JPWO2012020457A1 - 通信設定方法、無線基地局 - Google Patents

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Abstract

一実施形態の移動通信システムでは、複数の無線基地局の間での協調通信の対象となる移動局のハンドオーバが検出された場合、例えば、ハンドオーバ後に実行される協調通信の設定手続（CoMP設定手続）の少なくとも一部がハンドオーバの完了前に行われる。そのため、その移動局に対する協調送信をハンドオーバ後に早期に再開することができ、移動局のハンドオーバ後の協調通信の再開の遅延に伴う通信品質の低下、又はスループットの低下を抑制することができる。

Description

本発明は、移動通信システムにおいて複数の無線基地局間で協調して移動局との間で通信を行う技術に関する。
セルラ型の移動通信システムにおいて、UMTS（Universal Mobile Telecommunication System）からLTE（Long Term Evolution）への進展が図られている。LTEでは下り及び上りの無線アクセス技術としてそれぞれ、OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)及びSC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)が採用され、下りのピーク伝送レートは100 Mb/s以上、上りのピーク伝送レートは50Mb/s以上の高速無線パケット通信が可能となる。国際標準化団体である3GPP （3rd Generation Partnership Project）では現在、さらなる高速通信の実現にむけて、LTEをベースとした移動通信システムLTE-A （LTE-Advanced）の検討が始められている。LTE-Aでは、下りのピーク伝送レートは1Gb/s、上りのピーク伝送レートは500Mb/sを目指しており、無線アクセス方式やネットワークアーキテクチャ等に関して、様々な新技術の検討が行われている（非特許文献１）。
3GPPでは現在、LTE-Aの技術として、CoMP (Coordinated Multi-Point)通信方式が議論されている。下りリンクに適用されるCoMP通信方式の形態としてJoint transmission、Coordinated Beamforming、Coordinated Scheduling、Fast Cell Selection等の方式が検討されている。
以下、図１を参照して、Joint transmission、Coordinated Beamforming、Coordinated Schedulingの基本的な概念を説明する。なお、以下の説明において「セル」という語は、無線基地局が無線サービスを提供する個々の地理的範囲を意味するほか、その個々の地理的範囲において移動局と通信を行うために無線基地局が管理する通信機能の一部をも意味しうる。図１において、サービングセル(Serving Cell)は、移動局UEとの間で制御情報の授受を行うセルである。協調セル(Coordinated Cell)は、サービングセルとともにCoMP通信方式（すなわち、協調通信）で移動局UEに対して通信を行うセルである。図１の例では、２セルによる協調送信の例を示しているが、一般には協調するセルの数は２よりも大きいことがあり得る。
図１の(a)は一例として、２セルによるJoint transmissionの概要を示している。
Joint transmissionでは、１つの移動局UEに対して複数のセルから同一のデータを同じ無線リソースを用いて同時送信される。図１ (a)の例では、移動局UEは、サービングセル(Serving Cell)および協調セル(Coordinated Cell)からの下りリンク伝搬路特性を測定し、測定結果をサービングセルに報告する。サービングセルおよび協調セルは、フィードバックされた情報を基にしたプリコーディングやスケジューリングを行い、移動局UEに対して同一データを協調して送信する。移動局UEではサービングセルおよび協調セルからの受信信号が合成されるため、合成利得やダイバーシティ利得によって、サービングセルのみから信号を受信する場合よりも受信SINRが改善される。協調するセル間で送信データ、伝播路情報、スケジューリング情報、プリコーディング設定情報等が共有される。この情報共有化のための無線基地局間インタフェースとして、LTEではX2インタフェースが規定されている（非特許文献２）。
図１の(b)は一例として、２セルによるCoordinated BeamformingおよびCoordinated Schedulingの概要を示している。
Coordinated BeamformingおよびCoordinated Schedulingでは、同一無線リソースを用いて協調するセルでそれぞれ異なる移動局（図１(b)の例では、移動局UE1, UE2）に対してデータが送信されるが、プリコーディングまたはスケジューリングが協調制御される。Coordinated Beamformingは協調するセル間で主にプリコーディングを協調制御し、Coordinated Schedulingは協調するセル間で主にスケジューリングを協調制御する。Coordinated BeamformingおよびCoordinated Schedulingでは、Joint transmissionとは異なり、協調するセル間で送信データを共有しなくてもよい。図１(b)の例では、サービングセルは移動局UE1に対してデータを送信し、協調セルは移動局UE2に対してデータを送信する。このとき、サービングセルから移動局UE2に対する干渉波、および協調セルから移動局UE1に対する干渉波のレベルが小さくなるようにプリコーディングまたはスケジューリングがセル間で協調制御される。そのため、Coordinated BeamformingおよびCoordinated Schedulingによる通信は、各セルが移動局に対して協調せずに通信する場合よりも通信品質が良好となる。Coordinated BeamformingおよびCoordinated Schedulingでは、協調するセル間で伝播路情報、スケジューリング情報等が共有される。
3GPP TR 36.912 v9.1.0 3GPP TS 36.423 v9.1.0
ところで、複数のセルとの間で協調通信を行っている移動局にハンドオーバが生じた場合には、その移動局に対して協調通信を行うセルがハンドオーバ前後で変化しうるため、いったんハンドオーバ前の協調通信が停止される。このとき、通信品質の低下、又はスループットの低下を抑制するために、協調通信が早期に再開されることが望まれる。
