JPWO2011114463A1 - 無線通信システム、通信制御方法及び基地局 - Google Patents
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Abstract
無線通信システム(1)は、無線リソースを用いて夫々移動局(300)と通信を行う第1の基地局(100)及び第2の基地局(200)を備える無線通信システムであって、第1の基地局は、第2の基地局に対して無線リソースの割り当て制御を行うリソース制御手段(144)を備え、第2の基地局は、第1の基地局から割り当てられる無線リソースを用いて移動局と通信を行う通信手段(240、250)を備える。
Description
本発明は、無線通信システム、該システムにおける通信制御方法及び該システムを提供する基地局に関し、基地局のサービスエリアの拡張を実施する際のリソース割り当て制御及びエリア構築制御に関する。
無線通信システムにおけるサービスエリアの拡張技術として、無線電波強度を増幅するブースタや通信環境を改善させるリピータの設置、又は基地局配下に新しく基地局を増設することなどが従来行なわれている。
しかしながら、リピータやブースタなどの構成によるサービスエリアの拡張においては、単純に電波強度が増幅されるのみであり、増幅された通信電波が周辺基地局からの通信電波と干渉し、却って通信環境の悪化などに繋がる技術的な問題があった。
他方で、基地局配下に新しく基地局を増設することで、サービスエリアの拡張を行う技術について、例えばマルチホップ中継形式や、階層型セル構成形式などの基地局の設置方式が知られている。
以下に示す先行技術文献では、例えばマルチホップ中継形式において、周波数帯域を分割することで、基地局と中継局との間のセル内干渉の抑制を図る構成が知られている。又、階層型セル構成の基地局と配下の基地局との間で、干渉状態などに応じた通信チャネル割り当て方式が知られている。
しかしながら、無線通信システムにおいて、一の基地局のサービスエリアの拡張を行うための基地局を増設する場合、増設される基地局は、元となる基地局から静的に割り当てられたリソースに基づいて通信環境を提供している。このため、例えば何らかの要因で中継局又は配下の基地局によって拡張されたサービスエリア内トラフィックが増加する場合などでは、割り当てられたリソースが不足して、十分な通信環境を提供出来ない虞がある。
ところで、一の基地局のサービスエリア内であっても、他の建築物の陰や地下などの場合、十分な電波強度が確保されず、通信環境の提供が行えない不感地帯が生じる可能性がある。このような地形的な変化は、リアルタイムで適宜生じ得るものであり、ユーザが満足する通信環境を提供するためにも、サービスエリアの拡張が適宜行われることが好ましい。上述した静的なリソース割り当てでは、このようなリアルタイムの対応を適切に行えない可能性がある。
本発明は、上述した問題点に鑑み、サービスエリアの拡張のために基地局配下に設置される基地局において、効率的なリソース制御を可能とし、サービスエリアに在圏する移動端末に対して適切な通信制御を可能とする無線通信システム及び基地局を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、開示の無線通信システムは、無線リソースを用いて夫々移動局と通信を行う第1の基地局及び第2の基地局を備える無線通信システムである。第1の基地局は、第2の基地局に対して無線リソースの割り当て制御を行うリソース制御手段を備える。第2の基地局は、第1の基地局から割り当てられる無線リソースを用いて移動局と通信を行う通信手段を備える。
開示の無線通信システムにおいては、第2の基地局は、第1の基地局より割り当てられる無線リソースを用いて通信を行う。例えば、第2の基地局は、第1の基地局の配下において、セルの拡張や不感地帯における通信環境の改善などを目的に設置される。
第1の基地局は、第2の基地局に対して無線リソースの割り当てを実施するにあたり、リソース制御手段の動作により、割り当てるべき無線リソースを動的に決定する。
具体的には、リソース制御手段は、第1の基地局において使用可能な周波数帯域などの無線リソースから、第2の基地局が使用する無線リソースを決定し、割り当てる。このとき、リソース制御手段は、予め設定された周波数帯域を単純に割り当てることに加えて又は代えて、例えば第1の基地局及び第2の基地局の夫々における周波数干渉やトラフィックの状態に基づいて、適切な通信環境を提供可能となるよう割り当てるべき無線リソースを動的に決定する。
