JP5585661B2 - 無線通信システム、通信制御装置、基地局および無線通信方法 - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信システム、通信制御装置、基地局および無線通信方法に関する。
現在、携帯電話システムや無線LAN(Local Area Network)などの無線通信システムが広く利用されている。また、無線通信の更なる高速化・大容量化を図るべく、次世代の無線通信技術について活発な議論が行われている。例えば、国際標準化団体の1つである3GPP(3rd Generation Partnership Project)では、最大で20MHzの周波数帯域を用いたデータ通信が可能なLTE(Long Term Evolution)と呼ばれる通信規格が提案されている。また、LTEの次世代の通信規格として、最大で20MHzの周波数帯域を5つ(100MHz)用いたデータ通信が可能なLTE−A(Long Term Evolution-Advanced)と呼ばれる通信規格が提案されている。
LTEやLTE−Aでは、MBSFN(Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network)と呼ばれるデータ送信方法が検討されている。MBSFN送信を行う無線通信システムでは、複数の基地局を含むMBSFNエリアが1つ以上形成される。同じMBSFNエリアに属する複数の基地局は、同一内容のデータを同一タイミングで同一周波数かつ同一変調方式を用いて送信する。MBSFNで送信されるデータは、例えば、MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service)データと呼ばれる。移動局は、複数の基地局から送信されたMBMSデータ信号を合成して復調・復号することで、MBMSデータの受信品質を向上させることができる。
なお、LTEに関して、移動局によって送受信に使用可能な周波数帯域が異なるとき、複数のセルを運用する基地局が移動局から能力情報を取得し、能力情報に基づいて移動局の移動先のセルを決定する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、MBSFNに関して、MBSFNエリア内のセルのうち移動局への無線リソースの割り当てを行うサービングセルにおいて、MBMSサービスが提供されている周波数を移動局に通知する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。また、MBSFNに関して、MCE(Multi-cell/multicast Coordination Entity)と呼ばれる制御装置が、移動局で評価されたMBMSサービス品質の報告を基地局経由で収集し、収集した報告に基づいて無線リソースの設定を行う技術が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
ところで、複数の基地局が同一内容のデータを同一の周波数を用いて送信することがある無線通信システムでは、MCEのような通信制御装置が、当該同一内容のデータの送信に用いる周波数帯域を選択して複数の基地局に指示することが考えられる。一方で、基地局が無線通信に使用する周波数帯域は、基地局によって異なる可能性がある。例えば、基地局によって、10MHz,15MHz,20MHzなど帯域幅が異なる可能性がある。また、基地局によって、使用する周波数帯域の中心周波数が異なる可能性もある。
そのため、通信制御装置は、上記同一内容のデータの送信に用いる周波数帯域をどのように選択すればよいかが問題となる。例えば、通信制御装置が15MHz幅の周波数帯域を選択する一方で、10MHz幅の周波数帯域を使用する基地局が存在するとする。この場合、無線リソースの不足により、上記同一内容のデータのうち最大で5MHz分のデータを送信できない基地局が存在することになる。よって、2以上の基地局が送信する同一内容のデータの無線受信装置での受信品質が低下するおそれがあるという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、2以上の基地局が共通する内容のデータを送信する場合の品質低下を抑制できる無線通信システム、通信制御装置、基地局および無線通信方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、通信制御装置と複数の基地局と無線受信装置とを含み、複数の基地局のうちの2以上の基地局が共通する内容のデータを共通の周波数を用いて無線受信装置に送信する無線通信システムが提供される。2以上の基地局それぞれは、自局が無線通信に用いる第1の周波数帯域についての情報を通信制御装置に通知し、通信制御装置から通知された第2の周波数帯域についての情報に基づいて、共通する内容のデータの送信を制御する第1の制御部を有する。通信制御装置は、2以上の基地局から通知された第1の周波数帯域についての情報に基づいて、共通する内容のデータの送信に用いる第2の周波数帯域を選択する第2の制御部と、選択された第2の周波数帯域についての情報を2以上の基地局に通知する通知部とを有する。
また、制御部と通知部とを有する通信制御装置が提供される。制御部は、共通する内容のデータを共通の周波数を用いて送信する2以上の基地局それぞれから、当該基地局が無線通信に用いる第1の周波数帯域についての情報を取得し、第1の周波数帯域についての情報に基づいて、共通する内容のデータの送信に用いる第2の周波数帯域を選択する。通知部は、制御部で選択された第2の周波数帯域についての情報を2以上の基地局に通知する。
また、通信制御装置と複数の基地局と無線受信装置とを含み、複数の基地局のうちの2以上の基地局が共通する内容のデータを共通の周波数を用いて無線受信装置に送信する無線通信システムで用いられる基地局が提供される。基地局は、通信制御装置からの指示に応じて、共通する内容のデータを送信する送信部と、自局が無線通信に用いる第1の周波数帯域についての情報を通信制御装置に通知し、共通する内容のデータの送信に用いる第2の周波数帯域についての情報を通信制御装置から取得し、第2の周波数帯域についての情報に基づいて、送信部による共通する内容のデータの送信を制御する制御部とを有する。
また、通信制御装置と複数の基地局と無線受信装置とを含み、複数の基地局のうちの2以上の基地局が共通する内容のデータを共通の周波数を用いて無線受信装置に送信する無線通信システムの無線通信方法が提供される。2以上の基地局それぞれが、自局が無線通信に用いる第1の周波数帯域についての情報を通信制御装置に通知する。通信制御装置が、2以上の基地局から通知された第1の周波数帯域についての情報に基づいて、共通する内容のデータの送信に用いる第2の周波数帯域を選択し、選択した第2の周波数帯域についての情報を2以上の基地局に通知する。2以上の基地局が、通信制御装置から通知された第2の周波数帯域についての情報に基づいて、共通する内容のデータの送信を行う。
上記無線通信システム、通信制御装置、基地局および無線通信方法によれば、2以上の基地局が共通する内容のデータを送信する場合の品質低下を抑制できる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
以下、本実施の形態を、図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態の無線通信システムを示す図である。第1の実施の形態の無線通信システムは、通信制御装置10、基地局20,20aを含む複数の基地局および無線受信装置30を有する。通信制御装置10は、例えば、MCEである。通信制御装置10は、複数の基地局とは独立した装置でもよいし、複数の基地局の少なくとも1つに搭載されていてもよい。基地局20,20aは、共通する内容のデータ(例えば、同一内容のデータ、部分的に同一内容のデータなど)を共通の周波数(例えば、同一の周波数など)を用いて、無線受信装置30に送信する。例えば、基地局20,20aは、MBSFN送信を行う。なお、無線受信装置30は、移動無線通信装置でも、固定無線通信装置でもよい。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態の無線通信システムを示す図である。第1の実施の形態の無線通信システムは、通信制御装置10、基地局20,20aを含む複数の基地局および無線受信装置30を有する。通信制御装置10は、例えば、MCEである。通信制御装置10は、複数の基地局とは独立した装置でもよいし、複数の基地局の少なくとも1つに搭載されていてもよい。基地局20,20aは、共通する内容のデータ(例えば、同一内容のデータ、部分的に同一内容のデータなど)を共通の周波数(例えば、同一の周波数など)を用いて、無線受信装置30に送信する。例えば、基地局20,20aは、MBSFN送信を行う。なお、無線受信装置30は、移動無線通信装置でも、固定無線通信装置でもよい。
通信制御装置10は、制御部11および通知部12を有する。制御部11は、基地局20,20aから、各基地局が無線受信装置30との無線通信に用いる周波数帯域(第1の周波数帯域)についての情報を取得してもよい。第1の周波数帯域は、基地局20と基地局20aとで異なる可能性がある。そして、制御部11は、取得した第1の周波数帯域についての情報に基づいて、基地局20,20aによる共通する内容のデータの送信に用いる周波数帯域(第2の周波数帯域)を選択してもよい。通知部12は、制御部11で選択された第2の周波数帯域についての情報を、基地局20,20aに通知することができる。
