JP2015508626A - 無線通信システムにおけるサービス提供方法及びシステム - Google Patents

無線通信システムにおけるサービス提供方法及びシステム Download PDF

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Abstract

次世代無線通信システムにおけるサービス提供方法が提供される。上記方法は、端末(SS)による初期アクセスを認識する場合に、上記端末をサービングするマスター基地局(BS)により上記端末によるチャネル品質報告のために割り当てられるリソースを示すリソース割り当て情報を上記端末に送信するステップと、上記端末から受信したチャネル品質報告を使用して上記端末をサービングし、第1のクラウドセルを構成する少なくとも1つのスレーブ基地局を決定するステップと、上記少なくとも1つのスレーブ基地局とともに上記端末とデータを交換するステップとを具備する。

Description

本発明は、無線通信システムにおけるサービス提供方法及びシステムに関するものである。
次世代無線通信システムは、大容量データサービスをサポートするために、例えば、ミリメートル波(mmWave)のような高周波数帯域を使用する。高周波数帯域を使用するシステムの場合に、端末(Subscriber Station:SS)と基地局(Base Station:BS)との間の短い通信可能距離のために、BSは、小さいセル半径を有する。それにより、小さいセル半径は、SSの十分なサービスエリアを確保するために設けられるBSの個数が増加する。また、SSの移動性を考慮する時に、BSのセル半径の減少及びBSの個数の増加は、SSのセル間のハンドオーバの回数を増加させる。このように、システムのオーバーヘッドは、SSの増加されたハンドオーバの回数により増加する。
したがって、次世代無線通信システムで使用される高周波数帯域の特性を考慮してより効率的なサービスをユーザに提供する方案が要求される。
上述した情報は、本発明の理解を助けるために背景情報だけとして提示される。本発明に対する先行技術で適用されることができるのか可否に関してはいかなる決定及びいかなる主張もない。
本発明の目的は、少なくとも上述した問題点及び/又は不都合に取り組み、少なくとも以下の利便性を提供することにある。すなわち、本発明の目的は、次世代無線通信システムにおけるサービス提供方法及びシステムを提供することにある。
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、次世代無線通信システムにおけるサービス提供方法が提供される。上記方法は、端末(SS)による初期アクセスを認識する場合に、上記端末をサービングするマスター基地局(BS)により上記端末によるチャネル品質報告のために割り当てられるリソースを示すリソース割り当て情報を上記端末に送信するステップと、上記端末から受信したチャネル品質報告を使用して上記端末をサービングし、第1のクラウドセルを構成する少なくとも1つのスレーブ基地局を決定するステップと、上記少なくとも1つのスレーブ基地局とともに上記端末とデータを交換するステップとを具備することを特徴とする。
本発明の別の態様によれば、次世代無線通信システムにおけるサービス提供方法が提供される。上記方法は、端末をサービングするマスター基地局から割り当てられたリソースを使用してデータを上記端末に送信するステップと、上記端末に対して第1のクラウドセルを構成する少なくとも1つのスレーブ基地局及び上記マスター基地局に上記データの送信結果を送信するステップとを具備し、上記第1のクラウドセルは、上記マスター基地局及び上記少なくとも1つのスレーブ基地局を含むメンバー基地局を有することを特徴とする。
本発明のさらに別の態様によれば、次世代無線通信システムにおける端末にサービスを提供するマスター基地局が提供される。上記マスター基地局は、端末(SS)による初期アクセスを認識する場合に、送受信部が上記端末をサービングするマスター基地局(BS)により上記端末によるチャネル品質報告のために割り当てられるリソースを示すリソース割り当て情報を上記端末に送信するように制御し、上記端末から受信したチャネル品質報告を使用して上記端末をサービングし、第1のクラウドセルを構成する少なくとも1つのスレーブ基地局を決定する制御部と、上記チャネル品質報告を上記端末から受信し、上記制御部の指示により上記少なくとも1つのスレーブ基地局とともに上記端末とデータを交換する上記送受信部とを具備することを特徴とする。
本発明のさらなる別の態様によれば、次世代無線通信システムにおける端末にサービスを提供するスレーブ基地局が提供される。上記スレーブ基地局は、送信部が上記端末をサービングするマスター基地局から割り当てられたリソースを使用してデータを上記端末に送信するように制御し、上記端末に対して第1のクラウドセルを構成する少なくとも1つのスレーブ基地局及び上記マスター基地局に上記データの送信結果を送信するようにする制御部を具備し、上記第1のクラウドセルは、上記マスター基地局及び上記少なくとも1つのスレーブ基地局を含むメンバー基地局を有することを特徴とする。
本発明は、次世代無線通信システムで使用される高周波数帯域の特性を考慮する、クラウドセルを構成する複数のメンバー基地局が1つの端末をサービングすることにより、高周波数帯域での弱い信号強度を有するリンクの信頼性を増加させ、複数の良質なリンクを端末に提供することにより、データ処理量を増加させることができるという効果がある。
本発明の他の目的、利点、及び顕著な特徴は、添付の図面及び本発明の実施形態からなされた以下の詳細な説明から、この分野の当業者に明確になるはずである。
