JP5021072B2 - 基地局と無線中継局とを含む無線伝送ネットワークの自適応管理方法 - Google Patents

基地局と無線中継局とを含む無線伝送ネットワークの自適応管理方法 Download PDF

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Description

本発明は、無線伝送ネットワークの管理方法に関し、特に、基地局と無線中継局とを含む無線伝送ネットワークの管理方法に関する。

現在、複数の種類の無線通信システムが存在し、これらのシステムの1つの共通点は、局の設立が複雑であり、基地局は有線のサポートが必要であり、基地局のカバーは相対的に固定であることにある。無線通信環境の複雑性、例えば伝送経路における建物の遮蔽や、基地局とユーザの受信アンテナ及び発信アンテナとの間には障害物があることなどを起因として、ユーザは基地局のサービスの受信不良域に位置される。そして、ユーザは、基地局のカバーするセルに位置するが、基地局との間には通常の通信を維持することができず、ユーザの通信品質の著しい降下が起こり、ひいては、ユーザはシステムにアクセスすることすらできない。セルのエッジに位置するユーザにとって、信号は長い経路の伝送を経由するため、信号の減衰が酷く、ユーザと基地局との間における通信品質とサービス品質に悪い影響を与える。例えば、セルのエッジに位置するユーザが基地局の信号を通常に受信することを確保するために、低いレベルの符号化変調様態しかを利用することができず、そして、ユーザのデータレートを降下させた。ユーザのデータレートを確保するために高いレベルの符号化変調様態を利用する場合、基地局とユーザとの発信パワーを増加する必要があり、セルにおける他のユーザ及び隣接のセルのユーザには干渉を与える。また、アプリケーションの発展に従い、これらの無線アクセスシステムは、ランダム突発の無線アクセス需要、及び有線の届かないエリアのカバーを適切に実現することができない。

従って、基地局サービスエリアのカバーを広げること、及びセルのエッジのユーザのサービス品質を改善することのために、現在、複数の種類の中継システムが既に存在し、即ち、中継局により基地局とユーザとの間における通信を完成する。

比較的に早く開発された中継システムはアナログ中継システムである。中継局は、信号を受信した後、デジタル部分の処理を行わず、受信された信号に対しアナログ増幅のみを行い、そして、ユーザ或いは基地局或いは次の中継局に送信する。この中継方法は簡単であるが、明らかな欠点があり、有効な信号のほか、中継局の受信したバンド内の干渉信号も増幅されて、送信経路に伝送し続ける。そして、中継局を経由した後、有用信号の信頼性が降下する。

技術の発展に従い、デジタル中継システムは進化しつつある。当該システムは、受信された信号に対し、復調複号を行い、ソース信号を復元して、一定の記憶と処理を行ってから、符号化変調して、ユーザ或いは基地局或いは次の中継局に送信することができる。この中継方法は、アナログ信号のノイズ伝送を防ぎ、伝送の信頼性を向上させた。

一般的には、無線システムが高いレートの無線データ伝送のために提供したのは、ポイントから複数のポイントまでのネットワークトポロジー構成である。当該無線システムにおける基地局のサービス受信不良域及びセルのエッジのユーザの通信品質の問題を解決するために、無線中継局という概念は無線ネットワークに導入されたが、無線中継局自身には固定性、ノーマディック性(roaming)及び移動性を有し、無線ネットワーク全体のダイナミックな構築及び調整等の管理に対して新しい挑戦を与えた。

しかしながら、このような無線中継局の導入は、無線ネットワークの管理を非常に複雑にさせた。従来の中継局の設立や、メンテナンス、最適化などは人工で行うものであり、実際の応用においては手間が非常にかかる。デジタル中継局は、ベースバンドの処理を自力で行うことができ、ある程度の制御及びリソーススゲジュリング機能を有し、また、アクセスする基地局或いは中継局を選択することもできる。これらの特徴は、無線中継局の自配置及び自最適化に対して基礎を与えた。

有線IPネットワークにおいて、ルートテーブルは、ルートゲートウェイによる最適経路の選択をサポートし、ルートを最適化することができ、ルートゲートウェイは、ルートテーブルをダイナミックにメンテナンスすることが必要である。しかし、このような様態は無線伝送ネットワークには適用することができない。主に、以下の原因がある。

無線伝送ネットワークの各ノードは、無線環境に状況があることを起因として、無線リンクの更新が起こることが可能である。これは、有線ネットワークにおける固定な接続とは異なる。

無線伝送ネットワークにおける無線リンクの信頼性は有線ネットワークとは異なる。
無線伝送ネットワークにおける無線リンク毎は無線リソースを占めることが必要であり、無線リンクは設立されると、既に無線リソースを占めることになる。

前述の問題に基づき、無線ネットワークにおいて無線中継局の自配置や自主最適化を行うことには、解決案を考え直すことが必要である。

本発明が解決しようとする技術課題は、基地局と無線中継局とを含む無線伝送ネットワークの自適応管理方法を提供し、当該無線伝送ネットワークの管理、例えばアクセス、配置及びスケジューリングをより適切に且つ効率的に行い、そのサービス品質及びリソース利用率を効率的に向上させることができる。

