JP2011146832A - 基地局、端末装置、通信制御方法及び無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で端末装置との間の無線通信を行う基地局であって、コンポーネントキャリアごとの前記通信チャネルのチャネル品質を取得する品質取得部と、前記品質取得部により取得される前記チャネル品質、及びコンポーネントキャリアごとの通信リソースの空き状況の少なくとも一方に応じて、前記通信チャネル上で伝送されるデータ信号をインターリーブするインターリーブ部と、を備える基地局を提供する。
【選択図】図5
Description
1.無線通信システムの概要
1−1.システムの全体像
1−2.通信リソースの構成
1−3.サービス品質要件に応じたクラス分類
2.一実施形態に係る装置の構成例
2−1.端末装置の構成例
2−2.基地局の構成例
2−3.インターリーブ処理の構成例
2−4.コンポーネントキャリアとクラスとの間のマッピング
3.まとめ
[1−1.システムの全体像]
図1は、本発明の一実施形態に係る無線通信システム1の概要を示す模式図である。図1を参照すると、無線通信システム1は、1つ以上の端末装置100、及び基地局200を含む。
図2は、本発明を適用可能な通信リソースの構成の一例として、LTEにおける通信リソースの構成を示している。図2を参照すると、LTEにおける通信リソースは、時間方向において、10msecの長さを有する個々のラジオフレームに分割される。さらに、1ラジオフレームは10個のサブフレームを含み、1つのサブフレームは2つの0.5msスロットから構成される。LTEでは、時間方向においてはこのサブフレームが、各端末装置への通信リソースの割り当ての1単位となる。かかる1単位を、リソースブロック(Resource Block)という。1つのリソースブロックは、周波数方向においては、12本のサブキャリアを含む。即ち、1つのリソースブロックは、時間−周波数領域において、1msec×12サブキャリアのサイズを有する。同じ帯域幅、同じ時間長の中では、より多くのリソースブロックがデータ通信のために割り当てられるほど、データ通信のスループットは大きくなる。図1に示した無線通信システム1においては、基地局200が、各端末装置100への通信リソースの割り当てを決定する。そして、例えば、基地局200は、ダウンリンクのブロードキャストチャネル上で、スケジューリング情報を端末装置100へ配信する。
無線通信システム1において、上述した通信チャネル上で伝送される各データ信号は、トラフィックのサービス品質の要件(以下、QoS(Quality of Service)要件という)に応じて2つ以上のクラスのうちのいずれかに分類される。QoS要件に応じた2つ以上のクラスとは、例えば、表1に示される4つのクラス(以下、QoSクラスという)であってよい。表1では、4つのQoSクラスのそれぞれについて、クラス名、当該クラスのQoS要件に関する属性の例、及び対応するサービスの例が示されている。
[2−1.端末装置の構成例]
図4は、本実施形態に係る端末装置100の構成の一例を示すブロック図である。図4を参照すると、端末装置100は、無線通信部110、信号処理部150、制御部160及び測定部170を備える。
無線通信部110は、キャリアアグリゲーション技術を用いて複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で、基地局200との間の無線通信を行う。基地局200との間で送受信されるデータ信号は、後にさらに説明するように、コンポーネントキャリアごとのチャネル品質又はコンポーネントキャリアごとの通信リソースの空き状況に応じてインターリーブされるデータ信号である。
信号処理部150は、無線通信部110から入力されるデータ信号について、復号及び誤り訂正などの信号処理を行う。そして、信号処理部150は、処理後のデータ信号を上位レイヤへ出力する。また、信号処理部150は、上位レイヤから入力されるデータ信号について、符号化などの信号処理を行う。そして、信号処理部150は、処理後のデータ信号を、無線通信部110へ出力する。
制御部160は、CPU(Central Processing Unit)又はDSP(Digital Signal Processor)などの処理装置を用いて、端末装置100の機能全般を制御する。例えば、制御部160は、無線通信部110が基地局200から受信するスケジューリング情報に従って、無線通信部110によるデータ通信のタイミングを制御する。また、制御部160は、測定部170に基地局200からのリファレンス信号を用いてコンポーネントキャリアごと(好適には各コンポーネントキャリア内のリソースブロックごと)のチャネル品質を測定させ、チャネル品質レポートを無線通信部110を介して基地局200へ送信する。また、制御部160は、各コンポーネントキャリアと各データ信号のQoSクラスとの間のマッピングに関連する制御情報を無線通信部110を介して基地局200から受信する。当該制御情報は、上述したスケジューリング情報と同一の情報であってもよく、又は異なる情報であってもよい。そして、制御部160は、当該制御情報に応じて、無線通信部110のインターリーブ部112及びデインターリーブ部114の処理を制御する。
