JP2011091784A - 通信システム、中継装置、管理サーバ、および通信端末 - Google Patents

Abstract

【課題】通信システム、中継装置、管理サーバ、および通信端末を提供する。
【解決手段】基地局と通信端末との通信を中継する中継装置と、基地局の各々から、前記基地局に属する通信端末、および前記中継装置に関する情報を受信する受信部、および、前記受信部により前記基地局の各々から受信された前記情報に基づき、隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置を判断する判断部、を有する管理サーバと、を備え、前記中継装置は、前記隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置として判断されると、干渉回避制御を決定し、決定した干渉回避制御を実行する、通信システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信システム、中継装置、管理サーバ、および通信端末に関する。

ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１６ｊでは、リレー技術が規格化されている。また、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ） ＬＴＥ−Ａ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ）においても、セルエッジに位置する通信端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）のスループット向上を実現するために、中継装置（ＲＮ：Ｒｅｌａｙ ｎｏｄｅ）を利用する技術が盛んに検討されている。

この中継装置は、ダウンリンクにおいて、基地局から送信された信号を受信して、増幅してから、増幅した信号を通信端末に対して送信する。中継装置は、このような中継を行うことにより、基地局から通信端末に対して信号を直接送信する場合よりも信号対雑音比を高くすることが可能である。同様に、中継装置は、アップリンクにおいても、通信端末から送信された信号を基地局へ中継することにより、信号対雑音比を高く保つことができる。このような中継装置については、例えば非特許文献１〜３に記載されている。

Ｒ１−０９００１５， "Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｎ Ｒｅｌａｙ．ｐｐｔ"， Ｃｈｉｎａ Ｐｏｔｅｖｉｏ， ＣＡＴＴ， Ｊａｎ ２００９ Ｒ１−０９００６５， "Ｊｏｉｎｔ ａｎａｌｏｇ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｌａｙ"， Ａｌｃａｔｅｌ−Ｌｕｃｅｎｔ， Ｊａｎ ２００９ Ｒ１−０９１８０３， "Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｎ Ｔｙｐｅ １ ａｎｄ Ｔｙｐｅ ２ Ｒｅｌａｙ"， Ｈｕａｗｅｉ， Ｍａｙ ２００９

ここで、中継装置および通信端末間の通信の大部分は、基地局、または複数の基地局と接続される管理サーバにより集中制御されることが想定される。しかし、基地局または管理サーバにおける負荷を考慮すると、中継装置および通信端末間の通信を分散制御することも望まれる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、中継装置などの中小規模基地局による自律的な干渉回避制御を実現することが可能な、新規かつ改良された通信システム、中継装置、管理サーバ、および通信端末を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、基地局と通信端末との通信を中継する中継装置と、基地局の各々から、前記基地局に属する通信端末、および前記中継装置に関する情報を受信する受信部、および、前記受信部により前記基地局の各々から受信された前記情報に基づき、隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置を判断する判断部、を有する管理サーバと、を備え、前記中継装置は、前記隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置として判断されると、干渉回避制御を決定し、決定した干渉回避制御を実行する、通信システムが提供される。

前記中継装置は、前記隣接セルを形成する基地局へのハンドオーバーを前記干渉回避制御として決定してもよい。

前記中継装置は、前記中継装置に属する通信端末の、前記隣接セルに属する中継装置へのハンドオーバーを前記干渉回避制御として決定してもよい。

前記中継装置は、前記中継装置に属する通信端末のうちで、通信品質が所定の基準を満たさない通信端末を前記ハンドオーバーの対象としてもよい。

前記中継装置は、前記中継装置に属する通信端末の数が所定数以上である場合に前記ハンドオーバーを実行してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、基地局の各々から、前記基地局に属する通信端末、および中継装置に関する情報を受信し、前記基地局の各々から受信された前記情報に基づき、隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置を判断する管理サーバにより、前記隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置として判断されると、干渉回避制御を決定し、決定した干渉回避制御を実行する、中継装置が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、基地局の各々から、前記基地局に属する通信端末、および前記基地局と前記通信端末の通信を中継する中継装置に関する情報を受信する受信部と、前記受信部により前記基地局の各々から受信された前記情報に基づき、隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置を判断する判断部とを備え、前記隣接セルにおける通信と干渉する通信を行うと前記判断部により判断された中継装置は、干渉回避制御を決定し、決定した干渉回避制御を実行する、管理サーバが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、基地局の各々から、前記基地局に属する通信端末、および中継装置に関する情報を受信し、前記基地局の各々から受信された前記情報に基づき、隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置を判断する管理サーバにより、前記隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置として判断されると、干渉回避制御を決定し、決定した干渉回避制御を実行する中継装置を介して前記基地局と通信を行う、通信端末が提供される。また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、通信端末と通信する中小規模基地局と、前記中小規模基地局に属する通信端末に関する情報を受信する受信部、および、前記受信部により受信された前記情報に基づき、他通信と干渉する通信を行う中小規模基地局を判断する判断部、を有する管理サーバと、を備え、前記中小規模基地局は、前記判断部により他通信と干渉する通信を行う中小規模基地局として判断されると、干渉回避制御を決定し、決定した干渉回避制御を実行する、通信システムが提供される。

以上説明したように本発明によれば、中継装置などの中小規模基地局による自律的な干渉回避制御を実現することができる。

本発明の一実施形態による通信システムの構成を示した説明図である。 ＵＬとＤＬとで同一の周波数を利用する場合のリソース割当て例を示した説明図である。 ＵＬとＤＬとで異なる周波数を利用する場合のリソース割当て例を示した説明図である。 ＤＬ無線フレームのフォーマット例を示した説明図である。 ＵＬ無線フレームのフォーマット例を示した説明図である。 接続処理シーケンスを示した説明図である。 ＭＢＳＦＮ送受信処理の具体例を示した説明図である。 各セルにおける周波数の割り当て例を示した説明図である。 通信端末の構成を示した機能ブロック図である。 中継装置の構成を示した機能ブロック図である。 基地局の構成を示した機能ブロック図である。 管理サーバの構成を示した機能ブロック図である。 周波数選択性フェージングの影響を示した説明図である。 周波数選択性フェージングの影響を示した説明図である。 ＬＴＥのネットワーク構成を示した説明図である。 基地局間のハンドオーバーの手順を示した説明図である。 通信端末と中継装置の接続手順を示したシーケンス図である。 中継装置のハンドオーバー手順を示したシーケンス図である。 通信端末のハンドオーバー手順を示したシーケンス図である。 通信端末のハンドオーバー手順を示したシーケンス図である。 送信電力の決定の具体例を示した説明図である。 ビームフォーミングの決定の具体例を示した説明図である。 送信タイミングや無送信区間の挿入などの決定の具体例を示した説明図である。 送信タイミングや無送信区間の挿入などの決定の具体例を示した説明図である。 送信タイミングや無送信区間の挿入などの決定の具体例を示した説明図である。 中継装置のハンドオーバーの具体例を示した説明図である。 通信端末と中継装置の接続手順の変形例を示したシーケンス図である。 中継装置のハンドオーバー手順を示したシーケンス図である。 通信端末のハンドオーバーの具体例を示した説明図である。 通信端末のハンドオーバー手順を示したシーケンス図である。 通信端末のハンドオーバー手順を示したシーケンス図である。 ヘテロジニアスネットワークの構成例を示した説明図である。 中小規模基地局の概要を示した説明図である。 ヘテロジニアスネットワークにおける干渉モデルを示した説明図である。 ハンドオーバーによる干渉回避例を示した説明図である。 ビームフォーミングによる干渉回避例を示した説明図である。 送信電力制御による干渉回避例を示した説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じて通信端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、通信端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単に通信端末２０と称する。

また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための形態」を説明する。
１．通信システムの基本構成
（各リンクへのリソース割当て例）
（無線フレームのフォーマット例）
（接続処理シーケンス）
（ＭＢＳＦＮ）
（各セルにおける周波数割当て例）
２．通信システムの具体的構成
２−１．通信端末の構成
２−２．中継装置の構成
２−３．基地局の構成
３．制御範囲Ａ：管理サーバの中央制御
４．制御範囲ＢおよびＣ：中継装置の自律制御
５．本発明の他の適用例
６．まとめ

＜１．通信システムの基本構成＞
まず、図１〜図８を参照し、本発明の一実施形態による通信システム１の基本構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態による通信システム１の構成を示した説明図である。図１に示したように、本発明の実施形態による通信システム１は、基地局１０Ａおよび１０Ｂと、バックボーンネットワーク１２と、通信端末２０Ａ、２０Ｂ、および２０Ｘと、中継装置３０Ａおよび３０Ｂと、を備える。

基地局１０は、基地局１０が形成するセル内に存在する中継装置３０および通信端末２０との通信を管理する。例えば、基地局１０Ａは、セル内に存在する通信端末２０Ｘと通信するためのスケジューリング情報を管理し、このスケジューリング情報に従って通信端末２０Ｘと通信する。また、基地局１０Ａは、セル内に存在する中継装置３０Ａと通信するためのスケジューリング情報、および中継装置３０Ａと通信端末２０Ａが通信するためのスケジューリング情報を管理する。

なお、スケジューリング情報の管理は、基地局１０と中継装置３０が協働して行っても、基地局１０と中継装置３０と通信端末２０とが協働して行っても、中継装置３０が行ってもよい。

中継装置３０は、基地局１０と通信端末２０との通信を、基地局１０が管理するスケジューリング情報に従って中継する。具体的には、中継装置３０は、ダウンリンクにおいて、基地局１０から送信された信号を受信して、増幅した信号を、スケジューリング情報に従った周波数―時間を利用して通信端末２０に送信する。中継装置３０は、このような中継を行うことにより、基地局１０からセルエッジ付近の通信端末２０に対して信号を直接送信する場合よりも、信号対雑音比を高くすることが可能である。

同様に、中継装置３０は、アップリンクにおいても、通信端末２０から送信された信号を基地局１０が管理するスケジューリング情報に従って基地局１０へ中継することにより、信号対雑音比を高く保つことができる。なお、図１においては、基地局１０Ａが形成するセルに中継装置３０Ａのみが存在する例を示しているが、基地局１０Ａが形成するセルに複数の中継装置３０が存在してもよい。

このような中継装置３０の種類として、Ｔｙｐｅ１およびＴｙｐｅ２が提案されている。Ｔｙｐｅ１の中継装置３０は、個別のセルＩＤを有し、独自のセルを運用することが認められる。したがって、Ｔｙｐｅ１の中継装置３０は、通信端末２０からは基地局１０であると認識されるように動作することになる。しかし、Ｔｙｐｅ１の中継装置３０は完全に自律的に動作するわけでなく、中継装置３０は、基地局１０から割り当てられるリソースの範囲内でリレー通信を行う。

一方、Ｔｙｐｅ２の中継装置３０は、Ｔｙｐｅ１と異なり、個別のセルＩＤを有さず、
基地局１０と通信端末２０間の直接通信を補助する。例えば、Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｒｅｌａｙやＮｅｔｗｏｒｋ ｃｏｄｉｎｇを用いたリレー伝送技術が検討されている。以下、表１に、検討中のＴｙｐｅ１とＴｙｐｅ２の特性を示す。

通信端末２０は、上述したように、基地局１０と直接、または中継装置３０を介して、基地局１０により管理されるスケジューリング情報に従って通信する。なお、通信端末２０が送受信するデータとしては、音声データや、音楽、講演およびラジオ番組などの音楽データや、写真、文書、絵画、図表などの静止画データや、映画、テレビジョン番組、ビデオプログラム、ゲーム画像などの動画データなどが挙げられる。また、通信端末２０は、携帯電話、およびＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの無線通信機能を備えた情報処理装置であってもよい。

管理サーバ１６は、バックボーンネットワーク１２を介して各基地局１０と接続されている。この管理サーバ１６は、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）としての機能を有する。また、この管理サーバ１６は、Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙとしての機能を有してもよい。管理サーバ１６は、各基地局１０が形成するセルの状態を示す管理情報を各基地局１０から受信し、この管理情報に基づいて各基地局１０が形成するセルにおける通信を制御する。なお、管理サーバ１６の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。

（各リンクへのリソース割当て例）
ここで、各リンクへのリソース割当てについて説明する。なお、以下では、基地局１０と中継装置３０の間の通信経路をリレーリンクと称し、中継装置３０と通信端末２０の間の通信経路をアクセスリンクと称し、基地局１０と通信端末２０の間の直接的な通信経路をダイレクトリンクと称する。また、基地局１０へ向かう通信経路をＵＬ（アップリンク）と称し、通信端末２０へ向かう通信経路をＤＬ（ダウンリンク）と称する。なお、各リンクにおける通信は、ＯＦＤＭＡに基づいて行われる。

