JP5681994B2

JP5681994B2 - ネットワーク接続構造を有する通信システムにおける中央装置、及び端末の動作方法

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Publication number: JP5681994B2
Application number: JP2012536644A
Authority: JP
Inventors: テスウクォン，; キョンフンジャン，; ドンホチョ，; チャンヨンシン，; オヒョンジョ，; ションミンムン，
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2030-06-11
Also published as: EP2494810A1; CN102668616B; US8412206B2; EP2494810A4; US20110096736A1; WO2011052870A1; JP2013509776A; EP2494810B1; CN102668616A; KR101585067B1; KR20110045936A

Description

本発明は、セル間協調のための通信システムに関し、特に、マルチセル環境、又は、階層セル環境で改善されたネットワーク接続構造を有する通信システムにおける中央装置、及び端末の動作方法に関する。

次世代通信システムの性能を改善するために様々な研究機関及び標準化団体は様々な技術を提案している。より具体的に、研究機関及び標準化団体は一般的に、１つの基地局を介して取得できる性能改善は限界があるため、セル間協調によって性能を改善する技術を提案している。
セル間協調のための通信システムの構造は多様に提案されているが、一般的に今まで提案された通信システムは限界を有した。例えば、今まで提案された通信システムは、ハンドオーバーが頻繁に要求されること、無線リソースの使用効率が相対的に低いことなどの限界を有する。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、セル間協調のための改善されたネットワーク接続構造を有する通信システムにおける中央装置、及び端末の動作方法を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による中央装置は、複数の無線接続装置の内の少なくとも１つによって発生する干渉量に基づいて、前記複数の無線接続装置の複数のセルの内の少なくとも２つのセルを統合し、前記無線接続装置の複数のセルの内の少なくとも１つを分離して仮想セルを生成する中央コントローラと、前記仮想セルのために無線リソース制御（ＲＲＣ）階層、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）階層、及び物理（ＰＨＹ）階層における信号処理を行う複数の第１処理モジュールと、前記無線接続装置の複数のセルが統合されるか又は分離されるかに基づいて、前記複数の無線接続装置のそれぞれに前記第１処理モジュールを接続するスイッチと、を有し、前記複数の無線接続装置は、第２処理モジュールをそれぞれ含み、前記第２処理モジュールのそれぞれは、１つのアンテナを用いて無線周波数（ＲＦ）信号を送受信することを特徴とする。

前記中央コントローラは、前記複数の無線接続装置によってサーブされる複数の端末の分布、前記無線接続装置と前記端末との間で形成されるチャネル状態、前記端末に対するトラフィック量、若しくはこれらの組み合わせに基づいて、少なくとも２つのセルを統合し少なくとも１つのセルを分離することが好ましい。
前記中央コントローラは、前記無線接続装置と前記端末との間で形成されるチャネル状態に関する情報及び前記トラフィック量に関する情報を管理するデータベースを含むことが好ましい。
前記中央コントローラは、前記端末の移動性に関する情報を収集する移動性マネージャーを含むことが好ましい。
前記中央コントローラは、前記仮想セルを管理及び制御する仮想セルマネージャーを含むことが好ましい。
前記中央コントローラは、前記仮想セルの間で発生する干渉を制御するセル間の干渉コーディネーターを含むことが好ましい。
前記中央コントローラは、前記端末の優先度及び前記端末によって要求されるサービス品質（ＱｏＳ）を管理するＱｏＳマネージャーを含むことが好ましい。

前記スイッチは、前記仮想セルが１つの無線接続装置のセルに基づいて生成された場合、前記無線接続装置に含まれる前記第２処理モジュールを前記複数の第１処理モジュールのいずれか１つに接続することが好ましい。
前記スイッチは、第１の無線接続装置のセルと第２の無線接続装置のセルとが前記仮想セルに統合される場合、前記第１の無線接続装置に含まれる第２処理モジュールと前記第２の無線接続装置に含まれる第２処理モジュールとを前記複数の第１処理モジュールのいずれか１つに接続することが好ましい。
前記第１処理モジュール及び前記第２処理モジュールの内の少なくとも１つは、前記無線周波数信号と基底帯域信号との間で変換を行うＲＦモジュールを含むことが好ましい。
前記無線接続装置及び前記中央装置は、前記無線周波数信号、前記基底帯域信号、又はそれらの組み合わせ信号を送受信することが好ましい。
前記スイッチは、前記無線接続装置が前記第１処理モジュール及び前記第２処理モジュールの両方を含む場合、前記無線接続装置を前記中央コントローラに直接接続することが好ましい。
前記スイッチは、前記第２処理モジュールを含む前記無線接続装置と他の無線接続装置とが統合されて前記仮想セルを生成する場合、前記無線接続装置に含まれる第２処理モジュールと前記他の無線接続装置に含まれる第２処理モジュールとを前記複数の第１処理モジュールのいずれか１つに接続することが好ましい。
前記スイッチは、前記無線接続装置に含まれる第１処理モジュールと他の無線接続装置に含まれる第２処理モジュールとが接続されて前記無線接続装置と前記他の無線接続装置とで前記仮想セルを生成する場合、前記無線接続装置に含まれる前記第１処理モジュールと前記他の無線接続装置に含まれる前記第２処理モジュールとを前記中央コントローラに直接接続することが好ましい。

