JP5785860B2 - 基地局及び干渉制御方法 - Google Patents
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Description
例えば、マクロセル内に複数のピコセルがオーバーレイしている状況を考えると良い。高密度に存在する端末に対処するため、ピコセル基地局が設置される時、ピコセル基地局がマクロセルに複数存在すると、FFRのパタン重複の課題がある。このような領域では、FFRの適用により周波数軸での電力制限が厳しい。
本発明は、以上の点に鑑み、セル間の干渉を回避する基地局及び干渉制御方法を提供することを目的とする。また、本発明は、干渉の回避とスループット劣化抑圧を両立する、無送信期間の設定手法を提供することを目的とする。
前記情報を通知するための手段は、基地局間で直接通信する手段や、上位の管理制御装置を経由して通知する手段も提供する。
時分割された無線リソースの一部を無送信期間に割当てる第1基地局と、該無送信期間を含む無線リソースで端末と通信する第2基地局を備える無線通信システムにおいて前記第2の基地局として用いられる基地局であって、
端末から報告される電波情報又は信号品質情報を受信する受信部と、
端末から報告される該電波情報又は該信号品質情報に基づく被干渉量を評価する指標に従い、前記第1基地局とのセルエッジにいる端末数が多いほど所要無送信期間が大きくなるように、該所要無送信区間を算出する所要無送信期間算出部と、
複数の基地局からの所要無送信期間に従い無送信期間を増減する前記第1基地局に対して、算出された所要無送信区間を通知する通知部と
を備えた前記基地局が提供される。
また、上記無線通信システムの他の一態様において、第2基地局は比較的セルの大きい基地局(例えばマクロセル基地局)であり、第1基地局は第2基地局に比べてセルの小さい基地局(例えばフェムトセル基地局、ピコセル基地局)である。また、一態様において、第1基地局は、例えばユーザの接続制限がされるCSG基地局であり、第2基地局は、第1基地局に隣接する第1基地局以外の基地局である。
時分割された無線リソースの一部を無送信期間に割当てる第1基地局と、該無送信期間を含む無線リソースで端末と通信する複数の第2基地局を備える無線通信システムにおいて前記第1の基地局として用いられる基地局であって、
各々の第2基地局について、端末から報告される電波情報又は信号品質情報に基づく被干渉量を評価する指標に従い、前記第1基地局と該第2基地局とのセルエッジにいる端末数が多いほど所要無送信期間が大きくなるように算出された第2の基地局毎の所要無送信区間を、複数の第2基地局又は管理装置から、それぞれ受信する受信部と、
それぞれの所要無送信期間に基づいて自基地局の無送信期間を変更するか判断し、変更する場合、該無送信期間を増減する変更判定部と、
を備えた前記基地局が提供される。
時分割された無線リソースの一部を無送信期間に割当てる第1基地局と、該無送信期間を含む無線リソースで端末と通信する複数の第2基地局と、管理装置とを備える無線通信システムにおける干渉制御方法であって、
各第2基地局が、自基地局と通信する端末から報告される電波情報又は信号品質情報を受信し、
各第2基地局又は管理装置が、各々の第2基地局について、該電波情報又は該信号品質情報に基づく被干渉量を評価する指標に従い、第1基地局と該第2基地局とのセルエッジにいる端末数が多いほど所要無送信期間が大きくなるよう、第2基地局毎の所要無送信区間を算出し、
第1基地局又は管理装置が、第2基地局毎の所要無送信期間を受信し、それぞれの所要無送信期間に基づいて第1基地局の無送信期間を変更するか判断し、
変更すると判断された場合、第1基地局が該無送信期間を増減する前記干渉制御方法が提供される。
時分割された無線リソースの一部を無送信期間に割当てる第1基地局と、該無送信期間を含む無線リソースで端末と通信する複数の第2基地局とを備える無線通信システムであって、
各第2基地局は、
自基地局と通信する端末から報告される電波情報又は信号品質情報を受信する受信部と
該電波情報又は該信号品質情報に基づく被干渉量を評価する指標に従い、第1基地局と該第2基地局とのセルエッジにいる端末数が多いほど所要無送信期間が大きくなるよう、所要無送信区間を算出する所要無送信期間算出部と、
所要無送信期間を前記第1基地局に対して通知する通知部と
を有し、
前記第1基地局は、