前記の技術課題を解決するために、本発明は、基地局と無線中継局とを含む無線伝送ネットワークの自適応管理方法であって、1つの基地局及びそれに所属する無線中継局からなる無線伝送ネットワークグループに用いられ、当該方法は、
(a)無線伝送ネットワークグループにおける管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報構成を設立し、
(b)管理ノードは、無線伝送ネットワークグループのネットワークトポロジー関係の変更が起こる時に、本グループの無線ネットワークトポロジー情報を更新し、
(c)管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報及び対応な方針を利用し、それに所属する無線中継局と移動端末に対して管理を行うステップを含む方法を提供する。

さらに、前記方法では、前記管理ノードは基地局であることを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、無線伝送ネットワークグループにおいて、他の無線中継局が所属されている無線中継局を代理ノードとし、当該無線中継局及びそれに所属する無線中継局は1つの無線伝送サブ網を構成し、当該代理ノードにより、それが位置する無線伝送サブ網の無線ネットワークトポロジー情報構成を設立し、また、当該無線伝送サブ網のネットワークトポロジー関係の変更が起こる時に無線ネットワークトポロジー情報を更新して、それが位置する無線伝送ネットワークグループの管理ノードに報告し、管理ノードにより、本無線伝送ネットワークグループの無線ネットワークトポロジー情報の更新を完成することを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記無線ネットワークトポロジー情報構造は、無線ネットワークにおける無線リンクの2つの端ノード情報、及びいずれか2つのノードの接続関係情報を含み、接続がある場合に、ジャンプ数(hop)情報をさらに含むことを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記管理ノードは、無線中継局の切替過程において、ネットワークトポロジー関係に基づき、切替先となる目標無線中継局のジャンプ数を判断し、所定のジャンプ数閾値を超える場合、そのリクエストを拒否し、或いは、それのために他の目標ノードを選択することを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記無線伝送ネットワークグループにおける管理ノードは、さらに無線伝送ネットワークグループの無線リンク状況情報を検知及び記録し、無線リンク状況情報の変更を検知した場合、元の無線リンク状況情報を更新して、本グループの無線ネットワークトポロジー情報、無線リンク状況情報及び対応な方針を利用し、それに所属する無線中継局及び/或いは移動端末に対して管理を行うことを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記無線リンク状況情報は、チャンネルキャリア干渉比(Carrier-to-Interference ratio)/キャリアノイズ比(carrier-to-noise ratio)(CINR)、無線リンクパケットロスト(packet loss )/パケットエラー(packet error)レート、無線リンクの処理と伝送遅延、無線リンクの実際スループット、無線リンク配置のリソースというパラメーターのうちの1つ或いはいずれの組合を含むことを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記無線リンク状況情報は、サービス信号に対する検知結果から獲得し、管理ノードに直接に接続される無線リンクについて、管理ノードは、アップリンク状況に関するパラメーターを検知して、ダウンリンク状況に関するパラメーターを端ノード(the other node)に報告することを要求し、他のノードの間のリンク状況について、そのなかの1ジャンプ上のノードにより同じ方法で獲得されて、管理ノードに報告されることを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記無線リンク状況情報は、テスト信号に対する計測結果から獲得され、管理ノードは、1回或いは1連のテスト信号を外部に送信するように、トポロジーにおけるある1つ或いは複数のノードを指定するとともに、テストを合わせて、テスト結果を、信号を送信したノードに返信し或いは管理ノードに直接に送信するように他のノードを指示し、信号を送信したノード或いは管理ノードは、検知結果に基づき、係る無線リンクの状況情報を獲得し、信号を送信したノードは管理ノードではない場合、更新された無線リンク状況情報を管理ノードに報告する必要があり、管理ノードは、現在の無線ネットワークトポロジー情報と新たな無線リンク状況情報とに基づき、無線伝送ネットワーク接続関係の調整を行うことを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記管理ノードは、基地局と、無線中継局がアクセスされる全ての無線中継局とを選択して、1回或いは1連のテスト信号を送信し、テストを合わせてテスト結果を返信するようにトポロジー関係における対向の端ノードを指定し、管理ノードは、テスト結果に基づき、無線伝送ネットワークグループにおける無線リンク状況情報を分析及び更新して、現在の無線ネットワークトポロジー情報と新たな無線リンク状況情報とに基づき、無線伝送ネットワーク接続関係の調整を行うことを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報を、本グループの無線中継局及び/或いはカバー範囲内の移動端末にさらに伝送し、
無線ネットワークトポロジー情報を獲得した無線中継局及び/或いは移動端末は、無線ネットワークトポロジー及び対応な方針を利用して、無線伝送グループの接続最適化を行うことを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報を、本グループの全ての無線中継局、或いは他の無線中継局がアクセスされる無線中継局、或いはNジャンプ目の前の無線中継局に伝送し、
及び/或いは、無線中継局は、本グループの管理ノードに無線ネットワークトポロジー情報をリクエストし、管理ノードは、リクエスト内容に基づき、対応な無線ネットワークトポロジー情報を提供することを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジーに対してブロードキャストを行い、本無線伝送ネットワークグループのカバー範囲内の無線中継局及び/或いは移動端末に伝送することを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記管理ノードは本グループの無線ネットワークトポロジー情報を本グループの無線中継局に伝送する時に、現在のダウンリンクデータ指示メッセージにおいて、無線ネットワークトポロジー情報と無線リンク状況情報データの位置及びサイズ情報を指示するための配置指示情報ユニットを増加し、或いは、直接に配置指示メッセージを使用し、無線ネットワークトポロジー情報と無線リンク状況情報を運ぶことを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記隣接の無線伝送ネットワークの管理ノードの間には、それぞれが位置する無線伝送ネットワークグループの無線ネットワークトポロジー情報、或いは無線ネットワークトポロジー情報及び無線リンク状況情報を交互し、無線中継局の切替過程に隣接セルのノードを検知した場合、基地局は、当該隣接セルのノードが位置する伝送ネットワークグループのトポロジー情報、或いは無線ネットワークトポロジー情報及び無線リンク状況情報に基づき、対応な方針を合わせて目標ノードを選択することを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記管理ノードは、隣接セルの無線ネットワークトポロジー情報、或いは無線ネットワークトポロジー情報及び無線リンク状況情報を、本グループの全て或いは一部の無線中継局に伝送し、これらの無線中継局或いはそのカバー範囲内の移動端末は切替の時に隣接セルの信号を検知した場合、前記情報に基づき、対応な方針を合わせて目標ノードを選択することを特徴としてよい。

