JP2015061248A - 基地局、無線通信システム、及び無線通信方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】多数のスモールセルで構成される無線通信システムにおいて、セル境界付近に多数の端末が分布した場合や、CoMPやDual Connectivityをサポートしない端末が存在する場合にも、セル間の干渉の低減による通信品質の向上とハンドオーバの低減を行う方法を提供する。【解決手段】端末と通信する複数の無線部と、複数の無線部に接続される制御装置とを備える基地局であって、複数の無線部の一部である第1の無線部と第2の無線部の通信エリアの境界に位置する端末が多い場合、制御装置は、第1の無線部の第1のセルIDと前記第2の無線部の第2のセルIDを同一にする。【選択図】図2
Description
本発明は、無線通信システムに関する。
スマートフォンやタブレット端末等の普及によって、無線トラヒック量が爆発的に増大することが懸念されている。このように増大する無線トラヒックを収容するためには、収容可能な無線トラヒックの容量(無線通信容量)を改善する必要がある。無線通信容量を改善する技術として、サービスエリアを通信エリアの狭い多数の低送信電力基地局によってカバーするスモールセル構成が注目を集めている。次世代無線通信規格であるLTE(Long Term Evolution)規格では、基地局は、eNB(E-UTRAN NodeB)、端末は、UE(User Equipment)などと呼ばれることもある。
スモールセルは例えば、マイクロセルやピコセル、フェムトセルなどと呼ばれ、スモールセルをカバーする基地局は、マイクロ基地局(マイクロeNB)、ピコ基地局(ピコeNB)、フェムト基地局(フェムトeNB)などと呼ばれる。フェムト基地局はHome eNB(HeNB)と呼ばれることもある。一方、送信電力が大きく通信エリアが広い基地局はマクロ基地局(マクロeNB)と呼ばれ、マクロ基地局の通信エリアはマクロセルと呼ばれる。
一般に、セルを小型化し、多数のスモールセルを配置することで、無線通信容量を増加することができる。また、セルを小型化することで端末と基地局との間の距離が短くなり、電波の減衰が緩和され、通信品質が向上する場合もある。
一方で、多数のスモールセルを高密度に配置すると、異なるセル間の電波の干渉によって、セルとセルの通信エリアの境界(セル境界と呼ぶ)では通信品質が著しく低下する可能性がある。特に、スモールセルは、マクロセルに比べて1つのセルのエリアが狭いため、基地局設置前のセル設計によって、端末が分布しにくいエリアがセル境界となるようにセル設計をすることは困難であると考えられる。そのため、セル内の端末の分布は時間に応じて大きく変動することが予想され、ある時間のあるセルにおいては、セル境界付近に多数の端末が分布する可能性がある。その結果、セル間の干渉によって通信品質が低下する可能性がある。さらに、端末が接続するセルを切り替えるハンドオーバが頻繁に発生することで、制御信号の送受信や、新たなセルとの同期等のための処理遅延が増大し、通信効率が低下することが考えられる。
セル間の干渉を低減する技術として、FFR(Fractional Frequency Reuse)がある。FFRでは、基地局の送信電力を周波数ごとに変化させ、大きな送信電力となる周波数が基地局間で重複しないように制御することで干渉を低減する技術である。FFRは、例えば、特許文献1に開示されている。
セル間干渉を低減する別の技術として、基地局間の連携送受信技術であるCoMP(Coordinated Multi Point operation)がある。
FFRやCoMPでは、セル間の干渉を低減できるが、セル間の移動に伴いハンドーバは発生するため、頻繁なハンドオーバの発生による通信効率の低下を解決することはできない。また、CoMPを行うためには、端末は複数のセルとの信号の送受信に対応する必要があり、本機能のサポートのために端末の複雑性が増大する可能性がある。そのため、CoMPを適用できるかどうかは端末のサポート機能に依存し、全ての端末に対してCoMPを適用できるとは限らない。
また、スモールセルにおけるハンドオーバの低減を実現する技術としてDual Connectivityが検討されている。Dual Connectivityは、マクロセル内に多数のスモールセルが重畳する形で配置されたネットワーク構成で適用することが想定されている。このようなネットワーク構成は、ヘテロジーニアスネットワーク(Heterogeneous Network:HetNet)と呼ばれることもある。ここで、マクロセルとスモールセルは異なる周波数キャリアを用いる。Dual Connectivityでは、マクロセルがカバレッジを確保し、スモールセルが無線容量増大の役割を担う。端末は、マクロセルとスモールセルの両方を用いて通信を行う。端末が異なるスモールセルに移動した場合、マクロセルとの接続を維持したままで、スモールセルを切り替える。その結果、スモールセルが変更されたとしても、マクロセルとの接続は維持されているため、ハンドオーバを低減できる。
しかしながら、Dual Connectivityについても、端末は複数のセルと通信する機能をサポートする必要があり、CoMPと同様に全ての端末にDual Connectivityが適用できるとは限らない。また、スモールセルが設置される場所にマクロセルのカバレッジが存在せず、Dual Connectivityを適用できない可能性もある。
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、無線通信システムにおいて通信品質の改善とハンドオーバの低減を行うことにある。特に、多数のスモールセルで構成される無線通信システムにおいて、セル境界付近に多数の端末が分布した場合や、CoMPやDual Connectivityをサポートしない端末が存在する場合にも、セル間の干渉の低減による通信品質の向上とハンドオーバの低減を行うことにある。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
端末と通信する複数の無線部と、複数の無線部に接続される制御装置とを備え、複数の無線部の一部である第1の無線部と第2の無線部の通信エリアの境界に位置する端末が多い場合、制御装置は、第1の無線部の第1のセルIDと第2の無線部の第2のセルIDを同一にすることを特徴とする基地局である。
本発明によると、無線通信システムにおいて通信品質を向上し、ハンドオーバを低減できる。特に、多数のスモールセルで構成される無線通信システムにおいて、セル境界付近に多数の端末が分布した場合や、CoMPやDual Connectivityをサポートしない端末が存在する場合にも、セル間の干渉の低減による通信品質の向上とハンドオーバの低減を行うことができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明より明らかにされる。
以下、本発明の実施形態を図面に従い説明する。
なお、以下の実施形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互い無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。各実施の形態は、個別で実施してもよいが、組合せて実施してもよい。
また、以下の実施形態において、要素の数など(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよいものとする。
さらに、以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップなどを含む)は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
同様に、以下の実施形態において、構成要素などの形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。このことは前記数値及び範囲についても同様である。
図1は本発明が対象とする無線通信システムの例を示した図である。マクロ基地局101がマクロセル102を形成し、スモールセル基地局103−1から103−4がスモールセル104を形成している。スモールセル基地局103−1から103−4は、制御装置105に接続している。制御装置105とスモールセル基地局103−1から103−4との間の接続回線は有線であっても無線であってもよい。以下、特に区別する必要がない場合には、スモールセル基地局103−1から103−4は、単にスモールセル基地局103と表記する。その他についても同様である。図1は、スモールセル104はマクロセル102に重畳している例を示しているが、マクロセル102のエリアは存在しない場合もある。また、複数のマクロセル102のエリアの境界付近に位置する場合もある。また、以下、本発明の例として、スモールセル104およびスモールセル基地局103をあげて説明するが、本発明はスモールセル104やスモールセル基地局103に限定されるものではなく、マクロセル102やマクロセル基地局101にも適用可能である。
図1において、スモールセル基地局103は、無線機能のみを備えるRRH(Remote Radio Head)であってもよく、一部の基地局機能のみを備えていてもよい。同様に、制御装置105は、制御機能のみを備えていてもよく、基地局機能の一部または無線機能を除く全部を備えていてもよい。
説明の一般性を失わないため、以降では、スモールセル基地局103をリモートユニット(RU:Remote Unit)103、制御装置105をセンタユニット(CU:Center Unit)105と表記する。RU103とCU105をまとめたシステムは、C−RAN(Cloud−Radio Access NetworkまたはCentralized−RAN)システム、C−RAN基地局などと呼ばれることもある。 このようなスモールセル環境では、図1におけるRU103−2と103−3が形成するスモールセル104のように、ある場所やある時間においては、セルの境界付近に多数の端末が分布する可能性がある。その結果、各RU103から送信される信号が互いに干渉することで通信品質が低下する可能性がある。また、RU103−3とRU103−2が形成するスモールセル間を頻繁にハンドオーバし、通信効率が低下する可能性がある。 本発明ではこれらの問題を解決する無線通信システム、基地局および基地局制御方法を提供する。
1.第一の実施形態
第一の実施形態では、各RU103は単一の周波数キャリアを用いることを想定する。 図2は、本発明の第一の実施形態の概念図である。RU103−1からRU103−4はそれぞれ異なるスモールセル104−1から104−4を形成している。また、RU103−1から103−4はそれぞれ異なるセルID(#1から#4)を用いて信号を送信している。ここで、セルIDは各セルの信号を区別するための識別子であり、例えば、LTEではPCI(Physical layer Cell Identity)と呼ばれるものである。端末(または端末群)106−2は、RU103−1と103−2の通信エリアの境界付近に位置しており、セル間の干渉により通信品質が低い。また、セル104−1と104−2の間でハンドオーバを繰り返している可能性がある。
