JP2014150493A

JP2014150493A - ＨｅｔＮｅｔにおけるマクロセルとスモールセルの対応関係の設定方法およびその装置

Info

Publication number: JP2014150493A
Application number: JP2013019427A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kawamura; 憲一河村; Masanaga Yasukawa; 正祥安川; Katsushi Noritake; 克誌則武
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2033-02-04
Also published as: JP5924775B2

Abstract

【課題】ＨｅｔＮｅｔにおけるマクロセルとスモールセルの対応関係を動的に設定すること。
【解決手段】各スモールセルの基地局１２が、周囲の電波をスキャンし、マクロセルの存在を検出し（１）、複数のマクロセルを検出した場合、予め定められた優先度に従って帰属（接続）すべきマクロセルを判断（選択）し（２）、帰属すべきと判断したマクロセルの基地局１１に向けて接続要求を送信し（３）、接続を確立する（４）。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＨｅｔＮｅｔにおけるマクロセルとスモールセルの対応関係の設定技術に関する。

３ＧやＬＴＥ等の３ＧＰＰにより規格化（例えば、非特許文献１参照）された移動無線通信は広く用いられている。３ＧＰＰでは移動無線通信の仕様を拡張するため、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄやそれ以降をターゲットとした技術的な議論が活発に行われている。３ＧＰＰにおける将来の移動無線通信の仕様の議論の中で、基地局とそのサービスエリアであるセルの構成に関して、ＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）の概念が議論されている。

ＨｅｔＮｅｔは、広いサービスエリアをカバーするマクロセルを展開するとともに、高速通信が可能であるが前記マクロセルより狭いサービスエリアをカバーするスモールセル（ピコセル等の呼称もあり）を必要に応じて前記マクロセルのサービスエリア内に重畳的に展開し、前記マクロセルの基地局および／またはスモールセルの基地局との間の無線通信を通じて移動無線端末（以下、単に「端末」）に通信サービスを提供する通信方式である。この方式では通信が逼迫するエリアに対してスポット的にスモールセルを展開することで、そのエリアの収容トラフィックを増加させることができる。

ＨｅｔＮｅｔの一つの拡張的な概念として、Phantom Cellと呼ばれる構成が提案されている（非特許文献２参照）。Phantom Cellは、マクロセルがＣ−Ｐｌａｎｅの処理を担当し、スモールセルはＵ−Ｐｌａｎｅのデータ通信のみ収容する方式である。

これにより、重要な通信やハンドオーバ等の処理はマクロセル側で処理し、インターネットアクセスのようなトラフィックはスモールセルによる高速通信を活用することで、スモールセルの高速なアクセスを効率良く使用することが可能である。

Phantom CellではＣ−Ｐｌａｎｅはマクロセルが担当するため、図１に示すようにスモールセルはマクロセルに隷属するアーキテクチャを採る。マクロセルとスモールセルとの間は、図２に示すように３ＧＰＰが規定するＸ２インタフェースにより、ＩＰネットワーク経由で接続される。

この際、マクロセルとスモールセルの対応関係（帰属関係）を設定する必要があるが、セルの設計変更、周囲の電波環境の変化、マクロセルの故障等に対応するため、対応関係は変化する可能性がある。また、図３に示すようにＳＯＮ（Self Organized Network）の概念により、ビームフォーミングによって動的にマクロセルのエリア（半径）を適応的に変化させる技術の導入を考えると、その変化への対応も必要となる。また、将来的には、増加する移動無線通信のトラフィックを収容するため、スモールセルは１００万局といった大量の数となる可能性があり、そもそも全てのマクロセルとスモールセルの対応関係を手作業で設定することは非現実的な稼働となる可能性がある。このように、マクロセルとスモールセルの対応関係を自動的に設定する手段の開発が求められていた。

本発明では、前記目的を達成するため、
広いサービスエリアをカバーするマクロセルを展開するとともに、高速通信が可能であるが前記マクロセルより狭いサービスエリアをカバーするスモールセルを必要に応じて前記マクロセルのサービスエリア内に重畳的に展開し、前記マクロセルの基地局および／またはスモールセルの基地局との間の無線通信を通じて端末に通信サービスを提供する通信システムにおけるマクロセルとスモールセルの対応関係を設定する方法であって、
スモールセルの基地局が、周囲の電波をスキャンし、マクロセルの存在を検出するステップと、
前記スモールセルの基地局が、前記検出したマクロセルのうち帰属すべきマクロセルを判断するステップと、
前記スモールセルの基地局が、前記帰属すべきと判断したマクロセルの基地局と接続するステップとを含む
ことを特徴とする。