よって、発明の１つの側面では、複数の無線基地局の間で移動局に対して協調通信を行うときに、その移動局のハンドオーバ後の協調通信の再開を早期に行うことができるようにした通信設定方法、無線基地局、移動局を提供することを目的とする。
第１の観点では、無線サービスを提供する複数の無線基地局の間で移動局に対して協調通信を行うときの通信設定方法が提供される。
この通信設定方法は、
（Ａ）第１無線基地局に接続されている第１移動局は、第１無線基地局と、当該第１無線基地局に隣接する第２無線基地局とを含む複数の無線基地局からの参照信号の受信品質を測定して、第１無線基地局へ通知すること；
（Ｂ）第１無線基地局は、第２無線基地局を含む複数の無線基地局間の第１移動局に対する協調通信を行うための第１情報として、通知された上記受信品質、又は通知された上記受信品質に基づいて特定した協調通信の候補となる無線基地局である基地局候補についての情報を、第２無線基地局へ通知すること；
を含む。
第２の観点では、無線サービスを提供し、他の無線基地局との間で移動局に対して協調通信を行う無線基地局が提供される。
この無線基地局は、
（Ｃ）移動局と接続して信号の送受信を行う第１送受信部；
（Ｄ）他の無線基地局との間で信号の送受信を行う第２送受信部；
を備える。
第１送受信部は、自局に接続される第１移動局から、自局と、自局に隣接する他の第２無線基地局とを含む複数の無線基地局からの参照信号の第１移動局における受信品質の測定結果の通知を受ける。第２送受信部は、第２無線基地局を含む複数の無線基地局間の第１移動局に対する協調通信を行うための第１情報として、通知された上記受信品質、又は通知された上記受信品質に基づいて特定した協調通信の候補となる無線基地局である基地局候補についての情報を、第２無線基地局へ通知する。
第３の観点では、無線サービスを提供し、他の無線基地局との間で移動局に対して協調通信を行う別の無線基地局が提供される。
この無線基地局は、
（Ｅ）移動局と接続して信号の送受信を行う第１送受信部；
（Ｆ）他の無線基地局との間で信号の送受信を行う第２送受信部；
を備える。
第２送受信部は、自局に隣接する他の第１無線基地局に接続される第１移動局に対して自局を含む複数の無線基地局間の協調通信を行うための第１情報として、自局と第１無線基地局を含む複数の無線基地局からの参照信号の第１移動局における受信品質、又は協調通信の候補となる無線基地局である基地局候補についての情報の通知を、上記第１無線基地局から受ける。
第４の観点では、無線サービスを提供する複数の無線基地局による協調通信の対象となる移動局が提供される。
この移動局は、
（Ｇ）無線基地局との間で信号の送受信を行う第３送受信部；
（Ｈ）第１無線基地局と、当該第１無線基地局に隣接する第２無線基地局とを含む複数の無線基地局からの参照信号の受信品質を測定する品質測定部；
を備える。
第３送受信部は、測定された上記受信品質を第１無線基地局へ通知する。それによって、第２無線基地局を含む複数の無線基地局間の自局に対する協調通信を行うための第１情報として、通知した上記受信品質、又は通知した上記受信品質に基づいて第１無線基地局で特定した協調通信の候補となる無線基地局である基地局候補についての情報を、第１無線基地局が第２無線基地局へ通知することが可能となっている。
開示の通信設定方法、無線基地局、移動局によれば、複数の無線基地局の間で移動局に対して協調通信を行うときに、その移動局のハンドオーバ後の協調通信の再開を早期に行うことができる。
CoMP通信方式の基本的な概念を説明する図。 移動局に対する協調セル候補としてセルが複数選択される移動通信システムにおいて、移動局がハンドオーバされる状況を説明するための図。 移動局に対する協調セル候補としてセルが複数選択される移動通信システムにおいて、移動局がハンドオーバされる状況を説明するための図。 移動局のハンドオーバの前後におけるCoMP設定手続の一連のシーケンスの例を示す図。 第１の実施形態において、移動局のハンドオーバの前後におけるCoMP設定手続の一連のシーケンスの例を示す図。 第１の実施形態の基地局の概略構成を示すブロック図。 第１の実施形態の移動局の概略構成を示すブロック図。 第２の実施形態において、移動局のハンドオーバの前後におけるCoMP設定手続の一連のシーケンスの例を示す図。 第３の実施形態において、移動局のハンドオーバの前後におけるCoMP設定手続の一連のシーケンスの例を示す図。
以下の説明においては、無線基地局が適宜eNBと略記され、移動局が適宜UEと略記される。また、無線基地局は１又は複数のセルを管理する。「セル」という語は、無線基地局が無線サービスを提供する個々の地理的範囲を意味するほか、その個々の地理的範囲において移動局と通信を行うために無線基地局が管理する通信機能の一部をも意味しうる。また、「協調セル」とは、移動局のサービングセルと協調してその移動局に対して通信を行うセルを意味し、「協働基地局」とは、協調セルを管理するとともに、サービングセルを管理する無線基地局と協働して移動局に対してセル間の協調通信を行う無線基地局を意味する。
先ず、各実施形態の説明に先立って、各実施形態の理解を容易にするために、移動局に対して複数のセルで協調通信を行うときのセルの選択方法について説明する。
すなわち、移動通信システム内のすべてのセルを対象として協調通信を行うことは、移動局における下りリンクの伝搬路特性の測定処理、無線基地局へフィードバックする測定値についての情報量が大きくなり過ぎるため、現実的でない。そこで、予め比較的少数のセルが協調通信のためのセル候補（以下、「協調セル候補」という。）として選択される。協調セル候補の選択方法としては、例えば移動局が無線基地局に報告する周辺セルの参照信号受信電力値（RSRP：Reference Signal Received Power）を用いて、以下のような選択方法が考えられる。
協調セル候補の第１の選択方法では、ある移動局における周辺の任意のセルiの受信品質としてのRSRP値Piが以下の(1)式を満たす場合に、セルiが協調セル候補として選択される。あるいは、(1)式を満たす周辺セルの中からPi / P0が大きい順に所定数のセルを選択してもよい。このとき、協調通信の対象となる移動局は例えば、移動局における下り信号の受信SINRが所定値よりも小さいものが選択される。このような移動局は代表的には、セル端に位置する移動局である。この方法は、サービングセルからの受信信号のレベルを基準として移動局の受信信号のレベルが比較的大きくなる信号を送信する他のセルが、当該他のセルが協調通信を行わないとした場合に大きな干渉源になりうる、という考え方に基づく。つまり、かかるセル（サービングセル以外のセル）を協調セルとして加えることで大きな干渉低減効果が得られることになる。
Figure 2012020457
なお、式(1)において、
