JP4842038B2

JP4842038B2 - 通信システム

Info

Publication number: JP4842038B2
Application number: JP2006197206A
Authority: JP
Inventors: 和明石岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-07-19
Also published as: JP2008028561A

Description

本発明は、複数の基地局により構成された通信システムに関するものであり、特に、セル境界における干渉問題を改善する通信システムに関するものである。

第１世代，第２世代セルラーシステムにおいては、基地局間の干渉により受信品質が低下するため、周波数繰り返しによりセル間の干渉を回避している。一方で、周波数繰り返しにより、孤立セルのシステムと比べて周波数が繰り返し数倍必要であり、周波数資源を多く消費してしまう。このため、第３世代セルラーシステムでは、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式など、周波数繰り返しを行わずに周波数利用効率を改善させる方式が実用化されている。しかしながら、このシステムでは、周波数繰り返しがないため、セル境界においては干渉問題が発生し、伴って通信品質が低下し、さらに、通信品質の低下によるハンドオーバの失敗などの問題が発生する。

具体的には、たとえば、第１の基地局と通信している移動局は、第１の基地局に隣接する第２の基地局とのセル境界において、第２の基地局からの干渉により通信不能となる場合がある。

また、たとえば、特定の基地局と通信している第１の移動局は、当該特定の基地局からの距離が遠いと、当該特定の基地局と通信している第２の移動局からの干渉により通信不能となる場合がある。

また、さらなる高速通信を行うためには送信電力を増大させなければならないが、端末送信電力には限界があるため、セルを小さくして対応することとなる。しかしながら、セルを小さくすると基地局設置数が増大し、さらに、ハンドオーバの頻度が増大するため、セル間干渉問題を悪化させる可能性がある。なお、上記送信電力を増大させた場合の問題点を解決する方法の一つとして、一つの基地局に多数の分散アンテナを設ける方法が、下記特許文献１や下記特許文献２に開示されている。

特開平１１−２６１４７４号公報国際公開第２００２／１０２１０９号パンフレット

しかしながら、上記特許文献１および上記特許文献２に開示されているシステムであっても、基地局の境界において、上記第３世代セルラーシステムにおけるセル間干渉問題が発生するため、通信品質の劣化やハンドオーバの失敗による通話断が発生する、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来技術と比較して、さらなる通信品質の向上を実現可能な通信システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信システムは、複数の基地局と当該各基地局のセル内を移動する端末により構成される通信システムであって、隣接する基地局のセル境界に当該各基地局にて共有可能な共有リモートアンテナ装置、を備え、前記共有リモートアンテナ装置は、自装置のアンテナを介して受信した前記端末からの受信信号を、自装置を共有するすべての基地局に対して伝送し、さらに、各基地局から受信した信号を、自装置のアンテナを介して送信することを特徴とする。

この発明によれば、下り回線および上り回線における通信品質の向上の実現により、パケットの再送回数を低減させることができ、伝送遅延の短縮やさらなるスループットの向上を実現することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明にかかる通信システムの構成例を示す図であり、たとえば、基地局１，２，３と端末（ＭＳ）４と共有リモートアンテナ装置（ＲＡ）５とを備え、隣接する複数の基地局のセル境界にＲＡ５を設置する。

ここで、上記通信システムを構成するＲＡ５および各基地局の動作を、図面にしたがって説明する。

図２は、上記ＲＡ５の構成例を示す図である。ＲＡ５は、アンテナ１１、アンテナ共用器１２、増幅器１３−１，１３−２、局部発振器１４−１，１４−２、周波数変換器１５−１，１５−２、ＤＡＣ１６、ＡＤＣ１７、スケジューラ１８、バッファ１９、インターフェイス部２０−１，２０−２，２０−３から構成されている。

