JP6304926B2 - 通信制御装置、無線基地局装置、無線端末装置および通信制御方法 - Google Patents

通信制御装置、無線基地局装置、無線端末装置および通信制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、通信制御装置、無線基地局装置、無線端末装置および通信制御方法に関する。
近年、HetNet(Heterogeneous Network)と呼ばれる無線通信ネットワークが知られている。図5にHetNetの構成例を示す。図5において、マクロセル(Macro cell)101は、比較的低い周波数帯を利用し、カバレッジ(通信サービスを提供可能な範囲)が広い。スモールセル(Small cell)201は、マクロセル101に重複して配置され、比較的高い周波数帯を利用し、カバレッジが狭い。
マクロセル101とスモールセル201が異なる周波数帯を利用する場合、ユーザの無線端末装置(UE:User Equipment)300は、マクロセル101の無線基地局装置(以下、マクロセル基地局と称する)100とスモールセル201の無線基地局装置(以下、スモールセル基地局と称する)200との間で、異バンド間ハンドオーバを行って、接続する基地局を切り替える。ここで、例えば、周波数帯fmを利用するマクロセル基地局100に接続しているUE300が、周波数帯fsを利用するスモールセル基地局200に異バンド間ハンドオーバを行う場合、UE300は、ハンドオーバ可能なスモールセル201を発見するために、周波数帯fsで無線信号の測定を行う。この無線信号の測定では、UE300は、メジャメントギャップ(Measurement gap)と呼ばれる測定期間において、使用する周波数帯をfmからfsに切り替える(例えば、特許文献1参照)。
また、非特許文献1には、3GPP(3rd Generation Partnership Project)で標準化作業が進められているLTE(Long Term Evolution)と呼ばれる無線通信方式における、メジャメントギャップについて記載されている。
特開2012−34048号公報
3GPP, TS36.133 3GPP, TS36.331
上述した従来のメジャメントギャップを用いた無線信号の測定では、定期的にメジャメントギャップを設ける。このため、マクロセル基地局100に接続しているUE300は、近傍にスモールセル201が無くても、メジャメントギャップにおいて、使用する周波数帯をfmからfsに切り替えるので、周波数の利用効率の点で不都合である。また、UE300の消費電力の節約の点でも不都合である。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、メジャメントギャップを用いた無線信号の測定における効率の向上に寄与できる通信制御装置、無線基地局装置、無線端末装置および通信制御方法を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係る通信制御装置は、異なる周波数帯を利用するマクロセル基地局とスモールセル基地局のカバレッジエリアが重複するエリアが存在する無線通信システムにおける通信制御装置において、マクロセル基地局のカバレッジエリア内におけるスモールセル基地局の有無を示すスモールセル基地局情報を記憶する記憶部と、前記スモールセル基地局情報に基づいて、マクロセル基地局のカバレッジエリア内にスモールセル基地局が有る場合に、当該マクロセル基地局のカバレッジエリア内に在る無線端末装置に対してスモールセル基地局の周波数帯での品質測定を指示する制御部と、前記無線端末装置の移動速度を示す情報を含む移動情報を取得する端末情報取得部と、を備え、前記制御部は、前記品質測定の指示において、前記無線端末装置が使用する周波数帯を前記スモールセル基地局の周波数帯にする測定期間であるメジャメントギャップの繰り返し周期を、前記無線端末装置の移動速度が速いほど短く前記スモールセル基地局情報は、スモールセル基地局のカバレッジエリアの大きさを示すスモールセルサイズ情報を有し、前記制御部は、前記品質測定の指示において、スモールセル基地局のカバレッジエリアが大きいほどメジャメントギャップの繰り返し周期を短くする、ことを特徴とする。
