JP2013211716A - 無線基地局、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

無線基地局、無線通信システム及び無線通信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】チルト角が異なる複数のビームを出力して垂直方向にセクタ化するVSECにおいて、無線リソースを有効活用すること。
【解決手段】チルト角が異なる複数のビームを出力して垂直方向にセクタ化される複数のセルを形成する無線基地局と、無線基地局に無線接続するユーザ端末との無線通信方法であって、無線基地局が、複数のセルそれぞれの通信容量に関する情報を取得する工程と、複数のセルそれぞれの通信容量の差が小さくなるように、各セルの垂直面ビーム幅及び/又は送信電力をそれぞれ制御して、各セルのカバレッジエリアをそれぞれ設定する工程とを設ける。
【選択図】図5

Description

本発明は、次世代移動通信システムに適用可能な無線基地局、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)やHSUPA(High Speed Uplink Packet Access)を採用することにより、W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このUMTSネットワークについては、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション(LTE:Long Term Evolution)が検討されている。
第3世代のシステムは、概して5MHzの固定帯域を用いて、下り回線で最大2Mbps程度の伝送レートを実現できる。一方、LTE方式のシステムにおいては、1.4MHz〜20MHzの可変帯域を用いて、下り回線で最大300Mbps及び上り回線で75Mbps程度の伝送レートを実現できる。また、UMTSネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、LTEの後継のシステムも検討されている(例えば、LTEアドバンスト(LTE−A))。例えば、LTE−Aにおいては、LTE仕様の最大システム帯域である20MHzを、100MHz程度まで拡張することが予定されている。
また、LTE方式のシステムにおいては、複数のアンテナでデータを送受信し、データレート(周波数利用効率)を向上させる無線通信技術としてMIMO(Multi Input Multi Output)システムが提案されている(例えば、非特許文献1参照)。MIMOシステムにおいては、送受信機に複数の送信/受信アンテナを用意し、異なる送信アンテナから同時に異なる送信情報系列を送信する。一方、受信機側では、送信/受信アンテナ間で異なるフェージング変動が生じることを利用して、同時に送信された情報系列を分離して検出することにより、データレート(周波数利用効率)を増大することが可能である。
ところで、近年、無線通信システムにおいて通信容量を確保する技術として、垂直方向のセクタ化(VSEC:Vertical Sectorization)が注目されている。例えば、アンテナ装置から水平方向に対するビームの角度(チルト角)が異なる複数のビームを出力し、ビームのチルト角を無線基地局の条件に応じて設定することにより、セル毎のスループットを向上することが提案されている(例えば、非特許文献2参照)。
しかしながら、VSECにおいては、無線基地局の設置条件等により、垂直方向にセクタ化される複数のセルに在圏するユーザ端末数等に差が生じ、セル毎の通信容量に差が生じるおそれがある。各セルに接続されるユーザ端末数が大きく異なる場合、1ユーザ端末に対して割当て可能となるリソースに大きな差が生じ、無線リソースの有効活用が困難となる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、チルト角が異なる複数のビームを出力して垂直方向にセクタ化するVSECにおいて、無線リソースを有効活用することを目的とする。
本発明の無線通信方法は、チルト角が異なる複数のビームを出力して垂直方向にセクタ化される複数のセルを形成する無線基地局と、前記無線基地局に無線接続するユーザ端末との無線通信方法であって、前記無線基地局が、前記複数のセルそれぞれの通信容量に関する情報を取得する工程と、前記複数のセルそれぞれの通信容量の差が小さくなるように、各セルの垂直面ビーム幅及び/又は送信電力をそれぞれ制御して、各セルのカバレッジエリアをそれぞれ設定する工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、チルト角が異なる複数のビームを出力して垂直方向にセクタ化するVSECにおいて、無線リソースを有効活用することができる。
垂直方向にセクタ化される2セル(内セル及び外セル)を示す図である。 垂直方向にセクタ化される複数のセル(3セル以上)を示す図である。 垂直方向にセクタ化される2セル(内セル及び外セル)と、内セルと外セルに在圏するユーザ端末に対するリソース割当てを示す図である。 垂直方向にセクタ化される複数のセルそれぞれに在圏するユーザ端末に対するリソース割当てを示す図である。 垂直面ビーム幅を変化させて内セル及び外セルのカバレッジエリアを制御する場合の一例を示す図である。 送信電力を変化させて内セル及び外セルのカバレッジエリアを制御する場合の一例を示す図である。 垂直面ビーム幅及び/又は送信電力を変化させて複数のセル(3セル以上)のカバレッジエリアを制御する場合の一例を示す図である。 内セル及び外セルに在圏するユーザ端末数に基づいて、各セルの電力リソース割当て制御の一例を示す図である。 複数のセルにそれぞれ在圏するユーザ端末数に基づいて、各セルの電力リソース割当て制御の一例を示す図である。 内セル及び外セルに在圏するユーザ端末数に基づいて、各セルのリソース割当て制御の一例を示す図である。 内セル及び外セルに在圏するユーザ端末数に基づいて、各セルのリソースを当該セルの電力の増減の制御とともに、アンテナ利得やビーム幅、チルト角をセル毎に時間的に同期して制御する場合の一例を示す図である。 複数のセルにそれぞれ在圏するユーザ端末数に基づいて、各セルのリソース割当て制御の一例を示す図である。 複数のセルにそれぞれ在圏するユーザ端末数に基づいて、各セルのリソースを当該セルの電力の増減の制御とともに、アンテナ利得やビーム幅、チルト角をセル毎に時間的に同期して制御する場合の一例を示す図である。 内セル及び外セルに在圏するユーザ端末数に基づいて、各セルのリソースを当該セルのON/OFFの制御とともに、アンテナ利得やビーム幅もしくはチルト角をセル毎に時間的に同期して制御して、一方のセルのカバレッジエリアを拡大する場合の一例を示す図である。 複数のセルにそれぞれ在圏するユーザ端末数に基づいて、各セルのリソースを当該セルのON/OFFの制御とともに、アンテナ利得やビーム幅もしくはチルト角をセル毎に時間的に同期して制御して、特定のセルのカバレッジエリアを拡大する場合の一例を示す図である。 アンテナ装置を構成するアレーアンテナの概念図である。 実施の形態に係る無線通信システムのネットワーク構成を示す図である。 実施の形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。 実施の形態に係るアンテナ部の構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る移動局の構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る無線基地局の他の構成を示すブロック図である。 無線基地局における送受信垂直ウェイト乗算部を示すブロック図である。 実施の形態に係るアンテナ部の他の構成を示すブロック図である。
まず、無線基地局がアンテナを介してチルト角が異なる複数のビームを出力して、垂直方向にセクタ化される複数のセルを形成する場合について説明する。以下の説明では、構成されるセルが2セルの場合と、構成されるセルが3セル以上の場合について示す。垂直方向にセクタ化されるセルが2セルの場合、一方を内セル(Inner-cell)、他方を外セル(Outer-cell)と呼ぶ。なお、本実施の形態において、チルト角とは、水平方向(例えば、地面)に対するビームの角度を指す。また、本実施の形態では、チルト角を変化させた複数のビームによって空間を複数のセクタに区分けすることを便宜的に垂直セクタ化と呼んでいる。なお、本発明者らはVSECの制御方法について既に特願2011−177604において提案している。
図1、図2は、1つのアンテナからチルト角が異なる複数のビームを出力して、垂直方向にセクタ化される複数のセルを示している。図1Aに示すように、チルト角が互いに異なる2つのビームを出力する場合、無線基地局から相対的に近いセル(内セル)と、相対的に遠いセル(外セル)が形成される。内セルを形成するビームのチルト角(Inner tilt angle)は、外セルを形成するビームのチルト角(Outer tilt angle)より大きくなる。また、図2Aに示すように、チルト角が異なるビーム数を増やすことにより、垂直セクタ化されるセルの数を増やすことができる。
また、異なる水平方向に対してチルト角が異なるビームを複数出力することにより、垂直方向にセクタ化される複数のセルを異なる水平方向に対して複数形成することができる。例えば、2セル構成では内セル(ここでは、Cell#4〜Cell#6)及び外セル(ここでは、Cell#1〜Cell#3)が複数形成される(図1B参照)。また、3セル以上の構成では、垂直方向にセクタ化されるセルが複数(ここでは、Cell#1,Cell#K+1,…,Cell#K(N-1)+1の垂直セクタ化グループと、Cell#2,Cell#K+2,…Cell#K(N-1)+2の垂直セクタ化グループ)形成される(図2B参照)。なお、図2において、Nは垂直セクタ数、Kは水平セクタ数を示す。
無線基地局から出力する複数のビームは、1つのアンテナから出力することもできるし、複数のアンテナからそれぞれビームを出力することも可能である。なお、以下の説明では、1つのアンテナから複数のビームを出力する場合を示すが、本実施の形態では、2つ以上の複数のアンテナからチルト角が異なるビームをそれぞれ出力してもよい。
図1、図2に示すように、垂直方向にセクタ化される複数セルを形成すると共に、各セルを形成するビームのチルト角を無線基地局の状態に応じて適宜設定することにより、セルのスループットを向上することが可能となる。しかし、VSECにおいて複数のセルのチルト角を制御する場合であっても、無線基地局の設置条件等により、各セルにそれぞれ在圏するユーザ端末の数(あるいは、アクティブなユーザ数)が大きく異なり、各セルの通信容量の差が大きくなる場合が考えられる。その結果、各セルに在圏するそれぞれのユーザ端末に対して、均一にリソースの割当てを行うことができず、無線リソースの有効活用が図れない(通信速度が遅くなる)おそれがある。
例えば、図3に示すように、内セルに接続するユーザ端末数と外セルに接続するユーザ端末数の割合(ユーザ端末の接続割合)が異なる場合、内セルと外セルにおいて、1ユーザ端末に対してそれぞれ割当て可能となるリソースに差が生じる。図3では、内セルのカバレッジエリアに在圏するユーザ端末数が2(接続割合は2/10)、外セルのカバレッジエリアに在圏するユーザ端末数が8(接続割合は8/10)となっている。
