチャネルの一部を用いて、干渉低減要求を送信する。
【００６２】
また、本実施形態では、登録外移動局が、アンテナを介してフェムト基地局に無線信号に関する情報を送信することとしたが、当該移動局と通信を行っているマクロ基地局に対して無線信号に関する情報を送信し、マクロ基地局が、上位局を介して、該フェムト基地局に送信しても良い。
【００６３】
図６は、第１実施形態に係る登録外移動局におけるハードウェア構成図である。
【００６４】
図６に示すように、移動局６０は、アンテナ６０１と、RF部６０２と、ベースバンド機能部６０３と、CPU６０４と、を備える。さらに、RF部６０２は、デュープレクサ６０５と、ダウンコンバータ６０６と、ADC６０７と、DAC６１２と、アップコンバータ６１３と、を備え、ベースバンド機能部６０３は、復調器６０８と、復号器６０９と、符号化部６１０と、変調器６１１と、を備える。
【００６５】
アンテナ６０１は、RF部６０２から出力される送信信号をマクロ基地局及びフェムト基地局に電波を媒体として発信し、また、マクロ基地局及びフェムト基地局から電波を媒体として送信される信号を受信して、受信信号をRF部６０２に出力する。
【００６６】
RF(Radio Frequency)部６０２は、所定の通信方式で送信するデータを高周波信号に変換してアンテナ６０１から送信したり、アンテナ６０１から入力された高周波信号をデータ信号に変換したりするものである。なお、RF部６０２における処理は、デュープレクサ６０５と、ダウンコンバータ６０６と、ADC６０７と、DAC６１２と、アップコンバータ６１３と、で実現される。
【００６７】
デュープレクサ６０５は、送受信のアンテナを１本で共有するためのものであり、送信経路と受信経路を電気的に分離する。
【００６８】
ダウンコンバート６０６は信号が入力されると、入力された電波を処理しやすい中間周波数に変換する。そして、変換した中間周波数の無線信号をADC６０７に出力する。
【００６９】
ADC(Analog to Digital Converter)６０７は、アナログ−デジタル変換器のことで、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換してベースバンド機能部６０３に受信信号を出力する。
【００７０】
DAC(Digital to Analog Converter)６１２は、デジタル−アナログ変換器のことで、ベースバンド機能部６０３から入力された変調信号を、アナログ信号に変換し、アップコンバータ６１３に出力する。
【００７１】
アップコンバータ６１３は、入力された変調波を目的の周波数に上げ、デュープレクサ６０５に出力する。
【００７２】
ベースバンド機能部６０３は、RF部６０２から入力される信号を復調や復号し、CPU６０４に出力する。さらに、CPU６０４から入力されたデータ信号を、符号化や変調を行い、RF部６０２に出力する。なお、本実施形態におけるベースバンド機能部６０３は、復調器６０８と、復号器６０９と、符号化器６１０と、変調器６１１と、で構成され、図５における受信部５２は、復調器６０８と復号器６０９とで実現され、図５における送信部５５は、符号化器６１０と変調器６１１とで実現される。
【００７３】
復調器６０８は、RF部６０２から入力された受信信号である変調信号を復元し、復調データとして、復号器６０９に出力する。復調は各変調方式に対応して実行する。
【００７４】
復号器６０９は、復調器６０８から入力される復調データである符号化されているデータ信号を復号化し、復号データとしてCPU６０４に出力する。
【００７５】
CPU(Central Processing Unit)６０４は、各種機能部の制御を行う構成の一例であって、アプリケーションプログラム等を実行することにより、各種機能部の制御やメモリへのデータの読込み・書込み等を行う。なお、本実施形態における図５の測定部５３と干渉判定部５４の機能はCPU６０４によって実現される。
【００７６】
符号化器６１０は、CPU６０４から入力された信号を所定の規則に従って符号化を実行し、符号化データとして、変調器６１１に出力する。変調器６１１は、符号化器６１０から入力された符号化データをデジタル変調し、RF部６０２に出力する。
【００７７】
図７は、第１実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図である。
【００７８】
第１実施形態に係るフェムト基地局は、登録外移動局が受信する無線信号に関する情報を受信し、無線信号に関する情報に基づいて、フェムト基地局が送信する無線信号を間欠送信する。
【００７９】
図７に示すように、第１実施形態に係るフェムト基地局７０は、アンテナ７１と、受信部７２と、ランダムアクセス機能部７３と、タイミング決定部７４と、送信部７５と、を備える。更に、ランダムアクセス機能部７３は、チャネル決定部７６と、要求判定部７７と、を備え、タイミング決定部７４は、タイマー７８を備える。
【００８０】
アンテナ７１は、送信部７５から出力される無線信号を登録移動局及び登録外移動局に電波を媒体として発信し、また、登録移動局及び登録外移動局から電波を媒体として送信される無線信号を受信して、受信した無線信号を受信部７２に出力する。
【００８１】
受信部７２は、アンテナ７１を介して、登録移動局及び登録外移動局から無線信号を受信し、受信した無線信号をランダムアクセス機能部７３に出力する。
【００８２】
ランダムアクセス機能部７３は、受信部７２から入力された無線信号に、干渉低減要求が含まれているか否かを判定し、干渉低減要求が含まれている場合に、干渉低減要求をタイミング決定部７４に出力する。このとき、ランダムアクセス機能部７３は、後述する干渉低減要求用のランダムアクセスチャネルを監視することで、当該チャネルに干渉低減要求が含まれているか判定し、干渉低減要求が含まれている場合に、干渉低減要求をタイミング決定部７４に出力する。また、ランダムアクセス機能部７３における機能は、後述するチャネル決定部７６及び要求判定部７７によって実現する。
【００８３】
チャネル決定部７６は、登録外移動局が干渉低減要求を送信する際に使用するチャネルを決定する。本実施形態では、チャネル決定部７６は、移動局が任意にアクセス可能であるランダムアクセスチャネルの中から、登録外移動局が干渉低減要求を送信する際に使用するチャネルを決定する。そして、チャネル決定部７６は、決定したチャネルをチャネル情報として報知情報等に含めて、送信部７５及びアンテナ７１を介して登録外移動局に送信する。さらに、チャネル決定部７６は、チャネル情報を要求判定部７７に出力する。
【００８４】
要求判定部７７は、チャネル決定部７６から入力されたチャネル情報が示すチャネルを監視することによって、受信する無線信号に登録外移動局からの干渉低減要求が含まれているか否かを判定し、干渉低減要求が含まれている場合に、干渉低減要求をタイミング決定部７４に出力する。
【００８５】
タイミング決定部７４は、要求判定部７７から干渉低減要求が入力されると、当該フェムト基地局が送信する無線信号を停止するタイミングを決定する。つまり、ランダムアクセス機能部７３の要求判定部７７から干渉低減要求入力されると、登録移動局に送信する無線信号を停止するタイミングを決定し、決定したタイミングをタイミング情報として、送信部７５に出力する。また、送信停止タイミングの決定は、例えば、各セルに固有に割り当てられた番号などから決定しても良い。しかし、セルの維持に必須な情報、例えば、報知情報等を送信停止することは望ましくないので、予め分かっている報知情報等を送信するタイミングについては送信停止タイミングから除外することが好ましい。
【００８６】
送信部７５は、タイミング決定部７４から入力されたタイミング情報が示すタイミング以外で、無線信号を、アンテナ７１を介して登録移動局に対して送信する。つまり、タイミング決定部７４から入力されたタイミングについては無線信号の送信を停止することで、間欠送信による通信を実現する。ここで、送信停止タイミングについてユーザーデータ以外の制御情報のうち、セルの維持に必須で送信を停止出来ないものについては送信停止の対象としなくてもよい。
【００８７】
また、送信部７５は、報知情報等を用いて、チャネル決定部７６から入力されたチャネル情報を、アンテナ７１を介して登録外移動局に送信する。チャネル情報を登録外移動局に送信することで、登録外移動局に対して干渉低減要求用チャネルを通知することができる。
【００８８】
さらに、タイミング決定部７４は、チャネル決定部７６から干渉低減要求が入力されると、タイマー７８に制御信号を出力し、タイマー７８は、タイミング決定部７４がタイミング情報を送信部７５に入力してからの経過時間を計測する。そして、予め設定している経過時間になると、送信部７５は、間欠送信を止め、通常通り、アンテナ７１を介して、無線信号を登録移動局に対して送信する。
【００８９】
図８は、第１実施形態におけるフェムト基地局のハードウェア構成図である。
【００９０】
図８が示すように、フェムト基地局８０は、アンテナ８０１と、RF部８０２と、ベースバンド機能部８０３と、を備える。さらに、RF部８０２は、デュープレクサ８０４と、ダウンコンバート８０５と、ADC８０６と、DAC８１２と、アップコンバータ８１３と、を備え、ベースバンド機能部８０３は、復調器８０７と、復号器８０８と、レイヤ２機能部８０９と、符号化器８１０と、変調器８１１と、を備える。
【００９１】
アンテナ８０１は、RF部８０２から出力される送信信号を登録移動局及び登録外移動局に電波を媒体として発信し、また、登録移動局及び登録外移動局から電波を媒体として送信される信号を受信して、受信した無線信号をRF部８０２に出力する。
【００９２】
RF部８０２は、所定の通信方式で送信するデータを高周波信号に変換してアンテナ８０１から送信したり、アンテナ８０１から入力された高周波信号をデータ信号に変換したりするものである。なお、RF部８０２における処理は、デュープレクサ８０４と、ダウンコンバート８０５と、ADC８０６と、DAC８１２と、アップコンバータ８１３と、で実現される。
【００９３】
デュープレクサ８０４は、送受信のアンテナを１本で共有するためのものであり、送信経路と受信経路を電気的に分離する。
【００９４】
ダウンコンバート８０５は信号が入力されると、ローカル信号等を用いてベースバンド信号にダウンコンバーションした後に、ADC８０６に出力する。
【００９５】
ADC８０６は、アナログ−デジタル変換器のことで、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換してベースバンド機能部８０３に受信信号を出力する。
【００９６】
DAC８１２は、デジタル−アナログ変換器のことで、ベースバンド機能部８０３から入力された変調信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換し、アップコンバータ８１３に出力する。
【００９７】
アップコンバータ８１３は、入力された信号に搬送波を掛け合わせることで、搬送帯域の信号を生成し、デュープレクサ８０４に出力する。
【００９８】
ベースバンド機能部８０３は、RF部８０２から入力される信号を復調や復号し、コアネットワークに出力する。さらに、コアネットワークから入力されたデータ信号を、符号化や変調を行い、RF部８０２に出力する。なお、ベースバンド機能部８０３は、復調器８０７、復号器８０８、レイヤ機能部８０９、符号化器８１０、変調器８１１で構成され、図７の受信部７２は、復調器８０７、復号器８０８で実現され、図７の送信部７５は、符号化器８１０、変調器８１１で実現される。
【００９９】
復調器８０７は、RF部８０２から入力された受信信号である変調信号を復元し、復調データとして、復号器８０８に出力する。復調は、各変調方式に対応して実行する。
【０１００】
復号器８０８は、復調器８０７から入力される復調データである符号化されているデータ信号を復号化し、復号データとしてレイヤ２機能部８０９に出力する。
【０１０１】
レイヤ２機能部８０９は、復号器８０８から入力された復号データのパケット化等を実行し、コアネットワークに送信する。また、コアネットワークから入力されたデータ信号の誤り訂正等を実行し、符号化器８１０に出力する。また、レイヤ２機能部８０９は、CPUで実現される。
【０１０２】
符号化器８１０は、レイヤ２機能部８０９から入力された信号を所定の規則に従って符号化を実行し、符号化データとして、変調器８１１に出力する。変調器８１１は、符号化器８１０から入力された符号化データをデジタル変調し、RF部８０２に出力する。
【０１０３】
CPU８１４は、各種機能部の制御を行う構成の一例であって、アプリケーションプログラム等を実行することにより、各種機能部の制御やメモリへのデータの読込み・書込み等を行う。また、パケット処理や呼処理を制御する。なお、CPU８１４は、図７におけるランダムアクセス機能部７３及びタイミング決定部７４の機能を実現する。
【０１０４】
図９は、第１実施形態のフェムト基地局におけるチャネル決定部で決定するチャネルの一例を示した図である。
【０１０５】
ここで、干渉低減要求を通知する際に、ランダムアクセスチャネルを使用することの優位性について説明する。
【０１０６】
移動局は、無線リンクを確立するための最初のアクセス、無線リンクの再確立、上りリンクの同期を必要とするハンドオーバーなどを行う際に、同期をとるために、ランダムアクセスプリアンブルを基地局に送信する。このランダムアクセスプリアンブルを送信する際に使用するチャネルがランダムアクセスチャネルである。
【０１０７】
ランダムアクセスプリアンブルには、情報を表す信号パターンであるシグネチャが含まれている。数十種類のシグネチャを用意しておき、これらの中から選択して用いることで、数ビットの情報を表現することができる。現在、ＥＵＴＲＡでは、シグネチャにより６ビットの情報を移動局から基地局に送信する。この６ビットのために、２の６乗の６４種類のプリアンブルが用意される。この６ビットの情報をプリアンブルＩＤという。
【０１０８】
そして、６ビットのプリアンブルＩＤのうち、５ビットにランダムＩＤを割り当て、残りの１ビットにランダムアクセス要求に必要な情報量を示す情報を割り当てる。
【０１０９】
つまり、ランダムアクセスチャネルを使用して送信するランダムアクセスプリアンブルには、移動局を識別する情報はなく、フェムト基地局にとって、登録移動局から送信された信号であるか、登録外移動局から送信された信号であるかは認識できない。
【０１１０】
このことを利用し、本発明は、ランダムアクセスチャネルを用いて、干渉低減要求を通知する。
【０１１１】
さらに、ランダムアクセスチャネルは、基地局において予め確保されているチャネルであるので、新たな無線リソースを確保することもない。つまり、登録移動局が占有するべき無線リソースを使用することなく、干渉低減要求を通知することが出来る。
【０１１２】
ランダムアクセスチャネル９０は、移動局が基地局に対して任意のタイミングで送信可能なチャネルであり、アップリンクの確立に使用されるチャネルである。
【０１１３】
チャネル決定部７６は、上記のランダムアクセスチャネル９０のうち、通常用チャネル９１と、干渉低減要求用チャネル９２を決定し、決定した干渉低減要求用チャネル９２をチャネル情報として要求判定部７７に出力する。
【０１１４】
通常用チャネル９１は、アップリンクの確立に使用するチャネルであり、干渉低減要求用チャネル９２は、登録外移動局が干渉低減要求を送信するためのチャネルである。
【０１１５】
登録外移動局は、フェムト基地局から受信するチャネル情報に含まれる干渉低減要求用チャネル９２を用いて、フェムト基地局に干渉低減要求を送信する。
【０１１６】
フェムト基地局は、チャネル決定部７６は決定した干渉低減要求用チャネル９２を監視することによって、登録外移動局から受信する無線信号に干渉低減要求が含まれているか否かを判定する。
【０１１７】
図１０は、第１実施形態におけるフェムト基地局の登録外移動局が干渉レベルを判定する際の処理・動作を示すフローチャートである。
【０１１８】
登録外移動局５０における受信部５２は、マクロ基地局が送信する無線信号及びフェムト基地局が送信する無線信号を受信すると、測定部５３に出力する。(Ｓ１００)
測定部５３は、受信部５２から入力されたマクロ基地局が送信する無線信号およびフェムト基地局が送信する無線信号の受信電力をそれぞれ測定し、測定結果を干渉判定部５４に出力する。
【０１１９】
干渉判定部５４は、測定部５３において測定したマクロ基地局の無線信号の受信電力(P0)とフェムト基地局の無線信号の受信電力(Pf)との差を算出し、算出結果が閾値Tよりも大きい場合に、マクロ基地局から受信する無線信号の干渉レベルが大きいので、フェムト基地局から干渉を受けていると判定する。そして、算出結果が閾値Tよりも小さい場合に、マクロ基地局から受信する無線信号の干渉レベルが小さいので、フェムト基地局から干渉は受けていないと判定する。(Ｓ１０１)
ステップＳ１０１において、干渉判定部５４が干渉を受けていないと判定した場合は、登録外移動局における干渉判定を終了する。(Ｓ１０３)
ステップＳ１０１において、干渉判定部５４が干渉を受けていると判定した場合は、干渉低減要求を送信部５５に出力する。送信部５５は、フェムト基地局から受信したチャネル情報に基づく干渉低減要求用チャネルを用いて、干渉を受けているフェムト基地局に干渉低減要求を送信する。(Ｓ１０２)
送信部５５が干渉低減要求を当該フェムト基地局に送信すると、登録外移動局における干渉判定を終了する。(Ｓ１０３)
以上のフローによって、干渉を受けている登録外移動局が存在する場合のみ、当該フェムト基地局に干渉低減を要求することが出来る。
【０１２０】
図１１は、第１実施形態におけるフェムト基地局のランダムアクセス機能部の処理・動作を示すフローチャートである。
【０１２１】
フェムト基地局の受信部７１は、移動局から無線信号を受信すると、無線信号をランダムアクセス機能部７３に出力する。(Ｓ１１０)
ランダムアクセス機能部７３における判定部７７は、受信部７１から無線信号が入力されると、チャネル決定部７６から入力されるチャネル情報に基づく、干渉低減要求用チャネルを監視することによって、受信する無線信号に干渉低減要求が含まれているか否かを判定する。(Ｓ１１１)
ステップＳ１１１において、干渉低減要求が含まれていないと判定した場合は、ランダムアクセス機能部における処理・動作を終了する。(Ｓ１１３)
ステップＳ１１１において、干渉低減要求が含まれていると判定した場合は、ランダムアクセス機能部７３における判定部７７は、タイミング決定部７４に干渉低減要求を出力する。(Ｓ１１２)
ランダムアクセス機能部７３がタイミング決定部７４に干渉低減要求を出力すると、ランダムアクセス機能部７３における処理・動作を終了する。(Ｓ１１３)
以上のフローによって、フェムト基地局は、登録外移動局から干渉低減要求が通知されたかどうかを判定することができる。
【０１２２】
図１２は、第１実施形態におけるフェムト基地局のタイミング決定部の処理・動作を示すフローチャートである。
【０１２３】
タイミング決定部７４がランダムアクセス機能部７３から信号が入力される(Ｓ１２０)と、当該信号が干渉低減要求であるか否かを判断する。(Ｓ１２１)
干渉低減要求である場合は、タイミング決定部７４におけるタイマー７８は、時間の計測を開始する。また、既にタイマー７８において、時間の計測が開始している場合には、タイマー７８の初期化を行い、改めて、計測を開始する。(Ｓ１２２)