さらに、前記方法では、前記管理ノードは、本グループの無線リンク状況情報を、本グループの無線中継局及び/或いはカバー範囲内の移動端末にさらに伝送し、
無線リンク状況情報を獲得した無線中継局及び/或いは移動端末は、無線ネットワークトポロジー情報と無線リンク状況情報と対応な方針とを利用して、無線伝送グループの接続最適化を行うことを特徴としてよい。

本発明の方法によれば、無線通信システムにおいて、無線中継局の長所を十分利用して、カバーとスループットをアップすると共に、トポロジー関係の設立と更新により、無線中継局と基地局とのトポロジー関係やリソース配置などに対するインテリジェントな調整を行い、無線伝送ネットワークのサービス品質及びリソース利用効率を効果的に向上させることができる。

本発明方案の無線中継通信システムのネットワーク構築図である。 本発明の無線伝送ネットワークの自適応管理方法の例である。 本発明の無線伝送ネットワークの自適応管理方法の例である。 本発明の無線伝送ネットワークの自適応管理方法の例である。 本発明の無線伝送ネットワークの自適応管理方法の例である。

以下は、図面と具体的な方案を合わせて、本発明について詳しく説明する。

本方案の無線中継のインテリジェントな構築が応用する無線通信システムは図1に示すように、以下のいくつかの部分を含む。

1)少なくとも1つの基地局(BS):当該基地局は、同期信号と制御情報を送信し、端末と中継局のアクセスと制御に利用され、基地局は端末と通信を直接に行ってもよく、基地局は中継局により端末と通信を行ってもよい。

2)少なくとも1つの第1ジャンプ(the first hop)中継局(RS):当該中継局は、1つの基地局に直接にアクセスし、基地局と無線中継局は同期信号と制御情報を送信し、端末と他の中継局のアクセスと制御に利用される。

3)中継局により基地局と通信を行う少なくとも1つの端末(MS)。

4)複数のジャンプ(multi hop)の中継局を含むことが可能である。

5)基地局と通信を直接に行う端末を1つ含むことが可能である。

図1に示すように、基地局毎は1つ或いは複数の無線中継局を付けることが可能であり、無線中継局毎も必要に応じて無線中継局をさらに付けることが可能であり、即ちBS→RS→RSであり、例えば、図1におけるRS21は、2ジャンプ目の無線中継局である。ネットワークカバーを高めるためのRS例えばRS1もあれば、スループットを高めるRS例えばRS2もある。端末は、複数の基地局や無線中継局の信号を同時に受信することができる。

したがって、本発明において、BS及びそれに所属するRS(即ち、当該BSに直接或いは間接的にアクセスするRS)からなるグループを1つの無線伝送ネットワークグループという。1つの基地局には、1つの無線伝送ネットワークグループのみがあり、異なる基地局は、異なる無線伝送ネットワークグループに所属する。

〔無線伝送ネットワークの自適応管理方法〕
〔第1の方案〕
本方案において、図2に示すように、以下のステップを含む。

ステップ11:無線伝送ネットワークグループにおける管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報構成を設立し、
本方案における無線ネットワークトポロジー情報構成は、無線伝送ネットワークグループにおける無線リンクの2つの端ノード情報を含み、端ノードは、基地局標記(BSID)と無線中継局標記(RSID)で示すことができる。