中継装置３０は、リレーリンクおよびアクセスリンク間の干渉を防止するために、リレーリンクおよびアクセスリンクを周波数または時間で分離する。例えば、中継装置３０は、同一方向のリレーリンクおよびアクセスリンクを、共通の周波数を用いてＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）により分離してもよい。

図２は、ＵＬとＤＬとで同一の周波数を利用する場合のリソース割当て例を示した説明図である。図２に示したように、１の無線フレームは、サブフレーム０〜サブフレーム９により構成される。また、図２に示した例では、中継装置３０は、基地局１０からの指示に従い、サブフレーム８および９をアクセスリンクのＤＬのためのリソースとして認識し、基地局１０から送信された信号をサブフレーム８および９において通信端末２０に中継する。

なお、サブフレーム０とサブフレーム５には、ダウンリンクの同期用信号であるＰＳＣ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）およびＳＳＣ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）や、ＰＢＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる。また、サブフレーム１および６にはページングチャネルが割り当てられる。

図３は、ＵＬとＤＬとで異なる周波数を利用する場合のリソース割当て例を示した説明図である。図３に示したように、周波数ｆ０がＤＬのために利用され、周波数ｆ１がＵＬのために利用される。また、図３に示した例では、中継装置３０は、基地局１０からの指示に従い、周波数ｆ０のサブフレーム６−８をアクセスリンクのＤＬのためのリソースとして認識し、基地局１０から送信された信号を周波数ｆ０のサブフレーム６−８を利用して通信端末２０に中継する。

なお、周波数ｆ０（ＤＬ用）のサブフレーム０とサブフレーム５には、ダウンリンクの同期用信号であるＰＳＣおよびＳＳＣが割り当てられ、サブフレーム４とサブフレーム９にはページングチャネルが割り当てられる。

（無線フレームのフォーマット例）
次に、図４および図５を参照し、ＤＬ無線フレームおよびＵＬ無線フレームの詳細なフレームフォーマット例を説明する。

図４は、ＤＬ無線フレームのフォーマット例を示した説明図である。ＤＬ無線フレームは、サブフレーム０〜９で構成され、各サブフレームは２の０．５ｍｓスロットで構成され、各０．５ｍｓスロットは７ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルで構成される。

図４に示したように、各サブフレームの先頭の１〜３ＯＦＤＭシンボルには、ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）、およびＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）などの制御用チャネルが配置される。

なお、上記の各チャネルは、一例として以下に示す情報を含む。
ＰＣＦＩＣＨ：レイヤ１、レイヤ２に関するＰＤＣＣＨのシンボル数
ＰＨＩＣＨ ：ＰＵＳＣＨに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ
ＰＤＣＣＨ ：下りリンク制御情報。ＰＤＳＣＨ／ＰＵＳＣＨのスケジューリング
情報（変調法、符号化率などのフォーマット）

また、リソース割り当ての最小単位である１リソースブロック（１ＲＢ）は、図４に示したように、６または７ＯＦＤＭシンボル、および１２サブキャリアにより構成される。このリソースブロックの一部に復調用リファレンス（リファレンス信号）が配置される。

また、サブフレーム０および５にはＳＳＣ、ＰＢＣＨおよびＰＳＣが配置される。また、図４に示した無線フレームにおける空き部分がＰＤＳＣＨ（Ｐｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌ）として利用される。

図５は、ＵＬ無線フレームのフォーマット例を示した説明図である。ＵＬ無線フレームは、ＤＬ無線フレームと同様に、サブフレーム０〜９で構成され、各サブフレームは２の０．５ｍｓスロットで構成され、各０．５ｍｓスロットは７ＯＦＤＭシンボルで構成される。

図５に示したように、０．５ｍｓスロットの各々には復調用リファレンス（リファレンス信号）が配置され、ＣＱＩ測定リファレンスが分散して配置される。受信側の基地局１０または中継装置３０は、復調用リファレンスを用いてチャネル推定を行い、チャネル推定結果に従って受信信号を復調する。また、受信側の基地局１０または中継装置３０は、ＣＱＩ測定リファレンスを測定することにより、送信側の中継装置３０または通信端末２０との間のＣＱＩを取得する。

また、図５に示した無線フレームにおける空き部分がＰＵＳＣＨ（Ｐｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌ）として利用される。なお、ＣＱＩレポートを要求されると、通信端末２０または中継装置３０は、ＰＵＳＣＨを利用してＣＱＩレポートを送信する。

（接続処理シーケンス）
続いて、図６を参照し、中継装置３０または通信端末２０と、基地局１０との間の接続処理シーケンスを説明する。

図６は、接続処理シーケンスを示した説明図である。図６に示したように、まず、中継装置３０または通信端末２０が基地局１０にＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ＣＨａｎｎｅｌ） ｐｒｅａｍｂｌｅを送信する（Ｓ６２）。基地局１０は、ＲＡＣＨ ｐｒｅａｍｂｌｅを受信すると、ＴＡ（Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅ）情報を取得し、ＴＡ情報を割当てリソース情報と共に中継装置３０または通信端末２０へ送信する（Ｓ６４）。例えば、基地局１０は、ＲＡＣＨ ｐｒｅａｍｂｌｅの送信タイミングを把握できる場合、送信タイミングと、ＲＡＣＨ ｐｒｅａｍｂｌｅの受信タイミングの差分をＴＡ情報として取得してもよい。

その後、中継装置３０または通信端末２０は、割当てリソース情報の示すリソースを利用して基地局１０にＲＲＣ接続要求（ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する（Ｓ６６）。基地局１０は、ＲＲＣ接続要求を受信した場合、ＲＲＣ接続要求の送信元を示すＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎを送信する（Ｓ６８）。これにより、中継装置３０または通信端末２０は、基地局１０がＲＲＣ接続要求を受信したか否かを確認することができる。

続いて、基地局１０は、ＭＭＥとしての機能を有する管理サーバ１６に、中継装置３０または通信端末２０がサービス要求していることを示すＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔを送信する（Ｓ７０）。管理サーバ１６は、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔを受信すると、中継装置３０または通信端末２０に設定するための情報をＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐにより送信する（Ｓ７２）。

そして、基地局１０が、管理サーバ１６からのＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐに基づいてＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐを中継装置３０または通信端末２０に送信し（Ｓ７４）、中継装置３０または通信端末２０が接続設定を行う。その後、中継装置３０または通信端末２０が、接続設定が完了したことを示すＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｃｏｍｐｌｅｔｅを基地局１０に送信する（Ｓ７６）。

これにより、中継装置３０または通信端末２０と、基地局１０との間の接続が完了し、通信可能な状態となる。なお、上記の接続処理シーケンスは一例に過ぎず、中継装置３０または通信端末２０と基地局１０とは、他のシーケンスにより接続されてもよい。

（ＭＢＳＦＮ）
次に、基地局１０が行うＭＢＳＦＮ（Ｍｕｌｔｉ−ｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）送信、およびＭＢＳＦＮ送信に対する中継装置３０の動作例を説明する。

ＭＢＳＦＮは、複数の基地局１０が、同じ周波数で、データを同時にＢｒｏａｄｃａｓｔ送信するモードである。したがって、ＭＢＳＦＮによれば、仮想的に基地局として動作するＴｙｐｅ１の中継装置３０は、基地局１０と同じ周波数を用いてＤＬ用の制御チャネルなどを送信する。以下、図７を参照し、具体的なＭＢＳＦＮ送受信処理の流れを説明する。

図７は、ＭＢＳＦＮ送受信処理の具体例を示した説明図である。まず、図７に示したように、基地局１０と中継装置３０が同時にＰＤＣＣＨを送信する。ここで、基地局１０は、ＰＤＣＣＨの後に、通信端末２０に対するＰＤＳＣＨに加え、中継を制御するためのＲ−ＰＤＣＣＨを送信する。このＲ−ＰＤＣＣＨの後に、中継装置３０に対するＰＤＳＣＨ（中継対象のデータ）が送信される。なお、中継装置３０に対するＰＤＳＣＨの後には無送信区間が設けられる。

中継装置３０は、ＰＤＣＣＨを送信した後、受信処理への切り替え区間を経て、基地局１０からのＰＤＳＣＨ（中継対象のデータ）を受信する。中継装置３０は、その後、基地局１０からのＰＤＳＣＨ（中継対象のデータ）の後に設けられた無送信区間において受信処理を送信処理へ切り替える。さらに、中継装置３０は、次のステップで、デコードしたＰＤＳＣＨ（中継対象のデータ）に、ＰＤＣＣＨを付加し、通信端末２０に中継送信する。

これにより、中継装置３０の存在を前提としない既存の通信端末も、混乱することなく中継装置３０による中継を享受することができる。

（各セルにおける周波数割当て例）
続いて、複数のセルが隣接する場合の各セルにおける周波数の割り当て例を説明する。

図８は、各セルにおける周波数の割り当て例を示した説明図である。各セルが３セクタで構成される場合、周波数ｆ１〜ｆ３を各セクタに図８に示したように割当てることにより、セル境界における周波数の干渉を抑制することができる。このような割り当ては、トラフィックの高い人口密集エリアにおいて特に有効である。

なお、ＬＴＥ−Ａにおいては、Ｅｎｄ ｔｏ Ｅｎｄでの高スループットを実現するために、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ、ネットワークＭＩＭＯ、ＵｐｌｉｎｋマルチユーザＭＩＭＯ、およびリレー技術など様々な新規技術の検討がされている。このため、高スループットの新規モバイルアプリケーションの出現により、郊外部でも周波数リソースの枯渇が問題となる可能性もある。また、ＬＴＥ−Ａの導入に際し、インフラ配備を低コストに実現する目的で、中継装置３０の導入が活発化する可能性も高い。

＜２．通信システムの具体的構成＞
以上、図１〜図８を参照し、本実施形態による通信システム１の基本構成を説明した。続いて、図９〜図１１を参照し、本実施形態による通信システム１の具体的構成を説明する。

（２−１．通信端末の構成）
図９は、通信端末２０の構成を示した機能ブロック図である。図９に示したように、通信端末２０は、複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎと、アナログ処理部２２４と、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８と、デジタル処理部２３０と、を備える。

複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎの各々は、基地局１０または中継装置３０から無線信号を受信して電気的な高周波信号を取得し、高周波信号をアナログ処理部２２４へ供給する。また、複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎの各々は、アナログ処理部２２４から供給される高周波信号に基づいて基地局１０または中継装置３０に無線信号を送信する。通信端末２０は、このように複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎを備えるため、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）通信やダイバーシティ通信を行うことが可能である。

アナログ処理部２２４は、増幅、フィルタリング、およびダウンコンバージョンなどのアナログ処理を行うことにより、複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎから供給される高周波信号をベースバンド信号に変換する。また、アナログ処理部２２４は、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８から供給されるベースバンド信号を高周波信号に変換する。

ＡＤ・ＤＡ変換部２２８は、アナログ処理部２２４から供給されるアナログ形式のベースバンド信号をデジタル形式に変換し、デジタル処理部２３０に供給する。また、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８は、デジタル処理部２３０から供給されるデジタル形式のベースバンド信号をアナログ形式に変換し、アナログ処理部２２４に供給する。

デジタル処理部２３０は、同期部２３２と、デコーダ２３４と、エンコーダ２４０と、制御部２４２と、を備える。このうち、同期部２３２、デコーダ２３４、およびエンコーダ２４０などは、複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎ、アナログ処理部２２４、およびＡＤ・ＤＡ変換部２２８と共に、基地局１０や中継装置３０と通信するための通信部として機能する。

同期部２３２は、基地局１０や中継装置３０から送信されたＰＳＣやＳＳＣなどの同期用信号がＡＤ・ＤＡ変換部２２８から供給され、この同期用信号に基づいて無線フレームの同期処理を行う。具体的には、同期部２３２は、同期用信号と既知のシーケンスパターンとの相関を演算し、相関のピーク位置を検出することにより無線フレームの同期をとる。

デコーダ２３４は、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８から供給されるベースバンド信号をデコードして受信データを得る。なお、上記デコードは、例えばＭＩＭＯ受信処理およびＯＦＤＭ復調処理を含んでもよい。

エンコーダ２４０は、ＰＵＳＣＨなどの送信データをエンコードし、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８に供給する。なお、エンコードは、例えばＭＩＭＯ送信処理およびＯＦＤＭ変調処理を含んでもよい。

制御部２４２は、送信処理、受信処理、および中継装置３０や基地局１０との接続処理など、通信端末２０における動作全般を制御する。例えば、通信端末２０は、制御部２４２による制御に基づき、基地局１０により割り当てられたリソースブロックを利用して送信処理および受信処理を行う。なお、制御部２４２は、基地局１０または中継装置３０から指定された送信パラメータに従って送信処理を制御する。例えば、基地局１０がＰＤＣＣＨにより通信端末２０のＴＰＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）パラメータを指定した場合、制御部２４２は、基地局１０により指定されたＴＰＣパラメータに従って送信処理を制御する。