P0：サービングセルからの参照信号に基づくRSRPの値、
Pi：周辺セルiからの参照信号に基づくRSRPの値、
γ：所定の閾値、
である。
協調セル候補の第２の選択方法は、以下の式(2)に示すように、周辺の任意のセルiを協調セルに加えた場合の移動局の受信品質としての受信SINRの推定値がセルiを協調セルに加えないときの移動局の受信SINRよりも所定値以上改善される場合に、セルiを移動局に対する協調通信における協調セルとする方法である。式(2)におけるSINRi,CoMPおよびSINRi,NON-CoMPはそれぞれ式(3),(4)で表される。なお、式(3), (4)において、Nは、移動局における受信雑音電力である。
Figure 2012020457
Figure 2012020457
Figure 2012020457
次に図２〜４を参照して、移動局に対する協調セル候補としてセルが複数選択される移動通信システムにおいて、移動局がハンドオーバされる状況を想定する。
図２は、協調通信モード（上述したCoMP通信方式のいずれかの方式）が移動局UEのハンドオーバの前後で同一である状況の例である。図２の(a)は、ハンドオーバ前にサービングセルCell_1に接続されている移動局UE1に対して、サービングセルCell_1が、周辺の協調セル候補Cell_2, Cell_6, Cell_9の中から選択されたセルCell_2を協調セルとしてJoint transmissionにより協調送信を行う場合を示している。図２の(b)は、ハンドオーバ後にサービングセルCell_6に接続されている移動局UE1に対して、サービングセルCell_6が、周辺の協調セル候補Cell_1, Cell_5, Cell_7の中から選択されたセルCell_5を協調セルとしてJoint transmissionにより協調送信を行う場合を示している。図２では、協調セル候補の範囲が太線で囲まれて表されている。
図３は、協調通信モード（上述したCoMP通信方式のいずれかの方式）が移動局UEのハンドオーバの前後で異なる状況の例である。図３の(a)は、ハンドオーバ前にサービングセルCell_1に接続されている移動局UE1に対して、サービングセルCell_1が、周辺の協調セル候補Cell_2, Cell_6, Cell_9の中から選択されたセルCell_2を協調セルとしてJoint transmissionにより協調送信を行う場合を示している。図３の(b)は、移動局UE1のハンドオーバ後に、セルCell_6, Cell_1がそれぞれ移動局UE1, UE2に対して、Coordinated Beamforming又はCoordinated Schedulingによる協調送信を行う場合を示している。図３においても、協調セル候補の範囲が太線で囲まれて表されている。
移動局のハンドオーバの後に、その移動局に対する協調送信を再開するためには、以下の(i)〜(vi)の処理を含みうる設定処理（以下、「CoMP設定手続」という。）が行われてもよい。
(i) 無線基地局（ハンドオーバ後のサービングセルを管理する無線基地局）から移動局に対して、当該移動局の周辺セルの信号測定（例えばRSRP）を要求すること；
(ii)移動局から無線基地局に対して、上記信号測定結果、又は協調セル候補を通知すること；
(iii) (ii)で移動局が協調セル候補を通知しない場合には、無線基地局から移動局に対して、協調セル候補を決定して通知すること；
(iv) 無線基地局から移動局に対して、移動局と協調セル候補の間の伝播路情報（例えば、CSI (Channel Status Information)）の測定を要求すること；
(v) 移動局が協調セル候補の間の伝播路情報を測定し、無線基地局に対して測定結果を通知すること；
(vi) 無線基地局が協調セルを決定して、協調セルとの間で移動局に対して協調送信を行うための情報の授受を行うこと；
ここで、移動局UEのハンドオーバ(HO)の前後におけるCoMP設定手続の一連のシーケンスとしては、図４に示すものが考えられる。図４に示すシーケンスでは一例として、Joint transmissionによるCoMP通信方式で移動局UEに対してデータを送信するときに、その移動局UEがハンドオーバされる場合を示している。つまり、移動局UEのハンドオーバ前にソース基地局(Source eNB)と協働基地局(Cooperating eNB)が移動局UEに対してデータを送信し、ハンドオーバ後にターゲット基地局(Target eNB；新たなサービングセルを管理する無線基地局)と協働基地局(Cooperating eNB)が移動局UEに対してデータを送信する。なお、ここで「協働基地局」(Cooperating eNB)とは、協調セルを管理するとともに、サービングセルを管理する無線基地局と協働して移動局に対してセル間の協調通信を行う無線基地局を意味する。
このシーケンスでは、ハンドオーバ(HO)前において、ソース基地局(Source eNB)とその協働基地局(Cooperating eNB)がCoMP設定手続（ステップＳ１０〜Ｓ１６）を経た後に、移動局UEに対して協調通信（この場合、協調送信）を実行する（ステップＳ１８）。そして、移動局UEのハンドオーバが検出されると（ステップＳ２０）、それまでの協調通信を終了し（ステップＳ２１）、一連のハンドオーバ手続が実行される（ステップＳ２０〜Ｓ２８）。ハンドオーバ手続が完了すると移動局UEに対してターゲット基地局(Target eNB)経由でデータが送信される（ステップＳ３０）。その後、ターゲット基地局は、CoMP設定手続を最初から実行する（ステップＳ４０以降）。
図４に示したシーケンスでは、ハンドオーバ手続の間には、CoMP設定手続が行わないため、ハンドオーバ後にターゲット基地局がCoMP設定手続を最初から行う。つまり、ハンドオーバ手続の間にはCoMP設定手続が実行されず、ハンドオーバ後において協調通信の開始までに時間が掛かり、通信品質の低下、又はスループットの低下が懸念される。
（１）第１の実施形態
以下、第１の実施形態について説明する。
（１−１）本実施形態のCoMP設定手続の概要
先ず、本実施形態の移動通信システムにおけるCoMP設定手続の概要について説明する。
本実施形態の移動通信システムでは、図１に示したように、移動局に対して複数のセル間で協調した通信が行われる。例えば、移動局に対して複数の無線基地局（以下、単に「基地局」と略記する。）間で協調して送信する協調送信が行われる。上述したように、移動局に対して協調送信中に移動局のハンドオーバが生ずると、その移動局に対して協調するセルが更新されうるため、ハンドオーバ前の協調送信が中止される。しかしながら、ハンドオーバが完了した後にCoMP設定手続を最初から行うとした場合には協調送信の再開が遅延するため、本実施形態では、ハンドオーバ手続の中で重複する形でCoMP設定手続が行われる。換言すれば本実施形態では、移動局に対して協調送信中に移動局のハンドオーバを検出したとき、その移動局に対する協調送信をハンドオーバ後に早期に再開するために、上述した(i)〜(vi)の処理を含みうるCoMP設定手続の少なくとも一部がハンドオーバが完了する前に行われる。
