JP6216026B2 - 基地局及びプロセッサ - Google Patents

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Description

本発明は、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする基地局、及びプロセッサに関する。
移動通信システムの標準化プロジェクトである3GPP(3rd Generation Partnership Project)で仕様が策定されているLTEシステムは、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする(例えば、非特許文献1参照)。例えば、基地局は、一のユーザ端末に対してビームを向け、且つ他のユーザ端末に対してヌルを向けて送信を行うことができる。
下りリンク・マルチアンテナ伝送をFDD方式で実現するために、ユーザ端末は、プリコーダ行列を示すプリコーダ行列情報を基地局に対してフィードバック(通知)する。ここで、プリコーダ行列は、下りリンクの送信指向性を定めるものである。
また、3GPPでは、CoMP(Coordinated Multi−Point)の標準化が進められている。CoMPは、同一の場所に配置されたアンテナ群(基地局)を1つの「ポイント」と位置付け、複数のポイントが協調してユーザ端末との通信を行うものである。同一の無線リソース(時間・周波数リソース)を用いてユーザ端末との協調通信を行うポイント群は、CoMP協働セット(CoMP cooperating set)と称される。
3GPP技術仕様 「TS 36.300 V11.0.0」 (2011-12)
ところで、3GPPでは、CoMPの一種として、複数の基地局が協調して、ビームフォーミング/ヌルステアリングによる空間多重伝送を行うCB(Coordinated Beamforming)−CoMPが検討されている。
しかしながら、現行の仕様においては、CB−CoMPを適切に実施するための仕組みが存在しないという問題がある。
そこで、本発明は、CB−CoMPを適切に実施可能とする基地局及びプロセッサを提供する。
一実施形態に係る基地局は、他の基地局に対して、ユーザ端末からフィードバックされたサブバンド毎のCQIを示す情報を通知する処理を実行する制御部を有する。前記サブバンドは、下りリンク全帯域を分割した周波数単位であり、複数リソースブロック分の帯域幅を有する。
LTEシステムの構成図である。 UEのブロック図である。 eNBのブロック図である。 下りリンク・マルチアンテナ伝送に関連するブロック図である。 LTEシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。 LTEシステムで使用される無線フレームの構成図である。 実施形態に係る動作環境を示す図である。 実施形態に係る動作環境を示す図である。 実施形態に係る動作シーケンス図である。 図9に記載の処理P1の詳細を示すフロー図である。 実施形態に係る統計量を説明するための図である。 図9に記載の処理P2の詳細を示すフロー図である。 CoMP UE情報メッセージの構成例1を示す図である。 CoMP UE情報メッセージの構成例2を示す図である。 図9に記載の処理P3の詳細を示すフロー図である。 割当予約メッセージの構成例1を示す図である。 割当予約メッセージの構成例2を示す図である。 図9に記載の処理P4の詳細を示すフロー図である。
[実施形態の概要]
実施形態に係る通信制御方法は、第1の基地局と、前記第1の基地局と接続する第1のユーザ端末と、前記第1の基地局に隣接する第2の基地局と、前記第2の基地局と接続する第2のユーザ端末と、を有する移動通信システムにおいて、前記第1のユーザ端末及び前記第2のユーザ端末に対して同一の無線リソース及び同一のプリコーダ行列を適用して空間多重伝送を行うための方法である。
前記通信制御方法は、前記第1の基地局が、前記第1のユーザ端末からフィードバックされる第1のプリコーダ行列情報毎の第1の統計量と、前記第1のユーザ端末における下りリンクの無線リソース毎の第2の統計量と、を算出するステップAと、前記第1の基地局が、前記第1の統計量及び前記第2の統計量を前記第2の基地局に通知するステップBと、前記第2の基地局が、前記第2のユーザ端末からフィードバックされる第2のプリコーダ行列情報毎の第3の統計量と、前記第2のユーザ端末における下りリンクの無線リソース毎の第4の統計量と、を算出するステップCと、前記第2の基地局が、前記第1の統計量と前記第3の統計量とを比較し、且つ、前記第2の統計量と前記第4の統計量とを比較することにより、前記空間多重伝送の可否を判定するステップDと、を含む。なお、「空間多重伝送の可否を判定する」とは、空間多重伝送を継続するか否かの判定だけでなく、空間多重伝送を開始するか否かの判定も含む。
上述した通信制御方法によれば、プリコーダ行列情報のフィードバック状況及び下りリンク無線リソースの状況の観点から、第1のユーザ端末及び第2のユーザ端末が整合性の高いペア(相性の良いペア)であることを確認した上で、空間多重伝送(CB−CoMP)を実施することができる。よって、より確実に空間多重伝送による性能改善の効果を得ることができる。
これに対し、プリコーダ行列情報のフィードバック状況及び下りリンク無線リソースの状況の観点から、第1のユーザ端末及び第2のユーザ端末が整合性の低いペア(相性の悪いペア)である場合には、空間多重伝送を実施しないようにすることができる。よって、空間多重伝送を実施することで却って性能劣化が生じてしまうことを防止できる。
実施形態では、前記第1の統計量は、前記第1のプリコーダ行列情報毎の発生確率を示す。前記第3の統計量は、前記第2のプリコーダ行列情報毎の発生確率を示す。前記ステップDにおいて、前記第2の基地局は、前記第1の統計量のうち発生確率が最も高い前記第1のプリコーダ行列情報と、前記第3の統計量のうち発生確率が最も高い前記第2のプリコーダ行列情報と、が一致しない場合には、前記空間多重伝送が不能であると判定する。
実施形態では、前記第2の統計量は、前記第1のユーザ端末における前記下りリンクの無線リソース毎の通信品質を示す。前記第4の統計量は、前記第2のユーザ端末における前記下りリンクの無線リソース毎の通信品質を示す。前記ステップDにおいて、前記第2の基地局は、前記第2の統計量のうち通信品質が良好な無線リソースと、前記第4の統計量のうち通信品質が良好な無線リソースと、が一致しない場合には、前記空間多重伝送が不能であると判定する。
実施形態では、前記通信制御方法は、前記前記ステップDで前記空間多重伝送が可能であると判定された場合において、前記第2の基地局が、前記空間多重伝送のための無線リソースを確保して、当該確保した無線リソースを前記第1の基地局に通知するステップEと、前記第2の基地局が、前記確保した無線リソースを前記第2のユーザ端末に割り当てるとともに、前記第1の基地局が、前記第2の基地局から通知された前記無線リソースを前記第1のユーザ端末に割り当てるステップFと、をさらに含む。
