KR101374641B1 - 셀룰러 이동 통신 시스템, 기지국 제어 장치 및 기지국 협력 통신 제어 방법 - Google Patents

Abstract

복수의 기지국이 이동국과 통신하는 셀룰러 이동 통신 시스템으로서, 각 기지국은, 소정의 이동국에 대한 각 기지국의 무선 통신 상태를 나타내는 정보를 취득하는 취득부와, 정보에 기초하여, 각 기지국의 기지국 협력 통신을 행할 것인지의 여부를 판정하는 판정부와, 이 판정의 결과에 기초하여, 이동국에 대한 통신 방법을 결정하는 결정부를 가진다.

Description

셀룰러 이동 통신 시스템, 기지국 제어 장치 및 기지국 협력 통신 제어 방법{CELLULAR MOBILE COMMUNICATION SYSTEM, BASE STATION CONTROL DEVICE, AND BASE STATION-COORDINATED COMMUNICATION CONTROL METHOD}

본 발명은, 셀룰러 이동 통신 시스템, 기지국 제어 장치 및 기지국 협력 통신 제어 방법에 관한 것이다.

본원은, 2008년 12월 25일자로 일본에 출원된 일본 특허출원번호 2008-330562호에 따라 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

최근, 일본 국내의 휴대 전화기 서비스에 있어서는, IMT-2000(International Mobile Telecommunications 2000)으로 불리는 제3 세대 이동 통신 시스템이 보급되고 있다. IMT-2000에는, W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 및 CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000)이 있다. IMT-2000의 고도화 시스템 및 IMT-2000의 차세대 시스템으로서, IMT-Advanced과 같은 제4 세대 이동 통신 시스템에 관한 표준 규격이 책정되어 있다.

IMT-Advanced는, 저속 이동 시에 1Gbps의 전송 속도를 실현하고, 고속 이동시에는 100Mbps의 전송 속도를 각각 실현하는 것을 목표로 하고 있다. 이와 같은 고속 통신을 실현하기 위해서는, 광대역인 주파수대를 사용한 통신 방식을 이용할 필요가 있다. 이와 같은 통신 방식의 하나로서, 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA) 방식이 알려져 있다. OFDMA 방식은, 광대역의 주파수대를 서브 캐리어로 불리는 직교한 협(狹)대역으로 분할하고, 각 서브 캐리어로 정보를 전송하는 방식이다. 이 OFDMA 방식에 의하면, 무선 장치에서 생기는 주파수 특성을 서브 캐리어마다 보정하거나, 전송로에서 생기는 주파수 특성의 시간 변동에 대하여 적응적으로 주파수 다중 전송 및 주파수 분할 다중 접속을 행할 수 있다. 그러므로, OFDMA 방식은, 광대역 통신을 실현하는 유력한 전송 방식의 하나로서 주목되고 있다.

또한, 복수의 안테나를 사용한 전송로 멀티화(Multiple Input Multiple Output: MIMO) 기술은, 송신측의 복수의 안테나로부터 개별적으로 송신된 신호를 수신측의 복수의 안테나로 수신하고, 이 수신 신호로부터 공간 신호 분리한다. 그러므로, MIMO 기술은, 주파수 이용 효율의 향상을 도모하는 기술로서 주목되고 있다.

셀룰러 이동 통신 시스템은, 복수의 기지국을 배치하고, 각 기지국의 통신 영역(셀)에 의해 연속적인 통신 서비스 구역을 구축한다. 셀룰러 이동 통신 시스템에 대하여, OFDMA 방식이나 MIMO 기술을 사용한 통신 방식을 적용하는 경우, 사용 가능한 주파수 영역의 제한에 의해, 모든 주파수 대역을 각 셀에 할당하는 지침을 고려할 수 있다. 이 경우, 기지국 근방에 위치하는 이동국에 대해서는, 통신 기지국으로부터의 원하는 신호가 높은 레벨로 수신할 수 있고, 또한 인접하는 기지국으로부터의 무선 신호가 거리 감쇠에 의해 레벨 저하된다. 그러므로, 높은 통신 품질을 확보할 수 있고, 광대역 통신의 효과로서 사용자 스루풋의 고속화를 기대할 수 있다. 그러나, 셀 경계에 위치하는 이동국에 대해서는, 원하는 신호의 레벨이 거리 감쇠에 의해 저하될 뿐만 아니라, 인접 기지국의 무선 신호가 통신 신호와 동일한 레벨의 간섭 신호로 되어, 통신 품질을 크게 열화시킨다. 그러므로, 광대역 통신의 효과를 충분히 얻을 수 없는 과제가 있다. 이 과제는, 이동국보다 기지국의 송신 전력이 크기 때문에, 특히 다운링크(기지국으로부터 이동국 방향의 회선)에서 현저하게 된다.

이 과제에 대하여, 예를 들면, 특허 문헌 1, 2, 3에 대처 방법이 개시되어 있다. 도 33은, 종래의 셀룰러 이동 통신 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 33에 있어서, 종래의 셀룰러 이동 통신 시스템은, 복수의 기지국(101), 이동국(사용자 단말기)(102), 기지국 컨트롤러(107)를 가진다. 복수의 기지국(101)은, 각각 셀(103)을 제공한다. 이동국(102)은, 기지국(101)에 무선 접속하여 통신한다. 기지국 컨트롤러(107)는, 복수의 기지국(101)을 집중적으로 제어한다. 각 기지국(101)은, 백본(backbone) 네트워크(104)를 통하여 코어(core) 네트워크(105)에 접속된다. 백본 네트워크(104) 및 코어 네트워크(105)는, 각각 라우터(106)를 가진다. 기지국 컨트롤러(107)는, 백본 네트워크(104) 내에 설치되고, 각 기지국(101)과 유선으로 접속된다. 기지국 컨트롤러(107)는, 셀 경계에 있는 이동국(102)에 대하여 복수의 기지국(101)이 협력하여 MIMO 기술 등을 사용한 통신을 행하도록, 복수의 기지국(101)을 제어한다.

일본 특허출원 공개번호 2007-134844호 공보 일본 특허출원 공개번호 2007-043332호 공보 국제 공개 제2006/016485호 팜플렛

그러나, 전술한 종래의 셀룰러 이동 통신 시스템에서는, 기지국 컨트롤러(107)가 제어하는 기지국(101)의 수가 증가할수록, 기지국 컨트롤러(107)에 걸리는 처리의 부하가 커지는 문제가 있다. 그러므로, 복수의 기지국 컨트롤러(107)로 일정수씩의 기지국(101)을 제어하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이 경우, 상이한 기지국 컨트롤러(107)에 접속된 기지국(101) 간에는 협력 통신을 행할 수 없다. 또한, 셀룰러 이동 통신 시스템 내의 일부의 기지국(101)만을 제어 대상으로 하여 비제어 대상의 기지국이나 중계국을 설치하면, 비제어 대상의 기지국은 기지국 사이에서 협력 통신을 행할 수 없다. 그러므로, 이동국의 재권 셀에 의해 통신 서비스에 차이가 생긴다.

IMT-Advanced와 같이 광대역 통신을 행하는 셀룰러 이동 통신 시스템에서는, 종래의 마크로 셀보다 셀 범위가 작은 마이크로 셀 등을 사용하는 것이 상정(想定)되어 있다. 그러므로, 기지국 수가 많아지므로, 상기 과제를 경시(輕視)할 수 없게 된다.

그리고, 셀룰러 이동 통신 시스템에서는, 사용자 단말기의 접속 상태를 유지하면서, 안정된 통신 상태를 얻기 위하여, 상이한 기지국에 접속을 전환하는 핸드오버(hand over) 기술이 이용되고 있다. 핸드오버로서는, 하드 핸드오프(hand off) 및 소프트 핸드오프가 있다. 하드 핸드오프는, 통신이 순간적으로 단절되는 것이며, 기지국 사이에서 협력 송신을 행하지 않는다. 소프트 핸드오프에서는, 핸드오버 시에 복수의 기지국으로부터 동시 송신이 행해지지만, 무선 통신의 상황에 따른 기지국 사이의 협력은 행하지 않는다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 고려하여 행해진 것이며, 그 목적은, 복수의 기지국이 협력하여 이동국과 통신을 행하는 기지국 협력 통신이 가능한 범위를 확충하는 동시에, 무선 통신의 상황에 따른 기지국 협력 통신을 행할 수 있는 셀룰러 이동 통신 시스템, 기지국 제어 장치 및 기지국 협력 통신 제어 방법을 제공하는 것에 있다.

[1] 전술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일태양에 따른 셀룰러 이동 통신 시스템은, 복수의 기지국이 이동국과 통신하는 셀룰러 이동 통신 시스템으로서, 각 기지국은, 소정의 이동국에 대한 각 기지국의 무선 통신 상태를 나타내는 정보를 취득하는 취득부와; 상기 정보에 기초하여 각 기지국의 기지국 협력 통신을 행할 것인지의 여부를 판정하는 판정부와; 이 판정의 결과에 기초하여 상기 이동국에 대한 통신 방법을 결정하는 결정부를 가진다.

[2] 그리고, 본 태양에 있어서, 기지국 협력 통신을 행하는 이동국에 대하여, 공간 다중할 수 있는 이동국을 조사하는 조사부를 가져도 된다.

[3] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 판정부는, 이동국이 희망하는 기지국 후보에 의한 멀티사이트 접속을 행할 수 있는지의 여부에 대하여 판정하고, 상기 결정부는, 상기 판정부가, 이동국이 희망하는 기지국 후보에 의한 멀티사이트 접속을 행할 수 없다고 판정한 경우, 상기 이동국에 대한 통신 방법으로서 싱글사이트 접속을 선택해도 된다.

[4] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 기지국은, 이동국이 싱글사이트 접속으로 기지국과 통신을 행하는 것을, 상기 싱글사이트 접속 대상의 기지국 이외의 기지국 후보로 되는 기지국에 통지하는 통지부를 가지고, 상기 기지국 후보로 되는 기지국은, 통지된 상기 싱글사이트 접속 대상의 이동국에 대한 간섭을 억제하도록 해도 된다.

[5] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 기지국 후보로 되는 기지국은, 통지된 상기 싱글사이트 접속 대상의 이동국이 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 다른 이동국과 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 통지된 상기 싱글사이트 접속 대상의 이동국에 대한 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 억제하는 억제부를 가지도록 해도 된다.

[6] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 기지국 후보로 되는 기지국은, 통지된 상기 싱글사이트 접속 대상의 이동국의 방향으로 널(null)을 향하도록 빔포밍(beam forming)을 행하고, 또한 상기 빔 형상에 의해 다른 이동국과 통신을 행하는 통신부를 가지도록 해도 된다.

[7] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 이동국은, 자기가 소속하는 기지국만에 대하여, 기지국 협력 통신을 행하기 위해 필요한 협력 통신 제어 정보를 송신하는 송신부를 가지고, 상기 기지국은, 자기 기지국에 소속하는 이동국으로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를 상기 이동국에 대한 기지국 협력 통신에 관계되는 기지국에 전송하는 전송부와, 기지국 협력 통신을 행하고 있는 각 기지국에 대하여, 통신 방법의 변경을 문의하는 문의부를 가지고, 상기 판정부는, 상기 문의에 대한 응답에 기초하여 통신 방법의 변경 여부를 판정하도록 해도 된다.

[8] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 이동국은, 기지국 협력 통신에 관계되는 모든 기지국에 대하여, 기지국 협력 통신을 행하기 위해 필요한 협력 통신 제어 정보를 송신하는 송신부를 가지고, 상기 결정부는, 자기 기지국의 기지국 협력 통신에 관계되는 기지국 중에서, 상기 기지국 협력 통신에 대한 제어를 주로 행하는 마스터 기지국을 결정하고, 상기 기지국은, 자기 기지국이 마스터 기지국인 경우에, 상기 기지국 협력 통신을 행하고 있는 각 기지국에 대하여, 통신 방법의 변경을 문의하는 문의부를 가지고, 상기 판정부는, 상기 문의에 대한 응답에 기초하여 통신 방법의 변경 여부를 판정하도록 해도 된다.

[9] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 이동국은, 기지국에 대하여, 기지국 협력 통신의 개시 또는 변경을 요구하는 요구부를 가지도록 해도 된다.

[10] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 기지국은, 이동국 및 기지국에 대하여, 기지국 협력 통신의 개시 또는 변경을 요구하는 요구부를 가지도록 해도 된다.

[11] 또한, 본 발명의 일태양에 따른 기지국 제어 장치는, 이동국과 통신하는 기지국이 구비하는 기지국 제어 장치로서, 소정의 이동국에 대한 기지국 협력 통신에 관계되는 각 기지국의 무선 통신 상태를 나타내는 정보를 취득하는 취득부와, 상기 정보에 기초하여 각 기지국의 기지국 협력 통신을 행할 것인지의 여부를 판정하는 판정부와, 이 판정의 결과에 기초하여 상기 이동국에 대한 통신 방법을 결정하는 결정부를 가진다.

[12] 그리고, 본 태양에 있어서, 기지국 협력 통신을 행하는 이동국에 대하여, 공간 다중하는 것이 가능한 이동국을 조사하는 조사부 수단을 가질 수 있다.

[13] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 판정부는, 이동국이 희망하는 기지국 후보에 의한 멀티사이트 접속을 행할 수 있는지의 여부에 대하여 판정하고, 상기 결정부는, 상기 판정부가, 이동국이 희망하는 기지국 후보에 의한 멀티사이트 접속을 행할 수 없다고 판정한 경우, 상기 이동국에 대한 통신 방법으로서 싱글사이트 접속을 선택하도록 해도 된다.

[14] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 기지국은, 이동국이 싱글사이트 접속으로 기지국과 통신을 행하는 것을, 상기 싱글사이트 접속 대상의 기지국 이외의 기지국 후보로 되는 기지국에 통지하는 통지부를 가지고, 상기 기지국 후보로 되는 기지국은, 통지된 상기 싱글사이트 접속 대상의 이동국에 대한 간섭을 억제하도록 해도 된다.

[15] 또한, 본 태양에 있어서, 자기 기지국에 소속하는 이동국으로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를 상기 이동국에 대한 기지국 협력 통신에 관계되는 기지국에 전송하는 전송부와, 기지국 협력 통신을 행하고 있는 각 기지국에 대하여, 통신 방법의 변경을 문의하는 문의부를 가지고, 상기 판정부는, 상기 문의에 대한 응답에 기초하여 통신 방법의 변경 여부를 판정하도록 해도 된다.

[16] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 결정부는, 자기 기지국의 기지국 협력 통신에 관계되는 기지국 중에서, 상기 기지국 협력 통신에 대한 제어를 주로 행하는 마스터 기지국을 결정하고, 상기 기지국은, 자기 기지국이 마스터 기지국인 경우에, 상기 기지국 협력 통신을 행하고 있는 각 기지국에 대하여, 통신 방법의 변경을 문의하는 문의부를 가지고, 상기 판정부는, 상기 문의에 대한 응답에 기초하여 통신 방법의 변경 여부를 판정하도록 해도 된다.

[17] 또한, 본 태양에 있어서, 이동국 및 기지국에 대하여, 기지국 협력 통신의 개시 또는 변경을 요구하는 요구부를 가질 수 있다.

[18] 또한, 본 발명의 일태양에 따른 기지국 협력 통신 제어 방법은, 복수의 기지국과 이동국과의 통신에 사용되는 기지국 협력 통신 제어 방법으로서, 상기 기지국이, 소정의 이동국에 대한 기지국 협력 통신에 관계되는 각 기지국의 무선 통신 상태를 나타내는 정보를 취득하는 단계와, 상기 기지국 협력부가, 상기 정보에 기초하여 각 기지국의 기지국 협력 통신을 행할 것인지의 여부를 판정하는 단계와, 상기 기지국이, 이 판정의 결과에 기초하여 상기 이동국에 대한 통신 방법을 결정하는 단계를 가진다.

[19] 그리고, 본 태양에 있어서, 상기 기지국이, 기지국 협력 통신을 행하는 이동국에 대하여, 공간 다중하는 것이 가능한 이동국을 조사하는 단계를 포함하도록 해도 된다.

[20] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 기지국이, 이동국이 희망하는 기지국 후보에 의한 멀티사이트 접속을 행할 수 없다고 판정한 경우, 상기 이동국에 대한 통신 방법으로서 싱글사이트 접속을 선택하는 단계를 포함하도록 해도 된다.

[21] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 기지국이, 이동국이 싱글사이트 접속으로 기지국과 통신을 행하는 것을, 상기 싱글사이트 접속 대상의 기지국 이외의 기지국 후보에 통지하고, 상기 기지국 후보가, 통지된 상기 싱글사이트 접속 대상의 이동국에 대한 간섭을 억제하는 단계를 포함하도록 해도 된다.

[22] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 기지국이, 통지된 상기 싱글사이트 접속 대상의 이동국이 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 다른 이동국과 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 통지된 상기 싱글사이트 접속 대상의 이동국에 대한 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 억제하는 단계를 포함하도록 해도 된다.

[23] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 기지국이, 통지된 상기 싱글사이트 접속 대상의 이동국의 방향으로 널을 향하도록 빔포밍을 행하고, 또한 상기 빔 형상에 의해 다른 이동국과 통신을 행하는 단계를 포함하고 있어도 된다.

[24] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 이동국이, 자기가 소속하는 기지국만에 대하여, 기지국 협력 통신을 행하기 위해 필요한 협력 통신 제어 정보를 송신하는 단계와, 상기 기지국이, 자기 기지국에 소속하는 이동국으로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를 상기 이동국에 대한 기지국 협력 통신에 관계되는 기지국에 전송하는 단계와, 상기 기지국이, 기지국 협력 통신을 행하고 있는 각 기지국에 대하여, 통신 방법의 변경을 문의하는 단계와, 상기 기지국이, 상기 문의에 대한 응답에 기초하여 통신 방법의 변경 여부를 판정하는 단계를 더 포함하도록 해도 된다.