ハンドオーバ前において、本実施形態の移動局は定期的に、周辺の基地局から送信される参照信号を受信することで信号測定の結果（RSRP等）を得ており、その結果を基地局（つまり、ハンドオーバのソース基地局(Source eNB)）へ通知している。そしてソース基地局（第１無線基地局）は移動局のハンドオーバを検出すると、協調通信を行うための第１情報を直ちに、基地局間の通信リンクを介してターゲット基地局（第２無線基地局）へ通知する。この第１情報には、ハンドオーバが検出された時点において移動局から通知された周辺セルの信号測定の結果、又はその結果に基づいて特定した協調セル候補、が含まれる。協調セル候補の特定方法は例えば前述した方法、すなわち、式(1)又は式(2)に示した方法を適用することができる。
なお、図４に示したシーケンスでは、ハンドオーバ手続が完了した後にCoMP設定手続を行うため、ハンドオーバのターゲット基地局において協調セル候補が特定される。これに対して、本実施形態では、ハンドオーバ手続が完了する前に、ソース基地局において、ハンドオーバ後の移動局のサービングセル（以下、「ターゲットセル」という。）とその協調セルが特定されうる。この特定方法では、例えば上記式(1)に示した方法を採る場合、P0をターゲットセルからの参照信号に基づくRSRPの値として算出すればよい。つまり、移動局のハンドオーバが検出される時点では、移動局からソース基地局へ通知される信号測定結果の対象となる周辺セルの中にターゲットセルが含まれている。よって、ソース基地局において、ハンドオーバ後におけるターゲットセルの協調セルのセル候補（以下、「協調セル候補」という。）を得ることができる。
また、本実施形態では、好ましくは、CoMP設定手続の内、移動局のハンドオーバ手続が完了する前に上記(iii)の処理が行われる。さらに好ましくは、CoMP設定手続の内、移動局のハンドオーバ手続が完了する前に上記(iii)および(iv)の処理が行われる。一層好ましくは、CoMP設定手続の内、移動局のハンドオーバ手続が完了する前に上記(iii)〜(v)の処理が行われる。
（１−２）具体的なCoMP設定手続
次に、第１の実施形態の移動通信システムにおける、移動局のハンドオーバの前後におけるCoMP設定手続について、図５を参照して説明する。図５は、第１の実施形態において、移動局のハンドオーバの前後におけるCoMP設定手続の一連のシーケンス（通信設定方法）の例を示す図である。以下では、一例として協調セル候補の特定方法を上記式(1)に示した方法を採る場合について説明する。
図５において、ステップＳ１０〜Ｓ１８は、移動局UEのハンドオーバ前のCoMP設定手続である。先ず、ソース基地局(Source eNB)が移動局UEに対して周辺セル測定要求メッセージを送信し、この要求に応じて移動局UEは、周辺セルからの参照信号のRSRPを測定し、その測定結果をソース基地局へ通知する（ステップＳ１０）。なお、この測定結果は、ソース基地局における移動局UEのハンドオーバの要否の判断（つまり、ハンドオーバの検出）に対しても利用される。
ソース基地局では、通知された測定結果に基づいて、移動局UEのサービングセルと協調セル候補を上記式(1)に示した方法で特定する。ソース基地局は、自局と協働する協働基地局(Cooperating eNB)に対して協調通信要求メッセージを送信し、当該要求に応じて各基地局から応答を得る（ステップＳ１２）。その後、ソース基地局は移動局UEに対し、各協調セル候補と移動局UEとの間の伝播路情報としてのCSIの測定の要求するCSI要求メッセージを送信し、移動局UEからCSI報告メッセージにより測定結果を得る（ステップＳ１４）。ソース基地局は、移動局UEから通知された各協調セル候補との間のCSI測定結果に基づいて、協調セル候補の中から、サービングセルと協調セルを特定しうる。
協調セル候補の中から協調セルを特定する方法は、例えば以下の非特許文献、すなわち、“3GPP TSG RAN WG1 Meeting #57, R1-092160, San Francisco, USA 4-8 May 2009, Title: DL non-coherent multi-user MIMO joint transmission (MU-MIMO JT) scheme and system performance evaluations in TDD systems”に記述されており、ここに参照のために組み込まれる。この文献に記載されている方法は、概略以下のとおりである。
一例として、サービングセルと２つの協調セル候補から移動局UEに対する下り信号のCSIをそれぞれH11, H12, H13とし、それに応じて設定されるプリコーディングマトリックス(precoding matrix)をそれぞれW11, W12, W13としたときに、３セル間での協調通信下でのCSIとしてのH0は以下の式(5)に示すように表される。このとき、H0に基づいて算出される通信容量がサービングセルのみのCSI（上記H11）によって算出される通信容量の３倍以上であるという条件を満たす場合には、上記３セルによる協調送信を行うことが好ましい。よって、例えば３以上の協調セル候補の中から上記条件を満たす２セルを協調セルとして特定することができる。
Figure 2012020457
協調セルが特定されると、ソース基地局は、例えばX2インタフェース等による基地局間の通信リンクによって、協働基地局に対してCoMP情報を送信し、当該送信についての確認信号を得る（ステップＳ１６）。CoMP情報の内容は、CoMP通信方式によって異なりうるが、CoMP通信方式がJoint transmissionの場合には例えば、送信データ、伝播路情報、スケジューリング情報、プリコーディング設定情報等である。その後、ソース基地局とその協働基地局から移動局UEに対してデータ信号(Data)の協調送信が行われる（ステップＳ１８）。
次に、ソース基地局は、周辺セルからの参照信号のRSRPの移動局UEによる測定結果に基づいてハンドオーバを検出すると、ハンドオーバのターゲット基地局(Target eNB)に対してHO要求メッセージを送信し、当該要求に対する確認信号(HO要求Ack)を得る（ステップＳ２０）。このとき、HO要求メッセージには、第１情報として、ソース基地局がステップＳ１０で得た移動局UEの周辺セル測定結果（ハンドオーバの検出時点の最新の結果）、あるいは、その周辺セル測定結果から特定した協調セル候補についての情報を含むようにする。これにより、ターゲット基地局において、CoMP設定手続の処理が促進される。