内セルと外セルでそれぞれユーザ端末に対して割当て可能なリソース量が同じである場合、内セルに在圏する1ユーザ端末に割当て可能なリソース数は、外セルに在圏する1ユーザ端末に割当て可能なリソース数より大きくなる。この場合、内セルのユーザ端末へ割当てるためのリソースが余り、外セルのユーザ端末へ割当てるリソースが足りなくなることも想定される。その結果、内セルと外セルにおいて、無線リソースの有効活用が困難となる。
同様に、図4に示すように、構成されるセルが3セルかそれ以上の場合についても、各セルに接続するユーザ端末数の割合(ユーザ端末の接続割合)が異なる場合、1ユーザ端末に対してそれぞれ割当て可能となるリソースに差が生じ、セル間でリソースの差が生じ、無線リソースの有効活用が困難となる。図4では、最も内側のセル(Cell#K(N-1)+1)のカバレッジエリアに在圏するユーザ端末数が1(接続割合は1/M)、外側から2番目のセル(Cell#K+1)のカバレッジエリアに在圏するユーザ端末数が4(接続割合は4/M)、最も外側のセル(Cell#1)のカバレッジエリアに在圏するユーザ端末数が2(接続割合は2/M)となっている。この場合、最も内側のセル(#K(N-1)+1)へ割当てるためのリソースが余り、セル(Cell#K+1)のユーザ端末へ割当てるリソースが足りなくなるおそれがある。なお、図4において、Nは垂直セクタ数、Kは水平セクタ数、Mは各水平セクタあたりの総ユーザ端末数を示す。
そこで、本発明者は、VSECにおいて、複数のセルそれぞれの通信容量(例えば、各セルに在圏するユーザ端末数やアクティブなユーザ数、あるいは、これらの統計値)に基づいて、アンテナ利得やビーム幅をセル毎に変化させてカバレッジエリアを制御すること、又は各セルに対するリソースを当該セルの電力の増減の制御あるいはON/OFFの制御とともに、アンテナ利得やビーム幅もしくはチルト角をセル毎に同期して制御することにより、無線リソースの有効活用を図ることができることを着想した。
以下に、チルト角が異なる複数のビームを出力して複数のセルで垂直セクタ化する際に、各セルのカバレッジエリアを制御する方法やリソース割当てを制御する方法について具体的に説明する。なお、以下の説明では、2セル構成において内セルのカバレッジエリアに在圏するユーザ端末の数が、外セルのカバレッジエリアに在圏するユーザ端末の数より少ない場合を一例として詳述するが、本実施の形態はこれに限られない。
また、以下の説明では、各セルそれぞれの通信容量に基づいて、各セルのカバレッジエリア制御やリソース割当て制御を行う場合の一例として、各セルに在圏するユーザ端末数を評価指標とする場合を例に挙げて説明するが、本実施の形態はこれに限られない。各セルのアクティブなユーザ数や各セルで消費するリソース消費量、各セルのスループット、これらを統計的に計算処理した統計値、これらを設計値に基づき数値計算した値、あるいは過去の統計量やシステムのシミュレーションにより予測した値等を評価指標として、各セルのカバレッジエリア制御やリソース割当て制御を行うことも可能である。
(カバレッジエリアの制御)
各セルにそれぞれ在圏するユーザ端末数に基づいて、各セルのカバレッジエリアをそれぞれ制御する場合、まず無線基地局は、各セルにそれぞれ在圏するユーザ端末数に関する情報を取得する。この情報から各セルへのユーザ端末の接続割合(当該セルに接続しているユーザ端末数/すべてのセルのユーザ端末数の合計)のデータに変換する。各セルに在圏するユーザ端末数に関する情報は、例えば、ネットワーク側から出力されるシステム情報から取得することができる。
また、各セルと接続して無線通信を行うユーザ端末数を実際にカウントする以外にも様々な方法で各セルに接続されるユーザ端末数を取得することができる。例えば、ユーザ端末が各セルが形成されるエリアにおいて一様に分布すると仮定して、各セルに在圏するユーザ端末数を算出することができる。この場合、各セルにそれぞれ接続されるユーザ端末数はセルの面積に依存して算出されることとなる。
また、ユーザ端末数に関する情報として、ユーザ端末数を統計的に計算処理した統計値、ユーザ端末数を無線基地局の設計条件(例えば、各セルが形成される場所等)等を考慮して算出した値、あるいはユーザ端末数を過去の統計量やシステムのシミュレーションにより予測した値等を適用してもよい。無線基地局の設置条件としては、無線基地局を設置する位置(高さ、場所等)、各セルが形成される場所等の周辺環境等に相当する。
無線基地局は、取得した各セルのユーザ端末の接続割合の情報に基づいて、各セルへのユーザ端末の接続割合の差が小さくなるように、各セルのカバレッジエリア条件(例えば、カバレッジエリアサイズ)を設定する。例えば、あるセルのユーザ端末の接続割合が、全セルのユーザ端末の接続割合の平均値(つまり、全セル数の逆数、2セル構成では1/2)より低ければカバレッジサイズを大きくする条件を設定し、あるセルのユーザ端末の接続割合が、全セルのユーザ端末の接続割合の平均値(つまり、全セル数の逆数、2セル構成では1/2)より高ければカバレッジサイズを小さくする条件を設定する。
そして、カバレッジエリア条件に基づいて、各セルをそれぞれ形成するビーム条件(例えば、各セルのチルト角、各セルの送信電力、各セルのアンテナ利得、各セルの垂直面ビーム幅(HPBW:half-power bandwidth))を決定し、各セルのカバレッジエリアのサイズや位置をユーザ端末の接続割合に応じて変化させる。以下に、各セルの垂直面ビーム幅と各セルの送信電力を制御する場合について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、ユーザ端末の接続割合が、全セルのユーザ端末の接続割合の平均値(つまり、全セル数の逆数、2セル構成では1/2)より低いセルを「ユーザ端末の接続割合が少ないセル」とし、全セルのユーザ端末の接続割合の平均値(つまり、全セル数の逆数、2セル構成では1/2)より低いセルを「ユーザ端末の接続割合が多いセル」と定義する。
<垂直面ビーム幅の制御>
垂直面ビーム幅を変化させて各セルのカバレッジエリアを制御する場合、無線基地局は、ユーザ端末の接続割合が多いセルの垂直面ビーム幅をユーザ端末の接続割合に応じて狭くし、ユーザ端末の接続割合が少ないセルの垂直面ビーム幅をユーザ端末の接続割合に応じて広くする(図5参照)。具体的には、無線基地局は、各セルのユーザ端末の接続割合に基づいて、各セルをそれぞれ形成するビームの垂直面ビーム幅のオフセット(Offset)値をセル毎に決定する。そして、決定したオフセット値に基づいてアンテナ部に適用するウエイト(位相及び振幅)を生成し、送信信号にウェイトを乗算することにより出力するビームの垂直面ビーム幅を変化させる。
このように、ユーザ端末の接続割合が多いセルのカバレッジエリアをユーザ端末の接続割合に応じて縮小し、ユーザ端末の接続割合が少ないセルのカバレッジエリアをユーザ端末の接続割合に応じて拡大することにより、各セルのユーザ端末の接続割合の差が小さくなる。つまり、各セルに在圏するユーザ端末の数を概略同等とすることができる。
図5では、一例として、2セル構成での制御例を示しており、内セルの垂直面ビーム幅をユーザ端末の接続割合に応じて広くすると共に、外セルの垂直面ビーム幅をユーザ端末の接続割合に応じて狭くすることにより、外セルに接続されるユーザ端末を内セルに接続する場合を示している。このように、各セルのユーザ端末の接続割合に基づいて、各セルの垂直面ビーム幅を制御することにより、ユーザ端末の接続割合がセル間で均一となり、各セルに在圏するユーザ端末に対してリソースを均一に割当てることができる。その結果、無線リソースをユーザ端末間で偏りなく使用することが可能となる。
また、無線基地局は、各セルのカバレッジエリアを変化させた後に、所定期間経過後に各セルに在圏するユーザ端末数の情報を再度取得して、上記と同様に各セルの垂直面ビーム幅を変化させることによりカバレッジエリアを再設定する処理を繰り返し行うことができる。セルのカバレッジエリアの設定処理を繰り返し行うことにより、各セル間のユーザ端末数の差をより小さくし、無線リソースがユーザ端末間で偏りなく活用されるよう最適化を図ることができる。あるいはアクティブなユーザをリアルタイムにカウントし、それに応じて無線リソースがユーザ端末間で偏りなく活用されるよう最適化を図ることもできる。
なお、垂直面ビーム幅のオフセット値は、様々なオフセット量の組み合わせをデータベース化しておき、各セルのユーザ端末の接続割合に応じて所定のオフセット値を決定することができる。オフセット量が規定されるデータベースは、他の無線基地局で既に得られている情報や、シミュレーションに基づいて算出された値に基づいて作成することができる。
また、本実施の形態において、無線基地局は、垂直面ビーム幅だけでなく水平面ビーム幅を変化させてセルのカバレッジエリアを制御してもよい。この場合、アンテナ素子として垂直方向のアレーと水平方向のアレーを設け、送信信号に対して垂直方向のウェイトと水平方向のウェイトを乗算すればよい。
<電力オフセット制御>
送信電力(Power)を変化させて各セルのカバレッジエリアを制御する場合、無線基地局は、ユーザ端末の接続割合が多いセルの送信電力をユーザ端末の接続割合に応じて低くし、ユーザ端末の接続割合が少ないセルの送信電力をユーザ端末の接続割合に応じて高くする(図6参照)。具体的には、無線基地局は、各セルのユーザ端末の接続割合に基づいて、各セルに対する送信電力のオフセット値を決定する。そして、決定したオフセット値に基づいて各ビームへの入力信号を変化させる。
図6では、一例として、2セル構成での制御例を示しており、内セルの送信電力をユーザ端末の接続割合に応じて高くすると共に、外セルの送信電力をユーザ端末の接続割合に応じて低くすることにより、外セルに接続されるユーザ端末を内セルに接続する場合を示している。このように、各セルのユーザ端末の接続割合に基づいて、各セルの送信電力を制御することにより、ユーザ端末の接続割合がセル間で均一となり、各セルに在圏するユーザ端末に対してリソースを均一に割当てることができる。その結果、無線リソースをユーザ端末間で偏りなく使用することが可能となる。
また、無線基地局は、各セルのカバレッジエリアを変化させた後に、所定期間経過後に各セルに在圏するユーザ端末数の情報を再度取得して、上記と同様に各セルの送信電力を変化させることができる。カバレッジエリアを再設定する処理を繰り返し行うことにより、各セル間のユーザ端末数の差をより小さくし、無線リソースがユーザ端末間で偏りなく活用されるよう最適化を図ることができる。あるいはアクティブなユーザをリアルタイムにカウントし、それに応じて無線リソースがユーザ端末間で偏りなく活用されるよう最適化を図ることもできる。
なお、送信電力のオフセット値は、様々なオフセット量の組み合わせをデータベース化しておき、各セルのユーザ端末の接続割合に応じて所定のオフセット値を決定することができる。オフセット量が規定されるデータベースは、他の無線基地局で既に得られている情報や、シミュレーションに基づいて算出された値に基づいて作成することができる。
上記図5、図6に示したように、各セルのユーザ端末の接続割合に基づいて、各セルの垂直面ビーム幅及び/又は送信電力をそれぞれ制御することにより、各セルのユーザ端末の接続割合の差を小さくして、無線リソースの効率化を図ることができる。