ここで、タイマーを初期化するのは、例えば、計測中に新たな干渉低減要求が通知されているのにも関わらず初期化しなかった場合、新たな干渉低減要求が通知されているのにも関わらず、新たな干渉低減要求に対しての干渉低減が十分でないまま、タイマー満了となってしまうのを防ぐためである。
【０１２４】
タイミング決定部７４は、タイマー７８の計測開始と共に、登録移動局に送信する無線信号の送信を停止するタイミングを決定し、決定した送信停止タイミングをタイミング情報として、送信部７５に出力する。(Ｓ１２３)
ここで、送信部７５は、タイミング決定部７４から入力されたタイミング情報に基づいて、間欠送信を実行する。
【０１２５】
タイマー７８は、ステップＳ１２３で決定したタイミング情報が示すタイミング以外で無線信号を送信している時間、つまり、当該タイミングで間欠送信している時間を計測する。(Ｓ１２４)
タイマー７８は、所定時間が経過したか否かを判断する。(Ｓ１２５)
S１２５において、所定時間が経過したと判断した場合に、タイミング決定部７４は、送信停止タイミングとして、無効値をタイミング情報に設定し(Ｓ１２６)、無効値であるタイミング情報を送信部７５に出力する。(Ｓ１２７)
なお、送信部７５では、タイミング決定部７４から入力されたタイミング情報が無効値であった場合に、間欠送信を開始してから、所定時間が経過したと判断し、間欠送信を中止する。
【０１２６】
タイミング決定部７４は、無効値であるタイミング情報を送信部７５に出力することで、処理・動作を終了する。(S１２８)
以上のフローによって、フェムト基地局は間欠送信による干渉低減を実行する。
【０１２７】
第１実施形態によると、フェム基地局は、干渉低減を実施することによって、登録外移動局に対する干渉を低減することが出来る。
【０１２８】
フェムト基地局は、干渉低減要求を受信しない場合は、干渉低減は実行せずに、登録移動局に対して、すべての無線リソースを利用し、その時点における最適なスループットでの通信を提供可能となる。つまり、無線リソースを有効利用することが出来る。
【０１２９】
また、干渉低減技術として、間欠送信を採用することによって、不感地帯を復活させてしまうことなく干渉低減を実施することができる。
【０１３０】
干渉低減技術として、間欠送信を採用する他の利点として、直接通信が出来ずに、どれだけ電力を下げるかを要求出来ない登録外移動局に対しても、電力を下げすぎることなく、干渉低減を実施することができる。さらに、間欠送信するタイミングをフェムト基地局が自局配下の移動局に通知することも出来るので、フェムト基地局が無線信号の送信停止を実施しているときは、フェムト基地局配下の移動局も休止することができるので、移動局及びフェムト基地局は省電力することができる。
【０１３１】
また、第１実施形態では、フェムト基地局は、登録外移動局から干渉低減要求を１つ受信すると、干渉低減を実行することとしたが、閾値を設けて、その閾値以上の干渉低減要求を受信したら干渉低減を実施することとしてよい。こうすることによって、フェムト基地局の登録移動局に対して、不必要にスループットを下げずに、多くの登録外移動局に対して干渉をもたらしているときにのみ干渉低減を実施することができる。
【０１３２】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、フェムト基地局が、無線信号に関する情報を受信した際に、無線信号の送信に使用する周波数帯域のうち、受信した無線信号に関する情報に応じた少なくとも一部の周波数帯域の使用を停止する。
【０１３３】
つまり、第２実施形態では、無線信号に関する情報に基づいて、周波数方向で間欠送信を行うように、フェムト基地局が送信する無線信号を制御する。また、第２実施形態は、時間方向ではなく、周波数方向で間欠送信を行う点で第１実施形態とは異なる。
【０１３４】
第２実施形態では、第１実施形態と同様に、干渉低減要求を無線信号に関する情報の一例とするが、無線信号に関する情報は、干渉低減要求に限るものでは無く、例えば、マクロ基地局の受信電力や干渉の有無を示す情報等でも良い。
【０１３５】
図１３〜図１６を用いて、第２実施形態に係る通信システムを説明する。
【０１３６】
ここで、登録外移動局の機能ブロック図(図５)、登録外移動局のハードウェア構成図(図６)、フェムト基地局のハードウェア構成図(図８)、干渉低減要求用チャネルの一例(図９)、登録外移動局が干渉レベルを判定部する際の処理・動作を示すフローチャート(図１０)は、第１実施形態と同様である。
【０１３７】
図１３は、第２実施形態に係る通信システム示す概要図である。
【０１３８】
図１３が示すように、第２実施形態に係る通信システムは、フェムト基地局１３２の登録外移動局１３３がマクロ基地局１３１と通信を行う通信システムにおいて実現する。
【０１３９】
移動局１３３は、マクロ基地局１３１と通信を行っていて、フェムト基地局１３２にとっては通信を行わない登録外移動局である。移動局１３４は、フェムト基地局１３２にとって、通信を行う登録移動局である。
【０１４０】
以下、通信システムの概要について、説明する。
【０１４１】
登録外移動局１３３は、フェムト基地局１３２から干渉を受けていると判定した場合に、フェムト基地局１３２に対して、ランダムアクセスチャネルを用いて、干渉低減要求を送信する。
【０１４２】
フェムト基地局１３２は、登録外移動局１３３から干渉低減要求を受信すると、使用を停止する周波数帯域を決定し、決定した周波数帯域以外で無線信号の送信を実行することで周波数方向に間欠送信を実行する。
【０１４３】
図１４は、第２実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図である。
【０１４４】
第２実施形態に係るフェムト基地局は、無線信号に関する情報を受信した際に、無線信号の送信に使用する周波数帯域のうち、受信した無線信号に関する情報に応じた少なくとも一部の周波数帯域の使用を停止する。
【０１４５】
図１４に示すように、第２実施形態に係るフェムト基地局１４０は、アンテナ１４１と、受信部１４２と、ランダムアクセス機能部１４３と、周波数決定部１４４と、送信部１４５と、を備える。更に、ランダムアクセス機能部１４３は、チャネル決定部１４６と、要求判定部１４７と、を備え、周波数決定部１４４は、タイマー１４８を備える。
【０１４６】
なお、第１実施形態と同様の機能部(アンテナ１４１、受信部１４２、ランダムアクセス機能部１４３)は、説明を省略する。
【０１４７】
周波数決定部１４４は、要求判定部１４７から干渉低減要求が入力されると、当該フェムト基地局１４０が無線信号の送信に使用している周波数帯域のうちから使用を停止する周波数帯域を決定し、決定した周波数帯域を周波数情報として送信部１４５に出力する。なお、周波数決定部１４４の機能は、図８のCPU８１４で実現される。
【０１４８】
また、送信停止周波数帯域の決定は、例えば、自セルに割り当てられた固有の番号から生成する方法や、現在通信している登録移動局が最も不要とする帯域から選択する方法などから決定しても良い。しかし、セルの維持に必須な情報、例えば、報知情報等を送信停止することは望ましくないので、予め分かっている報知情報等を送信する周波数帯域については送信停止周波数帯域から除外することが好ましい。
【０１４９】
送信部１４５は、周波数決定部１４４から入力された周波数情報が示す周波数帯域以外で、無線信号を、アンテナ１４１を介して登録移動局に対して送信する。つまり、周波数決定部１４４から入力された周波数情報が示す周波数帯域については、無線信号の送信を停止することで、周波数方向での間欠送信を実現する。なお、送信部１４５の機能は図８の符号化器８１０と変調部８１１で実現される。
【０１５０】
さらに、周波数決定部１４４は、ランダムアクセス機能部１４３から干渉低減要求が入力されると、タイマー１４８に制御信号を出力し、タイマー１４８は、周波数決定部１４４が周波数情報を送信部１４５に出力してからの経過時間を計測する。
【０１５１】
そして、送信部１４５は、予め設定している経過時間になると、間欠送信を止め、通常通り、アンテナ１４１を介して無線信号を登録移動局に対して送信する。
【０１５２】
図１５は、第２実施形態におけるフェムト基地局のランダムアクセス機能部の処理・動作フローを示すフローチャートである。
【０１５３】
フェムト基地局の受信部１４２は、登録外移動局から無線信号を受信すると、ランダムアクセス機能部１４３に出力する。(Ｓ１５０)
ランダムアクセス機能部１４３における要求判定部１４７は、受信部１４２から無線信号が入力されると、チャネル決定部１４６から入力されるチャネル情報に基づく干渉低減要求用チャネルを監視することによって、受信する無線信号に干渉低減要求が含まれているか否かを判定する。(Ｓ１５１)
ステップＳ１５１において、干渉低減要求が含まれていないと判定した場合は、ランダムアクセス機能部における処理・動作を終了する。(Ｓ１５３)
ステップＳ１５１において、干渉低減要求が含まれていると判定した場合は、ランダムアクセス機能部１４３における要求判定部１４７は、周波数決定部１４４に干渉低減要求を出力する。(Ｓ１５２)
ランダムアクセス機能部１４３が周波数決定部１４４に干渉低減要求を出力すると、ランダムアクセス機能部１４３における処理・動作を終了する。(Ｓ１５３)
以上のフローによって、フェムト基地局は登録外移動局から干渉低減要求が通知されたかどうかを確認する。
【０１５４】
図１６は、第２実施形態におけるフェムト基地局の周波数決定部の処理・動作を示すフローチャートである。
【０１５５】
周波数決定部１４４がランダムアクセス機能部１４３から信号が入力される(Ｓ１６０)と、当該信号に干渉低減要求が含まれるか否かを判断する。(Ｓ１６１)
干渉低減要求が含まれていた場合は、周波数決定部１４４におけるタイマー１４８は、経過時間の計測を開始する。また、既にタイマー１４８において、経過時間の計測が開始している場合には、タイマー１４８の初期化を行い、改めて、計測を開始する。(Ｓ１６２)
ここで、タイマーを初期化する理由は第１実施形態と同様である。
【０１５６】
周波数決定部１４４は、タイマー１４８の計測開始と共に、登録移動局に送信する無線信号の送信を停止する周波数帯域を決定し、送信停止周波数帯域を周波数情報として、送信部１４５に出力する。(Ｓ１６３)
ここで、送信部１４５は、周波数決定部１４５から入力された周波数情報に基づいて、周波数方向に間欠送信を実行する。
【０１５７】
タイマー１４８は、ステップＳ１６３で決定した周波数情報に基づいた周波数帯域以外で無線信号を送信している時間、つまり、当該周波数帯域の使用を中止して間欠送信している時間を計測する。(Ｓ１６４)
タイマー１４８は、所定時間が経過したか否かを判断する。(Ｓ１６５)
S１６５において、所定時間が経過したと判断した場合に、周波数決定部１４４は、送信停止周波数帯域として、周波数情報に無効値を設定し(Ｓ１６６)、無効値である周波数情報を送信部１４５に出力する。(Ｓ１６７)
なお、送信部１４５では、周波数決定部１４４から入力された周波数情報が無効値であった場合に、間欠送信を開始してから、所定時間が経過したと判断し、間欠送信を中止する。
【０１５８】
周波数決定部１４４は、無効値である周波数情報を送信部１４５に出力することで、処理・動作を終了する。(S１６８)
以上のフローによって、フェムト基地局は、登録外移動局から干渉低減要求が通知された場合に、周波数方向に間欠送信を実行することができる。
【０１５９】
第２実施形態によると、フェムト基地局は送信停止周波数帯域を設けることによって干渉低減を実施するので、フェムト基地局は、干渉を受けている登録外移動局が存在した場合であっても、音声呼などの通信路が細く連続していた方が好ましい登録移動局の呼に対して影響無く、干渉低減を実施することが可能である。
【０１６０】
また、第１実施形態では時間方向に間欠送信を行い、第２実施形態では、周波数方向に間欠送信を実行したが、時間方向と周波数方向との両方に、間欠送信を実行してもよい。
【０１６１】
こうすることで、より確実に干渉低減を実施することができる。
【０１６２】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、登録外移動局は、フェムト基地局から干渉レベルに応じて、フェムト基地局に対して、送信の停止を要求する周波数帯域を含む無線信号に関する情報を送信し、フェムト基地局は受信した停止要求周波数情報に基づいて、当該フェムト基地局が使用を停止する周波数帯域を決定し、決定した周波数帯域以外で無線信号を送信する。
【０１６３】
つまり、第３実施形態では、干渉を受けている登録外移動局から通知された周波数帯域で、フェムト基地局が間欠送信を行うように制御する。また、第３実施形態では、フェムト基地局ではなく登録外移動局が送信停止周波数を決める点で第２実施形態とは異なる。
【０１６４】
第３実施形態では、第１実施形態と同様に、干渉低減要求を無線信号に関する情報の一例とするが、無線信号に関する情報は、干渉低減要求に限るものでは無く、例えば、マクロ基地局の受信電力や干渉の有無を示す情報等でも良い。
【０１６５】
また、第３実施形態では、登録外移動局が送信停止周波数帯域を決めることとしたが、周波数帯域に限るものではなく、例えば、送信停止タイミングを決めてフェムト基地局に通知しても良い。
【０１６６】
図１７〜図２３を用いて、第３実施形態に係る通信システムを説明する。
【０１６７】
ここで、登録外移動局のハードウェア構成図(図６)、フェムト基地局のハードウェア構成図(図８)、登録外移動局が干渉レベルを判定する際の処理・動作を示すフローチャート(図１０)は、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。
【０１６８】
図１７は、第３実施形態に係る通信システムを示す概要図である。
【０１６９】
図１７が示すように、第３実施形態に係る通信システムは、フェムト基地局１７２の登録外移動局１７３がマクロ基地局１７１と通信を行う通信システムにおいて実現する。
【０１７０】
移動局１７３は、フェムト基地局１７２にとっては通信を行わない登録外移動局であり、移動局１７４は、フェムト基地局１７２にとって、通信を行う登録移動局である。
【０１７１】
以下、通信システムの概要について、説明する。
【０１７２】
登録外移動局１７３は、フェムト基地局１７２から干渉を受けていると判定した場合に、フェムト基地局１７２に対して、ランダムアクセスチャネルを用いて、干渉低減要求を送信する。さらに、干渉を低減するために、登録外移動局１７３は、送信停止を要求する周波数帯域についても、停止要求周波数情報として送信する。
【０１７３】
フェムト基地局１７２は、移動局１７３から干渉低減要求及び停止要求周波数情報を受信すると、停止要求周波数情報に対応する周波数帯域では無線信号の送信を停止する。
【０１７４】
図１８は、第３実施形態に係る登録外移動局における機能ブロック図である。
【０１７５】
第３実施形態に係る登録外移動局は、フェムト基地局が送信する無線信号が干渉となると判定した場合に、フェムト基地局に対して、干渉低減要求及び送信の停止を要求する周波数帯域を示す停止要求周波数情報を送信する。
【０１７６】
図１８が示すように、登録外移動局１８０は、アンテナ１８１と、受信部１８２と、測定部１８３と、干渉判定部１８４と、停止要求周波数決定部１８５と、送信部１８６と、を備える。また、受信部１８２は復調器６０８と復号器６０９で実現され、測定部１８３と干渉判定部１８４と停止要求周波数決定部１８５はCPU６０４で実現され、送信部１８６は符号化器６１０と変調器６１１で実現される(図６参照)。
【０１７７】
なお、第１実施形態及び第２実施形態と同様の機能部(アンテナ１８１、受信部１８２、測定部１８３、干渉判定部１８４)は、図５と同様であり、説明を省略する。
【０１７８】
測定部１８３は、アンテナ１８１と受信部１８２を介して、マクロ基地局から受信した信号及びフェムト基地局から受信した信号それぞれの受信電力を周波数帯域毎(チャネル毎)に測定し、測定結果を干渉判定部１８４に出力する。この際、測定部１８３は、基地局からのパイロット信号(既知の信号)を受信し、受信した信号のSIR(Signal-to-Interference Ratio)を測定する。パイロット信号は全帯域に渡って送信されるので帯域毎の品質を測定することが可能となる。
【０１７９】
干渉判定部１８４は、測定部１８３から入力された測定結果に基づいて、マクロ基地局から受信する無線信号の干渉レベルを判定する。
【０１８０】
例えば、干渉判定部１８４は、フェムト基地局の無線信号の受信電力が、マクロ基地局の無線信号の受信電力より大きくなった場合に、マクロ基地局が送信する無線信号の干渉レベルが大きく、フェムト基地局から干渉を受けていると判定する。
【０１８１】
干渉判定部１８４は、フェムト基地局が送信する無線信号が干渉となると判定した場合に、干渉低減要求及びマクロ基地局から受信する無線信号の周波数帯域毎の受信電力を停止要求周波数決定部１８５に出力する。
【０１８２】
停止要求周波数決定部１８５は、入力された周波数帯域毎の受信電力の中で、最も受信電力の低い周波数帯域を、送信停止を要求する周波数帯域に決定し、決定した周波数帯域を停止要求周波数情報として、干渉低減要求と共に、送信部１８６に出力する。
【０１８３】
なお、本実施形態では、最も受信電力の低い周波数帯域を、停止要求周波数情報の一例としたが、これに限るものではない。例えば、最も受信電力の低い周波数帯域と２番目に受信電力の低い周波数帯域との２つの周波数帯域を停止要求周波数情報に含めても良い。
【０１８４】
送信部１８６は、フェムト基地局に対して、干渉低減要求を停止要求周波数情報に対応付けて、アンテナ１８１を介して送信する。ここで、送信部１８５は、予めフェムト基地局において、決定したチャネルを用いて、フェムト基地局に対して干渉低減要求及び停止要求周波数情報を送信する。例えば、ランダムアクセスチャネルのうち、停止要求周波数情報と周波数帯域とが対応付けられたチャネルを用いて、干渉低減要求を送信する。なお、干渉低減要求及び停止要求周波数情報を送信するチャネルについては図２１で後述する。
【０１８５】
また、本実施形態では、登録外移動局が、アンテナを介してフェムト基地局に干渉低減要求及び停止要求周波数帯域情報を送信することとしたが、当該移動局と通信を行っているマクロ基地局に対して無線信号に関する情報を送信し、上位局を介して、該フェムト基地局に送信しても良い。
【０１８６】
図１９は、第３実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図である。
【０１８７】
第３実施形態に係るフェムト基地局は、受信した無線信号に、無線信号に関する情報が含まれていると判定した場合に、干渉低減要求と対応付けられて通知される周波数帯域に基づいて、当該フェムト基地局が無線信号の送信に使用している周波数帯域のうちから使用を停止する周波数帯域を決定し、決定した前記周波数帯域以外で無線信号を送信することで間欠送信を実行する。
【０１８８】
図１９に示すように、第３実施形態に係るフェムト基地局１９０は、アンテナ１９１と、受信部１９２と、ランダムアクセス機能部１９３と、周波数検出部１９４と、送信部１９５と、を備える。更に、ランダムアクセス機能部１９３は、チャネル決定部１９６と、判定部１９７と、を備え、周波数検出部１９４は、タイマー１９８を備える。また、受信部１９２は復調器８０７と復号器８０８で実現され、ランダムアクセス機能部１９３と周波数検出部１９４はCPU８１４で実現され、送信部１９５は符号化器８１０と変調器８１１で実現される(図８参照)。