[25] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 이동국이, 기지국 협력 통신에 관계되는 모든 기지국에 대하여, 기지국 협력 통신을 행하기 위해 필요한 협력 통신 제어 정보를 송신하는 단계와, 상기 기지국이, 자기 기지국의 기지국 협력 통신에 관계되는 기지국 중에서, 상기 기지국 협력 통신에 대한 제어를 주로 행하는 마스터 기지국을 결정하는 단계와, 상기 기지국이, 자기 기지국이 마스터 기지국인 경우에, 상기 기지국 협력 통신을 행하고 있는 각 기지국에 대하여, 통신 방법의 변경을 문의하는 단계와, 상기 기지국이, 상기 문의에 대한 응답에 기초하여 통신 방법의 변경 여부를 판정하는 단계를 더 포함하고 있어도 된다.

[26] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 이동국이, 기지국에 대하여, 기지국 협력 통신의 개시 또는 변경을 요구하는 단계를 더 포함하고 있어도 된다.

[27] 또한, 본 태양에 있어서, 상기 기지국이, 이동국 및 기지국에 대하여, 기지국 협력 통신의 개시 또는 변경을 요구하는 단계를 더 포함하고 있어도 된다.

본 발명에 의하면, 셀룰러 이동 통신 시스템에 있어서, 복수의 기지국이 협력하여 이동국과 통신을 행하는 기지국 협력 통신이 가능한 범위를 확충하는 동시에, 무선 통신의 상황에 따른 기지국 협력 통신을 행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 셀룰러 이동 통신 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 상기 실시예에 따른 셀룰러 이동 통신 시스템의 통신 구성의 개념도이다.
도 3은 상기 실시예에 따른 기지국(1)의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 상기 실시예에 따른 사용자 단말기(2)(이동국)의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 개시 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 6은 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 다른 개시 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 7은 상기 실시예에 따른 협력 통신 판정·조정에 관한 하나의 처리의 흐름도이다.
도 8은 상기 실시예에 따른 동시 통신 조정 처리의 시퀀스도이다.
도 9는 상기 실시예에 따른 협력 통신 판정·조정 처리를 설명하기 위한 기지국 협력 통신의 예이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 개시 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 11은 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 다른 개시 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 12는 상기 실시예에 따른 협력 통신 판정·조정 처리의 흐름도이다.
도 13은 상기 실시예에 따른 협력 통신 판정·조정 처리를 설명하기 위한 기지국 협력 통신의 예이다.
도 14는 상기 실시예에 따른 협력 통신 판정·조정에 관한 하나의 처리의 흐름도이다.
도 15는 상기 실시예에 따른 동시 통신 조정 처리의 시퀀스도이다.
도 16은 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 개시 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 17은 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 개시 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 계속 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 19는 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 기지국수의 감소 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 20은 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 기지국수의 감소 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 21은 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 기지국수의 다른 감소 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 22는 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 기지국수의 다른 감소 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 23은 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 기지국수의 증가 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 24는 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 기지국수의 다른 증가 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 25는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 계속 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 26은 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 기지국수의 감소 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 27은 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 기지국수의 감소 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 28은 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 기지국수의 다른 감소 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 29는 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 기지국수의 다른 감소 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 30은 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 기지국수의 증가 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 31은 상기 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 기지국수의 다른 증가 수순을 나타내는 시퀀스도이다.
도 32는 본 발명의 제5 실시예에 따른 기지국 협력 통신의 협력 상태의 예이다.
도 33은 종래의 셀룰러 이동 통신 시스템의 개략적인 구성도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 각 실시예에 대하여 설명한다.

(제1 실시예)

도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 셀룰러 이동 통신 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 1에 있어서, 셀룰러 이동 통신 시스템은, 기지국(1), 이동국(사용자 단말기)(2)을 가진다. 기지국(1)은, 각각 셀을 제공한다. 이동국(2)은, 기지국(1)에 무선 접속하여 통신한다. 도 1에서는, 2대의 기지국(1)(기지국 식별자가 A, B인 것)과, 기지국(1) A가 제공하는 셀(3A)과 기지국(1) B가 제공하는 셀(3B)을 예시하고 있다. 각 기지국(1)[기지국(1) A, 기지국(1) B]은 기지국 협력부(10)를 가진다. 기지국 협력부(10)는, 기지국 협력 통신을 제어하기 위한 기능을 가진다.

각 기지국(1)은, 백본 네트워크(4)를 통하여 코어 네트워크(5)에 접속된다. 백본 네트워크(4) 및 코어 네트워크(5)는, 각각 라우터(6)를 가진다.

각 기지국(1)의 기지국 협력부(10)는, 백본 네트워크(4)를 통하여 서로 통신한다. 도 2에, 본 실시예에 따른 셀룰러 이동 통신 시스템의 통신 구성의 개념도를 나타낸다. 도 2에 있어서, 실평면(real plane)(A2)은, 기지국(1)과 사용자 단말기(2) 사이의 통신 구성을 나타낸다. 협력 평면(cooperative plane)(A1)은, 기지국 협력 통신을 제어하기 위한 통신 구성이며, 백본 네트워크(4) 내의 논리적인 접속 관계를 나타내고 있다. 협력 평면(A1)에 있어서, 각 기지국 협력부(10)는, 논리적으로 평탄한(flat) 풀 메쉬형으로 서로 접속되어 있고, 임의의 기지국 협력부(10) 사이에서 데이터를 송수신할 수 있다. 백본 네트워크(4) 내의 통신 회선은, 유선이며, 기지국 협력부(10) 사이에서 송수신되는 데이터량에 비해 충분한 통신 대역을 가진다. 그리고, 도 2의 통신 구성은, OSI(Open Systems Interconnection) 참조 모델과는 독립된 것이다.

본 실시예에 따른 셀룰러 이동 통신 시스템에 있어서, 기지국(1)과 사용자 단말기(2) 사이의 다원 접속 방식은 한정되지 않는다. 다원 접속 방식으로서는, 예를 들면, OFDMA 방식, 시분할 다원 접속(Time Division Multiple Access: TDMA) 등이 이용 가능하다.

본 실시예에 따른 셀룰러 이동 통신 시스템에 있어서, 기지국(1) 및 사용자 단말기(2)는 복수의 안테나를 구비한다. 기지국(1) 및 사용자 단말기(2)는, 기지국(1)과 사용자 단말기(2)가, 1대 1로 통신하는 경우도, 복수의 기지국(1)이 협력하여 사용자 단말기(2)와 통신하는 경우도, MIMO 기술을 사용한 전송(MIMO 전송)을 행한다.

도 3은, 본 실시예에 따른 기지국(1)의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 기지국(1)은, 기지국 협력부(10), 무선부(11), 사용자 데이터·제어 메시지 처리부(12), 상위 레이어부(13), 처리 부하량 계측부(14), 단말기 정보 유지부(15)를 가진다. 도 3에 있어서, 무선부(11)는, 사용자 단말기(2) 사이에서 무선 접속하여, 사용자 데이터 및 제어 메시지 등의 데이터를 송수신한다. 사용자 데이터·제어 메시지 처리부(12)는, 사용자 단말기(2)와의 사이, 다른 기지국(1)의 기지국 협력부(10)와의 사이, 및 코어 네트워크(5)와의 사이에서, 각각 송수신되는 데이터(사용자 데이터, 제어 메시지)의 처리를 행한다. 상위 레이어부(13)는, 백본 네트워크(4) 사이에서 유선 접속하여, 사용자 데이터 및 제어 메시지 등의 데이터를 송수신한다.

처리 부하량 계측부(14)는, 자기 기지국(1) 내에서 행하는 처리의 부하량을 계측한다. 계측 결과의 처리 부하량은, 기지국 협력부(10)에 보내진다. 단말기 정보 유지부(15)는, 사용자 단말기(2)마다, 무선 통신의 상황을 나타내는 정보를 기억한다. 단말기 정보 유지부(15)에 기억되는 정보는, 사용자 단말기(2)에 대한 기지국 협력 통신의 적용의 유무, 기지국 협력 통신이 적용되고 있는 사용자 단말기(2)에 대하여 할당된 무선 자원 영역, MIMO 전송의 방법(MIMO 모드) 등의 정보이다. MIMO 모드로서는, 예를 들면, 최대비 합성 송신 다이버시티(diversity) 등의 송신 다이버시티, 시공간 부호, 및 고유 빔 공간 다중 방식 등의 공간 다중, 및 이들의 조합이 있다. 단말기 정보 유지부(15)는, 기지국 협력부(10)로부터 데이터의 기록 및 판독을 행한다.

기지국 협력부(10)는, 사용자 데이터·제어 메시지 처리부(12)를 통하여, 사용자 단말기(2)와의 사이, 및 다른 기지국(1)의 기지국 협력부(10)와의 사이에서, 각각 제어 메시지를 송수신한다. 기지국 협력부(10)는, 이 제어 메시지를 주고받음으로써, 기지국 협력 통신의 제어를 행한다.

기지국(1)의 기지국 협력부(10)는, 취득부(101), 판정부(102), 결정부(103), 조사부(104), 통지부(105), 억제부(106), 통신부(107), 전송부(108), 문의부(109), 요구부(110)를 가진다.

취득부(101)는, 소정의 이동국인 사용자 단말기(2)에 대한 각 기지국(1)의 무선 통신 상태를 나타내는 정보를 취득한다.

판정부(102)는, 취득부(101)가 취득한 정보에 기초하여, 각 기지국(1)의 기지국 협력 통신을 행할 것인지의 여부를 판정한다. 또한, 판정부(102)는, 사용자 단말기(2)가 희망하는 기지국 후보에 의한 멀티사이트 접속을 행할 수 있는지의 여부에 대하여 판정한다. 또한, 판정부(102)는, 문의부(109)의 문의 결과에 기초하여 통신 방법의 변경 여부를 판정한다.

결정부(103)는, 판정부(102)의 판정의 결과에 기초하여 사용자 단말기(2)에 대한 통신 방법을 결정한다. 또한, 결정부(103)는, 판정부(102)가, 사용자 단말기(2)가 희망하는 기지국 후보에 의한 멀티사이트 접속을 행할 수 없다고 판정한 경우, 그 사용자 단말기(2)에 대한 통신 방법으로서 싱글사이트 접속을 선택한다. 또한, 결정부(103)는, 자기 기지국(1)의 기지국 협력 통신에 관계되는 기지국(1) 중에서, 기지국 협력 통신에 대한 제어를 주로 행하는 마스터 기지국을 결정한다.

조사부(104)는, 기지국 협력 통신을 행하는 사용자 단말기(2)에 대하여, 공간 다중하는 것이 가능한 이동국을 조사한다.

통지부(105)는, 사용자 단말기(2)가 싱글사이트 접속으로 기지국(1)과 통신을 행하는 것을, 싱글사이트 접속 대상의 기지국(1) 이외의 기지국 후보로 되는 기지국(1)에 통지한다.

억제부(106)는, 기지국 후보로 되는 기지국에 설치되고, 통지부(105)가 통지된 싱글사이트 접속 대상의 사용자 단말기(2)에 대한 간섭을 억제한다. 또한, 억제부(106)는, 통지부(105)로부터 통지된 싱글사이트 접속 대상의 사용자 단말기(2)로부터 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 다른 사용자 단말기(2)와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 통지부(105)로부터 통지된 싱글사이트 접속 대상의 사용자 단말기(2)에 대한 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 억제한다.

통신부(107)는, 기지국 후보로 되는 기지국(1)에 설치되고, 통지부(105)로부터 통지된 싱글사이트 접속 대상의 사용자 단말기(2)의 방향으로 널을 향하도록 빔포밍을 행하고, 또한 그 빔 형상에 의해 다른 사용자 단말기(2)와 통신을 행한다.

전송부(108)는, 자기 기지국(1)에 소속하는 사용자 단말기(2)로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를, 그 사용자 단말기(2)에 대한 기지국 협력 통신에 관계되는 기지국(1)에 전송한다.

문의부(109)는, 기지국 협력 통신을 행하고 있는 각 기지국(1)에 대하여, 통신 방법의 변경을 문의한다. 또한, 문의부(109)는, 자기 기지국(1)이 마스터 기지국인 경우에, 기지국 협력 통신을 행하고 있는 각 기지국(1)에 대하여, 통신 방법의 변경을 문의한다.

요구부(110)는, 사용자 단말기(2) 및 기지국(1)에 대하여, 기지국 협력 통신의 개시 또는 변경을 요구한다.

도 4는, 본 실시예에 따른 사용자 단말기(2)의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 사용자 단말기(2)는, 협력 처리부(20), 무선부(21), 사용자 데이터·제어 메시지 처리부(22), 상위 레이어부(23), 처리 부하량 계측부(24), 무선 환경 인식부(25)를 가진다.

도 4에 있어서, 무선부(21)는, 기지국(1)과의 사이에서 무선 접속하여, 사용자 데이터 및 제어 메시지 등의 데이터를 송수신한다. 사용자 데이터·제어 메시지 처리부(22)는, 기지국(1)과의 사이에서 송수신되는 데이터(사용자 데이터, 제어 메시지)의 처리를 행한다. 상위 레이어부(23)는, 자기 사용자 단말기(2)에 구비되는 응용 프로그램 등으로 구성되며, 사용자 데이터·제어 메시지 처리부(22)를 통하여 기지국(1)과의 사이에서 사용자 데이터 및 제어 메시지를 송수신한다.

처리 부하량 계측부(24)는, 자기 사용자 단말기(2) 내에서 행하는 처리의 부하량을 계측한다. 계측 결과의 처리 부하량은, 협력 처리부(20)에 보내진다. 무선 환경 인식부(25)는, 자기 사용자 단말기(2)의 안테나(도시하지 않음)에서 수신한 무선 신호에 기초하여, 무선 신호의 송신원의 기지국(1)마다, 무선 품질을 나타내는 무선 품질 정보를 정기적으로 측정한다. 이 측정은, 자기 사용자 단말기(2)와의 접속의 유무와는 관계없이, 측정 가능한 전체 기지국(1)을 대상으로 한다. 측정 결과의 무선 품질 정보는, 협력 처리부(20)에 보내진다. 무선 품질 정보는, 예를 들면, 반송파(搬送波) 대(對) 간섭파 및 잡음 전력비(Carrier to Interference and Noise power Ratio: CINR), 수신 신호 강도(Received Signal Strength Indicator: RSSI) 등이다. 그리고, CINR의 측정에 있어서는, 원하는 기지국을 결정할 때, 각 기지국(1)에 대한 RSSI 및 기지국(1) 사이의 RSSI의 차에 대하여 각각 기준값을 설정하고, 기준값을 만족시키는 RSSI 및 RSSI 차를 가지는 기지국(1)을 원하는 기지국으로 한다. 그리고, 원하는 기지국과 그 이외의 기지국(1)의 조(組)마다, CINR의 측정을 행한다.

협력 처리부(20)는, 사용자 데이터·제어 메시지 처리부(22)를 통하여, 기지국(1)과의 사이에서 제어 메시지를 송수신한다. 협력 처리부(20)는, 기지국 협력 통신에 관련된 처리를 행한다.

사용자 단말기(2)의 협력 처리부(20)는, 송신부(201), 요구부(202)를 가진다.

송신부(201)는, 자기가 소속하는 기지국(1)만에 대하여, 기지국 협력 통신을 행하기 위해 필요한 협력 통신 제어 정보를 송신하거나, 기지국 협력 통신에 관계되는 모든 기지국(1)에 대하여, 기지국 협력 통신을 행하기 위해 필요한 협력 통신 제어 정보를 송신하거나 한다.

요구부(202)는, 기지국(1)에 대하여, 기지국 협력 통신의 개시 또는 변경을 요구한다.

다음으로, 본 실시예의 셀룰러 이동 통신 시스템에서의 기지국 협력 통신에 관계된 동작을 차례로, 상세하게 설명한다. 이하에 나타내는 각 실시예에서는, 기지국(1)의 안테나 수 및 사용자 단말기(2)의 안테나 수는 모두 2인 경우에 대하여 설명하지만, 안테나 수가 3 이상이라도 마찬가지이다.

그리고, 이하에서는 설명의 편의상, 기지국의 부호 「1」 및 사용자 단말기의 부호 「2」의 표기를 생략한다. 또한, 기지국 식별자가 A인 기지국(1)을 기지국 A, 기지국 식별자가 B인 기지국(1)을 기지국 B으로 하여, 「기지국」과「기지국 식별자」를 연결하여 표기한다.

제1 실시예는, 최대 2대의 기지국에 의한 기지국 협력 통신의 개시 수순이다. 그리고, 제1 실시예에서는, 셀룰러 이동 통신 시스템 내에 설치되는 기지국은, 2대만이 아니라, 3대 이상이 설치되어 있다.