前記中央装置は、他の中央装置に接続されることが好ましい
前記中央装置に関連する無線接続装置のセルは、他の中央装置に関連する他の無線接続装置のセルと統合されて前記仮想セルを生成することが好ましい。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による端末の動作方法は、複数の無線接続装置の内の少なくとも１つによって発生する干渉量に関する情報を前記複数の無線接続装置の内の少なくとも１つに送信するステップと、端末に対する協調通信（ＣｏｏｐｅｒａｔｉｖｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）のために前記干渉量に関する情報に基づいて前記無線接続装置のセルを統合するか又は分離することによって生成された仮想セルに関する情報を前記複数の無線接続装置の内の少なくとも１つから受信するステップと、前記仮想セルにおいて前記無線接続装置と通信するために初期化を行うステップと、を有することを特徴とする。

前記仮想セルに関する情報は、前記仮想セルの識別子を含むことが好ましい。
前記無線接続装置のセルの統合又は分離を要請するステップを更に有することが好ましい。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、前記端末の動作方法を実行させるためのプログラムが記録されたことを特徴とする。

本発明によれば、仮想セルを適切に形成することによってハンドオーバーが起きる回数を減らし、無線リソースの使用効率を高めることができる。
また、本発明によれば、第１処理モジュール及び第２処理モジュールを中央装置又は無線接続装置に適切に配置することによって、改善されたネットワーク接続構造を有する通信システムを提供することができる。

従来技術による、マルチセル又は階層セル通信システムの例を示す図である。従来技術による、協調通信の例として協調マルチポイント送受信（ＣｏＭＰ）を行う２つの基地局を示す図である。従来技術による、協調通信の異なる例として分散アンテナシステム（ＤＡＳ）及びリモートラジオヘッド（ＲＲＨ）を示す図である。複数の無線接続装置及び中央装置を含むマルチセル通信システムで、負荷量がセルそれぞれに均一分布する場合を示す図である。マルチセル通信システムで、特定セルに端末が存在しない場合を示す図である。マルチセル通信システムで、他のセルより特定セルに比較的小さい量の負荷がかかる場合を示す図である。本発明の一実施形態に係る中央装置、無線接続装置、及び仮想セルを示すブロック図である。第１処理モジュール及び第２処理モジュールに含まれる機能を示した表である。本発明の一実施形態に係る中央装置を示すブロック図である。第１処理モジュールの機能及び第２処理モジュールの機能の全てを行う第３処理モジュールを含む無線接続装置が存在する場合、中央装置及び無線接続装置の関係を示す図である。第１処理モジュールの機能及び第２処理モジュールの機能の全てを行う第３処理モジュールを含み、他の無線接続装置に必要な第１処理モジュールの機能を代わりに行う無線接続装置が存在する場合、中央装置及び無線接続装置の関係を示す図である。仮想セルを形成するために互いに接続される２つの中央装置を含む通信システムを示す図である。中央装置が存在しなくても中央装置の機能を行う無線接続装置を含む通信システムを示す図である。本発明の一実施形態に係る通信システムの動作方法を説明するための動作フローチャートである。本発明の一実施形態に係る中央装置及び無線接続装置が適用される例を示す図である。

次に、本発明に係るネットワーク接続構造を有する通信システムを実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

図１は、従来技術による、マルチセル、又は階層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、又は階層（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ）セル通信システムは、マクロ基地局、フェムト基地局（ＢＳ）（１、２、３、４）及び端末（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）を含む。ここで、フェムト基地局はリレー、ピコ基地局などのように様々な装置に代替されてもよい。

一般に、フェムト基地局のそれぞれは、小さいセルカバレッジを有するため、フェムトセルそれぞれに分布する端末の数、フェムトセルそれぞれで発生する負荷量は均等ではないことがある。
例えば、図１において、フェムト基地局１には３つの端末（Ａ、Ｂ、Ｃ）が接続される一方、フェムト基地局４にはいずれの端末も接続しないことが確認される。

ここで、さらに多い無線リソースを必要とするフェムトセル（例えば、フェムト基地局１のセル）が存在する一方、十分な余剰無線リソースを有するフェムトセルが存在する。
例えば、フェムト基地局１のセルには無線リソースが足りない場合がある一方、フェムト基地局２、３、４のセルでは無線リソースが残ることもある。このような場合、負荷均衡化（ｌｏａｄｂａｌａｎｃｉｎｇ）のために残っている無線リソースを活用できる技術が求められる。

