特許 5665031 無線基地局パラメータ算出装置、無線基地局パラメータ算出方法、及びコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5665031

(24)【登録日】2014年12月19日

(45)【発行日】2015年2月4日

(54)【発明の名称】無線基地局パラメータ算出装置、無線基地局パラメータ算出方法、及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 24/02 20090101AFI20150115BHJP

   H04W 16/20 20090101ALI20150115BHJP

   H04W 16/32 20090101ALI20150115BHJP

【ＦＩ】

   H04W24/02

   H04W16/20

   H04W16/32

【請求項の数】16

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2011-186224(P2011-186224)

(22)【出願日】2011年8月29日

(65)【公開番号】特開2012-191597(P2012-191597A)

(43)【公開日】2012年10月4日

【審査請求日】2014年2月21日

(31)【優先権主張番号】特願2011-40693(P2011-40693)

(32)【優先日】2011年2月25日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】304021417

【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(74)【代理人】

【識別番号】100138759

【弁理士】

【氏名又は名称】大房 直樹

(72)【発明者】

【氏名】金子 尚史

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 功旭

(72)【発明者】

【氏名】岸 洋司

(72)【発明者】

【氏名】阪口 啓

(72)【発明者】

【氏名】タン ザカン

【審査官】 小林 正明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２０１２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０６６７２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１１１１３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｗ ２４／０２

Ｈ０４Ｗ １６／２０

Ｈ０４Ｗ １６／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の無線基地局装置のセルが第２の無線基地局装置のセルの全て又は一部分を含む無線通信システムにおいて、
前記第２の無線基地局装置のセルの範囲を拡張するＣＲＥバイアス値に対応する前記第２の無線基地局装置のセル半径と、前記無線通信システムが使用する無線リソースのうち前記第１の無線基地局装置が使用する無線リソースの比率であるミューティング比率と、を算出する無線基地局パラメータ算出装置であって、
前記第１の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第１の単位周波数当たりスループットと、前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第２の単位周波数当たりのスループットと、前記ミューティング比率とに基づいた単位面積当たり平均周波数利用可能効率が定義されてあり、
前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を最大化する前記第２の無線基地局装置のセル半径及び前記ミューティング比率を算出するパラメータ演算部を備え、
前記パラメータ演算部には、制約条件として、前記第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率と、前記第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率とのうち低い方の平均周波数利用可能効率が最低限満たすべき平均周波数利用可能効率が設けられた、
ことを特徴とする無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項2】

前記第２の無線基地局装置は前記第１の無線基地局装置が通信を行わない無線リソース領域においてのみ無線端末との通信を行い、
前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率において、前記第１の単位周波数当たりスループットと前記第２の単位周波数当たりスループットとが前記ミューティング比率で用いられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項3】

前記第２の無線基地局装置は、無線端末との通信において、前記無線通信システムが使用する全無線リソースを利用可能であり、
前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率において、前記第１の単位周波数当たりスループットが前記ミューティング比率で用いられ、前記第２の単位周波数当たりスループットが全て用いられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項4】

前記第１の無線基地局装置のセルが前記第２の無線基地局装置のセルの全てを含み、
前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率は、前記第１の無線基地局装置のセルの面積に対して定義されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項5】

前記第１の無線基地局装置のセルが前記第２の無線基地局装置のセルの一部分のみを含み、
前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率は、前記第１の無線基地局装置のセルの面積と、前記第２の無線基地局装置のセルのうち前記第１の無線基地局装置のセルに含まれないエリアの面積との総和に対して定義されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項6】

前記第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率は、前記第１の単位周波数当たりスループットの前記ミューティング比率に応じた分を、前記第１の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける無線端末数で割った値として定義され、
前記第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率は、前記第２の単位周波数当たりスループットの前記ミューティング比率に応じた分を、前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける無線端末数で割った値として定義されている、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項7】

前記第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率は、前記第１の単位周波数当たりスループットの前記ミューティング比率に応じた分を、前記第１の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアの面積で割った値として定義され、
前記第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率は、前記第２の単位周波数当たりスループットの前記ミューティング比率に応じた分を、前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアの面積で割った値として定義されている、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項8】

前記第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率と前記第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率とのうち低い方の平均周波数利用可能効率と、前記最低限満たすべき平均周波数利用可能効率との関係に基づいて、前記制約条件を満たす限界のミューティング比率が定義されている、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項9】

前記第２の無線基地局装置のセル半径を、該セル半径が取り得る所定範囲の中から選択するセル半径選択部と、
前記選択されたセル半径を用いて、前記制約条件を満たす限界のミューティング比率を計算するミューティング比率計算部と、
前記選択されたセル半径と前記計算された前記制約条件を満たす限界のミューティング比率とを用いて、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を計算するＡＳＥ計算部と、
前記算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率と、該単位面積当たり平均周波数利用可能効率の算出に使用されたセル半径及びミューティング比率とを記憶するデータ格納部と、
前記算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率の中から最大値を判定するＡＳＥ判定部と、
を備えたことを特徴とする請求項８に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項10】

前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアをセル中心部と該セル中心部の外側のセル境界部とに分け、
前記第２の無線基地局装置は、
前記セル中心部では前記第１の無線基地局装置が使用する無線リソース領域と同じ無線リソース領域を使用して無線端末と通信し、
前記セル境界部では前記第１の無線基地局装置が通信を行わない無線リソース領域を使用して無線端末と通信し、
前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率は、
前記第１の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第１の単位周波数当たりスループットと、
前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアのうち、前記セル中心部における第３の単位周波数当たりのスループット及び前記セル境界部における第４の単位周波数当たりのスループットと、
前記ミューティング比率と、から定義されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項11】

前記パラメータ演算部は、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を最大化する前記第２の無線基地局装置のセル半径、前記セル中心部の半径及び前記ミューティング比率を算出する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項12】

前記第２の無線基地局装置は、送信電力比率を用いて、自己の送信電力を、前記セル中心部に対する送信電力と、前記セル境界部に対する送信電力とに割り当てし、
前記第３の単位周波数当たりのスループット及び前記第４の単位周波数当たりのスループットは、前記送信電力比率に基づいて定義されている、
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項13】

前記第２の無線基地局装置のセル半径を、該セル半径の取り得る値の中から選択するセル半径選択部と、
前記第２の無線基地局装置のセル中心部の半径および該セル中心部の外側のセル境界部の円環の幅を、それらの取り得る値の中から選択するセル中心部半径選択部と、
前記選択されたセル半径、セル中心部の半径およびセル境界部の円環の幅を用いて、前記制約条件を満たす限界のミューティング比率を計算するミューティング比率計算部と、
前記選択されたセル半径、セル中心部の半径およびセル境界部の円環の幅と前記計算された前記制約条件を満たす限界のミューティング比率とを用いて、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を計算するＡＳＥ計算部と、
前記算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率と、該単位面積当たり平均周波数利用可能効率の算出に使用されたセル半径、セル中心部の半径及びミューティング比率とを記憶するデータ格納部と、
前記算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率の中から最大値を判定するＡＳＥ判定部と、
を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項14】

