JP5667631B2 - 送／受信制御方法、記録媒体、及び通信装置 - Google Patents

送／受信制御方法、記録媒体、及び通信装置 Download PDF

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Description

本発明は、送／受信制御方法、ハンドオーバーのための方法、記録媒体、及び通信装置に係り、特に、単一ポイント送／受信（以下、ＳＰという）、および協力マルチポイント送／受信（以下、ＣｏＭＰという）を適応的に適用できる送／受信制御方法、ハンドオーバーのための方法、記録媒体、及び通信装置に関する。
複数の基地局がセルエッジにある端末についてデータ送信率（ｄａｔａ ｒａｔｅ）を高めるため同時に協力して信号を送／受信するＣｏＭＰ方法がある。
また、ＣｏＭＰ方法と区別されるＳＰ方法があり、そのＳＰ方法によれば、端末それぞれは１つの基地局と信号を送／受信する。
本発明の目的は、対象端末のチャネル状態または移動性に基づいて、対象端末に対して単一ポイント送／受信（ＳＰ）および協力マルチポイント送／受信（ＣｏＭＰ）のうちいずれか１つを適応的に選択できる送／受信制御方法を提供することにある。
本発明の一実施形態に係る送／受信制御方法は、対象端末のチャネル状態に関連する情報を認知するステップと、前記チャネル状態に関連する情報に基づいて予め決定された関数による尺度（ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ）値を算出するステップと、前記尺度値を用いて前記対象端末に対して協力マルチポイント送／受信（以下、ＣｏＭＰという）または単一ポイント送／受信（以下、ＳＰという）のうちいずれか１つを選択するステップと、前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰのうち、選択されたものに応じて、前記ＳＰから前記ＣｏＭＰに転換される場合前記対象端末は干渉チャネルに関する情報をサービング基地局にフィードバックし前記サービング基地局および前記ＣｏＭＰに参加する基地局は適切に無線資源を調整（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）し、前記ＣｏＭＰから前記ＳＰに転換される場合前記サービング基地局および前記対象端末は一般的な通信プロトコルによって後続処理を行うステップとを含む。
ここで、前記いずれか１つを選択するステップは、前記対象端末のチャネル状態の変化に基づいて前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰのうちいずれか１つを選択するステップであってもよい。
また、前記いずれか１つを選択するステップは、前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰそれぞれに対するフィードバックオーバーヘッドまたは利益を考慮して、前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰのうちいずれか１つを選択するステップであってもよい。
前記チャネル状態に関連する情報は前記対象端末の移動性に関連する情報を含み、前記いずれか１つを選択するステップは、前記移動性に関連する情報に基づいて前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰのうちいずれか１つを選択するステップであってもよい。
前記いずれか１つを選択するステップは、基準値よりも大きい移動性を有する前記対象端末に応答して前記ＳＰを選択するステップを含んでもよい。
前記いずれか１つを選択するステップは、基準値よりも小さい移動性を有する前記対象端末に応答して前記ＣｏＭＰを選択するステップを含んでもよい。
ここで、前記移動性に関連する情報は、前記対象端末の速度またはチャネル状態の変化のうち少なくとも１つに関する情報を含んでもよい。
また、本発明の一実施形態に係る記録媒体は、請求項１の方法を行うためのプログラムが記録されたコンピュータで読み出し可能な記録媒体であってもよい。
また、本発明の一実施形態に係る通信装置は、対象端末のチャネル状態に関連する情報を認知する認知部と、前記チャネル状態に関連する情報に基づいて予め決定された関数による尺度値を算出し、前記尺度値を用いて前記対象端末に対してＣｏＭＰまたはＳＰのうちいずれか１つを選択する選択部と、前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰのうち、選択されたものに応じて、前記ＳＰから前記ＣｏＭＰに転換される場合前記対象端末は干渉チャネルに関する情報をサービング基地局にフィードバックし前記サービング基地局および前記ＣｏＭＰに参加する基地局は適切に無線資源を調整（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）し、前記ＣｏＭＰから前記ＳＰに転換される場合前記サービング基地局および前記対象端末は一般的な通信プロトコルによって後続処理を行う後処理部と、を備える。
本発明によれば、対象端末のチャネル状態または移動性に基づいて対象端末についてＣｏＭＰまたはＳＰのうちいずれか１つを適応的に選択することによって、ＣｏＭＰによる利益を極大化しつつ、フィードバックオーバーヘッドが過度に増加することを防止できる。
また、本発明によれば、対象端末の移動性に応じてＳＰのためのマージンタイムまたはＣｏＭＰのためのマージンタイムを適切に設定することによって、ＣｏＭＰまたはＳＰのうちいずれか１つを適切に選択できる。
また、本発明によれば、複数の基地局から送信された信号に対する端末における受信時点に基づいて複数の基地局のうちいずれか１つを選択することによって、効率よくハンドオーバーを行うことができる。