本発明に係る通信制御装置は、異なる周波数帯を利用するマクロセル基地局とスモールセル基地局のカバレッジエリアが重複するエリアが存在する無線通信システムにおける通信制御装置において、スモールセル基地局から所定範囲内におけるマクロセル基地局の有無を示すマクロセル基地局情報を記憶する記憶部と、前記マクロセル基地局情報に基づいて、スモールセル基地局から所定範囲内にマクロセル基地局が有る場合に、当該スモールセル基地局から所定範囲内に在る無線端末装置に対してマクロセル基地局の周波数帯での品質測定を指示する制御部と、前記無線端末装置の移動速度を示す情報を含む移動情報を取得する端末情報取得部と、を備え、前記制御部は、前記品質測定の指示において、前記無線端末装置が使用する周波数帯を前記マクロセル基地局の周波数帯にする測定期間であるメジャメントギャップの繰り返し周期を、前記無線端末装置の移動速度が速いほど短く前記記憶部は、スモールセル基地局のカバレッジエリアの大きさを示すスモールセルサイズ情報を記憶し、前記制御部は、前記品質測定の指示において、スモールセル基地局のカバレッジエリアが大きいほどメジャメントギャップの繰り返し周期を短くする、ことを特徴とする。
本発明に係る無線基地局装置は、前述のいずれかの通信制御装置を備えたことを特徴とする。
本発明に係る無線端末装置は、前述のいずれかの通信制御装置を備えたことを特徴とする。
本発明に係る無線端末装置は、異なる周波数帯を利用するマクロセル基地局とスモールセル基地局のカバレッジエリアが重複するエリアが存在し且つ前述のいずれかの通信制御装置を有する無線通信システムにおける無線端末装置であり、前記通信制御装置からの品質測定の指示を受信する受信部と、前記通信制御装置からの品質測定の指示に基づいて品質測定を行う測定部と、を備え、前記品質測定において、前記無線端末装置が使用する周波数帯を前記マクロセル基地局又は前記スモールセル基地局のうち測定対象の基地局の周波数帯にする測定期間であるメジャメントギャップの繰り返し周期は、前記無線端末装置の移動速度が速いほど短くなり且つスモールセル基地局のカバレッジエリアが大きいほど短くなる、ことを特徴とする。
本発明に係る通信制御方法は、異なる周波数帯を利用するマクロセル基地局とスモールセル基地局のカバレッジエリアが重複するエリアが存在する無線通信システムにおける通信制御方法であって、マクロセル基地局のカバレッジエリア内におけるスモールセル基地局の有無を示すスモールセル基地局情報を記憶する記憶ステップと、前記スモールセル基地局情報に基づいて、マクロセル基地局のカバレッジエリア内にスモールセル基地局が有る場合に、当該マクロセル基地局のカバレッジエリア内に在る無線端末装置に対してスモールセル基地局の周波数帯での品質測定を指示する制御ステップと、前記無線端末装置の移動速度を示す情報を含む移動情報を取得する端末情報取得ステップと、を含み、前記制御ステップは、前記品質測定の指示において、前記無線端末装置が使用する周波数帯を前記スモールセル基地局の周波数帯にする測定期間であるメジャメントギャップの繰り返し周期を、前記無線端末装置の移動速度が速いほど短くする、通信制御方法であり、前記スモールセル基地局情報は、スモールセル基地局のカバレッジエリアの大きさを示すスモールセルサイズ情報を有し、前記制御ステップは、前記品質測定の指示において、スモールセル基地局のカバレッジエリアが大きいほどメジャメントギャップの繰り返し周期を短くする、ことを特徴とする。
本発明に係る通信制御方法は、異なる周波数帯を利用するマクロセル基地局とスモールセル基地局のカバレッジエリアが重複するエリアが存在する無線通信システムにおける通信制御方法であって、スモールセル基地局から所定範囲内におけるマクロセル基地局の有無を示すマクロセル基地局情報を記憶する記憶ステップと、前記マクロセル基地局情報に基づいて、スモールセル基地局から所定範囲内にマクロセル基地局が有る場合に、当該スモールセル基地局から所定範囲内に在る無線端末装置に対してマクロセル基地局の周波数帯での品質測定を指示する制御ステップと、前記無線端末装置の移動速度を示す情報を含む移動情報を取得する端末情報取得ステップと、を含み、前記制御ステップは、前記品質測定の指示において、前記無線端末装置が使用する周波数帯を前記マクロセル基地局の周波数帯にする測定期間であるメジャメントギャップの繰り返し周期を、前記無線端末装置の移動速度が速いほど短くする、通信制御方法であり、前記記憶ステップは、スモールセル基地局のカバレッジエリアの大きさを示すスモールセルサイズ情報を記憶し、前記制御ステップは、前記品質測定の指示において、スモールセル基地局のカバレッジエリアが大きいほどメジャメントギャップの繰り返し周期を短くする、ことを特徴とする。