なお、垂直セクタ化されるセルが3セル以上の場合にも、2セルの場合と同様に各セルのユーザ端末の接続割合に基づいて、各セルの垂直面ビーム幅及び/又は送信電力をそれぞれ制御することができる。図7に垂直セクタ数がN、水平セクタ数がKの場合(例えば、図2Bの場合)の制御例を示す。図7では、ユーザ端末の接続割合が少ないセル(#K(N-1)+1と#1)のカバレッジエリアが拡大するように垂直面ビーム幅及び/又は送信電力を制御し、ユーザ端末の接続割合が多いセル(Cell#K+1)のカバレッジエリアが縮小するように垂直面ビーム幅及び/又は送信電力を制御する。これにより、各セルのユーザ端末の接続割合の差を小さくして、無線リソースの効率化を図ることができる。
続いて、各セルのユーザ端末の接続割合に基づいて、各セルに対するリソース割当てを制御する方法について説明する。
(リソース割当て制御)
各セルにそれぞれ在圏するユーザ端末数に基づいて、各セルのリソースの割当てを制御する場合、まず無線基地局は、各セルにそれぞれ在圏するユーザ端末数に関する情報を取得する。この情報から各セルへのユーザ端末の接続割合(当該セルに接続しているユーザ端末数/すべてのセルのユーザ端末数の合計)のデータに変換する。ユーザ端末の接続割合に関する情報は、上述したように様々な方法で取得することができる。
無線基地局は、取得したユーザ端末の接続割合の情報に応じて、各セルに割当てる(電力)リソース量を変化させる。具体的には、ユーザ端末の接続割合が少ないセルに対してユーザ端末の接続割合に応じて割当てる(電力)リソース量を少なく設定する。ユーザ端末の接続割合が多いセルに対してユーザ端末の接続割合に応じて割当てる(電力)リソース量を多く設定する。無線基地局は、各セルに割当てる(電力)リソース量の条件に基づいて、各セルをそれぞれ形成するビームを出力すると共に、各セルにそれぞれ在圏するユーザ端末にリソースの割当てを行う。
図8は、一例として、2セル構成での制御例を示しており、無線基地局が、ユーザ端末の接続割合の少ないセルに対して割当てる(電力)リソース量を少なくし、ユーザ端末の接続割合の多いセルに対して割当てる(電力)リソース量を多く設定する場合を示している。これにより、ユーザ端末の接続割合に応じて各セルにおける(電力)リソース量が決定されるため、各セルにおける1ユーザ端末あたりに割り当てられる(電力)リソース量を同等に制御できる。これにより無線リソースがユーザ端末間で偏りなく活用されるよう最適化を図ることができる。
また、図9に示すように、垂直セクタ化されるセルが3セル以上の場合も、ユーザ端末の接続割合に応じて、各セルに割当てる(電力)リソース量を制御することができる。図9では、ユーザ端末の接続割合に比例して各セルに割当てる(電力)リソース量を制御する場合(Cell#K(N-1)+1に1×K/M、Cell#K+1に4×K/M、Cell#1に2×K/Mを割当てる場合)を示している。
上記では、(電力)リソース量を割当てるにあたり、ユーザ端末の接続割合に応じて電力の割当てを変える例を示したが、これに限られない。他にも、周波数帯域を分割してユーザ端末の接続割合に応じてリソースを割当てる、もしくは時間を分割してユーザ端末の接続割合に応じたリソースを割当てる、あるいはこれらを組み合わせてユーザ端末の接続割合に応じたリソースを割当てることで、無線リソースがユーザ端末間で偏りなく活用されるよう最適化を図ることもできる。
図10は、一例として、2セル構成での制御例を示しており、ユーザ端末の接続割合が少ないセルと接続割合が多いセルに対するリソース割当て制御の一例を示している。図10Aは、リソース割当て制御前の状態を示している。図10Bは、周波数領域において割当てを制御する場合(周波数割当て制御)を示している。この場合、ユーザ端末の接続割合が少ないセル(図10では内セル)に対してユーザ端末の接続割合に応じて、リソース割当て制御前よりも狭い周波数領域に限定してリソースを割当てる。一方で、接続割合が多いセル(図10では外セル)に対してはユーザ端末の接続割合に応じて、リソース割当て制御前よりも広い周波数領域を利用してリソースの割当てを行う。
図10Cは、時間領域において割当てを制御する場合を示している。この場合、ユーザ端末の接続割合が少ないセル(図10では内セル)に対してユーザ端末の接続割合に応じて、リソース割当て制御前よりも割当てを行う時間領域をリソース割当て制御前よりも少なくする。一方で、ユーザ端末の接続割合が多いセル(図10では外セル)に対してユーザ端末の接続割合に応じてリソースの割当てを行う時間領域をリソース割当て制御前よりも多くする(時間割当て制御)。
具体的には、図10C、図11に示すように、ユーザ端末の接続割合が多いセル(図10、図11では外セル)に対してリソースの割当てを行うと共に、ユーザ端末の接続割合が少ないセル(図10、図11では内セル)に対してリソースの割当てを行わない時間領域tを周期的に設ける。また、当該時間領域tにおいてユーザ端末の接続割合が多いセルの送信電力を相対的に高くすることが好ましい。
例えば、図11に示すように、内セルにユーザ端末(UE#1,UE#2)が在圏し、外セルにユーザ端末(UE#3〜UE#10)が在圏している場合、時間領域tにおいて、ユーザ端末の接続割合が多いセル(図11では外セル)に選択的にリソースを割当てると共に電力を高くする。これにより、時間領域tにおいて、ユーザ端末の接続割合が少ないセルからユーザ端末の接続割合が多いセルへの干渉を抑制すると共に、ユーザ端末の接続割合が多いセルに対してより多くのリソースを割当てることが可能となる。また、無線基地局は、内セルからの干渉の影響を受けない時間領域tにおいて、セル端にいるユーザ端末(図11ではUE#3)にリソースの割当てを行うことが好ましい。
また、垂直セクタ化されるセルが3セル以上の場合も、ユーザ端末の接続割合に応じて、周波数割当て制御、時間割当て制御を行うことができる。図12では、ユーザ端末の接続割合に応じて、周波数割当て制御、時間割当て制御を行う場合(Cell#K(N-1)+1に1×K/M、Cell#K+1に4×K/M、Cell#1に2×K/Mを割当てる場合)を示している。図12における、時間割当て制御においては、Cell#K+1及びCell#1にリソース割当てを行わず、Cell#K(N-1)+1に選択的にリソース割当てを行う時間領域tを設ける。
また、ユーザ端末の接続割合が多いセルに対して選択的にリソースの割当てを行う時間領域tでは、ユーザ端末の接続割合が少ないセルのリソース割り当てが行われない。そのため、時間領域tにおいて、ユーザ端末の接続割合が多いセルのカバレッジエリアを接続割合が少ないセルのカバレッジエリアに重なるようにセルのチルト角及び/又は垂直面ビーム幅及び/又はアンテナ利得等を変化させることもできる(図11参照)。
この場合、ユーザ端末の接続割合が多いセル(図11では外セル)のカバレッジエリアが、時間領域t以外の時間領域tに形成される他セル(図11ではユーザ端末の接続割合が少ない内セル)のカバレッジエリア方向に拡大するように制御する。具体的には、無線基地局装置は、ユーザ端末の接続割合が多いセルを形成するビームのチルト角及び/又は垂直面ビーム幅及び/又はアンテナ利得等を変化させる(例えば、2セル構成の場合、外セルのチルト角を大きくする)。これにより、ビームを変えたセルに隣接する他のセルに対する干渉を低減することができる。また、接続割合が多いセルのセル端に位置し、ユーザ端末の接続割合が少ないセルに近い位置に在圏するユーザ端末(図11ではUE#3)に対する通信品質を向上することが可能となる。
また、図13に示すように垂直セクタ化されるセルが3セル以上の場合も、時間領域tにおいて、ユーザ端末の接続割合が多いセルのカバレッジエリアを接続割合が少ないセルのカバレッジエリアに重なるように変化させることができる。図13では、ユーザ端末の接続割合が多いセル(Cell#K+1)に選択的にリソース割当てを行う時間領域tにおいて、Cell#K(N-1)+1のカバレッジエリアがCell#1のカバレッジエリア方向に拡大するように制御する。このとき、セル端にいるユーザ端末(図13ではUE#M-2)は、Cell#1からの影響を受けないため、当該ユーザ端末にリソースの割当てを行うことが好ましい。
<Range Expansion>
また、本実施の形態では、各セルのユーザ端末の接続割合に基づいて、リソースの割当てを制御すると共に、カバレッジエリアを拡大することにより、各セルのユーザ端末の接続割合の差を小さくする制御を行うことができる。図14は、無線基地局が、ユーザ端末の接続割合が少ないセル(図14では内セル)に対して選択的にリソースの割当てを行う時間領域tを設けると共に、当該時間領域tにユーザ端末の接続割合が少ないセルのカバレッジエリアを拡大する(Range Expansion)場合を示している。
無線基地局は、各セルのユーザ端末の接続割合に関する情報を取得する。また、無線基地局は、ユーザ端末の接続割合が高いセル(一例として、2セル構成の図14における外セル)のカバレッジエリアに在圏するユーザ端末の中(UE#3〜#10)で、ユーザ端末の接続割合が小さいセル(一例として、2セル構成の図14における内セル)に対して所定の品質以上で接続可能な所定のユーザ端末(図14では、UE#3〜#5)を選択する。
また、無線基地局は、ユーザ端末の接続割合が小さいセルに対してリソースの割当てを行うと共に、ユーザ端末の接続割合が多いセルに対してリソースの割当てを行わない時間領域tを周期的に設ける。さらに、無線基地局は、当該時間領域tにおいて所定のユーザ端末(UE#3〜#5)に対してユーザ端末の接続割合が少ないセルと接続させて、ユーザ端末の接続割合が少ないセルからリソースの割当てを行う。このように、リソースの割当てを制御すると共に、ユーザ端末の接続割合が少ないセルのカバレッジエリアを拡大することにより、所定のユーザ端末(UE#3〜#5)に対してユーザ端末の接続割合が多いセルからの干渉の影響を低減すると共に、各セルに在圏するユーザ端末に対してリソースの割当てを均一に行うことができる。
また、ユーザ端末の接続割合が少ないセルに対して選択的にリソースの割当てを行う時間領域tにおいて、ユーザ端末の接続割合が少ないセルのカバレッジエリアを変化させてもよい。例えば、ユーザ端末の接続割合が少ないセルに対して選択的にリソースの割当てを行う時間領域において、ユーザ端末の接続割合が少ないセルのカバレッジエリアが当該時間領域t以外の時間領域tに形成されるユーザ端末の接続割合が多いセルのカバレッジエリア方向に拡大するように、ユーザ端末の接続割合が少ないセルを形成するビームのチルト角及び/又は垂直面ビーム幅を変化させることができる。
この場合、ユーザ端末の接続割合が少ないセルに選択的にリソースを割当てる時間領域tにおいて、ユーザ端末の接続割合が少ないセルに隣接する他のセルに対する干渉を低減すると共に、所定のユーザ端末(UE#3〜#5)に対する通信品質を向上することが可能となる。また、各セルに在圏するユーザ端末に対してリソースをより均一に割当てることが可能となり、無線リソースを有効に使用することが可能となる。
また、図15に示すように垂直セクタ化されるセルが3セル以上の場合も、ユーザ端末の接続割合が少ないセルのカバレッジエリアを拡大する(Range Expansion)際に、上記時間領域tを周期的に設けることができる。図15では、ユーザ端末の接続割合が少ないセル(Cell#K(N-1)+1,Cell#1)に選択的にリソース割当てを行う時間領域tを設け、当該時間領域tにおいてカバレッジエリアを拡大する(Range Expansion)場合を示している。具体的には、無線基地局は、時間領域tにおいて所定のユーザ端末(UE#2)とユーザ端末の接続割合が少ないセル(Cell#K(N-1)+1)を接続させ、ユーザ端末(UE#M-2)とCell#1を接続させて、リソースの割当てを行う。また、時間領域tにおいて、ユーザ端末の接続割合が少ないセル(図15では、Cell#K(N-1)+1,Cell#1)のカバレッジエリアを、当該時間領域t以外の時間領域tに形成されるユーザ端末の接続割合が多いセル(図15では、Cell#K+1)のカバレッジエリア方向に拡大するように制御することができる。