[기지국 협력 통신의 개시 수순]

도 5는, 기지국 협력 통신의 개시 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 5는, 기지국 A하고만 통신하고 있는 사용자 단말기가, 기지국 A의 셀과 기지국 B의 셀과의 셀 경계로 이동함으로써, 기지국 A, B에 의한 기지국 협력 통신을 개시할 때의 수순이다. 이하, 도 5를 참조하여, 기지국 협력 통신의 개시 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S0에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S1에서는, 사용자 단말기가, 각 기지국의 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B에 의한 기지국 협력 통신을 요구하는 것을 판정한다. 이 판정 기준으로서는, 예를 들면, 접속되어 있는 기지국(접속 기지국)의 RSSI가 감소하고, 또한 접속 기지국과 그 이외의 접속하고 있지 않은 어느 기지국(비접속 기지국)과의 RSSI의 차가 기준값 이내이면, 접속 기지국과 그 비접속 기지국과의 기지국 협력 통신을 요구한다고 판정한다. 또는, 접속 기지국만에 접속하는 경우에 얻어지는 전송 속도의 추정값과 접속 기지국과 어느 비접속 기지국과의 기지국 협력 통신에 의해 얻어지는 전송 속도의 추정값을 산출하고, 이들 산출값의 비교 결과로부터 보다 양호한 전송 속도를 얻을 수 있는 경우에, 기지국 협력 통신을 요구한다고 판정해도 된다.

단계 S2에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A에 협력 통신 리퀘스트를 송신한다. 협력 통신 리퀘스트에는, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조, 기지국 협력 통신에서 사용하는 MIMO 모드, 각 기지국(기지국 협력 통신의 대상과 비대상의 기지국을 포함함)의 무선 품질 정보, 자기 단말기의 처리 부하량 등의 정보를 포함할 수 있다. 여기서는, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조는, 기지국 A, B이다.

단계 S3에서는, 기지국 A가, 기지국 B에 협력 통신 정보의 문의를 행한다. 협력 통신 정보의 문의에서는, 사용자 단말기로부터 수취한, MIMO 모드, 각 기지국의 무선 품질 정보 및 처리 부하량 등의 정보를, 문의처의 기지국에 보낸다.

단계 S4에서는, 기지국 A, B가, 각각, 협력 통신 정보를 취득한다. 협력 통신 정보는, 기지국 협력 통신에 사용 가능한 빈 슬롯, 이미 기지국 협력 통신이 결정되어 있는 사용자 단말기의 수와 그 사용자 단말기가 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조, 자기 기지국의 처리 부하량 등의 정보이다.

단계 S5에서는, 기지국 B가, 취득되 협력 통신 정보를 기지국 A에 회신한다.

단계 S6에서는, 기지국 A의 협력 통신 정보와 기지국 B의 협력 통신 정보를 사용하여, 기지국 A와 사용자 단말기와의 사이에 협력 통신 판정·조정 처리를 행하여, 협력 통신 리퀘스트의 송신원의 사용자 단말기의 통신 방법을 결정한다.

단계 S7에서는, 단계 S6에서 결정된 통신 방법에 따라, 사용자 단말기와 기지국과의 통신을 개시한다.

도 6은, 기지국 협력 통신의 다른 개시 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 6은, 도 5와 마찬가지로, 기지국 A하고만 통신하고 있는 사용자 단말기가, 기지국 A의 셀과 기지국 B의 셀과의 셀 경계로 이동함으로써, 기지국 A, B에 의한 기지국 협력 통신을 개시할 때의 수순이다. 도 6의 개시 수순은 도 5와 거의 동일하지만, 도 5의 개시 수순에서는 사용자 단말기가 기지국 협력 통신을 요구하는데 비해, 도 6의 개시 수순에서는 기지국이 기지국 협력 통신을 요구한다. 이하, 도 6을 참조하여, 기지국 협력 통신의 다른 개시 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S10-1에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S10-2에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 무선 품질 정보를 기지국 A에 송신한다.

단계 S11에서는, 기지국 A가, 각 기지국의 무선 품질 정보에 기초하여 사용자 단말기와의 기지국 협력 통신의 후보로서 기지국 A, B를 요구하는 것을 판정한다. 이 판정 기준은, 도 5의 단계 S1과 동일하다.

단계 S12에서는, 기지국 A가, 기지국 협력 통신의 요구에 대한 사용자 단말기 및 기지국 B에 각각 협력 통신 정보의 문의를 행한다. 기지국 B로의 협력 통신 정보의 문의에서는, 각 기지국의 무선 품질 정보, MIMO 모드 등의 정보를 기지국 B에 보낸다. 사용자 단말기로의 협력 통신 정보의 문의에서는, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), MIMO 모드 등의 정보를 사용자 단말기에 보낸다.

단계 S13에서는, 사용자 단말기, 기지국 A, B가, 각각, 협력 통신 정보를 취득한다. 사용자 단말기에 대한 협력 통신 정보는, 자기 단말기의 처리 부하량, 기지국 협력 통신의 대상인 각 기지국(여기서는, 기지국 A, B)에 대한 최신 무선 품질 정보 등이다. 기지국 A, B에 대한 협력 통신 정보는, 기지국 협력 통신에 사용 가능한 빈 슬롯, 이미 기지국 협력 통신이 결정되어 있는 사용자 단말기의 수와 이 사용자 단말기가 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조, 자기 기지국의 처리 부하량 등의 정보이다.

단계 S14에서는, 사용자 단말기, 기지국 B가, 각각에, 취득한 협력 통신 정보를 기지국 A에 회신한다. 단계 S6, S7은 도 5와 동일하다.

[기지국 협력 통신의 협력 통신 판정·조정 처리(도 5 및 도 6의 단계 S6)]

여기서, 도 5 및 도 6의 단계 S6에 대응하는, 최대 2대의 기지국에 의한 기지국 협력 통신의 협력 통신 판정·조정 처리를 설명한다.

기지국 A는, 기지국 A 및 기지국 B의 협력 통신 정보에 기초하여, 표 1에 나타내는 4가지의 기지국 협력 통신의 여부의 조합[협력 여부 패턴 (I), (II), (III), (IV)] 중에서, 해당하는 협력 여부 패턴을 하나 선택한다. 기지국 A는, 선택한 협력 여부 패턴에 대한 조정 처리를 행한다.

[표 1]

이하, 각 협력 여부 패턴에 대한 동작을 차례로, 설명한다.

(I) 기지국 A: 협력 허용, 기지국 B: 협력 허용

사용자 단말기에 대하여, 각 기지국 A, B의 빈 슬롯 정보 및 처리 부하량으로부터 기지국 A, B 모두 협력 허용인 경우, 기지국 A는 도 7에 나타내는 처리를 행한다. 도 7은, 기지국 협력 통신의 협력 통신 판정·조정에 대한 처리의 흐름도이다. 이하, 도 7을 참조하여, 표 1의 협력 여부 패턴 (I)에 대한 협력 통신 판정·조정 처리의 동작을 설명한다.

단계 SP1에서는, 기지국 A가, 기지국 A, B의 각 협력 통신 정보에 기초하여, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 A, B에 의한 기지국 협력 통신이 가능한 것으로 판정한다.

단계 SP2에서는, 기지국 A가, 상기 사용자 단말기 이외에, 이미 결정되어 있는 기지국 A, B의 각 기지국 협력 통신의 대상인 다른 사용자 단말기가 있는지를 조사한다.

단계 SP3에서는, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기 이외에, 이미 결정되어 있는 기지국 A, B의 각 기지국 협력 통신의 대상인 다른 사용자 단말기가 있는 경우(단계 SP2, YES), MU-MIMO(Multi-User MIMO) 기술을 사용하여, 상기 사용자 단말기와 상기 다른 사용자 단말기를 공간 다중에 의해 동시 통신을 행할 것을 결정한다.

단계 SP4에서는, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기 이외에, 이미 결정되어 있는 기지국 A, B의 각 기지국 협력 통신의 대상인 다른 사용자 단말기가 없는 경우(단계 SP2, NO), 기지국 A의 셀 내 또는 기지국 B의 셀 내(또는, 기지국 A와 기지국 B의 셀의 중복 부분)의 영역에 있는 다른 사용자 단말기 중에서, MU-MIMO 기술을 사용하여 상기 사용자 단말기와 동시 통신이 가능한 다른 사용자 단말기가 있는지를 조사한다. 도 8은, 이 동시 통신 조정 처리의 시퀀스도이다.

여기서, 도 8을 참조하여, 동시 통신 조정 처리를 설명한다.

단계 S20-1에서는, 각 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S20-2에서는, 각 사용자 단말기가, 정기적으로, 무선 품질 정보를 기지국 A에 송신한다.

단계 S21에서는, 기지국 A가, 기지국 B에 대하여, 근방에 있는 기지국의 정보(근방 BS 정보)를 문의한다. 근방 BS 정보는, 각 사용자 단말기로부터 수신한 각 기지국의 무선 품질 정보이며, 송신원의 사용자 단말기가 특정 가능한 정보와 대응하고 있다.

단계 S22에서는, 기지국 B가, 자기 기지국이 유지하고 있는 근방 BS 정보를 기지국 A에 회신한다.

단계 S23에서는, 기지국 A가, 자기 기지국의 근방 BS 정보와 기지국 B로부터 수신한 근방 BS 정보에 기초하여, 기지국 협력 통신의 대상인 상기 사용자 단말기와 동시 통신을 행하는 다른 사용자 단말기를 선택한다. 예를 들면, 기지국 A, B로부터의 수신 전력이 상기 사용자 단말기와 큰 차이가 없고, 또한 기지국 A, B에 의한 기지국 협력 통신이 가능한 것을 조건으로 하여, 동시 통신하는 다른 사용자 단말기를 선택한다.

단계 S24에서는, 기지국 A가, 단계 S23에서 선택한 다른 사용자 단말기에 대하여, 협력 통신 정보를 문의한다.

단계 S25에서는, 협력 통신 정보의 문의를 수신한 다른 사용자 단말기가, 협력 통신 정보를 취득한다.

단계 S26에서는, 상기 다른 사용자 단말기가, 취득한 협력 통신 정보를 기지국 A에 회신한다.

단계 S27에서는, 기지국 A가, 다른 사용자 단말기로부터의 협력 통신 정보에 기초하여, 상기 사용자 단말기와의 동시 통신의 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, 동시 통신이 불허로 판정된 경우, 단계 S23으로 복귀하고, 기지국 A는 다른 사용자 단말기를 선택하여, 단계 S24 이후의 처리를 반복해도 된다.

그리고, 단계 S23에서 선택된 다른 사용자 단말기가 기지국 B하고만 통신 가능한 경우에는, 본 단계 S24의 전에 기지국 B에 대하여, 상기 다른 사용자 단말기의 정보와 함께 단계 S24 이후의 협력 통신 여부 판정의 처리를 의뢰한다.

설명을 도 7로 되돌린다.

단계 SP5에서는, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 동시 통신 가능한 다른 사용자 단말기가 발견되었을 경우(단계 SP4, YES), MU-MIMO 기술을 사용하여 상기 사용자 단말기와 상기 다른 사용자 단말기를 공간 다중에 의해 동시 통신을 행할 것을 결정한다.

단계 S6에서는, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 동시 통신 가능한 다른 사용자 단말기가 발견되지 않았던 경우(단계 SP4, NO), MU-MIMO 기술을 사용하지 않고, 상기 사용자 단말기에 대해서만 기지국 협력 통신을 행하는 것을 결정한다.

(II) 기지국 A: 협력 허용, 기지국 B: 협력 불허

사용자 단말기에 대하여, 각 기지국 A, B의 빈 슬롯 정보 및 처리 부하량으로부터, 기지국 A는 협력 허용, 기지국 B는 협력 불허인 경우, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기 이외에, 이미 결정되어 있는 기지국 A, B의 각 기지국 협력 통신의 대상인 다른 사용자 단말기가 있는지의 여부에 관계없이, 상기 사용자 단말기와 자기 기지국 A에서 1 대 1의 통신을 행하는 것으로 결정한다.

그리고, 이하, 1 사용자 단말기와 1 기지국에서 1 대 1의 통신을 행하는 것을 「싱글사이트 접속」이라고 칭하고, 1 사용자 단말기와 복수의 기지국에서 1 대 다(多)의 통신을 행하는 것을 「멀티사이트 접속」이라고 칭하는 경우가 있다.

기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속에 의해 통신을 행하는 취지를 기지국 B에 전한다. 이로써, 기지국 B는, 상기 사용자 단말기가 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 자기 기지국의 근방에 존재하는 다른 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기로의 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 낮추어서 통신을 행한다. 또는, 기지국 B는, 빔포밍 기술을 사용하여, 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기의 방향으로 널을 향해, 또한 상기 빔 형상에 있어서 기지국 B와 싱글사이트 접속 가능한 다른 사용자 단말기와 통신을 행한다.

(III) 기지국 A: 협력 불허, 기지국 B: 협력 허용

사용자 단말기에 대하여, 각 기지국 A, B의 빈 슬롯 정보 및 처리 부하량으로부터, 기지국 A는 협력 불허, 기지국 B는 협력 허용인 경우, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기 이외에, 이미 결정되어 있는 기지국 A, B의 각 기지국 협력 통신의 대상인 다른 사용자 단말기가 있는지의 여부에 관계없이, 다음의 처리 (III-1), (III-2) 중 어느 하나를 행한다.

처리 (III-1): 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속에 의해 통신을 행하는 취지를 기지국 B에 전한다. 이로써, 기지국 B는, 상기 사용자 단말기가 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 자기 기지국의 근방에 존재하는 다른 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기로의 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 낮추어 통신을 행한다. 또는, 기지국 B는, 빔포밍 기술을 사용하여, 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기의 방향으로 널을 향해, 또한 상기 빔 형상에 있어서 기지국 B와 싱글사이트 접속 가능한 다른 사용자 단말기와 통신을 행한다.

처리 (III-2): 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 기지국 B가 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 이는, 기지국 A가 협력 불허이므로, 상기 사용자 단말기의 소속 기지국인 기지국 A의 처리 부하량이 크다는 것 등이 고려되어, 상기 사용자 단말기는 기지국 B와 싱글사이트 접속을 행하는 것이 통신 품질의 향상을 기대할 수 있기 때문이다. 기지국 A는, 기지국 B에 대하여, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행할 것을 요구한다. 기지국 B는, 기지국 A로부터의 요구에 따라, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속에 의해 통신을 행하는 취지를 기지국 A에 전한다. 이로써, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기가 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 자기 기지국의 근방에 존재하는 다른 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 기지국 B와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기로의 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 낮추어 통신을 행한다. 또는, 기지국 A는, 빔포밍 기술을 사용하여, 기지국 B와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기의 방향으로 널을 향해, 또한 상기 빔 형상에 있어서 기지국 A와 싱글사이트 접속 가능한 다른 사용자 단말기와 통신을 행한다.

(IV) 기지국 A: 협력 불허, 기지국 B: 협력 불허

사용자 단말기에 대하여, 각 기지국 A, B의 빈 슬롯 정보 및 처리 부하량으로부터, 기지국 A, B 모두 협력 불허인 경우, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기 이외에, 이미 결정되어 있는 기지국 A, B의 각 기지국 협력 통신의 대상인 다른 사용자 단말기가 있는지 여부에 관계없이, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속에 의해 통신을 행하는 취지를 기지국 B에 전한다. 이로써, 기지국 B는, 상기 사용자 단말기가 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 자기 기지국의 근방에 존재하는 다른 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기로의 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 낮추어 통신을 행한다. 또는, 기지국 B는, 빔포밍 기술을 사용하여, 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기의 방향으로 널을 향해, 또한 상기 빔 형상에 있어서 기지국 B와 싱글사이트 접속 가능한 다른 사용자 단말기와 통신을 행한다.

그리고, 기지국 A, B가 모두 협력 불허로 되는 경우로서는, 양 기지국의 처리 부하량이 큰 경우나 이미 기지국 A, B 사이에서의 기지국 협력 통신이 다른 사용자 단말기에 대하여 행해지고 있고, 상기 사용자 단말기와의 기지국 협력 통신을 더 추가할 수 없는 경우 등을 예로 들 수 있다. 도 9에, 이미 기지국 A, B 사이에서의 기지국 협력 통신이 다른 사용자 단말기에 대하여 행해지고 있고, 상기 사용자 단말기와의 기지국 협력 통신을 더 추가할 수 없는 경우의 개념도를 나타낸다.

전술한 기지국 협력 통신의 협력 통신 판정·조정 처리에 의해, 상기 사용자 단말기와 기지국 협력 통신을 행하는 것으로 결정한 경우, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국간(여기서는, 기지국 A, B)에 협조하여, 빈 슬롯 정보나 MIMO 모드 등으로부터 무선 자원 할당 영역을 결정한다. 이 멀티사이트 접속을 행하는 경우, 기지국 A, B에서 동일한 슬롯이 할당된다. 한편, 상기 사용자 단말기에 대하여, 어느 하나의 기지국과의 싱글사이트 접속을 행하는 경우에는, 상기 싱글사이트 접속을 행하는 기지국의 빈 슬롯 정보나 MIMO 모드 등으로부터, 상기 기지국의 무선 자원 할당 영역을 결정한다.

(제2 실시예)

제2 실시예는, 최대 3대의 기지국에 의한 기지국 협력 통신의 개시 수순이다. 그리고, 제2 실시예에서는, 셀룰러 이동 통신 시스템 내에 설치되는 기지국은, 3대만이 아니라, 4대 이상이 설치된다. 기지국 협력 통신을 행하는 기지국수를 제한하는 이유는, 기지국 협력 통신을 위한 제어 처리가 광범위하게 미치는 것을 방지하기 위해서이다. 그리고, 제2 실시예에서는, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국수를 3대로 제한하지만, 최대 4대 이상의 기지국에 의한 기지국 협력 통신에 대해서도 마찬가지의 개시 수순을 적용할 수 있다.