まず、上記ＲＡ５による受信処理について説明する。アンテナ１１から入力された電波がアンテナ共用器１２を介して増幅器１３−２に入力され、増幅器１３−２により増幅された信号がベースバンド信号として周波数変換器１５−２により周波数変換され、さらに、周波数変換後のベースバンド信号がＡＤＣ１７によりデジタル化（デジタルベースバンド信号）され、その後、デジタルベースバンド信号がインターフェイス部２０−１〜２０−３を介して各基地局に伝送される。このとき、全ての受信信号が、接続されている全ての基地局へ伝送される。

つぎに、上記ＲＡ５による送信処理について説明する。送信処理では、まず、各基地局からの送信信号がインターフェイス部２０−１〜２０−３を介してバッファ１９に蓄積され、時間軸または周波数軸のいずれかにおいて衝突していなければ、ＤＡＣ１６によりアナログ信号に変換され、さらに、周波数変換器１５−１により周波数変換され、さらに、増幅器１３−１により増幅され、アンテナ共有器１２を介してアンテナ１１から送信される。ただし、衝突している場合は、スケジューラ１９により調停される。調停の仕方は以下の３種類が考えられる。

（１）衝突している複数のパケットの中から一つを選択して送信し、残りは破棄し、破棄したことを基地局へ通知する。
（２）衝突している複数のパケットの中から一つを選択して送信し、残りはバッファに保持しておき、次の送信タイミングで再度調停する。
（３）衝突している複数のパケットの信号を加算して送信する。

つづいて、基地局の動作について説明する。図３は、基地局の構成例を示す図である。基地局１，２，３は、アンテナ３１、アンテナ共用器３２、増幅器３３−１，３３−２、局部発振器３４−１，３４−２、周波数変換器３５−１，３５−２、ＤＡＣ３６、ＡＤＣ３７、インターフェイス部３８、アンテナ選択部３９、変調部４０、受信レベル比較部４１、復調部４２−１，４２−２、ダイバーシチ合成部４３から構成されている。

ＲＡ５と接続する基地局は、インターフェイス部３８を介して信号を受け取った復調部４２−２が復調処理を行い、さらに、ダイバーシチ合成部４３が、復調部４２−２による復調結果と自基地局に設置されているアンテナを介して受信した信号の復調結果（アンテナ３１、アンテナ共用器３２、増幅器３３−２、周波数変換３５−２、ＡＤＣ３７、復調部４２−１による処理）とのダイバーシチ合成を行い、受信品質を向上させる。

さらに、受信レベル比較部４１が、ＲＡ５から受け取った信号の受信レベル（復調部４２−２による処理）と自基地局に設置されたアンテナを介して受け取った信号の受信レベル（復調部４２−１による処理）とを比較し、この比較結果に基づいて、アンテナ選択部３９が、受信レベルの高いアンテナからデータを送信する（ＤＡＣ３６，周波数変換器３５−１，増幅器３３−１，アンテナ共用器３２経由、または、インターフェイス部３８経由）。なお、受信レベルが同程度の場合は、両方のアンテナからデータ送信を行い、送信ダイバーシチにより通信品質を向上させる。

たとえば、従来であれば、基地局１とＭＳ４が通信している場合、下り回線に関しては、ＭＳ４がセル境界にいるため、基地局１からの電波が弱くさらに基地局３からの電波が干渉となり、通信品質が低下してしまう。しかしながら、上記本実施の形態にように共有リモートアンテナ装置を設置することにより、基地局１からの信号を強い電波で受信することができるので、通信品質が向上する。同様の条件で、基地局２や３と通信しているＭＳについても同様な効果がある。これは、ＲＡ５内部でパケットの衝突を調停しているため、エア上での衝突が回避されるためである。

また、本実施の形態では、上り回線において、ＲＡ５で受信した全信号を各基地局へ伝送しているため、各基地局では、たとえば、ＲＡ５にＭＳ１が接近していることを認識できる。そのため、ＭＳ１がＲＡ５に近い場合にのみ、ＲＡ５を介して下り信号を送信することとした。これにより、ＲＡ５における衝突の低減とエア上での干渉の削減を実現することができる。