本発明の第1の実施形態によるクラウドセルの構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態によるクラウドセル内のデータ送信/受信動作を示すフロー図である。 本発明の第1の実施形態によるクラウドセル内の端末(SS)へのデータ送信を制御するマスター基地局(BS)の動作を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態によるクラウドセル内のSSの動作を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態によるスレーブBSの動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態によるマスターBSを変更する動作を示すフロー図である。 本発明の第2の実施形態によるクラウドセル内のマスターBSを変更する現在のマスターBSの動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態によるクラウドセル内のマスターBSに変更されたスレーブBSの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による装置の概略的な構成を示す図である。
本発明の実施形態の上述した及び他の様相、特徴、及び利点は、添付の図面が併用された後述の詳細な説明から、より一層明らかになるだろう。
添付の図面を参照した下記の説明は、特許請求の範囲の記載及びその均等物の範囲内で定められるような本発明の実施形態の包括的な理解を助けるために提供されるものであり、この理解を助けるために様々な特定の詳細を含むが、それらはあくまでも一実施形態に過ぎない。したがって、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、明細書中に記載する実施形態の様々な変更及び修正が可能であるということは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。また、明瞭性と簡潔性の観点から、当業者に良く知られている機能や構成に関する具体的な説明は、省略する。
以下の説明及び特許請求の範囲で使用する用語及び単語は、辞典的意味に限定されるものではなく、発明者により本発明の理解を明確且つ一貫性があるようにするために使用される。したがって、本発明の実施形態の説明は、単に実例を提供するためのものであって、特許請求の範囲及びその均等物に基づいて定義される発明を限定する目的で提供するものでないことは、本発明の技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
英文明細書に記載の単数形は、文脈中で特に明記されない限り、複数形を含むことは、当業者には理解されることである。したがって、例えば、“コンポーネント表面(a component surface)”との記載は、1つ又は複数の表面を含む。
本発明の実施形態は、次世代無線通信システムで使用される高周波数帯域の特性を考慮してより効率的なサービスをユーザに提供するために設計されたクラウドセル(cloud cell)を提案する。特に、本発明の実施形態は、小規模基地局(BS)サービス範囲を有する複数のハイパーデンスデプロイメント(hyper-dense deployment)が使用される時に、規則的なセルラー帯域に適用される。本発明で定義するクラウドセルは、1つの端末(SS)にサービスを提供する複数の基地局(以下、‘メンバー(member)BS’と称する)を含む仮想(virtual)セルであり、BSは、ミリメートル波(mmWave)帯域で動作する。しかしながら、本発明は、任意のセルラー帯域を使用する通信システムに適用される。
本発明で提案するクラウドセルは、次のような構成を有する。
ネットワークエントリーにおいて、1つのSSは、1つのBSに接続することによりビーム形成されたシステムに進入し、後で複数のBSに接続される。このとき、SSが初期にアクセスするBSは、サービスをSSに提供するために仮想で構成されるクラウドセルのマスター(master)BS(又は‘メインBS’と称する)として動作する。
また、マスターBSは、メンバーBSの中の1つであり、クラウドセル内の残りのメンバーBSの動作を制御する。メンバーBSの中で、マスターBSを除外した残りのメンバーBSは、スレーブBS(又は補助BS)として動作する。第1のクラウドセル内のスレーブBSは、第1のクラウドセル(すなわち、クラウドセルは、1つのマスターBSのみを有する)を除外した少なくとも1つの他のクラウドセル内でマスターBS又はスレーブBSとして動作可能である。同様に、第1のクラウドセル内のマスターBSとして動作するマスターBSも第1のクラウドセルを除外した少なくとも1つの他のクラウドセルでマスターBS又はスレーブBSとして動作可能である。
1つのクラウドセル内のメンバーBSは、相互に有線又は無線方式で物理的に接続される。
図1は、本発明の第1の実施形態によるクラウドセルの構成を示す図である。
図1を参照すると、クラウドセル100は、SS108と、データをSS108に送信する、例えば、3個のメンバー(member)BS102、104、及び106とを含む。図1に示す実施形態において、クラウドセル100を構成するメンバーBSの個数は、3個であると仮定する。しかしながら、これは、説明の便宜のためのものであるだけであり、クラウドセルを構成するメンバーBSの個数が変更されることがある点に留意すべきである。図1に示す実施形態において、メンバーBS102は、マスターBSとして動作し、メンバーBS104及びメンバーBS106は、スレーブBSとしてそれぞれ動作する。
マスターBS102は、制御信号及びデータのすべてをSS108に送信でき、スレーブBS1 104及びスレーブBS2 106を管理する。
スレーブBS1 104及びスレーブBS2 106の各々は、マスターBS102から特別な指示を受信しない限り、制御信号を送信することなくデータだけをSS108に送信できる。このとき、スレーブBS1 104及びスレーブBS2 106も、マスターBS102の指示により制御情報をSS108に送信することができる。マスターBS102がSS108に送信するデータは、スレーブBS1 104及びスレーブBS2 106がSS108に送信するデータと同一であるか又は異なる。