[기지국 협력 통신의 개시 수순]

도 10은, 기지국 협력 통신의 개시 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 10은, 기지국 A하고만 통신하고 있는 사용자 단말기가, 기지국 A, B, C의 3개의 셀의 공통의 셀 경계로 이동함으로써, 기지국 A, B, C에 의한 기지국 협력 통신을 개시할 때의 수순이다. 이하, 도 10을 참조하여, 기지국 협력 통신의 개시 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S30에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S31에서는, 사용자 단말기가, 각 기지국의 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B, C에 의한 기지국 협력 통신을 요구하는 것을 판정한다. 이 판정 기준은, 도 5의 단계 S1과 동일하다.

단계 S32에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A에 협력 통신 리퀘스트를 송신한다. 협력 통신 리퀘스트에는, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조, 기지국 협력 통신에서 사용하는 MIMO 모드, 각 기지국(기지국 협력 통신의 대상과 비대상의 기지국을 포함함)의 무선 품질 정보, 자기 단말기의 처리 부하량 등의 정보를 포함할 수 있다. 여기서는, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조는, 기지국 A, B, C이다.

단계 S33에서는, 기지국 A가, 기지국 B, C의 각각에 협력 통신 정보의 문의를 행한다. 협력 통신 정보의 문의에서는, 사용자 단말기로부터 수취한, MIMO 모드, 각 기지국의 무선 품질 정보 및 처리 부하량 등의 정보를, 문의처의 기지국에 보낸다.

단계 S34에서는, 기지국 A, B, C가, 각각, 협력 통신 정보를 취득한다. 협력 통신 정보는, 기지국 협력 통신에 사용 가능한 빈 슬롯, 이미 기지국 협력 통신이 결정되어 있는 사용자 단말기의 수와 그 사용자 단말기가 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조, 자기 기지국의 처리 부하량 등의 정보이다.

단계 S35에서는, 기지국 B, C가, 각각 취득한 협력 통신 정보를 기지국 A에 회신한다.

단계 S6에서는, 기지국 A, B, C의 각 협력 통신 정보를 사용하여, 기지국 A와 사용자 단말기 사이에서 협력 통신 판정·조정 처리를 행하고, 협력 통신 리퀘스트의 송신원의 사용자 단말기의 통신 방법을 결정한다.

단계 S7에서는, 단계 S6에서 결정된 통신 방법에 따라, 상기 사용자 단말기와 기지국과의 통신을 개시한다.

도 11은, 기지국 협력 통신의 다른 개시 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 11은, 도 10과 마찬가지로, 기지국 A하고만 통신하고 있는 사용자 단말기가, 기지국 A, B, C의 3개의 셀의 공통의 셀 경계로 이동함으로써, 기지국 A, B, C에 의한 기지국 협력 통신을 개시할 때의 수순이다. 도 11의 개시 수순은 도 10과 거의 동일하지만, 도 10의 개시 수순에서는 사용자 단말기가 기지국 협력 통신을 요구하는데 비해, 도 11의 개시 수순에서는 기지국이 기지국 협력 통신을 요구한다. 이하, 도 11을 참조하여, 기지국 협력 통신의 다른 개시 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S40-1에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S40-2에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 무선 품질 정보를 기지국 A에 송신한다.

단계 S41에서는, 기지국 A가, 각 기지국의 무선 품질 정보에 기초하여, 사용자 단말기와의 기지국 협력 통신의 후보로서 기지국 A, B, C를 요구하는 것을 판정한다. 이 판정 기준은, 도 5의 단계 S1과 동일하다.

단계 S42에서는, 기지국 A가, 기지국 협력 통신의 요구에 대한 사용자 단말기 및 기지국 B, C에 각각 협력 통신 정보의 문의를 행한다. 기지국 B, C로의 협력 통신 정보의 문의에서는, 각 기지국의 무선 품질 정보, MIMO 모드 등의 정보를 기지국 B, C에 보낸다.

사용자 단말기로의 협력 통신 정보의 문의에서는, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B, C), MIMO 모드 등의 정보를 사용자 단말기에 보낸다.

단계 S43에서는, 사용자 단말기, 기지국 A, B, C가, 각각, 협력 통신 정보를 취득한다. 사용자 단말기에 대한 협력 통신 정보는, 자기 단말기의 처리 부하량, 기지국 협력 통신의 대상의 각 기지국(여기서는, 기지국 A, B, C)에 대한 최신의 무선 품질 정보 등이다. 기지국 A, B, C에 대한 협력 통신 정보는, 기지국 협력 통신에 사용 가능한 빈 슬롯, 이미 기지국 협력 통신이 결정되어 있는 사용자 단말기의 수와 그 사용자 단말기가 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조, 자기 기지국의 처리 부하량 등의 정보이다.

단계 S44에서는, 사용자 단말기, 기지국 B, C가, 각각에, 취득한 협력 통신 정보를 기지국 A에 회신한다. 단계 S6, S7은 도 10과 동일하다.

[기지국 협력 통신의 협력 통신 판정·조정 처리(도 10 및 도 11의 단계 S6)]

여기서, 도 10 및 도 11의 단계 S6에 대응하는, 최대 3대의 기지국에 의한 기지국 협력 통신의 협력 통신 판정·조정 처리를 설명한다. 도 12는, 기지국 A에서의 협력 통신 판정·조정 처리의 흐름도이다. 이하, 도 12를 참조하여, 협력 통신 판정·조정에 대한 동작을 설명한다.

단계 SP11에서는, 기지국 협력 통신에 관계되는 각 기지국의 협력 통신 정보를 취득한다.

단계 SP12에서는, 취득한 협력 통신 정보에 기초하여 각 기지국의 협력 여부를 판정한다.

단계 S13에서는, 상기 협력 여부의 판정 결과에 기초하여 통신 방법을 결정한다. 이 때, 필요에 따라 다른 사용자 단말기와의 조정을 행한다.

여기서, 도 12의 단계 SP12에 대하여 상세하게 설명한다.

기지국 A는, 각 기지국 A, B, C의 협력 통신 정보에 기초하여, 소정의 판정 기준에 의해, 기지국 협력 통신을 행할 것인지의 여부를 판정한다. 다음 판정 기준 (1), (2), (3), (4) 중 어느 하나를 만족시키는 경우, 기지국 협력 통신이 불가인 것으로 판정한다.

(1) 기지국 협력 통신의 동시 제어 대상의 기지국수가, 4대 이상이 된다.

(2) 이미 기지국 협력 통신이 다른 사용자 단말기에 대하여 행해지고 있고, 상기 사용자 단말기의 기지국 협력 통신에 관계된 처리를 추가할 수 없다.

(3) 기지국 사이에서 공통의 빈 슬롯(무선 자원)을 할당할 수 없다.

(4) 상기 기지국의 처리 부하량이 크다.

상기 판정 기준 (1)에 대하여, 도 13을 참조하여 설명한다. 처음에, 기지국 A, B 사이, 및 기지국 A, C 사이에서, 각각 사용자 단말기에 대하여, 이미 기지국 협력 통신이 행해지고 있는 것으로 한다. 이 때, 기지국 A는, 기지국 A, B 사이와 기지국 A, C 사이의 기지국 협력 통신에서의 공통 기지국이다. 그러므로, 이들 기지국 협력 통신은 독립적으로 처리할 수 없으므로, 기지국 A, B, C에서 기지국 협력 통신에 관계된 제어를 행할 필요가 있다. 여기서, 기지국 C, D 사이의 기지국 협력 통신을 희망하는 사용자 단말기가 나타났을 경우, 새롭게 기지국 D가 기지국 협력 통신에 관계된 제어의 대상으로 되므로, 기지국 협력 통신의 동시 제어 대상의 기지국수가 4대로 된다. 이로써, 상기 판정 기준 (1)에 해당하고, 기지국 C, D 사이의 기지국 협력 통신을 희망하는 사용자 단말기에 대하여는, 협력 불허로 판정된다. 또한, 상기 판정 기준 (2)에 해당하는 상태는, 제1 실시예의 도 9와 동일한 상태이다.

다음으로, 도 12의 단계 SP13에 대하여 상세하게 설명한다.

기지국 A는, 상기 단계 SP12의 결과로부터, 표 2에 나타내는 8가지의 기지국 협력 통신의 여부의 조합[협력 여부 패턴 (I), (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII)] 중에서, 해당하는 협력 여부 패턴을 하나 선택한다. 기지국 A는, 선택한 협력 여부 패턴에 대한 조정 처리를 행한다.

[표 2]

이하, 각 협력 여부 패턴에 대한 동작을 차례로, 설명한다.

(I) 기지국 A: 협력 허용, 기지국 B: 협력 허용, 기지국 C: 협력 허용

사용자 단말기에 대하여, 기지국 A, B, C 모두 협력 허용인 경우, 기지국 A는 도 14에 나타내는 처리를 행한다. 도 14는, 기지국 협력 통신의 협력 통신 판정·조정에 대한 하나의 처리의 흐름도이다. 이하, 도 14를 참조하여, 표 2의 협력 여부 패턴 (I)에 대한 협력 통신 판정·조정 처리의 동작을 설명한다.

단계 SP21에서는, 기지국 A가, 상기 사용자 단말기 이외에, 이미 결정되어 있는 기지국 A, B, C의 각 기지국 협력 통신의 대상인 다른 사용자 단말기가 있는지를 조사한다.

단계 SP22에서는, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기 이외에, 이미 결정되어 있는 기지국 A, B, C의 각 기지국 협력 통신의 대상인 다른 사용자 단말기가 있는 경우(단계 SP21, YES), MU-MIMO 기술을 사용하여, 상기 사용자 단말기와 상기 다른 사용자 단말기를 공간 다중에 의해 동시 통신을 행하는 것을 결정한다.

단계 SP23에서는, 기지국 A는, 동시 통신을 행하는 것이 가능한 다른 사용자 단말기가 있는지를 더 조사한다. 이 결과, 또한 동시 통신을 행하는 것이 가능한 다른 사용자 단말기가 있는 경우(단계 SP23, YES), 단계 S22로 되돌아온다. 한편, 동시 통신을 행하는 것이 가능한 다른 사용자 단말기가 더 없는 경우(단계 SP23, NO), 도 14의 처리를 종료한다.

단계 SP24에서는, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기 이외에, 이미 결정되어 있는 기지국 A, B, C의 각 기지국 협력 통신의 대상인 다른 사용자 단말기가 없는 경우(단계 SP21, NO), 기지국 A, B, C 중 어느 하나의 셀 내(또는, 기지국 A, B, C의 셀 중 어느 하나의 중복 부분)의 영역에 있는 다른 사용자 단말기 중에서, MU-MIMO 기술을 사용하여 상기 사용자 단말기와 동시 통신이 가능한 다른 사용자 단말기가 있는지를 조사한다.

단계 SP25에서는, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 동시 통신 가능한 다른 사용자 단말기가 발견되었을 경우(단계 SP24, YES), MU-MIMO 기술을 사용하여 상기 사용자 단말기와 상기 다른 사용자 단말기를 공간 다중에 의해 동시 통신을 행할 것을 결정한다.

단계 SP26에서는, 기지국 A는, 동시 통신을 행하는 것이 가능한 다른 사용자 단말기가 있는지를 더 조사한다. 이 결과, 동시 통신을 행하는 것이 가능한 다른 사용자 단말기가 더 있는 경우(단계 SP26, YES), 단계 S25로 되돌아온다. 한편, 동시 통신을 행하는 것이 가능한 다른 사용자 단말기가 더 없는 경우(단계 SP26, NO), 도 14의 처리를 종료한다.

단계 SP27에서는, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 동시 통신 가능한 다른 사용자 단말기가 발견되지 않았던 경우(단계 SP24, NO), MU-MIMO 기술을 사용하지 않고, 상기 사용자 단말기에 대한 보고 기지국 협력 통신을 행하는 것을 결정한다.

도 15는, 도 14의 단계 SP23, SP24, SP26의 동시 통신 조정 처리의 시퀀스도이다. 도 15를 참조하여, 동시 통신 조정 처리를 설명한다.

단계 S50-1에서는, 각 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S50-2에서는, 각 사용자 단말기가, 정기적으로, 무선 품질 정보를 기지국 A에 송신한다.

단계 S51에서는, 기지국 A가, 기지국 B, C에 대하여, 근방 BS 정보를 문의한다.

단계 S52에서는, 기지국 B, C가, 각각 자기 기지국이 유지하고 있는 근방 BS 정보를 기지국 A에 회신한다.

단계 S53에서는, 기지국 A가, 자기 기지국의 근방 BS 정보와 기지국 B, C로부터 수신한 각 근방 BS 정보에 기초하여, 기지국 협력 통신의 대상인 상기 사용자 단말기와 동시 통신을 행하는 다른 사용자 단말기를 선택한다. 예를 들면, 기지국 A, B, C로부터의 수신 전력이 상기 사용자 단말기와 큰 차이가 없고, 또한 기지국 A, B, C에 의한 기지국 협력 통신이 가능한 것을 조건으로 하여, 동시 통신하는 다른 사용자 단말기를 선택한다.

단계 S54에서는, 기지국 A가, 단계 S53에서 선택한 다른 사용자 단말기에 대하여, 협력 통신 정보를 문의한다.

단계 S55에서는, 협력 통신 정보의 문의를 수신한 다른 사용자 단말기가, 협력 통신 정보를 취득한다.

단계 S56에서는, 상기 다른 사용자 단말기가, 취득한 협력 통신 정보를 기지국 A에 회신한다.

단계 S57에서는, 기지국 A가, 다른 사용자 단말기로부터의 협력 통신 정보에 기초하여 상기 사용자 단말기와의 동시 통신의 여부를 판정한다.

그리고, 단계 S53에서 선택된 다른 사용자 단말기가 기지국 B 또는 기지국 C하고만 통신 가능한 경우에는, 본 단계 S54의 전에 상기 통신 가능한 기지국에 대하여, 상기 다른 사용자 단말기의 정보와 함께 단계 S54 이후의 협력 통신 여부 판정의 처리를 의뢰한다.

(II) 기지국 A: 협력 허용, 기지국 B: 협력 허용, 기지국 C: 협력 불허

사용자 단말기에 대하여, 기지국 A는 협력 허용, 기지국 B는 협력 허용, 기지국 C는 협력 불허인 경우, 다음 처리 (II-1), (II-2) 중 어느 하나를 행한다.

처리 (II-1): 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 기지국 A, B의 2대에 의한 멀티사이트 접속에 의해 기지국 협력 통신을 행하는 것으로 결정한다. 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 기지국 A, B의 2대에 의한 멀티사이트 접속에 의해 기지국 협력 통신을 행하는 취지를 기지국 C에 전한다.

이로써, 기지국 C는, 상기 사용자 단말기가 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 자기 기지국의 근방에 존재하는 다른 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 기지국 A, B와 멀티사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기로의 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 낮추어 통신을 행한다. 또는, 기지국 C는, 빔포밍 기술을 사용하여, 기지국 A, B와 멀티사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기의 방향으로 널을 향해, 또한 상기 빔 형상에 있어서 자기 기지국과 싱글사이트 접속 가능한 다른 사용자 단말기와 통신을 행한다.

처리 (II-2): 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 기지국 A, B 중 어느 하나가 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 예를 들면, 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 한다. 이 경우, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속에 의해 통신을 행하는 취지를 기지국 B, C에 전한다. 이로써, 기지국 B, C는, 상기 사용자 단말기가 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 자기 기지국의 근방에 존재하는 다른 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기로의 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 낮추어 통신을 행한다. 또는, 기지국 B, C는, 빔포밍 기술을 사용하여, 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기의 방향으로 널을 향해, 또한 상기 빔 형상에 있어서 자기 기지국과 싱글사이트 접속 가능한 다른 사용자 단말기와 통신을 행한다.

(III) 기지국 A: 협력 허용, 기지국 B: 협력 불허, 기지국 C: 협력 허용

사용자 단말기에 대하여, 기지국 A는 협력 허용, 기지국 B는 협력 불허, 기지국 C는 협력 허용인 경우, 다음 처리 (III-1), (III-2) 중 어느 하나를 행한다.

처리 (III-1): 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 기지국 A, C의 2대에 의한 멀티사이트 접속에 의해 기지국 협력 통신을 행하는 것으로 결정한다. 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 기지국 A, C의 2대에 의한 멀티사이트 접속에 의해 기지국 협력 통신을 행하는 취지를 기지국 B에 전한다.

이로써, 기지국 B는, 상기 사용자 단말기가 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 자기 기지국의 근방에 존재하는 다른 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 기지국 A, C와 멀티사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기로의 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 낮추어 통신을 행한다. 또는, 기지국 B는, 빔포밍 기술을 사용하여, 기지국 A, C와 멀티사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기의 방향으로 널을 향해, 또한 상기 빔 형상에 있어서 자기 기지국과 싱글사이트 접속 가능한 다른 사용자 단말기와 통신을 행한다.

처리 (III-2): 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 기지국 A, C 중 어느 하나가 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 예를 들면, 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 한다. 이 경우, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속에 의해 통신을 행하는 취지를 기지국 B, C에 전한다. 이로써, 기지국 B, C는, 상기 사용자 단말기가 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 자기 기지국의 근방에 존재하는 다른 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기로의 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 낮추어 통신을 행한다. 또는, 기지국 B, C는, 빔포밍 기술을 사용하여, 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기의 방향으로 널을 향해, 또한 상기 빔 형상에 있어서 자기 기지국과 싱글사이트 접속 가능한 다른 사용자 단말기와 통신을 행한다.

(IV) 기지국 A: 협력 허용, 기지국 B: 협력 불허, 기지국 C: 협력 불허

사용자 단말기에 대하여, 기지국 A는 협력 허용, 기지국 B는 협력 불허, 기지국 C는 협력 불허인 경우, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속에 의해 통신을 행하는 취지를 기지국 B, C에 전한다. 이로써, 기지국 B, C는, 상기 사용자 단말기가 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 자기 기지국의 근방에 존재하는 다른 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기로의 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 낮추어 통신을 행한다. 또는, 기지국 B, C는, 빔포밍 기술을 사용하여, 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기의 방향으로 널을 향해, 또한 상기 빔 형상에 있어서 자기 기지국과 싱글사이트 접속 가능한 다른 사용자 단말기와 통신을 행한다.