【０１８９】
なお、第１実施形態と同様の機能部(アンテナ１９１、受信部１９２)の説明は省略する。
【０１９０】
ランダムアクセス機能部１９３は、干渉低減要求用のランダムアクセスチャネルを監視し、当該チャネルに干渉低減要求が含まれている場合に、干渉低減要求と干渉低減要求を受信したチャネルを示す受信チャネル情報を周波数検出部１９４に出力する。また、ランダムアクセス機能部１９３における機能は、後述するチャネル決定部１９６及び要求判定部１９７で実現する。
【０１９１】
チャネル決定部１９６は、ランダムアクセスに使用するチャネルのうち、登録外移動局が干渉低減要求を送信する際に使用するチャネル、及び登録外移動局とマクロ基地局との通信に使用している周波数とチャネルの対応付けを決定し、報知情報等を用いて、登録外移動局に、決定したチャネル及び周波数とチャネルの対応付けをチャネル情報として送信部１９５、アンテナ１９１を介して、登録外移動局に送信する。
【０１９２】
さらに、チャネル決定部１９６は、チャネル情報を要求判定部１９７と周波数検出部１９４に出力する。要求判定部１９７は、チャネル決定部１９６から入力されたチャネル情報に基づくチャネルを監視することで、登録外移動局から受信する無線信号に干渉低減要求が含まれているか否かを判定し、干渉低減要求が含まれている場合に、干渉低減要求と受信チャネル情報を周波数検出部１９４に出力する。
【０１９３】
周波数検出部１９４は、要求判定部１９７から干渉低減要求が入力されると、要求判定部１９７から入力される受信チャネル情報とチャネル決定部１９６から入力されるチャネル情報を比較し、無線信号を停止する周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域を周波数情報として送信部１９５に出力する。また、無線信号を停止する周波数帯域の検出は、要求判定部１９７から入力される受信チャネル情報とチャネル決定部１９６から入力されるチャネル情報を比較し、受信チャネル情報が示すチャネルに対応する周波数帯域を、送信停止周波数帯域として検出する。
【０１９４】
送信部１９５は、周波数検出部１９４から入力された周波数情報が示す周波数帯域以外で、アンテナを１９１介して移動局に対して無線信号を送信する。つまり、周波数検出部１９４から入力された周波数情報が示す周波数帯域については無線信号の送信を停止することで、間欠送信を実現する。
【０１９５】
さらに、周波数検出部１９４は、ランダムアクセス機能部１９３から干渉低減要求が入力されると、タイマー１９８に制御信号を出力し、タイマー１９８は、周波数検出部１９４が周波数情報を送信部１９５に出力してからの経過時間を計測する。そして、予め設定している経過時間になると、送信部１９５は、間欠送信を止め、通常通り、アンテナ１９１を介して移動局に対して無線信号を送信する。
【０１９６】
図２０は、第３実施形態に係る登録外移動局の停止要求周波数決定部で決定するチャネルの一例を示す図である。
【０１９７】
図２０は、測定部１８３が測定するマクロ基地局の帯域毎の受信電力を示している。図２０に示すように、縦軸は受信電力２０１であり、横軸は周波数２０２である。
【０１９８】
図２０のグラフの場合、斜線部の周波数帯域２０３が最も受信品質が低い。よって、停止要求周波数決定部１８５は、送信停止を要求する周波数帯域を周波数帯域２０３に決定し、停止要求周波数情報として、送信部１８６に出力する。
【０１９９】
図２１は、第３実施形態のチャネル決定部１９６が決定する干渉低減要求の送信に使用するチャネルと対応する周波数帯域の一例である。
【０２００】
図２１に示すように干渉低減要求用チャネルは、ランダムアクセスチャネルのうち、チャネル２１１〜チャネル２１４が割り当てられている。
【０２０１】
チャネル２１１は周波数帯域０〜２４[kHz]と対応付けられ、チャネル２１２は周波数帯域２５〜４９[kHz]、チャネル２１３は周波数帯域５０〜７４[kHz]、チャネル２１４は周波数帯域７５〜１００[kHz]とそれぞれ対応付けられている。
【０２０２】
また、登録外移動局において、停止要求周波数情報に対応するチャネルを用いて、干渉低減要求をフェムト基地局に送信することで、登録外移動局は、送信停止の要求をする周波数帯域をフェムト基地局に、干渉低減要求と停止要求周波数情報とを同時に通知することが可能になる。
【０２０３】
例えば、登録外移動局がチャネル２１２を用いて干渉低減要求をフェムト基地局に送信したとする。当該干渉低減要求を受け取ったフェムト基地局は、チャネル２１２に対応付けられている周波数帯域２５〜４９[Hz]の周波数帯域での無線信号の送信を停止し、間欠送信を実行する。
【０２０４】
図２２は、第３実施形態におけるフェムト基地局のランダムアクセス機能部の処理・動作フローを示すフローチャートである。
【０２０５】
フェムト基地局１９０の受信部１９２は、登録外移動局から無線信号を受信すると、ランダムアクセス機能部１９３に出力する。(Ｓ２２０)
ランダムアクセス機能部１９３における判定部１９７は、受信部１９２から無線信号が入力されると、以下のフローをチャネル情報に基づく干渉低減要求用チャネル毎に実行する。 (Ｓ２２１)
例えば、チャネル情報が示すチャネルが、図２１のように、チャネル２１１〜２１４であったとして、チャネル決定部１９６からチャネル２１１〜２１４を示すチャネル情報が入力されたとする。
【０２０６】
判定部１９７は、チャネル決定部１９６から入力されるチャネル情報に基づくチャネルのうち、チャネル２１１に干渉低減要求が含まれているか否かを判定する。(S２２２)
ステップＳ２２２において、チャネル２１１に干渉低減要求が含まれていないと判定した場合は、ステップS２２１に戻り、チャネル２１２のフローを実行する。 (Ｓ２２４)
ステップＳ２２２において、チャネル２１１に干渉低減要求が含まれていると判定した場合は、ランダムアクセス機能部１９３における判定部１９７は、周波数検出部１９４にチャネル２１１で干渉低減要求を受信したことを示す受信チャネル情報、及び干渉低減要求を出力する。(Ｓ２２３)
次に、判定部１９７は、ステップS２２１に戻り、チャネル２１２のフローを実行する。 (Ｓ２２４)
ランダムアクセス機能部１９３が、チャネル２１１〜２１４の判定を終了し、周波数検出部１９４にチャネル毎の受信チャネル情報を出力すると、ランダムアクセス機能部１４３における処理・動作を終了する。(Ｓ２２５)
以上のフローによって、フェムト基地局は、移動局から干渉低減要求が通知されたかどうかを確認することができる。
【０２０７】
図２３は、第３実施形態におけるフェムト基地局の周波数検出部の処理・動作を示すフローチャートである。
【０２０８】
周波数検出部１９４は、ランダムアクセス機能部１９３から信号が入力される(Ｓ２３０)と、当該信号に干渉低減要求が有るか否かを判断する。(Ｓ２３１)
干渉低減要求が有る場合は、周波数検出部１９４におけるタイマー１９８は、経過時間の計測を開始する。また、既にタイマー１９８において、経過時間の計測が開始している場合には、タイマー１９８の初期化を行い、改めて、計測を開始する。(Ｓ２３２)
周波数検出部１９４は、タイマー１９８の計測開始と共に、受信チャネル情報とチャネル情報を比較し、受信チャネル情報が示すチャネルに対応する周波数帯域を、登録移動局に送信する無線信号の送信を停止する周波数帯域に決定し、送信停止周波数帯域を周波数情報として、送信部１９５に出力する。(Ｓ２３３)
ここで、送信部１９５は、周波数検出部１９４から入力された周波数情報に基づいて、間欠送信を実行する。
【０２０９】
タイマー１９８は、ステップＳ１６３で決定した周波数情報に基づいた周波数帯域以外で無線信号を送信している時間、つまり、当該周波数帯域で間欠送信している時間を計測する。(Ｓ２３４)
タイマー１９８は、所定時間が経過したか否かを判断する。(Ｓ２３５)
S１６５において、所定時間が経過したと判断した場合に、周波数検出部１９４は、送信停止周波数帯域として、無効値を周波数情報に設定し(Ｓ２３６)、無効値である周波数情報を送信部１９５に出力する。(Ｓ２３７)
なお、送信部１９５では、周波数検出部１９４から入力された周波数情報が無効値であった場合に、間欠送信を開始してから、所定時間が経過したと判断し、間欠送信を中止する。
【０２１０】
周波数検出部１９４は、無効値である周波数情報を送信部１９５に出力することで、処理・動作を終了する。(S２３８)
以上のフローによって、フェムト基地局は無線信号の送信を停止する周波数帯域を決定することができる。
【０２１１】
第３実施形態によると、登録外移動局にとって送信停止を行う最適な周波数帯域が選択可能となり、通信の効率を向上させることが出来る。
＜第４実施形態＞
第４実施形態では、フェムト基地局は、間欠送信による通信を行う際に、無線信号の送信を停止するタイミングを示すタイミング情報を更に送信し、登録外移動局は、フェムト基地局から受信したタイミング情報をマクロ基地局に送信し、マクロ基地局は、移動局から受信したタイミング情報に基づいて、マクロ基地局が送信する無線信号を制御する。
【０２１２】
つまり、第４実施形態では、マクロ基地局は、フェムト基地局が干渉低減を実施するにあたり使用しない無線リソースを使用して、移動局と通信を行う。また、第４実施形態は、送信停止タイミングを登録外移動局が通信を行っているマクロ基地局にも通知する点で第１実施形態〜第３実施形態とは異なる。
【０２１３】
第４実施形態では、第１実施形態と同様に、干渉低減要求を無線信号に関する情報の一例とするが、無線信号に関する情報は、干渉低減要求に限るものでは無く、例えば、マクロ基地局の受信電力や干渉の有無を示す情報等でも良い。
【０２１４】
また、第４実施形態では、マクロ基地局は、フェムト基地局が通信を行っていないタイミングで移動局と通信を行うこととしたが、タイミングに限らず、例えば、フェムト基地局が使用していない周波数帯域がある場合は、該周波数帯域を用いて移動局と通信を行うようにしてもよい。
【０２１５】
図２４〜図２７を用いて、第４実施形態に係る通信システムを説明する。
【０２１６】
ここで、登録外移動局のハードウェア構成図(図６)、フェムト基地局のハードウェア構成図(図８)、干渉低減要求用チャネルの一例(図９)、登録外移動局が干渉レベルを判定する際の処理・動作を示すフローチャート(図１０)、ランダムアクセス機能部の処理・動作を示すフローチャート(図１１)、フェムト基地局のタイミング決定部の処理・動作を示すフローチャート(図１２)は、第１実施形態と同様である。
【０２１７】
図２４は、第４実施形態に係る通信システムを示す概要図である。
【０２１８】
図２４が示すように、第４実施形態に係る通信システムは、フェムト基地局２４２の登録外移動局２４３がマクロ基地局２４１と通信を行う通信システムにおいて実現する。
【０２１９】
移動局２４３は、フェムト基地局２４２にとっては登録外移動局であり、移動局２４４は、フェムト基地局２４２にとって、登録移動局である。
【０２２０】
以下、通信システムの概要について、説明する。
【０２２１】
登録外移動局２４３は、フェムト基地局２４２から干渉を受けていると判定した場合に、ランダムアクセスチャネルを用いて、干渉低減要求をフェムト基地局２４２に送信する。
【０２２２】
フェムト基地局２４２は、登録外移動局２４３から干渉低減要求を受信すると、一定周期で無線信号の送信を停止する。さらに、フェムト基地局２４２は、無線信号の送信を停止するタイミングを示すタイミング情報を報知情報に含めて登録外移動局２４３に対して送信する。
【０２２３】
フェムト基地局２４２からタイミング情報を受信した登録外移動局２４３は、受信したタイミング情報を通信しているマクロ基地局２４１に送信する。マクロ基地局２４１は、受信したタイミング情報が示すタイミングに合わせて通信のスケジューリングを行い、当該スケジューリングで移動局２４３と通信を行う。
【０２２４】
図２５は、第４実施形態に係る登録外移動局の機能ブロック図である。
【０２２５】
図２５に示すように第４実施形態のフェムト基地局の登録外移動局２５０は、アンテナ２５１と、受信部２５２と、報知情報検索部２５３と、制御情報生成部２５４と、送信部２５５と、を備える。また、受信部２５１は復調器６０８と復号器６０９で実現され、報知情報検索部２５３と制御情報生成部２５４はCPU６０４で実現され、送信部２５５は符号化器６１０と変調器６１１で実現される(図６参照)。
【０２２６】
なお、第１実施形態と同様の機能部(アンテナ２５１、受信部２５２)の説明は省略する。
【０２２７】
報知情報検索部２５３は、受信部２５２から入力される無線信号がフェムト基地局から受信した報知情報であった場合に、報知情報に含まれるタイミング情報を検索し、当該タイミング情報を制御情報生成部２５４に出力する。
【０２２８】
制御情報生成部２５４は、報知情報検索部２５３から入力されたタイミング情報に基づいて、当該移動局が通信を行っているマクロ基地局に対して送信する無線リソース制御情報を生成する。無線リソース制御情報は、当該マクロ基地局に対して、フェムト基地局が無線信号の送信停止を実行しているタイミング情報を含む情報であり、マクロ基地局は、無線リソース制御情報に含まれるタイミング情報が示すタイミングで通信のスケジューリングを行うことで、無線リソースの有効利用が可能である。制御情報生成部２５４は、生成した無線リソース制御情報を送信部２５５に出力し、送信部２５５は、アンテナ２５１を介して、マクロ基地局に対して無線リソース制御情報を送信する。
【０２２９】
図２６は、第４実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図である。
【０２３０】
図２６に示すように第４実施形態のフェムト基地局は、アンテナ２６１と、受信部２６２と、ランダムアクセス機能部２６３と、タイミング決定部２６４と、報知情報生成部２６５と、送信部２６６と、を備える。また、ランダムアクセス機能部は、チャネル決定部２６７及び要求判定部２６８を備え、タイミング決定部２６４はタイマーを備える。
【０２３１】
ここで、受信部２６２は復調器８０７と復号器８０８で実現され、ランダムアクセス機能部２６３とタイミング決定部２６４と報知情報生成部２６５はCPU８１４で実現され、送信部２６６は符号化器８１０と変調器８１１で実現される(図８参照)。
【０２３２】
なお、第１実施形態と同様の機能部(アンテナ２６１、受信部２６２、ランダムアクセス機能部２６３、チャネル決定部２６７、要求判定部２６８)の説明は省略する。
【０２３３】
タイミング決定部２６４は、要求判定部２６８から干渉低減要求が入力されると、無線信号を停止するタイミングを決定し、決定したタイミングをタイミング情報として、報知情報生成部２６５及び送信部２６６に通知する。また、送信停止タイミングの決定は、例えば、各セルに固有に割り当てられた番号などから決定しても良い。しかし、セルの維持に必須な情報、例えば、報知情報等を送信停止することは望ましくないので、予め分かっている報知情報等を送信するタイミングについては送信停止タイミングから除外することが好ましい。
【０２３４】
報知情報生成部２６５は、タイミング決定部２６４から入力されたタイミング情報を含めて、報知情報を生成し、送信部２６６に出力する。
【０２３５】
送信部２６６は、タイミング決定部２６４から入力されたタイミング情報が示すタイミング以外で無線信号を、アンテナ２６１を介して登録移動局に対して送信する。つまり、タイミング決定部２６４から入力されたタイミング情報が示すタイミングは、無線信号の送信を停止することで、間欠送信を実現する。さらに、送信部２６６は、報知情報生成部２６５から入力された報知情報を、アンテナ２６１を介して登録外移動局に送信する。
【０２３６】
また、タイミング決定部２６４は、ランダムアクセス機能部２６３から干渉低減要求が入力されると、タイマー２６９に制御信号を出力し、タイマー２６９は、タイミング決定部２６４がタイミング情報を送信部２６６に出力してからの経過時間を計測する。そして、予め設定している経過時間になると、送信部２６６は、間欠送信を止め、通常通り、アンテナ２６１を介して登録移動局に対して無線信号を送信する。
【０２３７】
ここでは、タイミング情報を登録外移動局のみに報知情報で通知することとしたが、タイミング情報が報知情報であることからもわかるように、フェムト基地局の登録移動局に対してもタイミング情報を送信することが出来る。タイミング情報を受信することによって、フェムト基地局が無線信号の送信を停止するタイミングに合わせて、登録移動局も休止することが出来る。
【０２３８】
図２７は、第４実施形態のマクロ基地局における機能ブロック図である。
【０２３９】
図２７に示すように、第４実施形態のマクロ基地局２７０は、アンテナ２７１と、受信部２７２と、制御機能部２７３と、送信部２７４と、を備える。
【０２４０】
アンテナ２７１は、送信部２７４から出力される送信信号を移動局に電波を媒体として発信し、また、移動局から電波を媒体として送信される信号を受信して、受信信号を受信部２７２に出力する。
【０２４１】
受信部２７２は、アンテナ２７１を介して、移動局から無線信号を受信し、復調や復号等を行う。
【０２４２】
制御機能部２７３は、受信部２７２から入力される受信信号に無線リソース制御情報が含まれていた場合、無線リソース制御情報に含まれるタイミング情報を送信部２７４に出力する。
【０２４３】
送信部２７４は、制御機能部２７３から入力されたタイミング情報が示すタイミングで、アンテナ２７１を介して移動局に無線信号を送信する。つまり、送信部２７５は、フェムト基地局が送信を停止しているタイミングで移動局と通信を行うので、無線リソースを有効利用できる。
【０２４４】
第４実施形態によると、フェムト基地局が間欠送信している間の空き無線リソースを効率よく利用することが出来るので、通信効率を向上させることが出来る。
【０２４５】
＜第５実施形態＞
第５実施形態では、フェムト基地局は、受信した無線信号に無線信号に関する情報が含まれていると判定した場合に、自身が送信する無線信号を停止するタイミングを決定し、自身と通信を行う登録移動局に対して、決定したタイミング以外で、下りデータ信号、及び上りスケジューリング信号を送信し、フェムト基地局に対して、受信したスケジューリング信号に基づいて上りデータ信号を送信し、フェムト基地局は、受信した上りーデータ信号に対するフィードバックを決定したタイミング以外で送信する。
【０２４６】
つまり、第５実施形態では、干渉を受けている登録外移動局が存在する場合のみ、フェムト基地局は、下りデータ信号及び上りスケジューリング信号について間欠送信を行う。更に、登録移動局はスケジューリング信号に基づいて、上りデータ信号をフェムト基地局に送信し、フェムト基地局では当該タイミング以外のタイミングで上りデータ信号に対する上りフィードバック信号を送信する。また、第５実施形態では、下りデータ信号だけでなく、上りスケジューリング信号、上りフィードバック信号も間欠送信を行う点が第１実施形態とは異なる。
【０２４７】
図２８〜図２９を用いて、第２実施形態に係る通信システムを説明する。
【０２４８】
ここで、登録外移動局の機能ブロック図(図５)、登録外移動局のハードウェア構成図(図６)、フェムト基地局の機能ブロック図(図７)、フェムト基地局のハードウェア構成図(図８)、干渉低減要求用チャネルの一例(図９)、登録外移動局が干渉レベルを判定する際の処理・動作を示すフローチャート(図１０)、ランダムアクセス機能部の処理・動作を示すフローチャート(図１１)、フェムト基地局のタイミング決定部の処理・動作を示すフローチャート(図１２)は、第１実施形態と同様である。
