JP2016158101A - 無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1、第2の周波数帯で無線通信を行う無線端末UEと、第1の周波数帯で無線通信を行う第1の無線基地局APと、第2の周波数帯で無線通信を行う第2の無線基地局BTSとを備え、APとBTSがネットワークを介して接続され、ユーザデータを送信する送信ノードから受信ノード宛の送信待ちユーザデータに関する情報を含むUDレポートを受信ノードに伝送するUDレポート伝送手段を備え、受信ノードは、伝送されたUDレポートに応じて、周辺の無線通信装置に第1の周波数帯のチャネルにおける一定の送信禁止時間を設定して送信権を取得し、当該送信権を送信ノードに譲渡して送信ノードからユーザデータを送信させる送信権制御手段を備える。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の実施例1の下り回線通信におけるユーザデータ送信手順を示す。ここでは、送信ノードTXが無線基地局AP(Access Point)であり、受信ノードRXが無線端末UE(User Equipment)である。
図3は、本発明の実施例2の上り回線通信におけるユーザデータ送信手順を示す。ここでは、送信ノードTXが無線端末UEであり、受信ノードRXが無線基地局APである。
本発明による受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信をマルチユーザとの同時送受信に応用することもできる。マルチユーザとの同時送受信は例えば、マルチユーザMIMO技術による空間多重を用いた通信であってもよいし、OFDMA技術による周波数帯域を複数のユーザに重複しないように割り当てることでマルチユーザを多重する周波数多重を用いてもよいし、直交する符号により多重する符号多重を用いてもよいし、これらのうち2つを併せて用いてもよい。
図5は、本発明の実施例4の上り回線通信におけるユーザデータ送信手順を示す。ここでは、上り回線通信におけるマルチユーザ同時通信について、無線端末UE1,UE2から無線基地局APへの送信を例に説明する。
ここまで、送信ノードから受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を行うためのフローを説明したが、受信ノードも送信ノードへ送信するユーザデータがある送受信ノードであった場合、送信権を取得することで設定した周辺無線端末の送信禁止区間において、送信と受信の両方を行うこともできる。
無線基地局APおよび無線端末UEで測定したチャネル利用率、通信無線端末数、通信無線端末のIDを測定し、受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を行うか判断する。チャネル利用率ρは、ある時間区間Tにおけるキャリアセンス時間Tc の比で表せるパラメータであり、ρ=Tc /Tである。送信ノード(例えば下り回線通信における無線基地局AP)におけるチャネル利用率が小さい場合、受信ノード(例えば下り回線通信における無線端末UE)に送信権を取得させ、受信ノードにおけるチャネル利用率が小さい場合、送信ノードに送信権を取得させることでスループットの向上が期待できる。
第2の周波数帯における無線基地局BTSのトラヒック状況、または第1の周波数帯における無線基地局APのトラヒック状況から、受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を行わせることができる。時間的に、無線リソースが逼迫してくると、第1の周波数帯において隠れ端末問題が生じやすくなる、または、第2の無線基地局BTSに割り当てられたユーザデータの流通量が増大することで、ユーザあたりのスループットが低下することで、受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を活用した無線基地局APの利用を判断できる。
受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を管理するアクセス権通信管理部が、無線基地局APと無線基地局BTSとの間の通信の遅延時間などの接続条件を記憶しておき、受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信が行えるか否かを判断することができる。UDレポートを無線基地局APに伝達できない接続形態であれば、受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を行わないと判定できる。無線基地局APと無線基地局BTSとの間の通信の遅延時間から、ユーザデータのアクセスカテゴリやアプリケーションの種類により、受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信の可否を判断してもよい。または、ユーザデータの生成が受信ノードから予測できないようなアプリケーションでは、受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を用いないこともできる。逆に定常的な送信ノードにおけるユーザデータの生成が予想できるアプリケーション、例えば、通話、TV電話、オンラインゲーム、音声や動画視聴など、秒以上の時間スケールで継続的にユーザデータを伝送するアプリケーションに、受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を活用してもよい。または、ユーザデータが要求する遅延時間を無線基地局APと無線基地局BTSとの間の通信の遅延時間が満たすかあらかじめ判定し、受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を活用するか否かを決定することもできる。無線基地局APと無線基地局BTSの間のネットワーク構成の遅延が非常に小さいなど、良好な場合(例えば図2(a) )には、当該無線基地局APでは常に無線端末UEにおける送信権取得・譲渡による通信を行うなどの判断もできる。
