JP6515416B2 - 無線通信システム、基地局装置、及び端末装置 - Google Patents
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Description
この、アンライセンスバンドを使用したLTE(Long Term Evolution)がRelease13以降の標準化規格をターゲットとして、3GPP(3rd Generation Partnership Project)において検討が開始されている。
しかしながら、アンライセンスバンドではライセンス不要の周波数帯域であるため、様々なサービスが競合することになり、これらのサービスにおける相互干渉が懸念されている。
例えば、特許文献1に記載の技術は、Bluetooth(登録商標)またはWiFi(登録商標)の少なくとも一方とLTEとを搭載する端末装置において、LTEに対してBluetooth(登録商標)またはWiFi(登録商標)などが干渉を起こすか否かを判定し、ネットワーク側に報告することで干渉の軽減または干渉の防止を行うものである。
このように、無線リソースを適切にスケジューリングすることができないという問題があった。
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
無線通信システムS1は、基地局装置BS1と、基地局装置BS2と、基地局装置BS3と、端末装置UE1と、端末装置UE2と、データベースDB1と、を含んで構成される。無線通信システムS1は、干渉局IF1や干渉局IF2からの干渉波による干渉を受けるものと仮定する。
例えば、端末装置UE1や端末装置UE2は、データ通信機能や音声通信機能を備えた携帯電話端末や多機能型携帯端末(スマートフォン)やタブレットPC、ノート型PCなどである。データベースDB1は、干渉に関する情報を記憶するデータベースである。
なお、図示する例ではデータベースDB1が無線通信システムS1内に存在し、基地局装置BS1や基地局装置BS2や基地局装置BS3などの各基地局装置とデータベースDB1が接続される一例であるが、データベースDB1を少なくともいずれかの基地局装置が備える構成であってもよい。
端末装置UE1は、アンテナ1011、1012、1013、1014、1015と、LTE送信部A1021と、LTE送信部B1022と、LTE受信部A1031と、LTE受信部B1032と、干渉波受信部104と、制御部105と、を含んで構成される。制御部105は、放送チャネル検出部1051と、干渉取得部1052と、干渉情報報告部1053と、を含んで構成される。
アンテナ1013は、LTE受信部A1031が基地局装置BS1または他の端末装置と通信する際に用いられるアンテナである。アンテナ1014は、LTE受信部B1032が基地局装置BS1または他の端末装置と通信する際に用いられるアンテナである。
アンテナ1015は、干渉波受信部104が干渉波を受信するためのアンテナである。
放送チャネル検出部1051は、干渉波受信部104での全チャネルサーチを実施することで、その端末装置UE1の位置で受信可能な放送チャネルの検出を行う。
干渉取得部1052は、放送チャネル検出部1051において放送チャネルで検出された全チャネル、あるいはチャネルに相当する周波数帯域を取得する。なお、干渉取得部1052は、LTEで使用される周波数帯域に相当するチャネルや、そのチャネルに相当する周波数帯域における放送チャネルや、その放送チャネルに相当する周波数帯域のみを取得するようにしてもよい。
干渉情報報告部1053は、干渉取得部1052が取得した放送チャネルあるいは周波数帯域の情報を干渉情報としてLTE送信部A1021やLTE送信部B1022を通じて基地局装置BS1へ報告(送信)する。
基地局装置BS1は、アンテナ2011、2012、2013、2014、2015と、LTE送信部A2021と、LTE送信部B2022と、LTE受信部A2031と、LTE受信部B2032と、干渉波受信部204と、制御部205と、を含んで構成される。制御部205は、干渉情報受信部2051と、干渉波検出部2052と、干渉情報制御部206と、スケジューリング処理部2055と、を含んで構成される。干渉情報制御部206は、干渉情報処理部2053と、干渉情報記憶部2054と、を含んで構成される。
アンテナ2013は、LTE受信部A2031が端末装置UE1または他の端末装置と通信する際に用いられるアンテナである。アンテナ2014は、LTE受信部B2032が端末装置UE1または他の端末装置と通信する際に用いられるアンテナである。
