JP2013239844A - Radio communication system, radio communication device and radio communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の基地局が面的に展開された無線アクセスシステムにおいて、各基地局が柔軟に無線リソース割り当てを行うための無線通信システム、無線通信装置および無線通信方法に関する。 The present invention relates to a radio communication system, a radio communication apparatus, and a radio communication method for each base station to flexibly allocate radio resources in a radio access system in which a plurality of base stations are expanded.
近年の光アクセス等の普及に伴った様々な大容量サービスに対応するため、無線通信の伝送速度の向上が要求されている。占有する周波数帯域と伝送速度とは比例するため、周波数帯域を拡大する事でこれを実現する事ができる。しかし、実際の周波数資源は有限であるため、周波数帯域の拡大には限界がある。周波数帯域を増加することなく伝送速度を向上する方法として、1シンボルあたり2ビットを伝送するQPSKから1シンボルあたり6ビットを伝送する64QAMのような変調多値数の大きい変調方式を用いる方法がある。しかし、多値数の増加に伴い信号点間距離が減少する事でノイズによる誤りやハードウェアの特性による誤りが発生しやすくなり、良好な通信の実現に高い信号対雑音比が必要となるため、この方法で伝送速度を大きく向上させることは難しい。また、面的にサービスを展開する場合、十分な数のチャネルを用意できないため、複数チャネルによる周波数リユースが困難となり、セル間干渉がシステム容量を劣化させる大きな要因となる。 In order to cope with various large-capacity services accompanying the recent spread of optical access and the like, it is required to improve the transmission speed of wireless communication. Since the occupied frequency band is proportional to the transmission speed, this can be realized by expanding the frequency band. However, since the actual frequency resources are limited, there is a limit to the expansion of the frequency band. As a method for improving the transmission speed without increasing the frequency band, there is a method using a modulation method having a large modulation multi-value number such as QPSK that transmits 2 bits per symbol to 64QAM that transmits 6 bits per symbol. . However, since the distance between signal points decreases as the number of multi-values increases, errors due to noise and errors due to hardware characteristics tend to occur, and a high signal-to-noise ratio is required to achieve good communication. It is difficult to greatly improve the transmission speed by this method. In addition, when a service is deployed in a plane, a sufficient number of channels cannot be prepared, so frequency reuse by a plurality of channels becomes difficult, and inter-cell interference is a major factor that degrades system capacity.
そこで、周波数資源を有効に利用しながらもセル間干渉を回避する手法として、非特許文献1に記載されているFractional Frequency Reuse(FFR)がある。例えば、セルをセル中心領域とセルエッジ領域に分割し、セル間干渉の比較的小さいセル中心領域では全帯域を割り当て、一方セル間干渉の比較的大きいセルエッジ領域では全帯域を分割し占有帯域として割り当て、周波数繰り返しを行うことによりセル間干渉を回避する。さらにセルエッジ領域において一つの占有帯域を割り当てられる基地局では、送信電力一定の条件下で、帯域幅が減少した分の余剰の電力を送信帯域に振り向けることで、送信電力密度を増加する。このように周波数繰り返し係数(Reuse Factor:RF)及び送信電力を柔軟に制御することにより、セル間干渉を回避しながら周波数資源を効率よく利用可能となる。
Thus, as a technique for avoiding inter-cell interference while effectively using frequency resources, there is Fractional Frequency Reuse (FFR) described in
図10は、FFRにおけるフレーム構成及び周波数帯域と電力の割り当て例を示す図である。図11は、FFRにおける周波数の割り当て例を示す図である。ここでは、3つの基地局がそれぞれ異なる3つの占有帯域を割り当てられる場合を例にとって説明する。各基地局は一定の時間長を持つデータフレームを単位としてデータを送信する。各データフレームの先頭にはタイミング同期やチャネル推定を実施するためのトレーニング信号、及び宛先となる端末局の割り当て情報等を含む制御信号がある。次に、基地局#1〜基地局#3が全帯域を共有(f1+f2+f3)し、データを割り当てる領域を有する。この領域は主にSINR(Signal to Interference Noise power Ratio:信号対干渉雑音電力比)の良好な端末局のデータが割り当てられるため、当該領域をセル中心ゾーンとする。
FIG. 10 is a diagram illustrating a frame configuration, frequency band, and power allocation example in FFR. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of frequency allocation in FFR. Here, a case will be described as an example where three base stations can be assigned three different occupied bands. Each base station transmits data in units of data frames having a certain length of time. At the head of each data frame is a control signal including a training signal for performing timing synchronization and channel estimation, and allocation information of a destination terminal station. Next,
その次には、各基地局がそれぞれ互いにセル間干渉を与えないように、全帯域を分割した占有帯域f1、f2、f3による領域がある。これをセルエッジゾーンとし、当該領域に主にセル中心ゾーンに比べてSINRの小さい端末局のデータを割り当てる。このとき、占有帯域f1、f2、f3は共有帯域に比べて、帯域幅は3分の1となる。各基地局において送信可能な電力が一定である場合、帯域幅を削減したことにより電力に余裕が生じるため、その電力をそれぞれの占有帯域に振り向けることが可能であり、この場合、電力密度を共有帯域のものに比べ3倍まで高めることができる。こうすることにより、セルエッジゾーンに位置する端末局のSNR(Signal to Noise power Ratio:信号対雑音電力比)を向上することが可能になる。 Next, there are areas of occupied bands f1, f2, and f3 obtained by dividing the entire band so that each base station does not cause inter-cell interference with each other. This is set as a cell edge zone, and data of a terminal station having a SINR smaller than that of the cell center zone is assigned to the area. At this time, the bandwidths of the occupied bands f1, f2, and f3 are one-third that of the shared band. When the power that can be transmitted in each base station is constant, there is a margin in power due to the reduction in bandwidth, so it is possible to direct that power to each occupied band. It can be increased up to 3 times compared to the shared bandwidth. This makes it possible to improve the SNR (Signal to Noise power Ratio) of the terminal station located in the cell edge zone.
このような割り当てを面的に俯瞰すると、図11のようになる。セル中心ゾーンにおいては、共有帯域f1+f2+f3によって1周波数繰り返しを行い、セルエッジゾーンでは占有帯域f1、f2、f3によって3周波数繰り返しを行う。これにより、セル中心及びセルエッジゾーンの両領域においてセル間干渉を回避しながら通信を行うことが可能となる。 An overview of such assignment is shown in FIG. In the cell center zone, one frequency repetition is performed using the shared band f1 + f2 + f3, and in the cell edge zone, three frequency repetitions are performed using the occupied bands f1, f2, and f3. As a result, communication can be performed while avoiding inter-cell interference in both the cell center and the cell edge zone.
