JP5001693B2

JP5001693B2 - 移動通信システムで使用される基地局装置及び方法

Info

Publication number: JP5001693B2
Application number: JP2007075580A
Authority: JP
Inventors: 幹生岩村; 篤原田; 美波石井
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2027-03-22
Also published as: EP2129162A1; EP2129162A4; JP2008236559A; CN101682925A; CN101682925B; US20100113045A1; WO2008123079A1; RU2011115823A; RU2486685C2; US8306557B2; KR20090118098A

Description

本発明は移動通信の技術分野に関し、特に移動通信システムで使用される基地局装置及び方法に関連する。

この種の技術分野では、ワイドバンド符号分割多重接続(W-CDMA)方式、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)方式、高速アップリンクパケットアクセス（HSUPA）方式等の後継となる通信方式、すなわちロングタームエボリューション(LTE: Long Term Evolution）が、W-CDMAの標準化団体3GPPで検討されている。LTEでは、インアクティブの(アイドル状態の)ユーザ装置は、間欠受信(DRX: Discontinuous Reception)を行いながらセル間を移動可能であり、位置登録状態を最新状態に維持しながら１以上のセルを含むトラッキングエリア(TA: Tracking Area)毎に管理される。基地局はユーザ装置がDRXを適切に行うことができるように、そのユーザ装置については間欠的に下り送信を行う(DTX：Discontinuous Transmission)。LTEでは、アクティブのユーザ装置でも主にバッテリセービングの観点から必要に応じて間欠受信が行われる。

間欠受信を行っているユーザ装置は、一定の周期(DRX周期)で起動状態及び休止状態を切り替えながら動作し、その周期でL1/L2制御信号を受信する。ユーザ装置はL1/L2制御信号を復調し、自装置宛の情報の存否を確認する。その情報は、例えば下りデータが存在すること、それが存在する場合に使用されるリソースブロック及びデータフォーマット(データ変調方式等)、次回の上りデータ送信に使用可能なリソースブロック及びデータフォーマット等を含むかもしれない。自装置宛の情報が存在してたならば、その情報に従って例えば下りデータを受信する。そうでなければユーザ装置は起動状態から休止状態に遷移し、次回の起動タイミングまで待機する。一般に、DRX周期が長いほどバッテリセービング又は省電力化の効果が大きくなるが、DRXはQoSにも影響する点に留意を要する。無線ベアラ毎にDRX周期を設定する技術については例えば非特許文献１に記載されている。

ここで、間欠受信を行っている多数のユーザ装置が、なるべく異なるサブフレームで起動するように配慮することができる。

図１は或るDRX周期に対して１０種類の起動タイミング(パターン1〜10)が用意されている様子を示す。ユーザ装置はこれらのパターンの何れかに従って間欠受信を行う。どのパターンでもユーザ装置は１TTIにわたって起動し、９TTIにわたって休止する。多数のユーザ装置が特定のパターンに集中しないように配慮される。例えば、多数のユーザ装置をパターン１〜１０の何れかに対応付ける場合に、パターン1,2,…,10を巡回的に割り当てる方式が使用されてもよい。パターン1〜10のうちの何れかがランダムに使用されてもよい。或いはユーザ装置の識別番号を10で割った余り(例えば、C-RNTI mod 10)のパターン番号が使用されてもよい。いずれにせよ、多数のユーザ装置がパターン１〜１０全体に分散するように配慮される。

L1/L2制御チャネルやデータ信号用のリソース量には制限があるため、同一無線フレームで送信（スケジュール）できるユーザ装置数には制限がある。よって、図２上側に示されるように、同一パターンに属するユーザ装置数が少なければ、下りデータ(共有データチャネル)の伝送用にリソースブロックが割り当てられやすくなる。しかしながら、図２下側に示されるように、同一パターンに属するユーザ装置数が多くなると、下りデータ(共有データチャネル)の伝送用にリソースブロックが割り当てられにくくなる。DRXの起動タイミングで送信したいデータや制御信号がスケジュールされない場合、該ユーザ装置宛のデータや制御信号は次の起動タイミングまで遅延されることとなる。