また、良好ではないチャネルを有する端末が存在することもあり、このような端末の容量を改善するために協調通信を行う必要がある。
例えば、端末Ｅ及びフェムト基地局３の間のチャネル状態が良好ではない場合、フェムト基地局４はフェムト基地局３と協調してもよい。

また、マルチセル通信システムにおいて、フェムトセルは相対的に小さいセルカバレッジを有するためハンドオーバーが頻繁に起き得る。
ハンドオーバーが頻繁に起きることは、通信システムのオーバーヘッドを増加させることになるため、ハンドオーバーが頻繁に起きることを防止することが好ましい。

図２は、協調通信の例として協調マルチポイント（ＣｏｏｒｄｉｎａｔｅｄＭｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ：ＣｏＭＰ）の送受信を行う２つの基地局を示す図である。
図２を参照すると、協調マルチポイントの送受信を行う２つの基地局（基地局１（ＢＳ１）、基地局２（ＢＳ２））はバックホールリンクを介して接続されて協調する。

ここで、２つの基地局のそれぞれは、無線リソース制御（ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ：以下、ＲＲＣと表記）階層で信号を処理するための処理モジュール、メディアアクセス制御（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ：以下、ＭＡＣと表記）階層で信号を処理するための処理モジュール、及び物理（ＰＨＹｓｉｃａｌ：以下、ＰＨＹと表記）階層における信号を処理するための処理モジュール、無線周波数信号及び基底帯域信号の間の変換のためのＲＦモジュール、及びアンテナモジュールを含む。
すなわち、２つの基地局のそれぞれは、互いに独立的に上述のモジュールを含む。

しかし、協調マルチポイント送受信技術のみを用いる場合、マルチセルで端末の分布及び負荷量の分布に適応的に対処することが難しく、端末が移動することによってハンドオーバーが頻繁に要求される。

図３は、協調通信の異なる例として、分散アンテナシステム（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＡｎｔｅｎｎａＳｙｓｔｅｍ：以下、ＤＡＳと表記）及びリモートラジオヘッド（ｒｅｍｏｔｅｒａｄｉｏｈｅａｄ：以下、ＲＲＨと表記）を示す図である。
図３を参照すると、ＤＡＳ３１０は物理的に互いに離隔されたアンテナモジュールを含む。
ＤＡＳ３１０は、互いに離隔されたアンテナモジュールに対して分散されたＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）技術を適用することによってセル間の干渉を減らすことができる。

また、ＲＲＨ３２０は、ＲＲＣ階層で信号を処理するための処理モジュール、ＭＡＣ階層で信号を処理するための処理モジュール、及びＰＨＹ階層における信号を処理するための処理モジュールから構成された基底帯域装置（図の左側）を含む。そして、ＲＲＨ３２０は、ＲＦモジュールとアンテナモジュールをそれぞれ含む２つのＲＦアンテナ装置３２０（図の右側）を含む。

ここで、ＤＡＳ３１０及びＲＲＨ３２０は１つの基地局を単に拡張した形態を有するため、理論的に１つの基地局が達成できる最大性能よりも高い性能を達成することができない。
すなわち、図２及び図３を参照して説明したように、協調マルチポイント送受信技術、ＤＡＳ、及びＲＲＨは数多い限界を有する。
下記ではこのような限界を本質的に克服するように設計されたネットワーク接続構造を有する通信システムを提案する。

図４〜図６を参照して、セルを分離または統合することによって形成される仮想セルの概念について簡単に説明する。
そして、中央装置（ｃｅｎｔｒａｌｕｎｉｔ）及び無線接続装置（ＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＵｎｉｔ：ＲＡＵ）の具体的な動作については図７〜図１４を参照して説明する。

〔分離されたセル（ｓｅｐａｒａｔｅｄｃｅｌｌ）〕
図４は、複数の無線接続装置及び中央装置を含むマルチセル通信システムで、セルそれぞれに加えられる負荷量が均一に分布する場合を示す図である。
図４を参照すると、無線接続装置（ＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＵｎｉｔ：以下、ＲＡＵと表記）１、ＲＡＵ２、ＲＡＵ３、ＲＡＵ４）は中央装置と接続され、ＲＡＵ１〜４それぞれは１つの（物理的）セルを形成する。

すなわち、ＲＡＵ１〜４それぞれはセル１、セル２、セル３、セル４それぞれを形成し、セル１〜４は互いに統合又は分離されることによって仮想セルを形成されるが、図４において、セル１〜４はそれぞれは互いに分離して１つの仮想セルを形成する。
ただし、セルそれぞれに加えられる負荷量が均一な場合には、図４に示すものとは異なって無線接続装置のセルそれぞれは互いに統合されて仮想セルを形成してもよい。