前記第２の無線基地局装置のセル半径を、該セル半径の取り得る値の中から選択するセル半径選択部と、
前記第２の無線基地局装置のセル中心部の半径および該セル中心部の外側のセル境界部の円環の幅を、それらの取り得る値の中から選択するセル中心部半径選択部と、
前記送信電力比率を、該送信電力比率の取り得る値の中から選択する送信電力比率選択部と、
前記選択されたセル半径、セル中心部の半径、セル境界部の円環の幅および送信電力比率を用いて、前記制約条件を満たす限界のミューティング比率を計算するミューティング比率計算部と、
前記選択されたセル半径、セル中心部の半径、セル境界部の円環の幅および送信電力比率と前記計算された前記制約条件を満たす限界のミューティング比率とを用いて、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を計算するＡＳＥ計算部と、
前記算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率と、該単位面積当たり平均周波数利用可能効率の算出に使用されたセル半径、セル中心部の半径、送信電力比率及びミューティング比率とを記憶するデータ格納部と、
前記算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率の中から最大値を判定するＡＳＥ判定部と、
を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の無線基地局パラメータ算出装置。

【請求項15】

第１の無線基地局装置のセルが第２の無線基地局装置のセルの全て又は一部分を含む無線通信システムにおいて、
前記第２の無線基地局装置のセルの範囲を拡張するＣＲＥバイアス値に対応する前記第２の無線基地局装置のセル半径と、前記無線通信システムが使用する無線リソースのうち前記第１の無線基地局装置が使用する無線リソースの比率であるミューティング比率と、を算出する無線基地局パラメータ算出方法であって、
前記第１の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第１の単位周波数当たりスループットと、前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第２の単位周波数当たりのスループットと、前記ミューティング比率とに基づいた単位面積当たり平均周波数利用可能効率が定義されてあり、
前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を最大化する前記第２の無線基地局装置のセル半径及び前記ミューティング比率を算出するパラメータ演算ステップを含み、
前記パラメータ演算ステップには、制約条件として、前記第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率と、前記第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率とのうち低い方の平均周波数利用可能効率が最低限満たすべき平均周波数利用可能効率が設けられた、
ことを特徴とする無線基地局パラメータ算出方法。

【請求項16】

第１の無線基地局装置のセルが第２の無線基地局装置のセルの全て又は一部分を含む無線通信システムにおいて、
前記第２の無線基地局装置のセルの範囲を拡張するＣＲＥバイアス値に対応する前記第２の無線基地局装置のセル半径と、前記無線通信システムが使用する無線リソースのうち前記第１の無線基地局装置が使用する無線リソースの比率であるミューティング比率と、を算出するためのコンピュータプログラムであって、
前記第１の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第１の単位周波数当たりスループットと、前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第２の単位周波数当たりのスループットと、前記ミューティング比率とに基づいた単位面積当たり平均周波数利用可能効率が定義されてあり、
前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を最大化する前記第２の無線基地局装置のセル半径及び前記ミューティング比率を算出するパラメータ演算ステップをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであり、
前記パラメータ演算ステップには、制約条件として、前記第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率と、前記第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率とのうち低い方の平均周波数利用可能効率が最低限満たすべき平均周波数利用可能効率が設けられた、
ことを特徴とするコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線基地局パラメータ算出装置、無線基地局パラメータ算出方法、及びコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、移動通信システムにおけるトラヒックの急激な増加に対処するために、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）等において、ヘテロジニアスネットワーク（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＨｅｔＮｅｔ）が検討されている。図３は、従来のＨｅｔＮｅｔによる移動通信システムの概念図である。ＨｅｔＮｅｔでは、マクロ基地局１００のセル１１０内において、特にトラヒックが集中するエリア（ホットゾーン）に対して、マクロ基地局１００よりも送信電力が小さい小型基地局２００を設置する。これにより、小型基地局２００のセル２１０においてホットゾーンに在るユーザ端末３００のトラヒックを収容し、トラヒックの負荷分散を図る。ホットゾーンとしては、例えば、繁華街や駅など、ユーザ端末が集中する場所が挙げられる。

【0003】

ＨｅｔＮｅｔにおいて、より高い負荷分散効果を得るための技術として、セル範囲拡張（Ｃｅｌｌ Ｒａｎｇｅ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ：ＣＲＥ）技術と呼ばれるものが知られている。図４は、ＣＲＥ技術を用いない場合における小型基地局２００のセル範囲を示す概念図である。図５は、ＣＲＥ技術を用いる場合における小型基地局２００のセル範囲を示す概念図である。

【0004】

ＣＲＥ技術を用いない場合、図４において、ユーザ端末が接続する基地局を選択する際には、小型基地局２００からの受信電力Ｐ２００とマクロ基地局１００からの受信電力Ｐ１００とを比較し、最も受信電力が高い基地局を選択する。これに対し、ＣＲＥ技術を用いる場合、図５において、ユーザ端末が接続する基地局を選択する際には、小型基地局２００からの受信電力Ｐ２００に対して予め設定されたＣＲＥバイアス値αだけ受信電力を水増しする。そして、その水増しした受信電力Ｐ２２０とマクロ基地局１００からの受信電力Ｐ１００とを比較し、最も受信電力が高い基地局を選択する。これにより、小型基地局２００のセルの範囲は、元々のセル２１０からＣＲＥバイアス値αに応じた分だけ拡張されて、セル２２０となる。

【0005】

しかしながら、上述のＣＲＥ技術を用いた場合、実際は小型基地局２００からの受信電力Ｐ２００がマクロ基地局１００からの受信電力Ｐ１００よりも小さい状況にあるユーザ端末が、小型基地局２００に接続されることになる。すると、当該ユーザ端末は、受信信号電力対干渉電力比（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ：ＳＩＲ）が悪くなって、十分な通信速度を確保することができない恐れが生じる。この課題を解決するために、ＣＲＥ技術と合わせて用いる干渉回避技術が検討されている。この干渉回避技術では、無線リソースの周波数方向、又は、時間方向において、マクロ基地局１００が通信を行わない領域（ミューティング領域）を設け、当該ミューティング領域において、小型基地局２００はユーザ端末との通信を行う。

【0006】

従来の基地局設置設計方法として、例えば特許文献１が知られている、特許文献１に記載の従来技術では、レイトレーシング等の詳細な電波解析シミュレータを活用し、対象エリア及び本対象エリアのトラヒック密度分布が与えられた場合に、対象エリアを面的にカバーするための基地局の設置場所、および、基地局のパラメータの設定を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００４−２０１２６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述したＨｅｔＮｅｔによって十分なトラヒックの負荷分散効果を発揮するためには、セル設計において、ＣＲＥバイアス値、及び、無線リソースに対してミューティングを行う比率（ミューティング比率）を適切な値に設定することが重要である。

【0009】

しかしながら、上述した特許文献１の従来技術では、ＨｅｔＮｅｔ特有のパラメータであるＣＲＥバイアス値及びミューティング比率を設計の対象にしていない。また、各基地局が無線端末に対して割当ることができる無線リソース量などがミューティング比率に応じて変化するので、特許文献１の従来技術においてＣＲＥバイアス値及びミューティング比率を単純に設計の対象にすることはできない。