さらに、ソース基地局は移動局UEに対して、移動局UEの周辺セル、又は協調セル候補を特定済みの場合にはその協調セル候補と、移動局UEとの間の伝播路情報としてのCSIの測定の要求（CSI要求）を行う。この要求は、ステップＳ２２で送信されるRRC（Radio Resource Control）リコンフィグレーションメッセージ(RRC reconfig)に含まれる。なお、本実施形態では、RRCリコンフィグレーションメッセージに含まれるIE(Information Element)には、CSI要求が追加される形で例えばLTEで規定されているものから拡張されている。このように、ターゲット基地局に代わってソース基地局が移動局UEに対してCSI要求を行うようにすると、ソース基地局とターゲット基地局との間の通信処理を省くことができ、ターゲット基地局が移動局UEからCSI測定結果を早期に得ることができる。そのため、CoMP設定手続が促進される。
ステップＳ２４では、移動局UEは、上りチャネルRACH（Random Access Channel）を用いてターゲット基地局との通信を確立する。例えば、HO要求メッセージに応じてターゲット基地局は、移動局UEに対してDedicated RACHのアクセススロットを割り当て、その割り当てたアクセススロットを移動局UEへ通知する。移動局UEは、ソース基地局との回線が切断された後、割り当てられたアクセススロットを用いてDedicated RACHを送信し、ターゲット基地局との間で通信回線の確立処理を行う。
移動局UEは、ターゲット基地局との通信が確立されると、ターゲット基地局に対して、RRCリコンフィグレーション完了メッセージ(“RRC reconfig complete”)を送信する（ステップＳ２６）。この時点で移動局UEは、ステップＳ２２で受けたCSI要求に応じて、協調セル候補との間のCSIを測定しており、その測定結果（CSI報告）をRRCリコンフィグレーション完了メッセージに含ませるようにする。なお、本実施形態では、RRCリコンフィグレーション完了メッセージに含まれるIEには、CSI報告が追加される形で例えばLTEで規定されているものから拡張されている。本実施形態では、CSI報告をターゲット基地局が早期に得ることになって、ターゲット基地局が素早く協調セルを特定することができるようになる。その後、ターゲット基地局からソース基地局に対して、UEコンテキストのリリースメッセージ(UE Context Release)が送信され（ステップＳ２８）、ハンドオーバ手続が完了する。
本実施形態の移動通信システムではハンドオーバ手続が完了した時点で、ターゲット基地局における協調セルの特定が完了している。そのため、ターゲット基地局は直ちに、協働基地局に対してCoMP情報を送信し、当該送信についての確認信号を得ることができる（ステップＳ３０）。その後、ターゲット基地局と協働基地局から移動局UEに対してデータ信号(Data)の協調送信が行われる（ステップＳ３２）。ハンドオーバ後の協調送信が開始された後もステップＳ１０同様に、移動局UEのさらなるハンドオーバおよび／又は協調セルの更新に備え、ターゲット基地局は、移動局UEに対して定期的に周辺セルからの参照信号のRSRPの測定の要求する周辺セル測定要求メッセージを送信する（ステップＳ４０）。
（１−３）基地局と移動局の構成
次に、図５に示したCoMP設定手続を実現するための基地局と移動局の構成の例について、図６および図７を参照して説明する。なお、図６および図７に示す構成は、LTEに従った通信仕様、すなわち、下り通信がOFDM、上り通信がSC-FDMAを採る場合の例である。
先ず図６を参照すると、本実施形態の基地局eNBは、第１送受信部としての受信機１１と、FFT部１２と、復調部１３と、復号部１４と、L2処理部１５と、第２送受信部としてのX2インタフェース部１６と、L2処理部１７と、符号化部１８と、変調部１９と、プリコーディング部２０と、多重化部２１と、IFFT部２２と、第１送受信部としての送信機２３と、無線リソース制御部２４とを備える。
L2処理部１７は、上位層からの送信対象のパケットに対してレイヤー２(L2)におけるプロトコル処理（信号変換処理）を行う。より具体的には、L2処理部１７は、RLC(Radio Link Control)とMAC(Medium Access Control)のサブレイヤの２段階の処理を行う。RLCのサブレイヤの処理では、送信対象のパケットが再送制御や順序制御の処理に適した長さの処理単位に分割・結合されるとともに、フロー制御機能やプロトコルエラー検出・復帰等の処理に必要な情報をヘッダとして付加したRLC-PDU(Protocol Data Unit)を生成する。MACのサブレイヤの処理では、論理チャネルの多重・分離、論理チャネルとトランスポートチャネルの対応付け、優先制御、スケジューリング処理が行われる。このとき、MACヘッダ、１又は複数のMAC-SDU(Service Data Unit)およびMAC制御エレメントを含みうるMAC-PDUが生成される。
符号化部１８から送信機２３に向けての信号処理ではPHY層（物理層）の処理が行われる。符号化部１８では、L2処理部１７から与えられる信号に対して、例えばターボ符号化等により誤り訂正のための符号化処理を行い、変調部１９は、符号化された信号についての変調処理を行う。好ましくは、符号化部１８および変調部１９における変調符号化方式は、移動局からフィードバックされる下りリンクの品質情報に応じて適応的に決定される。
プリコーディング部２０は、変調部１９で得られた変調信号に対して、無線リソース制御部２４から与えられるプリコーディング設定情報としてのPrecoding matrixに基づいて符号化を行う。これにより、MIMO(Multi Input Multi Output)によりマルチレイヤーの通信を行うときの、各々のレイヤーから各送信アンテナに対する重み付けが特定される。
多重化部２１は、プリコーディング部２０からの信号、参照信号としてのパイロット信号、報知情報、および移動局UEごとの個別制御情報を多重化する。IFFT部２２は、多重化部２１で得られた多重化信号に対してIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)処理を行って各サブキャリアの信号の時間領域信号（ベースバンド信号）への変換を行う。
送信機２３は、D/A(Digital to Analog)変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備える。送信機２３は、IFFT部２２からのベースバンド信号を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、送信アンテナから空間へ放射する。
