JP2022167690A - 基地局装置、端末装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】ネットワーク間の干渉を抑制する基地局装置、端末装置及び制御方法を提供する。【解決手段】方法は、所定の第1のネットワークと異なる周波数帯で、時分割複信(TDD)を用いて通信が行われる第2のネットワークの基地局装置は、その基地局装置と接続中の端末装置において第1のネットワークの電波が検知されたか否かを端末装置からの第1の通知に基づいて判定し、端末装置において第1のネットワークの電波が検知されたと判定された場合に、第1のネットワークにおいて使用される周波数帯に対するガードバンドを設定して通信するように指示する第2の通知を端末装置へ送信する。【選択図】図6
Description
本発明は、無線通信における干渉抑制技術に関する。
第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって規格化された第5世代(5G)のセルラ通信規格が実用化されている。5Gでは、通信事業者が全国的に展開するネットワークに加え、通信事業者以外の地域や企業が主体となってネットワークを展開することができるローカル5Gの利用が可能となっている。また、通信事業者以外の地域や企業が主体となって展開可能なネットワークとして、地域BWA(Broadband Wireless Access)も知られている。以下では、通信事業者が全国的に展開するネットワークをキャリア網と呼び、ローカル5Gや地域BWAのネットワークをローカル網と呼ぶ場合がある。
キャリア網とローカル網のような、異なるネットワークが共存する環境においては、相互の通信の間の干渉を抑制することが重要である。特に、キャリア網などの優先されるべきネットワークの通信に対して、相対的に優先度が低いローカル網などのネットワークの通信が与える干渉を抑制することが必要である。本発明は、ネットワーク間の干渉抑制技術を提供する。
本発明の一態様による基地局装置は、所定の第1のネットワークと異なる周波数帯で、時分割複信(TDD)を用いて通信が行われる第2のネットワークの基地局装置であって、前記基地局装置と接続中の端末装置において前記第2のネットワークと異なるネットワークの電波が検知されたか否かを示す第1の通知を前記端末装置から受信する受信手段と、前記第1の通知に基づいて前記第1のネットワークの電波が前記端末装置において検出されたと特定される場合に、前記第1のネットワークにおいて使用される周波数帯に対するガードバンドを設定して通信するように指示する第2の通知を前記端末装置へ送信する通知手段と、を有する。
本発明によれば、ネットワーク間の干渉を抑制することができる。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
(システム構成)
図1に、本実施形態に係るシステムの構成例を示す。本実施形態に係るシステムは、複数のネットワークを含んで構成される。ここでは、複数のネットワークは、いずれもが第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)のセルラ通信規格に準拠したセルラ通信ネットワークである。第1のネットワークは、無線通信事業者によって全国的に提供されるキャリア網101であり、第2のネットワークは、地域や企業などによって局所的に提供されるローカル網104である。ローカル網104は、一例において、キャリア網101が展開されるエリアの内部に構成される。すなわち、キャリア網101が展開されているエリア内の重複するエリアにおいて、ローカル網104が展開される。なお、これらは一例であり、他の形式の無線通信ネットワークに以下の議論が適用されうる。
図1に、本実施形態に係るシステムの構成例を示す。本実施形態に係るシステムは、複数のネットワークを含んで構成される。ここでは、複数のネットワークは、いずれもが第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)のセルラ通信規格に準拠したセルラ通信ネットワークである。第1のネットワークは、無線通信事業者によって全国的に提供されるキャリア網101であり、第2のネットワークは、地域や企業などによって局所的に提供されるローカル網104である。ローカル網104は、一例において、キャリア網101が展開されるエリアの内部に構成される。すなわち、キャリア網101が展開されているエリア内の重複するエリアにおいて、ローカル網104が展開される。なお、これらは一例であり、他の形式の無線通信ネットワークに以下の議論が適用されうる。
キャリア網101では、キャリア網101の通信サービスを提供するための基地局装置102との無線通信が実行可能なエリアにおいて、無線通信事業者と契約したユーザの端末装置103に対して無線通信サービスが提供される。同様に、ローカル網104では、ローカル網104の基地局装置105との無線通信が実行可能なエリアにおいて、ローカル網の通信のために用意された端末装置106および端末装置107に対して無線通信サービスが提供される。ここで、本実施形態では、キャリア網101が優先されるべきネットワークであり、ローカル網104は、キャリア網101の通信への干渉がないように又は十分小さいレベルとなるように処理をした上で通信するものとする。
キャリア網101とローカル網104は、それぞれ独自のタイミングで通信を行うことが考えられる。この場合、キャリア網101とローカル網104が、例えば相互に直交性を担保可能な直交周波数分割多重(OFDM)を用いて通信を行っているとしても、無線フレームのタイミングが一致しないことにより直交性が担保されず、相互に干渉が発生しうる。この干渉については、例えば基地局装置105が、キャリア網101の基地局装置102と同期して無線フレームの送受信を行って無線フレームのタイミングを一致させることより抑制可能である。
