JP5427139B2 - 基地局及びセルラ無線通信システム - Google Patents
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Description
端末からフェムトセル基地局への上り通信において、フェムトセル内のパスロスを補償するような、端末の送信電力制御を実施すると、フェムトセル基地局内の端末に対して高スループット通信を実現できるが、マクロセル基地局の端末に対する与干渉が増加する。
フェムトセル基地局は、セル内端末の分布を収集し、セル内端末の中から、セルセンタおよびセルエッジを代表する端末を選択する。さらに、フェムトセル基地局は、セルセンタ、セルエッジの端末それぞれについて、マクロセル基地局が許容可能な最大送信電力を計算する。フェムトセル基地局は、前記最大送信電力を超えない範囲で、セルセンタおよびセルエッジの送信電力をそれぞれ決定し、決定した電力値に端末が制御できるように、送信電力制御のパラメータを調節して、端末に対して通知する。
複数の基地局と、通信する前記基地局とのパスロスと所定の送信電力制御パラメータとに基づく送信電力制御を行う複数の端末とを備えるセルラ無線通信システムにおける前記基地局であって、
前記複数の端末が測定した、自基地局からの下り参照信号の受信品質情報と、自基地局に隣接する隣接基地局からの下り参照信号の受信品質情報とを、各端末から受信し、
該受信品質情報に基づき、前記複数の端末の中からセルセンタ端末とセルエッジ端末を選択し、
前記隣接基地局における予め定められた許容干渉電力量と、該隣接基地局と前記セルセンタ端末との第1のパスロスとに基づき、前記セルセンタ端末の第1の送信電力を求め、
前記隣接基地局における予め定められた許容干渉電力量と、該隣接基地局と前記セルエッジ端末との第2のパスロスとに基づき、前記セルエッジ端末の第2の送信電力を求め、
前記第1のパスロス及び前記セルセンタ端末の第1の送信電力と、前記第2のパスロス及び前記セルエッジ端末の第2の送信電力とを補間して、パスロスと送信電力の関係を表し、かつ、自基地局配下の前記端末における前記送信電力制御で用いられる送信電力制御パラメータを求め、
求められた送信電力制御パラメータを、自基地局配下の前記端末へ通知する前記基地局が提供される。
複数の端末と通信する第1基地局と、該第1基地局に隣接する第2基地局とを備え、前記端末が通信する前記基地局とのパスロスと所定の送信電力制御パラメータとに基づく送信電力制御を行うセルラ無線通信システムであって、
前記第1基地局は、
前記複数の端末が測定した、第1基地局からの下り参照信号の受信品質情報と、第2基地局からの下り参照信号の受信品質情報とを、各端末から受信し、
該受信品質情報に基づき、前記複数の端末の中からセルセンタ端末とセルエッジ端末を選択し、
前記第2基地局における予め定められた許容干渉電力量と、該第2基地局と前記セルセンタ端末との第1のパスロスとに基づき、前記セルセンタ端末の第1の送信電力を求め、
前記第2基地局における予め定められた許容干渉電力量と、該第2基地局と前記セルエッジ端末との第2のパスロスとに基づき、前記セルエッジ端末の第2の送信電力を求め、
前記第1のパスロス及び前記セルセンタ端末の第1の送信電力と、前記第2のパスロス及び前記セルエッジ端末の第2の送信電力とを補間して、パスロスと送信電力の関係を表し、かつ、自基地局配下の前記端末における前記送信電力制御で用いられる送信電力制御パラメータを求め、
求められた送信電力制御パラメータを、自基地局配下の前記端末へ通知する前記セルラ無線通信システムが提供される。
マクロセル基地局への影響最小化の観点から、フェムトセル基地局の設置容易性向上により、セルラ無線システムのホットスポット設置が容易になる。
図1は、本実施の形態のセルラ無線通信システムの構成図である。
本実施の形態の無線通信システムは、例えば、マクロセル基地局1201−Mとフェムトセル基地局1201−Hとを備える。端末1203は、マクロセル基地局1201−Mとフェムトセル基地局1201−Hと通信可能である。
フェムトセル基地局1201−Hは、起動後の初期設定P101に従う送信電力制御パラメータの設定を実施する。初期設定P101で設定されるパラメータは、フェムトセル基地局の出荷時のプリインストールパラメータであっても良いし、OAM装置(管理装置)により設定されたパラメータであっても良い。