受信機１１は、移動局から受信アンテナにより受信したRF信号をデジタルベースバンド信号に変換する。受信機１１は、帯域制限フィルタ、LNA（LNA: Low Noise Amplifier）、ローカル周波数発信器、直交復調器、AGC(Automatic Gain Control)アンプ、A/D(Analog to Digital)変換器などを含む。
FFT部１２は、受信したベースバンド信号に対して、所定のFFT(Fast Fourier Transform)ウィンドウを用いたFFT処理を行って各サブキャリアの符号化シンボル列（周波数領域信号）を生成する。この周波数領域信号は、復調部１３および復号部１４でそれぞれ復調および復号される。L2処理部１５では、復号された信号に対してレイヤー２(L2)におけるプロトコル処理が行われて、受信パケットを得る。
無線リソース制御部２４は主として、図５に示したCoMP設定手続を含む協調送信に関する制御、および移動局UEのハンドオーバに関する制御を行う。
無線リソース制御部２４は、CoMP設定手続において周辺セル測定要求が各移動局UEに対して通知されるように、L2処理部１７を制御する。さらに無線リソース制御部２４は、L2処理部１５により得られた移動局UEからの制御信号に含まれる、移動局UEからの周辺セルの測定結果（RSRP測定の結果）の通知に基づいて、例えば上記式(1)に示した方法を採ることによって協調セル候補を特定する。
無線リソース制御部２４は、CoMP設定手続において、X2インタフェース部１６を介して、特定した協調セル候補の基地局に対して協調通信要求を行うとともに、各基地局から協調通信要求に対する応答信号を得る。
無線リソース制御部２４は、CoMP設定手続において、協調送信の対象となる移動局UEに対して、協調セル候補との間のCSIの測定を要求するCSI要求を行うようにL2処理部１７を制御する。さらに無線リソース制御部２４は、L2処理部１５により得られた移動局UEからの制御信号に含まれる、移動局UEからのCSI報告に基づいて協調セルを特定するとともに、L2処理部１７およびプリコーディング部２０に対して協調送信を行うときのPrecoding matrixを通知する。なお、CSIに基づくPrecoding matrixは、例えばCodebook方式に基づいて選択することができる。
本実施形態では、CSI要求は、ハンドオーバ手続が行われているときには、RRCリコンフィグレーションメッセージ(RRC reconfig)のIEに含まれる形でなされる。また、本実施形態では、CSI要求に対する移動局UEからのCSI報告は、RRCリコンフィグレーション完了メッセージ(“RRC reconfig complete”) のIEに含まれる形でなされる。
無線リソース制御部２４は、CoMP設定手続において、インタフェース部１６を介して自局と協働する協働基地局に対し、CoMP情報を送信する。CoMP情報の内容は、例えば、移動局UEに対する送信データ、伝播路情報(移動局UEからのCSI報告)、スケジューリング情報、プリコーディング設定情報(サービングセルおよび協調セルで設定すべきPrecoding matrix)等である。スケジューリング情報は例えば、移動局UEに対する送信データ(PDSCH)が割り当てられるリソースブロック内のリソースエレメントの位置等である。
無線リソース制御部２４は、周辺セルからの参照信号のRSRPの移動局UEによる測定結果に基づいてハンドオーバを検出し、移動局UEのハンドオーバに関する制御を行うときには、X2インタフェース部１６を介してターゲット基地局との間で通信を行う。
例えば、無線リソース制御部２４はハンドオーバを検出すると、X2インタフェース部１６を介してターゲット基地局に対してHO要求信号を送信し、当該要求に対する確認信号を得る。このとき、HO要求信号には、自局が保持する、移動局UEの周辺セル測定結果（ハンドオーバの検出時点の最新の結果）を含むようにするか、あるいは、その周辺セル測定結果から特定した協調セル候補を含むようにする。
次に図７を参照すると、本実施形態の移動局UEは、第３送受信部としての受信機３１と、FFT部３２と、復調部３３と、復号部３４と、制御チャネル復調部３５と、無線リソース制御部３６と、制御情報処理部３７と、多重化部３８と、シンボルマッピング部３９と、多重化部４０と、FFT部４１と、周波数マッピング部４２と、IFFT部４３と、第３送受信部としての送信機４４と、L2処理部４５とを備える。
受信機３１は受信アンテナで受信したRF信号をデジタルベースバンド信号に変換し、FFT部３２はデジタルベースバンド信号に対してFFT処理を行うことで周波数領域信号を生成する。
制御チャネル復調部３５は、FFT部３２から得られた周波数領域信号のうち制御チャネルの信号を復調し、この信号に含まれるリソース割り当ての情報を復調部３３および復号部３４に与える。また、制御チャネル復調部３５は、復調により得られた制御情報に含まれる、自局宛に割り当てられた無線リソースの情報を復調部３３および復号部３４に与える。復調により得られた制御情報はまた、制御情報処理部３７に与えられる。
また、推定部および品質測定部としての制御情報処理部３７は、FFT部３２により得られるパイロット信号などの参照信号（自局が接続するセルおよび周辺セルからの信号）に基づいて、RSRPの測定、および協調セル候補との間のCSIの測定を行う。これらの測定結果は、例えば個別制御情報に含まれる。制御情報処理部３７は例えば、DSP(Digital Signal Processor)またはその一部によって実装されうる。
L2処理部４５は、復号された信号に対してレイヤー２(L2)におけるプロトコル処理を行う。無線リソース制御部３６は主として、図５に示したCoMP設定手続を含む協調送信に関する制御、および自局のハンドオーバに関する制御を行う。
無線リソース制御部３６は、L2処理部４５により得られた制御情報に含まれるメッセージ内の、基地局からの周辺セル測定要求、およびCSI要求を受け、制御情報処理部３７が上記測定を行うように制御する。また、無線リソース制御部３６は、これらの測定結果（周辺セル測定結果通知およびCSI報告）が基地局へ送信されるメッセージに含まれるように制御する。
無線リソース制御部３６は、ハンドオーバ手続の過程において、上りチャネルRACHを用いてターゲット基地局との通信を確立する。また、無線リソース制御部３６は、ターゲット基地局との通信が確立されると、ソース基地局からのCSI要求に応じてターゲット基地局に対して、CSI報告を含むRRCリコンフィグレーション完了メッセージ(“RRC reconfig complete”)が送信されるように制御する。