なお、相互に干渉が発生する状況は複数のパターンが存在する。例えば、キャリア網101からローカル網104への干渉として、(1)基地局装置102から基地局装置105への干渉と、(2)基地局装置102から端末装置106や端末装置107への干渉とがありうる。また、キャリア網101からローカル網104への干渉は、(3)端末装置103から基地局装置105への干渉と、(4)端末装置103から端末装置106や端末装置107への干渉というパターンも存在する。また、ローカル網104からキャリア網101への干渉として、(5)基地局装置105から基地局装置102への干渉と、(6)基地局装置105から端末装置103への干渉とがありうる。また、ローカル網104からキャリア網101への干渉は、(7)端末装置106や端末装置107から基地局装置102への干渉と、(8)端末装置106や端末装置107から端末装置103への干渉もありうる。このとき、ローカル網104はキャリア網101に対して劣後することを前提とすることにより、(1)~(4)の干渉は一定程度許容され、ローカル網104は、この干渉の影響を低減するための処理を行うことができる。一方、(5)~(8)の干渉は、優先されるネットワークへの干渉であるため、ローカル網104は、このような干渉が発生することを防ぐ又はこのような干渉を十分に抑制しなければならない。
一例において、(5)の干渉は、キャリア網101の基地局装置102によって信号が送信されるタイミングで、ローカル網104の基地局装置105が信号を送信することによって十分に抑制することができる。また、キャリア網101の基地局装置102によって送受信される信号の周波数帯域と、ローカル網104の基地局装置105によって送受信される信号の周波数帯域とを異ならせることにより、(6)及び(7)の干渉を十分小さく抑制することができる。また、(8)の干渉も、キャリア網101の端末装置103によって信号が送信されるタイミングで、ローカル網104の端末装置106および端末装置107が信号を送信することによって十分に抑制することができる。
一方で、近年のセルラ通信規格では、基地局装置から端末装置へ信号が送信される下りリンクと端末装置から基地局装置へ信号が送信される上りリンクとの割合を柔軟に変更可能な時分割複信(TDD)方式が規格化されている。一般には下りリンクの通信の需要が高いため、キャリア網101では、下りリンクに多くのタイムスロットを割り当てる傾向がある。一方で、ローカル網104は、その用途によって、キャリア網101より多くの上りリンク用のタイムスロットが必要となることが想定されうる。この場合、キャリア網101のタイムスロットの上りリンク及び下りリンクへの割り当てとは独立して、ローカル網104が、タイムスロットを上りリンク及び下りリンクへ割り当てることができる(特許文献1参照)。しかしながら、この場合、上述の(5)及び(8)の干渉が発生してしまう。
これに対して、ローカル網104において、キャリア網101のタイムスロットの割り当てのうち一部のみを変更して用いることが可能である。一例において、キャリア網101において上りリンクに割り当てられているスロットの一部のみを下りリンクに割り当て、キャリア網101において下りリンクに割り当てられているスロットはそのまま下りリンクに用いる設定が可能である。また、キャリア網101において下りリンクに割り当てられているスロットの一部のみを上りリンクに割り当て、キャリア網101において上りリンクに割り当てられているスロットはそのまま上りリンクに用いる設定も可能である。前者の設定によれば、キャリア網101において下りリンクの通信が行われる間は、端末装置106や端末装置107が信号を送信することがないため、(8)の干渉を抑制することができる。一方、後者の設定によれば、キャリア網101において上りリンクの通信が行われる間は、基地局装置105が信号を送信することがないため、(5)の干渉を抑制することができる。
ここでは、キャリア網101の基地局装置102の保護の観点で、(5)の干渉がないような設定を用いる場合について検討する。この場合のタイムスロットの設定の例を図2に示す。図2では、「U」により上りリンクの通信に割り当てられたタイムスロットを示され、「D」により下りリンクの通信に割り当てられたタイムスロットを示され、「S」により下りリンクから上りリンクへの切り替えの期間を示すタイムスロットが示されている。なお、キャリア網101のタイムスロットの割り当てのうちの一部の通信の方向(上りリンク又は下りリンク)を変更することによって、ローカル網104のタイムスロットの割り当てを行う通信は、準同期TDD通信と呼ばれうる(特許文献1参照)。本実施形態では、特に、図2に示すように、キャリア網101のタイムスロットにおいて下りリンクに割り当てられているタイムスロットを上りリンクとしたTDDパターンをローカル網104で用いる通信を指して、準同期TDDと呼ぶ。
図2に示すキャリア網101のTDDのタイムスロットのパターン(以下「TDDパターン」と呼ぶ。)では、20個のタイムスロット(サブフレーム)のうち、4つ(タイムスロット番号:4、5、14及び15)が上りリンクの通信に割り当てられている。そして、キャリア網101のTDDパターンでは、残りの16個のタイムスロットのうち、下りリンク通信から上りリンク通信への切り替えのための2つのタイムスロットを除く14個のタイムスロットが下りリンクの通信に割り当てられている。一方、ローカル網104のTDDパターンでは、キャリア網101のTDDパターンで下りリンクに割り当てられているタイムスロットの一部(タイムスロット番号:8、9、18および19)が、上りリンクの通信に割り当てられている。なお、ローカル網104のTDDパターンでは、キャリア網101において上りリンクの通信に割り当てられているタイムスロットは、全て上りリンクの通信に用いられるようにする。このようなTDDパターンを用いることにより、ローカル網104において、上りリンクの通信を高速化し、また、例えば上りリンクの通信の遅延の低減や信頼性向上を果たすことができる。
キャリア網101で上りリンクの通信が行われるタイミングでローカル網104が下りリンクの通信を行わないようにすることにより、キャリア網101の基地局装置102が信号を受信する際に、ローカル網104の基地局装置105が信号を送出しなくなる。このため、キャリア網101の基地局装置102が受信する信号に対するローカル網104の基地局装置105からの干渉が発生することを防ぐことができる。なお、ローカル網104の端末装置106および端末装置107から送出される信号は、キャリア網101の基地局装置102が受信する信号に干渉しうるが、ローカル網104の基地局装置105から送出される信号より大幅に電力が小さい。また、ローカル網104の端末装置106および端末装置107からの信号の電力は、ローカル網104の基地局装置105の制御により十分に小さくすることができる。このため、ローカル網104の端末装置106および端末装置107から送出される信号によるキャリア網101の基地局装置102への干渉も十分に抑制することが可能である。