複数の第2基地局から所要無送信期間を受信し、それぞれの所要無送信期間に基づいて第1基地局の無送信期間を変更するか判断する変更判定部
を有し、
変更すると判断された場合、第1基地局が該無送信期間を増減する前記無線通信システム。
また、本発明によると、干渉の回避を図るための時間領域における協調スケジューリングが可能となる。
図1は、セルラ無線通信システムの構成及び基地局の例を示す図である。セルラ無線通信システムは、例えば、複数の基地局1201を備える。基地局1201は、自身のセル内の端末1203と無線で通信する。基地局1201は、バックホール回線を通して、コアネットワーク1202に接続する。
Transmitter(送信機)411は、基地局1201が、端末1203に対して下り信号を送信するブロックである。下り信号をベースバンド信号からRF(Radio Frequency)信号へ変換する処理も含んでもよい。電波を送信するための送信アンテナも含む。
Receiver(受信機、受信部)412は、基地局1201が、端末1203−S及び端末1203−Nからの上り信号を受信するブロックである。上り信号をRF信号からベースバンド信号へ変換する処理を含んでも良い。電波を受信する受信アンテナも含む。送受信アンテナは、共用してよい。
通信処理部418は、L1 Processing Unit(レイヤ1処理部)414と、L2/L3 Processing Unit(レイヤ2、3処理部)415を有し、無線規格に従って処理する。
メモリ部401には、例えば、統計情報取得部416で管理する、端末から報告される電力情報測定結果を集計する測定報告値管理テーブル(Measured Report Table)4011と、現状の無送信期間管理テーブル(Blank Time slot Table)4012と、下りの品質情報を記憶する下り品質テーブル(Downlink quality table)4013とを有する。
測定報告値管理テーブル4011は、例えば、基地局ID(識別子)と端末IDに対応して、該当する端末が該当する基地局から受信した受信電力の測定値が記憶される。下り品質テーブル4013に記憶される下り品質情報は、CQIなどのインデックス化された情報でもよい。
requiring blank time slot)や、無送信期間に送信すべき情報を送るためにスケジューラの設定変更処理(Configuration for scheduler)を実行する。これらの処理を実行するための各プログラムは、例えばメモリ部401に格納され、CPU/DSP部402が読み出しても良いし、CPU/DSP部402内部のメモリに格納されていてもよい。
CPU/DSP部402、Logic Circuit404の処理により、図2に示す各機能が実現される。
I/F部(インタフェース部)403は、無線のアンテナとのインタフェースや、バックホール回線とのインタフェースなどの総称である。
小型基地局1201−Hとの違いは、無送信期間を提供する側であることから、所要無送信期間決定部417の代わりに無送信期間変更判定ブロック(Determination unit of change blank time slot)419を持つことである。本機能ブロック419は、Network I/F413から受信した無送信期間変更要求を元に、無送信期間の変更が必要かどうかを判断する。変更が必要であると判断した場合には、L2/L3 Processing Unit420に対して、コンフィグレーションの変更を通知するとともに、Network I/F(通知部)413を経由して、無送信期間の変更を他の基地局1201に対して通知する。
メモリ501には、無送信期間管理テーブル(Blank time slot management table)4024が存在する。無送信期間管理テーブル4024は、小型基地局1201−Hから受信した、無送信期間の変更要求に関する情報、および基地局1201自身が現在、適用している無送信期間の情報についても保持する。
また、無送信期間のパタンが変更されると、基地局1201のスケジューリングに用いるコンフィグレーションの変更を実施する機能4025も有する。
本発明の実施の形態は各処理を行うノードの違いと、通知するインタフェースによって複数の実施の形態がある。第一の実施形態では、無送信期間の変更の必要性を判断し、要求通知を出すのが小型基地局1201−Hであり、無送信期間の変更を実施するのがマクロセル基地局1201−Mである場合について説明する。