基地局20は、送信部21および制御部22を有する。基地局20aも、基地局20と同様に送信部および制御部を有する。送信部21は、通信制御装置10の制御のもとで、基地局20aと共通する内容のデータを共通の周波数を用いて無線受信装置30に送信してもよい。制御部22は、基地局20の第1の周波数帯域についての情報を通信制御装置10に通知し、第2の周波数帯域についての情報を通信制御装置10から取得してもよい。制御部22は、取得した第2の周波数帯域についての情報に基づいて、送信部21によるデータ送信を制御することができる。例えば、第2の周波数帯域の範囲内でデータ信号のマッピングを行ってもよい。制御部22は、第2の周波数帯域についての情報を無線受信装置30に通知してもよい。
無線受信装置30は、基地局20,20aが送信したデータ信号を合成して、データを抽出することができる。無線受信装置30は、制御部31を有する。制御部31は、基地局20(または基地局20a)から第2の周波数帯域についての情報が通知された場合、第2の周波数帯域についての情報に基づいて、基地局20,20aが協調して送信したデータの受信を制御してもよい。例えば、通知された第2の周波数帯域のデータ信号を抽出するよう制御するかもしれない。
ここで、複数の基地局は、第1の周波数帯域の中心周波数(または、最高周波数、最低周波数など)を略同じにすることができる。第1の周波数帯域の帯域幅は、基地局によって異なってもよい。その場合、基地局20,20aは、第1の周波数帯域についての情報、例えば第1の周波数帯域の帯域幅を示す情報を通知してもよい。通信制御装置10は、第2の周波数帯域についての情報、例えば第2の周波数帯域の帯域幅を示す情報を通知することができる。
また、複数の基地局は、第1の周波数帯域の中心周波数を相互に異ならせてもよい。その場合、例えば、基地局20,20aは、第1の周波数帯域についての情報として、第1の周波数帯域の中心周波数と帯域幅とを示す情報を通知してもよい。通信制御装置10は、第2の周波数帯域についての情報として、第2の周波数帯域の中心周波数と帯域幅とを示す情報を通知してもよい。ただし、第1および第2の周波数帯域の指定方法は、上記方法に限定されない。例えば、複数の基地局が使用し得る周波数帯域を、複数の区間に分けて各区間に識別記号を対応付けておき、使用する区間の識別記号を通知してもよい。
第2の周波数帯域は、例えば、基地局20の第1の周波数帯域と基地局20aの第1の周波数帯域とに共通に含まれる周波数帯域(基地局20,20aが共に使用する周波数帯域)から選択してもよい。制御部11は、共通の周波数帯域全体を第2の周波数帯域として選択してもよい。また、共通の周波数帯域を使用可能な周波数帯域と判定し、データの送信状況に応じて、使用可能な周波数帯域の一部または全部を選択してもよい。なお、共通する内容のデータを送信する2以上の基地局の全てが共通に使用する周波数帯域が存在しない場合、最も多くの基地局が共通に使用している周波数帯域を選択してもよい。
第1の周波数帯域についての情報は、例えば、基地局20,20aの運用開始の際に、基地局20,20aから通信制御装置10に通知してもよい。また、基地局20,20aの第1の周波数帯域が変更されたとき、基地局20,20aから通信制御装置10に通知してもよい。制御部11は、変更後の第1の周波数帯域についての情報を取得すると、第2の周波数帯域(または、第2の周波数帯域として使用可能な周波数帯域)を再計算するかもしれない。また、共通する内容のデータ送信する基地局が変更になったとき、再計算を行ってもよい。
例えば、基地局20の第1の周波数帯域の帯域幅が10MHzであり、基地局20aの第1の周波数帯域の帯域幅が20MHzであり、両者の中心周波数は同じであるとする。制御部11は、共通する内容のデータを送信する基地局20,20aの中で最小の帯域幅である10MHzを、例えば、当該共通する内容のデータの送信に用いる第2の周波数帯域の帯域幅として選択することができる。これにより、基地局20,20aは共に、共通する内容のデータを送信するための10MHz分の無線リソースを確保することが容易になる。なお、基地局20の第1の周波数帯域が変更になった場合や、基地局20が上記共通する内容のデータを送信しないこととなった場合には、制御部11は、第2の周波数帯域の帯域幅を再計算してもよい。
第1の実施の形態の無線通信システムでは、基地局20,20aそれぞれが、自局が無線通信に用いる第1の周波数帯域についての情報を通信制御装置10に通知することができる。通信制御装置10は、基地局20,20aから通知された第1の周波数帯域についての情報に基づいて、共通する内容のデータの送信に用いる第2の周波数帯域を選択することができる。そして、通信制御装置10は、選択した第2の周波数帯域についての情報を基地局20,20aに通知することができる。基地局20,20aは、通信制御装置10から通知された第2の周波数帯域についての情報に基づいて、共通する内容のデータを送信することができる。
これにより、通信制御装置10は、基地局20,20aの第1の周波数帯域の設定状況を把握し、基地局20,20aに対して第2の周波数帯域を適切に指定できる。よって、基地局20,20aの中に無線リソースが不足してデータの一部を送信できない基地局が存在する可能性を低減でき、無線受信装置30における受信品質の低下を抑制できる。また、第1の周波数帯域として設定され得る最小の帯域幅の周波数帯域を想定して第2の周波数帯域を選択する場合と比べて、第2の周波数帯域の帯域幅が過度に狭くなることを抑制でき、基地局20,20aの無線リソースを効率的に利用できる。また、通信制御装置10は、第1の周波数帯域の設定変更に対しても動的に対応可能である。
なお、第1の実施の形態の無線通信システムは、LTEシステムやLTE−Aシステムとして実装することが可能である。以下に説明する第2および第3の実施の形態では、LTEまたはLTE−Aを想定した移動通信システムの例を挙げる。
[第2の実施の形態]
図2は、第2の実施の形態の移動通信システムを示す図である。第2の実施の形態の移動通信システムは、MCE100、基地局200,200a,200bを含む複数の基地局、移動局300、MME(Mobility Management Entity)41、MBMSゲートウェイ42およびSAE(System Architecture Evolution)ゲートウェイ43を有する。MCE100は、前述の通信制御装置10の一例である。移動局300は、前述の無線受信装置30の一例である。
図2は、第2の実施の形態の移動通信システムを示す図である。第2の実施の形態の移動通信システムは、MCE100、基地局200,200a,200bを含む複数の基地局、移動局300、MME(Mobility Management Entity)41、MBMSゲートウェイ42およびSAE(System Architecture Evolution)ゲートウェイ43を有する。MCE100は、前述の通信制御装置10の一例である。移動局300は、前述の無線受信装置30の一例である。
MCE100は、MBSFN送信を制御する通信制御装置である。MCE100は、基地局200,200a,200bから、各基地局が無線通信に使用する(または、使用可能な)周波数帯域を示す帯域通知を受信し、MBMSデータの送信に使用可能な周波数帯域を判定する。また、MCE100は、移動局300から基地局200経由で、利用したいMBMSサービスを示すMBSFN要求を受信し、MBMSデータのスケジューリングを行う。そして、MBMSデータの送信に用いる無線リソースや変調符号化方式(MCS:Modulation and Coding Scheme)を示すMBSFN制御情報を、基地局200,200a,200bおよびMBMSゲートウェイ42に送信する。
基地局200,200a,200bは、移動局300と無線通信を行う無線通信装置である。基地局200,200a,200bは、有線ネットワークによりMCE100、MME41、MBMSゲートウェイ42およびSAEゲートウェイ43と接続されている。基地局200,200a,200bは、移動局300とSAEゲートウェイ43の間で、移動局300の個別データを転送する。また、基地局200,200a,200bは、MCE100の制御のもとで、MBSFN送信を行う。基地局200,200a,200bは、送信するMBMSデータをMBMSゲートウェイ42から取得する。
なお、基地局200,200a,200bが移動局300との無線通信に使用する周波数帯域は、基地局によって異なる可能性がある。例えば、1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHzの中から帯域幅が選択される。また、基地局200,200a,200bが使用する周波数帯域は、運用中に動的に変更される可能性もある。例えば、通信量が多い時間帯は帯域幅を大きくし、通信量が小さい時間帯は帯域幅を小さくするよう、基地局200,200a,200bを設定することができる。