一方、キャリア網101のTDDパターンで下りリンクの通信に割り当てられているタイムスロットが、ローカル網104の上りリンクの通信に割り当てられることで、キャリア網101の端末装置103が受信する信号に対する干渉が発生する。この干渉は、端末装置106や端末装置107が送信する信号によって生じるものである。この場合、端末装置103と端末装置106や端末装置107との間の距離が近いことにより、端末装置106や端末装置107の信号の送信電力が小さくても、端末装置103の受信信号に強く干渉してしまいうる。一例において、キャリア網101とローカル網104とで異なる周波数帯を使用するようにすることで干渉を抑制することができるが、この場合は端末装置間の距離が近すぎることにより、帯域外輻射による干渉の影響が無視できない場合がある。
本実施形態では、上述の事情に鑑み、キャリア網101の端末装置103へローカル網104の端末装置106や端末装置107からの干渉を抑制する技術を提供する。なお、以下の説明では、キャリア網101とローカル網104とが、隣接する周波数帯を使用するものとする。ここで、「隣接する周波数帯」は、例えば、5Gの通信に割り当てられた周波数帯を分割して得られる2つの周波数帯でありうる。なお、これは一例であり、キャリア網101とローカル網104とで使用する周波数帯の一部が重複していてもよいし、隣接関係にないが帯域外輻射によって干渉が発生しうる周波数帯であってもよい。一例において、キャリア網101は4.5GHz帯の周波数帯を使用し、ローカル網104は4.6GHz帯の周波数帯を使用しうる。また、上述の例ではTDDが用いられる場合について説明したが、周波数分割複信(FDD)が用いられてもよい。
本実施形態では、ローカル網104の端末装置106や端末装置107が、キャリア網101の端末装置103に干渉を与えうる状況となっていることを検知した場合に、その端末装置103の通信への干渉を抑制するためのガードバンドを設定する。例えば、ローカル網104の基地局装置105や端末装置106又は端末装置107において、キャリア網101の信号を検知した場合に、キャリア網101の使用周波数帯に対するガードバンドを設定するようにする。すなわち、ローカル網104の使用可能な周波数帯域のうち、キャリア網101における使用周波数帯域に近い側の一部の周波数帯域(例えば1つ以上のサブキャリア)を使用しないような設定が行われるようにする。一方で、ローカル網104の基地局装置105や端末装置106又は端末装置107において、キャリア網101の信号を検知しない場合に、ガードバンドを設定しないで通信を行うようにする。なお、この制御は端末装置ごとに実行可能である。すなわち、一部の端末装置の通信においてはガードバンドを設定し、他の端末装置の通信においてはガードバンドを設定しないようにしうる。例えば、キャリア網101の通信に強く干渉しうる位置に存在する端末装置についてはガードバンドを設定した通信を行い、キャリア網101の通信にほぼ干渉しないことが想定される位置に存在する端末装置についてはガードバンドを設定しない通信を行いうる。
これによれば、以下では、このような処理を実行する、ローカル網104の基地局装置105および端末装置106並びに端末装置107の構成と、処理の流れの例について説明する。なお、以下では、特に言及のない限り、ローカル網104の基地局装置105を「基地局装置」と呼び、ローカル網104の端末装置106および端末装置107を「端末装置」と呼ぶ。
(装置構成)
図3に、本実施形態に係る基地局装置および端末装置のハードウェア構成例を示す。基地局装置および端末装置は、例えばそのハードウェア構成として、制御部301、記憶部302、無線通信部303、およびアンテナ制御部304を有する。
図3に、本実施形態に係る基地局装置および端末装置のハードウェア構成例を示す。基地局装置および端末装置は、例えばそのハードウェア構成として、制御部301、記憶部302、無線通信部303、およびアンテナ制御部304を有する。
制御部301は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)などの1つ以上のプロセッサーを含んで構成される。なお、制御部301は、デジタルシグナルプロセッサー(DSP)や、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、特定用途向け集積回路(ASIC)などを含んで構成されてもよい。記憶部302は、制御部301が実行する制御プログラムや制御用パラメータ、使用するTDDパターン、接続端末装置情報等の各種情報を記憶する。制御部301は、例えば、記憶部302に記憶される制御プログラムを実行することにより、装置全体を制御する。また、一例において、後述の各種動作は、記憶部302に記憶された制御プログラムを制御部301が実行することにより実現される。
無線通信部303は、3GPP規格に準拠する第5世代(5G)のNew Radio(NR)やロングタームエボリューション(LTE)等の、3GPPのセルラ通信規格に準拠した通信を行うための回路を含んで構成される。無線通信部303は、例えば、ベースバンドチップやRF(Radio Frequency)チップなどを含んで構成される。アンテナ制御部304は、無線通信部303による無線通信のために、アンテナを制御する。なお、アンテナ制御部304は、無線通信部303に包含されていてもよいし、無線通信部303とは別個に存在してもよい。なお、アンテナ制御部304によって制御されるアンテナは、例えば、キャリア網101とローカル網104とのそれぞれが使用可能な周波数帯の両方において動作可能なアンテナでありうる。しかしながら、これは一例であり、アンテナは、例えば、ローカル網104の周波数帯でのみ動作可能なアンテナや、他の周波数帯でも動作可能なアンテナであってもよい。
図4は、本実施形態に係る基地局装置の機能構成例を示す図である。基地局装置は、その機能構成例として、信号送信部401、信号受信部402、データ記憶部403、接続制御部404、および、ガードバンド設定処理部405を有する。信号送信部401と信号受信部402は、3GPPのセルラ通信規格において定義されたフレーム構成を有する信号を送信および受信する。データ記憶部403は、実行すべき制御に対応するソフトウェアや、セルラ通信に関する情報などを記憶する。接続制御部404は、端末装置との間で、無線リソース制御(RRC)メッセージの通信等の、セルラ網への端末装置の接続および切断に関する処理を実行する。また、接続制御部404は、コアネットワーク機能との接続に関する処理を実行しうる。ガードバンド設定処理部405は、端末装置においてキャリア網101等の他のネットワークの電波を検出したか否かを示す通知をその端末装置から受信し、キャリア網101の電波が検出されたか否かを特定する。そして、ガードバンド設定処理部405は、その特定の結果に基づいて、後述のガードバンド設定に関する処理を行う。