(アンテナ)
本実施の形態に係る無線通信システムは、上述したように、垂直セクタ化された複数ビームを形成可能な無線基地局と、この無線基地局が形成するセルにおいて無線接続するユーザ端末とを有する。無線基地局は、複数のビームを出力して複数のセルに垂直セクタ化するアンテナを有している。このようなアンテナの一例として、複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナが挙げられる。
図16Aは、アレーアンテナの概念図である。図16Aに示すように、アレーアンテナ10は、一方向に1列に配列された複数のアンテナ素子11から構成されている。図16Aには16個のアンテナ素子11が例示されている。本実施の形態では、アレーアンテナ10は、垂直偏波アンテナ10aと水平偏波アンテナ10bとを組み合わせた偏波アンテナで構成される。ただし、本実施の形態に係る無線基地局が適用可能なアンテナは、このアンテナ構成に限定されない。また、水平垂直偏波だけでなく±45度偏波のアンテナ素子でもよいし、それらを傾けたアンテナ素子で構成されるアレーアンテナでもよい。
図16Bは垂直偏波アンテナ10aを単独で示した概念図であり、図16Cは水平偏波アンテナ10bを単独で示した概念図である。偏波アンテナが適用される場合、個々のアンテナ素子11は、それぞれ垂直偏波素子11Vと水平偏波素子11Hのセットで構成される。
また、無線基地局は、上記複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナを用いて、複数の通信タイプを提供することが可能となる。以下に、無線基地局が適用可能な複数の通信タイプの一例として、第1の通信タイプ〜第3の通信タイプについて説明する。
第1の通信タイプは、アレーアンテナ10を構成するアンテナ素子11の全体で1つのグループAを形成することによって、アンテナ全体で1つのアンテナブランチを構成するタイプである。第2の通信タイプは、アレーアンテナ10を上下に2分割する2つのグループB1,B2を形成することによって、アンテナ全体で2つのアンテナブランチを構成するタイプである。第3の通信タイプは、アレーアンテナ10を上下に4分割する4つのグループC1,C2,C3,C4を形成することによって、4つのアンテナブランチを構成するタイプである。
第1の通信タイプ〜第3の通信タイプの中では、第1の通信タイプが1ブランチを構成するアンテナ長が最も長い(アンテナ素子数が最も多い)。アンテナブランチ数が増えるのに従って1ブランチ当たりのアンテナ長が短くなる(アンテナ素子数が少なくなる)。一般的に、アレーアンテナによってビーム形成する場合、1ブランチ当たりのアンテナ素子数が多くなるのに従って、アンテナ利得が増大し、かつビーム幅を小さくできる。したがって、第1の通信タイプは、アンテナ全体を1アンテナブランチで構成するので、アンテナ利得が最大となり、セルエッジに向けたシャープなビームを形成できる。
第2の通信タイプは、1ブランチ当たりのアンテナ素子数が半分であるので、第1の通信タイプに比べて、アンテナ利得が減少し、かつビーム幅が大きくなる。第3の通信タイプは、1ブランチ当たりのアンテナ素子数が第2の通信タイプからさらに1/2に減少するので、第2の通信タイプに比べて、アンテナ利得が減少し、かつビーム幅が大きくなる。
なお、本実施の形態は、上記第1の通信タイプ〜第3の通信タイプに限定されず、アレーアンテナ10を構成するアンテナ素子11の垂直方向の分割数に応じて適宜任意の数の通信タイプを設定可能である。また、最大ブランチ数はアンテナ素子11に応じて適宜選択可能である。また、本実施の形態の無線通信システムは、ウェイトによってアレーアンテナ10のブランチ構成を切り替えることができる。
(無線通信システム)
以下、上述した実施の形態に係る無線通信システムについて、添付図面を参照して詳細に説明する。
図17を参照しながら、本実施の形態に係るユーザ端末(以下、「移動局100」という)及び無線基地局(eNodeB)200を有する無線通信システム1について説明する。図17は、本発明の一実施の形態に係る移動局100及び無線基地局200を有する無線通信システム1の構成を説明するための図である。なお、図17に示す無線通信システム1は、例えば、LTEシステム又はSUPER 3Gが包含されるシステムである。また、この移動通信システム1は、IMT−Advancedと呼ばれても良いし、4Gと呼ばれても良い。
図17に示すように、無線通信システム1は、無線基地局200と、この無線基地局200と通信する複数の移動局100(100、100、100、・・・100、nはn>0の整数)とを含んで構成されている。無線基地局200は、上位局装置300と接続され、この上位局装置300は、コアネットワーク400と接続される。移動局100は、セル500において無線基地局200と通信を行っている。なお、上位局装置300には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ(RNC)、モビリティマネジメントエンティティ(MME)等が含まれるが、これに限定されるものではない。
各移動局(100、100、100、・・・100)は、同一の構成、機能、状態を有するので、以下においては、特段の断りがない限り移動局100として説明を進める。また、説明の便宜上、無線基地局200と無線通信するのは移動局100であるものとして説明するが、より一般的には移動端末装置も固定端末装置も含むユーザ装置(UE:User Equipment)でよい。
無線通信システム1においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはOFDMA(直交周波数分割多元接続)が、上りリンクについてはSC−FDMA(シングルキャリア−周波数分割多元接続)が適用される。OFDMAは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域(サブキャリア)に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。SC−FDMAは、システム帯域を端末毎に1つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
ここで、LTE/LTE-Aシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクについては、各移動局100で共有されるPDSCHと、下りL1/L2制御チャネル(PDCCH、PCFICH、PHICH)とが用いられる。このPDSCHにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。送信データは、このユーザデータに含まれる。なお、無線基地局200で移動局100に割り当てたコンポーネントキャリア(CC)やスケジューリング情報は、L1/L2制御チャネルにより移動局100に通知される。
上りリンクについては、各移動局100で共有して使用されるPUSCHと、上りリンクの制御チャネルであるPUCCHとが用いられる。このPUSCHにより、ユーザデータが伝送される。また、PUCCHにより、下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)等が伝送される。
図18は、本実施の形態に係る無線基地局200の構成を示すブロック図である。図19は、アンテナ部230の構成を示すブロック図である。図20は、本実施の形態に係る移動局100の構成を示すブロック図である。なお、図18〜図20に示す無線基地局200、アンテナ部230及び移動局100の構成は、本発明を説明するために簡略化したものであり、それぞれ通常の無線基地局、アンテナ部及び移動局が有する構成は備えているものとする。
図18に示す無線基地局200は、一例として、2セル構成における、第1のセル(例えば、内セル)における無線通信を制御するセル制御部#1(以下、「第1セル制御部」と記す)と、第2のセル(例えば、外セル)における無線通信を制御するセル制御部#2(以下、「第2セル制御部」と記す)と、各セルを形成するビームを出力するアンテナ部230を有している。上述したように本実施の形態に係る無線基地局200は、2セル構成に限られず、3セル以上の構成とすることも可能である。3セル以上の構成の場合、第1セル制御部、第2セル制御部に加えて第3セル制御部、・・・・と制御部を追加できるものとする。なお、図18に示す無線基地局200は、上述したように、各セルの垂直面ビーム幅を制御する無線基地局を示している。
まず、垂直面ビーム幅の制御方法について説明する。無線基地局200は、各セルそれぞれの通信容量(例えば、各セルのユーザ端末の接続割合)に関する情報を取得する通信容量情報取得部231を有している。通信容量情報取得部231は、例えば、上位局装置等から通知されるシステム情報等に基づいて、各セルにそれぞれ在圏するユーザ端末数に関する情報を取得することができる。
具体的に、通信容量情報取得部231は、各セルにそれぞれ在圏するユーザ端末数に関する情報を取得した後、取得した情報から各セルへのユーザ端末の接続割合のデータに変換する。なお、通信容量情報取得部231は、各セルと接続して無線通信を行うユーザ端末数を実際にカウントする以外にも様々な方法で各セルに接続されるユーザ端末数を取得することができる。例えば、ユーザ端末が各セルが形成されるエリアにおいて一様に分布すると仮定して、各セルに在圏するユーザ端末数を算出することができる。また、ユーザ端末数に関する情報として、ユーザ端末数を統計的に計算処理した統計値、ユーザ端末数を無線基地局の設計条件(例えば、各セルが形成される場所等)等を考慮して算出した値、あるいはユーザ端末数を過去の統計量やシステムのシミュレーションにより予測した値等を適用してもよい。
オフセット量決定部232は、通信容量情報取得部231で取得した情報に基づいて、内セルと外セルをそれぞれ形成するビームの垂直面ビーム幅を変化させるためのオフセット値を決定する。具体的に、オフセット量決定部232は、各セルのユーザ端末の接続割合に基づいて、各セルをそれぞれ形成するビームの垂直面ビーム幅及び/又は送信電力のオフセット値をセル毎に決定し、決定したオフセット値を垂直ウェイト生成部233に出力する。
また、オフセット量決定部232は、様々なオフセット量の組み合わせをデータベース化しておき、各セルのユーザ端末の接続割合に応じて所定のオフセット値を決定することができる。オフセット量が規定されるデータベースは、他の無線基地局で既に得られている情報や、シミュレーションに基づいて算出された値に基づいて作成することができる。
垂直ウェイト生成部233は、オフセット量決定部232で決定されたオフセット値に基づいて、アンテナ部230で適用する垂直方向のウェイト(位相及び振幅)を生成する。垂直ウェイト生成部233で生成された垂直方向のウェイトはアンテナ部230に出力され、アンテナ部230において送信信号にウェイトが乗算されることにより、アンテナ部230から出力されるビームの垂直面ビーム幅が制御される。
なお、送信電力を制御する場合も、通信容量情報取得部231で取得した情報に基づいてオフセット量決定部232で決定された電力オフセット値に基づいて、出力するビームの送信電力を制御すればよい。同様に、リソース割当てを制御する場合も通信容量情報取得部231で取得した情報に基づいて、スケジューラが各セルに割当てるリソースを制御すればよい。