第一の実施形態では、各RU103は単一の周波数キャリアを用いることを想定する。 図2は、本発明の第一の実施形態の概念図である。RU103−1からRU103−4はそれぞれ異なるスモールセル104−1から104−4を形成している。また、RU103−1から103−4はそれぞれ異なるセルID(#1から#4)を用いて信号を送信している。ここで、セルIDは各セルの信号を区別するための識別子であり、例えば、LTEではPCI(Physical layer Cell Identity)と呼ばれるものである。端末(または端末群)106−2は、RU103−1と103−2の通信エリアの境界付近に位置しており、セル間の干渉により通信品質が低い。また、セル104−1と104−2の間でハンドオーバを繰り返している可能性がある。
CU105は、各RU103と通信する端末106から報告される情報を基に、端末分布の情報を収集し、セル境界付近に多数の端末が分布するエリア、および当該エリアをカバーするRU103を検出する。図2の例では、RU103−1とRU103−2の通信エリアの境界に多数の端末106−2が分布している。そして、CU105は、当該エリアをカバーする複数のRU103に同一のセルIDを割り当てる。図2の例では、RU103−2のセルIDを#2から#1に変更することで、RU103−1と103−2を同一のセルIDとしている。この時、同期信号や各セルに固有の参照信号(Cell Specific Reference Signal:CRS)などはRU103−1と103−2で同一となる。その結果、RU103−1と103−2の通信エリア104−1と104−2は等価的に一つのより大きなセルとなる。そのため、当該RU103−1と103−2の通信エリアの境界では、ハンドオーバが発生しなくなる。さらに、端末群106−2が位置するエリアは、セルの境界ではなくなるため、当該エリアにおいて通信品質が低下する問題を解決できる。具体的には、RU103の通信エリアの境界付近に位置する端末に信号を送信する場合、これらの複数のRU103から同一の信号を送信する。その結果、Soft Combiningの効果を得ることができ、CoMPと同様に通信品質を向上できる。また、同一のセルIDを割り当てられた複数のRU103から送信された信号は、端末106にとっては、伝搬路の異なるマルチパスと等価となる。そのため、同一のセルIDを割り当てられた複数のRU103から送信された信号を受信するために、CoMPのように複数のセルから信号を受信するための機能は不要である。
このように、CU105は、あるRU103の通信エリアの境界付近に多数の端末が分布していることを検出し、当該エリアをカバーする複数のRU103に同一のセルIDを割り当てることで、セル間の干渉による通信品質の低下や、頻繁なハンドオーバが問題となるエリアの通信品質を向上し、ハンドオーバを低減することができる。
しかしながら、複数のRU103を同一のセルIDとした場合に、当該RU103に接続する全ての端末106に対し、複数のRU103を用いて信号を送信すると、同時に通信可能な端末数、すなわち、端末あたりに利用可能な無線リソースの量が減少することで、異なるセルIDとなっていた場合に比べて、かえってスループットが低下する場合がある。例えば、当該RU103の通信エリアの中心に位置する端末106(例えば、図2では、端末106−1や106−3)は、セル間の干渉の影響が小さいため、複数のRU103(図2では、RU103−1とRU103−2)を用いて信号を送信することで得られる通信品質の改善効果は小さいと考えられる。そのため、このような端末106に対しては、単一のRU103を用いてデータを送信することで、同時通信する端末の数、あるいは、端末あたりが利用可能な無線リソース量を向上することでスループットが向上できる可能性がある。
以上の問題を解決する方法を以下に説明する。LTE規格には、参照信号として、前述のCRSを用いる送信モード(Transmission Modeと呼ばれる)と、復調用の参照信号(DMRS:Demodulation RSやUE specific RSなどと呼ばれる)を用いる送信モードが存在する。CRSはセルIDに固有の系列を有しており、同一のセルIDとした複数のRU103の内の、一部のRU103からのみ送信することはできない。これはCRSがデータの復調のみでなく、受信電力の測定や、制御チャネルの復調、報知信号やページング等の復調にも用いられ、データを受信する端末以外の端末も受信しているためである。すなわち、CRSが受信可能なエリアがセルの大きさを決めているとも言える。したがって、CRSは、同一のセルIDとした複数のRU103から同一の信号が送信される。そのため、データを単一のRU103のみから送信した場合、データの経由する伝搬路と、CRSから推定される伝搬路が一致せず、受信性能が低下する。
一方、DMRSは、データの復調専用の参照信号であり、同一のセルIDとした複数のRU103の内の、一部のRU103からのみ送信することも可能である。そのため、例えば図2における端末106−1と106−3のように、RU103の通信エリアの中心に位置する端末106に対して、それぞれ単一のRU103から同一の無線リソースを用いて信号を送信することができる。ただし、セルIDが異なるとデータのリソースへのマッピングのルールなどが異なるため、送信するRU103は、端末106が接続するセルと同一のセルIDを用いるRU103である必要がある。また、異なるRU103から送信されるDMRSは、論理的なアンテナポート番号、DMRSの信号系列のいずれかが異なっている必要がある。例えば、LTEにおけるTransmissin Mode 7(TM7)では、論理的なアンテナポート5が用いられ、DMRSの信号系列は端末106の識別子(RNTI:Radio Network Temporary Identifierと呼ばれる)に依存する。一般に、同一のセルに接続する端末106には異なるRNTIが割り当てられるため、TM7は上記の条件を満たしている。一方、TM8やTM9では、アンテナポート7−14が用いられ、DMRSの信号系列は、セルIDとSCIDと呼ばれるDMRSの信号系列、またはスクランブル系列を決定するためのパラメータから決定される。SCIDは0または1の値をとる。SCIDおよび用いるアンテナポートの番号は、スケジューリングの情報を通知するPDCCH(Physical Downlink Control Channel)によって、基地局から端末に対して通知される。そのため、TM8または9を用いる場合、同一のセルIDとした異なるRU103から信号を送信する端末間では、異なるアンテナポート、または、異なるSCIDを用いる必要がある。また、TM10では、アンテナポートとSCIDに加え、仮想的なセルIDを端末に設定することができる。仮想的なセルIDは、SCIDと同様に、DMRSのスクランブル系列を決定するためのパラメータである。そのため、TM10では、アンテナポート、SCID、仮想的なセルIDのいずれかを端末間で異なるようにする。 以上のことから、複数のRU103に同一のセルIDを割り当てた場合の動作は以下の通りとなる。
同一のセルIDを割り当てたRU103の通信エリアの中心に位置する端末106には、DMRSを用いる送信モード(TM7、8、9、10など)を設定し、単一のRU103を用いて信号を送信する。
同一のセルIDを割り当てたRU103の通信エリアの境界付近に位置する端末106には、CRSを用いる送信モードまたはDMRSを用いる送信モードを設定し、複数のRU103を用いて信号を送信する。同一のセルIDとした異なるRU103から、それぞれ異なる端末106の信号を送信する場合、それぞれ異なるDMRSのアンテナポート番号または信号系列(スクランブル系列)を用いる。
このような複数RU103を用いた送信と単一のRU103を用いた送信は、CoMP機能ではなく、マルチユーザMIMO(Multiple Input Multiple Output)やビームフォーミングの一つとして扱うことができる。マルチユーザMIMOでは、複数のアンテナおよび同一の無線リソースを用いて、複数の端末と同時に通信を行う。一方、シングルユーザMIMOでは、複数のアンテナを用いて単一の端末と通信を行う。マルチユーザMIMOは、MIMO Precoding、すなわち、指向性ビームによって、同時に通信する端末の信号が互いに干渉を及ぼさないように制御する方法である。一方で、本実施形態において、同一のセルIDとした複数のRU103の内、単一のRU103を用いて、それぞれ異なる端末と通信する方法は、電波減衰によって互いに干渉が小さくなる異なるRU103を用いることで、複数の端末と同時に通信を行うマルチユーザMIMOであるといえる。また、本実施形態において、複数のRU103を用いて単一の端末と通信する方法は、シングルユーザMIMOであるともいえる。
また、端末106は、接続するセルの通信品質や伝搬路情報を測定しており、測定結果を基地局にフィードバックしている。フィードバック情報は、CSI(Channel State Information)と呼ばれる。CSIは、例えば、通信品質を示すCQI(Channel Quality Indicator)や、MIMO Precodingの情報を示すPMI(Precoding Matrix Indicator)、MIMOで送信可能なレイヤ数を示すRI(Rank Indicator)などである。DMRSを用いる送信モードでは、CSIの測定は、CRSやCSI−RSなどを用いて行われる。CRSを用いてCSIを測定する場合、測定するCSIは複数のRU103から送信されたCRSが合成されたものである。また、同一のセルIDとしたRU103間の信号は干渉には含まれない。すなわち、端末106がフィードバックするCSIは、同一のセルIDとした複数のRU103を用いて送信した場合のCSIである。そのため、単一のRU103を用いて信号を送信する場合のCSIは、端末106がフィードバックする情報とは異なっている可能性がある。そのため、単一のRU103から信号を送信する場合のCSIをCU105において補正または推定する必要がある。例えば、上りリンクの参照信号を基に、CU105が上りリンクの伝搬路を推定し、その情報を下りリンクのCSIに用いる方法が考えられる。これはTDD(Time Division Duplex)方式において特に有効である。もしくは、データのACK情報に応じて、CQIを補正するOuter Loop Link Adaptation(OLLA)を用いてもよい。この時、複数のRU103を用いる場合と、単一のRU103を用いる場合で、それぞれ独立にOLLAを適用(ACKの回数を区別)してもよい。または、単一のRU103を用いる場合のみにOLLAを適用してもよい。
CSI−RSを用いてCSIを測定する場合、CRSと同様に、同一のセルIDとした複数のRU103から同一のCSI-RSを送信してもよい。この場合、CSIの補正は、CRSと同様の方法で行うことができる。もしくは、図3のようにそれぞれのRU103から異なるCSI-RSを送信してもよい。ここで、異なるCSI-RSとはCSI−RSを送信するタイミング、時間および周波数リソース、CSI-RSの系列のいずれかが異なることを意味する。図3では、RU103−1と103−2はそれぞれ異なるCSI−RS(CSI−RS1およびCSI−RS2)を送信している。CU105は、端末106がRU103−1と103−2のどちらの通信エリアに位置するかを検出し、端末が位置するエリアが変更される場合に、対応するCSI−RSを設定しなおせばよい。この他に、別のCSI-RS(例えばCSI-RS3)をRU103−1と103−2の両方から送信しておき、端末106がエリアの境界付近に位置した場合に、CSI-RS3を設定するようにしてもよい。