マスターBS102、スレーブBS1 104、及びスレーブBS2 106のそれぞれは、コアネットワーク110に直接に接続される。また、マスターBS102、スレーブBS1 104、及びスレーブBS2 106は、相互に無線又は有線で直接に接続される。
マスターBS102、スレーブBS1 104、及びスレーブBS2 106のすべては、SS108をサービング(serving)することにより、複数のリンクの中の少なくとも1つ以上がより高いデータ送信率をサポートする十分な品質を有する。また、マスターBS102、スレーブBS1 104、及びスレーブBS2 106は、向上した信号品質を有する複数のリンクをSS108に提供することによりデータ処理量を増加させることができる。また、クラウドセル100は、高速のデータサービスをSS108に提供するように構成され、SS108がセルのエッジに位置しなくても、クラウドセル100が増加した処理量及び信頼性を提供する際に有益であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。
クラウドセル100において、マスターBS102、スレーブBS1 104、及びスレーブBS2 106は、データをSS108に同時に又は異なる時間に送信することができる。同様に、SS108は、マスターBS102、スレーブBS1 104、及びスレーブBS2 106に同時に又は異なる時間に送信することができる。このために、SS108は、複数のBSと通信するための多重無線周波数チェーン(multiple Radio Frequency chain)を含むことができる。しかしながら、SS108は、異なるBSと通信するために多重RFチェーンをかならず要求するものではない。例えば、1つのRFチェーンを使用する場合に、SS108は、異なる時間で各BS102、104、及び106とデータを送受信できる。クラウドセル100は、SS108とBSとの間の通信状態によりメンバーBSを再構成するか又はアップデートできる。より具体的に、SS108との通信の時に持続的に低い品質通信リンク(例えば、低い信号品質、パケット配信/受信での相当な遅延)がある場合に、対応するBSは、クラウドセル100から除外される。
本発明の第1の実施形態において、メンバーBS及びSSの役割については、クラウドセルで対応するSSにデータを送信する動作に基づいてより詳細に説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態によるクラウドセル内のデータ送信/受信動作を示すフロー図である。下記の説明において、クラウドセルを構成するメンバーBSの個数は、3個であると仮定する。しかしながら、これは、説明の便宜のためのものであるだけであり、クラウドセルを構成するメンバーBSの個数は、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく変更が可能であることに留意すべきである。
図2を参照すると、SS206をサービングするメンバーBS(すなわち、マスターBS204、スレーブBS1 200、及びスレーブBS2 202)を含むクラウドセルを仮定する。クラウドセルの基本的な構成及び動作は、図1で説明したように実質的に同一である。ステップ208において、SS206は、隣接BSに対するチャネル品質を測定する。このとき、隣接BSは、クラウドセル内のメンバーBSだけではなく、メンバーBS以外のBSも含む。SS206は、あらかじめ定義された一定の期間ごとに又は非周期的にメンバーBSのチャネル品質を測定し、この一定の期間より長い間隔又は一定の期間でメンバーBS以外のBSに対するチャネル品質を測定する。例えば、チャネル品質は、SSがデータを受信することができるBSに対する複数の物理セル識別子(Physical Cell Identity:PCID)と、各PCIDに対する受信信号強度指示(Received Signal Strength Indication:RSSI)/信号対干渉雑音比(Carrier to Interference plus Noise Ratio:CINR)とを含む。PCID及びRSSI/CINRは、各BSの識別子及びチャネル品質情報の例を示す。しかしながら、これは、説明の便宜のためのものであることを理解すべきである。すなわち、本発明では、様々なタイプのBS ID及びチャネル品質情報が使用されてもよい。
ステップ210において、マスターBS204は、SS206によるチャネル報告のためのリソースを割り当て、このリソース割り当て情報を送信する。ステップ212において、SS206は、このリソース割り当て情報に対応するリソースを使用してチャネル品質報告をマスターBS204に送信する。例えば、チャネル品質報告は、SS206が隣接BSから測定したチャネル品質値(すなわち、複数のPCID、各PCIDに対するRSSI/CINR)及びベスト送信又は受信ビーム方向などを含み得る。このベスト送信又は受信ビーム方向は、ビームフォーミング(Beamforming)を適用したシステムにおいて最適のチャネル品質又は最大信号強度を有する送信又は受信ビーム方向を意味する。
SS206からチャネル品質報告を受信したマスターBS204は、ステップ214において、チャネル品質報告に含まれたチャネル品質値に基づいて、データをSS206に送信するメンバーBSを決定する。マスターBS204は、SS206によるデータ受信のためのリソースを割り当てた後に、ステップ216a及びステップ216bのそれぞれにおいて、SS206によるデータ受信のためのリソース割り当て情報をスレーブBS1 200及びスレーブBS2 202に送信する。
ステップ218において、マスターBS204は、SS206によるデータ受信のためのリソース割り当て情報をSS206に送信する。例えば、SS206によるデータ受信のためのリソース割り当て情報は、選択されたBSに関する情報及び最適のビーム方向を示すビームIDを含み得る。ステップ216a及びステップ216bを通して、クラウドセルに含まれたメンバーBSは、データをSS206に送信するスレーブBS(例えば、スレーブBS2 202)に関する情報を取得することにより、データ送信の間に他のメンバーBSの送信を避けることができ、したがって、干渉を最小化できる。図2の実施形態では、1つのスレーブBS(例えば、スレーブBS2 202)がデータを送信するBSとして選択される場合を説明したが、複数のスレーブBS(例えば、スレーブBS1 200及びスレーブBS2 202)は、すべてデータを送信するBSとして選択されることも可能である。
