JP2012019306A - 通信システム、移動局、基地局及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動局から基地局への通信チャネル情報の報告の精度を劣化させることなく報告量を減らし、CoMP通信を効率よく実行する通信システム、移動局、基地局および通信方法を実現する。
【解決手段】移動局と基地局がCoMP通信を行う通信システムで、基地局は、移動局から報告されるチャネル情報に基づいて、移動局の制御を行う制御手段を有する。基地局は、更に、移動局の位置を特定し、特定した位置に基づいて移動局をグループ分けする移動局位置判定手段を備えており、同じグループに属する移動局が共同してチャネル情報を報告するように移動局を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信システム、移動局、基地局及び通信方法に関し、特にLTE-A(LTE-Advanced)に関する。

現在、移動体通信技術に関して、3GPP(Third Generation Partnership Project)が、LTE-A(LTE-Advanced)の標準化を進めている。LTE-Aとは、LTE(Long Term Evolution)を発展させた規格である。

LTEでは、基地局は1つの移動局と通信する。これに対して、LTE-Aでは、CoMP(Coordinated multiple point transmission and reception：多地点協調送受信)と呼ばれる技術を用いることがある。CoMP通信は、複数の基地局が情報を共有し、協調して移動局と通信する技術である。LTE-Aは、LTEと比較して、セルエッジでのユーザースループットやセルスループットを改善することが期待されており、下りリンクおよび上りリンクのそれぞれにCoMP通信を使用することが検討されている。

下りリンクにCoMP通信を使用する方法として、主に２つの方法が検討されている。１つ目の方法は、LTEと同様に、移動局は基地局と１対１で通信するが、隣接した複数の基地局が情報を共有することにより、スケジューリング(CS：Coordinated Scheduling)やビームフォーミング(CB：Coordinated Beamforming)を協調して行い、干渉を低減させる方法である。

２つ目の方法は、LTEとは異なり、複数の基地局が１つの移動局に対して同時に信号を送信し、移動局はそれらの信号を結合して復調することにより、受信品質を向上させる方法である(JP：Joint Processing)。

いずれの方法においても、複数の基地局が協調して移動局と通信を行うために、移動局で測定されたチャネル状態の情報が必要になる。移動局は、基地局から指示された周辺の複数の基地局との間の通信路に関するチャネル状態の情報を測定し、基地局へ報告する。基地局は、移動局から報告された情報を元に、移動局の受信品質が向上するような制御を行う。

移動局で測定するチャネル状態の情報は大きく分けて２つの種類がある。１つは、Explicit CSI (Explicit channel state/statistical information feedback)であり、もう１つはImplicit CSI (Implicit channel state/statistical information feedback)である。Implicit CSIはLTEでも測定して報告している情報であり、チャネルの状態をおおまかに表したもので、比較的情報量(ビット数)の少ない情報である。それに対して、Explicit CSIはLTE-Aで新たに報告するように定められた情報であり、チャネルの状態をより正確に表したもので、情報量が非常に多い情報である(非特許文献１)。

下りリンクにCoMP通信を使用する場合を、図８、図９を参照して説明する。図８はCoMP通信が行われる場合の基地局、移動局の配置の一例を示した図である。破線で示すように、基地局１００、基地局２００、基地局３００は、CoMP通信を行うためにファイバーなどの有線または無線によって互いに接続されている。また、それぞれの基地局を囲う円は、セル(通信範囲)を示している。移動局４００と移動局５００は、各セルのエッジ(端)に位置しており、基地局１００、基地局２００、基地局３００と通信可能である。上述したように、LTE-AにおけるCoMP通信は、セルエッジにおけるユーザースループットやセルスループットを改善することが期待されており、図８のような状況での移動局４００、５００のスループットが改善される。

図９は、一般的なCoMP開始までのシーケンス図である。ここで先頭にＳの付いているものはステップを示している。まず、移動局４００と基地局１００が音声やデータなどの通信を開始する(Ｓ９００１)。基地局１００は、移動局４００へ、RRC Measurementを開始するように指示する(Ｓ９００２)。ここで、RRC Measurementとは、基地局(周辺基地局も含む)からの信号の品質を測定することであり、測定内容としては、RSRP(Reference Signal Received Power)、RSRQ(Reference Signal Received Quality)などを測定することが規定されている。

移動局４００は、基地局１００からの指示に従い、RRC Measurementを開始する(Ｓ９００３)。移動局４００は、基地局１００からの指示に従って、RRC Measurementを行い、周期的、あるいは、RSRPがある閾値以下になるなどの予め設定された条件を満たした場合に、基地局１００に対して結果を報告する(Ｓ９００４)。

基地局１００は、移動局４００から受信したRRC Measurement結果に基づいて、移動局４００がセルエッジの近くに位置するなど、CoMP通信を行うことが望ましいと判断される場合には、CoMP通信を行うために必要なCoMP Measurementを開始することを決定し、移動局４００に対して、CoMP Measurementを開始するよう指示するために、指示内容を決定する(Ｓ９００５)。ここで、CoMP Measurementとは、前述したExplicit CSIやImplicit CSIを測定することである。指示内容は、測定を行うべき周辺の基地局の情報や、測定結果の報告周期や、場合によっては測定結果の報告の条件などが挙げられる。

基地局１００は、移動局４００へ、CoMP Measurementを開始するように指示する(Ｓ９００６)。移動局４００は、基地局１００からの指示に従い、CoMP Measurementを開始する(Ｓ９００７)。移動局４００は、基地局１００からの指示に従って、現在通信している基地局１００だけでなく、周辺の基地局２００、基地局３００についてもCoMP Measurementを行い、周期的、あるいは、予め設定された条件を満たした場合に基地局１００に対して結果を報告する(Ｓ９００８)。