【０２４９】
図２８は、第５実施形態に係る通信システムの概要図である。
【０２５０】
図２８が示すように、第５実施形態に係る通信システムは、フェムト基地局２８２の登録外移動局２８３がマクロ基地局２８１と通信を行う通信システムにおいて実現する。
【０２５１】
移動局２８３は、フェムト基地局２８２にとっては登録外移動局であり、移動局２８４は、フェムト基地局２８２にとって、登録移動局である。
【０２５２】
以下、第５実施形態における通信システムの動作概要について、説明する。
【０２５３】
登録外移動局２８３は、フェムト基地局２８２から干渉を受けていると判定した場合に、フェムト基地局２８２に対して、干渉を低減するように要求する。このとき、ランダムアクセスチャネルを用いて、干渉低減要求をフェムト基地局２８２に通知する。
【０２５４】
フェムト基地局２８２は、登録外移動局２８３から干渉低減要求を受け取ると、一定周期で下りデータ信号の送信を停止する。さらに、フェムト基地局２は、下りデータ信号の送信を停止した周期と同様の周期で、上りスケジューリング信号である下り信号についても送信を停止する。
【０２５５】
登録移動局２８４は、フェムト基地局２８２から受信した上りスケジューリング信号に基づいて、上りデータ信号をフェムト基地局２８２に対して送信する。つまり、ここでは、当該タイミングで送信停止した上りスケジューリング信号に基づいて上りデータ信号の送信を停止するため、上りデータ信号のうち、当該タイミングに対応するチャネルは、送信が停止されることとなる。また、移動局２８４は、上りフィードバック信号についても、当該タイミングで送信の停止を実行し、フェムト基地局２８４に送信する。
【０２５６】
図２９は、第５実施形態に係る通信システムにおいて、送信停止を実行するチャネルの一例である。
【０２５７】
図２９に示すように、下りデータ信号は、タイミング(４)において、信号の送信を停止している。
【０２５８】
上りスケジューリング信号は、上りデータ信号をどのタイミングで送信するかを移動局に指示する下り信号である。本実施形態では、下りデータと同様にタイミング(４)で送信停止を実施している。
【０２５９】
上りフィードバック信号は、基地局が、上りデータの受信が基地局にて成功したかどうかを移動局にフィードバックする下り信号である。本実施形態では、この上りフィードバック信号の送信停止するタイミングが送信停止タイミングになるような上りデータ信号を予め送信停止しておく。つまり、上りスケジューリング信号によって、タイミング(−３)の上りデータ信号を停止するようにスケジューリングすることで、タイミング(−３)の上りデータ信号に対応する上りフィードバック信号であるタイミング(−４)の信号を送信停止することが可能になる。
【０２６０】
上りデータ信号は、移動局が基地局に対して送信する上り信号であり、下りスケジューリング信号の指示によって、タイミング(−３)での信号の送信を停止している。さらに、上りスケジューリング信号自体が送信停止をしているタイミング(４)に対応する信号も送信停止を実施している。
【０２６１】
第５実施形態によると、間欠送信する際に、フェムト基地局の下りデータ信号、上りスケジューリング信号、上りフィードバック信号を間欠送信にすることができるので、登録外移動局にとって、更なる干渉低減を行うことが出来る。
【符号の説明】
【０２６２】
２１、３２、４２、７０、８０、１３２、１４０、１７２、１９０、２４２、２６０、２８２ フェムト基地局
２２ フェムトセル
２３、３４、４４、１３４、１７４、２４４、２８４ 登録移動局
２４、３３、４３、５０、６０、１３３、１７３、１８０、２４３、２８３ 登録外移動局
３１、４１、１３１、１７１、２４１、２７０、２８１ マクロ基地局
５１、６０１、７１、８０１、１４１、１８１、１９１、２５１、２６１、２７１ アンテナ
５２、７２、１４２、１８２、１９２、２５２、２６２、２７２ 受信部
５３、１８３ 測定部
５４、１８４ 干渉判定部
５５、７５、１４５、１８６、２５５、２６６、２７４ 送信部
６０２、８０２ RF部
６０３、８０３ ベースバンド機能部
６０４ CPU
６０５、８０４ デュープレクサ
６０６、８０５ ダウンコンバータ
６０７、８０６ ADC
６０８、８０７ 復調器
６０９、８０８ 復号器
６１０、８１０ 符号化器
６１１、８１１ 変調器
６１２、８１２ DAC
６１３、８１３ アップコンバータ
７３、１４３、１９３、２６３ ランダムアクセス機能部
７４、２６４ タイミング決定部
７６、１４６、１９６、２６７ チャネル決定部
７７、１４７、１９７、２６８ 要求判定部
７８、１４８、１９８、２６９ タイマー
８０９ レイヤ２機能部
８１４ CPU
９０ ランダムアクセスチャネル
９１ 通常用チャネル
９２ 干渉低減要求用チャネル
１４４ 周波数決定部
１８５ 停止要求周波数決定部
１９４ 周波数検出部
２０１ 受信品質
２０２ 周波数
２０３、２１１、２１２、２１３、２１４ チャネル
２５３ 報知情報検索部
２５４、２６５ 制御情報生成部
２７３ 制御機能部
【技術分野】
【０００１】
本開示の発明は通信システム、通信方法、基地局、及び移動局に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルの隙間、屋内、地下街や高層エリアなどの電波状況が悪いエリアを解消するためにフェムト基地局がある。フェムト基地局は、家庭やSOHO(Small Office/Home Office)などの小規模オフィス等に設置され、半径数十ｍ程度の限られた範囲をカバーする。また、フェムト基地局は、家庭内の固定電話に繋がっている固定回線、つまり電話回線や光ファイバー、CATV(Common Antenna TeleVision)用ケーブルなどの一般回線を介して携帯電話のコアネットワークと接続される。
【０００３】
図１のように、上述のフェムト基地局が形成するセル(フェムトセル)と、マクロ基地局が形成するセル(マクロセル)とは、重複することがある。
【０００４】
これは、フェムト基地局を、マクロセル外の不感地帯のみでなく、マクロセル内にも設定することで、マクロセル内の電波状況が悪い場所等の通信環境を改善するためである。
【０００５】
また、増大する音声やデータ通信のトラフィックに対して設備の増強を強いられる中、フェムト基地局を導入することによって、マクロ基地局を増設するよりもコストを抑えられ、携帯電話のコアネットワークへの負荷も下げられることから、多くの携帯電話事業者は、フェムト基地局が普及していくことを期待している。よって、携帯電話事業者は、フェムト基地局を普及していくために、個人が容易に購入可能なフェムト基地局を提供していくことが考えられる。
【０００６】
上記の購入可能なフェムト基地局については、購入したユーザーによって登録された移動局に対してのみ通信を行うユーザー制限を設けることが提案されている。
【０００７】
図２は、ユーザー制限があるフェムト基地局と移動局との通信状況を示した概要図である。
【０００８】
フェムト基地局２１は、個人ユーザーによって購入することが可能なフェムト基地局であり、図中２３をフェムト基地局２１に登録することによって、フェムト基地局２１は、登録移動局２３との通信を許可する。つまり、フェムト基地局２１は、通信を許可する移動局を、自局に登録されている移動局のみに制限している。
【０００９】
よって、登録外移動局２４がフェムトセル２２内に存在する場合であっても、フェムト基地局２１と登録外移動局２４とは通信することが出来ない。このような登録外移動局２４にとって、フェムト基地局２１が送信する無線信号は、干渉となってしまう恐れがある。
【００１０】
図３は、フェムト基地局の無線信号による干渉の問題を示した概要図である。
【００１１】
図中３３は、フェムト基地局３２には登録されておらず、フェムト基地局３２とは通信が許可されていない登録外移動局である。図中３４はフェムト基地局３２の登録移動局であり、フェムト基地局３２との通信が許容されている。
【００１２】
このとき、登録外移動局３３は、フェムト基地局３２の近くに存在するため、フェムト基地局３２が登録移動局３４に向けて送信している信号が登録外移動局３３にとっても干渉になってしまう恐れがある。つまり、登録外移動局３３はフェムト基地局３２からの受信電力が大きい場所に存在したとしても、フェムト基地局３２とは通信が許容されていないため、フェムト基地局３２にハンドオーバーは出来ずに、マクロ基地局３１と通信を行う。よって、登録外移動局３３がフェムト基地局３２に近づき、フェムト基地局３２からの受信電力が大きくなれば大きくなるほど、フェムト基地局３２からの信号は登録外移動局３３にとって、干渉となってしまう。
【００１３】
上記の課題を解決するために、マクロ基地局からの制御チャネルを受信する移動局の無線リソースが高い干渉を検知した場合に、干渉を検知した移動局がフェムト基地局に対して、干渉を低減するように求める要求を送信し、フェムト基地局が送信電力を低減する方法が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特表2011-514040
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記の技術を適用すると、フェムト基地局を購入したユーザーに対して本来のサービスを提供できなくなってしまう可能性が考えられる。
【００１６】
例えば、ユーザーが不感地帯をカバーするためにフェムト基地局を購入したとする。このとき、登録外移動局が当該フェムト基地局からの干渉を検知し、干渉低減要求をフェムト基地局に通知することで、フェムト基地局は、送信電力を小さくする。
【００１７】
フェムト基地局が送信電力を小さくするということは、セル範囲を小さくし、カバーするエリアを狭めることと同等である。よって、フェムト基地局がセル範囲を小さくしてしまうと、フェムト基地局でカバー出来ていた不感地帯が一部復活してしまうことになり、復活した不感地帯のエリアに存在する登録移動局は、急に通信を遮断されてしまうこととなる。登録移動局のユーザーにとっては、せっかく個人的にフェムト基地局を購入して自宅に設置したとしても、第三者の指示により通信が不可能なエリアが自宅に発生してしまう危険性がある。これはフェムト基地局の購買意欲の阻害要因となりうる。
【００１８】
しかし、フェムト基地局が今後増えていくことが予想されるため、登録移動局のみを考慮したフェムト基地局が増えることで、フェムト基地局がもたらす干渉の影響は大きくなる。つまり、干渉が大きくなることによって、公衆の場所でさえも登録外移動局の通信状況が悪くなってしまう可能性もある。
【００１９】
開示の通信システム、通信方法、基地局、及び移動局の目的の一つは、上述した課題に鑑み創案されたものあり、フェムト基地局の登録移動局のスループットを向上させると同時に、登録外移動局に及ぼす干渉を低減することである。
【００２０】
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成より導かれる作用効果であって、従来技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置づけることが出来る。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するため、本件開示の発明は、第１基地局に登録されていない移動局が第２基地局と通信を行う通信システムにおいて、移動局は、第１基地局が送信する無線信号と第２基地局が送信する無線信号を受信する受信部と、受信した無線信号に関する受信信号情報を送信する送信部と、を提供し、第１基地局は、移動局が送信した受信信号情報を受信する受信部と、受信信号情報に基づいて、無線信号を間欠送信する送信部と、を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本件開示の発明によれば、フェムト基地局は、登録外移動局から受信する情報に基づいて、間欠送信を行うことによって、フェムト基地局は、セル範囲を縮小することなく、干渉低減を実施する。よって、本件開示の発明は、登録外移動局に与えている干渉を低減させつつ、登録移動局に対する通信も維持することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】フェムトセルとマクロセルとの関係を示す概要図
【図２】フェムト基地局と移動局との通信状況を示す概要図
【図３】フェムト基地局の干渉問題を示す概要図
【図４】第１実施形態に係る通信システムの概要図
【図５】第１実施形態に係る登録外移動局の機能ブロック図
【図６】第１実施形態に係る登録外移動局のハードウェア構成図
【図７】第１実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図
【図８】第１実施形態に係るフェムト基地局のハードウェア構成図
【図９】第１実施形態に係る干渉低減要求用チャネルの一例を示す図
【図１０】第１実施形態に係る登録移動局が干渉レベルを判定する際の処理・動作を示すフローチャート
【図１１】第１実施形態に係るフェムト基地局のランダムアクセス機能部の処理・動作を示すフローチャート
【図１２】第１実施形態に係るフェムト基地局のタイミング決定部の処理・動作を示すフローチャート
【図１３】第２実施形態に係る通信システムの概要図
【図１４】第２実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図
【図１５】第２実施形態に係るフェムト基地局のランダムアクセス機能部の処理・動作を示すフローチャート
【図１６】第２実施形態に係るフェムト基地局の周波数決定部の処理・動作を処理・動作を示すフローチャート
【図１７】第３実施形態に係る通信システムの概要図
【図１８】第３実施形態に係る登録外移動局の機能ブロック図
【図１９】第３実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図
【図２０】第３実施形態に係る登録外移動局の停止要求周波数決定部で決定するチャネルの一例を示す図
【図２１】第３実施形態に係るフェムト基地局のチャネル決定部が決定する干渉低減要求用チャネルと周波数帯域の対応付けの一例を示す図
【図２２】第３実施形態に係るフェムト基地局のランダムアクセス機能部の処理・動作を示すフローチャート
【図２３】第３実施形態に係るフェムト基地局の周波数検出部の処理・動作を示すフローチャート
【図２４】第４実施形態に係る通信システムの概要図
【図２５】第４実施形態に係る登録外移動局の機能ブロック図
【図２６】第４実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図
【図２７】第４実施形態に係るマクロ基地局の機能ブロック図
【図２８】第５実施形態に係る通信システムの概要図
【図２９】第５実施形態に係るフェムト基地局の送信停止を実行する無線信号の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜第１実施形態＞
第１実施形態では、フェムト基地局の登録外移動局がマクロ基地局と通信を行う通信システムにおいて、登録外移動局は、フェムト基地局が送信する無線信号とマクロ基地局が送信する無線信号を受信し、受信した無線信号に関する情報を送信し、フェムト基地局は、移動局が送信した無線信号に関する情報に基づいて、フェムト基地局が無線信号を間欠送信する。
【００２５】
つまり、第１実施形態では、登録外移動局が受信する無線信号に関する情報をフェムト基地局に通知することで、フェムト基地局が、干渉を受けている登録外移動局が存在することを認識する。
【００２６】
そして、干渉を受けている登録外移動局が存在する場合に、フェムト基地局が間欠送信を行うことで、登録外移動局に対する干渉を低減する。
【００２７】
また、フェムト基地局による干渉を低減するための技術として、フェムト基地局が間欠的に無線信号の送信停止を実施する。
【００２８】
第１実施形態では、干渉低減要求を無線信号に関する情報の一例とするが、無線信号に関する情報は、干渉低減要求に限るものでは無く、例えば、マクロ基地局の受信電力や干渉の有無を示す情報等でも良い。
【００２９】
図４〜図１２を用いて、第１実施形態に係る通信システムを説明する。
【００３０】
図４は、第１実施形態に係る通信システムの概要図である。
【００３１】
図４が示すように、第１実施形態に係る通信システムは、フェムト基地局４２の登録外移動局４３がマクロ基地局４１と通信を行う通信システムにおいて干渉低減を実現する。
【００３２】
マクロ基地局４１は、公衆基地局のことであり、1つの基地局では、数kmから十数kmの範囲に電波を放射することができる。この範囲のことをセルと呼ぶ。マクロ基地局４１は、ビルやマンションの屋上、電柱や電話ボックスなどに設置され、郊外や山間部では、鉄塔を用いて設置されているものもある。
【００３３】
フェムト基地局４２は、上述したとおり、ビルの隙間、屋内、地下街や高層エリアなどの電波状況が悪いエリアを解消するための基地局である。フェムト基地局４１は、家庭やSOHOなどの小規模オフィス等に設置され、半径数十ｍ程度の範囲(フェムトセル)をカバーする。また、フェムト基地局は、家庭内の固定電話に繋がっている固定回線、つまり電話回線や光ファイバー、CATV用ケーブルなどを介してコアネットワークと接続される。
【００３４】
さらに、フェムト基地局４２は、個人ユーザー等で購入可能であり、当該フェムト基地局４２に移動局４４を登録することで、移動局４４との通信を行う。例えば、購入したユーザーが所有する移動局のIDをフェムト基地局に記録することで登録することが可能になる。
【００３５】
移動局４３は、マクロ基地局４１と通信を行っていて、フェムト基地局４２にとっては登録外の移動局であり、フェムト基地局４２は、移動局４３との通信をしない。移動局４４は、フェムト基地局４２にとって、登録移動局であり、フェムト基地局４２のセル範囲に属するときにはフェムト基地局４２と通信を行う。
【００３６】
以下、第１実施形態における通信システムの動作について説明する。
【００３７】
移動局４３は、フェムト基地局４２が送信する無線信号が干渉となると判定した場合に、フェムト基地局４２に対して、干渉低減要求を送信する。このとき、移動局４３は、ランダムアクセスチャネルを用いて、干渉低減要求をフェムト基地局４２に送信する。
【００３８】
フェムト基地局４２は、移動局４３から干渉低減要求を受け取ると、無線信号の送信を停止するタイミングを決定し、決定したタイミングで周期的に無線信号の送信を停止することで間欠送信を実現する。
【００３９】
干渉低減要求を通知する際に、ランダムアクセスチャネルを用いることは、本発明の特徴の１つである。
【００４０】
従来技術では、ユニキャストメッセージ等でフェムト基地局に干渉低減要求を送信することとしているが、これは、ユーザー制限をもつフェムト基地局が認識できるかどうかは保証出来ない。
【００４１】
なぜならば、フェムト基地局が、当該フェムト基地局に登録済みの移動局に対してのみ通信を許可するユーザー制限を設けている場合、フェムト基地局は、登録外の移動局からのアクセスを拒否する構成がとられる。よって、フェムト基地局に対して、登録外移動局がユニキャストメッセージを送信しても、フェムト基地局は内容を確認する以前に、当該メッセージを受け付けない。つまり、登録外移動局から送信されたメッセージであるとフェムト基地局が認識した時点で、フェムト基地局側で当該メッセージを廃棄してしまう可能性が高い。
【００４２】