また、本発明では、前記目的を達成するため、
広いサービスエリアをカバーするマクロセルを展開するとともに、高速通信が可能であるが前記マクロセルより狭いサービスエリアをカバーするスモールセルを必要に応じて前記マクロセルのサービスエリア内に重畳的に展開し、前記マクロセルの基地局および／またはスモールセルの基地局との間の無線通信を通じて端末に通信サービスを提供する通信システムにおけるマクロセルとスモールセルの対応関係を設定する方法であって、
各マクロセルおよびスモールセルの基地局が、マクロセルとスモールセルの対応関係の判断に必要となる情報をコントローラへ送信するステップと、
コントローラが、受信した情報に基づいて各スモールセルが帰属すべきマクロセルを判断するステップと、
コントローラが、前記判断に従う接続指示を各スモールセルの基地局へ送信するステップと、
前記接続指示を受信したスモールセルの基地局が、当該指示されたマクロセルの基地局と接続するステップとを含む
ことを特徴とする。

本発明によれば、ＨｅｔＮｅｔにおいて、電波環境の変化等に対応して、動的にマクロセルとスモールセルの関係を設定可能となる。

ＨｅｔＮｅｔ構成の一例を示す説明図マクロセルの基地局とスモールセルの基地局との間の接続の説明図ＳＯＮによるマクロセルの動的なエリア変更およびスモールセルの対応関係の変化の説明図本発明の対応関係設定方法の第１の実施の形態を示す構成図本発明の対応関係設定方法の第２の実施の形態を示す構成図

本発明では、以下に記述される方法により、マクロセルとスモールセルの対応関係を自動的に設定する。

図４は本発明の対応関係設定方法の第１の実施の形態、ここでは各スモールセルの基地局が自律的に判断し、帰属（接続）するマクロセルを判断する形態を示すもので、図中、１１はマクロセルの基地局、１２はスモールセルの基地局である。

前記構成において、各スモールセルの基地局１２は周囲の電波をスキャンし、マクロセルの存在を検出する（１）。複数のマクロセルを検出した場合、各スモールセルの基地局１２は、予め定められた優先度に従って帰属（接続）すべきマクロセルを判断（選択）する（２）。そして、スモールセルの基地局１２は、帰属すべきと判断したマクロセルの基地局、ここでは基地局１１に向けて接続要求を送信し（３）、接続を確立する（４）。

前述した優先度とは、例えばマクロセルで使用されている周波数の優先順、マクロセルからの受信電波の電力強度の強さの順（より強いマクロセルを選択）、マクロセル、スモールセルを問わず、セル単位に設定されているＩＤ（識別子）であってマクロセルからの電波中にも含まれるＣＩＤ（ＣｅｌｌＩＤ）について予め優先度の高い順（単純な順位付け、時間や曜日ごとの順位付け）に記載したリスト等に従って決められるものとする。

なお、各スモールセルの基地局１２は、前述した周囲電波のスキャン（１）および帰属先の判断（２）を一定時間ごとに行うが、判断の結果、「接続先の変更の必要なし」であれば、（３）、（４）の動作は行わない。

図５は本発明の対応関係設定方法の第２の実施の形態、ここでは帰属関係を判断する専用のコントローラを用いた形態を示すもので、図中、２１はコントローラ、２２はマクロセルの基地局、２３はスモールセルの基地局である。

コントローラ２１は、マクロセルとスモールセルの対応関係の判断に必要となる情報を収集し、当該情報に基づいて各スモールセルが帰属すべきマクロセルを判断し、当該判断に従う接続指示を各スモールセルの基地局へ送信する。

前記構成において、マクロセルの基地局２２およびスモールセルの基地局２３はコントローラ２１へ、マクロセルとスモールセルの対応関係の判断に必要となる情報をアップロード（送信）する（１）。コントローラ２１は、受信した前記情報に基づいて各スモールセルが帰属すべきマクロセルを判断する（２）。また、コントローラ２１は、前記判断に従う接続指示を各スモールセルの基地局２３へ送信する（３）。前記接続指示を受信したスモールセルの基地局１２は、該当するマクロセルの基地局、ここでは基地局１１に向けて接続要求を送信し（４）、接続を確立する（５）。

ここで、各マクロセルの基地局２２およびスモールセルの基地局２３からコントローラ２１へアップロードする情報としては、周囲のセルからの受信電波の電力強度、ＣＩＤ、送信電力、ビームフォーミングの方向等の情報、緯度・経度等の地理的情報、基地局のトラフィック量、基地局が接続されているバックホール回線の速度情報がある。

また、コントローラ２１での判断としては、例えばスモールセルを、マクロセルのサービスエリア内にあり、地理的に最も近いマクロセルに帰属させるものがある。また、よりバックホール回線が高速なマクロセルに対し、マクロセルのサービスエリア内にあるスモールセルの中でトラフィック量の大きいスモールセルを対応付けることがある。