また、基地局１０または中継装置３０がＰＤＣＣＨにより通信端末２０に対してＣＱＩレポートを要求した場合、デジタル処理部２３０は、基地局１０または中継装置３０から送信される復調用リファレンスを用いてチャネル品質（例えば、受信電力）を測定する。制御部２４２は、上記測定結果に基づいてＣＱＩレポートを生成し、生成したＣＱＩレポートをエンコーダ２４０に供給する。その結果、ＣＱＩレポートが基地局１０または中継装置３０へＰＵＳＣＨを利用して送信される。

（２−２．中継装置の構成）
次に、図１０を参照し、中継装置３０の構成を説明する。

図１０は、中継装置３０の構成を示した機能ブロック図である。図１０に示したように、中継装置３０は、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎと、アナログ処理部３２４と、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８と、デジタル処理部３３０と、を備える。

複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎの各々は、基地局１０または通信端末２０から無線信号を受信して電気的な高周波信号を取得し、高周波信号をアナログ処理部３２４へ供給する。また、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎの各々は、アナログ処理部３２４から供給される高周波信号に基づいて基地局１０または通信端末２０に無線信号を送信する。中継装置３０は、このように複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎを備えるため、ＭＩＭＯ通信やダイバーシティ通信を行うことが可能である。

アナログ処理部３２４は、増幅、フィルタリング、およびダウンコンバージョンなどのアナログ処理を行うことにより、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎから供給される高周波信号をベースバンド信号に変換する。また、アナログ処理部３２４は、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８から供給されるベースバンド信号を高周波信号に変換する。

ＡＤ・ＤＡ変換部３２８は、アナログ処理部３２４から供給されるアナログ形式のベースバンド信号をデジタル形式に変換し、デジタル処理部３３０に供給する。また、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８は、デジタル処理部３３０から供給されるデジタル形式のベースバンド信号をアナログ形式に変換し、アナログ処理部３２４に供給する。

デジタル処理部３３０は、同期部３３２と、デコーダ３３４と、バッファ３３８と、エンコーダ３４０と、制御部３４２と、を備える。このうち、同期部３３２、デコーダ３３４、およびエンコーダ３４０などは、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎ、アナログ処理部３２４、およびＡＤ・ＤＡ変換部３２８と共に、基地局１０や通信端末２０と通信するための受信部、送信部、および中継部として機能する。

同期部３３２は、基地局１０から送信された同期用信号がＡＤ・ＤＡ変換部３２８から供給され、この同期用信号に基づいて無線フレームの同期処理を行う。具体的には、同期部３３２は、同期用信号と既知のシーケンスパターンとの相関を演算し、相関のピーク位置を検出することにより無線フレームの同期をとる。

デコーダ３３４は、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８から供給されるベースバンド信号をデコードして基地局１０宛または通信端末２０宛の中継データを得る。なお、デコードは、例えばＭＩＭＯ受信処理、ＯＦＤＭ復調処理および誤り訂正処理などを含んでもよい。

バッファ３３８は、デコーダ３３４により得られた基地局１０宛または通信端末２０宛の中継データを一時的に保持する。そして、制御部３４２の制御により、アクセスリンクのＤＬ用のリソースブロックにおいてバッファ３３８からエンコーダ３４０へ通信端末２０宛の中継データが読み出される。同様に、制御部３４２の制御により、リレーリンクのＵＬ用のリソースブロックにおいてバッファ３３８からエンコーダ３４０へ基地局１０宛の中継データが読み出される。

エンコーダ３４０は、バッファ３３８から供給される中継データをエンコードし、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８に供給する。なお、エンコードは、例えばＭＩＭＯ送信処理およびＯＦＤＭ変調処理を含んでもよい。

制御部３４２は、送信処理、受信処理、および基地局１０や通信端末２０との接続処理など、中継装置３０における動作全般を制御する。例えば、中継装置３０は、制御部３４２による制御に基づき、基地局１０により割り当てられたリソースブロックを利用して送信処理および受信処理を行う。

また、この制御部３４２の制御可能な範囲は基地局１０により選択される。具体的には、制御範囲Ａ〜Ｃのうちのいずれかを基地局１０が選択し、制御部３４２は、基地局１０により選択された制御範囲にしたがって通信を制御する。基地局１０による制御範囲の選択基準、および制御範囲Ａ〜Ｃの内容の詳細については後述する。なお、本明細書においては、制御部３４２の制御範囲を基地局１０が選択する例に重きをおいて説明するが、制御部３４２の制御範囲の選択は管理サーバ１６が行ってもよい。

（２−３．基地局の構成）
図１１は、基地局１０の構成を示した機能ブロック図である。図１１に示したように、基地局１０は、複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎと、アナログ処理部１２４と、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８と、デジタル処理部１３０と、バックボーン通信部１４６と、を備える。

複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎの各々は、中継装置３０または通信端末２０から無線信号を受信して電気的な高周波信号を取得し、高周波信号をアナログ処理部１２４へ供給する。また、複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎの各々は、アナログ処理部１２４から供給される高周波信号に基づいて無線信号を中継装置３０または通信端末２０に送信する。基地局１０は、このように複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎを備えるため、ＭＩＭＯ通信やダイバーシティ通信を行うことが可能である。

アナログ処理部１２４は、増幅、フィルタリング、およびダウンコンバージョンなどのアナログ処理を行うことにより、複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎから供給される高周波信号をベースバンド信号に変換する。また、アナログ処理部１２４は、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８から供給されるベースバンド信号を高周波信号に変換する。

ＡＤ・ＤＡ変換部１２８は、アナログ処理部１２４から供給されるアナログ形式のベースバンド信号をデジタル形式に変換し、デジタル処理部１３０に供給する。また、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８は、デジタル処理部１３０から供給されるデジタル形式のベースバンド信号をアナログ形式に変換し、アナログ処理部１２４に供給する。

デジタル処理部１３０は、デコーダ１３４と、エンコーダ１４０と、制御部１４２と、記憶部１４４と、制御範囲選択部１４８と、を備える。このうち、デコーダ１３４、およびエンコーダ１４０などは、複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎ、アナログ処理部１２４、およびＡＤ・ＤＡ変換部１２８と共に、中継装置３０や通信端末２０と通信するための通信部として機能する。

デコーダ１３４は、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８から供給されるベースバンド信号をデコードして受信データを得る。なお、デコードは、例えばＭＩＭＯ受信処理、ＯＦＤＭ復調処理および誤り訂正処理などを含んでもよい。

エンコーダ１４０は、例えばＰＤＳＣＨをエンコードし、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８に供給する。なお、エンコードは、例えばＭＩＭＯ送信処理およびＯＦＤＭ変調処理を含んでもよい。

制御部１４２は、送信処理、受信処理、中継装置３０や通信端末２０の接続処理、スケジューリング情報の管理など、基地局１０が形成するセルにおける通信全般を制御する。例えば、制御部１４２は、基地局１０と中継装置３０とのリレーリンク通信、および中継装置３０と通信端末２０とのアクセスリンク通信をスケジュールする。

また、制御部１４２は、基地局１０が形成するセルの状態を示す管理情報を記憶部１４４に保持する。管理情報の一例を以下に示す。
（１）基地局１０に属する各中継装置３０および各通信端末２０の位置に関する情報
（２）基地局１０に属する各中継装置３０および各通信端末２０のＩＤ、Ｑｏｓ ｃｌａｓｓおよびスケジューリング情報
（３）各ダイレクトリンク、各リレーリンク、および各アクセスリンクの通信品質情報（例えば、ＣＱＩ情報、ＴＰＣ情報、または双方）
（４）基地局１０に属する各通信端末２０の干渉許容レベル（例えば、各通信リンクに期待されるＱｏｓベースの所要ＳＮＩＲと、実際の観測ＳＩＮＲとの差分）

なお、中継装置３０の位置に関する情報は、ＧＰＳにより取得された位置情報、基地局１０と中継装置３０との距離を示すＴＡ情報、または中継装置３０の方向を示す情報を含んでもよい。中継装置３０の方向は、中継装置３０から送信された信号の到来方向を推定するアルゴリズムや、指向受信を行うことにより取得できる。同様に、通信端末２０の位置に関する情報は、ＧＰＳにより取得された位置情報、通信端末２０と中継装置３０との距離を示すＴＡ情報、または通信端末２０の方向を示す情報を含んでもよい。

制御範囲選択部１４８は、基地局１０に属する中継装置３０に認める制御範囲を、複数の制御範囲から選択する。例えば、複数の制御範囲は、制御範囲Ａ（第１の制御範囲）、制御範囲Ｂ（第２の制御範囲）、および制御範囲Ｃ（第３の制御範囲）を含む。以下、各制御範囲を簡単に説明した後に、制御範囲の選択基準を説明する。

制御範囲Ａは、中継装置３０による余分なリソースの「追加」が不要な制御（例えば、ＴＰＣ、リソースの追加の必要のない範囲でのリンクアダプテーション）を含み、リソースの変更、設定が必要な制御を含まない。したがって、制御範囲Ａが選択された場合、中継装置３０は、基地局１０により動作の大部分を制御される。

制御範囲Ｂは、リソースの追加の必要がある範囲でのリンクアダプテーション、中継装置３０のハンドオーバー、および中継装置３０に属する通信端末２０のハンドオーバーを含む。また、制御範囲Ｃは、制御範囲Ｂに加え、基地局１０から割り当てられた余剰リソースの範囲内での通信端末２０への柔軟なリソーススケジューリングを含む。ここで、リソーススケジューリングとは、新規接続希望端末のリンク創出に必要な動作を示している。例えば、制御範囲Ｂの場合において、制御範囲Ｂに割り振られたリソース配分量では、ハンドオーバー要求や受け入れの動作が、十分に実現できないケースがある。その場合には、例えば、ハンドオーバー先にさらに余剰なリソースを割り振るか、中継装置３０にさらに余剰なリソースを割り振り、制御範囲をＣに変更するか、などを行ってもよい。

制御範囲選択部１４８は、上記のような制御範囲Ａ〜Ｃのうちのいずれかを、基地局１０が形成するセルにおけるトラフィック量に応じて選択する。例えば、制御範囲選択部１４８は、トラフィック量が所定範囲に含まれる場合には制御範囲Ｂを選択し、トラフィック量が所定範囲を上回る場合には制御範囲Ａを選択し、トラフィック量が所定範囲を下回る場合には制御範囲Ｃを選択してもよい。

具体的には、制御範囲選択部１４８は、トラフィックが混んでおりリソースに空きがない場合には制御範囲Ａを選択し、リソースの空きが３割以下である場合には制御範囲Ｂを選択し、リソースの空きが３割を上回る場合には制御範囲Ｃを選択してもよい。

なお、制御部１４２は、制御範囲Ａが選択された場合、中継装置３０には必要最低限のリソースを割り当てるが、通信端末２０からのＵＬ接続要求に対応するため、ＵＬのリソースを優先的に確保しておく。

また、制御部１４２は、制御範囲Ｂが選択された場合、中継装置３０にリソースを多めに割当てる。例えば、中継装置３０が使用中のリソース量を「１０」とすると、制御部１４２は、中継装置３０に割当てるリソース量を「１５」としてもよい。これにより、中継装置３０が、新たなリソースを必要とするリンクアダプテーションを即時的に行うことが可能となる。

また、制御部１４２は、制御範囲Ｃが選択された場合、余剰リソースを、中継装置３０に属する通信端末２０の数に応じて中継装置３０に割当てる。例えば、制御部１４２は、属する通信端末２０の数が多い中継装置３０ほど、余剰リソースを多く割り当ててもよい。より具体的には、例えば、余剰リソース量が「４０」であり、中継装置３０Ａに１の通信端末２０が属し、中継装置３０Ｂに３の通信端末２０が属する場合、制御部１４２は、中継装置３０Ａに割当てる余剰リソース量を「１０」とし、中継装置３０Ｂに割当てる余剰リソース量を「３０」としてもよい。これにより、中継装置３０は、割当てられたリソースの範囲内で自律的にリソーススケジューリングを行うことが可能となる。ここで、ある中継装置３０に通信端末２０からのアクセスが集中している場合、制御部１４２は、負荷分散のために、通信端末２０を基地局１０や他の中継装置３０にハンドオーバーさせてもよい。

なお、上記では制御範囲選択部１４８がトラフィック量に応じて制御範囲を選択する例を説明したが、選択方法はこの例に限定されない。例えば、制御範囲選択部１４８は、基地局１０の負荷、消費電力、通信端末２０の数、中継装置３０が屋外イベントのための一時的な設置であるか否か、他の基地局との関係など、多様な要素のいずれか、または組み合わせに基づいて動的に制御範囲を選択してもよい。