実施形態では、前記通信制御方法は、前記第1の統計量のうち最も高い発生確率が閾値未満である場合、又は前記第3の統計量のうち最も高い発生確率が閾値未満である場合に、前記空間多重伝送が不能であると判定するステップGをさらに含む。
実施形態では、前記ステップCにおいて、前記第2の基地局は、前記第2の基地局と接続する複数の第2のユーザ端末毎に前記第3の統計量及び前記第4の統計量を算出する。前記ステップDにおいて、前記第2の基地局は、前記複数の第2のユーザ端末毎に前記第1のユーザ端末との前記空間多重伝送の可否を判定する。
実施形態に係る基地局は、第1のユーザ端末及び第2のユーザ端末に対して同一の無線リソース及び同一のプリコーダ行列を適用して空間多重伝送を行う移動通信システムにおいて、前記第1のユーザ端末と接続する。前記基地局は、前記第2のユーザ端末と接続する他の基地局に対して、前記第1のユーザ端末からフィードバックされる第1のプリコーダ行列情報毎の第1の統計量と、前記第1のユーザ端末における下りリンクの無線リソース毎の第2の統計量と、を通知する制御部を有する。
実施形態に係るプロセッサは、第1のユーザ端末及び第2のユーザ端末に対して同一の無線リソース及び同一のプリコーダ行列を適用して空間多重伝送を行う移動通信システムにおいて、前記第1のユーザ端末と接続する基地局に備えられる。前記プロセッサは、前記プロセッサは、前記第2のユーザ端末と接続する他の基地局に対して、前記第1のユーザ端末からフィードバックされる第1のプリコーダ行列情報毎の第1の統計量と、前記第1のユーザ端末における下りリンクの無線リソース毎の第2の統計量と、を通知する。
[実施形態]
以下、図面を参照して、3GPP規格に準拠して構成される移動通信システム(LTEシステム)に本発明を適用する場合の一実施形態を説明する。
(LTEシステム)
図1は、本実施形態に係るLTEシステムの構成図である。
図1に示すように、LTEシステムは、複数のUE(User Equipment)100と、E−UTRAN(Evolved−UMTS Terrestrial Radio Access Network)10と、EPC(Evolved Packet Core)20と、を含む。E−UTRAN10は無線アクセスネットワークに相当し、EPC20はコアネットワークに相当する。
UE100は、移動型の無線通信装置であり、接続を確立したセル(サービングセル)との無線通信を行う。UE100はユーザ端末に相当する。
E−UTRAN10は、複数のeNB200(evolved Node−B)を含む。eNB200は基地局に相当する。eNB200は、セルを構成しており、自セルとの接続を確立したUE100との無線通信を行う。
なお、「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、UE100との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。
eNB200は、例えば、無線リソース管理(RRM)機能と、ユーザデータのルーティング機能と、モビリティ制御及びスケジューリングのための測定制御機能と、を有する。
EPC20は、MME(Mobility Management Entity)/S−GW(Serving−Gateway)300と、OAM400(Operation and Maintenance)と、を含む。
MMEは、UE100に対する各種モビリティ制御等を行うネットワークノードであり、制御局に相当する。S−GWは、ユーザデータの転送制御を行うネットワークノードであり、交換局に相当する。
eNB200は、X2インターフェイスを介して相互に接続される。また、eNB200は、S1インターフェイスを介してMME/S−GW300と接続される。
OAM400は、オペレータによって管理されるサーバ装置であり、E−UTRAN10の保守及び監視を行う。
次に、UE100及びeNB200の構成を説明する。
図2は、UE100のブロック図である。図2に示すように、UE100は、複数のアンテナ101と、無線送受信機110と、ユーザインターフェイス120と、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機130と、バッテリ140と、メモリ150と、プロセッサ160と、を有する。メモリ150及びプロセッサ160は、制御部を構成する。
UE100は、GNSS受信機130を有していなくてもよい。また、メモリ150をプロセッサ160と一体化し、このセット(すなわち、チップセット)をプロセッサ160’としてもよい。
アンテナ101及び無線送受信機110は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機110は、プロセッサ160が出力するベースバンド信号を無線信号に変換してアンテナ101から送信する。また、無線送受信機110は、アンテナ101が受信する無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ160に出力する。
ユーザインターフェイス120は、UE100を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス120は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ160に出力する。
GNSS受信機130は、UE100の地理的な位置を示す位置情報を得るために、GNSS信号を受信して、受信した信号をプロセッサ160に出力する。
バッテリ140は、UE100の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。
メモリ150は、プロセッサ160によって実行されるプログラムと、プロセッサ160による処理に使用される情報と、を記憶する。
プロセッサ160は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ150に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うCPU(Central Processing Unit)と、を含む。プロセッサ160は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ160は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。
本実施形態では、プロセッサ160は、無線送受信機110が受信する信号(特に、参照信号)に基づいてチャネル状態情報(CSI)を生成し、当該チャネル状態情報をサービングセル又は隣接セルにフィードバックする。チャネル状態情報は、PMI(Precoding Matrix Indicator)、RI(Rank Indicator)、CQI(Channel Quality Indicator)などを含む。