前記情報は、1つの基本関係マトリックスで説明することができ、当該マトリックスにおいて、当該無線伝送ネットワークグループにおけるいずれかの2つのノードの接続関係が説明され、接続があるかどうかの情報を含み、接続がある場合にはジャンプ数の情報をさらに含む。

図1を例として、左の基地局の位置する無線伝送ネットワークグループの関係マトリックスは以下のようである。

同じように、図1の右の基地局の位置する無線伝送ネットワークグループの関係マトリックスは以下のようである。

ここで、1行目と1列目とは本無線伝送ネットワークグループ内における全てのノードの番号である。「0」は、これらの2つのノードの間に無線リンクは存在しないことを示す。「1」は、これらの2つのノードの間に直接な無線リンクが存在することを示し、2行目3列目の値「1」を例として、これは、RS1とBSとの間に直接な無線接続が存在することを示す。「2」は、これらの2つのノードの間に2つの無線リンクで連続されていることを示す。2行目5列目の値「2」を例として、これは、RS21とBSとの間に2つの無線リンクで連続されていることを示し、即ち、RS21は1つの無線中継により基地局BSと接することである。

従って、当該関係マトリックスにおいて、「1」は1つの無線リンクに対応し、それに対応する1行目と1列目におけるノードは当該無線リンクの2つの端ノードである。また、当該関係マトリックスから、2つのノードの間のジャンプ数情報を直接に得ることができる。

管理機能を備えるノードの設置には、いくつかの選択可能な様態がある。

一つ:集中制御の様態を利用し、一般的には、基地局を唯一の管理ノードとして、本グループの無線ネットワークトポロジー情報構成を設立し、情報の更新と伝送を担当する。しかし、特別な状況において、あるRSを管理ノードとして指定する可能性もある。

二つ:分布式制御の様態を利用し、基地局は管理ノードとして、本グループの無線ネットワークトポロジー情報構成を設立し、情報の更新と伝送を行う。また、無線中継局が代理ノードとして自身に所属する無線伝送サブ網を管理することができ、無線伝送サブ網のノードは、代理ノード、及び当該代理ノードによりBSにアクセスする1つ或いは複数のRSを含み、例えば、左側のRS2は、代理ノードとしてRS21を管理することができる。

代理ノードは、本サブ網の無線ネットワークトポロジー情報構成を設立し、サブ網内における当該情報の更新と伝送を行うとともに、本サブ網の無線ネットワークトポロジー情報を基地局に伝送し、基地局により無線伝送ネットワークグループ全体の更新を行う必要がある。

この場合、代理ノードであるRSの設立したサブ網の無線ネットワークトポロジー情報構成は、基地局の設立した前記構成は基本的に同じであり、即ち、無線伝送サブ網における無線リンクの2つの端ノードの情報を含み、さらに、2つのノードの間のジャンプ数情報を含んでもよい。当該構成は、前記基本関係マトリックスと同じ様態で説明することができる。

例えば、RS1は、RS11中継局が付けられるノードとして、このような関係マトリックスを自力で管理することができる。

当該基本関係マトリックスにおける情報の解読は既に前文に説明され、省略する。

ステップ12:管理ノードは、無線伝送ネットワークグループのネットワークトポロジー関係に変更がある時、本グループの無線ネットワークトポロジー情報を更新し、
新たなRSの加入、既存のRSの切替、既存のRSの接続終止などの状況(RSの切替と終止は管理ノードにより自発で発してもよく、RSにより自発で発してもよい)は、無線伝送ネットワークグループのネットワークトポロジー関係の変更を起こすことが可能である。これらのプロセスは、一般的には管理ノードの参加が必要であるので、管理ノードは、対応なシグナリングに基づき、ネットワークトポロジー関係の変更状況を取得することができる。これらの変更は、代理ノードの管理する無線伝送サブ網において完成されたものである場合、代理ノードは、本無線伝送サブ網の更新後のトポロジー関係を管理ノードに報告すべきであり、従って、管理ノードは無線伝送ネットワークグループにおける元の無線ネットワークトポロジー情報を更新することができる。

ステップ13:管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報及び対応な方針により、それに所属するRS或いはMSに対して管理を行う。

1つの例として、RS或いは端末はグループ内の1つのRSから他の1つのRSに切り替えることをリクエストする時に、基地局は、ネットワークトポロジー情報に基づき、切り替え先となる目標RSのジャンプ数を判断することができ、所定のジャンプ数閾値、例えば2ジャンプを超えると、このリクエストを拒否し、或いはこれに対して他の1つの目標ノードを選択することができる。これは、アクセスした後に時延(delay)が過大になることを防ぐことができる。しかし、本発明は、このような管理の具体的な様態に限られるものではなく、実際上、配置やスケジューリング、切替などの管理上にはいくつの応用ができる。

〔第2の方案〕
本方案において、図3に示すように、無線伝送ネットワークの自適応管理方法は以下のステップを含む。

ステップ20:無線伝送ネットワークグループにおける管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報構成を設立し、
ステップ21:管理ノードは、無線伝送ネットワークグループのネットワークトポロジー関係に変更がある時、本グループの無線ネットワークトポロジー情報を更新し、
前記の2つのステップは第1の方案と同じである。