図8のシーケンスは、マクロセル基地局1201−Mと、小型基地局1201−H、小型基地局に接続する端末1203−Hそれぞれの動作を含む、システム全体の動作を示したものである。
Initial Setupでは、マクロセル基地局(1201−M)と、小型基地局(1201−H)は、システムパラメータの初期値を設定する。設定方法は、プリインストールデータの読み込みであってもよいし、管理装置からのコンフィグパラメータのダウンロードであっても良い。設定内容は、例えばRRM(Radio Resource Management)と、外部装置とのインタフェースのためのパラメータである。
例えば、基地局1201−Hは、セルエッジ付近の端末の数を入力キーとして、例えば、図9に示すように、電力測定結果に基づく所定範囲ごとに、報告してきた端末数に重みを乗算したコスト関数を導入する。電力測定結果は、自セルからの信号電力と、他セルからの干渉電力の比であるSIR(又はSINR)を使用するとよい。端末1203−Hから報告されるMeasurement Reportの値を参照し、自セル及び無送信期間(ABS:Almost Blank Subframe)送信中のセル(又は自セル以外のセル)からの受信電力の比率を取るとよい。
図9、図10を参照して、電力測定結果を用いる例について処理P1103を具体的に説明する。図9に示すように、電力測定結果の所定範囲と、各範囲に対応する重みが予め定められ、例えば重みテーブル4014に記憶されている。小型基地局1201-Hは、測定報告値管理テーブル4011−Hに記憶された電力測定結果に基づき、各端末のSIRなどの指標を求め、図9に示す所定範囲毎の端末数を求める。小型基地局1201-Hは、求められた各端末数と、対応する重みをそれぞれ乗算し、乗算結果の和をコスト関数の合計値(被干渉量を表す指標)とする。小型基地局1201-Hは、求められたコスト関数の合計値に基づき、図10に示すような所要無送信期間対応テーブル4015を参照し、対応する所要無送信期間を求める。
変更の要求を出す方法としては、基地局間同士が通信するインタフェースを用いても良い。あるいは、コアネットワーク1202に存在する上位の管理装置を経由して通知しても良い。
端末1203−Hは、小型基地局1201−Hから通知された新規設定にしたがって、測定のリコンフィグを行い、電力の測定を実施する(P1107)。
以上のP1101−P1107の処理は、周期的に繰り返される。
なお、図17に示すように、本実施の形態において、上述の所要ABS決定処理、変更要求処理、ABSパタン変更などの一連の処理を上位管理装置(図17:Upper layer Management Devices1、2)へ移管してもよい。
各第2基地局が、自基地局と通信する端末から報告される電波情報又は信号品質情報を受信し、
各第2基地局又は管理装置が、各々の第2基地局について、該電波情報又は該信号品質情報に基づく被干渉量を評価する指標に従い、第1基地局と該第2基地局とのセルエッジにいる端末数が多いほど所要無送信期間が大きくなるよう、第2基地局毎の所要無送信区間を算出し、
第1基地局又は管理装置が、第2基地局毎の所要無送信期間を受信し、それぞれの所要無送信期間に基づいて第1基地局の無送信期間を変更するか判断し、
変更すると判断された場合、第1基地局が該無送信期間を増減する。
また、第1基地局が、無送信期間を変更するか判断する場合には、複数の第2基地局又は管理装置は、算出された第2基地局毎の所要無送信期間を第1基地局に対して通知する。
また、管理装置が、無送信期間を変更するか判断する場合には、管理装置は判断結果を第1基地局に送信する。
第二の実施形態では、無送信期間の変更の必要性を判断し、要求通知を出すのがマクロセル基地局1201−Mであり、無送信期間の変更を実施するのが小型基地局1201−Hの例である。想定されるユースケースは、例えば、小型基地局がCSG基地局の場合である。このとき、小型基地局は1201−Hは、マクロセル基地局1201−Mに所属する端末1203−Mが、自セルに近づいてきてもハンドオーバを受け入れない。つまり、端末1203−Mは、非常に高い干渉源のそばでの通信を余儀なくされるため、CSG基地局は、一定のルールを持って、無送信期間を設けておく必要がある。なお、マクロセル基地局1201−Mは、セルの大きさに関わらず、CSG基地局以外の適宜の基地局でもよい。
図12に、本実施の形態のマクロセル基地局1201−Mのハードウェア構成を示す。同様に、第一の実施の形態の小型基地局1201−Hと同様のハードウェア構成をとる。