無線端末UEにおける送信権取得・譲渡による通信を行うためにUDレポートの伝送など制御を必要するため、無線端末UEを有するユーザの契約形態や、無線端末UEの機能により、送信権取得・譲渡による通信を行うか否かを設定することもできる。
前述したユーザデータに受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を指示する情報を付加する方法を利用し、ライセンスバンドのチャネルC2を用いる無線基地局BTSを用いずに、受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を可能とする手順について、図8を参照して説明する。
図9は、無線基地局APの構成例を示す。
図9において、無線基地局APは、アンライセンスバンドのチャネルであるC1用アンテナ11と、チャネルC1で受信した受信信号を復調してデジタルデータへの変換、同期、復号、および送信を行うユーザデータ信号の変調、制御信号の付加、チャネルC1の搬送波周波数でのアナログ信号への変換を行い、アンライセンスバンドのランダムアクセスのルールに基づき送信を行うC1送受信部12と、ユーザデータの制御など装置全体を管理する装置制御部13と、ネットワークとの入出力を行うネットワーク通信部14と、チャネルC1で送信ノードまたは受信ノードとして送信権取得を制御する送信権制御部15と、送信待ちのユーザデータを記憶する記憶部16とを備える。
図10は、無線基地局BTSの構成例を示す。
図10において、無線基地局BTSは、ライセンスバンドのチャネルであるC2用アンテナ21と、チャネルC2で受信した受信信号を復調してデジタルデータへの変換、同期、復号、および送信を行うユーザデータ信号の変調、制御信号の付加、チャネルC2の搬送波周波数でのアナログ信号への変換を行い、ライセンスバンドの送信ルールに基づき送信を行うC2送受信部22、ユーザデータの制御など装置全体を管理する装置制御部23と、ネットワークとの入出力を行うネットワーク通信部24と、チャネルC1において送信ノードまたは受信ノードで送信権取得による通信を可能にするため無線基地局APまたは無線端末UEまたはその両方の送信待ちユーザデータに関する情報を管理するユーザデータ情報管理部25と、ユーザデータや制御データを記憶する記憶部26とを備える。
図11は、無線端末UEの構成例を示す。
図11において、無線端末UEは、C1用アンテナ31と、C1で受信した受信信号を復調してデジタルデータへの変換、同期、復号、および送信を行うユーザデータ信号の変調、制御信号の付加、チャネルC1の搬送波周波数でのアナログ信号への変換を行い、アンライセンスバンドのランダムアクセスのルールに基づき送信を行うC1送受信部32と、C2用アンテナ33と、チャネルC2で受信した受信信号を復調してデジタルデータへの変換、同期、復号、および、送信を行うユーザデータ信号の変調、制御信号の付加、チャネルC2の搬送波周波数でのアナログ信号への変換を行いライセンスバンドの送信ルールに基づき送信を行うC2送受信部34と、ユーザデータの制御など装置全体を管理する装置制御部35と、チャネルC1で送信ノードまたは受信ノードとして送信権取得を制御する送信権制御部36、送信待ちのユーザデータを記憶する記憶部37とを備える。
BTS 無線基地局
UE 無線端末
STA 無線端末
GW ゲートウェイ
11 C1用アンテナ
12 C1送受信部
13 装置制御部
14 ネットワーク通信部
15 送信権制御部
16 記憶部
21 C2用アンテナ
22 C2送受信部
23 装置制御部
24 ネットワーク通信部
25 ユーザデータ情報管理部
26 記憶部
31 C1用アンテナ
32 C1送受信部
33 C2用アンテナ
34 C2送受信部
35 装置制御部
36 送信権制御部
37 記憶部
Claims (11)
- 第1の周波数帯でランダムアクセス方式に基づいて無線通信を行う機能および第1の周波数帯と異なる第2の周波数帯で無線通信を行う機能を有する1以上の無線端末と、
前記第1の周波数帯でランダムアクセス方式に基づいて前記無線端末と無線通信を行う第1の無線基地局と、
前記第2の周波数帯で前記無線端末と無線通信を行う第2の無線基地局と
を備え、前記第1の無線基地局と前記第2の無線基地局がネットワークを介して接続された無線通信システムにおいて、
前記第1の無線基地局と前記無線端末について、ユーザデータを送信する側を送信ノード、ユーザデータを受信する側を受信ノードとしたときに、前記送信ノードから前記受信ノード宛の送信待ちユーザデータに関する情報を含むUDレポートを、前記第2の無線基地局を介して前記受信ノードに伝送するUDレポート伝送手段を備え、
前記受信ノードは、伝送された前記UDレポートに応じて、周辺の無線通信装置に前記第1の周波数帯のチャネルにおける一定の送信禁止時間を設定して送信権を取得し、当該送信権を前記送信ノードに譲渡して前記送信ノードから前記ユーザデータを送信させる送信権制御手段を備えた
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記UDレポート伝送手段は、前記送信ノードが前記第1の無線基地局であるときに、前記ネットワークまたは前記第2の無線基地局または前記第1の無線基地局で生成された前記無線端末宛の送信待ちユーザデータに関する前記UDレポートを、前記第2の無線基地局から前記無線端末に伝送する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記UDレポート伝送手段は、前記送信ノードが前記無線端末であるときに、前記無線端末で生成された前記第1の無線基地局宛の送信待ちユーザデータに関する前記UDレポートを、前記第2の無線基地局を介して前記第1の無線基地局に伝送する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記第1の無線基地局と複数の前記無線端末は、マルチユーザ同時通信を可能とする構成であり、