移動局300は、基地局200,200a,200bと無線通信を行う無線端末装置であり、例えば、携帯電話機や携帯情報端末装置である。第2の実施の形態では、移動局300は基地局200に接続している場合を考える。移動局300は、上りリンク(UL:Uplink)で個別データを基地局200に送信し、下りリンク(DL:Downlink)で個別データを基地局200から受信する。また、移動局300は、DLでMBSFN送信されたMBMSデータを受信する。移動局300は、基地局200,200a,200bを含む複数の基地局が同一周波数かつ同一タイミングで送信したMBMSデータ信号を合成して復調・復号し、MBMSデータを抽出する。
MME41は、移動局300のモビリティ管理を行う通信制御装置である。MME41は、基地局200,200a,200bと通信を行い、移動局300の在圏セルを管理する。MBMSゲートウェイ42は、MBSFN送信されるMBMSデータを処理する通信装置である。MBMSゲートウェイ42は、MCE100から受信するMBSFN制御情報に基づいて、基地局200,200a,200bにMBMSデータを送信する。SAEゲートウェイ43は、移動局300の個別データを処理する通信装置である。SAEゲートウェイ43は、基地局200に移動局300宛ての個別データを送信する。また、移動局300が送信した個別データを基地局200から受信する。
なお、第2の実施の形態では、MBSFNの制御を、独立の装置であるMCE100が行うこととした。ただし、MCE100の機能を、基地局200,200a,200bの少なくとも1つに実装することも可能である。例えば、基地局200にMCE100に相当する制御装置を搭載し、基地局200が基地局200a,200bと通信を行ってMBSFNの制御を行ってもよい。また、MCE100の機能を、MME41などの有線ネットワーク内の他の通信制御装置に実装することも可能である。
図3は、MBSFNエリアの設定例を示す図である。MBSFNエリア内では、MCE100の制御によりMBMSデータの送信の同期が取られる。図3の例では、MBSFNエリア内に19個のセル(セル#1〜#19)が含まれている。
ここで、移動局300がセル#1に在圏しており、同一のMBSFNエリアに含まれるセル#1〜#19で、移動局300の受信するMBMSデータが送信されているとする。この場合、移動局300は、最大で19個のセルのMBMSデータ信号を合成して復調・復号し、MBMSデータを抽出することができる。ただし、MBSFNエリア内の一部のセルで、移動局300の受信するMBMSデータを送信しないようにすることも可能である。なお、1つのセルが複数のMBSFNエリアに属する場合も有り得る。
図4は、無線フレームの構造例を示す図である。図4に示すような無線フレームが、基地局200,200a,200bと移動局300との間で伝送される。ただし、図4に示した構造は一例であり、無線フレームの構造はこれに限定されない。例えば、時間幅が10msの無線フレームに、時間幅が1msの10個のサブフレーム(サブフレーム#0〜#9)が含まれる。サブフレームには、時間幅が0.5msの2個のスロットが含まれ、10msの無線フレームに20個のスロット(スロット#0〜#19)が含まれる。
無線フレーム内の無線リソースは、時間方向および周波数方向に細分化されて管理される。多重アクセス方式として、例えば、DLにOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)が用いられ、ULにSC−FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)やNxDFT−s−OFDM(N x Discrete Fourier Transform spread Orthogonal Frequency Division Multiple Access)が用いられる。時間方向について、スロットは7個または6個のシンボルを含む。シンボルには、CP(Cyclic Prefix)と呼ばれるガードインターバルが挿入される。周波数方向について、無線フレームは複数のリソースブロック(RB:Resource Block)を含み、RBは複数のサブキャリアを含む。時間×周波数の領域の無線リソースが、各種チャネルに割り当てられる。
DL無線フレームでは、スロット#0,#10で、同期信号を伝送するための同期チャネル(SCH:Synchronization Channel)が送信される。スロット#1では、報知情報を伝送するための物理報知チャネル(PBCH:Physical Broadcast Channel)が送信される。スロット#8,#18では、移動局300の呼び出しに用いられるトランスポートチャネルであるPCH(Paging Channel)が、下り物理共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)にマッピングされて送信される。
なお、MBMSデータを送信するサブフレーム(MBSFNサブフレーム)は、SCH,PBCH,PCHの何れも送信されないサブフレーム#1〜#3,#6〜#8の中から選択される。
図5は、サブフレームの構造例を示す図である。図5の例では、サブフレーム#0が通常サブフレームであり、サブフレーム#1がMBSFNサブフレームである。通常サブフレームは、通常CP(Normal CP)が挿入されたシンボルを7×2個含む。一方、MBSFNサブフレームは、拡張CP(Extended CP)が挿入されたシンボルを6×2個含む。各サブフレームでは、参照信号(RS:Reference Signal)と呼ばれるパイロット信号が送信される。RSは、例えば、移動局300における受信品質の測定に用いられる。通常サブフレーム内のRSとMBSFNサブフレーム内のRSとは、異なる信号系列である。
なお、図5では説明を容易にするため、周波数方向について1つのRBを記載しているが、無線フレームは周波数方向に複数のRBを含む。例えば、1.4MHzの周波数帯域には6個、3MHzの周波数帯域には15個、5MHzの周波数帯域には25個、10MHzの周波数帯域には50個、15MHzの周波数帯域には75個、20MHzの周波数帯域には100個のRBが含まれている。
図6は、シンボルの構造例を示す図である。シンボルは、データ部分である有効シンボルとガードインターバルであるCPとを含む。CPは、有効シンボルの末尾部分の信号を複製したものであり、有効シンボルの前に付加される。前述の通り、CPには、通常CPと拡張CPという長さの異なる2種類のCPがある。例えば、通常CPの時間幅は4.69μ秒であり、拡張CPの時間幅は16.67μ秒である。有効シンボルの時間幅は、通常CPを用いる場合と拡張CPを用いる場合とで同じである。
通常サブフレームには、原則として通常CPが用いられる。一方、MBSFNサブフレームには、拡張CPが用いられる。移動局300は、遅延時間がCP長以下である遅延波を、直接波や他の遅延波と合成して復調することができる。移動局300は、拡張CPが用いられたシンボルについては、通常CPが用いられたシンボルよりも遅延時間の大きな無線信号(例えば、遠い基地局が送信した無線信号)を合成して復調することができる。よって、MBSFNサブフレームで送信されるMBMSデータの受信品質が向上する。
図7は、MBMSデータ信号の合成方法を示す図である。図7の例では、移動局300は、5つの基地局から送信されたMBMSデータ信号が重畳された信号を、直接波と4つの遅延波が重畳された信号として受信している。4つの遅延波のうち、3つの遅延波の遅延時間がCP長以下であり、1つの遅延波の遅延時間がCP長を超えている。この場合、移動局300は、直接波と3つの遅延波を合成してMBMSデータ信号を復調する。
図8は、周波数帯域の設定例を示す図である。前述の通り、基地局200,200a,200bが無線通信に使用する周波数帯域は、基地局によって異なる可能性がある。図8の例では、基地局200が10MHz幅、基地局200aが5MHz幅、基地局200bが20MHz幅の周波数帯域を使用している。ここでは、基地局200,200a,200bの中心周波数が同じである場合を想定している。中心周波数が固定である場合、帯域幅を指定することで、無線通信に使用する周波数帯域を特定することができる。
ただし、基地局によって中心周波数が異なることも考えられる。また、不連続な複数の周波数帯域の集合を無線通信に使用することも考えられる。その場合、例えば、中心周波数と帯域幅の組を指定することで、周波数帯域を特定することができる。また、最大幅である20MHzの周波数帯域を4つの区間に分けて各5MHzの区間に帯域番号を対応付けておけば、帯域番号を指定することで、周波数帯域を特定することができる。
図9は、MCEを示すブロック図である。MCE100は、帯域判定部111、MBSFN制御部112、スケジューラ113、帯域情報通知部114およびMBSFN制御情報通知部115を有する。なお、帯域判定部111およびMBSFN制御部112は、前述の制御部11の一例である。帯域情報通知部114は、通知部12の一例である。
帯域判定部111は、基地局200,200a,200bから、各基地局が無線通信に使用する(または、使用可能な)周波数帯域を示す帯域通知を取得する。帯域通知には、例えば、帯域幅を示す情報、または、中心周波数と帯域幅の組を示す情報が含まれる。帯域判定部111は、帯域通知に基づいて、基地局200,200a,200bに共通の周波数帯域を、MBSFNに使用可能な周波数帯域として判定する。そして、帯域判定部111は、判定した周波数帯域をMBSFN制御部112に通知する。