図4は、本実施形態のCU201およびRU203の構成の例である。図4に記載の装置は、メモリ、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro−Processing Unit)などによって実現することができる。
CU201とRU203は、光ファイバ等の有線回線、もしくは、無線回線によって接続されている。また、RU203は、アンテナ202と接続している。ただし、RF機能とアンテナ202を含めてRU203としてもよい。
アンテナ202は、RU203から入力される下りリンクのRF(Radio Frequency)信号を送信する。また、アンテナ202は、端末から送信された上りリンクのRF信号を受信する。1つのRU203に接続されるアンテナは、複数であってもよい。
RU203は、RF機能を備える。RU203は、CU201から入力された下りリンクのベースバンドIQ信号をRF信号へと変換し、アンテナ202を介して送信する。また、RU203は、アンテナ202から入力された上りリンクのRF信号をベースバンドIQ信号へと変換し、CU201に入力する。RU203は電力増幅器も含む。また、RU203は、RU203とCU201との間のインタフェースを備える。例えば、RU203とCU201の間が光ファイバで接続されている場合、RU203は、電気光変換器や、光電気変換器を含む。さらに、RU203は、CPRI(Common Public Radio Interface)に基づく信号の送受信機能を備え、CU201との間で複数のアンテナ、または複数の周波数の信号の送受信を行う場合もある。
CU201は、スイッチ204、BBU(Base Band Unit)205、L2/L3プロセッサ206、制御部207、ネットワークインタフェース(I/F)208から構成される。
スイッチ204は、BBU205とRU203とを接続する。BBU205とRU203との対応関係は、制御部207から通知される。BBU205とRU203との間の接続は、1対1となる場合も1対多となる場合もある。例えば、RU203がそれぞれ異なるセルIDとなる場合には、一つのRU203が一つのBBU205と接続される。複数のRU203に同一のセルIDを割り当てている場合には、複数のRU203が1つのBBU205と接続される。また、この接続には信号の電力(振幅)の調整や重みづけ平均を含んでいてもよい。例えば、スイッチにおけるこのような接続動作の詳細は、図5、図6に示すように、行列演算の形で実施することができる。
BBU205は、複数のRU203に対応する信号を出力する機能を有している。BBU205からのそれぞれの出力は、例えば1つの信号処理装置(DSPなど)に対応していてもよい。BBU205からスイッチ204に入力される信号を2*BBU数行1列のベクトルDDLで表し、スイッチ204の出力(RU203への入力)をRU数行1列のベクトルSDLで表し、スイッチにおける接続をRU数行2*BBU数列の行列WDLで表すものとすると、DDL、SDL、WDLの関係は数1にて表すことができる。
図5の例では、DDL=[dDL,1,1 dDL,1,2 dDL,2,1dDL,2,2 dDL,3,1 dDL,3,2 dDL,4,1 dDL,4,2]T、SDL=[sDL,1 sDL,2 sDL,3 sDL,4]Tとなる。ここで、dDL,i,jは、BBU205−iの第j出力信号である。sDL,iは、スイッチ204からのRU203−iへの出力信号である。例えば、RU203がそれぞれ異なるセルIDを割り当てられている、すなわち、BBU205とRU203とが1対1で接続している場合の下りリンクの接続行列WDLは数2のように表せる。
数2は、各BBU205から出力される第一の出力のみがRU203に出力されていることを示す。もしくは、BBU205とRU203とが1対1で接続している場合、数3に示す下りリンクの接続行列WDLを用いてもよい。
数3は、BBU205から出力される信号を加算したものをRU203に送信することを示している。この場合、BBU205からの各出力は、例えば、レイヤ毎の信号、もしくは、ユーザ毎の信号である。
RU203−1と203−2に同一のセルIDを割り当て、これらのRU203−1と203−2をBBU205−1に接続する場合、下りリンクの接続行列WDLは数4のように表せる。
数4は、図5に示すように、BBU205−1の第2出力をRU203−2に出力していることを示す。ここで、数2における係数として1以外の値を用いることで、電力の調整を行うこともできる。また、接続行列WDLは、制御部207から与えられる。
同様に、上りリンクでは、RU203からスイッチ204に入力される信号をRU数行1列のベクトルDULで表し、スイッチ204の出力(BBU205への入力)を2*BBU数行1列のベクトルSULで表し、スイッチにおける接続を2*BBU数行RU数列の行列WULで表すものとすると、DUL、SUL、WULの関係は数5にて表すことができる。
図6の例において、RU203−1と203−2に同一のセルIDを割り当てた場合の上りリンクの接続行列WULは数6のように表せる。
もしくは、BBU205とRU203が1対1で接続されている場合には、数7のように同一の信号をBBU205の複数の入力に入力してもよい。
スイッチ204におけるBBU205とRU203との接続は、別の方法によって実現されてもよい。例えば、下りリンクについては、BBU205からスイッチに入力される信号に宛先のRU203の情報を含め、スイッチ204においてそれらを振り分けてもよい。また、上りリンクについては、複数のRU203から入力される信号を重みづけ加算したものを、1つのBBU205に出力してもよい。
BBU205は、主に物理層(L1、Layer1)の信号処理を行う。例えば、BBU205は、L2/L3プロセッサ206から入力される各端末の下りリンクの物理データチャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channelと呼ばれることもある)や物理制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel、Enhanced PDCCH、PHICH:Physical HybridARQ Indicator Channel,PCFICH:Physical Control Format Indicator Channelなどと呼ばれることもある)の物理層の信号処理、物理層の制御チャネルの生成を行う。また、スイッチ204経由でRU203から入力される上りリンクのデータチャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)および制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)などの物理層の信号処理を行う。下りリンクの信号処理は、具体的には、データ信号および制御信号の誤り訂正符号化、レートマッチング、変調、レイヤマッピングやPrecoding等のMIMO信号処理、無線リソース(RE:Resource Elementと呼ばれることもある)へのマッピング、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)などである。端末が復調のための伝搬路推定や、CSIの測定、受信電力の測定などを行うために用いる参照信号(CRS、CSI−RS、DMRSなど)の生成や無線リソースへの挿入なども行う。同期信号や物理層のブロードキャストチャネル(PBCH:Physical Broadcast Channel)の生成及びREへの挿入なども行う。図5や図6に示したように、BBU205は複数のRU203に対応する信号処理を行う機能を有する。また、制御部207、もしくは、L2/L3プロセッサ206からの制御によって、複数RU203に対応する信号処理と単一のRU203に対応する信号処理を切り替える機能を有していてもよい。これらの信号処理によって生成されたベースバンド信号は、スイッチ204を経由してRU203へと送信される。上りリンクの信号処理は、スイッチ204を経由してRU203から入力された信号に対し、FFT、REのデマッピング、MIMO受信重みの乗算やレイヤデマッピング等のMIMO信号処理、復調、誤り訂正復号などを行う。上りリンクのRS(DMRSやSRS:Sounding RS)を用いたチャネル推定や受信電力測定、上りリンクのCSI測定なども行う。復号されたデータチャネルや制御チャネル、各種測定結果等はL2/L3プロセッサ206へと送信される。また、上りリンクの受信電力測定結果を制御部207に報告する場合もある。
L2/L3プロセッサ206は、基地局のLayer2およびLayer3の処理を行うプロセッサである。L2/L3プロセッサ206は、ネットワークI/F208を介してコアネットワークから送信される各端末のデータや、他の基地局や移動管理装置(Mobility Management Entity:MME)などから受信する制御信号をバッファに格納する。また、通信を行う端末や当該端末に割当てる時間および周波数リソースを決定するスケジューリング、HARQの管理、パケットの加工、無線回線の秘匿化処理、端末への上位層の制御信号の生成などを行う。また、端末106から報告されるMeasurement Reportや上りリンクの受信電力情報を基に、端末106が各RU203の通信エリアの中心に位置するか、通信エリアの境界に位置するかの判定も行う。また、L2/L3プロセッサ206は、通信エリアの境界付近に位置する端末の情報や上り受信電力の測定結果などを制御部207に通知する。端末の位置するエリアの判定結果に応じて、各端末の信号を送信するRU203の決定や送信モードの設定なども行う。また、L2/L3プロセッサ206は、制御部207からの制御によって、複数RU203に対応する信号処理と単一のRU203に対応する処理を切り替える機能を有する。
制御部207は、L2/L3プロセッサ206、または、BBU205から通知される各端末の上りリンクの受信電力情報や、各RU203の通信エリアに位置する端末の情報などを基に、通信エリアの境界付近に多数の端末が分布するRU203の組を検出する。また、検出したRU203に同一のセルIDを割り当て、スイッチ204における接続を変更し、接続情報をスイッチ204に通知する。接続情報は、BBU205やL2/L3プロセッサ206にも通知してもよい。
ネットワークI/F208は、バックホール回線を通じて、CU201とコアネットワークを接続するためのインタフェースである。ネットワークI/F208は、L2/L3プロセッサから入力される各端末のデータや制御情報、他の基地局や移動管理装置への制御情報などをコアネットワークへと転送する。また、コアネットワークから入力される各端末のデータや制御情報、L2/L3プロセッサ206への制御情報などを対応するL2/L3プロセッサ206へと転送する。ネットワークI/Fは、CU201内で生じるハンドオーバなどの移動管理を行う機能を有していてもよい。すなわち、CU201内でのローカルなゲートウェイや、移動管理装置としての機能を有していてもよい。