【0010】

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ＣＲＥバイアス値、及び、ミューティング比率を適切に算出することができる無線基地局パラメータ算出装置、無線基地局パラメータ算出方法、及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を解決するために、本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置は、第１の無線基地局装置のセルが第２の無線基地局装置のセルの全て又は一部分を含む無線通信システムにおいて、前記第２の無線基地局装置のセルの範囲を拡張するＣＲＥバイアス値に対応する前記第２の無線基地局装置のセル半径と、前記無線通信システムが使用する無線リソースのうち前記第１の無線基地局装置が使用する無線リソースの比率であるミューティング比率と、を算出する無線基地局パラメータ算出装置であって、前記第１の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第１の単位周波数当たりスループットと、前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第２の単位周波数当たりのスループットと、前記ミューティング比率とに基づいた単位面積当たり平均周波数利用可能効率が定義されてあり、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を最大化する前記第２の無線基地局装置のセル半径及び前記ミューティング比率を算出するパラメータ演算部を備え、前記パラメータ演算部には、制約条件として、前記第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率と、前記第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率とのうち低い方の平均周波数利用可能効率が最低限満たすべき平均周波数利用可能効率が設けられた、ことを特徴とする。

【0012】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置においては、前記第２の無線基地局装置は前記第１の無線基地局装置が通信を行わない無線リソース領域においてのみ無線端末との通信を行い、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率において、前記第１の単位周波数当たりスループットと前記第２の単位周波数当たりスループットとが前記ミューティング比率で用いられている、ことを特徴とする。

【0013】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置においては、前記第２の無線基地局装置は、無線端末との通信において、前記無線通信システムが使用する全無線リソースを利用可能であり、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率において、前記第１の単位周波数当たりスループットが前記ミューティング比率で用いられ、前記第２の単位周波数当たりスループットが全て用いられている、ことを特徴とする。

【0014】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置においては、前記第１の無線基地局装置のセルが前記第２の無線基地局装置のセルの全てを含み、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率は、前記第１の無線基地局装置のセルの面積に対して定義されている、ことを特徴とする。

【0015】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置においては、前記第１の無線基地局装置のセルが前記第２の無線基地局装置のセルの一部分のみを含み、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率は、前記第１の無線基地局装置のセルの面積と、前記第２の無線基地局装置のセルのうち前記第１の無線基地局装置のセルに含まれないエリアの面積との総和に対して定義されている、ことを特徴とする。

【0016】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置において、前記第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率は、前記第１の単位周波数当たりスループットの前記ミューティング比率に応じた分を、前記第１の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける無線端末数で割った値として定義され、前記第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率は、前記第２の単位周波数当たりスループットの前記ミューティング比率に応じた分を、前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける無線端末数で割った値として定義されている、ことを特徴とする。

【0017】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置において、前記第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率は、前記第１の単位周波数当たりスループットの前記ミューティング比率に応じた分を、前記第１の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアの面積で割った値として定義され、前記第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率は、前記第２の単位周波数当たりスループットの前記ミューティング比率に応じた分を、前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアの面積で割った値として定義されている、ことを特徴とする。

【0018】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置においては、前記第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率と前記第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率とのうち低い方の平均周波数利用可能効率と、前記最低限満たすべき平均周波数利用可能効率との関係に基づいて、前記制約条件を満たす限界のミューティング比率が定義されている、ことを特徴とする。

【0019】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置においては、前記第２の無線基地局装置のセル半径を、該セル半径が取り得る所定範囲の中から選択するセル半径選択部と、前記選択されたセル半径を用いて、前記制約条件を満たす限界のミューティング比率を計算するミューティング比率計算部と、前記選択されたセル半径と前記計算された前記制約条件を満たす限界のミューティング比率とを用いて、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を計算するＡＳＥ計算部と、前記算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率と、該単位面積当たり平均周波数利用可能効率の算出に使用されたセル半径及びミューティング比率とを記憶するデータ格納部と、前記算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率の中から最大値を判定するＡＳＥ判定部と、を備えたことを特徴とする。

【0020】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置においては、前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアをセル中心部と該セル中心部の外側のセル境界部とに分け、前記第２の無線基地局装置は、前記セル中心部では前記第１の無線基地局装置が使用する無線リソース領域と同じ無線リソース領域を使用して無線端末と通信し、前記セル境界部では前記第１の無線基地局装置が通信を行わない無線リソース領域を使用して無線端末と通信し、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率は、前記第１の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第１の単位周波数当たりスループットと、前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアのうち、前記セル中心部における第３の単位周波数当たりのスループット及び前記セル境界部における第４の単位周波数当たりのスループットと、前記ミューティング比率と、から定義されている、ことを特徴とする。

【0021】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置において、前記パラメータ演算部は、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を最大化する前記第２の無線基地局装置のセル半径、前記セル中心部の半径及び前記ミューティング比率を算出する、ことを特徴とする。

【0022】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置において、前記第２の無線基地局装置は、送信電力比率を用いて、自己の送信電力を、前記セル中心部に対する送信電力と、前記セル境界部に対する送信電力とに割り当てし、前記第３の単位周波数当たりのスループット及び前記第４の単位周波数当たりのスループットは、前記送信電力比率に基づいて定義されている、ことを特徴とする。

【0023】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置においては、前記第２の無線基地局装置のセル半径を、該セル半径の取り得る値の中から選択するセル半径選択部と、前記第２の無線基地局装置のセル中心部の半径および該セル中心部の外側のセル境界部の円環の幅を、それらの取り得る値の中から選択するセル中心部半径選択部と、前記選択されたセル半径、セル中心部の半径およびセル境界部の円環の幅を用いて、前記制約条件を満たす限界のミューティング比率を計算するミューティング比率計算部と、前記選択されたセル半径、セル中心部の半径およびセル境界部の円環の幅と前記計算された前記制約条件を満たす限界のミューティング比率とを用いて、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を計算するＡＳＥ計算部と、前記算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率と、該単位面積当たり平均周波数利用可能効率の算出に使用されたセル半径、セル中心部の半径及びミューティング比率とを記憶するデータ格納部と、前記算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率の中から最大値を判定するＡＳＥ判定部と、を備えたことを特徴とする。

【0024】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出装置においては、前記第２の無線基地局装置のセル半径を、該セル半径の取り得る値の中から選択するセル半径選択部と、前記第２の無線基地局装置のセル中心部の半径および該セル中心部の外側のセル境界部の円環の幅を、それらの取り得る値の中から選択するセル中心部半径選択部と、前記送信電力比率を、該送信電力比率の取り得る値の中から選択する送信電力比率選択部と、前記選択されたセル半径、セル中心部の半径、セル境界部の円環の幅および送信電力比率を用いて、前記制約条件を満たす限界のミューティング比率を計算するミューティング比率計算部と、前記選択されたセル半径、セル中心部の半径、セル境界部の円環の幅および送信電力比率と前記計算された前記制約条件を満たす限界のミューティング比率とを用いて、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を計算するＡＳＥ計算部と、前記算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率と、該単位面積当たり平均周波数利用可能効率の算出に使用されたセル半径、セル中心部の半径、送信電力比率及びミューティング比率とを記憶するデータ格納部と、前記算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率の中から最大値を判定するＡＳＥ判定部と、を備えたことを特徴とする。