図13に、本実施の形態の基地局1201−Hの機能ブロック図に示す。機能的には、第一の実施の形態のマクロセル基地局1201−Mの機能を有する。
図14に、本実施の形態の基地局1201−Hのハードウェア構成を示す。同様に、第一の実施の形態のマクロセル基地局1201−Mと同様のハードウェア構成をとる。
Initial Setupでは、マクロセル基地局(1201−M)と、小型基地局(1201−H)は、システムパラメータの初期値を設定する。設定方法は、プリインストールデータの読み込みであってもよいし、管理装置からのコンフィグパラメータのダウンロードであっても良い。設定内容は、例えばRRM(Radio Resource Management)と、外部装置とのインタフェースのためのパラメータである。
マクロセル基地局1201−Mは設定値を用いて、配下の端末1203−Mに対して、下り受信電力の測定に関するコンフィグレーション情報を通知する。例えば、OFDMA方式を採用した無線通信システムであるLTEでは、基地局から端末に対して、Measurement Configで、隣接セルの電力を測定できるようにイベントトリガを設定すればよい。
変更の要求を出す方法としては、基地局間同士が通信するインタフェースを用いても良い。あるいは、コアネットワーク1202の、上位の管理装置を経由して通知しても良い。
マクロセル基地局から、複数の小型基地局へ設定する場合、上位の管理装置を経由して通知する場合には、P1203と、P1204の処理の片方または両方を管理装置に移管し、使用する測定結果の情報などを、上位の管理装置に対して報告してもよい。例えば、図16のような構成で、端末からの電力測定の報告値を収集する処理をマクロセル基地局1201−Mが実施し、それ以降の処理である、所要ABSを決定する処理及び変更要求を出す処理の一部または全部をコアネットワークに存在する管理装置(図16:Upper layer Management Devices1、2)に持たせてもよい。
小型基地局1201−Hは、無送信期間の変更要求を、マクロセル基地局1201−M、もしくはコアネットワーク1202経由で、上位の管理装置から受信する。変更要求を受信したら、小型基地局1201−Hは、無送信期間の再設定の処理を実施しても良い(P1205)。
端末1203−Mは、マクロセル基地局1201−Mから通知された新規設定にしたがって、測定のリコンフィグを行い、電力の測定を実施する(P1207)。
以上のP1201−P1207の処理は、周期的に繰り返される。
また、本発明の一例として、セルラ無線通信システムの自律的な干渉分散制御を提供でき、例えば、直交周波数分割多重(OFDMA)方式を採用したセルラ無線通信システムにおいても適用可能である。
本無線通信システムは、例えば、時分割された無線リソースの一部を無送信期間に割当てることで、複数の基地局間の干渉を緩和する方法を採用する無線通信システムであって、
端末が測定した電力情報に基づいて、被干渉量を評価する指標を持って、所要無送信期間を算出する、所要無送信期間算出部と、所要無送信期間を、無送信期間を提供する基地局に対して、ネットワークを経由して通知する前記基地局と、
所要無送信期間を受信する基地局であって、無送信期間の変更の要否を判断、および変更処理を実施することを特徴とする前記基地局、とを有する。
端末が測定した電力情報に基づいて、被干渉量を評価する指標を持って、所要無送信期間を算出する、所要無送信期間算出部と、所要無送信期間を、無送信期間を提供する1または複数の基地局に対して、ネットワークを経由して通知する。
前記被干渉を評価する指標が、端末が測定したサービングセルからの電力情報と、前記無送信期間を適用する基地局からの電力情報の電力比にて計算されるSINRと、その値のレンジごとに設定される重みとの乗算で計算されるコスト関数であることを特徴のひとつとする。
前記、所要無送信期間は、上述のコスト関数と所要無送信期間の対応表から求めることを特徴のひとつとする。
上述の基地局において、例えば、
前記ネットワークを経由して、所要無送信期間を通知する方法が、基地局間のインタフェースを用いて送信することを特徴のひとつとする。
上述の基地局において、例えば、
前記、基地局間インタフェースが、3GPP E−UTRAのX2 I/FのIEを用いることを特徴のひとつとする。
