JP5796832B2 - 通信システム、基地局及び通信制御方法 - Google Patents
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本発明に係る基地局は、無線通信により複数の基地局から通信端末へデータを協調送信可能な通信システムにおいて前記複数の基地局からのデータの協調送信を制御する機能を有する協調元の基地局であって、通信端末と無線通信する無線通信部と、協調先の基地局と通信する基地局間通信部と、前記協調元の基地局及び前記協調先の基地局それぞれにおけるデータの協調送信に用いる周波数を含む協調用リソースを決定し、前記協調先の基地局から前記協調用リソースを借り受けて、前記借り受けた協調用リソースを前記協調元の基地局から遠隔的に制御できるようにし、前記協調先の基地局へ協調送信対象のデータ及び協調制御情報を送信し、前記協調用リソースの情報に基づいて協調送信対象のデータを通信端末に送信するように制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。
また、本発明に係る他の基地局は、無線通信により複数の基地局から通信端末へデータを協調送信可能な通信システムにおいて協調元の基地局からデータの協調送信が制御される協調先の基地局であって、通信端末と無線通信する無線通信部と、前記協調元の基地局と通信する基地局間通信部と、前記協調元の基地局によって決定された協調用リソースを前記協調元の基地局から遠隔的に制御できるように貸し出し、前記協調元の基地局から協調送信対象のデータ及び協調制御情報を受信し、前記協調制御情報に基づいて、前記協調元の基地局から遠隔的に制御された協調用リソースを介して前記通信端末に協調送信対象のデータを送信するように制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。
また、本発明に係る通信制御方法は、複数の基地局のいずれか一つの協調元の基地局が、各基地局からのデータの協調送信を制御し、その他の協調先の基地局が、前記協調元の基地局によってデータの協調送信が制御されることにより、無線通信により前記複数の基地局から通信端末へデータを協調送信するときの通信制御方法であって、前記協調元の基地局が、前記協調元の基地局及び前記協調先の基地局それぞれにおけるデータの協調送信に用いる周波数を含む協調用リソースを決定するステップと、前記協調先の基地局が、前記協調元の基地局によって決定された協調用リソースを前記協調元の基地局から遠隔的に制御できるように前記協調元の基地局へ前記協調用リソースを貸し出すステップと、前記協調元の基地局が、前記協調用リソースを貸し出した前記協調先の基地局に、協調送信対象のデータ及び協調制御情報を送信するステップと、前記協調元の基地局が、前記協調用リソースの情報に基づいて協調送信対象のデータを通信端末に送信するステップと、前記協調先の基地局が、前記協調元の基地局から協調送信対象のデータ及び協調制御情報を受信するステップと、前記協調先の基地局が、前記協調制御情報に基づいて、前記協調元の基地局から遠隔的に制御された協調用リソースを介して前記通信端末に協調送信対象のデータを送信するステップと、を含むことを特徴とするものである。
また、本発明において、前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを、前記協調送信を可能にする協調通信開始時に行ってもよい。
また、本発明において、前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを、予め設定した所定のタイミングで定期的に行ってもよい。
また、本発明において、前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを、前記基地局と前記通信端末との間の無線通信の品質情報に基づいて行ってもよい。
また、本発明において、前記協調元の基地局は、前記協調先の基地局に協調通信開始要求を送信し、その協調通信開始要求を受信した協調先の基地局から、空き無線通信リソースの情報を含む協調通信開始応答を受信し、その協調通信開始応答に基づいて前記協調用リソースを決定してもよい。