測定部170は、例えば、制御部160からの制御の下で、基地局200からのリファレンス信号を用いてチャネル品質を測定する。測定部170による測定結果は、制御部160により所定のフォーマットに整形され、無線通信部110を介して基地局200へ送信される。かかるチャネル品質の測定結果は、基地局200における各コンポーネントキャリアと各データ信号のQoSクラスとの間のマッピングのために使用され得る。
図5は、本実施形態に係る基地局200の構成の一例を示すブロック図である。図5を参照すると、基地局200は、無線通信部210、インタフェース部250、記憶部260、品質取得部268、制御部270及びQoS管理部280を備える。
無線通信部210は、キャリアアグリゲーション技術を用いて複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で、端末装置100との間の無線通信を行う。また、無線通信部210は、インターリーブ部212及びデインターリーブ部214を含む。インターリーブ部212は、制御部270による制御の下で、インタフェース部250から入力されるデータ信号のビット列をインターリーブする。そして、無線通信部210は、インターリーブ部212によりインターリーブされたデータ信号を、端末装置100との間の通信チャネル上へ送出する。一方、デインターリーブ部214は、制御部270による制御の下で、端末装置100との間の通信チャネルを介して受信されるデータ信号のビット列をデインターリーブする。そして、無線通信部210は、デインターリーブ部214によりデインターリーブされたデータ信号を、インタフェース部250へ出力する。
図5に戻り、基地局200の構成の一例についての説明を継続する。インタフェース部250は、例えば、図1に例示したS1インタフェースを介して、無線通信部210、制御部270及びQoS管理部280と上位ノードとの間の通信を仲介する。また、インタフェース部250は、例えば、図1に例示したX2インタフェースを介して、無線通信部210、制御部270及びQoS管理部280と他の基地局との間の通信を仲介する。
記憶部260は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、基地局200のセルに属している端末装置ごとに、各端末装置がどのコンポーネントキャリアを使用して通信をしているかを表すCC管理データを保持する。かかるCC管理データは、新たな端末装置が基地局200のセルに参加した際、又は既存の端末装置がコンポーネントキャリアを変更した際に、制御部270により更新され得る。従って、制御部270は、かかるCC管理データを参照することにより、端末装置100がどのコンポーネントキャリアを使用しているかを知ることができる。
品質取得部268は、端末装置100との間の通信チャネルのコンポーネントキャリアごとのチャネル品質を取得する。例えば、品質取得部268は、端末装置100から送信されるチャネル品質レポートを無線通信部210を介して取得してもよい。その代わりに、品質取得部268は、無線通信部210における受信信号の電力レベル及びエラーレートなどを測定することにより、コンポーネントキャリアごとのチャネル品質を取得してもよい。品質取得部268は、取得したコンポーネントキャリアごとのチャネル品質の値を、制御部270へ出力する。
制御部270は、CPU又はDSPなどの処理装置を用いて、基地局200の機能全般を制御する。例えば、制御部270は、QoS管理部280から通知される各トラフィックが充足すべきQoSクラスごとの属性値に基づいて、端末装置100によるデータ伝送のために通信リソースをスケジューリングする。その際、制御部270は、品質取得部268により取得されるコンポーネントキャリアごとのチャネル品質、及びコンポーネントキャリアごとの通信リソースの空き状況に応じて、各コンポーネントキャリアと各データ信号のQoSクラスとの間のマッピングを決定する。かかるマッピングの典型的な3つのパターン(6つのバリエーション)について、後に例を挙げてさらに説明する。
QoS管理部(QoSマネージャともいう)280は、各トラフィックが充足すべきQoS要件を、例えば記憶部260により保持されるQoSデータを用いて共通的に管理する。また、QoS管理部280は、通信リソースのスケジューリングに先立って、スケジューリングの対象となるべきデータ信号についてのQoS要件を制御部270へ通知する。なお、QoS管理部280は、QoS要件を充足できない可能性がある場合には、RAN(Radio Access Network)の経路の変更又は有線リンクの活用などによりQoS要件を充足できるように他の基地局又は上位ノードと交渉してもよい。
