JP5769190B2 - ワイヤレスネットワークにおけるセルをマージする際の自己共存機構 - Google Patents

Description

本発明はワイヤレス通信に関し、特に、セルラーワイヤレスネットワークの同一チャンネル干渉を軽減するための機構に関する。

日本では最近、公共の安全性のため、整備中の公共ブロードバンドワイヤレスネットワークなどいくつかのワイヤレスセルラーネットワークにおいて、移動基地局はサポートされている。ＩＥＥＥ ８０２．１６ ＧＲＩＤＭＡＮなどのいくつかのワイヤレスリレーネットワークでは、移動基地局と移動中継局の両方がサポートされている。その結果、セルは「移動」でき、二つ以上のセルが非常に接近することもありうる。同じタイプの二つの以上のセルが非常に近づき、そのカバー範囲が重複することもありうる。セルが同じ周波数チャンネル上で操作される場合、同一チャンネル干渉が生じるおそれがある。ワイヤレスセルの適切な操作のためには、同一チャンネル干渉を軽減するため、エア干渉レベルの自己共存のための機構が必要となる。

一般的な自己共存機構は、スペクトルルール、フレームシェアリング、オンデマンドフレームコンテンションを含む。スペクトルルールは、隣接ワイヤレスセルが同じ周波数チャンネルで操作されることを避けるための自己共存機構である。図１に示すように、４個のセルは異なる周波数チャンネルを使用し、優先性を持つバックアップ周波数チャンネルを持つ。同一チャンネル干渉が検出されると、（少なくとも）一つのセルがバックアップチャンネルに切り替わろうとする。第一バックアップ周波数チャンネル上に同一チャンネル干渉があれば、次のバックアップ周波数チャンネルを探すという具合である。二つのセルが同じ周波数チャンネルに切り替わる確率を小さくするために、隣接セルのバックアップ周波数チャンネルは適切に選択される。この機構の欠点は、周波数チャンネルが少ない場合、二つの隣接セルが同一周波数チャンネルで操作されるのを避けるのが難しい点である。

フレームシェアリングとオンデマンドフレームコンテンションは、近接する二つ以上のセルが同一周波数チャンネル上で操作される自己共存機構である。図２に示すように、フレームシェアリングでは、スーパーフレームが指定され、異なるセルがスーパーフレームの一つ以上のフレームを排他的に使用する。この方法により、自己共存状態のセルは同じ周波数チャンネル上で送信するが、時間帯は異なる。一つのセルがフレームシェアリングでそれ以上のフレームを要求する場合、オンデマンドフレームコンテンションの機構により、その他のセルに割り当てられているフレームを獲得することができる。オンデマンドフレームコンテンションはフレームシェアリングに基づく。より多くのフレームを要求するセルが、別のセルに割り当てられたフレームを獲得することを可能にする機構である。これら二つの自己共存機構の欠点は、フレーム利用の点で融通が利かない点である。

スペクトルルールは、カバー範囲が重複するセルを異なる周波数チャンネルへ切り替えることを可能にする。しかしながら、十分な数の周波数チャンネルがないためにうまくいかないこともある。フレームシェアリング機構を使えば、一つのセルのすべての局は、スーパーフレームの一つ以上のフレームを排他的に使用し、融通が利かない。本発明では、カバー範囲が重複する二つ以上のセル間の自己共存のため、セル合併方法を提案する。フレームシェアリングに比べ、帯域幅利用はより柔軟になる。

図１は、スペクトルルールの例である。 図２は、フレームシェアリングの自己共存機構のための一般的スーパーフレームである。 図３は、一つのセルに合併される同一チャンネル上で操作されるワイヤレスセルの自己共存方法を示すフローチャートである。

本明細書において、自己共存機構の発明を報告する。本発明の機構では、カバー範囲の重複する二つ以上のセルが一つのセルに合併され、操作周波数チャンネルは、一つのセルに含まれるもともとは二つのセルのすべての局により使用することができる。

同じタイプの二つ（以上）のセルがカバー範囲で重複し、操作周波数チャンネル上で同一チャンネル干渉を発生する場合、セル合併の自己共存機構を適用することができる。

セル合併の基本的プロシージャは、一つ（以上）のセルの局すべてをもとのＢＳから隣接セルのＢＳへハンドオーバーすることである。

一般的なセルラーワイヤレスネットワークでは、すべての局は隣接セルのＢＳと直接通信できることが求められる。セルラーワイヤレスリレーネットワークでは、すべての局は、隣接セルのＢＳと直接、あるいは中間局を中継する（データ転送を含む）ことにより通信できることが求められる。あるセル（例えばセルＡ）が別のセル（例えばセルＢ）から同一チャンネル干渉を検出する場合、セルＡは以上の状態をチェックし、もう一つのセルと合併できるか調べる必要がある（図３のステップＳ１）。