マルチセル通信システムの例を示す図である。 端末の移動性に応じて単一ポイント送／受信（ＳＰ）および協力マルチポイント送／受信（ＣｏＭＰ）のうち何を選好するかを概念的に示す図である。 端末が基地局Ｘから基地局Ｙ方向に移動することによって端末で受信される信号の強度を概念的に示すグラフである。 図３に示すように端末が基地局Ｘから基地局Ｙ方向に移動する場合、端末の移動性を考慮してＳＰおよびＣｏＭＰのうちいずれか１つを適応的に選択する例を示すテーブルである。 本発明の一実施形態に係る送／受信制御方法を示す動作フローチャートである。 端末の移動性に応じて調整されるＳＰのためのマージンタイムを説明するためのグラフであって、（ａ）は高速移動、（ｂ）は低速移動の場合である。 端末の移動性に応じて調整されるＣｏＭＰのためのマージンタイムを説明するためのグラフであって、（ａ）は高速移動、（ｂ）は低速移動の場合である。 本発明の一実施形態に係るＳＰおよびＣｏＭＰを制御するためにＳＰのためのマージンタイムおよびＣｏＭＰのためのマージンタイムを算出する過程を示す動作フローチャートである。 端末の移動性が増加または減少する場合、ＳＰのためのマージンタイムおよびＣｏＭＰのためのマージンタイムそれぞれの変化および本発明の実施形態に係る動作を示すテーブルである。 本発明の一実施形態に係るマージンタイムを用いた送／受信制御方法を示す動作フローチャートである。 複数の基地局がＣｏＭＰを行う途中端末が移動する場合、複数の基地局から送信された信号の端末における受信時点を示す図である。 本発明の実施形態に係る通信装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る通信装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る通信装置を示すブロック図である。 サービング基地局および隣接の基地局に対して実効ＳＩＮＲを求める例を説明する図である。 実効ＳＩＮＲ測定に対して実現されることができる協力手続きの例を示す図である。
以下、本発明に係る実施形態を添付する図面を参照しながら詳細に説明する。本明細書において「基地局」は一般的な基地局、中継機などのように端末へ信号を送信できる様々な装置を含み、「端末」は携帯電話、ノート型パソコンのように様々なモバイルデバイスを含む。また、「通信装置」は、基地局、中継機、端末、ネットワークコントローラなど、通信システムで用いられる様々な装置を含む。
図１は、マルチセル通信システムの例を示す図である。
図１を参照すると、マルチセル通信システムは、複数の基地局１１０、１２０、１３０を備える。複数の基地局１１０、１２０、１３０は互いに協力して、協力マルチポイント送／受信（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ＿Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ＿ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＿ａｎｄ＿ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ、以下、ＣｏＭＰと略記する）スキームを具現する。例えば、複数の基地局１１０、１２０、１３０は、互いに協力して複数の基地局１１０、１２０、１３０それぞれのセルエッジに位置している端末１４０に信号を送信することによって、端末における送信率を向上できる。
端末１４０がセルエッジに位置する場合、端末１４０はＣｏＭＰよりもＳＰ（Ｓｉｎｇｌｅ＿Ｐｏｉｎｔ＿ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＿ａｎｄ＿ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ、以下、ＳＰと略記する）を選好することがある。例えば、端末１４０がＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの方向のいずれか１方向に向って速い速度に移動する場合、端末１４０のチャネル状態は大きく変わる。このとき、端末１４０は、ＣｏＭＰを支援するために多い量の情報（例えば、チャネル情報など）を複数の基地局１１０、１２０、１３０のうち現在のサービング基地局にフィードバックしなければならないため、フィードバックオーバーヘッドが大きく増加する場合がある。したがって、端末１４０は、ＣｏＭＰよりもＳＰを選好する。すなわち、端末１４０のチャネル状態が大きく変わる場合、ハンドオーバーによって端末１４０のサービング基地局は他の基地局に変更され、端末１４０と新しいサービング基地局はＳＰを行うことによって、フィードバックオーバーヘッドを減らし、所望するデータ送信率を達成できる。
ここで、ＣｏＭＰスキームでは、複数の基地局が互いに協力して少なくとも１つの端末に信号を送信し、一方、ＳＰスキームでは１つの基地局が異なる基地局と協力することなく、少なくとも１つの端末に信号を送信することを意味する。
また、端末１４０がセルエッジ内を移動しても、ＳＰを継続的に維持することは効率的ではない。例えば、端末１４０が遅い速度でセルエッジ内を移動する場合、端末１４０および現在のサービング基地局は、ＣｏＭＰを行うことによってフィードバックオーバーヘッドを大きく増加することなく、データ送信率を向上できる。
一実施形態によれば、端末の移動性に関する情報を含むチャネル状態に関する情報（以下、チャネル情報という）に基づいてＳＰおよびＣｏＭＰのうちいずれか１つのスキームを選択する。また、本実施形態によれば、チャネル状態に関する情報のみならず、フィードバックオーバーヘッド、端末に要求されるサービス品質、ネットワークの負荷量、ネットワークディレイ（遅延）、伝搬（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）ディレイ、ネットワークのオーバーヘッドなどをさらに考慮する。
図２は、端末の移動性に応じてＳＰおよびＣｏＭＰのうち何を選好するかを概念的に示す図である。
図２を参照すると、端末２３０は、基地局２１０および基地局２２０それぞれのセルエッジに位置して、矢印から分かるように、基地局２１０のセルから基地局２２０のセルに移動する。ここで、基地局２１０は、端末２３０に対する制御権限を有する現在のサービング基地局である。