MBSFN制御部112は、MBSFNエリアを形成する際、MME41と通信を行ってMBSFNセッションを確立する。また、MBSFN制御部112は、提供可能なMBMSサービスの一覧を、MBSFN制御情報通知部115に通知する。また、MBSFN制御部112は、帯域判定部111から通知された使用可能な周波数帯域の範囲内で、送信すべきMBMSデータの量を参照して、MBSFNに使用する周波数帯域を選択する。ただし、使用可能な周波数帯域全体を常に選択するようにしてもよい。そして、MBSFN制御部112は、選択した周波数帯域を帯域情報通知部114に通知する。
また、MBSFN制御部112は、移動局300が送信したMBSFN要求を基地局200から取得し、要求されたMBMSサービスのMBMSデータのスケジューリングを、スケジューラ113に指示する。そして、割り当てられた無線リソースやMCSなどのスケジューリング結果を、MBSFN制御情報通知部115に通知する。
スケジューラ113は、MBSFN制御部112からの指示に応じて、MBMSデータのスケジューリングを行う。スケジューリングでは、MBSFN制御部112が選択した周波数帯域内の無線リソースを、MBMSデータに割り当てる。また、予め設定された所定のMCSを、MBMSデータの送信に用いるMCSと選択する。ただし、スケジューラ113は、移動局300で測定された受信品質を示す品質情報を基地局200から取得して、受信品質に応じてMCSを選択するようにしてもよい。
帯域情報通知部114は、MBSFN制御部112で選択された周波数帯域を示す帯域情報を生成し、基地局200,200a,200bを送信する。MBSFN制御情報通知部115は、MBMSサービスの一覧を示すMBSFN制御情報を生成し、基地局200,200a,200bに送信する。また、MBMSデータのスケジューリング結果を示すMBSFN制御情報を生成し、基地局200,200a,200bおよびMBMSゲートウェイ42に送信する。なお、帯域情報の送信周期は、MBSFN制御情報の送信周期と同じでも異なってもよい(例えば、MBSFN制御情報の送信周期より長くてもよい)。
図10は、基地局を示すブロック図である。基地局100は、アンテナ211、無線受信部212、復調復号部213、品質情報抽出部214、MBSFN要求抽出部215、帯域設定部221、スケジューラ222、MBSFN制御部230、制御信号生成部241、MBSFN制御信号生成部242、帯域制御信号生成部243、RS生成部244、マッピング部245、符号化変調部246および無線送信部247を有する。基地局200a,200bも、基地局200と同様のブロック構成によって実現できる。なお、マッピング部245、符号化変調部246および無線送信部247は、前述の送信部21の一例である。また、MBSFN制御部230は、制御部22の一例である。
アンテナ211は、移動局300が送信した無線信号を受信し、無線受信部212に出力する。また、アンテナ211は、無線送信部247から取得した送信信号を無線信号として出力する。なお、送受信兼用のアンテナではなく、送信用アンテナと受信用アンテナとを別個に基地局200に設けてもよい。
無線受信部212は、アンテナ211から取得した受信信号を無線信号処理し、高周波数の無線信号から低周波数のベースバンド信号への変換(ダウンコンバート)を行う。無線受信部212は、無線信号処理のため、例えば、低雑音増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)、直交復調器、ADC(Analog to Digital Converter)などの回路を備える。
復調復号部213は、無線受信部212から取得したベースバンド信号を、復調および誤り訂正復号する。復調および復号は、所定のMCSまたはスケジューラ222から指示されるMCSに対応する方法で行う。抽出された移動局300の個別データは、SAEゲートウェイ43に転送される。
品質情報抽出部214は、移動局300が送信した品質情報を抽出する。品質情報は、移動局300で測定された受信品質を示す情報であり、例えば、受信品質を離散値で表したCQI(Channel Quality Indicator)が用いられる。品質情報は、上りリンク物理制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)で伝送される。品質情報抽出部214は、抽出した品質情報を、スケジューラ222に出力する。
MBSFN要求抽出部215は、移動局300が送信したMBSFN要求を抽出する。MBSFN要求は、移動局300が利用を希望するMBMSサービスを示す情報を含む。MBSFN要求は、上りリンク物理共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)で伝送される。MBSFN要求抽出部215は、抽出したMBSFN要求を、MBSFN制御部230に出力する。
帯域設定部221は、基地局200と移動局300の間の無線通信に用いる周波数帯域を設定する。帯域設定部221は、オペレータの設定に従い、基地局200の運用開始時に周波数帯域を設定する。また、予め設定された条件(例えば、時間帯の条件)を満たすと、使用する周波数帯域を変更する。帯域設定部221は、現在使用されている周波数帯域を、MBSFN制御部230に通知する。
スケジューラ222は、移動局300と送受信する個別データのスケジューリングを行う。スケジューリングでは、品質情報抽出部214から取得する品質情報や、MBSFN制御部230から通知されるMBMSデータのスケジューリング結果が参照される。スケジューリングには、無線リソースの割り当てやMCSの選択が含まれる。移動局300宛ての個別データには、MBSFNサブフレーム以外の無線リソースが割り当てられる。スケジューラ222は、スケジューリング結果に基づいて、無線受信部212、復調復号部213、符号化変調部246および無線送信部247の信号処理を制御する。また、個別データのスケジューリング結果を、制御信号生成部241に通知する。
MBSFN制御部230は、帯域設定部221で設定された周波数帯域を示す帯域通知を生成し、MCE100に送信する。また、MBSFN制御部230は、MBSFN要求抽出部215で抽出されたMBSFN要求を、MCE100に転送する。また、MBSFN制御部230は、MCE100からMBSFN制御情報を受信し、MBSFN制御信号生成部242に出力する。また、MBSFN制御部230は、MCE100から帯域情報を受信し、帯域制御信号生成部243に出力する。MBSFN制御部230は、受信した帯域情報とMBSFN制御情報とに基づいて、MBSFNサブフレームで使用する周波数帯域や無線リソースを制御し、スケジューリング結果をスケジューラ222に通知する。
制御信号生成部241は、スケジューラ222から通知された個別データのスケジューリング結果に基づいて、下りリンク物理制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)で送信する個別制御信号を生成する。個別制御信号には、個別データの送信に用いる無線リソースやMCSを示す情報が含まれる。制御信号生成部241は、生成した個別制御信号をマッピング部245に出力する。
MBSFN制御信号生成部242は、MCE100から受信されたMBSFN制御情報に基づいて、物理チャネルであるPMCH(Physical Multicast Channel)で送信されるMBSFN制御信号を生成する。MBSFN制御信号には、MBMSサービスの一覧を示す情報や、MBMSデータの送信に用いる無線リソースやMCSを示す情報が含まれる。MBSFN制御信号生成部242は、生成したMBSFN制御信号をマッピング部245に出力する。なお、PMCHには、制御情報を伝送するための論理チャネルであるMCCH(Multicast Control Channel)とMBMSデータを伝送するための論理チャネルであるMTCH(Multicast Traffic Channel)とがマッピングされる。
帯域制御信号生成部243は、MCE100から受信された帯域情報に基づいて、PMCH(MCCH)で送信される帯域制御信号を生成する。そして、帯域制御信号生成部243は、生成した帯域制御信号をマッピング部245に出力する。
RS生成部244は、既知のパイロット信号であるRSを生成し、生成したRSをマッピング部245に出力する。
マッピング部245は、MBMSゲートウェイ42から受信するMBMSデータと、SAEゲートウェイ43から受信する個別データを、DL無線フレームにマッピングする。また、制御信号生成部241、MBSFN制御信号生成部242、帯域制御信号生成部243およびRS生成部244から取得する信号を、DL無線フレームにマッピングする。マッピング部245は、DL無線フレームの送信信号を符号化変調部246に出力する。
マッピング部245は、MBMSゲートウェイ42から受信するMBMSデータと、SAEゲートウェイ43から受信する個別データを、DL無線フレームにマッピングする。また、制御信号生成部241、MBSFN制御信号生成部242、帯域制御信号生成部243およびRS生成部244から取得する信号を、DL無線フレームにマッピングする。マッピング部245は、DL無線フレームの送信信号を符号化変調部246に出力する。
