JP5259833B2 - 無線基地局及び通信制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、他の無線基地局に接続する無線端末から受ける干渉を、前記他の無線基地局に制御させるための処理を行う無線基地局、及び、当該無線基地局の通信制御方法に関する。
無線通信システムにおいて、無線端末から接続先の無線基地局に対する上り方向の無線通信が行われる場合、周辺の無線基地局(neighboring 基地局)が無線端末から受ける干渉を制御することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
3GPPの規格であるLTE(Long Term Evolution)においても、同様である。LTEでは、無線基地局間で、OI(Overload Indicator)と称される干渉状況に関する情報をやりとりすることによって、1の無線基地局が、周辺の無線基地局に接続する無線端末から受ける干渉(周辺セルからの上り方向の干渉)を制御することが想定されている。
具体的には、1の無線基地局は、リソースブロック(RB)と称される無線リソース単位で、周辺セルからの上り方向の干渉電力を測定し、当該干渉電力に応じて、「干渉が小さい」、「干渉が大きい」、「干渉が非常に大きい」といった3値の情報を周辺の無線基地局へ送信する。この3値情報を受信した周辺の無線基地局は、当該3値情報を用いて、接続している無線端末における送信電力(上り方向の送信電力)の制御を行うことができる。例えば、周辺の無線基地局は、干渉電力が「非常に大きい」との情報を受信した場合には、上り方向の送信電力を下げるように、無線端末の制御を行い、1の無線基地局における上り方向の干渉電力を低減させる。
特開平5−30022号公報
しかしながら、無線通信の負荷の分散のために、種類の異なる基地局を大量に配置するヘテロジーニアスの無線通信システムやマイクロセルの無線通信システム等が構成される場合、全ての基地局において均等にトラフィックが発生するとは限らず、いくつかの基地局ではトラフィックが非常に小さいというような状況が考えられる。このようなトラフィックが非常に小さい基地局が、上述したように、周辺セルからの上り方向の干渉電力のみに従って、OIを送信すると、周辺の無線基地局が、必要以上に上り方向の送信電力を下げる制御を行ってしまう場合があり、無線通信システム全体の通信容量の低下を招く可能性がある。
そこで、本発明は、無線通信システム全体の通信容量の低下を防止することが可能な無線基地局及び通信制御方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第1の特徴は、他の無線基地局(第2無線基地局1B)に接続する無線端末(無線端末2B)から受ける干渉を、前記他の無線基地局に制御させるための処理を行う無線基地局(第1無線基地局1A)であって、前記無線端末から受ける干渉電力を測定する干渉電力測定部(干渉電力測定部150)と、自無線基地局における無線通信の負荷を測定する通信負荷測定部(通信負荷測定部152)と、前記通信負荷測定部により測定された前記無線通信の負荷に基づいて、前記干渉電力測定部により測定された前記干渉電力に関連する情報である干渉情報を生成する干渉情報生成部(干渉情報生成部154)と、前記干渉情報生成部により生成された前記干渉情報を前記他の無線基地局へ送信する送信部(送信処理部156)とを備えることを要旨とする。
このような無線基地局は、他の無線基地局に接続する無線端末から受ける干渉電力を測定するだけではなく、自無線基地局における無線通信の負荷をも測定し、当該無線通信の負荷に基づいて、干渉電力に関連する情報である干渉情報を生成して、他の無線基地局へ送信する。これにより、他の無線基地局は、干渉情報の送信元である無線基地局における無線通信の負荷を考慮して、無線端末の送信電力を制御することが可能となり、必要以上に送信電力が低下することによる無線通信システム全体の通信容量の低下を防止することが可能となる。
本発明の第2の特徴は、前記干渉情報生成部は、前記無線通信の負荷が小さいほど、干渉電力が小さいことを示す前記干渉情報を生成することを要旨とする。