また、上記課題を解決するために、開示の通信制御方法は、無線リソースを用いて夫々移動局と通信を行う第1の基地局及び第2の基地局を備える無線通信システムにおける通信制御方法であって、リソース制御工程と通信工程とを備える。リソース制御工程では、第1の基地局から第2の基地局に対して無線リソースの割り当て制御が行われる。通信工程では、第2の基地局が、第1の基地局から割り当てられる無線リソースを用いて移動局と通信を行う通信工程とを備える。
また、上記課題を解決するために、開示の第1の基地局は、無線リソースを用いて移動局と通信を行う基地局であって、他の基地局に対して無線リソースの割り当て制御を行うリソース制御手段を備える。
また、上記課題を解決するために、開示の第2の基地局は、無線リソースを用いて移動局と通信を行う基地局であって、他の基地局に対して無線リソースの割り当てを要求するリソース要求手段と、割り当てられる無線リソースを用いて移動局と通信を行う通信手段とを備える。
上述した様に、無線通信システムにおいては、サービスエリア内部の地形的な状態などが刻一刻と変化する状況で、十分な通信環境を提供可能なサービスエリアの確保及び柔軟なエリア拡張は重要な要素である。上述の構成によれば、第1の基地局の配下に設置される第2の基地局により、第1の基地局のサービスエリア内の不感地帯に対して通信環境を提供することや、サービスエリア自体の拡張を行うことが出来る。
また、上述の無線通信システムにおいては、第2の基地局には、第1の基地局においてリソース制御手段が動的に割り当てを決定した周波数帯域など無線リソースが割り当てられる。このときの割り当てられる無線リソースは、リソース制御手段によって、好適には各基地局でのトラフィックや周波数干渉の状況に応じて適宜決定されるため、有限である無線リソースをより効率的に活用することが可能となる。
(1)はじめに
図1及び図2を参照して、無線通信システムにおける基地局サービスエリアの拡張の態様について説明する。ここに図1は、上位装置配下のMME(Mobility Management Entity)に接続される複数の基地局A、B及びCと各基地局のサービスエリアとを示す図である。
図1及び図2を参照して、無線通信システムにおける基地局サービスエリアの拡張の態様について説明する。ここに図1は、上位装置配下のMME(Mobility Management Entity)に接続される複数の基地局A、B及びCと各基地局のサービスエリアとを示す図である。
図1に示されるように、基地局AはセルAを、基地局BはセルBを、基地局CはセルCを夫々形成し、セル内の移動端末に対して通信環境を提供している。ここで、基地局Cには、配下に拡張装置が存在し、無線又は有線で接続される。このような拡張装置として、例えばブースタなどの通信電波の増幅を行なう構成や、割り当てられた無線リソースを用いて独自のサービスエリア(拡張エリア)を有する中継局などの構成がある。
例えば、図2に示されるように、基地局Cが形成するセルCの内部であっても、建築物の中や陰、又は地下など、通信電波が十分な電波強度を保ったまま到達出来ずに、十分な通信環境を提供出来ない不感地帯が生じる可能性がある。ここで、上述した拡張装置を用いることで、このような不感地帯に対してもサービスエリアを拡張し、通信環境を提供することが可能となる。
ブースタは、基地局Cが送信する電波強度を高める構成であり、電波強度が弱い不感地帯の近傍で通信電波を増幅することで、サービスエリアの拡張を行う。このとき、増幅された通信電波が周辺の他の基地局A又はBなどの通信電波と干渉することがある。このような干渉が生じることで、通信環境を提供する上で十分な回線品質が保てない場合がある。
他方で、割り当てられる無線リソースを用いてサービスエリアを形成する中継局では、元となる基地局Cから割り当てられる周波数帯域又は時間帯域などの無線リソースを用いて、独自に形成する拡張エリア内に通信環境を提供する。このとき、例えば基地局Cの送信する周波数帯域がある帯域幅の周波数リソースを有する場合、同一の周波数帯域を基地局Cからの送信、及び拡張装置からの送信の夫々に用いることは通信電波の干渉上割り当てが困難となる。このため、夫々干渉が生じないよう周波数帯域を分割して用いることになる。以下に、本実施形態における周波数帯域などの無線リソースの割り当ての態様について説明する。
(2)基本構成例
以下、本実施形態について図面を参照しながら説明する。
以下、本実施形態について図面を参照しながら説明する。
先ず、図3から図5を参照して、本実施形態の無線通信システムを構成する各部の構成について説明する。