【0025】

本発明に係る無線基地局パラメータ算出方法は、第１の無線基地局装置のセルが第２の無線基地局装置のセルの全て又は一部分を含む無線通信システムにおいて、前記第２の無線基地局装置のセルの範囲を拡張するＣＲＥバイアス値に対応する前記第２の無線基地局装置のセル半径と、前記無線通信システムが使用する無線リソースのうち前記第１の無線基地局装置が使用する無線リソースの比率であるミューティング比率と、を算出する無線基地局パラメータ算出方法であって、前記第１の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第１の単位周波数当たりスループットと、前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第２の単位周波数当たりのスループットと、前記ミューティング比率とに基づいた単位面積当たり平均周波数利用可能効率が定義されてあり、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を最大化する前記第２の無線基地局装置のセル半径及び前記ミューティング比率を算出するパラメータ演算ステップを含み、前記パラメータ演算ステップには、制約条件として、前記第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率と、前記第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率とのうち低い方の平均周波数利用可能効率が最低限満たすべき平均周波数利用可能効率が設けられた、ことを特徴とする。

【0026】

本発明に係るコンピュータプログラムは、第１の無線基地局装置のセルが第２の無線基地局装置のセルの全て又は一部分を含む無線通信システムにおいて、前記第２の無線基地局装置のセルの範囲を拡張するＣＲＥバイアス値に対応する前記第２の無線基地局装置のセル半径と、前記無線通信システムが使用する無線リソースのうち前記第１の無線基地局装置が使用する無線リソースの比率であるミューティング比率と、を算出するためのコンピュータプログラムであって、前記第１の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第１の単位周波数当たりスループットと、前記第２の無線基地局装置が無線接続サービスするエリアにおける第２の単位周波数当たりのスループットと、前記ミューティング比率とに基づいた単位面積当たり平均周波数利用可能効率が定義されてあり、前記単位面積当たり平均周波数利用可能効率を最大化する前記第２の無線基地局装置のセル半径及び前記ミューティング比率を算出するパラメータ演算ステップをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであり、前記パラメータ演算ステップには、制約条件として、前記第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率と、前記第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率とのうち低い方の平均周波数利用可能効率が最低限満たすべき平均周波数利用可能効率が設けられた、ことを特徴とするコンピュータプログラムであることを特徴とする。
これにより、前述の無線基地局パラメータ算出装置がコンピュータを利用して実現できるようになる。

【発明の効果】

【0027】

本発明によれば、ＣＲＥバイアス値、及び、ミューティング比率を適切に算出することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施例１に係る無線基地局パラメータ算出装置１の構成図である。

【図2】本発明の実施例１に係る無線基地局パラメータ算出処理のフローチャートである。

【図3】ＨｅｔＮｅｔによる移動通信システムの概念図である。

【図4】ＣＲＥ技術を用いない場合における小型基地局２００のセル範囲を示す概念図である。

【図5】ＣＲＥ技術を用いる場合における小型基地局２００のセル範囲を示す概念図である。

【図6】本発明の実施例４に係る小型基地局２００のセル２１０の構成を示す概念図である。

【図7】本発明の実施例４に係る周波数帯域および送信電力の割当の構成を示す概念図である。

【図8】本発明の実施例４に係る無線基地局パラメータ算出装置１の構成図である。

【図9】本発明の実施例４に係る無線基地局パラメータ算出処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について、いくつかの実施例を挙げて説明する。なお、本実施例では、基地局における動的な送信電力制御を考慮しない。

【実施例1】

【0030】

実施例１では、図３に示されるＨｅｔＮｅｔによる移動通信システム（以下、ＨｅｔＮｅｔシステムと称する）においてＣＲＥ技術を用いるときに、適切なＣＲＥバイアス値およびミューティング比率を算出するものとする。

【0031】

図３において、小型基地局２００（第２の無線基地局装置）は、マクロ基地局１００（第１の無線基地局装置）よりも送信電力が小さい。マクロ基地局１００のセル１１０は、小型基地局２００のセル２１０を包含する。小型基地局２００としては、マクロ基地局１００よりも送信電力が小さい、マイクロ基地局やピコ基地局などである。マクロ基地局１００のセル１１０の半径をＲ_Ｍとする。全ての小型基地局２００のセル２１０の半径はＲ_Ｐであり、同一であるとする（但し、Ｒ_Ｍ＞Ｒ_Ｐ）。小型基地局２００からの距離がＲ_Ｐ以下である位置に存在するユーザ端末３００は、当該小型基地局２００に接続される。

【0032】

マクロ基地局１００が無線接続サービスするエリアに対しては、ユーザ端末３００が一様に分布しているとする。マクロ基地局１００が無線接続サービスするエリアは、マクロ基地局１００のセル１１０内のうち小型基地局２００のセル２１０のエリアを除いたエリアである。小型基地局２００が無線接続サービスするエリアは、マクロ基地局１００のセル１１０内のうち小型基地局２００のセル２１０のエリアである。但し、小型基地局２００のセル２１０の範囲（半径Ｒ_Ｐ）は、ＣＲＥバイアス値に応じた分だけ拡張される。

【0033】

本ＨｅｔＮｅｔシステムでは、無線リソースの周波数方向において、マクロ基地局１００が通信を行わない周波数領域（ミューティング領域）を設ける。本実施例１では、小型基地局２００は、当該ミューティング領域においてのみ、ユーザ端末３００との通信を行うとする。本ＨｅｔＮｅｔシステムで使用する周波数幅をＷとする。該周波数幅Ｗのうちマクロ基地局１００が使用する周波数幅の比率であるミューティング比率をρとする。本ＨｅｔＮｅｔシステムにおいて、マクロ基地局１００に対しては「ρ×Ｗ」の周波数幅を割当てる。小型基地局２００に対しては「（１−ρ）×Ｗ」の周波数幅を割当てる。これにより、マクロ基地局１００と小型基地局２００とは互いに干渉源とはならない。

【0034】

単位面積当たり平均周波数利用可能効率（average area spectral efficiency：ＡＳＥ）を（１）式で定義する。

【0035】

【数1】

【0036】

但し、Ｃ_Ｍ（Ｒ_Ｐ）は、マクロ基地局１００が無線接続サービスするエリアにおける単位周波数当たりスループット［bps/Hz］である。Ｃ_Ｐ（Ｒ_Ｐ）は、マクロ基地局１００が無線接続サービスするエリア内に設置された全ての小型基地局２００について、各小型基地局２００が無線接続サービスするエリアにおける単位周波数当たりスループット、の総和［bps/Hz］である。Ｃ_Ｐ（Ｒ_Ｐ）は、（１ａ）式で定義される。Ｎ_Ｐは、マクロ基地局１００が無線接続サービスするエリア内に設置された小型基地局２００の数である。Ｃ_Ｐ，ｋ（Ｒ_Ｐ）は、Ｎ_Ｐ台の小型基地局２００のうちｋ番目の小型基地局２００が無線接続サービスするエリアにおける単位周波数当たりスループット［bps/Hz］である。Ｃ_Ｍ（Ｒ_Ｐ）及びＣ_Ｐ，ｋ（Ｒ_Ｐ）は、小型基地局２００のセル２１０の半径Ｒ_Ｐに応じて値が変化する関数として予め定義される。

