JP5765337B2 - 無線リソース設定方法、無線通信システム、無線基地局、およびプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、無線制御技術に関し、特に無線通信に対して割り当て可能な無線リソースを設定する無線リソース設定技術に関する。
3GPP(3rd Generation Partnership Project)において標準化がなされているLTE(Long Term Evolution)などのセルラ環境では、無線基地局を複数配置することを前提としており、各無線基地局は自局の通信エリア内の無線端末と通信を行う。この通信エリアをセルと呼ぶが、アンテナに指向性を持たせることでセルを複数に分割することもできる。この分割された領域をセクタセルと呼ぶ。以下ではセルとはセクタセルを指すものとする。
LTEでは、一般にセル間で同一の無線帯域(以下、帯域という)が使用される。従って、上りリンクか下りリンクかに関わらず、隣接セルから強い干渉(以下、隣接セル干渉という)を受けることになる。例えば、下りリンクの場合、無線基地局近傍の無線端末は、無線基地局が受信する希望信号と隣接セルからの干渉信号のレベル差が大きいため、通信路品質は劣化しない。しかし、セル境界近傍の無線端末に、隣接セルにおいて同時に同一の帯域を使って送信すると、希望信号と隣接セルからの干渉信号のレベル差が小さいため、通信品質が大きく劣化してしまう。上りリンクも同様である。
隣接セル干渉の問題を解決する関連技術として、LTEではICIC(Inter-cell Interference Coordination) の適用が期待されている(例えば、非特許文献1など参照)。この非特許文献1には、ICICは隣接セル間の干渉を制御することを目的としており、リソース使用状態やトラヒック負荷など、他セルの情報の考慮が必要になると記載されている。ICICの実現方法の1つとして、FFR(Frequency Fractional Reuse)技術がある。
FFRの基本動作を説明する。まず、隣接セル間で異なるように、各セルで優先帯域を設定する。次に、無線端末は、通信路品質情報を無線基地局に報告する。無線基地局は、通信路品質情報を用いて、隣接セル干渉による影響が小さい無線端末(以下、センタ無線端末という)か、隣接セル干渉による影響が大きい無線端末(以下、エッジ無線端末という)かを判定する。そして、エッジ無線端末と判定された場合、割り当て可能な帯域を自セルの優先帯域に制限する。センタ無線端末は割り当て可能な帯域を制限しない。スケジューラは、各無線端末が割り当て可能な帯域の中から、通信路品質に応じて、無線リソースを割り当てる(例えば、非特許文献2など参照)。優先帯域を隣接セルと重複しないように設定することで、隣接セル干渉を抑制できるので、優先帯域の通信路品質の向上により、エッジ無線端末のスループットの改善が期待される。
また、優先帯域を動的に設定することも可能である。優先帯域を無線基地局間で通知する方法として、LOAD INFORMATIONが規定されている(例えば、非特許文献3等参照)。下りリンクRNTP(Relative Narrowband Tx Power)により通知でき、上りリンクはHII(High Interference Indication)により通知できる。RNTPやHIIの通知情報は、ユーザチャネルの帯域最小割り当て単位であるPRB(Physical Resource Block)番号毎に作成する。例えば、優先帯域とするPBRについては、RNTPを1と設定する。非特許文献3では、「1は送信電力の保証はしないことを示す」と記載されており、隣接セルに与える干渉の考慮を保証しないPRB番号を通知する。
図14は、関連技術における無線リソース設定動作を示す説明図である。図15は、優先帯域の割り当て例である。図16Aは、無線端末UE1に対する割り当て可能な無線リソースの設定例である。図16Bは、無線端末UE2に対する割り当て可能な無線リソースの設定例である。
図14において、無線基地局BS1はセルC11を、無線基地局BS2はセル21を、無線基地局BS3はセル31をそれぞれ自局の通信エリアとして管理している。これら無線基地局BS1,BS2,BS3については複数のセルを管理できるが簡単のため1つのセルのみを図示している。円は、各無線基地局BS1,BS2,BS3について、アンテナの指向性により電波が届く有効範囲を示している。これら円が重なる範囲にセル境界がある。
図14の例では無線端末が2つ存在している。このうち、無線端末UE1はセルC11に属しており、セルC31を隣接セルとするエッジ無線端末とする。無線端末UE2はセルC31に属しているセンタ無線端末とする。また、LTEの場合、同一無線端末に割り当てる各帯域の送信電力は同一である。図15に示すように、割り当て可能な帯域をf1、f2、f3に3分割し、それぞれセルC11、C21、C31の優先帯域に設定する。各優先帯域は3PRBから構成されている。
図14では、セルC11にエッジ無線端末UE1が存在するため、無線基地局BS1はその隣接セルであるC31の無線基地局BS3に、帯域f1に関してRNTP=1を通知する。この時、セルC11ではRNTPを受信していないため、図16Aのように、エッジ無線端末UE1の帯域も送信電力も制限しない。一方、RNTPの通知を受けた無線基地局BS3では、セルC31による隣接セルへの干渉を抑制するため、セルC11の優先帯域f1の送信電力を削減する。そのため、図16Bのように、センタ無線端末UE2は送信電力をΔEだけ削減し、全帯域から割り当てる。
3GPP TS 36.300 V8.9.0 (2009-06), 3GPP TSG RAN E-UTRA and E-UTRAN Overall description, pp.86
3GPP TSG RAN R1-06928, Performance evaluation of uplink interference avoidance techniques, Freescale Semiconductor
3GPP TS 36.423 V8.6.0 (2009-06), 3GPP TSG RAN EUTRAN X2AP, pp27,48-49
3GPP TS 36.213 V8.8.0 (2009-09), 3GPP TSG RAN EUTRAN Physical layer procedures, pp25-26, 27-32
しかしながら、このような関連技術では、無線端末のスループットが大きく劣化する問題があった。
その理由を下りリンクを例にして説明する。図17は、図14から時間経過後における無線リソース設定動作を示す説明図である。図17において、図14の状態からセルC21に無線端末UE3が発生している。無線端末UE3は、セルC11と隣接するエッジ無線端末とする。
その理由を下りリンクを例にして説明する。図17は、図14から時間経過後における無線リソース設定動作を示す説明図である。図17において、図14の状態からセルC21に無線端末UE3が発生している。無線端末UE3は、セルC11と隣接するエッジ無線端末とする。
まず、無線基地局BS2は、セルC21にエッジ無線端末UE3が存在するため、その隣接セルであるセルC11の無線基地局BS1に、帯域f2に関してRNTP=1を通知する。このRNTPの通知を受けた無線基地局BS1は、セルC11について、エッジ無線端末UE1への割り当て帯域f2を制限する。図18は、無線端末UE1(PNTP受信後)に対する割り当て可能な無線リソースの設定例である。
しかし、エッジ無線端末UE1にとって、セルC21は隣接セルではないため、セルC21から受ける干渉レベルは小さいままである。また、セルC31へはRNTPを通知済みであるため、エッジ無線端末UE1が受ける干渉が更に低減されることは期待できない。
従って、上記の場合には、図18に示すように、エッジ無線端末UE1の優先帯域f1のチャネル品質は改善せず、帯域だけが制限されることになり、エッジ無線端末UE1のスループットが大きく劣化してしまう。また、隣接セルの優先帯域の設定に応じて、送信電力と帯域を変更する場合、上りリンクも同様の問題が発生する。
従って、上記の場合には、図18に示すように、エッジ無線端末UE1の優先帯域f1のチャネル品質は改善せず、帯域だけが制限されることになり、エッジ無線端末UE1のスループットが大きく劣化してしまう。また、隣接セルの優先帯域の設定に応じて、送信電力と帯域を変更する場合、上りリンクも同様の問題が発生する。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、隣接セルへ与える干渉の抑制を実現しながら、自局通信エリア内に存在する無線端末のスループットを最大化できる無線リソース設定技術を提供することを目的としている。
このような目的を達成するために、本発明にかかる無線リソース設定方法は、無線基地局の自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する優先帯域取得ステップと、自局通信エリアに存在する無線端末からの通知により、当該無線端末における無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する通信路品質取得ステップと、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、通信路品質で第1の送信電力により無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、通信路品質で第2の送信電力により無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する送信レート計算ステップと、第1の送信電力および第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、第2の送信電力および第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、無線端末に割り当て可能な無線リソースとして設定する無線リソース設定ステップとを備えている。