P105の許容最大送信電力の計算方法を図5と図6を用いて説明する。
フェムトセル基地局1201−Hは、マクロセル基地局1201−Mが送信した下り送信電力501と、端末1203−Hが受信・測定したマクロセル基地局1201−Mからの下り受信電力502から、端末1203−Hとマクロセル基地局1201−Mとの間のPathloss503を計算する。マクロセル基地局からの下り送信電力は、後述するように適宜取得できる。求まったPathloss503と、マクロセル基地局1201−Mが受ける干渉電力の許容される干渉電力量504の差(各々の絶対値の和)をとると、フェムトセル基地局1201−Hが送信する許容最大送信電力505が算出できる。
Transmitter(送信機)411は、フェムトセル基地局1201−Hが、端末1203−Hに対して下り信号を送信するブロックである。下り信号をベースバンド信号からRF(Radio Frequency)信号へ変換する処理も含んでもよい。電波を送信するための送信アンテナも含む。Receiver(受信機)412は、フェムトセル基地局1201−Hが、端末1203−Hからの上り信号を受信するブロックである。上り信号をRF信号からベースバンド信号へ変換する処理を含んでも良い。電波を受信する受信アンテナも含む。送受信アンテナは、共用してもよい。Network I/F(ネットワークインタフェース)413は、フェムトセル基地局1201−Hが、バックホール回線を通して、コアネットワーク1202に接続するためのインタフェースである。コアネットワーク1202に接続する事により、基地局間の情報交換や、モビリティ管理、OAM装置との交信、端末1203−Hが望むデータの送受、通話などの、移動体通信の機能を提供できる。
メモリ部401には、図4のような受信電力報告値管理テーブル4011を保持しておく。また、CPU/DSP部402は、例えば本実施の形態の特徴処理である、P103〜P108までの処理を実行するプログラムがあっても良い。Logic Circuit404は、CPU/DSP部402が実行するプログラムの機能をサポートする部位である。I/F部403は、無線のアンテナとのインタフェースや、バックホール回線とのインタフェースなどの総称である。
一方、本実施の形態では、基地局が一括して、全端末が共通で使用する電力制御パラメータを設定する事により、セル内の全端末1203−Hが干渉許容電力を無意識に考慮できる方式となる。
実施例1に記載の手法を、LTEへの適用を前提に詳細な実施手段を説明する。図2のP102で端末1203−HがMeasurementを実施するための条件を、P101の初期設定で値を設定し、RRC messageを用いて通知しても良い。
実施例1において、P107において、セルエッジ端末の許容最大送信電力が小さい場合を考える。許容最大送信電力が小さい場合、フェムトセル基地局1201−Hで見積もった通信品質が期待よりも悪くなる事が有る。
この場合、セルエッジ端末に対するスケジューリング方法と連動して制御を実施し、電力密度を下げる、あるいは割当リソース数を増加させることにより対応しても良い。フェムトセル基地局のような、収容人数の少ない基地局においては、リソース量を多めに使用する回避方法が取りやすい。
周波数方向に割当リソースを増加させる場合は、リソースごとの電力密度を下げて、割当リソース数を増やす事により、干渉が分散される効果が期待できる。
本実施例によれば、無線リソースあたりの干渉電力密度を下げる事により、干渉が分散される効果が発揮される。干渉が分散された結果、マクロセル基地局では、端末あたりへの干渉の影響を低減する事ができる。
本実施例においては、セルセンタ端末とセルエッジ端末の選択方法が電力制御の大きな性能変化をもたらす。フェムトセル基地局の適用ケースでは、屋内設置が多いため、建物の1階と2階の天井、壁によるPenetration Lossの考慮は重要な課題である。
402 ハードウェア構成:プログラム実行ユニットCPU/DSP
403 ハードウェア構成:インタフェース部
404 ハードウェア構成:特定の機能を実行するための論理回路
411 送信機