なお、メモリ150は、PMIの候補のセット(コードブック)を保持しており、プロセッサ160は、コードブックの中から何れかのPMIを選択してフィードバックする。
フィードバック対象となる周波数単位(対象周波数帯)としては、「下りリンク全帯域」又は「サブバンド」が規定されており、何れを用いるかはeNB200からの指示に応じて定められる。サブバンドは、下りリンク全帯域を分割した周波数単位であり、複数リソースブロック分の帯域幅を有する。フィードバックされる情報(PMI、RI、CQIなど)の詳細については後述する。
図3は、eNB200のブロック図である。図3に示すように、eNB200は、複数のアンテナ201と、無線送受信機210と、ネットワークインターフェイス220と、メモリ230と、プロセッサ240と、を有する。メモリ230及びプロセッサ240は、制御部を構成する。
アンテナ201及び無線送受信機210は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機210は、プロセッサ240が出力するベースバンド信号を無線信号に変換してアンテナ201から送信する。また、無線送受信機210は、アンテナ201が受信する無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ240に出力する。
ネットワークインターフェイス220は、X2インターフェイスを介して隣接eNB200と接続され、S1インターフェイスを介してMME/S−GW300と接続される。ネットワークインターフェイス220は、X2インターフェイス上で行う通信と、S1インターフェイス上で行う通信と、に用いられる。
メモリ230は、プロセッサ240によって実行されるプログラムと、プロセッサ240による処理に使用される情報と、を記憶する。
プロセッサ240は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ230に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うCPUと、を含む。プロセッサ240は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。
本実施形態では、プロセッサ240は、プリコーダ行列及びランクを適用して下りリンク・マルチアンテナ伝送を行う。図4は、下りリンク・マルチアンテナ伝送に関連するプロセッサ240のブロック図である。各ブロックの詳細は例えば3GPP TS 36.211に記載されているが、ここではその概要を説明する。
図4に示すように、物理チャネル上で送信すべき1つ又は2つのコードワードは、スクランブルされ、かつ変調シンボルに変調された後、レイヤマッパ241によって複数のレイヤにマッピングされる。コードワードは、誤り訂正のデータ単位である。ランク(レイヤ数)は、フィードバックされるRIに基づいて定められる。
プリコーダ242は、プリコーダ行列を用いて、各レイヤの変調シンボルをプリコーディングする。プリコーダ行列は、フィードバックされるPMIに基づいて定められる。プリコーディングされた変調シンボルは、リソースエレメントにマッピングされ、かつ時間領域のOFDM信号に変換されて、各アンテナポートに出力される。
図5は、LTEシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。
図5に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、OSI参照モデルのレイヤ1乃至レイヤ3に区分されており、レイヤ1は物理(PHY)レイヤである。レイヤ2は、MAC(Media Access Control)レイヤと、RLC(Radio Link Control)レイヤと、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤと、を含む。レイヤ3は、RRC(Radio Resource Control)レイヤを含む。
物理レイヤは、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。UE100の物理レイヤとeNB200の物理レイヤとの間では、物理チャネルを介してデータが伝送される。
MACレイヤは、データの優先制御、及びハイブリッドARQ(HARQ)による再送処理などを行う。UE100のMACレイヤとeNB200のMACレイヤとの間では、トランスポートチャネルを介してデータが伝送される。eNB200のMACレイヤは、上下リンクのトランスポートフォーマット(トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式など)、及び割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。
RLCレイヤは、MACレイヤ及び物理レイヤの機能を利用してデータを受信側のRLCレイヤに伝送する。UE100のRLCレイヤとeNB200のRLCレイヤとの間では、論理チャネルを介してデータが伝送される。
PDCPレイヤは、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。
RRCレイヤは、制御プレーンでのみ定義される。UE100のRRCレイヤとeNB200のRRCレイヤとの間では、各種設定のための制御メッセージ(RRCメッセージ)が伝送される。RRCレイヤは、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。UE100のRRCとeNB200のRRCとの間にRRC接続がある場合、UE100は接続状態(RRC Connected State)であり、そうでない場合、UE100はアイドル状態(RRC Idle State)である。
RRCレイヤの上位に位置するNAS(Non−Access Stratum)レイヤは、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。
図6は、LTEシステムで使用される無線フレームの構成図である。LTEシステムは、下りリンクにはOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)、上りリンクにはSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)がそれぞれ適用される。
複信方式としては、FDD(Frequency Division Duplex)方式又はTDD(Time Division Duplex)方式が使用されるが、本実施形態では主としてFDD方式を想定する。