図3は、本実施形態である無線通信システム1の構成を示す図である。図3に示されるように無線通信システム1は、基地局であるeNB(evolved Node B)100、該eNB100配下に設けられる拡張eNB200を少なくとも備え、移動端末であるUE300及びeNB100の上位装置であるMME400に対して通信を行う。尚、UE300及びMME400については、従来の構成がそのまま適用されてもよい。
eNB100は、本実施形態における無線通信システムの「第1の基地局」の一例である。図4のブロック図に示されるように、eNB100は、アンテナ110と、受信アンプ120と、RE(Radio Equipment)130と、REC(Radio Equipment Controller)140とを備える。
アンテナ110は、通信電波を送受信することで、サービスエリア(eNBセル)を形成する。アンテナ110が送信する送信データはRE130より供給され、アンテナ110が受信する受信データは受信アンプ120へと供給される。
受信アンプ120は、供給される受信データの電力を増幅し、RE130内の無線送受信部132へと供給する。
RE130は、送信アンプ131と、無線送受信部132と、RE側インタフェース132とを備える無線装置である。
送信アンプ131は、無線送受信部132より供給される送信データの電力を増幅し、アンテナ110へと供給する。
無線送受信部132は、REC140より供給される送信データを送信アンプ131へと供給する送信機と、受信アンプ120より供給される受信データをREC140へと供給する受信機の二つの機能を有する構成である。尚、無線送受信部132は、送信機と受信機との夫々の機能部に独立した構成であってもよい。
RE側インタフェース133は、送信データ及び受信データを夫々信号処理やクロック調整などの処理を施した上でREC側インタフェース141との間で送受信する。
REC140は、REC側インタフェース141と、ベースバンド処理部142と、伝送路インタフェース143と、呼処理制御部144と、基地局情報記憶部145とを備える、RE130の動作を制御するための制御装置である。
REC側インタフェース141は、送受信データの信号処理などを行った上でRE側インタフェース133との間で送受信する。
ベースバンド処理部142は、伝送路インタフェース143を介して上位装置から供給される回線データの変復調や信号処理などを行うとともに、周波数帯域の割り当てを行った上で下りベースバンド信号としてREC側インタフェース141へと供給する。また、REC側インタフェース141から供給される受信データである上りベースバンド信号から回線データを取り出し伝送路インタフェース143を介して上位装置に送信する。
呼処理制御部144は、本実施形態における「リソース制御手段」の一例であって、無線チャネル管理、物理回線管理及び品質管理などを行う構成である。
また、呼処理制御部144は、サービスエリア内の移動端末UE(User Equipment)300から送信される各種情報に基づき、対象UE300に対して個別に送信電力制御などリソースを割り当てる制御を行う。また、呼処理制御部144は、UE300向けの報知情報を生成し、ベースバンド処理部142を介して該報知情報をBCCH(Broadcast Control Channel:報知制御チャネル)にてセル内に送信する。
更に呼処理制御部144は、拡張装置である拡張eNB200との間で無線リソースの割り当て制御を実施し、無線送受信部132より該制御に必要な信号の送受信を行う。
基地局情報記憶部145は、データの格納が可能なメモリを備えて構成される記憶部であって、eNB100の周辺基地局が使用している無線リソースなどの情報が格納されている。
図5を参照して、図3に示される拡張eNB200の基本的な構成を説明する。拡張eNB200は、本実施形態における無線通信システムの「第2の基地局」の一例である。
図5に示されるように、拡張eNB200は、アンテナ210と、受信アンプ220と、送信アンプ230と、無線送受信部240と、ベースバンド処理部250と、eNB送受信部260と、呼処理制御部270とを備える。
アンテナ210乃至ベースバンド処理部250については、eNB100の同名の構成と同様の構成であって、eNB送受信部260から供給される送信データを送信するとともに、受信した受信データをeNB送受信部260に供給する。
eNB送受信部260は、eNB100との間で送受信データの送受信を行うインタフェースであって、eNB100に対して有線又は無線で接続される。
呼処理制御部270は、eNB100の呼処理制御部144により割り当てられた周波数帯域などの無線リソースを用いてデータの送受信を行うことで、サービスエリア(拡張eNBセル)を形成する。