本発明によれば、メジャメントギャップを用いた無線信号の測定における効率の向上に寄与できるという効果が得られる。
本発明の一実施形態に係る通信制御装置1の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る探索制御処理のフローチャートである。 本発明に係るメジャメントギャップを説明するための説明図である。 メジャメントギャップ・パターンの一例を示す表である。 HetNetの構成例を説明するための説明図である。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態では、無線通信方式の一例としてLTEを挙げて説明する。また、図5に示されるHetNetの構成例を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る通信制御装置1の構成例を示すブロック図である。図1において、通信制御装置1は、端末情報取得部11と記憶部12と制御部13を備える。
端末情報取得部11は、UE300の移動情報を取得する。移動情報は、UE300の移動速度を示す情報を含む。また、移動情報は、UE300の移動方向を示す情報を含んでもよい。
また、端末情報取得部11は、UE300と基地局の間の接続状態を示す端末接続情報を取得する。
記憶部12は、スモールセル基地局200に関する情報(スモールセル基地局情報)を記憶する。以下に、スモールセル基地局情報の例(1)〜(5)を示す。
(1)マクロセル基地局100のカバレッジエリア内にスモールセル基地局200が有るか無いかを示すスモールセル基地局有無情報。
(2)マクロセル基地局100のカバレッジエリア内に存在するスモールセル基地局200の数を示すスモールセル基地局数情報。
(3)マクロセル基地局100から見たスモールセル基地局200の方角を示すスモールセル基地局方角情報。
(4)スモールセル基地局200のカバレッジエリアの大きさ(面積)を示すスモールセルサイズ情報。
(5)スモールセル基地局200の位置とセル半径を示すスモールセル範囲情報。
記憶部12は、上記のスモールセル基地局情報の例(1)〜(5)のうち、一部または全てを格納する。なお、マクロセル基地局100のカバレッジエリア内にスモールセル基地局200が無い場合には、上記したスモールセル基地局方角情報、スモールセルサイズ情報およびスモールセル範囲情報は無い。
記憶部12は、スモールセル基地局情報を例えばテーブル形式で管理する。また、マクロセル基地局100の周辺に在るスモールセル基地局200のスモールセル基地局情報は、例えば、オペレータによる入力、既存の「ANR:Autonomous Neighbor Relation」機能または既存のスモールセル基地局の位置推定方法などを用いて取得される。
制御部13は、端末情報取得部11により取得されたUE300の移動情報および端末接続情報と、記憶部12に格納されるスモールセル基地局情報とを用いて、UE300によるスモールセル基地局の探索を制御する。
図2を参照して、制御部13の動作を説明する。図2は本実施形態に係る探索制御処理のフローチャートである。
(ステップS1)制御部13は、記憶部12に格納されるスモールセル基地局情報に基づいて、マクロセル基地局100のカバレッジエリア内にスモールセル基地局200が存在するかを判断する。
(ステップS2)ステップS1の判断の結果、スモールセル基地局200が存在する場合にはステップS3に進む。一方、スモールセル基地局200が存在しない場合には図2の処理を終了する。
(ステップS3)制御部13は、端末情報取得部11からUE300の移動情報および端末接続情報を取得する。
(ステップS4)制御部13は、UE300の端末接続情報に基づいて、UE300がマクロセル基地局100と接続中であるかを判断する。この判断の結果、マクロセル基地局100と接続中である場合にはステップS5に進む。一方、マクロセル基地局100と接続中ではない場合には図2の処理を終了する。