その後に、SS206によるデータ受信のためのリソース割り当て情報から取得したBS情報に基づいて、スレーブBS2 202自身が選択されたBSであることを認識したスレーブBS2 202は、ステップ220において、データをSS206に送信する。
図面に図示しなかったが、上述したデータは、スレーブBS2 202がマスターBS204を通して受信したデータである。マスターBS204は、選択されたスレーブBSによるデータ送信に対する結果をSS206から、例えば、ACK/NACK信号の形態で受信する。NACK信号が発生したデータが存在する場合に、マスターBS204は、NACK信号が発生したデータの再送信を管理する。この再送信は、オリジナルデータが送信された同一のBSを通して行われる必要はない。
図3は、本発明の第1の実施形態によるクラウドセル内のSSへのデータ送信を制御するマスターBSの動作を示すフローチャートである。
下記の説明において、メンバーBSは、SSによるチャネル品質報告のためのリソース割り当て情報をSSに送信し、リソース割り当て情報に対応するリソースを通してSSからチャネル品質報告を受信した状態であることを仮定する。このとき、SSから受信したチャネル品質報告は、クラウドセル内のメンバーBSだけではなく、SSが測定可能なBSのチャネル品質報告を含み得る。
図3を参照すると、ステップ300において、マスターBSは、SSから受信したチャネル品質報告から取得したチャネル品質値、ロード、残っている電力(エネルギー充電中のBSの場合)、及びBSがネットワークにバックホールされているか否かの中のいずれか1つに基づいて、SSにデータを送信するメンバーBSを選択する。このチャネル品質報告は、隣接BSの複数のPCID、SSから測定された隣接BSのチャネル品質、各PCIDに対するRSSI/CINR、及びベスト送信ビーム方向を含む。例えば、マスターBSは、チャネル品質報告に含まれたRSSI/CINR値の中でベストRSSI/CINRを有するBSを、SSにデータを送信するBSとして決定する。
ステップ305において、マスターBSは、SSへのデータ送信のためのリソース割り当て情報をスレーブBS及びSSの各々に送信する。例えば、リソース割り当て情報は、選択されたBSに関する情報と、最適のチャネル品質を提供するビームのIDとを含む。
ステップ310において、マスターBSは、SSから選択したスレーブBSによるデータ送信に対する受信結果を、例えば、ACK/NACK信号の形態で受信する。マスターBSは、受信結果に基づいて、NACK信号が発生したデータに対する再送信を管理する。例えば、任意のスレーブBSが継続してNACK信号を生成することにより、NACK信号の発生回数がしきい値を超過する場合に、マスターBSは、現在のスレーブBS以外の他のスレーブBSを、SSにデータを送信するBSとして決定できる。
より具体的に、マスターBSは、SSから受信した、メンバーBSによるデータ送信に対する受信結果に基づいて現在のクラウドセルのメンバーBSを維持するか否かを決定できる。例えば、NACK信号の発生回数がしきい値を超過する場合に、マスターBSは、NACK信号を発生させた対応するスレーブBSをクラウドセル内のメンバーBSから除外できる。マスターBSは、SSから受信したチャネル品質報告に含まれたメンバーBS以外のBSに対するチャネル品質値に基づいて、最高のチャネル品質値を有するBSを新たなメンバーBSとして決定できる。
図面に図示しなかったが、メンバーBSは、ネットワークからメンバーBSへのマルチキャスト通信のために、現在のクラウドセルに関する構成情報をネットワークに配信する。構成情報は、例えば、クラウドセルのIDとクラウドセルのメンバーBSの各々に関するID及びロール情報とを含む。ロール情報は、対応するメンバーBSがマスターBS又はスレーブBSとして動作するか否かを示す。
図4は、本発明の第1の実施形態によるクラウドセル内のSSの動作を示すフローチャートである。
図4を参照すると、ステップ400において、SSは、隣接BSに対するチャネル品質を測定する。このとき、隣接BSは、クラウドセル内のメンバーBSを含み、メンバーBS以外のBSも含み得る。例えば、SSは、あらかじめ定義された一定の期間ごとに又は非周期的にメンバーBSのチャネル品質を測定し、この一定の期間より長い間隔又は一定の期間でメンバーBS以外の隣接BSに対するチャネル品質を測定できる。例えば、チャネル品質は、クラウドセル内のメンバーBS、その他の隣接BSの各々に対するビーム及び複数のPCIDと、各PCIDに対するRSSI/CINRとを含む。その後に、SSは、クラウドセル内のメンバーBSの送信ビームの中でベスト送信ビームを確認し、ベスト送信ビームのためのタイミング情報を取得する。
ステップ405において、SSは、マスターBSから受信したリソース割り当て情報に対応するリソースを使用して測定したチャネル品質の値を含むチャネル品質報告をマスターBSに送信する。例えば、チャネル品質報告は、SSが隣接BSに対して測定したチャネル品質値(すなわち、隣接BSに対する複数のPCID、各PCIDに対するRSSI/CINR、及びベスト送信ビーム方向)を含む。
その後に、ステップ410において、SSは、任意のBSからデータを受信する場合に、データの受信結果を確認した後に、この受信結果をマスターBSに送信する。例えば、受信結果は、ACK/NACK信号の形態で各メンバーBSに対して示され、対応するデータを再送信するか否かを決定するためにマスターBSにより使用される。
図5は、本発明の第1の実施形態によるスレーブBSの動作を示すフローチャートである。ここで、スレーブBSは、マスターBSにより決定され、クラウドセル内のSSにデータを送信するBSであると仮定する。