ステップ22:管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報を、本グループのRS及び/或いは本グループのカバーする範囲内のMSに伝送し、
本方案において、管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報を本グループの全てのRSに伝送するが、他の場合は、これらの一部のRS、例えば、代理ノードであるRS或いは1ジャンプ目のRSのみに伝送してもよい。

無線トポロジー関係テーブルの伝送は、以下のいくつの様態が可能である。A:従来のダウンリンクデータ指示メッセージにおいて1種の配置指示情報ユニットを増え、たとえば無線ネットワークトポロジー情報や無線リンク状況情報などの無線ネットワーク配置情報データの位置、サイズなどの情報を指示することに利用される。B:配置指示メッセージを直接に使用し、無線ネットワークトポロジー情報や無線リンク状況情報などの配置情報を運ぶ。これらの配置情報は、ブロードキャストの様態で無線伝送ネットワークグループ内の各ノードに発信することができる。無線伝送ネットワークグループ内の各ノードは、無線ネットワークの配置情報を自発的にリクエストしてもよい。

代理ノードであるRSは、位置する無線伝送サブ網の無線ネットワークトポロジー情報構成を設立することもできる。従って、本発明では、RSにおいては、無線伝送ネットワークグループ全体のトポロジー情報を有することが可能であり、位置する無線伝送サブ網のトポロジー情報を有することも可能であり、いずれのトポロジー情報も有していないことも可能である。

情報を伝送する時に、管理ノードは、RSとMSがより多い無線伝送ネットワーク情報を取得するように、本グループの無線ネットワークトポロジー情報をブロードキャストチャンネルでブロードキャストすることもできる。無線伝送グループ内のノードは、無線リンクトポロジー情報を獲得することを管理ノードに請求することもでき、管理ノードは、請求内容に基づき、対応な無線リンクトポロジー情報を提供する。

ステップ23:管理ノード、及び無線ネットワークトポロジー情報を取得したRS及び/或いはMSは、無線ネットワークトポロジー情報と対応な方針により、無線伝送グループの接続最適化を行う。

1つの例として、RSは、無線伝送ネットワークグループ全体或いはそれに所属する伝送サブ網のネットワークトポロジー情報に基づき、新たなRSのアクセスを制御することができ、例えば、2ジャンプ目に位置するRSは新たなRSのアクセスリクエストを受信する時に、このアクセスを拒否することができる。

もう1つの例として、MSは、ブロードキャストメッセージからネットワークトポロジー情報を取得ことができる場合、当該情報に基づき、切替可能な候補RSのジャンプ数を判断することができる。3ジャンプ目のRSである場合、その信号が一番強くてもアクセスせず、2ジャンプ目以上のRS或いはBSのうちから、信号の一番強いノードを選択して切替を行う、
同じように、本発明において、このような管理の具体的な様態に限られない。
第1の方案と第2の方案における2つの管理様態を同時に使用することができることは明らかである。即ち、第1の方案において、第2の方案のステッ22とステップ23の操作を行うことも可能である。

〔第3の方案〕
本方案において、無線ネットワークトポロジー情報を設立、更新する上で、それにおける無線リンクのリンク状況情報に対する検知、記録及び更新を行い、無線リンク状況に基づき、より広い且つ効率的な管理を行う。

本方案は、図4に示すように、以下のステップを含む。

ステップ30:無線伝送ネットワークグループにおける管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報構成を設立して、無線リンク状況情報を検知及び記録し、
無線リンク状況情報は、チャンネルキャリア干渉比/キャリアノイズ比(CINR)や、無線リンクパケットロスト/パケットエラーレート、無線リンクの処理と伝送遅延、無線リンク毎の実際スループット、無線リンク配置のリソースなどを含むことができ、これらの1つのパラメーター或いは任意の組合を利用してもよく、他のパラメーターを利用してもよい。

無線リンク状況情報は、以下の2つの様態で取得することができる。

1)サービス信号に対する検知結果に基づき獲得し、管理ノード(普通は基地局である)に直接に接続された無線リンクに対し、管理ノードは、アップリンク状況の関係パラメーターを検知して、ダウンリンク状況の関係パラメーターを報告するように対向の端ノードに要求する(定期報告或いは事件トリガー報告などの様態を利用することができる)ことができ、他のノードの間のリンク状況に対し、これらの1ジャンプ上のノードにより同じ方法で獲得して管理ノードに報告する。

2)検知信号に対する計測結果に基づき獲得し、管理ノード(普通は基地局である)により、1回或いは1連のテスト信号を外部に送信するように、トポロジーにおけるある1つ或いは複数のノードを指定するとともに、テストを合わせてテスト結果を、信号を送信したノードに返信し、或いは管理ノードに直接に送信するように、他のノードに指示する。信号を送信したノード或いは管理ノードは、検知結果に基づき、関係無線リンクの状況情報を獲得し、信号を送信したノードは管理ノードではない場合、更新された無線リンク状況情報を管理ノードに報告する必要がある。