図12は、FFRにおける無線通信装置の構成例を示す。図12において、1はネットワーク、10は基地局、11はネットワークインターフェース、12はMAC層処理部、13は送信処理部、14は受信処理部、15は通信制御部、16はスイッチ、17はアンテナ、18は無線リソース管理部、20は端末局である。ここで、図12における構成は各基地局及び各端末局がそれぞれ1本のアンテナを備えている場合を示しているが、2本以上であっても構わない。もちろん基地局10及び端末局20が異なるアンテナ本数であっても構わない。
FIG. 12 shows a configuration example of a wireless communication apparatus in FFR. In FIG. 12, 1 is a network, 10 is a base station, 11 is a network interface, 12 is a MAC layer processing unit, 13 is a transmission processing unit, 14 is a reception processing unit, 15 is a communication control unit, 16 is a switch, and 17 is an antenna. , 18 are radio resource management units, and 20 is a terminal station. Here, the configuration in FIG. 12 shows a case where each base station and each terminal station each have one antenna, but two or more may be provided. Of course, the
次に動作を説明する。まず基地局10側から端末局20側に信号を送信するダウンリンクについて説明する。ネットワーク1より端末局20宛てのダウンリンクのデータがネットワークインターフェース11を介し基地局10に入力され、続いてMAC層処理部12に入力される。MAC層処理部12に入力されたデータは個別バッファ等に一時的に保持される。尚、実際のハードウェアでは物理的なバッファは同じであっても構わず、論理的に個別に管理されていればよい。MAC層処理部12は、基地局10の通信相手先となる端末局20を把握し、当該端末局に対応するデータを先の個別バッファより読み出し、データをデータフレーム上に配置するための処理等を実施する。
Next, the operation will be described. First, the downlink for transmitting a signal from the
ここで、無線リソース管理部18において、端末局20のデータに割り当てる周波数帯域及び電力、すなわち無線リソースを決定する。まず、MAC層処理部12ではアップリンクの通信等を用いて事前に取得した基地局10と端末局20の間の品質を無線リソース管理部18に入力する。無線リソース管理部18では、当該品質情報を基に、周波数帯域及び電力といった無線リソースの割り当て、さらにはデータフレーム上のいずれのゾーンに割り当てるかを決定する。例えば、図10に示すように周波数帯域及び電力の割り当ての場合、端末局の受信品質が条件を満たせば全帯域を共有するセル中心ゾーンへ、一方で条件を満たさなければ電力密度を3倍にし、占有帯域のみを用いるセルエッジゾーンへとデータを割り当てる。このようにして決定した端末局のデータに対応する無線リソース情報をMAC層処理部12へ入力し、さらにMAC層処理部12は送信すべきデータを当該無線リソース情報とともに送信処理部13へと出力する。
Here, the radio
送信処理部13は、無線回線で送信する無線パケットを生成して変調処理を行う。ここで、例えばOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交波周波数分割多重)ないしはOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)変調方式を用いるのであれば、各信号系列の信号に対して周波数成分ごとに変調処理、周波数軸上の信号から時間軸上の信号に変換するIFFT処理、ガードインターバルの挿入やOFDMシンボル間の波形整形処理、D/A変換、無線周波数信号へのアップコンバート、帯域外の周波数成分を除去するためのフィルタ処理等が行われ、送信すべき電気的な信号を生成する。このとき、基地局10及び端末局20が複数本のアンテナを備え、MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)による空間多重伝送を行うのであれば、変調処理とIFFT処理の間に送信ウェイトの乗算処理を実施してもよい。
The
また、送信ウェイトの生成には、基地局10と端末局20の各アンテナ間のチャネル情報を必要とするが、本図ではその情報の取得ルートを明示せずに、チャネルフィードバック等の既存の技術で取得できているものとする。このように各種の送信信号処理が施された送信信号は、送信処理部13側へ切り替えられたスイッチ16を経由し、アンテナ17を通して各端末局20に向けて送信される。これによりダウンリンクの通信が行われる。
In addition, in order to generate transmission weights, channel information between the antennas of the
次に、端末局20側から基地局10側に信号を送信するアップリンクについて説明する。端末局20からアップリンクの信号が基地局10にて受信されると、受信信号はアンテナ17を通して受信処理部側14側へ切り替えられたスイッチ16を経由し、受信処理部14に入力される。受信処理部14では、無線周波数の信号からベースバンドの信号へのダウンコンバート、帯域外の周波数成分を除去するためのフィルタリング、A/D変換、OFDM(A)を用いる場合にはFFT処理により時間軸上の信号を周波数軸上の信号に変換(各周波数成分の信号に分離)する等の、各種信号処理が施される。そのようにして処理が施された信号に対してさらに復調処理を施し、再生されたデータをMAC層処理部12へ出力する。
Next, an uplink for transmitting a signal from the
また、MIMO伝送を実施する場合には、復調処理を実施する前に、受信信号処理が施された信号から各周波数成分に分離されたチャネル推定用の既知信号(無線パケットの先頭に付与されるプリアンブル信号等)を取得し、各端末局20のアンテナと、基地局10の各アンテナとの間のチャネル情報を周波数成分ごとに推定し、その推定結果から受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトを前述の各種信号処理を施した周波数成分ごとの受信信号に対し乗算し、各端末局が同一周波数・同一時刻に送信した信号系列を分離する。
In addition, when performing MIMO transmission, a known signal for channel estimation (added to the head of a radio packet) separated into each frequency component from a signal subjected to received signal processing before performing demodulation processing. A preamble signal, etc.), channel information between the antenna of each
MAC層処理部12は、MAC層に関する処理(例えば、ネットワークインターフェース11に対して入出力するデータと、無線回線上で送受信されるデータとの変換、MAC層のヘッダ情報の終端など)を行う。また、ひとつのデータフレームを用いて通信を行う端末局の組み合わせを含む各種スケジューリング処理を行い、スケジューリング結果を通信制御部15に出力する。MAC層処理部12にて処理された受信データは、ネットワークインターフェース11を介して外部機器ないしはネットワーク1に出力される。また、送信元の端末局の管理や、全体のタイミング制御など、全体の通信に係る制御を通信制御部15が管理する。上記通信方法を、各基地局10が、回線設計上信号を受信可能な各端末局10に対して個別に実施する。
The MAC
図13は、FFRにおけるスケジューリング処理動作を示すフローチャートである。割り当て処理を開始すると、まずデータバッファから読み込み(ステップS61)、当該データの宛先端末局を把握する(ステップS62)。そして基地局10と端末局20間の通信品質を把握する(ステップS63)。ここで、通信品質は、基地局と端末局とで事前に共有できている既知の制御信号を用いて測定することが可能である。また、基地局が通信品質を把握する方法として、端末局において測定した通信品質を基地局へフィードバックする方法や、基地局が直接的に端末局からの制御信号から通信品質を測定する方法がある。これらは、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)やLTE(Long term Evolution)そしてWiFi(Wireless Fidelity)等の各種無線通信規格によってそれぞれ定められており、その測定方法や通知の方法はいかなる手段であって構わない。通信品質には例えばSINRがあるが、SNRやその他の基準を用いて構わない。次に、通信品質が条件を満たすか否かを判定し(ステップS64)、条件を満たす(Yes)場合には当該端末局には全帯域を割り当て(ステップS65)、さらに電力を割り当て(ステップS66)、当該端末局に対応するデータをセル中心ゾーンに割り当てる(ステップS67)。一方、条件を満たさない(No)場合、当該端末局には占有帯域のみを割り当て(ステップS68)、さらに電力を割り当て(ステップS69)、当該端末局に対応するデータをセルエッジゾーンに割り当てる(ステップS70)。
FIG. 13 is a flowchart showing the scheduling processing operation in FFR. When the allocation process is started, the data is first read from the data buffer (step S61), and the destination terminal station of the data is grasped (step S62). Then, the communication quality between the
ここで、例えば通信品質にSINRを用いるのであれば、所定の閾値を条件として設け、SINRが閾値以上となるか否かを判定してもよいし、もしくは閾値に対してある一定の範囲内にて収まるか否か、を判定することとしてもよい。続いて、データフレーム上の各ゾーンにデータを全て割り当てたか、もしくはバッファから読み出すべきデータがなくなったかを判定し(ステップS71)、Yesの場合、割り当てを終了し、一方、Noの場合はステップS61に戻り、次のデータバッファから読み込み、以降の割り当て処理を実施する。 Here, for example, if SINR is used for communication quality, a predetermined threshold may be set as a condition, and it may be determined whether the SINR is equal to or greater than the threshold, or within a certain range with respect to the threshold. It is good also as determining whether it fits. Subsequently, it is determined whether all data has been allocated to each zone on the data frame or there is no more data to be read from the buffer (step S71). If yes, the allocation is terminated, whereas if no, step S61 is performed. Return to, read from the next data buffer, and perform the subsequent allocation processing.