本発明の第3の特徴は、前記干渉情報生成部は、前記無線通信の負荷を示す値と、前記干渉電力を示す値とを乗算した値に基づいて、前記干渉情報を生成することを要旨とする。
本発明の第4の特徴は、前記干渉情報生成部は、前記無線通信の負荷を示す値が第1の閾値以上であり、且つ、前記干渉電力を示す値が第2の閾値以上である場合に、干渉が大きいことを示す前記干渉情報を生成することを要旨とする。
本発明の第5の特徴は、前記干渉電力測定部は、所定の周波数帯域の無線リソースにおける干渉電力を測定し、前記干渉情報生成部は、前記所定の周波数帯域の無線リソースに対応する干渉情報を生成することを要旨とする。
本発明の第6の特徴は、前記干渉電力測定部は、無線端末に割り当てられた無線リソースについて最小割り当て単位毎に干渉電力を測定し、前記干渉情報生成部は、前記無線端末に割り当てられた無線リソースについて最小割り当て単位毎に干渉情報を生成することを要旨とする。
本発明の第7の特徴は、他の無線基地局に接続する無線端末から受ける干渉を、前記他の無線基地局に制御させるための処理を行う無線基地局における通信制御方法であって、前記無線基地局が、前記無線端末から受ける干渉電力を測定するステップと、前記無線基地局が、自無線基地局における無線通信の負荷を測定するステップと、前記無線基地局が、測定された前記無線通信の負荷に基づいて、測定された前記干渉電力に関連する情報である干渉情報を生成するステップと、前記無線基地局が、生成された前記干渉情報を前記他の無線基地局へ送信するステップとを備えることを要旨とする。
本発明の第8の特徴は、無線リソースブロックを自セル内の無線端末に割り当てて上りリンクの通信を行う無線基地局の通信制御方法であって、前記無線基地局が、前記上りリンクにおいて干渉を受けている無線リソースブロックを示す干渉情報を、他の無線基地局へ送信する干渉情報送信ステップを含み、前記干渉情報は、前記無線基地局における無線通信の負荷に基づいて生成されることを特徴とする。
本発明によれば、無線通信システム全体の通信容量の低下を防止することが可能となる。
図1は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。 図2は、本発明の実施形態に係る第1無線基地局の構成図である。 図3は、本発明の実施形態に係る第2無線基地局の構成図である。 図4は、本発明の実施形態に係る第1無線基地局の動作を示すフローチャートである。 図5は、本発明の実施形態に係る第2無線基地局の動作を示すフローチャートである。
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、(1)無線通信システムの構成、(2)無線基地局の動作、(3)作用・効果、(4)その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
(1)無線通信システムの構成
(1.1)無線通信システムの全体概略構成
図1は、本発明の実施形態に係る無線通信システム10の全体概略構成図である。無線通信システム10は、例えば、第3.9世代(3.9G)携帯電話システムであるLTE Release9 や、第4世代(4G)携帯電話システムとして位置づけられているLTE-Advancedに基づく構成を有する。
図1に示すように、無線通信システム10は、セル3Aを形成する第1無線基地局1Aと、セル3Bを形成する第2無線基地局1Bとを有する。セル3Bは、セル3Aのneighbor cellである。セル3A及びセル3Bの半径は、例えば数百[m]程度である。第1無線基地局1Aには、セル3A内に存在する無線端末2Aが接続しており、第2無線基地局1Bには、セル3B内に存在する無線端末2Bが接続している。
第1無線基地局1A及び第2無線基地局1Bは、通信事業者がセル間干渉を考慮した置局設計に基づく場所に設置される。
第1無線基地局1Aと第2無線基地局1Bとの間は、図示しない専用線等によって接続され、トランスポート層の論理的な伝送路であるX2コネクションが確立されている。
第1無線基地局1Aは、無線端末2Aに対して、最小割り当て単位の無線リソースである上り方向及び下り方向のリソースブロック(RB:Resource Block)を1又は複数割り当て、当該無線端末2Aとの間で無線通信を行う。同様に、第2無線基地局1Bは、無線端末2Bに対して、上り方向及び下り方向のリソースブロックを1又は複数割り当て、当該無線端末2Bとの間で無線通信を行う。