また、本発明にかかる無線通信システムは、無線基地局と、当該無線基地局の自局通信エリアに存在する無線端末とを備え、無線基地局は、自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する優先帯域取得部と、無線端末からの通知により、当該無線端末における無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する通信路品質取得部と、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、通信路品質で第1の送信電力により無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、通信路品質で第2の送信電力により無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する送信レート計算部と、第1の送信電力および第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、第2の送信電力および第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、無線端末に割り当て可能な無線リソースとして設定する無線リソース設定部とを備えている。
また、本発明にかかる無線基地局は、無線基地局の自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する優先帯域取得部と、自局通信エリアに存在する無線端末からの通知により、当該無線端末における無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する通信路品質取得部と、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、通信路品質で第1の送信電力により無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、通信路品質で第2の送信電力により無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する送信レート計算部と、第1の送信電力および第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、第2の送信電力および第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、無線端末に割り当て可能な無線リソースとして設定する無線リソース設定部とを備えている。
また、本発明にかかるプログラムは、コンピュータを、前述した無線基地局を構成する各部として機能させるためのプログラムである。
本発明によれば、隣接優先帯域を含む第1の候補帯域を用いた場合に得られる第1の送信レートと、隣接優先帯域を含まない第2の候補帯域を用いた場合に得られる第2の送信レートとを比較して、いずれか高い送信レートの送信電力と通信帯域の組み合わせを、無線端末の割り当て可能な無線リソースとして設定することができる。したがって、隣接セルへ与える干渉の抑制を実現しながら、自局通信エリア内に存在する無線端末のスループットを最大化することが可能となる。
[本発明の特徴]
まず、図1を参照して、本発明にかかる無線通信システムの特徴について説明する。
無線通信システムを構成する無線基地局は、自局通信エリア内に存在する無線端末に割り当て可能な無線リソースを設定する際、図1に示す無線リソース設定処理を実行する。
まず、図1を参照して、本発明にかかる無線通信システムの特徴について説明する。
無線通信システムを構成する無線基地局は、自局通信エリア内に存在する無線端末に割り当て可能な無線リソースを設定する際、図1に示す無線リソース設定処理を実行する。
まず、無線基地局は、自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する(ステップS100)。
続いて、無線基地局は、無線端末からの通知により、当該無線端末における無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する(ステップS101)。
続いて、無線基地局は、無線端末からの通知により、当該無線端末における無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する(ステップS101)。
次に、無線基地局は、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、通信路品質で第1の送信電力により無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算する(ステップS102)。
また、無線基地局は、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、通信路品質で第2の送信電力により無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する(ステップS103)。
また、無線基地局は、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、通信路品質で第2の送信電力により無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する(ステップS103)。
この後、無線基地局は、第1の送信レートと第2の送信レートとを比較し(ステップS104)、第1の送信レートが第2の送信レートより大きい場合には(ステップS104:NO)、第1の送信電力と第1の候補帯域とを無線リソースとして無線端末へ設定し(ステップS105)、一連の無線リソース設定処理を終了する。
一方、第1の送信レートが第2の送信レート以下の場合には(ステップS104:YES)、第2の送信電力と第2の候補帯域とを無線リソースとして無線端末へ設定し(ステップS106)、一連の無線リソース設定処理を終了する。
一方、第1の送信レートが第2の送信レート以下の場合には(ステップS104:YES)、第2の送信電力と第2の候補帯域とを無線リソースとして無線端末へ設定し(ステップS106)、一連の無線リソース設定処理を終了する。
これにより、隣接優先帯域を含む第1の候補帯域を用いた場合に得られる第1の送信レートと、隣接優先帯域を含まない第2の候補帯域を用いた場合に得られる第2の送信レートとを比較して、いずれか高い送信レートの送信電力と通信帯域の組み合わせを、無線端末の割り当て可能な無線リソースとして設定することができる。したがって、隣接セルへ与える干渉の抑制を実現しながら、自局通信エリア内に存在する無線端末のスループットを最大化することが可能となる。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
まず、図2〜図4を参照して、本発明の第1の実施形態にかかる無線通信システムについて説明する。
[第1の実施形態]
まず、図2〜図4を参照して、本発明の第1の実施形態にかかる無線通信システムについて説明する。
この無線通信システム1は、複数の無線基地局100と、これら無線基地局100の自局通信エリア内に存在する複数の無線端末200とで構成されている。
無線基地局100は、自局通信エリア内に存在する無線端末200との間で無線通信を行う無線通信装置であり、有線回線を介して通信ネットワーク(図示せず)と接続されている。
ここでは、無線通信システム1において、LTEにて策定されたセル構成が適用されているものとし、帯域の割り当て単位をRB(Resource Block)と呼ぶ。また、本実施例は、LTEの下りリンクを例に説明する。
無線基地局100は、自局通信エリア内に存在する無線端末200との間で無線通信を行う無線通信装置であり、有線回線を介して通信ネットワーク(図示せず)と接続されている。
ここでは、無線通信システム1において、LTEにて策定されたセル構成が適用されているものとし、帯域の割り当て単位をRB(Resource Block)と呼ぶ。また、本実施例は、LTEの下りリンクを例に説明する。
[無線基地局の構成]
まず、図2を参照して、本実施形態にかかる無線通信システム1の構成について詳細に説明する。
無線基地局100には、主な機能部として、基地局動作部101と、無線端末判定部102と、優先帯域設定部103と、無線リソース設定部104と、スケジューラ105と、送信バッファ106と、リファレンス信号発生部107と、隣接セル情報通知部108とが設けられている。
まず、図2を参照して、本実施形態にかかる無線通信システム1の構成について詳細に説明する。
無線基地局100には、主な機能部として、基地局動作部101と、無線端末判定部102と、優先帯域設定部103と、無線リソース設定部104と、スケジューラ105と、送信バッファ106と、リファレンス信号発生部107と、隣接セル情報通知部108とが設けられている。
図2の例では、無線基地局100において3つのセルC11、C12、C13を自局通信エリアとして管理しており、これらセルC11、C12、C13のそれぞれに対応するセル処理部100A,100B,100Cごとに、前述した基地局動作部101、無線端末判定部102、優先帯域設定部103、無線リソース設定部104、スケジューラ105、送信バッファ106、リファレンス信号発生部107、および隣接セル情報通知部108が用意されている。
基地局動作部101は、通信ネットワークを介して接続された隣接無線基地局とデータ通信を行うことにより、自セル(自局通信エリア)および隣接セル(隣接通信エリア)で優先的に使用する優先帯域に関する情報などの各種情報をやり取りとする機能(図1のステップS100に相当)と、無線端末200とデータ通信を行うことにより、無線端末200で測定したリファレンス信号の受信電力や通信路品質などの各種情報を取得する機能(図1のステップS101に相当)とを有している。このほか、基地局動作部101は、無線通信システムにおいて一般的に用いられる無線基地局と同等の機能を有しており、その構成及び動作については周知であるのでその説明を省略する。