図5は、本実施形態に係る端末装置の機能構成例を示す図である。端末装置は、その機能構成例として、信号送信部501、信号受信部502、データ記憶部503、接続制御部504、電波検知部505、および、ガードバンド設定処理部506を有する。信号送信部501と信号受信部502は、3GPPのセルラ通信規格において定義されたフレーム構成を有する信号を送信および受信する。データ記憶部503は、実行すべき制御に対応するソフトウェアや、セルラ通信に関する情報などを記憶する。接続制御部504は、端末装置との間で、RRCメッセージの通信等の、セルラ網への端末装置の接続および切断に関する処理を実行する。電波検知部505は、通信中の基地局装置と異なる他の基地局装置から送信された信号を検知する。電波検知部505は、例えば、報知信号を受信し、その報知信号のPLMN-ID(Public Land Mobile Networks―IDentifier)やセルID等の情報を確認する。なお、セルIDは、例えば物理セル識別子(Physical Cell Identifier)である。そして、電波検知部505は、確認した情報に基づいて、その報知信号が通信中の基地局装置によって送信された信号であるか否かを判定することにより、通信中の基地局装置と異なる他の基地局装置からの信号が受信されたかを特定しうる。なお、電波検知部505は、他の基地局装置からの信号のみならず、自装置以外の他の端末装置によって送信された信号を検知してもよい。ガードバンド設定処理部506は、後述のガードバンド設定に関する処理を行う。
(処理の流れ)
ローカル網104の基地局装置105によって実行される処理の流れの例について、図6を用いて説明する。なお、以下では、ガードバンドの設定を行うか否かを制御される対象が端末装置106である場合について説明する。ただし、これは一例であり、例えば、端末装置107等の基地局装置105の配下に存在する任意の端末装置に対して同様の制御が実行されうる。本処理は、例えば、ローカル網104の基地局装置105において端末装置と通信可能となったことに応じて開始される。本処理では、基地局装置105は、端末装置106からキャリア網101を検知したことの通知、又は、ガードバンド設定の解除通知を受信する。そして、基地局装置105は、その受信した情報に基づいて、端末装置106の上りリンクの通信におけるガードバンドの設定又はその解除を、端末装置106に指示する。なお、本処理は、例えば、基地局装置105の制御部301が、記憶部302に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することにより実現されうる。なお、以下の処理を実現する専用のハードウェア回路が基地局装置105に含まれてもよいし、例えば、無線通信部303が以下の処理を実行するように構成されてもよい。なお、図6の処理は、基地局装置105が稼働中に繰り返し実行される。一例において、以下で処理が終了すると説明される場合に、S601やS602の判定処理へ処理を移行させてもよい。
ローカル網104の基地局装置105によって実行される処理の流れの例について、図6を用いて説明する。なお、以下では、ガードバンドの設定を行うか否かを制御される対象が端末装置106である場合について説明する。ただし、これは一例であり、例えば、端末装置107等の基地局装置105の配下に存在する任意の端末装置に対して同様の制御が実行されうる。本処理は、例えば、ローカル網104の基地局装置105において端末装置と通信可能となったことに応じて開始される。本処理では、基地局装置105は、端末装置106からキャリア網101を検知したことの通知、又は、ガードバンド設定の解除通知を受信する。そして、基地局装置105は、その受信した情報に基づいて、端末装置106の上りリンクの通信におけるガードバンドの設定又はその解除を、端末装置106に指示する。なお、本処理は、例えば、基地局装置105の制御部301が、記憶部302に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することにより実現されうる。なお、以下の処理を実現する専用のハードウェア回路が基地局装置105に含まれてもよいし、例えば、無線通信部303が以下の処理を実行するように構成されてもよい。なお、図6の処理は、基地局装置105が稼働中に繰り返し実行される。一例において、以下で処理が終了すると説明される場合に、S601やS602の判定処理へ処理を移行させてもよい。
ローカル網104の基地局装置105は、処理の開始後、まず、自装置が提供しているセルで図2に示すようなフレーム構成を用いた準同期TDD通信を行っているかを判定する(S601)。基地局装置105は、準同期TDD通信を行っていない場合(S601でNO)は、そのまま処理を終了する。なお、ローカル網104では、準同期TDD通信のほかに、タイムスロットの上りリンク及び下りリンクの通信への割り当ても一致する同期TDD通信を行うことができる。ここで、同期TDD通信が用いられる場合には、ローカル網104の端末装置106や端末装置107から送信される信号が、キャリア網101の端末装置103における受信信号へ干渉することはない。このため、このような場合には、ガードバンドの設定に関する処理を実行する必要がない。したがって、同期TDD通信が行われる場合には、図6の処理がそのまま終了されうる。
基地局装置105は、準同期TDD通信を行っている場合(S601でYES)、キャリア網101の信号を検知したことを示す検知通知を端末装置106から受信したかを判定する(S602)。なお、ここでは、端末装置106においてキャリア網101の信号の検知が行われるものとするが、これに限られない。例えば、端末装置106は、端末装置106から送信した信号が干渉しうる、ローカル網104より優先される任意のネットワークの信号の検知が行われうる。