図5を参照すると、ステップ500において、スレーブBSは、リソース割り当て情報をマスターBSから受信する。スレーブBSは、リソース割り当て情報に含まれたBS情報に基づいて、スレーブBS自身がデータをSSに送信するBSであることを認識する。ステップ505において、スレーブBSは、データの送信のための環境を設定した後に、データをSSに送信する。例えば、スレーブBSは、マスターBSから受信したチャネル品質報告に含まれたチャネル品質値を考慮して、送信のための時点で変調及び符号化方式(MCS)レベルを決定し、このデータは、マスターBSから受信したものである。
データを送信した後に、ステップ510において、スレーブBSは、データの送信結果をマスターBSを含むメンバーBSに送信する。
以下、本発明の第2の実施形態に従って、クラウドセル内のマスターBSが変更されるハンドオーバ状況の間のメンバーBS及びSSの動作について詳細に説明する。
本発明の実施形態で提案するクラウドセルについて、ビームが形成されたシステムにおいて、1つのSSがネットワークエントリーにより1つのBSにアクセスする場合に、クラウドセルは、サービスをSSに提供するためのBSを仮想でグルーピングすることにより構成される。より具体的に、SSが初期にアクセスしたBSは、クラウドセルのマスターBSとして動作する。その後に、SSは、データを受信可能なBSに対するチャネル品質を周期的に測定する。SSは、測定したチャネル品質を含むチャネル品質報告をマスターBSに送信する。マスターBSは、チャネル品質報告に含まれたチャネル品質値に基づいてクラウドセルのメンバーBSを選択し、選択されたメンバーBSに関する情報を関連するBS及びSSに提供する。例えば、マスターBSは、チャネル品質値の中で、予め定められたしきい値以上であるRSSI又はCINRを有するBSをクラウドセルのメンバーBSとして選択する。
その後に、SSに対するクラウドセルのメンバーBSの選択が完了する場合に、マスターBSは、現在のクラウドセルの構成情報をネットワークに配信する。構成情報は、例えば、クラウドセルのIDと、クラウドセルのメンバーBSのID及びロール情報とを含む。ロール情報は、対応するメンバーBSがマスターBSとして動作するか又はスレーブBSとして動作するかを示す。メンバーBSのすべては、SSに配信されるべきデータをネットワークから受信することができる。ネットワークからデータを受信する場合に、マスターBSは、SSから受信したチャネル品質報告に基づいてデータを送信するスレーブBSを選択する。マスターBSは、データ及びデータの送信のためのリソース割り当て情報を選択したスレーブBSに配信することによりデータの送信を指示する。マスターBSは、対応するデータの受信結果をSSから受信する。
マスターBSは、スレーブBSの各々から対応するBSの現在のロード情報を受信する。マスターBSは、ロード情報に含まれたロード値に基づいて、スレーブBSの各々を現在のクラウドセルのメンバーBSとして保持するか否かを決定する。例えば、マスターBSは、スレーブBSの各々に対する現在のロード値をしきい値と比較する。この比較の結果、現在のロード情報がしきい値を超過するロード値を含む場合に、マスターBSは、現在のロード情報を送信したスレーブBSをクラウドセル内のメンバーBSから除外させる。しかしながら、現在のロード値がしきい値以下である場合に、マスターBSは、現在のロード情報を送信したスレーブBSをメンバーBSとして保持する。
マスターBSは、SSから受信されたチャネル品質報告に基づいて、クラウドセルのマスターBSを変更するか否か、すなわち、ハンドオーバが必要であるか、又はそうでなければ有利であるかを決定する。例えば、マスターBSは、SSから受信した任意のBSに対するチャネル品質報告に含まれたRSSI/CINRがしきい値を超過し、RSSI/CINRがしきい値を超過した回数が予め定められた回数以上であり、任意のBSがオーバーロード(overload)されないものと確認される場合に、クラウドセルのマスターBSを変更することを決定する。このような場合に、マスターBSは、任意のBSをクラウドセルのマスターBSに変更する。変更の後に、マスターBSは、マスターBSの変更結果をSS及び変更されたマスターBSに通知する。このとき、任意のBSは、クラウドセル内のスレーブBSの中の1つであるか、又はSSがデータを受信可能なその他のBSの中の1つであり得る。例えば、変更結果は、マスターBSにより定義されたアクションタイム及び送信ビームIDを含む。アクションタイムは、フレーム又はサブフレームの単位で構成され、変更されたマスターBSがマスターBSとして動作する時点を示す。送信ビームIDは、マスターBSが変更されたマスターBSから制御信号を受信するために使用される。
図6は、本発明の第2の実施形態によるマスターBSを変更する動作を示すフロー図である。下記の説明において、クラウドセルを構成するメンバーBSの個数は、3個であると仮定する。しかしながら、これは、説明の便宜のためのものであるだけであり、クラウドセルを構成するメンバーBSの個数は、変更が可能であることに留意すべきである。
図6を参照すると、データをSS606に送信するメンバーBS(すなわち、マスターBS604と、スレーブBS1 600、及びスレーブBS2 602)を含むクラウドセルを仮定する。ステップ608において、SS606は、隣接BSに対するチャネル品質を測定する。このとき、隣接BSは、クラウドセル内のメンバーBSだけではなく、メンバーBS以外のBSも含む。チャネル品質は、SSがデータを受信可能なBSに対する複数のPCID及び各PCIDに対するRSSI/CINRを含む。