また、本発明において、前記協調元の基地局は、前記協調先の基地局に協調通信リソースの候補を含む協調通信開始要求を送信し、その協調通信開始要求を受信した協調先の基地局から、前記協調通信リソースの候補について使用可能か否かを判断した判断結果を含む協調通信開始応答を受信し、その協調通信開始応答に基づいて前記協調用リソースを決定してもよい。
また、本発明において、前記通信システムは、前記協調元の基地局及び前記協調先の基地局それぞれから協調送信されたデータを受信可能な通信端末を含むものであってもよい。
また、本発明において、前記協調元の基地局の制御部は、前記協調通信対象のデータを前記協調元の基地局の通信レイヤにおける最終の信号処理が行われる物理層内でデジタル信号処理が完了した後に分岐し、その分岐した協調通信対象のデータのデジタル信号を該協調元の基地局の基地局間通信部からIPパケット化して前記協調先の基地局の最終の信号処理が行われる通信レイヤに送信し、該協調先の基地局の通信レイヤ内でアナログ信号処理するように制御してもよい。
また、本発明において、前記協調元の基地局の制御部は、前記協調通信対象のデータを前記協調元の基地局の通信レイヤにおける最終の信号処理が行われる物理層内でデジタル信号処理及びアナログ信号処理が完了した後に分岐し、その分岐した協調通信対象のデータのアナログ信号を前記協調先の基地局に送信し、該協調先の基地局から前記通信端末に協調送信するように制御してもよい。
また、本発明において、前記複数の基地局からの協調送信は、同一の送信タイミングでタイミングを合わせて行ってもよいし、互いに異なる送信タイミングでタイミングをずらして行ってもよい。
また、本発明において、前記複数の基地局からの協調送信されるデータは、同一の内容のデータであってもよいし、互いに異なる内容のデータであってもよい。
また、本発明において、前記協調用リソースは、複数レベルに送信電力を設定可能な場合は協調送信に用いる送信電力を含んでもよく、また、複数種類のアンテナを使用可能な場合は協調送信に用いるアンテナを含んでもよい。
また、本発明において、前記協調先の基地局は、1つの基地局であってもよいし、2つ以上の基地局であってもよい。
図1は、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す説明図である。本実施形態に係る通信システム10は、複数の無線基地局装置として、第1の基地局110及び第2の基地局120を備えている。これらの基地局110、120は、有線又は無線の通信回線を介して相互に通信することができ、互いに協調することにより、各基地局110、120の無線通信エリアが重複した境界エリアに存在する通信端末(以下「端末」という。)200に協調送信対象のデータを協調送信することができる。この協調送信により、端末200による通信時におけるスループットの向上、通信品質の向上および通信帯域の有効利用を実現できる。
図2(a)に示す協調送信開始前においては、第1の基地局110の無線管理エリアであるセル110a内に端末200が在圏している。第1の基地局110は、コアノード130から送信対象のデータを受信すると、そのデータについて生成された無線電波の送信信号を、第1のセル内の端末200に送信する。端末200は、第1の基地局110からデータの受信の際に、第1の基地局110及びその近隣の第2の基地局120の電波の受信強度を計測し、フィードバック情報として第1の基地局110に報告する。ここで、例えば上記受信強度の差が協調送信開始の閾値内であれば、第1の基地局110は、各基地局110、120の双方のセル110a、120aが重複している境界エリアA内に端末200が存在していると判断し、協調送信を開始する。ここで、第1の基地局110が協調元の基地局として機能し、第2の基地局120が協調先の基地局として機能する。
セグメント部114bは、複数の物理チャネルが用いられる場合に、協調送信対象のデータのビットを複数の物理チャネルに分配する処理を行う。
また、本実施形態によれば、前記協調用リソースが、周波数のリソースだけでなく、データを協調送信する送信時刻の時間リソースを含むことにより、協調元の基地局110は、周波数のリソースだけでなく送信時刻の時間リソースを含む協調用リソースが決定することができる。また、協調先の基地局120は、その決定された周波数及び送信時刻の協調用リソースを協調元の基地局110から遠隔的に制御できるように貸し出すことができる。従って、周波数のリソースだけでなく送信時刻の時間リソースが確実に空いた状態で、データの協調送信を実行することができ、データの協調送信の失敗をより確実に回避できる。