符号化変調部246は、マッピング部245から取得した送信信号を誤り訂正符号化および変調し、無線送信部247に出力する。符号化および変調には、所定のMCSまたはスケジューラ222から指示されたMCSを用いる。
無線送信部247は、符号化変調部246から取得した送信信号を無線信号処理し、低周波数のベースバンド信号から高周波数の無線信号へ変換(アップコンバート)を行う。無線送信部247は、無線信号処理のため、例えば、DAC(Digital to Analog Converter)、直交変調器、電力増幅器などの回路を備える。
図11は、基地局のMBSFN制御部を示すブロック図である。MBSFN制御部230は、MBSFN要求処理部231、MBSFN制御情報処理部232およびMBSFN帯域制御部233を有する。
MBSFN要求処理部231は、MBSFN要求抽出部215から、移動局300が送信したMBSFN要求を取得し、MBSFN制御情報処理部232に出力する。
MBSFN制御情報処理部232は、MCE100が送信したMBSFN制御情報を取得する。そして、MBSFN制御情報が示すスケジューリング結果とMBSFN帯域制御部233から通知されるMBSFNの周波数帯域とに基づいて、MBSFNサブフレームの設定、MBSFNサブフレームで用いる周波数帯域の設定、PMCHの設定などの制御を行う。また、MBMSデータのスケジューリング結果をスケジューラ222に通知し、MBSFN制御情報をMBSFN制御信号生成部242に出力する。
MBSFN制御情報処理部232は、MCE100が送信したMBSFN制御情報を取得する。そして、MBSFN制御情報が示すスケジューリング結果とMBSFN帯域制御部233から通知されるMBSFNの周波数帯域とに基づいて、MBSFNサブフレームの設定、MBSFNサブフレームで用いる周波数帯域の設定、PMCHの設定などの制御を行う。また、MBMSデータのスケジューリング結果をスケジューラ222に通知し、MBSFN制御情報をMBSFN制御信号生成部242に出力する。
MBSFN帯域制御部233は、所定のタイミングに、基地局200の周波数帯域を示す帯域通知をMCE100に送信する。所定のタイミングとしては、例えば、MBSFNセッションが開始されたときや、基地局200の使用する周波数帯域が変更されたときが考えられる。また、MBSFN帯域制御部233は、MCE100が送信した帯域情報を取得し、帯域情報が示すMBSFNの周波数帯域をMBSFN制御情報処理部232に通知し、帯域情報を帯域制御信号生成部243に出力する。
図12は、移動局を示すブロック図である。移動局300は、アンテナ311、無線受信部312、復調復号部313、制御信号抽出部314、MBSFN制御信号抽出部315、帯域制御信号抽出部316、RS抽出部317、端末制御部321、MBSFN制御部322、品質測定部323、MBSFN要求生成部331、品質情報生成部332、符号化変調部333および無線送信部334を有する。なお、MBSFN制御部322は、前述の制御部31の一例である。
アンテナ311は、基地局200,200a,200bを含む複数の基地局が送信した無線信号を受信し、無線受信部312に出力する。また、アンテナ311は、無線送信部334から取得した送信信号を無線で出力する。なお、送受信兼用のアンテナではなく、送信用アンテナと受信用アンテナを別個に移動局300に設けてもよい。
無線受信部312は、アンテナ311から取得した受信信号を無線信号処理し、無線信号からベースバンド信号へのダウンコンバートを行う。無線受信部312は、無線信号処理のため、例えば、LNA、直交復調器、ADCなどの回路を備える。
復調復号部313は、無線受信部312から取得したベースバンド信号を、復調および誤り訂正復号する。復調および復号は、所定のMCSまたは端末制御部321から指示されるMCSに対応する方法で行う。抽出された個別データやMBMSデータは、プロセッサなどの上位レイヤのデータ処理部(図示せず)に渡される。ここで、MBSFNにより送信されたMBMSデータを受信する場合、受信信号には、複数の基地局から送信されたMBMSデータ信号が重畳されている。このような受信信号は、移動局300には、先行波と遅延波が重畳されているように見える。復調復号部313は、遅延時間がCP長以下である遅延波の信号も抽出して直接波の信号に合成し、復調および復号を行う。
制御信号抽出部314は、PDCCHで送信された個別制御信号を抽出する。前述のように、個別制御信号には、個別データの送信に用いられる無線リソースやMCSを示す情報が含まれる。制御信号抽出部314は、個別制御信号を端末制御部321に出力する。
MBSFN制御信号抽出部315は、MCCHがマッピングされたPMCHで送信されたMBSFN制御信号を抽出する。前述のように、MBSFN制御信号には、MBMSサービスの一覧を示す情報や、MBMSデータの送信に用いる無線リソースやMCSを示す情報が含まれる。MBSFN制御信号抽出部315は、抽出したMBSFN制御信号をMBSFN制御部322に出力する。
帯域制御信号抽出部316は、MCCHがマッピングされたPMCHで送信された帯域制御信号を抽出し、抽出した帯域制御信号をMBSFN制御部322に出力する。
RS抽出部317は、DL無線フレームに含まれるRSを抽出し、抽出したRSを品質測定部323に出力する。
RS抽出部317は、DL無線フレームに含まれるRSを抽出し、抽出したRSを品質測定部323に出力する。
端末制御部321は、制御信号抽出部314で抽出された個別制御信号に基づいて、個別データの送信処理および受信処理を制御する。また、端末制御部321は、MBSFN制御部322からの通知に基づいて、MBMSデータの受信処理を制御する。端末制御部321は、無線受信部312、復調復号部313、符号化変調部333および無線送信部334の信号処理を制御する。
MBSFN制御部322は、ユーザの操作などを契機としてMBMSデータの受信を開始しようとするとき、MBSFN要求生成部331にMBSFN要求の送信を指示する。また、MBSFN制御部322は、MBSFN制御信号抽出部315で抽出されたMBSFN制御信号と、帯域制御信号抽出部316で抽出された帯域制御信号とを取得する。そして、MBMSデータ信号を受信する周波数帯域やタイミング、MBMSデータに適用されているMCSなどを判断し、端末制御部321に通知する。
品質測定部323は、RS抽出部317で抽出されたRSを用いて、CIR(Carrier to Interference Ratio)などの受信品質(または無線回線品質)を測定する。品質測定部323は、測定結果を品質情報生成部332に出力すると共に、RS抽出の精度を高めるためにRS抽出部317にフィードバックする。
MBSFN要求生成部331は、MBSFN制御部322からの指示に応じて、利用を希望するMBMSサービス(受信を希望するMBMSデータの種類)を示すMBSFN要求を生成する。MBSFN要求で要求するMBMSサービスは、基地局200が送信するMBMSサービス一覧の中から選択される。MBSFN要求生成部331は、生成したMBSFN要求を符号化変調部333に出力する。
品質情報生成部332は、品質測定部323で測定された受信品質(または無線回線品質)を示す品質情報を生成する。品質情報としては、例えば、CQIを用いることができる。品質情報生成部332は、生成した品質情報を符号化変調部333に出力する。
符号化変調部333は、PUSCHで送信する個別データ、MBSFN要求生成部331から取得するMBSFN要求および品質情報生成部332から取得する品質情報を、誤り訂正符号化および変調し、無線送信部334に出力する。符号化および変調には、所定のMCSまたは端末制御部321から指示されたMCSを用いる。
無線送信部334は、符号化変調部333から取得した送信信号を無線信号処理し、ベースバンド信号から無線信号へのアップコンバートを行う。無線送信部334は、無線信号処理のため、例えば、DAC、直交変調器、電力増幅器などの回路を備える。
図13は、MCEの帯域制御を示すフローチャートである。以下、図13に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
(ステップS11)帯域判定部111は、帯域通知を受信したか判断する。例えば、MBSFNセッションの開始時には、MBSFNエリアに属する全ての基地局から帯域通知を受信したか判断する。一方、MBSFNの運用開始後は、MBSFNエリアに属する何れか1つの基地局から帯域通知を受信したか判断する。帯域通知を受信した場合、処理をステップS13に進める。受信していない場合、処理をステップS12に進める。
(ステップS11)帯域判定部111は、帯域通知を受信したか判断する。例えば、MBSFNセッションの開始時には、MBSFNエリアに属する全ての基地局から帯域通知を受信したか判断する。一方、MBSFNの運用開始後は、MBSFNエリアに属する何れか1つの基地局から帯域通知を受信したか判断する。帯域通知を受信した場合、処理をステップS13に進める。受信していない場合、処理をステップS12に進める。
(ステップS12)帯域判定部111は、MBSFNエリアに属する基地局の集合が変化したか(例えば、MBSFN送信を行う基地局の増加や減少が生じたか)判断する。基地局の集合が変化した場合、処理をステップS13に進める。変化していない場合、処理をステップS14に進める。なお、MBSFN送信を行う基地局の追加や削除は、MBMSサービスの利用状況に応じて、MCE100が判断する。