図7は、本発明の第一の実施例において、セルIDの変更を行うまでの動作手順の例である。図7では、2つのRU(RU#1とRU#2)、2つのBBUおよびL2/L3プロセッサ(BBU#1およびBBU#2、L2/L3プロセッサ#1およびL2/L3プロセッサ#2)を記載しているが、その他にも図示していないRUおよびBBUが存在する。端末の数は3とし、端末#1は、RU#1とRU#2の通信エリアの境界付近に位置するものとする(図2における端末106−2に該当)。また、ここではRU#1を用いてBBU#1と通信しているものとする。端末#2は、RU#1の通信エリアの中心に位置するものとする(図2における端末106−1に該当)。端末#3は、RU#2の通信エリアの中心に位置するものとする(図2における端末106−3に該当)。初期状態として、スイッチは、RU#1とBBU#1を接続し、RU#2とBBU#2を接続しているものとする(S101)。
L2/L3プロセッサ#1および#2は、各端末#1から#3に各RU#1およびRU#2の通信エリアの境界かどうかの判定をするための受信電力情報の測定および報告の設定(Measurement Configuration)を行う(S102)。ここで設定するMeasurement Configurationは、例えば、Event A3と呼ばれるものである。このEventは、隣接セルの受信電力が、接続セル(Serving Cellと呼ばれる)の受信電力と所定のオフセット値を加えたものよりも大きくなった場合に発生するものである。例えばオフセット値−3dBに設定した場合、端末#1から#3は、接続セルの受信電力と隣接セルの受信電力の差が3dB以下になった場合に、当該セルの受信電力の報告を開始する。この報告はMeasurement Reportと呼ばれる。このMeasurement Reportを報告する端末は、RU#1とRU#2の通信エリアの境界に位置する端末であると判断することができる。また、この報告は、当該セルが上記の条件を満たさなくなった場合にも報告させることができる(パラメータreportOnLeaveのOn/Offにより設定する)。また、ここで設定するMeasurement Configuraitonは、ハンドオーバのために設定するものと共通化してもよいし、ハンドオーバよりも大きなオフセット値を設定してもよい。図7の例では、端末#1が本条件を満たし、接続セルと隣接セルのセルIDや受信電力などを報告するものとしている(S103)。L2/L3プロセッサ#1は、Measurement Reportを報告した端末#1がRU#1とRU#2の通信エリアの境界に位置すると判定する(S104)。L2/L3プロセッサ#1および#2は、接続する端末の内、S102で設定した条件を満たす端末の数と、そうでない端末(Measurement Reportを報告しない端末)の数をカウントしておく。そして、L2/L3プロセッサ#1および#2は、定期的に、S102で設定したMeasurement Configuraitonの条件を満たす端末の数、条件を満たした隣接セルのセルID、条件を満たしていない端末の数などの情報を制御部に報告する(S105)。
制御部は、各L2/L3プロセッサから報告される通信エリア境界の端末情報を基に、単位時間当たりの各RUの通信エリア境界端末の数、および平均のエリア境界端末数を算出する(S106)。例えば、制御部は、各RUの番号と割り当てているセルID、L2/L3プロセッサの番号を対応づけて、図8に示すRUとセルIDのマッピングテーブルに記憶しておき、図8を参照して、S104で報告されたセルIDに対応するRUの番号を算出する。ここで、接続セルに対応するRUを接続RU、隣接セルに対応するRUを隣接RUとする。そして、報告された端末数を図9(a)のような形式で保存する。図9(a)の対角成分ui-iは、RU#iの通信エリアの中心に位置する端末の数を示し、非対角成分ui-jは、RU#iとRU#jの通信エリアの境界に位置するが、RU#iの方が受信電力が大きい(RU#iを接続RUとする)端末の数を示す。また、制御部は、平均のエリア境界端末数を図9(b)のような形式で記憶しておく。制御部は、定期的に(例えば、L2/L3プロセッサから端末数の情報が報告されるたびに)平均端末数の情報を更新する。平均化は例えば数8のように忘却平均を計算することで行うことができる。
ここで、αは忘却係数である。
次に、制御部は、算出した通信エリア境界の端末数を基に、各RUのセルIDの割り当て判定を行う(S107)。割当て判定の具体的な方法については後述する。ここで、制御部は、RU#1とRU#2に同一のセルIDを割り当てることを決定したものとする。 次いで、スイッチの接続制御をS108からS114にかけて行う。本動作における各RUの通信エリアの変化の様子を図10に示す。各RUが送信する信号のセルIDを瞬時に変更すると、変更前のセルが突然存在しなくなるため、変更前のセルに接続していた端末の接続が切断される可能性がある。S108からS114の動作は、セルIDの変更による端末への影響を最小限に抑える方法である。まず、制御部は、同一のセルIDを割り当てる他方のRUの送信電力を減少するようにスイッチに通知する(S108)。スイッチは、制御部からの通知に従い、RU#2の送信電力を減少する(S109)。本動作は、例えば、一定周期で一定回数繰り返される。その結果、RU#2の通信エリアは、図10に示すように縮小する。そのため、RU#2に接続していた端末は、他のRUのセルにハンドオーバすることになる(S110)。図7では、RU#2(セルID#2)のセルから、RU#1(セルID#1)のセルにハンドオーバするものとしている。変更前のRU(図7や図10ではRU#2)に接続する端末が存在しなくなる、もしくは一定量送信電力を減少すると、制御部は、S107で決定したBBUとRUの接続情報をスイッチに通知する(S111)。複数のRUと接続されたことは、L2/L3プロセッサ#1またはBBU#1にも通知される。スイッチは、制御部から通された接続情報に基づき接続変更を行う(S112)。図7では、RU#1とRU#2の両方をBBU#1に接続する。その結果、RU#1とRU#2のセルIDが同一となる。そして、制御部は、縮小していたRUのエリアを基に戻すために、送信電力を増大するようにスイッチに通知する(S113)。スイッチは、制御部からの通知に従い、RU#2の送信電力を増加する(S114)。S113およびS114の動作も一定周期で一定回数繰り返される。その結果、図10に示すように、RU#2の通信エリアは元の状態に戻る。S108、S111、S113は、通知する下りリンクおよび上りリンクの接続行列WDLやWULをスイッチに通知することで実現できる。
以上の動作によって、RU#1とRU#2は同一のセルIDとなるが、BBU#1は、接続の変更直後は各端末が、RU#1の通信エリアの中心に位置するか、RU#2の通信エリアの中心に位置するのか、RU#1とRU#2の通信エリアの境界に位置するのかは把握していない。そのため、接続制御の直後は、全ての端末に対して、複数のRUを用いた送信が行われる(S115)。受信については、BBU#1は、アンテナ数が2倍となったものとして、複数のRUからの信号を最大比合成して受信してもよく、単純に加算、または、平均化して受信してもよい(S116)。
ただし、S102からS106におけるRUの通信エリアの境界かどうかの判定は、別の方法によって実施してもよい。例えば、各端末は、GPS等を用いて、各端末の位置を測定し、測定した位置をL2/L3プロセッサに通知し、L2/L3プロセッサは、複数のRUと端末との距離が一定の閾値以内となる場合に、当該端末が当該RUの通信エリアの境界に位置していると判定してもよい。
図11は、図7のS107におけるセルID割当て判定の判定方法の例を示した図である。図11では、RUの通信エリアの境界付近に位置する端末の数および当該端末の割合に基づいて、通信エリアの境界に位置する端末が多いことを検出して同一のセルIDを割り当てるかどうかを判定する方法の例である。
RUの組をRU setとすると、RUの数がNの場合、とりうるRU setの数MはM=N(N−1)/2となる(S200)。制御部は、RU set#1から#MをRU setの通信エリアの境界に位置する端末数が多い順にソートする(S201)。ただし、S201では、通信エリアの境界に位置する端末の割合が多い順にソートしてもよい。まず、第一のRU setについて判定を行う(S202)。ここで、第i番目のRU set#iのRUをRU#i1とRU#i2とする(i1<i2)(S203)。制御部は、RU#i1またはRU#i2が既に他のRUと同一のセルIDを割り当てられているかどうかをチェックする(S204)。ただし、S204の判定は、後述のS207において割り当てられたかどうかであり、現在、実際に同一のセルIDを割り当てられているかどうかではない。RU#i1または#i2に、既に同一のセルIDを割り当てられたRUがある場合(Yesの場合)、次のRU setに進む(S209)。そうでない場合(Noの場合)は、制御部は、当該RU set#iのエリア境界の端末の割合が所定の閾値1にOffset1を加えた値を超えているかどうかを判定する(S205)。エリア境界の端末数は、図9(b)における非対角成分の転置要素を加算することで算出できる。例えば、RU#iとRU#jのエリア境界端末の数は、Ui-j+Uj-iとなる。エリア境界の端末の割合は、(Ui-j+Uj-i)/(Ui-j+Uj-i+Ui-i+Uj-j)によって算出することができる。RU set#iのエリア境界の端末の割合が閾値1にOffset1を加えた値を超えない場合(Noの場合)、当該RU setは別のセルIDとするものとし、次のRU setに進む。RU set#iのエリア境界の端末の割合が閾値1にOffset1を加えた値を超える場合(Yesの場合)、制御部は、RU set#iのエリア境界の端末数Ui1-i2+Ui2-i1が所定の閾値2にOffset2を加えた値を超えているかどうかを判定する(S206)。RU set#iのエリア境界の端末数が閾値2にOffset2を加えた値を超えていない場合(Noの場合)には、当該RU setは別のセルIDとするものとし、次のRU setに進む。RU set#iのエリア境界の端末数が閾値2にOffset2を加えた値を超える場合(Yesの場合)、制御部は、当該RU setに同一のセルIDを割り当てるものと判定する(S207)。次いで、全てのRU setに対して判定を行ったかをチェックし、Yesであれば処理を終了し、Noであれば次のRU setに進む(S208)。このように、RUの通信エリアの境界に位置する端末の数およびその割合が多いRUに同一のセルIDを割り当てることで、セル間の干渉による通信品質の劣化とハンドオーバによる通信効率の低下が最も問題となるエリアの通信品質を改善し、ハンドオーバを低減することができる。 ここで、本判定方法は、同一のセルIDを割り当てられていたRUが、再度別のセルIDを割り当てられる場合や、その他のRUと同一のセルIDを割り当てられる場合にも用いることができる。Offset1およびOffset2は、既に複数のRUが同一のセルIDを割り当てられているかどうかに応じて、判定の閾値を変えるためのオフセットである。例えば、当該RU setが、既に同一のセルとして動作している場合には、Offset1またはOffset2を負の値とし、そうでない場合には正の値もしくは0とすることが考えられる。その結果、既に同一のセルIDとして動作しているRU setは、異なるセルIDにはなりにくくなり、そうでないRU setは同一のセルIDを割り当てられやすくなる。もしくは、その逆のOffsetを設定してもよい。
また、S205やS206は、いずれか一方のみを行ってもよい。また、いずれか一方のみを行うかどうかを閾値1または閾値2を0とすることで制御してもよい。