次に、図7A〜図7Cを用いて、インターリーブ部212によるインターリーブ処理の構成の3つの例について説明する。なお、デインターリーブ部214によるデインターリーブ処理は、インターリーブ処理の逆方向の処理として構成され得る。説明の冗長さを避ける観点から、デインターリーブ処理についての詳細な説明は省略する。
まず、図7Aを参照すると、データ信号を複数のコンポーネントキャリア間で周波数インターリーブ(CCインターリーブ)するインターリーブ部212aの構成が示されている。図7Aの例では、インターリーブ部212aは、第1から第6までのビットを、3つのコンポーネントキャリア間で1ビットずつ均等にインターリーブしている。その結果、第1のコンポーネントキャリアには第1及び第4のビット、第2のコンポーネントキャリアには第2及び第5のビット、第3のコンポーネントキャリアには第3及び第6のビットが分配されている。
また、図7Bを参照すると、データ信号を周波数インターリーブする前に時間インターリーブ(ビットインターリーブ)するインターリーブ部212bの構成が示されている。図7Bの例では、まず、第1から第4までのビットの順序が、第4、第1、第3、第2の順に並び替えられている。その後、これら4つのビットは、3つのコンポーネントキャリア間で周波数インターリーブされている。その結果、第1のコンポーネントキャリアには第4及び第2のビット、第2のコンポーネントキャリアには第1のビット、第3のコンポーネントキャリアには第3のビットが分配されている。
また、図7Cを参照すると、データ信号を周波数インターリーブした後に空間インターリーブ(複数のMIMOストリームへのストリームインターリーブ)するインターリーブ部212cの構成が示されている。図7Cの例では、まず、第1から第6までのビットが、3つのコンポーネントキャリア間で1ビットずつ均等にインターリーブされている。その結果、第1のコンポーネントキャリアには第1及び第4のビット、第2のコンポーネントキャリアには第2及び第5のビット、第3のコンポーネントキャリアには第3及び第6のビットが分配されている。さらに、第1のコンポーネントキャリアに分配されたビットのうち、第1のビットと第4のビットとが異なるMIMOストリームに分配されている。同様に、第2のコンポーネントキャリアに分配されたビットのうち、第2のビットと第5のビットとが異なるMIMOストリームに分配されている。また、第3のコンポーネントキャリアに分配されたビットのうち、第3のビットと第6のビットとが異なるMIMOストリームに分配されている。
次に、図8〜図10Dを用いて、各コンポーネントキャリアと各データ信号のQoSクラスとの間のマッピングの典型的なパターンについて説明する。
図8は、各コンポーネントキャリアと各データ信号のQoSクラスとの間のマッピングの第1のパターン(パターンP1)について説明するための説明図である。第1のパターンは、伝送されるデータ信号が単一のQoSクラスのデータビットのみを含む場合に採用され得るパターンである。
図9は、各コンポーネントキャリアと各データ信号のQoSクラスとの間のマッピングの第2のパターン(パターンP2)について説明するための説明図である。第2のパターンは、伝送されるデータ信号が複数のQoSクラスのデータビットを含む場合に採用され得るパターンである。
図10A〜図10Dは、各コンポーネントキャリアと各データ信号のQoSクラスとの間のマッピングの第3のパターンについて説明するための説明図である。第3のパターンは、第2のパターンと同様、伝送されるデータ信号が複数のQoSクラスのデータビットを含む場合に採用され得るパターンである。但し、第3のパターンにおいては、互いに異なるクラスに分類されるデータビットが共通する1つのコンポーネントキャリアに分配され得る。以下、第3のパターンの4つのバリエーション、即ち、パターンP3a〜P3dについて順に説明する。
制御部270は、通信リソースのスケジューリングに際して、上述したいずれのパターンを採用すべきかを、コンポーネントキャリアごとのチャネル品質のばらつき又はコンポーネントキャリアごとのリソースの空き状況に応じて選択することができる。表2は、マッピングパターンの選択基準の一例を示している。なお、ここでは、伝送されるデータ信号が複数のQoSクラスのデータビットを含む場合について主に説明する。
ここまで、図1〜図10Dを用いて、本発明の一実施形態に係る無線通信システム1について説明した。本実施形態によれば、基地局200において、コンポーネントキャリアごとのチャネル品質、及びコンポーネントキャリアごとの通信リソースの空き状況に応じて、キャリアアグリゲーション技術により形成された通信チャネル上で伝送されるデータ信号がインターリーブされる。即ち、通信チャネルの状況に応じて適応的にインターリーブが実行されるため、インターリーブの効果を享受できる確実性が高まる。その結果、通信特性が向上し、高いサービス品質レベルを維持することが可能となる。また、周波数インターリーブ、時間インターリーブ及び空間インターリーブが相補的に使用されるため、コンポーネントキャリア間の周波数インターリーブの効果が大きく期待できない状況下でもサービス品質レベルが維持され得る。