基地局装置105は、端末装置106から検知通知を受信すると(S602でYES)、接続中の端末装置(端末装置106および端末装置107)の通信において、ガードバンドを用いることを決定する。すなわち、基地局装置105は、接続中の端末装置の通信において使用する帯域の設定を、ガードバンドを設けた帯域へと変更する(S603)。一方、基地局装置105は、検知通知を端末装置106から受信しなかった場合(S602でNO)、端末装置106からガードバンドの使用の解除通知を受信したかを判定する(S607)。基地局装置105は、この解除通知を端末装置106から受信しなかった場合(S607でNO)、処理を終了する。基地局装置105は、この解除通知を端末装置106から受信した場合(S607でYES)、接続中の端末装置の通信において使用する帯域の設定を、ガードバンドを設けた帯域から、ガードバンドを設けない帯域へと変更する(S608)。
そして、基地局装置105は、S603およびS608において帯域設定を変更した場合に、接続中の端末装置(端末装置106および端末装置107)へ、帯域設定の変更を指示するメッセージを送信する(S604)。なお、基地局装置105は、S603およびS608において、検知通知や解除通知の送信元の端末装置(例えば端末装置106)の帯域設定のみを変更してもよい。すなわち、基地局装置105は、これらの通知の送信元でない端末装置(例えば端末装置107)の帯域設定については変更しないようにしてもよい。
そして、基地局装置105は、この設定変更に成功した場合(S605でYES)には処理を終了する。一方、基地局装置105は、設定変更に失敗した場合(S605でNO)には、検知通知や解除通知の送信元の端末装置(例えば端末装置106)との接続を切断し(S606)、処理を終了する。なお、この場合、基地局装置105は、検知通知や解除通知の送信元でない端末装置(例えば端末装置107)との接続を維持するようにしうる。また、基地局装置105は、例えば、キャリア網101において下りリンクの通信が行われるタイムスロットにおいて、端末装置106の上りリンクの通信が行われないように制御を行い、端末装置106との通信を維持してもよい。なお、この場合に、基地局装置105は、キャリア網101において下りリンクの通信が行われるタイムスロットにおいて、端末装置107の上りリンクの通信を行うように制御を行ってもよい。
続いて、ローカル網104の端末装置106および端末装置107によって実行される処理の流れの例について、図7を用いて説明する。本処理は、例えば、端末装置106および端末装置107が、基地局装置105との接続を確立したことに応じて開始される。また、本処理は、例えば、端末装置106および端末装置107が基地局装置105から所定の指示を受けたことに応じて開始されてもよい。本処理では、端末装置106および端末装置107は、キャリア網101の検知処理を実行し、その結果に応じた通知を基地局装置105へ送信する。そして、端末装置106および端末装置107は、基地局装置105がその通知に基づいて決定した上りリンクの通信におけるガードバンドの設定又はその解除の指示を受信し、その指示に基づく通信制御を実行する。なお、本処理は、例えば、端末装置106および端末装置107の制御部301が、記憶部302に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することにより実現されうる。なお、以下の処理を実現する専用のハードウェア回路が端末装置106および端末装置107に含まれてもよいし、例えば、無線通信部303が以下の処理を実行するように構成されてもよい。なお、図7の処理は、端末装置106および端末装置107が基地局装置105と接続を確立している間は繰り返し実行されうる。一例において、以下で処理が終了すると説明される場合に、S701やS702の判定処理へ処理を移行させてもよい。なお、以下では、端末装置106および端末装置107を指して、「端末装置」と呼ぶ。
端末装置は、処理の開始後、まず、基地局装置105との間で、図2に示すようなフレーム構成を用いた準同期TDD通信を行っているかを判定する(S701)。端末装置は、準同期TDD通信を行っていない場合(S701でNO)は、そのまま処理を終了する。端末装置は、準同期TDD通信を行っている場合(S701でYES)、キャリア網101の電波の検知処理を実行する(S702)。端末装置は、例えば、キャリア網101の通信に使用される周波数帯で電波の受信処理を実行し、上述のように受信した信号のPLMN-IDやセルIDに基づいて、キャリア網101の電波が到来しているか否かを判定する。また、端末装置は、周囲の端末装置がキャリア網101の周波数帯で信号を送信しているかを判定してもよい。なお、この検知処理は、例えば所定期間(例えば1つ以上のフレームの間)にわたって実行されうる。また、検知処理は、例えば、キャリア網101において上りリンクの通信が行われるタイムスロットにおいて行われうる。これによれば、端末装置は、キャリア網101の端末装置103が周囲に存在するかを判定することができる。また、検知処理は、キャリア網101において下りリンクの通信が行われるタイムスロットにおいて行われてもよい。これによれば、端末装置は、自装置がキャリア網101において下りリンクの通信が行われうる位置に存在するか否かを判定することができる。また、端末装置は、例えばキャリア網101の電波に加えて又はこれに代えて、他のローカル網の電波を検知するようにしてもよい。なお、検知処理は、制御部301によって実行されてもよいし、無線通信部303において実行されてもよい。また、制御部301や無線通信部303とは異なる別の機能部によって電波の検知処理が行われてもよい。
端末装置は、キャリア網101の電波を検知した場合(S702でYES)、接続中の基地局装置105へ、キャリア網101の電波を検知したことを示す検知通知を送信する(S703)。一例において、この検知通知が基地局装置105へ送信されたことに応じて、基地局装置105が、上述のように、ガードバンドを設けた通信を行うような指示を端末装置へ通知しうる。端末装置は、基地局装置105から、例えばガードバンドを設けた通信を行う指示を受信すると(S704でYES)、その指示を受け入れ可能であるか否かを判定する(S705)。例えば、端末装置は、ガードバンドを設けた通信を行う能力がない場合やそのような通信を行うことができない設定がされている場合には、指示を受け入れ可能ではないと判定しうる。また、端末装置は、ガードバンドを設けた通信を行うと、要求通信容量を達成することができない場合などには、指示を受け入れ可能ではないと判定しうる。なお、これらは一例であり、他の基準に基づいて、指示を受け入れ可能であるか否かが判定されてもよい。端末装置は、指示を受け入れ可能であると判定した場合(S705でYES)、基地局装置105へ、指示を受け入れ可能であることを示す通知を送信する(S706)。これにより、端末装置は、上りリンクの通信においてガードバンドを設けた通信を行うように設定変更を行う。なお、基地局装置105と端末装置は、下りリンクの通信においてもガードバンドを設けた通信を行ってもよい。一方、端末装置は、指示を受け入れ可能でないと判定した場合(S705でNO)、基地局装置105へ、指示を受け入れることができないことを示す通知を送信する(S707)。なお、この場合、端末装置は、基地局装置105の制御の下で、ガードバンドを設けない帯域設定で通信を継続してもよいし、基地局装置105との間の接続を切断する処理を実行してもよい。