〔統合されたセル（ｍｅｒｇｅｄｃｅｌｌ）〕
図５は、マルチセル通信システムで特定セル（図のＲＡＵ３のセル３）に端末が存在しない場合を示す図である。
図５を参照すると、図４を参照して説明したように、ＲＡＵ１〜４は中央装置と接続され、ＲＡＵ１〜４のそれぞれは１つのセルを形成する。

セル１〜４のそれぞれには端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃがそれぞれ存在するが、セル３にはいずれの端末も存在しない。ここで、セル１とセル３は互いに統合されて１つの仮想セルを形成する。
図５において「点線」は互いに統合されたセルを意味する。

ここで、ＲＡＵ３は端末Ａに対する容量が改善されるようにＲＡＵ１と協調して端末Ａをサーブ（ｓｅｒｖｅ）する。特に、端末Ａのチャネル状態が良好ではない場合や、端末Ａが高いサービス品質（ＱｏＳ）、又は高いデータの送信率を要求する場合、ＲＡＵ３はＲＡＵ１と協調する。
特に、セル１及びセル３が１つの仮想セルに統合される場合、端末Ａがセル３に移動してもハンドオーバーが発生しない。その理由は、セル１とセル３とが統合された仮想セルは１つの識別子を用いるためである。

〔部分的に統合されたセル（Ｐａｒｔｉａｌｌｙ−ｍｅｒｇｅｄｃｅｌｌ）〕
図６は、マルチセル通信システムで他のセルよりも特定セルに相対的に小さい量の負荷がかけられた場合を示す図である。
図６を参照すると、セル１、２、４のそれぞれには２つの端末が存在する一方、セル３には１つの端末が存在することが分かる。
より具体的には、セル１には端末Ａ、Ｂ、セル２には端末Ｃ、Ｄ、セル４には端末Ｆ、Ｅが存在する一方、セル３には端末Ｇが存在する。

各端末による負荷量が同一であれば、セル１、２、４と比較してセル３に相対的に小さい量の負荷がかけられ、セル３は余剰の無線リソースを有する。
ここで、ＲＡＵ３は端末Ｇをサーブするだけではなく、余剰の無線リソースを用いて端末Ａ、ＢをＲＡＵ１と共にサーブしてもよい。
すなわち、端末Ａ、Ｂの立場からはセル１とセル３が１つのセルに統合された見なされる一方、端末Ｇの立場からはセル１とセル３はそれぞれ互いに独立したセルと見なされる。

図７は、本発明の一実施形態に係る中央装置、無線接続装置、及び仮想セルを示す図であり、図８は、第１処理モジュール及び第２処理モジュールに含まれる機能を示した表である。
図７を参照すると、中央装置７１０は、中央コントローラ、複数個の第１処理モジュール、及びスイッチを含み、複数の無線接続装置７２０のそれぞれは第２処理モジュールを含む。

また、複数の無線接続装置７２０は互いに統合されるか、又は分離されて仮想セル７３０を形成する。
より具体的には、無線接続装置７２１は独立的に仮想セル１（ＶＣ１）を、無線接続装置７２２と無線接続装置７２３とは互いに統合されて仮想セル２（ＶＣ２）を、無線接続装置７２４、無線接続装置７２５、及び無線接続装置７２６は互いに統合されて仮想セル３（ＶＣ３）を形成する。

図８を参照すると、第１処理モジュール及び第２処理モジュールは互いに異なる機能を実行する。
例１では、第１処理モジュールは、ＲＲＣ階層、ＭＡＣ階層、ＰＨＹ階層における信号処理を行い、第２処理モジュールは、無線周波数（ＲＦ）信号及び基底帯域信号の間の変換を行うＲＦモジュール、及び無線周波数信号を送受信するアンテナモジュールを含む。例１によれば、第１処理モジュール及び第２処理モジュールの間のリンクを介しては基底帯域信号が通過する。

例２では、第１処理モジュールは、ＲＲＣ階層、ＭＡＣ階層、ＰＨＹ階層における信号処理を行うだけではなく、ＲＦモジュールを含む。
一方、第２処理モジュールはアンテナモジュールのみを含む。ここで、第１処理モジュール及び第２処理モジュールの間のリンクを介して無線周波数（ＲＦ）信号が通過する。

再び図７を参照すると、中央装置７１０の中央コントローラは、協調通信のために複数の無線接続装置７２０のセルのうち少なくとも２つのセルを統合して少なくとも１つの仮想セルを形成し得る。
例えば、中央コントローラは、無線接続装置７２２及び無線接続装置７２３を互いに統合して仮想セル２（ＶＣ２）を、無線接続装置７２４、無線接続装置７２５、及び無線接続装置７２６を互いに統合して仮想セル３（ＶＣ３）を形成する。