端末２３０の移動性が高い場合、端末２３０と基地局２１０との間のチャネル、および端末２３０と基地局２２０との間のチャネルは早く変化する。このとき、端末２３０がＣｏＭＰを支援する場合、前記チャネルの状態または変化をサービング基地局である基地局２１０にフィードバックしなければならず、このようなフィードバックの過程において多量のオーバーヘッドが発生する恐れがある。したがって、端末２３０が基地局２１０のセルから基地局２２０のセルに比較的高速移動する場合、ＣｏＭＰよりもＳＰが選好される。反対に、端末２３０がセルエッジの周辺で留まっているか又は低速移動する場合、ＣｏＭＰが選好される。
ここで、端末２３０の移動性は、端末２３０の実際の速度、チャネルの変化、ドップラー効果、チャネル情報をフィードバックするためのオーバーヘッドの量などに基づいて評価される。また、端末２３０の移動性は、端末２３０における基地局２１０および２２０のそれぞれに対する受信信号の強度（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ、以下ＲＳＳという）の変化に基づいて評価できる。
すなわち、本実施形態によれば、端末２３０の移動性を含むチャネル状態、ＣｏＭＰにより得られるゲイン（利得）とフィードバックオーバーヘッド（損失）を総合的に考慮してＣｏＭＰおよびＳＰのうちいずれか１つを選択できる。
次に図３〜図５を参照して、ＳＰおよびＣｏＭＰのうちいずれか１つを選択する方法について具体的に説明する。
図３は、端末が基地局Ｘから基地局Ｙ方向に移動することによって端末の受信信号強度ＲＳＳを概念的に示すグラフである。
図４は、図３に示すように端末が基地局Ｘから基地局Ｙ方向に移動する場合、端末の移動性を考慮してＳＰおよびＣｏＭＰのうちいずれか１つを適応的に選択する例を示すテーブルである。
図３を参照すると、端末が基地局Ｘから基地局Ｙ方向に移動する場合、Ａ、Ｂ、Ｃの領域で基地局Ｘおよび基地局Ｙそれぞれから端末における受信信号の強度は図３に示すグラフの通りである。Ａ、Ｂ、Ｃの領域は全てＣｏＭＰおよびＳＰのいずれも適用され得る領域である。また、Ａ、Ｂ、Ｃの領域の全てにハンドオーバー（ＨＯ）が発生することがあり、主にＢ領域でハンドオーバーが起きる。ここで、「ハンドオーバー」は端末に対する制御権限を有するサービング基地局が変化することを意味する。
図４を参照すると、端末は様々なシナリオに従って、Ａ、Ｂ、Ｃの領域を通過する。すなわち、端末は、ケース１では、遅い速度でＡ、Ｂ、Ｃの領域を通過し、ケース２では、速い速度でＡ、Ｂ、Ｃの領域を通過する。それだけでなく、端末は、ケース３では、速い速度でＡ領域およびＢ領域を通過して遅い速度でＣ領域を通過し、ケース４では、遅い速度でＡ領域およびＢ領域を通過して速い速度でＣ領域を通過する。
ケース１において、端末は遅い速度でＡ、Ｂ、Ｃの領域を通過する。このとき、データ送信率を向上させるために、ＳＰよりもＣｏＭＰが相対的に選好される。すなわち、端末が遅い速度で移動する場合、ＣｏＭＰによるフィードバックオーバーヘッドは大きくない一方、データ送信率は相対的に大きく向上するためである。そして、ケース１の場合、領域Ｂでハンドオーバー（ＨＯ）が特定時点で実行され、ハンドオーバーの実行が完了すると、端末のサービング基地局は基地局Ｘから基地局Ｙに変更される。ハンドオーバーの実行が完了された後にも、端末は遅い速度で移動するため、基地局Ｙがサービング基地局になったままＣｏＭＰが行われる。また、Ｃ領域でも端末が依然として遅い速度で移動する場合、ＣｏＭＰが選好されることから、Ｃ領域でも基地局Ｙがサービング基地局になったまま継続的にＣｏＭＰが行われる。
ケース２において、端末は速い速度でＡ、Ｂ、Ｃの領域を通過する。このとき、ＣｏＭＰによるフィードバックオーバーヘッドの増加を防止するため、ＣｏＭＰよりも相対的にＳＰが選好される。すなわち、ケース２においては、端末はＡ領域で基地局ＸとＳＰを行い、Ｂ領域で基地局ＹとＳＰを行う。ただし、Ｂ領域で端末のサービング基地局が基地局Ｘから基地局Ｙに変わるハンドオーバーが発生するため、Ｂ領域において端末は基地局ＸとＳＰを行ってから基地局ＹとＳＰを行う。ここで、端末は速く移動するため、Ｂ領域内でハンドオーバーが行われる時点はケース１の場合よりも早い時点になり得る。Ｃ領域でも端末が速い速度に移動している場合、ＳＰが選好されるため、Ｃ領域でも端末は持続的に基地局ＹとＳＰを行う。
ケース３において、端末はＡ領域およびＢ領域を速い速度で通過した後、Ｃ領域を遅い速度で通過する。このとき、端末がＡ領域を速い速度で通過するので、Ａ領域で端末は基地局ＸとＳＰを行う。また、Ｂ領域内において、端末および基地局ＸがＳＰを行う途中、ハンドオーバーが比較的早い時点で行われ、サービング基地局が基地局Ｘから基地局Ｙに変更される。そして、サービング基地局が基地局Ｘから基地局Ｙに変更されたまま、基地局Ｙおよび端末はＳＰを行う。このとき、端末が遅い速度でＣ領域を移動する場合、ＣｏＭＰが選好されるため、Ｃ領域でＳＰは中断され、ＣｏＭＰが行われる。したがって、Ｃ領域で基地局Ｙがサービング基地局になったまま、基地局Ｙおよび基地局Ｘは端末に対してＣｏＭＰを行う。
ケース４において、端末が遅い速度でＡ領域を移動している場合、サービング基地局が基地局Ｘのまま、ＣｏＭＰが選択される。Ｂ領域でも端末は遅い速度で移動しているので、持続的にＣｏＭＰが行われて比較的に遅れた時点でハンドオーバーが発生する。ハンドオーバーが完了すると、端末のサービング基地局は基地局Ｘから基地局Ｙに変更される。ハンドオーバーが発生した後、端末はＣ領域で速い速度に移動するため、ＳＰが選択される。したがって、Ｃ領域で端末は基地局Ｙがサービング基地局になったままＳＰを行う。
ケース１から４の他に別のシナリオもあり得る。例えば、ケース３の場合、Ｂ領域でハンドオーバーが発生せずにＣ領域でハンドオーバーが発生したとき、Ｃ領域で端末は基地局ＸとＳＰを行って基地局Ｙがサービング基地局のＣｏＭＰを行う。他の例として、ケース４の場合にも、Ｂ領域でハンドオーバーが発生せずにＣ領域でハンドオーバーが発生するとき、Ｃ領域で端末は基地局Ｘがサービング基地局のＣｏＭＰを行って、基地局Ｙがサービング基地局のＳＰを行ってもよい。
上記の例を参照して説明したように、本実施形態では、端末の移動性を含むチャネル状態に応じてＳＰおよびＣｏＭＰのうちいずれか１つを選択する。
図５は、本実施形態に係る送／受信制御方法を示す動作フローチャートである。
本送／受信制御方法は、基地局、端末、中継機などの様々な通信装置によって実行できる。