(V)기지국 A: 협력 불허, 기지국 B: 협력 허용, 기지국 C: 협력 허용

사용자 단말기에 대하여, 기지국 A는 협력 불허, 기지국 B는 협력 허용, 기지국 C는 협력 허용인 경우, 다음 처리 (V-1), (V-), (V-3) 중 어느 하나를 행한다.

처리 (V-1): 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 기지국 B, C의 2대에 의한 멀티사이트 접속에 의해 기지국 협력 통신을 행하는 것으로 결정한다. 이로써, 기지국 A는, 상기 사용자 단말기가 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 자기 기지국의 근방에 존재하는 다른 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 기지국 B, C와 멀티사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기로의 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 낮추어 통신을 행한다. 또는, 기지국 A는, 빔포밍 기술을 사용하여, 기지국 B, C와 멀티사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기의 방향으로 널을 향해, 또한 상기 빔 형상에 있어서 자기 기지국과 싱글사이트 접속 가능한 다른 사용자 단말기와 통신을 행한다.

처리 (V-2): 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속에 의해 통신을 행하는 취지를 기지국 B, C에 전한다. 이로써, 기지국 B, C는, 상기 사용자 단말기가 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 자기 기지국의 근방에 존재하는 다른 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기로의 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 낮추어 통신을 행한다. 또는, 기지국 B, C는, 빔포밍 기술을 사용하여, 기지국 A와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기의 방향으로 널을 향해, 또한 상기 빔 형상에 있어서 자기 기지국과 싱글사이트 접속 가능한 다른 사용자 단말기와 통신을 행한다.

처리 (V-3): 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 기지국 B, C 중 어느 하나가 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 이는, 기지국 A가 협력 불허이므로, 상기 사용자 단말기의 소속 기지국인 기지국 A의 처리 부하량이 큰 것 등이 고려되어, 상기 사용자 단말기는 기지국 B 또는 기지국 C와 싱글사이트 접속을 행하는 것이 통신 품질의 향상을 기대할 수 있기 때문이다. 예를 들면, 기지국 B와 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 한다. 이 경우, 기지국 A는, 기지국 B에 대하여, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행할 것을 요구한다. 기지국 B는, 기지국 A로부터의 요구에 따라, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속에 의해 통신을 행하는 취지를 기지국 A에 전한다. 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 기지국 B가 싱글사이트 접속에 의해 통신을 행하는 취지를 기지국 C에 전한다. 이로써, 기지국 A, C는, 상기 사용자 단말기가 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 자기 기지국의 근방에 존재하는 다른 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 기지국 B와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기로의 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 낮추어 통신을 행한다. 또는, 기지국 A, C는, 빔포밍 기술을 사용하여, 기지국 B와 싱글사이트 접속을 행하는 상기 사용자 단말기의 방향으로 널을 향해, 또한 상기 빔 형상에 있어서 자기 기지국과 싱글사이트 접속 가능한 다른 사용자 단말기와 통신을 행한다.

(VI) 기지국 A: 협력 불허, 기지국 B: 협력 허용, 기지국 C: 협력 불허

사용자 단말기에 대하여, 기지국 A는 협력 불허, 기지국 B는 협력 허용, 기지국 C는 협력 불허인 경우, 다음 처리 (VI-1), (VI-2) 중 어느 하나를 행한다.

처리 (VI-1): 기지국 A는, 상기 처리 (V-2)와 마찬가지로, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 상기 처리는 상기 처리 (V-2)와 동일하다.

처리 (VI-2): 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 기지국 B가 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 이 이후의 처리는, 상기 처리 (V-3)과 동일하다.

(VII) 기지국 A: 협력 불허, 기지국 B: 협력 불허, 기지국 C: 협력 허용

사용자 단말기에 대하여, 기지국 A는 협력 불허, 기지국 B는 협력 불허, 기지국 C는 협력 허용인 경우, 다음 처리 (VII-1), (VII-2) 중 어느 하나를 행한다.

처리 (VII-1): 기지국 A는, 상기 처리 (V-2)와 마찬가지로, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 상기 처리는 상기 처리 (V-2)와 동일하다.

처리 (VII-2): 기지국 A는, 상기 사용자 단말기와 기지국 C가 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 이 이후의 처리는, 상기 처리 (V-3)과 동일하다. 또한, 상기 처리 (VI-2)와 비교한 경우, 싱글사이트 접속을 행하는 기지국이 기지국 C인 점이 상이할 뿐이다.

(VIII) 기지국 A: 협력 불허, 기지국 B: 협력 불허, 기지국 C: 협력 불허

사용자 단말기에 대하여, 기지국 A, B, C 모두 협력 불허인 경우, 기지국 A는, 상기 처리 (V-2)와 마찬가지로, 상기 사용자 단말기와 싱글사이트 접속을 행하는 것으로 결정한다. 상기 처리는 상기 처리 (V-2)와 동일하다.

전술한 제2 실시예에서는, 3대의 기지국 A, B, C에 의해 기지국 협력 통신을 행하였으나, 본 구성에 의해, 예를 들면, 2대의 기지국에 의해 기지국 협력 통신을 행할 수도 있다. 도 16, 도 17은, 기지국 A에 소속하는 사용자 단말기가 2대의 기지국 B, C에 의한 기지국 협력 통신을 희망하는 경우의 기지국 협력 통신의 개시 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 16은 사용자 단말기가 기지국 협력 통신을 요구하는 경우의 시퀀스도이다. 도 17은 기지국 A가 기지국 협력 통신을 요구하는 경우의 시퀀스도이다.

도 16에 있어서, 상기 도 10과 다른 점은, 단계 S62에 있어서 사용자 단말기가 기지국 B, C에 의한 기지국 협력 통신을 요구하고, 이후, 상기 요구에 기초한 처리가 행해지는 점이며, 도 16에 대한 처리는 상기 도 10과 마찬가지로 그 설명을 생략한다. 또한, 도 17에 있어서, 상기 도 11과 다른 점은, 단계 S71에 있어서 사용자 단말기와의 기지국 협력 통신의 후보로서 기지국 B, C를 요구하고, 이후, 상기 요구에 기초한 처리가 행해지는 점이므로, 도 17에 대한 처리는 상기 도 11과 동일하므로 그 설명을 생략한다.

(제3 실시예)

제3 실시예는, 제1 또는 제2 실시예에서의 통신 개시 후(단계 S7)의 기지국 협력 통신 처리이다. 단계 S7에서는, 협력 통신 판정·조정 처리(단계 S6)에서 결정된 통신 방법에 따라 사용자 단말기와 기지국과의 통신을 개시하지만, 제3 실시예에서는 그 통신 방법이 기지국 협력 통신인 경우에 대응한다. 여기서는, 상기 협력 통신 판정·조정 처리에서 결정된 무선 자원(슬롯)을 계속해서 사용(예약)하지만, 무선 자원의 이용 방법은 이것으로 한정되지 않는다. 그리고, 제3 실시예에서는, 기지국 협력 통신을 행하는 사용자 단말기가 1대인 경우를 예로 들지만, 기지국 협력 통신을 행하는 사용자 단말기는 복수대의 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 이하, 제3 실시예의 각 수순을 차례로 설명한다.

[기지국 협력 통신의 계속 수순]

도 18은, 기지국 협력 통신의 계속 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 18은, 기지국 A, B와 기지국 협력 통신을 행하는 사용자 단말기가, 상기 기지국 협력 통신을 그대로 계속할 때의 수순이다. 이하, 도 18을 참조하여, 기지국 협력 통신의 계속 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S80-1에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S80-2에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 무선 품질 정보를 기지국 A에 송신한다. 이 송신 주기는, 후술하는 기지국 협력 통신이 계속해서 필요로 하는 채널 행렬 등의 협력 통신 제어 정보를 송신하는 주기와는 독립되어 있다.

단계 S81에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기 및 기지국 B에 대하여, 협력 통신 여부 통지를 송신한다. 협력 통신 여부 통지에는, 기지국 협력 통신을 행하는 취지, 기지국 협력 통신을 행하는 사용자 단말기 및 기지국 B를 특정하는 정보, 할당하는 무선 자원의 정보 등이 포함된다.

단계 S82에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A에 협력 통신 제어 정보를 송신한다. 협력 통신 제어 정보에는, 기지국 협력 통신을 행하기 위해 필요로 하는 채널 행렬 등의 무선 통신 정보가 포함되어 있다.

단계 S83에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를 기지국 B에 전송한다.

단계 S84에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다. 그 기지국 B에 전송되는 데이터는, MIMO 모드에 따른 것이다. 구체적으로는, MIMO 모드가 송신 다이버시티나 시공간 부호인 경우, 기지국 A는, 기지국 협력 통신으로 송신하는 송신 데이터의 카피를 기지국 B에 송신한다. MIMO 모드가 공간 다중 방식인 경우에는, 기지국 A, B로부터 각각 다른 데이터를 송신하므로, 기지국 A는, 공간 다중시키는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다.

그리고, 제3 실시예에서는, 기지국 A로부터 기지국 B에 직접적으로 데이터 전송하고 있지만, 데이터 전송 방법은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 기지국 A가 백본 네트워크(4)에 설치된 라우터(6)에 기지국 협력 통신을 행하는 취지를 전하고, 상기 라우터(6)가 상기 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 카피하여 기지국 A, B로 바이캐스팅(bicasting)하거나, 공간 다중화하는 송신 데이터를 기지국 A, B에 각각 송신해도 된다.

단계 S85에서는, 기지국 A, B가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

이후, 단계 S82 내지 단계 S85를 반복함으로써, 기지국 협력 통신이 그대로 계속된다.

[협력 기지국수의 감소 수순]

도 19는, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 수가 감소할 때의 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 19는, 기지국 A, B, C의 3대와 기지국 협력 통신을 행하고 있는 사용자 단말기가, 기지국 A, B의 2대로 협력 기지국수가 감소한 기지국 협력 통신으로 변경할 때의 수순이다. 이하, 도 19를 참조하여, 협력 기지국수의 감소 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S90에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S91에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S92에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를 기지국 B, C에 전송한다.

단계 S93에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B, C에 전송한다.

단계 S94에서는, 기지국 A, B, C가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

단계 S95에서는, 사용자 단말기가, 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B, C의 3대에 의한 기지국 협력 통신으로부터 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 것을 판정한다. 이 판정 기준으로서는, 예를 들면, 기지국 C로부터의 RSSI나 CINR 등이 타 기지국 A, B에 비해 크게 열화된 경우에, 기지국 C를 기지국 협력 통신으로부터 제외한다고 판정한다.

그리고, CINR의 산출에 있어서, 협력 기지국으로부터의 신호는 반송파 성분으로 해야 하므로, 협력시키는 기지국의 조합마다 CINR을 계산한다.

단계 S96에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 취지의 협력 통신 변경 리퀘스트를 기지국 A에 송신한다. 협력 통신 변경 리퀘스트에는, 현재의 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B, C), 현재의 MIMO 모드, 새로 희망하는 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), 새로운 협력 기지국의 조에서의 MIMO 모드 등의 정보가 포함된다.

단계 S97에서는, 협력 통신 변경 리퀘스트를 수신한 기지국 A가, 기지국 B, C에 대하여, 협력 통신 변경을 문의한다. 협력 통신 변경의 문의에서는, 사용자 단말기의 식별자, 협력 통신 변경 리퀘스트에 포함되는 정보, 현재의 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보를 문의처의 기지국에 보낸다.

단계 S98에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 기지국 B, C가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 A에 응답한다.

단계 S99에서는, 기지국 A가, 자기 기지국의 상황 및 기지국 B, C로부터의 협력 통신 변경 문의 응답의 내용에 기초하여, 기지국 협력 통신의 변경 여부를 판정한다.

단계 S100에서는, 기지국 A가, 기지국 협력 통신의 변경 여부의 판정 결과를 사용자 단말기 및 기지국 B, C에 협력 통신 변경 응답으로서 통지한다. 협력 통신 변경 응답에는, 새로운 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), MIMO 모드, 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보가 포함된다.

단계 S101에서는, 단계 S91과 마찬가지로, 사용자 단말기가 기지국 A에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S102에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를 기지국 B에 전송한다.

단계 S103에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다.

단계 S104에서는, 기지국 A, B가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

도 20은, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 수가 감소할 때의 수순을 나타내는 시퀀스도이다.

도 20은, 기지국 A, B의 2대와 기지국 협력 통신을 행하고 있는 사용자 단말기가, 이동 등의 이유에 의해, 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경할 때의 수순이다.

이하, 도 20을 참조하여, 협력 기지국수의 감소 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S110에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S111에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S112에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를 기지국 B에 전송한다.

단계 S113에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다.

단계 S114에서는, 기지국 A, B가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

단계 S115에서는, 사용자 단말기가, 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로부터 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경하는 것을 판정한다. 이 판정 기준으로서는, 예를 들면, 기지국 A로부터의 RSSI나 CINR 등이 기지국 B에 비해 크게 열화된 경우에, 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경하는 것으로 판정한다. 그리고, CINR의 산출에 있어서, 협력 기지국으로부터의 신호는 반송파 성분으로 해야만 하므로, 협력시키는 기지국의 조합마다 CINR을 계산한다.

단계 S116에서는, 사용자 단말기가, 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경하는 취지의 협력 통신 변경 리퀘스트를 기지국 A에 송신한다. 협력 통신 변경 리퀘스트에는, 현재의 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), 현재의 MIMO 모드, 새로 희망하는 접속 기지국(여기서는, 기지국 B), 새로운 접속 기지국에서의 MIMO 모드 등의 정보가 포함된다.

단계 S117에서는, 협력 통신 변경 리퀘스트를 수신한 기지국 A가, 기지국 B에 대하여, 협력 통신 변경을 문의한다. 협력 통신 변경의 문의에서는, 사용자 단말기의 식별자, 협력 통신 변경 리퀘스트에 포함되는 정보, 현재의 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보를 문의처의 기지국에 보낸다.

단계 S118에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 기지국 B가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 A에 응답한다.

단계 S119에서는, 기지국 A가, 자기 기지국의 상황 및 기지국 B로부터의 협력 통신 변경 문의 응답의 내용에 기초하여, 기지국 협력 통신의 변경 여부를 판정한다.

단계 S120에서는, 기지국 A가, 기지국 협력 통신의 변경 여부의 판정 결과를 사용자 단말기 및 기지국 B에 협력 통신 변경 응답으로서 통지한다. 협력 통신 변경 응답에는, 새로운 접속 기지국(여기서는, 기지국 B), MIMO 모드, 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보가 포함된다.

단계 S121에서는, 사용자 단말기가, 싱글사이트 접속처의 기지국 B에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S122에서는, 기지국 B가, 사용자 단말기에 대하여, 싱글사이트 접속에서의 통신을 행한다.

이후, 단계 S121, S122가 반복된다(S123, S124, …).

도 20의 협력 기지국수의 감소 수순에서는, 사용자 단말기의 소속이 기지국 A로부터 기지국 B로 변경되는 핸드오버가 발생하고 있고, 상기 사용자 단말기의 소속 기지국의 변경 처리가 백본 네트워크에 대하여 행해진다. 따라서, 싱글사이트 접속으로 변경된 후에는, 사용자 단말기는 기지국 B에 소속하게 되고, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터는, 기지국 A를 경유하지 않고, 기지국 B로부터 직접적으로 사용자 단말기에 송신된다.

도 21은, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 수가 감소할 때의 다른 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 21은, 도 19와 마찬가지로, 기지국 A, B, C의 3대와 기지국 협력 통신을 행하고 있는 사용자 단말기가, 기지국 A, B의 2대로 협력 기지국수가 감소한 기지국 협력 통신으로 변경할 때의 단계이다. 도 21의 개시 수순은 도 19와 거의 동일하지만, 도 19의 수순에서는 사용자 단말기가 기지국 협력 통신의 변경을 요구하는데 비해, 도 21의 단계에서는 기지국이 기지국 협력 통신의 변경을 요구한다. 이하, 도 21을 참조하여, 협력 기지국수의 다른 감소 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S130-1에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S130-2에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 무선 품질 정보를 기지국 A에 송신한다.

단계 S131에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S132에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를 기지국 B, C에 전송한다.

단계 S133에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B, C에 전송한다.

단계 S134에서는, 기지국 A, B, C가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

단계 S135에서는, 기지국 A가, 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B, C의 3대에 의한 기지국 협력 통신으로부터 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 것을 판정한다. 이 판정 기준은, 도 19의 단계 S95와 동일하다.

단계 S136에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기 및 기지국 B, C에 대하여, 협력 통신 변경을 문의한다. 협력 통신 변경의 문의에서는, 사용자 단말기의 식별자, 현재의 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B, C), 현재의 MIMO 모드, 새로 희망하는 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), 새로운 협력 기지국의 조에서의 MIMO 모드, 현재의 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보를 문의처의 사용자 단말기 및 기지국에 보낸다.

단계 S137에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 사용자 단말기 및 기지국 B, C가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 A에 응답한다.

단계 S138에서는, 기지국 A가, 자기 기지국의 상황, 및 사용자 단말기 및 기지국 B, C로부터의 협력 통신 변경 문의 응답의 내용에 기초하여, 기지국 협력 통신의 변경 여부를 판정한다.

이후, 단계 S139 내지 S143은 도 19의 단계 S100 내지 S104와 동일하다.