図6に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ10個のサブフレームで構成され、各サブフレームは、時間方向に並ぶ2個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは1msであり、各スロットの長さは0.5msである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック(RB)を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各シンボルの先頭には、サイクリックプレフィックス(CP)と呼ばれるガード区間が設けられる。リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。1つのサブキャリア及び1つのシンボルにより構成される無線リソース単位はリソースエレメント(RE)と称される。
UE100に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより特定でき、時間リソースはサブフレーム(又はスロット)により特定できる。
下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に物理下りリンク制御チャネル(PDCCH)として使用される制御領域である。また、各サブフレームの残りの区間は、主に物理下りリンク共有チャネル(PDSCH)として使用できる領域である。さらに、各サブフレームには、セル固有参照信号(CRS)などの参照信号が分散して配置される。
PDCCHは、制御情報を搬送する。制御情報は、例えば、上りリンクSI(Scheduling Information)、下りリンクSI、TPCビットである。上りリンクSIは上りリンクの無線リソースの割当てを示す情報であり、下りリンクSIは、下りリンクの無線リソースの割当てを示す情報である。TPCビットは、上りリンクの送信電力の増減を指示する情報である。
PDSCHは、制御情報及び/又はユーザデータを搬送する。例えば、下りリンクのデータ領域は、ユーザデータにのみ割当てられてもよく、ユーザデータ及び制御情報が多重されるように割当てられてもよい。
上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)として使用される制御領域である。また、各サブフレームにおける周波数方向の中央部は、主に物理上りリンク共有チャネル(PUSCH)として使用できる領域である。
PUCCHは、制御情報を搬送する。制御情報は、例えば、CQI、PMI、RI、SR(Scheduling Request)、ACK/NACKなどである。
CQIは、下りリンクの受信状態に基づく、下りリンクで用いるのに好ましい変調及び符号化方式(すなわち、推奨MCS)を示す情報(インデックス)である。
PMIは、下りリンクで用いるのに好ましいプリコーダ行列を示す情報(インデックス)である。言い換えると、PMIは、当該PMIの送信元のUEに対してビームが向くプリコーダ行列を示す。例えば、UE100は、自身の受信状態が改善されるように、eNB200にフィードバックするPMIを選択する。
RIは、下りリンクで用いるのに好ましいランクを示す情報(インデックス)である。例えば、UE100は、自身の受信状態に相応しいランクが適用されるように、eNB200にフィードバックするPMIを選択する。
SRは、上りリンクの無線リソースの割当てを要求する情報である。
ACK/NACKは、下りリンクの物理チャネル(例えば、PDSCH)を介して送信される信号のデコードに成功したか否かを示す情報である。
PUSCHは、制御情報及び/又はユーザデータを搬送する物理チャネルである。例えば、上りリンクのデータ領域は、ユーザデータにのみ割当てられてもよく、ユーザデータ及び制御情報が多重されるように割当てられてもよい。
(実施形態に係る動作)
以下、本実施形態に係る動作について説明する。
(1)全体動作
図7及び図8は、本実施形態に係る動作環境を示す図である。図7及び図8において、eNB200−1(第1の基地局)及びeNB200−2(第2の基地局)は、互いに隣接するセルを構成する、すなわち隣接関係にある。
図7に示すように、UE100−1(第1のユーザ端末)は、eNB200−1のセルとの接続を確立している。すなわち、UE100−1は、eNB200−1のセルをサービングセルとして通信を行う。図7ではUE100−1を1つのみ図示しているが、複数のUE100−1がeNB200−2のセルとの接続を確立していてもよい。
本実施形態では、UE100−1は、eNB200−1及びeNB200−2のそれぞれのセルの境界領域に位置している。このような場合には、通常、UE100−1は、eNB200−2のセルからの干渉の影響を受ける。
UE100−2(第2のユーザ端末)は、eNB200−2のセルとの接続を確立している。すなわち、UE100−2は、eNB200−2のセルをサービングセルとして通信を行う。図7ではUE100−2を1つのみ図示しているが、複数のUE100−2がeNB200−2のセルとの接続を確立していてもよい。
eNB200−1及びeNB200−2は、セル端に位置するUE100−1のスループットを改善するために、CB(Coordinated Beamforming)−CoMP(Coordinated Multi Point)を行う。CB−CoMPにおいて、UE100−1のサービングセルは「アンカーセル」と称される。
図8に示すように、CB−CoMPにおいて、主な干渉源となるeNB200−2は、UE100−1に与える干渉の影響を小さくするように送信指向性を調整する。具体的には、eNB200−2は、UE100−2に対してUE100−1と同一の無線リソースを割り当てて、UE100−1にヌルを向けつつ、UE100−2にビームを向けて、UE100−2への送信を行う。これにより、UE100−2をUE100−1と空間的に多重(分離)できる。
CB−CoMPの対象となるUE100−1は、eNB200−1に対する通常のフィードバック(PMI、RI、及びCQI)に加えて、特殊なフィードバックを行う。本実施形態では、UE100−1は、eNB200−1に対して、特殊なPMIをフィードバックする。
通常のPMIは、eNB200−1からUE100−1への送信時にUE100−1にビームが向くプリコーダ行列を示す情報(インデックス)である。UE100−1は、eNB200−1から受信する参照信号などに基づいて、eNB200−1からの受信レベルが向上するように、通常のPMIのフィードバックを行う。
特殊なPMIは、eNB200−2からUE100−1への送信時にUE100−1にヌルが向くプリコーダ行列を示す情報(インデックス)である。このようなPMIは、BC(Best Companion)−PMIと称される。UE100−1は、eNB200−2から受信する参照信号などに基づいて、eNB200−2からの受信レベル(すなわち、干渉レベル)が低下するように、BC−PMIのフィードバックを行う。本実施形態において、UE100−1がフィードバックするBC−PMIは、第1のプリコーダ行列情報に相当する。