よって、従来技術では、干渉低減要求がフェムト基地局において認識されない限り、フェムト基地局が、送信電力を下げ、登録外移動局に対する干渉が緩和することもないので、干渉低減要求の通知にユニキャストメッセージを用いることは、登録外移動局にとって無駄な電力消費でしかない。
【００４３】
ここで、本発明では、ランダムアクセスチャネルを使用することによって、この課題を解決する方法を提案する。
【００４４】
また、仮に、ユニキャストメッセージを受信することを許可したとしても、フェムト基地局において、本来登録移動局のみで占有するべき無線リソースを登録外移動局が使用することとなり、これは登録移動局にとって好ましくない。
【００４５】
本発明では、この課題についても、ランダムアクセスチャネルを用いることで解決する方法を提案する。
【００４６】
なお、ランダムアクセスチャネルについては、図９の説明で後述する。
【００４７】
上述の通信システムによって、干渉を受けている登録外移動局が存在する場合のみ、干渉低減を実現できる。
【００４８】
図５は、第１実施形態に係るフェムト基地局の登録外移動局における機能ブロック図である。
【００４９】
第１実施形態に係る登録外移動局５０は、登録されていないフェムト基地局が送信する無線信号と、通信を行っているマクロ基地局が送信する無線信号とを受信し、受信した無線信号に関する情報 (本実施形態における干渉低減要求)をフェムト基地局に送信する。
【００５０】
図５に示すように、第１実施形態に係る登録外移動局５０は、アンテナ５１と、受信部５２と、測定部５３と、干渉判定部５４と、送信部５５と、を備える。
【００５１】
アンテナ５１は、送信部５５から出力される無線信号をマクロ基地局及びフェムト基地局に電波を媒体として発信し、また、マクロ基地局及びフェムト基地局から電波を媒体として送信される信号を受信して、無線信号を受信部５２に出力する。
【００５２】
受信部５２は、アンテナ５１を介して、マクロ基地局及びフェムト基地局が送信する無線信号を受信し、受信した無線信号を、測定部５３に出力する。
【００５３】
測定部５３は、マクロ基地局から受信した信号及びフェムト基地局から受信した信号それぞれの受信電力を測定する。
【００５４】
ここで、受信電力の測定方法としては一般的に基地局から送信されるパイロット信号を利用する方法が知られている。
【００５５】
基地局は少なくとも周辺セル間では固有となる信号パターンをパイロット信号として常時送信している。セル固有のパイロット信号パターンとしては例えば長周期の擬似乱数や、セル間で直交する系列などが用いられる。移動局は受信電力を測定したい基地局について、パイロット信号を相関演算により除去し、これを平均・二乗することで他セルからの干渉や雑音の影響を抑圧した受信電力を推定することが出来る。
【００５６】
測定部５３は受信部５２より入力された無線信号について前記の処理により各基地局からの受信電力を測定し、それぞれ干渉判定部５４に入力する。
【００５７】
また、ここでは、マクロ基地局及びフェムト基地局から受信する無線信号それぞれの受信電力を測定することとしたが、マクロ基地局とフェムト基地局の何れか一方の受信電力を測定しても良いし、マクロ基地局からの受信信号の誤り訂正率やS/N比を測定しても良い。
【００５８】
干渉判定部５４は、測定部５３から入力された測定結果に基づいて、マクロ基地局から受信した無線信号の干渉レベルを判定する。例えば、干渉判定部５４は、フェムト基地局の無線信号の受信電力が、マクロ基地局の無線信号の受信電力より大きくなった場合に、フェムト基地局が送信する無線信号が干渉となっていると判定する。
【００５９】
しかし、判定方法は上記の判定方法に限らない。例えば、マクロ基地局の受信電力が閾値以下になったとき、干渉レベルが大きいと判定しても良いし、誤り訂正率やS/N比等を用いても良い。
【００６０】
そして、干渉判定部５４は、マクロ基地局から受信する干渉レベルに応じて、干渉低減要求を送信部５５に出力する。つまり、フェムト基地局が送信する無線信号が干渉となると判定した場合に、干渉を低減するように要求する干渉低減要求を送信部５５に出力する。
【００６１】
送信部５５は、フェムト基地局に対して、干渉判定部５４から入力された干渉低減要求を、アンテナを介して送信する。ここで、送信部５５は、予めフェムト基地局において決定する干渉低減要求の送信に使用するチャネルを用いて、フェムト基地局に対して干渉低減要求を送信する。例えば、ランダムアクセスチャネルの一部を用いて、干渉低減要求を送信する。
【００６２】
また、本実施形態では、登録外移動局が、アンテナを介してフェムト基地局に無線信号に関する情報を送信することとしたが、当該移動局と通信を行っているマクロ基地局に対して無線信号に関する情報を送信し、マクロ基地局が、上位局を介して、該フェムト基地局に送信しても良い。
【００６３】
図６は、第１実施形態に係る登録外移動局におけるハードウェア構成図である。
【００６４】
図６に示すように、移動局６０は、アンテナ６０１と、RF部６０２と、ベースバンド機能部６０３と、CPU６０４と、を備える。さらに、RF部６０２は、デュープレクサ６０５と、ダウンコンバータ６０６と、ADC６０７と、DAC６１２と、アップコンバータ６１３と、を備え、ベースバンド機能部６０３は、復調器６０８と、復号器６０９と、符号化部６１０と、変調器６１１と、を備える。
【００６５】
アンテナ６０１は、RF部６０２から出力される送信信号をマクロ基地局及びフェムト基地局に電波を媒体として発信し、また、マクロ基地局及びフェムト基地局から電波を媒体として送信される信号を受信して、受信信号をRF部６０２に出力する。
【００６６】
RF(Radio Frequency)部６０２は、所定の通信方式で送信するデータを高周波信号に変換してアンテナ６０１から送信したり、アンテナ６０１から入力された高周波信号をデータ信号に変換したりするものである。なお、RF部６０２における処理は、デュープレクサ６０５と、ダウンコンバータ６０６と、ADC６０７と、DAC６１２と、アップコンバータ６１３と、で実現される。
【００６７】
デュープレクサ６０５は、送受信のアンテナを１本で共有するためのものであり、送信経路と受信経路を電気的に分離する。
【００６８】
ダウンコンバート６０６は信号が入力されると、入力された電波を処理しやすい中間周波数に変換する。そして、変換した中間周波数の無線信号をADC６０７に出力する。
【００６９】
ADC(Analog to Digital Converter)６０７は、アナログ−デジタル変換器のことで、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換してベースバンド機能部６０３に受信信号を出力する。
【００７０】
DAC(Digital to Analog Converter)６１２は、デジタル−アナログ変換器のことで、ベースバンド機能部６０３から入力された変調信号を、アナログ信号に変換し、アップコンバータ６１３に出力する。
【００７１】
アップコンバータ６１３は、入力された変調波を目的の周波数に上げ、デュープレクサ６０５に出力する。
【００７２】
ベースバンド機能部６０３は、RF部６０２から入力される信号を復調や復号し、CPU６０４に出力する。さらに、CPU６０４から入力されたデータ信号を、符号化や変調を行い、RF部６０２に出力する。なお、本実施形態におけるベースバンド機能部６０３は、復調器６０８と、復号器６０９と、符号化器６１０と、変調器６１１と、で構成され、図５における受信部５２は、復調器６０８と復号器６０９とで実現され、図５における送信部５５は、符号化器６１０と変調器６１１とで実現される。
【００７３】
復調器６０８は、RF部６０２から入力された受信信号である変調信号を復元し、復調データとして、復号器６０９に出力する。復調は各変調方式に対応して実行する。
【００７４】
復号器６０９は、復調器６０８から入力される復調データである符号化されているデータ信号を復号化し、復号データとしてCPU６０４に出力する。
【００７５】
CPU(Central Processing Unit)６０４は、各種機能部の制御を行う構成の一例であって、アプリケーションプログラム等を実行することにより、各種機能部の制御やメモリへのデータの読込み・書込み等を行う。なお、本実施形態における図５の測定部５３と干渉判定部５４の機能はCPU６０４によって実現される。
【００７６】
符号化器６１０は、CPU６０４から入力された信号を所定の規則に従って符号化を実行し、符号化データとして、変調器６１１に出力する。変調器６１１は、符号化器６１０から入力された符号化データをデジタル変調し、RF部６０２に出力する。
【００７７】
図７は、第１実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図である。
【００７８】
第１実施形態に係るフェムト基地局は、登録外移動局が受信する無線信号に関する情報を受信し、無線信号に関する情報に基づいて、フェムト基地局が送信する無線信号を間欠送信する。
【００７９】
図７に示すように、第１実施形態に係るフェムト基地局７０は、アンテナ７１と、受信部７２と、ランダムアクセス機能部７３と、タイミング決定部７４と、送信部７５と、を備える。更に、ランダムアクセス機能部７３は、チャネル決定部７６と、要求判定部７７と、を備え、タイミング決定部７４は、タイマー７８を備える。
【００８０】
アンテナ７１は、送信部７５から出力される無線信号を登録移動局及び登録外移動局に電波を媒体として発信し、また、登録移動局及び登録外移動局から電波を媒体として送信される無線信号を受信して、受信した無線信号を受信部７２に出力する。
【００８１】
受信部７２は、アンテナ７１を介して、登録移動局及び登録外移動局から無線信号を受信し、受信した無線信号をランダムアクセス機能部７３に出力する。
【００８２】
ランダムアクセス機能部７３は、受信部７２から入力された無線信号に、干渉低減要求が含まれているか否かを判定し、干渉低減要求が含まれている場合に、干渉低減要求をタイミング決定部７４に出力する。このとき、ランダムアクセス機能部７３は、後述する干渉低減要求用のランダムアクセスチャネルを監視することで、当該チャネルに干渉低減要求が含まれているか判定し、干渉低減要求が含まれている場合に、干渉低減要求をタイミング決定部７４に出力する。また、ランダムアクセス機能部７３における機能は、後述するチャネル決定部７６及び要求判定部７７によって実現する。
【００８３】
チャネル決定部７６は、登録外移動局が干渉低減要求を送信する際に使用するチャネルを決定する。本実施形態では、チャネル決定部７６は、移動局が任意にアクセス可能であるランダムアクセスチャネルの中から、登録外移動局が干渉低減要求を送信する際に使用するチャネルを決定する。そして、チャネル決定部７６は、決定したチャネルをチャネル情報として報知情報等に含めて、送信部７５及びアンテナ７１を介して登録外移動局に送信する。さらに、チャネル決定部７６は、チャネル情報を要求判定部７７に出力する。
【００８４】
要求判定部７７は、チャネル決定部７６から入力されたチャネル情報が示すチャネルを監視することによって、受信する無線信号に登録外移動局からの干渉低減要求が含まれているか否かを判定し、干渉低減要求が含まれている場合に、干渉低減要求をタイミング決定部７４に出力する。
【００８５】
タイミング決定部７４は、要求判定部７７から干渉低減要求が入力されると、当該フェムト基地局が送信する無線信号を停止するタイミングを決定する。つまり、ランダムアクセス機能部７３の要求判定部７７から干渉低減要求入力されると、登録移動局に送信する無線信号を停止するタイミングを決定し、決定したタイミングをタイミング情報として、送信部７５に出力する。また、送信停止タイミングの決定は、例えば、各セルに固有に割り当てられた番号などから決定しても良い。しかし、セルの維持に必須な情報、例えば、報知情報等を送信停止することは望ましくないので、予め分かっている報知情報等を送信するタイミングについては送信停止タイミングから除外することが好ましい。
【００８６】
送信部７５は、タイミング決定部７４から入力されたタイミング情報が示すタイミング以外で、無線信号を、アンテナ７１を介して登録移動局に対して送信する。つまり、タイミング決定部７４から入力されたタイミングについては無線信号の送信を停止することで、間欠送信による通信を実現する。ここで、送信停止タイミングについてユーザーデータ以外の制御情報のうち、セルの維持に必須で送信を停止出来ないものについては送信停止の対象としなくてもよい。
【００８７】
また、送信部７５は、報知情報等を用いて、チャネル決定部７６から入力されたチャネル情報を、アンテナ７１を介して登録外移動局に送信する。チャネル情報を登録外移動局に送信することで、登録外移動局に対して干渉低減要求用チャネルを通知することができる。
【００８８】
さらに、タイミング決定部７４は、チャネル決定部７６から干渉低減要求が入力されると、タイマー７８に制御信号を出力し、タイマー７８は、タイミング決定部７４がタイミング情報を送信部７５に入力してからの経過時間を計測する。そして、予め設定している経過時間になると、送信部７５は、間欠送信を止め、通常通り、アンテナ７１を介して、無線信号を登録移動局に対して送信する。
【００８９】
図８は、第１実施形態におけるフェムト基地局のハードウェア構成図である。
【００９０】
図８が示すように、フェムト基地局８０は、アンテナ８０１と、RF部８０２と、ベースバンド機能部８０３と、を備える。さらに、RF部８０２は、デュープレクサ８０４と、ダウンコンバート８０５と、ADC８０６と、DAC８１２と、アップコンバータ８１３と、を備え、ベースバンド機能部８０３は、復調器８０７と、復号器８０８と、レイヤ２機能部８０９と、符号化器８１０と、変調器８１１と、を備える。
【００９１】
アンテナ８０１は、RF部８０２から出力される送信信号を登録移動局及び登録外移動局に電波を媒体として発信し、また、登録移動局及び登録外移動局から電波を媒体として送信される信号を受信して、受信した無線信号をRF部８０２に出力する。
【００９２】
RF部８０２は、所定の通信方式で送信するデータを高周波信号に変換してアンテナ８０１から送信したり、アンテナ８０１から入力された高周波信号をデータ信号に変換したりするものである。なお、RF部８０２における処理は、デュープレクサ８０４と、ダウンコンバート８０５と、ADC８０６と、DAC８１２と、アップコンバータ８１３と、で実現される。
【００９３】
デュープレクサ８０４は、送受信のアンテナを１本で共有するためのものであり、送信経路と受信経路を電気的に分離する。
【００９４】
ダウンコンバート８０５は信号が入力されると、ローカル信号等を用いてベースバンド信号にダウンコンバーションした後に、ADC８０６に出力する。
【００９５】
ADC８０６は、アナログ−デジタル変換器のことで、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換してベースバンド機能部８０３に受信信号を出力する。
【００９６】
DAC８１２は、デジタル−アナログ変換器のことで、ベースバンド機能部８０３から入力された変調信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換し、アップコンバータ８１３に出力する。
【００９７】
アップコンバータ８１３は、入力された信号に搬送波を掛け合わせることで、搬送帯域の信号を生成し、デュープレクサ８０４に出力する。
【００９８】
ベースバンド機能部８０３は、RF部８０２から入力される信号を復調や復号し、コアネットワークに出力する。さらに、コアネットワークから入力されたデータ信号を、符号化や変調を行い、RF部８０２に出力する。なお、ベースバンド機能部８０３は、復調器８０７、復号器８０８、レイヤ機能部８０９、符号化器８１０、変調器８１１で構成され、図７の受信部７２は、復調器８０７、復号器８０８で実現され、図７の送信部７５は、符号化器８１０、変調器８１１で実現される。
【００９９】
復調器８０７は、RF部８０２から入力された受信信号である変調信号を復元し、復調データとして、復号器８０８に出力する。復調は、各変調方式に対応して実行する。
【０１００】
復号器８０８は、復調器８０７から入力される復調データである符号化されているデータ信号を復号化し、復号データとしてレイヤ２機能部８０９に出力する。
【０１０１】
レイヤ２機能部８０９は、復号器８０８から入力された復号データのパケット化等を実行し、コアネットワークに送信する。また、コアネットワークから入力されたデータ信号の誤り訂正等を実行し、符号化器８１０に出力する。また、レイヤ２機能部８０９は、CPUで実現される。
【０１０２】
符号化器８１０は、レイヤ２機能部８０９から入力された信号を所定の規則に従って符号化を実行し、符号化データとして、変調器８１１に出力する。変調器８１１は、符号化器８１０から入力された符号化データをデジタル変調し、RF部８０２に出力する。
【０１０３】
CPU８１４は、各種機能部の制御を行う構成の一例であって、アプリケーションプログラム等を実行することにより、各種機能部の制御やメモリへのデータの読込み・書込み等を行う。また、パケット処理や呼処理を制御する。なお、CPU８１４は、図７におけるランダムアクセス機能部７３及びタイミング決定部７４の機能を実現する。
【０１０４】
図９は、第１実施形態のフェムト基地局におけるチャネル決定部で決定するチャネルの一例を示した図である。
【０１０５】
ここで、干渉低減要求を通知する際に、ランダムアクセスチャネルを使用することの優位性について説明する。
【０１０６】
移動局は、無線リンクを確立するための最初のアクセス、無線リンクの再確立、上りリンクの同期を必要とするハンドオーバーなどを行う際に、同期をとるために、ランダムアクセスプリアンブルを基地局に送信する。このランダムアクセスプリアンブルを送信する際に使用するチャネルがランダムアクセスチャネルである。
【０１０７】
ランダムアクセスプリアンブルには、情報を表す信号パターンであるシグネチャが含まれている。数十種類のシグネチャを用意しておき、これらの中から選択して用いることで、数ビットの情報を表現することができる。現在、ＥＵＴＲＡでは、シグネチャにより６ビットの情報を移動局から基地局に送信する。この６ビットのために、２の６乗の６４種類のプリアンブルが用意される。この６ビットの情報をプリアンブルＩＤという。
【０１０８】
そして、６ビットのプリアンブルＩＤのうち、５ビットにランダムＩＤを割り当て、残りの１ビットにランダムアクセス要求に必要な情報量を示す情報を割り当てる。
【０１０９】
つまり、ランダムアクセスチャネルを使用して送信するランダムアクセスプリアンブルには、移動局を識別する情報はなく、フェムト基地局にとって、登録移動局から送信された信号であるか、登録外移動局から送信された信号であるかは認識できない。
【０１１０】
このことを利用し、本発明は、ランダムアクセスチャネルを用いて、干渉低減要求を通知する。
【０１１１】
さらに、ランダムアクセスチャネルは、基地局において予め確保されているチャネルであるので、新たな無線リソースを確保することもない。つまり、登録移動局が占有するべき無線リソースを使用することなく、干渉低減要求を通知することが出来る。
【０１１２】
ランダムアクセスチャネル９０は、移動局が基地局に対して任意のタイミングで送信可能なチャネルであり、アップリンクの確立に使用されるチャネルである。
【０１１３】