基地局１００は、移動局４００から受信したCoMP Measurement結果に基づいて、スループットの改善が見込まれるなど、移動局４００とCoMP通信を行うことが望ましいと判断される場合には、周辺の基地局(この場合、基地局２００、基地局３００)と協調し、移動局４００とCoMP通信を開始し(Ｓ９００９)、スケジューリング(CS：Coordinated Scheduling)やビームフォーミング(CB：Coordinated Beamforming)、ジョイントプロセッシング(JP：Joint Processing)などのCoMP通信を行う(Ｓ９０１０)。
ここで、移動局５００と基地局１００が音声やデータなどの通信を開始する(Ｓ９０１１)。

基地局１は移動局５００に対して、RRC Measurementを開始するように指示する(Ｓ９０１２)。移動局５００は、基地局１００からの指示に従い、RRC Measurementを開始する(Ｓ９０１３)。移動局５００は、基地局１００からの指示に従って、RRC Measurementを行い、周期的、あるいは、RSRPがある閾値以下になるなどの予め設定された条件を満たした場合に基地局１００に対して結果を報告する(Ｓ９０１４)。

基地局１００は、移動局５００から受信したRRC Measurement結果に基づいて、移動局５００がセルエッジの近くに位置するなど、CoMP通信を行うことが望ましいと判断される場合には、CoMP Measurementを開始することを決定し、CoMP Measurementを開始するように指示するために、指示内容を決定する(Ｓ９０１５)。指示内容は、測定を行うべき周辺の基地局の情報や、測定結果の報告周期や、場合によっては測定結果の報告の条件などが挙げられる。

基地局１００は、移動局５００に対して、CoMP Measurementを開始するように指示する(Ｓ９０１６)。移動局５００は、基地局１００からの指示に従い、CoMP Measurementを開始する(Ｓ９０１７)。移動局５００は、基地局１００からの指示に従って、現在通信している基地局１００だけでなく、周辺の基地局２００、基地局３００についてもCoMP Measurementを行い、周期的、あるいは、予め設定された条件を満たした場合に基地局１００に対して結果を報告する(Ｓ９０１８)。

基地局１００は、移動局５００から受信したCoMP Measurement結果に基づいて、スループットの改善が見込まれるなど、移動局５００との通信でCoMP通信を行うことが望ましいと判断される場合には、周辺の基地局(この場合、基地局２００、基地局３００)と協調し、移動局５００との通信でCoMP通信を開始し(Ｓ９０１９)、スケジューリング(CS：Coordinated Scheduling)やビームフォーミング(CB：Coordinated Beamforming)、ジョイントプロセッシング(JP：Joint Processing)などCoMP通信を行う(Ｓ９０２０)。

3GPP TR36.814 V1.5.0：8.1.3 Feedback in support of DL CoMP

上述したようにLTE-AにおいてCoMP通信が実施されると、周辺の複数の基地局のチャネル状態の情報(Explicit／Implicit CSI)も報告する必要があり、移動局から基地局への報告(フィードバック)量が増加して、通信負荷が増大するという課題がある。また、CoMP通信を行う移動局の数が増加しても、同様に基地局への報告量が増加して、通信負荷が増大するという課題がある。

このようにCoMP通信の実施や移動局の数が増加して通信負荷が増大する対策として、各移動局からのチャネル情報の報告(フィードバック)周期を長くすることにより全体として報告量を抑えることも考えられるが、その場合、チャネル情報の精度が劣化し、結果としてCoMP通信の効果が劣化するという課題がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、通信負荷を増大することなくCoMP通信を効率よく実行する通信システム、移動局、基地局および通信方法を実現することを目的とする。

本発明の基地局は、移動局から報告されるチャネル情報に基づいて、移動局の制御を行う制御手段を有し、移動局とCoMP通信を行うことが可能な基地局であり、移動局の位置を特定し、特定した位置に基づいて移動局をグループ分けする移動局位置判定手段を備え、同じグループに属する移動局が共同してチャネル情報を報告するように制御することを特徴としている。また、移動局位置判定手段がグループに属する移動局の数をカウントし、基地局が、グループに属する移動局の数に応じて、移動局のチャネル情報の報告周期を適応的に変更するように移動局を制御することを特徴としている。

本発明の移動局は、基地局とのチャネル状態を測定する測定手段と、測定手段によって測定されたチャネル情報を基地局へ報告する報告手段とを有し、基地局とCoMP通信を行うことが可能な移動局であり、基地局の有する移動局位置判定手段による移動局の位置の特定と、特定した位置に基づく移動局のグループ分けに応じて、チャネル情報の報告を同じグループの移動局と共同して行うことを特徴としている。また、本発明の移動局は、基地局の移動局位置判定手段が同じグループに属する移動局の数をカウントし、グループに属する移動局の数に応じて、チャネル情報の報告周期を適応的に変更して報告することを特徴としている。また、チャネル情報を共同して報告することを、基地局からの指示で行うことを特徴としている。また、チャネル情報の報告周期の変更は、基地局からの指示で行うことを特徴としている。

本発明の通信システムは、移動局から報告されるチャネル情報に基づいて、移動局の制御を行う制御手段を有し、移動局とCoMP通信を行うことが可能な基地局と、基地局とのチャネル状態を測定する測定手段と、測定手段によって測定されたチャネル情報を基地局へ報告する報告手段とを有し、基地局とCoMP通信を行うことが可能な移動局とを有する通信システムであり、基地局は、移動局の位置を特定し、特定した位置に基づいて移動局をグループ分けする移動局位置判定手段を備え、同じグループに属する移動局が共同してチャネル情報を報告するように制御することを特徴としている。また、移動局位置判定手段はグループに属する移動局の数をカウントし、前記基地局がグループに属する移動局の数に応じて、移動局のチャネル情報の報告周期を適応的に変更するように移動局を制御することを特徴としている。