また、呼処理制御部270は、本実施形態における「リソース要求手段」の一例でもあり、拡張eNB200における通信量に応じてeNB100の呼処理制御部144に対して無線リソースの割り当て要求を行う。
UE300は、例えば、従来の移動端末であって、無線チャネル管理、品質管理及びモビリティ管理などを実施する制御部を備え、在圏するセル内においてeNB100又は拡張eNB200と通信を行う。具体的には、UE300は、eNB100又は拡張eNB200から送信される通信電波を受信し、報知情報などの共通チャネル情報を受信した後、各周波数リソースの品質情報を集計し、eNB100又は拡張eNB200に対して通知する。かかる動作により、UE300は、自局の通信リソースの確保及び通信制御を実施する。
MME400は、LTE(Long Term Evolution)技術などが適用される移動通信システムにおいて用いられる基地局の上位ノードであって、パケット通信用のセッションの設定及び開放などのセッション管理や、UE300による基地局間のハンドオーバなどのモビリティ管理を行う装置である。尚、無線通信システム1においては、MME400に代わりその他の上位ノードが接続されていてもよい。
(3)起動時無線リソース割り当て処理
本実施形態に係るeNB100及び拡張eNB200間での無線リソース割り当て時の処理について説明する。尚、以下の説明では、無線リソースの一例として周波数帯域の割り当て処理について説明する。
本実施形態に係るeNB100及び拡張eNB200間での無線リソース割り当て時の処理について説明する。尚、以下の説明では、無線リソースの一例として周波数帯域の割り当て処理について説明する。
eNB100及び拡張eNB200の起動時の処理について、図6に示される処理フローと図7に示される各部の処理シーケンスとを合わせて参照して、説明する。
先ず、eNB100及び拡張eNB200の夫々において電力の供給を開始することなどにより、eNB100及び拡張eNB200が起動する。
ここで、eNB100の呼処理制御部144は、基地局情報記憶部145内のデータを参照して、配下の拡張eNB200の有無を判定する(ステップS101)。拡張eNB200が存在しない場合(ステップS101:No)、通常通りデータの送受信を開始することでサービスエリアをアクティブとする(ステップS103)。
他方で、配下の拡張eNB200が存在する場合(ステップS101:Yes)、呼処理制御部144は、該拡張eNB200が実装されているか、つまり使用するための設定が完了しているか否かの判定を行う(ステップS102)。
配下に拡張eNB200が存在し(ステップS101:Yes)、且つ実装が完了されている場合(ステップS102:Yes)、呼処理制御部144は、拡張EeNB200に対して、該拡張eNB200の起動が確認されたことの通知を要求する(ステップS104)。
起動後の拡張eNB200は、起動の確認要求を受信した後(ステップS201:Yes)、eNB100に対して起動確認の通知を行う(ステップS202)。eNB100の呼処理制御部144は、拡張eNB200からの起動確認通知を受けて、拡張eNB200の起動を確認する(ステップS105:Yes)。
尚、eNB100の配下に複数の拡張eNB200が存在し、且つ実装されている場合、呼処理制御部144は、夫々の拡張eNB200に対して個別に起動確認の要求を行い、返信される起動確認通知に従って、個々の拡張eNB200の起動を確認する。
続いて、拡張eNB200の呼処理制御部270は、eNB100に対して、拡張eNB200における無線通信において利用する周波数帯域などの無線リソースの割り当てを要求する。このとき呼処理制御部270は、過去のデータなどにより予想される拡張eNB200におけるトラフィックや要求回線品質などに基づいて、必要な無線リソースを提示し、eNB100に要求する(ステップS203)。
eNB100の呼処理制御部144は、通知される無線リソースの割り当て要求に対して、無線リソースの割り当てが可能であるか否かの判定を実施する。具体的には、呼処理制御部144は、過去のデータなどにより予想されるeNB100におけるトラフィックや要求回線品質などに基づいて、拡張eNB200より要求される無線リソースを割り当てることが可能であるか否かを判定する(ステップS106)。