(ステップS13)帯域判定部111は、MBSFNエリアに属する基地局から収集した帯域通知に基づいて、それら基地局が無線通信に使用する周波数帯域の共通部分を、MBSFNで使用可能な周波数帯域として判定する。なお、MBSFNエリアに属する何れかの基地局が周波数帯域を変更した場合や、MBSFNエリアに属する基地局の集合が変化したとき、使用可能な周波数帯域も変化し得る。
(ステップS14)MBSFN制御部112は、ステップS13で判定された周波数帯域(または、以前に判定された使用可能な周波数帯域)の範囲から、MBSFNに使用する周波数帯域を選択する。例えば、MBSFN制御部112は、送信すべきMBMSデータを収容するための最小幅の周波数帯域を選択する。ただし、使用可能な周波数帯域の全部を、使用する周波数帯域として常に選択してもよい。
(ステップS15)帯域情報通知部114は、ステップS14で選択された周波数帯域を示す帯域情報を生成し、MBSFNエリアに属する基地局に送信する。なお、帯域情報の送信周期は、スケジューリングに関するMBSFN制御情報より長くてもよい。
図14は、基地局の帯域制御を示すフローチャートである。ここでは、基地局200が実行する場合を考える。以下、図14に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
(ステップS21)MBSFN制御部230は、MBSFNセッションを開始する(MBSFNの運用を開始する)タイミングであるか判断する。MBSFNセッションを開始するタイミングである場合、処理をステップS23に進める。開始するタイミングではない場合、処理をステップS22に進める。
(ステップS21)MBSFN制御部230は、MBSFNセッションを開始する(MBSFNの運用を開始する)タイミングであるか判断する。MBSFNセッションを開始するタイミングである場合、処理をステップS23に進める。開始するタイミングではない場合、処理をステップS22に進める。
(ステップS22)MBSFN制御部230は、基地局200が移動局300との無線通信に使用する周波数帯域が変更されたか判断する。変更された場合、処理をステップS23に進める。変更されていない場合、処理をステップS24に進める。
(ステップS23)MBSFN制御部230は、基地局200が使用する周波数帯域を示す帯域通知を生成し、MCE100に送信する。
(ステップS24)MBSFN制御部230は、MBSFNに用いる周波数帯域を示す帯域情報を、MCE100から受信する。
(ステップS24)MBSFN制御部230は、MBSFNに用いる周波数帯域を示す帯域情報を、MCE100から受信する。
(ステップS25)帯域制御信号生成部243は、ステップS24で受信した帯域情報に基づいて、MBSFNに用いる周波数帯域を示す帯域制御信号を生成する。マッピング部245、符号化変調部246および無線送信部247は、MBSFNサブフレームにおいて、帯域制御信号をPMCH(MCCH)の信号として移動局300に送信する。
(ステップS26)MBSFN制御部230は、ステップS24で受信した帯域情報を用いて、MBMSデータの送信を制御する。例えば、MBSFNサブフレームでは、帯域情報が示す周波数帯域の範囲内でMBMSデータ信号を出力するよう制御する。
図15は、移動局の帯域制御を示すフローチャートである。以下、図15に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
(ステップS31)MBSFN制御部322は、基地局200に対して既にMBSFN要求を送信しているか判断する。送信している場合、処理をステップS32に進める。送信していない場合、処理を終了する。
(ステップS31)MBSFN制御部322は、基地局200に対して既にMBSFN要求を送信しているか判断する。送信している場合、処理をステップS32に進める。送信していない場合、処理を終了する。
(ステップS32)帯域制御信号抽出部316は、MBSFNサブフレームにおいて、基地局200が送信した帯域制御信号を抽出する。なお、MBSFNサブフレームの位置は、例えば、基地局200が送信する報知情報によって通知されている。
(ステップS33)MBSFN制御部322は、ステップS32で抽出された帯域制御信号から、MBSFNに使用される周波数帯域を特定する。端末制御部321は、MBSFNに使用される周波数帯域を設定する。
(ステップS34)端末制御部321は、ステップS33で設定された周波数帯域に基づいて、MBMSデータの受信処理を制御する。例えば、MBSFNサブフレームでは、設定された周波数帯域の範囲の無線信号を抽出するよう制御する。
図16は、第2の実施の形態の通信の流れを示すシーケンス図である。以下、図16に示すシーケンスをステップ番号に沿って説明する。
(ステップS41)MME41は、MBSFNの運用を開始するとき、MBSFNセッション開始要求をMCE100に送信する。
(ステップS41)MME41は、MBSFNの運用を開始するとき、MBSFNセッション開始要求をMCE100に送信する。
(ステップS42)MCE100は、MBSFNの制御を開始できる状態であることを確認し、MBSFNセッション開始応答をMME41に送信する。
(ステップS43)MCE100は、MBSFNエリアに属する基地局を選択し、選択した基地局(基地局200,200a,・・・)にMBSFNセッション開始要求を送信する。なお、図16では、基地局200,200a以外の基地局の記載を省略している。
(ステップS43)MCE100は、MBSFNエリアに属する基地局を選択し、選択した基地局(基地局200,200a,・・・)にMBSFNセッション開始要求を送信する。なお、図16では、基地局200,200a以外の基地局の記載を省略している。
(ステップS44)基地局200,200a,・・・は、MBSFN送信を開始できる状態であることを確認し、MBSFNセッション開始応答をMCE100に送信する。
(ステップS45)基地局200,200a,・・・は、自局が無線通信に使用する周波数帯域を示す帯域通知を、MCE100に送信する。
(ステップS45)基地局200,200a,・・・は、自局が無線通信に使用する周波数帯域を示す帯域通知を、MCE100に送信する。
(ステップS46)MCE100は、ステップS45で受信した帯域通知に基づいて、基地局200,200a,・・・に共通の周波数帯域を判定する。
(ステップS47)MCE100は、MBSFN送信を開始することを示すMBSFNセッション開始通知を、基地局200,200a,・・・に送信する。
(ステップS47)MCE100は、MBSFN送信を開始することを示すMBSFNセッション開始通知を、基地局200,200a,・・・に送信する。
(ステップS48)MCE100は、移動局300から利用可能なMBMSサービスの一覧を示すMBSFN制御情報を、基地局200,200a,・・・に送信する。基地局200は、MBMSサービスの一覧を示すMBSFN制御信号を、PMCH(MCCH)で移動局300に送信する。また、MCE100は、MBSFN制御情報をMBMSゲートウェイ42に送信する。
図17は、第2の実施の形態の通信の流れを示すシーケンス図(続き)である。
(ステップS51)移動局300は、ステップS48で受信したMBSFN制御信号が示す一覧から、利用するMBMSサービスを選択し、MBSFN要求をPUSCHで基地局200に送信する。基地局200は、MBSFN要求をMCE100に転送する。
(ステップS51)移動局300は、ステップS48で受信したMBSFN制御信号が示す一覧から、利用するMBMSサービスを選択し、MBSFN要求をPUSCHで基地局200に送信する。基地局200は、MBSFN要求をMCE100に転送する。
(ステップS52)MCE100は、ステップS46で判定した周波数帯域の範囲からMBSFNに使用する周波数帯域を選択する。
(ステップS53)MCE100は、ステップS52で選択した周波数帯域を示す帯域情報と、MBMSデータのスケジューリングに関するMBSFN制御情報を、基地局200,200a,・・・に送信する。基地局200は、帯域制御信号とMBSFN制御信号を、PMCH(MCCH)で移動局300に送信する。移動局300は、受信した帯域制御信号とMBSFN制御信号に基づいて、MBMSデータを受信するための設定を行う。また、MCE100は、MBSFN制御情報をMBMSゲートウェイ42に送信する。なお、MBSFN制御情報と帯域情報は、異なるタイミングで送信してもよい。
(ステップS53)MCE100は、ステップS52で選択した周波数帯域を示す帯域情報と、MBMSデータのスケジューリングに関するMBSFN制御情報を、基地局200,200a,・・・に送信する。基地局200は、帯域制御信号とMBSFN制御信号を、PMCH(MCCH)で移動局300に送信する。移動局300は、受信した帯域制御信号とMBSFN制御信号に基づいて、MBMSデータを受信するための設定を行う。また、MCE100は、MBSFN制御情報をMBMSゲートウェイ42に送信する。なお、MBSFN制御情報と帯域情報は、異なるタイミングで送信してもよい。