本発明の通信方法は、移動局と基地局とがCoMP通信を行う通信システムで使用され、移動局から報告されるチャネル情報に基づいて、前記移動局の制御を基地局が行う制御ステップと、移動局が、基地局とのチャネル状態を測定する測定ステップと該測定ステップによって測定されたチャネル情報を基地局へ報告する報告ステップとを含む通信方法であり、基地局が移動局の位置を特定するステップと、特定した位置に基づいて移動局をグループ分けする移動局位置判定ステップと、同じグループに属する移動局が共同してチャネル情報を報告するように制御するステップとを備えることを特徴としている。また、移動局位置判定ステップがグループに属する移動局の数をカウントするステップと、基地局がグループに属する移動局の数に応じて、移動局のチャネル情報の報告周期を適応的に変更するように移動局を制御するステップとを備えることを特徴としている。

本発明の移動局制御方法は、CoMP通信を行うことが可能な基地局で使用され、移動局から報告されるチャネル情報に基づいて、移動局の制御を行う移動局の制御方法であって、 移動局の位置を特定するステップと、特定した位置に基づいて移動局をグループ分けする移動局位置判定ステップと、同じグループに属する移動局が共同してチャネル情報を報告するように制御するステップとを備えることを特徴としている。また、移動局位置判定ステップがグループに属する移動局の数をカウントするステップと、基地局がグループに属する移動局の数に応じて、移動局のチャネル情報の報告周期を適応的に変更するように移動局を制御するステップとを備えることを特徴としている。

本発明によれば、複数の移動局からのチャネル情報の報告(フィードバック)の報告周期を適応的に変更することにより、システム全体としてチャネル情報の報告量をほぼ一定に保つことができるようになるので、無駄なフィードバック量を削減することが可能になる。また、移動局からのチャネル情報の報告を複数の移動局が共同して行うことにより、通信負荷を分散させることができるので、安定したCoMP通信を行うことが可能になる。

本発明の通信システムの概要図 本発明の基地局の概略ブロック図 本発明の移動局の概略ブロック図 本発明の実施形態１における通信システムのチャネル情報の報告処理を示すシーケンス図 本発明の実施形態２における通信システムのチャネル情報の報告処理を示すシーケンス図 本発明の実施形態３における通信システムのチャネル情報の報告処理を示すシーケンス図 本発明の実施形態４における通信システムのチャネル情報の報告処理を示すシーケンス図 従来の通信システムのCoMP通信の概要図 従来の通信システムのチャネル情報の報告処理を示すシーケンス図

以下に、本発明を実施するための形態について説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何ら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施可能である。

［実施形態１］
実施形態１を図１、２、３、４を参照して説明する。図１(a)に示すように、実施形態１の通信システムは、基地局(基地局装置)１００Ａ、２００Ａ、３００Ａと移動局(移動局装置)４００Ａ、５００Ａ、６００Ａを備えている。破線は、３つの基地局がネットワークで接続されていることを示し、実線で示した円はそれぞれの基地局の通信範囲(セル)を示している。図１(a)で、移動局４００Ａと５００Ａは近い位置にあり、移動局６００Ａは移動局４００Ａと５００Ａから離れた位置にあると仮定している。また、図１(b)は、図１(a)の一部の拡大図であり、３つのセルの重なった領域に位置している３つの移動局の位置関係を示している。詳細は後述する。

図２は、実施形態１における基地局１００Ａの要部構成を示すブロック図である。なお、基地局２００Ａ、３００Ａの構成は、基地局１００Ａと同様であるため、その説明を省略する。基地局１００Ａは、アンテナ１０１、無線部１０２、信号処理部１０３、制御部１０４、移動局位置判定部１０５を備えている。なお、基地局１００Ａの構成要素としては、本実施形態１の説明に必要なもののみ示し、その他の基地局１００Ａが備える通常の無線通信に用いられる構成要素の説明及び図示は省略する。

アンテナ１０１は、移動局４００Ａまたは５００Ａが送信する信号を受信し、無線部１０２へ出力する。また、アンテナ１０１は、無線部１０２が出力する信号を、無線信号として、移動局４００Ａまたは移動局５００Ａに送信する。無線部１０２は、アンテナ１０１が出力する信号に対して、ダウンコンバートを行い、信号処理部１０２へ出力する。また、無線部１０２は、信号処理部１０３が出力する信号に対して、アップコンバートを行い、アンテナ１０１へ出力する。

信号処理部１０３は、無線部１０２が出力する信号に対して復調の処理を行い、制御部１０４に出力する。また、信号処理部１０３は、基地局１００Ａが移動局４００Ａ、５００Ａに送信するデータを、制御部１０４から取得し、変調の処理を行い、無線部１０２に出力する。制御部１０４は、CoMP通信に関する制御を行い、移動局４００Ａまたは移動局５００Ａへ指示する信号を出力する。また、移動局４００Ａまたは移動局５００Ａから受信した信号を処理する。

移動局位置判定部１０５は制御部１０４に含まれ、移動局４００Ａまたは移動局５００Ａから受信した情報に基づいて移動局４００Ａまたは移動局５００Ａの位置を特定し、位置に応じて移動局４００Ａまたは移動局５００Ａをグループ分けする。また、移動局位置判定部１０５はグループ分けした各グループに属する移動局の数をカウントする。

図３は、実施形態１における移動局４００Ａの要部構成を示すブロック図である。なお、移動局５００Ａの構成は、移動局４００Ａと同様であるため、その説明を省略する。
移動局４００Ａは、アンテナ２０１、無線部２０２、信号処理部２０３、制御部２０４を備えている。なお、移動局４００Ａの構成要素としては、本実施形態１の説明に必要なもののみ示し、その他の移動局４００Ａが備える通常の無線通信に用いられる構成要素の説明及び図示は省略する。