一方、端末装置は、キャリア網101の電波を検知しなかった場合(S702でNO)、検知処理を繰り返し実行する。そして、端末装置は、ガードバンドを設けた帯域設定で通信中に、所定回数の検知処理で連続してキャリア網101の電波を検知しなかった場合(S708でYES、S709でYES)、基地局装置105へガードバンド設定の解除通知を送信する(S710)。なお、端末装置は、所定時間にわたって、キャリア網101の電波を検知しなかった場合に、この解除通知を基地局装置105へ送信するようにしてもよい。一例において、この解除通知が基地局装置105へ送信されたことに応じて、基地局装置105が、上述のように、ガードバンドを設けない通信を行うような指示を端末装置へ通知しうる。端末装置は、基地局装置105から、例えばガードバンドを設けない通信を行う指示を受信すると(S704でYES)、その指示を受け入れ可能であるか否かを判定する(S705)。そして、端末装置は、その判定結果に応じて、上述のようにS706又はS707の処理を実行する。S708のように、所定回数の検知処理又は所定時間にわたる検知処理においてキャリア網101の電波を検知できなかったかを判定することにより、瞬間的に電波が検知できなかったことによってガードバンドの解除が行われることを防ぐことができる。なお、端末装置は、ガードバンドを設けない帯域設定で通信を行っている間に、キャリア網101の電波を検知しなかった場合(S709でNO)には、そのまま処理を終了する。
なお、基地局装置105によるガードバンドの設定および解除の制御は、RRC(無線リソース制御)メッセージ(例えば、RRC Reconfigurationメッセージ)を用いて行われうる。この場合のメッセージの構成を図8(A)に示し、基地局装置105と端末装置106との間でのメッセージの送受信の流れを図8(B)に示す。本実施形態では、基地局装置105は、例えば、RRC Reconfigurationメッセージ801の既存の情報要素(IE)802に加えて、ガードバンド設定変更に関する情報を含んだIE803を含める。なお、IE803は、図8(A)ではRRC Reconfigurationメッセージ801の最後尾に含められる例を示しているが、これ以外の位置に含められてもよい。基地局装置105は、例えば、S604の処理として、IE803を含んだRRC Reconfigurationメッセージ801を端末装置106へ送信する(F811)。端末装置106は、このRRC Reconfigurationメッセージ801を受信すると、S705において、IE803に含められた情報に基づいて、ガードバンドの設定を受け入れ可能であるかを判定する。そして、端末装置106は、その判定結果を示す情報を含んだRRC Reconfiguration Completeメッセージを、基地局装置105へ送信する(F812)。なお、RRCメッセージによる設定は一例であり、これ以外の信号によってガードバンドの設定が行われてもよい。例えば、端末装置106が、常に基地局装置105の指示に従って動作可能である場合、基地局装置105は、例えば上りリンクのリソース割り当てのための下りリンク制御情報(DCI)などによってガードバンドの設定を通知するようにしてもよい。なお、電波の検知通知は、例えば、上りリンク制御情報(UCI)によって通知されてもよいし、ユーザデータと多重化されて通知されてもよい。
以上のように、本実施形態では、ローカル網104の端末装置106が、キャリア網101の電波を検知し、その電波が検知された場合には、ガードバンドを設定して通信を行うための制御を基地局装置105が実行する。これによれば、端末装置106がキャリア網101において下りリンクの通信が行われるタイムスロットで上りリンクの信号を送信した場合の、近傍に存在しうるキャリア網101の端末装置103への干渉を抑制することができる。また、端末装置106および端末装置107は、キャリア網101の電波を検知せず、周囲でキャリア網101の通信が行われていないと判定できる場合には、ガードバンドを用いずに、高速大容量の上りリンクの通信を行うことができる。
なお、上述の例では、端末装置106や端末装置107において、キャリア網101の電波を検知したか否かを判定するものとしたが、この判定を基地局装置105が行うようにしてもよい。すなわち、端末装置106や端末装置107は、他のネットワークの電波を検知したか否かのみを判定し、その検知された電波がキャリア網101の電波であるか否かを基地局装置105が判定してもよい。この場合の基地局装置105の処理の流れの例を図9に示し、端末装置106および端末装置107の処理の流れの例を図10に示す。なお、図6及び図7の処理と同じ処理については、同じ参照符号を付して説明を省略する。
端末装置106および端末装置107は、キャリア網101に限らず、自装置が属しているネットワークと異なる他のネットワークの電波を検知し(図10のS1001)、検知通知を基地局装置105へ送信する。そして、基地局装置105は、検知通知を受信すると(S602でYES)、検知されたネットワークがキャリア網101であるかを判定する(S901)。そして、基地局装置105は、検知されたネットワークがキャリア網101である場合に処理をS603へ移し、検知されたネットワークがキャリア網101出ない場合には処理を終了する。一例において、検知通知には、端末装置106および端末装置107において検知された電波についての、PLMN-IDやセルID等のパラメータが含められ、基地局装置105は、そのパラメータによってS901の判定を行いうる。また、別の例では、検知通知は、端末装置106および端末装置107が属しているネットワーク以外のネットワークからの電波が検知されたことのみが示されうる。この場合、基地局装置105は、自装置において電波検知処理を実行し、例えばキャリア網101において送信された電波を検知した場合に、端末装置106および端末装置107において検知されたネットワークがキャリア網101であると推定してもよい。