無線端末判定部102は、基地局動作部101で取得した無線端末200でのリファレンス信号の受信電力(RSRP:Reference Signal Received Power)に基づき、隣接セル干渉による影響が大きい無線端末(以下、エッジ無線端末)か、影響が小さい無線端末(以下、センタ無線端末)かを判定する機能を有する。判定結果は、基地局動作部101を介して、優先帯域設定部103と無線リソース設定部104に通知される。
優先帯域設定部103は、自セルの優先帯域を設定する機能と、自セルの優先帯域を隣接セルに通知する機能と、基地局動作部101で取得した隣接セルでの隣接優先帯域を示す優先帯域情報を保持する機能を有する。
無線リソース設定部104は、隣接セルからのRNTPの通知の有無や送信レートの計算結果に応じて、無線端末u(200)に割り当て可能な無線リソースとして、無線通信に用いる送信電力P(u)[dBm]と帯域f(u)を選択(決定)し、記憶部(図示せず)へ設定する機能(図1のステップS102〜S106に相当)を有する。
無線リソース設定部104は、隣接セルからのRNTPの通知の有無や送信レートの計算結果に応じて、無線端末u(200)に割り当て可能な無線リソースとして、無線通信に用いる送信電力P(u)[dBm]と帯域f(u)を選択(決定)し、記憶部(図示せず)へ設定する機能(図1のステップS102〜S106に相当)を有する。
スケジューラ105は、無線リソース設定部104で記憶部に設定した割り当て可能な無線リソースから、無線端末200に割り当てる送信電力と帯域を決定し、割り当て結果に基づいて送信バッファ106のデータをデータ信号により送信する機能を有する。この際、MCS(Modulation and Coding Scheme)は、無線端末200から報告されたCQI(Channel Quality Information)に基づいて決定する。MCSが高いほど、高い送信レートでの送信が可能となる。
送信バッファ106は、ネットワークから到着した無線端末200に送信するデータを到着時刻や送信する無線端末番号などの管理情報とともに、蓄積する機能を有する。
リファレンス信号発生部107は、通信路品質情報の基準となるリファレンス信号を所定のタイミングで基地局動作部101から無線端末200に送信する機能を有する。
隣接セル情報通知部108は、隣接セル番号などの隣接セル情報を基地局動作部101から無線端末200に送信する機能を有する。
リファレンス信号発生部107は、通信路品質情報の基準となるリファレンス信号を所定のタイミングで基地局動作部101から無線端末200に送信する機能を有する。
隣接セル情報通知部108は、隣接セル番号などの隣接セル情報を基地局動作部101から無線端末200に送信する機能を有する。
無線基地局100におけるこれら機能部のうち、基地局動作部101、無線端末判定部102、優先帯域設定部103、無線リソース設定部104、スケジューラ105、リファレンス信号発生部107、および隣接セル情報通知部108については、それぞれの機能部の一部または全てを、CPUでプログラムを実行させてなる演算処理部により実現してもよい。この際、プログラムは、通信回線を介して無線基地局100に接続された外部装置や、無線基地局100に個別接続された記録媒体から、予め読み込んで記憶部に格納しておけばよい。
[無線端末の構成]
無線端末200は、主な機能部として、端末動作部201と受信強度測定部202が設けられている。
端末動作部201は、無線通信システムにおいて一般的に用いられる無線端末と同等の機能を有しており、その構成及び動作については周知であるのでその説明を省略する。
受信強度測定部202は、無線基地局100から受信したリファレンス信号から通信路品質を測定し、通信路品質情報として端末動作部201に報告する機能を有する。
無線端末200は、主な機能部として、端末動作部201と受信強度測定部202が設けられている。
端末動作部201は、無線通信システムにおいて一般的に用いられる無線端末と同等の機能を有しており、その構成及び動作については周知であるのでその説明を省略する。
受信強度測定部202は、無線基地局100から受信したリファレンス信号から通信路品質を測定し、通信路品質情報として端末動作部201に報告する機能を有する。
本実施形態において、受信強度測定部202は、隣接セル情報通知部108からの通知に基づいて、通信路品質情報として自セルと隣接セルのRSRPとCQIを測定する機能を有する。CQIは他セル干渉の大きさによって変動する。従って、他セルの負荷が低い場合、CQIは高くなる。受信強度測定部202が測定した通信路品質情報は、端末動作部201より無線基地局に送信される。
[各セルの帯域]
次に、図3および図4を参照して、無線基地局100に設けた各セルの帯域について説明する。
図3に示すように、セルC11の優先帯域設定部103は、優先帯域を設定する場合、帯域f1を設定する。同様に、セルC21は帯域f2を優先帯域として設定し、セルC31は帯域f3を優先帯域として設定する。ここでは、3セクタセルを仮定し、隣接セル間で異なる優先帯域が設定できると仮定する。
次に、図3および図4を参照して、無線基地局100に設けた各セルの帯域について説明する。
図3に示すように、セルC11の優先帯域設定部103は、優先帯域を設定する場合、帯域f1を設定する。同様に、セルC21は帯域f2を優先帯域として設定し、セルC31は帯域f3を優先帯域として設定する。ここでは、3セクタセルを仮定し、隣接セル間で異なる優先帯域が設定できると仮定する。
また、図4に示すように、セルC11が割り当て可能な全帯域をf_all=f1+f2+f3とする。帯域f1、f2、f3はそれぞれ3つのPRBから構成されている。例えば、帯域f1は、PRB番号1、2、3の3つのPRBから構成されている。
また、送信電力は無線端末毎に設定できるものとする。同一無線端末に対しては、帯域毎に同じ送信電力を割り当てるものとする。
また、送信電力は無線端末毎に設定できるものとする。同一無線端末に対しては、帯域毎に同じ送信電力を割り当てるものとする。
[第1の実施形態の動作]
次に、本実施形態にかかる無線通信システムの動作として、割り当て可能な無線リソースを決定するための動作について説明する。
次に、本実施形態にかかる無線通信システムの動作として、割り当て可能な無線リソースを決定するための動作について説明する。
[無線端末判定処理]
無線端末判定部102は、無線端末uから報告された通信路品質に基づいて、図5に示す無線端末判定処理により、無線端末uがエッジ無線端末かセンタ無線端末かを判定する。
無線端末判定部102は、無線端末uから報告された通信路品質に基づいて、図5に示す無線端末判定処理により、無線端末uがエッジ無線端末かセンタ無線端末かを判定する。
無線端末判定部102は、まず、自セルと隣接セルとのRSRQ差の最小値ΔRSRP[dB]を計算する(ステップS11)。
ここで、自セルuのRSQをRSRQ_serv(u)[dB]とし、隣接セルjのRSRQをRSRQ_neig(u,j)[dB]とした場合、自セルと隣接セルとのRSRQ差の最小値ΔRSRP(u)は、次の式(1)で求められる。なお、max{}は最大値を選択する関数である。
ΔRSRQ(u)=RSRQ_serv(u)−max{RSRQ_neig(u,j)} …(1)
ここで、自セルuのRSQをRSRQ_serv(u)[dB]とし、隣接セルjのRSRQをRSRQ_neig(u,j)[dB]とした場合、自セルと隣接セルとのRSRQ差の最小値ΔRSRP(u)は、次の式(1)で求められる。なお、max{}は最大値を選択する関数である。
ΔRSRQ(u)=RSRQ_serv(u)−max{RSRQ_neig(u,j)} …(1)
次に、無線端末判定部102は、次の式(2)に示すように、得られたΔRSRQ(u)をしきい値Th_RSRQ[dB]と比較する(ステップS12)。
ΔRSRQ(u)<Th_RSRQ …(2)
ΔRSRQ(u)<Th_RSRQ …(2)
ここで、ΔRSRPがTh_RSRQ未満である場合(ステップS12:YES)、自セルと隣接セルのリファレンス信号の受信品質差が小さいため、無線端末uは隣接セル干渉による影響が大きいエッジ無線端末であると判定する(ステップS13)。
一方、ΔRSRPがTh_RSRP以上である場合(ステップS12:NO)、無線端末uは隣接セル干渉による影響が小さいセンタ無線端末であると判定する(ステップS14)。
一方、ΔRSRPがTh_RSRP以上である場合(ステップS12:NO)、無線端末uは隣接セル干渉による影響が小さいセンタ無線端末であると判定する(ステップS14)。
[隣接セル優先帯域設定処理]
優先帯域設定部103は、所定周期で図6の隣接セル優先帯域設定処理を実行する。
まず、優先帯域設定部103は、前回処理以降の所定時間内に隣接セルからRNTPを受信したか確認し(ステップS21)、RNTPを受信していない場合には(ステップS21:NO)、優先帯域設定部103は、この隣接セル優先帯域設定処理を終了する。
一方、RNTPを受信している場合には(ステップS21:YES)、優先帯域設定部103は、RNTPで通知された帯域が自セルで優先帯域かどうか確認する(ステップS22)。
優先帯域設定部103は、所定周期で図6の隣接セル優先帯域設定処理を実行する。
まず、優先帯域設定部103は、前回処理以降の所定時間内に隣接セルからRNTPを受信したか確認し(ステップS21)、RNTPを受信していない場合には(ステップS21:NO)、優先帯域設定部103は、この隣接セル優先帯域設定処理を終了する。
一方、RNTPを受信している場合には(ステップS21:YES)、優先帯域設定部103は、RNTPで通知された帯域が自セルで優先帯域かどうか確認する(ステップS22)。
ここで、RNTPで通知された帯域が自セルで優先帯域でない場合(ステップS22:NO)、優先帯域設定部103は、RNTP=1として通知された帯域を隣接セルの優先帯域として記憶し(ステップS23)、一連の隣接セル優先帯域設定処理を終了する。