他方、サービスエリア内のユーザ装置の位置や通信環境は様々であるので、無線ベアラが同じであってもユーザ装置個々のチャネル状態又は無線伝搬状況は同じでない。

チャネル状態の良くないユーザ装置(例えば、セル端のユーザ装置)については、下りL1/L2制御信号やそれに続くデータ信号の受信に失敗するおそれが高い。下り信号の受信に失敗すると、次回起動するタイミングまで不通の状態が続き、下り信号の伝送遅延は長くなってしまうことが懸念される。この傾向はDRX周期が長く設定されているほど深刻になるおそれがある。特にセル端に位置するユーザ装置は、基地局近傍に位置するユーザ装置に比べて下り信号の受信を失敗しやすい。セル端のユーザ装置がハンドオーバ制御に関する情報をやりとりする場合には、上記の伝搬遅延が長期化することは特に望ましくない。
3GPP寄書R2-070463, 2007年2月6日

従来の手法では間欠受信パターン１〜１０各々を利用するユーザ数が同程度に分散するように割り当てが行われている。しかしながらその場合、チャネル状態が比較的悪いユーザ装置については、かなり長い遅延が発生してしまうおそれがある。

本発明の課題は、間欠受信を行っている複数のユーザ装置の内、チャネル状態が比較的悪いユーザ装置で生じるおそれのある遅延の短縮化を図ることである。

本発明の一形態で使用される基地局装置は、無線リンクのチャネル状態に応じてユーザ装置を分類する分類手段と、間欠受信を行う１以上のユーザ装置各々が、複数のグループのどれに属するかを示す情報を記憶する間欠受信状況メモリと、間欠受信状況メモリに記憶されている情報を参照し、前記分類手段で分類されたユーザ装置がどのグループに属するべきかを決定する決定手段と、決定されたグループをユーザ装置に通知する手段とを有する。前記複数のグループ各々は同時に起動状態になる１以上のユーザ装置を含む。チャネル状態の比較的悪いユーザ装置は、同時に起動状態になるユーザ装置数がより少ないグループに属するように、前記決定手段により決定がなされる。

本発明によれば、間欠受信を行っている複数のユーザ装置の内、チャネル状態が比較的悪いユーザ装置で生じるおそれのある遅延の短縮化を図ることができる。

本発明の一形態によれば、チャネル状態の悪いユーザ装置(セル端に位置するユーザ装置)は、同時に起動状態になるユーザ装置数がより少ないグループに属するように、所属グループが決定される。そのユーザ装置は、ユーザ数の少ないグループに割り当てられるので、そのグループの中で無線リソースの割当機会を得る可能性は高い。チャネル状態の悪いユーザ装置について、このような配慮を行いながら所属グループを決定することで、そのようなユーザ装置で生じるおそれのある遅延の短縮化を図ることができる。

更に、そのユーザ装置の所属グループは、ユーザ総数よりもむしろチャネル状態の悪いユーザ数の少ないグループが、所属グループとして決定されてもよい。概してチャネル状態の悪いユーザ用のL1/L2制御信号は、チャネル状態の良いユーザのものより所要無線リソースが大きい(これは、相対的な符号化率が小さなMCSが使用されることに起因する。)。従ってチャネル状態の悪いユーザが同じグループに多く含まれていると、そのグループについて使用されるL1/L2制御信号の無線リソース量は大きくなり、ひいては共有データチャネル用のリソースもその分だけ少なくなってしまう。１つのグループ中にチャネル状態の悪いユーザがなるべく少なく含まれるようにすることで、そのグループに関して使用されるL1/L2制御信号の無線リソース量をなるべく小さくし、共有データチャネル用のリソースをなるべく多く確保することができる。

上述したようにチャネル状態の悪いユーザは、それが良いユーザよりも下り信号の受信に失敗するおそれが大きいが、チャネル状態の悪いユーザには、ユーザ数の少ないDRXグループ(所属グループ)を割り当てることで、そのようなユーザにリソースの割り当てられる機会を増やすことができる。その結果、ユーザの体感する遅延は、チャネル状態が良くても悪くても同程度になるように（少なくとも差が小さくなるように）期待できる。本手法はサービスエリア内の場所によらず均一なサービスを提供することに大きく貢献できる。

説明の便宜上、具体的な数値が使用されるが、特に断りがなければそれらの数値は単なる一例に過ぎず、必要に応じて他の値が使用されてもよい。

図３は本発明の一実施例で使用される基地局の機能ブロックを示す。図３には無線受信部(RxRF)３１、チャネル状態測定部３２、判定部３３、DRXグループ決定部３４、割当状況メモリ３５、通知信号生成部３６及び無線送信部(TxRF)３７が示されている。