図５を参照すると、本送／受信制御方法では、対象端末の移動性に関連する情報を認知する（５１０）。ここで、対象端末の移動性は対象端末の実際の速度、チャネルの変化、ドップラー効果、チャネル情報をフィードバックするためのオーバーヘッドの量などに基づいて評価される。また、対象端末の移動性は、端末における複数の基地局それぞれに対する受信信号強度ＲＳＳの変化に基づいて評価できる。もし、上記の方法が端末で行われる場合、端末は移動性に関連する情報を直接に測定できるが、上記の方法が基地局（など）で行われる場合、移動性に関連する情報は端末から基地局（など）にリポートされる。
また、本実施形態に係る方法では、対象端末の移動性に関連する情報を含むチャネル状態に関連する情報および様々なパラメータに基づいて予め決定された関数による尺度値を算出する（５２０）。ここで、尺度値は下記の数式（１）で定義された関数ｆによって算出される。
［数１］

尺度値＝ｆ（移動性、ネットワーク負荷、要求ＱｏＳ（要求されるサービス品質）、ネットワークディレイ、伝搬ｄｅｌａｙ（電子ディレイ、許容可能なフィードバックオーバーヘッド、．．．） ・・・（１）
便宜上、この尺度値をｆ（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）のように簡略に表現すると、本発明の一実施形態に係る方法は、算出された尺度値ｆ（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）と予め設定された基準値ｒｅｆとを比較する（５３０）。もし、対象端末の移動性が高い場合のように算出された尺度値ｆ（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）が基準値ｒｅｆよりも大きければ、ＳＰが選択される（５４０）。反対に、対象端末の移動性が低い場合のように算出された尺度値ｆ（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）が基準値ｒｅｆよりも小さければ、ＣｏＭＰが選択される（５５０）。すなわち、本発明の実施形態は、対象端末の移動性が大きいほどＳＰを選好し、移動性が小さいほどＣｏＭＰを選好する。
また、図５に示していないが、ＳＰまたはＣｏＭＰのうちいずれか１つを選択すると、本実施形態では選択に伴う後続処理を行う。特に、送／受信方法が変更される場合（例えば、ＳＰからＣｏＭＰに、またはＣｏＭＰからＳＰに）、送／受信方法が円滑に変更されるように後続処理が行われる。例えば、ＳＰからＣｏＭＰに転換されると、対象端末はＣｏＭＰを支援するために干渉チャネルに関する情報をサービング基地局にフィードバックし、サービング基地局およびＣｏＭＰに参加する基地局は適切に無線資源を調整（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）する。反対に、ＣｏＭＰからＳＰに転換されると、サービング基地局および対象端末は一般的な通信プロトコルによって後続処理を行う。また、サービング基地局の変更が要求される場合、ハンドオーバーのための後続処理が行われる。例えば、対象端末のサービング基地局が基地局Ｘから基地局Ｙに変更されなければならない場合、基地局Ｘは対象端末に対する制御権限を基地局Ｙに委譲し、基地局Ｙと対象端末との間には新しい制御チャネルが設立される一方、基地局Ｘと対象端末との間の制御チャネルは切断される。
図６は、端末の移動性に応じて調整されるＳＰのためのマージンタイムを説明するためのグラフであり、図６（ａ）、（ｂ）は各々、対象端末が高い移動性、及び低い移動性を有する場合である。
図６（ａ）に示すグラフ６１０は、対象端末が高い移動性を有する場合の、対象端末の位置に応じた、対象端末におけるサービング基地局に対する受信信号強度ＲＳＳおよび隣接の基地局に対する受信信号強度ＲＳＳを示す。ここで、サービング基地局が位置「０」にあり、隣接の基地局が位置Ａにあると仮定する。ここで、ＲＳＳは受信信号強度（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を表す。
グラフ６１０を参照すると、対象端末が高い移動性を有する場合、ＳＰのためのマージンタイムは短く設定される。すなわち、対象端末が高い移動性を有する場合、ＣｏＭＰを行うことは効率的ではなく、ＳＰが相対的に選好される。したがって、ＳＰがＣｏＭＰよりももっと選択されるようにＳＰのためのマージンタイムは短く設定される。このとき、ＳＰのためのマージンタイムの間に持続的にＳＰのための必要条件が満たされる場合、最終的にＳＰが選択されて行われる。
また、現在の選択されたＳＰがサービング基地局の変更を要求する場合、ハンドオーバーが行われる。例えば、以前に基地局Ｘがサービング基地局のままにＳＰが行われて、サービング基地局が基地局ＹのＳＰが選択されると、ハンドオーバーが行われる。一方、サービング基地局の変更が要求されない場合、サービング基地局が変更されることなく選択されたＳＰを行う。
反対に、図６（ｂ）に示すグラフ６２０を参照すると、対象端末が低い移動性を有する場合、ＳＰのためのマージンタイムは長く設定される。すなわち、対象端末が低い移動性を有する場合、ハンドオーバーを早い時点で行うことなくＣｏＭＰを行うとデータ送信率を向上できて効率的である。したがって、本実施形態では、対象端末が低い移動性を有する場合、ハンドオーバーが行われる時点を遅らせる一方、ＣｏＭＰがより長く行われるようにＳＰのためのマージンタイムを長く設定する。
図７は、端末の移動性に応じて調整されるＣｏＭＰのためのマージンタイムを説明するためのグラフであり、図７（ａ）、（ｂ）は各々、対象端末が高い移動性、及び低い移動性を有する場合である。
図７（ａ）に示すグラフ７１０を参照すると、対象端末の移動性が高い場合、ＣｏＭＰのためのマージンタイムは長く設定される。すなわち、対象端末の移動性が高い場合、ＣｏＭＰを行うことは効率的ではないので、ＣｏＭＰのためのマージンタイムは長く設定される。したがって、ＣｏＭＰが最終的に選択されるためには、長いマージンタイムの間にＣｏＭＰのための必要条件が持続的に満足されなければならないので、ＣｏＭＰは相対的に選択されない。
