JP2012523189A - ネットワークの動作方法およびネットワーク - Google Patents

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Abstract

単純な構成により、ネットワークにおける確実な通信を可能にするための、ネットワークの動作方法を提供する。複数の基地局がクラスタへとグループ化されてクラスタコントローラに接続される。クラスタコントローラは、基地局からメインネットワークへのアクセスを提供する。本方法は、クラスタコントローラが、少なくとも１つの基地局からの測定情報および／または報告に基づいて、クラスタの内部および／または外部の干渉を軽減することを特徴とする。また、対応するネットワーク、好ましくは上記の方法を実行するネットワークを提供する。

Description

本発明は、ネットワークの動作方法に関する。複数の基地局がクラスタへとグループ化され、クラスタコントローラに接続される。クラスタコントローラは、基地局からメインネットワークへのアクセスを提供する。また、本発明は、ネットワークに関する。複数の基地局がクラスタへとグループ化され、クラスタコントローラに接続される。クラスタコントローラは、基地局からメインネットワークへのアクセスを提供するように設計される。
クラスタへとグループ化された複数の基地局を有するネットワークが広く知られている。例えば、非特許文献１には、クラスタコントローラに接続されたフェムトセル基地局の構成において、クラスタコントローラが、基地局からＩＰネットワークのようなメインネットワークへのアクセスを提供するものが記載されている。
例えばフェムトセルは、カバレジおよび／またはスループットを向上させるために、ユーザが、認可周波数帯を用いて屋内環境で小型基地局を設置することを可能にする技術である（非特許文献２参照）。ほとんどの場合、フェムトセル基地局は個別に設置され、ＡＤＳＬ（非対称デジタル加入者線）のようなブロードバンドコネクションを介してネットワークに接続される。この方法は多くの欠点を有する。例えば、個々のフェムトセルは、無線リンクによってカバーされる小さいエリアにしかサービスを提供することができない。他のフェムトセル／マクロセル基地局／移動局からの干渉を軽減することが困難だからである。フェムトセル環境におけるパワーおよびリソースの割当は複雑である。また、民間企業構内、商店街、オフィスビル等のような、同じ近傍を共有するフェムトセル間のハンドオーバーも同様に複雑である。このような環境においては、これらのフェムトセル間のすべてのトラフィックが、バックボーンネットワークに迂回される必要がある。
「クラスタリング」は、基地局をグループ化するための効率的な方法である（非特許文献３参照）。最近、フェムトセルＢＳ（Base Station, 基地局）のグループをＩＰ−ＰＢＸ（Internet Protocol Private Branch Exchange）またはフェムトセルクラスタコントローラに接続するための、「フェムトセルクラスタ」と呼ばれる新技術が提案されている（前掲の非特許文献１参照）。ＩＰ−ＰＢＸまたはフェムトセルクラスタコントローラは、フェムトセルクラスタと外界との間のインタフェース／ゲートウェイとして作用する。個別設置フェムトセルのソリューションと比較して、この方法はいくつかの利点を有する。例えば、ソフトハンドオーバーをサポートして、比較的大きいエリアをカバーすることができ、バックボーンへのトラフィックが低減される。
しかし、この新技術はいくつかの欠点を有する。フェムトセルにおいて、特に高密度配備の場合には非常に重要である干渉軽減は、分散型および集中型のいずれのアプローチに対しても、考慮されていないか、または複雑なままである。また、リソースおよびパワーの割当は依然として複雑である。このため、ネットワークにおける通信品質が低くなる。
本発明の目的は、ネットワークの動作方法および対応するネットワークにおいて、単純な構成により、ネットワークにおける確実な通信を可能にするような改良およびさらなる展開を行うことである。
本発明によれば、上記の目的は、請求項１の構成を備えた方法および請求項１２の構成を備えたネットワークによって達成される。
請求項１に記載の通り、本方法は、クラスタコントローラが、少なくとも１つの基地局からの測定情報および／または報告に基づいて、クラスタの内部および／または外部の干渉を軽減することを特徴とする。
請求項１２に記載の通り、本ネットワークは、クラスタコントローラが、少なくとも１つの基地局からの測定情報および／または報告に基づいて、クラスタの内部および／または外部の干渉を軽減する手段を備えたことを特徴とする。
本発明によって認識されたこととして、クラスタコントローラの機能を単純に拡張することによって、ネットワークにおける通信品質を向上させることが可能である。具体的には、クラスタコントローラは、少なくとも１つの基地局からの測定情報および／または報告に基づいて、クラスタの内部および／または外部の干渉を軽減する。上記の情報および／または報告を受信した後、クラスタコントローラは、クラスタの内部および／または外部における干渉を軽減する活動を開始することができる。クラスタコントローラにこのような機能を導入することにより、基地局の設計を単純化することができる。このため、基地局のコストを低く抑えることができる。
このように、単純な構成により、ネットワークにおける確実な通信を可能にするネットワークの動作方法および対応するネットワークが提供される。