ステップＳ２では、セルＡが別のセルＢと合併できない場合、セルＢと合併することはあきらめる。合併することができる場合、（ステップＳ３において）セルＡのＢＳ（ＢＳ＿Ａ）がＣｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ（セル合併リクエスト）メッセージを別のセルＢのＢＳ（ＢＳ＿Ｂ）へ送信する。これには、Ｃｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを運ぶため、ワイヤレスリレーネットワークの中間局による中継あるいは転送が必要な場合がある。

セルＡからＣｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ受信後、ステップ４において、セルＢのＢＳ（ＢＳ＿Ｂ）はその現在の状態を評価し、セルＢをリクエストしてきたセル（すなわちセルＡ）と合併することができるか調べ、リクエストしたセルのＢＳ（ＢＳ＿Ａ）に送り返す。

ステップ５では、リクエストしたセルのＢＳ（ＢＳ＿Ａ）はもう一つのセルＢのＢＳ（ＢＳ＿Ｂ）からフィードバックを受信する。もう一つのセルＢのＢＳ（ＢＳ＿Ｂ）が合併に合意する場合（ステップ６）、セルＡのＢＳ（ＢＳ−Ａ）はＣｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ＿Ｅｘｅｃｕｔｅ（セル合併実行）メッセージをセルの局すべてへ送る。Ｃｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ＿Ｅｘｅｃｕｔｅメッセージと併せて、セルＢのネットワーク情報もセルＡのすべての局へ送る（ステップ７）。セルＢのネットワーク情報に基づき、すべての局はセルＢのＢＳに関連付けられ、ハンドオーバーを実施する（ステップ８）。

セルＡのすべての局がセルＢへのハンドオーバーを終えると、セルＡのＢＳ（ＢＳ＿Ａ）はステップ９のモニタリングモードに入る。ここでセル合併は終了する。

以上のモニタリングモードでは、セルＡのもともとのＢＳがネットワーク状態をモニタし、セルＡを適切な状態に回復する場合がある。

Claims (1)

1. ワイヤレスネットワークにおけるセル合併の自己共存の方法において、（セルＡがセルＢと合併する例の場合）、
   ａ． （同一チャンネル干渉検出時）セルＡのＢＳ（ＢＳ＿Ａ）がその状態を評価し、セルＡがセルＢと合併できるか判断することと；
   ｂ． 合併できる場合、ＢＳ＿ＡがＣｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ（セル合併リクエスト）メッセージをセルＢのＢＳ（ＢＳ＿Ｂ）へ送ることと；
   ｃ． ＢＳ＿ＡからのＣｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ受信時、ＢＳ＿Ｂがその現在の状態を評価し、終了後、評価結果をＢＳ＿Ａへ返信し、セルＡと合併できる場合、ＢＳ＿ＢはＣｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ Ｃｏｎｆｉｒｍ（セル合併確認）メッセージをＢＳ＿Ａへ送り、合併できない場合はＣｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ＿Ｄｅｎｙ（セル合併拒否）メッセージをＢＳ＿Ａへ送ることと；
   ｄ． ＢＳ＿ＡがＣｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ ＣｏｎｆｉｒｍメッセージをセルＢのＢＳから受信する場合、Ｃｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ Ｅｘｅｃｕｔｅ（セル合併実行）メッセージをセルＢのネットワーク情報とあわせてセルの局すべてへ送信し、セルＢのネットワーク情報をＢＳ＿ＢからＢＳ＿ＡへＣｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ Ｃｏｎｆｉｒｍメッセージとともに送ることと；
   ｅ． ＢＳ＿ＡからのＣｅｌｌ＿Ｍｅｒｇｅ Ｅｘｅｃｕｔｅメッセージ受信時、セルＢのネットワーク情報に基づき、セルＡのすべての局がハンドオーバーを開始し、セルＢのＢＳと関連することと；
   ｆ． セルＡのすべての局がハンドオーバーを終了するとき、セルＡのＢＳがモニタリングモードに入ることとから成ることを特徴とする方法。

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