チャネル決定部７６は、上記のランダムアクセスチャネル９０のうち、通常用チャネル９１と、干渉低減要求用チャネル９２を決定し、決定した干渉低減要求用チャネル９２をチャネル情報として要求判定部７７に出力する。
【０１１４】
通常用チャネル９１は、アップリンクの確立に使用するチャネルであり、干渉低減要求用チャネル９２は、登録外移動局が干渉低減要求を送信するためのチャネルである。
【０１１５】
登録外移動局は、フェムト基地局から受信するチャネル情報に含まれる干渉低減要求用チャネル９２を用いて、フェムト基地局に干渉低減要求を送信する。
【０１１６】
フェムト基地局は、チャネル決定部７６は決定した干渉低減要求用チャネル９２を監視することによって、登録外移動局から受信する無線信号に干渉低減要求が含まれているか否かを判定する。
【０１１７】
図１０は、第１実施形態におけるフェムト基地局の登録外移動局が干渉レベルを判定する際の処理・動作を示すフローチャートである。
【０１１８】
登録外移動局５０における受信部５２は、マクロ基地局が送信する無線信号及びフェムト基地局が送信する無線信号を受信すると、測定部５３に出力する。(Ｓ１００)
測定部５３は、受信部５２から入力されたマクロ基地局が送信する無線信号およびフェムト基地局が送信する無線信号の受信電力をそれぞれ測定し、測定結果を干渉判定部５４に出力する。
【０１１９】
干渉判定部５４は、測定部５３において測定したマクロ基地局の無線信号の受信電力(P0)とフェムト基地局の無線信号の受信電力(Pf)との差を算出し、算出結果が閾値Tよりも大きい場合に、マクロ基地局から受信する無線信号の干渉レベルが大きいので、フェムト基地局から干渉を受けていると判定する。そして、算出結果が閾値Tよりも小さい場合に、マクロ基地局から受信する無線信号の干渉レベルが小さいので、フェムト基地局から干渉は受けていないと判定する。(Ｓ１０１)
ステップＳ１０１において、干渉判定部５４が干渉を受けていないと判定した場合は、登録外移動局における干渉判定を終了する。(Ｓ１０３)
ステップＳ１０１において、干渉判定部５４が干渉を受けていると判定した場合は、干渉低減要求を送信部５５に出力する。送信部５５は、フェムト基地局から受信したチャネル情報に基づく干渉低減要求用チャネルを用いて、干渉を受けているフェムト基地局に干渉低減要求を送信する。(Ｓ１０２)
送信部５５が干渉低減要求を当該フェムト基地局に送信すると、登録外移動局における干渉判定を終了する。(Ｓ１０３)
以上のフローによって、干渉を受けている登録外移動局が存在する場合のみ、当該フェムト基地局に干渉低減を要求することが出来る。
【０１２０】
図１１は、第１実施形態におけるフェムト基地局のランダムアクセス機能部の処理・動作を示すフローチャートである。
【０１２１】
フェムト基地局の受信部７１は、移動局から無線信号を受信すると、無線信号をランダムアクセス機能部７３に出力する。(Ｓ１１０)
ランダムアクセス機能部７３における判定部７７は、受信部７１から無線信号が入力されると、チャネル決定部７６から入力されるチャネル情報に基づく、干渉低減要求用チャネルを監視することによって、受信する無線信号に干渉低減要求が含まれているか否かを判定する。(Ｓ１１１)
ステップＳ１１１において、干渉低減要求が含まれていないと判定した場合は、ランダムアクセス機能部における処理・動作を終了する。(Ｓ１１３)
ステップＳ１１１において、干渉低減要求が含まれていると判定した場合は、ランダムアクセス機能部７３における判定部７７は、タイミング決定部７４に干渉低減要求を出力する。(Ｓ１１２)
ランダムアクセス機能部７３がタイミング決定部７４に干渉低減要求を出力すると、ランダムアクセス機能部７３における処理・動作を終了する。(Ｓ１１３)
以上のフローによって、フェムト基地局は、登録外移動局から干渉低減要求が通知されたかどうかを判定することができる。
【０１２２】
図１２は、第１実施形態におけるフェムト基地局のタイミング決定部の処理・動作を示すフローチャートである。
【０１２３】
タイミング決定部７４がランダムアクセス機能部７３から信号が入力される(Ｓ１２０)と、当該信号が干渉低減要求であるか否かを判断する。(Ｓ１２１)
干渉低減要求である場合は、タイミング決定部７４におけるタイマー７８は、時間の計測を開始する。また、既にタイマー７８において、時間の計測が開始している場合には、タイマー７８の初期化を行い、改めて、計測を開始する。(Ｓ１２２)
ここで、タイマーを初期化するのは、例えば、計測中に新たな干渉低減要求が通知されているのにも関わらず初期化しなかった場合、新たな干渉低減要求が通知されているのにも関わらず、新たな干渉低減要求に対しての干渉低減が十分でないまま、タイマー満了となってしまうのを防ぐためである。
【０１２４】
タイミング決定部７４は、タイマー７８の計測開始と共に、登録移動局に送信する無線信号の送信を停止するタイミングを決定し、決定した送信停止タイミングをタイミング情報として、送信部７５に出力する。(Ｓ１２３)
ここで、送信部７５は、タイミング決定部７４から入力されたタイミング情報に基づいて、間欠送信を実行する。
【０１２５】
タイマー７８は、ステップＳ１２３で決定したタイミング情報が示すタイミング以外で無線信号を送信している時間、つまり、当該タイミングで間欠送信している時間を計測する。(Ｓ１２４)
タイマー７８は、所定時間が経過したか否かを判断する。(Ｓ１２５)
S１２５において、所定時間が経過したと判断した場合に、タイミング決定部７４は、送信停止タイミングとして、無効値をタイミング情報に設定し(Ｓ１２６)、無効値であるタイミング情報を送信部７５に出力する。(Ｓ１２７)
なお、送信部７５では、タイミング決定部７４から入力されたタイミング情報が無効値であった場合に、間欠送信を開始してから、所定時間が経過したと判断し、間欠送信を中止する。
【０１２６】
タイミング決定部７４は、無効値であるタイミング情報を送信部７５に出力することで、処理・動作を終了する。(S１２８)
以上のフローによって、フェムト基地局は間欠送信による干渉低減を実行する。
【０１２７】
第１実施形態によると、フェム基地局は、干渉低減を実施することによって、登録外移動局に対する干渉を低減することが出来る。
【０１２８】
フェムト基地局は、干渉低減要求を受信しない場合は、干渉低減は実行せずに、登録移動局に対して、すべての無線リソースを利用し、その時点における最適なスループットでの通信を提供可能となる。つまり、無線リソースを有効利用することが出来る。
【０１２９】
また、干渉低減技術として、間欠送信を採用することによって、不感地帯を復活させてしまうことなく干渉低減を実施することができる。
【０１３０】
干渉低減技術として、間欠送信を採用する他の利点として、直接通信が出来ずに、どれだけ電力を下げるかを要求出来ない登録外移動局に対しても、電力を下げすぎることなく、干渉低減を実施することができる。さらに、間欠送信するタイミングをフェムト基地局が自局配下の移動局に通知することも出来るので、フェムト基地局が無線信号の送信停止を実施しているときは、フェムト基地局配下の移動局も休止することができるので、移動局及びフェムト基地局は省電力することができる。
【０１３１】
また、第１実施形態では、フェムト基地局は、登録外移動局から干渉低減要求を１つ受信すると、干渉低減を実行することとしたが、閾値を設けて、その閾値以上の干渉低減要求を受信したら干渉低減を実施することとしてよい。こうすることによって、フェムト基地局の登録移動局に対して、不必要にスループットを下げずに、多くの登録外移動局に対して干渉をもたらしているときにのみ干渉低減を実施することができる。
【０１３２】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、フェムト基地局が、無線信号に関する情報を受信した際に、無線信号の送信に使用する周波数帯域のうち、受信した無線信号に関する情報に応じた少なくとも一部の周波数帯域の使用を停止する。
【０１３３】
つまり、第２実施形態では、無線信号に関する情報に基づいて、周波数方向で間欠送信を行うように、フェムト基地局が送信する無線信号を制御する。また、第２実施形態は、時間方向ではなく、周波数方向で間欠送信を行う点で第１実施形態とは異なる。
【０１３４】
第２実施形態では、第１実施形態と同様に、干渉低減要求を無線信号に関する情報の一例とするが、無線信号に関する情報は、干渉低減要求に限るものでは無く、例えば、マクロ基地局の受信電力や干渉の有無を示す情報等でも良い。
【０１３５】
図１３〜図１６を用いて、第２実施形態に係る通信システムを説明する。
【０１３６】
ここで、登録外移動局の機能ブロック図(図５)、登録外移動局のハードウェア構成図(図６)、フェムト基地局のハードウェア構成図(図８)、干渉低減要求用チャネルの一例(図９)、登録外移動局が干渉レベルを判定部する際の処理・動作を示すフローチャート(図１０)は、第１実施形態と同様である。
【０１３７】
図１３は、第２実施形態に係る通信システム示す概要図である。
【０１３８】
図１３が示すように、第２実施形態に係る通信システムは、フェムト基地局１３２の登録外移動局１３３がマクロ基地局１３１と通信を行う通信システムにおいて実現する。
【０１３９】
移動局１３３は、マクロ基地局１３１と通信を行っていて、フェムト基地局１３２にとっては通信を行わない登録外移動局である。移動局１３４は、フェムト基地局１３２にとって、通信を行う登録移動局である。
【０１４０】
以下、通信システムの概要について、説明する。
【０１４１】
登録外移動局１３３は、フェムト基地局１３２から干渉を受けていると判定した場合に、フェムト基地局１３２に対して、ランダムアクセスチャネルを用いて、干渉低減要求を送信する。
【０１４２】
フェムト基地局１３２は、登録外移動局１３３から干渉低減要求を受信すると、使用を停止する周波数帯域を決定し、決定した周波数帯域以外で無線信号の送信を実行することで周波数方向に間欠送信を実行する。
【０１４３】
図１４は、第２実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図である。
【０１４４】
第２実施形態に係るフェムト基地局は、無線信号に関する情報を受信した際に、無線信号の送信に使用する周波数帯域のうち、受信した無線信号に関する情報に応じた少なくとも一部の周波数帯域の使用を停止する。
【０１４５】
図１４に示すように、第２実施形態に係るフェムト基地局１４０は、アンテナ１４１と、受信部１４２と、ランダムアクセス機能部１４３と、周波数決定部１４４と、送信部１４５と、を備える。更に、ランダムアクセス機能部１４３は、チャネル決定部１４６と、要求判定部１４７と、を備え、周波数決定部１４４は、タイマー１４８を備える。
【０１４６】
なお、第１実施形態と同様の機能部(アンテナ１４１、受信部１４２、ランダムアクセス機能部１４３)は、説明を省略する。
【０１４７】
周波数決定部１４４は、要求判定部１４７から干渉低減要求が入力されると、当該フェムト基地局１４０が無線信号の送信に使用している周波数帯域のうちから使用を停止する周波数帯域を決定し、決定した周波数帯域を周波数情報として送信部１４５に出力する。なお、周波数決定部１４４の機能は、図８のCPU８１４で実現される。
【０１４８】
また、送信停止周波数帯域の決定は、例えば、自セルに割り当てられた固有の番号から生成する方法や、現在通信している登録移動局が最も不要とする帯域から選択する方法などから決定しても良い。しかし、セルの維持に必須な情報、例えば、報知情報等を送信停止することは望ましくないので、予め分かっている報知情報等を送信する周波数帯域については送信停止周波数帯域から除外することが好ましい。
【０１４９】
送信部１４５は、周波数決定部１４４から入力された周波数情報が示す周波数帯域以外で、無線信号を、アンテナ１４１を介して登録移動局に対して送信する。つまり、周波数決定部１４４から入力された周波数情報が示す周波数帯域については、無線信号の送信を停止することで、周波数方向での間欠送信を実現する。なお、送信部１４５の機能は図８の符号化器８１０と変調部８１１で実現される。
【０１５０】
さらに、周波数決定部１４４は、ランダムアクセス機能部１４３から干渉低減要求が入力されると、タイマー１４８に制御信号を出力し、タイマー１４８は、周波数決定部１４４が周波数情報を送信部１４５に出力してからの経過時間を計測する。
【０１５１】
そして、送信部１４５は、予め設定している経過時間になると、間欠送信を止め、通常通り、アンテナ１４１を介して無線信号を登録移動局に対して送信する。
【０１５２】
図１５は、第２実施形態におけるフェムト基地局のランダムアクセス機能部の処理・動作フローを示すフローチャートである。
【０１５３】
フェムト基地局の受信部１４２は、登録外移動局から無線信号を受信すると、ランダムアクセス機能部１４３に出力する。(Ｓ１５０)
ランダムアクセス機能部１４３における要求判定部１４７は、受信部１４２から無線信号が入力されると、チャネル決定部１４６から入力されるチャネル情報に基づく干渉低減要求用チャネルを監視することによって、受信する無線信号に干渉低減要求が含まれているか否かを判定する。(Ｓ１５１)
ステップＳ１５１において、干渉低減要求が含まれていないと判定した場合は、ランダムアクセス機能部における処理・動作を終了する。(Ｓ１５３)
ステップＳ１５１において、干渉低減要求が含まれていると判定した場合は、ランダムアクセス機能部１４３における要求判定部１４７は、周波数決定部１４４に干渉低減要求を出力する。(Ｓ１５２)
ランダムアクセス機能部１４３が周波数決定部１４４に干渉低減要求を出力すると、ランダムアクセス機能部１４３における処理・動作を終了する。(Ｓ１５３)
以上のフローによって、フェムト基地局は登録外移動局から干渉低減要求が通知されたかどうかを確認する。
【０１５４】
図１６は、第２実施形態におけるフェムト基地局の周波数決定部の処理・動作を示すフローチャートである。
【０１５５】
周波数決定部１４４がランダムアクセス機能部１４３から信号が入力される(Ｓ１６０)と、当該信号に干渉低減要求が含まれるか否かを判断する。(Ｓ１６１)
干渉低減要求が含まれていた場合は、周波数決定部１４４におけるタイマー１４８は、経過時間の計測を開始する。また、既にタイマー１４８において、経過時間の計測が開始している場合には、タイマー１４８の初期化を行い、改めて、計測を開始する。(Ｓ１６２)
ここで、タイマーを初期化する理由は第１実施形態と同様である。
【０１５６】
周波数決定部１４４は、タイマー１４８の計測開始と共に、登録移動局に送信する無線信号の送信を停止する周波数帯域を決定し、送信停止周波数帯域を周波数情報として、送信部１４５に出力する。(Ｓ１６３)
ここで、送信部１４５は、周波数決定部１４５から入力された周波数情報に基づいて、周波数方向に間欠送信を実行する。
【０１５７】
タイマー１４８は、ステップＳ１６３で決定した周波数情報に基づいた周波数帯域以外で無線信号を送信している時間、つまり、当該周波数帯域の使用を中止して間欠送信している時間を計測する。(Ｓ１６４)
タイマー１４８は、所定時間が経過したか否かを判断する。(Ｓ１６５)
S１６５において、所定時間が経過したと判断した場合に、周波数決定部１４４は、送信停止周波数帯域として、周波数情報に無効値を設定し(Ｓ１６６)、無効値である周波数情報を送信部１４５に出力する。(Ｓ１６７)
なお、送信部１４５では、周波数決定部１４４から入力された周波数情報が無効値であった場合に、間欠送信を開始してから、所定時間が経過したと判断し、間欠送信を中止する。
【０１５８】
周波数決定部１４４は、無効値である周波数情報を送信部１４５に出力することで、処理・動作を終了する。(S１６８)
以上のフローによって、フェムト基地局は、登録外移動局から干渉低減要求が通知された場合に、周波数方向に間欠送信を実行することができる。
【０１５９】
第２実施形態によると、フェムト基地局は送信停止周波数帯域を設けることによって干渉低減を実施するので、フェムト基地局は、干渉を受けている登録外移動局が存在した場合であっても、音声呼などの通信路が細く連続していた方が好ましい登録移動局の呼に対して影響無く、干渉低減を実施することが可能である。
【０１６０】
また、第１実施形態では時間方向に間欠送信を行い、第２実施形態では、周波数方向に間欠送信を実行したが、時間方向と周波数方向との両方に、間欠送信を実行してもよい。
【０１６１】
こうすることで、より確実に干渉低減を実施することができる。
【０１６２】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、登録外移動局は、フェムト基地局から干渉レベルに応じて、フェムト基地局に対して、送信の停止を要求する周波数帯域を含む無線信号に関する情報を送信し、フェムト基地局は受信した停止要求周波数情報に基づいて、当該フェムト基地局が使用を停止する周波数帯域を決定し、決定した周波数帯域以外で無線信号を送信する。
【０１６３】
つまり、第３実施形態では、干渉を受けている登録外移動局から通知された周波数帯域で、フェムト基地局が間欠送信を行うように制御する。また、第３実施形態では、フェムト基地局ではなく登録外移動局が送信停止周波数を決める点で第２実施形態とは異なる。
【０１６４】
第３実施形態では、第１実施形態と同様に、干渉低減要求を無線信号に関する情報の一例とするが、無線信号に関する情報は、干渉低減要求に限るものでは無く、例えば、マクロ基地局の受信電力や干渉の有無を示す情報等でも良い。
【０１６５】
また、第３実施形態では、登録外移動局が送信停止周波数帯域を決めることとしたが、周波数帯域に限るものではなく、例えば、送信停止タイミングを決めてフェムト基地局に通知しても良い。
【０１６６】
図１７〜図２３を用いて、第３実施形態に係る通信システムを説明する。
【０１６７】
ここで、登録外移動局のハードウェア構成図(図６)、フェムト基地局のハードウェア構成図(図８)、登録外移動局が干渉レベルを判定する際の処理・動作を示すフローチャート(図１０)は、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。
【０１６８】
図１７は、第３実施形態に係る通信システムを示す概要図である。
【０１６９】
図１７が示すように、第３実施形態に係る通信システムは、フェムト基地局１７２の登録外移動局１７３がマクロ基地局１７１と通信を行う通信システムにおいて実現する。
【０１７０】
移動局１７３は、フェムト基地局１７２にとっては通信を行わない登録外移動局であり、移動局１７４は、フェムト基地局１７２にとって、通信を行う登録移動局である。
【０１７１】
以下、通信システムの概要について、説明する。
【０１７２】
登録外移動局１７３は、フェムト基地局１７２から干渉を受けていると判定した場合に、フェムト基地局１７２に対して、ランダムアクセスチャネルを用いて、干渉低減要求を送信する。さらに、干渉を低減するために、登録外移動局１７３は、送信停止を要求する周波数帯域についても、停止要求周波数情報として送信する。
【０１７３】
フェムト基地局１７２は、移動局１７３から干渉低減要求及び停止要求周波数情報を受信すると、停止要求周波数情報に対応する周波数帯域では無線信号の送信を停止する。
【０１７４】
図１８は、第３実施形態に係る登録外移動局における機能ブロック図である。
【０１７５】
第３実施形態に係る登録外移動局は、フェムト基地局が送信する無線信号が干渉となると判定した場合に、フェムト基地局に対して、干渉低減要求及び送信の停止を要求する周波数帯域を示す停止要求周波数情報を送信する。
【０１７６】