具体的な好ましい実施形態において、基地局はフェムトセル基地局であることが可能であり、クラスタコントローラはフェムトセルクラスタコントローラであることが可能である。
好ましい実施形態において、クラスタコントローラは、移動局および／または基地局および／またはフェムトセル基地局および／またはマクロセル基地局の間の干渉を軽減することができる。このような干渉軽減は、上記のようなさまざまな種類の局を含む局グループどうしの間でも可能である。
クラスタコントローラは、局間の干渉を低減するために種々の干渉軽減技術を使用することができる。好ましくは、クラスタコントローラによって使用される干渉軽減技術は、ビームフォーミングおよび／またはパワー制御および／またはスペクトル回避を含むことが可能である。使用される具体的技術は、それぞれの使用例によって変わり得る。
単純に設計された基地局を提供するため、クラスタコントローラは、無線リソース管理（Radio Resource Management, ＲＲＭ）および／またはトラフィック制御および／またはクラスタ内ハンドオーバーおよび／またはクラスタとメインネットワークおよび／または他の無線ネットワークとの間のハンドオーバーの機能を含むことが可能である。これにより、重要なインテリジェント機能がクラスタコントローラにおいて実現可能である。
干渉軽減のための好ましい方法は、クラスタコントローラが、好ましくは周期的に、少なくとも１つの基地局へ情報および／または報告の要求を送信するステップを含むことが可能である。好ましい実施形態において、クラスタコントローラは、多数またはすべての基地局へこのような要求を送信することが可能である。
次のステップで、基地局は、チャネル品質情報、好ましくはＳＩＮＲ（信号対雑音干渉比）を取得するための測定を自己の無線チャネルに対して実行することが可能である。換言すれば、基地局は、クラスタコントローラによる使用のために、自己の責任で、動作情報を収集することが可能である。
こうして、基地局は、干渉軽減プロセスにおけるさらなる処理のために、クラスタコントローラへ測定情報および／または報告を送信することが可能である。
好ましくは、基地局は、クラスタコントローラにおける使用のため、および、干渉軽減プロセスの品質を向上させるために、クラスタコントローラへ周波数再利用パラメータをさらに送信することが可能である。
受信した情報および／または報告に基づいて、クラスタコントローラは、基地局にリソースを割り当てることが可能となる。さらに、クラスタコントローラは、割り当てられるリソースについて基地局に通知することが可能である。こうして、ネットワークにおける確実な通信が、単純な構成によって実現可能である。
ネットワークの集中型設計を実現するため、クラスタコントローラは、基地局からメインネットワークへのアクセスを提供するためのゲートウェイ、好ましくはフェムトセルゲートウェイとコロケートされることが可能である。クラスタコントローラとゲートウェイとのこのようなコロケーションにより、ネットワーク事業者は、両方のコンポーネント、すなわちクラスタコントローラおよびゲートウェイを、非常に単純な形で所有および／または管理することが可能である。
ネットワークの別の好ましい実施形態において、複数のクラスタコントローラが、１つのゲートウェイ、好ましくはフェムトセルゲートウェイに接続されることが可能である。このような実施形態によれば、１つのクラスタコントローラの制御エリア内の多数の基地局の統合が可能となる。
好ましい使用例として、ネットワークは、好ましくは、大企業配備または高密度住宅配備エリアにおいて実現可能である。しかし、他の使用例も可能である。
本発明のネットワークにおいて、基地局は、クラスタコントローラから遠く離れずに配置されてもよい。しかし、好ましい実施形態では、基地局は、クラスタコントローラから遠く離れて配置されることが可能である。これにより、基地局は、論理コネクションまたはＶＰＮ（仮想私設ネットワーク）を介してクラスタコントローラに接続されることが可能である。このため、干渉管理およびトラフィック管理が単純化される。
本発明のネットワークの動作方法および本発明のネットワークによれば、従来の方法による上記の問題点を解決することができる。重要な態様として、例えば、フェムトセル基地局はローカルフェムトセルクラスタコントローラに接続され、フェムトセルクラスタにおいて、ローカルフェムトセルクラスタコントローラは、ＲＲＭ、トラフィック制御、およびフェムトセルクラスタ内ハンドオーバーの機能を有することができるだけでなく、フェムトクラスタの内部および／または外部の干渉を軽減することもできる。測定情報および／または報告に基づいて、フェムトセルクラスタコントローラは、移動局、フェムトセル基地局およびマクロセル基地局の間の干渉を低減するために、種々の干渉軽減技術を使用することができる。このような技術として、ビームフォーミング、パワー制御、スペクトル回避等が挙げられる。
本発明を好ましい態様で実施するにはいくつもの可能性がある。このためには、一方で請求項１および１２に従属する諸請求項を参照しつつ、他方で図面により例示された本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を参照されたい。図面を用いて本発明の好ましい実施形態を説明する際には、本発明の教示による好ましい実施形態一般およびその変形例について説明する。