無線受信部(RxRF)３１は、アンテナ及びデュプレクサを介してユーザ装置から受信した無線信号について、電力増幅処理、周波数変換処理、帯域限定処理、アナログディジタル変換処理、復号及び復調処理等を行う。無線受信信号には、下り受信品質を示す情報(例えば、下りリファレンス信号の受信レベルから導出されたチャネル品質インジケータCQI)、及び／又は上りリファレンス信号が含まれていてもよい。

チャネル状態測定部３２は、ユーザ装置から下りチャネル状態を示すチャネル品質インジケータ(下りCQI)を受信する、或いはユーザ装置から受信した上りリファレンス信号の受信品質SIRを測定し、上りチャネル状態のチャネル品質インジケータ(上りCQI)を測定する。下りCQI及び上りCQIの双方又は一方に基づいて、チャネル状態の良否が判定される。チャネル状態は厳密には上りと下りで異なるが、本実施例では瞬時的な良否よりも平均的な良否が後の信号処理に使用されるので、チャネル状態測定部３２で用意されるCQIは上り用でも下り用でも双方でもよい。平均化は例えばローパスフィルタを通すことで実現されてもよい。平均化されたCQIは、瞬時フェージング等には追従しないが、シャドーイングやパスロス(伝搬損失)等には追従する程度に緩やかに変化する量になる。

判定部３３は、平均化されたCQIに基づいて、ユーザ装置がセル端に位置するか否かが判定される。ユーザ装置は、平均化されたCQIが悪い場合にはセル端に位置し、それが良ければ基地局の近くに位置するように判定される。

DRXグループ決定部３４は、ユーザ装置がセル端に位置するか否かに基づいて且つ現在のDRXグループの割当状況に基づいて、そのユーザ装置が属するべきDRXグループを決定する。現在のDRXグループの割当状況は割当状況メモリ３５に記憶されている。

図４は割当状況メモリの記憶内容を模式的に示す。図中、「グループ番号」は図１の「パターン番号」に相当し、その番号で特定されるグループに属する１以上のユーザ装置は全て同じタイミングで起動状態及び休止状態を切り替えながら間欠受信を行うが、グループの異なるユーザ装置は同時には起動しない。図中右列の「総UE数」は、対応するグループ番号のタイミングで間欠受信を行うユーザ装置の総数を示す。中央列の「セル端UE数」は、対応するグループ番号のタイミングで間欠受信を行う１以上のユーザ装置の中で、セル端に位置するユーザ数を示す。従ってセル端でない位置のユーザ装置数は、(総UE数)マイナス(セル端UE数)で求められる。

図３のDRXグループ決定部３４は、判定部３３からの判定結果及び現在の割当状況に基づいて、考察対象のユーザ装置UEがどのグループに属するべきかを決定する。本実施例では、セル端に位置するUEは、総UE数が少なく且つセル端UE数が少ないグループに割り当てられる。セル端には位置していないように判定されたユーザ装置は、総UE数が少ないグループに割り当てられてよい。

通知信号生成部３６は、決定されたDRXグループをユーザ装置に通知するための通知信号を作成する。DRXグループは、適切な如何なる手法で通知されてもよいが、通常DRXグループは頻繁には変更されないので、DRXグループを示す情報はL1/L2制御信号に続くデータ信号の中に含められる。より具体的には、DRXグループを示す情報はMACコントロールPDUで通知されてもよいし、L3−RRCメッセージで通知されてもよい。

無線送信部(TxRF)３７は、デュプレクサ及びアンテナを介してユーザ装置に無線信号を送信するための処理を行う。その処理には、ディジタルアナログ変換処理、符号化及び変調処理、周波数変換処理、帯域限定処理、電力増幅処理等が含まれてよい。無線信号はL1/L2制御信号及びデータ信号を含み、L1/L2制御信号は後続のデータ信号がどのユーザ装置にどのリソースブロックがどのような伝送フォーマットで割り当てられているかを示す情報、次回の上りデータ送信でどのユーザ装置がどのリソースブロックでどのような伝送フォーマットで送信してよいかを示す情報、過去の上りデータに対する送達確認情報(ACK/NACK)等を含んでよい。データ信号には、ユーザ装置宛のユーザトラフィックデータに加えて、DRXグループを示す通知信号が含まれてもよい。