無線リソースの割り当てが可能であると判定される場合(ステップS107:Yes)、eNB100の呼処理制御部144は、拡張eNB200に対して無線リソースの割り当て指示を送信する(ステップS108)。かかる通知メッセージには、例えば図7のシーケンス図に示されるように、割り当てられる周波数帯域の指示や、共通CH(チャネル:Channel)及びユーザCHの割り当て指示などが含まれる。
続いて、eNB100及び拡張eNB200において、無線リソースの割り当てが実施される(ステップS109、ステップS204)。拡張eNB200において無線リソースの割り当てが完了した後には、呼処理制御部270は、適宜周波数割り当て完了応答、共通CH割り当て完了応答及びユーザCH割り当て完了応答などの完了通知をeNB100に送信する(ステップS205)。
無線リソースの割り当てが完了した後、eNB100は、MME400などの上位ノードに対して、主信号の設定要求を行い、上位ノードからの設定応答を受信する。
また、eNB100は、チャネル設定を行った上で報知情報を送信することにより、サービスエリアであるセルをアクティベートする(ステップS110)。具体的には、eNB100の呼処理制御部144は、図7のシーケンス図に示されるように、共通CH設定情報の生成及び共通CHの設定、並びにUE300に対する報知情報の設定を行った後、報知情報を送信することで、セルをアクティベートする。
同様に、拡張eNB200も、無線リソースの割り当てが完了した後、共通CH及び報知情報を設定した後に送信して、セルをアクティベートする(ステップS206)。
これにより、eNB100及び拡張eNB200は、夫々のサービスエリアであるセルをアクティベートし、在圏するUE300に対して通信環境を提供することが可能となる。
このような一連の動作によれば、eNB100配下に実装される拡張eNB200の起動時に、適切に無線リソースを割り当てることが出来、拡張eNB200が形成するセル内において通信環境を提供することが可能となる。
尚、このとき、拡張eNB200に対して割り当てられる無線リソースは、予め設定される無線リソースであってもよく、またeNB100のトラフィックなどに応じて呼処理制御部144が動的に決定する無線リソースであってもよい。
尚、図7のシーケンス図を参照して説明した例では、メッセージをメッセージ要素ごとに分割して通知及び応答を行っているが、実際には複数のメッセージ要素をまとめて送受信してもよい。
このようなシーケンスにおいて用いられる通知メッセージについて例示する。
割り当てられる周波数帯域情報として、例えば、「Freq code」などの中心周波数コード、又は対象周波数帯域における割り当て範囲を示す通知情報が用いられる。
共通CH割り当てリソース情報として、例えば、対象システムにおける共通CH起動可能リソースを指示する起動可能共通CH情報や、特定帯域、時間、位置などの共通CH起動に関する制御パラメータを指定し、例えば起動方法を通常起動や所定の制限起動などに規定するCH起動モード情報及びCH起動可能位置情報や、絶対電力又は代表CHに対する相対電力の指定を行う送信電力指定情報などが用いられる。
ユーザCH割り当てリソース情報として、例えば、特定帯域、時間、位置などの共通CH起動に関する制御パラメータを指定し、例えば起動方法を通常起動や所定の制限起動などに規定するCH起動モード情報及びCH起動可能位置情報や、絶対電力又は代表CHに対する相対電力の指定を行う送信電力指定情報などが用いられる。
(4)拡張eNB側トラフィックに応じたリソース割り当て要求
通常運用状態にあるeNB100と拡張eNB200との間における、拡張eNB200側トラフィックの増大に応じた無線リソースの再割り当て動作について、図8のフローチャート及び図9のシーケンス図を参照して説明する。
通常運用状態にあるeNB100と拡張eNB200との間における、拡張eNB200側トラフィックの増大に応じた無線リソースの再割り当て動作について、図8のフローチャート及び図9のシーケンス図を参照して説明する。
拡張eNB200の通常運用状態において、呼処理制御部270は、拡張eNB200におけるトラフィック情報の収集を適宜実施している(ステップS211)。このとき、呼処理制御部270は、例えば、拡張eNB200におけるトラフィックの負荷、干渉量又は送信電力残量などの情報を収集する。
収集されるトラフィック情報において、トラフィックの負荷が予め設定される閾値を超える場合(ステップS212:Yes)、呼処理制御部270は、閾値を超えるトラフィックに対応した追加の無線リソースの割り当ての要求をeNB100に対して通知する(ステップS213)。ここに、無線リソースの再割り当て要求が必要か否かを判定するための閾値とは、例えば、拡張eNB200において割り当てられた無線リソースが不足せず、十分な通信環境を提供可能なトラフィックの上限などであって、好適には割り当てられた無線リソースに依存する。