【0037】

本実施例１では、（１）式の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを、所定の制約条件の下で最大化する「小型基地局２００のセル２１０の半径Ｒ_Ｐ」及び「ミューティング比率ρ」を算出する。なお、小型基地局２００のセル２１０の半径Ｒ_ＰとＣＲＥバイアス値とは一対一に対応付けられている。従って、小型基地局２００のセル２１０の半径Ｒ_Ｐが算出されれば、ＣＲＥバイアス値が決まる。

【0038】

ここで、（１）式の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを最大化するときの制約条件について説明する。本実施例１では、小型基地局２００が無線接続サービスするエリアは、マクロ基地局１００が無線接続サービスするエリアよりも小さい。このため、小型基地局２００に接続するユーザ端末３００の数は、マクロ基地局１００に接続するユーザ端末３００の数よりも、一般的に少ないと考えられる。このことから、所定のスループットが得られない低スループットのユーザ端末３００の数は、小型基地局２００の方がマクロ基地局１００よりも少ないと想定できる。この想定の下では、各小型基地局２００の単位周波数当たりスループットの総和Ｃ_Ｐ（Ｒ_Ｐ）は、マクロ基地局１００の単位周波数当たりスループットＣ_Ｍ（Ｒ_Ｐ）よりも、大きくなると仮定できる。

【0039】

このとき、（１）式の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを最大化することのみを考えると、小型基地局２００のセル２１０の半径Ｒ_Ｐを小さくし、小型基地局２００に接続されるユーザ端末３００に対して高い変調方式を採用し、且つ、小型基地局２００に全ての周波数帯域を割当てるのが良い。しかしながら、この場合には、マクロ基地局１００に接続するユーザ端末３００が通信できないので、マクロ基地局１００に接続するユーザ端末３００と小型基地局２００に接続するユーザ端末３００との間でスループットの観点から大きな不公平が生じる。そこで、（１）式の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを最大化するときの制約条件として、マクロ基地局１００に接続するユーザ端末３００に対して最低限満たすべき平均周波数利用可能効率Γ_Ｍを設ける。

【0040】

具体的には、（２）式に示されるように、（３）式の制約条件の下で、（１）式の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを最大化する「小型基地局２００のセル２１０の半径Ｒ_Ｐ」及び「ミューティング比率ρ」を算出する。

【0041】

【数2】

【0042】

但し、Ｔ_Ｍ（ρ，Ｒ_Ｐ）は、マクロ基地局１００に接続するユーザ端末３００に対する平均周波数利用可能効率である。

【0043】

Ｔ_Ｍ（ρ，Ｒ_Ｐ）は、（４）式または（５）式で定義される。

【0044】

【数3】

【0045】

但し、ＵＥ_Ｍ（Ｒ_Ｐ）は、マクロ基地局１００が無線接続サービスするエリアにおけるユーザ端末３００の数である。ＵＥ_Ｍ（Ｒ_Ｐ）は、小型基地局２００のセル２１０の半径Ｒ_Ｐに応じて値が変化する関数として予め定義される。

【0046】

【数4】

【0047】

但し、Ｓ_Ｍ（Ｒ_Ｐ）は、マクロ基地局１００が無線接続サービスするエリアの面積である。Ｓ_Ｍ（Ｒ_Ｐ）は、小型基地局２００のセル２１０の半径Ｒ_Ｐに応じて値が変化する関数として予め定義される。

【0048】

上記（２）式の演算を行う際には、（３）式の制約条件を満たす限界のミューティング比率ρ_ｍｉｎを定義して使用する。例えば、（４）式のＴ_Ｍ（ρ，Ｒ_Ｐ）を用いる場合には、（６）式によりミューティング比率ρ_ｍｉｎを定義する。このρ_ｍｉｎは、制約条件を満たすミューティング比率の下限値である。

【0049】

【数5】

【0050】

図１は、本実施例１に係る無線基地局パラメータ算出装置１の構成図である。図１において、無線基地局パラメータ算出装置１は、パラメータ演算部として、初期設定部１１とＲ_Ｐ選択部１２とρ計算部１３とＡＳＥ計算部１４とＡＳＥ判定部１５とデータ格納部１６と終了条件判定部１７とを備える。さらに、無線基地局パラメータ算出装置１は、出力部１８を備える。

【0051】

初期設定部１１は、マクロ基地局１００のセル１１０の半径Ｒ_Ｍを設定する。また、初期設定部１１は、小型基地局２００のセル２１０の半径Ｒ_Ｐが取り得る所定範囲を設定する。また、初期設定部１１は、制約条件となる平均周波数利用可能効率Γ_Ｍを設定する。また、初期設定部１１は、（２）式の演算を終了する条件となる終了条件を設定する。半径Ｒ_Ｍ、半径Ｒ_Ｐが取り得る所定範囲、平均周波数利用可能効率Γ_Ｍ、及び終了条件はオペレータによって入力される。終了条件としては、例えば、（２）式の演算処理の繰り返し回数（反復回数）である。

【0052】

なお、図１の無線基地局パラメータ算出装置１では、（４）式のＴ_Ｍ（ρ，Ｒ_Ｐ）を用い、（６）式によりミューティング比率ρ_ｍｉｎが定義されている。また、Ｃ_Ｍ（Ｒ_Ｐ）、Ｃ_Ｐ（Ｒ_Ｐ）、及びＵＥ_Ｍ（Ｒ_Ｐ）は、小型基地局２００のセル２１０の半径Ｒ_Ｐに応じて値が変化する関数として、予め、図１の無線基地局パラメータ算出装置１に設定されている。

【0053】

Ｒ_Ｐ選択部１２は、初期設定部１１が設定した半径Ｒ_Ｐが取り得る所定範囲の中から無作為に半径Ｒ_Ｐを選択する。ρ計算部１３は、Ｒ_Ｐ選択部１２が選択した半径Ｒ_Ｐを用いて、（６）式によりミューティング比率ρ_ｍｉｎを計算する。ＡＳＥ計算部１４は、Ｒ_Ｐ選択部１２が選択した半径Ｒ_Ｐと、ρ計算部１３が算出したミューティング比率ρ_ｍｉｎと、初期設定部１１が設定した半径Ｒ_Ｍとを用いて、（１）式により、単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを計算する。

【0054】

ＡＳＥ判定部１５は、ＡＳＥ計算部１４が算出した最新の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥと、過去に算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの中の最大値とを比較する。過去に算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの中の最大値は、データ格納部１６に格納されている。ＡＳＥ判定部１５は、その比較の結果、最新の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの方が大きい場合には、当該最新の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥと、当該最新の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの算出に使用された半径Ｒ_Ｐ及びミューティング比率ρ_ｍｉｎとをデータ格納部１６に上書きする。これにより、データ格納部１６に格納されるデータが更新される。

【0055】

データ格納部１６は、過去に算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの中の最大値と、当該単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの算出に使用された半径Ｒ_Ｐ及びミューティング比率ρ_ｍｉｎとを記憶する。終了条件判定部１７は、初期設定部１１が設定した所定の終了条件を判定する。出力部１８は、終了条件判定部１７が終了条件を満たすと判定した場合に、データ格納部１６に格納されている「過去に算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの中の最大値」と「当該単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの算出に使用された半径Ｒ_Ｐ及びミューティング比率ρ_ｍｉｎ」とを出力する。