アンテナ２０１は、基地局１００Ａが送信する信号を受信し、無線部２０２に出力する。また、アンテナ２０１は無線部２０２が出力する信号を、無線信号として、基地局１００Ａに送信する。無線部２０２は、アンテナ２０１が出力する信号に対して、ダウンコンバートを行い、信号処理部２０２へ出力する。また無線部２０２は、信号処理部２０３が出力する信号に対して、アップコンバートを行い、アンテナ２０１へ出力する。

信号処理部２０３は、無線部２０２が出力する信号に対して復調の処理を行い、制御部２０４に出力する。また、信号処理部２０３は、移動局４００Ａが、基地局１００Ａに送信するデータを、制御部２０４から取得し、変調の処理を行い、無線部２０２に出力する。制御部２０４は、基地局１００Ａからの指示を受信し、指示に従い各種測定を行うとともに基地局１００Ａに結果を報告する。

図４は、本実施形態１による通信システムのCoMP通信開始までのシーケンス図である。図４で、先頭にＳの付いているものはステップを示している。例えばＳ４０００はステップ４０００である。図４を参照して説明する。

移動局４００Ａの制御部２０４と基地局１００Ａの制御部１０４が音声やデータなどの通信を開始する(Ｓ４００１)と、基地局１００Ａの制御部１０４は、移動局４００Ａに対して、RRC Measurementを開始するように指示する(Ｓ４００２)。ここで、RRC Measurementとは、基地局(周辺基地局も含む)からの信号の品質を測定することであり、測定内容としては、RSRP(Reference Signal Received Power)、RSRQ(Reference Signal Received Quality)などが規定されている。なお、RSRPはReference Signalの受信電力、RSRQは信号全体に対するReference Signalの電力比である。

移動局４００Ａの制御部２０４は、Ｓ４００２の基地局１００Ａからの指示に従い、RRC Measurementを開始する(Ｓ４００３)。RRC Measurementが開始されると、移動局４００Ａの制御部２０４は、基地局１００ＡへRRC Measurementの測定結果を報告する(Ｓ４００４)。この報告は、周期的に行われたり、RSRPが設定された閾値以下になった場合に行われるなど、基地局１００Ａからの指示に基づいて行われる。

基地局１００Ａの移動局位置判定部１０５は、移動局４００Ａの位置を特定し、移動局４００Ａの位置に応じて移動局４００Ａをグループ分けする(Ｓ４００５)。
移動局４００Ａの位置の特定は、ＧＰＳを利用して移動局４００Ａから基地局１００Ａの制御部１０４へ移動局４００Ａの位置情報を通知して行われたり、アレイアンテナの技術を利用して行われることも可能である。アレイアンテナの技術とは、移動局４００Ａから送信される信号を基地局１００Ａが受信して移動局４００Ａの方向を特定し、移動局４００Ａから報告されるRSRPと基地局１００Ａからの送信電力によりパスロスを算出して基地局１００Ａからの距離を特定することにより、移動局４００Ａの位置を特定するものである。

基地局１００Ａの移動局位置判定部１０５による移動局４００Ａのグループ分けは、セル領域を分割し、分割された各領域(エリア)内部に存在する移動局を１つのグループとして分類することによって行われる。図１(b)の例では、移動局４００Ａが位置するセルを、破線で分けられた６つのエリア(領域)に分割し、移動局４００Ａが位置するエリアＡを１つのグループとしてグループ分けしている。なお、エリアの分割数やそれぞれのエリアの広さなどは、エリア内部に存在するそれぞれの移動局と基地局との通信状態がほぼ同じであるとみなせるように設定する。これは各基地局の移動局位置判定部１０５が、RRC Measurementの測定結果から決定してもいいし、予め実験して得られたデータから決定しても良い。実験から得る場合、実験値からエリアの分割数や各エリアの広さなどのエリア情報を基地局が持ち、Ｓ４００５の処理時に使用する。

図４に戻って説明する。基地局２００Ａの制御部１０４は、移動局４００Ａから受信したRRC Measurement結果に基づいて、CoMP通信を行うことが望ましいと判断される場合には、CoMP Measurementを開始することを決定し、CoMP Measurementを開始するように指示するために、指示内容を決定する(Ｓ４００６)。ここで、CoMP Measurementとは、複数の基地局が協調して移動局と通信を行うために必要となるチャネル状態の情報を移動局で測定することである。なお、移動局で測定するチャネル状態の情報には大きく分けて２つの種類がある。１つは、Explicit CSI (Explicit channel state/statistical information feedback)であり、もう１つはImplicit CSI (Implicit channel state/statistical information feedback)である。Implicit CSIはLTEでも測定して報告している情報であり、チャネルの状態をおおまかに表したもので、CQI(Channel Quality Indicator)/PMI(Precoding Matrix Indicator)/RI(Rank Indication)などの、比較的情報量(ビット数)の少ない情報である。それに対して、Explicit CSIはLTE-Aで新たに報告するように定められた情報であり、チャネルの状態をより正確に表したもので、情報量が非常に多い情報である。またＳ４００６における指示内容は、測定を行うべき周辺の基地局の情報や、測定結果の報告周期や、場合によっては測定結果の報告の条件などが挙げられる。

基地局１００Ａの制御部１０４が、移動局４００Ａに対して、CoMP Measurementを開始するように指示する(Ｓ４００７)。移動局４００Ａの制御部２０４は、基地局１００Ａからの指示に従い、CoMP Measurementを開始する(Ｓ４００８)。移動局４００Ａの制御部２０４は、通信中の基地局１００Ａだけでなく、周辺の基地局２００Ａ、基地局３００ＡについてもCoMP Measurementの測定結果を報告する(Ｓ４００９)。この報告は、周期的に行われたり、RSRPが設定された閾値以下になった場合に行われるなど、基地局１００Ａからの指示に基づいて行われる。