アンテナ2015は、干渉波受信部204が干渉波を受信するためのアンテナである。
干渉情報受信部2051は、各端末装置から送信(報告)された干渉情報を受信し、干渉情報処理部2053に出力する。
干渉波検出部2052は、干渉波受信部204で受信したレーダ信号の周波数帯域を検出する。干渉波検出部2052は、検出したレーダ信号の周波数帯域を干渉情報処理部2053に出力する。
干渉情報記憶部2054は、干渉周波数帯域情報などの干渉情報を記憶する。
スケジューリング処理部2055は、干渉情報記憶部2054に記憶されている干渉情報を読み出し、読み出した干渉情報に基づいてコンポーネントキャリアと無線リソースとのスケジューリングを行う。
干渉情報のテーブルT11は、基地局装置のIDと、無線通信システム(LTEシステム)が割り当て可能な周波数帯とに対応するように干渉の有無の情報が格納された2次元の行と列からなる表形式のテーブルである。
例えば、テーブルT11の1行目は、基地局装置の識別子である基地局ID「1」であり、周波数帯域700MHz「1」、720MHz「0」、・・・、5200MHz「0」、5220MHz「0」、5240MHz「0」である。また、例えばテーブルT11の2行目は、基地局ID「2」であり、周波数帯域700MHz「0」、720MHz「0」、・・・、5200MHz「1」、5220MHz「1」、5240MHz「0」である。3行目は、基地局ID「3」であり、周波数帯域700MHz「0」、720MHz「0」、・・・、5200MHz「1」、5220MHz「1」、5240MHz「0」である。
すなわち、1行目の例では、基地局IDが「1」である基地局装置における、700MHzの周波数帯(周波数帯域、周波数バンド)において「1」が格納されていることから、該周波数帯において干渉波が存在していることを表している。
テーブルT21は、無線通信システム(LTEシステム)が割り当て可能な周波数帯に対応するように干渉の有無の情報が格納された2次元の行と列からなる表形式のテーブルである。
例えば、テーブルT21の1行目は、周波数帯700MHz「0」、720MHz「0」、・・・、5200MHz「1」、5220MHz「1」、5240MHz「0」である。
すなわち、1行目の例では、基地局装置BS1における、5200MHz,5220MHzの周波数帯(周波数帯域、周波数バンド)において各々「1」が格納されていることから、該周波数帯において干渉波が存在していることを表している。
ステップST101において、基地局装置BS1のスケジューリング処理部2055は、データベースDB1(干渉情報記憶部2054)から干渉情報を読み出して取得する。
ステップST102において、スケジューリング処理部2055は、読み出した干渉情報を参照して、端末装置UE1に割り当てるコンポーネントキャリア(CCn)で使用する周波数帯域に干渉が存在するか否かを判定する。端末装置UE1に割り当てる(スケジューリングする)コンポーネントキャリア(CCn)で使用する周波数帯域に干渉が存在する場合(ステップST102;YES)、スケジューリング処理部2055は、ステップST103の処理を行う。一方、端末装置UE1に割り当てるコンポーネントキャリア(CCn)で使用する周波数帯域に干渉が存在しない場合(ステップST102;NO)、スケジューリング処理部2055は、ステップST108の処理を行う。
ステップST107において、スケジューリング処理部2055は、コンポーネントキャリア(CCn)を干渉コンポーネントキャリアとし、該コンポーネントキャリア(CCn)をスケジューリングしないと決定する。
ステップST108において、スケジューリング処理部2055は、コンポーネントキャリア(CCn)を上りリンクおよび下りリンクの一方または両方において利用可能と判定し、該コンポーネントキャリア(CCn)をPcellまたはScellとして使用すると決定する。
ステップST109において、スケジューリング処理部2055は、コンポーネントキャリア(CCn)を下りリンク専用のScellとして使用すると決定する。
なお、FDDにおいて、下りリンク専用のScellとして追加する場合、スケジューリング処理部2055は、下りリンク専用のScellとして使用すると決定されたコンポーネントキャリア(CCn)(ステップST109)を優先的にスケジューリングするようにしてもよい。