反対に、図７（ｂ）に示すグラフ７２０を参照すると、対象端末の移動性が低い場合、ＣｏＭＰのためのマージンタイムは短く設定される。すなわち、対象端末の移動性が低い場合、対象端末におけるデータ送信率を向上させるためにＣｏＭＰを行うことがＳＰを行うことよりも効率的であるので、ＣｏＭＰのためのマージンタイムは短く設定される。したがって、短いマージンタイムの間にのみＣｏＭＰのための必要条件が持続的に満たされれば、ＣｏＭＰが最終的に選択されることから、対象端末の移動性が低い場合、ＣｏＭＰが選好されることが分かる。
また、現在の選択されたＣｏＭＰがサービング基地局の変更を要求する場合ハンドオーバーが行われる。例えば、以前に基地局Ｘがサービング基地局のままＣｏＭＰが行われ、サービング基地局が基地局ＹのＣｏＭＰが選択されると、ハンドオーバーが行われる。一方、サービング基地局の変更が要求されない場合、サービング基地局が変更されることなく、送／受信方法に基づいて選択されたＣｏＭＰが行われる。
対象端末の移動性に関連する情報は、対象端末でサービング基地局に対する受信信号強度ＲＳＳに関する情報および隣接の基地局に対するＲＳＳに関する情報に基づいて表現され得る。特に、対象端末の移動性は、移動性ファクタに基づいて評価される。移動性ファクタθｉは対象端末におけるサービング基地局に対するＲＳＳの変化および隣接の基地局に対するＲＳＳの変化に基づいて次の数式（２）のように定義される。
Figure 0005667631
ここで、Ｐ０は対象端末におけるサービング基地局に対するＲＳＳであり、Ｐｉは対象端末における隣接の基地局ｉに対するＲＳＳである。αは経路損失比率（Ｐａｔｈｌｏｓｓ Ｒａｔｅ）に関連するシステムパラメータであり、Ｅｋ（ｘ）はｋ個のｘの平均を示す。したがって、移動性ファクタθｉは特定時間ｔの間に隣接の基地局に対するＲＳＳの変化およびサービング基地局に対するＲＳＳの変化の間の差として、対象端末の速度に関する情報を含蓄する。すなわち、対象端末の速力が増加すると、移動性ファクタθｉは増加し、対象端末の移動方向が隣接の基地局の方向と一致するほど移動性ファクタθｉは増加する。もし、対象端末がサービング基地局に移動する場合、移動性ファクタθｉは負の値を有する。
ＳＰのためのマージンタイムτＳＰは、対象端末の移動性ファクタに基づいて数式（３）のように決定される。
Figure 0005667631
前記数式（３）において、τｍａｘはＳＰのための最大マージンタイムであり、τ０は予め定義されるシステムパラメータである。数式（３）を参照すると、対象端末が隣接の基地局に早く移動するほどＳＰのためのマージンタイムが減少するため、ＳＰが相対的に選好されることが分かる。
また、ＣｏＭＰのためのマージンタイムτＣｏＭＰは下記の数式（４）のように定義される。
Figure 0005667631
上記の数式（４）において、τ１は予め定義されるシステムパラメータであり、τｍｉｎはＣｏＭＰのための最小マージンタイムである。数式（４）を参照すると、対象端末が早く隣接の基地局に移動するほど移動性ファクタθｉは増加するので、τＣｏＭＰは増加する。したがって、対象端末が早く隣接の基地局に移動するほど最終的にＣｏＭＰを選択するためには長い時間の間にＣｏＭＰのための必要条件を満たさなければならない。すなわち、対象端末が速く隣接の基地局に移動するほどＣｏＭＰが選択される確率は減少する。
パラメータα、τ０、τ１、τｍａｘ、およびτｍｉｎは初期に周期的または非周期的に基地局から端末にブロードキャストされる。その上、基地局は、特に１つのセルに含まれた複数の端末に対してブロードキャストすべきマージンタイムを決定してもよい。基地局によってブロードキャストされるマージンタイムは、ある１つの値またはある値の範囲（レンジ）であってもよい。例えば、端末は初期に、数式（２）ないし数式（４）を用いるために、ブロードキャストされたパラメータを格納してもよい。
図８は、本実施形態に係りＳＰおよびＣｏＭＰを制御するために、ＳＰのためのマージンタイムおよびＣｏＭＰのためのマージンタイムを算出する過程を示す動作フローチャートである。
図８を参照すると、本実施形態に係る方法では、対象端末のチャネル状態に関連する情報（または移動性に関連する情報）を認知する（８１０）。チャネル状態に関連する情報（または移動性に関連する情報）については上述したので、その説明は省略する。
また、本発明の一実施形態に係る方法では、数式（２）を用いて移動性ファクタθｉを算出する（８２０）。
そして、本発明の一実施形態に係る方法は、数式（３）および数式（４）を用いてＣｏＭＰのためのマージンタイムτＣｏＭＰおよびＳＰのためのマージンタイムτＳＰを算出する（８３０、８４０）。
移動性ファクタθｉを算出する過程、ＣｏＭＰのためのマージンタイムτＣｏＭＰおよびＳＰのためのマージンタイムτＳＰを算出する過程については上述したので、その説明は省略する。
図９は、端末の移動性が増加または減少する場合、ＳＰのためのマージンタイムおよびＣｏＭＰのためのマージンタイムそれぞれの変化および本発明の実施形態に係る動作を示すテーブルである。
図９を参照すると、対象端末の移動速度が増加する場合、移動性ファクタθｉは増加し、対象端末の移動速度が減少する場合、移動性ファクタθｉは減少する。
より具体的には、対象端末の移動速度が増加する場合、移動性ファクタθｉが増加することによってＳＰのためのマージンタイムτＳＰは減少し、ＣｏＭＰのためのマージンタイムτＣｏＭＰは増加する。したがって、対象端末が高い移動速度を有する場合、ＳＰは相対的に早い時点で行われ、ＣｏＭＰは行われないか相対的に遅れて行われる。
反対に、対象端末の移動速度が減少する場合、移動性ファクタθｉの減少によってＳＰのためのマージンタイムτＳＰは増加し、ＣｏＭＰのためのマージンタイムτＣｏＭＰは減少する。このとき、ＣｏＭＰは相対的に早い時点で行われ、ＳＰは行われないか遅れて行われる。
図１０は、本実施形態に係るマージンタイムを用いた送／受信制御方法を示す動作フローチャートである。
図１０を参照すると、ＳＰのための必要条件が、該当マージンタイムの間に持続的に満たされるか否かをチェックする過程、およびＣｏＭＰのための必要条件が該当マージンタイムの間に持続的に満たされるか否かをチェックする過程を互いに独立的に行う。