また、呼処理制御部270は、検出されるトラフィックの負荷の増加の傾向から、近い将来に無線リソースの不足が予想される場合に、トラフィックの負荷が閾値を超過していない場合であっても無線リソースの再割り当て要求を行うよう構成されていてもよい。
eNB100の呼処理制御部144は、通知される無線リソースの再割り当て要求に対して、eNB100におけるトラフィックや要求回線品質などに基づいて、拡張eNB200より要求される無線リソースの再割り当てが実施可能であるか否かを判定する(ステップS111)。
無線リソースの割り当てが可能であると判定される場合(ステップS112:Yes)、eNB100の呼処理制御部144は、拡張eNB200に対して無線リソースの再割り当て指示を送信する(ステップS113)。かかる指示メッセージには、例えば図9のシーケンス図に示されるように、割り当てられる周波数帯域の指示や、共通CH及びユーザCHの割り当て指示などが含まれる。
拡張eNB200において、無線リソースの再割り当て指示が受信される場合(ステップS214:Yes)、拡張eNB200において、新しく割り当てられる無線リソースの割り当てが実施される(ステップS215)。同時に、eNB100において無線リソースの再割り当てが実施される(ステップS114)。
拡張eNB200において無線リソースの再割り当てが完了した後に呼処理制御部270は、上述したステップS205と同様に、適宜周波数割り当て完了応答、共通CH割り当て完了応答及びユーザCH割り当て完了応答などの完了通知をeNB100に送信する(ステップS216)。
無線リソースの再割り当ての完了が確認された後に、eNB100及び拡張eNB200の夫々においてステップS110又はステップS206と同様に、チャネル設定及び報知情報の通知が行われて、割り当て後の無線リソースによるセル内の通信環境の提供が開示される(ステップS115、ステップS217)。
このような一連の動作によれば、拡張eNB200のセルに在圏するUE300が急激に増加した場合など、起動時に割り当てられた無線リソースのみで十分な通信環境を提供出来ない場合において、再度eNB100に対して無線リソースの割り当て要求を実施することで、十分な通信環境を提供可能な無線リソースを使用することが可能となる。
このような拡張eNB200の運用として、例えば、比較的トラフィックの少ない通常時と、トラフィックが急激に増加する繁忙期とが存在する地帯に設置されることが考えられる。上述した拡張eNB200の動作によれば、通常時には比較的無線リソースを少なく割り当て、少ないトラフィックに対して過不足なく無線リソースを提供可能な態様に設定することで、eNB100側において無線リソースを有効活用することが可能となる。他方で、繁忙期には、拡張eNB200からの無線リソース再割り当て要求に応じてeNB100側が使用している無線リソースを再割り当てすることで、トラフィックが増加した場合に対しても好適な通信環境を提供可能となる。このように、拡張eNB200とeNB100との間で無線リソースの再割り当てに関するネゴシエーションを行うことは、無線リソースの有効活用の点で非常に有益である。
(5)eNB側トラフィックに応じたリソース割り当て要求
通常運用状態にあるeNB100と拡張eNB200との間における、eNB100側トラフィックの増大に応じた無線リソースの再割り当て動作について、図10のフローチャート及び図11のシーケンス図を参照して説明する。
通常運用状態にあるeNB100と拡張eNB200との間における、eNB100側トラフィックの増大に応じた無線リソースの再割り当て動作について、図10のフローチャート及び図11のシーケンス図を参照して説明する。
eNB100の通常運用状態において、呼処理制御部144は、eNB100におけるトラフィック情報の収集を適宜実施している(ステップS121)。
収集されるトラフィック情報において、トラフィックの負荷が予め設定される閾値を超える場合(ステップS112:Yes)、呼処理制御部144は、続いて、基地局情報記憶部145内のデータを参照することなどにより、現在、eNB100配下に実装される拡張eNB200の検出を行う(ステップS123)。
トラフィックの負荷が閾値を超え(ステップS122:Yes)、且つ配下に拡張eNB200が実装される場合(ステップS123:Yes)、呼処理制御部144は、閾値を超えるトラフィックに対応した追加の無線リソースの割り当ての要求を拡張eNB200に対して通知する(ステップS124)。