一方、UE100−2は、eNB200−2に対する通常のフィードバック(PMI、RI、及びCQI)を行う。本実施形態において、UE100−2がフィードバックするPMIは、第2のプリコーダ行列情報に相当する。
次に、上述した動作環境下での本実施形態に係る全体動作を説明する。図9は、本実施形態に係る動作シーケンス図である。図9では、CB−CoMPが既に開始されているケースを主に想定する。
図9に示すように、ステップS1−1において、UE100−1は、フィードバック情報をeNB200−1に送信する。UE100−1からのフィードバック情報は、CQI、PMI、及びBC−PMIを含む。ステップS2−1において、eNB200−1は、UE100−1からのフィードバック情報に基づいて、UE100−1についての統計量を更新する。
ステップS1−2において、UE100−2は、フィードバック情報をeNB200−2に送信する。UE100−2からのフィードバック情報は、CQI及びPMIを含む。ステップS2−2において、eNB200−2は、UE100−2からのフィードバック情報に基づいて、UE100−2についての統計量を更新する。
このように、ステップS1及びS2は、主に、UE100−1及びUE100−2のそれぞれについて統計量を更新する処理P1である。処理P1の詳細については後述する。
ステップS3において、eNB200−1は、UE100−1の無線リソース割当を更新すると判定する。
ステップS4において、eNB200−1は、ステップS2−1で算出した統計量を含むメッセージ(以下、「CoMP UE情報メッセージ」と称する)を生成する。
ステップS5において、eNB200−1は、ステップS4で生成したCoMP UE情報メッセージをX2インターフェイス上でeNB200−2に送信する。本実施形態ではX2インターフェイス上で送信するケースを説明するが、S1インターフェイス上で送信してもよい。
このように、ステップS3乃至S5は、主に、UE100−1についての統計量をeNB200−1からeNB200−2に通知する処理P2である。処理P2の詳細については後述する。
ステップS6において、eNB200−2は、ステップS5で通知されたUE100−1についての統計量と、ステップS2−2で算出したUE100−2についての統計量と、を比較して、合致判定を行う。ここでは、合致すると判定されたと仮定して説明を進める。
ステップS7において、eNB200−2は、UE100−2に割り当てる無線リソース(帯域)を確保し、確保した無線リソースの情報を含むメッセージ(以下、「割当予約メッセージ」と称する)を生成する。
ステップS8において、eNB200−2は、ステップS7で生成した割当予約メッセージをX2インターフェイス上でeNB200−1に送信する。本実施形態ではX2インターフェイス上で送信するケースを説明するが、S1インターフェイス上で送信してもよい。
このように、ステップS6乃至S8は、主に、UE100−1についての統計量とUE100−2についての統計量との合致判定を行い、合致する場合に無線リソースを確保及び共有する処理P3である。処理P3の詳細については後述する。
ステップS9において、eNB200−2は、eNB200−2からの割当予約メッセージに基づいて、UE100−1に対するCB−CoMPが継続可能か否かを判定する。ここでは継続可能と判定されたと仮定して説明を進める。
ステップS10−1において、eNB200−1は、eNB200−2からの割当予約メッセージに基づいて、無線リソースをUE100−1に割り当てる。
ステップS10−2において、eNB200−2は、ステップS7で確保した無線リソースをUE100−2に割り当てる。
このように、ステップS9及びS10は、主に、UE100−1及びUE100−2に無線リソースを割り当てる処理P4である。処理P4の詳細については後述する。
(2)処理P1の詳細
次に、処理P1の詳細について説明する。図10は、処理P1の詳細を示すフロー図である。
図10に示すように、ステップS100において、eNB200−1は、UE100−1からのフィードバック情報を受信したか否かを判定する。ステップS100の判定結果が「YES」である場合、ステップS101において、eNB200−1は、BC−PMI毎の統計量(第1の統計量)及び下り無線リソース毎の統計量(第2の統計量)を更新する。
また、ステップS100において、eNB200−2は、UE100−2からのフィードバック情報を受信したか否かを判定する。ステップS100の判定結果が「YES」である場合、ステップS101において、eNB200−2は、PMI毎の統計量(第3の統計量)及び下り無線リソース毎の統計量(第4の統計量)を更新する。
図11は、本実施形態に係る統計量を説明するための図である。
図11(a)に示すように、eNB200−1は、BC−PMI毎の統計量(第1の統計量)として、UE100−1からフィードバックされるBC−PMI毎の発生確率(発生頻度)を算出する。BC−PMIの総数は例えばコードブック内の全PMI数と等しい。eNB200−1は、一定期間Tにおいて、各BC−PMIについてUE100−1からフィードバックされる確率(割合)を算出する。これにより、UE100−1についてBC−PMIの分布を求めることができる。
図11(b)に示すように、eNB200−1は、下り無線リソース毎の統計量(第2の統計量)として、UE100−1からフィードバックされる、サブバンド毎のCQIの平均値を算出する。eNB200−1は、一定期間Tにおいて、各サブバンドについてUE100−1からフィードバックされるCQIの平均値を算出する。これにより、UE100−1についてサブバンド毎の通信品質を求めることができる。
図11(c)に示すように、eNB200−2は、PMI毎の統計量(第3の統計量)として、UE100−2からフィードバックされるPMI毎の発生確率(発生頻度)を算出する。eNB200−2は、一定期間Tにおいて、各PMIについてUE100−2からフィードバックされる確率(割合)を算出する。これにより、UE100−2についてPMIの分布を求めることができる。
図11(d)に示すように、eNB200−2は、下り無線リソース毎の統計量(第4の統計量)として、UE100−2からフィードバックされる、サブバンド毎のCQIの平均値を算出する。eNB200−2は、一定期間Tにおいて、各サブバンドについてUE100−2からフィードバックされるCQIの平均値を算出する。これにより、UE100−2についてサブバンド毎の通信品質を求めることができる。
なお、本実施形態では、CQIの平均値を使用しているが、下りリンク無線リソース毎の通信品質を示す値であれば代用可能である。例えば、CQIに対応するスループットの平均値を算出してもよく、下りリンク・リソースブロック毎の割当確率(割当頻度)を算出してもよい。
また、eNB200−1及びeNB200−2で一定期間Tの値が異なる場合には、eNB200−1で使用する一定期間TをeNB200−1からeNB200−2に通知してもよい。この場合、一定期間TをCoMP UE情報メッセージに含めてもよい。一定期間TをOAM400が各eNB200に指定してもよい。