バックボーン通信部１４６は、バックボーンネットワーク１２を介して管理サーバ１６と通信する。例えば、バックボーン通信部１４６は、記憶部１４４に保持される上記（１）〜（４）に示した情報を管理サーバ１６へ送信する。その際、上記（２）に関し、基地局１０が他の基地局と非同期で動作している場合を考慮し、バックボーン通信部１４６は、基地局１０と他の基地局間での同期のズレを検知するための基準カウンター情報をさらに送信してもよい。

以上説明したように、中継装置３０は、基地局１０により選択される制御範囲に従った制御を行う。このため、通信システムの全体の動作も、基地局１０により選択される中継装置３０の制御範囲に応じて変化する。そこで、以下では、制御範囲Ａが選択された場合、および、制御範囲Ｂまたは制御範囲Ｃが選択された場合の干渉回避動作について詳細に説明する。

＜３．制御範囲Ａ：管理サーバの中央制御＞
基地局１０が制御範囲Ａを選択した場合、中継装置３０に自律的な動作はほとんど認められないので、干渉の有無の判断、および干渉回避制御の指示を管理サーバ１６が行う。以下、このような管理サーバ１６の構成を説明する。なお、本実施形態においては、以下の点を前提とする。

・中継装置３０は、ダイレクトリンクを利用し、通信端末２０と同様の手順で基地局１０とＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｃｏｍｐｌｅｔｅまでの手順を終了しており、サブセルＩＤ、レファレンスパターン割当てなども決定している。
・基地局１０と、配下の中継装置３０は、同期がとれている。
・中継装置３０と、中継装置３０に属する通信端末２０を示すグルーピング情報が基地局１０により事前に与えられている（基地局１０がＣＱＩレポートやＴＡ情報から中継の必要性を判断し、必要な場合には中継のためのリソースを割り当てる）。
・Ｐｔｘ＿ＤＬ＞＞Ｐｔｘ＿ＲＬかつＰｔｘ＿ＡＬ（Ｐｔｘ：最大送信電力、、ＤＬ：ディレクトリンク（基地局１０と通信端末２０間の直接リンク）、ＡＬ：アクセスリンク、ＲＬ：リレーリンク）
・ダイレクトリンクへの干渉対策、特に中継装置３０の存在を前提としない通信装置（ＬＴＥ ＵＥ）のダイレクトリンクへの干渉対策を重要課題とする。

図１２は、管理サーバ１６の構成を示した機能ブロック図である。図１２に示したように、管理サーバ１６は、通信部１６０と、記憶部１６２と、干渉判断部１６４と、基地局管理部１６６と、を備える。なお、この管理サーバ１６の機能は、一つの基地局１０に実装して集中制御を実現してもよいし、複数の基地局１０に実装して自律的制御を実現してもよい。

通信部１６０は、各基地局１０と接続されており、各基地局１０から情報を受信する受信部、および各基地局１０へ情報を送信する送信部の機能を有する。例えば、通信部１６０は、各基地局１０から上記（１）〜（４）に示した管理情報を受信する。通信部１６０により受信された管理情報は記憶部１６２に記録される。

干渉判断部１６４は、上記（１）〜（４）に示した管理情報の一部または全てを用いて、異なる基地局１０が制御する通信間で干渉が生じるか否かを判断する。例えば、干渉判断部１６４は、ある基地局１０に属する中継装置３０または通信端末２０と、他の基地局１０に属する中継装置３０または通信端末２０と、の距離が設定値以下である場合に干渉が生じると判断してもよい。さらに、干渉判断部１６４は、距離が設定値以下であるペアの各々が利用するリソースが重なっている場合に干渉が生じると判断してもよい。または、干渉判断部１６４は、通信端末２０における測定により得られた隣接基地局１０や隣接中継装置３０からの情報に基づいて干渉の有無を判断してもよい。

基地局管理部１６６は、干渉を生じないと干渉判断部１６４により判断された基地局１０には、スケジュール情報の更新、通信端末２０の位置の更新などがあるまで、または所定の報告周期が経過するまで、基地局１０による通常の自律的な動作を許可する。一方、基地局管理部１６６は、干渉判断部１６４により干渉が生じると判断された通信を制御する基地局１０に、干渉回避動作を指示する。干渉回避制御は、干渉を回避できる可能性がある制御、または、ある条件下では干渉を回避できる制御を示す。以下、この干渉回避制御について説明する。

（干渉回避制御）
干渉が生じると判断された通信を制御する一方の基地局１０のトラフィックに空きがあり、一方の基地局１０のリソーススケジューリングを変更できる場合、基地局管理部１６６は、一方の基地局１０のスケジューリング情報の変更を干渉回避制御として指示する。具体的には、基地局管理部１６６は、一方の基地局１０のスケジューリング情報において、干渉が生じると判断された通信に割当てられているリソースを、異なるリソースに変更し、変更後のスケジューリング情報を一方の基地局１０に送信してもよい。この際、スケジューリング変更の旨を伝えるだけでもよい。ここで、基地局管理部１６６は、一方の基地局１０と中継装置３０の通信のスケジューリング情報だけでなく、中継装置３０と通信端末２０との通信のスケジューリング情報も変更する。

また、基地局管理部１６６は、通信端末２０に、通信端末２０における干渉成分が大きいリソースブロック、またはサブキャリアを避けてリソースを割り当ててもよい。以下、ＯＦＤＭＡの概要と併せて、当該事項を説明する。

ＯＦＤＭＡでは、人口密集エリアにおいて、隣接基地局が互いに同じ中心周波数のキャリアを用いて通信を行う。この際、複数の基地局のカバレッジの重なるセルエッジに位置する通信端末との通信には、複数の基地局が互いに直交するサブキャリアあるいは、異なる時間スロットを利用して干渉を回避することにより、限られたリソースを有効活用する。一方、人口密集地でないエリアでは、あらかじめ、リソースに余裕があることが多いので、各基地局に異なる直交サブキャリアを固定して割り当てる。

このように、隣接基地局が互いに直交するサブキャリアを用いて隣接セルを運用する場合、多様な原因による周波数ずれ（例えば、ドップラ周波数による影響など）によって、帯域外放射電力が互いの端のサブキャリアに重なり、干渉が生じる場合がある。したがって、周波数割り当てや対域外抑圧フィルタリングは重要である。

あるいは、隣接基地局が異なる時間スロットを割り当てて隣接セルを運用する場合には、セルエッジに位置する通信端末への正確な伝播路遅延をもとに、時間スロットのバンダリーが互いに直交するように（少なくとも、先頭シンボルのＧｕａｒｄＩｎｔｅｒｖａｌ（ＧＩ）内に超えないように）送信タイミングを調節することが重要である。

ここで、図１３および図１４を参照し、周波数選択性フェージングの影響を説明する。

図１３および図１４は、周波数選択性フェージングの影響を示した説明図である。図１３に示したように、ＯＦＤＭ変調信号は、送信時に各サブキャリアの送信電力が同一であっても、受信時には、周波数選択性フェージングの影響により各サブキャリアの受信電力にばらつきが生じる。また、図１４に示したように、リソースブロックごとに、干渉成分の大きさは異なる。

したがって、基地局管理部１６６は、リソースブロックごとの通信端末２０における干渉成分の大きさを認識できる場合、干渉成分の大きいリソースブロックを避けて通信端末２０にリソースを割り当てることにより、干渉を回避できる。さらに、基地局管理部１６６は、サブキャリアごとの干渉成分の大きさを認識できる場合、リソースブロック内の干渉の大きいサブキャリアの利用を避ける、または変調方式を下げることにより、干渉を回避することが可能である。

なお、基地局管理部１６６は、自身がスケジューリング情報を変更するのでなく、干渉が生じると判断された通信を一方の基地局１０に通知し、一方の基地局１０にスケジューリング情報の変更を促してもよい。

また、基地局管理部１６６は、干渉が生じると判断された通信を制御する一方の基地局１０に属する中継装置３０または基地局２０の、他方の基地局１０または他方の基地局１０に属する中継装置３０へのハンドオーバーを、干渉回避制御として指示してもよい。なお、基地局管理部１６６は、他方の基地局１０または他方の基地局１０に属する中継装置３０に、ハンドオーバーを受け入れる余剰リソースがあることを前提としてもよい。

例えば、基地局管理部１６６は、一方の基地局１０に属する中継装置３０を他方の基地局１０にハンドオーバーさせることにより干渉を回避できると判断される場合には、上記ハンドオーバーを一方の基地局１０に指示する。その際、基地局管理部１６６は、基地局１０に、ハンドオーバー先の基地局１０のＩＤや、接続のための情報などを通知する。これに応じ、ハンドオーバーのための一連の動作が行われる。ここで、接続のための情報として、ハンドオーバー先の基地局１０との相対距離、上述した干渉成分の大きいリソースブロックまたはサブキャリアを示す情報などがあげられる。以下、図１５〜図１８を参照し、通常のハンドオーバー手順などを説明した後に、本実施形態による中継装置３０のハンドオーバーの流れを具体的に説明する。

図１５は、ＬＴＥのネットワーク構成を示した説明図である。図１５に示したように、ＬＴＥのネットワークには、ＭＭＥとしての機能を有する管理サーバ１６や基地局１０に加え、ユーザデータを管理するＳ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ）１８が含まれる。このようなネットワーク構成における基地局間のハンドオーバーは、図１６に示す手順で行われる。

図１６は、基地局間のハンドオーバーの手順を示した説明図である。図１６に示したように、通信端末２０と基地局１０Ａが接続されている場合、基地局１０Ａは、隣接する基地局１０Ｂなどの測定すべき対象を示すコンテキスト情報（Ａｄｊａｃｅｎｔ ｅＮＢ ｃｏｎｔｅｘｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を通信端末２０に送信する（Ｓ４０４）。その後、通信端末２０は、基地局１０Ａと通信しつつ、コンテキスト情報に従って基地局１０Ｂなどが送信した信号の電波強度などを測定する。そして、通信端末２０は、所定の周期、または規則に従って、測定情報（Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ）を基地局１０Ａに報告する（Ｓ４０８）。なお、Ｓ４０４およびＳ４０８は、ネットワーク側の強制的な判断により基地局１０Ａが通信端末２０をハンドオーバーさせる場合には、省略されてもよい。

その後、基地局１０Ａは、基地局１０Ｂに通信端末２０のハンドオーバーの受け入れを要求し（Ｓ４１２）、基地局１０Ｂにより受入れが認められると（Ｓ４１６）、ハンドオーバーの実行を通信端末２０に指示する（Ｓ４２０）。すると、通信端末２０は、基地局１０Ｂと接続処理を行った後、ハンドオーバーの準備が整ったことを基地局１０Ｂに通知する（Ｓ４２４）。基地局１０Ｂは、この通知に対してＡＣＫを返信すると共に（Ｓ４２８）、管理サーバ１６／Ｓ−ＧＷ１６に、通信端末２０が基地局１０Ｂにハンドオーバーされたことを報告する（Ｓ４３２）。

上記では、管理サーバ１６またはＳ−ＧＷ１８などのネットワーク側が、通信端末２０の測定した測定情報に基づいてハンドオーバーの実行を決定する場合（通信端末２０も協力する場合）を説明したが、ハンドオーバーのトリガーはかかる例に限定されない。例えば、ハンドオーバーは、管理サーバ１６またはＳ−ＧＷ１８などのネットワーク側による強制的な判断に基づいて行われてもよい。また、通信端末２０が、測定情報に従って基地局１０を選択して接続処理を行うことにより、主体的にハンドオーバーを行ってもよい。また、管理サーバ１６は、物理的に、ＭＭＥやＳ−ＧＷのように、複数の基地局１０（ｅＮＢ）を管理する配置となっていてもよいし、管理サーバ１６が基地局１０に包含されると想定し、論理的に、複数基地局１０間のＸ２ ＩＦを用いて情報交換を行ってもよい。

ここで、ＬＴＥ−Ａでは、ＣｏＭＰ（Ｃｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）と呼ばれる基地局間の協調送信などが検討されており、各ＩＦ（Ｓ１１ ＩＦ、Ｓ１−ＭＭＥ ＩＦ、Ｓ1−Ｕ ＩＦ）が強化され、１の通信端末２０が複数の基地局１０に属しているかのように管理される可能性が高い。

また、現在のところ、中継装置３０の存在を考慮したハンドオーバーなどのリンクマネジメントの管理方法については具体的に議論されていない。そこで、以下では、中継装置３０の接続までの流れを説明した後に、中継装置３０のハンドオーバー手順を説明する。なお、以下では、管理サーバ１６がＳ−ＧＷ１６の機能も包含するものとする。

図１７は、通信端末２０と中継装置３０の接続手順を示したシーケンス図である。図１７に示したように、通信端末２０と基地局１０Ａが接続されている場合、基地局１０Ａは、隣接基地局や周囲の中継装置３０などの測定すべき対象を示すコンテキスト情報（Ａｄｊａｃｅｎｔ ｅＮＢ ＆ ＲＮ ｃｏｎｔｅｘｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を通信端末２０に送信する（Ｓ４５４）。その後、通信端末２０は、基地局１０Ａと通信しつつ、コンテキスト情報に従って中継装置３０Ａなどが送信した信号の電波強度などを測定する。そして、通信端末２０は、所定の周期、または規則に従って、測定情報を基地局１０Ａに報告する（Ｓ４５８）。