ステップ610において、マスターBS604は、SS606によるチャネル報告のために割り当てられたリソースを示すリソース割り当て情報を送信する。ステップ612において、SS606は、リソース割り当て情報に対応するリソースを使用してマスターBS604にチャネル品質報告を送信する。例えば、チャネル品質報告は、隣接BSに対する複数のPCIDと、各PCIDに対するRSSI/CINRと、ベスト送信ビーム方向とを含む。ステップ614a及びステップ614bの各々において、スレーブBS1 600及びスレーブBS2 602は、自身のロード状態を示すロード情報をマスターBS604に送信する。図面に図示していないが、ステップ614a及びステップ614bにおいて、ロード情報送信動作は、マスターBS604からの要請がある場合に実行されるか、又はマスターBS604からの要請がなくても周期的に又は非周期的にスレーブBS1 600及びスレーブBS2 602がロード情報を送信する方式で実行される。
ステップ616において、マスターBS604は、クラウドセル内の現在のマスターBSを変更するか否か、すなわち、ハンドオーバを決定する。以下、本明細書において、ハンドオーバの後に変更されたマスターBSとの識別のために、変更の前のマスターBSを現在のマスターBSと称する。
このとき、マスターBS604は、スレーブBS1 600及びスレーブBS2 602の各々から受信したロード情報及びSS606から受信したチャネル品質報告を考慮する。例えば、マスターBS604は、チャネル品質報告に含まれたRSSI/CINRの中でしきい値を超過するRSSI/CINRを有するBSが存在するか否かを確認する。この確認の結果、しきい値を超過するRSSI/CINRを有する特定のBSが存在する場合に、マスターBS604は、特定のBSのRSSI/CINRがしきい値を超過した回数が予め定められた回数以上であるか否かを判定する。このとき、特定のBSは、メンバーBSの中の1つであると仮定する。マスターBS604は、特定のBSから受信したロード情報を通して対応するBSがオーバーロード状態でないと判定される場合に、特定のBSをクラウドセル内の新たなマスターBSに変更することを決定する。例えば、オーバーロード状態は、特定のBSのロード情報に含まれる現在のロード値がしきい値を超過するか否かに従って決定されることができる。
ここで、マスターBS604がスレーブBS1 600をハンドオーバの後に変更されたマスターBSとして決定すると仮定する。
ステップ618a及びステップ618bの各々において、マスターBS604は、スレーブBS1 600及びスレーブBS2 602のそれぞれにスレーブBS1 600がクラウドセル内のマスターBSに変更されることを示す結果通知を配信する。
同様に、ステップ618cにおいて、マスターBS604は、SS606にも結果通知を送信する。結果通知は、マスターBSに変更されたBSに関する情報及び変更されたBSがマスターBSとして動作を開始する時点に関する情報を含む。
ステップ620において、SS606は、結果通知に対する確認メッセージをスレーブBS1 600に送信することにより、SS606が、変更されたマスターBSがスレーブBS1 600であると認識したことをスレーブBS1 600に通知する。
確認メッセージを受信したスレーブBS1 600は、ステップ622において、チャネル品質報告のためのリソース割り当て情報をSS606に送信するマスターBSの動作を実行する。より具体的に、クラウドセル内のマスターBSとして動作するスレーブBS1 600は、第1の実施形態の図3及び第2の実施形態の図7におけるように動作する。
図7は、本発明の第2の実施形態によるクラウドセル内のマスターBSを変更する現在のマスターBSの動作を示すフローチャートである。本明細書において、ハンドオーバの後に変更されたマスターBSとの識別のために、変更の前のマスターBSは、現在のマスターBSと称される。
図7を参照すると、ステップ700において、現在のマスターBSは、SSから受信されるチャネル品質報告及び各メンバーBSから受信される現在のロード情報を収集する。チャネル品質報告は、SSの隣接BSに対する複数のPCID、各PCIDに対するRSSI/CINRを含み、隣接BSは、メンバーBS及びその他のBSを含む。
ステップ705において、現在のマスターBSは、チャネル品質報告及び現在のロード情報に基づいて、クラウドセルの現在のマスターBSを変更するか否かを決定する。例えば、現在のマスターBSは、チャネル品質報告に含まれたRSSI/CINRの中で、しきい値を超過するRSSI/CINRを有するBSが存在するか否かを確認する。この確認の結果、しきい値を超過するRSSI/CINRを有する特定のBSが存在すると仮定する。特定のBSは、クラウドセル内のメンバーBS及びその他のBSの中のいずれか1つであり得る。ここで、特定のBSは、メンバーBSの中の1つであると仮定し、現在のマスターBSは、特定のBSのRSSI/CINRがしきい値を超過した回数が予め定められた回数以上であるか否かを判定する。この判定の結果、この回数が予め定められた回数以上である場合に、現在のマスターBSは、特定のBSの現在のロード情報を確認する。すなわち、現在のマスターBSは、現在のロード情報から特定のBSの現在のロード値を取得する。現在のマスターBSは、現在のロード値がしきい値を超過するか否かを確認することにより、特定のBSがオーバーロード状態にあるか否かを確認する。この確認の結果、特定のBSがオーバーロード状態でない場合に、現在のマスターBSは、特定のBSをクラウドセル内のマスターBSに変更することを決定する。
ステップ710において、現在のマスターBSは、SS及びスレーブBSの各々にクラウドセル内のマスターBSが特定のBSに変更されることを示す結果通知を送信する。変化結果通知は、変更された特定のBSに関する情報及び特定のBSがマスターBSとして動作を開始する時点に関する情報(以下、動作時点情報)を含み得る。
図8は、本発明の第2の実施形態によるクラウドセル内のマスターBSに変更されたスレーブBSの動作を示すフローチャートである。
図8を参照すると、ステップ800において、スレーブBSは、結果通知がマスターBSから受信されたか否かを確認する。この確認の結果、結果通知が受信されなかった場合に、クラウドセル内のスレーブBSは、マスターBSの制御の下に動作する。すなわち、スレーブBSは、図5におけるように、現在のマスターBSの制御の下に動作するスレーブBSとして動作しつつ、結果通知の受信を待機する。