なお、FDDにおいて、上りリンク専用のScellとして追加する場合、スケジューリング処理部2055は、上りリンク専用のScellとして使用すると決定されたコンポーネントキャリア(CCn)(ステップST106)を優先的にスケジューリングするようにしてもよい。
このように、各基地局装置により保持される信頼性の高い干渉情報に基づいて無線リソースのスケジューリングを行うことで、各基地局装置全体のスループットが低下することを防ぐことができる。また、FDDによるLTEのCCでは、上りリンクまたは下りリンクの周波数帯域に干渉がある場合でも無線リソースを有効活用することが可能であるため、無線通信システム全体のスループットを向上させることができる。
これにより、無線リソースを適切にスケジューリングすることができる。
次いで、本発明の第2の実施形態について説明する。
まず、端末装置UE1の構成について説明する。
端末装置UE1の構成は、第1の実施形態に係る端末装置UE1の構成と同様であるため、第1の実施形態に係る端末装置UE1と第2の実施形態に係る端末装置UE1とで異なる部分を中心に説明する。
なお、取得する全チャネルまたはその全チャネルに相当する周波数帯域は、LTEで使用される周波数帯域に相当するチャネルや、そのチャネルに相当する周波数帯域における放送チャネルの全チャネルまたはその全チャネルに相当する周波数帯域を取得するようにしてもよい。
干渉情報報告部1053は、干渉取得部1052が取得した放送チャネルで検出された全チャネルまたはチャネルに相当する周波数帯域と、その干渉レベルの大きさとを干渉情報として基地局装置BS1に報告する。
基地局装置BS1の構成は、第1の実施形態に係る基地局装置BS1の構成と同様であるため、第1の実施形態に係る基地局装置BS1と第2の実施形態に係る基地局装置BS1とで異なる部分を中心に説明する。
干渉情報処理部2053は、干渉情報受信部2051が各端末装置から受信した干渉情報を統計的に解析し、地上デジタル放送などの干渉となる周波数帯域及びその干渉レベルの大きさを算出する。例えば、各端末装置から報告される各周波数帯域の干渉レベルの大きさの平均値、あるいは中央値をその周波数帯域の干渉値と判断する。そして、干渉情報処理部2053は、算出した周波数帯域及び干渉レベルの大きさと、干渉波検出部2052により検出されたレーダ信号の周波数帯域およびその干渉レベルの大きさとを干渉情報として干渉情報記憶部2054に記憶させる。
図4に示すテーブルT11の例では、周波数帯ごとの干渉の有無を「1」「0」で表す例について説明したが、図7のテーブルT16に示す例では、周波数帯ごとに干渉の影響度などを評価した評価値、例えば干渉の影響が小さいことを表す「0」から干渉の影響が大きいことを表す「10」までの11段階で評価した評価値などの段階的な評価値を周波数帯ごと格納した干渉情報を記憶する。
図5に示すテーブルT21の例では、周波数帯ごとの干渉の有無を「1」「0」で表す例について説明したが、図8のテーブルT24に示すように、周波数帯ごとに干渉の影響度などを評価した評価値、例えば干渉の影響が小さいことを表す「0」から干渉の影響が大きいことを表す「10」までの11段階で評価した評価値などの段階的な評価値を周波数帯ごと格納した干渉情報を記憶する。
ステップST201において、基地局装置BS1のスケジューリング処理部2055は、データベースDB1(干渉情報記憶部2054)から干渉情報を読み出して取得する。
ステップST202において、スケジューリング処理部2055は、読み出した干渉情報を参照して、端末装置UE1に割り当てるコンポーネントキャリア(CCn)で使用する周波数帯域の干渉レベルが「1」以下であるか否かを判定する。端末装置UE1に割り当てる(スケジューリングする)コンポーネントキャリア(CCn)で使用する周波数帯域の干渉レベルが「1」以下である場合(ステップST202;YES)、スケジューリング処理部2055は、ステップST205の処理を行う。一方、端末装置UE1に割り当てるコンポーネントキャリア(CCn)で使用する周波数帯域の干渉レベルが「1」以下でない場合(ステップST202;NO)、スケジューリング処理部2055は、ステップST203の処理を行う。
ステップST205において、スケジューリング処理部2055は、コンポーネントキャリア(CCn)をQoS(Quality of Service)の高い通信、例えば、制御信号やリアルタイム信号などの通信から、QoSの低い通信、例えばベストエフォート型の通信までのあらゆる通信に使用すると決定する。
ステップST206において、スケジューリング処理部2055は、コンポーネントキャリア(CCn)をQoSの低い通信としてのみ使用すると決定する。