図18では、通信容量情報取得部231、オフセット量決定部232、垂直ウェイト生成部233を、第1セル制御部と第2セル制御部に対してそれぞれ設ける構成となっているが、これに限られない。通信容量情報取得部231、オフセット量決定部232、垂直ウェイト生成部233の少なくとも一つ(例えば、通信容量情報取得部231及びオフセット量決定部232)を複数のセル制御部(図18では第1セル制御部と第2セル制御部)に対して共通に設けた構成としてもよい。
次に、送受信データの制御について説明する。図18に示す無線基地局200において、不図示のスケジューラは、後述するチャネル推定部215#1〜215#Kから与えられるチャネル推定値に基づいて多重するユーザ数(多重ユーザ数)を決定する。そして、各ユーザに対する上下リンクのリソース割当て内容(スケジューリング情報)を決定し、ユーザ#1〜#Kに対する送信データ#1〜#Kを対応するチャネル符号化部201#1〜201#Kに送出する。
送信データは、チャネル符号化部201#1〜201#Kでチャネル符号化された後、データ変調部202#1〜202#Kに出力され、データ変調される。この際、チャネル符号化及びデータ変調は、後述するMIMO切替部221#1〜221#Kから与えられるチャネル符号化率及び変調方式に基づいて行われる。データ変調部202#1〜202#Kでデータ変調された送信データ#1〜#Kは、不図示の離散フーリエ変換部で逆フーリエ変換され、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部203に出力される。
サブキャリアマッピング部203においては、送信データ#1〜#Kを、後述するリソース割当制御部220から与えられるリソース割当情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部203は、不図示の参照信号生成部から入力される参照信号#1〜#K、報知情報生成部及びシステム情報生成部から入力される報知情報及びシステム情報を、送信データ#1〜#Kと共にサブキャリアにマッピング(多重)する。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ#1〜#Kがプリコーディング乗算部204#1〜204#Kに出力される。
プリコーディング乗算部204#1〜204#Kは、後述するプリコーディングウェイト制御部219から与えられるプリコーディングウェイトに基づいて、アンテナ素子#1〜#N毎に送信データ#1〜#Kを位相及び/又は振幅シフトする(プリコーディングによるアンテナ素子#1〜#Nの重み付け)。プリコーディング乗算部204#1〜204#Kにより位相及び/又は振幅シフトされた送信データ#1〜#Kは、マルチプレクサ(MUX)205に出力される。
マルチプレクサ(MUX)205においては、位相及び/又は振幅シフトされた送信データ#1〜#Kを合成し、アンテナ素子#1〜#N毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ(MUX)205により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部(IFFT)206#1〜206#Nにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換される。そして、サイクリックプレフィクス(CP)付加部207#1〜207#NにてCPが付加された後、アンテナ部230へ出力される。
一方、移動局100から上りリンクで送出された送信信号は、アンテナ部230で受信され、無線周波数信号からベースバンド信号に周波数変換される。周波数変換されたベースバンド信号は、CP除去部211#1〜211#NにてCPが除去された後、高速フーリエ変換部(FFT部)212#1〜212#Nに出力される。
FFT部212#1〜212#Nは、入力された受信信号をフーリエ変換し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。これらの周波数領域の信号に変換された受信信号は、データチャネル信号分離部214#1〜214#Kに出力される。
データチャネル信号分離部214#1〜214#Kは、FFT部212#1〜212#Nから入力された受信信号を、例えば、平均2乗誤差最小(MMSE:Minimum Mean Squared Error)や最尤推定検出(MLD:Maximum Likelihood Detection)信号分離法により分離する。これにより、移動局100から到来した受信信号は、ユーザ端末#1〜ユーザ端末#Kに関する受信信号に分離される。
チャネル推定部215#1〜215#Kは、データチャネル信号分離部214#1〜214#Kで分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を制御チャネル復調部216#1〜216#Kに通知する。
データチャネル信号分離部214#1〜214#Kにより分離されたユーザ端末#1〜ユーザ端末#Kに関する受信信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻された後、データ復調部217#1〜217#Kでデータ復調される。
制御チャネル復調部216#1〜216#Kは、データチャネル信号分離部214#1〜214#Kで分離された受信信号に含まれる制御チャネル信号(例えば、PUCCH)を復調する。この際、制御チャネル復調部216#1〜216#Kにおいては、チャネル推定部215#1〜215#Kから通知されたチャネル状態に基づいて、それぞれユーザ端末#1〜ユーザ端末#Kに対応する制御チャネル信号を復調する。制御チャネル復調部216#1〜216#Kにより復調された各制御チャネル信号は、CSI情報更新部218#1〜218#Kに出力される。
CSI情報更新部218#1〜218#Kは、制御チャネル復調部216#1〜216#Kから入力された各制御チャネル信号(例えば、PUCCH)又は共有データチャネル信号(PUSCH)に含まれるチャネル状態情報(CSI)を抽出し、常にCSIを最新の状態に更新する。例えば、CSIには、PMI、RI及びCQIが含まれる。
CSI情報更新部218#1〜218#Kに更新されるCSI情報は、プリコーディングウェイト制御部219、リソース割当制御部220及びMIMO切替部221#1〜221#Kに出力される。
プリコーディングウェイト制御部219は、CSI情報更新部218#1〜218#Kから入力されたビーム選択情報、CSI情報に基づいて、送信データ#1〜#Kに対する位相及び/又は振幅シフト量を示すプリコーディングウェイトを生成する。生成された各プリコーディングウェイトは、プリコーディング乗算部204#1〜204#Kに出力され、送信データ#1〜送信データ#Kのプリコーディングに利用される。
リソース割当制御部220は、CSI情報更新部218#1〜218#Kから入力されたCSI情報に基づいて、各ユーザに割り当てるリソース割当情報を決定する。
MIMO切替部221#1〜221#Kは、CSI情報更新部218#1〜218#Kから入力されたCSI情報に基づいて、送信データ#1〜送信データ#Kに用いるMIMO伝送方式を選択する。そして、選択したMIMO伝送方式に応じた送信データ#1〜送信データ#Kに対するチャネル符号化率及び変調方式を決定する。決定されたチャネル符号化率は、それぞれチャネル符号化部201#1〜201#Kに出力され、決定された変調方式は、それぞれデータ変調部202#1〜202#Kに出力される。
次に、アンテナ部230の構成について図19を参照して説明する。アンテナ部230は、複数のアンテナ素子250、RF位相振幅調整回路249、垂直ウェイト乗算部240等を有している。
アンテナ部230において、第1セル制御部及び第2セル制御部のCP付加部207から出力された信号は、垂直ウェイト乗算部240に入力する。また、第1セル制御部及び第2セル制御部の垂直ウェイト生成部233で生成された垂直方向のウェイトに関する情報も垂直ウェイト乗算部240に入力する。
垂直ウェイト乗算部240においては、第1セル制御部と第2セル制御部からの信号がそれぞれディバイダ241#1、241#2を介して分岐されて、複数のアンテナ素子250毎に対応する位相・振幅調整器243に出力される。垂直ウェイト乗算部240は、位相・振幅調整器243において、オフセット量決定部232で決定されたオフセット値(ここでは、垂直面ビーム幅オフセット値)を実現するように、垂直方向のウェイトを乗算する。
垂直ウェイト乗算部240から出力された第1セル(例えば、内セル)と第2セル(例えば、外セル)における送信信号は、合成器244で合成された後、DAコンバータ245、アップコンバータ246、デュプレクサ(Duplexer)247を介してRF位相振幅調整回路249に出力される。RF位相振幅調整回路249は、第1セルと第2セルを形成するビームの方向を調整すると共に、ブランチ間のキャリブレーションを行う。RF位相振幅調整回路249から出力された信号は、アンテナ素子250を介して出力される。
一方、移動局100から上りリンクで送出された送信信号は、アンテナ素子250で受信された後、RF位相振幅調整回路249を介して、デュプレクサ(Duplexer)247に出力される。デュプレクサ247にて送信経路と受信経路とに分離された後、ダウンコンバータ248、ADコンバータ251を介して、ディバイダ252に出力される。ディバイダ252において、第1セルと第2セルの信号にそれぞれ分岐された後、垂直ウェイト乗算部240の位相・振幅調整器243を介して合成器242#1、242#2に出力される。垂直ウェイト乗算部240の合成器242#1、242#2において、アンテナ素子250で受信した受信信号が第1セルと第2セル毎に合成され、第1セル制御部と第2セル制御部にそれぞれ出力される。
次に、移動局100の構成について図20を参照して説明する。図20に示す移動局100において、無線基地局200から送出された送信信号は、送受信アンテナTRX#1〜TRX#Nにより受信され、デュプレクサ(Duplexer)101#1〜101#Nにて送信経路と受信経路とに分離された後、RF受信回路102#1〜102#Nに出力される。そして、RF受信回路102#1〜102#Nにて、無線周波数信号からベースバンド信号に周波数変換される。ベースバンド信号は、サイクリックプレフィクス(CP)除去部103#1〜103#NにてCPが除去された後、高速フーリエ変換部(FFT部)104#1〜104#Nに出力される。受信タイミング推定部105は、受信信号に含まれる参照信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をCP除去部103#1〜103#Nに通知する。FFT部104#1〜104#Nは、入力された受信信号をフーリエ変換することによって、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。周波数領域の信号に変換された受信信号は、データチャネル信号分離部106に出力される。
データチャネル信号分離部106は、FFT部104#1〜104#Nから入力された受信信号を、例えば、平均2乗誤差最小(MMSE)や最尤推定検出(MLD)信号分離法により分離する。これにより、無線基地局200から到来した受信信号は、ユーザ端末#1〜ユーザ端末#Kに関する受信信号に分離され、移動局100のユーザ(ここでは、ユーザKとする)に関する受信信号が抽出される。チャネル推定部107は、データチャネル信号分離部106で分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を制御チャネル復調部108に通知する。