100 端末装置
110 無線通信部
160 制御部
200 基地局
210 無線通信部
212 インターリーブ部
214 デインターリーブ部
268 品質取得部
270 制御部
280 QoS管理部
Claims (12)
- 複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で端末装置との間の無線通信を行う基地局であって、
コンポーネントキャリアごとの前記通信チャネルのチャネル品質を取得する品質取得部と、
前記品質取得部により取得される前記チャネル品質、及びコンポーネントキャリアごとの通信リソースの空き状況の少なくとも一方に応じて、前記通信チャネル上で伝送されるデータ信号をインターリーブするインターリーブ部と、
を備える基地局。 - 前記通信チャネル上で伝送される各データ信号は、サービス品質の要件に応じて2つ以上のクラスのうちのいずれかに分類され、
前記インターリーブ部は、2つ以上のクラスにそれぞれ分類される複数のデータ信号を、1つのコンポーネントキャリアに混在させる、
請求項1に記載の基地局。 - 前記通信チャネル上で伝送される各データ信号は、サービス品質の要件に応じて2つ以上のクラスのうちのいずれかに分類され、
前記インターリーブ部は、1つのクラスに分類されるデータ信号を、前記品質取得部により取得される前記チャネル品質及び前記通信リソースの空き状況の少なくとも一方に応じて、複数のコンポーネントキャリア間で周波数インターリーブする、
請求項1に記載の基地局。 - 前記インターリーブ部は、相対的に高いサービス品質が要求されるクラスに分類されるデータ信号のビットを、所定の品質レベルを満たさないコンポーネントキャリアには分配しない、請求項2又は請求項3に記載の基地局。
- 前記インターリーブ部は、一定の割合を超える空きリソースが存在し、かつ所定の品質レベルを満たす1つ以上のコンポーネントキャリアに、各データ信号のビットを分配する、請求項2又は請求項3に記載の基地局。
- 2つ以上のコンポーネントキャリアに1つのクラスに分類されるデータ信号のビットが分配される場合に、コンポーネントキャリアごとの前記チャネル品質及び前記通信リソースの空き状況の少なくとも一方に応じて、ビットの分配の比率が決定される、請求項2又は請求項3に記載の基地局。
- 前記通信チャネル上で伝送される各データ信号は、サービス品質の要件に応じて2つ以上のクラスのうちのいずれかに分類され、
前記インターリーブ部は、2つ以上のクラスにそれぞれ分類される複数のデータ信号を、1つのリソースブロック内に混在させる、
請求項1に記載の基地局。 - 前記インターリーブ部は、各データ信号をさらに時間インターリーブする、請求項2〜7のいずれか1項に記載の基地局。
- 前記インターリーブ部は、複数のアンテナを用いて各データ信号をさらに空間インターリーブする、請求項2〜7のいずれか1項に記載の基地局。
- 複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で基地局との間の無線通信を行う端末装置であって、
コンポーネントキャリアごとの前記通信チャネルのチャネル品質、及びコンポーネントキャリアごとの通信リソースの空き状況の少なくとも一方に応じてインターリーブされるデータ信号を、前記基地局との間で送信又は受信する無線通信部、
を備える端末装置。 - 複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上での端末装置との間の無線通信を基地局において制御するための通信制御方法であって:
前記通信チャネルのチャネル品質をコンポーネントキャリアごとに取得するステップと;
無線通信に割り当てられる通信リソースの空き状況をコンポーネントキャリアごとに判別するステップと;
前記チャネル品質及び前記通信リソースの空き状況の少なくとも一方に応じて、前記通信チャネル上で伝送されるデータ信号をインターリーブするステップと;
を含む、通信制御方法。 - 複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で互いに無線通信を行う基地局及び端末装置を含む無線通信システムであって、
前記基地局は、
コンポーネントキャリアごとの前記通信チャネルのチャネル品質を取得する品質取得部と、
前記品質取得部により取得される前記チャネル品質、及びコンポーネントキャリアごとの通信リソースの空き状況の少なくとも一方に応じて、前記通信チャネル上で伝送されるデータ信号をインターリーブするインターリーブ部と、
を備え、
前記端末装置は、
前記基地局の前記インターリーブ部によりインターリーブされるデータ信号を前記基地局から受信する無線通信部、
を備える、
無線通信システム。
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