412 受信機
413 ネットワークインタフェース
414 Layer1機能
415 Layer2、3機能
416 統計情報取得部
417 電力制御パラメータ決定処理部
501 マクロセル基地局の送信電力
502 フェムトセル基地局配下の端末におけるマクロセル基地局の受信電力
503 フェムトセル基地局配下の端末とマクロセル基地局間のPathloss
504 マクロセル基地局で許容できる干渉電力
505 フェムトセル基地局配下の端末の「許容最大送信電力」
511 フェムトセル基地局配下のセルセンタ端末の送信電力
512 フェムトセル基地局配下のセルエッジ端末の送信電力
513 フェムトセル基地局配下の端末の送信電力
514 フェムトセル基地局配下の端末の電力を計算する1次補間を意味する線
1201 無線通信システムの基地局
1201−H フェムトセル基地局
1201−M マクロセル基地局
1202 無線通信システムのコアネットワーク
1203 無線通信システムの端末
Claims (18)
- 複数の基地局と、通信する前記基地局とのパスロスと所定の送信電力制御パラメータとに基づく送信電力制御を行う複数の端末とを備えるセルラ無線通信システムにおける前記基地局であって、
前記複数の端末が測定した、自基地局からの下り参照信号の受信品質情報と、自基地局に隣接する隣接基地局からの下り参照信号の受信品質情報とを、各端末から受信し、
該受信品質情報に基づき、前記複数の端末の中からセルセンタ端末とセルエッジ端末を選択し、
前記隣接基地局における予め定められた許容干渉電力量と、該隣接基地局と前記セルセンタ端末との第1のパスロスとに基づき、前記セルセンタ端末の第1の送信電力を求め、
前記隣接基地局における予め定められた許容干渉電力量と、該隣接基地局と前記セルエッジ端末との第2のパスロスとに基づき、前記セルエッジ端末の第2の送信電力を求め、
前記第1のパスロス及び前記セルセンタ端末の第1の送信電力と、前記第2のパスロス及び前記セルエッジ端末の第2の送信電力とを補間して、パスロスと送信電力の関係を表し、かつ、自基地局配下の前記端末における前記送信電力制御で用いられる送信電力制御パラメータを求め、
求められた送信電力制御パラメータを、自基地局配下の前記端末へ通知する前記基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
前記端末から受信する受信品質情報の統計情報を管理する統計情報取得部
を具備し、前記セルセンタ端末及び前記セルエッジ端末が、受信品質情報の瞬時値あるいは統計値を基に選択されることを特徴とする基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
前記セルセンタ端末の第1の送信電力は、
前記基地局が、隣接基地局が許容する予め定められた前記許容干渉電力量と、該隣接基地局と前記セルセンタ端末との第1のパスロスとに基づき、前記セルセンタ端末の許容最大送信電力を求め、
前記基地局が、所定のTarget MCSが示す変調方式と符号化率での通信を成功させる送信電力が、求められた前記セルセンタ端末からの許容最大送信電力以下であるような、前記Target MCSを選択し、
選択されたTarget MCSが示す変調方式と符号化率での通信を成功させる前記送信電力と、許容最大送信電力との範囲内で求められる基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
隣接基地局が許容する予め定められた前記許容干渉電力量と、該隣接基地局と前記セルエッジ端末との第2のパスロスとに基づき、前記セルエッジ端末の許容最大送信電力を求め、該セルエッジ端末の許容最大送信電力を、前記セルエッジ端末の第2の送信電力とする基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
求められた前記セルエッジ端末の許容最大送信電力から、自基地局での受信品質を求め、
求められた自基地局での受信品質が、所定のTarget MCSが示す変調方式と符号化率での通信を成功させる受信品質を満たすような、前記Target MCSを選択し、
選択されたTarget MCSと、第2の送信電力とを記憶する基地局。 - 請求項2に記載の基地局であって、