図１８が示すように、登録外移動局１８０は、アンテナ１８１と、受信部１８２と、測定部１８３と、干渉判定部１８４と、停止要求周波数決定部１８５と、送信部１８６と、を備える。また、受信部１８２は復調器６０８と復号器６０９で実現され、測定部１８３と干渉判定部１８４と停止要求周波数決定部１８５はCPU６０４で実現され、送信部１８６は符号化器６１０と変調器６１１で実現される(図６参照)。
【０１７７】
なお、第１実施形態及び第２実施形態と同様の機能部(アンテナ１８１、受信部１８２、測定部１８３、干渉判定部１８４)は、図５と同様であり、説明を省略する。
【０１７８】
測定部１８３は、アンテナ１８１と受信部１８２を介して、マクロ基地局から受信した信号及びフェムト基地局から受信した信号それぞれの受信電力を周波数帯域毎(チャネル毎)に測定し、測定結果を干渉判定部１８４に出力する。この際、測定部１８３は、基地局からのパイロット信号(既知の信号)を受信し、受信した信号のSIR(Signal-to-Interference Ratio)を測定する。パイロット信号は全帯域に渡って送信されるので帯域毎の品質を測定することが可能となる。
【０１７９】
干渉判定部１８４は、測定部１８３から入力された測定結果に基づいて、マクロ基地局から受信する無線信号の干渉レベルを判定する。
【０１８０】
例えば、干渉判定部１８４は、フェムト基地局の無線信号の受信電力が、マクロ基地局の無線信号の受信電力より大きくなった場合に、マクロ基地局が送信する無線信号の干渉レベルが大きく、フェムト基地局から干渉を受けていると判定する。
【０１８１】
干渉判定部１８４は、フェムト基地局が送信する無線信号が干渉となると判定した場合に、干渉低減要求及びマクロ基地局から受信する無線信号の周波数帯域毎の受信電力を停止要求周波数決定部１８５に出力する。
【０１８２】
停止要求周波数決定部１８５は、入力された周波数帯域毎の受信電力の中で、最も受信電力の低い周波数帯域を、送信停止を要求する周波数帯域に決定し、決定した周波数帯域を停止要求周波数情報として、干渉低減要求と共に、送信部１８６に出力する。
【０１８３】
なお、本実施形態では、最も受信電力の低い周波数帯域を、停止要求周波数情報の一例としたが、これに限るものではない。例えば、最も受信電力の低い周波数帯域と２番目に受信電力の低い周波数帯域との２つの周波数帯域を停止要求周波数情報に含めても良い。
【０１８４】
送信部１８６は、フェムト基地局に対して、干渉低減要求を停止要求周波数情報に対応付けて、アンテナ１８１を介して送信する。ここで、送信部１８５は、予めフェムト基地局において、決定したチャネルを用いて、フェムト基地局に対して干渉低減要求及び停止要求周波数情報を送信する。例えば、ランダムアクセスチャネルのうち、停止要求周波数情報と周波数帯域とが対応付けられたチャネルを用いて、干渉低減要求を送信する。なお、干渉低減要求及び停止要求周波数情報を送信するチャネルについては図２１で後述する。
【０１８５】
また、本実施形態では、登録外移動局が、アンテナを介してフェムト基地局に干渉低減要求及び停止要求周波数帯域情報を送信することとしたが、当該移動局と通信を行っているマクロ基地局に対して無線信号に関する情報を送信し、上位局を介して、該フェムト基地局に送信しても良い。
【０１８６】
図１９は、第３実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図である。
【０１８７】
第３実施形態に係るフェムト基地局は、受信した無線信号に、無線信号に関する情報が含まれていると判定した場合に、干渉低減要求と対応付けられて通知される周波数帯域に基づいて、当該フェムト基地局が無線信号の送信に使用している周波数帯域のうちから使用を停止する周波数帯域を決定し、決定した前記周波数帯域以外で無線信号を送信することで間欠送信を実行する。
【０１８８】
図１９に示すように、第３実施形態に係るフェムト基地局１９０は、アンテナ１９１と、受信部１９２と、ランダムアクセス機能部１９３と、周波数検出部１９４と、送信部１９５と、を備える。更に、ランダムアクセス機能部１９３は、チャネル決定部１９６と、判定部１９７と、を備え、周波数検出部１９４は、タイマー１９８を備える。また、受信部１９２は復調器８０７と復号器８０８で実現され、ランダムアクセス機能部１９３と周波数検出部１９４はCPU８１４で実現され、送信部１９５は符号化器８１０と変調器８１１で実現される(図８参照)。
【０１８９】
なお、第１実施形態と同様の機能部(アンテナ１９１、受信部１９２)の説明は省略する。
【０１９０】
ランダムアクセス機能部１９３は、干渉低減要求用のランダムアクセスチャネルを監視し、当該チャネルに干渉低減要求が含まれている場合に、干渉低減要求と干渉低減要求を受信したチャネルを示す受信チャネル情報を周波数検出部１９４に出力する。また、ランダムアクセス機能部１９３における機能は、後述するチャネル決定部１９６及び要求判定部１９７で実現する。
【０１９１】
チャネル決定部１９６は、ランダムアクセスに使用するチャネルのうち、登録外移動局が干渉低減要求を送信する際に使用するチャネル、及び登録外移動局とマクロ基地局との通信に使用している周波数とチャネルの対応付けを決定し、報知情報等を用いて、登録外移動局に、決定したチャネル及び周波数とチャネルの対応付けをチャネル情報として送信部１９５、アンテナ１９１を介して、登録外移動局に送信する。
【０１９２】
さらに、チャネル決定部１９６は、チャネル情報を要求判定部１９７と周波数検出部１９４に出力する。要求判定部１９７は、チャネル決定部１９６から入力されたチャネル情報に基づくチャネルを監視することで、登録外移動局から受信する無線信号に干渉低減要求が含まれているか否かを判定し、干渉低減要求が含まれている場合に、干渉低減要求と受信チャネル情報を周波数検出部１９４に出力する。
【０１９３】
周波数検出部１９４は、要求判定部１９７から干渉低減要求が入力されると、要求判定部１９７から入力される受信チャネル情報とチャネル決定部１９６から入力されるチャネル情報を比較し、無線信号を停止する周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域を周波数情報として送信部１９５に出力する。また、無線信号を停止する周波数帯域の検出は、要求判定部１９７から入力される受信チャネル情報とチャネル決定部１９６から入力されるチャネル情報を比較し、受信チャネル情報が示すチャネルに対応する周波数帯域を、送信停止周波数帯域として検出する。
【０１９４】
送信部１９５は、周波数検出部１９４から入力された周波数情報が示す周波数帯域以外で、アンテナを１９１介して移動局に対して無線信号を送信する。つまり、周波数検出部１９４から入力された周波数情報が示す周波数帯域については無線信号の送信を停止することで、間欠送信を実現する。
【０１９５】
さらに、周波数検出部１９４は、ランダムアクセス機能部１９３から干渉低減要求が入力されると、タイマー１９８に制御信号を出力し、タイマー１９８は、周波数検出部１９４が周波数情報を送信部１９５に出力してからの経過時間を計測する。そして、予め設定している経過時間になると、送信部１９５は、間欠送信を止め、通常通り、アンテナ１９１を介して移動局に対して無線信号を送信する。
【０１９６】
図２０は、第３実施形態に係る登録外移動局の停止要求周波数決定部で決定するチャネルの一例を示す図である。
【０１９７】
図２０は、測定部１８３が測定するマクロ基地局の帯域毎の受信電力を示している。図２０に示すように、縦軸は受信電力２０１であり、横軸は周波数２０２である。
【０１９８】
図２０のグラフの場合、斜線部の周波数帯域２０３が最も受信品質が低い。よって、停止要求周波数決定部１８５は、送信停止を要求する周波数帯域を周波数帯域２０３に決定し、停止要求周波数情報として、送信部１８６に出力する。
【０１９９】
図２１は、第３実施形態のチャネル決定部１９６が決定する干渉低減要求の送信に使用するチャネルと対応する周波数帯域の一例である。
【０２００】
図２１に示すように干渉低減要求用チャネルは、ランダムアクセスチャネルのうち、チャネル２１１〜チャネル２１４が割り当てられている。
【０２０１】
チャネル２１１は周波数帯域０〜２４[kHz]と対応付けられ、チャネル２１２は周波数帯域２５〜４９[kHz]、チャネル２１３は周波数帯域５０〜７４[kHz]、チャネル２１４は周波数帯域７５〜１００[kHz]とそれぞれ対応付けられている。
【０２０２】
また、登録外移動局において、停止要求周波数情報に対応するチャネルを用いて、干渉低減要求をフェムト基地局に送信することで、登録外移動局は、送信停止の要求をする周波数帯域をフェムト基地局に、干渉低減要求と停止要求周波数情報とを同時に通知することが可能になる。
【０２０３】
例えば、登録外移動局がチャネル２１２を用いて干渉低減要求をフェムト基地局に送信したとする。当該干渉低減要求を受け取ったフェムト基地局は、チャネル２１２に対応付けられている周波数帯域２５〜４９[Hz]の周波数帯域での無線信号の送信を停止し、間欠送信を実行する。
【０２０４】
図２２は、第３実施形態におけるフェムト基地局のランダムアクセス機能部の処理・動作フローを示すフローチャートである。
【０２０５】
フェムト基地局１９０の受信部１９２は、登録外移動局から無線信号を受信すると、ランダムアクセス機能部１９３に出力する。(Ｓ２２０)
ランダムアクセス機能部１９３における判定部１９７は、受信部１９２から無線信号が入力されると、以下のフローをチャネル情報に基づく干渉低減要求用チャネル毎に実行する。 (Ｓ２２１)
例えば、チャネル情報が示すチャネルが、図２１のように、チャネル２１１〜２１４であったとして、チャネル決定部１９６からチャネル２１１〜２１４を示すチャネル情報が入力されたとする。
【０２０６】
判定部１９７は、チャネル決定部１９６から入力されるチャネル情報に基づくチャネルのうち、チャネル２１１に干渉低減要求が含まれているか否かを判定する。(S２２２)
ステップＳ２２２において、チャネル２１１に干渉低減要求が含まれていないと判定した場合は、ステップS２２１に戻り、チャネル２１２のフローを実行する。 (Ｓ２２４)
ステップＳ２２２において、チャネル２１１に干渉低減要求が含まれていると判定した場合は、ランダムアクセス機能部１９３における判定部１９７は、周波数検出部１９４にチャネル２１１で干渉低減要求を受信したことを示す受信チャネル情報、及び干渉低減要求を出力する。(Ｓ２２３)
次に、判定部１９７は、ステップS２２１に戻り、チャネル２１２のフローを実行する。 (Ｓ２２４)
ランダムアクセス機能部１９３が、チャネル２１１〜２１４の判定を終了し、周波数検出部１９４にチャネル毎の受信チャネル情報を出力すると、ランダムアクセス機能部１４３における処理・動作を終了する。(Ｓ２２５)
以上のフローによって、フェムト基地局は、移動局から干渉低減要求が通知されたかどうかを確認することができる。
【０２０７】
図２３は、第３実施形態におけるフェムト基地局の周波数検出部の処理・動作を示すフローチャートである。
【０２０８】
周波数検出部１９４は、ランダムアクセス機能部１９３から信号が入力される(Ｓ２３０)と、当該信号に干渉低減要求が有るか否かを判断する。(Ｓ２３１)
干渉低減要求が有る場合は、周波数検出部１９４におけるタイマー１９８は、経過時間の計測を開始する。また、既にタイマー１９８において、経過時間の計測が開始している場合には、タイマー１９８の初期化を行い、改めて、計測を開始する。(Ｓ２３２)
周波数検出部１９４は、タイマー１９８の計測開始と共に、受信チャネル情報とチャネル情報を比較し、受信チャネル情報が示すチャネルに対応する周波数帯域を、登録移動局に送信する無線信号の送信を停止する周波数帯域に決定し、送信停止周波数帯域を周波数情報として、送信部１９５に出力する。(Ｓ２３３)
ここで、送信部１９５は、周波数検出部１９４から入力された周波数情報に基づいて、間欠送信を実行する。
【０２０９】
タイマー１９８は、ステップＳ１６３で決定した周波数情報に基づいた周波数帯域以外で無線信号を送信している時間、つまり、当該周波数帯域で間欠送信している時間を計測する。(Ｓ２３４)
タイマー１９８は、所定時間が経過したか否かを判断する。(Ｓ２３５)
S１６５において、所定時間が経過したと判断した場合に、周波数検出部１９４は、送信停止周波数帯域として、無効値を周波数情報に設定し(Ｓ２３６)、無効値である周波数情報を送信部１９５に出力する。(Ｓ２３７)
なお、送信部１９５では、周波数検出部１９４から入力された周波数情報が無効値であった場合に、間欠送信を開始してから、所定時間が経過したと判断し、間欠送信を中止する。
【０２１０】
周波数検出部１９４は、無効値である周波数情報を送信部１９５に出力することで、処理・動作を終了する。(S２３８)
以上のフローによって、フェムト基地局は無線信号の送信を停止する周波数帯域を決定することができる。
【０２１１】
第３実施形態によると、登録外移動局にとって送信停止を行う最適な周波数帯域が選択可能となり、通信の効率を向上させることが出来る。
＜第４実施形態＞
第４実施形態では、フェムト基地局は、間欠送信による通信を行う際に、無線信号の送信を停止するタイミングを示すタイミング情報を更に送信し、登録外移動局は、フェムト基地局から受信したタイミング情報をマクロ基地局に送信し、マクロ基地局は、移動局から受信したタイミング情報に基づいて、マクロ基地局が送信する無線信号を制御する。
【０２１２】
つまり、第４実施形態では、マクロ基地局は、フェムト基地局が干渉低減を実施するにあたり使用しない無線リソースを使用して、移動局と通信を行う。また、第４実施形態は、送信停止タイミングを登録外移動局が通信を行っているマクロ基地局にも通知する点で第１実施形態〜第３実施形態とは異なる。
【０２１３】
第４実施形態では、第１実施形態と同様に、干渉低減要求を無線信号に関する情報の一例とするが、無線信号に関する情報は、干渉低減要求に限るものでは無く、例えば、マクロ基地局の受信電力や干渉の有無を示す情報等でも良い。
【０２１４】
また、第４実施形態では、マクロ基地局は、フェムト基地局が通信を行っていないタイミングで移動局と通信を行うこととしたが、タイミングに限らず、例えば、フェムト基地局が使用していない周波数帯域がある場合は、該周波数帯域を用いて移動局と通信を行うようにしてもよい。
【０２１５】
図２４〜図２７を用いて、第４実施形態に係る通信システムを説明する。
【０２１６】
ここで、登録外移動局のハードウェア構成図(図６)、フェムト基地局のハードウェア構成図(図８)、干渉低減要求用チャネルの一例(図９)、登録外移動局が干渉レベルを判定する際の処理・動作を示すフローチャート(図１０)、ランダムアクセス機能部の処理・動作を示すフローチャート(図１１)、フェムト基地局のタイミング決定部の処理・動作を示すフローチャート(図１２)は、第１実施形態と同様である。
【０２１７】
図２４は、第４実施形態に係る通信システムを示す概要図である。
【０２１８】
図２４が示すように、第４実施形態に係る通信システムは、フェムト基地局２４２の登録外移動局２４３がマクロ基地局２４１と通信を行う通信システムにおいて実現する。
【０２１９】
移動局２４３は、フェムト基地局２４２にとっては登録外移動局であり、移動局２４４は、フェムト基地局２４２にとって、登録移動局である。
【０２２０】
以下、通信システムの概要について、説明する。
【０２２１】
登録外移動局２４３は、フェムト基地局２４２から干渉を受けていると判定した場合に、ランダムアクセスチャネルを用いて、干渉低減要求をフェムト基地局２４２に送信する。
【０２２２】
フェムト基地局２４２は、登録外移動局２４３から干渉低減要求を受信すると、一定周期で無線信号の送信を停止する。さらに、フェムト基地局２４２は、無線信号の送信を停止するタイミングを示すタイミング情報を報知情報に含めて登録外移動局２４３に対して送信する。
【０２２３】
フェムト基地局２４２からタイミング情報を受信した登録外移動局２４３は、受信したタイミング情報を通信しているマクロ基地局２４１に送信する。マクロ基地局２４１は、受信したタイミング情報が示すタイミングに合わせて通信のスケジューリングを行い、当該スケジューリングで移動局２４３と通信を行う。
【０２２４】
図２５は、第４実施形態に係る登録外移動局の機能ブロック図である。
【０２２５】
図２５に示すように第４実施形態のフェムト基地局の登録外移動局２５０は、アンテナ２５１と、受信部２５２と、報知情報検索部２５３と、制御情報生成部２５４と、送信部２５５と、を備える。また、受信部２５１は復調器６０８と復号器６０９で実現され、報知情報検索部２５３と制御情報生成部２５４はCPU６０４で実現され、送信部２５５は符号化器６１０と変調器６１１で実現される(図６参照)。
【０２２６】
なお、第１実施形態と同様の機能部(アンテナ２５１、受信部２５２)の説明は省略する。
【０２２７】
報知情報検索部２５３は、受信部２５２から入力される無線信号がフェムト基地局から受信した報知情報であった場合に、報知情報に含まれるタイミング情報を検索し、当該タイミング情報を制御情報生成部２５４に出力する。
【０２２８】
制御情報生成部２５４は、報知情報検索部２５３から入力されたタイミング情報に基づいて、当該移動局が通信を行っているマクロ基地局に対して送信する無線リソース制御情報を生成する。無線リソース制御情報は、当該マクロ基地局に対して、フェムト基地局が無線信号の送信停止を実行しているタイミング情報を含む情報であり、マクロ基地局は、無線リソース制御情報に含まれるタイミング情報が示すタイミングで通信のスケジューリングを行うことで、無線リソースの有効利用が可能である。制御情報生成部２５４は、生成した無線リソース制御情報を送信部２５５に出力し、送信部２５５は、アンテナ２５１を介して、マクロ基地局に対して無線リソース制御情報を送信する。
【０２２９】
図２６は、第４実施形態に係るフェムト基地局の機能ブロック図である。
【０２３０】
図２６に示すように第４実施形態のフェムト基地局は、アンテナ２６１と、受信部２６２と、ランダムアクセス機能部２６３と、タイミング決定部２６４と、報知情報生成部２６５と、送信部２６６と、を備える。また、ランダムアクセス機能部は、チャネル決定部２６７及び要求判定部２６８を備え、タイミング決定部２６４はタイマーを備える。
【０２３１】
ここで、受信部２６２は復調器８０７と復号器８０８で実現され、ランダムアクセス機能部２６３とタイミング決定部２６４と報知情報生成部２６５はCPU８１４で実現され、送信部２６６は符号化器８１０と変調器８１１で実現される(図８参照)。
【０２３２】
なお、第１実施形態と同様の機能部(アンテナ２６１、受信部２６２、ランダムアクセス機能部２６３、チャネル決定部２６７、要求判定部２６８)の説明は省略する。
【０２３３】
タイミング決定部２６４は、要求判定部２６８から干渉低減要求が入力されると、無線信号を停止するタイミングを決定し、決定したタイミングをタイミング情報として、報知情報生成部２６５及び送信部２６６に通知する。また、送信停止タイミングの決定は、例えば、各セルに固有に割り当てられた番号などから決定しても良い。しかし、セルの維持に必須な情報、例えば、報知情報等を送信停止することは望ましくないので、予め分かっている報知情報等を送信するタイミングについては送信停止タイミングから除外することが好ましい。
【０２３４】
報知情報生成部２６５は、タイミング決定部２６４から入力されたタイミング情報を含めて、報知情報を生成し、送信部２６６に出力する。
【０２３５】