なお、本実施形態では、干渉レベルの大きさに応じて、QoSの高い通信に使用するコンポーネントキャリア(CCn)とQoSの低い通信に使用するコンポーネントキャリア(CCn)と、干渉コンポーネントキャリア(CCn)として使用しないコンポーネントキャリア(CCn)とを決定したが、QoSに応じてコンポーネントキャリア(CCn)の使用用途をさらに詳細に分けるようにしてもよい。
なお、第1の実施形態に係る無線リソースのスケジューリング処理と本実施形態に係る無線リソースのスケジューリング処理とを組み合わせてもよい。例えば、FDDにおけるコンポーネントキャリア(CCn)の上りの周波数帯域の干渉レベルが8と大きく、FDDにおけるコンポーネントキャリア(CCn)の下りの周波数帯域の干渉レベルが4と中程度の大きさの場合には、そのコンポーネントキャリア(CCn)は、下りリンク専用のScellとし、さらにQoSの低い通信としてのみ使用する。
このように、各基地局装置により保持される信頼性の高い干渉情報に基づいて無線リソースのスケジューリングを行うことで、各基地局装置全体のスループットが低下することを防ぐことができる。また、LTEのコンポーネントキャリア(CCn)に中程度の干渉がある場合でもQoSの低い通信に使用するなど、無線リソースを有効活用することが可能であるため、無線通信システム全体のスループットを向上させることができる。
なお、干渉コンポーネントキャリア(CCn)として使用しないと決定されたコンポーネントキャリア(CCn)に対して、干渉レベル6〜9であれば無線品質の高い端末装置に使用可能としてスケジューリングしてもよい。
これにより、無線リソースを適切にスケジューリングすることができる。
次いで、本発明の第3の実施形態について説明する。
まず、端末装置UE1の構成について説明する。
端末装置UE1の構成は、第1の実施形態に係る端末装置UE1の構成と位置検出部106を備える点が異なるが、それ以外は同様であるため、図示および説明を省略し、第1の実施形態に係る端末装置UE1と第3の実施形態に係る端末装置UE1とで異なる部分を中心に説明する。
干渉情報報告部1053は、干渉取得部1052が取得した放送チャネルで検出された全チャネルまたはチャネルに相当する周波数帯域と、位置検出部106が検出した位置情報とを干渉情報として基地局装置BS1に報告する。
基地局装置BS1の構成は、第1の実施形態に係る基地局装置BS1の構成と同様であるため、第1の実施形態に係る基地局装置BS1と第3の実施形態に係る基地局装置BS1とで異なる部分を中心に説明する。
干渉情報処理部2053は、干渉情報受信部2051が各端末装置から受信した位置情報に基づいて、セル内の位置毎に、各端末装置から報告された干渉情報を統計的に解析し、地上デジタル放送などの干渉となる周波数帯域を算出する。そして、干渉情報処理部2053は、算出した周波数帯域と、干渉波検出部2052により検出されたレーダ信号の周波数帯域とを干渉情報として干渉情報記憶部2054に記憶させる。なお、干渉波検出部2052により検出された干渉情報については、セル内の全ての位置での干渉として判断する。
テーブルT14、T15は、図4に示すテーブルT11の様な干渉情報のテーブルに対して、例えばGPSによって取得された位置情報が対応付けられた干渉情報のテーブルとして記憶するものである。
テーブルT23は、図5に示すテーブルT21の様な干渉情報のテーブルに対して、例えばGPSによって取得された位置情報が対応付けられた干渉情報のテーブルとして記憶する。
ステップST301において、基地局装置BS1と端末装置UE1との間で通信接続を開始する。
ステップST302において、端末装置UE1の位置検出部106は、緯度経度などの位置を定期的に取得し、位置情報を検出し、基地局装置BS1に干渉情報として報告する。基地局装置BS1の干渉情報受信部2051は、端末装置UE1から報告された位置情報を取得する。
ステップST304において、基地局装置BS1のスケジューリング処理部2055は、図6に示す第1の実施形態に係る無線リソースのスケジューリング処理および図7に示す第2の実施形態に係る無線リソースのスケジューリング処理の一方または両方により、コンポーネントキャリア(CCn)の使用用途を決定する。
ステップST305において、基地局装置BS1のスケジューリング処理部2055は、決定したコンポーネントキャリア(CCn)の使用用途に応じて端末装置UE1へのスケジューリングを行う。