この場合は、複数の検知の様態が可能であり、例えば、新たなRSの初期アクセスの後に、管理ノードにより、テスト信号を送信するように当該RSを指定し、テストを合わせてテスト結果(例えば、RSの信号受信強度やSNRなどをテストする)を基地局に返信するように他のRSに指示し、管理ノードは、関係リンクの状況を分析して獲得し、トポロジー関係及びこれらの無線リンクの状況に基づき、当該RSのアクセスノードに対する調整が必要であるかどうかを判断することができる。

もう1つの可能な様態は、ネットワークには比較的にひまである時に、管理ノードは、えらんだ基地局とRSがアクセスされてる全てのRSとにより、前記テスト信号を送信し、テストを合わせてテスト結果を返信するように、トポロジー関係における対向の端ノードを指定する。これにより、トポロジーにおける無線リンク毎の状況をテストすることが確保できる。管理ノードは、テスト結果に基づき、無線伝送ネットワークグループにおける無線リンク状況情報を分析して更新し、現在の無線ネットワークトポロジー情報と新たな無線リンク状況情報に基づき、無線伝送ネットワーク接続関係の調整を行う。

ステップ31:管理ノードは、無線伝送ネットワークグループのネットワークトポロジー関係に変更がある時、本グループの無線ネットワークトポロジー情報を更新し、また、無線伝送ネットワークグループ内の無線リンク状況情報の変更を検知した時に、元の無線リンク状況情報を更新し、
ネットワークトポロジー関係の更新と無線リンクの状況情報の更新プロセスとは、互いに独立してもよい。無線リンク状況情報の更新は同様に、前文における2つの様態を基にしてもよく、即ち、サービス信号に対する検知結果に基づき、無線リンク状況情報を獲得した後に更新を行い、或いは、検知信号に対する計測結果に基づき、無線リンク状況情報を獲得した後に更新を行う。

ステップ32:管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報と無線リンク状況情報と対応な方針とを利用して、それに所属するRSと/或いはMSに対して管理を行う。

本方案では、管理ノードは無線リンク状況情報を獲得したので、より適切な且つインテリジェントな管理を行うことができる。以下はいくつの例を挙げて説明する。

基地局は、1回の検知を行う後に、ある1ジャンプ目のRSにはサービスが過忙であることを発見する時に、その下の2ジャンプ目のRSを他の1つの1ジャンプ目のRSに切り替えることを指示することができ、即ち、負担のバランスの操作を自適応に行う。

RSは一つ1ジャンプ目のRSに初期アクセスする時に、一般的には、信号強度の一番強いRSを選択してアクセスしたが、このときに、基地局は、当該1ジャンプ目のRSと基地局との間のリンク状況が非常に悪いこと、例えば押し合いであることを発見すると、当該RSを他のRSに切り替えさせることができ、そのRSは、信号が一番強いわけでもないかもしれないが、経路全体におけるリンクの品質はもっとよい。

1つのRSは切替が必要である時に、基地局、あるいは代理ノードであるRSは、無線ネットワークトポロジー情報と無線リンク状況情報とに基づき、経路上の複数の無線リンク状況に基づき重み(weighted)演算を行い、RSのためにサービス品質(QoS)の一番よい目標ノードを選択する。

〔第4の方案〕
本方案において、図5に示すように、無線伝送ネットワークの自適応管理方法は以下のステップを含む。

ステップ40:無線伝送ネットワークグループにおける管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報構成を設立して、無線リンク状況情報を検知及び記録し、
ステップ41:管理ノードは、無線伝送ネットワークグループのネットワークトポロジー関係には変更がある時に、本グループの無線ネットワークトポロジー情報を更新し、また、無線伝送ネットワークグループ内の無線リンク状況情報の変更を検知した時に、元の無線リンク状況情報を更新し、
前記2つのステップは第3の方案と同じである。

ステップ42:管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報と無線リンク状況情報を、本グループのRS及び/或いは本グループのカバー範囲におけるMSに伝送する。

管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報及び無線リンク状況情報を本グループの全てのRSに伝送してもよく、これらの一部のRS、例えば1ジャンプ目のRS、或いはRSがアクセスされているRSのみに伝送してもよい。管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報及び無線リンク状況情報をブロードキャストチャンネルでブロードキャストしてもよく、MSは、アクセスする前にこれらの情報を受信することができる。また、無線伝送グループ内のノードは、無線リンク状況情報を獲得することを管理ノードに請求することもでき、管理ノードは、請求内容に基づき、対応な無線リンク状況情報を提供する。

ステップ43:無線ネットワークトポロジー情報と無線リンク状況情報を取得したRS及び/或いはMSは、無線ネットワークトポロジー情報と無線リンク状況情報と対応な方針とを利用して、無線伝送グループの連続最適化を行う。