また、RNTPで通知された帯域が自セルで優先帯域である場合(ステップS22:YES)、優先帯域設定部103は、隣接セルの優先帯域を設定せずに、一連の隣接セル優先帯域設定処理を終了する。
また、RNTPで通知された帯域が自セルで優先帯域である場合(ステップS22:YES)、優先帯域設定部103は、隣接セルの優先帯域を設定せずに、一連の隣接セル優先帯域設定処理を終了する。
[自セル優先帯域設定処理]
優先帯域設定部103は、所定周期で図7の自セル優先帯域設定処理を実行する。
まず、優先帯域設定部103は、無線端末判定部102の結果に基づいて、自セル内にエッジ無線端末が存在するか判定する(ステップS31)。
ここで、自セル内にエッジ無線端末が存在する場合(ステップS31:YES)、優先帯域設定部103は、帯域f1を自セルの優先帯域として設定して、隣接セルにRNTPを通知し(ステップS32)、一連の自セル優先帯域設定処理を終了する。
優先帯域設定部103は、所定周期で図7の自セル優先帯域設定処理を実行する。
まず、優先帯域設定部103は、無線端末判定部102の結果に基づいて、自セル内にエッジ無線端末が存在するか判定する(ステップS31)。
ここで、自セル内にエッジ無線端末が存在する場合(ステップS31:YES)、優先帯域設定部103は、帯域f1を自セルの優先帯域として設定して、隣接セルにRNTPを通知し(ステップS32)、一連の自セル優先帯域設定処理を終了する。
一方、自セル内にエッジ無線端末が存在しない場合(ステップS31:NO)、優先帯域設定部103は、優先帯域を設定済みか判定する(ステップS33)。
ここで、優先帯域を設定済みの場合(ステップS33:YES)、優先帯域設定部103は、設定されている優先帯域を開放し(ステップS34)、一連の自セル優先帯域設定処理を終了する。優先帯域を開放するとは優先帯域を設定しないことを指す。
ここで、優先帯域を設定済みの場合(ステップS33:YES)、優先帯域設定部103は、設定されている優先帯域を開放し(ステップS34)、一連の自セル優先帯域設定処理を終了する。優先帯域を開放するとは優先帯域を設定しないことを指す。
また、優先帯域が設定されていない場合(ステップS33:NO)、一連の自セル優先帯域設定処理を終了する。
なお、本実施形態において、自セル優先帯域設定処理はこれら処理手順に限定されるものではなく、例えば無線端末からの通信路品質情報の報告毎に行ってもよい。また、実施形態では、優先帯域を設定した場合にのみ隣接セルへRNTPを通知する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば隣接セルに対して周期的にRNTPを通知してもよい。
なお、本実施形態において、自セル優先帯域設定処理はこれら処理手順に限定されるものではなく、例えば無線端末からの通信路品質情報の報告毎に行ってもよい。また、実施形態では、優先帯域を設定した場合にのみ隣接セルへRNTPを通知する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば隣接セルに対して周期的にRNTPを通知してもよい。
図8では、セルC11から通知するRNTPとセルC11の隣接セルC21から通知されるRNTPの例が示されている。
セルC11の優先帯域はf1なのでPRB番号=1、2、3に関してRNTPを1と設定する。セル21の優先帯域はf2なのでPRB番号=4、5、6に関してRNTPが1と設定され、セルC21から通知される。
セルC11の優先帯域はf1なのでPRB番号=1、2、3に関してRNTPを1と設定する。セル21の優先帯域はf2なのでPRB番号=4、5、6に関してRNTPが1と設定され、セルC21から通知される。
[無線リソース設定処理]
無線リソース設定部104は、無線端末uの割り当て可能な無線リソースを設定する場合、図9の無線リソース設定処理を実行する。
無線リソース設定部104は、無線端末uの割り当て可能な無線リソースを設定する場合、図9の無線リソース設定処理を実行する。
まず、無線リソース設定部104は、セルC11が割り当て可能な帯域の中に隣接セルの優先帯域として設定されている帯域があるか判定する(ステップS41)。ここで、隣接セルの優先帯域として設定されている帯域がない場合(ステップS41:NO)、無線リソース設定部104は、送信電力をP(u)=Pmax(u)に設定するとともに、割り当て可能な帯域をf(u)=f_all=f1+f2+f3に設定し(ステップS42)、一連の無線リソース設定処理を終了する。この場合、隣接セルへ与える干渉を低減する必要がないので送信電力を削減せず、全帯域を割り当て可能な帯域とする。
一方、隣接セルの優先帯域として設定されている帯域がある場合(ステップS41:YES)、無線リソース設定部104は、無線端末uがエッジ無線端末か否か判定する(ステップS43)。ここで、エッジ無線端末でない場合(ステップS43:NO)、無線リソース設定部104は、図10Bに示すように、無線端末200の無線リソースとして、送信電力をP(u)=Pmax(u)−ΔE(u)に設定するとともに、通信帯域をf(u)=f_allに設定し(ステップS44)、一連の無線リソース設定処理を終了する。この場合、通信路品質は低くないと予想されるので送信電力を削減し、その代わり全帯域を割り当て可能とする。ΔE(u)は削減する電力量を表す。
また、無線端末uがエッジ無線端末である場合(ステップS43:YES)、無線リソース設定部104は、無線端末200から報告される通信路品質に基づいて、送信レートTput_DecF、Tput_DecPをそれぞれ計算する(ステップS45)。Tput_DecFとTput_DecPの計算方法は後述する。
Tput_DecFは、通信路品質を維持するために送信電力を削減せずにP(u)=Pmax(u)(第2の送信電力)に設定するが、隣接セルの優先帯域に与える干渉を低減するために、割り当て可能な帯域を隣接セルの優先帯域以外であるf(u)=f_all−f_neig(u)(第2の候補帯域)に設定する場合に期待される送信レート(第2の送信レート)である。
f_neigは、隣接セルから通知された優先帯域を表す。例えば、図4の無線端末UE1の場合、セルC21からf2を優先帯域として通知されているので、f_neig(u)はf2、即ちPRB番号4、5、6が設定されている。従って、f(u)はf_all−f_neig=f1+f3となる。
f_neigは、隣接セルから通知された優先帯域を表す。例えば、図4の無線端末UE1の場合、セルC21からf2を優先帯域として通知されているので、f_neig(u)はf2、即ちPRB番号4、5、6が設定されている。従って、f(u)はf_all−f_neig=f1+f3となる。
一方、Tput_DecPは、隣接セルの優先帯域に与える干渉を低減するために送信電力を削減してP(u)=Pmax(u)−ΔE(u)(第1の送信電力)に設定するが、スループットの劣化を抑制するために、割り当て可能な帯域を隣接セルの優先帯域を含めたf(u)=f_all(第1の候補帯域)に設定した場合に期待される送信レート(第1の送信レート)である。
この後、無線リソース設定部104は、Tput_DecFとTput_DecPとを比較する(ステップS46)。ここで、Tput_DecFがTput_DecP以上である場合(ステップS46:YES)、図10Aに示すように、無線リソース設定部104は、無線端末200の無線リソースとして、送信電力をP(u)=Pmax(u)に設定するとともに、通信帯域をf(u)=f_all−f_neig(u)に設定し(ステップS47)、一連の無線リソース設定処理を終了する。
一方、Tput_DecFがTput_DecP未満である場合(ステップS46:NO)、無線リソース設定部104は、ステップS44へ移行して、図10Bに示すように、無線端末200の無線リソースとして、送信電力をP(u)=Pmax(u)−ΔE(u)に設定するとともに、通信帯域をf(u)=f_allに設定し、一連の無線リソース設定処理を終了する。
このようにして、図9の無線リソース設定処理によれば、送信レートの高い方の送信電力P(u)と通信帯域f(u)の組み合わせを無線端末uの割り当て可能な無線リソースとして設定することができるので、隣接セルの優先帯域へ与える干渉を抑制しながら、スループットを最大化できる。
[送信レート計算処理]
次に、前述した図9の無線リソース設定処理のステップS45において、無線リソース設定部104が実行する送信レートの計算方法について説明する。
ここでは、同一無線端末に対して割り当てるMCSは各RBで同一とする。また、送信データサイズ(TBS:Transport Block Size)は、ルックアップテーブルを参照して、TBSインデックスと割り当てRB数を用いて計算できる(例えば、非特許文献4など参照)。
次に、前述した図9の無線リソース設定処理のステップS45において、無線リソース設定部104が実行する送信レートの計算方法について説明する。
ここでは、同一無線端末に対して割り当てるMCSは各RBで同一とする。また、送信データサイズ(TBS:Transport Block Size)は、ルックアップテーブルを参照して、TBSインデックスと割り当てRB数を用いて計算できる(例えば、非特許文献4など参照)。
この際、TBSインデックスは、ルックアップテーブル(非特許文献4)を参照して、MCSインデックスを用いて一意に決定できる。また、MCSインデックスは、ルックアップテーブルを参照して、データ信号の実効SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)を用いて計算できる。実効SINRとは、各RBのSINRの分散やばらつきを考慮して計算された割り当てRBの通信路品質であり、基地局動作部101を介して無線端末200から取得したものである。一般的には、このルックアップテーブルは物理レイヤを模擬したリンクレベルシミュレーションにより作成する。
データ信号のSINR(SINR_pdsch)[dB]は、次の式(3)で計算できる。リファレンス信号のSINR(SINR_rs)[dB]は、ルックアップテーブルを参照して、CQIを用いて計算する。一般的には、このルックアップテーブルも物理レイヤを模擬したリンクレベルシミュレーションにより作成する。P_rs[dBm]はリファレンス信号の送信電力を表す。