また、S205やS206にてその他の基準を用いてもよく、さらに別の基準を追加してもよい。例えば、エリア境界の端末の数ではなく、エリア境界の端末のトラヒック量や、トラヒックの割合に応じて判定を行ってもよい。すなわち、エリア境界の端末のトラヒック量またはその割合、もしくはその両方が一定の閾値を超える場合に、当該RUに同一のセルIDを割り当ててもよい。一方、エリア境界の端末のトラヒック量、またはその割合が小さい場合、当該端末の通信速度(または変調方式および符号化率)を下げ、割り当てる無線リソース量を増加することで、通信品質の低下に対処することができる。また、割り当てる無線リソース量を増加することによるエリア中心の端末への影響が小さい。そのため、エリア境界の端末のトラヒック量、またはその割合が小さい場合は、複数のRUを同一のセルIDとする必要性が低い。このように、エリア境界の端末のトラヒック量またはその割合を考慮してセルIDの割当てを行うことで、セルIDを変更することによるエリア中心の端末への影響を最小限にすることができる。また、セル間干渉が最も問題となるエリアに対し、通信品質を向上し、ハンドオーバを減少することが可能となる。もしくは、CoMP機能をサポートしている端末は、CoMPによって通信品質が向上できることを考慮して、エリア境界の端末としてカウントしなくてもよい。さらに、図11では、同一のセルIDとするRUの数を2としているが、図11の方法は、2よりも多い数にも容易に拡張可能であり、2に限定する必要はない。
図12は、複数のRUが同一セルIDとなっている場合の第一の実施形態の動作手順の例である。同一のセルIDとなっているRUでは、同一の同期信号や参照信号(CRS)、報知信号などが送信される。そのため、端末は、同一のセルIDとなったRUを区別できなくなる。具体的には、端末が報告する各セルの受信電力は、同一のセルIDとなったRUから送信された参照信号が合成されたものとなる。そのため、以下の手順によって、CUは、各端末がどのRUの通信エリアに位置するかを検出する。図12では、RU#1とRU#2が同一セルIDを割り当てられ、同一のBBU#1に接続されているものとする(S301)。L2/L3プロセッサ#1は、接続する端末の上りリンクの参照信号(SRS:Sounding RSと呼ばれる)の設定情報を制御部に通知する。また、他のBBUおよびL2/L3プロセッサに接続している端末の、上りリンクの参照信号の情報を制御部から受信する(S302)。上りリンクの参照信号の情報は、例えば、測定するセルのセルID、上りリンクの参照信号を送信する端末のID、送信周期と送信タイミング、周波数リソースなどの情報である。各端末は定期的に上りリンクの参照信号を送信する(S303)。BBU#1は、各端末が送信した上りリンクの参照信号のRU#1とRU#2における受信電力を測定する(S304)。受信電力は、例えば忘却平均や時間平均などを計算することで平均化される。また、上りリンクの受信電力の測定は、S302で通知された情報を基に、他のBBUおよびL2/L3プロセッサに接続している端末の上りリンクの参照信号についても行う。測定した受信電力は、RUのID、端末のID、当該端末が接続するセルIDと共に制御部に通知する(S305)。また、BBU#1は、S304にて測定したRU#1およびRU#2の受信電力を基に、各端末がRU#1とRU#2の通信エリアの境界に位置するか、RU#1またはRU#2の通信エリアの中心に位置するかを判定する(S306)。例えば、図7の場合と同様に、RU#1とRU#2の受信電力の差が、ある閾値以下である場合には、L2/L3プロセッサ#1は、その端末がRU#1とRU#2の通信エリアの境界に位置すると判定する。受信電力の差が、閾値よりも大きい場合には、L2/L3プロセッサは、その端末は最大の受信電力を有するRUの通信エリアの中心に位置すると判定する。そして、L2/L3プロセッサは、S304で判定した各端末のエリア境界情報を基に、送信モードの制御(S307)やスケジューリング(S308)などを行う。
例えば、送信モードの制御(S307)は以下のように行うことができる。同一のセルIDを割り当てたRU#1またはRU#2の通信エリアの中心に位置する端末(図12では、端末#2や端末#3)は、前述の通り、単一のRUを用いて通信させることで、利用可能な無線リソースの量を向上することが有効であると考えられる。そのため、DMRSを用いる送信モード(TM7、8、9、10など)を設定する。一方、RU#1とRU#2の通信エリアの境界付近に位置する端末は、複数のRUを用いて通信することで、通信品質を向上することが有効であると考えられる。そのため、CRSを用いる送信モード(TM1〜4など)を設定する。
また、RU#1とRU#2の通信エリアの境界に位置する端末においても、S304で測定したRU#1とRU#2の受信電力の差が、閾値A(例えば3dB)以下の端末は、単一のRUで送信した場合の通信品質が著しく低下する可能性があることから、常に複数のRUを用いることを想定し、CRSを用いる送信モードを設定してもよい。一方、受信電力の差が閾値Aよりも大きいが閾値B(例えば9dB)以下の端末は、複数RUでの送信と単一のRUでの送信を状況に応じて切り替えることが考えられる。そのため、DMRSを用いる送信モードを設定するようにしてもよい。また、送信モードを端末が通知する送信モードのサポート状況に応じて制御してもよい。例えば、DMRSを用いる送信モードをサポートしない端末は、CRSを用いる送信モードを設定し、DMRS用いる送信モードをサポートする端末は、DMRSを用いる送信モードを設定するようにしてもよい。 送信モードの制御の別の方法として、端末のモビリティ状況に応じて制御してもよい。例えば、移動速度が速い端末は、CRSを用いる送信モードに設定し、移動速度が遅い端末は、DMRSを用いる送信モードに設定してもよい。移動速度が速い端末は、あるRUの通信エリアの中心に位置していても、短時間で当該RUの通信エリアの境界、もしくは異なるRUの通信エリアの中心に移動する可能性が高い。そのため、頻繁に送信モードの再設定が必要となることや、送信するRUの変更が端末の移動に追い付かなくなることが考えられる。そこで、移動速度が速い端末にCRSを用いる送信モードを設定しておき、複数のRUを用いた送信を行うことで、頻繁な送信モードの再設定や送信するRUの変更を回避することができる。このように制御した送信モードは、L2/L3プロセッサ#1から各端末#1から#3に通知される。
スケジューリング(S308)は、例えば以下のように行うことができる。まず、複数のRUを用いて送信した場合のスケジューリング用のMetricを計算し、当該Metricが最大となる端末を抽出する。ここで、複数のRUを用いた場合のMetricは、RU#1とRU#2のエリア境界に位置する端末に対してのみ計算する。ここで抽出した端末をu1−2、スケジューリング用のMetricをMetric1−2とする。スケジューリング用のMetricとしては、例えばPF(Proportional Fairness)Metricを用いることができる。PF Metricは、瞬時スループットを平均スループットで除算したものである。瞬時スループットは、端末が報告するCQIU、またはCUにおいて推定または補正したCQIから算出することができる。同様に、単一のRU、すなわち、RU#1またはRU#2を用いて通信した場合のスケジューリング用のMetricを計算する。ここで、単一のRUを用いて通信した場合のMetricは、RU#1またはRU#2の受信電力が最大となる端末に対して計算する。この場合、各RUの受信電力が最大となる端末は、RU#1またはRU#2のエリア中心に位置する端末のみを含んでいてもよく、さらにRU#1とRU#2のエリア境界に位置する端末も含んでいてもよい。そして、それぞれのRUに対して、当該Metricが最大となる端末を抽出する。ここで抽出した端末をu1およびu2、スケジューリング用のMetricをMetric1およびMetric2とする。次いで、以下の数9を満たす場合には、u1−2をスケジューリングする。
数9を満たさない場合には、u1およびu2の両方をスケジューリングする。ここで、u1−2とu1またはu2のいずれかは同一の端末であることもある。このようなMetricを用いたスケジューリングは、単位時間(Subframe)毎に行ってもよい。もしくは、最小の単位無線リソース(RB:Resource Block)毎に行ってもよい。または、複数のRBから構成されるサブバンド毎に行ってもよい。
また、同一の端末においても送信するデータの種類に応じて、複数のRUを用いた送信を行う対象とするか、単一のRUを用いた送信を行う対象とするかを制御してもよい。例えば、通信の安定性が重視される制御用途のトラヒック(Control Planeトラヒック:C−planeトラヒック)については、端末がエリア境界であるか中心であるかに関わらず、複数のRUを用いて送信するものとしてもよい。一方、無線容量が重視されるデータトラヒック(User−planeトラヒック:U−planeトラヒック)については、端末がRUの通信エリアの中心に位置していれば、単一のRUを用いて送信する対象としてもよい。もしくは、データトラヒックにおいて、安定性が重視される音声や映像等のリアルタイムトラヒックについては、端末がエリア境界であるか中心であるかに関わらず、複数のRUを用いて送信するものとしてもよい。一方で、データトラヒックにおいて、無線容量が重視されるWebブラウジング等のベストエフォートトラヒックについては、端末がRUの通信エリアの中心に位置していれば、単一のRUを用いて送信する対象としてもよい。
L2/L3プロセッサ#1およびBBU#1は、以上のようなS307でのスケジューリング結果を基に、各種方法にてデータの送受信を行う。図12のS309からS312にてその例を示す。スケジューリング結果が、RU#1とRU#2のエリア境界に位置する端末#1の下りリンクデータである場合、BBU#1は、RU#1とRU#2を用いて複数RU送信を行う(S309)。このとき、RU#1とRU#2からは同一の信号が送信される。これはCRSを用いた送信モードであってもよく、DMRSを用いた送信モードであってもよい。スケジューリング結果がRU#1のエリア中心に位置する端末#2とRU#2のエリア中心に位置する端末#3の下りデータである場合、BBU#1は、単一RU送信を行う(S310)。この時、RU#1からは、端末#2のデータが送信され、RU#2からは端末#3のデータが送信される。この時、端末#2と端末#3は、DMRSを用いる。さらに、端末#2と端末#3では、異なるDMRSのアンテナポート、もしくは、スクランブル系列(SCID)を用いる。ただし、この時、CRSは複数のRU(RU#1とRU#2)を用いて送信される。また、CRSを用いて復調するPDCCHなどの物理制御チャネルも複数のRU(RU#1とRU#2)を用いて送信される。スケジューリング結果が、RU#1とRU#2のエリア境界に位置する端末#1の上りリンクデータである場合、BBU#1は、RU#1とRU#2を用いて複数RU受信を行う(S311)。この時、BBU#1は、各RUで受信した信号を最大比合成により復調する。スケジューリング結果がRU#1のエリア中心に位置する端末#2とRU#2のエリア中心に位置する端末#3の上りデータである場合、BBU#1は、複数RU受信を行う(S312)。この時、BBU#1は、マルチユーザMIMO受信によって復調を行ってもよい。例えば、RU#1における端末#2の信号への端末#3の信号の干渉、および、RU#2における端末#3の信号への端末#2の信号の干渉を互いにキャンセルをする干渉キャンセラを用いて復調してもよい。