ここで、RSは新たなRS或いはMSのアクセスを制御する時に、ジャンプ数のほかに、関係の無線リンク状況を考慮要素としてもよい。これにより、制御をより適切に行うことができ、第3の方案を参考してもよい。無論、無線リンクの更新も同じであり、ジャンプ数と無線リンク状況を同時に考えて目標ノードを選択することができる。

第3の方案と第4の方案における2つの管理様態を同時に使用することができることは明らかである。即ち、第3の方案において、第4の方案のステップ42とステップ43の操作を行うことも可能である。

また、前記いずれかの方案においても、隣接の無線伝送ネットワークの管理ノードの間には、それぞれが位置する無線伝送ネットワークグループの無線ネットワークトポロジー情報と無線リンク情報を交互することができ、RSの切替のプロセスに隣接セルのノードを検知する場合、基地局は、当該隣接セルのノードの位置する無線伝送ネットワークグループのトポロジー情報と無線リンク状況情報に基づき、目標ノードとして、サービス品質要求を満たすノードをより確実に選択することができる。

管理ノードの間の交換様態は、以下のいくつの場合があってもよい。

1)管理ノードは、本無線伝送ネットワークグループのトポロジー関係(無線リンク状況情報を含むことが可能である)に更新がある時、隣接基地局に自発的に通知する。

2)管理ノードは、隣接セルの管理ノードに対し、当該隣接セルの無線ネットワークトポロジー情報(無線リンク状況情報をさらに含むことが可能である)を提供することを自発的にリクエストする。

管理ノードは、隣接セルの無線ネットワークトポロジー情報と無線リンク状況情報を本グループの全部或いは一部のRSにさらに伝送してもよく、これらのRSは切替の時に隣接セルの信号を検知した場合にも、目標ノードとして、サービス品質要求を満たすノードをより確実に選択することができる。

本発明の方法によれば、無線通信システムにおいて、無線中継局の長所を十分利用してカバーとスループットをアップすると共に、トポロジー関係の設立と更新により、無線中継局と基地局とのトポロジー関係やリソース配置などに対するインテリジェントな調整を行い、無線伝送ネットワークのサービス品質及びリソース利用効率を効率的に向上させることができる。

Claims (16)