このように、FFRでは柔軟に周波数資源及び電力を割り当てることによってセル間干渉を回避することが可能になる一方、セルエッジ領域では周波数帯を完全に分割するため、周波数利用効率が低下してしまうという問題がある。 As described above, in FFR, it is possible to avoid inter-cell interference by allocating frequency resources and power flexibly. On the other hand, since the frequency band is completely divided in the cell edge region, the frequency utilization efficiency is reduced. There's a problem.
このような問題を解決する方法として非特許文献2に記載の方法がある。図14は、占有帯域に加え、他セルの占有帯域と一部オーバーラップを許容する共有帯域を定義し、共有帯域にもデータを追加で割り当てる例を示す図である。共有帯域ではセル相互に同一チャネル干渉を与えることになるが、占有帯域の受信品質は高く維持されているため、誤り訂正符号化によって当該セル間干渉への耐性を高めることが可能である。これにより周波数利用効率の向上を図るものである。
There is a method described in
しかしながら、非特許文献2に記載の従来技術では、各周波数帯域に均等に電力を割り当てるため、共有帯域が他のセルに与える同一チャネル干渉の影響が大きく、占有帯域におけるSNRの劣化が大きいという問題がある。これは、符号化による誤り訂正能力の低下につながるおそれがある。周波数利用効率を改善するためには、一部の周波数帯域の重複を許容した割り当て法が有効であるが、互いに同等の電力密度を割り当てると、それぞれの共有帯域が占有帯域へ干渉を及ぼし、占有帯域におけるSINRが劣化するという問題がある。さらに、占有帯域のSINRの劣化は誤り訂正能力の低下を招き、共有帯域の復号が困難となる結果につながるという問題もある。
However, in the related art described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、占有帯域のSINR(信号対干渉雑音電力比)を確保し、安定した通信と周波数利用効率を向上させることができる無線通信システム、無線通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and ensures a SINR (signal to interference noise power ratio) of an occupied band, and can improve stable communication and frequency utilization efficiency. An object is to provide a communication device and a wireless communication method.
本発明は、複数の基地局と、前記基地局と通信を行う複数の端末局より構成され、前記複数の基地局が前記複数の端末局と無線回線を介して同一周波数帯域を使用して通信を行う無線通信システムであって、前記基地局は、前記同一周波数帯域の一部ないしは全てを共有して相互の干渉を許容する共有帯域と、前記同一周波数帯域の一部をそれぞれ占有して互いに干渉しない占有帯域とに分割した帯域を前記基地局及び前記端末局に対して割り当てる帯域割り当て手段と、前記共有帯域と前記占有帯域にそれぞれ異なる電力を割り当てる電力割り当て手段と、前記共有帯域と前記占有帯域にデータをそれぞれに配置するデータ割り当て手段とを備え、前記電力割り当て手段は、各帯域の領域内のトラフィックまたは前記端末局の分布に応じて電力を制御することにより、各帯域の領域のサイズを変更することを特徴とする。 The present invention includes a plurality of base stations and a plurality of terminal stations that communicate with the base stations, and the plurality of base stations communicate with the plurality of terminal stations using the same frequency band via a radio channel. The base station is configured to share a part or all of the same frequency band and allow mutual interference and a part of the same frequency band to occupy each other. Band allocation means for allocating a band divided into occupied bands that do not interfere to the base station and the terminal station, power allocation means for allocating different power to the shared band and the occupied band, and the shared band and the occupied Data allocating means for allocating data in each band, and the power allocating means according to traffic in the area of each band or distribution of the terminal stations By controlling the force and changing the size of each band area.
本発明は、前記帯域割り当て手段は、前記共有帯域または前記占有帯域の品質を評価する品質測定手段と、前記品質測定手段において評価した帯域毎の品質が所定の条件を満たすか否かを判定する品質判定手段とを含み、前記品質判定手段において前記共有帯域の品質が条件を満たすと判断された場合に前記共有帯域の割り当てを実施することを特徴とする。 In the present invention, the band allocation unit determines whether the quality of the shared band or the occupied band is evaluated, and whether the quality of each band evaluated by the quality measurement unit satisfies a predetermined condition. And a quality determination unit, wherein the shared band allocation is performed when the quality determination unit determines that the quality of the shared band satisfies a condition.
本発明は、前記電力割り当て手段は、前記共有帯域または前記占有帯域の品質を評価する品質測定手段と、前記品質測定手段において評価した帯域毎の品質が所定の条件を満たすか否かを判定する品質判定手段とを含み、前記品質判定手段において前記共有帯域または前記占有帯域の品質が所定の条件を満たすように前記共有帯域または前記占有帯域への電力割り当てを実施することを特徴とする。 In the present invention, the power allocation unit determines whether the quality of the shared band or the occupied band is evaluated, and whether the quality of each band evaluated by the quality measurement unit satisfies a predetermined condition. And a quality determination unit, wherein the quality determination unit performs power allocation to the shared band or the occupied band so that a quality of the shared band or the occupied band satisfies a predetermined condition.
本発明は、前記基地局は、隣接する基地局が測定した品質の情報を取得する隣接基地局情報取得手段を備え、前記帯域割り当て手段は、自局において測定した前記共有帯域または前記占有帯域の品質と、隣接する基地局における前記共有帯域または前記占有帯域の品質が所定の条件を満たすと判断された場合に前記共有帯域の割り当てを実施することを特徴とする。 In the present invention, the base station includes an adjacent base station information acquisition unit that acquires information on quality measured by an adjacent base station, and the band allocation unit includes the shared band or the occupied band measured by the own station. The shared band allocation is performed when it is determined that the quality and the quality of the shared band or the occupied band in an adjacent base station satisfy a predetermined condition.
本発明は、前記基地局は、隣接する基地局が測定した品質の情報を取得する隣接基地局情報取得手段を備え、前記電力割り当て手段は、自局において測定した前記共有帯域または前記占有帯域の品質と、隣接する基地局における前記共有帯域または前記占有帯域の品質が所定の条件を満たすように前記共有帯域または前記占有帯域への電力割り当てを実施することを特徴とする。 In the present invention, the base station includes an adjacent base station information acquisition unit that acquires information on quality measured by an adjacent base station, and the power allocation unit includes the shared band or the occupied band measured in the local station. Power allocation to the shared band or the occupied band is performed so that the quality and the quality of the shared band or the occupied band in adjacent base stations satisfy a predetermined condition.
本発明は、複数の基地局と、前記基地局と通信を行う複数の端末局より構成され、前記複数の基地局が前記複数の端末局と無線回線を介して同一周波数帯域を使用して通信を行う無線通信システムにおいて前記基地局として動作する無線通信装置であって、前記同一周波数帯域の一部ないしは全てを共有して相互の干渉を許容する共有帯域と、前記同一周波数帯域の一部をそれぞれ占有して互いに干渉しない占有帯域とに分割した帯域を前記基地局及び前記端末局に対して割り当てる帯域割り当て手段と、前記共有帯域と前記占有帯域にそれぞれ異なる電力を割り当てる電力割り当て手段と、前記共有帯域と前記占有帯域にデータをそれぞれに配置するデータ割り当て手段とを備え、前記電力割り当て手段は、各帯域の領域内のトラフィックまたは前記端末局の分布に応じて電力を制御することにより、各帯域の領域のサイズを変更することを特徴とする。 The present invention includes a plurality of base stations and a plurality of terminal stations that communicate with the base stations, and the plurality of base stations communicate with the plurality of terminal stations using the same frequency band via a radio channel. A wireless communication apparatus that operates as the base station in a wireless communication system that performs a shared bandwidth that allows mutual interference by sharing a part or all of the same frequency band, and a part of the same frequency band. Band allocating means for allocating bands divided into occupied bands that do not interfere with each other to the base station and the terminal station, power allocating means for allocating different power to the shared band and the occupied band, and Data allocation means for allocating data to each of the shared band and the occupied band, and the power allocation means includes traffic within each band area. Others by controlling the power according to the distribution of the terminal station, and changing the size of each band area.