第1無線基地局1Aと無線端末2Aとが接続して無線通信を行っている場合における、当該無線通信に用いられる上りリンク(無線端末2Aから第1無線基地局1Aに向かうリンクであり、以下、「第1上りリンク」と称する)に対応するリソースブロックの周波数帯域と、第2無線基地局1Bと無線端末2Bとが接続して無線通信を行っている場合における、当該無線通信に用いられる上りリンク(無線端末2Bから第2無線基地局1Bに向かうリンクであり、以下、「第2上りリンク」と称する)に対応するリソースブロックの周波数帯域とが同一である場合、無線端末2Bから第2無線基地局1Bへ第2上りリンクを用いて送信される無線信号によって、無線端末2Aと無線通信を行っている第1無線基地局1Aは干渉を受けることになる。
本実施形態では、上述したように、第1無線基地局1Aが無線端末2Bから干渉を受ける場合に、第1無線基地局1Aは、第2無線基地局1Bに対して、無線端末2Bの送信電力の制御を要求し、第2無線基地局1Bは、当該要求に応じて、無線端末2Bの送信電力を制御することによって、干渉を低減させる。
(1.2)第1無線基地局1Aの構成
図2は、第1無線基地局1Aの構成を示すブロック図である。図2に示すように、第1無線基地局1Aは、制御部102、記憶部103、有線通信部104、無線通信部105及びアンテナ部107を有する。
制御部102は、例えばCPUによって構成され、第1無線基地局1Aが具備する各種機能を制御する。記憶部103は、例えばメモリによって構成され、第1無線基地局1Aにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。
有線通信部104は、第2無線基地局1Bとの間で、データの送信及び受信を行う。無線通信部105は、例えば無線周波数(RF)回路やベースバンド(BB)回路等を用いて構成され、アンテナ部107を介して、無線端末2Aとの間で、無線信号の送信及び受信を行う。また、無線通信部105は、送信信号の符号化及び変調と、受信信号の復調及び復号とを行う。更には、無線通信部105は、受信信号の復調及び復号によって得られた受信データを制御部102へ出力する。
無線通信部105は、干渉電力測定部150を有する。制御部102は、通信負荷測定部152、干渉情報生成部154及び送信処理部156を有する。
無線通信部105内の干渉電力測定部150は、無線端末2Aから第1上りリンクを用いて送信される無線信号を受信している間に、無線端末2Bから第2無線基地局1Bへ第2上りリンクを用いて送信される無線信号によって受ける干渉の電力を測定する。具体的には、干渉電力測定部150は、受信した無線信号のうち、無線端末2Bから第2無線基地局1Bへ第2上りリンクを用いて送信される無線信号の成分についての電力を、無線端末2Aに割り当てられた1又は複数のリソースブロック毎に測定する。
制御部102内の通信負荷測定部152は、第1無線基地局1Aにおける処理可能な最大のトラフィック量に対する、実際のトラフィック量の比率(トラフィック量比率)を、第1無線基地局1Aにおける無線通信の負荷として算出する。具体的には、通信負荷測定部152は、制御部102から無線通信部105へ出力される送信データの量を測定する。更に、通信負荷測定部152は、測定した送信データ量を、予め定められている処理可能な最大の下り方向のトラフィック量で除算することにより、トラフィック量比率を算出する。あるいは、通信負荷測定部152は、無線通信部105から制御部102へ出力される受信データの量を測定する。更に、通信負荷測定部152は、測定した受信データ量を、予め定められている処理可能な最大の上り方向のトラフィック量で除算することにより、トラフィック量比率を算出する。
処理可能な最大の下り方向のトラフィック量や、処理可能な最大の上り方向のトラフィック量は、記憶部103に記憶されている。更には、通信負荷測定部152は、算出したトラフィック量比率を、第1無線基地局1Aと無線端末2Aとの間の無線通信において要求されるスループットや、要求されるデータ量が大きいほど、大きくなるように補正してもよい。