なお、UE300の端末接続情報が取得できない場合には、ステップS4をスキップしてステップS5に進むようにしてもよい。
(ステップS5)制御部13は、UE300の移動情報に基づいて、UE300の移動速度が所定値以上であるかを判断する。この判断の結果、移動速度が所定値以上である場合には図2の処理を終了する。一方、移動速度が所定値未満である場合にはステップS6に進む。
なお、制御部13は、UE300の移動情報がUE300の移動方向を有する場合には、UE300の移動方向に基づいて、UE300がスモールセル基地局200に向かっているかを判断してもよい。この判断の結果、UE300がスモールセル基地局200に向かっている場合にはステップS6に進み、UE300がスモールセル基地局200に向かっていない場合には図2の処理を終了する。
また、UE300の移動情報が取得できない場合には、ステップS5をスキップしてステップS6に進むようにしてもよい。
(ステップS6)制御部13は、UE300に対して、スモールセル基地局200の周波数帯fsでの品質測定を指示する。
品質測定指示の一例として、非特許文献2に、異バンドの品質測定指示の内容が記載されている。非特許文献2には、異バンドの品質測定指示として、測定対象の周波数およびレポート種別(周期的かイベントトリガーか)、メジャメントギャップなどの品質測定用パラメータ、並びに、UE300からマクロセル基地局100への品質測定結果レポート(Measurement report)の送信判断処理に必要な、セル個別オフセット(CIO)および「TTT:Time-to-Trigger」などの情報をUE300に通知することが記載されている。
UE300は、通信制御装置1からの品質測定の指示を受信する受信部と、該通信制御装置1からの品質測定の指示に基づいて品質測定を行う測定部とを備える。UE300は、スモールセル基地局200の周波数帯fsでの品質測定の指示を受信すると、図3に示されるように、メジャメントギャップT_mgを設ける。UE300は、タイミングt_m1,t_m2では、マクロセル基地局100の周波数帯fmで無線信号の測定を行う。一方、タイミングt_sでは、メジャメントギャップT_mgが設けられる。UE300は、メジャメントギャップT_mgにおいて、使用する周波数帯をマクロセル基地局100の周波数帯fmからスモールセル基地局200の周波数帯fsに切り替え、周波数帯fsで無線信号の測定を行う。
図4は、メジャメントギャップ・パターンの一例を示す表である。図4のメジャメントギャップ・パターンは、非特許文献1に記載されている。図4には、2種類のメジャメントギャップ・パターン(ギャップ・パターン(Gap Pattern)IDが0と1)が定義されている。図4において、メジャメントギャップ・パターンは、メジャメントギャップの長さ(MGL:Measurement Gap Length(ms))とメジャメントギャップの繰り返し周期(MGRP:Measurement Gap Repetition Period(ms))から構成される。
図4では2種類のメジャメントギャップ・パターンが定義されているが、さらにメジャメントギャップ・パターンの種類を増やしてもよい。例えば、スモールセル基地局200に向けて移動しているUE300に対して、MGRPを短くしたメジャメントギャップ・パターン(例えば、MGRP=20ms)を設けてもよい。また、UE300の移動速度が速いほど、MGRPを短くしてもよい。
また、マクロセル基地局100のカバレッジエリア内に存在するスモールセル基地局200の数に応じたMGRPを有するメジャメントギャップ・パターンを設けてもよい。スモールセル基地局200の数が多いほど、MGRPを短くすることが挙げられる。
また、スモールセル基地局200のカバレッジエリアが大きいほど、MGRPを短くしてもよい。また、スモールセル基地局200のセル範囲がUE300に近いほど、MGRPを短くしてもよい。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、UE300がマクロセル基地局100と接続中ではない場合(UE300がアイドル状態である場合)には、UE300が、非通信状態(LTEにおける、RRC_IDLE状態)から通信状態(LTEにおける、RRC_CONNECTED状態)に遷移するタイミングで、スモールセル基地局200の周波数帯fsで無線信号の測定を行うようにしてもよい。