また、本実施形態によれば、前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを、前記協調送信を可能にする協調通信開始時に行うことにより、その協調通信開始時における無線通信リソースの空き状態に基づいて最適な協調用リソースを使用できるので、データの協調送信を確実にすることができる。
また、本実施形態によれば、前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを、予め設定した所定のタイミングに定期的に行うことにより、協調通信により適した協調用リソースに更新することができるため、データの協調送信をより確実にすることができる。
また、本実施形態によれば、前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを、基地局110、120と端末200との間の無線通信の品質情報(CQI)に基づいて行うことにより、基地局−端末間の無線通信状況の変化に応じて、前記協調用リソースを、協調送信に最適な無線通信リソースに更新することができる。
また、本実施形態(図4参照)によれば、協調元の基地局110は、協調先の基地局120に協調通信開始要求を送信し、その協調通信開始要求を受信した協調先の基地局120から、空き無線通信リソースの情報を含む協調通信開始応答を受信し、その協調通信開始応答に基づいて前記協調用リソースを決定する。このように協調先の基地局120における空き無線通信リソースの情報を含む協調通信開始応答に基づいて協調用リソースを決定することにより、協調元の基地局110は、決定した協調用リソースの情報を協調先の基地局120に送信する必要がなくなる。また、協調先の基地局120では、空き無線通信リソースを協調用リソースとして速やかに貸し出すことができる。従って、協調通信の初期化処理の効率化を図ることができる。特に、この場合は、協調先の基地局120における空き無線通信リソースを協調元の基地局110に提示するため、協調用リソースとして優先的に設定することができる。
また、本実施形態(図7参照)によれば、協調元の基地局110は、協調先の基地局120に協調通信リソースの候補を含む協調通信開始要求を送信し、その協調通信開始要求を受信した協調先の基地局120から、その協調通信リソースの候補について使用可能か否かを判断した判断結果を含む協調通信開始応答を受信し、その協調通信開始応答に基づいて前記協調用リソースを決定する。この場合も、協調元の基地局110は、決定した協調用リソースの情報を協調先の基地局120に送信する必要がなくなり、協調先の基地局120では、空き無線通信リソースを協調用リソースとして速やかに貸し出すことができる。従って、協調通信の初期化処理の効率化を図ることができる。特に、この場合は、協調元の基地局110の空き無線通信リソースを協調通信リソースの候補として協調先の基地局120に提示することができるため、協調元の基地局110における空き無線通信リソースを、協調用リソースとして優先的に設定することが可能になる。
また、本実施形態(図8、9参照)によれば、協調送信対象のデータのデジタル処理は協調元の基地局110で共通に行い、アナログ処理は協調元の基地局110と協調先の基地局120とで別々に行う。これにより、協調送信対象のデータの処理の重複が減り、協調送信の処理効率の向上を図ることができる。また、協調元の基地局110と協調先の基地局120との間の基地局間回線は例えばIP回線であるため、協調元の基地局110でデジタル処理後に生成されたデジタルデータをIPパケット化して、そのまま協調先の基地局120に送信することができる。
また、本実施形態(図10、11参照)によれば、協調送信対象のデータのデータ処理(デジタル処理及びアナログ処理)が協調元の基地局110で行われ、協調先の基地局120に送信された協調送信対象のデータを端末200に無線伝送することができる。これにより、協調先の基地局120で重複した処理がなく、更に協調送信の処理効率がよい。
110 協調元の基地局(第1の基地局)
120 協調先の基地局(第2の基地局)
111、121 データ収斂プロトコル層(PDCP層)
112、122 無線リンク制御層(RLC層)