この結果通知を受信する場合に、スレーブBSは、結果通知に含まれたBS情報に基づいて自身のIDを確認し、結果通知から取得した動作時点情報に基づいてマスターBSとして動作する開始時点を認識する。ステップ805において、スレーブBSは、SSからの確認メッセージの受信を待機する。確認メッセージは、SSが、スレーブBSがクラウドセル内のマスターBSに変更されることを認識したことを示す。
ステップ810において、スレーブBSは、動作時点情報に対応する時間でクラウドセル内のマスターBSとして動作する。すなわち、スレーブBSは、クラウドセル内のSSへのデータ送信を制御し、ハンドオーバを決定する。すなわち、本発明の第1の実施形態による図4及び第2の実施形態による図7におけるように動作する。
図9は、本発明の実施形態による装置の概略的な構成を示す図である。
図9を参照すると、装置900は、受信部905、制御部910、及び送信部915を含み、本発明の実施形態によるSS、スレーブBS、又はマスターBSとして動作する。
まず、装置900が本発明の第1の実施形態によるマスターBSとして動作する場合について説明する。
この場合に、制御部910は、SSによるチャネル品質報告のためのリソースを割り当て、送信部915がこのリソース割り当てに関するリソース割り当て情報をSSに送信するように制御する。受信部905は、SSからチャネル品質報告を受信する。チャネル品質報告は、SSが隣接BSに対して測定したチャネル品質値(すなわち、隣接BSに対する複数のPCID、各PCIDに対するRSSI/CINR、及びベスト送信ビーム方向)を含む。制御部910は、チャネル品質報告に含まれたRSSI/CINRの中でベストRSSI/CINRを有するBSをSSにデータを送信するBSとして決定できる。また、制御部910は、送信部915がSSへのデータ送信のためのリソース割り当て情報をSS及びスレーブBSに送信するように制御する。リソース割り当て情報は、選択されたBSに関する情報及びベストビームのIDを含む。制御部910は、この受信結果に基づいて、対応するデータを再送信するか否か及び現在のクラウドセルの構成を維持するか否かを決定する。これについては、図3と関連して具体的に説明した。
一方、送信部915は、ネットワークからメンバーBSへのマルチキャスト通信のために、現在のクラウドセルに対する構成情報をネットワークに配信する。構成情報は、例えば、クラウドセルのID、クラウドセルでのメンバーBSのID及びロール情報を含む。ロール情報は、対応するメンバーBSがマスターBSとして動作するか又はスレーブBSとして動作するかを示す。
次いで、装置900が本発明の第1の実施形態によるスレーブBSとして動作する場合について説明する。
この場合に、受信部905がマスターBSからリソース割り当て情報を受信する場合に、制御部910は、リソース割り当て情報に含まれた自身のIDを確認することにより、装置900自身がデータをSSに送信するBSであることを認識する。その後に、制御部910は、データの送信のための環境(例えば、MCSレベル)などを決定し、送信部915がマスターBSから受信したデータをSSに送信するように制御する。送信部915がデータを送信する場合に、制御部910は、データの送信結果をマスターBSを含むメンバーBSに通知する。
装置900が本発明の第1の実施形態によるSSとして動作する場合に、制御部910は、隣接BSに対するチャネル品質を測定し、これらに基づいてチャネル品質報告を生成する。制御部910は、送信部915を通してマスターBSにチャネル品質報告を配信する。このとき、隣接BSは、クラウドセル内のメンバーBSと、メンバーBS以外のBSとを含む。SSは、上述した期間でメンバーBSのチャネル品質を測定し、上述した期間より長い期間の間隔でメンバーBS以外のBSに対するチャネル品質を測定する。チャネル品質は、クラウドセル内のメンバーBS及びその他のBSの各々に対するビーム、複数のPCID、及び各PCIDに対するRSSI/CINRを含む。SSは、クラウドセル内のメンバーBSの送信ビームの中でベスト送信ビームを確認し、ベスト送信ビームのためのタイム情報を取得する。チャネル品質報告は、SSがデータを受信できるBSに対する複数のPCID、各PCIDに対するRSSI/CINR、及びベスト送信ビーム方向を含む。
その後に、受信部905がデータを受信する場合に、制御部910は、データの受信結果をACK/NACK信号形態でマスターBSに配信する。
次いで、装置900が本発明の第2の実施形態によるマスターBSとして動作する場合について説明する。
この場合に、制御部910は、受信部905がSSから受信するチャネル品質報告及び各メンバーBSの現在のロード情報を収集し、これらに基づいて、クラウドセル内の現在のマスターBSを変更するか否かを決定し、すなわち、ハンドオーバを決定する。具体的に、制御部910は、チャネル品質報告から取得したチャネル品質値の中でしきい値を超過するRSSI/CINRを有するBSが存在するか否かを確認する。この確認の結果、しきい値を超過するRSSI/CINRを有する特定のBSが存在する場合に、制御部910は、特定のBSのRSSI/CINRがしきい値を超過した回数が予め定められた回数以上であるか否かを判定する。このとき、特定のBSは、メンバーBSの中の1つ又はメンバーBS以外のBSの中の1つであり得る。制御部910は、特定のBSから受信した現在のロード情報から取得した現在のロード値をしきい値と比較することにより、特定のBSがオーバーロード状態にあるか否かを確認する。この確認の結果、特定のBSがオーバーロード状態に存在しない場合に、制御部910は、特定のBSをクラウドセル内のマスターBSに変更することを決定する。変更の後に、制御部910は、送信部915がSS及びメンバーBSに結果通知を送信するように制御する。結果通知は、マスターBSに変更された特定のBSに関する情報及び特定のBSがマスターBSとして動作を開始する時点に関する情報などを含み得る。