その後、基地局１０Ａは、周囲の中継装置３０の測定情報（Ｒｅｌａｙ ｌｉｎｋ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒｅｐｏｒｔ）を管理サーバ１６に報告する（Ｓ４６２）。なお、基地局１０Ａは、隣接基地局の測定情報を併せて報告してもよい。そして、管理サーバ１６は、測定情報に対するｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを基地局１０Ａに送信する（Ｓ４６６）。また、管理サーバ１６は、通信端末２０が中継装置３０と接続するための情報（例えば、接続すべき中継装置３０のＩＤ）を判断し、基地局１０Ａに送信する（Ｓ４７０）。そして、基地局１０Ａは、管理サーバ１６から受信した情報に基づき、対象の中継装置３０（図１７に示した例では、中継装置３０Ａ）に対して中継要求を行う（Ｓ４７４）。

続いて、中継装置３０Ａが中継要求に対するｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを基地局１０Ａに送信すると（Ｓ４７８）、基地局１０Ａが通信端末２０に対して中継装置３０Ａとの接続を指示する（Ｓ４８２）。ここで、基地局１０Ａは、接続を推奨する中継装置３０ＡのＩＤ（サブセルＩＤ）を通知してもよい。これにより、通信端末２０と中継装置３０Ａの接続処理が行われので、通信端末２０が中継装置３０Ａを介して基地局１０Ａと通信することが可能となる。なお、管理サーバ１６が必要とされない自律動作や分散動作の場合、Ｓ４６２、Ｓ４６６およびＳ４７０のステップは行われなくてもよい。また、図１７においては、「Ａｄｊａｃｅｎｔ ｅＮＢ ＆ ＲＮ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｎｔｅｘｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」が中継装置３０Ａから送信される例を示したが、基地局１０Ａから通信端末２０へ直接送信されてもよい。

図１８は、中継装置３０のハンドオーバー手順を示したシーケンス図である。図１８に示した例では、通信端末２０が、基地局１０Ａに属する中継装置３０Ａと接続されている。この場合、中継装置３０Ａは、隣接基地局や周囲の中継装置３０などの測定すべき対象を示すコンテキスト情報（Ａｄｊａｃｅｎｔ ｅＮＢ ＆ ＲＮ ｃｏｎｔｅｘｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を通信端末２０に送信する（Ｓ５０４）。その後、通信端末２０は、中継装置３０Ａと通信しつつ、コンテキスト情報に従って基地局１０Ｂなどが送信した信号の電波強度などを測定する。そして、通信端末２０は、中継装置３０Ａを介して測定情報を基地局１０Ａに報告する（Ｓ５０８、Ｓ５１２）。

ここで、測定情報は、被干渉のサブキャリア、リソースブロック、中心周波数や帯域幅、干渉対象ノードのＩＤ、リンクＩＤ（ダイレクトリンク、アクセスリンク、またはリレーリンクのいずれかを示すＩＤ）、サブキャリアまたはリソースブロックごとの干渉レベルまたはＳＩＮＲレベルなどを含んでもよい。

その後、基地局１０Ａが、測定情報（Ｒｅｌａｙ ｌｉｎｋ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒｅｐｏｒｔ）を管理サーバ１６に報告し（Ｓ５１６）、管理サーバ１６が、測定情報に対するｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを基地局１０Ａに送信する（Ｓ５２０）。そして、管理サーバ１６は、報告された測定情報やその他の多様な情報に基づき、中継装置３０Ａによる通信が他の通信と干渉すると判断した場合、干渉回避制御に関するリンク管理情報を基地局１０Ａに送信する（Ｓ５２４）。ここで、干渉回避制御に関する情報としては、中継装置３０Ａと干渉する通信を行う中継装置のＩＤ、利用チャネル、最大送信電力、位置情報、およびスケジューリング情報などがあげられる。

基地局１０Ａは、管理サーバ１６から受信した干渉回避制御に関するリンク管理情報に基づき、基地局１０Ｂに中継装置３０Ａのハンドオーバーの受け入れを要求し（Ｓ５２８）、基地局１０Ｂにより受入れが認められると（Ｓ５３２）、ハンドオーバーの実行を中継装置３０Ａに指示する（Ｓ５３６）。すると、中継装置３０Ａは、基地局１０Ｂと接続処理を行った後（Ｓ５４０）、ハンドオーバーの準備が整ったことを基地局１０Ｂに通知する（Ｓ５４４）。基地局１０Ｂは、この通知に対してＡＣＫを返信すると共に（Ｓ５４８）、管理サーバ１６に、中継装置３０Ａが基地局１０Ｂにハンドオーバーされたことを報告する（Ｓ５５２）。

ここで、中継装置３０Ａは、基地局１０Ａと基地局１０Ｂの双方に接続しているマルチリンク接続の状態であってもよい。この場合、中継装置３０Ａは、通信端末２０のアクセスリンクのリレー通信時のみ、基地局１０Ｂにリレーリンクを切替えてもよい。この結果、通信端末２０は基地局１０Ｂに属するので、基地局１０Ｂが、通信端末２０を含む基地局１０Ｂに属する通信端末間の干渉回避を一元的に制御することが可能となる。

なお、中継装置３０は、Ｓ１−ＭＭＥＩＦや、Ｓ１−ＵＩＦのフォーマットに従って管理サーバ１６への信号を生成し、基地局１０に無線送信してもよい。この場合、基地局１０は、中継装置３０から受信した信号を管理サーバ１６にトンネリングさせることができる。したがって、中継装置３０と管理サーバ１６との接続関係が直接接続と等価になるので、管理サーバ１６による中央制御の効率化を図ることができる。また、図１８においては、Ｓ５０８で「Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ」が通信端末２０から中継装置３０Ａに送信される例を示したが、「Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ」は通信端末２０から基地局１０Ａに直接送信されてもよい。同様に、図１８の下部においては、通信端末２０から送信された「Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ」を中継装置３０Ａが基地局１０Ｂに送信する例を示したが、通信端末２０は「Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ」を基地局１０Ｂに直接送信してもよい。また、図１８においては、「Ａｄｊａｃｅｎｔ ｅＮＢ ＆ ＲＮ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｎｔｅｘｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」が中継装置３０Ａから送信される例を示したが、基地局１０Ａから通信端末２０へ直接送信されてもよい。

また、ハンドオーバーの他の例として、基地局管理部１６６は、基地局１０に属する通信端末２０を同一の基地局１０に属する他の中継装置３０にハンドオーバーさせることにより干渉を回避できると判断される場合には、上記ハンドオーバーを基地局１０に指示する。その際、基地局管理部１６６は、基地局１０に、ハンドオーバー先の中継装置３０のＩＤや、接続のための情報などを通知する。これに応じ、ハンドオーバーのための一連の動作が行われる。以下、図１９を参照し、通信端末２０のハンドオーバーの流れを具体的に説明する。

図１９は、通信端末２０のハンドオーバー手順を示したシーケンス図である。図１９に示した例では、中継装置３０Ａおよび３０Ｘが基地局１０Ａに属しており、通信端末２０が中継装置３０Ａと接続されている。また、図１９のＳ５５４〜Ｓ５７０の処理は、図１８に示したＳ５０４〜Ｓ５２０の処理と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。

管理サーバ１６は、Ｓ５６６において基地局１０Ａから受信した測定情報や、他の多様な情報に基づき、通信端末２０による通信の干渉が、通信端末２０を中継装置３０Ｘにハンドオーバーさせることにより解消すると判断した場合、通信端末２０の中継装置３０Ｘへのハンドオーバーをリンク管理情報において指示する（Ｓ５７４）。

基地局１０Ａは、管理サーバ１６から受信したリンク管理情報に基づき、中継装置３０Ｘに通信端末２０のハンドオーバーの受け入れを要求し（Ｓ５７８）、中継装置３０Ｘにより受入れが認められると（Ｓ５８２）、ハンドオーバーの実行を中継装置３０Ａを介して通信端末２０に指示する（Ｓ５８４、Ｓ５８６）。すると、通信端末２０は、中継装置３０Ｘと接続処理を行った後（Ｓ５９０）、ハンドオーバーの準備が整ったことを中継装置３０Ｘを介して基地局１０Ａに通知する（Ｓ５９２、Ｓ５９４）。そして、基地局１０Ａは、管理サーバ１６に通信端末２０が中継装置３０Ｘにハンドオーバーされたことを報告する（Ｓ５９６）。なお、図１９においては、「Ａｄｊａｃｅｎｔ ｅＮＢ ＆ ＲＮ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｎｔｅｘｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」が中継装置３０Ａから送信される例を示したが、基地局１０Ａから通信端末２０へ直接送信されてもよい。また、図１９においては、Ｓ５５８で「Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ」が通信端末２０から中継装置３０Ａに送信される例を示したが、「Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ」は通信端末２０から基地局１０Ａに直接送信されてもよい。また、Ｓ５６６、Ｓ５７０、およびＳ５７４のステップは行われなくてもよい。また、Ｓ５８６の「Ｒｅｌａｙ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｃｏｍｍａｎｄ」は、基地局１０Ａが通信端末２０に直接送信してもよい。また、図１９においては、通信端末２０が送信する「Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ」を中継装置３０Ｘが基地局１０Ａに中継する例を示したが、通信端末２０は「Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ」を基地局１０Ａに直接送信してもよい。また、「Ａｄｊａｃｅｎｔ ｅＮＢ ＆ ＲＮ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｎｔｅｘｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」は、中継装置３０Ｘでなく基地局１０Ａから送信されもよい。

さらに、ハンドオーバーの他の例として、基地局管理部１６６は、一方の基地局１０に属する通信端末２０を他方の基地局１０に属する中継装置３０にハンドオーバーさせることにより干渉を回避できると判断される場合には、上記ハンドオーバーを一方の基地局１０に指示する。その際、基地局管理部１６６は、基地局１０に、ハンドオーバー先の中継装置３０のＩＤや、接続のための情報などを通知する。これに応じ、ハンドオーバーのための一連の動作が行われる。以下、図２０を参照し、通信端末２０のハンドオーバーの流れを具体的に説明する。

図２０は、通信端末２０のハンドオーバー手順を示したシーケンス図である。図２０に示した例では、中継装置３０Ａが基地局１０Ａに属しており、中継装置３０Ｂが基地局１０Ｂに属しており、通信端末２０が中継装置３０Ａと接続されている。また、図２０のＳ６０４〜Ｓ６２０の処理は、図１８に示したＳ５０４〜Ｓ５２０の処理と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。

管理サーバ１６は、Ｓ６１６において基地局１０Ａから受信した測定情報や、他の多様な情報に基づき、通信端末２０による通信が中継装置３０Ｂによる通信と干渉すると判断した場合、通信端末２０の中継装置３０Ｂへのハンドオーバーをリンク管理情報において指示する（Ｓ６２４）。

基地局１０Ａは、管理サーバ１６から受信したリンク管理情報に基づき、中継装置３０Ｂへの通信端末２０のハンドオーバーの受け入れを基地局１０Ｂに要求し（Ｓ６２８）、基地局１０Ｂにより受入れが認められると（Ｓ６３２）、ＡＣＫを返信する（Ｓ６３６）。

その後、基地局１０Ｂは、中継装置３０Ｂにハンドオーバーを受け入れ可能であるか否かを問い合わせる（Ｓ６４０）。そして、中継装置３０Ｂがハンドオーバーを受け入れ可能である場合（Ｓ６４４）、基地局１０Ｂは、中継装置３０Ｂがハンドオーバーを受け入れ可能である旨を、基地局１０Ａを介して中継装置３０Ａに通知する（Ｓ６４８、Ｓ６５２）。したがって、この通知は、中継装置３０Ｂのトラフィックが混んでいる場合や、余剰リソースがない場合には送信されない。

そして、中継装置３０Ａが中継装置３０Ｂとの接続を通信端末２０に指示すると（Ｓ６５６）、通信端末２０は、中継装置３０Ｂと接続処理を行った後（Ｓ６６０）、ハンドオーバーの準備が整ったことを中継装置３０Ｂに通知する（Ｓ６６４）。続いて、中継装置３０Ｂがこの通知を基地局１０Ｂに送信し（Ｓ６６８）、基地局１０Ｂが基地局１０Ａに送信する（Ｓ６７２）。そして、基地局１０Ａは、管理サーバ１６に通信端末２０が中継装置３０Ｂにハンドオーバーされたことを報告する（Ｓ６７６）。なお、図２０においては、「Ａｄｊａｃｅｎｔ ｅＮＢ ＆ ＲＮ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｎｔｅｘｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」が中継装置３０Ａから送信される例を示したが、基地局１０Ａから通信端末２０へ直接送信されてもよい。また、図２０においては、Ｓ６０８で「Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ」が通信端末２０から中継装置３０Ａに送信される例を示したが、「Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ」は通信端末２０から基地局１０Ａに直接送信されてもよい。また、Ｓ６５２の「Ｒｅｌａｙ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｃｏｍｍａｎｄ」は、基地局１０Ａが通信端末２０に直接送信してもよい。