前記セルセンタ端末及び前記セルエッジ端末の選択時に、受信された受信品質情報の履歴を利用し、受信頻度による重みを持たせる事を特徴とする基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
前記端末からの受信品質情報に含まれる自基地局からの受信電力と隣接基地局からの受信電力との差が、予め定められた閾値値以上であることを条件として、該条件を満たす前記端末の中からセルセンタ端末が選択されることを特徴とする基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
前記端末からの受信品質情報に含まれる自基地局からの受信電力と隣接基地局からの受信電力との差が、予め定められた閾値以下であることを条件として、該条件を満たす前記端末の中からセルエッジ端末が選択されることを特徴とする基地局。 - 請求項1に記載の基地局であって、
前記第1のパスロス及び前記セルセンタ端末の第1の送信電力と、前記第2のパスロス及び前記セルエッジ端末の第2の送信電力とを一次補間することを特徴とする基地局。 - 請求項9に記載の基地局であって、一次補間で求められる前記送信電力制御パラメータが、LTE標準で規定されている電力制御数式の、パスロスに乗ずる係数α及び基準電力P0_PUSCHであることを特徴とする基地局。
- 請求項1に記載の基地局であって、前記セルエッジ端末が許容最大送信電力での通信時、スケジューリングによる割当リソース数を増やし、電力密度を低下させることを特徴とする基地局。
- 請求項11に記載の基地局であって、割当を増加するリソースが周波数方向リソースであることを特徴とする基地局。
- 請求項11に記載の基地局であって、割当を増加するリソースが時間方向リソースであることを特徴とする基地局。
- 請求項1に記載の基地局であって、前記基地局の通信エリアであるセルは、前記隣接基地局の通信エリアであるセルよりも小さいことを特徴とする基地局。
- 請求項1に記載の基地局であって、前記受信品質情報は、下り参照信号の受信電力を表すことを特徴とする基地局。
- 請求項1に記載の基地局であって、
前記第1のパスロスは、前記基地局が、隣接基地局が送信する予め定められた送信電力を取得し、該送信電力と、前記セルセンタ端末から受信した、隣接基地局からの下り参照信号の受信品質情報との差をとることで求められ、
前記第2のパスロスは、前記基地局が、隣接基地局が送信する予め定められた送信電力を取得し、該送信電力と、前記セルエッジ端末から受信した、隣接基地局からの下り参照信号の受信品質情報との差をとることで求められることを特徴とする基地局。 - 複数の端末と通信する第1基地局と、該第1基地局に隣接する第2基地局とを備え、前記端末が通信する前記基地局とのパスロスと所定の送信電力制御パラメータとに基づく送信電力制御を行うセルラ無線通信システムであって、
前記第1基地局は、
前記複数の端末が測定した、第1基地局からの下り参照信号の受信品質情報と、第2基地局からの下り参照信号の受信品質情報とを、各端末から受信し、
該受信品質情報に基づき、前記複数の端末の中からセルセンタ端末とセルエッジ端末を選択し、
前記第2基地局における予め定められた許容干渉電力量と、該第2基地局と前記セルセンタ端末との第1のパスロスとに基づき、前記セルセンタ端末の第1の送信電力を求め、
前記第2基地局における予め定められた許容干渉電力量と、該第2基地局と前記セルエッジ端末との第2のパスロスとに基づき、前記セルエッジ端末の第2の送信電力を求め、
前記第1のパスロス及び前記セルセンタ端末の第1の送信電力と、前記第2のパスロス及び前記セルエッジ端末の第2の送信電力とを補間して、パスロスと送信電力の関係を表し、かつ、自基地局配下の前記端末における前記送信電力制御で用いられる送信電力制御パラメータを求め、
求められた送信電力制御パラメータを、自基地局配下の前記端末へ通知する前記セルラ無線通信システム。 - 請求項17に記載のセルラ無線通信システムであって、
前記第1基地局は、フェムトセル基地局であり、
前記第2基地局は、マクロセル基地局であるセルラ無線通信システム。
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