送信部２６６は、タイミング決定部２６４から入力されたタイミング情報が示すタイミング以外で無線信号を、アンテナ２６１を介して登録移動局に対して送信する。つまり、タイミング決定部２６４から入力されたタイミング情報が示すタイミングは、無線信号の送信を停止することで、間欠送信を実現する。さらに、送信部２６６は、報知情報生成部２６５から入力された報知情報を、アンテナ２６１を介して登録外移動局に送信する。
【０２３６】
また、タイミング決定部２６４は、ランダムアクセス機能部２６３から干渉低減要求が入力されると、タイマー２６９に制御信号を出力し、タイマー２６９は、タイミング決定部２６４がタイミング情報を送信部２６６に出力してからの経過時間を計測する。そして、予め設定している経過時間になると、送信部２６６は、間欠送信を止め、通常通り、アンテナ２６１を介して登録移動局に対して無線信号を送信する。
【０２３７】
ここでは、タイミング情報を登録外移動局のみに報知情報で通知することとしたが、タイミング情報が報知情報であることからもわかるように、フェムト基地局の登録移動局に対してもタイミング情報を送信することが出来る。タイミング情報を受信することによって、フェムト基地局が無線信号の送信を停止するタイミングに合わせて、登録移動局も休止することが出来る。
【０２３８】
図２７は、第４実施形態のマクロ基地局における機能ブロック図である。
【０２３９】
図２７に示すように、第４実施形態のマクロ基地局２７０は、アンテナ２７１と、受信部２７２と、制御機能部２７３と、送信部２７４と、を備える。
【０２４０】
アンテナ２７１は、送信部２７４から出力される送信信号を移動局に電波を媒体として発信し、また、移動局から電波を媒体として送信される信号を受信して、受信信号を受信部２７２に出力する。
【０２４１】
受信部２７２は、アンテナ２７１を介して、移動局から無線信号を受信し、復調や復号等を行う。
【０２４２】
制御機能部２７３は、受信部２７２から入力される受信信号に無線リソース制御情報が含まれていた場合、無線リソース制御情報に含まれるタイミング情報を送信部２７４に出力する。
【０２４３】
送信部２７４は、制御機能部２７３から入力されたタイミング情報が示すタイミングで、アンテナ２７１を介して移動局に無線信号を送信する。つまり、送信部２７５は、フェムト基地局が送信を停止しているタイミングで移動局と通信を行うので、無線リソースを有効利用できる。
【０２４４】
第４実施形態によると、フェムト基地局が間欠送信している間の空き無線リソースを効率よく利用することが出来るので、通信効率を向上させることが出来る。
【０２４５】
＜第５実施形態＞
第５実施形態では、フェムト基地局は、受信した無線信号に無線信号に関する情報が含まれていると判定した場合に、自身が送信する無線信号を停止するタイミングを決定し、自身と通信を行う登録移動局に対して、決定したタイミング以外で、下りデータ信号、及び上りスケジューリング信号を送信し、フェムト基地局に対して、受信したスケジューリング信号に基づいて上りデータ信号を送信し、フェムト基地局は、受信した上りーデータ信号に対するフィードバックを決定したタイミング以外で送信する。
【０２４６】
つまり、第５実施形態では、干渉を受けている登録外移動局が存在する場合のみ、フェムト基地局は、下りデータ信号及び上りスケジューリング信号について間欠送信を行う。更に、登録移動局はスケジューリング信号に基づいて、上りデータ信号をフェムト基地局に送信し、フェムト基地局では当該タイミング以外のタイミングで上りデータ信号に対する上りフィードバック信号を送信する。また、第５実施形態では、下りデータ信号だけでなく、上りスケジューリング信号、上りフィードバック信号も間欠送信を行う点が第１実施形態とは異なる。
【０２４７】
図２８〜図２９を用いて、第２実施形態に係る通信システムを説明する。
【０２４８】
ここで、登録外移動局の機能ブロック図(図５)、登録外移動局のハードウェア構成図(図６)、フェムト基地局の機能ブロック図(図７)、フェムト基地局のハードウェア構成図(図８)、干渉低減要求用チャネルの一例(図９)、登録外移動局が干渉レベルを判定する際の処理・動作を示すフローチャート(図１０)、ランダムアクセス機能部の処理・動作を示すフローチャート(図１１)、フェムト基地局のタイミング決定部の処理・動作を示すフローチャート(図１２)は、第１実施形態と同様である。
【０２４９】
図２８は、第５実施形態に係る通信システムの概要図である。
【０２５０】
図２８が示すように、第５実施形態に係る通信システムは、フェムト基地局２８２の登録外移動局２８３がマクロ基地局２８１と通信を行う通信システムにおいて実現する。
【０２５１】
移動局２８３は、フェムト基地局２８２にとっては登録外移動局であり、移動局２８４は、フェムト基地局２８２にとって、登録移動局である。
【０２５２】
以下、第５実施形態における通信システムの動作概要について、説明する。
【０２５３】
登録外移動局２８３は、フェムト基地局２８２から干渉を受けていると判定した場合に、フェムト基地局２８２に対して、干渉を低減するように要求する。このとき、ランダムアクセスチャネルを用いて、干渉低減要求をフェムト基地局２８２に通知する。
【０２５４】
フェムト基地局２８２は、登録外移動局２８３から干渉低減要求を受け取ると、一定周期で下りデータ信号の送信を停止する。さらに、フェムト基地局２は、下りデータ信号の送信を停止した周期と同様の周期で、上りスケジューリング信号である下り信号についても送信を停止する。
【０２５５】
登録移動局２８４は、フェムト基地局２８２から受信した上りスケジューリング信号に基づいて、上りデータ信号をフェムト基地局２８２に対して送信する。つまり、ここでは、当該タイミングで送信停止した上りスケジューリング信号に基づいて上りデータ信号の送信を停止するため、上りデータ信号のうち、当該タイミングに対応するチャネルは、送信が停止されることとなる。また、移動局２８４は、上りフィードバック信号についても、当該タイミングで送信の停止を実行し、フェムト基地局２８４に送信する。
【０２５６】
図２９は、第５実施形態に係る通信システムにおいて、送信停止を実行するチャネルの一例である。
【０２５７】
図２９に示すように、下りデータ信号は、タイミング(４)において、信号の送信を停止している。
【０２５８】
上りスケジューリング信号は、上りデータ信号をどのタイミングで送信するかを移動局に指示する下り信号である。本実施形態では、下りデータと同様にタイミング(４)で送信停止を実施している。
【０２５９】
上りフィードバック信号は、基地局が、上りデータの受信が基地局にて成功したかどうかを移動局にフィードバックする下り信号である。本実施形態では、この上りフィードバック信号の送信停止するタイミングが送信停止タイミングになるような上りデータ信号を予め送信停止しておく。つまり、上りスケジューリング信号によって、タイミング(−３)の上りデータ信号を停止するようにスケジューリングすることで、タイミング(−３)の上りデータ信号に対応する上りフィードバック信号であるタイミング(−４)の信号を送信停止することが可能になる。
【０２６０】
上りデータ信号は、移動局が基地局に対して送信する上り信号であり、下りスケジューリング信号の指示によって、タイミング(−３)での信号の送信を停止している。さらに、上りスケジューリング信号自体が送信停止をしているタイミング(４)に対応する信号も送信停止を実施している。
【０２６１】
第５実施形態によると、間欠送信する際に、フェムト基地局の下りデータ信号、上りスケジューリング信号、上りフィードバック信号を間欠送信にすることができるので、登録外移動局にとって、更なる干渉低減を行うことが出来る。
【符号の説明】
【０２６２】
２１、３２、４２、７０、８０、１３２、１４０、１７２、１９０、２４２、２６０、２８２ フェムト基地局
２２ フェムトセル
２３、３４、４４、１３４、１７４、２４４、２８４ 登録移動局
２４、３３、４３、５０、６０、１３３、１７３、１８０、２４３、２８３ 登録外移動局
３１、４１、１３１、１７１、２４１、２７０、２８１ マクロ基地局
５１、６０１、７１、８０１、１４１、１８１、１９１、２５１、２６１、２７１ アンテナ
５２、７２、１４２、１８２、１９２、２５２、２６２、２７２ 受信部
５３、１８３ 測定部
５４、１８４ 干渉判定部
５５、７５、１４５、１８６、２５５、２６６、２７４ 送信部
６０２、８０２ RF部
６０３、８０３ ベースバンド機能部
６０４ CPU
６０５、８０４ デュープレクサ
６０６、８０５ ダウンコンバータ
６０７、８０６ ADC
６０８、８０７ 復調器
６０９、８０８ 復号器
６１０、８１０ 符号化器
６１１、８１１ 変調器
６１２、８１２ DAC
６１３、８１３ アップコンバータ
７３、１４３、１９３、２６３ ランダムアクセス機能部
７４、２６４ タイミング決定部
７６、１４６、１９６、２６７ チャネル決定部
７７、１４７、１９７、２６８ 要求判定部
７８、１４８、１９８、２６９ タイマー
８０９ レイヤ２機能部
８１４ CPU
９０ ランダムアクセスチャネル
９１ 通常用チャネル
９２ 干渉低減要求用チャネル
１４４ 周波数決定部
１８５ 停止要求周波数決定部
１９４ 周波数検出部
２０１ 受信品質
２０２ 周波数
２０３、２１１、２１２、２１３、２１４ チャネル
２５３ 報知情報検索部
２５４、２６５ 制御情報生成部
２７３ 制御機能部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基地局に登録されていない移動局が第２基地局と通信を行う通信システムにおいて、
前記移動局は、
前記第１基地局が送信する無線信号と前記第２基地局が送信する無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号に関する受信信号情報を送信する送信部と、
を備え、
前記第１基地局は、
前記移動局が送信した前記受信信号情報を受信する受信部と、
前記受信信号情報に基づいて、無線信号を間欠送信する送信部と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記第１の基地局の送信部は、前記間欠送信に関する情報を前記移動局に送信し、
前記移動局の受信部は、前記第１基地局が送信する前記間欠送信に関する情報を受信し、
前記移動局の送信部は、受信した前記間欠送信に関する情報を前記第２基地局に送信し、
前記第２基地局は、
前記移動局が送信する前記間欠送信に関する情報を受信する受信部と、
受信した前記間欠送信に関する情報に応じた無線リソースを使用して無線信号を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記移動局は、
受信した無線信号の干渉レベルを判定する干渉判定部と、
を更に備え、
前記移動局の送信部は、判定した前記干渉レベルに応じて、前記受信信号情報を送信する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１基地局の送信部は、受信した前記受信信号情報に応じたタイミングで無線信号の送信を停止し、前記間欠送信に関する情報として、前記タイミングに関する情報を送信する
ことを特徴とする請求項１乃至３記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１基地局の送信部は、自局が前記無線信号の送信に使用する周波数帯域のうち、受信した前記受信信号情報に応じた少なくとも一部の周波数の使用を停止し、前記間欠送信に関する情報として、停止した前記周波数に関する情報を送信する
ことを特徴とする請求項１乃至４記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１基地局は、
前記移動局が前記受信信号情報を送信する際に使用するチャネルを決定するチャネル決定部と、
決定した前記チャネルを監視することで、前記受信信号情報を受信したか否かを判定する要求判定部と、
を更に備え、
前記第１基地局の送信部は、決定した前記チャネルを示すチャネル情報を前記移動局に送信し、
前記移動局の受信部は、前記第１基地局が送信する前記チャネル情報を受信し、
前記移動局の送信部は、受信した前記チャネル情報に基づくチャネルを用いて、前記受信信号情報を送信する
ことを特徴とする請求項１乃至５記載の通信システム。
【請求項７】
第１基地局に登録されていない移動局が第２基地局と通信を行う通信システムにおいて、
前記移動局は、
前記第１基地局が送信する無線信号と前記第２基地局が送信する無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号に関する受信信号情報を送信する送信部と、
を備え、
前記第１基地局は、
前記移動局が送信した前記受信信号情報を受信する受信部と、
前記受信信号情報を複数の移動局から受信した場合に、前記受信信号情報に基づいて、自局が送信する無線信号を制御する送信部と、
を備える
ことを特徴とする通信システム。
【請求項８】
第１基地局の登録外の移動局であって、第２基地局と通信を行なう移動局において、
前記第１基地局が送信する無線信号と前記第２基地局が送信する無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号に基づいて、間欠送信するように要求する際に、受信した無線信号に関する受信信号情報を送信する送信部と、
ことを特徴とする移動局。
【請求項９】
登録外移動局とは通信を行わない基地局において、
前記登録外移動局において受信する無線信号に関する受信信号情報を受信する受信部と、
受信した前記受信信号情報に基づいて、無線信号を間欠送信する送信部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項１０】
第１基地局に登録されていない移動局が第２基地局と通信を行う通信方法において、
前記移動局は、
前記第１基地局が送信する無線信号と前記第２基地局が送信する無線信号を受信し、
受信した無線信号に関する受信信号情報を送信し、
前記第１基地局は、
前記移動局が送信した前記受信信号情報を受信し、
前記受信信号情報に基づいて、無線信号を間欠送信する
ことを特徴とする通信方法。
【請求項１】
第１基地局に登録されていない移動局が第２基地局と通信を行う通信システムにおいて、
前記移動局は、
前記第１基地局が送信する無線信号と前記第２基地局が送信する無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号に関する受信信号情報を送信する送信部と、
を備え、
前記第１基地局は、
前記移動局が送信した前記受信信号情報を受信する受信部と、
前記受信信号情報に基づいて、無線信号を間欠送信する送信部と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記第１の基地局の送信部は、前記間欠送信に関する情報を前記移動局に送信し、
前記移動局の受信部は、前記第１基地局が送信する前記間欠送信に関する情報を受信し、
前記移動局の送信部は、受信した前記間欠送信に関する情報を前記第２基地局に送信し、
前記第２基地局は、
前記移動局が送信する前記間欠送信に関する情報を受信する受信部と、
受信した前記間欠送信に関する情報に応じた無線リソースを使用して無線信号を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記移動局は、
受信した無線信号の干渉レベルを判定する干渉判定部と、
を更に備え、
前記移動局の送信部は、判定した前記干渉レベルに応じて、前記受信信号情報を送信する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１基地局の送信部は、受信した前記受信信号情報に応じたタイミングで無線信号の送信を停止し、前記間欠送信に関する情報として、前記タイミングに関する情報を送信する
ことを特徴とする請求項１乃至３記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１基地局の送信部は、自局が前記無線信号の送信に使用する周波数帯域のうち、受信した前記受信信号情報に応じた少なくとも一部の周波数の使用を停止し、前記間欠送信に関する情報として、停止した前記周波数に関する情報を送信する
ことを特徴とする請求項１乃至４記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１基地局は、
前記移動局が前記受信信号情報を送信する際に使用するチャネルを決定するチャネル決定部と、
決定した前記チャネルを監視することで、前記受信信号情報を受信したか否かを判定する要求判定部と、
を更に備え、
前記第１基地局の送信部は、決定した前記チャネルを示すチャネル情報を前記移動局に送信し、
前記移動局の受信部は、前記第１基地局が送信する前記チャネル情報を受信し、
前記移動局の送信部は、受信した前記チャネル情報に基づくチャネルを用いて、前記受信信号情報を送信する
ことを特徴とする請求項１乃至５記載の通信システム。
【請求項７】
第１基地局に登録されていない移動局が第２基地局と通信を行う通信システムにおいて、
前記移動局は、
前記第１基地局が送信する無線信号と前記第２基地局が送信する無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号に関する受信信号情報を送信する送信部と、
を備え、
前記第１基地局は、
前記移動局が送信した前記受信信号情報を受信する受信部と、
前記受信信号情報を複数の移動局から受信した場合に、前記受信信号情報に基づいて、自局が送信する無線信号を制御する送信部と、
を備える
ことを特徴とする通信システム。
【請求項８】
第１基地局の登録外の移動局であって、第２基地局と通信を行なう移動局において、
前記第１基地局が送信する無線信号と前記第２基地局が送信する無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号に基づいて、間欠送信するように要求する際に、受信した無線信号に関する受信信号情報を送信する送信部と、
ことを特徴とする移動局。
【請求項９】
登録外移動局とは通信を行わない基地局において、
前記登録外移動局において受信する無線信号に関する受信信号情報を受信する受信部と、
受信した前記受信信号情報に基づいて、無線信号を間欠送信する送信部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項１０】
第１基地局に登録されていない移動局が第２基地局と通信を行う通信方法において、
前記移動局は、
前記第１基地局が送信する無線信号と前記第２基地局が送信する無線信号を受信し、
受信した無線信号に関する受信信号情報を送信し、
前記第１基地局は、
前記移動局が送信した前記受信信号情報を受信し、
前記受信信号情報に基づいて、無線信号を間欠送信する
ことを特徴とする通信方法。
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１３−１２８７４（Ｐ２０１３−１２８７４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３８１２（Ｐ２０１１−１４３８１２）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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