(3)処理P2の詳細
次に、処理P2の詳細について説明する。図12は、処理P2の詳細を示すフロー図である。ここでは、CB−CoMPの対象となるUE100−1(CoMP UE候補)が複数であるケースを想定する。
図12に示すように、ステップS200において、eNB200−1は、各UE100−1(CoMP UE候補)についての処理を開始する。具体的には、eNB200−1は、ステップS201乃至S204の処理を各UE100−1について行う。
ステップS201において、eNB200−1は、対象のUE100−1についてのBC−PMI毎の統計量(発生確率)のうち最も高い発生確率Pnを取得する。
ステップS202において、eNB200−1は、最も高い発生確率Pnが閾値Pth以上であるか否かを判定する。最も高い発生確率Pnが閾値Pth以上である場合には、対象のUE100−1から特定のBC−PMIが安定的にフィードバックされていることを意味する。これに対し、最も高い発生確率Pnが閾値Pth未満である場合には、対象のUE100−1からフィードバックされるBC−PMIのばらつきが大きいことを意味する。
ステップS202の結果が「Yes」である場合、すなわち、対象のUE100−1がCB−CoMPに適している場合、ステップS204において、eNB200−1は、対象のUE100−1についての統計量をCoMP UE情報メッセージに登録する。
ステップS202の結果が「No」である場合、すなわち、対象のUE100−1がCB−CoMPに適していない場合、ステップS203において、eNB200−1は、対象のUE100−1についてCB−CoMPの適用を中止し、通常のUEと同様に取り扱う。
各UE100−1(CoMP UE候補)についての処理が完了した後、ステップS205において、eNB200−1は、CoMP UE情報メッセージをX2インターフェイス上でeNB200−2に送信する。
図13は、CoMP UE情報メッセージの構成例1を示す図である。
図13に示すように、CoMP UE情報メッセージの構成例1では、CoMP UE情報メッセージは、選出されたUE100−1毎に、BC−PMI毎の統計量(第1の統計量)と下り無線リソース毎の統計量(第2の統計量)とを含む。このように、構成例1では、第1の統計量の全て及び第2の統計量の全てをCoMP UE情報メッセージに含める。
図14は、CoMP UE情報メッセージの構成例2を示す図である。
図14に示すように、CoMP UE情報メッセージの構成例2では、CoMP UE情報メッセージは、選出されたUE100−1毎に、BC−PMI毎の統計量(第1の統計量)のうち最も高い統計量(すなわち、最も高い発生確率BCPMImax)と、下り無線リソース毎の統計量(第2の統計量)と、を含む。このように、構成例2では、第1の統計量の一部及び第2の統計量の全てをCoMP UE情報メッセージに含める。
なお、第2の統計量の全てをCoMP UE情報メッセージに含める場合に限らず、第2の統計量の一部(例えば通信品質の良好な値)のみをCoMP UE情報メッセージに含めてもよい。
(4)処理P3の詳細
次に、処理P3の詳細について説明する。図15は、処理P3の詳細を示すフロー図である。ここでは、eNB200−2と接続するUE100−2が複数であるケースを想定する。
図15に示すように、ステップS300において、eNB200−2は、eNB200−1からのCoMP UE情報メッセージを受信する。
ステップS301において、eNB200−2は、eNB200−2と接続する複数のUE100−2から選出を行うための空集合Aを用意する。
ステップS302において、eNB200−2は、各UE100−2についての処理を開始する。具体的には、eNB200−2は、ステップS303乃至S305の処理を各UE100−2について行う。
ステップS303において、eNB200−2は、対象のUE100−2についてのPMI毎の統計量(発生確率)のうち最も高い発生確率Pmを取得する。
ステップS304において、eNB200−2は、最も高い発生確率Pmが閾値Pth以上であるか否かを判定する。最も高い発生確率Pmが閾値Pth以上である場合には、対象のUE100−2から特定のPMIが安定的にフィードバックされていることを意味する。これに対し、最も高い発生確率Pmが閾値Pth未満である場合には、対象のUE100−2からフィードバックされるPMIのばらつきが大きいことを意味する。
ステップS304の結果が「Yes」である場合、すなわち、対象のUE100−2がCB−CoMPに適している場合、ステップS305において、eNB200−2は、対象のUE100−2を集合Aに登録する。
ステップS304の結果が「No」である場合、すなわち、対象のUE100−2がCB−CoMPに適していない場合、対象のUE100−2を集合Aに登録しない。
各UE100−2についての処理が完了した後、ステップS310において、eNB200−2は、CoMP UE情報メッセージにより示される各UE100−1(CoMP UE候補)についての処理を開始する。具体的には、eNB200−2は、ステップS311乃至S322の処理を、CoMP UE情報メッセージにより示される各UE100−1(CoMP UE候補)について行う。
ステップS311において、eNB200−2は、集合Aにより示される各UE100−2についての処理を開始する。具体的には、eNB200−2は、ステップS312乃至S316の処理を、集合Aにより示される各UE100−2について行う。
ステップS312において、eNB200−2は、対象のUE100−1に対応する第1の統計量のうち最も発生確率の高いBC−PMIと、対象のUE100−2に対応する第3の統計量のうち最も発生確率の高いPMIと、が等しいか否かを判定する。ここで「等しい」とは、BC−PMIに対応するプリコーダ行列とPMIに対応するプリコーダ行列とが一致することを意味する。
ステップS313において、eNB200−2は、対象のUE100−1に対応する第2の統計量のうち通信品質が良好な無線リソースと、対象のUE100−2に対応する第4の統計量のうち通信品質が良好な無線リソースと、が一致するか否かを判定する。「通信品質が良好な無線リソース」とは、通信品質が相対的に良好な無線リソース、或いは通信品質が閾値よりも良好な無線リソースを意味する。
ステップS314において、eNB200−2は、ステップS312及びステップS313の何れにおいても一致が確認された否かを判定する。
ステップS314の判定結果が「Yes」である場合、ステップS315において、eNB200−2は、対象のUE100−2を対象のUE100−1のペアとして登録する。つまり、eNB200−2は、対象のUE100−2は対象のUE100−1との空間多重が可能であると判定する。そして、ステップS316において、eNB200−2は、対象のUE100−2を集合Aから除く。