本発明は、複数の基地局と、前記基地局と通信を行う複数の端末局より構成され、前記複数の基地局が前記複数の端末局と無線回線を介して同一周波数帯域を使用して通信を行う無線通信システムが行う無線通信方法であって、前記基地局が、前記同一周波数帯域の一部ないしは全てを共有して相互の干渉を許容する共有帯域と、前記同一周波数帯域の一部をそれぞれ占有して互いに干渉しない占有帯域とに分割した帯域を前記基地局及び前記端末局に対して割り当てる帯域割り当てステップと、前記基地局が、前記共有帯域と前記占有帯域にそれぞれ異なる電力を割り当てる電力割り当てステップと、前記基地局が、前記共有帯域と前記占有帯域にデータをそれぞれに配置するデータ割り当てステップとを有し、前記電力割り当てステップは、各帯域の領域内のトラフィックまたは前記端末局の分布に応じて電力を制御することにより、各帯域の領域のサイズを変更することを特徴とする。 The present invention includes a plurality of base stations and a plurality of terminal stations that communicate with the base stations, and the plurality of base stations communicate with the plurality of terminal stations using the same frequency band via a radio channel. A wireless communication method performed by a wireless communication system, wherein the base station shares a part or all of the same frequency band and allows mutual interference and a part of the same frequency band. A band allocating step of allocating a band divided into occupied bands that do not interfere with each other to the base station and the terminal station; and power for the base station to allocate different power to the shared band and the occupied band, respectively. An allocation step, and a data allocation step in which the base station arranges data in the shared band and the occupied band, respectively, and the power allocation step , By controlling the power according to the distribution of traffic or the terminal station in the region of each band, and changing the size of each band area.
本発明によれば、共有帯域に、占有帯域とは異なる電力密度を割り当てることにより占有帯域のSINR(信号対干渉雑音電力比)を確保し、安定した通信と周波数利用効率を向上させることができるという効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to secure SINR (signal to interference noise power ratio) of the occupied band by assigning a power density different from the occupied band to the shared band, and to improve stable communication and frequency utilization efficiency. The effect is obtained.
<第1の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による無線通信システムを説明する。図1は、同実施形態におけるフレーム構成及び周波数帯域と電力の割り当て例を示す図である。図2は、このときの面的な周波数の割り当て例を示す図である。ここでは、端末局の受信品質に従い、共有帯域及び占有帯域を割り当てる場合を例にとって説明する。本実施形態における無線通信装置の構成は図12に示すものと同様であるが、無線リソース管理部18において、測定した端末局の受信品質を用いて割り当てる占有帯域幅と共有帯域幅を決定し、さらに共有帯域が他セルの占有帯域へ与える干渉を抑えるようにそれぞれの電力を決定する点が従来とは異なる。加えて、各帯域を割り当てる領域内のトラフィックまたは端末局の分布に応じて電力を制御することにより、各帯域の領域のサイズを変更することを特徴とする。
<First Embodiment>
Hereinafter, a wireless communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a frame configuration, a frequency band, and an example of power allocation in the embodiment. FIG. 2 is a diagram showing an example of planar frequency allocation at this time. Here, a case where a shared band and an occupied band are allocated according to the reception quality of the terminal station will be described as an example. The configuration of the wireless communication apparatus in the present embodiment is the same as that shown in FIG. 12, but the radio
また、図1に示すように、図10に示した従来のFFRのフレーム構成とは異なり、セル中心ゾーン201とセルエッジゾーン203だけでなく、占有帯域と共有帯域の両方を割り当てるゾーンを設ける。これを帯域共有ゾーン202とする。セル中心ゾーン201では全ての帯域を共有し(f1+f2+f3)、セルエッジゾーンではそれぞれの各基地局で使用するひとつの周波数帯域をそれぞれ3つの周波数帯域に分割し、周波数帯域101(f1)は基地局#1、周波数帯域102(f2)は基地局#2、周波数帯域103(f3)は基地局#3を占有帯域としてセルエッジゾーン203に割り当てる。
Also, as shown in FIG. 1, unlike the conventional FFR frame configuration shown in FIG. 10, not only the
帯域共有ゾーンでは、基地局#1には占有帯域101に加え、共有帯域102を(f1+f2)、基地局#2には占有帯域102に加え、共有帯域103を(f2+f3)、基地局#3には占有帯域103に加え、共有帯域101を(f1+f3)割り当てるものとする。また、各共有帯域では占有帯域とは異なる電力密度を割り当て、他セルの占有帯域への干渉を低減する。これを図2のように面的に俯瞰した場合、従来のFFRでは境界となっていた領域を帯域共有ゾーンとすることになり、当該領域における周波数利用効率の改善を図ることが可能になる。当該帯域共有ゾーンでは、各帯域(f1、f2、f3)は一部の隣接するセル間から干渉を受けることになるが、共有帯域に占有帯域よりも小さい電力を割り当てていれば、その干渉の影響は小さく抑えられる。
In the band sharing zone, in addition to the
さらに、本発明においては、占有帯域・共有帯域に割り当てた電力に対し、その電力差を維持したまま両帯域全体に割り当てる電力量を制御する。図2に示すように、基地局#1によって形成されるセル(サービスエリア、従来の領域は破線で図示)301において、端末局の分布が少ない(低トラフィック)セル中心ゾーン301−1では、送信電力密度を低減し、余剰な電力を削減するとともに他セルへの干渉を抑制する。一方、端末局が多く分布している(高トラフィック)帯域共有ゾーン301−2の送信電力密度を増加し、当該端末局を収容する。そして、セルエッジゾーン301−3においても端末局は分布するため、送信電力密度を増加することによってこれらの端末局を収容する。
Furthermore, in the present invention, with respect to the power allocated to the occupied band / shared band, the amount of power allocated to both the entire bands is controlled while maintaining the power difference. As shown in FIG. 2, in the cell center zone 301-1 in which the distribution of terminal stations is low (low traffic) in the
同様に、基地局#2におけるセル302では、各領域におけるトラフィック量が同程度である場合を示しており、
・セル中心ゾーン:変更なし
・帯域共有ゾーン:変更なし
・セルエッジゾーン:変更なし
のように割り当て、さらに、基地局#3におけるセル303では、
・セル中心ゾーン:電力増加(高トラフィック)
・帯域共有ゾーン:電力低減(低トラフィック)
・セルエッジゾーン:電力低減(低トラフィック)
のように制御を行う例を示している。
このように、各基地局において、セル内に存在する端末局の分布密度ないしはトラフィック量に応じて、各帯域を割り当てる領域に用いる送信電力を増減する。
Similarly, in the
Cell center zone: no change Bandwidth sharing zone: no change Cell edge zone: assigned as no change, and further in
-Cell center zone: increased power (high traffic)
・ Band sharing zone: Power reduction (low traffic)
-Cell edge zone: power reduction (low traffic)
The example which performs control like this is shown.
As described above, in each base station, the transmission power used in the area to which each band is allocated is increased or decreased according to the distribution density of the terminal stations existing in the cell or the traffic volume.