SINR_pdsch(u)[dB]=SINR_rs(u)[dB]+(P(u)−P_rs)…(3)
SINR_pdsch(u)[dB]=SINR_rs(u)[dB]+(P(u)−P_rs)…(3)
以上より、送信レートは、CQI、割り当て候補RB(Cand_RBs)、および送信電力P(u)を用いて計算できる。
次に、送信レートの計算例について説明する。ここでは、Cand_RBsは図3を想定し、送信レートの算出対象である無線端末uが図4のエッジ無線端末UE1である場合を例として、4つの計算方法ついてそれぞれ説明する。
次に、送信レートの計算例について説明する。ここでは、Cand_RBsは図3を想定し、送信レートの算出対象である無線端末uが図4のエッジ無線端末UE1である場合を例として、4つの計算方法ついてそれぞれ説明する。
各計算方法における前提条件として、図3に示すように、エッジ無線端末UE1が存在するセルC11における割り当て可能な全帯域は、f_all=f1+f2+f3とし、隣接セルから通知された優先帯域はf_neig=f2とする。また、送信レートがTput_DecFの場合は送信電力P(u)としてPmax(u)を用い、送信レートがTput_DecPの場合は送信電力P(u)としてPmax(u)−ΔE(u)を用いる。なお、割り当て候補RB数をN_Cand_RBsとする。
第1の計算方法は、CQIとしてWideband CQIを用いるとともに、Cand_RBsとして割り当て可能な帯域を用いる方法である。
この場合、Wideband CQIは、全帯域で送信した場合の通信路品質を表す。CQIは、Tput_DecFとTput_DecPで共通の値を用いる。Tput_DecFの場合、Cand_RBs=f(u)=f_all−f_neig=f1+f3となる。従って、N_Cand_RBsは6となる。一方、Tput_DecPの場合、Cand_RBs=f(u)=f_allなので、N_Cand_RBsは9となる。
この場合、Wideband CQIは、全帯域で送信した場合の通信路品質を表す。CQIは、Tput_DecFとTput_DecPで共通の値を用いる。Tput_DecFの場合、Cand_RBs=f(u)=f_all−f_neig=f1+f3となる。従って、N_Cand_RBsは6となる。一方、Tput_DecPの場合、Cand_RBs=f(u)=f_allなので、N_Cand_RBsは9となる。
第2の計算方法は、CQIとしてWideband CQIを用い、N_Cand_RBsとして無線端末の平均割り当てRB数(N_Ave_Alloc_RBs)を用いる方法である。
この場合、N_Ave_Alloc_RBsは、過去の割り当て結果を用いて、所定区間の相加平均で計算する。平均化方法は、例えば重み付け平均など、他の方法でもよい。
この場合、N_Ave_Alloc_RBsは、過去の割り当て結果を用いて、所定区間の相加平均で計算する。平均化方法は、例えば重み付け平均など、他の方法でもよい。
ここでは、Tput_DecFが高いと判定されて、P(u)=Pmax(u)とf(u)=f_all−f_neig(u)を設定された無線端末のN_Ave_Alloc_RBsをN_Ave_Alloc_RBs_DecFとする。また、Tput_DecPが高いと判定されて、P(u)=Pmax(u)−ΔE(u)とf(u)=f_allを設定された無線端末のN_Ave_Alloc_RBsをN_Ave_Alloc_RBs_DecPとする。
この際、N_Cand_RBsは次の式(4)に従って計算する。floor()は小数点以下を切り捨てて整数値を返す関数である。
N_Use_RBs=floor(N_Ave_Alloc_RBs) …(4)
この式(4)によれば、例えば、N_Ave_Alloc_RBs_DecF=2.1、N_Ave_Alloc_RBs_DecP=4.3の場合、N_Cand_RBsはそれぞれ、2、4となる。
この第2の計算方法によれば、第1の計算方法と比較して、N_Ave_Alloc_RBsを計算するために処理負荷は増加するが、スケジューリング時で期待される実際の送信レートに近い値を推定できる。
N_Use_RBs=floor(N_Ave_Alloc_RBs) …(4)
この式(4)によれば、例えば、N_Ave_Alloc_RBs_DecF=2.1、N_Ave_Alloc_RBs_DecP=4.3の場合、N_Cand_RBsはそれぞれ、2、4となる。
この第2の計算方法によれば、第1の計算方法と比較して、N_Ave_Alloc_RBsを計算するために処理負荷は増加するが、スケジューリング時で期待される実際の送信レートに近い値を推定できる。
第3の計算方法は、CQIとしてWideband CQIを用い、スケジューラ105の割り当て状況に応じて、Cand_RBsに割り当て可能な帯域のうち、いずれの無線端末にも割り当てていない、未割り当てのRBを用いる方法である。
図11の斜線部のPRB番号=3、6、7を割り当て済みとする。この時、送信レートがTput_DecFの場合、割り当て可能な帯域はf(u)=f_allなので、実際に割り当て可能なRBのPRB番号は1、2、4、5、8、9となり、N_Cand_RBsは6となる。
図11の斜線部のPRB番号=3、6、7を割り当て済みとする。この時、送信レートがTput_DecFの場合、割り当て可能な帯域はf(u)=f_allなので、実際に割り当て可能なRBのPRB番号は1、2、4、5、8、9となり、N_Cand_RBsは6となる。
一方、送信レートがTput_DecPの場合、割り当て可能な帯域はf(u)=f_all−f_neigなので、実際に割り当て可能なRBのPRB番号は1、2、8、9となり、N_Cand_RBsは4となる。
この第3の計算方法によれば、スケジューリング周期毎に実施すれば、送信レートが高い無線リソースを確実に割り当てることができるので、スループットを最大化できるが、処理負荷はさらに増加する。また、スケジューリング周期毎に送信電力を変更できるシステムでの適用が前提となる。
この第3の計算方法によれば、スケジューリング周期毎に実施すれば、送信レートが高い無線リソースを確実に割り当てることができるので、スループットを最大化できるが、処理負荷はさらに増加する。また、スケジューリング周期毎に送信電力を変更できるシステムでの適用が前提となる。
第4の計算方法は、CQIとしてNarrowband CQIを用い、スケジューラ105の割り当て状況に応じて、Cand_RBsに割り当て可能な帯域のうち未割り当てのRBを用いる方法である。
この場合、Narrowband CQIは、所定の1つ以上の連続したRBで送信した場合の通信路品質、すなわち一部の帯域の通信路品質を表す。Narrowband CQIを用いることで、実効SINRの計算精度が向上するので、送信レートの計算精度も向上する。
この場合、Narrowband CQIは、所定の1つ以上の連続したRBで送信した場合の通信路品質、すなわち一部の帯域の通信路品質を表す。Narrowband CQIを用いることで、実効SINRの計算精度が向上するので、送信レートの計算精度も向上する。
[第1の実施形態の効果]
このように、本実施形態は、無線基地局100において、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、通信路品質で第1の送信電力により無線端末200へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、通信路品質で第2の送信電力により無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算し、第1の送信電力および第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、第2の送信電力および第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、無線端末200に割り当て可能な無線リソースとして設定するようにしたものである。
このように、本実施形態は、無線基地局100において、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、通信路品質で第1の送信電力により無線端末200へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、通信路品質で第2の送信電力により無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算し、第1の送信電力および第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、第2の送信電力および第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、無線端末200に割り当て可能な無線リソースとして設定するようにしたものである。
これにより、隣接優先帯域との干渉が発生しうる広い帯域ではあるが送信電力を抑えて干渉を低減した第1の無線リソースと、隣接優先帯域との干渉が発生しない狭い帯域ではあるが送信電力が大きい第2の無線リソースのうち、得られる送信レートが高い無線リソースを、無線端末200の割り当て可能な無線リソースとして設定することができる。したがって、隣接セルへ与える干渉の抑制を実現しながら、自局通信エリア内に存在する無線端末200のスループットを最大化することが可能となる。
また、本実施形態では、第2送信電力として、第1送信電力よりも大きいものを用いるようにしてもよい。
また、本実施形態では、候補帯域として、無線基地局100から無線端末200への送信に用いる送信帯域を用いるようにしてもよい。
また、本実施形態では、候補帯域として、無線端末200に対して過去に割り当てられた帯域幅の平均値から計算するようにしてもよい。
また、本実施形態では、候補帯域として、送信レート計算時にいずれの無線端末にも割り当てていない帯域を用いるようにしてもよい。
また、本実施形態では、候補帯域として、無線基地局100から無線端末200への送信に用いる送信帯域を用いるようにしてもよい。