前述した過程によって、ＳＰのためのマージンタイムτＳＰが決定されれば（１０１１）、ＳＰのための必要条件が満たされるか否かをチェックする（１０１２）。このとき、ＳＰのための必要条件が満たされるか否かは、サービング基地局または隣接の基地局から端末における受信信号の強度に基づいて判断される。
ＳＰのための必要条件が満たされれば、タイマーの時間ｔは０に初期化され（１０１３）、タイマーの時間はδだけ増加される（１０１４）。反対に、ＳＰのための必要条件が満たされなければ、ステップ１０１１を再び行う。
そして、タイマーの時間ｔ＋δでＳＰのための必要条件が満たすか否かをチェックする（１０１５）。タイマーの時間ｔ＋δでＳＰのための必要条件が満たされれば、移動性ファクタθｉの変化量が予め設定された閾値よりも小さいか否かをチェックする（１０１６）。反対に、タイマーの時間ｔ＋δでＳＰのための必要条件が満たされなければ、ステップ１０１１を再び行う。
もし、移動性ファクタθｉの変化量が予め設定された閾値よりも大きいか同一であれば、ステップ１０１１を再び行う。反対に、移動性ファクタθｉの変化量が予め設定された閾値よりも小さければ、タイマーの時間ｔがＳＰのためのマージンタイムτＳＰよりも大きいか否かをチェックす（１０１７）。すなわち、ＳＰのためのマージンタイムτＳＰよりもタイマーの時間ｔが大きければ、それはＳＰのためのマージンタイムτＳＰ間に持続的にＳＰのための必要条件が満たされたことを意味する。したがって、ＳＰの実行によって決定され、ＳＰのための後続処理を行う（１０１８、１０１９）。反対に、タイマーの時間ｔがＳＰのためのマージンタイムτＳＰよりも小さければ、ステップ１０１４を再び行う。ここで、ＳＰのための後続処理は、ハンドオーバーのための処理、送／受信方法の変化に応じて要求される処理などの様々な処理を含む。
また、本発明の一実施形態に係るマージンタイムを用いた送／受信制御方法は、ＣｏＭＰのためのマージンタイムτＣｏＭＰが決定されれば（１０２１）、ＣｏＭＰのための必要条件が満たされるか否かをチェックする（１０２２）。ここで、ＣｏＭＰのための必要条件が満たされるか否かは、サービング基地局または隣接の基地局から端末における受信信号の強度に基づいて判断される。
このとき、ＣｏＭＰのための必要条件が満たされれば、タイマーの時間ｔは０に初期化され（１０２３）、タイマーの時間はδだけ増加する（１０２４）。反対に、ＣｏＭＰのための必要条件が満たされなければ、ステップ１０２１を再び行う。
そして、タイマーの時間ｔ＋δでＣｏＭＰのための必要条件が満たすか否かをチェックする（１０２５）。タイマーの時間ｔ＋δでＣｏＭＰのための必要条件が満たされれば、移動性ファクタθｉの変化量が予め設定された閾値よりも小さいか否かをチェックする（１０２６）。反対に、タイマーの時間ｔ＋δでＣｏＭＰのための必要条件が満たされなければ、ステップ１０２１を再び行う。
もし、移動性ファクタθｉの変化量が予め設定された閾値よりも大きいか同一であれば、ステップ１０２１を再び行う。反対に、移動性ファクタθｉの変化量が予め設定された閾値よりも小さければ、タイマーの時間ｔがＣｏＭＰのためのマージンタイムτＣｏＭＰよりも大きいか否かをチェックする（１０２７）。すなわち、ＣｏＭＰのためのマージンタイムτＣｏＭＰよりもタイマーの時間ｔが大きければ、それはＣｏＭＰのためのマージンタイムτＣｏＭＰ間に持続的にＣｏＭＰのための必要条件が満たされたことを意味する。したがって、ＣｏＭＰの実行によって決定され、ＣｏＭＰのための後続処理が行われる（１０２８）。反対に、タイマーの時間ｔがＣｏＭＰのためのマージンタイムτＣｏＭＰよりも小さければ、ステップ１０２４を再び行う。ここで、ＣｏＭＰのための後続処理は前述したようにハンドオーバーのための処理、送／受信方法の変更に応じて要求される処理を含む。
図１１は、複数の基地局がＣｏＭＰを行う間に端末が移動する場合の配置関係（図１１（ａ））と、複数の基地局から送信された信号の端末における受信パワーの時間経過を示す図（図１１（ｂ）、（ｃ））である。
図１１（ａ）を参照すると、端末に対する現在のサービング基地局、協力基地局１および協力基地局２は互いに協力して端末に同一の情報を含む信号を送信する。
端末とサービング基地局、協力基地局１と協力基地局２との間の距離が互いに同一であり、端末が停止している場合、サービング基地局、協力基地局１および協力基地局２から送信された信号は同一の伝搬ディレイを有する。ここで、「伝搬ディレイ」は送信機の送信時点と受信機の受信時点の間の時間間隔を意味する。
例えば、図１１（ｂ）に示すように、サービング基地局、協力基地局１、および協力基地局２から送信された信号の伝搬ディレイは全てｔ１である。すなわち、サービング基地局、協力基地局１、および協力基地局２から送信された信号に対する端末の受信時点は全て時間ｔ１である。
ただし、図１１（ａ）において矢印で示すように、端末が協力基地局２側に移動する場合、端末の受信時点、即ち、基地局から送信された信号の伝搬ディレイは変化する。特に、端末が協力基地局２側に移動しているので、協力基地局２から送信された信号は現在のサービング基地局から送信された信号および協力基地局１から送信された信号よりも端末に早く達する。
例えば、図１１（ｃ）に示すように、端末が協力基地局２側に移動しているので、協力基地局２から送信された信号が端末に相対的に早く達する。すなわち、協力基地局２から送信された信号の受信時点はｔａ、協力基地局１から送信された信号の受信時点はｔｂ、現在のサービング基地局から送信された信号の受信時点はｔｃ（ｔａ＜ｔｂ＜ｔｃ）となる。
すなわち、受信時点の変化、伝搬ディレイの変化は端末の移動方向に関連することが分かる。このとき、複数の基地局から送信された信号の受信時点（即ち、伝搬ディレイ）が測定され、測定された受信時点（伝搬ディレイ）に基づいて複数の基地局のうち、端末の移動方向と最も一致する位置にある基地局が検索される。このとき、検索された基地局はサービング基地局に設定されてもよい。
すなわち、測定された受信時点（または伝搬ディレイ）に基づいて複数の基地局のうち新しいサービング基地局が選択され、選択された新しいサービング基地局にハンドオーバーが行われる。例えば、複数の基地局から送信された信号のうち、端末に最も早く達する信号に対応する基地局が新しいサービング基地局として選択され、選択された新しい基地局にハンドオーバーが行われる。すなわち、本実施形態に係る方法によれば、受信信号のパワーを測定することなく、様々な基地局のうちハンドオーバーのための新しいサービング基地局を探索できる。