また、本実施の形態では、上り回線において、ＲＡ５で受信した信号と基地局に設置されているアンテナを介して受信した信号とを用いて受信ダイバーシチを行うこととした。これにより、さらに通信品質を改善できる。また、同様に、下り回線においても、上り回線のレベルが同じ場合は、送信ダイバーシチにより通信品質の向上を実現できる。

したがって、本実施の形態においては、上記下り回線および上り回線における通信品質の向上の実現により、パケットの再送回数を低減させることができ、伝送遅延の短縮やさらなるスループットの向上を実現することができる。

以上のように、本発明にかかる通信システムは、複数の基地局により構成されたセルラーシステムに有用であり、特に、第３世代セルラーシステムの問題点であるセル境界における干渉問題を改善するシステムとして適している。

本発明にかかる通信システムの構成例を示す図である。共有リモートアンテナ装置の構成例を示す図である。基地局の構成例を示す図である。

符号の説明

１，２，３基地局
４端末（ＭＳ）
５共有リモートアンテナ装置（ＲＡ）
１１，３１アンテナ
１２，３２アンテナ共用器
１３−１，１３−２，３３−１，３３−２増幅器
１４−１，１４−２，３４−１，３４−２局部発振器
１５−１，１５−２，３５−１，３５−２周波数変換器
１６，３６ＤＡＣ
１７，３７ＡＤＣ
１８スケジューラ
１９バッファ
２０−１，２０−２，２０−３，３８インターフェイス部
３９アンテナ選択部
４０変調部
４１受信レベル比較部
４２−１，４２−２復調部
４３ダイバーシチ合成部

Claims

複数の基地局と当該各基地局のセル内を移動する端末により構成される通信システムであって、
隣接する基地局のセル境界に当該各基地局にて共有可能な共有リモートアンテナ装置、
を備え、
前記共有リモートアンテナ装置は、自装置のアンテナを介して受信した前記端末からの受信信号を、自装置を共有するすべての基地局に対して伝送し、さらに、各基地局から受信した信号を、自装置のアンテナを介して送信する場合において、
前記共有リモートアンテナ装置は、前記アンテナを介した送信処理を調停するスケジューラ、を備え、
前記スケジューラは、自装置を共有する基地局からの信号が衝突している場合に、前記調停処理として、衝突している複数の信号の中から一つを選択して送信する制御を行い、残りは破棄し、さらに、破棄したことを各基地局へ通知する制御を行うことを特徴とする通信システム。
複数の基地局と当該各基地局のセル内を移動する端末により構成される通信システムであって、
隣接する基地局のセル境界に当該各基地局にて共有可能な共有リモートアンテナ装置、
を備え、
前記共有リモートアンテナ装置は、自装置のアンテナを介して受信した前記端末からの受信信号を、自装置を共有するすべての基地局に対して伝送し、さらに、各基地局から受信した信号を、自装置のアンテナを介して送信する場合において、
前記共有リモートアンテナ装置は、前記アンテナを介した送信処理を調停するスケジューラ、を備え、
前記スケジューラは、自装置を共有する基地局からの信号が衝突している場合に、前記調停処理として、衝突している複数の信号の中から一つを選択して送信する制御を行い、残りはバッファに保持しておき、次の送信タイミングで再度調停することを特徴とする通信システム。
前記共有リモートアンテナ装置と接続する基地局は、当該共有リモートアンテナ装置を介して端末から受け取った信号の復調処理と、自局に設置されているアンテナを介して直接端末から受信した信号の復調結果と、のダイバーシチ合成を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
前記共有リモートアンテナ装置と接続する基地局は、さらに、当該共有リモートアンテナ装置を介して端末から受け取った信号の受信レベルと、自局に設置されているアンテナを介して直接端末から受信した信号の受信レベルと、を比較し、受信レベルの高いアンテナからデータを送信することを特徴とする請求項３に記載の通信システム。