また、UE300が初期アクセス時(RACH送信時)にマクロセル基地局100に対して接続を試みた場合には、当該マクロセル基地局100から当該UE300に対する初期アクセスレスポンス(RACH Response)の送信時に、UE300に対して必ずスモールセル基地局200への初期アクセスを試みるように指示してもよい。
また、RRC_IDLE状態とRRC_CONNECTED状態とで、品質測定のための各種パラメータの数値を変えてもよい。
なお、通信制御装置1は、基地局に具備されてもよく、又は、基地局とは独立の装置として設けられてもよい。また、通信制御装置1は、UE300に具備されてもよい。この場合、スモールセル基地局情報は、例えば、UE300が接続している基地局から該UE300へ供給することが挙げられる。UE300が通信制御装置1を具備する場合、UE300が品質測定タイミングを判断する機能を有する。
また、上述した実施形態では、無線通信システムの一例としてLTEの無線通信システムを挙げたが、他の無線通信システムにも同様に適用可能である。
また、上述した実施形態では、ハンドオーバ可能なスモールセル基地局200の探索を行う場合を説明したが、ハンドオーバ可能なマクロセル基地局100の探索を行う場合にも同様に適用可能である。この場合には、スモールセル基地局情報の代わりに、スモールセル基地局200から所定範囲内におけるマクロセル基地局100に関する有無、個数、位置、方角、マクロセルのサイズなどを示す情報(マクロセル基地局情報)を用いる。また、通信制御装置の制御部は、マクロセル基地局情報に基づいて、スモールセル基地局200から所定範囲内にマクロセル基地局100が有る場合に、当該スモールセル基地局200から所定範囲内に在るUE300に対してマクロセル基地局100の周波数帯fmでの品質測定を指示する。
1…通信制御装置、11…端末情報取得部、12…記憶部、13…制御部、100…マクロセル基地局(無線基地局装置)、101…マクロセル、200…スモールセル基地局(無線基地局装置)、201…スモールセル、300…UE(無線端末装置)

Claims (7)

  1. 異なる周波数帯を利用するマクロセル基地局とスモールセル基地局のカバレッジエリアが重複するエリアが存在する無線通信システムにおける通信制御装置において、
    マクロセル基地局のカバレッジエリア内におけるスモールセル基地局の有無を示すスモールセル基地局情報を記憶する記憶部と、
    前記スモールセル基地局情報に基づいて、マクロセル基地局のカバレッジエリア内にスモールセル基地局が有る場合に、当該マクロセル基地局のカバレッジエリア内に在る無線端末装置に対してスモールセル基地局の周波数帯での品質測定を指示する制御部と、
    前記無線端末装置の移動速度を示す情報を含む移動情報を取得する端末情報取得部と、を備え、
    前記制御部は、前記品質測定の指示において、前記無線端末装置が使用する周波数帯を前記スモールセル基地局の周波数帯にする測定期間であるメジャメントギャップの繰り返し周期を、前記無線端末装置の移動速度が速いほど短く
    前記スモールセル基地局情報は、スモールセル基地局のカバレッジエリアの大きさを示すスモールセルサイズ情報を有し、
    前記制御部は、前記品質測定の指示において、スモールセル基地局のカバレッジエリアが大きいほどメジャメントギャップの繰り返し周期を短くする、
    通信制御装置。
  2. 異なる周波数帯を利用するマクロセル基地局とスモールセル基地局のカバレッジエリアが重複するエリアが存在する無線通信システムにおける通信制御装置において、
    スモールセル基地局から所定範囲内におけるマクロセル基地局の有無を示すマクロセル基地局情報を記憶する記憶部と、
    前記マクロセル基地局情報に基づいて、スモールセル基地局から所定範囲内にマクロセル基地局が有る場合に、当該スモールセル基地局から所定範囲内に在る無線端末装置に対してマクロセル基地局の周波数帯での品質測定を指示する制御部と、
    前記無線端末装置の移動速度を示す情報を含む移動情報を取得する端末情報取得部と、を備え、