なお、各スモールセルの基地局２３は、前述した情報のアップロード（１）を一定時間ごとに行うが、この「一定時間」が全てのスモールセルの基地局２３で同じである必要はない。また、コントローラ２１も、前述した各スモールセルの帰属先の判断（２）を一定時間ごとに行うが、ここでいう「一定時間」と前述した各スモールセルの基地局２３での「一定時間」が同一である必要はない。また、コントローラ２１は、（２）の判断の結果、「接続先の変更の必要なし」であれば、（３）の動作は行わない。

１１，２２：マクロセルの基地局、１２，２３：スモールセルの基地局、２１：コントローラ。

3GPP TS 23.401 General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access (Release 11) NTT Docomo, "Requirements, Candidate Solutions & Technology Roadmap for LTE Rel-12 Onward," RWS-120010, 3GPP Workshop on Release 12 and onwards, Ljubljana, Slovenia, June 11-12, 2012.

Claims

広いサービスエリアをカバーするマクロセルを展開するとともに、高速通信が可能であるが前記マクロセルより狭いサービスエリアをカバーするスモールセルを必要に応じて前記マクロセルのサービスエリア内に重畳的に展開し、前記マクロセルの基地局および／またはスモールセルの基地局との間の無線通信を通じて端末に通信サービスを提供する通信システムにおけるマクロセルとスモールセルの対応関係を設定する方法であって、
スモールセルの基地局が、周囲の電波をスキャンし、マクロセルの存在を検出するステップと、
前記スモールセルの基地局が、前記検出したマクロセルのうち帰属すべきマクロセルを判断するステップと、
前記スモールセルの基地局が、前記帰属すべきと判断したマクロセルの基地局と接続するステップとを含む
ことを特徴とする対応関係設定方法。
広いサービスエリアをカバーするマクロセルを展開するとともに、高速通信が可能であるが前記マクロセルより狭いサービスエリアをカバーするスモールセルを必要に応じて前記マクロセルのサービスエリア内に重畳的に展開し、前記マクロセルの基地局および／またはスモールセルの基地局との間の無線通信を通じて端末に通信サービスを提供する通信システムにおけるマクロセルとスモールセルの対応関係を設定する方法であって、
各マクロセルおよびスモールセルの基地局が、マクロセルとスモールセルの対応関係の判断に必要となる情報をコントローラへ送信するステップと、
コントローラが、受信した情報に基づいて各スモールセルが帰属すべきマクロセルを判断するステップと、
コントローラが、前記判断に従う接続指示を各スモールセルの基地局へ送信するステップと、
前記接続指示を受信したスモールセルの基地局が、当該指示されたマクロセルの基地局と接続するステップとを含む
ことを特徴とする対応関係設定方法。
広いサービスエリアをカバーするマクロセルを展開するとともに、高速通信が可能であるが前記マクロセルより狭いサービスエリアをカバーするスモールセルを必要に応じて前記マクロセルのサービスエリア内に重畳的に展開し、前記マクロセルの基地局および／またはスモールセルの基地局との間の無線通信を通じて端末に通信サービスを提供する通信システムにおけるマクロセルとスモールセルの対応関係を設定する装置であって、
マクロセルの基地局と、スモールセルの基地局とから構成され、
前記スモールセルの基地局は、周囲の電波をスキャンし、マクロセルの存在を検出する手段と、前記検出したマクロセルのうち帰属すべきマクロセルを判断する手段と、前記帰属すべきと判断したマクロセルの基地局と接続する手段とを少なくとも有する
ことを特徴とする対応関係設定装置。
広いサービスエリアをカバーするマクロセルを展開するとともに、高速通信が可能であるが前記マクロセルより狭いサービスエリアをカバーするスモールセルを必要に応じて前記マクロセルのサービスエリア内に重畳的に展開し、前記マクロセルの基地局および／またはスモールセルの基地局との間の無線通信を通じて端末に通信サービスを提供する通信システムにおけるマクロセルとスモールセルの対応関係を設定する装置であって、
コントローラと、マクロセルの基地局と、スモールセルの基地局とから構成され、
前記コントローラは、受信した情報に基づいて各スモールセルが帰属すべきマクロセルを判断する手段と、前記判断に従う接続指示を各スモールセルの基地局へ送信する手段とを少なくとも有し、
前記マクロセルの基地局は、マクロセルとスモールセルの対応関係の判断に必要となる情報をコントローラへ送信する手段を少なくとも有し、
前記スモールセルの基地局は、マクロセルとスモールセルの対応関係の判断に必要となる情報をコントローラへ送信する手段と、指示されたマクロセルの基地局と接続する手段とを少なくとも有する
ことを特徴とする対応関係設定装置。