一方、基地局管理部１６６は、干渉が生じると判断された通信を制御する一方の基地局１０のトラフィックがスケジューリング情報を変更できない位に混んでいる場合、干渉の原因となる中継装置３０の利用禁止を干渉回避制御として一方の基地局１０に指示してもよい。例えば、隣接する異なる基地局１０に属する中継装置３０に割り当てられたリソースが重なっている場合や、隣接する異なる基地局１０の間に各々に属する通信端末２０が存在する場合に中継装置３０の利用禁止を指示される。

または、基地局管理部１６６は、各基地局１０から受信される位置に関する情報やスケジューリング情報に基づき、制御パラメータの調整により干渉を回避できると判断される場合、一方の基地局１０が制御する通信の制御パラメータを決定し、決定した制御パラメータの利用を干渉回避制御として指示してもよい。ここで、制御パラメータとしては、送信電力、ビームフォーミング、送信タイミング、ガードインターバルの変更、または無送信区間の挿入などに関するパラメータがあげられる。基地局１０は、制御パラメータを管理サーバ１６から指示されると、制御パラメータを中継装置３０に通知する。そして、中継装置３０は、管理サーバ１６の決定した制御パラメータに従ってリレーリンクおよびアクセスリンクの通信を行う。以下、図面を参照して、制御パラメータの決定の具体例を説明する。

図２１は、送信電力の決定の具体例を示した説明図である。図２１の上図に示した例では、基地局１０Ａに中継装置３０Ａが属し、中継装置３０Ａに通信端末２０Ａが属し、基地局１０Ｂに中継装置３０Ｂが属し、中継装置３０Ｂに通信端末２０Ｂが属する。また、通信端末２０Ｂが、中継装置３０Ｂの電波到達範囲３２Ｂだけでなく、中継装置３０Ａの電波到達範囲３２Ａにも含まれている。したがって、管理サーバ１６の干渉判断部１６４は、中継装置３０Ａが通信端末２０Ａに送信する信号と、中継装置３０Ｂが通信端末２０Ｂに送信する信号が、通信端末２０Ｂにおいて干渉すると判断する。

この場合、基地局管理部１６６は、中継装置３０Ａから通信端末２０Ａへの信号の送信電力を、干渉を回避できる送信電力に決定する。具体的には、基地局管理部１６６は、図２１の下図に示したように、中継装置３０Ａが通信端末２０Ａに送信する信号の電波到達範囲３２Ａに通信端末２０Ｂが含まれなくなるように送信電力を減少させる。これにより、中継装置３０Ａが原因となる干渉を回避することができる。

図２２は、ビームフォーミングの決定の具体例を示した説明図である。図２２の上図に示した例では、基地局１０Ａに中継装置３０Ａが属し、中継装置３０Ａに通信端末２０Ａが属し、基地局１０Ｂに中継装置３０Ｂが属し、中継装置３０Ｂに通信端末２０Ｂが属する。また、通信端末２０Ｂが、中継装置３０Ｂの電波到達範囲３２Ｂだけでなく、中継装置３０Ａの電波到達範囲３２Ａにも含まれている。したがって、管理サーバ１６の干渉判断部１６４は、中継装置３０Ａが通信端末２０Ａに送信する信号と、中継装置３０Ｂが通信端末２０Ｂに送信する信号が、通信端末２０Ｂにおいて干渉すると判断する。

この場合、基地局管理部１６６は、中継装置３０Ａから通信端末２０Ａへ送信される信号が干渉の原因とならないようにビームフォーミングを行うことを決定する。具体的には、基地局管理部１６６は、図２２の下図に示したように、中継装置３０Ａが通信端末２０Ａに送信する信号の電波到達範囲３２Ａに通信端末２０Ｂが含まれなくなるようにビームフォーミングを行わせる。このように、ビームフォーミングによっても、中継装置３０Ａが原因となる干渉を回避することができる。

図２３〜図２５は、送信タイミングや無送信区間の挿入などの決定の具体例を示した説明図である。図２３に示した例では、通信端末２０Ｂが、基地局１０Ａおよび中継装置３０Ｂの信号到達範囲に含まれる。ここで、基地局１０Ａおよび中継装置３０Ｂが、図２４に示したように、時間的に直交するスロットにおいて信号を送信しても、通信端末２０Ｂにおける受信時間が重なってしまう場合がある。具体的には、図２４には、基地局１０Ａが送信する信号の前半と、中継装置３０Ｂが送信する信号の後半が干渉する例を示している。

この場合、基地局管理部１６６は、図２５に示したように、基地局１０Ａによる信号の送信タイミングを遅らせてもよい。または、基地局管理部１６６は、基地局１０Ａが送信する信号の先頭の数ＯＦＤＭシンボルを無送信区間としてもよいし、ＧＩを長くしてもよい。あるいは、基地局管理部１６６は、中継装置３０Ｂの送信タイミングを早めてもよい。このように、送信タイミングの調整や無送信区間の挿入などにより干渉を回避することも場合によっては可能である。

以上説明したように、基地局管理部１６６は、多様な干渉回避制御の実行を指示することができる。さらに、各基地局１０は、干渉回避制御の実行の過程、または実行後の通信品質情報を管理サーバ１６に報告し、基地局管理部１６６は、報告された通信品質情報に従って制御パラメータを適宜調整する。なお、各基地局１０は、管理サーバ１６から通信品質情報を要求された場合、準備ができ次第通信品質情報を管理サーバ１６に報告してもよい。

例えば、基地局管理部１６６は、基地局１０から報告されるＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）リクエストの発生回数が規定回数以上である場合や、パケットロスが所定レベル以上である場合、該当するリンクのＴＰＣを用いて送信電力の増加を指示してもよい。

また、図２１に示した配置において、中継装置３０Ｂから基地局１０Ｂへの信号が、通信端末２０Ａから中継装置３０Ａへの信号と干渉する場合、基地局管理部１６６は、通信端末２０Ａから中継装置３０Ａへの信号のレートの減少またはＨＡＲＱの変更を指示してもよい。なお、ＨＡＲＱの方式としては、Ｃｈａｓｅ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇや、Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙなどがあげられる。

＜４．制御範囲ＢおよびＣ：中継装置の自律制御＞
基地局１０が制御範囲ＢまたはＣを選択した場合、中継装置３０に自律的な動作が認められるので、中継装置３０が、自律的に干渉回避制御を決定し、干渉回避制御を実行する。以下、中継装置３０による自律的な動作について説明する。

（管理サーバ１６から供給される情報）
管理サーバ１６は、干渉判断部１６４により干渉の原因になると判断された中継装置３０に、基地局１０を介して以下の情報を供給する。
・中継装置３０と干渉する通信を制御する近隣の基地局１０に属する中継装置３０および通信端末の位置に関する情報。なお、中継装置３０の通信が干渉を与える側である場合、および干渉を受ける側である場合の双方を含む。
・中継装置３０と干渉する通信を制御する近隣の基地局１０に属する中継装置３０および通信端末のＩＤ、Ｑｏｓ情報、スケジューリング情報。なお、中継装置３０と近隣の基地局１０とが非同期である場合、同期のズレを検知するための基準カウンター情報を含む。

ここで、管理サーバ１６は、上記の位置に関する情報やスケジューリング情報の一部のみを選択して供給してもよい。また、管理サーバ１６は、中継装置３０に推奨する干渉回避制御（制御パラメータなど）を通知してもよい。

中継装置３０は、管理サーバ１６から供給される上記の情報に基づき、干渉回避制御を決定および実行する。干渉回避制御としては、ハンドオーバーおよびリンクアダプテーションが挙げられる。以下、このような干渉回避制御について詳細に説明する。

（干渉回避制御：ハンドオーバー）
図２６は、中継装置３０のハンドオーバーの具体例を示した説明図である。図２６の上図に示した例では、基地局１０Ａに中継装置３０Ａが属しており、中継装置３０Ａに通信端末２０Ａが属しており、基地局１０Ｂに通信端末２０Ｂが属している。なお、中継装置３０Ａは、図２６の上図に示したセル構成を、管理サーバ１６から供給される位置に関する情報に基づいて把握することができる。

図２６の上図に示した例においては、中継装置３０Ａが基地局１０ＡにリレーリンクＵＬにより信号を送信すると同時に、通信端末２０Ｂが基地局１０ＢにダイレクトリンクＵＬにより信号を送信すると、双方の信号が基地局１０Ｂにおいて干渉してしまう場合がある。そこで、中継装置３０Ａの制御部３４２は、管理サーバ１６から供給される基地局１０Ｂのスケジューリング情報を参照し、基地局１０Ｂにハンドオーバーを受け入れる余剰リソースがある場合、中継装置３０Ａの基地局１０Ｂへのハンドオーバーを実行してもよい。

これにより、図２６の下図に示したように、中継装置３０Ａが基地局１０Ｂと接続され、基地局１０Ｂに属することなる。中継装置３０Ａが基地局１０Ｂに属するようになると、基地局１０Ｂが、通信端末２０Ｂおよび中継装置３０Ａが干渉しないようにスケジューリングを行うため、中継装置３０Ａが送信する信号と通信端末２０Ｂが送信する信号の干渉を回避できる。

なお、中継装置３０Ａは、通信端末２０Ａから報告される測定情報に基づいてハンドオーバーを実行してもよい。以下、通信端末２０Ａと中継装置３０Ａの接続手順の変形例を説明した後に、ハンドオーバー手順を説明する。

図２７は、通信端末２０Ａと中継装置３０Ａの接続手順の変形例を示したシーケンス図である。通信端末２０Ａは、中継装置３０Ａから割り当てられたリソースを利用して、中継装置３０ＡにＲＲＣ接続要求（ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する（Ｓ７０４）。中継装置３０Ａは、通信端末２０ＡからＲＲＣ接続要求を受信すると、基地局１０Ａに、リレーリンクとアクセスリンクのためのリソースの割り当てを要求する（Ｓ７０８）。基地局１０Ａは、中継装置３０Ａから要求されたリソースの割り当てが可能な場合、割当てが可能である旨と割当てリソースを中継装置３０Ａに送信する（Ｓ７１２）。

続いて、中継装置３０Ａは、基地局１０ＡにＡＣＫを送信した後（Ｓ７１６）、ＲＲＣ接続要求の送信元を示すＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎを送信する（Ｓ７２０）。そして、基地局１０Ａは、管理サーバ１６に、通信端末２０Ａがサービス要求していることを示すＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔを送信する（Ｓ７２４）。管理サーバ１６は、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔを受信すると、通信端末２０Ａに設定するための情報をＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐにより送信する（Ｓ７２８）。

そして、基地局１０が、管理サーバ１６からのＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐを中継装置３０Ａに転送し（Ｓ７３２）、中継装置３０Ａは、ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐを通信端末２０Ａに送信し（Ｓ７３６）、通信端末２０Ａが接続設定を行う。その後、通信端末２０Ａが、接続設定が完了したことを示すＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｃｏｍｐｌｅｔｅを中継装置３０Ａに送信する（Ｓ７４０）。これにより、通信端末２０Ａと中継装置３０Ａが接続され、通信端末２０Ａが基地局１０Ａと中継装置３０Ａを介して通信することが可能となる

図２８は、中継装置３０Ａのハンドオーバー手順を示したシーケンス図である。図２８に示した例では、基地局１０Ａに中継装置３０Ａが属しており、基地局２０Ａと中継装置３０Ａが接続されている。この場合、中継装置３０Ａは、隣接基地局や周囲の中継装置３０などの測定すべき対象を示すコンテキスト情報（Ａｄｊａｃｅｎｔ ｅＮＢ ＆ ＲＮ ｃｏｎｔｅｘｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を通信端末２０Ａに送信する（Ｓ７５４）。その後、通信端末２０Ａは、中継装置３０Ａと通信しつつ、コンテキスト情報に従って基地局１０Ｂなどが送信した信号の電波強度などを測定する。そして、通信端末２０Ａは、測定情報を中継装置３０Ａに報告する（Ｓ７５８）。