これに対し、ステップS314の判定結果が「No」である場合、対象のUE100−2は対象のUE100−1のペアとして登録されない。つまり、eNB200−2は、対象のUE100−2は対象のUE100−1との空間多重が不能であると判定する。
集合Aにより示される各UE100−2についての処理が完了した後、ステップS320において、eNB200−2は、対象のUE100−1とのペアをとして登録されたUE100−2が存在するか否かを判定する。
ステップS320の判定結果が「Yes」である場合、ステップS321において、eNB200−2は、通信品質の良好な無線リソースをCB−CoMPのために確保(予約)する。具体的には、eNB200−2は、ステップS313で一致した無線リソースの中から、CB−CoMPとなる対象UE100−1のペアとなるUE100−2のために無線リソースを確保する。そして、ステップS322は、確保した無線リソースを対象のUE100−1と対応付けて割当予約メッセージに登録する。
これに対し、ステップS320の判定結果が「No」である場合、対象のUE100−1について、CB−CoMPのための無線リソースは確保されない。
CoMP UE情報メッセージにより示される各UE100−1(CoMP UE候補)についての処理が完了した後、ステップS330において、eNB200−2は、割当予約メッセージをX2インターフェイス上でeNB200−2に送信する。
図16は、割当予約メッセージの構成例1を示す図である。
図16に示すように、割当予約メッセージの構成例1では、割当予約メッセージは、CB−CoMPが適用されるUE100−1毎に、確保された周波数リソースを示す情報(例えばリソースブロック番号)と、確保された時間リソースを示す情報(例えば無線フレーム番号及びサブフレーム番号)と、を含む。
図17は、割当予約メッセージの構成例2を示す図である。
図17に示すように、割当予約メッセージの構成例2では、確保された時間リソースを示す情報が構成例1とは異なる。具体的には、確保された時間リソースを示す情報は、割当開始タイミングを示す情報(例えば無線フレーム番号及びサブフレーム番号)と、割当周期を示す情報(例えば無線フレーム番号及びサブフレーム番号)と、を含む。この場合、割当開始タイミングをT1(SFN1、subframe1)として、割当タイミングは、Tcurrent mod T2(=SFN2×10+subframe2) = T1(=SFN1×10+subframe1)により定められる。
(5)処理P4の詳細
次に、処理P4の詳細について説明する。図18は、処理P4の詳細を示すフロー図である。
図18に示すように、ステップS400において、eNB200−1は、eNB200−2からの割当予約メッセージを受信する。
ステップS410において、eNB200−1は、各UE100−1(CoMP UE候補)についての処理を開始する。具体的には、eNB200−1は、ステップS411乃至S414の処理を、各UE100−1について行う。
ステップS411において、eNB200−1は、割当予約メッセージの中から、対象のUE100−1の割当情報を探索する。
ステップS412において、eNB200−1は、割当予約メッセージの中に対象のUE100−1の割当情報が存在するか否かを判定する。
ステップS412の判定結果が「Yes」である場合、ステップS414において、eNB200−1は、対象のUE100−1に対応する確保された無線リソースの割当予約を登録する。
これに対し、ステップS412の判定結果が「No」である場合、ステップS413において、eNB200−1は、対象のUE100−1はCB−CoMPの対象から除外されたとみなして、対象のUE100−1を通常のUEとして取り扱う。
(まとめ)
上述したように、本実施形態では、eNB200−1と、eNB200−1と接続するUE100−1と、eNB200−1に隣接するeNB200−2と、eNB200−2と接続するUE100−2と、を有するLTEシステムは、UE100−1及びUE100−2に対して同一の無線リソース及び同一のプリコーダ行列を適用してCB−CoMPを行う。
本実施形態では、eNB200−1は、UE100−1からフィードバックされるBC−PMI毎の第1の統計量と、UE100−1における下りリンクの無線リソース毎の第2の統計量と、を算出し、第1の統計量及び第2の統計量をeNB200−2に通知する。eNB200−2は、UE100−2からフィードバックされるPMI毎の第3の統計量と、UE100−2における下りリンクの無線リソース毎の第4の統計量と、を算出する。そして、eNB200−2は、第1の統計量と第3の統計量とを比較し、且つ、第2の統計量と第4の統計量とを比較することにより、CB−CoMPの可否を判定する。
これにより、BC−PMI/PMIのフィードバック状況及び下りリンク無線リソースの状況の観点から、UE100−1及びUE100−2が整合性の高いペア(相性の良いペア)であることを確認した上で、CB−CoMPを実施することができる。よって、より確実にCB−CoMPによる性能改善の効果を得ることができる。
これに対し、BC−PMI/PMIのフィードバック状況及び下りリンク無線リソースの状況の観点から、UE100−1及びUE100−2が整合性の低いペア(相性の悪いペア)である場合には、CB−CoMPを実施しないようにすることができる。よって、CB−CoMPを実施することで却って性能劣化が生じてしまうことを防止できる。
本実施形態では、第1の統計量は、BC−PMI毎の発生確率を示す。第3の統計量は、PMI毎の発生確率を示す。eNB200−2は、第1の統計量のうち発生確率が最も高いBC−PMIと、第3の統計量のうち発生確率が最も高いPMIと、が一致しない場合には、CB−CoMPが不能であると判定する。これにより、BC−PMI/PMIのフィードバック状況の観点からUE100−1及びUE100−2の整合性が低い場合にはCB−CoMPを行わないようにすることができる。
本実施形態では、第2の統計量は、UE100−1における下りリンクの無線リソース毎の通信品質を示す。第4の統計量は、UE100−2における下りリンクの無線リソース毎の通信品質を示す。eNB200−2は、第2の統計量のうち通信品質が良好な無線リソースと、第4の統計量のうち通信品質が良好な無線リソースと、が一致しない場合には、CB−CoMPが不能であると判定する。これにより、下りリンク無線リソースの状況の観点からUE100−1及びUE100−2の整合性が低い場合にはCB−CoMPを行わないようにすることができる。
本実施形態では、CB−CoMPが可能であると判定された場合において、eNB200−2は、CB−CoMPのための無線リソースを確保して、当該確保した無線リソースをeNB200−1に通知する。そして、eNB200−2が、確保した無線リソースをUE100−2に割り当てるとともに、eNB200−1が、eNB200−2から通知された無線リソースをUE100−1に割り当てる。これにより、同一の無線リソースを用いてCB−CoMPを適切に実施できる。