【0056】

次に、図２を参照して、図１に示す無線基地局パラメータ算出装置１の動作を説明する。図２は、本実施例１に係る無線基地局パラメータ算出処理のフローチャートである。
ＳＴＥＰ１：初期設定部１１が、半径Ｒ_Ｍ、半径Ｒ_Ｐが取り得る所定範囲、平均周波数利用可能効率Γ_Ｍ、及び終了条件を設定する。

【0057】

ＳＴＥＰ２：Ｒ_Ｐ選択部１２が、初期設定部１１が設定した半径Ｒ_Ｐが取り得る所定範囲の中から無作為に半径Ｒ_Ｐを選択する。

【0058】

ＳＴＥＰ３：ρ計算部１３が、Ｒ_Ｐ選択部１２が選択した半径Ｒ_Ｐを用いて、（６）式によりミューティング比率ρ_ｍｉｎを計算する。

【0059】

ＳＴＥＰ４：ＡＳＥ計算部１４が、Ｒ_Ｐ選択部１２が選択した半径Ｒ_Ｐと、ρ計算部１３が算出したミューティング比率ρ_ｍｉｎと、初期設定部１１が設定した半径Ｒ_Ｍとを用いて、（１）式により、単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを計算する。

【0060】

ＳＴＥＰ５：ＡＳＥ判定部１５は、ＡＳＥ計算部１４が算出した最新の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥと、データ格納部１６に格納されている単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥ＿ｒとを比較する。この結果、最新の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの方がデータ格納部１６に格納されている単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥ＿ｒよりも大きい場合には、ＳＴＥＰ６に進む。一方、最新の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥがデータ格納部１６に格納されている単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥ＿ｒ未満である場合には、ＳＴＥＰ７に進む。

【0061】

ＳＴＥＰ６：ＡＳＥ判定部１５は、最新の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥと、当該最新の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの算出に使用された半径Ｒ_Ｐ及びミューティング比率ρ_ｍｉｎとをデータ格納部１６に上書きする。これにより、データ格納部１６では、単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥ＿ｒが最新の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥに更新され、ミューティング比率ρ＿ｒが当該最新の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの算出に使用されたミューティング比率ρ_ｍｉｎに更新され、半径Ｒ_Ｐ＿ｒが当該最新の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの算出に使用された半径Ｒ_Ｐに更新される。

【0062】

ＳＴＥＰ７：終了条件判定部１７は、初期設定部１１が設定した所定の終了条件を判定する。この結果、終了条件を満たす場合にはＳＴＥＰ８に進む。一方、終了条件を満たさない場合にはＳＴＥＰ２に戻る。

【0063】

ＳＴＥＰ８：出力部１８は、データ格納部１６に格納されている、単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥ＿ｒとミューティング比率ρ＿ｒと半径Ｒ_Ｐ＿ｒとを出力する。なお、ＣＲＥバイアス値は、半径Ｒ_Ｐ＿ｒから決まる。

【0064】

本実施例１によれば、ＨｅｔＮｅｔシステム特有のパラメータであるＣＲＥバイアス値及びミューティング比率を適切に算出することができる。これにより、ＨｅｔＮｅｔシステムによる高い負荷分散効果を得ることが期待できる。

【実施例2】

【0065】

本実施例２は、上述した実施例１と同様である。但し、上述した実施例１では、小型基地局２００はミューティング領域においてのみユーザ端末３００との通信を行うが、本実施例２では、小型基地局２００は、ユーザ端末３００との通信において、ＨｅｔＮｅｔシステムで使用する全周波数幅Ｗを利用可能とする。このため、単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを（７）式で定義する。

【0066】

【数6】

【0067】

なお、本実施例２に係る無線基地局パラメータ算出装置において、実施例１と異なる点は、この単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの定義のみである。

【実施例3】

【0068】

本実施例３では、ＨｅｔＮｅｔシステムの構成が実施例１と異なる。上述した実施例１では、図１に示されるように、マクロ基地局１００のセル１１０は、小型基地局２００のセル２１０を包含する。これに対して、本実施例３のＨｅｔＮｅｔシステムでは、小型基地局２００のセル２１０は、マクロ基地局１００のセル１１０と重複するエリアを有するが、全てはマクロ基地局１００のセル１１０に包含されない。このため、単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを（８）式で定義する。

【0069】

【数7】

【0070】

但し、Ｓは、マクロ基地局１００のセル１１０の面積と、小型基地局２００のセル２１０のうちマクロ基地局１００のセル１１０に含まれないエリアの面積との総和である。

【0071】

なお、本実施例３に係る無線基地局パラメータ算出装置において、実施例１と異なる点は、この単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの定義のみである。

【0072】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施例では、無線リソースの周波数方向においてマクロ基地局が通信を行わない領域（ミューティング領域）を設けたが、時間方向においてミューティング領域を設けるようにしてもよい。又は、無線リソースの周波数方向および時間方向の両方においてミューティング領域を設けるようにしてもよい。

【0073】

また、（２）式の演算方法として、遺伝的アルゴリズムなど、他の演算方法を用いてもよい。

【0074】

また、上述の実施例では、マクロ基地局（第１の無線基地局装置）のセルが、小型基地局（第２の無線基地局装置）のセルの全て又は一部分を含むＨｅｔＮｅｔシステムにおいて、各小型基地局の単位周波数当たりスループットの総和Ｃ_Ｐ（Ｒ_Ｐ）は、マクロ基地局の単位周波数当たりスループットＣ_Ｍ（Ｒ_Ｐ）よりも、大きくなると仮定した。しかしながら、ＨｅｔＮｅｔシステムの運用形態によっては、マクロ基地局の単位周波数当たりスループットＣ_Ｍ（Ｒ_Ｐ）の方が、各小型基地局の単位周波数当たりスループットの総和Ｃ_Ｐ（Ｒ_Ｐ）よりも、大きくなることが想定される場合があり得る。この場合には、単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを最大化するときの制約条件として、小型基地局に接続するユーザ端末に対して最低限満たすべき平均周波数利用可能効率を設ける。具体的には、小型基地局に接続するユーザ端末に対する平均周波数利用可能効率は、（９）式で定義される。制約条件は（１０）式で定義される。

【0075】

【数8】

【0076】

但し、ＵＥ_Ｐ（Ｒ_Ｐ）は、マクロ基地局が無線接続サービスするエリア内に設置された全ての小型基地局について、各小型基地局が無線接続サービスするエリアにおけるユーザ端末の総数である。ＵＥ_Ｐ（Ｒ_Ｐ）は、（９ａ）式で定義される。
ＵＥ_Ｐ，ｋ（Ｒ_Ｐ）は、Ｎ_Ｐ台の小型基地局のうちｋ番目の小型基地局が無線接続サービスするエリアにおけるユーザ端末の数である。Ｎ_Ｐ及びＣ_Ｐ，ｋ（Ｒ_Ｐ）は（１ａ）式と同じである。

【0077】

【数9】

【0078】

ここで、（１０）式に（９）式を代入して式を変形すると、（１１）式が得られる。

【0079】

【数10】

【0080】

そして、（１１）式から、小型基地局のセルの半径Ｒ_Ｐと、制約条件を満たす限界のミューティング比率ρ_ｍａｘとの関係を表す（１２）式が導き出される。このρ_ｍａｘは、制約条件を満たすミューティング比率の上限値である。