図１２〜図１４は本発明の実施形態に係る通信装置を示すブロック図である。このような通信装置は基地局、中継機、端末、ネットワークコントローラなどの様々な装置を含む。
図１２を参照すると、本実施形態に係る通信装置は、認知部１２１０、算出部１２２０、選択部１２３０、および後処理部１２４０を備える。
認知部１２１０は、対象端末のチャネル状態に関連する情報、移動性に関連する情報を認知する。
また、算出部１２２０は、前記チャネル状態に関連する情報に基づいて予め決定された関数による尺度値を算出し、選択部１２３０は尺度値を用いて前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰのうちいずれか１つを選択する。
また、後処理部１２４０は、前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰのうち選択されたもののための後続処理を行う。
図１３を参照すると、本実施形態に係る通信装置は、システムパラメータ管理部１３１０、認知部１３２０、（マージンタイム）決定部１３３０、処理部１３４０を備える。
システムパラメータ管理部１３１０は、様々なシステムパラメータを管理／格納する。ここで、システムパラメータは前述したα、τ０、τ１、τｍａｘ、τｍｉｎなどを含む。
また、認知部１３２０は、対象端末のチャネル状態に関連する情報または移動性に関連する情報を認知する。
また、（マージンタイム）決定部１３３０は、対象端末のチャネル状態に関連する情報に基づいてＳＰのためのマージンタイム、またはＣｏＭＰのためのマージンタイムのうち少なくとも１つを決定する。
また、処理部１３４０は、前記ＳＰのためのマージンタイムまたは前記ＣｏＭＰのためのマージンタイムを考慮して前記ＳＰまたは前記ＣｏＭＰのうち少なくとも１つのための処理を行う。
図１４を参照すると、本実施形態に係る通信装置は、認知部１４１０、（伝搬ディレイ）導出部１４２０、選択部１４３０、および後処理部１４４０を備える。
認知部１４１０は、複数の基地局から送信された信号に対する端末における受信時点を認知する。すなわち、通信装置が端末の場合、認知部１４１０は複数の基地局から送信された信号の受信時点を測定し、通信装置が基地局の場合、認知部１４１０は端末によってリポートされた情報によって受信時点を認知する。
また、（伝搬ディレイ）導出部１４２０は、前記認知された受信時点に基づいて前記複数の基地局から送信された信号の伝搬ディレイを導き出す。このとき、選択部１４３０は、前記端末のサービング基地局を決定するために前記認知された受信時点に基づいて前記複数の基地局のうち少なくとも１つを選択する。そして、後処理部１４４０は、端末が選択された基地局にハンドオーバーされるように必要な処理を行う。
図１２〜図１４に示した通信装置については、図１〜図１１を参照して説明した内容がそのまま適用できるので、より詳細な説明は省略する。
隣接の基地局ｉが調整沈黙（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｓｉｌｅｎｃｉｎｇ、ＣＳ）している場合に対して取得された実効ＳＩＮＲ（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ−ｐｌｕｓ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ、実効的信号対干渉・雑音比）は下記の数式（５）のように定義される。
Figure 0005667631
ここで、Ｐ０はサービング基地局０からの、対象端末における受信信号の強度（ＲＳＳ）であり、Ｐｊは隣接の基地局ｊからの、対象端末におけるＲＳＳを示し、Ｎはバックグラウンド雑音パワーを示す。
また、隣接の基地局ｉが協働処理（ｊｏｉｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、ＪＰ）している場合に対して取得された実効ＳＩＮＲは下記の数式（６）のように定義される。
Figure 0005667631
図１５は、サービング基地局および隣接の基地局に対して予め設定された参照信号（ＲＳ）を用いて実効ＳＩＮＲを測定して求める例を説明する図である。陰影が加えられた領域はＲＳに対応する部分を示す。ＪＰに対する実効ＳＩＮＲは１つの領域で測定されてもよく、これによってＲＳはサービング基地局を含むセルと隣接の基地局を含むセルに対して類似の領域から提供されてもよい。ＣＳに対する実効ＳＩＮＲは他の領域で測定されてもよく、例えば、ヌリング（ｎｕｌｌｉｎｇ）資源エレメント領域で測定されてもよい。
図１６は実効ＳＩＮＲ測定に際して対して具現できる協力手続の例を示す図である。
ステップ１６１０において、端末はサービング基地局から受信された信号に対するＳＩＮＲを測定する。もし、ＲＳがサービング基地局と隣接の基地局との間で調整（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ）されれば、端末はＣＳに対する実効ＳＩＮＲまたはＪＰに対する実効ＳＩＮＲを測定する（Ｓ１６２０、Ｓ１６３０）。実効ＳＩＮＲ測定に関する資源領域情報は、サービング基地局と隣接の基地局との間における送信によって決定される。サービング基地局は、各ＳＩＮＲ測定に先立って端末に資源領域情報を送信する。