  1. 基地局と無線中継局とを含む無線伝送ネットワークの自適応管理方法であって、1つの基地局及びそれに所属する無線中継局からなる無線伝送ネットワークグループに用いられ、当該方法は、
    (a)無線伝送ネットワークグループにおける管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報構成を設立し、
    (b)管理ノードは、無線伝送ネットワークグループのネットワークトポロジー関係の変更が起こる時に、本グループの無線ネットワークトポロジー情報を更新し、
    (c)管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報及び管理方針を利用し、それに所属する無線中継局と移動端末に対して管理を行うステップを含み、
    その中に、隣接の無線伝送ネットワークグループの管理ノードの間には、それぞれが位置する無線伝送ネットワークグループの無線ネットワークトポロジー情報、或は無線ネットワークトポロジー情報及び無線リンク状況情報を交互し、無線中継局の切替過程に隣接セルのノードを検知した場合、管理ノードは、当該隣接セルのノードが位置する伝送ネットワークグループのトポロジー情報、或は無線ネットワークトポロジー情報及び無線リンク状況情報に基づき、管理方針を利用して目標ノードを選択するという基地局と無線中継局とを含む無線伝送ネットワークの自適応管理方法。
  2. 前記管理ノードは基地局であることを特徴とする請求項1に記載の自適応管理方法。
  3. 無線伝送ネットワークグループにおいて、他の無線中継局が所属されている無線中継局を代理ノードとし、当該無線中継局及びそれに所属する無線中継局は1つの無線伝送サブ網を構成し、当該代理ノードにより、それが位置する無線伝送サブ網の無線ネットワークトポロジー情報構成を設立し、また、当該無線伝送サブ網のネットワークトポロジー関係の変更が起こる時に無線ネットワークトポロジー情報を更新し、それが位置する無線伝送ネットワークグループの管理ノードに報告し、管理ノードにより、本無線伝送ネットワークグループの無線ネットワークトポロジー情報の更新を完成することを特徴とする請求項1に記載の自適応管理方法。
  4. 前記無線ネットワークトポロジー情報構成は、無線ネットワークにおける無線リンクの2つの端ノード情報、及びいずれか2つのノードの接続関係情報を含み、接続がある場合に、ジャンプ数情報をさらに含むことを特徴する請求項1或いは3に記載の自適応管理方法。
  5. 前記管理ノードは、無線中継局の切替過程において、ネットワークトポロジー関係に基づき、切替先となる目標無線中継局のジャンプ数を判断し、所定のジャンプ数閾値を超える場合、そのリクエストを拒否し、或いは、それのために他の目標ノードを選択することを特徴とする請求項4に記載の自適応管理方法。
  6. 前記無線伝送ネットワークグループにおける管理ノードは、無線伝送ネットワークグループの無線リンク状況情報をさらに検知及び記録し、無線リンク状況情報の変更を検知した場合、元の無線リンク状況情報を更新して、本グループの無線ネットワークトポロジー情報、無線リンク状況情報及び管理方針を利用し、それに所属する無線中継局及び/或いは移動端末に対して管理を行うことを特徴とする請求項1に記載の自適応管理方法。
  7. 前記無線リンク状況情報は、チャンネルキャリア干渉比/キャリアノイズ比、無線リンクパケットロスト/パケットエラーレート、無線リンクの処理と伝送遅延、無線リンクの実際スループット、無線リンク配置のリソースというパラメーターのうちの1つ或いは任意の組合を含むことを特徴とする請求項6に記載の自適応管理方法。
  8. 前記無線リンク状況情報は、サービス信号に対する検知結果から獲得され、管理ノードに直接に接続される無線リンクについて、管理ノードは、アップリンク状況に関するパラメーターを検知して、ダウンリンク状況に関するパラメーターを報告することを対向の端ノードに要求し、他のノードの間のリンク状況について、そのなかの1ジャンプ上のノードにより同じ方法で獲得されて、管理ノードに報告されることを特徴とする請求項6に記載の自適応管理方法。
  9. 前記無線リンク状況情報は、テスト信号に対する計測結果から獲得され、管理ノードは、1回或いは1連のテスト信号を外部に送信するように、トポロジーにおけるある1つ或いは複数のノードを指定するとともに、テストを合わせて、テスト結果を、信号を送信したノードに返信し或いは管理ノードに直接に送信するように他のノードを指示し、信号を送信したノード或いは管理ノードは、検知結果に基づき、係る無線リンクの状況情報を獲得し、信号を送信したノードは管理ノードではない場合、更新された無線リンク状況情報を管理ノードに報告する必要があり、管理ノードは、現在の無線ネットワークトポロジー情報と新たな無線リンク状況情報とに基づき、無線伝送ネットワーク接続関係の調整を行うことを特徴とする請求項6に記載の自適応管理方法。
  10. 前記管理ノードは、基地局と、無線中継局がアクセスされている全ての無線中継局とを選択して、1回或いは1連のテスト信号を送信し、テストを合わせてテスト結果を返信するようにトポロジー関係における対向の端ノードを指定し、管理ノードは、テスト結果に基づき、無線伝送ネットワークグループにおける無線リンク状況情報を分析及び更新して、現在の無線ネットワークトポロジー情報と新たな無線リンク状況情報とに基づき、無線伝送ネットワーク接続関係の調整を行うことを特徴とする請求項6に記載の自適応管理方法。
  11. 前記管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報を、本グループの無線中継局及び/或いはカバー範囲内の移動端末にさらに伝送し、
    無線ネットワークトポロジー情報を獲得した無線中継局及び/或いは移動端末は、無線
    ネットワークトポロジー及び管理方針を利用して、無線伝送グループの接続最適化を行うことを特徴とする請求項1に記載の自適応管理方法。
  12. 前記管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報を、本グループの全ての無線中継局、或いは他の無線中継局がアクセスされている無線中継局、或いはNジャンプ目の前の無線中継局に伝送し、
    及び/或いは、無線中継局は、本グループの管理ノードに無線ネットワークトポロジー
    情報をリクエストし、管理ノードは、リクエスト内容に基づき、対応な無線ネットワークトポロジー情報を提供することを特徴とする請求項11に記載の自適応管理方法。
  13. 前記管理ノードは、本グループの無線ネットワークトポロジー情報に対してブロードキャストを行い、本無線伝送ネットワークグループのカバー範囲内の無線中継局及び/或いは移動端末に伝送することを特徴とする請求項11に記載の自適応管理方法。
  14. 前記管理ノードは本グループの無線ネットワークトポロジー情報を本グループの無線中継局に伝送する時に、現在のダウンリンクデータ指示メッセージにおいて、無線ネットワークトポロジー情報と無線リンク状況情報データの位置及びサイズ情報を指示するための配置指示情報ユニットを増加し、或いは、直接に配置指示メッセージを使用し、無線ネットワークトポロジー情報と無線リンク状況情報を運ぶことを特徴とする請求項11に記載の自適応管理方法。
  15. 前記管理ノードは、隣接セルの無線ネットワークトポロジー情報、或いは無線ネットワークトポロジー情報及び無線リンク状況情報を、本グループの全て或いは一部の無線中継局に伝送し、これらの無線中継局或いはこれらのカバー範囲内の移動端末は切替の時に隣接セルの信号を検知した場合、前記情報に基づき、管理方針を利用して目標ノードを選択することを特徴とする請求項14に記載の自適応管理方法。
  16. 前記管理ノードは、本グループの無線リンク状況情報を、本グループの無線中継局及び/或いはカバー範囲内の移動端末にさらに伝送し、
    無線リンク状況情報を獲得した無線中継局及び/或いは移動端末は、無線ネットワーク
    トポロジー情報と無線リンク状況情報と管理方針とを利用して、無線伝送グループの接続最適化を行うことを特徴とする請求項6或いは11に記載の自適応管理方法。
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