制御部は、S305にてL2/L3プロセッサ#1や図示していない他のL2/L3プロセッサから通知された各端末の上りリンクの参照信号の各RUにおける受信電力を基に、当該端末が各RUの通信エリアの境界かどうかを判定し、エリア境界の端末の数をカウントする(S313)。本動作は、S102にて端末に設定するMeasurement Configurationと逆の動作を制御部にて行えばよい。すなわち、上りリンク参照信号の受信電力が最大となるRUを接続RUとし、それ以外のRUを隣接RUとした場合、隣接RUの受信電力が最大の受信電力から一定のオフセット値以内となる場合、制御部は、その端末が接続RUと当該隣接RUの通信エリアの境界付近に位置するものと判定する。そうでない場合、制御部は、その端末が接続RUの通信エリアの中心に位置するものと判定する。制御部は、本判定を単位時間毎に行い、その結果を基に、図9(a)と同様に単位時間当たりの接続RUと隣接RUのエリア境界の端末数およびエリア中心の端末数をカウントする。また、図9(b)と同様に、平均の端末数も算出する。そして、各RUに割り当てるセルIDの判定を行う(S314)。セルIDの割当て判定は、図7におけるS107や図11と同様の方法で良い。S314におけるセルIDの割当て結果に応じて、制御部は、同一のセルIDとなっていた複数のRUを再度異なるセルIDとし、BBUとRUとの接続を切り替える。もしくは、制御部は、現在、異なるセルIDとなっているRUを新たに同一のセルIDとする。または、現在、同一のセルIDとなっているRUを、別のRUと同一のセルIDとする、などの動作を行う。具体的には、同一のセルIDとなっているRUの通信エリア境界の端末数、または、その割合が、図11における閾値を加えた値よりも小さくなった場合、当該RUは、再度、異なるセルIDとなる。もしくは、同一のセルIDとなっていたRUの内の一方のRUと、その他のRUの通信エリア境界の端末数、または、その割合が、現在同一のセルIDとなっているRUよりも多く、かつ、図11における閾値を超えている場合、当該RUは、その他のRUと同一のセルIDとなる。RUのセルIDを変更する場合の動作手順は、図7のS108からS114と同様である。
ここで、S303、S304における上りリンクの受信電力の測定は、別の信号を用いて実施してもよい。例えば、端末が新規にアクセスする場合や、上りリンクの同期をとるために用いるランダムアクセスチャネルなどを用いることもできる。
2.第二の実施形態
第二の実施形態では、各RUが複数の周波数キャリアを用いることを想定する。
第二の実施形態では、各RUが複数の周波数キャリアを用いることを想定する。
図13から図15は、本発明の第二の実施形態の概念図である。基本的な構成は、図2と同様であるが、CU105およびRU103が複数の周波数の送受信機能を有している点が異なる。そのため、図13〜図15の104−1から104−4と、107−1から107−4のように、各RUの通信エリアは、複数の周波数において形成されている。第二の実施形態においても、図2と同様に、通信エリアの境界付近に多数の端末が分布するRUを検出し、当該RUに同一のセルIDを割り当てる。ただし、同一のセルIDを割り当てる制御は、一部の周波数キャリアに限定する。ここで、セルIDの割当て制御を行う周波数キャリアを周波数1、それ以外の周波数キャリアを周波数2と表記する。このとき、周波数1において同一のセルIDを割り当てられたRUの通信エリアでは、周波数1はセルのサイズが大きく、RUの中心エリアの境界においても高品質なエリアが形成されている。一方で、周波数2では、セルのサイズが小さく、RUの通信エリアの境界において、通信品質は低下するものの、従来のスモールセル化の効果である無線容量の増大効果を維持したエリアが形成されている。すなわち、周波数1は従来マクロセルが担っていた役割を果たすことができ、周波数2は本来のスモールセルとしての役割を果たすことができる。本発明の第二の実施形態では、このように異なる性質を有する複数の周波数を形成し、それらを使い分けることで、効率的な通信を可能とすることを目的としている。
図13は、端末が単一の周波数のみを用いて通信可能な場合の端末の位置に応じた周波数の使い分けの例である。単一の周波数のみを用いて通信可能な端末をCA(Carrier Aggregation)非対応の端末と呼ぶ。CAに対応しているかどうかは端末から基地局(L2/L3プロセッサ)に通知される。図13では、周波数1において、RU103−1とRU103−2に同一のセルIDが割り当てられている。この時、CU105は、RU103−1とRU103−2の通信エリアの境界に位置する端末106−2を、周波数1に優先的に接続させる。一方、RU103−1、または、RU103−2の通信エリアの中心に位置する端末106−1や106−3は、周波数2に優先的に接続させる。これは、周波数1または周波数2の受信電力に一定のオフセット値を設定することで実現できる。例えば、周波数1の受信電力が周波数2の受信電力にオフセット値を加えた値よりも大きくなった場合に、端末が周波数1に接続するように設定しておく。セルIDを同一とすることによる受信電力の増大効果は、RUの通信エリアの境界では大きいが、通信エリアの中心では小さい。そのため、RUの通信エリアの境界では、周波数1の受信電力は、周波数2の受信電力にオフセット値を加えた値よりも大きくなり、周波数1に接続しやすくなる。一方、RUの通信エリアの中心では、周波数1の受信電力は、周波数2の受信電力にオフセット値を加えた値よりも小さくなり、周波数2に接続しやすくなる。その結果、各端末106−1から106−3は、いずれも通信品質が高い周波数にて通信することが可能となる。同一のセルIDが割り当てられていないRU103−3と103−4については、接続させる優先度は、周波数間では同一としてよい。
図14は、端末が複数の周波数を用いて通信可能な場合の端末の位置に応じた周波数の使い分けの例である。複数周波数を用いて通信可能な端末をCA対応の端末と呼ぶ。CA対応の端末は、周波数1と周波数2を同時に用いて通信することもでき、そのいずれか一方を用いて通信することもできる。この時、RU103−1とRU103−2の通信エリアの境界に位置する端末106−2は、周波数1では通信品質が高く、周波数2では低い。一方で、RU103−1とRU103−2の通信エリアの中心に位置する端末106−1と106−3は、周波数1と周波数2の通信品質の差が小さい。そのため、CU105は、周波数1では、RU103−1とRU103−2の通信エリアの境界に位置する端末106−2を優先的にスケジューリングし、周波数2では、通信エリアの中心に位置する端末106−1と106−3を優先的にスケジューリングする。ただし、各端末106−1から106−3は、周波数1と周波数2の両方で通信可能であるため、スケジューリングの結果によっては、端末106−2が周波数2を用いて通信することもある。これは、図14では、周波数2において、RU103−1(セルID#A)から端末106−2に送信している信号(破線)とRU103−2(セルID#B)から端末106−2に送信している信号(鎖線)に対応する。これらの信号は異なる信号である。端末106−1および106−3が周波数1を用いて通信することもある。これは、図14では、周波数1においてRU103−1から端末106−1に送信している信号(破線)と、RU103−2から端末106−3に送信している信号(鎖線)に対応する。これらの信号は異なる信号である。同一のセルIDが割り当てられていないRU103−3と103−4については、スケジューリングの優先度は、周波数間では同一としてよい。
図15は、トラヒックの種別と端末位置に応じた周波数の使い分けの例である。本動作はCA対応の端末が対象である。RU103−1とRU103−2の通信エリアの境界は、多数の端末が分布するエリアであると共に、セルIDの同一化によって周波数1の通信品質が高品質化されている。そのため、通信の安定性が重視される、端末の制御用のトラヒックであるC−planeトラヒックについては、周波数1を用いて送信する。一方で、無線容量が重視される、端末のデータ用のトラヒックであるU−planeトラヒックについては、周波数2を用いて送信する。ただし、RUの通信エリアの境界に位置する端末については、周波数2での通信品質が低いため、U−planeについても周波数1を優先的に用いて送信してもよい。同様に、通信の安定性や低遅延が重視されるリアルタイムトラヒックについては、周波数1を用いて送信する。一方で無線容量が重視されるベストエフォートトラヒックについては周波数2を用いて送信する。ただし、RUの通信エリアの境界に位置する端末については、ベストエフォートトラヒックであっても、周波数1を優先的に用いて送信してもよい。
また、CAでは、端末が接続を確立する周波数は、Primary Cell(PCell)と呼ばれ、追加の無線リソースとして用いられる周波数はSecondary Cell(SCell)と呼ばれる。端末のセキュリティに関する情報や、端末と移動管理装置との間の情報(NAS:Non Access Stratum情報と呼ばれることもある)などはPCellを用いてやり取りされる。PCellの変更にはハンドオーバが必要となるが、SCellの変更は、無線リソースの設定変更で行うことができ、ハンドオーバは必要がない。そのため、CAを行う場合には、周波数1をPCellとし、周波数2をSCellとして動作させることで、同一のセルIDとしたRU間の移動に伴うハンドオーバの発生を低減することができる。そのためには、例えば、セル選択のために各セルまたは各周波数に設定するオフセット値を、周波数2のセルよりも周波数1のセルの方が接続しやすくなるように設定しておけばよい。また、この場合、ハンドオーバ等の容易性を考慮して、同一のセルIDが割り当てられていないRU103−3と103−4においても、周波数1をPCellとして周波数2をSCellとして用いるようにしてもよい。
周波数の使い分けの別の方法として、端末の移動速度に応じて使い分ける方法も考えられる。例えば、移動速度が速い端末は、周波数1に優先的に接続させ、移動速度が遅い端末は、周波数2に優先的に接続させる。もしくは、CAを行う場合、移動速度が速い端末は周波数1で優先的にスケジューリングを行い、移動速度が遅い端末は周波数2で優先的にスケジューリングを行う。第一の実施形態における送信モードの制御と同様に、移動速度が速い端末は、あるRUの通信エリアの中心に位置していても、短時間で当該RUの通信エリアの境界、もしくは異なるRUの通信エリアの中心に移動する可能性が高い。そこで、移動速度が速い端末を周波数1に優先的に接続させることで、当該RU間の移動に伴うハンドオーバを回避することができる。同様に、移動速度が速い端末を周波数1で優先的にスケジューリングすることで、端末の移動にRUの変更(すなわち、SCellの変更)が追従できなくなる問題を回避することができる。