前記、IEがABS Statusであり、ビットストリングで表現されるABSの修正要求パタンと、Trueのビット数をもって、無送信期間の変更要求を伝えることを特徴のひとつとする。
上述の基地局において、例えば、
前記、ネットワークを経由して、所要無送信期間を通知する方法が、上位の管理装置を経由して送信する方法であることを特徴のひとつとする。
基地局の他のひとつは、時分割された無線リソースの一部を無送信期間に割当てることで、複数の基地局間の干渉を緩和する方法を採用する無線通信システムにおける前記基地局であって、
所要無送信期間を受信する基地局であって、無送信期間の変更の要否を判断、および変更処理を実施することを特徴のひとつとする。
1または複数の隣接セルからの所要無送信期間を通知される基地局であって、無送信期間の変更方法は、一定期間にわたる所要無送信期間の増減の多数決に基づいてもよい。
上述の基地局において、例えば、1または複数の隣接セルからの所要無送信期間を通知される基地局であって、無送信期間の変更方法は、一定期間にわたる所要無送信期間の増減の累積値に基づいてもよい。
また、上述の無線通信システムにおいて、上位の管理装置が、所要無送信期間の算出処理、通知処理、および無送信期間の変更判定処理のうち、少なくとも1つを実施するようにしてもよい。
上述の各実施の形態によると、トラフィックの増減や周囲の基地局の状況に動的に追随しつつ、自律分散型の基地局が強調してスケジューリングを行う干渉制御が可能になる。
マクロセル基地局か、小型基地局かのどちらが、無送信の期間を設けるかによって、実施の形態が異なるが、無送信期間を設けた事による、干渉制御の効果が、相手基地局からフィードバックされるため、効率的に無送信期間を設けることができる。
干渉が問題になっていない場合には、所要無送信期間数が小さい値でフィードバックされ、干渉が問題になっている場合には、所要無送信期間数が大きい値でフィードバックされる。
上述の各実施の形態によると、無送信期間を設ける基地局のスループット低下を抑えつつ、システム全体のスループットを最適化する制御を実施できる。
402 ハードウェア構成:プログラム実行ユニットCPU/DSP
403 ハードウェア構成:インタフェース部
404 ハードウェア構成:特定の機能を実行するための論理回路
411 送信機
412 受信機
413 ネットワークインタフェース
414 Layer 1機能
415 Layer 2、3機能
416 統計情報取得部
417 無送信区間決定部
418 通信処理部
1201 無線通信システムの基地局
1202 無線通信システムのコアネットワーク
1203 無線通信システムの端末
Claims (14)
- 時分割された無線リソースの一部を無送信期間に割当てる第1基地局と、該無送信期間を含む無線リソースで端末と通信する第2基地局を備える無線通信システムにおいて前記第2の基地局として用いられる基地局であって、
端末から報告される電波情報又は信号品質情報を受信する受信部と、
端末から報告される該電波情報又は該信号品質情報に基づく被干渉量を評価する指標に従い、前記第1基地局とのセルエッジにいる端末数が多いほど所要無送信期間が大きくなるように、該所要無送信区間を算出する所要無送信期間算出部と、
複数の基地局から所定期間内に受信した複数の所要無送信期間に基づき、所要無送信期間が現在の無送信期間よりも多い増加要求の数と、所要無送信期間が現在の無送信期間よりも少ない減少要求の数との多数決により、自基地局の無送信期間を変更するか判断し、変更する場合、該無送信期間を増減する前記第1基地局に対して、算出された所要無送信区間を通知する通知部と
を備えた前記基地局。 - 前記端末から報告される電波情報若しくは信号品質情報、又は、それらに基づく干渉量を表す値を所定範囲ごとに区切り、セルエッジ側にいるほど大きくなるように予め定められた重みが該範囲に対応して記憶される重み記憶領域
をさらに備え、
前記所要無送信期間算出部は、
前記端末から報告される電波情報又は信号品質情報に基づき、前記範囲毎の端末数を求め、
各範囲について求められた端末数と対応する重みとを乗算し、各範囲の乗算結果を合計して被干渉量を評価する指標とする請求項1に記載の基地局。 - 前記端末から報告される電波情報又は信号品質情報、又は、それらに基づく干渉量を表す値は、
端末が測定した受信電力情報、端末から報告されるCQI、端末から報告される上り送信電力の電力余裕であるPHR、及び、受信電力情報に基づくSIR並びにSINRのいずれかである請求項2に記載の基地局。 - 前記端末から報告される電波情報又は信号品質情報は、端末が測定した受信電力情報であり、