制御部102内の干渉情報生成部154は、干渉電力測定部150によって測定された、リソースブロック毎の干渉電力値のそれぞれに、通信負荷測定部152によって測定されたトラフィック量比率を乗算する。
次に、干渉情報生成部154は、OI(Overload Indicator)としての「0」、「1」の2値の干渉情報を生成する。具体的には、干渉情報生成部154は、リソースブロック毎の乗算値のそれぞれについて、当該乗算値が第1の閾値以上である場合には、干渉が大きいことを示す「1」を干渉情報として生成し、当該乗算値が第1の閾値未満である場合には、干渉が小さいことを示す「0」を干渉情報として生成する。ここで、第1の閾値は、予め記憶部103に記憶されている。
制御部102内の送信処理部156は、無線端末2Bから第2無線基地局1Bへ第2上りリンクを用いて送信される無線信号に対応する受信データに含まれる、無線信号の送信元である無線端末2Bの識別情報と、送信先である第2無線基地局1Bの識別情報とを抽出する。次に、送信処理部156は、干渉情報生成部154によって生成された、リソースブロック毎の干渉情報に、当該干渉情報に対応するリソースブロックの識別情報と、抽出した無線端末2Bの識別情報とを付加する。更に、送信処理部156は、リソースブロック毎の干渉情報の送信先を、抽出した第2無線基地局1Bの識別情報に設定し、リソースブロックの識別情報及び無線端末2Bの識別情報付きの干渉情報を、有線通信部104を介して、第2無線基地局1Bへ送信する。
(1.3)第2無線基地局1Bの構成
図3は、第2無線基地局1Bの構成を示すブロック図である。図3に示すように、第2無線基地局1Bは、制御部112、記憶部113、有線通信部114、無線通信部115及びアンテナ部117を有する。
制御部112は、例えばCPUによって構成され、第2無線基地局1Bが具備する各種機能を制御する。記憶部113は、例えばメモリによって構成され、第2無線基地局1Bにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。
有線通信部114は、第1無線基地局1Aとの間で、データの送信及び受信を行う。無線通信部115は、例えば無線周波数(RF)回路やベースバンド(BB)回路等を用いて構成され、アンテナ部117を介して、無線端末2Bとの間で、無線信号の送信及び受信を行う。また、無線通信部115は、送信信号の符号化及び変調と、受信信号の復調及び復号とを行う。更には、無線通信部115は、受信信号の復調及び復号によって得られた受信データを制御部112へ出力する。
制御部112は、受信処理部160及び無線端末送信電力制御部162を有する。
制御部112内の受信処理部160は、有線通信部114を介して、第1無線基地局1Aからのリソースブロック毎の干渉情報を受信する。
制御部112内の無線端末送信電力制御部162は、受信処理部160によって受信された、リソースブロック毎の干渉情報に基づいて、無線端末2Bの送信電力を制御する。具体的には、無線端末送信電力制御部162は、受信処理部160によって受信された、リソースブロック毎の干渉情報のそれぞれに付加されていた無線端末2Bの識別情報に基づいて、送信電力の制御対象となる無線端末2Bを決定する。次に、無線端末送信電力制御部162は、干渉情報が「1」である場合には、当該干渉情報に付加されていたリソースブロックの識別情報を含んだ送信電力の低下要求を生成する。
更に、無線端末送信電力制御部162は、生成した送信電力の低下要求を、無線通信部115及びアンテナ部117を介して、無線端末2Bへ送信する。無線端末2Bは、この送信電力の低下要求を受信すると、当該送信電力の低下要求に付加されていたリソースブロックの識別情報に対応するリソースブロックについて、送信電力を低下させる。
(2)無線基地局の動作
(2.1)第1無線基地局1Aの動作
図4は、第1無線基地局1Aの動作を示すフローチャートである。ステップS101において、無線通信部105内の干渉電力測定部150は、無線端末2Aから第1上りリンクを用いて送信される無線信号を受信している間に、無線端末2Bから第2無線基地局1Bへ第2上りリンクを用いて送信される無線信号によって受ける干渉の電力を、無線端末2Aに割り当てられたリソースブロック毎に測定する。
ステップS102において、制御部102内の通信負荷測定部152は、第1無線基地局1Aにおける処理可能な最大のトラフィック量に対する、実際のトラフィック量の比率(トラフィック量比率)を算出する。