多重化部３８は、制御情報処理部３７から与えられる基地局宛の個別制御情報と送信データを多重化する。シンボルマッピング部３９は、多重化信号をTTI(Transmission Time Interval)単位で複数のシンボルに割り当てる。多重化部４０は、TTI単位で参照信号としてのパイロット信号を参照シンボルとして割り当てることでさらに多重化を施す。FFT部４１は、多重化部４０から出力される時間領域信号に対して、入力シンボルと同サイズのFFT処理を行って周波数領域信号に変換する。この周波数領域信号は、周波数マッピング部４２にて自局に割り当てられた連続した周波数（他の移動局UEと重複しない周波数）にマッピングされた後に、IFFT部４３にて時間領域信号に変換される。この時間領域信号は送信機４４によりアップコンバートされて基地局宛に送信される。
以上説明したように、本実施形態の移動通信システムでは、複数の無線基地局の間での協調通信の対象となる移動局のハンドオーバが検出された場合、ハンドオーバ後に実行される協調通信の設定手続（上記CoMP設定手続）の少なくとも一部がハンドオーバの完了前に行われる。そのため、その移動局に対する協調送信をハンドオーバ後に早期に再開することができ、移動局のハンドオーバ後の協調通信の再開の遅延に伴う通信品質の低下、又はスループットの低下を抑制することができる。
（２）第２の実施形態
以下、第２の実施形態の移動通信システムにおける、移動局のハンドオーバの前後におけるCoMP設定手続について、図８を参照して説明する。図８は、第２の実施形態において、移動局のハンドオーバの前後におけるCoMP設定手続の一連のシーケンス（通信設定方法）の例を示す図である。
以下、重複説明を省略するために、図８のシーケンスの内、第１の実施形態に関連付けて説明した図５と異なる処理について説明する。本実施形態のシーケンスでは、移動局UEに対するCSI要求が、ソース基地局からのRRCリコンフィグレーションメッセージ(RRC reconfig)に含まれず、移動局UEとターゲット基地局との間の通信の確立過程でターゲット基地局から基地局eNBへ通知される（ステップＳ２４）。この場合に移動局UEは、ターゲット基地局からCSI要求を、例えばDL-SCH (Down Link Shared Channel)にて通知する。
なお、移動局UEとターゲット基地局との間で通信が確立された後に、RRCリコンフィグレーション完了メッセージ(“RRC reconfig complete”)によりターゲット基地局がCSI報告を受けるのは、第１の実施形態と同様である。
本実施形態の移動通信システムにおいても第１の実施形態のものと同様に、ハンドオーバ手続が完了する前にターゲット基地局がCSI報告を受けることができるため、ターゲット基地局における協調通信処理が促進される。つまり、第１の実施形態と同様、その移動局に対する協調送信をハンドオーバ後に早期に再開することができ、移動局のハンドオーバ後の協調通信の再開の遅延に伴う通信品質の低下、又はスループットの低下を抑制することができる。
（３）第３の実施形態
以下、第３の実施形態の移動通信システムにおける、移動局のハンドオーバの前後におけるCoMP設定手続について、図９を参照して説明する。図９は、第３の実施形態において、移動局のハンドオーバの前後におけるCoMP設定手続の一連のシーケンス（通信設定方法）の例を示す図である。
以下、重複説明を省略するために、図９のシーケンスの内、第１の実施形態に関連付けて説明した図５と異なる処理について説明する。本実施形態のシーケンスでは、移動局UEに対するCSI要求は、UEコンテキストのリリースメッセージ(UE Context Release)が移動局に送信された後に（ステップＳ２８）、ターゲット基地局から移動局UE宛に送信される（ステップＳ２９）。その後、ターゲット基地局は、協調セルを特定して、協調セルを管理する協働基地局に対してCoMP情報を送信する（ステップＳ３０）。
本実施形態の移動通信システムでは、ターゲット基地局から移動局UEへのCSI要求が第１又は第２の実施形態よりも後のタイミングでなされるが、移動局UEによる周辺セル測定結果の通知はハンドオーバ手続の早い段階（すなわち、ステップＳ２０）でなされる。そのため、ターゲット基地局は、ハンドオーバの完了後になって移動局UEから周辺セル測定結果の通知を受けるということがなく、ターゲット基地局における協調通信処理が促進される。つまり、第１の実施形態と同様、その移動局に対する協調送信をハンドオーバ後に早期に再開することができ、移動局のハンドオーバ後の協調通信の再開の遅延に伴う通信品質の低下、又はスループットの低下を抑制することができる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の通信設定方法、無線基地局、移動局は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。
上述した実施形態では、移動局のハンドオーバを検出したことを契機としてCoMP設定手続の少なくとも一部が行われ、CoMP設定手続の少なくとも一部がハンドオーバの完了前に行われる場合について説明した。しかしながら、CoMP設定手続の処理は、このハンドオーバの検出または完了のタイミングによって限定されない。例えば、第１の実施形態では、図５のステップＳ２０において、周辺セル測定結果、あるいは、その周辺セル測定結果から特定した協調セル候補についての情報を含むようにしたHO要求メッセージをソース基地局からターゲット基地局へ送信するようにしたが、これに限られない。上記測定結果あるいは上記情報をターゲット基地局へ送信するタイミングは、ハンドオーバのタイミングに限定されずに、周辺セル測定結果に基づき任意に設定してもよい。
eNB 基地局
１１ 受信機
１２ FFT部
１３ 復調部
１４ 復号部
１５ L2処理部
１６ X2インタフェース部
１７ L2処理部
１８ 符号化部
１９ 変調部
２０ プリコーディング部
２１ 多重化部
２２ FFT部
２３ 送信機
２４ 無線リソース制御部
UE 移動局
３１ 受信機
３２ FFT部
３３ 復調部
３４ 復号部
３５ 制御チャネル復調部
３６ 無線リソース制御部
３７ 制御情報処理部
３８ 多重化部
３９ シンボルマッピング部
４０ 多重化部
４１ FFT部
４２ 周波数マッピング部
４３ IFFT部
４４ 送信機
４５ L2処理部

Claims (17)

  1. 無線サービスを提供する複数の無線基地局の間で移動局に対して協調通信を行うときの通信設定方法であって、
    第１無線基地局に接続されている第１移動局は、第１無線基地局と、当該第１無線基地局に隣接する第２無線基地局とを含む複数の無線基地局からの参照信号の受信品質を測定して、第１無線基地局へ通知し、