続いて、中継装置３０Ａは、通信端末２０Ａから受信した測定情報、および管理サーバ１６からの情報などに基づき、基地局１０Ｂへのハンドオーバーが干渉回避に有効であると判断した場合、基地局１０Ｂとの接続処理を行う（Ｓ７６２）。ここで、中継装置３０Ａが接続処理を行う間、中継装置３０Ａは通信端末２０Ａの通信を中継することが困難である。そこで、中継装置３０Ａは、複数の処理を並行して行える送受信リソース（例えば、複数のアンテナ）を有する場合、通信端末２０Ａとの通信のために一部の送受信リソースを利用しつつ、他の送受信リソースを基地局１０Ｂとの接続処理に利用してもよい。または、中継装置３０Ａは、通信端末２０Ａを基地局１０Ａに直接接続させ、基地局１０Ｂとの接続処理が終了した後に、通信端末２０Ａを中継装置３０Ａの配下に戻してもよい。

その後、中継装置３０Ａは、基地局１０Ｂから受信するコンテキスト情報に基づいて測定を行い、測定情報を基地局１０Ｂに送信する（Ｓ７６６）。また、中継装置３０Ａは、通信端末２０Ａにコンテキスト情報を送信し、通信端末２０Ａにおける測定により得られた測定情報を通信端末２０Ａから受信する（Ｓ７７０）。

一方、以下に説明するように、中継装置３０でなく、通信端末２０をハンドオーバーさせることによっても干渉を回避できる場合がある。

図２９は、通信端末２０のハンドオーバーの具体例を示した説明図である。図２９の上図に示した例では、基地局１０Ａに中継装置３０Ａが属しており、中継装置３０Ａに通信端末２０Ａが属しており、基地局１０Ｂに中継装置３０Ｂおよび通信端末２０Ｂが属している。

図２９の上図に示した例においては、中継装置３０Ａが通信端末２０Ａから受信した信号を基地局１０ＡにリレーリンクＵＬにより送信するのと同時に、通信端末２０Ｂが基地局１０ＢにダイレクトリンクＵＬにより信号を送信すると、双方の信号が基地局１０Ｂにおいて干渉してしまう場合がある。そこで、中継装置３０Ａの制御部３４２は、管理サーバ１６から供給される基地局１０Ｂのスケジューリング情報を参照し、基地局１０Ｂにハンドオーバーを受け入れる余剰リソースがある場合、通信端末２０Ａが基地局１０Ｂにハンドオーバーさせてもよい。

具体的には、中継装置３０Ａは、通信端末２０Ａとの接続を切断してもよい。その後、通信端末２０Ａは基地局１０Ｂとの接続を試みると考えられるためである。または、中継装置３０Ａは、基地局１０Ｂまたは中継装置３０Ｂに通信端末２０Ａのハンドオーバーを明示的に依頼してもよい。

図２９の下図に示したように、通信端末２０Ａが中継装置３０Ｂにハンドオーバーされると、通信端末２０Ａから送信された信号を中継装置３０Ａが中継しなくなるので、図２０の上図に示した干渉を回避することができる。なお、中継装置３０Ａは、中継装置３０Ａに属する通信端末２０の数が所定数以上である場合（扱える数が限界に近付いている場合）に通信端末２０のハンドオーバーを制御してもよい。また、中継装置３０Ａは、アクセスリンクのＣＱＩが所定の基準を満たさない通信端末２０をハンドオーバーの対象として選択してもよい。

なお、中継装置３０Ａは、通信端末２０Ａから報告される測定情報に基づいてハンドオーバーを実行してもよい。以下、図３０を参照し、通信端末２０Ａのハンドオーバー手順を説明する。

図３０は、通信端末２０Ａのハンドオーバー手順を示したシーケンス図である。図３０に示した例では、基地局１０Ａに中継装置３０Ａが属しており、基地局１０Ｂに中継装置３０Ｂが属しており、通信端末２０Ａが中継装置３０Ａに接続されている。この場合、中継装置３０Ａは、隣接基地局や周囲の中継装置３０などの測定すべき対象を示すコンテキスト情報を通信端末２０Ａに送信する（Ｓ８０４）。その後、通信端末２０Ａは、中継装置３０Ａと通信しつつ、コンテキスト情報に従って基地局１０Ｂや中継装置３０Ｂなどが送信した信号の電波強度などを測定する。そして、通信端末２０Ａは、測定情報を中継装置３０Ａに報告する（Ｓ８０８）。

続いて、中継装置３０Ａは、通信端末２０Ａから受信した測定情報、および管理サーバ１６からの情報などに基づき、通信端末２０Ａの中継装置３０Ｂへのハンドオーバーが干渉回避に有効であると判断したとする。この場合、中継装置３０Ａは、通信端末２０Ａの中継装置３０Ｂへのハンドオーバーを、基地局１０Ａを介して基地局１０Ｂに要求する（Ｓ８１２、Ｓ８１６）。そして、基地局１０Ｂは、ハンドオーバーの要求に対するＣｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを基地局１０Ａに送信し（Ｓ８２０）、基地局１０ＡからＡＣＫを受信すると（Ｓ８２４）、

その後、基地局１０Ｂは、中継装置３０Ｂにハンドオーバーを受け入れ可能であるか否かを問い合わせる（Ｓ８２８）。そして、中継装置３０Ｂが通信端末２０Ａを受け入れ可能である場合（Ｓ８３２）、基地局１０Ｂは、中継装置３０Ｂがハンドオーバーを受け入れ可能である旨を、基地局１０Ａを介して中継装置３０Ａに通知する（Ｓ８３６、Ｓ８４０）。

そして、中継装置３０Ａは、コンテキスト情報、および中継装置３０Ｂへのハンドオーバーを推奨する信号を送信する（Ｓ８４４、Ｓ８４８）。さらに、中継装置３０Ａは、中継装置３０Ａとの接続解除を通信端末２０Ａに要求し（Ｓ８５２）、通信端末２０Ａから接続解除に対するＣｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを受信すると（Ｓ８５６）、通信端末２０ＡにＡＣＫを返信する（Ｓ８６０）。これにより、通信端末２０Ａと中継装置３０Ａの接続が解除され、通信端末２０Ａは、ハンドオーバーを推奨された中継装置３０Ｂとの接続処理を行う（Ｓ８６４）。

なお、上記では、中継装置３０Ｂへのハンドオーバーを推奨と、中継装置３０Ａとの接続解除の要求の双方を行う例を説明したが、一方、または双方とも行われなくてもよい。例えば、中継装置３０Ａは、上記の双方とも行わず、通信端末２０Ｂとの接続を強制的に解除してもよい。この場合、通信端末２０Ｂが、コンテキスト情報に含まれる基地局１０または中継装置３０と主体的に接続処理を行うことが期待される。

また、上記では、通信端末２０Ａが、属する基地局が異なる中継装置３０Ｂにハンドオーバーする例を説明したが、以下に説明するように、同一の基地局１０Ａに属する中継装置３０Ｘにハンドオーバーしてもよい。

図３１は、通信端末２０Ａのハンドオーバー手順を示したシーケンス図である。図３１に示した例では、基地局１０Ａに中継装置３０Ａおよび中継装置３０Ｘが属しており、通信端末２０Ａが中継装置３０Ａと接続されている。中継装置３０Ａは、通信端末２０Ａから測定情報を受信し（Ｓ９０４）、測定情報および管理サーバ１６から供給される情報などに基づき、通信端末２０Ａとの通信の干渉回避制御を判断する。ここで、中継装置３０Ａは、通信端末２０Ａの中継装置３０Ｘへのハンドオーバーが干渉回避に有効であると判断した場合、コンテキスト情報、および中継装置３０Ｘへのハンドオーバーを推奨する信号を送信する（Ｓ９０８、Ｓ９１２）。

さらに、中継装置３０Ａは、中継装置３０Ａとの接続解除を通信端末２０Ａに要求し（Ｓ９１６）、通信端末２０Ａから接続解除に対するＣｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを受信すると（Ｓ９２０）、通信端末２０ＡにＡＣＫを返信する（Ｓ９２４）。これにより、通信端末２０Ａと中継装置３０Ａの接続が解除され、通信端末２０Ａは、ハンドオーバーを推奨された中継装置３０Ｘとの接続処理を行う（Ｓ９２８）。

以上説明したように、中継装置３０は、隣接する基地局１０へのハンドオーバーを実行したり、中継装置３０に属する通信端末２０を他の中継装置３０にハンドオーバーさせたりすることにより干渉を回避することができる。

（干渉回避制御：リンクアダプテーション）
中継装置３０は、管理サーバ１６から、干渉を起こす可能性のあるスロット、干渉相手の中継装置３０、通信端末２０または基地局１０のＩＤ、位置に関する情報、および干渉許容レベルを通知されると、リンクアダプテーションにより干渉を回避できる場合もある。中継装置３０が制御可能なアクセスリンクのリンクアダプテーションとしては、ＴＰＣ、ＡＭＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、およびＨＡＲＱなどが挙げられる。以下、各リンクアダプテーションについて具体的に説明する。

中継装置３０は、他の通信に与える干渉レベルを抑制するよう管理サーバ１６などから指示された場合、または、他の通信に与える干渉レベルを抑制すべきであると判断した場合、以下のいずれかのリンクアダプテーションを実行する。
（１）送信電力を下げる。また、ＨＡＲＱを用いて受信ＳＮＩＲを向上させる。
（２）送信電力を下げる。また、Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅを下げることにより、所要ＳＮＩＲを下げる。

中継装置３０は、上記（１）または（２）のいずれを実行する場合にも、追加的なリソースが必要となる。したがって、中継装置３０は、基地局１０から事前に余剰リソースが割り当てられている場合には余剰リソースを利用し、余剰リソースが足りない場合には基地局１０や管理サーバ１６にリソース割当てを要求する。なお、基地局１０や管理サーバ１６は、干渉回避のためのリソース割当てを要求された場合、他の要求よりも優先してリソース割当てを行う。

一方、中継装置３０は、他の通信から受ける干渉レベルが高いが通信を行う場合、以下のいずれかのリンクアダプテーションを実行する。
（３）送信電力を上げる。
（４）ＨＡＲＱを用いて受信ＳＮＩＲを向上させる。
（５）Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅを下げることにより、所要ＳＮＩＲを下げる。

上記の（４）と（５）を実行するためには、追加的なリソースが必要となる。したがって、中継装置３０は、基地局１０から事前に余剰リソースが割り当てられている場合には余剰リソースを利用し、余剰リソースが足りない場合には基地局１０や管理サーバ１６にリソース割当てを要求する。なお、基地局１０や管理サーバ１６は、干渉回避のためのリソース割当てを要求された場合、他の要求よりも優先してリソース割当てを行う。

また、ＯＦＤＭＡにおいては、リソースブロックまたはサブキャリア単位でリンクアダプテーションを行い得る。そこで、中継装置３０は、上記の（１）〜（５）に示したリンクアダプテーションを、干渉レベルが所定レベルを上回るサブキャリアまたはリソースブロックのみに実行してもよい。具体的には、中継装置３０は、他の通信から受ける干渉レベルが所定レベルを上回るリソースブロックＡと所定レベルを下回るリソースブロックＢを利用して信号を送信する場合、リソースブロックＡのみに上記（３）〜（５）のいずれかを実行してもよい。

＜５．本発明の他の適用例＞
以上、中継装置３０に認める制御範囲を複数種類の制御範囲から選択すること、管理サーバ１６が各基地局１０により形成されるセル間の干渉を回避するための中央制御を実現すること、中継装置３０が自律的に干渉回避制御を判断して干渉回避制御を実行することを説明したが、上記における中継装置３０は以下に説明するヘテロジニアスネットワークにおける中小規模基地局の一例に過ぎない。

すなわち、中小規模基地局に認める制御範囲を複数種類の制御範囲から選択すること、管理サーバ１６が各基地局１０または中小規模基地局により形成されるセル間の干渉を回避するための中央制御を実現すること、中小規模基地局が自律的に干渉回避制御を判断して干渉回避制御を実行すること、も本発明の技術的範囲に属する。

ヘテロジニアスネットワークは、マクロセル内で、複数種類の中小規模基地局が、オーバレイ送信またはスペクトラムシェアリングを行うことにより共存するネットワークである。中小規模基地局としては、ＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ ＲａｄｉｏＨｅａｄ）セル基地局、ホットゾーン基地局（Ｐｉｃｏ／ｍｉｃｒｏ ｃｅｌｌ ｅＮＢ）、フェムセル基地局（Ｈｏｍｅ ｅＮＢ）、および中継装置（リレー基地局）などがあげられる。以下、ヘテロジニアスネットワークの構成を具体的に説明する。

図３２は、ヘテロジニアスネットワークの構成例を示した説明図である。図３２に示したように、ヘテロジニアスネットワークは、マクロセル基地局１０（基地局１０と同義）と、中継装置３０と、ホットゾーン基地局３１と、フェムセル基地局３２と、ＲＲＨセル基地局３３と、管理サーバ１６Ａおよび１６Ｂと、を備える。