本発明によるネットワークの第１の好ましい実施形態を例示する図である。 本発明の実施形態によるフェムトセルクラスタにおける干渉軽減をフローチャートで例示する図である。 本発明によるネットワークの第２の実施形態を例示する図である。 本発明によるネットワークの第３の実施形態を例示する図である。 本発明によるネットワークの第４の実施形態を例示する図である。
図１は、本発明によるネットワークの第１の実施形態を例示している。図１は、フェムトクラスタコントローラを有するフェムトクラスタのアーキテクチャを示している。３個のフェムトセル基地局ＢＳが、フェムトクラスタを提供するためのフェムトクラスタコントローラに接続されている。フェムトクラスタコントローラは、ブロードバンドコネクションによってフェムトゲートウェイに接続されている。フェムトゲートウェイは、コアネットワークまたはメインネットワークへのアクセスを提供する。
図２は、本発明の好ましい実施形態によるフェムトセルクラスタにおける干渉軽減をフローチャートで例示している。図２に示すように、フェムトセルクラスタにおける干渉軽減には６つのステップがある。
ステップ１：フェムトセルクラスタコントローラが測定報告要求を自己のカバレジ内のフェムトセル基地局へ周期的に送信する。
ステップ２：フェムトセル基地局が、自己の無線チャネルに対して測定を実行し、ＳＩＮＲのような要求されたチャネル品質情報を取得する。
ステップ３：フェムトセル基地局が、測定したチャネル情報をフェムトセルクラスタコントローラに報告する。周波数再利用パラメータのような他の情報も、フェムトセルクラスタコントローラへ送信してもよい。
ステップ４：フェムトセルクラスタコントローラが、測定報告に基づいてフェムトセル基地局にリソースを割り当てる。これは、干渉軽減における重要なステップである。単純なソリューションとしては、パワー制御を用いて干渉を軽減することがある。状況に応じて、ビームフォーミングやスペクトル回避のような他の干渉軽減技術を適用することができる。
ステップ５：フェムトセルクラスタコントローラが、送信パワーレベル、周波数再利用ゾーン、キャリア周波数、およびサブチャネルのセットのような割当リソースについてフェムトセル基地局に通知する。
ステップ６：フェムトセル基地局が、割当リソースの使用を開始する。
使用例
１）大企業配備におけるフェムトセルクラスタ
フェムトセルクラスタは、大企業配備にとって理想的である。この場合、複数のフェムトセルが１つのフェムトセルクラスタコントローラに接続される。この状況において、図３に例示するように、ユーザＡは、社内を自由に移動可能であり、フェムトセル間のシームレスなハンドオーバーを享受する。ユーザＡとユーザＢとの間のトラフィックは、コアネットワークを通じてルーティングされずに確立されることが可能である。フェムトセルクラスタコントローラは、ＲＲＭを最適化し、フェムトセル間の干渉を効率的に軽減することができる。
２）高密度住宅配備エリアにおけるフェムトセルクラスタ
この状況において、それぞれ相異なる家に設置された近隣のフェムトセルがフェムトセルクラスタコントローラに接続されてフェムトセルクラスタを形成する。フェムトセルが高密度であるため、本発明によって提案される方法は、これらのフェムトセルに対するＲＲＭおよび干渉条件を改善することができる。この状況の実施形態を図４に例示する。
３）フェムトセルゲートウェイとコロケートされたフェムトセルクラスタコントローラ
図５に例示するように、この状況は、上記のすべての使用例を含むが、フェムトセルクラスタコントローラはフェムトセルゲートウェイとコロケートされ、したがってネットワーク事業者によって所有されていると仮定される。このフェムトセルゲートウェイ設計においては、フェムトセルゲートウェイが干渉軽減機能を有してもよく、１つのフェムトセルゲートウェイが複数のフェムトセル基地局に接続される。しかし、本発明によって提案される方法では、１つのゲートウェイが複数のフェムトセルクラスタコントローラを有することが可能であり、各フェムトセルクラスタコントローラが、複数のフェムトセル基地局を有する１つのフェムトセルクラスタに接続される。
ローカルフェムトセルクラスタコントローラは、フェムトクラスタの内部および外部における干渉軽減の集中型最適化を行うことができる。
本発明の好ましい実施形態によるローカルフェムトセルクラスタコントローラは、フェムトクラスタの内部および／または外部における干渉軽減の機能を有するだけでなく、無線リソース管理（ＲＲＭ）を有し、フェムトクラスタ内の高度なソフトハンドオーバーを向上させ、フェムトクラスタと、マクロセル、他の独立したフェムト、フェムトクラスタ等のような他の無線ネットワークとの間のハンドオーバーを可能にする。
測定情報および／または報告に基づいて、フェムトセルクラスタコントローラは、移動局、フェムトセル基地局およびマクロセル基地局の間の干渉を低減するために、種々の干渉軽減技術を使用することができる。このような技術として、ビームフォーミング、パワー制御、スペクトル回避等が挙げられる。
本発明による方法およびネットワークは、フェムトセルおよびマクロセルの間の干渉を効率的に軽減することができる。また、パワーおよびリソースの管理の最適化が提供される。
住宅において通常使用される個別設置フェムトセルのソリューションと比較して、本発明によって提案されるアプローチは、商店街や大規模住宅エリアのような大きいエリアをカバーすることができる。ネットワークコントローラの作業負荷が低減可能である。