도 22는, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 수가 감소할 때의 다른 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 22는, 기지국 A, B의 2대와 기지국 협력 통신을 행하고 있는 사용자 단말기가, 이동 등의 이유에 의해, 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경할 때의 수순이다. 이하, 도 22를 참조하여, 협력 기지국수의 다른 감소 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S150-1에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S150-2에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 무선 품질 정보를 기지국 A에 송신한다.

단계 S151에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S152에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를 기지국 B에 전송한다.

단계 S153에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다.

단계 S154에서는, 기지국 A, B가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

단계 S155에서는, 기지국 A가, 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로부터 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경하는 것을 판정한다. 이 판정 기준은, 도 20의 단계 S115와 동일하다.

단계 S156에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기 및 기지국 B에 대하여, 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경하는 취지의 협력 통신 변경 문의를 행한다. 협력 통신 변경의 문의에서는, 사용자 단말기의 식별자, 현재의 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), 현재의 MIMO 모드, 새로 희망하는 접속 기지국(여기서는, 기지국 B), 새로운 접속 기지국에서의 MIMO 모드, 현재의 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보를 문의처의 사용자 단말기 및 기지국에 보낸다.

단계 S157에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 사용자 단말기 및 기지국 B가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 A에 응답한다.

단계 S158에서는, 기지국 A가, 자기 기지국의 상황, 및 사용자 단말기 및 기지국 B로부터의 협력 통신 변경 문의 응답의 내용에 기초하여, 기지국 협력 통신의 변경 여부를 판정한다.

이후, 단계 S159 내지 S163은 도 20의 단계 S120 내지 S124와 동일하다.

도 22의 협력 기지국수의 감소 수순에서는, 사용자 단말기의 소속이 기지국 A로부터 기지국 B로 변경되는 핸드오버가 발생하고 있고, 상기 사용자 단말기의 소속 기지국의 변경 처리가 백본 네트워크에 대하여 행해진다. 따라서, 싱글사이트 접속으로 변경된 후에는, 사용자 단말기는 기지국 B에 소속하게 되고, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터는, 기지국 A를 경유하지 않고, 기지국 B로부터 직접적으로 사용자 단말기에 송신된다.

[협력 기지국수의 증가 수순]

도 23은, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 수가 증가할 때의 수순을 나타내는 시퀀스도이다.

도 23은, 기지국 A, B의 2대와 기지국 협력 통신을 행하고 있는 사용자 단말기가, 기지국 A, B, C의 3대로 협력 기지국수가 증가한 기지국 협력 통신으로 변경할 때의 수순이다. 이하, 도 23을 참조하여, 협력 기지국수의 증가 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S170에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S171에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S172에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를 기지국 B에 전송한다.

단계 S173에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다.

단계 S174에서는, 기지국 A, B가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

단계 S175에서는, 사용자 단말기가, 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로부터 기지국 A, B, C의 3대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 것을 판정한다. 이 판정 기준으로서는, 예를 들면, 기지국 C로부터의 RSSI나 CINR 등이 양호해지고, 다른 기지국 A, B에 비해 차이가 없어진 경우에, 기지국 C를 기지국 협력 통신에 추가하는 것으로 판정한다. 그리고, CINR의 산출에 있어서, 협력 기지국으로부터의 신호는 반송파 성분으로 해야만 하므로, 협력시키는 기지국의 조합마다 CINR을 계산한다.

단계 S176에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A, B, C의 3대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 취지의 협력 통신 변경 리퀘스트를 기지국 A에 송신한다. 협력 통신 변경 리퀘스트에는, 현재의 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), 현재의 MIMO 모드, 새로 희망하는 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B, C), 새로운 협력 기지국의 조에서의 MIMO 모드 등의 정보가 포함된다.

단계 S177에서는, 협력 통신 변경 리퀘스트를 수신한 기지국 A가, 기지국 B에 대하여, 협력 통신 변경을 문의한다. 협력 통신 변경의 문의에서는, 사용자 단말기의 식별자, 협력 통신 변경 리퀘스트에 포함되는 정보, 현재의 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보를 문의처의 기지국에 보낸다.

단계 S178에서는, 기지국 A가, 기지국 C에 대하여, 협력 통신 정보를 문의한다. 협력 통신 정보의 문의에서는, 사용자 단말기로부터 수취한, MIMO 모드, 각 기지국의 무선 품질 정보 및 처리 부하량 등의 정보를, 문의처의 기지국에 보낸다.

단계 S179에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 기지국 B가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 A에 응답한다.

단계 S180에서는, 기지국 C가, 협력 통신 정보를 기지국 A에 회신한다. 협력 통신 정보는, 기지국 협력 통신에 사용 가능한 빈 슬롯, 이미 기지국 협력 통신이 결정되어 있는 사용자 단말기의 수와 그 사용자 단말기가 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조, 자기 기지국의 처리 부하량 등의 정보이다.

단계 S181에서는, 기지국 A가, 자기 기지국의 상황, 기지국 B로부터의 협력 통신 변경 문의 응답의 내용, 및 기지국 C로부터의 협력 통신 정보에 기초하여, 기지국 협력 통신의 변경 여부를 판정한다. 그리고, 이 때, 무선 자원 할당에 있어서, 기지국 C의 빈 슬롯과 기지국 협력 통신에서 이미 사용중인 슬롯이 상이한 경우, 사용하는 슬롯을 조정하도록 해도 된다.

단계 S182에서는, 기지국 A가, 기지국 협력 통신의 변경 여부의 판정 결과를 사용자 단말기 및 기지국 B, C에 협력 통신 변경 응답으로서 통지한다. 협력 통신 변경 응답에는, 새로운 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B, C), MIMO 모드, 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보가 포함된다.

단계 S183에서는, 단계 S171과 마찬가지로, 사용자 단말기가 기지국 A에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S184에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를 기지국 B, C에 전송한다.

단계 S185에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B, C에 전송한다.

단계 S186에서는, 기지국 A, B, C가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

도 24는, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 수가 증가할 때의 다른 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 24는, 도 23과 마찬가지로, 기지국 A, B의 2대와 기지국 협력 통신을 행하고 있는 사용자 단말기가, 기지국 A, B, C의 3대로 협력 기지국수가 증가한 기지국 협력 통신으로 변경할 때의 수순이다. 도 24의 개시 수순은 도 23과 거의 동일하지만, 도 23의 개시 수순에서는 사용자 단말기가 기지국 협력 통신의 변경을 요구하는데 비해, 도 24의 개시 수순에서는 기지국이 기지국 협력 통신의 변경을 요구한다. 이하, 도 24를 참조하여, 협력 기지국수의 다른 증가 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S190-1에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S190-2에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 무선 품질 정보를 기지국 A에 송신한다.

단계 S191에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S192에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로부터 수신한 협력 통신 제어 정보를 기지국 B에 전송한다.

단계 S193에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다.

단계 S194에서는, 기지국 A, B가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

단계 S195에서는, 기지국 A가, 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로부터 기지국 A, B, C의 3대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 것을 판정한다. 이 판정 기준은, 도 23의 단계 S175와 동일하다.

단계 S196에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기 및 기지국 B에 대하여, 협력 통신 변경을 문의한다. 협력 통신 변경의 문의에서는, 사용자 단말기의 식별자, 현재의 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), 현재의 MIMO 모드, 새로 희망하는 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B, C), 새로운 협력 기지국의 조에서의 MIMO 모드, 현재의 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보를 문의처의 사용자 단말기 및 기지국에 보낸다.

단계 S197에서는, 기지국 A가, 기지국 C에 대하여, 협력 통신 정보를 문의한다. 협력 통신 정보의 문의에서는, 사용자 단말기로부터 수취한, MIMO 모드, 각 기지국의 무선 품질 정보 및 처리 부하량 등의 정보를, 문의처의 기지국에 보낸다.

단계 S198에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 사용자 단말기가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 A에 응답한다.

단계 S199에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 기지국 B가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 A에 응답한다.

단계 S200에서는, 기지국 C가, 협력 통신 정보를 기지국 A에 회신한다. 협력 통신 정보는, 기지국 협력 통신에 사용 가능한 빈 슬롯, 이미 기지국 협력 통신이 결정되어 있는 사용자 단말기의 수와 그 사용자 단말기가 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조, 자기 기지국의 처리 부하량 등의 정보이다.

이후, 단계 S201 내지 S206은 도 23의 단계 S181 내지 S186과 동일하다.

(제4 실시예)

제4 실시예는, 제1 또는 제2 실시예에서의 통신 개시 후(단계 S7)의 기지국 협력 통신 처리의 다른 실시예이다. 단계 S7에서는, 협력 통신 판정·조정 처리(단계 S6)에서 결정된 통신 방법에 따라 사용자 단말기와 기지국과의 통신을 개시하지만, 제4 실시예에서는 그 통신 방법이 기지국 협력 통신인 경우에 대응한다. 여기서는, 상기 협력 통신 판정·조정 처리에서 결정된 무선 자원(슬롯)을 계속하여 사용(예약)하지만, 무선 자원의 이용 방법은 이것으로 한정되지 않는다. 그리고, 제4 실시예에서는, 기지국 협력 통신을 행하는 사용자 단말기가 1대인 경우를 예로 들지만, 기지국 협력 통신을 행하는 사용자 단말기는 복수대의 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 이하, 제4 실시예의 각 수순을 차례로 설명한다.

[기지국 협력 통신의 계속 수순]

도 25는, 기지국 협력 통신의 계속 수순을 나타내는 시퀀스도이다.

도 25는, 기지국 A, B와 기지국 협력 통신을 행하는 사용자 단말기가, 상기 기지국 협력 통신을 그대로 계속할 때의 수순이다.

이하, 도 25를 참조하여, 기지국 협력 통신의 계속 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S210-1에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S210-2에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 무선 품질 정보를 기지국 A에 송신한다.

이 송신 주기는, 후술하는 기지국 협력 통신의 계속에 필요로 하는 채널 행렬 등의 협력 통신 제어 정보를 송신하는 주기와는 독립되어 있다.

단계 S211에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기 및 기지국 B에 대하여, 협력 통신 여부 통지를 송신한다. 협력 통신 여부 통지에는, 기지국 협력 통신을 행하는 취지, 기지국 협력 통신을 행하는 사용자 단말기 및 기지국 B를 특정하는 정보, 할당하는 무선 자원의 정보 등이 포함된다.

단계 S212에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A, B로 협력 통신 제어 정보를 송신한다. 협력 통신 제어 정보에는, 기지국 협력 통신을 행하기 위해 필요로 하는 채널 행렬 등의 무선 통신 정보가 포함되어 있다.

단계 S213에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다. 그 기지국 B에 전송되는 데이터는, MIMO 모드에 따른 것이다. 구체적으로는, MIMO 모드가 송신 다이버시티나 시공간 부호인 경우, 기지국 A는, 기지국 협력 통신으로 송신하는 송신 데이터의 카피를 기지국 B에 송신한다. MIMO 모드가 공간 다중 방식인 경우에는, 기지국 A, B로부터 각각 다른 데이터를 송신하므로 기지국 A는, 공간 다중시키는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다.

그리고, 제4 실시예에서는, 기지국 A로부터 기지국 B에 직접적으로 데이터 전송하고 있지만, 데이터 전송 방법은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 기지국 A가 백본 네트워크(4)에 설치된 라우터(6)에 기지국 협력 통신을 행하는 취지를 전하고, 상기 라우터(6)가 상기 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 카피하여 기지국 A, B로 바이캐스팅하거나, 공간 다중화하는 송신 데이터를 기지국 A, B에 각각 송신하거나 해도 된다.

단계 S214에서는, 기지국 A, B가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

이후, 단계 S212 내지 단계 S214를 반복함으로써, 기지국 협력 통신이 그대로 계속된다.

[협력 기지국수의 감소 수순]

도 26은, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 수가 감소할 때의 수순을 나타내는 시퀀스도이다.

도 26은, 기지국 A, B, C의 3대와 기지국 협력 통신을 행하고 있는 사용자 단말기가, 기지국 A, B의 2대로 협력 기지국수가 감소한 기지국 협력 통신으로 변경할 때의 수순이다. 이하, 도 26을 참조하여, 협력 기지국수의 감소 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S220에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S221에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A, B, C에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S222에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B, C에 전송한다.

단계 S223에서는, 기지국 A, B, C가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

단계 S224에서는, 사용자 단말기가, 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B, C의 3대에 의한 기지국 협력 통신으로부터 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 것을 판정한다. 이 판정 기준으로서는, 예를 들면, 기지국 C로부터의 RSSI나 CINR 등이 다른 기지국 A, B에 비해 크게 열화된 경우에, 기지국 C를 기지국 협력 통신으로부터 제외하는 것으로 판정한다. 그리고, CINR의 산출에 있어서, 협력 기지국으로부터의 신호는 반송파 성분으로 해야만 하므로, 협력시키는 기지국의 조합마다 CINR을 계산한다.

단계 S225에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 취지의 협력 통신 변경 리퀘스트를 기지국 A, B, C에 송신한다. 협력 통신 변경 리퀘스트에는, 협력 통신 변경 리퀘스트를 특정하기 위한 식별자(예를 들면, 시퀀스 번호), 현재의 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B, C), 현재의 MIMO 모드, 새로 희망하는 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), 새로운 협력 기지국의 조에서의 MIMO 모드 등의 정보가 포함된다. 그리고, 협력 통신 변경 리퀘스트는 각 기지국에, 유니캐스팅(unicasting)되어도 되고, 또는 멀티캐스팅(multicasting)되어도 된다.

단계 S226에서는, 기지국 A, B, C는, 사용자 단말기로부터 수신한 협력 통신 변경 리퀘스트에 따라, 기지국 협력 통신에 관계된 제어를 주로 행하는 기지국을 결정하는 처리(협력 제어 마스터 기지국 결정 처리)를 행한다. 기지국 협력 통신에 관계된 제어를 주로 행하는 기지국을 「마스터 기지국」이라고 칭한다.

여기서, 협력 제어 마스터 기지국 결정 처리를 설명한다.

처음에, 동일 식별자의 협력 통신 변경 리퀘스트를 수신한 각 기지국(여기서는, 기지국 A, B, C)은, 현재의 협력 기지국의 조의 정보에 기초하여, 서로 마스터 기지국 결정 메시지를 교환한다. 마스터 기지국 결정 메시지에는, 협력 통신 변경 리퀘스트 식별자, 자기 기지국 식별자, 자기 기지국으로부터 협력 통신 변경 리퀘스트 송신원의 사용자 단말기로의 RSSI나 CINR 등의 무선 품질 정보, 자기 기지국의 처리 부하량, 본 협력 통신 변경 리퀘스트의 처리와 관계된 다른 기지국 리스트 등이 포함된다.

이어서, 기지국 A, B, C는, 마스터 기지국 결정 메시지 및 협력 통신 변경 리퀘스트에 포함되는 정보, 및 공통의 판정 기준을 사용하여, 각각 독립적으로, 자기 기지국이 마스터 기지국인지의 여부를 판정한다. 그 판정 기준으로서는, 예를 들면, 다음의 (1), (2), (3)이 있다.

(1) 기지국 식별자가, 가장 큰 기지국(또는, 가장 작은 기지국)

(2) 기지국의 처리 부하량이 가장 적은 기지국

(3) 통신 변경 리퀘스트 송신원의 사용자 단말기에 대하여, 가장 양호한 무선 환경을 가지는 기지국

그리고, 마스터 기지국의 후보를 선택하는 방법에는, 다음에 나타낸 바와 같은 몇가지 방법 (1), (2), (3)을 예로 들 수 있다.

(1) 협력 통신 변경 리퀘스트 내의 정보(현재의 협력 기지국의 조, 새로 희망하는 협력 기지국의 조)에 의해 특정되는 전체 기지국

(2) 계속 기지국 협력 통신을 행하는 것을 희망하는 기지국

(3) 기지국 협력 통신으로부터 제외하는 기지국

또한, 사용자 단말기가 소속하는 기지국을 마스터 기지국으로 해도 되지만, 이 경우에는, 협력 제어 마스터 기지국 결정 처리는 불필요하게 된다.

설명을 도 26으로 되돌린다.

여기서는, 협력 제어 마스터 기지국 결정 처리에 의해, 기지국 B가 마스터 기지국으로 결정된다.

단계 S227에서는, 기지국 B가, 기지국 A, C에 대하여, 협력 통신 변경을 문의한다.

협력 통신 변경의 문의에서는, 협력 통신 변경 리퀘스트 식별자, 사용자 단말기의 식별자, 협력 통신 변경 리퀘스트에 포함되는 정보, 현재의 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보를 문의처의 기지국에 보낸다.

단계 S228에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 기지국 A, C가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 B에 응답한다.

단계 S229에서는, 기지국 B가, 자기 기지국의 상황 및 기지국 A, C로부터의 협력 통신 변경 문의 응답의 내용에 기초하여, 기지국 협력 통신의 변경 여부를 판정한다.

단계 S230에서는, 기지국 B가, 기지국 협력 통신의 변경 여부의 판정 결과를 사용자 단말기 및 기지국 A, C에 협력 통신 변경 응답으로서 통지한다. 협력 통신 변경 응답에는, 협력 통신 변경 리퀘스트 식별자, 새로운 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), MIMO 모드, 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보가 포함된다.

단계 S231에서는, 사용자 단말기가 기지국 A, B에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S232에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다.

단계 S233에서는, 기지국 A, B가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

도 26의 협력 기지국수의 감소 수순에서는, 기지국 B가 마스터 기지국이지만, 사용자 단말기가 소속되는 기지국은 기지국 A인 상태에서 변하지 않기 때문에, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터는 기지국 A로부터 기지국 B에 전송되고 있다.