管理サーバ１６Ａおよび１６Ｂは、マクロセル基地局１０および中小規模基地局が協調して動作するための機能を有する。例えば、管理サーバ１６Ａは、「３．制御範囲Ａ：管理サーバの中央制御」において説明したように、マクロセル基地局１０、中小規模基地局、および中小規模基地局に属する通信端末２０などに関する情報（位置情報、スケジューリング情報、Ｑｏｓ情報など）を受信し、他の通信と干渉する通信を制御するマクロセル基地局１０または中小規模基地局を判断し、干渉回避動作を指示する。なお、管理サーバ１６の機能は、マクロセル基地局１０またはいずれかの中小規模基地局に実装されていてもよい。

マクロセル基地局１０は、マクロセル内の中小規模基地局、通信端末２０を管理する。例えば、マクロセル基地局１０は、「２−３．基地局の構成」において説明したように、各中小規模基地局に認める制御範囲を、制御範囲Ａ、制御範囲Ｂまたは制御範囲Ｃのうちから選択する。そして、各中小規模基地局は、マクロセル基地局１０により選択された制御範囲に従って通信端末２０との通信を制御する。

ホットゾーン基地局３１（ピコセル基地局、ミクロセル基地局）は、最大送信電力がマクロセル基地局１０より小さく、マクロセル基地局１０とはコアネットワークのＸ２やＳ１などのインタフェースを用いて通信する。なお、ホットゾーン基地局３１は、どの通信端末２０からもアクセス可能なＯＳＧ（Ｏｐｅｎ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｇｒｏｕｐ）を形成する。

フェムセル基地局３２は、最大送信電力がマクロセル基地局１０より小さく、マクロセル基地局１０とはＡＤＳＬなどのパケット交換ネットワークを用いて通信する。または、フェムトセル基地局３２は、無線リンクによりマクロセル基地局１０と通信することも可能である。なお、フェムセル基地局３２は、限られた通信端末２０からしかアクセスできないＣＳＧ（Ｃｌｏｓｅｄ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｇｒｏｕｐ）を形成する。

ＲＲＨセル基地局３３は、マクロセル基地局１０と光ファイバで接続されている。このため、マクロセル基地局１０は、地理的に異なる場所に配置されたＲＲＨセル基地局３３Ａおよび３３Ｂに光ファイバを介して信号を伝送し、ＲＲＨセル基地局３３Ａおよび３３Ｂから信号を無線送信させることができる。例えば、通信端末２０の位置に近いＲＲＨセル基地局３３のみを利用することも可能である。なお、制御系の機能はマクロセル基地局１０に実装されており、通信端末２０の分布に応じて、最適な送信形態を選択する。

以上説明した各中小規模基地局の概要を図３３にまとめた。これらホットゾーン基地局３１やフェムセル基地局３２などの中小規模基地局は、「４．制御範囲ＢおよびＣ：中継装置の自律制御」において説明した方法に準じて、自律的に干渉回避制御を決定し、決定した干渉回避制御を実行することができる。以下、ヘテロジニアスネットワークにおける干渉モデル、および干渉回避制御について説明する。

（ヘテロジニアスネットワークにおける干渉モデル）
図３４は、ヘテロジニアスネットワークにおける干渉モデルを示した説明図である。なお、図３４および後述の図３５〜図３７においては、中継装置３０、ホットゾーン基地局３１、およびフェムセル基地局３２などを特に区別せず、中小規模基地局４０として示す。

図３４に示したように、ヘテロジニアスネットワークにおいては、以下に示す干渉の発生が想定される。
（１）中小規模基地局４０Ａからの送信信号とマクロセル基地局１０からの送信信号が通信端末２０Ａ−２において干渉するケース
（２）通信端末２０Ｂ−２からの送信信号とマクロセル基地局１０からの送信信号が中小規模基地局４０Ｂにおいて干渉するケース
（３）中小規模基地局４０Ｃからの送信信号とマクロセル基地局１０からの送信信号が中小規模基地局４０Ｄにおいて干渉するケース
（４）中小規模基地局４０Ｅからの送信信号と通信端末２０Ｆ−２からの送信信号が通信端末２０Ｅ−２において干渉するケース

（ヘテロジニアスネットワークにおける干渉回避制御）
上記のように、ヘテロジニアスネットワークにおいては多様な干渉が発生するが、これらの干渉は、「３．制御範囲Ａ：管理サーバの中央制御」や「４．制御範囲ＢおよびＣ：中継装置の自律制御」において説明した干渉回避制御により対処することが可能である。以下、干渉回避制御例について具体的に説明する。

図３５は、ハンドオーバーによる干渉回避例を示した説明図である。図３５の左図においては、中小規模基地局４０Ａからの送信信号とマクロセル基地局１０からの送信信号が通信端末２０Ａ−２において干渉している。この場合、通信端末２０Ａ−２を、中小規模基地局４０Ａから、マクロセル基地局１０と送信タイミングが異なる中小規模基地局４０Ｇにハンドオーバーさせることにより、上記干渉を解消することができる。

また、図３５の左図においては、中小規模基地局４０Ｅからの送信信号と通信端末２０Ｆ−２からの送信信号が通信端末２０Ｅ−２において干渉している。この場合、通信端末２０Ｅ−２を中小規模基地局４０Ｅから中小規模基地局４０Ｆにハンドオーバーさせることにより、上記干渉を解消することができる。

なお、中小規模基地局４０のハンドオーバーは、例えば図１９を参照して説明した同一基地局１０に属する中継装置３０間のハンドオーバーシーケンスに準じて行うことができる。また、異なるマクロセル基地局１０に属する中小規模基地局４０間のハンドオーバは、例えば図２０を参照して説明したハンドオーバーシーケンスに準じて行うことができる。ここで、中小規模基地局４０は、管理サーバ１６と直接的に通信するためのインタフェースを備える場合もあるが、マクロセル基地局１０の管理下にあるので、図１９などに示したようにマクロセル基地局１０とハンドオーバーのための通信を行う。

ただし、マクロセル基地局１０と中小規模基地局４０とのインタフェースは、中小規模基地局４０の種別に応じて異なる。例えば、中小規模基地局４０がホットゾーン基地局３１である場合、中小規模基地局４０とマクロセル基地局１０とはＸ２インタフェースを利用して通信を行う。また、中小規模基地局４０とマクロセル基地局１０とのインタフェースが有線である場合、通信リンクの品質の判断基準としてレイテンシを用いてもよい。

図３６は、ビームフォーミングによる干渉回避例を示した説明図である。図３６の左図においては、中小規模基地局４０Ａからの送信信号とマクロセル基地局１０からの送信信号が通信端末２０Ａ−２において干渉している。この場合、通信端末２０Ａ−２は、中小規模基地局４０Ａの配置方向に受信指向性を向けることにより、上記干渉を解消することができる。

また、図３６の左図においては、中小規模基地局４０からの送信信号と通信端末２０Ｆ−２からの送信信号が通信端末２０Ｅ−２において干渉している。この場合、通信端末２０Ｆ−２が、中小規模基地局４０Ｆの配置方向に送信指向性を向けることにより、通信端末２０Ｆ−２からの送信信号が通信端末２０Ｅ−２に到達しなくなるので、上記干渉を解消することができる。

図３７は、送信電力制御による干渉回避例を示した説明図である。図３７の左図においては、中小規模基地局４０Ａからの送信信号とマクロセル基地局１０からの送信信号が通信端末２０Ａ−２において干渉している。この場合、中小規模基地局４０Ａの送信電力を下げると、通信端末２０Ａ−２が中小規模基地局４０Ａの電波到達範囲から外れるので、通信端末２０Ａ−２と中小規模基地局４０Ａとの接続が切断される。これにより、通信端末２０Ａ−２は、新たな接続先を探して例えばマクロセル基地局１０と接続するので、中小規模基地局４０Ａの送信電力を下げることにより上記干渉を解消することができる。

また、図３７の左図においては、中小規模基地局４０からの送信信号と通信端末２０Ｆ−２からの送信信号が通信端末２０Ｅ−２において干渉している。この場合、中小規模基地局４０Ｆの送信電力を下げると、通信端末２０Ｆ−２が中小規模基地局４０Ｆの電波到達範囲から外れるので、通信端末２０Ｆ−２と中小規模基地局４０Ｆとの接続が切断される。これにより、通信端末２０Ｆ−２は、新たな接続先を探して例えばマクロセル基地局１０と接続するので、中小規模基地局４０Ｆの送信電力を下げることにより上記干渉を解消することができる。

＜６．まとめ＞
以上説明したように、本実施形態によれば、中継装置３０などの中小規模基地局に認める制御範囲を、複数種類の制御範囲から選択することができる。また、本実施形態によれば、管理サーバ１６が、各基地局１０が形成するセル間の干渉を回避するための中央制御を実現することができる。さらに、本実施形態によれば、中継装置３０などの中小規模基地局が自律的に干渉回避制御を判断し、干渉回避制御を実行することができる。

なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記では中継装置３０に認められる制御範囲が動的に選択される例を説明したが、中継装置３０に認められる制御範囲は固定されていてもよい。したがって、中継装置３０に制御範囲Ａが固定的に設定されている場合には「３．制御範囲Ａ：管理サーバの中央制御」で説明した手順で干渉回避制御が行われる。また、中継装置３０に制御範囲ＢまたはＣが固定的に設定されている場合には「４．制御範囲ＢおよびＣ：中継装置の自律制御」で説明した手順で干渉回避制御が行われる。

また、本明細書の通信システム１の処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、通信システム１の処理における各ステップは、シーケンス図として記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。

また、基地局１０、管理サーバ１６、および中継装置３０などに内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した基地局１０、管理サーバ１６、および中継装置３０の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。

１０ 基地局
１６ 管理サーバ
２０ 通信端末
３０ 中継装置
１２４、２２４、３２４ アナログ処理部
１２８、２２８、３２８ ＡＤ・ＤＡ変換部
１３０、２３０、３３０ デジタル処理部
１３４、２３４、３３４ デコーダ
１４０、２４０、３４０ エンコーダ
１４２、２４２、３４２ 制御部
１４８ 制御範囲選択部
１６４ 干渉判断部
１６６ 基地局管理部
２３２、３３２ 同期部
３３８ バッファ

Claims (9)

1. 基地局と通信端末との通信を中継する中継装置と；
   基地局の各々から、前記基地局に属する通信端末、および前記中継装置に関する情報を受信する受信部、および、
   前記受信部により前記基地局の各々から受信された前記情報に基づき、隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置を判断する判断部、
   を有する管理サーバと；
   を備え、
   前記中継装置は、前記隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置として判断されると、干渉回避制御を決定し、決定した干渉回避制御を実行する、通信システム。
2. 前記中継装置は、前記隣接セルを形成する基地局へのハンドオーバーを前記干渉回避制御として決定する、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記中継装置は、前記中継装置に属する通信端末の、前記隣接セルに属する中継装置へのハンドオーバーを前記干渉回避制御として決定する、請求項１に記載の通信システム。
4. 前記中継装置は、前記中継装置に属する通信端末のうちで、通信品質が所定の基準を満たさない通信端末を前記ハンドオーバーの対象とする、請求項３に記載の通信システム。
5. 前記中継装置は、前記中継装置に属する通信端末の数が所定数以上である場合に前記ハンドオーバーを実行する、請求項４に記載の通信システム。
6. 基地局の各々から、前記基地局に属する通信端末、および中継装置に関する情報を受信し、前記基地局の各々から受信された前記情報に基づき、隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置を判断する管理サーバにより、前記隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置として判断されると、干渉回避制御を決定し、決定した干渉回避制御を実行する、中継装置。
7. 基地局の各々から、前記基地局に属する通信端末、および前記基地局と前記通信端末の通信を中継する中継装置に関する情報を受信する受信部と；
   前記受信部により前記基地局の各々から受信された前記情報に基づき、隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置を判断する判断部と；
   を備え、
   前記隣接セルにおける通信と干渉する通信を行うと前記判断部により判断された中継装置は、干渉回避制御を決定し、決定した干渉回避制御を実行する、管理サーバ。
8. 基地局の各々から、前記基地局に属する通信端末、および中継装置に関する情報を受信し、前記基地局の各々から受信された前記情報に基づき、隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置を判断する管理サーバにより、前記隣接セルにおける通信と干渉する通信を行う中継装置として判断されると、干渉回避制御を決定し、決定した干渉回避制御を実行する中継装置を介して前記基地局と通信を行う、通信端末。
9. 通信端末と通信する中小規模基地局と；
   前記中小規模基地局に属する通信端末に関する情報を受信する受信部、および、
   前記受信部により受信された前記情報に基づき、他通信と干渉する通信を行う中小規模基地局を判断する判断部、
   を有する管理サーバと；
   を備え、
   前記中小規模基地局は、前記判断部により他通信と干渉する通信を行う中小規模基地局として判断されると、干渉回避制御を決定し、決定した干渉回避制御を実行する、通信システム。
   

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