次に、図3を参照して、スケジューリングの事前処理動作を説明する。図3は、第1の実施形態におけるスケジューリング処理動作を示すフローチャートである。まず、基地局は、割り当て処理を開始すると、データバッファからデータを読み込み(ステップS1)、当該データの宛先端末局を把握する(ステップS2)。そして、基地局は、基地局と端末局間の通信品質を把握する(ステップS3)。ここで、通信品質は、基地局と端末局とで事前に共有できている既知の制御信号を用いて測定することが可能である。また、基地局が通信品質を把握する方法として、端末局において測定した通信品質を基地局へフィードバックする方法や、基地局が直接的に端末局からの制御信号から通信品質を測定する方法がある。これらは、WiMAXやLTEそしてWiFi等の各種無線通信規格によってそれぞれ定められており、その測定方法や通知の方法はいかなる手段であって構わない。通信品質には例えばSINRがあるが、SNRやその他の基準を用いて構わない。次に、基地局は、全帯域における通信品質が条件を満たすか否かを判定し(ステップS4)、条件を満たす(Yes)場合には当該端末局には全帯域を共有帯域として割り当て(ステップS5)、続けて電力を割り当て(ステップS6)、当該端末局に対応するデータをセル中心ゾーンに割り当てる(ステップS7)。 Next, the scheduling pre-processing operation will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the scheduling processing operation in the first embodiment. First, when starting the allocation process, the base station reads data from the data buffer (step S1) and grasps the destination terminal station of the data (step S2). Then, the base station grasps the communication quality between the base station and the terminal station (step S3). Here, the communication quality can be measured using a known control signal that can be shared in advance between the base station and the terminal station. As a method for the base station to grasp the communication quality, there are a method for feeding back the communication quality measured at the terminal station to the base station, and a method for the base station directly measuring the communication quality from the control signal from the terminal station. . These are respectively defined by various wireless communication standards such as WiMAX, LTE, and WiFi, and any measurement method or notification method may be used. The communication quality includes, for example, SINR, but SNR and other standards may be used. Next, the base station determines whether or not the communication quality in the entire band satisfies the condition (step S4). If the condition is satisfied (Yes), the base station allocates the entire band as a shared band (step S4). S5) Subsequently, power is allocated (step S6), and data corresponding to the terminal station is allocated to the cell center zone (step S7).
一方、条件を満たさない(No)場合、基地局は、当該端末局には占有帯域のみを割り当て(ステップS8)、続けて電力を割り当てる(ステップS9)。ここで、例えば通信品質にSINRを用いるのであれば、占有帯域及び共有帯域それぞれに所定の閾値を条件として設け、SINRが閾値以上となるか否かを判定してもよいし、もしくは閾値に対してある一定の範囲内にて収まるか否か、を判定することとしてもよい。次に、基地局は、占有帯域における通信品質が条件を満たすか否かを判定し(ステップS10)、条件を満たす(Yes)場合は、占有帯域の品質が十分良く、共有帯域を用いる場合の受信誤りを誤り訂正符号によりカバー可能であると考えられることから、追加で共有帯域を割り当て(ステップS11)、さらに当該共有帯域に電力を割り当てる(ステップS12)。このとき、共有帯域幅及び電力は、予め定められた所定の値でも良いし、共有帯域における通信品質や、共有帯域が他の占有帯域に与える干渉量などに基づき割り当てても良く、その設定方法はいかなるものであって構わない。続いて、基地局は、バッファより読み込んだ当該端末局に対応するデータを共有ゾーンに割り当てる(ステップS13)。 On the other hand, if the condition is not satisfied (No), the base station allocates only the occupied band to the terminal station (step S8) and then allocates power (step S9). Here, for example, if SINR is used for communication quality, a predetermined threshold may be provided for each of the occupied band and the shared band, and it may be determined whether the SINR is equal to or greater than the threshold. It is also possible to determine whether or not it falls within a certain range. Next, the base station determines whether or not the communication quality in the occupied band satisfies the condition (step S10). If the condition is satisfied (Yes), the quality of the occupied band is sufficiently good and the shared band is used. Since it is considered that a reception error can be covered by an error correction code, a shared band is additionally allocated (step S11), and power is allocated to the shared band (step S12). At this time, the shared bandwidth and power may be predetermined values, or may be assigned based on the communication quality in the shared band, the amount of interference that the shared band gives to other occupied bands, and the like. Can be anything. Subsequently, the base station allocates data corresponding to the terminal station read from the buffer to the shared zone (step S13).
一方、条件を満たさない(No)場合、基地局は、最低限の通信品質を確保するため、当該端末局には占有帯域のみを割り当てるものとし、当該端末局に対応するデータをセルエッジゾーンに割り当てる(ステップS14)。続いて、基地局は、バッファから読み出すべきデータがなくなったかを判定し(ステップS15)、Noの場合は最初のステップS1に戻り、次のデータバッファから読み込み、以降の割り当て処理を実施する。一方、Yesの場合、各ゾーン用のデータバッファ量を取得し(ステップS16)、各ゾーンに割り当てる電力を変更する(ステップS17)。電力の変更方法については後の図5を用いて説明する。 On the other hand, if the condition is not satisfied (No), the base station allocates only the occupied band to the terminal station in order to ensure the minimum communication quality, and the data corresponding to the terminal station is assigned to the cell edge zone. Assign (step S14). Subsequently, the base station determines whether there is no more data to be read from the buffer (step S15). If No, the base station returns to the first step S1, reads from the next data buffer, and performs the subsequent allocation processing. On the other hand, in the case of Yes, the data buffer amount for each zone is acquired (step S16), and the power allocated to each zone is changed (step S17). A method for changing the power will be described later with reference to FIG.
次に、図4を参照して、スケジューリング処理動作を説明する。図4は、図3に示す事前処理後に行われるスケジューリング処理動作を示すフローチャートである。まず、割り当て処理を開始すると、基地局は、各ゾーン用のデータバッファからデータを再度読み込み(ステップS21)、データの宛先端末局を把握する(ステップS22)。続いて、基地局は、基地局と端末局の送信電力変更後の通信品質を把握し(ステップS23)、変更後の通信品質が当該ゾーンの条件を満たすか否かを判定する(ステップS24)。この判定の結果、条件を満たしていない(No)場合、基地局は、帯域と電力を再度割り当てる(ステップS25)。一方、条件を満たしている(Yes)場合、基地局は、ステップS25を実行しない。そして、基地局は、該当するゾーンにデータを割り当てる(ステップS26)。 Next, the scheduling processing operation will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a scheduling processing operation performed after the preliminary processing shown in FIG. First, when the allocation process is started, the base station reads data again from the data buffer for each zone (step S21), and grasps the destination terminal station of the data (step S22). Subsequently, the base station grasps the communication quality after changing the transmission power between the base station and the terminal station (step S23), and determines whether or not the changed communication quality satisfies the conditions of the zone (step S24). . As a result of this determination, if the condition is not satisfied (No), the base station reassigns the bandwidth and power (step S25). On the other hand, when the condition is satisfied (Yes), the base station does not execute Step S25. Then, the base station assigns data to the corresponding zone (step S26).
次に、図5を参照して、各ゾーンの送信電力の設定について説明する。図5は、各ゾーンの送信電力設定動作を示す図である。データバッファは、セル中心ゾーン用バッファと、帯域共有ゾーン用バッファと、セルエッジゾーン用バッファが設けられている。セル中心ゾーン用バッファは、バッファ内の量が少ない場合、電力を大きく(セル中心領域を拡大)し、他バッファのデータを収容可能にする。一方、帯域共有ゾーン用バッファは、バッファ内の量が多すぎる場合、電力を小さく(共有領域を縮小)し、他バッファへデータを収容させる。 Next, with reference to FIG. 5, the setting of the transmission power of each zone will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a transmission power setting operation in each zone. The data buffer includes a cell center zone buffer, a band sharing zone buffer, and a cell edge zone buffer. When the amount in the buffer is small, the cell center zone buffer increases the power (expands the cell center area) and can accommodate the data of other buffers. On the other hand, when the amount in the buffer is too large, the band sharing zone buffer reduces power (reduces the shared area) and stores data in other buffers.