【0081】

【数11】

【0082】

このように、本発明では、単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを最大化するときの制約条件として、第１の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率と、第２の無線基地局装置に接続する無線端末に対する平均周波数利用可能効率とのうち低い方の平均周波数利用可能効率が最低限満たすべき平均周波数利用可能効率を設定する。

【0083】

また、本発明に係る他の実施例４を以下に説明する。

【実施例4】

【0084】

実施例４は実施例１の変形例である。図６に、実施例４に係る小型基地局２００のセル２１０の構成を示す。図７に、実施例４に係る周波数帯域および送信電力の割当の構成を示す。実施例１では、図３に示す小型基地局２００のセル２１０において、小型基地局２００は、マクロ基地局１００が通信を行わない周波数領域（ミューティング領域）においてのみ、ユーザ端末３００との通信を行う。

【0085】

これに対して、本実施例４では、図７に示すように、小型基地局２００に対して、ＨｅｔＮｅｔシステム全体での周波数帯域幅Ｗを割り当てる。マクロ基地局１００に対しては、実施例１と同様に、無線リソースの周波数方向においてマクロ基地局１００が通信を行わない周波数領域（ミューティング領域）を設け、ミューティング比率ρにより周波数帯域幅「ρ×Ｗ」のみを割当てる。

【0086】

そして、図６に示す小型基地局２００のセル２１０において、小型基地局２００は、セル中心部４００では、マクロ基地局１００が使用する周波数幅「ρ×Ｗ」の周波数帯域と同じ周波数帯域を使用する。一方、小型基地局２００は、セル２１０において、セル中心部４００の外側のセル境界部４１０では、ミューティング領域である周波数幅「（１−ρ）×Ｗ」の周波数帯域を使用する。セル中心部４００の半径はＲ_Ｐｉｎである。セル境界部４１０の円環の幅はＲ_{Ｐｅｄｇｅ}である。セル２１０の半径Ｒ_Ｐは、「Ｒ_Ｐ＝Ｒ_Ｐｉｎ＋Ｒ_{Ｐｅｄｇｅ}」である。セル２１０の半径Ｒ_Ｐは、ＣＲＥバイアス値に対応した値である。マクロ基地局１００のセル１１０の半径はＲ_Ｍであり、小型基地局２００のセル２１０の半径Ｒ_Ｐとは「Ｒ_Ｍ＞Ｒ_Ｐ」である。

【0087】

小型基地局２００のセル中心部４００は、ＣＲＥ技術を用いなくても、ユーザ端末が小型基地局２００に接続される領域である。このため、セル中心部４００では、マクロ基地局１００が使用する周波数幅「ρ×Ｗ」の周波数帯域と同じ周波数帯域を使用する。これにより、小型基地局２００のみに割当てる周波数領域を、ＣＲＥ技術を用いたときに課題となる電波干渉の回避に要する必要最低限に抑えることができるので、周波数利用効率の向上に寄与することができる。

【0088】

又、図７に示されるように、小型基地局２００は、自己の送信電力Ｐ_ｐに関し、送信電力比率ｔを用いて、セル中心部４００で使用する周波数幅「ρ×Ｗ」の周波数帯域に対して送信電力「ｔ×Ｐ_ｐ」を割当し、一方、セル境界部４１０で使用する周波数幅「（１−ρ）×Ｗ」の周波数帯域に対して送信電力「（１−ｔ）×Ｐ_ｐ」を割当てる。

【0089】

マクロ基地局１００の信号対干渉雑音電力比（Signal to Interference Noise power Ratio：ＳＩＮＲ）は（１３）式により算出できる。小型基地局２００のセル中心部４００に係るＳＩＮＲは（１４）式により算出できる。小型基地局２００のセル境界部４１０に係るＳＩＮＲは（１５）式により算出できる。

【0090】

【数12】

【0091】

【数13】

【0092】

【数14】

【0093】

但し、Ｐ_Ｍはマクロ基地局１００の送信電力である。Ｐ_Ｎは雑音電力である。｜ｈ_ｍ，ｌ｜^２はマクロ基地局ｍから地点ｌまでの伝搬ロスである。｜ｈ_ｐ，ｌ｜^２は小型基地局ｐから地点ｌまでの伝搬ロスである。

【0094】

地点ｌにおいて、各ＳＩＮＲによる周波数利用効率は、（１６）式、（１７）式、（１８）式により算出できる。

【0095】

【数15】

【0096】

【数16】

【0097】

【数17】

【0098】

但し、η_Ｗ及びη_ＳＩＮＲは周波数利用効率を算出する上での補正係数である。η_Ｗ及びη_ＳＩＮＲは予め与えられる。

【0099】

マクロ基地局１００に係る１Hzあたりのエリアスループットの平均値は（１９）式により算出できる。小型基地局２００のセル中心部４００に係る１Hzあたりのエリアスループットの平均値は（２０）式により算出できる。小型基地局２００のセル境界部４１０に係る１Hzあたりのエリアスループットの平均値は（２１）式により算出できる。

【0100】

【数18】

【0101】

【数19】

【0102】

【数20】

【0103】

但し、Ｓ_Ｍはマクロ基地局１００のカバレッジエリアの面積を示す。Ｓ_Ｐｉｎは小型基地局２００のセル中心部４００のカバレッジエリアの面積を示す。Ｓ_{Ｐｅｄｇｅ}は小型基地局２００のセル境界部４１０のカバレッジエリアの面積を示す。Ｓ_Ｍ、Ｓ_Ｐｉｎ、Ｓ_{Ｐｅｄｇｅ}は、Ｒ_Ｍ、Ｒ_Ｐ、Ｒ_Ｐｉｎ、Ｒ_{Ｐｅｄｇｅ}から算出できる。

【0104】

単位面積当たり平均周波数利用可能効率（ＡＳＥ）を（２２）式で定義する。

【0105】

【数21】

【0106】

（２２）式において、１Hzあたりのエリアスループットの平均値は、小型基地局２００の送信電力、又は、カバーする半径（Ｒ_Ｐｉｎ、Ｒ_{Ｐｅｄｇｅ}）が変わると値が変わるので、関数として定義される。

【0107】

（２２）式の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを最大化するときの制約条件として、マクロ基地局１００に接続するユーザ端末３００に対する単位面積あたりのエリアスループット、小型基地局２００のセル中心部４００に位置するユーザ端末３００に対する単位面積あたりのエリアスループット、又は、小型基地局２００のセル境界部４１０に位置するユーザ端末３００に対する単位面積あたりのエリアスループットのうち、最も低い単位面積当たりのエリアスループットが最低限満たすべき平均周波数利用可能効率を設ける。

【0108】

具体的には、（２３）式に示されるように、（２４）式で示される平均周波数利用可能効率の制約条件の下で、（２２）式の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを最大化する「小型基地局２００のセル２１０の半径Ｒ_Ｐ」、「ミューティング比率ρ」及び「送信電力比率ｔ」を算出する。

【0109】

【数22】

【0110】

（２４）式の制約条件において、（２４）式の左辺の各項が最小値であるとき、それぞれに（２５）式、（２６）式、（２７）式が得られる。

【0111】

【数23】

【0112】

【数24】

【0113】

【数25】

【0114】

又、（２２）式の単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを変形すると、（２８）式が得られる。

【0115】

【数26】

【0116】

これにより、小型基地局２００に係るセル中心部４００の半径Ｒ_Ｐｉｎ、セル境界部４１０の円環幅Ｒ_{Ｐｅｄｇｅ}、及び、送信電力比率ｔを固定した場合において、（２４）式の制約条件を満たすミューティング比率ρの最適値は、（２９）式により算出できる。