ステップS103において、制御部102内の干渉情報生成部154は、各リソースブロック毎の干渉電力値のそれぞれに、通信負荷測定部152によって測定されたトラフィック量比率を乗算する。
ステップS104において、制御部102内の干渉情報生成部154は、各リソースブロック毎の乗算値のそれぞれに対応する、リソースブロック毎の干渉情報を生成する。
ステップS105において、制御部102内の送信処理部156は、第2無線基地局1Bへリソースブロック毎の干渉情報を送信する。
(2.2)第2無線基地局1Bの動作
図5は、第2無線基地局1Bの動作を示すフローチャートである。ステップS201において、制御部112内の受信処理部160は、第1無線基地局1Aからのリソースブロック毎の干渉情報を受信する。
ステップS202において、制御部112内の無線端末送信電力制御部162は、受信されたリソースブロック毎の干渉情報に基づいて、無線端末2Bの送信電力を制御する。
(3)作用・効果
本実施形態における無線通信システム10では、第1無線基地局1Aは、無線端末2Bから第2無線基地局1Bへ第2上りリンクを用いて送信される無線信号によって受ける干渉の電力を、無線端末2Aに割り当てられた1又は複数のリソースブロック毎に測定するとともに、第1無線基地局1Aにおけるトラフィック量比率を算出する。更に、第1無線基地局1Aは、リソースブロック毎の干渉電力値のそれぞれに、通信負荷測定部152によって測定されたトラフィック量比率を乗算し、当該リソースブロック毎の乗算値のそれぞれに対応する、リソースブロック毎の干渉情報を生成して、第2無線基地局1Bへ送信する。
また、本実施形態における無線通信システム10では、第2無線基地局1Bは、第1無線基地局1Aからのリソースブロック毎の干渉情報を受信し、当該リソースブロック毎の干渉情報に基づいて、無線端末2Bの送信電力を制御する。
第1無線基地局1Aにおける無線通信の負荷が小さい場合には、干渉の発生源である無線端末2Bにおける送信電力を低下させなくても、無線端末2Aに割り当てるリソースブロックを変更すること等によって、干渉を回避することは可能である。従って、無線端末2Bにおける送信電力が、第1無線基地局1Aにおける干渉電力のみならず、無線通信の負荷をも考慮された状態で制御されることにより、無線端末2Bにおいて必要以上に送信電力が低下することによる無線通信システム10全体の通信容量の低下を防止することが可能となる。
(4)その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
上述した実施形態では、第1無線基地局1Aが、当該第1無線基地局1Aにおけるトラフィック量比率と干渉電力値とを乗算した値と、閾値との比較によって、干渉情報を生成したが、無線通信の負荷を考慮した干渉情報の生成手法はこれに限定されない。
例えば、制御部102内の干渉情報生成部154は、干渉電力値が第3の閾値以上であって、且つ、トラフィック量比率が第4の閾値以上である場合に、干渉が大きいことを示す「1」を干渉情報として生成し、干渉電力値が第3の閾値未満、及び、トラフィック量比率が第4の閾値未満の少なくとも何れかである場合に、干渉が小さいことを示す「0」を干渉情報として生成してもよい。この場合、第3及び第4の閾値は、記憶部103に記憶されている。
更には、干渉情報は、2値の値でなくてもよい。例えば、第1無線基地局1Aにおける制御部102内の干渉情報生成部154は、干渉電力値とトラフィック量比率とを乗算した値を、干渉情報として生成してもよい。干渉情報は、トラフィック量比率が小さいほど、換言すれば、第1無線基地局1Aにおける無線通信の負荷が小さいほど、干渉が小さいことを示す情報となる。この場合、第2無線基地局1Bにおける制御部112内の無線端末送信電力制御部162は、干渉情報の値が大きいほど、送信電力の低下率が大きくなるような送信電力の低下要求を生成し、無線端末2Bへ送信する。