装置900が本発明の第2の実施形態によるスレーブBSとして動作する場合に、制御部910は、マスターBSから結果通知を待機する。受信部905が結果通知を受信する場合に、制御部910は、装置900自身がクラウドセルのマスターBSに変更されることを認識する。装置900は、受信部905がSSから確認メッセージを受信するまでスレーブBSとして動作する。その後に、受信部905がSSから確認メッセージを受信する場合に、制御部910は、マスターBSとして、例えば、図3におけるように動作する。
上述したように構成されるクラウドセルを用いて、本発明の実施形態は、高周波数帯域で低い信号強度を有するリンクの信頼性を増加させ、複数の優秀なリンクをSSに提供することにより、データ処理量を増加させることができる。
以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更が可能であるということは、当業者には明らかであり、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びその均等物の範囲内で定められるべきである。
100 クラウドセル
102 マスターBS
104 スレーブBS1
106 スレーブBS2
108 SS
110 コアネットワーク

Claims (14)

  1. 無線通信システムにおけるサービス提供方法であって、
    端末(SS)による初期アクセスを認識する場合に、前記端末をサービングするマスター基地局(BS)により前記端末によるチャネル品質報告のために割り当てられるリソースを示すリソース割り当て情報を前記端末に送信するステップと、
    前記端末から受信したチャネル品質報告を使用して前記端末をサービングし、第1のクラウドセルを構成する少なくとも1つのスレーブ基地局を決定するステップと、
    前記少なくとも1つのスレーブ基地局とともに前記端末とデータを交換するステップと
    を具備することを特徴とするサービス提供方法。
  2. 前記マスター基地局は、前記第1のクラウドセルを除外した少なくとも1つの他のクラウドセルでマスター基地局又はスレーブ基地局として動作することを特徴とする請求項1に記載のサービス提供方法。
  3. 前記少なくとも1つのスレーブ基地局は、前記第1のクラウドセルを除外した少なくとも1つの他のクラウドセルでマスター基地局又はスレーブ基地局として動作することを特徴とする請求項1に記載のサービス提供方法。
  4. 前記第1のクラウドセルの構成情報をペアレントネットワークに送信するステップをさらに有し、
    前記構成情報は、前記マスター基地局及び前記少なくとも1つのスレーブ基地局に関する識別情報と前記識別情報にマッピングされるロール情報とを含み、前記ロール情報は、対応するメンバー基地局が前記第1のクラウドセルのマスター基地局であるか又はスレーブ基地局であるかを示すことを特徴とする請求項1に記載のサービス提供方法。
  5. 前記端末から受信したチャネル品質報告を使用して前記第1のクラウドセルのメンバー基地局を保持するか否かを決定するステップをさらに具備することを特徴とする請求項1に記載のサービス提供方法。
  6. 前記少なくとも1つのスレーブ基地局を決定するステップは、
    前記チャネル品質報告の中で、前記しきい値以上であるチャネル品質報告を有する隣接基地局を前記少なくとも1つのスレーブ基地局として決定するステップと、
    前記端末へのデータ送信のためのリソース割り当て情報を前記少なくとも1つのスレーブ基地局に送信するステップとを具備することを特徴とする請求項1に記載のサービス提供方法。
  7. 前記少なくとも1つのスレーブ基地局によるデータ送信結果を前記端末から受信するステップと、
    前記データ送信結果を使用して前記データを再伝送するか否か及び前記少なくとも1つのスレーブ基地局を保持するか否かを決定するステップとをさらに具備することを特徴とする請求項1に記載のサービス提供方法。
  8. 前記少なくとも1つのスレーブ基地局のロード情報を受信するステップと、
    ロード情報が前記マスター基地局の現在のロード及びロードしきい値より小さいスレーブ基地局が存在するか否かを決定するステップと、
    前記スレーブ基地局が存在する場合に、前記スレーブ基地局を新たなマスター基地局に変更するステップとを有することを特徴とする請求項1に記載のサービス提供方法。
  9. 無線通信システムにおけるサービス提供方法であって、
    端末をサービングするマスター基地局から割り当てられたリソースを使用してデータを前記端末に送信するステップと、
    前記端末に対して第1のクラウドセルを構成する少なくとも1つのスレーブ基地局及び前記マスター基地局に前記データの送信結果を送信するステップとを具備し、
    前記第1のクラウドセルは、前記マスター基地局及び前記少なくとも1つのスレーブ基地局を含むメンバー基地局を有することを特徴とするサービス提供方法。
  10. 前記マスター基地局の指示により前記端末に制御情報を送信するステップをさらに有することを特徴とする請求項9に記載のサービス提供方法。
  11. 前記マスター基地局は、前記第1のクラウドセルを除外した少なくとも1つの他のクラウドセルでマスター基地局又はスレーブ基地局として動作することを特徴とする請求項10に記載のサービス提供方法。
  12. 前記第1のクラウドセル内で変更されたマスター基地局として動作するようにする動作指示を前記マスター基地局から受信するステップと、
    前記動作指示により前記変更されたマスター基地局として動作するステップとを有することを特徴とする請求項9に記載のサービス提供方法。
  13. 無線通信システムにおける端末にサービスを提供するマスター基地局であって、前記マスター基地局は、請求項1乃至8の中のいずれか1項で説明された方法により実行されることを特徴とするマスター基地局。
  14. 次世代無線通信システムにおける端末にサービスを提供するスレーブ基地局であって、前記スレーブ基地局は、請求項9乃至12の中のいずれか1項で説明された方法により実行されることを特徴とするスレーブ基地局。
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