また、本実施形態では、候補帯域として、無線端末200に対して過去に割り当てられた帯域幅の平均値から計算するようにしてもよい。
また、本実施形態では、候補帯域として、送信レート計算時にいずれの無線端末にも割り当てていない帯域を用いるようにしてもよい。
また、本実施形態では、通信路品質として、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうちのすべての帯域に関する通信路品質を用いてもよい。
また、本実施形態では、通信路品質として、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうちの一部の帯域に関する通信路品質を用いてもよい。
また、本実施形態では、通信路品質として、自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうちの一部の帯域に関する通信路品質を用いてもよい。
また、本実施形態では、LTEを想定したために、同一無線端末に対して割り当てるMCSは各RBで同一としたが、本発明はこれに限るものではない。他の無線通信システムに本発明を適用する場合、RB毎に異なるMCSを想定して、送信レートを計算してもよい。
また、本発明は、LTEを想定したため、同一無線端末に対しては、帯域毎に同じ送信電力を割り当てるとしたが、本発明はこれに限るものではない。他の無線通信システムに本発明を適用する場合、割り当て帯域毎に送信電力を変えてもよい。
また、本発明は、LTEを想定したため、同一無線端末に対しては、帯域毎に同じ送信電力を割り当てるとしたが、本発明はこれに限るものではない。他の無線通信システムに本発明を適用する場合、割り当て帯域毎に送信電力を変えてもよい。
また、本実施形態では、エッジ無線端末の判定に、自セルと隣接セルのRSRP差を用いたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、リファレンス信号の受信電力に対する全受信電力の比(RSRQ:Reference Signal Received Quality)を用いてもよい。さらには、リファレンス信号の受信電力に対する干渉電力と雑音電力の比(SINR)を用いてもよい。さらには、リファレンス信号の受信電力と送信電力の差から計算したパスロスを用いてもよい。ここで、受信電力を測定する信号としては、リファレンス信号に限るものではなく、報知信号でもよい。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態にかかる無線通信システム1について説明する。
第1の実施形態と比較して、本実施形態では、無線リソース設定部104において、無線リソースを設定する場合、無線端末がエッジ無線端末か否かを判断しておらず、エッジ無線端末とセンタ無線端末の両方が対象となる点が異なる。本実施形態にかかる無線通信システムのその他の構成については、第1の実施形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第2の実施形態にかかる無線通信システム1について説明する。
第1の実施形態と比較して、本実施形態では、無線リソース設定部104において、無線リソースを設定する場合、無線端末がエッジ無線端末か否かを判断しておらず、エッジ無線端末とセンタ無線端末の両方が対象となる点が異なる。本実施形態にかかる無線通信システムのその他の構成については、第1の実施形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
[第2の実施形態の動作]
次に、図12を参照して、本実施形態にかかる無線通信システム1の動作について説明する。
無線リソース設定部104は、無線端末uの割り当て可能な無線リソースを設定する場合、図12の無線リソース設定処理を実行する。
次に、図12を参照して、本実施形態にかかる無線通信システム1の動作について説明する。
無線リソース設定部104は、無線端末uの割り当て可能な無線リソースを設定する場合、図12の無線リソース設定処理を実行する。
まず、無線リソース設定部104は、セルC11が割り当て可能な帯域の中に隣接セルの優先帯域として設定されている帯域があるか判定する(ステップS41)。ここで、隣接セルの優先帯域として設定されている帯域がない場合(ステップS41:NO)、無線リソース設定部104は、送信電力をP(u)=Pmax(u)に設定するとともに、割り当て可能な帯域をf(u)=f_all=f1+f2+f3に設定し(ステップS42)、一連の無線リソース設定処理を終了する。この場合、隣接セルへ与える干渉を低減する必要がないので送信電力を削減せず、全帯域を割り当て可能な帯域とする。
一方、隣接セルの優先帯域として設定されている帯域がある場合(ステップS41:YES)、無線リソース設定部104は、無線端末uがエッジ無線端末か否かにかかわらず、無線端末200から報告される通信路品質に基づいて、送信レートTput_DecF、Tput_DecPをそれぞれ計算する(ステップS45)。
この後、無線リソース設定部104は、Tput_DecFとTput_DecPとを比較する(ステップS46)。ここで、Tput_DecFがTput_DecP以上である場合(ステップS46:YES)、図10Aに示すように、無線リソース設定部104は、無線端末200の無線リソースとして、送信電力をP(u)=Pmax(u)に設定するとともに、通信帯域をf(u)=f_all−f_neig(u)に設定し(ステップS47)、一連の無線リソース設定処理を終了する。
一方、Tput_DecFがTput_DecP未満である場合(ステップS46:NO)、無線リソース設定部104は、ステップS44へ移行して、図10Bに示すように、無線端末200の無線リソースとして、送信電力をP(u)=Pmax(u)−ΔE(u)に設定するとともに、通信帯域をf(u)=f_allに設定し、一連の無線リソース設定処理を終了する。
このようにして、図9の無線リソース設定処理によれば、無線端末がエッジ無線端末か否かに関わらず、送信レートの高い方の送信電力P(u)と通信帯域f(u)の組み合わせを無線端末uの割り当て可能な無線リソースとして設定することができるので、隣接セルの優先帯域へ与える干渉を抑制しながら、更にスループット改善することが可能となる。
[第3の実施形態]
次に、図13を参照して、本発明の第3の実施形態にかかる無線通信システム1について説明する。
次に、図13を参照して、本発明の第3の実施形態にかかる無線通信システム1について説明する。
本実施形態にかかる無線通信システム1の無線基地局100には、第1の実施形態と比較して、スケジューラ105に代えてスケジューラ111が設けられており、送信バッファ106に代えて受信強度測定部112が設けられている。
本実施形態にかかる無線通信システム1の無線端末200には、第1の実施形態と比較して、リファレンス信号発生部211、データ送信部212、およびデータ発生部213が追加されている。
本実施形態にかかる無線通信システム1の無線端末200には、第1の実施形態と比較して、リファレンス信号発生部211、データ送信部212、およびデータ発生部213が追加されている。
スケジューラ111は、無線リソース設定部104で設定した割り当て可能な無線リソースから、無線端末200に割り当てる無線リソースを決定し、割り当て結果に基づいて無線端末200にスケジューリング情報を送信する機能を有する。この際、送信レートの算出に用いるMCSは、受信強度測定部112で測定された通信路品質に基づいて決定する。
受信強度測定部112は、無線端末200から受信したリファレンス信号から通信路品質を測定する機能を有している。
受信強度測定部112は、無線端末200から受信したリファレンス信号から通信路品質を測定する機能を有している。
リファレンス信号発生部211は、スケジューラ111が割り当てるMCSの基準となる通信路品質を測定するための、リファレンス信号を所定のタイミングで端末動作部201から無線基地局100へ送信する機能を有している。
データ送信部212は、無線基地局100から受信したスケジューリング情報に基づき、データ発生部213のデータを無線基地局に送信する機能を有している。
データ発生部213は、無線端末200が送信するデータを発生し、発生時刻などの管理情報とともに、蓄積する機能を有している。
データ送信部212は、無線基地局100から受信したスケジューリング情報に基づき、データ発生部213のデータを無線基地局に送信する機能を有している。
データ発生部213は、無線端末200が送信するデータを発生し、発生時刻などの管理情報とともに、蓄積する機能を有している。
[第3の実施形態の動作]
次に、図9を参照して、本実施形態にかかる無線通信システム1の動作について説明する。本実施形態にかかる無線通信システム1で実行する無線リソース設定処理は、前述の図9で説明した第1の実施形態と同様であるが、送信レート計算処理について異なる。
すなわち、本実施形態にかかる無線リソース設定部104は、MCSインデックスを算出する際に用いる実効SINRとして、受信強度測定部112で計測した、無線端末200から無線基地局100への受信に用いる受信帯域に関する通信路品質を用いる。
次に、図9を参照して、本実施形態にかかる無線通信システム1の動作について説明する。本実施形態にかかる無線通信システム1で実行する無線リソース設定処理は、前述の図9で説明した第1の実施形態と同様であるが、送信レート計算処理について異なる。
すなわち、本実施形態にかかる無線リソース設定部104は、MCSインデックスを算出する際に用いる実効SINRとして、受信強度測定部112で計測した、無線端末200から無線基地局100への受信に用いる受信帯域に関する通信路品質を用いる。
[第3の実施形態の効果]