このようにして割り当てた共有帯域及び占有帯域に誤り訂正符号により符号化されたデータを割り当て、変調処理を施したのち送信する。各基地局の無線エリア内の、帯域共有ゾーンに位置する端末局では、一部のセル間において干渉を許容した帯域を含めて受信処理することになるが、誤り訂正復号による誤り訂正効果により、受信品質が低い(SINRの小さい)と予想される共有帯域における誤り発生を抑圧することができる。しかも、従来の帯域共有方法とは異なり、共有帯域における電力密度を小さくすることで、占有帯域への干渉を低減し、占有帯域における受信品質を向上できるため、誤り訂正の効果を改善する。その結果、周波数利用効率を高めることが可能になる。 Data encoded by the error correction code is allocated to the shared band and the occupied band allocated in this way, and after being subjected to modulation processing, the data is transmitted. In the terminal station located in the band sharing zone in the radio area of each base station, reception processing is performed including a band that allows interference between some cells, but due to the error correction effect by error correction decoding, It is possible to suppress the occurrence of errors in the shared band that is expected to have low reception quality (small SINR). Moreover, unlike the conventional band sharing method, by reducing the power density in the shared band, interference with the occupied band can be reduced and the reception quality in the occupied band can be improved, so that the error correction effect is improved. As a result, frequency utilization efficiency can be increased.
<第2の実施形態>
図6は、本発明の第2の実施形態における占有帯域・共有帯域及び電力密度の割り当て例を示す図である。本実施形態では、予め複数の共有ゾーン、及びセル中心ゾーンとセルエッジゾーンが定められており、基地局と端末局の通信品質に基づいて割り当てる無線リソースを決定する場合を例として説明する。本実施形態における無線通信装置の構成は図12に示すものと同様であるが、無線リソース管理部18において、測定した端末局の受信品質を用いて割り当てる占有帯域幅と共有帯域幅を決定し、さらに共有帯域が他セルの占有帯域へ与える干渉を抑えるようにそれぞれの電力を決定する点が従来とは異なる。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a diagram illustrating an allocation example of the occupied band / shared band and power density according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, a case will be described as an example in which a plurality of shared zones, a cell center zone, and a cell edge zone are determined in advance, and radio resources to be allocated are determined based on communication quality between the base station and the terminal station. The configuration of the wireless communication apparatus in the present embodiment is the same as that shown in FIG. 12, but the radio
図6に示す表には、6つの無線リソース割り当てパターンが用意され、それぞれ異なる占有帯域・共有帯域及び電力密度の値が用意されている。ここでは、図1に示すように、ひとつの周波数帯域が3つに分割されている場合の例とする。占有帯域幅が1/3、共有帯域幅を2/3〜0まで段階的に設定する。一方、割り当てる電力をそれぞれの帯域幅に従い異なる電力密度となるように設定する。ここでは、基地局の送信可能な電力が一定であるとし、割り当てる総電力が各パターンにおいて一定値となるようにしているが、必ずしもそうである必要はない。このように設定した無線リソース割り当てパターンに従い、端末局宛てのデータに対してスケジューリング処理を実施する。 In the table shown in FIG. 6, six radio resource allocation patterns are prepared, and different occupied band / shared band and power density values are prepared. Here, as shown in FIG. 1, it is assumed that one frequency band is divided into three. The occupied bandwidth is set to 1/3 and the shared bandwidth is set in steps from 2/3 to 0. On the other hand, the allocated power is set to have different power density according to each bandwidth. Here, it is assumed that the power that can be transmitted by the base station is constant, and the total power to be allocated is a constant value in each pattern, but this is not necessarily the case. In accordance with the radio resource allocation pattern set in this way, scheduling processing is performed on the data addressed to the terminal station.
次に、図7を参照して、スケジューリングの事前処理動作を説明する。図7は、第2の実施形態におけるスケジューリングの事前処理動作を示すフローチャートである。まず、基地局は、割り当て処理を開始すると、まずデータバッファからデータを読み込み(ステップS31)、当該データの宛先端末局を把握する(ステップS32)。そして、基地局は、基地局と端末局間の通信品質を把握する(ステップS33)。ここで、通信品質とは、例えばSINRがあるが、SNRやその他の基準を用いて構わない。 Next, the scheduling pre-processing operation will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a scheduling pre-processing operation in the second embodiment. First, when starting the allocation process, the base station first reads data from the data buffer (step S31) and grasps the destination terminal station of the data (step S32). Then, the base station grasps the communication quality between the base station and the terminal station (step S33). Here, the communication quality includes, for example, SINR, but SNR and other standards may be used.
次に、基地局は、最大値がMである繰り返し変数mに1を代入し(ステップS34)、割り当てパターンの決定処理を行う。割り当てパターンmの場合における占有帯域と共有帯域、及び電力を仮に割り当てた(ステップS35)後、m=Mであるか、もしくは占有帯域と共有帯域それぞれの通信品質を仮割り当て後の推定値を基に評価し、条件を満たすか否かを判定する(ステップS36)。ここで、例えば通信品質にSINRを用いるのであれば、占有帯域及び共有帯域それぞれに所定の閾値を条件として設け、SINRが閾値以上となるか否かを判定してもよいし、もしくは閾値に対してある一定の範囲内にて収まるか否か、を判定することとしてもよい。また、仮割り当て後のSINRないしはSNRの推定値は、電力の初期値に対して仮割り当てによる電力の変動の差分を増減させることで求めることが可能である。 Next, the base station assigns 1 to the repetition variable m whose maximum value is M (step S34), and performs assignment pattern determination processing. After allocating the occupied band, shared band, and power in the case of the allocation pattern m (step S35), m = M, or based on the estimated values after the tentative allocation of the communication quality of the occupied band and the shared band. To determine whether or not the condition is satisfied (step S36). Here, for example, if SINR is used for communication quality, a predetermined threshold may be provided for each of the occupied band and the shared band, and it may be determined whether the SINR is equal to or greater than the threshold. It is also possible to determine whether or not it falls within a certain range. Further, the estimated value of SINR or SNR after temporary allocation can be obtained by increasing or decreasing the difference in power fluctuation due to temporary allocation with respect to the initial value of power.
判定ステップにて条件を満たさない(No)場合、基地局は、変数mに1を追加し(ステップS37)、ステップS35に戻る。一方、判定ステップにて条件を満たす(Yes)場合、当該端末局へのデータを第mゾーンへ割り当て(ステップS38)、各ゾーンにデータを割り当てたか否か、もしくはバッファに送信すべきデータが残っていないか否かを判定し(ステップS39)、Noの場合、最初のステップS31に戻り、以降の割り当て処理を実施する。一方、Yesの場合、各ゾーン用のデータバッファ量を取得し(ステップS40)、各ゾーンに割り当てる電力を変更する(ステップS41)。 When the condition is not satisfied in the determination step (No), the base station adds 1 to the variable m (step S37) and returns to step S35. On the other hand, when the condition is satisfied in the determination step (Yes), the data to the terminal station is assigned to the mth zone (step S38), whether or not the data is assigned to each zone, or the data to be transmitted remains in the buffer. (No in step S39), if No, the process returns to the first step S31, and the subsequent allocation process is performed. On the other hand, in the case of Yes, the data buffer amount for each zone is acquired (step S40), and the power allocated to each zone is changed (step S41).
このスケジューリングの事前処理の後、スケジューリング処理を実行する。ここで行うスケジューリング処理は、図5に示す処理動作と同様であるので詳細な説明を省略する。 After this scheduling pre-processing, scheduling processing is executed. The scheduling process performed here is the same as the processing operation shown in FIG.
このようにして割り当てた共有帯域及び占有帯域に誤り訂正符号により符号化されたデータを割り当て、変調処理を施したのち送信する。各基地局の無線エリア内の、帯域共有ゾーンに位置する端末局では、一部のセル間において干渉を許容した帯域を含めて受信処理することになるが、誤り訂正復号による誤り訂正効果により、受信品質が低い(SINRの小さい)と予想される共有帯域における誤り発生を抑圧することができる。しかも、従来の帯域共有方法とは異なり、共有帯域における電力密度を小さくすることで、占有帯域への干渉を低減し、占有帯域における受信品質を向上できるため、誤り訂正の効果を改善する。その結果、周波数利用効率を高めることが可能になる。 Data encoded by the error correction code is allocated to the shared band and the occupied band allocated in this way, and after being subjected to modulation processing, the data is transmitted. In the terminal station located in the band sharing zone in the radio area of each base station, reception processing is performed including a band that allows interference between some cells, but due to the error correction effect by error correction decoding, It is possible to suppress the occurrence of errors in the shared band that is expected to have low reception quality (small SINR). Moreover, unlike the conventional band sharing method, by reducing the power density in the shared band, interference with the occupied band can be reduced and the reception quality in the occupied band can be improved, so that the error correction effect is improved. As a result, frequency utilization efficiency can be increased.