なお、図10では、端末装置において、他のネットワークの電波が所定回数の検知処理によって又は所定期間の検知処理によって検出されなかった場合に、端末装置がガードバンドの解除通知を送信する。ただし、これに限られない。例えば、端末装置において他のネットワークの電波を検出した場合であっても、その電波がキャリア網101の電波でないと基地局装置105が所定回数連続して又は所定期間にわたって判定し続けた場合に、ガードバンドが解除されてもよい。この場合、端末装置が他のネットワークの電波を検出し、ガードバンドの解除通知を送信しなくても、基地局装置105が、ガードバンドの設定が不要であると判定し、ガードバンドの解除を端末装置に指示することができる。これにより、不必要にガードバンドが設定されることを防ぐことができる。
この処理によっても、端末装置106がキャリア網101において下りリンクの通信が行われるタイムスロットで上りリンクの信号を送信した場合の、近傍に存在しうるキャリア網101の端末装置103への干渉を抑制することができる。また、端末装置106および端末装置107は、キャリア網101の電波を検知せず、周囲でキャリア網101の通信が行われていないと判定できる場合には、ガードバンドを用いずに、高速大容量の上りリンクの通信を行うことができる。
なお、上述の実施形態では、キャリア網101への干渉を抑制する技術について説明したが、キャリア網101以外のネットワークへの干渉を抑制するために上述の処理を実行してもよい。すなわち、端末装置106および端末装置107において、ローカル網104の通信が干渉を与えるべきでない所定のネットワークの電波が検知された場合に、ガードバンドを設定した上りリンク(場合によっては下りリンク)の通信が行われるようにしうる。なお、図6及び図7の処理では、例えば、接続が確立される際に、基地局装置105から端末装置106や端末装置107へ、検知対象とすべきネットワークに関する情報(例えばPLMN-IDやセルID)が通知されるようにしうる。また、図9及び図10の処理では、例えば検知通知において通知されるべきパラメータ(例えばPLMN-IDやセルIDを指定する情報)の情報が、接続が確立される際に、基地局装置105から端末装置106や端末装置107へ通知されるようにしうる。
なお、上述の例では、優先されるネットワークにおいて下りリンクの通信が行われるタイミングにおいて、優先されないネットワークにおいて上りリンクの通信が行われる場合の干渉を抑制するための処理について説明した。ただし、これに限られない。すなわち、上述のようなガードバンドの設定を下りリンクの通信に適用することにより、優先されるネットワークで上りリンクの通信が行われるタイミングにおいて、優先されないネットワークで下りリンクの通信が行われる場合の干渉を抑制することもできる。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
101:キャリア網、102:キャリア網の基地局装置、103:キャリア網の端末装置、104:ローカル網、105:ローカル網の基地局装置、106、107:ローカル網の端末装置、405、506:ガードバンド設定処理部、505:電波検知部
Claims (24)
- 所定の第1のネットワークと異なる周波数帯で、時分割複信(TDD)を用いて通信が行われる第2のネットワークの基地局装置であって、
前記基地局装置と接続中の端末装置において前記第2のネットワークと異なるネットワークの電波が検知されたか否かを示す第1の通知を前記端末装置から受信する受信手段と、
前記第1の通知に基づいて前記第1のネットワークの電波が前記端末装置において検出されたと特定される場合に、前記第1のネットワークにおいて使用される周波数帯に対するガードバンドを設定して通信するように指示する第2の通知を前記端末装置へ送信する通知手段と、
を有することを特徴とする基地局装置。 - 前記端末装置から前記第1のネットワークの電波を検知したことを示す前記第1の通知を受信した場合に、前記端末装置において前記第1のネットワークの電波が検知されたと特定する特定手段をさらに有する、ことを特徴とする請求項1に記載の基地局装置。
- 前記端末装置から他のネットワークの電波を検知したことを示す前記第1の通知を受信した場合に、当該他のネットワークが前記第1のネットワークであるかを特定することにより、前記端末装置において前記第1のネットワークの電波が検知されたか否かを特定する特定手段をさらに有する、ことを特徴とする請求項1に記載の基地局装置。
- 前記端末装置において前記第1のネットワークの電波が検知されたか否かは、前記端末装置において受信された信号に含まれるPLMN-ID(Public Land Mobile Networks―IDentifier)又はセルIDに基づいて特定される、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の基地局装置。
- 前記通知手段は、
前記第1のネットワークにおけるタイムスロットへの上りリンクの通信と下りリンクの通信の第1の割り当てが、前記第2のネットワークにおけるタイムスロットへの上りリンクの通信と下りリンクの通信の第2の割り当てと一致する場合に前記第2の通知を送信せず、
前記第1の割り当てが前記第2の割り当てと一致する場合であって、前記端末装置において前記第1のネットワークの電波が検知されたと特定される場合に、前記第2の通知を送信する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の基地局装置。 - 前記端末装置において前記ガードバンドを設定して通信している間に、前記端末装置において実行された検知処理において前記第1のネットワークの電波が所定期間にわたって検知されなかったことまたは所定回数の前記検知処理において前記第1のネットワークの電波が検知されなかったことを示す前記第1の通知を、前記端末装置から前記受信手段が受信した場合、前記通知手段は、前記ガードバンドを設定せずに通信するように指示する第3の通知を前記端末装置へ送信する、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の基地局装置。