中央コントローラは、無線接続装置のセルそれぞれを分離してもよいが、例えば、図７において、仮想セル１（ＶＣ１）は分離されたセルである。
ここで、中央コントローラは、複数の無線接続装置７２０によってサーブされる端末の分布、複数の無線接続装置７２０と端末との間のチャネル状態、または端末のためのトラフィック量のうち少なくとも１つに基づいて統合又は分離のいずれかを決定してもよい。

例えば、中央コントローラは、端末のハンドオーバーの発生回数が減少するように、端末の要求するサービス品質（ＱｏＳ）が最大に満足できるように、無線リソースの使用効率が極大化されるよう複数の仮想セル７３０を形成する。
中央コントローラによって仮想セルが形成されれば、スイッチは、第１処理モジュールと複数の無線接続装置７２０の第２処理モジュールを適切に接続する。

すなわち、無線接続装置７２１は分離されたセルとして仮想セル１（ＶＣ１）を形成するため、中央装置７１０に含まれた１つの第１処理モジュールと接続される。
また、無線接続装置７２２と無線接続装置７２３は互いに統合されて１つの仮想セル２（ＶＣ２）を形成するため、スイッチは無線接続装置７２２と無線接続装置７２３を１つの第１処理モジュールに接続される。
また、無線接続装置７２４、無線接続装置７２５、及び無線接続装置７２６も互いに統合されて１つの仮想セル３（ＶＣ３）を形成するため１つの第１処理モジュールに接続される。

ここで、複数の無線接続装置７２０に含まれた第２処理モジュール及びそれらと適切に接続された第１処理モジュールは実質的に１つの基地局として動作する。
例えば、無線接続装置７２４、無線接続装置７２５、無線接続装置７２６、及び無線接続装置（７２４、７２５、７２６）と接続された第１処理モジュールは仮想セル３（ＶＣ３）で１つの基地局のように動作する。
同様に、無線接続装置７２２、無線接続装置７２３、及び無線接続装置（７２２、７２３）と接続された第１処理モジュールは仮想セル２（ＶＣ２）で１つの基地局のように動作する。

図９は、本発明の一実施形態に係る中央装置を示すブロック図である。
図９を参照すると、中央装置は、バックホールインタフェース、データベース、仮想セルマネージャー、移動性マネージャー、セル間の干渉コーディネーター、ＱｏＳマネージャー、第１処理モジュールインタフェース、複数の第１処理モジュール、及びスイッチを含む。

バックホールインタフェースは、有線／無線を介して他の中央装置と通信するためのインタフェースを提供する。
データベースは、複数の無線接続装置と端末との間のチャネル状態に関する情報、及び端末のためのトラフィック量に関する情報を格納及び管理する。それだけではなく、データベースは無線接続装置によってサーブされる端末の分布に関する情報（例えば、端末位置に関する情報）をさらに格納及び管理してもよい。データベースに格納された情報は仮想セルを形成したり、干渉制御技術を適用するために用いられる。

仮想セルマネージャーは、形成された仮想セルを管理する。
より具体的には、仮想セルマネージャーは仮想セルの識別子、仮想セルの変化などを管理する。

移動性マネージャーは、仮想セルの間で端末の移動性に関連する情報、仮想セルの変化による端末の相対的な位置変化などに関連する情報などを収集する。

セル間の干渉コーディネーターは、形成された仮想セルの間で発生する干渉を制御する。
特に、セル間の干渉コーディネーターは、様々な干渉制御技術（例えば、送信電力制御技術、干渉整列技術、マルチセルＭＩＭＯ技術）のうち適するものを選択及び適用する。

ＱｏＳマネージャーは、端末の優先度（ｐｒｉｏｒｉｔｙ）または要求されるサービス品質（ＱｏＳ）を管理する。
すなわち、端末の優先度及び要求されるサービス品質は異なることがあるが、ＱｏＳマネージャーはその端末の優先度及び要求されるサービス品質に関する情報を格納及び管理する。
このような情報は、多様な干渉制御技術のいずれか１つを選択したり、仮想セルを形成する過程において用いられる。

図１０は、第１処理モジュールの機能及び第２処理モジュールの機能の全てを行う第３処理モジュールを含む無線接続装置が存在する場合の中央装置及び無線接続装置の関係を示す図である。
図１０を参照すると、無線接続装置（１０２１、１０２２、１０２３）のうち、無線接続装置１０２１と無線接続装置１０２２は第３処理モジュールを含む。

第３処理モジュールは、第１処理モジュールの機能及び第２処理モジュールの機能を全て行うモジュールとして、より具体的にはＲＲＣ階層、ＭＡＣ階層、ＰＨＹ階層における信号処理を行い、ＲＦモジュール及び無線周波数（ＲＦ）信号を送受信するアンテナモジュールを含む。
第３処理モジュールを用いて動作する無線接続装置は１つの独立する基地局のように動作し、周知のピコ基地局、フェムト基地局と同一または類似の機能を行う。