また、上述した実施形態では、第1無線基地局1Aは、リソースブロック毎に干渉電力を測定し、更に、干渉情報を生成、送信したが、無線端末2Aに割り当てられた全てのリソースブロックの干渉電力の平均値を算出し、当該干渉電力の平均値に対応する1つの干渉情報を生成、送信するようにしてもよい。この場合、第2無線基地局1Bは、1つの干渉情報、換言すれば、無線端末2Aに割り当てられた全てのリソースブロックに対応する干渉情報に基づいて、無線端末2Bの送信電力を制御する。
また、無線通信の負荷は、第1無線基地局1Aにおけるトラフィック量比率に限定されず、第1無線基地局1Aにおけるリソースブロックの使用率、第1無線基地局1Aにおけるトラフィック量そのもの、第1無線基地局1Aにおける無線通信に伴う処理の負荷等であってもよい。
また、上述した実施形態では、無線通信システム10は、LTE Release 9やLTE-Advancedに基づく構成であったが、他の通信規格に基づく構成であってもよい。
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
なお、日本国特許出願第2009−256482号(2009年11月9日出願)の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
本発明の無線基地局及び通信制御方法は、無線通信システム全体の通信容量の低下を防止することが可能であり、無線基地局及び通信制御方法として有用である。

Claims (8)

  1. 他の無線基地局に接続する無線端末から受ける干渉を、前記他の無線基地局に制御させるための処理を行う無線基地局であって、
    前記無線端末から受ける干渉電力を測定する干渉電力測定部と、
    自無線基地局における無線通信の負荷を測定する通信負荷測定部と、
    前記通信負荷測定部により測定された前記無線通信の負荷に基づいて、前記干渉電力測定部により測定された前記干渉電力に関連する情報である干渉情報を生成する干渉情報生成部と、
    前記干渉情報生成部により生成された前記干渉情報を前記他の無線基地局へ送信する送信部と
    を備える無線基地局。
  2. 前記干渉情報生成部は、前記無線通信の負荷が小さいほど、干渉電力が小さいことを示す前記干渉情報を生成する請求項1に記載の無線基地局。
  3. 前記干渉情報生成部は、前記無線通信の負荷を示す値と、前記干渉電力を示す値とを乗算した値に基づいて、前記干渉情報を生成する請求項1に記載の無線基地局。
  4. 前記干渉情報生成部は、前記無線通信の負荷を示す値が第1の閾値以上であり、且つ、前記干渉電力を示す値が第2の閾値以上である場合に、干渉が大きいことを示す前記干渉情報を生成する請求項1に記載の無線基地局。
  5. 前記干渉電力測定部は、所定の周波数帯域の無線リソースにおける干渉電力を測定し、
    前記干渉情報生成部は、前記所定の周波数帯域の無線リソースに対応する干渉情報を生成する請求項1に記載の無線基地局。
  6. 前記干渉電力測定部は、無線端末に割り当てられた無線リソースについて最小割り当て単位毎に干渉電力を測定し、
    前記干渉情報生成部は、前記無線端末に割り当てられた無線リソースについて最小割り当て単位毎に干渉情報を生成する請求項5に記載の無線基地局。
  7. 他の無線基地局に接続する無線端末から受ける干渉を、前記他の無線基地局に制御させるための処理を行う無線基地局の通信制御方法であって、
    前記無線基地局が、前記無線端末から受ける干渉電力を測定するステップと、
    前記無線基地局が、自無線基地局における無線通信の負荷を測定するステップと、
    前記無線基地局が、測定された前記無線通信の負荷に基づいて、測定された前記干渉電力に関連する情報である干渉情報を生成するステップと、
    前記無線基地局が、生成された前記干渉情報を前記他の無線基地局へ送信するステップと
    を備える通信制御方法。
  8. 無線リソースブロックを自セル内の無線端末に割り当てて上りリンクの通信を行う無線基地局の通信制御方法であって、
    前記無線基地局が、前記上りリンクにおいて干渉を受けている無線リソースブロックを示す干渉情報を、他の無線基地局へ送信する干渉情報送信ステップを含み、
    前記干渉情報は、
    前記無線基地局における無線通信の負荷に基づいて生成されることを特徴とする通信制御方法。
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