    第１無線基地局は、第２無線基地局を含む複数の無線基地局間の第１移動局に対する協調通信を行うための第１情報として、通知された前記受信品質、又は通知された前記受信品質に基づいて特定した協調通信の候補となる無線基地局である基地局候補についての情報を、第２無線基地局へ通知する、
    こと、を含む通信設定方法。
  2. 前記第１無線基地局が第２無線基地局へ通知することは、第１移動局から通知された前記受信品質に基づいて自局から第２無線基地局への第１移動局のハンドオーバを検出してから当該ハンドオーバの完了前までに行われる、
    請求項１に記載された通信設定方法。
  3. 前記第１無線基地局は、前記第１情報を前記第２無線基地局へ通知した後、前記ハンドオーバの完了前に前記第１移動局に対して、第１移動局と前記基地局候補との間の伝播路情報の通知を要求し、
    前記第１移動局は、前記伝播路情報を前記第２無線基地局へ通知する、
    ことをさらに含む、請求項２に記載された通信設定方法。
  4. 前記第２無線基地局は、前記第１情報の通知を受けて、前記ハンドオーバの完了前、又は前記ハンドオーバ完了後に前記第１移動局に対して、第１移動局と前記基地局候補との間の伝播路情報の通知を要求し、
    前記第１移動局は、前記伝播路情報を前記第２無線基地局へ通知する、
    ことをさらに含む、請求項２に記載された通信設定方法。
  5. 前記第１無線基地局が第２無線基地局へ通知することは、ハンドオーバ要求信号を、前記第１情報を含むようにして送信することである、
    請求項２〜４のいずれかに記載された通信設定方法。
  6. 前記第１無線基地局が伝播路情報の通知を要求することは、無線リソース制御に関する信号を、前記要求を含むようにして前記第１移動局へ送信することである、
    請求項３に記載された通信設定方法。
  7. 前記第２無線基地局が伝播路情報の通知を要求することは、アクセス制御に関する信号を、前記要求を含むようにして前記第１移動局へ送信することである、
    請求項４に記載された通信設定方法。
  8. 前記第１移動局が伝播路情報を第２無線基地局へ通知することは、無線リソースの制御に関する信号への応答信号を、伝播路情報を含むようにして送信することである、
    請求項３または４に記載された通信設定方法。
  9. 無線サービスを提供し、他の無線基地局との間で移動局に対して協調通信を行う無線基地局であって、
    移動局と接続して信号の送受信を行う第１送受信部と、
    他の無線基地局との間で信号の送受信を行う第２送受信部と、
    を備え、
    前記第１送受信部は、自局に接続される第１移動局から、自局と、自局に隣接する他の第２無線基地局とを含む複数の無線基地局からの参照信号の第１移動局における受信品質の測定結果の通知を受け、
    前記第２送受信部は、第２無線基地局を含む複数の無線基地局間の第１移動局に対する協調通信を行うための第１情報として、通知された前記受信品質、又は通知された前記受信品質に基づいて特定した協調通信の候補となる無線基地局である基地局候補についての情報を、第２無線基地局へ通知する、
    無線基地局。
  10. 前記第２送受信部は、前記第１情報の通知を、第１移動局から通知された前記受信品質に基づいて自局から第２無線基地局への第１移動局のハンドオーバを検出してから当該ハンドオーバの完了前までに行う、
    請求項９に記載された無線基地局。
  11. 前記第１送受信部は、前記第２送受信部が前記第１情報を前記第２無線基地局へ通知した後、前記ハンドオーバの完了前に前記第１移動局に対して、第１移動局と前記基地局候補との間の伝播路情報の通知を要求する、
    請求項１０に記載された無線基地局。
  12. 無線サービスを提供し、他の無線基地局との間で移動局に対して協調通信を行う無線基地局であって、
    移動局と接続して信号の送受信を行う第１送受信部と、
    他の無線基地局との間で信号の送受信を行う第２送受信部と、
    を備え、
    前記第２送受信部は、自局に隣接する他の第１無線基地局に接続される第１移動局に対して自局を含む複数の無線基地局間の協調通信を行うための第１情報として、自局と第１無線基地局を含む複数の無線基地局からの参照信号の第１移動局における受信品質、又は協調通信の候補となる無線基地局である基地局候補についての情報の通知を、前記第１無線基地局から受ける、
    無線基地局。
  13. 前記第２送受信部は、前記第１情報の通知を、前記第１無線基地局から自局への第１移動局のハンドオーバの要求が第１無線基地局から行われてから当該ハンドオーバの完了前までに受ける、
    請求項１２に記載された無線基地局。
  14. 前記第１送受信部は、前記第１情報の通知を受けて、前記ハンドオーバの完了前、又は前記ハンドオーバ完了後に前記第１移動局に対して、第１移動局と前記基地局候補との間の伝播路情報の通知を要求する、
    請求項１３に記載された無線基地局。
  15. 無線サービスを提供する複数の無線基地局による協調通信の対象となる移動局であって、
    無線基地局との間で信号の送受信を行う第３送受信部と、
    第１無線基地局と、当該第１無線基地局に隣接する第２無線基地局とを含む複数の無線基地局からの参照信号の受信品質を測定する品質測定部と、
    を備え、
    前記第３送受信部は、測定された前記受信品質を第１無線基地局へ通知し、それによって、第２無線基地局を含む複数の無線基地局間の自局に対する協調通信を行うための第１情報として、通知した前記受信品質、又は通知した前記受信品質に基づいて第１無線基地局で特定した協調通信の候補となる無線基地局である基地局候補についての情報を、第１無線基地局が第２無線基地局へ通知することを可能とした、
    移動局。
  16. 自局と無線基地局との間の伝播路情報を推定する推定部をさらに備え、
    前記第３送受信部は、
    自局の第１無線基地局から第２無線基地局へのハンドオーバの完了前に、自局と前記基地局候補との間の伝播路情報の通知の要求を前記第１無線基地局から受け、前記推定部により得られた伝播路情報を前記第２無線基地局へ通知する、
    請求項１５に記載された移動局。
  17. 自局と無線基地局との間の伝播路情報を推定する推定部をさらに備え、
    前記第３送受信部は、
    自局の第１無線基地局から第２無線基地局へのハンドオーバの完了前、又はハンドオーバ完了後に、自局と前記基地局候補との間の伝播路情報の通知の要求を前記第２無線基地局から受け、前記推定部により得られた伝播路情報を前記第２無線基地局へ通知する、
    請求項１５に記載された移動局。
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