無線接続装置１０２１は分離されたセルとして、１つの仮想セル１（ＶＣ１）を形成する。
ここで、無線接続装置１０２１は第３処理モジュールを含んでいるため、中央装置１０１０の第１処理モジュールと接続されなくてもよい。したがって、中央装置１０１０のスイッチは無線接続装置１０２１を直接、中央コントローラに接続する。

また、無線接続装置１０２２と無線接続装置１０２３とは互いに統合して１つの仮想セル２（ＶＣ２）を形成する。
ここで、スイッチは、無線接続装置１０２２の第２処理モジュール及び無線接続装置１０２３の第２処理モジュールを中央装置１０１０の第１処理モジュールに接続する。ここで、無線接続装置１０２２の第２処理モジュール、無線接続装置１０２３の第２処理モジュール及び中央装置１０１０の第１処理モジュールは互いに協力して仮想セル２（ＶＣ２）のための実質的な基地局の機能を行う。

図１１は、第１処理モジュールの機能及び第２処理モジュールの機能の全てを行う第３処理モジュールを含み、他の無線接続装置に必要な第１処理モジュールの機能を代わりに行う無線接続装置が存在する場合の中央装置及び無線接続装置の関係を示す図である。
図１１を参照すると、第２処理モジュールだけではなく第３処理モジュールを含む無線接続装置１１２１はマスタとして動作し、第２処理モジュールだけを含む無線接続装置１１２２はスレーブとして動作する。
すなわち、無線接続装置１１２１に含まれた第３処理モジュールは、中央装置１１１０に代わって無線接続装置１１２２に足りない第１処理モジュールの機能を代わりに行う。

従って、無線接続装置１１２２の第２処理モジュールと無線接続装置１１２１の第３処理モジュールとは無線接続装置１１２１のスイッチによって接続され、無線接続装置１１２１の第３処理モジュールは中央装置１１１０のスイッチによって中央コントローラに接続される。
ここで、中央装置１１１０の第１処理モジュールの助けがなくても、無線接続装置１１２１及び無線接続装置１１２２は互いに協力して仮想セル４（ＶＣ４）のための基地局の機能を全て行う。
また、図１１に示すものとは異なって、無線接続装置１１２１は中央コントローラの機能を行うためのモジュールを含んでもよく、このような場合、中央装置１１１０と無線接続装置１１２１が互いに接続されなくてもよい。

図１２は、仮想セルを形成するために互いに接続される２つの中央装置を含む通信システムを示す図である。
図１２を参照すると、２つの中央装置１２１０、１２２０は互いに接続されて様々な仮想セルのための動作を行う。

無線接続装置１２３１は、分離したセルとして、仮想セル１（ＶＣ１）を形成する。
ここで、無線接続装置１２３１は、第３処理モジュールを含んでいるため、独立的な基地局として動作してもよく、スイッチによって中央装置１２１０の中央コントローラと直接接続される。

無線接続装置１２３２、１２３３、１２４１は互いに統合されて１つの仮想セル２（ＶＣ２）を形成する。
ここで、無線接続装置１２３２の第２処理モジュールと無線接続装置１２３３の第２処理モジュールは、中央装置１２１０のスイッチによって中央装置１２１０の第１処理モジュールと接続される。
また、無線接続装置１２４１は第３処理モジュールを含んでいるため、中央装置１２２０の中央コントローラと直接接続される。

すなわち、無線接続装置１２３２及び無線接続装置１２３３が１つの独立した基地局として動作してもよく、無線接続装置１２４１が他の１つの独立した基地局として動作してもよい。
ここで、２つの基地局のそれぞれは、中央装置１２１０、１２２０と接続され、中央装置１２１０、１２２０は互いに接続されるため、３つの無線接続装置１２３２、１２３３、１２４１を統合して形成された１つの仮想セル２（ＶＣ２）は２つの独立した基地局を基に形成されたと見なすことができる。
また、無線接続装置１２４２と無線接続装置１２４３とは互いに統合されて仮想セル３（ＶＣ３）を形成して、無線接続装置１２４２に含まれた第２処理モジュールと無線接続装置１２４３に含まれた第２処理モジュールとはスイッチによって中央装置１２２０の第１処理モジュールに接続される。

図１３は、中央装置がなくても中央装置の機能を行う無線接続装置を含む通信システムを示す図である。
ここで、無線接続装置１３１０と無線接続装置１３３０のうち少なくとも１つは、中央装置の機能を行うことができるように設計されていることを仮定する。
図１３を参照すると、中央装置なくても四個の無線接続装置１３１０、１３２０、１３３０、１３４０は互いに統合されて１つの仮想セル１（ＶＣ１）を形成する。