データチャネル信号分離部106により分離されたユーザ端末#Kに関する受信信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻された後、データ復調部109で復調される。そして、図示しないチャネル復号部にてチャネル復号されることで送信信号#Kが再生される。
制御チャネル復調部108は、データチャネル信号分離部106で分離された受信信号に含まれる制御チャネル信号(例えば、PDCCH)を復調する。この際、制御チャネル復調部108においては、チャネル推定部107から通知されたチャネル状態に基づいて、ユーザ端末#Kに対応する制御チャネル信号を復調する。制御チャネル復調部108により復調された各制御チャネル信号は、チャネル品質測定部110に出力される。
チャネル品質測定部110は、制御チャネル復調部108から入力された制御チャネル信号に基づいてチャネル品質(CQI)を測定する。また、チャネル品質測定部110は、測定したCQIに基づいてPMI及びRIを選択する。そして、CSI(CQI、PMI、RI)、またはRSRPをCSIフィードバック信号生成部111及びMIMO切替部112に通知する。
CSIフィードバック信号生成部111においては、無線基地局200にフィードバックするCSIフィードバック信号が生成される。この場合、CSIフィードバック信号には、チャネル品質測定部110から通知されたCQI、PMI及びRIが含まれる。CSIフィードバック信号生成部111で生成されたフィードバック信号(CSIフィードバック、RSRPフィードバック)は、マルチプレクサ(MUX)113に出力される。
MIMO切替部112は、チャネル品質測定部110から入力されたCQI、PMI及びRIに基づいて、送信データ#Kに用いるMIMO伝送方式を選択する。そして、選択したMIMO伝送方式に応じた送信データ#Kに対するチャネル符号化率及び変調方式を決定する。決定されたチャネル符号化率は、それぞれチャネル符号化部114に出力され、決定された変調方式は、それぞれデータ変調部115に出力される。
一方、上位レイヤから送出されたユーザ#Kに関する送信データ#Kは、チャネル符号化部114によりチャネル符号化された後、データ変調部115にてデータ変調される。データ変調部115にてデータ変調された送信データ#Kは、不図示の直並列変換部で、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部116に出力される。
サブキャリアマッピング部116においては、送信データ#Kを、無線基地局200から指示されたスケジュール情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部116は、不図示の参照信号生成部により生成された参照信号#Kを、送信データ#Kと共にサブキャリアにマッピング(多重)する。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ#Kがプリコーディング乗算部117に出力される。
プリコーディング乗算部117は、送受信アンテナTRX#1〜TRX#N毎に送信データ#Kを位相及び/又は振幅シフトする。このとき、プリコーディング乗算部117は、制御チャネル復調部108で復調された制御チャネル信号で指定されるPMIに対応するプリコーディングウェイトに応じて位相及び/又は振幅シフトする。プリコーディング乗算部117により位相及び/又は振幅シフトされた送信データ#Kは、マルチプレクサ(MUX)113に出力される。
マルチプレクサ(MUX)113においては、位相及び/又は振幅シフトされた送信データ#Kと、CSIフィードバック信号生成部111により生成された制御信号とを合成し、送受信アンテナTRX#1〜TRX#N毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ(MUX)113により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部118#1〜118#Nにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換された後、CP付加部119#1〜119#NでCPが付加されてRF送信回路120#1〜120#Nへ出力される。そして、RF送信回路120#1〜120#Nで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ101#1〜101#Nを介して送受信アンテナTRX#1〜TRX#Nに出力され、送受信アンテナTRX#1〜TRX#Nから上りリンクで無線基地局200に送出される。
なお、本実施の形態で適用可能な無線基地局200の構成は、上記図18で示した構成に限られない。同様にアンテナ部230の構成も図19で示した構成に限られない。他の構成として、垂直ウェイト乗算部240を、内セル制御部と外セル制御部に設けた構成としてもよい。この場合の無線基地局200、アンテナ部230の構成の一例について図21〜図23を参照して説明する。なお、上記図18、図19と重複する部分の説明は省略する。
図21で示す無線基地局200は、第1セル制御部及び第2セル制御部において、送受信信号に垂直方向のウェイトを乗算する送信垂直ウェイト乗算部236#1〜#Kと、受信垂直ウェイト乗算部235#1〜#Kとを有している。
無線基地局200の第1セル制御部及び第2セル制御部において、垂直ウェイト生成部233で生成された垂直方向のウェイトは、ウェイト切替部234で制御されて、送信垂直ウェイト乗算部236#1〜#K、受信垂直ウェイト乗算部235#1〜#Kに出力される。ウェイト切替部234は、垂直ウェイト生成部233から出力される複数のウェイトを所定期間毎に切り替えて制御し、垂直ウェイト生成部233で生成された垂直方向のウェイトを、送信垂直ウェイト乗算部236#1〜#K、受信垂直ウェイト乗算部235#1〜#Kに出力する。
例えば、上記図11〜図15等で示したように、時間割当て制御を適用する際に、各セルの垂直面ビーム幅やチルト角等を所定期間毎に変化させる場合、ウェイト切替部234において制御される。具体的に、ウェイト切替部234は、通信容量情報取得部231で生成された各セルへのユーザ端末の接続割合のデータおよびオフセット量決定部232で決定されたオフセット値から、各ユーザ端末へ割当てられるリソースが適当になるように(例えば、均一になるように)tおよびtあるいはtおよびtに割当てる時間の長さをそれぞれ決定する。また、ウェイト切替部234は、サブキャリアマッピング部203で割当てられた各ユーザ端末のスケジューリング情報と合わせて、上記時間長の経過と連動させて、垂直ウェイト生成部233から出力される複数のウェイトを切り替えて、送信垂直ウェイト乗算部236#1〜#Kに出力するように制御する。
あわせて、tおよびtあるいはtおよびtに割り当てる時間の長さに基づいて決定された移動局の送信タイミング等の情報は、報知情報により無線基地局から移動局へ通知される。各ユーザ端末は、無線基地局から送信された信号に関しては通常通り受信し、一方で送信タイミングに関しては、無線基地局から報知情報により通知された送信タイミングに合わせて送信スケジュールを制御する。このとき無線基地局では、上記時間長と連動させて、垂直ウェイト生成部233から出力される複数のウェイトを切り替えて、受信垂直ウェイト乗算部235#1〜#Kに出力するように制御することで、各移動局の信号をタイミングを合わせて受信する。
図22に、送受信垂直ウェイト乗算部236のブロック図を示す。送信垂直ウェイト乗算部236では、プリコーディング乗算部204から出力された信号がディバイダ261で分岐され、複数のアンテナ素子250毎に対応する位相・振幅調整器263に出力される。位相・振幅調整器263において、垂直ウェイト生成部233で生成されたウェイトを信号に乗算する。受信垂直ウェイト乗算部235では、FFT部212から出力された信号が位相・振幅調整器264で調整された後、合成器262で合成され、データチャネル信号分離部214に出力される。なお、第1セル制御部及び第2セル制御部に、垂直ウェイト乗算部を設ける場合、アンテナ部230は、図23に示すように、図19に示した構成から垂直ウェイト乗算部240を除いた構成とすることができる。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。例えば、上述の実施形態において、ユーザ数や装置における処理部数については、これに限定されず、装置構成に応じて適宜変更することが可能である。また、本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
1 無線通信システム
10 アレーアンテナ
10a 垂直偏波アンテナ
10b 水平偏波アンテナ
11 アンテナ素子
100 移動局
101 デュプレクサ
102 RF受信回路
103 CP除去部
104 FFT部
105 受信タイミング推定部
106 データチャネル信号分離部
107 チャネル推定部
108 制御チャネル復調部
109 データ復調部
110 チャネル品質測定部
111 CSIフィードバック信号生成部
112 MIMO切替部
113 マルチプレクサ(MUX)
114 チャネル符号化部
115 データ変調部
116 サブキャリアマッピング部
117 プリコーディング乗算部
118 逆高速フーリエ変換部
119 CP付加部
120 RF送信回路
200 無線基地局
201 チャネル符号化部
202 データ変調部
203 サブキャリアマッピング部
204 プリコーディング乗算部
205 マルチプレクサ(MUX)
206 逆高速フーリエ変換部(IFFT)
207 CP付加部
211 CP除去部
212 FFT部
214 データチャネル信号分離部
215 チャネル推定部
216 制御チャネル復調部
217 データ復調部
218 CSI情報更新部
219 プリコーディングウェイト制御部
220 リソース割当制御部
221 MIMO切替部
230 アンテナ部
231 通信容量情報取得部
232 オフセット量決定部
233 垂直ウェイト生成部
234 ウェイト切替部
235 受信垂直ウェイト乗算部
236 送信垂直ウェイト乗算部
240 垂直ウェイト乗算部
241 ディバイダ
242 合成器
243 位相・振幅調整器
244 合成器
247 デュプレクサ
248 ダウンコンバータ
249 RF位相振幅調整回路
250 アンテナ素子
251 ADコンバータ
252 ディバイダ
261 ディバイダ
262 合成器
263 位相・振幅調整器
264 位相・振幅調整器
300 上位局装置
400 コアネットワーク
500 セル

Claims (13)

  1. チルト角が異なる複数のビームを出力して垂直方向にセクタ化される複数のセルを形成する無線基地局と、前記無線基地局に無線接続するユーザ端末との無線通信方法であって、
    前記無線基地局が、前記複数のセルそれぞれの通信容量に関する情報を取得する工程と、前記複数のセルそれぞれの通信容量の差が小さくなるように、各セルの垂直面ビーム幅及び/又は送信電力をそれぞれ制御して、各セルのカバレッジエリアをそれぞれ設定する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