基地局１００Ａの制御部１０４は、移動局４００Ａから受信したCoMP Measurement結果に基づいて、スループットの改善が見込まれるなど移動局４００ＡとCoMP通信を行うことが望ましいと判断される場合には、周辺の基地局(図１の場合、基地局２００Ａ、基地局３００Ａ)と協調し、移動局４００ＡとCoMP通信を開始し(Ｓ４０１０)、スケジューリング(CS：Coordinated Scheduling)やビームフォーミング(CB：Coordinated Beamforming)、ジョイントプロセッシング(JP：Joint Processing)などのCoMP通信を行う(Ｓ４０１１)。スケジューリングやジョイントプロセッシングなどのうち、いずれの状態で行われるかは基地局１００Ａが最適な方法を選択する。

基地局１００Ａと移動局４００Ａが、CoMP通信を行っている間に、移動局５００Ａの制御部２０４と基地局１００Ａの制御部１０４が、音声やデータなどの通信を開始する(Ｓ４０１２)。基地局１００Ａの制御部１０４は移動局５００Ａに対して、RRC Measurementを開始するように指示する(Ｓ４０１３)。移動局５００Ａの制御部１０４は、基地局１００Ａからの指示に従い、RRC Measurementを開始する(Ｓ４０１４)。この測定指示も、Ｓ４００２と同様に基地局１００Ａを含む周辺の基地局から送信される信号のRSRPやRSRQなどの受信品質に関連する測定を行うことを移動局へ指示するものである。

移動局５００Ａの制御部２０４は、基地局１００Ａからの指示に従い、RRC Measurementを開始する(Ｓ４０１４)。RRC Measurementが開始されると、移動局５００Ａの制御部２０４は、基地局１００ＡへRRC Measurementの測定結果を報告する(Ｓ４０１５)。この報告は、周期的に行われたり、RSRPが設定された閾値以下になった場合に行われるなど、基地局１００Ａからの指示に基づいて行われる。

基地局１００Ａの移動局位置判定部１０５は、Ｓ４００５と同様に、移動局５００Ａの位置を特定し、位置に応じて移動局をグループ分けする(Ｓ４０１６)。図１(b)に示すように、移動局４００Ａと移動局５００Ａが同じエリア(エリアＡ)に存在するため、移動局５００Ａは移動局４００Ａと同じグループに分類される。なお、移動局６００Ａは、移動局４００Ａと５００Ａから離れて、エリアＢに存在するため、同じグループに分類されない。

基地局１００Ａの制御部１０４は、移動局５００Ａから受信したRRC Measurement結果に基づいて、例えば、移動局５００Ａがセルエッジの近くに位置するなど、CoMP通信を行うことが望ましいと判断される場合には、CoMP Measurementを開始することを決定し、移動局４００ＡへのCoMP Measurementの設定内容変更、および、移動局５００ＡへのCoMP Measurementの開始を指示するために、指示内容を決定する(Ｓ４０１７)。

Ｓ４０１７における指示内容には、Ｓ４００６における指示内容に加えて、移動局４００Ａおよび移動局５００ＡからのCoMP Measurementの結果の報告(Ｓ４０２２およびＳ４０２３)の報告周期を、Ｓ４００９で移動局４００Ａのみから行われていた報告の周期の２倍に設定することが含まれる。２つの移動局からの報告の周期を２倍にすることで、１つの移動局のみがCoMP Measurementの結果を報告していた場合と同じ量の情報を基地局へ報告することになるので、システム全体のフィードバック量は増加しない。なお、ここで、もし同じグループに分類される移動局が３台であれば周期を３倍に設定する。移動局位置判定部１０５はグループ内に存在している移動局の数をカウントしているので、制御部１０４は移動局の数に応じて周期を変更するようにグループ内の移動局を制御できる。

このように複数の移動局からのCoMP Measurementの結果報告のようなチャネル情報の報告の周期を移動局の数に応じて、適応的に変更することにより、システム全体としてチャネル情報の報告(フィードバック)する量をほぼ一定に保つことができ、複数の移動局それぞれからのフィードバックに従来技術を適用した場合に比べて、フィードバックする情報量の削減が可能になる。

基地局１００Ａの制御部１０４は、移動局１００Ａに対して、CoMP Measurementの報告周期の変更を指示し(Ｓ４０１８)、移動局５００Ａに対して、CoMP Measurementを開始するように指示する(Ｓ４０１９)。
移動局４００Ａの制御部２０４は、基地局１００Ａからの指示に従い、CoMP Measurementの報告周期を変更し(Ｓ４０２０)、移動局５００Ａの制御部２０４は、基地局１００Ａからの指示に従い、CoMP Measurementを開始する(Ｓ４０２１)。

移動局４００Ａの制御部２０４および移動局５００Ａの制御部２０４は、基地局１００Ａからの指示に従って、現在通信している基地局１００Ａだけでなく、周辺の基地局２００Ａ、基地局３００ＡについてもCoMP Measurementの測定結果を報告する(Ｓ４０２２、Ｓ４０２３)。この報告は、周期的に行われたり、RSRPが設定された閾値以下になった場合に行われるなど、基地局１００Ａからの指示に基づいて行われる。なお、複数の移動局からのチャネル情報の報告を共同して行うことは、各移動局からのチャネル情報の報告周期に依存せずに、CoMP通信の効果を安定して得られる効果があるが、更にCoMP Measurementの測定結果の報告が周期的に行われる場合に、上述したようにＳ４００９で移動局４００Ａから報告される周期の２倍の周期で行うと、システム全体としてチャネル情報の報告量をほぼ一定に保つことができ、無駄なチャネル情報の報告量の削減も同時に可能になる。