ここで、無線接続装置１３１０及び無線接続装置１３３０のそれぞれは無線接続装置１３２０及び無線接続装置１３４０のそれぞれに対するマスタとして動作する。
無線接続装置１３１０と無線接続装置１３２０とは互いに統合されて独立的な１つの基地局として機能してもよく、無線接続装置１３３０と無線接続装置１３４０とも互いに統合されて独立的な他の１つの基地局として機能してもよい。ここで、２つの基地局は互いに統合されて１つの仮想セル１（ＶＣ１）を形成する。

図１４は、本発明の一実施形態に係る通信システムの動作方法を説明するための動作フローチャートである。
図１４に関連して説明する前に、端末は無線接続装置（以下、ＲＡＵ）２のセルカバレッジに属すると仮定する。
図１４を参照すると、ＲＡＵ１は端末に干渉を及ぼす。ここで、端末はＲＡＵ１による干渉を測定する。それだけではなく、端末はＲＡＵ２から端末へのチャネルを測定する。

そして、端末は、要求されるデータ送信率、要求されるサービス品質（ＱｏＳ）、ＲＡＵ２から端末へのチャネル状態、又はＲＡＵ１による干渉の量に関する情報をＲＡＵ２に報告する。
このような様々な情報が収集されれば、中央装置、ＲＡＵ１、及びＲＡＵ２のうち少なくとも１つは、ＲＡＵ１のセル及びＲＡＵ２のセルを１つの仮想セルに統合するか、または２つの仮想セルに分離されるか否かを決定する。
もし、分離されれば、端末はＲＡＵ２と通常の方法に基づいて通信を持続する。

一方、ＲＡＵ１のセルとＲＡＵ２のセルとを統合するものと決定されれば、ＲＡＵ２はセルの統合を知らせるためにメッセージ「ｍｅｒｇｉｎｇｒｅａｄｙ」を送信する。ここで、端末は「ｍｅｒｇｉｎｇｒｅａｄｙ」に応答して「ｍｅｒｇｉｎｇＡＣＫ」をＲＡＵ２に送信する。
そして、ＲＡＵ２は仮想セルに関する情報をメッセージ「ｍｅｒｇｉｎｇｃｅｌｌｉｎｆｏ」に端末へ送信する。

ここで、仮想セルに関する情報は、形成された仮想セルの識別子を含む。すなわち、統合されたセルが形成される場合、ＲＡＵ１のセルの識別子及びＲＡＵ２のセルの識別子は仮想セルの識別子に統合される。したがって、端末は統合された仮想セルで移動してもハンドオーバーが要求されない。

また、端末は、メッセージ「ｍｅｒｇｉｎｇｃｅｌｌｉｎｆｏ」に応答してメッセージ「ｍｅｒｇｉｎｇｃｅｌｌｉｎｆｏＡＣＫ」を送信する。その後、中央装置、ＲＡＵ１、及びＲＡＵ２はセルを統合して１つの仮想セルを形成する。
そして、ＲＡＵ１及びＲＡＵ２は、端末との通信のために多様な類型の制御情報をブロードキャストし、その制御情報によって通信の初期化工程を実行する。

図１５は、本発明の一実施形態に係る中央装置及び無線接続装置が適用することができる例を示す図である。
図１５を参照すると、建物内には複数の無線接続装置が設けられ、それら無線接続装置は中央装置に接続される。
ここで、中央装置は、インターネットと接続される。
図１５に示したように、本実施形態は、様々な無線接続装置を要求する建物などに適用され得る。

上述したような本発明に係る方法は、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てもよい。
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、又はその組合せを含んでもよい。
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でもよく、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のものであり、使用可能なものであってもよい。

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ものである。

３１０、３２０分散アンテナシステム
７１０、１０１０、１１１０、１２１０、１２２０中央装置
７２０無線接続装置（ＲＡＵ）
７２１〜７２６、１０２１〜１０２３、１１２１、１１２２、１２３１〜１２３３、１２４１〜１２４３、１３１０〜１３４０無線接続装置（ＲＡＵ）
７３０仮想セル