113、123 メディアアクセス制御層(MAC層)
114、124 物理層(PHY層)
115、125 基地局間通信部
116、126 スケジューラ
117、127 制御部
128 協調用リソース制御部
130 コアノード
200 端末
Claims (11)
- 無線通信により複数の基地局から通信端末へデータを協調送信可能な通信システムであって、
前記複数の基地局のいずれか一つの基地局であって通信端末へのデータの協調送信における協調元の基地局としての機能と協調先の基地局としての機能とを切り替えて選択可能な第1の基地局は、
通信端末と無線通信する無線通信部と、
前記複数の基地局の他の基地局であって通信端末へのデータの協調送信における協調元の基地局としての機能と協調先の基地局としての機能とを切り替えて選択可能な第2の基地局と通信する基地局間通信部と、
前記第1の基地局のセル内に在圏する通信端末から受信した無線通信の品質情報に基づいて前記第1の基地局のセルと前記第2の基地局のセルとの間の基地局間干渉が強いセル境界エリアに前記通信端末が存在していると判断したとき、前記セル境界エリアに在圏する通信端末へデータを協調送信する協調元の基地局としての機能を前記無線通信の品質情報に基づいて自律的に且つ動的に選択するとともに、前記第1の基地局が協調元の基地局として機能し前記第2の基地局が協調先の基地局として機能する前記通信端末に対するデータの協調送信の開始を決定し、その協調送信開始の時点での各基地局の空き無線通信リソース情報に基づいて前記第1の基地局及び前記第2の基地局それぞれにおけるデータの協調送信に用いる周波数を含む協調用リソースを決定し、前記第2の基地局から前記協調用リソースを借り受けて、前記借り受けた協調用リソースを前記第1の基地局から遠隔的に制御できるようにし、前記第2の基地局へ協調送信対象のデータ及び協調制御情報を送信し、前記協調用リソースの情報に基づいて協調送信対象のデータを前記通信端末に送信するように制御する制御部と、を備え、
前記第2の基地局は、
通信端末と無線通信する無線通信部と、
前記第1の基地局と通信する基地局間通信部と、
前記第1の基地局によって決定された協調用リソースを前記第1の基地局から遠隔的に制御できるように貸し出し、前記第1の基地局から協調送信対象のデータ及び協調制御情報を受信し、前記協調制御情報に基づいて、前記第1の基地局から遠隔的に制御された協調用リソースを介して前記通信端末に協調送信対象のデータを送信するように制御する制御部と、を備えることを特徴とする通信システム。 - 請求項1の通信システムにおいて、
前記協調用リソースは、前記データの協調送信に用いる送信時刻の時間リソースを含むことを特徴とする通信システム。 - 請求項1又は2の通信システムにおいて、
前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを、前記データの協調送信を開始する前に行うことを特徴とする通信システム。 - 請求項1又は2の通信システムにおいて、
前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを、予め設定した所定のタイミングで定期的に行うことを特徴とする通信システム。 - 請求項1乃至4のいずれかの通信システムにおいて、
前記第1の基地局は、前記第2の基地局に協調通信開始要求を送信し、その協調通信開始要求を受信した前記第2の基地局から、空き無線通信リソースの情報を含む協調通信開始応答を受信し、その協調通信開始応答に基づいて前記協調用リソースを決定することを特徴とする通信システム。 - 請求項1乃至4のいずれかの通信システムにおいて、
前記第1の基地局は、前記第2の基地局に協調通信リソースの候補を含む協調通信開始要求を送信し、その協調通信開始要求を受信した前記第2の基地局から、前記協調通信リソースの候補について使用可能か否かを判断した判断結果を含む協調通信開始応答を受信し、その協調通信開始応答に基づいて前記協調用リソースを決定することを特徴とする通信システム。 - 請求項1乃至6のいずれかの通信システムにおいて、
前記第1の基地局及び前記第2の基地局それぞれから協調送信されたデータを受信可能な通信端末を含むことを特徴とする通信システム。 - 無線通信により複数の基地局から通信端末へデータを協調送信可能な通信システムにおける前記複数の基地局のいずれか一つの基地局であり、通信端末へのデータの協調送信の協調元の基地局としての機能と協調先の基地局としての機能とを切り替えて選択可能な基地局であって、