<第3の実施形態>
図8は、本発明の第3の実施形態における無線通信装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の特徴は、図12に示す従来の装置構成に加え、基地局連携制御部19を備えることにより、隣接する複数の基地局において連携動作が可能となり、それぞれ取得した端末局との通信品質に関する情報を相互に交換しながら割り当てる無線リソースを決定するところにある。基地局連携制御部19は、ネットワークインターフェース11を介して自基地局と端末局間の通信品質及び無線リソースの割り当てに関する情報を隣接する基地局へ送信し、また隣接する基地局と端末局の通信品質及び無線リソースの割り当てに関する情報を受信することを可能とする。また、無線リソース管理部18において、自基地局において測定した通信品質と、隣接する基地局から取得した通信品質情報を用いて割り当てる占有帯域幅と共有帯域幅を決定し、さらに共有帯域が他セルの占有帯域へ与える干渉を抑えるようにそれぞれの電力を決定する。本実施形態では、上記の点を除き、図12に示すものと同様の構成である。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus according to the third embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the base station
これまでに説明した実施形態では、自基地局が通信相手となる端末局の品質のみを考慮して無線リソースを割り当てるが、これでは他の基地局と通信を行う端末局に与える干渉量が変化してしまう恐れがある。そこで本実施形態では、自基地局において測定した通信品質と、隣接端末局において測定した通信品質を複数の基地局との間で交換し、相互の通信品質情報を割り当ての基準として用いることにより、システム全体として最適な無線リソースを割り当てることを可能とする。 In the embodiments described so far, the radio resource is allocated considering only the quality of the terminal station with which the base station is a communication partner, but this changes the amount of interference given to the terminal station that communicates with other base stations. There is a risk of doing. Therefore, in this embodiment, the communication quality measured in the own base station and the communication quality measured in the adjacent terminal station are exchanged with a plurality of base stations, and the mutual communication quality information is used as a reference for allocation. It is possible to allocate optimal radio resources for the entire system.
次に、図9を参照して、スケジューリング処理動作を説明する。図9は、第3の実施形態におけるスケジューリング処理動作を示すフローチャートである。まず、基地局10は、割り当て処理を開始すると、各ゾーン用のデータバッファ量またはそれを基にした各ゾーンの電力割り当てを把握し(ステップS51)、隣接基地局の各ゾーン用のデータバッファ量またはそれを基にした各ゾーンの電力割り当てを取得する(ステップS52)。
Next, the scheduling processing operation will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing the scheduling processing operation in the third embodiment. First, when starting the allocation process, the
次に、基地局10は、各基地局、各ゾーンにおいて端末局の通信品質が条件を満たすように各基地局の電力割り当てを決定する(ステップS53)。そして、基地局10は、各ゾーン用のデータバッファからデータを読み出し各ゾーンにデータ・電力を割り当てる(ステップS54)。
Next, the
このようにして割り当てた共有帯域及び占有帯域に誤り訂正符号により符号化されたデータを割り当て、変調処理を施したのち送信する。各基地局の無線エリア内の、帯域共有ゾーンに位置する端末局では、一部のセル間において干渉を許容した帯域を含めて受信処理することになるが、誤り訂正復号による誤り訂正効果により、受信品質が低い(SINRの小さい)と予想される共有帯域における誤り発生を抑圧することができる。しかも、従来の帯域共有方法とは異なり、共有帯域における電力密度を小さくすることで、占有帯域への干渉を低減し、占有帯域における受信品質を向上できるため、誤り訂正の効果を改善する。さらには、複数の基地局が連携することで自基地局のものと併せて隣接する基地局における通信品質情報を把握することが可能となり、システム全体において最適な無線リソースを割り当てることが可能となる。その結果、周波数利用効率を高めることが可能になる。 Data encoded by the error correction code is allocated to the shared band and the occupied band allocated in this way, and after being subjected to modulation processing, the data is transmitted. In the terminal station located in the band sharing zone in the radio area of each base station, reception processing is performed including a band that allows interference between some cells, but due to the error correction effect by error correction decoding, It is possible to suppress the occurrence of errors in the shared band that is expected to have low reception quality (small SINR). Moreover, unlike the conventional band sharing method, by reducing the power density in the shared band, interference with the occupied band can be reduced and the reception quality in the occupied band can be improved, so that the error correction effect is improved. Furthermore, it becomes possible to grasp the communication quality information in the adjacent base station together with that of the own base station by cooperating with a plurality of base stations, and it is possible to allocate the optimum radio resources in the entire system. . As a result, frequency utilization efficiency can be increased.
以上説明したように、スケジューリングの事前処理として、通信品質を参照しながら、共有帯域または占有帯域に割り当てるとともに、それぞれの帯域に対して電力を割り当てるために、セル中心ゾーン、帯域共有ゾーン、セルエッジゾーンの判別を行った後に、各ゾーンのトラフィック量を把握し、割り当てる電力を変更する。そして、通信品質を再計算して、再割り当てを行うようにした。また、共有/占有の帯域率、それぞれに割り当てる電力を定めたテーブルを事前に用意しておき、通信品質に基づいて割り当てる事前処理を行った後に、再割り当てを行うようにした。また、基地局連携が可能な構成では基地局相互のトラフィック量を基に電力を制御するようにした。 As described above, as a pre-processing of scheduling, while referring to communication quality, it is assigned to a shared band or an occupied band, and in order to allocate power to each band, a cell center zone, a band sharing zone, a cell edge After determining the zone, grasp the traffic volume of each zone and change the allocated power. Then, the communication quality is recalculated and reassigned. In addition, a table that defines the shared / occupied bandwidth ratio and the power to be allocated to each is prepared in advance, and pre-allocation is performed based on communication quality, and then reallocation is performed. Also, in configurations where base station cooperation is possible, power is controlled based on the amount of traffic between base stations.
このように、送信電力を制御して各領域のサイズを変更することによって、占有帯域よりも小さい電力密度で共有帯域に割り当て、与干渉を低減、占有帯域の品質向上を行うだけでは、セル内でトラフィックまたは端末局の分布に偏りがある場合に、各セル内の領域にデータを効率良く収容できないという問題を解決することができる。 In this way, by changing the size of each area by controlling the transmission power, it is possible to allocate to the shared band at a power density smaller than the occupied band, reduce the interference, and improve the quality of the occupied band. Thus, when traffic or terminal station distribution is uneven, it is possible to solve the problem that data cannot be efficiently accommodated in the area within each cell.
なお、図1における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより無線通信処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。 Note that a program for realizing the function of the processing unit in FIG. 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed to execute wireless communication processing. You may go. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。 The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
複数の基地局が面的に展開された無線アクセスシステムにおいて、各基地局が柔軟に無線リソース割り当てを行うことが不可欠な用途に適用できる。 In a radio access system in which a plurality of base stations are expanded, it is applicable to uses where it is indispensable for each base station to flexibly allocate radio resources.