【0117】

【数27】

【0118】

図８は、本実施例４に係る無線基地局パラメータ算出装置１の構成図である。図８に示す無線基地局パラメータ算出装置１は、実施例１に係る図１の構成と同様であるが、Ｒ_Ｐｉｎ選択部２１及びｔ選択部２２をさらに備える。

【0119】

Ｒ_Ｐｉｎ選択部２１は、小型基地局２００のセル中心部４００の半径Ｒ_Ｐｉｎの取り得る値の中から一つの値を選択する。Ｒ_Ｐｉｎ選択部２１は、その選択したＲ_ＰｉｎとＲ_Ｐ選択部１２が選択したＲ_Ｐとを用いて、「Ｒ_Ｐ＝Ｒ_Ｐｉｎ＋Ｒ_{Ｐｅｄｇｅ}」の関係からＲ_{Ｐｅｄｇｅ}を算出する。

【0120】

ｔ選択部２２は、Ｒ_Ｐ選択部１２が選択したＲ_Ｐ、Ｒ_Ｐｉｎ選択部２１が選択したＲ_Ｐｉｎ及びＲ_{Ｐｅｄｇｅ}の組に対して、送信電力比率ｔの取り得る値の中から一つの値を選択する。

【0121】

次に、図９を参照して、図８に示す無線基地局パラメータ算出装置１の動作を説明する。図９は、本実施例４に係る無線基地局パラメータ算出処理のフローチャートである。
ＳＴＥＰ１１：初期設定部１１が、半径Ｒ_Ｍ、半径Ｒ_Ｐの取り得る値、半径Ｒ_Ｐｉｎの取り得る値、送信電力比率ｔの取り得る値、（２４）式に用いる平均周波数利用可能効率、及び終了条件を設定する。終了条件としては、例えば、半径Ｒ_Ｐの繰り返し回数を設定する。又、ミューティング比率ρ、送信電力比率ｔ、半径Ｒ_Ｐ、半径Ｒ_Ｐｉｎ、及び単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの最適値を保持するための記憶領域ｒｅｇを、０に設定する。記憶領域ｒｅｇはデータ格納部１６に設けられる。

【0122】

ＳＴＥＰ１２：Ｒ_Ｐ選択部１２が、初期設定部１１が設定した半径Ｒ_Ｐの取り得る値の中から半径Ｒ_Ｐを選択する。この選択された半径Ｒ_Ｐに対して、ＳＴＥＰ１３からＳＴＥＰ１９までを繰り返す。

【0123】

ＳＴＥＰ１３：Ｒ_Ｐｉｎ選択部２１が、ＳＴＥＰ１２で選択された半径Ｒ_Ｐに対して、初期設定部１１が設定した半径Ｒ_Ｐｉｎの取り得る値の中から半径Ｒ_Ｐｉｎを選択する。この選択された半径Ｒ_Ｐｉｎに対して、ＳＴＥＰ１４からＳＴＥＰ１９までを繰り返す。

【0124】

ＳＴＥＰ１４：Ｒ_Ｐｉｎ選択部２１が、ＳＴＥＰ１２で選択された半径Ｒ_Ｐ及びＳＴＥＰ１３で選択された半径Ｒ_Ｐｉｎを用いて、「Ｒ_Ｐ＝Ｒ_Ｐｉｎ＋Ｒ_{Ｐｅｄｇｅ}」の関係からＲ_{Ｐｅｄｇｅ}を算出する。

【0125】

ＳＴＥＰ１５：ｔ選択部２２が、ＳＴＥＰ１２で選択された半径Ｒ_Ｐ、ＳＴＥＰ１３で選択された半径Ｒ_Ｐｉｎ及びＲ_{Ｐｅｄｇｅ}の組に対して、初期設定部１１が設定した送信電力比率ｔの取り得る値の中から送信電力比率ｔを選択する。この選択された送信電力比率ｔに対して、ＳＴＥＰ１６からＳＴＥＰ１９までを繰り返す。

【0126】

ＳＴＥＰ１６：ρ計算部１３が、ＳＴＥＰ１２で選択された半径Ｒ_Ｐ、ＳＴＥＰ１３で選択された半径Ｒ_Ｐｉｎ、Ｒ_{Ｐｅｄｇｅ}及びＳＴＥＰ１５で選択された送信電力比率ｔを用いて、（１３）〜（２１）式および（２９）式によりミューティング比率ρ_ｏｐｔを計算する。

【0127】

ＳＴＥＰ１７：ＡＳＥ計算部１４が、ＳＴＥＰ１６で計算したミューティング比率ρ_ｏｐｔを用いて、（１３）〜（２２）式により単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥを計算する。

【0128】

ＳＴＥＰ１８：ＡＳＥ判定部１５が、ＳＴＥＰ１７で算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥと、データ格納部１６の記憶領域ｒｅｇに保持される単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥ_ｏｐｔとを比較する。この結果、ＳＴＥＰ１７で算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの方が大きい値である場合にはＳＴＥＰ１９に進む。一方、ＳＴＥＰ１７で算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥが記憶領域ｒｅｇに保持される単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥ_ｏｐｔ以下である場合には、繰り返し処理を行う。

【0129】

ＳＴＥＰ１９：ＡＳＥ判定部１５は、ＳＴＥＰ１７で算出された単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥと、当該単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥの算出に使用されたミューティング比率ρ_ｏｐｔ、送信電力比率ｔ、半径Ｒ_Ｐ及び半径Ｒ_Ｐｉｎを、データ格納部１６の記憶領域ｒｅｇに上書きする。これにより、データ格納部１６の記憶領域ｒｅｇでは、単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥ、ミューティング比率ρ、送信電力比率ｔ、半径Ｒ_Ｐ及び半径Ｒ_Ｐｉｎの最適値が更新される。この後、繰り返し処理を行う。

【0130】

ＳＴＥＰ２０：終了条件判定部１７は、初期設定部１１が設定した所定の終了条件を判定する。この結果、終了条件を満たさない場合には繰り返し処理を継続する。一方、終了条件を満たす場合には、出力部１８が、データ格納部１６の記憶領域ｒｅｇに保持されている、単位面積当たり平均周波数利用可能効率ＡＳＥ、ミューティング比率ρ、送信電力比率ｔ、半径Ｒ_Ｐ及び半径Ｒ_Ｐｉｎを出力する。なお、ＣＲＥバイアス値は、半径Ｒ_Ｐから決まる。

【0131】

以上が実施例４の説明である。

【0132】

また、図２又は図９に示す各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、無線基地局パラメータ算出処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

【0133】

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

【符号の説明】

【0134】

１…無線基地局パラメータ算出装置、１１…初期設定部、１２…Ｒ_Ｐ選択部、１３…ρ計算部、１４…ＡＳＥ計算部、１５…ＡＳＥ判定部、１６…データ格納部、１７…終了条件判定部、１８…出力部、２１…Ｒ_Ｐｉｎ選択部、２２…ｔ選択部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】