基地局１００Ａの制御部１０４は、移動局４００Ａおよび移動局５００Ａから受信したCoMP Measurement結果に基づいて、例えばスループットが改善することが見込まれるなど、移動局５００ＡとCoMP通信を行うことが望ましいと判断される場合には、周辺の基地局(図１の場合、基地局２００Ａ、基地局３００Ａ)と協調し、移動局５００ＡとCoMP通信を開始し(Ｓ４０２４)、スケジューリング(CS：Coordinated Scheduling)やビームフォーミング(CB：Coordinated Beamforming)、ジョイントプロセッシング(JP：Joint Processing)などのCoMP通信を行う(Ｓ４０２５)。スケジューリングやジョイントプロセッシングなどのうち、いずれの状態で行われるかは基地局１００Ａが最適な方法を選択する。

以上、説明したように実施形態１は、複数の基地局が協調して移動局と通信するCoMP通信を行うことが可能な通信システムで実施される例であり、ほぼ同じエリアに存在する複数の移動局は、基地局とほぼ同じ通信状態にあるとみなし、CoMP Measurementの結果を、複数の移動局によって共同して基地局へ報告することと、複数の移動局からのチャネル情報の報告周期を適応的に変更することを行うものである。

LTE-AにおいてCoMP通信が実施される場合は、複数の基地局に対するチャネル状態の情報(Explicit／Implicit CSI)を報告する必要があるため、移動局から基地局へのフィードバック情報量が非常に多くなり通信状態が不安定になることがある。上述したように複数の移動局を移動局の位置情報によってグループ分けし、同じグループの各移動局からのCoMP Measurementの結果を、複数の移動局によって共同して基地局へ報告することによって通信負荷を分散さて安定したCoMP通信を実行できる。

また、複数の移動局を移動局の位置情報によってグループ分けし、同じグループの移動局の数に応じて、複数の移動局からのチャネル情報の報告周期を適応的に変更することにより、システム全体としてチャネル情報のフィードバック量をほぼ一定に保つことができ、無駄なフィードバックを削減することが可能となる。

［実施形態２］
実施形態２を図５を参照して説明する。実施形態２の通信システムにおける基地局と移動局の配置、および基地局と移動局の構成は、実施形態１で説明した図１、図２、図３と同様であるので説明を省略する。実施形態２は、先にCoMP通信を行っている移動局４００Ａから受信したCoMP Measurementの結果を利用して、移動局５００ＡがCoMP通信を行うかどうか判断する実施形態である。図５の大部分が実施形態１と重複するので省略し、実施形態２を説明するために必要な部分のみ説明する。

実施形態２は、図５のＳ４０１７まで実施形態１と同じ処理を行う。Ｓ４０１７で、基地局１００Ａの制御部１０４は、移動局５００Ａから受信したRRC Measurement結果に基づいて、例えば、移動局５００Ａがセルエッジの近くに位置するなど、CoMP通信を行うことが望ましいと判断される場合には、CoMP Measurementを開始することを決定し、移動局４００ＡへCoMP Measurementの設定内容変更、および、移動局５００ＡへのCoMP Measurementの開始を指示するために、指示内容を決定する。実施形態１と同様にＳ４０１７における指示内容には、移動局４００Ａおよび移動局５００ＡからのCoMP Measurementの結果の報告(Ｓ４０２２およびＳ４０２３)の報告周期を、Ｓ４００９で移動局４００Ａのみから行われていた報告の周期の２倍に設定することが含まれる。

Ｓ４０１７の処理が終了すると、実施形態１では、移動局４００Ａと５００ＡがCoMP Measurementの測定を行い、基地局１００ＡがCoMP Measurementの測定から移動局５００ＡとのCoMP通信を行うかどうかの判断を行っていた。実施形態２では移動局４００Ａと５００ＡのCoMP Measurementの測定を行う前に、Ｓ４００８で行われた移動局４００ＡのCoMP Measurementの測定結果に基づいて、スループットの改善が見込まれるなど移動局５００ＡとCoMP通信を行うことが望ましいと判断される場合には、周辺の基地局(この場合、基地局２００Ａ、基地局３００Ａ)と協調し、移動局５００ＡとCoMP通信を開始し(Ｓ５０１８)、スケジューリング(CS：Coordinated Scheduling)やビームフォーミング(CB：Coordinated Beamforming)、ジョイントプロセッシング(JP：Joint Processing)などのCoMP通信を行う(Ｓ５０１９)。

ほぼ同じ位置に位置している複数の移動局は、基地局とほぼ同じ通信状態にあるとみなすことができるので、同じエリアに位置している移動局４００Ａと移動局５００Ａを同じグループとして分類することで、移動局５００ＡのCoMP Measurementの測定を行わずに、移動局４００Ａから受信したCoMP Measurementの結果によって移動局５００Ａとの通信でCoMP通信を行うことが望ましいかどうかを判断することが可能になる。

続いて、Ｓ５０２０からＳ５０２５によって、基地局１００Ａから移動局へのCoMP Measurementの指示や、移動局によるCoMP Measurementの測定および測定結果の報告が行われる。これらの処理は実施形態１と同じであり、CoMP Measurementの測定の報告周期は、Ｓ４００９で行われるCoMP Measurementの測定の報告周期の２倍になっている。

以上、説明したように実施形態２は、複数の基地局が協調して移動局と通信するCoMP通信を行うことが可能な通信システムで、同じエリアに位置している複数の移動局をグループ分けすることによって、従来より早いタイミングでCoMP通信を実施することが可能になるものである。これによって実施形態１の効果に加えて、スループット改善などのCoMP通信の効果を効率的に得ることが出来る。

［実施形態３］
実施形態３を図６を参照して説明する。実施形態３の通信システムにおける基地局と移動局の配置、および基地局と移動局の構成は、実施形態１、２で説明した図１、図２、図３と同様であるので説明を省略する。実施形態３は、移動局４００Ａ、移動局５００Ａが、基地局１００ＡとCoMP通信を行っている状態から、移動局５００ＡがCoMP通信を停止した場合に、複数の移動局からのチャネル情報の報告周期を適応的に変更する実施形態である。