ここに、無線リソースの再割り当て要求が必要か否かを判定するための閾値とは、例えば、eNB100において割り当てられた無線リソースが不足せず、十分な通信環境を提供可能なトラフィックの上限などであって、好適には割り当てられた無線リソースに依存する。また、呼処理制御部144は、上述した呼処理制御部270と同様に、検出されるトラフィックの負荷の増加の傾向から、近い将来に無線リソース不足が予想される場合に、トラフィックの負荷が閾値を超過していない場合であってもリソースの再割り当て要求を行うよう構成されていてもよい。
拡張eNB200の呼処理制御部270は、通知される無線リソースの再割り当て要求に対して、拡張eNB200におけるトラフィックや要求回線品質などに基づいて、無線リソースの再割り当てが実施可能であるか否かを判定する(ステップS221)。
無線リソースの割り当てが可能であると判定される場合(ステップS222:Yes)、拡張eNB200の呼処理制御部270は、eNB100に対して無線リソースの再割り当て応答を送信する(ステップS223)。
eNB100の呼処理制御部144は、拡張eNB200からの無線リソースの再割り当て応答を受けて(ステップS125:Yes)、拡張eNB200に対して無線リソースの再割り当て指示を送信する(ステップS126)。かかる指示メッセージには、例えば図11のシーケンス図に示されるように、割り当てられる周波数帯域の指示や、共通CH及びユーザCHの割り当て指示などが含まれる。
拡張eNB200において、無線リソースの再割り当て指示が受信される場合、新しく割り当てられる無線リソースの割り当てが実施される(ステップS224)。同時に、eNB100において無線リソースの再割り当てが実施される(ステップS127)。
拡張eNB200において無線リソースの再割り当てが完了した後に呼処理制御部270は、上述したステップS205と同様に、適宜周波数割り当て完了応答、共通CH割り当て完了応答及びユーザCH割り当て完了応答などの完了通知をeNB100に送信する(ステップS225)。
無線リソースの再割り当ての完了が確認された後に、eNB100及び拡張eNB200の夫々においてステップS120又はステップS206と同様に、チャネル設定及び報知情報の通知が行われて、割り当て後の無線リソースによるセル内の通信環境の提供が開示される(ステップS128、ステップS226)。
このような一連の動作によれば、eNB100のセルに在圏するUE300が急激に増加した場合など、起動時に割り当てられた無線リソースのみで十分な通信環境を提供出来ない場合において、再度拡張eNB200に対して無線リソースの割り当てを実施することで、十分な通信環境を提供可能な無線リソースを使用することが可能となる。このとき、eNB100は、例えば無線リソース再割り当て前まで拡張eNB200において使用されている無線リソースの一部をeNB100において使用するよう無線リソースの割り当てを変更する。
このようなeNB100の動作によれば、eNB100側でのトラフィックの増減に応じて適宜拡張eNB200との間で無線リソースのネゴシエーションが可能となり、無線リソースの有効活用が可能となる。特に、呼処理制御部144がeNB100におけるトラフィックを監視し、該トラフィックに応じて無線リソースの再割り当てを実施可能であるため、eNB100のセルに在圏するUE300の急激な増加に対してもリアルタイムで無線リソースの再割り当てを実現出来る。このように、拡張eNB200とeNB100との間でリソースの再割り当てに関するネゴシエーションを行うことは、リソースの有効活用の点で非常に有益である。
以上、説明したように、本実施形態の無線通信システムによれば、eNB100及び拡張eNB200の各装置の起動のタイミング、又は通常運用状態でのトラフィック状況に応じたタイミングにおいて、eNB100が保有する周波数帯域や時間帯域などの無線リソースを、eNB100と拡張eNB200との間で適宜割り当てを行うことが出来る。
本実施形態に拠らない、従来型の無線通信システムにおいては、基地局における無線リソース拡張及び削減については、基地局内部での設計の変更や、基地局に組み込まれるリソースカードなどの構成の増減設が要求されていた。このような構成においては、設定の変更のための運用保守が求められ、特にトラフィックに応じたリアルタイムな無線リソース再割り当てを実現するためには、より詳細な運用が求められるため、実現が困難であった。