図５は基地局で行われる動作例を示すフローチャートである。ステップS1では、ユーザ装置から下りチャネル状態を示すチャネル品質インジケータ(下りCQI)を受信する、或いはユーザ装置から受信した上りリファレンス信号の受信品質SIRを測定し、上りチャネル状態のチャネル品質インジケータ(上りCQI)を測定する。下りCQI及び上りCQIの双方又は一方は平均化され、その平均値に基づいて、チャネル状態の良否が判定される。平均化は例えばローパスフィルタを通すことで実現されてもよい。

ステップS2ではチャネル状態の良否に基づいて、ユーザ装置がセル端に位置するか否かが判定される。ユーザ装置は、平均化されたCQIが悪い場合にはセル端に位置し、それが良ければ基地局の近くに位置するように判定される。

ステップS3ではユーザ装置がセル端に位置するか否かに応じて、現在のグループ割当状況を参照しながら、そのユーザ装置がどのDRXグループに属するべきかが決定される。複数のDRXグループの各々は、パターン番号１〜１０のような特定の間欠受信パターンに対応する。同じグループに属するユーザ装置は全て同じ間欠受信パターンで起動状態及び休止状態の状態遷移を行うが、異なるグループに属するユーザ装置は同時には起動状態にならない。従って或るDRXグループ(グループ番号又はパターン番号)に関連する総UE数は、そのパターンに従って伝送される下りL1/L2制御信号中に含まれるかもしれない最大多重ユーザ数に相当する。

ステップS3では、セル端に位置するUEは、総UE数が少なく且つセル端UE数が少ないグループに割り当てられる。セル端には位置していないように判定されたユーザ装置は、総UE数が少ないグループに割り当てられてよい。例えば図４の例では、セル端に位置するユーザ装置のグループを新たに決定する場合には、グループ番号３や４が割当候補になる。

ステップS4ではステップS3で決定されたDRXパターンがユーザ装置に通知され、フローは終了する。

なお、上述の実施例ではDRX周期及びDuty比が等しいDRXパターンが10通り用意されている場合を例に説明したが、DRX周期及び・或いはDuty比が異なる複数のパターンが用意された場合にも本発明を同様に適用できる。更には、起動タイミングが一部一致する複数のパターンが用意された場合にも適用できる。その場合、例えば各起動タイミングにおいて同時に起動状態になるユーザ装置数の平均値をパターン毎に計算し、計算された平均値に基づいて本発明と同様なDRXパターン割り当て制御を行っても良い。

様々な間欠受信タイミングを模試的に示す図である。特定の起動パターンに属するUE数の多少に応じて、リソースの割り当てられる機会が増減する様子を示す図である。本発明の一実施例で使用される基地局の機能ブロック図を示す。割当状況メモリの記憶内容を模式的に示す図である。本発明の一実施例による基地局で行われる動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

３１無線受信部(RxRF)
３２チャネル状態測定部
３３判定部
３４ DRXグループ決定部
３５割当状況メモリ
３６通知信号生成部
３７無線送信部(TxRF)

Claims

無線リンクのチャネル状態に応じてユーザ装置を分類する分類手段と、
間欠受信を行う１以上のユーザ装置各々が、複数のグループのどれに属するかを示す情報を記憶する間欠受信状況メモリと、
間欠受信状況メモリに記憶されている情報を参照し、前記分類手段で分類されたユーザ装置がどのグループに属するべきかを決定する決定手段と、
決定されたグループをユーザ装置に通知する手段と、
を有し、前記複数のグループ各々は同時に起動状態になる１以上のユーザ装置を含み、チャネル状態の比較的悪いユーザ装置は、同時に起動状態になるユーザ装置数がより少ないグループに属するように、前記決定手段により決定がなされる
ことを特徴とする基地局装置。
移動通信システムの基地局装置で使用される方法であって、
無線リンクのチャネル状態に応じてユーザ装置を分類する分類ステップと、
間欠受信状況メモリにアクセスし、間欠受信を行う１以上のユーザ装置各々が、複数のグループのどれに属するかを示す情報を参照し、前記分類ステップで分類されたユーザ装置がどのグループに属するべきかを決定する決定ステップと、
決定されたグループをユーザ装置に通知するステップと、
を有し、前記複数のグループ各々は同時に起動状態になる１以上のユーザ装置を含み、チャネル状態の比較的悪いユーザ装置は、同時に起動状態になるユーザ装置数がより少ないグループに属するように、前記決定ステップでの決定がなされる
ことを特徴とする方法。