図16は、第二の実施形態、すなわち、複数の周波数を用いる場合のRU303とCU301の構成の例である。基本的な構成は、図4と同様であるが、RU303、BBU305およびL2/L3プロセッサ306が複数の周波数の機能を有する点が異なる。また、スイッチ304は、周波数2については、BBU305とRU303を1対1で接続し、周波数1については、制御部からの制御に応じて、BBU305とRU303を1対多で接続する。ただし、周波数1において、同一のセルIDが割り当てられた場合、CAを用いる場合には対応するL2/L3プロセッサ306は、互いに連携して動作する必要がある。例えば、図16では、L2/L3プロセッサ306−1とL2/L3プロセッサ306−2において、接続する端末のバッファ情報や、通信品質情報などを互いに共有して協調スケジューリング等を行う。
図17は、本発明の第二の実施形態において、周波数1において複数のRUに同一のセルIDを割り当てるまでの動作手順の例である。ここで、説明のためにRU#1およびRU#2における周波数1および周波数2に対応する機能をRU#1−1、RU#1−2およびRU#2−1およびRU#2−2と表記するものとする。同様に、BBU#1とBBU#2の周波数1および周波数2に対応する機能をBBU#1−1、BBU#1−2、BBU#2−1、BBU#2−2と表記する。L2/L3プロセッサ#1およびL2/L3プロセッサ#2の周波数1および周波数2に対応する機能をL2/L3プロセッサ#1−1、L2/L3プロセッサ#1−2、L2/L3プロセッサ#2−1、L2/L3プロセッサ#2−2と表記する。ただし、特に周波数を区別する必要がない場合には、RU#1およびRU#2、BBU#1およびBBU#2、L2/L3プロセッサ#1およびL2/L3プロセッサ#2と表記する。
図17の基本的な動作は、図7と同様である。初期状態として、RUとBBUとの接続は、RU#1−1とBBU#1−1、RU#2−1とBBU#2−1、RU#1−2とBBU#1−2、RU#2−2とBBU#2−2とが接続されているものとする(S400)。ここで、端末#1から#3の位置は、図7や12と同様とする。ただし、端末#1から#3はCA対応端末であるものとし、端末#1および端末#2は、PCellをセルID#1(BBU#1−1、L2/L3プロセッサ#1−1)、SCellをセルID#A(BBU#1−2、L2/L3プロセッサ#1−2)としてCAを行っているものとする(S401−1、S401−2)。端末#3は、PCellをセルID#2(BBU#2−1、L2/L3プロセッサ#2−1)、SCellをセルID#B(BBU#1−2、L2/L3プロセッサ#1−2)としてCAを行っているものとする(S401−3)。L2/L3プロセッサ#1および#2は、図7におけるS102と同様に、各端末にRUの通信エリアの境界に位置するかどうかを判定するためのMeasurement Configurationを行う(S402)。RU#1とRU#2の通信エリアの境界に位置する端末#1は、設定されたMeasurement Configurationに対応するMeasurement Reportを行う(S403)。L2/L3プロセッサは、端末#1からの報告に基づき、端末#1をRU#1とRU#2の通信エリアの境界に位置すると判定する(S404)。図7の場合と同様に、L2/L3プロセッサ#1および#2は、接続する端末の内、S402で設定した条件を満たす端末の数、条件を満たしたセルID、条件を満たさない端末の数をカウントしておく。ここで、カウントする端末の数は、周波数毎に区別しておくものとするが、複数の周波数で合計値をとっても良い。そしてS105と同様に、これらの情報に周波数の番号を加えて、制御部に報告する(S405)。制御部は、図7のS106と同様に、単位時間当たりの各RUの通信エリア境界端末の数、および平均のエリア境界端末数を算出する(S406)。ただし、エリア境界の端末の数は、制御部において複数の周波数分の合計値を算出する。そして、S107と同様にセルIDの割当て判定を行う。ここで、制御部がRU#1とRU#2に同一のセルIDを割り当てるものと判定したとする。S408からS414までの動作は、S108からS114と同様であるが、これらの動作は、周波数1に対してのみ行われる。その結果、端末#3は、RU#1−2のセル(セルID#2)からRU#1−1と1−2のセル(セルID#1)にハンドオーバする。すなわち、PCellのセルIDがセルID#2からセルID#1に変更される。しかし、周波数2については、セルIDは変更されないため、端末#3は、ハンドオーバ後においても、RU#2−2が形成するセルID#Bのセルを利用可能である。
図18は、複数のRUが同一セルIDとなっている場合の第二の実施形態の動作手順の例である。基本的な動作は図12と同様であるため、異なる点のみを記載する。S502では、L2/L3プロセッサは、全ての周波数の上りリンクの参照信号の情報を制御部に通知し、制御部からは全ての周波数の上りリンクの参照信号の情報を通知される。また、周波数1においてRU#1とRU#2に同じセルIDを割り当てた場合でも、周波数2では異なるセルIDとなっている。そのため、BBU#2−2およびL2/L3プロセッサ#2−2には接続するRU(RU#2−2)が存在している。そのため、制御部は、L2/L3プロセッサ#2とも上りリンク参照信号の情報を交換する。また、S503およびS504では、周波数1および周波数2の両方で上りリンクの参照信号が送信され、それぞれ対応するL2/L3プロセッサが上りリンクの受信電力を測定する。S505では、測定した受信電力は、RUの番号、端末のIDおよび対応するセルID、周波数の番号などの情報とともに制御部に通知される。S506では、L2/L3プロセッサ#1が周波数1における各RUの受信電力を基に各端末がRU#1とRU#2のエリア境界に位置するか否かを判定する。もしくは、L2/L3プロセッサ#1とL2/L3プロセッサ#2の間で上りリンク受信電力の情報を交換し、複数の周波数の受信電力を平均化してエリア境界か否かを判定してもよい。また、いずれか一方の周波数でエリア境界と判定された場合に、当該端末をエリア境界の端末としてもよい。S507の送信モード制御は、周波数1において行われる。S508では、図13から図15にて述べた各種周波数の使い分けの方法に応じて、L2/L3プロセッサ#1と#2にて協調してスケジューリングを行う。例えば、RU#1とRU#2の通信エリアの境界に位置する端末#1は、周波数#1(すなわちPCell)において、複数RU送信を行う(S509)。RU#1とRU#2の通信エリアの中心に位置する端末#2と端末#3は、周波数#2(すなわちSCell)を用いて、それぞれ単一のRUを用いて送信する(S510)。
図19は、複数のRUが同一セルIDとなっている場合の第二の実施形態の動作手順の別の例である。図18との違いは、RUのエリア境界か否かの判定を端末から報告されるMeasurement Reportを用いて行う点である。複数の周波数を用いる場合、同一のセルIDを割り当てるのは一部の周波数(周波数#1)のみである。そのため、その他の周波数(周波数2)では、各RUはそれぞれ異なるセルIDを有しているため、当該周波数における下りリンクの参照信号の受信電力を用いることで、各端末が各RUの通信エリアの境界に位置するか、中心に位置するかを判定することができる。
S602では、周波数2における各RUの受信電力を測定、および報告するためのMeasurement Configurationを行う。ここで設定するMeasurement Configuraitonは、例えばLTEで規定されているEvent A6を用いることができる。Event A6では、SCellと同一の周波数の隣接セルに対し、前述のEvent A3と同様の判定を行い、設定された条件を見たした場合に、端末は、Measurement Reportを報告する(S603)。この方法は、各端末がCAを用いている場合に利用することができる。そして、L2/L3プロセッサ#1は、S603で設定したMeasurement Reportを報告した端末を、SCellに対応するRUと、条件を満たしたRUとの通信エリアの境界に位置するものと判定することができる(S604)。また、本条件を満たしていない端末をSCellに対応するRUの通信エリアの中心に位置する端末であると判定することができる。一方、CAを用いていない、もしくは、サポートしていない端末には、Event Drivenではなく、周期的に周波数2の各セルの受信電力を報告させるように設定すればよい。そして、L2/L3プロセッサにて、上記のEvent A6の条件を満たしているかどうかを判定する。L2/L3プロセッサは、以上の方法にて判定したエリア境界の端末数の情報を図17におけるS405と同様に制御部に通知する(S605)。S606からS609の動作は、S507からS510と同様である。また、S612における単位時間当たりの各RUの通信エリア境界端末の数、および平均のエリア境界端末数を算出する動作は、図17におけるS406と同様である。また、S613におけるセルIDの割当て判定も図11と同様の方法を用いることができる。
3.第三の実施形態
図20は、本発明の第三の実施形態の装置構成の例である。第三の実施形態では、L2/L3プロセッサ406とBBU405との間にスイッチ404が存在する。図20は複数の周波数を用いる場合を例に記載しているが、単一の周波数であってもよい。また、第三の実施形態の構成では、BBU405がRU403側に存在してもよい。アンテナ402、RU403、ネットワークI/F408の機能は、図16と同様である。L2/L3プロセッサ406からBBU405には、BBU405が信号処理を行うために必要な情報が通知される。例えば、各BBU405が用いるセルIDや、物理制御チャネルの種別(PDCCHやPHICH、PCFICH)やその情報の中身、PDSCHがスケジューリングされた端末のデータ、当該端末のIDや無線リソースの割り当て情報、Precoding行列、変調方式や符号化方式などである。この情報は、例えばFAPI(Femto Application Platform Interface)の規格に準拠していてもよい。複数のBBU405が接続しているL2/L3プロセッサ406は、宛先のBBU405のアドレス、もしくは番号と、宛先のBBU405が信号処理を行うために必要な情報をBBU405ごとに出力する。複数のRU403から同一の信号を送信する場合、L2/L3プロセッサ406は同一の情報をBBU405に通知する。これは、例えば、CRSやPDCCH、PHICH、PCFICH等の物理制御チャネル、セルのシステム情報や報知信号、同期信号、RUの通信エリアの境界の端末宛のデータとそのスケジューリング情報などである。一方、それぞれのRU4−3から異なる信号を送信する場合、L2/L3プロセッサ406は、異なる情報を異なるBBU405に通知する。これは主に、各RU403の通信エリアの中心に位置する端末宛のデータとそのスケジューリング情報である。