本実施形態では、第1の統計量のうち最も高い発生確率が閾値未満である場合、又は第3の統計量のうち最も高い発生確率が閾値未満である場合に、CB−CoMPが不能であると判定する。これにより、CB−CoMPに適さないUE100をCB−CoMPの対象から除外できる。
本実施形態では、eNB200−2は、eNB200−2と接続する複数のUE100−2毎に第3の統計量及び第4の統計量を算出し、当該複数のUE100−2毎にUE100−1とのCB−CoMPの可否を判定する。これにより、UE100−1との整合性の高いUE100−2を探索できる。
[その他の実施形態]
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
上述した実施形態では、UE100−1からフィードバックされるBC−PMIと、UE100−2からフィードバックされるPMIと、が一致する確率が高ければ、CB−CoMPを適用可能と判断していた。しかしながら、上述したBC−PMIに代えて、WC(Worst Companion)−PMIを使用する場合には、判断手法が変更される。ここでWC−PMIとは、eNB200−2からUE100−1への送信時にUE100−1にビームが向くプリコーダ行列を示す情報(インデックス)である。WC−PMIを使用する場合には、UE100−1からフィードバックされるWC−PMIと、UE100−2からフィードバックされるPMIと、が一致しない確率が高ければ、CB−CoMPを適用可能と判断できる。
また、上述した実施形態では、CB−CoMPを継続するか否かの判定を行うケースを説明したが、CB−CoMPを開始するか否かの判定に本発明を適用してもよい。
米国仮出願第61/723020号(2012年11月6日出願)の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
本発明は、移動通信分野において有用である。

Claims (8)

  1. 第2の基地局と協調して下りリンク協調送信を行う第1の基地局が、前記第2の基地局に対して、前記第1の基地局と接続する第1のユーザ端末からフィードバックされたサブバンド毎のCQIを示す第1の情報を通知するステップであって、前記サブバンドは、下りリンク全帯域を分割した周波数単位であり、複数リソースブロック分の帯域幅を有する、ステップと、
    前記第2の基地局が、前記第1の情報に基づいて、前記下りリンク協調送信のために利用可能なリソースブロックを決定するステップと、
    前記第2の基地局が、前記第1の基地局に対して、前記利用可能なリソースブロックを示す情報を含む無線リソース情報を通知するステップと、を備える通信制御方法。
  2. 前記無線リソース情報は、前記利用可能なリソースブロックに対応する下りリンク協調送信の送信タイミングを示す情報を更に含み、
    前記送信タイミングを示す情報は、システムフレームナンバーとサブフレームナンバーとを含む請求項1に記載の通信制御方法。
  3. 前記第2の基地局は、前記第2の基地局と接続する第2のユーザ端末からフィードバックされたサブバンド毎のCQIを示す第2の情報と、前記第1の情報と、に基づいて、前記利用可能なリソースブロックを決定する請求項1に記載の通信制御方法。
  4. 前記第1の基地局が、前記第1のユーザ端末からフィードバックされる第1のプリコーダ行列情報毎の第1の統計量を前記第2の基地局に通知するステップと、
    前記第2の基地局が、前記第2の基地局と接続する第2のユーザ端末からフィードバックされる第2のプリコーダ行列情報毎の第2の統計量を算出するステップと、
    前記第2の基地局が、前記第1の統計量と前記第2の統計量とを比較することにより、前記下りリンク協調送信の可否を判定するステップと、を更に備える請求項1に記載の通信制御方法。
  5. 第2の基地局と協調して下りリンク協調送信を行う第1の基地局であって、
    前記第2の基地局に対して、前記第1の基地局と接続する第1のユーザ端末からフィードバックされたサブバンド毎のCQIを示す第1の情報を通知する処理を実行する制御部を有し、
    前記サブバンドは、下りリンク全帯域を分割した周波数単位であり、複数リソースブロック分の帯域幅を有し、
    前記制御部は、前記下りリンク協調送信のために利用可能なリソースブロックを示す情報を含む無線リソース情報を前記第2の基地局から受信する処理を更に実行し、
    前記利用可能なリソースブロックは、前記第2の基地局が前記第1の情報に基づいて決定したリソースブロックである第1の基地局。
  6. 第1の基地局と協調して下りリンク協調送信を行う第2の基地局であって、
    前記第1の基地局から、前記第1の基地局と接続する第1のユーザ端末からフィードバックされたサブバンド毎のCQIを示す第1の情報を受信する処理を実行する制御部を有し、
    前記サブバンドは、下りリンク全帯域を分割した周波数単位であり、複数リソースブロック分の帯域幅を有し、
    前記制御部は、
    前記第1の情報に基づいて、前記下りリンク協調送信のために利用可能なリソースブロックを決定する処理と、
    前記第1の基地局に対して、前記利用可能なリソースブロックを示す情報を含む無線リソース情報を通知する処理と、を更に実行する第2の基地局。
  7. 第2の基地局と協調して下りリンク協調送信を行う第1の基地局を制御するためのプロセッサであって、
    前記第2の基地局に対して、前記第1の基地局と接続する第1のユーザ端末からフィードバックされたサブバンド毎のCQIを示す第1の情報を通知する処理を実行し、
    前記サブバンドは、下りリンク全帯域を分割した周波数単位であり、複数リソースブロック分の帯域幅を有し、
    前記下りリンク協調送信のために利用可能なリソースブロックを示す情報を含む無線リソース情報を前記第2の基地局から受信する処理を更に実行し、
    前記利用可能なリソースブロックは、前記第2の基地局が前記第1の情報に基づいて決定したリソースブロックであるプロセッサ。
  8. 第1の基地局と協調して下りリンク協調送信を行う第2の基地局を制御するためのプロセッサであって、
    前記第1の基地局から、前記第1の基地局と接続する第1のユーザ端末からフィードバックされたサブバンド毎のCQIを示す第1の情報を受信する処理を実行し、
    前記サブバンドは、下りリンク全帯域を分割した周波数単位であり、複数リソースブロック分の帯域幅を有し、
    前記第1の情報に基づいて、前記下りリンク協調送信のために利用可能なリソースブロックを決定する処理と、
    前記第1の基地局に対して、前記利用可能なリソースブロックを示す情報を含む無線リソース情報を通知する処理と、を更に実行するプロセッサ。
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