1・・・ネットワーク
10・・・基地局
11・・・ネットワークインターフェース
12・・・MAC層処理部
13・・・送信処理部
14・・・受信処理部
15・・・通信制御部
16・・・スイッチ
17・・・アンテナ
18・・・無線リソース管理部
19・・・基地局連携制御部
20・・・端末局
101・・・基地局#1の占有帯域
102・・・基地局#2の占有帯域
103・・・基地局#3の占有帯域
201・・・セル中心ゾーン
202・・・帯域共有ゾーン
203・・・セルエッジゾーン
301・・・基地局#1により形成されるセル
301−1・・・基地局#1におけるセルのセル中心ゾーン
301−2・・・基地局#1におけるセルの帯域共有ゾーン
301−3・・・基地局#1におけるセルのセルエッジゾーン
302・・・基地局#2により形成されるセル
302−1・・・基地局#2におけるセルのセル中心ゾーン
302−2・・・基地局#2におけるセルの帯域共有ゾーン
302−3・・・基地局#2におけるセルのセルエッジゾーン
303・・・基地局#3により形成されるセル
303−1・・・基地局#3におけるセルのセル中心ゾーン
303−2・・・基地局#3におけるセルの帯域共有ゾーン
303−3・・・基地局#3におけるセルのセルエッジゾーン
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記基地局は、
前記同一周波数帯域の一部ないしは全てを共有して相互の干渉を許容する共有帯域と、前記同一周波数帯域の一部をそれぞれ占有して互いに干渉しない占有帯域とに分割した帯域を前記基地局及び前記端末局に対して割り当てる帯域割り当て手段と、
前記共有帯域と前記占有帯域にそれぞれ異なる電力を割り当てる電力割り当て手段と、
前記共有帯域と前記占有帯域にデータをそれぞれに配置するデータ割り当て手段と
を備え、
前記電力割り当て手段は、各帯域の領域内のトラフィックまたは前記端末局の分布に応じて電力を制御することにより、各帯域の領域のサイズを変更することを特徴とする無線通信システム。 Wireless communication comprising a plurality of base stations and a plurality of terminal stations communicating with the base station, wherein the plurality of base stations communicate with the plurality of terminal stations using the same frequency band via a radio channel A system,
The base station
A band that is divided into a shared band that allows part or all of the same frequency band and allows mutual interference, and an occupied band that occupies a part of the same frequency band and does not interfere with each other, and the base station Bandwidth allocating means for allocating to the terminal station;
Power allocation means for allocating different power to the shared band and the occupied band;
Data allocation means for allocating data to each of the shared band and the occupied band,
The wireless communication system, wherein the power allocation unit changes the size of each band area by controlling power according to traffic in each band area or the distribution of the terminal stations.
前記共有帯域または前記占有帯域の品質を評価する品質測定手段と、
前記品質測定手段において評価した帯域毎の品質が所定の条件を満たすか否かを判定する品質判定手段とを含み、
前記品質判定手段において前記共有帯域の品質が条件を満たすと判断された場合に前記共有帯域の割り当てを実施することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 The bandwidth allocation means includes
Quality measuring means for evaluating the quality of the shared band or the occupied band;
Quality judgment means for judging whether the quality of each band evaluated in the quality measurement means satisfies a predetermined condition,
The wireless communication system according to claim 1, wherein the shared band is allocated when the quality determination unit determines that the quality of the shared band satisfies a condition.
前記共有帯域または前記占有帯域の品質を評価する品質測定手段と、
前記品質測定手段において評価した帯域毎の品質が所定の条件を満たすか否かを判定する品質判定手段とを含み、
前記品質判定手段において前記共有帯域または前記占有帯域の品質が所定の条件を満たすように前記共有帯域または前記占有帯域への電力割り当てを実施することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 The power allocation means is
Quality measuring means for evaluating the quality of the shared band or the occupied band;
Quality judgment means for judging whether the quality of each band evaluated in the quality measurement means satisfies a predetermined condition,
The wireless communication system according to claim 1, wherein the quality determination unit performs power allocation to the shared band or the occupied band so that a quality of the shared band or the occupied band satisfies a predetermined condition. .
前記帯域割り当て手段は、
自局において測定した前記共有帯域または前記占有帯域の品質と、隣接する基地局における前記共有帯域または前記占有帯域の品質が所定の条件を満たすと判断された場合に前記共有帯域の割り当てを実施することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の無線通信システム。 The base station comprises an adjacent base station information acquisition means for acquiring quality information measured by an adjacent base station,
The bandwidth allocation means includes
Allocation of the shared band is performed when it is determined that the quality of the shared band or the occupied band measured in the own station and the quality of the shared band or the occupied band in an adjacent base station satisfy a predetermined condition The wireless communication system according to claim 1, wherein the wireless communication system is a wireless communication system.
前記電力割り当て手段は、
自局において測定した前記共有帯域または前記占有帯域の品質と、隣接する基地局における前記共有帯域または前記占有帯域の品質が所定の条件を満たすように前記共有帯域または前記占有帯域への電力割り当てを実施することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の無線通信システム。 The base station comprises an adjacent base station information acquisition means for acquiring quality information measured by an adjacent base station,
The power allocation means is
Allocation of power to the shared band or the occupied band so that the quality of the shared band or the occupied band measured in the own station and the quality of the shared band or the occupied band in an adjacent base station satisfy a predetermined condition The wireless communication system according to claim 1, wherein the wireless communication system is implemented.
前記同一周波数帯域の一部ないしは全てを共有して相互の干渉を許容する共有帯域と、前記同一周波数帯域の一部をそれぞれ占有して互いに干渉しない占有帯域とに分割した帯域を前記基地局及び前記端末局に対して割り当てる帯域割り当て手段と、
前記共有帯域と前記占有帯域にそれぞれ異なる電力を割り当てる電力割り当て手段と、
前記共有帯域と前記占有帯域にデータをそれぞれに配置するデータ割り当て手段と
を備え、
前記電力割り当て手段は、各帯域の領域内のトラフィックまたは前記端末局の分布に応じて電力を制御することにより、各帯域の領域のサイズを変更することを特徴とする無線通信装置。 Wireless communication comprising a plurality of base stations and a plurality of terminal stations communicating with the base station, wherein the plurality of base stations communicate with the plurality of terminal stations using the same frequency band via a radio channel A wireless communication device operating as the base station in a system,
A band that is divided into a shared band that allows part or all of the same frequency band and allows mutual interference, and an occupied band that occupies a part of the same frequency band and does not interfere with each other, and the base station Bandwidth allocating means for allocating to the terminal station;
Power allocation means for allocating different power to the shared band and the occupied band;
Data allocation means for allocating data to each of the shared band and the occupied band,
The wireless power communication apparatus according to claim 1, wherein the power allocation unit changes the size of each band area by controlling power according to traffic in each band area or a distribution of the terminal stations.
前記基地局が、前記同一周波数帯域の一部ないしは全てを共有して相互の干渉を許容する共有帯域と、前記同一周波数帯域の一部をそれぞれ占有して互いに干渉しない占有帯域とに分割した帯域を前記基地局及び前記端末局に対して割り当てる帯域割り当てステップと、
前記基地局が、前記共有帯域と前記占有帯域にそれぞれ異なる電力を割り当てる電力割り当てステップと、
前記基地局が、前記共有帯域と前記占有帯域にデータをそれぞれに配置するデータ割り当てステップと
を有し、
前記電力割り当てステップは、各帯域の領域内のトラフィックまたは前記端末局の分布に応じて電力を制御することにより、各帯域の領域のサイズを変更することを特徴とする無線通信方法。 Wireless communication comprising a plurality of base stations and a plurality of terminal stations communicating with the base station, wherein the plurality of base stations communicate with the plurality of terminal stations using the same frequency band via a radio channel A wireless communication method performed by the system,
A band that the base station shares a part or all of the same frequency band and allows mutual interference and a band that occupies a part of the same frequency band and does not interfere with each other Assigning bandwidth to the base station and the terminal station;
A power allocation step in which the base station allocates different power to the shared band and the occupied band;
The base station has a data allocation step for arranging data in the shared band and the occupied band, respectively.
The wireless communication method characterized in that, in the power allocation step, the size of each band area is changed by controlling power according to traffic in the area of each band or the distribution of the terminal stations.
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