    前記制御部は、前記品質測定の指示において、前記無線端末装置が使用する周波数帯を前記マクロセル基地局の周波数帯にする測定期間であるメジャメントギャップの繰り返し周期を、前記無線端末装置の移動速度が速いほど短く
    前記記憶部は、スモールセル基地局のカバレッジエリアの大きさを示すスモールセルサイズ情報を記憶し、
    前記制御部は、前記品質測定の指示において、スモールセル基地局のカバレッジエリアが大きいほどメジャメントギャップの繰り返し周期を短くする、
    通信制御装置。
  3. 請求項1又は2に記載の通信制御装置を備えた無線基地局装置。
  4. 請求項1又は2に記載の通信制御装置を備えた無線端末装置。
  5. 異なる周波数帯を利用するマクロセル基地局とスモールセル基地局のカバレッジエリアが重複するエリアが存在し且つ請求項1又は2に記載の通信制御装置を有する無線通信システムにおける無線端末装置であり、
    前記通信制御装置からの品質測定の指示を受信する受信部と、
    前記通信制御装置からの品質測定の指示に基づいて品質測定を行う測定部と、を備え、
    前記品質測定において、前記無線端末装置が使用する周波数帯を前記マクロセル基地局又は前記スモールセル基地局のうち測定対象の基地局の周波数帯にする測定期間であるメジャメントギャップの繰り返し周期は、前記無線端末装置の移動速度が速いほど短くなり且つスモールセル基地局のカバレッジエリアが大きいほど短くなる、
    無線端末装置。
  6. 異なる周波数帯を利用するマクロセル基地局とスモールセル基地局のカバレッジエリアが重複するエリアが存在する無線通信システムにおける通信制御方法であって、
    マクロセル基地局のカバレッジエリア内におけるスモールセル基地局の有無を示すスモールセル基地局情報を記憶する記憶ステップと、
    前記スモールセル基地局情報に基づいて、マクロセル基地局のカバレッジエリア内にスモールセル基地局が有る場合に、当該マクロセル基地局のカバレッジエリア内に在る無線端末装置に対してスモールセル基地局の周波数帯での品質測定を指示する制御ステップと、
    前記無線端末装置の移動速度を示す情報を含む移動情報を取得する端末情報取得ステップと、を含み、
    前記制御ステップは、前記品質測定の指示において、前記無線端末装置が使用する周波数帯を前記スモールセル基地局の周波数帯にする測定期間であるメジャメントギャップの繰り返し周期を、前記無線端末装置の移動速度が速いほど短くする、通信制御方法であり、
    前記スモールセル基地局情報は、スモールセル基地局のカバレッジエリアの大きさを示すスモールセルサイズ情報を有し、
    前記制御ステップは、前記品質測定の指示において、スモールセル基地局のカバレッジエリアが大きいほどメジャメントギャップの繰り返し周期を短くする、
    通信制御方法。
  7. 異なる周波数帯を利用するマクロセル基地局とスモールセル基地局のカバレッジエリアが重複するエリアが存在する無線通信システムにおける通信制御方法であって、
    スモールセル基地局から所定範囲内におけるマクロセル基地局の有無を示すマクロセル基地局情報を記憶する記憶ステップと、
    前記マクロセル基地局情報に基づいて、スモールセル基地局から所定範囲内にマクロセル基地局が有る場合に、当該スモールセル基地局から所定範囲内に在る無線端末装置に対してマクロセル基地局の周波数帯での品質測定を指示する制御ステップと、
    前記無線端末装置の移動速度を示す情報を含む移動情報を取得する端末情報取得ステップと、を含み、
    前記制御ステップは、前記品質測定の指示において、前記無線端末装置が使用する周波数帯を前記マクロセル基地局の周波数帯にする測定期間であるメジャメントギャップの繰り返し周期を、前記無線端末装置の移動速度が速いほど短くする、通信制御方法であり、
    前記記憶ステップは、スモールセル基地局のカバレッジエリアの大きさを示すスモールセルサイズ情報を記憶し、
    前記制御ステップは、前記品質測定の指示において、スモールセル基地局のカバレッジエリアが大きいほどメジャメントギャップの繰り返し周期を短くする、
    通信制御方法。
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