ＲＲＭや干渉管理のようないくつかのインテリジェント機能を、フェムトセル基地局からフェムトセルクラスタコントローラに移転することができるので、本発明は、フェムトセル基地局の設計を単純化することができ、したがって、フェムトセル基地局のコストを大幅に低減することができる。また、フェムトセルゲートウェイの複雑さを低減することができる。
上記の説明および添付図面の記載に基づいて、当業者は本発明の多くの変形例および他の実施形態に想到し得るであろう。したがって、本発明は、開示した具体的実施形態に限定されるものではなく、変形例および他の実施形態も、添付の特許請求の範囲内に含まれるものと解すべきである。本明細書では特定の用語を用いているが、それらは総称的・説明的意味でのみ用いられており、限定を目的としたものではない。

Claims (16)

  1. ネットワークの動作方法において、複数の基地局がクラスタへとグループ化されてクラスタコントローラに接続され、クラスタコントローラは、基地局からメインネットワークへのアクセスを提供し、
    クラスタコントローラが、少なくとも１つの基地局からの測定情報および／または報告に基づいて、クラスタの内部および／または外部の干渉を軽減することを特徴とする、ネットワークの動作方法。
  2. 基地局がフェムトセル基地局であり、クラスタコントローラがフェムトセルクラスタコントローラであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. クラスタコントローラが、移動局および／または基地局および／またはフェムトセル基地局および／またはマクロセル基地局の間の干渉を軽減することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
  4. クラスタコントローラによって使用される干渉軽減技術が、ビームフォーミングおよび／またはパワー制御および／またはスペクトル回避を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
  5. クラスタコントローラが、無線リソース管理（ＲＲＭ）および／またはトラフィック制御および／またはクラスタ内ハンドオーバーおよび／またはクラスタとメインネットワークおよび／または他の無線ネットワークとの間のハンドオーバーの機能を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
  6. クラスタコントローラが、好ましくは周期的に、少なくとも１つの基地局へ情報および／または報告の要求を送信することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 基地局が、チャネル品質情報、好ましくはＳＩＮＲ（信号対雑音干渉比）を取得するための測定を自己の無線チャネルに対して実行することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
  8. 基地局が、クラスタコントローラへ測定情報および／または報告を送信することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 基地局が、クラスタコントローラへ周波数再利用パラメータを送信することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
  10. クラスタコントローラが、受信した情報および／または報告に基づいて、基地局にリソースを割り当てることを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
  11. クラスタコントローラが、割り当てられるリソースについて基地局に通知することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  12. ネットワーク、好ましくは請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法を実行するネットワークにおいて、複数の基地局がクラスタへとグループ化されてクラスタコントローラに接続され、クラスタコントローラは、基地局からメインネットワークへのアクセスを提供するように設計され、
    クラスタコントローラが、少なくとも１つの基地局からの測定情報および／または報告に基づいて、クラスタの内部および／または外部の干渉を軽減する手段を備えたことを特徴とするネットワーク。
  13. クラスタコントローラが、基地局からメインネットワークへのアクセスを提供するためのゲートウェイ、好ましくはフェムトセルゲートウェイとコロケートされることを特徴とする請求項１２に記載のネットワーク。
  14. 複数のクラスタコントローラが、１つのゲートウェイ、好ましくはフェムトセルゲートウェイに接続されることを特徴とする請求項１２または１３に記載のネットワーク。
  15. ネットワークが、好ましくは、大企業配備または高密度住宅配備エリアにおいて実現されることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか１項に記載のネットワーク。
  16. 基地局が、論理コネクションまたはＶＰＮ（仮想私設ネットワーク）を介してクラスタコントローラに接続されることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれか１項に記載のネットワーク。
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