도 27은, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 수가 감소할 때의 수순을 나타내는 시퀀스도이다.

도 27은, 기지국 A, B의 2대와 기지국 협력 통신을 행하고 있는 사용자 단말기가, 이동 등의 이유에 의해, 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경할 때의 수순이다.

이하, 도 27을 참조하여, 협력 기지국수의 감소 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S240에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S241에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A, B에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S242에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다.

단계 S243에서는, 기지국 A, B가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

단계 S244에서는, 사용자 단말기가, 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로부터 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경하는 것을 판정한다. 이 판정 기준으로서는, 예를 들면, 기지국 A로부터의 RSSI나 CINR 등이 기지국 B에 비해 크게 열화된 경우에, 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경하는 것으로 판정한다. 그리고, CINR의 산출에 있어서, 협력 기지국으로부터의 신호는 반송파 성분으로 해야만 하므로, 협력시키는 기지국의 조합마다 CINR을 계산한다.

단계 S245에서는, 사용자 단말기가, 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경하는 취지의 협력 통신 변경 리퀘스트를 기지국 A, B에 송신한다. 협력 통신 변경 리퀘스트에는, 협력 통신 변경 리퀘스트를 특정하기 위한 식별자(예를 들면, 시퀀스 번호), 현재의 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), 현재의 MIMO 모드, 새로 희망하는 접속 기지국(여기서는, 기지국 B), 새로운 접속 기지국에서의 MIMO 모드 등의 정보가 포함된다. 그리고, 협력 통신 변경 리퀘스트는 각 기지국에, 유니캐스팅되어도 되고, 또는 멀티캐스팅되어도 된다.

단계 S246에서는, 기지국 A, B는, 사용자 단말기로부터 수신한 협력 통신 변경 리퀘스트에 따라, 도 26의 단계 S226와 마찬가지로 협력 제어 마스터 기지국 결정 처리를 행한다. 여기서는, 기지국 B가 마스터 기지국으로 결정된다.

단계 S247에서는, 기지국 B가, 기지국 A에 대하여, 협력 통신 변경을 문의한다. 협력 통신 변경의 문의에서는, 협력 통신 변경 리퀘스트 식별자, 사용자 단말기의 식별자, 협력 통신 변경 리퀘스트에 포함되는 정보, 현재의 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보를 문의처의 기지국에 보낸다.

단계 S248에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 기지국 A가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 B에 응답한다.

단계 S249에서는, 기지국 B가, 자기 기지국의 상황 및 기지국 A로부터의 협력 통신 변경 문의 응답의 내용에 기초하여, 기지국 협력 통신의 변경 여부를 판정한다.

단계 S250에서는, 기지국 B가, 기지국 협력 통신의 변경 여부의 판정 결과를 사용자 단말기 및 기지국 A에 협력 통신 변경 응답으로서 통지한다. 협력 통신 변경 응답에는, 협력 통신 변경 리퀘스트 식별자, 새로운 접속 기지국(여기서는, 기지국 B), MIMO 모드, 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보가 포함된다.

단계 S251에서는, 사용자 단말기가, 싱글사이트 접속처의 기지국 B에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S252에서는, 기지국 B가, 사용자 단말기에 대하여, 싱글사이트 접속에서의 통신을 행한다.

이후, 단계 S251, S252가 반복된다.

도 27의 협력 기지국수의 감소 수순에서는, 사용자 단말기의 소속이 기지국 A로부터 기지국 B로 변경되는 핸드오버가 발생하고 있고, 상기 사용자 단말기의 소속 기지국의 변경 처리가 백본 네트워크에 대하여 행해진다. 따라서, 싱글사이트 접속으로 변경된 후에는, 사용자 단말기는 기지국 B에 소속하게 되고, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터는, 기지국 A를 경유하지 않고, 기지국 B로부터 직접적으로 사용자 단말기에 송신된다.

도 28은, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 수가 감소할 때의 다른 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 28은, 도 26과 마찬가지로, 기지국 A, B, C의 3대와 기지국 협력 통신을 행하고 있는 사용자 단말기가, 기지국 A, B의 2대로 협력 기지국수가 감소한 기지국 협력 통신으로 변경할 때의 수순이다. 도 28의 개시 수순은 도 26과 거의 동일하지만, 도 26의 단계에서는 사용자 단말기가 기지국 협력 통신의 변경을 요구하는데 비해, 도 28의 단계에서는 기지국이 기지국 협력 통신의 변경을 요구한다. 이하, 도 28을 참조하여, 협력 기지국수의 다른 감소 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S260-1에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S260-2에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 무선 품질 정보를 기지국 A에 송신한다.

단계 S261에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A, B, C에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S262에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B, C에 전송한다.

단계 S263에서는, 기지국 A, B, C가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

단계 S264에서는, 기지국 A, B, C가, 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B, C의 3대에 의한 기지국 협력 통신으로부터 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 것을 판정한다. 이 판정 기준은, 도 26의 단계 S224와 동일하다. 그리고, 기지국 A, B, C 중, 적어도 어느 1대의 기지국이, 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 것을 판정하면 된다.

단계 S265에서는, 기지국 A, B, C는, 협력 제어 마스터 기지국 결정 처리를 행한다.

여기서, 협력 제어 마스터 기지국 결정 처리를 설명한다.

처음에, 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 것을 판정한 기지국이, 현재의 각 협력 기지국(여기서는, 기지국 A, B, C) 사이에서, 서로 마스터 기지국 결정 메시지를 교환하도록 각 협력 기지국에 지시하여, 마스터 기지국 결정 메시지를 교환한다. 마스터 기지국 결정 메시지에는, 기지국 협력 통신 대상의 사용자 단말기의 식별자, 자기 기지국 식별자, 자기 기지국으로부터 기지국 협력 통신 대상의 사용자 단말기로의 RSSI나 CINR 등의 무선 품질 정보, 자기 기지국의 처리 부하량, 본 기지국 협력 통신의 제어 처리와 관계된 다른 기지국 리스트 등이 포함된다.

이어서, 기지국 A, B, C는, 마스터 기지국 결정 메시지에 포함되는 정보, 및 공통의 판정 기준을 사용하여, 각각 독립적으로, 자기 기지국이 마스터 기지국인지의 여부를 판정한다. 그 판정 기준은, 전술한 것과 동일하다.

설명을 도 28로 되돌린다.

여기서는, 협력 제어 마스터 기지국 결정 처리에 의해, 기지국 B가 마스터 기지국에 결정된다.

단계 S266에서는, 기지국 B가, 사용자 단말기 및 기지국 A, C에 대하여, 협력 통신 변경을 문의한다. 협력 통신 변경의 문의에서는, 사용자 단말기의 식별자, 현재의 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B, C), 현재의 MIMO 모드, 새로 희망하는 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), 새로운 협력 기지국의 조에서의 MIMO 모드, 현재의 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보를 문의처의 사용자 단말기 및 기지국에 보낸다.

단계 S267에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 사용자 단말기 및 기지국 A, C가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 B에 응답한다.

단계 S268에서는, 기지국 B가, 자기 기지국의 상황, 및 사용자 단말기 및 기지국 A, C로부터의 협력 통신 변경 문의 응답의 내용에 기초하여, 기지국 협력 통신의 변경 여부를 판정한다.

이후, 단계 S269 내지 S272는 도 26의 단계 S230 내지 S233과 동일하다.

도 29는, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 수가 감소할 때의 다른 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 29는, 기지국 A, B의 2대와 기지국 협력 통신을 행하고 있는 사용자 단말기가, 이동 등의 이유에 의해, 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경할 때의 수순이다. 이하, 도 29를 참조하여, 협력 기지국수의 다른 감소 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S280-1에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S280-2에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 무선 품질 정보를 기지국 A에 송신한다.

단계 S281에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A, B에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S282에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다.

단계 S283에서는, 기지국 A, B가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

단계 S284에서는, 기지국 A, B가, 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로부터 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경하는 것을 판정한다. 이 판정 기준은, 도 27의 단계 S244와 동일하다. 그리고, 기지국 A, B 중, 적어도 어느 1대의 기지국이, 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경하는 것을 판정하면 된다.

단계 S285에서는, 기지국 A, B는, 도 28의 단계 S265와 마찬가지로 협력 제어 마스터 기지국 결정 처리를 행한다. 여기서는, 기지국 B가 마스터 기지국으로 결정된다.

단계 S286에서는, 기지국 B가, 사용자 단말기 및 기지국 A에 대하여, 기지국 B와의 싱글사이트 접속으로 변경하는 취지의 협력 통신 변경 문의를 행한다. 협력 통신 변경의 문의에서는, 사용자 단말기의 식별자, 현재의 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), 현재의 MIMO 모드, 새로 희망하는 접속 기지국(여기서는, 기지국 B), 새로운 접속 기지국에서의 MIMO 모드, 현재의 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보를 문의처의 사용자 단말기 및 기지국에 보낸다.

단계 S287에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 사용자 단말기 및 기지국 A가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 B에 응답한다.

단계 S288에서는, 기지국 B가, 자기 기지국의 상황, 및 사용자 단말기 및 기지국 A로부터의 협력 통신 변경 문의 응답의 내용에 기초하여, 기지국 협력 통신의 변경 여부를 판정한다.

이후, 단계 S289 내지 S291은 도 27의 단계 S250 내지 S252와 동일하다.

도 29의 협력 기지국수의 감소 수순에서는, 사용자 단말기의 소속이 기지국 A로부터 기지국 B로 변경되는 핸드오버가 발생하고 있고, 상기 사용자 단말기의 소속 기지국의 변경 처리가 백본 네트워크에 대하여 행해진다. 따라서, 싱글사이트 접속으로 변경된 후에는, 사용자 단말기는 기지국 B에 소속하게 되고, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터는, 기지국 A를 경유하지 않고, 기지국 B로부터 직접적으로 사용자 단말기에 송신된다.

[협력 기지국수의 증가 수순]

도 30은, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 수가 증가할 때의 수순을 나타내는 시퀀스도이다.

도 30은, 기지국 A, B의 2대와 기지국 협력 통신을 행하고 있는 사용자 단말기가, 기지국 A, B, C의 3대로 협력 기지국수가 증가한 기지국 협력 통신으로 변경할 때의 수순이다. 이하, 도 30을 참조하여, 협력 기지국수의 증가 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S300에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S301에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A, B에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S302에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다.

단계 S303에서는, 기지국 A, B가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

단계 S304에서는, 사용자 단말기가, 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로부터 기지국 A, B, C의 3대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 것을 판정한다. 이 판정 기준으로서는, 예를 들면, 기지국 C로부터의 RSSI나 CINR 등이 양호하게 되고, 타기지국 A, B에 비해 차이가 없어진 경우에, 기지국 C를 기지국 협력 통신에 추가하는 것으로 판정한다. 그리고, CINR의 산출에 있어서, 협력 기지국으로부터의 신호는 반송파 성분으로 해야만 하므로, 협력시키는 기지국의 조합마다 CINR을 계산한다.

단계 S305에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A, B, C의 3대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 취지의 협력 통신 변경 리퀘스트를 기지국 A, B에 송신한다. 협력 통신 변경 리퀘스트에는, 협력 통신 변경 리퀘스트 식별자, 현재의 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), 현재의 MIMO 모드, 새로 희망하는 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B, C), 새로운 협력 기지국의 조에서의 MIMO 모드 등의 정보가 포함된다.

단계 S306에서는, 기지국 A, B는, 사용자 단말기로부터 수신한 협력 통신 변경 리퀘스트에 따라, 도 26의 단계 S226와 마찬가지로 협력 제어 마스터 기지국 결정 처리를 행한다. 여기서는, 기지국 B가 마스터 기지국으로 결정된다.

단계 S307에서는, 기지국 B가, 기지국 A에 대하여, 협력 통신 변경을 문의한다. 협력 통신 변경의 문의에서는, 협력 통신 변경 리퀘스트 식별자, 사용자 단말기의 식별자, 협력 통신 변경 리퀘스트에 포함되는 정보, 현재의 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보를 문의처의 기지국에 보낸다.

단계 S308에서는, 기지국 B가, 기지국 C에 대하여, 협력 통신 정보를 문의한다. 협력 통신 정보의 문의에서는, 협력 통신 변경 리퀘스트 식별자, 사용자 단말기로부터 수취한, MIMO 모드, 각 기지국의 무선 품질 정보 및 처리 부하량 등의 정보를, 문의처의 기지국에 보낸다.

단계 S309에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 기지국 A가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 B에 응답한다.

단계 S310에서는, 기지국 C가, 협력 통신 정보를 기지국 B에 회신한다. 협력 통신 정보는, 협력 통신 변경 리퀘스트 식별자, 기지국 협력 통신에 사용 가능한 빈 슬롯, 이미 기지국 협력 통신이 결정되어 있는 사용자 단말기의 수와 그 사용자 단말기가 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조, 자기 기지국의 처리 부하량 등의 정보이다.

단계 S311에서는, 기지국 B가, 자기 기지국의 상황, 기지국 A로부터의 협력 통신 변경 문의 응답의 내용, 및 기지국 C로부터의 협력 통신 정보에 기초하여, 기지국 협력 통신의 변경 여부를 판정한다. 그리고, 이 때, 무선 자원 할당에 있어서, 기지국 C의 빈 슬롯과 기지국 협력 통신으로 이미 사용중인 슬롯이 상이한 경우, 사용하는 슬롯을 조정하도록 해도 된다.

단계 S312에서는, 기지국 B가, 기지국 협력 통신의 변경 여부의 판정 결과를 사용자 단말기 및 기지국 A, C에 협력 통신 변경 응답으로서 통지한다. 협력 통신 변경 응답에는, 협력 통신 변경 리퀘스트 식별자, 새로운 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B, C), MIMO 모드, 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보가 포함된다.

단계 S313에서는, 사용자 단말기가 기지국 A, B, C에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S314에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B, C에 전송한다.

단계 S315에서는, 기지국 A, B, C가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

도 30의 협력 기지국수의 증가 수순에서는, 기지국 B가 마스터 기지국이지만, 사용자 단말기가 소속하는 기지국은 기지국 A인 상태에서 변하지 않는다. 그러므로, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터는 기지국 A로부터 기지국 B, C에 전송된다.

도 31은, 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 수가 증가할 때의 다른 수순을 나타내는 시퀀스도이다. 도 31은, 도 30과 마찬가지로, 기지국 A, B의 2대와 기지국 협력 통신을 행하고 있는 사용자 단말기가, 기지국 A, B, C의 3대로 협력 기지국수가 증가한 기지국 협력 통신으로 변경할 때의 수순이다. 도 31의 개시 수순은 도 30과 거의 동일하지만, 도 30의 개시 수순에서는 사용자 단말기가 기지국 협력 통신의 변경을 요구하는데 비해, 도 31의 개시 수순에서는 기지국이 기지국 협력 통신의 변경을 요구한다. 이하, 도 31을 참조하여, 협력 기지국수의 다른 증가 수순에 관한 동작을 설명한다.

단계 S320-1에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 기지국마다 무선 품질 정보를 측정한다.

단계 S320-2에서는, 사용자 단말기가, 정기적으로, 무선 품질 정보를 기지국 A에 송신한다.

단계 S321에서는, 사용자 단말기가, 기지국 A, B에 협력 통신 제어 정보를 송신한다.

단계 S322에서는, 기지국 A가, 사용자 단말기로 보내는 송신 데이터를 기지국 B에 전송한다.

단계 S323에서는, 기지국 A, B가, 사용자 단말기에 대하여, 기지국 협력 통신을 행한다.

단계 S324에서는, 기지국 A, B가, 무선 품질 정보에 기초하여, 기지국 A, B의 2대에 의한 기지국 협력 통신으로부터 기지국 A, B, C의 3대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 것을 판정한다. 이 판정 기준은, 도 30의 단계 S304와 동일하다. 그리고, 기지국 A, B 중, 적어도 어느 1대의 기지국이, 기지국 A, B, C의 3대에 의한 기지국 협력 통신으로 변경하는 것을 판정하면 된다.

단계 S325에서는, 기지국 A, B는, 도 28의 단계 S265와 마찬가지로 협력 제어 마스터 기지국 결정 처리를 행한다. 여기서는, 기지국 B가 마스터 기지국으로 결정된다.

단계 S326에서는, 기지국 B가, 사용자 단말기 및 기지국 A에 대하여, 협력 통신 변경을 문의한다. 협력 통신 변경의 문의에서는, 사용자 단말기의 식별자, 현재의 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B), 현재의 MIMO 모드, 새로 희망하는 협력 기지국의 조(여기서는, 기지국 A, B, C), 새로운 협력 기지국의 조에서의 MIMO 모드, 현재의 할당 슬롯(무선 자원 영역) 등의 정보를 문의처의 사용자 단말기 및 기지국에 보낸다.

단계 S327에서는, 기지국 B가, 기지국 C에 대하여, 협력 통신 정보를 문의한다. 협력 통신 정보의 문의에서는, 사용자 단말기로부터 수취한, MIMO 모드, 각 기지국의 무선 품질 정보 및 처리 부하량 등의 정보를, 문의처의 기지국에 보낸다.

단계 S328에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 사용자 단말기가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 B에 응답한다.

단계 S329에서는, 협력 통신 변경 문의를 받은 기지국 A가, 상기 기지국 협력 통신의 변경이 가능한지를 판정하여, 기지국 B에 응답한다.

단계 S330에서는, 기지국 C가, 협력 통신 정보를 기지국 B에 회신한다. 협력 통신 정보는, 기지국 협력 통신에 사용 가능한 빈 슬롯, 이미 기지국 협력 통신이 결정되어 있는 사용자 단말기의 수와 그 사용자 단말기가 기지국 협력 통신을 행하는 기지국의 조, 자기 기지국의 처리 부하량 등의 정보이다.