図20は、本発明の第三の実施形態の装置構成の例である。第三の実施形態では、L2/L3プロセッサ406とBBU405との間にスイッチ404が存在する。図20は複数の周波数を用いる場合を例に記載しているが、単一の周波数であってもよい。また、第三の実施形態の構成では、BBU405がRU403側に存在してもよい。アンテナ402、RU403、ネットワークI/F408の機能は、図16と同様である。L2/L3プロセッサ406からBBU405には、BBU405が信号処理を行うために必要な情報が通知される。例えば、各BBU405が用いるセルIDや、物理制御チャネルの種別(PDCCHやPHICH、PCFICH)やその情報の中身、PDSCHがスケジューリングされた端末のデータ、当該端末のIDや無線リソースの割り当て情報、Precoding行列、変調方式や符号化方式などである。この情報は、例えばFAPI(Femto Application Platform Interface)の規格に準拠していてもよい。複数のBBU405が接続しているL2/L3プロセッサ406は、宛先のBBU405のアドレス、もしくは番号と、宛先のBBU405が信号処理を行うために必要な情報をBBU405ごとに出力する。複数のRU403から同一の信号を送信する場合、L2/L3プロセッサ406は同一の情報をBBU405に通知する。これは、例えば、CRSやPDCCH、PHICH、PCFICH等の物理制御チャネル、セルのシステム情報や報知信号、同期信号、RUの通信エリアの境界の端末宛のデータとそのスケジューリング情報などである。一方、それぞれのRU4−3から異なる信号を送信する場合、L2/L3プロセッサ406は、異なる情報を異なるBBU405に通知する。これは主に、各RU403の通信エリアの中心に位置する端末宛のデータとそのスケジューリング情報である。
スイッチ404は、各L2/L3プロセッサ406が指定した宛先のBBU405に対して、入力された情報を転送する。一般に、L2/L3プロセッサ406からBBU405へ通知する情報の伝送速度は、BBU405から出力されるベースバンド信号の伝送速度よりも小さい。そのため、本構成を用いることで、スイッチ404の処理による遅延の要求性能を緩和することができる。
BBU405は、スイッチを経由してL2/L3プロセッサ406から通知された情報を基に、物理層の信号処理を行う。
もしくは、L2/L3プロセッサ406は、BBU405に通知する情報毎に、宛先が複数であるかどうかのフラグを付けてもよい。宛先が複数である場合には、スイッチ404は、当該情報を複製し、複数のBBU405に転送する。宛先が単一のBBU405である場合には、L2/L3プロセッサ406は、宛先のBBU405の番号を含めてスイッチ404に出力し、スイッチ404において宛先に応じて振り分けてもよい。
上りリンクでは、各BBU405は、それぞれ復調、復号処理を行い、その結果をL2/L3プロセッサ406に通知する。L2/L3プロセッサ406は、各BBU405からの上りリンクの受信結果を基に、例えば、正しく復号できたデータのみを選択して受信する。
本構成を用いると、下りリンクについてはスイッチの処理を簡素化できる一方で、上りリンクにおける最大比合成や干渉キャンセルの処理が困難になる。そのため、下りリンクについては、図20の構成をとり、上りリンクについては、図16の構成をとるようにしてもよい。
101…マクロ基地局
102…マクロセル
103…スモールセル基地局、Remote Unit(RU)
104…スモールセル、Remote Unitの通信エリア
105…制御装置、Center Unit(CU)
106…端末
201、301、401…Center Unit(CU)
202、302、402…アンテナ
203、303、403…Remote Unit(RU)、RF部
204、304、404…スイッチ
205、305、405…Base Band Unit(BBU)、信号処理部
206、306、406…L2/L3プロセッサ
207、307、407…制御部
208、308、408…ネットワークインタフェース
102…マクロセル
103…スモールセル基地局、Remote Unit(RU)
104…スモールセル、Remote Unitの通信エリア
105…制御装置、Center Unit(CU)
106…端末
201、301、401…Center Unit(CU)
202、302、402…アンテナ
203、303、403…Remote Unit(RU)、RF部
204、304、404…スイッチ
205、305、405…Base Band Unit(BBU)、信号処理部
206、306、406…L2/L3プロセッサ
207、307、407…制御部
208、308、408…ネットワークインタフェース
Claims (15)
- 端末と通信する複数の無線部と、
前記複数の無線部に接続される制御装置と、を備え、
前記複数の無線部の一部である第1の無線部と第2の無線部の通信エリアの境界に位置する端末が多い場合、前記制御装置は、前記第1の無線部の第1のセルIDと前記第2の無線部の第2のセルIDを同一にすることを特徴とする基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
前記制御装置は、物理層の信号処理を行う複数のベースバンドユニットと、前記無線部と前記ベースバンドユニットとを接続するスイッチと、制御部とを備え、
前記制御部は、前記第1の無線部及び前記第2の無線部を、同一の前記ベースバンドユニットに接続することを前記スイッチに通知し、
前記スイッチは、前記制御部から通知された情報に基づいて、前記第1の無線部又は前記第2の無線部と、前記ベースバンドユニットとの接続を変更することを特徴とする基地局。 - 請求項2に記載の基地局であって、
前記制御部は、前記第2のセルIDを前記第1のセルIDに変更する場合、前記第2の無線部の送信電力を減少し、前記スイッチにおける前記第2の無線部と前記ベースバンドユニットとの接続を変更し、前記第2の無線部の送信電力を増加することを特徴する基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
前記制御装置は、上位層の処理を行う複数のプロセッサを備え、
前記プロセッサは、セルIDを同一にした前記第1の無線部と前記第2の無線部の通信エリアの境界に前記端末が位置する場合には、前記第1の無線部及び前記第2の無線部を用いて前記端末の信号を送信し、
前記プロセッサは、前記第1の無線部又は前記第2の無線部の通信エリアの中心に前記端末が位置する場合には、前記第1の無線部又は前記第2の無線部を用いて前記端末の信号を送信することを特徴とする基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
前記制御装置は、上位層の処理を行う複数のプロセッサを備え、
前記プロセッサは、前記端末に対して、接続するセルと前記接続するセルに隣接するセルとの下りリンクの参照信号の受信電力の差が、所定の閾値よりも小さい場合、前記接続するセルと前記隣接するセルの受信電力を送信するように設定し、
前記プロセッサは、前記接続するセルと前記隣接するセルの受信電力を前記端末から受信した場合に、前記接続するセルに対応する無線部と前記隣接するセルに対応する無線部の通信エリアの境界に前記端末が位置すると判定することを特徴とする基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
前記制御装置は、セルIDを同一にした前記第1の無線部と前記第2の無線部の通信エリアの境界に位置する端末が少なくなった場合、前記第1の無線部と前記第2の無線部のセルIDを異なるセルIDとすることを特徴とする基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
前記制御装置は、前記第1の無線部と前記第2の無線部の通信エリアの境界に位置する端末の数、及び/又は、前記第1の無線部と前記第2の無線部の通信エリアに位置する全ての端末と前記通信エリアの境界に位置する端末との割合に基づいて、前記通信エリアの境界に位置する端末が多いことを検出することを特徴とする基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
前記制御装置は、前記第1の無線部と前記第2の無線部の通信エリアの境界に位置する端末のトラヒック量、及び/又は、前記第1の無線部と前記第2の無線部の通信エリアに位置する全ての端末のトラヒック量と前記通信エリアの境界に位置する端末のトラヒック量との割合に基づいて、前記通信エリアの境界に位置する端末が多いことを検出することを特徴とする基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
前記無線部が複数の周波数を用いる場合、
前記制御装置は、前記複数の周波数の内、第1の周波数において前記第1のセルIDと前記第2のセルIDを同一にすることを特徴とする基地局。 - 請求項9に記載の基地局であって、
前記制御装置は、上位層の処理を行う複数のプロセッサを備え、
前記端末が単一の周波数を用いて通信する場合であって、
セルIDを同一にした前記第1の無線部と前記第2の無線部の通信エリアの境界に前記端末が位置するときは、前記プロセッサは、前記端末を前記第1の周波数に優先的に接続させ、
セルIDを同一にした前記第1の無線部又は前記第2の無線部の通信エリアの中心に前記端末が位置するときは、前記プロセッサは、前記端末を前記第1の周波数とは異なる第2の周波数に優先的に接続させることを特徴とする基地局。 - 請求項9に記載の基地局であって、
前記制御装置は、上位層の処理を行う複数のプロセッサを備え、
前記端末が複数の周波数を用いて通信する場合であって、
セルIDを同一にした前記第1の無線部と前記第2の無線部の通信エリアの境界に前記端末が位置するときは、前記プロセッサは、前記端末を前記第1の周波数を優先的に用いて通信させ、
セルIDを同一にした前記第1の無線部又は前記第2の無線部の通信エリアの中心に前記端末が位置するとき、前記プロセッサは、前記端末を前記第1の周波数とは異なる第2の周波数を優先的に用いて通信させることを特徴とする基地局。 - 請求項9に記載の基地局であって、
前記制御装置は、上位層の処理を行う複数のプロセッサを備え、
前記端末が複数の周波数を用いて通信する場合、前記プロセッサは、前記第1の周波数を優先的に用いて前記端末の制御用のトラヒックを送信し、前記第1の周波数とは異なる第2の周波数を優先的に用いて前記端末のデータ用のトラヒックを送信することを特徴とする基地局。 - 請求項9に記載の基地局であって、
前記制御装置は、上位層の処理を行う複数のプロセッサを備え、
前記端末が複数の周波数を用いて通信する場合、前記プロセッサは、前記第1の周波数を優先的に用いて前記端末のリアルタイムトラヒックを送信し、前記第1の周波数とは異なる第2の周波数を優先的に用いて前記端末のベストエフォートトラヒックを送信することを特徴とする基地局。 - 複数の端末と、
前記端末と通信する複数の無線部と、前記複数の無線部に接続される制御装置と、を有する基地局と、を備え、
前記複数の無線部の一部である第1の無線部と第2の無線部の通信エリアの境界に位置する端末が多い場合、前記制御装置は、前記第1の無線部の第1のセルIDと前記第2の無線部の第2のセルIDを同一にし、
前記無線部が複数の周波数を用いる場合、前記制御装置は、前記複数の周波数の内、第1の周波数において前記第1のセルIDと前記第2のセルIDを同一にすることを特徴とする無線通信システム。 - 複数の端末と、前記端末と通信する複数の無線部を有する基地局とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記複数の無線部の一部である第1の無線部と第2の無線部の通信エリアの境界に位置する端末が多い場合、前記基地局は、前記第1の無線部の第1のセルIDと前記第2の無線部の第2のセルIDを同一にし、
前記無線部が複数の周波数を用いる場合、前記基地局は、前記複数の周波数の内、第1の周波数において前記第1のセルIDと前記第2のセルIDを同一にすることを特徴とする無線通信方法。
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