移動局４００Ａおよび移動局５００Ａが、基地局１００ＡとCoMP通信を行っており(Ｓ６００１、Ｓ６００２)、RRC MeasurementおよびCoMP Measurementを実施し、基地局１００Ａに結果を報告している(Ｓ６００３〜Ｓ６００６)。
ここで、基地局１００Ａの制御部１０４は、移動局５００Ａとの通信で、CoMP通信を停止することが望ましいと判断される場合には、移動局５００Ａとの通信におけるCoMP通信の停止とCoMP Measurement測定結果の報告の停止を決定する(Ｓ６００７)。

CoMPを行うかどうかの判断は、基地局と移動局の通信状態だけでなくネットワークの負荷や各ユーザのデータ通信量などのような様々な要因に基づいて基地局が判断する。本発明は、ほぼ同じ位置に存在する複数の移動局は、通信状態が同じであると想定している。実施形態３は、位置によってグループ分けされた移動局の通信状態は同じであるが、通信状態以外の要因によってCoMP通信を停止する場合の実施形態である。

図６に戻り説明する。移動局５００ＡのCoMP Measurement測定結果の報告を停止すると、基地局１００Ａの制御部１０４は、移動局４００Ａに対するCoMP Measurementの指示内容の変更を決定する(Ｓ６００８)。指示内容の変更には、移動局４００ＡからのCoMP Measurementの結果の報告の周期を、Ｓ６００５で行っていたCoMP Measurementの結果の報告の周期の半分に設定することが含まれる。

移動局５００ＡからのCoMP Measurementの結果の報告を停止するとともに移動局４００ＡからのCoMP Measurementの結果の報告の周期を半分に設定することによって、基地局１００Ａが受信するCoMP Measurement結果の報告量は、移動局４００Ａおよび移動局５００ＡがCoMP Measurementの結果を報告していた場合と同じになるので、通信システム全体としてはチャネル情報量は変化しない。また、移動局１００ＡからのCoMP Measurement結果の報告周期が短くなるため、CoMP通信の効果が劣化することが避けられる。

基地局１００Ａの制御部１０４は、移動局５００ＡとのCoMP通信を停止し、CoMPしない状態で通信を継続する(Ｓ６００９)。CoMPしない状態とは、基地局１００Ａが、基地局２００Ａ、３００Ａと協調せず単独で移動局５００Ａと通信している状態である。

次に、基地局１００Ａの制御部１０４は、移動局４００Ａに対して、CoMP Measurementの報告周期の変更を指示し(Ｓ６０１０)、移動局５００Ａに対して、CoMP Measurementを停止するように指示する(Ｓ６０１１)。

このようにして、移動局１００ＡはCoMP Measurementの設定が変更され(Ｓ６０１２)、CoMP Measurementの報告の周期が半分になった状態で、CoMP Measurementの結果が報告される(Ｓ６０１４)。一方、移動局１００Ｂは、CoMP Measurementの結果の報告を停止する(Ｓ６０１３)。

以上、説明したように実施形態３は、複数の基地局が協調して移動局と通信するCoMP通信を行うことが可能な通信システムで、位置によって同じグループに分類された複数の移動局が、基地局とCoMP通信を行い、CoMP Measurementの結果を共同して基地局へフィードバックしている際に、一部の移動局がCoMP通信を停止すると判断した場合に、CoMP通信を継続する移動局からのチャネル情報の報告周期を短くして、通信システム全体としてのチャネル情報の報告量をほぼ一定に保つものである。このようにすることによって、CoMP通信を行っている通信システムで、一部の移動局がCoMP通信を停止しても、CoMP通信を行っている移動局や基地局は安定したCoMP通信を継続することが可能になる。

［実施形態４］
実施形態４を図７を参照して説明する。実施形態４の通信システムにおける基地局と移動局の配置、および基地局と移動局の構成は、実施形態１、２、３で説明した図１、図２、図３と同様であるので説明を省略する。実施形態４は、移動局４００Ａ、移動局５００Ａのそれぞれが、基地局１００ＡとCoMP通信を行っている状態から、移動局５００Ａが通信を停止した場合に、複数の移動局からのチャネル情報の報告周期を適応的に変更する実施形態である。なお、図７の多くの部分が実施形態３と重複するので省略し、実施形態４を説明するために必要な部分のみ説明する。

実施形態４は、図７のＳ６００６までは実施形態３と同じである。移動局４００Ａおよび移動局５００Ａが、基地局１００ＡとCoMP通信を行い、RRC MeasurementおよびCoMP Measurementを実施して基地局１００Ａへ結果を報告している状態である。

Ｓ７００７で、移動局５００Ａが通信を停止する。なお通信の停止に伴い、移動局５００ＡからのCoMP Measurement結果の報告も停止する。Ｓ７００７における通信の停止は、移動局５００Ａの使用者が意図的に通信を終了する場合を想定している。

移動局５００Ａの通信およびCoMP Measurement測定結果の報告を停止すると、基地局１００Ａの制御部１０４は、移動局４００Ａに対するCoMP Measurementの指示内容の変更を決定する(Ｓ７００８)。指示内容の変更には実施形態３と同様に、移動局４００ＡからのCoMP Measurementの結果の報告の周期を、Ｓ６００５で行っていたCoMP Measurementの結果の報告の周期の半分に設定することが含まれる。

移動局５００Ａと基地局の通信を停止しても、移動局４００ＡからのCoMP Measurementの結果の報告の周期を半分に設定することによって、基地局１００Ａが受信するCoMP Measurement結果の報告量は、移動局４００Ａおよび移動局５００ＡがCoMP Measurementの結果を報告していた場合と同じになるので、通信システム全体としてはチャネル情報量は変化しない。また、移動局１００ＡからのCoMP Measurement結果の報告周期が短くなるため、CoMP通信の効果が劣化することが避けられる。