- 前記端末装置において前記ガードバンドを設定して通信している間に、前記端末装置において実行された検知処理において他のネットワークの電波が検知されたことを示す前記第1の通知を前記端末装置から前記受信手段が受信したが、当該他のネットワークが前記第1のネットワークではないと所定回数または所定期間にわたって特定された場合、前記通知手段は、前記ガードバンドを設定せずに通信するように指示する第3の通知を前記端末装置へ送信する、ことを特徴とする請求項3に記載の基地局装置。
- 前記第2の通知は、上りリンクの通信において前記ガードバンドを設定するように指示し、下りリンクの通信において前記ガードバンドの設定を指示しない通知である、ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の基地局装置。
- 前記通知手段は、無線リソース制御(RRC)メッセージにより、前記端末装置への通知を行う、ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の基地局装置。
- 前記第1のネットワークは全国的に提供されるセルラ通信ネットワークであり、前記第2のネットワークは局所的に提供されるセルラ通信ネットワークである、ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の基地局装置。
- 所定の第1のネットワークと異なる周波数帯で、時分割複信(TDD)を用いて通信が行われる第2のネットワークの端末装置であって、
前記第2のネットワークと異なる他のネットワークからの電波を検知する検知手段と、
前記検知の結果を示す第1の通知を、前記端末装置が接続中の基地局装置へ送信する通知手段と、
前記基地局装置から、前記第1の通知に基づく第2の通知であって、前記第1のネットワークにおいて使用される周波数帯に対するガードバンドを設定して通信することを指示する前記第2の通知を受信する受信手段と、
前記第2の通知に基づいて、前記第1のネットワークにおいて使用される周波数帯に対するガードバンドを設定する設定手段と、
を有することを特徴とする端末装置。 - 前記第1の通知は、前記端末装置において前記第1のネットワークの電波が検知されたか否かを示す情報を含む、ことを特徴とする請求項11に記載の端末装置。
- 前記第1の通知は、前記端末装置が他のネットワークの電波を検知したか否かを示す情報を含み、
前記基地局装置は、当該第1の通知を受信した場合に、前記端末装置において前記第1のネットワークの電波が検知されたか否かを特定する、ことを特徴とする請求項11に記載の端末装置。 - 前記端末装置において前記第1のネットワークの電波が検知されたか否かは、前記端末装置において受信された信号に含まれるPLMN-ID(Public Land Mobile Networks―IDentifier)又はセルIDに基づいて特定される、ことを特徴とする請求項12又は13に記載の端末装置。
- 前記検知手段は、前記第1のネットワークにおけるタイムスロットへの上りリンクの通信と下りリンクの通信の第1の割り当てが、前記第2のネットワークにおけるタイムスロットへの上りリンクの通信と下りリンクの通信の第2の割り当てと一致する場合に前記検知を行わず、前記第1の割り当てが前記第2の割り当てと一致する場合に前記検知を行う、ことを特徴とする請求項11から14のいずれか1項に記載の端末装置。
- 前記通知手段は、前記設定手段が前記ガードバンドを設定している間に、前記検知手段によって実行された検知処理において前記他のネットワークの電波が所定期間にわたって検知されなかったことまたは所定回数の前記検知処理において前記他のネットワークの電波が検知されなかった場合、前記ガードバンドを解除すべきことを示す前記第1の通知を前記基地局装置へ送信する、ことを特徴とする請求項11から15のいずれか1項に記載の端末装置。
- 前記第2の通知は、上りリンクの通信において前記ガードバンドを設定するように指示し、下りリンクの通信において前記ガードバンドの設定を指示しない通知であり、
前記設定手段は、前記第2の通知によって示される指示に基づいて前記設定を行う、ことを特徴とする請求項11から16のいずれか1項に記載の端末装置。 - 前記端末装置が前記ガードバンドを使用して通信している間に、前記ガードバンドを使用せずに通信することを指示する第3の通知を前記受信手段が受信した場合、前記設定手段は、当該第3の通知に基づいて、前記ガードバンドの使用を解除する、ことを特徴とする請求項11から17のいずれか1項に記載の端末装置。
- 前記受信手段は、前記基地局装置からの通知を無線リソース制御(RRC)メッセージによって受信する、ことを特徴とする請求項11から18のいずれか1項に記載の端末装置。
- 前記第1のネットワークは全国的に提供されるセルラ通信ネットワークであり、前記第2のネットワークは局所的に提供されるセルラ通信ネットワークである、ことを特徴とする請求項11から19のいずれか1項に記載の端末装置。
- 所定の第1のネットワークと異なる周波数帯で、時分割複信(TDD)を用いて通信が行われる第2のネットワークの基地局装置によって実行される制御方法であって、
前記基地局装置と接続中の端末装置において前記第2のネットワークと異なるネットワークの電波が検知されたか否かを示す第1の通知を前記端末装置から受信することと、
前記第1の通知に基づいて前記第1のネットワークの電波が前記端末装置において検出されたと特定される場合に、前記第1のネットワークにおいて使用される周波数帯に対するガードバンドを設定して通信するように指示する第2の通知を前記端末装置へ送信することと、
を含むことを特徴とする制御方法。 - 所定の第1のネットワークと異なる周波数帯で、時分割複信(TDD)を用いて通信が行われる第2のネットワークの端末装置によって実行される制御方法であって、
前記第2のネットワークと異なる他のネットワークからの電波を検知することと、
前記検知の結果を示す第1の通知を、前記端末装置が接続中の基地局装置へ送信することと、
前記基地局装置から、前記第1の通知に基づく第2の通知であって、前記第1のネットワークにおいて使用される周波数帯に対するガードバンドを設定して通信することを指示する前記第2の通知を受信することと、
前記第2の通知に基づいて、前記第1のネットワークにおいて使用される周波数帯に対するガードバンドを設定することと、
を含むことを特徴とする制御方法。 - コンピュータを請求項1から10のいずれか1項に記載の基地局装置として動作させるためのプログラム。
- コンピュータを請求項11から20のいずれか1項に記載の端末装置として動作させるためのプログラム。
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