이후, 단계 S332 내지 S335는 도 30의 단계 S312 내지 S315와 동일하다.

(제5 실시예)

도 32는, 본 실시예에 따른 셀룰러 이동 통신 시스템에서의, 기지국 협력 통신의 협력 상태의 예이다. 본 실시예에 따른 셀룰러 이동 통신 시스템에서는, 기지국 협력 통신을 실행하고 있는 협력 기지국 사이에서, 기지국 협력 통신의 상황 및 기지국 협력 통신의 대상의 사용자 단말기의 상황에 적합한 협력 방법을 결정한다. 이로써, 셀룰러 이동 통신 시스템 전체에서는, 다양한 협력 방법을 사용한 기지국간 협력 통신이 행해진다. 이하, 도 32를 참조하여, 기지국 협력 통신의 협력 상태의 예를 설명한다.

[협력 상태 P1]

협력 상태 P1은, 싱글사이트 접속이다. 이 때, 사용자 단말기는, 송신 다이버시티나 시공간 부호, 또는 공간 다중 방식 등을 사용하여 기지국과 싱글사이트 접속을 행한다.

[협력 상태 P2]

협력 상태 P2는, 1대의 사용자 단말기에 대하여 3대의 기지국에 의한 기지국 협력 통신을 행하는 경우의 접속 형태이다. 이것은, MU-MIMO 기술을 사용하여 복수 사용자 단말기를 공간 다중할 수 없는 경우 등에 이용된다.

[협력 상태 P3]

협력 상태 P3는, MU-MIMO 기술을 사용하여 복수 사용자 단말기를 공간 다중하고, 또한 상기 사용자 단말기에 대하여 3대의 기지국에 의한 기지국 협력 통신을 행하는 경우의 접속 형태이다. 협력 상태 P3는, 3대의 기지국과 3대의 사용자 단말기가 각각 통신 가능한 경우에 이용된다. 협력 상태 P3에서는, 전체적으로, 3대의 기지국과 3대의 사용자 단말기에 의해, 6×6의 MIMO 통신을 행한다.

[협력 상태 P4]

협력 상태 P4는, MU-MIMO 기술을 사용하여 복수의 사용자 단말기를 공간 다중하고, 또한 상기 사용자 단말기에 대하여 3대의 기지국에 의한 기지국 협력 통신을 행하는 경우의 접속 형태이다. 협력 상태 P4는, 협력 상태 P3와 달리, 각 사용자 단말기는 각각 2대의 기지국과 데이터를 송수신한다. 이 때, MU-MIMO 기술에 의해 3대의 기지국과 3대의 사용자 단말기에 의한 6×6의 MIMO 통신이 행해진다. 그러나, 이 MIMO 통신에 있어서 프리 코딩(전 처리)이 행해지고, 데이터를 송수신하지 않는 다른 기지국으로부터의 간섭을 받지 않도록 처리된다.

[협력 상태 P5]

협력 상태 P5는, MU-MIMO 기술을 사용하여 복수의 사용자 단말기를 공간 다중하고, 또한 상기 사용자 단말기에 대하여 3대의 기지국에 의한 기지국 협력 통신을 행하는 경우의 접속 형태이다. 협력 상태 P5는, 협력 상태 P4와 기본적으로 동일한 접속 형태이지만, 협력하는 기지국이 직선형으로 배치되어 있다. 그러므로, 양단(兩端)의 기지국을 사용한 기지국 협력 통신은 행할 수 없다.

[협력 상태 P6]

협력 상태 P6은, 2대의 기지국에 의한 기지국 협력 통신이다. 협력 상태 P6에서는, MU-MIMO 기술을 사용하여 2대의 사용자 단말기를 공간 다중하고 있으며, 동일한 타이밍에서 각 사용자 단말기에 대하여 데이터 통신이 행해진다.

[협력 상태 P7]

협력 상태 P7은, 2대의 기지국에 의한 기지국 협력 통신이다. 협력 상태 P7에서는, MU-MIMO 기술을 사용하여 3대의 사용자 단말기를 공간 다중하고 있다. MU-MIMO 기술에 의해 동시에 통신하는 사용자 단말기 중, 양 기지국의 셀의 중복 영역에 위치하지 않는 2대의 사용자 단말기는, 각각 1대의 기지국과 1개의 안테나를 사용하여 통신한다.

[협력 상태 P8]

협력 상태 P8은, 2대의 기지국에 의한 기지국 협력 통신이다. 협력 상태 P8에서는, 양 기지국의 셀의 중복 영역에 위치하는 사용자 단말기에 대하여 멀티사이트 접속을 행하지 않고, 한쪽 기지국과 싱글사이트 접속을 행한다. 이 때, 다른 쪽 기지국에서는, 자기 기지국의 근방에 위치하는 사용자 단말기에 대하여, 송신 전력을 내리고 싱글사이트 접속에 의한 통신을 행한다. 또는, 상기 다른 쪽 기지국에서는, 빔포밍 기술을 사용하여, 양 기지국의 셀의 중복 영역에 위치하는 사용자 단말기의 방향으로 안테나 패턴의 널을 향해 상기 안테나 패턴으로 싱글사이트 접속이 가능한 사용자 단말기와의 통신을 행한다.

이상, 본 발명의 각 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하였지만, 구체적인 구성은 이 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다.

본 발명의 각 실시예에 의하면, 기지국마다 기지국 협력부를 설치하고, 각 기지국 협력부가, 백본 네트워크를 통하여 서로 통신하고, 기지국 협력 통신의 제어를 상기 기지국 협력 통신에 관계되는 기지국의 기지국 협력부끼리 협조하여 행한다. 이로써, 셀룰러 이동 통신 시스템 전체적으로 기지국 협력 통신을 제공할 수 있게 된다. 이 결과, 어떠한 셀 경계에 있어서도 기지국 협력 통신이 가능하게 되어, 셀룰러 이동 통신 시스템 내에서 균일한 통신 서비스를 제공하는 것에 기여할 수 있다.

또한, 기지국 협력부가, 어느 사용자 단말기에 대한 기지국 협력 통신에 관계되는 각 기지국의 무선 통신 상태를 나타내는 정보를 취득하고, 상기 정보에 기초하여, 각 기지국의 기지국 협력 통신을 행할 것인지의 여부를 판정하고, 이 판정의 결과에 기초하여, 상기 사용자 단말기에 대한 통신 방법을 결정한다. 이로써, 무선 통신의 상황에 따른 기지국 협력 통신을 행할 수 있게 된다.

1: 기지국 2: 이동국(사용자 단말기)
3, 3A, 3B: 셀 4: 백본 네트워크
5: 코어 네트워크 6: 라우터
10: 기지국 협력부(기지국 제어 장치)
11, 21: 무선부
12, 22: 사용자 데이터·제어 메시지 처리부
13, 23: 상위 레이어부 14, 24: 처리 부하량 계측부
15: 단말기 정보 유지부 20: 협력 처리부
25: 무선 환경 인식부

Claims (27)

1. 이동국과의 무선 통신 링크가 설정된 복수의 기지국을 포함하는 셀룰러 이동 통신 시스템으로서,
   상기 이동국에 대한 기지국 협력 통신에 관계되는 각각의 후보 기지국의 무선 통신 상태를 나타내는 정보를 취득하는 취득부;
   취득된 상기 정보에 기초하여, 각각의 상기 후보 기지국을 통하여 기지국 협력 통신을 허용할 것인지의 여부를 판정하는 판정부;
   상기 판정의 결과에 기초하여, 상기 이동국에 대한 통신 방법을 결정하는 결정부;
   상기 이동국이 싱글사이트 접속으로 상기 이동국이 소속된 상기 기지국 혹은 상기 후보 기지국 중 하나와 통신을 행하는 것을 통지하는 통지부; 및
   상기 싱글사이트 접속의 대상인 상기 이동국에 대한 간섭을 억제하는 억제부
   를 포함하고,
   상기 판정부는, 상기 이동국이 희망하는 적어도 두 개의 상기 후보 기지국에 의한 멀티사이트 접속을 행할 수 있는지의 여부에 대하여 판정하고,
   상기 결정부는, 상기 판정부가, 희망하는 상기 후보 기지국에 의한 상기 멀티사이트 접속을 행할 수 없다고 판정한 경우, 상기 이동국에 대한 통신 방법으로서 싱글사이트 접속을 선택하는, 셀룰러 이동 통신 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이동국에 대하여 공간 다중하는 것이 가능한 다른 이동국을 조사하는 조사부를 더 포함하는 셀룰러 이동 통신 시스템.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   다른 후보 기지국은, 통지된 상기 싱글사이트 접속 대상의 이동국이 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 다른 이동국과 상기 싱글사이트 접속을 행하고, 또한 상기 싱글사이트 접속 대상의 이동국에 대한 간섭을 억제하기 위하여, 송신 전력을 억제하는 억제부를 포함하는, 셀룰러 이동 통신 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   다른 상기 후보 기지국은, 상기 싱글사이트 접속 대상의 이동국의 방향으로 널(null)을 향하도록 빔포밍(beam forming)을 행하고, 또한 상기 빔 형상에 의해 다른 이동국과 통신을 행하는, 셀룰러 이동 통신 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 이동국은 협력 통신 제어 정보를 상기 이동국이 소속된 상기 기지국으로 송신하고, 상기 협력 통신 제어 정보를 상기 후보 기지국으로 전송하고, 또한 기지국 협력 통신에 관계되는 상기 기지국에 대하여, 상기 통신 방법에 대하여 문의하고,
   상기 판정부는, 상기 문의에 대한 응답에 기초하여 통신 방법의 변경 여부를 판정하는, 셀룰러 이동 통신 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 이동국은, 상기 이동국이 소속된 상기 기지국 및 상기 후보 기지국에 대하여, 협력 통신 제어 정보를 송신하고,
   상기 결정부는, 상기 이동국이 소속된 상기 기지국 및 상기 후보 기지국 중에서, 상기 기지국 협력 통신에 대한 주 제어(main control)를 행하는 마스터 기지국을 결정하고,
   상기 마스터 기지국은, 상기 이동국이 소속된 기지국 및 상기 기지국 협력 통신을 행하는 기지국에 대하여, 통신 방법의 변경에 대하여 문의하고,
   상기 판정부는, 상기 문의에 대한 응답에 기초하여 통신 방법의 변경 여부를 판정하는, 셀룰러 이동 통신 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 이동국은, 상기 후보 기지국에 대하여 상기 기지국 협력 통신의 개시 또는 변경을 요구할 수 있는, 셀룰러 이동 통신 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 이동국 및 상기 후보 기지국에 대하여, 상기 기지국 협력 통신의 개시 또는 변경을 요구하는 요구부를 더 포함하는 셀룰러 이동 통신 시스템.
11. 이동국과의 무선 통신 링크가 설정된 복수의 기지국에 설치된 기지국 제어 장치로서,
    상기 이동국에 대한 기지국 협력 통신에 관계되는 각각의 후보 기지국의 무선 통신 상태를 나타내는 정보를 취득하는 취득부;
    취득된 상기 정보에 기초하여, 각각의 상기 후보 기지국을 통하여 기지국 협력 통신을 허용할 것인지의 여부를 판정하는 판정부;
    상기 판정의 결과에 기초하여, 상기 이동국에 대한 통신 방법을 결정하는 결정부;
    상기 이동국이 싱글사이트 접속으로 상기 이동국이 소속된 상기 기지국 혹은 상기 후보 기지국과 통신을 행하는 것을 통지하는 통지부; 및
    다른 후보 기지국에 대하여 상기 싱글사이트 접속의 대상인 상기 이동국에 대한 간섭을 억제하는 억제부
    를 포함하고,
    상기 판정부는, 상기 이동국이 희망하는 적어도 두 개의 상기 후보 기지국에 의한 멀티사이트 접속을 행할 수 있는지의 여부에 대하여 판정하고,
    상기 결정부는, 상기 판정부가, 희망하는 상기 후보 기지국에 의한 상기 멀티사이트 접속을 행할 수 없다고 판정한 경우, 상기 이동국에 대한 통신 방법으로서 싱글사이트 접속을 선택하는, 기지국 제어 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 이동국에 대하여 공간 다중하는 것이 가능한 다른 이동국을 조사하는 조사부를 더 포함하는 기지국 제어 장치.
13. 삭제
14. 삭제
15. 제11항에 있어서,
    상기 이동국이 소속된 상기 기지국은, 상기 후보 기지국에 협력 통신 정보를 전송하고, 또한 상기 기지국 협력 통신을 행하고 있는 상기 기지국에 대하여, 통신 방법의 변경에 대하여 문의하고,
    상기 판정부는, 상기 문의에 대한 응답에 기초하여 통신 방법의 변경 여부를 판정하는, 기지국 제어 장치.
16. 제11항에 있어서,
    상기 결정부는, 상기 후보 기지국 및 상기 이동국이 소속된 상기 기지국 중에서, 기지국 협력 통신에 대한 주 제어를 행하는 마스터 기지국을 결정하고,
    상기 마스터 기지국은, 상기 이동국이 소속된 기지국 및 상기 기지국 협력 통신에 관계되는 기지국에 대하여, 통신 방법의 변경에 대하여 문의하고,
    상기 판정부는, 상기 문의에 대한 응답에 기초하여 통신 방법의 변경 여부를 판정하는, 기지국 제어 장치.
17. 제11항에 있어서,
    상기 이동국 및 상기 후보 기지국에 대하여, 상기 기지국 협력 통신의 개시 또는 변경을 요구하는 요구부를 더 포함하는 기지국 제어 장치.
18. 이동국과의 무선 통신 링크가 설정된 복수의 기지국에 대한 기지국 협력 통신 제어 방법으로서,
    상기 이동국에 대한 기지국 협력 통신에 관계되는 각각의 후보 기지국의 무선 통신 상태를 나타내는 정보를 취득하는 단계;
    취득된 상기 정보에 기초하여, 각각의 상기 후보 기지국에 대한 기지국 협력 통신을 허용할 것인지의 여부를 판정하는 단계;
    상기 판정의 결과에 기초하여, 상기 이동국에 대한 통신 방법을 결정하는 단계;
    상기 이동국이 희망하는 적어도 두 개의 후보 기지국에 의한 멀티사이트 접속을 행할 수 없다고 판정한 경우, 상기 이동국에 대한 통신 방법으로서 싱글사이트 접속을 선택하는 단계;
    상기 이동국이, 상기 싱글사이트 접속으로, 희망한 상기 후보 기지국 혹은 상기 이동국이 소속된 상기 기지국과 통신하는 것을 통지하는 단계; 및
    상기 싱글사이트 접속 대상의 상기 이동국에 대한 간섭을 억제하는 단계
    를 포함하는 기지국 협력 통신 제어 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 이동국에 대하여 공간 다중하는 것이 가능한 다른 이동국을 조사하는 단계를 더 포함하는 기지국 협력 통신 제어 방법.
20. 삭제
21. 삭제
22. 제18항에 있어서,
    상기 싱글사이트 접속으로 상기 이동국이 통신을 행하는 무선 자원 슬롯에 있어서, 다른 후보 기지국과 싱글사이트 접속을 행하는 단계; 및
    상기 싱글사이트 접속 대상의 상기 이동국에 대한 간섭을 억제하기 위하여 송신 전력을 억제하는 단계
    를 더 포함하는 기지국 협력 통신 제어 방법.
23. 제18항에 있어서,
    상기 싱글사이트 접속 대상의 상기 이동국의 방향으로 널을 향하도록 빔포밍을 행하는 단계; 및
    상기 빔 형상에 의해 다른 이동국과 통신을 행하는 단계
    를 더 포함하는 기지국 협력 통신 제어 방법.
24. 제18항에 있어서,
    상기 이동국이 소속된 상기 기지국에 대하여, 협력 통신 제어 정보를 송신하는 단계;
    상기 협력 통신 제어 정보를 상기 기지국 협력 통신에 관계되는 상기 후보 기지국에 전송하는 단계;
    기지국 협력 통신에 관계되는 상기 기지국에 대하여, 통신 방법의 변경을 문의를 송신하는 단계; 및
    상기 문의에 대한 응답에 기초하여, 통신 방법의 변경 여부를 판정하는 단계를
    더 포함하는 기지국 협력 통신 제어 방법.
25. 제18항에 있어서,
    상기 이동국이 소속된 상기 기지국 및 기지국 협력 통신에 관계되는 상기 후보 기지국에 대하여, 협력 통신 제어 정보를 송신하는 단계;
    상기 후보 기지국 및 상기 이동국이 소속된 상기 기지국 중에서, 기지국 협력 통신에 대한 주 제어를 행하는 마스터 기지국을 결정하는 단계;
    상기 이동국이 소속된 기지국 및 상기 기지국 협력 통신에 관계되는 기지국에 대하여, 통신 방법의 변경에 대한 마스터 기지국으로부터의 문의를 송신하는 단계; 및
    상기 문의에 대한 응답에 기초하여, 통신 방법의 변경 여부를 판정하는 단계
    를 더 포함하는 기지국 협력 통신 제어 방법.
26. 제18항에 있어서,
    상기 후보 기지국에 대하여, 상기 기지국 협력 통신의 개시 또는 변경을 요구하는 단계를 더 포함하는 기지국 협력 통신 제어 방법.
27. 제18항에 있어서,
    상기 이동국 및 상기 후보 기지국에 대하여, 상기 기지국 협력 통신의 개시 또는 변경을 요구하는 단계를 더 포함하는 기지국 협력 통신 제어 방법.

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