通信端末と無線通信する無線通信部と、
前記複数の基地局の他の基地局と通信する基地局間通信部と、
自セル内に在圏する通信端末から受信した無線通信の品質情報に基づいて自セルと前記他の基地局のセルとの間の基地局間干渉が強いセル境界エリアに前記通信端末が存在していると判断したとき、前記セル境界エリアに在圏する通信端末へデータを協調送信する協調元の基地局としての機能を前記無線通信の品質情報に基づいて自律的に且つ動的に選択するとともに、自基地局が協調元の基地局として機能し前記他の基地局が協調先の基地局として機能する前記通信端末に対するデータの協調送信の開始を決定し、その協調送信開始の時点での各基地局の空き無線通信リソース情報に基づいて自基地局及び前記他の基地局それぞれにおけるデータの協調送信に用いる周波数を含む協調用リソースを決定し、前記他の基地局から前記協調用リソースを借り受けて、前記借り受けた協調用リソースを自基地局から遠隔的に制御できるようにし、前記他の基地局へ協調送信対象のデータ及び協調制御情報を送信し、前記協調用リソースの情報に基づいて協調送信対象のデータを前記通信端末に送信するように制御する制御部と、を備えることを特徴とする基地局。 - 請求項8の基地局において、
前記制御部は、前記他の基地局に協調通信開始要求を送信し、その協調通信開始要求を受信した前記他の基地局から、空き無線通信リソースの情報を含む協調通信開始応答を受信し、その協調通信開始応答に基づいて前記協調用リソースを決定することを特徴とする基地局。 - 請求項8の基地局において、
前記制御部は、前記他の基地局に協調通信リソースの候補を含む協調通信開始要求を送信し、その協調通信開始要求を受信した前記他の基地局から、前記協調通信リソースの候補について使用可能か否かを判断した判断結果を含む協調通信開始応答を受信し、その協調通信開始応答に基づいて前記協調用リソースを決定することを特徴とする基地局。 - 無線通信により複数の基地局から通信端末へデータを協調送信するときの通信制御方法であって、
前記複数の基地局のいずれか一つの基地局であって通信端末へのデータの協調送信における協調元の基地局としての機能と協調先の基地局としての機能とを切り替えて選択可能な第1の基地局が、前記第1の基地局のセル内に在圏する通信端末から受信した無線通信の品質情報に基づいて前記第1の基地局のセルと前記複数の基地局の他の基地局であって通信端末へのデータの協調送信における協調元の基地局としての機能と協調先の基地局としての機能とを切り替えて選択可能な第2の基地局のセルとの基地局間干渉が強いセル境界エリアに前記通信端末が存在していると判断したとき、前記セル境界エリアに在圏する通信端末へデータを協調送信する協調元の基地局としての機能を前記無線通信の品質情報に基づいて自律的に且つ動的に選択するとともに、前記第1の基地局が協調元の基地局として機能し前記第2の基地局が協調先の基地局として機能する前記通信端末に対するデータの協調送信の開始を決定するステップと、
前記第1の基地局が、その協調送信開始時点での各基地局の空き無線通信リソース情報に基づいて前記第1の基地局及び前記第2の基地局それぞれにおけるデータの協調送信に用いる周波数を含む協調用リソースを決定するステップと、
前記第2の基地局が、前記第1の基地局によって決定された協調用リソースを前記第1の基地局から遠隔的に制御できるように前記第1の基地局へ前記協調用リソースを貸し出すステップと、
前記第1の基地局が、前記協調用リソースを貸し出した前記第2の基地局に、協調送信対象のデータ及び協調制御情報を送信するステップと、
前記第1の基地局が、前記協調用リソースの情報に基づいて協調送信対象のデータを前記通信端末に送信するステップと、
前記第2の基地局が、前記第1の基地局から協調送信対象のデータ及び協調制御情報を受信するステップと、
前記第2の基地局が、前記協調制御情報に基づいて、前記第1の基地局から遠隔的に制御された協調用リソースを介して前記通信端末に協調送信対象のデータを送信するステップと、を含むことを特徴とする通信制御方法。
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