(ステップS54)MBMSゲートウェイ42は、MBMSデータを基地局200,200a,・・・に送信する。基地局200,200a,・・・は、MBMSデータ信号をPMCH(MTCH)で移動局300に送信する。移動局300は、基地局200,200a,・・・が送信したMBMSデータ信号を合成して復調・復号を行う。
なお、MBSFNエリアに属する何れかの基地局の周波数帯域が変更された場合、上記ステップS45,S46と同様の処理が実行され、MBSFNに使用可能な周波数帯域が再計算される。また、MCE100がMBSFN送信を行う基地局を追加または削除した場合、ステップS46と同様の処理が実行され、使用可能な周波数帯域が再計算される。使用可能な周波数帯域が再計算されると、変更後の周波数帯域に基づいて、ステップS52,S53の処理が実行される。
図18は、MBSFN帯域の第1の設定例を示す図である。ここでは、MBSFNエリアに属する基地局の周波数帯域の中心周波数が統一されている場合を考える。例えば、基地局200は10MHz幅の周波数帯域を使用し、基地局200aは5MHz幅の周波数帯域を使用し、基地局200bは20MHz幅の周波数帯域を使用する。
この場合、基地局200は、帯域幅が10MHzであることを示す帯域通知をMCE100に送信する。基地局200aは、帯域幅が5MHzであることを示す帯域通知をMCE100に送信する。基地局200bは、帯域幅が20MHzであることを示す帯域通知をMCE100に送信する。MCE100は、例えば、5MHz,10MHz,20MHzのうち最小の帯域幅である5MHzを、MBSFNに使用する周波数帯域の帯域幅と決定する。そして、決定した帯域幅5MHzを示す帯域情報を、基地局200,200a,200bに送信する。基地局200,200a,200bは、中心周波数を挟む5MHzの周波数帯域を、MBSFNに使用する周波数帯域として設定する。
図19は、MBSFN帯域の第2の設定例を示す図である。ここでは、MBSFNエリアに属する基地局の周波数帯域の中心周波数が統一されていない場合を考える。例えば、基地局200は連続する10MHz幅の周波数帯域を使用し、基地局200aは不連続な2つの5MHz幅(合計で10MHz幅)の周波数帯域を使用し、基地局200bは連続する20MHz幅の周波数帯域を使用する。
この場合、基地局200は、帯域幅(10MHz)と中心周波数を示す帯域通知をMCE100に送信する。基地局200aは、帯域幅(5MHz×2)と2つの周波数帯域それぞれの中心周波数を示す帯域通知をMCE100に送信する。基地局200bは、帯域幅(20MHz)と中心周波数を示す帯域通知をMCE100に送信する。MCE100は、例えば、基地局200,200a,200bが共通に使用する5MHz幅の周波数帯域を、MBSFNに使用する周波数帯域として選択する。そして、選択した周波数帯域の帯域幅(5MHz)と中心周波数を示す帯域情報を、基地局200,200a,200bに送信する。基地局200,200a,200bは、帯域情報が示す周波数帯域を、MBSFNに使用する周波数帯域として設定する。
なお、以上の説明では、MCE100は、MBSFN制御情報と帯域情報を別個に基地局200,200a,200bに送信することとした。ただし、帯域情報をMBSFN制御情報の一部として送信することも可能である。また、MCE100は、リアルタイム伝送の制約のあるMBMSデータがMBSFN送信される場合、当該MBMSデータの所要伝送速度を考慮して、MBSFNに使用する周波数帯域を選択してもよい。
図20は、MCEの第1の変形例を示すブロック図である。図20に示すMCE100aを、MCE100に代えて用いることが可能である。MCE100aは、MCE100の帯域情報通知部114およびMBSFN制御情報通知部115に代えて、MBSFN制御情報通知部115aを有する。
MBSFN制御情報通知部115aは、MBSFN制御部112からの指示に応じて、MBSFN制御情報を生成し、基地局200,200a,200bまたはMBMSゲートウェイ42に送信する。このMBSFN制御情報には、MBSFNに使用する周波数帯域を示す帯域情報が含まれていることがある。なお、帯域判定部111、MBSFN制御部112およびMBSFN制御情報通知部115aに代えて、これらユニットの機能を含む制御部をMCE100aに設けることも可能である。
図21は、MCEの第2の変形例を示すブロック図である。図21に示すMCE100bを、MCE100に代えて用いることが可能である。MCE100bは、MCE100の帯域判定部111に代えて、帯域判定部111bを有する。帯域判定部111bは、MME41から、リアルタイム伝送が求められるMBMSデータの所要伝送速度を示す情報を受信する。例えば、上記ステップS41とステップS42の間に、所要伝送速度を示す情報を受信する。そして、帯域判定部111bは、所要伝送速度を満たすための最小の帯域幅を算出し、MBSFN制御部112に通知する。MBSFN制御部112は、少なくとも通知された帯域幅分の周波数帯域を、MBSFNのために確保する。
また、以上の説明では、LTEを想定して、基地局200,200a,200bは最大で20MHzの周波数帯域を用いてDL無線通信を行えるものとした。ただし、LTE−Aを想定して、最大で20MHzの周波数帯域を5つ用いてDL無線通信を行えるようにしてもよい。LTE−Aにおいて、20MHz以下の各周波数帯域は、コンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)と呼ばれる。
図22は、コンポーネントキャリアの設定例を示す図である。基地局200,200a,200bは、DL無線通信に最大で5つのCC(CC#1〜#5)を使用してもよい。各CCの帯域幅は、例えば、1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHzの中から選択される。CC#1〜#5の帯域幅は、CCによって異なってもよい。CC#1〜#5それぞれで、図4に示したような無線フレームが伝送される。基地局200,200a,200bは、CC毎に無線リソースの割り当て制御を行う。
基地局200,200a,200bは、複数のCCを集約して移動局300との無線通信に使用する(複数のCCを同時に使用する)ことで、1つのCCの周波数帯域より広い周波数帯域を用いた無線通信が可能となる。CC#1〜#5は、800MHz帯,2.0GHz帯,3.5GHz帯などの周波数バンドの何れか1つに全て設けてもよいし、異なる複数の周波数バンドに分散して設けてもよい。複数のCCを集約することを、キャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation)と呼ぶことがある。キャリアアグリゲーションのうち、異なる周波数バンドに属するCCを集約することを、スペクトラムアグリゲーション(Spectrum Aggregation)と呼ぶことがある。
ここで、上記のMBSFN用の周波数帯域の決定方法は、CC単位で行ってもよいし複数のCCについて纏めて行ってもよい。例えば、基地局200,200a,200bは、CC#1〜#5それぞれの帯域幅を示す帯域通知をMCE100に送信する。MCE100は、MBSFNに使用するCC(例えば、最も周波数の低いCC)を選択し、基地局200,200a,200bの選択したCCの帯域幅に基づいて、周波数帯域を選択する。または、MCE100は、基地局200,200a,200bのCC#1〜#5の帯域幅に基づいて、MBSFNに使用する1以上のCCおよび周波数帯域を選択する。
このような第2の実施の形態の移動通信システムによれば、MCE100は、MBSFNエリア内の基地局が無線通信に使用する周波数帯域の設定状況を把握し、MBSFNに使用する周波数帯域を適切に選択できる。よって、MBSFNエリア内の基地局の中に、無線リソースが不足してMBMSデータの一部を送信できない基地局が存在する可能性を低減でき、移動局300におけるMBMSデータの受信品質の低下を抑制できる。
また、MBSFNエリア内の基地局に設定され得る周波数帯域の最小幅(例えば、1.4MHz)を想定してMBSFNに使用する周波数帯域を選択する場合と比べて、MBSFNに使用する周波数帯域の帯域幅が過度に狭くなることを抑制でき、各基地局の無線リソースを効率的に利用することができる。また、MCE100は、何れかの基地局で周波数帯域の設定が変更されたときや、MBSFNエリアに属する基地局が変更になったときに、MBSFNに使用する周波数帯域を動的に更新できる。
[第3の実施の形態]
次に、第3の実施の形態を説明する。第2の実施の形態との差異を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第3の実施の形態の移動通信システムは、基地局からMCEに帯域通知を送信する経路が、第2の実施の形態と異なる。
次に、第3の実施の形態を説明する。第2の実施の形態との差異を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第3の実施の形態の移動通信システムは、基地局からMCEに帯域通知を送信する経路が、第2の実施の形態と異なる。