本発明に係るプロセス、機能、方法は、多様なコンピュータ手段を介して様々な処理を実行することができるプログラム命令の形態で実現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録される。コンピュータ読取可能な媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などのうちの１つまたはその組合せを含む。媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたもの、または、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知且つ使用可能なものである。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、光ディスクのような光磁気媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのような、プログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コード（ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｄｅ）だけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コード（ｈｉｇｈｅｒ ｌｅｖｅｌ ｃｏｄｅ）を含む。上述したハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェアのレイヤで動作するように構成されてもよい。
上述したように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から多様な修正及び変形が可能である。
したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲だけではなく特許請求の範囲と均等なものなどによって定められる。
１１０、１２０、１３０、２１０、２２０ 基地局
１４０、２３０ 端末
１２１０ 認知部
１２２０ 算出部
１２３０ 選択部
１２４０ 後処理部
１３１０ システムパラメータ管理部
１３２０ 認知部
１３３０ （マージンタイム）決定部
１３４０ 処理部
１４１０ 認知部
１４２０ （伝搬ディレイ）導出部
１４３０ 選択部
１４４０ 後処理部

Claims (9)

  1. 対象端末のチャネル状態に関連する情報を認知するステップと、
    前記チャネル状態に関連する情報に基づいて予め決定された関数による尺度（ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ）値を算出するステップと、
    前記尺度値を用いて前記対象端末に対して協力マルチポイント送／受信（以下、ＣｏＭＰという）または単一ポイント送／受信（以下、ＳＰという）のうちいずれか１つを選択するステップと、
    前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰのうち、選択されたものに応じて、前記ＳＰから前記ＣｏＭＰに転換される場合前記対象端末は干渉チャネルに関する情報をサービング基地局にフィードバックし前記サービング基地局および前記ＣｏＭＰに参加する基地局は適切に無線資源を調整（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）し、前記ＣｏＭＰから前記ＳＰに転換される場合前記サービング基地局および前記対象端末は一般的な通信プロトコルによって後続処理を行うステップと
    を含むことを特徴とする送／受信制御方法。
  2. 前記いずれか１つを選択するステップは、前記対象端末のチャネル状態の変化に基づいて前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰのうちいずれか１つを選択するステップであることを特徴とする請求項１に記載の送／受信制御方法。
  3. 前記いずれか１つを選択するステップは、前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰそれぞれに対するフィードバックオーバーヘッドまたは利益を考慮して、前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰのうちいずれか１つを選択するステップであることを特徴とする請求項１に記載の送／受信制御方法。
  4. 前記チャネル状態に関連する情報は前記対象端末の移動性に関連する情報を含み、
    前記いずれか１つを選択するステップは、前記移動性に関連する情報に基づいて前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰのうちいずれか１つを選択するステップであることを特徴とする請求項１に記載の送／受信制御方法。
  5. 前記いずれか１つを選択するステップは、基準値よりも大きい移動性を有する前記対象端末に応答して前記ＳＰを選択するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の送／受信制御方法。
  6. 前記いずれか１つを選択するステップは、基準値よりも小さい移動性を有する前記対象端末に応答して前記ＣｏＭＰを選択するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の送／受信制御方法。
  7. 前記移動性に関連する情報は、前記対象端末の速度またはチャネル状態の変化のうち少なくとも１つに関する情報を含むことを特徴とする請求項４に記載の送／受信制御方法。
  8. 請求項１の方法を行うためのプログラムが記録されたコンピュータで読み出し可能な記録媒体。
  9. 対象端末のチャネル状態に関連する情報を認知する認知部と、
    前記チャネル状態に関連する情報に基づいて予め決定された関数による尺度値を算出し、前記尺度値を用いて前記対象端末に対してＣｏＭＰまたはＳＰのうちいずれか１つを選択する選択部と、
    前記ＣｏＭＰまたは前記ＳＰのうち、選択されたものに応じて、前記ＳＰから前記ＣｏＭＰに転換される場合前記対象端末は干渉チャネルに関する情報をサービング基地局にフィードバックし前記サービング基地局および前記ＣｏＭＰに参加する基地局は適切に無線資源を調整（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）し、前記ＣｏＭＰから前記ＳＰに転換される場合前記サービング基地局および前記対象端末は一般的な通信プロトコルによって後続処理を行う後処理部と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
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