Claims

中央装置であって、
複数の無線接続装置の内の少なくとも１つによって発生する干渉量に基づいて、前記無線接続装置の複数のセルの内の少なくとも２つのセルを統合し、前記無線接続装置の複数のセルの内の少なくとも１つを分離して仮想セルを生成する中央コントローラと、
前記仮想セルのために無線リソース制御（ＲＲＣ）階層、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）階層、及び物理（ＰＨＹ）階層における信号処理を行う複数の第１処理モジュールと、
前記無線接続装置の複数のセルが統合されるか又は分離されるかに基づいて、前記複数の無線接続装置のそれぞれに前記第１処理モジュールを接続するスイッチと、を有し、
前記複数の無線接続装置は、第２処理モジュールをそれぞれ含み、
前記第２処理モジュールのそれぞれは、１つのアンテナを用いて無線周波数（ＲＦ）信号を送受信することを特徴とする中央装置。
前記中央コントローラは、前記複数の無線接続装置によってサーブ（ｓｅｒｖｅｄ）される複数の端末の分布、前記無線接続装置と前記端末との間で形成されるチャネル状態、前記端末に対するトラフィック量、若しくはこれらの組み合わせに基づいて、少なくとも２つのセルを統合し少なくとも１つのセルを分離することを特徴とする請求項１に記載の中央装置。
前記中央コントローラは、前記無線接続装置と前記端末との間で形成されるチャネル状態に関する情報及び前記トラフィック量に関する情報を管理するデータベースを含むことを特徴とする請求項２に記載の中央装置。
前記中央コントローラは、前記端末の移動性に関する情報を収集する移動性マネージャーを含むことを特徴とする請求項２に記載の中央装置。
前記中央コントローラは、前記仮想セルを管理及び制御する仮想セルマネージャーを含むことを特徴とする請求項２に記載の中央装置。
前記中央コントローラは、前記仮想セルの間で発生する干渉を制御するセル間干渉コーディネーターを含むことを特徴とする請求項２に記載の中央装置。
前記中央コントローラは、前記端末の優先度及び前記端末によって要求されるサービス品質（ＱｏＳ）を管理するＱｏＳマネージャーを含むことを特徴とする請求項２に記載の中央装置。
前記スイッチは、前記仮想セルが１つの無線接続装置のセルに基づいて生成された場合、前記無線接続装置に含まれる前記第２処理モジュールを前記複数の第１処理モジュールのいずれか１つに接続することを特徴とする請求項１に記載の中央装置。
前記スイッチは、第１の無線接続装置のセルと第２の無線接続装置のセルとが前記仮想セルに統合される場合、前記第１の無線接続装置に含まれる第２処理モジュールと前記第２の無線接続装置に含まれる第２処理モジュールとを前記複数の第１処理モジュールのいずれか１つに接続することを特徴とする請求項１に記載の中央装置。
前記第１処理モジュール及び前記第２処理モジュールの内の少なくとも１つは、前記無線周波数信号と基底帯域信号との間で変換を行うＲＦモジュールを含むことを特徴とする請求項１に記載の中央装置。
前記無線接続装置及び前記中央装置は、前記無線周波数信号、前記基底帯域信号、又はそれらの組み合わせ信号を送受信することを特徴とする請求項１０に記載の中央装置。
前記スイッチは、前記無線接続装置が前記第１処理モジュール及び前記第２処理モジュールの両方を含む場合、前記無線接続装置を前記中央コントローラに直接接続することを特徴とする請求項１に記載の中央装置。
前記スイッチは、前記第２処理モジュールを含む前記無線接続装置と他の無線接続装置とが統合されて前記仮想セルを生成する場合、前記無線接続装置に含まれる第２処理モジュールと前記他の無線接続装置に含まれる第２処理モジュールとを前記複数の第１処理モジュールのいずれか１つに接続することを特徴とする請求項１２に記載の中央装置。
前記スイッチは、前記無線接続装置に含まれる第１処理モジュールと他の無線接続装置に含まれる第２処理モジュールとが接続されて前記無線接続装置と前記他の無線接続装置とで前記仮想セルを生成する場合、前記無線接続装置に含まれる前記第１処理モジュールと前記他の無線接続装置に含まれる前記第２処理モジュールとを前記中央コントローラに直接接続することを特徴とする請求項１２に記載の中央装置。
前記中央装置は、他の中央装置に接続されることを特徴とする請求項１に記載の中央装置。
前記中央装置に関連する無線接続装置のセルは、他の中央装置に関連する他の無線接続装置のセルと統合されて前記仮想セルを生成することを特徴とする請求項１５に記載の中央装置。
複数の無線接続装置の内の少なくとも１つによって発生する干渉量に関する情報を前記複数の無線接続装置の内の少なくとも１つに送信するステップと、
端末に対する協調通信（ＣｏｏｐｅｒａｔｉｖｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）のために前記干渉量に関する情報に基づいて前記無線接続装置のセルを統合するか又は分離することによって生成された仮想セルに関する情報を前記複数の無線接続装置の内の少なくとも１つから受信するステップと、
前記仮想セルにおいて前記無線接続装置と通信するために初期化を行うステップと、を有することを特徴とする端末の動作方法。
前記仮想セルに関する情報は、前記仮想セルの識別子を含むことを特徴とする請求項１７に記載の端末の動作方法。
前記無線接続装置のセルの統合又は分離を要請するステップを更に有することを特徴とする請求項１７に記載の端末の動作方法。
請求項１７に記載の端末の動作方法を実行させるためのプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。