  2. 前記無線基地局は、前記複数のセルのうち通信容量が少ないセルの垂直面ビーム幅を広くし、且つ通信容量が多いセルの垂直面ビーム幅を狭くするように、前記複数のセルをそれぞれ形成するビームの垂直面ビーム幅のオフセット値を決定し、前記オフセット値に基づいて出力するビームの垂直面ビーム幅を制御することを特徴とする請求項1に記載の無線通信方法。
  3. 前記無線基地局は、前記複数のセルのうち通信容量が少ないセルの送信電力を高くし、且つ通信容量が多いセルの送信電力を小さくするように、前記複数のセルをそれぞれ形成するビームの送信電力のオフセット値を決定し、前記オフセット値に基づいて出力するビームの送信電力を制御することを特徴とする請求項1に記載の無線通信方法。
  4. 前記無線基地局は、前記通信容量に関する情報を、前記複数のセルにそれぞれ在圏するユーザ端末数とすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の無線通信方法。
  5. 前記無線基地局は、前記ユーザ端末が一様に分布すると仮定して、各セルにそれぞれ在圏するユーザ端末数を算出することを特徴とする請求項4に記載の無線通信方法。
  6. チルト角が異なる複数のビームを出力して垂直方向にセクタ化される複数のセルを形成する無線基地局と、前記無線基地局に無線接続するユーザ端末との無線通信方法であって、
    前記無線基地局は、前記複数のセルそれぞれの通信容量に関する情報を取得する工程と、前記複数のセルのうち通信容量が相対的に少ないセルに対して割当てるリソース量を、通信容量が相対的に多いセルより低く設定する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
  7. 前記無線基地局は、前記複数のセルのうち通信容量が相対的に少ないセルに対してリソースを割当てる周波数領域及び/又はリソースを割当てる時間領域を、通信容量が相対的に多いセルより狭くすることを特徴とする請求項6に記載の無線通信方法。
  8. 前記無線基地局は、前記通信容量が相対的に多いセルに対してリソースの割当てを行い、且つ、前記通信容量が相対的に少ないセルに対してリソースの割当てを行わない時間領域を設け、前記時間領域において前記通信容量が相対的に多いセルの送信電力を高くすることを特徴とする請求項7に記載の無線通信方法。
  9. 前記無線基地局は、前記時間領域において、前記通信容量が相対的に多いセルのカバレッジエリアが前記時間領域以外に形成される前記通信容量が相対的に少ないセルのカバレッジエリア方向に拡大するように、前記通信容量が相対的に多いセルを形成するビームのチルト角を変化させることを特徴とする請求項8に記載の無線通信方法。
  10. チルト角が異なる複数のビームを出力して垂直方向にセクタ化される複数のセルを形成する無線基地局と、前記無線基地局に無線接続するユーザ端末との無線通信方法であって、
    前記無線基地局は、前記複数のセルそれぞれの通信容量に関する情報を取得する工程と、前記複数のセルのうち通信容量が相対的に多いセルのカバレッジエリアに在圏するユーザ端末の中で、通信容量が相対的に少ないセルに対して所定の品質以上で接続可能な所定のユーザ端末を選択する工程と、前記通信容量が相対的に少ないセルに対してリソースの割当てを行い、且つ、前記通信容量が相対的に多いセルに対してリソースの割当てを行わない時間領域を設け、前記時間領域において前記所定のユーザ端末に対して前記通信容量が相対的に少ないセルからリソースの割当てを行う工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
  11. 前記無線基地局は、前記時間領域において、前記通信容量が相対的に少ないセルのカバレッジエリアが前記時間領域以外に形成される前記通信容量が相対的に多いセルのカバレッジエリア方向に拡大するように、前記通信容量が相対的に少ないセルを形成するビームのチルト角及び/又は垂直面ビーム幅を変化させることを特徴とする請求項10に記載の無線通信方法。
  12. 垂直方向にセクタ化される複数のセルを形成する無線基地局であって、
    チルト角が異なり前記複数のセルを形成する複数のビームを出力するアンテナ部と、
    前記複数のセルそれぞれの通信容量に関する情報を取得する情報取得部と、
    前記複数のセルそれぞれの通信容量の差が小さくなるように、各セルの垂直面ビーム幅及び/又は送信電力をそれぞれ制御して、各セルのカバレッジエリアをそれぞれ設定する制御部と、を有することを特徴とする無線基地局。
  13. 垂直方向にセクタ化される複数のセルを形成する無線基地局と、前記無線基地局に無線接続するユーザ端末とを備えた無線通信システムであって、
    前記無線基地局は、チルト角が異なり前記複数のセルを形成する複数のビームを出力するアンテナ部と、前記複数のセルそれぞれの通信容量に関する情報を取得する情報取得部と、前記複数のセルそれぞれの通信容量の差が小さくなるように、各セルの垂直面ビーム幅及び/又は送信電力をそれぞれ制御して、各セルのカバレッジエリアをそれぞれ設定する制御部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015115712A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 富士通株式会社 基地局
KR101555020B1 (ko) 2014-09-29 2015-09-22 고려대학교 산학협력단 이동통신 서비스를 제공하는 시스템 및 이동통신 서비스 방법
JP2016032133A (ja) * 2014-07-25 2016-03-07 株式会社東芝 通信制御装置および通信制御システム
JP2016046750A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 富士通株式会社 制御装置、送信電力制御方法、及び、無線通信システム
KR101620956B1 (ko) * 2015-01-28 2016-05-16 고려대학교 산학협력단 멀티캐스트 전송 스케줄링 방법
JP2016136692A (ja) * 2015-01-23 2016-07-28 Kddi株式会社 制御装置、制御方法、及びコンピュータプログラム
JP2016136693A (ja) * 2015-01-23 2016-07-28 Kddi株式会社 制御装置、制御方法、及びコンピュータプログラム
KR20180069022A (ko) * 2015-10-12 2018-06-22 노키아 솔루션스 앤드 네트웍스 오와이 셀룰러 시스템에서의 발견 신호 전송

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014146700A1 (en) * 2013-03-19 2014-09-25 Nokia Solutions And Networks Oy Methods and apparatus for antenna tilt optimization
US20140295869A1 (en) * 2013-03-31 2014-10-02 Tejas Networks Limited Method and System of creating virtual sector within physical sector to avoid the interference and maximize the system throughput
WO2015065154A1 (ko) 2013-11-04 2015-05-07 (주)엘지전자 무선통신 시스템에서 신호를 전송하는 방법 및 장치
US10327156B2 (en) * 2014-07-15 2019-06-18 Lg Electronics Inc. Resource allocation method and signal processing method of terminal
CN106160801B (zh) * 2015-03-25 2020-01-31 联想(北京)有限公司 一种信号处理方法及基站
WO2016167447A1 (ko) * 2015-04-17 2016-10-20 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서의 동기 신호 송수신 방법
JP6924206B2 (ja) * 2016-12-02 2021-08-25 シャープ株式会社 基地局装置、通信システム、ビーム制御方法及びプログラム
EP3695522B1 (en) * 2017-10-12 2023-12-06 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (PUBL) Beam forming for synchronization signals
KR102469563B1 (ko) * 2017-10-17 2022-11-22 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 송신 전력을 제어하기 위한 장치 및 방법
US10892814B2 (en) * 2018-12-07 2021-01-12 Charter Communications Operating, Llc Performing receive beamforming in a fifth generation millimeter wave system
JP7081555B2 (ja) * 2019-04-02 2022-06-07 日本電信電話株式会社 置局支援方法および置局支援システム
CN110191510B (zh) * 2019-04-03 2022-10-25 中国联合网络通信集团有限公司 波束分配方法及装置
US10716015B1 (en) * 2019-07-08 2020-07-14 Sprint Communications Company L.P. Broadcast beam profile assignment
US11342973B1 (en) * 2021-10-19 2022-05-24 King Faisal University System and method for maintaining link communications in millimeter wave cellular networks

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008219338A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Kddi Corp 基地局装置およびセル構成方法
JP2009033717A (ja) * 2007-05-02 2009-02-12 Alvarion Ltd リソース割当方法及び通信装置
WO2011029497A1 (en) * 2009-09-10 2011-03-17 Alcatel Lucent Base station, method and computer program product for load balancing in a group of base stations