他方で、本実施形態の無線通信システムにおいては、トラフィックの増減に対して、ソフトウェアの制御などにより無線リソースの再割り当てが可能となる。このため、無線通信システムを運用する事業的な観点からは、リアルタイムに柔軟なサービスエリア状況への対応を可能としつつ、且つ安価な保守運用が可能となる点で有益となる。
尚、本実施形態の無線リソースの再割り当て処理により対応可能な範囲を超えてトラフィック増加に耐えられなかった場合には、従来のようなリソースカードの増設や装置の設計変更などによる対応も依然可能であり、より柔軟なエリア構築を可能とすることが出来る。
上述した実施形態の説明においては、eNB100と配下の基地局である拡張eNB200との間での無線リソースの割り当てについて説明している。しかしながら、例えば、一のノードから他のノードに対して無線リソースを割り当て、夫々割り当てられた無線リソースを用いて無線通信を行う構成であれば、他の組み合わせにおいて実施されてもよい。例えば、拡張eNB200は、eNB100の上位ノードであるMME400に対して直に無線リソースの割り当て要求を通知し、MME400から割り当てられる無線リソースを用いて通信を行う構成であってもよい。
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う無線通信システム及び通信制御方法並びに基地局などもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
100 無線基地局(eNB)、
144 呼処理制御部、
200 拡張基地局(拡張eNB)、
270 呼処理制御部、
300 移動端末(UE)、
400 上位装置(MME)。
144 呼処理制御部、
200 拡張基地局(拡張eNB)、
270 呼処理制御部、
300 移動端末(UE)、
400 上位装置(MME)。
Claims (9)
- 無線リソースを用いて夫々移動局と通信を行う第1の基地局及び第2の基地局を備える無線通信システムであって、
前記第1の基地局は、前記第2の基地局に対して前記無線リソースの割り当て制御を行うリソース制御手段を備え、
前記第2の基地局は、前記第1の基地局から割り当てられる前記無線リソースを用いて前記移動局と通信を行う通信手段を備えることを特徴とする無線通信システム。 - 前記リソース制御手段は、前記第1の基地局における通信量に基づいて、前記第2の基地局に対して前記無線リソースの割り当て制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記第2の基地局は、前記第1の基地局に対して前記無線リソースの割り当てを要求するリソース要求手段を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記リソース要求手段は、前記第2の基地局における通信量に基づいて、前記第1の基地局に対して前記無線リソースの割り当てを要求することを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。
- 前記リソース制御手段は、前記第2の基地局の起動時に前記第2の基地局に対して前記無線リソースの割り当て制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記第1の基地局及び前記第2の基地局は、前記無線リソースの割り当て制御を行うための共通の制御プロトコルを有し、
前記リソース制御手段は、前記制御プロトコルを用いて前記無線リソースの割り当てを行うことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 無線リソースを用いて夫々移動局と通信を行う第1の基地局及び第2の基地局を備える無線通信システムにおける通信制御方法であって、
前記第1の基地局から前記第2の基地局に対して前記無線リソースの割り当て制御を行うリソース制御工程と、
前記第2の基地局が、前記第1の基地局から割り当てられる前記無線リソースを用いて前記移動局と通信を行う通信工程と
を備えることを特徴とする通信制御方法。 - 無線リソースを用いて移動局と通信を行う基地局であって、
他の基地局に対して前記無線リソースの割り当て制御を行うリソース制御手段を備えることを特徴とする基地局。 - 無線リソースを用いて移動局と通信を行う基地局であって、
他の基地局に対して前記無線リソースの割り当てを要求するリソース要求手段と、
割り当てられる前記無線リソースを用いて前記移動局と通信を行う通信手段と
を備えることを特徴とする基地局。
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