Ｓ７００９で、基地局１００Ａの制御部１０４が移動局４００ＡへCoMP Measurementの報告周期の変更を指示し、移動局４００ＡはCoMP Measurementの報告周期を半分に変更して報告を開始する(Ｓ７０１０、Ｓ７０１１)。

以上、説明したように実施形態４は、CoMP通信を行うことが可能な通信システムで、位置によって同じグループに分類された複数の移動局が、基地局とCoMP通信を行い、CoMP Measurementの結果を共同して基地局へフィードバックしている際に、一部の移動局が通信を停止した場合にも、実施形態３と同じようにCoMP通信状態を継続する移動局からのチャネル情報の報告周期を短くして、通信システム全体としてのチャネル情報の報告量をほぼ一定に保つものである。このようにすることで、CoMP通信を行っている通信システムで、一部の移動局が通信を停止しても、CoMP通信を行っている移動局や基地局は安定したCoMP通信を継続することが可能になる。
また、CoMPは、待ち受け状態の移動局には実施されないので、本実施形態は移動局の通信終了時の基本処理として実施することも可能である。

本発明は、複数の基地局が協調して複数の移動局と無線通信を行う移動通信システム、基地局、移動局に適用することができるが、これに限定されない。

１００、２００、３００、１００Ａ、２００Ａ、３００Ａ 基地局
４００、５００、４００Ａ、５００Ａ、６００Ａ 移動局
１０１、２０１ アンテナ
１０２、２０２ 無線部
１０３、２０３ 信号処理部
１０４、２０４ 制御部
１０５ 移動局位置判定部

Claims (12)

1. 移動局から報告されるチャネル情報に基づいて、前記移動局の制御を行う制御手段を有し、前記移動局とCoMP通信を行うことが可能な基地局であって、
   前記基地局は、前記移動局の位置を特定し、特定した位置に基づいて移動局をグループ分けする移動局位置判定手段を備え、
   同じグループに属する移動局が共同してチャネル情報を報告するように制御することを特徴とする基地局。
2. 前記移動局位置判定手段はグループに属する移動局の数をカウントし、前記基地局はグループに属する移動局の数に応じて、移動局のチャネル情報の報告周期を適応的に変更するように移動局を制御することを特徴とする請求項１記載の基地局。
3. 基地局とのチャネル状態を測定する測定手段と、該測定手段によって測定されたチャネル情報を基地局へ報告する報告手段とを有し、基地局とCoMP通信を行うことが可能な移動局であって、
   前記基地局の有する移動局位置判定手段による移動局の位置の特定と、特定した位置に基づく移動局のグループ分けに応じて、チャネル情報の報告を同じグループの移動局と共同して行うことを特徴とする移動局。
4. 前記移動局位置判定手段が同じグループに属する移動局の数をカウントし、グループに属する移動局の数に応じて、前記チャネル情報の報告周期を適応的に変更して報告することを特徴とする請求項３記載の移動局。
5. 前記チャネル情報を共同して報告することを、基地局からの指示で行うことを特徴とする請求項３記載の移動局。
6. 前記チャネル情報の報告周期の変更を、基地局からの指示で行うことを特徴とする請求項４記載の移動局。
7. 移動局から報告されるチャネル情報に基づいて、前記移動局の制御を行う制御手段を有し、前記移動局とCoMP通信を行うことが可能な基地局と、
   前記基地局とのチャネル状態を測定する測定手段と、該測定手段によって測定されたチャネル情報を基地局へ報告する報告手段とを有し、基地局とCoMP通信を行うことが可能な移動局とを有する通信システムであって、
   前記基地局は、前記移動局の位置を特定し、特定した位置に基づいて移動局をグループ分けする移動局位置判定手段を備え、
   同じグループに属する移動局が共同してチャネル情報を報告するように制御することを特徴とする通信システム。
8. 前記移動局位置判定手段はグループに属する移動局の数をカウントし、前記基地局がグループに属する移動局の数に応じて、移動局のチャネル情報の報告周期を適応的に変更するように移動局を制御することを特徴とする請求項７記載の通信システム。
9. 移動局と基地局とがCoMP通信を行う通信システムで使用され、
   移動局から報告されるチャネル情報に基づいて、前記移動局の制御を基地局が行う制御ステップと、移動局が、基地局とのチャネル状態を測定する測定ステップと該測定ステップによって測定されたチャネル情報を基地局へ報告する報告ステップと、を含む通信方法であって、
   前記基地局が、前記移動局の位置を特定するステップと、特定した位置に基づいて移動局をグループ分けする移動局位置判定ステップと、
   同じグループに属する移動局が共同してチャネル情報を報告するように制御するステップとを備えることを特徴とする通信方法。
10. 前記移動局位置判定ステップは、グループに属する移動局の数をカウントするステップと、前記基地局がグループに属する移動局の数に応じて、移動局のチャネル情報の報告周期を適応的に変更するように移動局を制御するステップとを備えることを特徴とする請求項９記載の通信方法。
11. CoMP通信を行うことが可能な基地局で使用され、移動局から報告されるチャネル情報に基づいて、前記移動局の制御を行う移動局の制御方法であって、
    移動局の位置を特定するステップと、特定した位置に基づいて移動局をグループ分けする移動局位置判定ステップと、
    同じグループに属する移動局が共同してチャネル情報を報告するように制御するステップとを備えることを特徴とする移動局制御方法。
12. 前記移動局位置判定ステップは、グループに属する移動局の数をカウントするステップと、基地局がグループに属する移動局の数に応じて、移動局のチャネル情報の報告周期を適応的に変更するように移動局を制御するステップとを備えることを特徴とする請求項１１記載の移動局制御方法。