このように、本実施形態では、無線基地局100に、無線端末200からのリファレンス信号から通信路品質を計測する受信強度測定部112を設け、無線リソース設定部104において、この受信強度測定部112で計測した通信路品質に基づき、第1の送信レート(Tput_DecP)と第2の送信レート(Tput_DecF)とを算出するようにしたので、無線端末200から無線基地局100への上りリンクにおいて高い送信レートの送信電力と通信帯域の組み合わせを、無線端末200の割り当て可能な無線リソースとして設定することができる。
このように、本実施形態では、無線基地局100に、無線端末200からのリファレンス信号から通信路品質を計測する受信強度測定部112を設け、無線リソース設定部104において、この受信強度測定部112で計測した通信路品質に基づき、第1の送信レート(Tput_DecP)と第2の送信レート(Tput_DecF)とを算出するようにしたので、無線端末200から無線基地局100への上りリンクにおいて高い送信レートの送信電力と通信帯域の組み合わせを、無線端末200の割り当て可能な無線リソースとして設定することができる。
[実施形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
また、各実施形態は、前述した無線通信システムに限定されるものではなく、例えば、周波数多重を適用するFDMA(Frequency Division Multiple Access)方式を用いた他の無線通信システムにも適用できる。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
また、各実施形態は、前述した無線通信システムに限定されるものではなく、例えば、周波数多重を適用するFDMA(Frequency Division Multiple Access)方式を用いた他の無線通信システムにも適用できる。
[付記]
以下、本発明の特徴を付記する。
以下、本発明の特徴を付記する。
(付記1)
無線基地局の自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する優先帯域取得ステップと、
前記自局通信エリアに存在する無線端末からの通知により、当該無線端末における前記無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する通信路品質取得ステップと、
前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、前記通信路品質で第1の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、前記通信路品質で第2の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する送信レート計算ステップと、
前記第1の送信電力および前記第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、前記第2の送信電力および前記第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、前記計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、前記無線端末に割り当て可能な無線リソースとして設定する無線リソース設定ステップと
を備えることを特徴とする無線リソース設定方法。
無線基地局の自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する優先帯域取得ステップと、
前記自局通信エリアに存在する無線端末からの通知により、当該無線端末における前記無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する通信路品質取得ステップと、
前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、前記通信路品質で第1の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、前記通信路品質で第2の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する送信レート計算ステップと、
前記第1の送信電力および前記第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、前記第2の送信電力および前記第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、前記計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、前記無線端末に割り当て可能な無線リソースとして設定する無線リソース設定ステップと
を備えることを特徴とする無線リソース設定方法。
(付記2)
付記1に記載の無線リソース設定方法において、
前記第2送信電力は、前記第1送信電力よりも大きいことを特徴とする無線リソース設定方法。
付記1に記載の無線リソース設定方法において、
前記第2送信電力は、前記第1送信電力よりも大きいことを特徴とする無線リソース設定方法。
(付記3)
付記1または付記2に記載の無線リソース設定方法において、
前記候補帯域は、前記無線基地局から前記無線端末への送信に用いる送信帯域からなることを特徴とする無線リソース設定方法。
付記1または付記2に記載の無線リソース設定方法において、
前記候補帯域は、前記無線基地局から前記無線端末への送信に用いる送信帯域からなることを特徴とする無線リソース設定方法。
(付記4)
付記1または付記2に記載の無線リソース設定方法において、
前記候補帯域は、前記無線端末に対して過去に割り当てられた帯域幅の平均値から計算することを特徴とする無線リソース設定方法。
付記1または付記2に記載の無線リソース設定方法において、
前記候補帯域は、前記無線端末に対して過去に割り当てられた帯域幅の平均値から計算することを特徴とする無線リソース設定方法。
(付記5)
付記1または付記2に記載の無線リソース設定方法において、
前記候補帯域は、前記送信レート計算時にいずれの無線端末にも割り当てていない帯域からなることを特徴とする無線リソース設定方法。
付記1または付記2に記載の無線リソース設定方法において、
前記候補帯域は、前記送信レート計算時にいずれの無線端末にも割り当てていない帯域からなることを特徴とする無線リソース設定方法。
(付記6)
付記1〜付記5のいずれか1つに記載の無線リソース設定方法において、
前記通信路品質は、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうちのすべての帯域に関する通信路品質であることを特徴とする無線リソース設定方法。
付記1〜付記5のいずれか1つに記載の無線リソース設定方法において、
前記通信路品質は、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうちのすべての帯域に関する通信路品質であることを特徴とする無線リソース設定方法。
(付記7)
付記1〜付記5のいずれか1つに記載の無線リソース設定方法において、
前記通信路品質は、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうちの一部の帯域に関する通信路品質であることを特徴とする無線リソース設定方法。
付記1〜付記5のいずれか1つに記載の無線リソース設定方法において、
前記通信路品質は、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうちの一部の帯域に関する通信路品質であることを特徴とする無線リソース設定方法。
(付記8)
無線基地局と、当該無線基地局の自局通信エリアに存在する無線端末とを備え、
前記無線基地局は、
前記自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する優先帯域取得部と、
前記無線端末からの通知により、当該無線端末における前記無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する通信路品質取得部と、
前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、前記通信路品質で第1の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、前記通信路品質で第2の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する送信レート計算部と、
前記第1の送信電力および前記第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、前記第2の送信電力および前記第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、前記計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、前記無線端末に割り当て可能な無線リソースとして設定する無線リソース設定部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
無線基地局と、当該無線基地局の自局通信エリアに存在する無線端末とを備え、
前記無線基地局は、
前記自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する優先帯域取得部と、
前記無線端末からの通知により、当該無線端末における前記無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する通信路品質取得部と、
前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、前記通信路品質で第1の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、前記通信路品質で第2の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する送信レート計算部と、