JP2012054736A (ja) * 2010-09-01 2012-03-15 Hitachi Ltd 移動体通信システムおよび移動体通信システムにおける負荷分散方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2949533B2 (ja) * 1991-09-03 1999-09-13 日本電信電話株式会社 移動通信無線ゾーン構成方法
US6246674B1 (en) * 1997-01-27 2001-06-12 Metawave Communications Corporation Antenna deployment sector cell shaping system and method
US7493143B2 (en) * 2001-05-07 2009-02-17 Qualcomm Incorporated Method and system for utilizing polarization reuse in wireless communications
JP2004072663A (ja) * 2002-08-09 2004-03-04 Fujitsu Ltd アンテナ制御装置
US7437166B2 (en) * 2003-09-24 2008-10-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Reducing shared downlink radio channel interference by transmitting to multiple mobiles using multiple antenna beams
ATE486437T1 (de) * 2006-05-12 2010-11-15 Alcatel Lucent Resourcenzuweisung für eine ofdm übertragung mit subträgeraufteilung und beidseitigem subträgeraustausch zwischen basisstationen
JP5152472B2 (ja) * 2007-04-28 2013-02-27 日本電気株式会社 無線通信システムにおけるリソース割当制御方法および装置
JP5052610B2 (ja) * 2007-07-10 2012-10-17 パナソニック株式会社 無線通信基地局装置、無線通信端末装置及び無線通信方法
KR20090041323A (ko) * 2007-10-23 2009-04-28 엘지전자 주식회사 데이터 블록 구성함에 있어서 단말의 식별 정보를 효과적으로 전송하는 방법
EP2217013A4 (en) * 2007-10-31 2016-01-20 Nec Corp RESOURCE ALLOCATION METHOD IN COMMUNICATION SYSTEM, RESOURCE ALLOCATION SYSTEM, AND BASE STATION USED THEREFOR
US8150399B2 (en) * 2007-12-21 2012-04-03 Intel Corporation Techniques for wireless communications networks employing beamforming
JP5088149B2 (ja) * 2008-01-17 2012-12-05 富士通株式会社 スケジューリング方法及び無線基地局
CN101971658B (zh) * 2008-04-02 2014-04-02 日本电气株式会社 控制设备、通信系统和资源分配方法
KR20100046338A (ko) * 2008-10-27 2010-05-07 삼성전자주식회사 이동통신 시스템의 공조 빔 형성 장치 및 방법
US8311005B2 (en) * 2008-11-13 2012-11-13 Nec Laboratories America, Inc. Methods and systems for allocation of macro cell resources in a distributed femto cell network and a distributed relay station network
US8682326B2 (en) * 2008-12-23 2014-03-25 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Base station and method for vertical tilt antenna beam sweeping
WO2010110396A1 (ja) * 2009-03-26 2010-09-30 京セラ株式会社 アンテナ制御装置、無線通信システム及びアンテナ制御方法
EP2421097A4 (en) * 2009-04-16 2017-07-19 Nec Corporation Antenna device and multi-antenna system
JP2011019039A (ja) 2009-07-08 2011-01-27 Nec Corp 基地局制御法、基地局、および基地局制御装置
KR101555820B1 (ko) * 2009-12-02 2015-10-06 삼성전자주식회사 접속망의 클래스에 따라 비대칭적인 피드백 기법을 사용하는 계층 셀 통신 시스템
JP5496707B2 (ja) 2010-02-26 2014-05-21 株式会社日立製作所 海水淡水化装置
JP5814246B2 (ja) * 2010-09-03 2015-11-17 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブアメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America 無線通信システム、低送信電力セル基地局、マクロセル基地局、無線端末及び負荷分散方法
JP4923161B1 (ja) * 2010-09-29 2012-04-25 シャープ株式会社 移動通信システム、移動局装置、基地局装置、通信方法および集積回路
US9680537B2 (en) 2011-08-15 2017-06-13 Ntt Docomo , Inc. Radio base station, user terminal, radio communication system and radio communication method
US9094977B2 (en) * 2011-11-11 2015-07-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for supporting mobility management in communication systems with large number of antennas
US9749935B2 (en) * 2012-03-09 2017-08-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods and apparatus for cell scanning in system with large number of antennas
US9173200B2 (en) * 2013-02-28 2015-10-27 Intel Mobile Communications GmbH Communication terminal, network component, base station and method for communicating

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008219338A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Kddi Corp 基地局装置およびセル構成方法
JP2009033717A (ja) * 2007-05-02 2009-02-12 Alvarion Ltd リソース割当方法及び通信装置
WO2011029497A1 (en) * 2009-09-10 2011-03-17 Alcatel Lucent Base station, method and computer program product for load balancing in a group of base stations
JP2012054736A (ja) * 2010-09-01 2012-03-15 Hitachi Ltd 移動体通信システムおよび移動体通信システムにおける負荷分散方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6016012171; ZTE: 'Considerations of system coexistence simulation for AAS[online]' 3GPP TSG-RAN WG4♯61 R4-115575 , 20111105, 1-5 pages, インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ra *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015115712A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 富士通株式会社 基地局
JP2016032133A (ja) * 2014-07-25 2016-03-07 株式会社東芝 通信制御装置および通信制御システム
JP2016046750A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 富士通株式会社 制御装置、送信電力制御方法、及び、無線通信システム
KR101555020B1 (ko) 2014-09-29 2015-09-22 고려대학교 산학협력단 이동통신 서비스를 제공하는 시스템 및 이동통신 서비스 방법
JP2016136692A (ja) * 2015-01-23 2016-07-28 Kddi株式会社 制御装置、制御方法、及びコンピュータプログラム
JP2016136693A (ja) * 2015-01-23 2016-07-28 Kddi株式会社 制御装置、制御方法、及びコンピュータプログラム
KR101620956B1 (ko) * 2015-01-28 2016-05-16 고려대학교 산학협력단 멀티캐스트 전송 스케줄링 방법
KR20180069022A (ko) * 2015-10-12 2018-06-22 노키아 솔루션스 앤드 네트웍스 오와이 셀룰러 시스템에서의 발견 신호 전송
US10630358B2 (en) 2015-10-12 2020-04-21 Nokia Solutions And Networks Oy Discovery signal transmission in cellular system
KR102138448B1 (ko) * 2015-10-12 2020-07-27 노키아 솔루션스 앤드 네트웍스 오와이 셀룰러 시스템에서의 발견 신호 전송
US11070267B2 (en) 2015-10-12 2021-07-20 Nokia Solutions And Networks Oy Discovery signal transmission in cellular system

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