第3の実施の形態の移動通信システムは、図2に示した第2の実施の形態の移動通信システムと同様のシステム構成によって実現できる。ただし、第3の実施の形態では、MME41に代えて、以下に説明するMME400を使用する。第3の実施の形態のMCE、基地局および移動局は、図9〜12に示した第2の実施の形態のMCE、基地局および移動局と同様のブロック構成によって実現できる。以下の説明では、MCE、基地局および移動局については、第2の実施の形態と同じ符号を使用する。
図23は、MMEを示すブロック図である。MME400は、MBSFNセッション制御部411および回線制御部412を有する。MBSFNセッション制御部411は、MBSFNセッションを開始する制御を行う。MBSFNセッション制御部411は、MCE100にMBSFNセッション開始要求を送信し、MCE100からMBSFNセッション開始応答を受信する。回線制御部412は、基地局200,200a,200bから帯域通知を受信し、MCE100に帯域通知を転送する。
図24は、第3の実施の形態の通信の流れを示すシーケンス図である。図24に示すステップS61〜S69のうち、ステップS61〜S64,S68,S69の処理は、図16のステップS41〜S44,S47,S48と同様である。
(ステップS65)基地局200,200a,・・・は、自局が無線通信に使用する周波数帯域を示す帯域通知を、MCE100を介さずにMME400に送信する。
(ステップS66)MME400は、基地局200,200a,・・・から受信した帯域通知をMCE100に転送する。なお、MBSFNセッションの開始時は、MME400は、基地局200,200a,・・・から受信した帯域通知それぞれをMCE100に転送してもよいし、複数の基地局分の帯域通知を纏めてMCE100に転送してもよい。
(ステップS66)MME400は、基地局200,200a,・・・から受信した帯域通知をMCE100に転送する。なお、MBSFNセッションの開始時は、MME400は、基地局200,200a,・・・から受信した帯域通知それぞれをMCE100に転送してもよいし、複数の基地局分の帯域通知を纏めてMCE100に転送してもよい。
(ステップS67)MCE100は、ステップS66でMME400から受信した帯域通知に基づいて、基地局200,200a,・・・に共通の周波数帯域を判定する。
なお、MBSFNエリアに属する何れかの基地局の周波数帯域が変更された場合、帯域通知がMME400経由でMCE100に転送され、MBSFNに使用可能な周波数帯域がMCE100で再計算される。
なお、MBSFNエリアに属する何れかの基地局の周波数帯域が変更された場合、帯域通知がMME400経由でMCE100に転送され、MBSFNに使用可能な周波数帯域がMCE100で再計算される。
このような第3の実施の形態の移動通信システムによれば、第2の実施の形態と同様の効果が得られる。更に、第3の実施の形態では、MCE100は回線制御機能をもつMME400と効率的に連携して、MBSFNの制御を行うことができる。
上記については単に本発明の原理を示すものである。更に、多数の変形や変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応する全ての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
10 通信制御装置
11,22,31 制御部
12 通知部
20,20a 基地局
21 送信部
30 無線受信装置
11,22,31 制御部
12 通知部
20,20a 基地局
21 送信部
30 無線受信装置
Claims (10)
- 通信制御装置と複数の基地局と無線受信装置とを含み、前記複数の基地局のうちの2以上の基地局が共通する内容のデータを共通の周波数を用いて前記無線受信装置に送信する無線通信システムであって、
前記2以上の基地局それぞれは、自局が無線通信に用いる第1の周波数帯域についての情報を前記通信制御装置に通知し、前記通信制御装置から通知された第2の周波数帯域についての情報に基づいて、前記共通する内容のデータの送信を制御する第1の制御部を有し、
前記通信制御装置は、前記2以上の基地局から通知された前記第1の周波数帯域についての情報に基づいて、最も多くの前記基地局で共通して使用可能な周波数帯域を前記共通する内容のデータの送信に用いる前記第2の周波数帯域として選択する第2の制御部と、選択された前記第2の周波数帯域についての情報を前記2以上の基地局に通知する通知部と、を有する、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 前記第2の周波数帯域は、前記2以上の基地局の前記第1の周波数帯域に共通に含まれる周波数帯域から選択される
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 - 前記第2の周波数帯域についての情報には、前記第2の周波数帯域の帯域幅、または、前記第2の周波数帯域の中心周波数および帯域幅を示す情報が含まれる
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 - 前記第2の制御部は、前記第1の周波数帯域についての情報に基づいて、前記共通する内容のデータの送信に使用可能な周波数帯域を算出し、前記使用可能な周波数帯域と前記共通する内容のデータの送信状況とに基づいて、前記第2の周波数帯域を選択する
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 - 前記第1の制御部は、自局の前記第1の周波数帯域が変更されると、変更後の前記第1の周波数帯域についての情報を前記通信制御装置に通知し、
前記第2の制御部は、変更後の前記第1の周波数帯域についての情報に基づいて、前記使用可能な周波数帯域を再計算する、
ことを特徴とする請求項4記載の無線通信システム。 - 前記第2の制御部は、前記複数の基地局のうち前記共通する内容のデータを送信する基地局が変更されると、前記使用可能な周波数帯域を再計算する
ことを特徴とする請求項4記載の無線通信システム。 - 前記第1の制御部は、前記通信制御装置から通知された前記第2の周波数帯域についての情報を、前記無線受信装置に通知し、
前記無線受信装置は、前記第2の周波数帯域についての情報に基づいて、前記2以上の基地局からの前記共通する内容のデータの受信を制御する第3の制御部を有する、
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 - 共通する内容のデータを共通の周波数を用いて送信する2以上の基地局それぞれから、当該基地局が無線通信に用いる第1の周波数帯域についての情報を取得し、前記第1の周波数帯域についての情報に基づいて、最も多くの前記基地局で共通して使用可能な周波数帯域を前記共通する内容のデータの送信に用いる第2の周波数帯域として選択する制御部と、
前記制御部で選択された前記第2の周波数帯域についての情報を前記2以上の基地局に通知する通知部と、
を有する
ことを特徴とする通信制御装置。 - 通信制御装置と複数の基地局と無線受信装置とを含み、前記複数の基地局のうちの2以上の基地局が共通する内容のデータを共通の周波数を用いて前記無線受信装置に送信する無線通信システムで用いられる基地局であって、
前記通信制御装置からの指示に応じて、前記共通する内容のデータを送信する送信部と、
自局が無線通信に用いる第1の周波数帯域についての情報を前記通信制御装置に通知し、最も多くの前記基地局で共通して使用可能な周波数帯域であって前記共通する内容のデータの送信に用いる第2の周波数帯域についての情報を前記通信制御装置から取得し、前記第2の周波数帯域についての情報に基づいて、前記送信部による前記共通する内容のデータの送信を制御する制御部と、
を有する
ことを特徴とする基地局。 - 通信制御装置と複数の基地局と無線受信装置とを含み、前記複数の基地局のうちの2以上の基地局が共通する内容のデータを共通の周波数を用いて前記無線受信装置に送信する無線通信システムの無線通信方法であって、
前記2以上の基地局それぞれが、自局が無線通信に用いる第1の周波数帯域についての情報を前記通信制御装置に通知し、
前記通信制御装置が、前記2以上の基地局から通知された前記第1の周波数帯域についての情報に基づいて、最も多くの前記基地局で共通して使用可能な周波数帯域を前記共通する内容のデータの送信に用いる第2の周波数帯域として選択し、選択した前記第2の周波数帯域についての情報を前記2以上の基地局に通知し、
前記2以上の基地局が、前記通信制御装置から通知された前記第2の周波数帯域についての情報に基づいて、前記共通する内容のデータの送信を行う、
ことを特徴とする無線通信方法。
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JPN6014026359; Christoph A. Jotten, Christian Sgraja, Hendrik Schoeneich: 'Performance Evaluation of Multicast/BroadcastSingle Frequency Network Operation for WCDMA' Spread Spectrum Techniques and Applications, 2008. ISSSTA '08. IEEE 10th International Symposium on , 20080825 * |
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