前記第1の送信電力および前記第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、前記第2の送信電力および前記第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、前記計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、前記無線端末に割り当て可能な無線リソースとして設定する無線リソース設定部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
(付記9)
無線基地局の自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する優先帯域取得部と、
前記自局通信エリアに存在する無線端末からの通知により、当該無線端末における前記無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する通信路品質取得部と、
前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、前記通信路品質で第1の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、前記通信路品質で第2の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する送信レート計算部と、
前記第1の送信電力および前記第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、前記第2の送信電力および前記第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、前記計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、前記無線端末に割り当て可能な無線リソースとして設定する無線リソース設定部と
を備えることを特徴とする無線基地局。
無線基地局の自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する優先帯域取得部と、
前記自局通信エリアに存在する無線端末からの通知により、当該無線端末における前記無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する通信路品質取得部と、
前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、前記通信路品質で第1の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、前記通信路品質で第2の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する送信レート計算部と、
前記第1の送信電力および前記第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、前記第2の送信電力および前記第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、前記計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、前記無線端末に割り当て可能な無線リソースとして設定する無線リソース設定部と
を備えることを特徴とする無線基地局。
(付記10)
コンピュータを、付記9に記載の無線基地局を構成する各部として機能させるためのプログラム。
コンピュータを、付記9に記載の無線基地局を構成する各部として機能させるためのプログラム。
1…無線通信システム、100…無線基地局、100A,100B,100C…セル処理部、101…基地局動作部、102…無線端末判定部、103…優先帯域設定部、104…無線リソース設定部、105,111…スケジューラ、106…送信バッファ、107…リファレンス信号発生部、108…隣接セル情報通知部、112…受信強度測定部、200…無線端末、201…端末動作部、202…受信強度測定部、211…リファレンス信号発生部、212…データ送信部、213…データ発生部。
Claims (10)
- 無線基地局の自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する優先帯域取得ステップと、
前記自局通信エリアに存在する無線端末からの通知により、当該無線端末における前記無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する通信路品質取得ステップと、
前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、前記通信路品質で第1の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、前記通信路品質で第2の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する送信レート計算ステップと、
前記第1の送信電力および前記第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、前記第2の送信電力および前記第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、前記計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、前記無線端末に割り当て可能な無線リソースとして設定する無線リソース設定ステップと
を備えることを特徴とする無線リソース設定方法。 - 請求項1に記載の無線リソース設定方法において、
前記第2送信電力は、前記第1送信電力よりも大きいことを特徴とする無線リソース設定方法。 - 請求項1に記載の無線リソース設定方法において、
前記候補帯域は、前記無線基地局から前記無線端末への送信に用いる送信帯域からなることを特徴とする無線リソース設定方法。 - 請求項1に記載の無線リソース設定方法において、
前記候補帯域は、前記無線端末に対して過去に割り当てられた帯域幅の平均値から計算することを特徴とする無線リソース設定方法。 - 請求項1に記載の無線リソース設定方法において、
前記候補帯域は、前記送信レート計算時にいずれの無線端末にも割り当てていない帯域からなることを特徴とする無線リソース設定方法。 - 請求項1に記載の無線リソース設定方法において、
前記通信路品質は、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうちのすべての帯域に関する通信路品質であることを特徴とする無線リソース設定方法。 - 請求項1に記載の無線リソース設定方法において、
前記通信路品質は、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうちの一部の帯域に関する通信路品質であることを特徴とする無線リソース設定方法。 - 無線基地局と、当該無線基地局の自局通信エリアに存在する無線端末とを備え、
前記無線基地局は、
前記自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する優先帯域取得部と、
前記無線端末からの通知により、当該無線端末における前記無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する通信路品質取得部と、
前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、前記通信路品質で第1の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、前記通信路品質で第2の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する送信レート計算部と、
前記第1の送信電力および前記第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、前記第2の送信電力および前記第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、前記計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、前記無線端末に割り当て可能な無線リソースとして設定する無線リソース設定部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。 - 無線基地局の自局通信エリアに隣接する隣接通信エリアの隣接無線基地局からの通知により、当該隣接通信エリアで優先的に使用される隣接優先帯域を取得する優先帯域取得部と、
前記自局通信エリアに存在する無線端末からの通知により、当該無線端末における前記無線基地局との無線通信に関する通信路品質を取得する通信路品質取得部と、
前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含む第1の無線帯域から候補として選択した第1の候補帯域において、前記通信路品質で第1の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第1の送信レートを計算し、前記自局通信エリアで利用可能な無線帯域のうち前記隣接優先帯域を含まない第2無線帯域から候補として選択した第2の候補帯域において、前記通信路品質で第2の送信電力により前記無線端末へ送信した場合の第2の送信レートを計算する送信レート計算部と、
前記第1の送信電力および前記第1の候補帯域からなる第1の無線リソースと、前記第2の送信電力および前記第2の候補帯域からなる第2の無線リソースのうち、前記計算で得られた送信レートが高いほうの無線リソースを、前記無線端末に割り当て可能な無線リソースとして設定する無線リソース設定部と
を備えることを特徴とする無線基地局。 - コンピュータを、請求項9に記載の無線基地局を構成する各部として機能させるためのプログラム。
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