前記第2基地局は、
前記端末が測定した自第2基地局からの受信電力情報と、少なくとも前記第1基地局を含む、自第2基地局以外の基地局からの受信電力情報との電力比を求め、
電力比の値に基づき、複数の予め定められた電力比範囲に属する端末数をそれぞれ求め、
前記電力比範囲ごとに予め定められた重みと、該電力比範囲に属する端末数を乗じ、各電力比範囲の乗算結果を合計して被干渉量を評価する指標とする請求項1に記載の基地局。 - 前記第2基地局は、
被干渉量を評価する指標と、所要無送信期間とが対応して予め記憶された対応記憶領域
を有し、
被干渉量を評価する指標に基づき前記対応記憶領域を参照して、対応する所要無送信期間を求めることを特徴とする請求項1に記載の基地局。 - 時分割された無線リソースの一部を無送信期間に割当てる第1基地局と、該無送信期間を含む無線リソースで端末と通信する複数の第2基地局を備える無線通信システムにおいて前記第1の基地局として用いられる基地局であって、
各々の第2基地局について、端末から報告される電波情報又は信号品質情報に基づく被干渉量を評価する指標に従い、前記第1基地局と該第2基地局とのセルエッジにいる端末数が多いほど所要無送信期間が大きくなるように算出された第2の基地局毎の所要無送信区間を、複数の第2基地局又は管理装置から、それぞれ受信する受信部と、
所定期間内に受信した複数の所要無送信期間に基づき、所要無送信期間が現在の無送信期間よりも多い増加要求の数と、所要無送信期間が現在の無送信期間よりも少ない減少要求の数との多数決により、自基地局の無送信期間を変更するか判断し、変更する場合、該無送信期間を増減する変更判定部と、
を備えた前記基地局。 - 前記第1基地局は、所定期間内に受信した複数の所要無送信期間に基づき、所要無送信期間と現在の無送信期間との差である増加数又は減少数の累積値に基づき、自基地局の無送信期間を変更するか判断する請求項6に記載の基地局。
- 前記第1基地局は、自基地局の無送信期間を変更する場合、前記第2基地局に新たな無送信期間を通知する請求項6に記載の基地局。
- 時分割された無線リソースの一部を無送信期間に割当てる第1基地局と、該無送信期間を含む無線リソースで端末と通信する複数の第2基地局と、管理装置とを備える無線通信システムにおける干渉制御方法であって、
各第2基地局が、自基地局と通信する端末から報告される電波情報又は信号品質情報を受信し、
各第2基地局又は管理装置が、各々の第2基地局について、該電波情報又は該信号品質情報に基づく被干渉量を評価する指標に従い、第1基地局と該第2基地局とのセルエッジにいる端末数が多いほど所要無送信期間が大きくなるよう、第2基地局毎の所要無送信区間を算出し、
第1基地局又は管理装置が、第2基地局毎の所要無送信期間を受信し、所定期間内に受信した複数の所要無送信期間に基づき、所要無送信期間が現在の無送信期間よりも多い増加要求の数と、所要無送信期間が現在の無送信期間よりも少ない減少要求の数との多数決により、第1基地局の無送信期間を変更するか判断し、
変更すると判断された場合、第1基地局が該無送信期間を増減する前記干渉制御方法。 - 第2基地局が、受信された電波情報又は信号品質情報を管理装置に送信すること
をさらに含み、
管理装置が、前記第2基地局毎の所要無送信区間を算出する請求項9に記載の干渉制御方法。 - 複数の第2基地局又は管理装置が、算出された第2基地局毎の所要無送信期間を前記第1基地局に対して通知すること
をさらに含み、
第1基地局が、前記無送信期間を変更するか判断する請求項9に記載の干渉制御方法。 - 管理装置が、前記無送信期間を変更するか判断し、判断結果を第1基地局に送信することを特徴とする請求項9に記載の干渉制御方法。
- 前記第2基地局がカバーするセルは、前記1基地局がカバーするセルより小さく、
前記第2基地局がカバーするセルと前記1基地局がカバーするセルとの少なくとも一部が重複する、又は、前記第2基地局がカバーするセルが、前記1基地局がカバーするセルに包含されることを特徴とする請求項9に記載の干渉制御方法。 - 前記第1基地局は、マクロセル基地局であり、
前記第2基地局は、フェムトセル基地局又はピコセル基地局であることを特徴とする請求項13に記載の干渉制御方法。
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