なお、本実施の形態では、LTEシステム以外の他のシステムの干渉をデータベース化しているが、隣接LTEセルの干渉も含めてデータベース化してもよい。例えば、隣接セル(ここではマクロセル内のスポット的なセル)として、3GPP規格に定義されているCSGセルのようなマクロセルが把握できていないスポット的なセル干渉を回避することが可能となる。隣接LTEセル干渉の検出方法の一例として、RSRQ(受信品質)が低く、RSRP(受信レベル)が高い場合に干渉があると判断する。もちろん、隣接LTEセルの干渉でなく、WiFi等のスポット的な干渉である可能性もあるが、少なくとも干渉帯域であることを判断できる。
なお、上記第1の実施形態から第3の実施形態までにおいて、LTEシステムについて説明したが、LTEシステムに限定されず、他の無線通信システムに対して本発明の各実施形態を適用してもよい。
これにより、無線リソースを適切にスケジューリングすることができる。
Claims (5)
- 基地局装置と、前記基地局装置と通信を行う端末装置とを備える無線通信システムであって、
前記無線通信システムで使用される周波数帯域において、周波数帯域毎に、ある一定のエリア内の干渉情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている干渉情報に基づいて、無線リソースのスケジューリングを行うスケジューリング部と、
を備え、
前記スケジューリング部は、
前記干渉情報に基づいて、前記基地局装置と前記端末装置との間の通信で使用する上りリンクの周波数帯域および下りリンクの周波数帯域のいずれか一方に干渉が存在すると判定した場合には、前記干渉が存在すると判定した周波数帯域を使用せずにスケジューリングする
無線通信システム。 - 前記スケジューリング部は、
前記干渉情報に基づいて、サービス要求品質(QoS)や無線品質のレベルに応じて、前記基地局装置と前記端末装置との間の通信で使用する上りリンクの周波数帯域および下りリンクの周波数帯域のいずれか一方または両方の周波数帯域を決定する
請求項1に記載の無線通信システム。 - 基地局装置と、前記基地局装置と通信を行う端末装置とを備える無線通信システムであって、
前記無線通信システムで使用される周波数帯域において、周波数帯域毎に、ある一定のエリア内の干渉情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている干渉情報に基づいて、無線リソースのスケジューリングを行うスケジューリング部と、
を備え、
前記スケジューリング部は、
前記干渉情報に基づいて、サービス要求品質(QoS)や無線品質のレベルに応じて、前記基地局装置と前記端末装置との間の通信で使用する上りリンクの周波数帯域および下りリンクの周波数帯域のいずれか一方または両方の周波数帯域を決定する
無線通信システム。 - 端末装置と通信する基地局装置であって、
干渉情報を測定する測定部と、
少なくとも前記測定部で測定された前記干渉情報と、既知の干渉情報と、前記端末装置から干渉情報を受信する場合には各前記端末装置から受信する干渉情報の統計値との少なくとも一つの干渉情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶する前記干渉情報に基づいて、無線リソースのスケジューリングを行うスケジューリング部と、
を備え、
前記スケジューリング部は、
前記干渉情報に基づいて、前記基地局装置と前記端末装置との間の通信で使用する上りリンクの周波数帯域および下りリンクの周波数帯域のいずれか一方に干渉が存在すると判定した場合には、前記干渉が存在すると判定した周波数帯域を使用せずにスケジューリングする
基地局装置。 - 基地局装置と通信する端末装置であって、
第1の干渉情報を測定する測定部と、
前記第1の干渉情報を前記基地局装置に報告する報告部と、
前記第1の干渉情報及び前記基地局装置が測定した第2干渉情報に基づいて、前記基地局装置がスケジューリングした無線リソースを用いて前記基地局装置と通信を行う通信部と、
を備え、
前記通信部は、
前記基地局装置が、前記干渉情報に基づいて、前記基地局装置と前記端末装置との間の通信で使用する上りリンクの周波数帯域および下りリンクの周波数帯域のいずれか一方に干渉が存在すると判定した場合には、前記干渉が存在すると判定した周波数帯域を使用せずにスケジューリングされた無線リソースを用いて通信を行う
端末装置。
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