前記UDレポート伝送手段は、前記第1の無線基地局とマルチユーザ同時通信を行う複数の前記無線端末との間で、前記第2の無線基地局を介して前記UDレポートを伝送する構成であり、
前記第1の無線基地局は、前記受信ノードの前記送信権制御手段が前記UDレポートに基づいて前記送信権を取得して譲渡した後に、マルチユーザ同時通信を行うか否かを判断してマルチユーザ同時通信を行う構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、
前記UDレポート伝送手段は、前記送信ノードから前記受信ノードに送信される前記ユーザデータに、前記受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信の通信条件、開始・継続条件、または終了命令を含むUDレポートを付加して伝送する構成であり、
前記受信ノードの前記送信権制御手段は、前記ユーザデータに付加された前記UDレポートに基づいて前記受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信の条件の更新または終了を行う構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、
前記UDレポート伝送手段は、前記受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を行うための送信権通信可否判断を、前記第1の無線基地局で測定した無線環境情報、前記無線端末で測定した無線環境情報、前記第2の無線基地局のトラヒック情報、前記第1の無線基地局と前記第2の無線基地局との間のネットワーク構成、ユーザグレードの種類の少なくとも1つから判定し、前記受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信が有効と判断したときに前記UDレポートを生成する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項6に記載の無線通信システムにおいて、
前記UDレポート伝送手段は、前記送信ノードで測定したチャネル利用率が予め定めた値より低い場合に、前記受信ノードに送信権を取得させるための前記UDレポートを生成する構成である
ことを特徴とする無線通信システム - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記UDレポートは、送信待ちユーザデータのアクセスカテゴリを含む
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記UDレポートは、前記受信ノードが前記送信権を取得する際に設定する送信禁止時間の長さまたは送信禁止時間の長さの変更を指定する情報を含む
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記UDレポートは、前記送信待ちユーザデータに関する情報として、第1の周波数のチャネルで行う上り回線または下り回線の要求スループット、第1の周波数のチャネルで行う上り回線または下り回線のうち前記受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信に対する要求スループット、前記送信ノードにおける送信待ちユーザデータの存在、前記送信ノードにおける送信待ちユーザデータの総量、前記受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信回数、前記受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信頻度、前記受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信の開始時間、前記受信ノードにおける送信権取得・譲渡による通信を1回行うことの指示、のうち少なくとも1つを含む
ことを特徴とする無線通信システム。 - 第1の周波数帯でランダムアクセス方式に基づいて無線通信を行う機能および第1の周波数帯と異なる第2の周波数帯で無線通信を行う機能を有する1以上の無線端末と、前記第1の周波数帯で前記無線端末と無線通信を行う第1の無線基地局と、前記第2の周波数帯で前記無線端末と無線通信を行う第2の無線基地局とを備え、前記第1の無線基地局と前記第2の無線基地局がネットワークを介して接続された無線通信システムの無線通信方法において、
前記第1の無線基地局と前記無線端末について、ユーザデータを送信する側を送信ノード、ユーザデータを受信する側を受信ノードとしたときに、
前記送信ノードまたは前記ネットワークが、前記受信ノード宛の送信待ちユーザデータに関する情報をUDレポートとして生成する第1のステップと、
前記第2の無線基地局が、生成された前記UDレポートを前記受信ノードに伝送する第2のステップと、
前記受信ノードが、伝送された前記UDレポートに応じて、周辺の無線通信装置に前記第1の周波数帯のチャネルにおける一定の送信禁止時間を設定して送信権を取得し、当該送信権を前記送信ノードに譲渡して前記送信ノードから前記ユーザデータを送信させる第3のステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
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