WO2011036951A1 - 管理サーバ、通信システム、通信端末、および中継装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to perform central control for avoiding interference between cells formed by each base station including small and medium-sized base stations. It is an object of the present invention to provide a management server, a communication system, a communication terminal, and a relay device that are new and improved.
- a relay device that receives information on a communication terminal belonging to each of the plurality of base stations and a relay device from a plurality of base stations.
- a receiving unit for receiving, a determining unit for determining whether interference occurs between communications controlled by different base stations based on the information received from the plurality of base stations by the receiving unit, and the determining unit Provided by a relay device in which communication is controlled by a base station that communicates with a management server having a base station management unit that instructs interference avoidance control to at least one base station that controls communication determined to cause interference Is done.
- the relay device 30 relays communication between the base station 10 and the communication terminal 20 according to scheduling information managed by the base station 10. Specifically, the relay device 30 receives the signal transmitted from the base station 10 in the downlink, and transmits the amplified signal to the communication terminal 20 using the frequency-time according to the scheduling information. . By performing such relaying, the relay device 30 can increase the signal-to-noise ratio compared to the case where the signal is directly transmitted from the base station 10 to the communication terminal 20 near the cell edge.
- the AD / DA conversion unit 228 converts the analog baseband signal supplied from the analog processing unit 224 into a digital format and supplies the digital format to the digital processing unit 230.
- the AD / DA conversion unit 228 converts the digital baseband signal supplied from the digital processing unit 230 into an analog format and supplies the analog baseband signal to the analog processing unit 224.
- the control range selection unit 148 selects one of the control ranges A to C as described above according to the traffic amount in the cell formed by the base station 10. For example, the control range selection unit 148 selects the control range B when the traffic amount is included in the predetermined range, selects the control range A when the traffic amount exceeds the predetermined range, and the traffic amount falls within the predetermined range. If it falls below, the control range C may be selected.
- FIG. 16 is an explanatory diagram showing a procedure for handover between base stations.
- the base station 10A communicates context information (Adjacent eNB context information) indicating an object to be measured such as the adjacent base station 10B. It transmits to the terminal 20 (S404).
- the communication terminal 20 measures the radio field intensity of a signal transmitted by the base station 10B or the like according to the context information while communicating with the base station 10A.
- the communication terminal 20 reports the measurement information (Measurement report) to the base station 10A according to a predetermined cycle or rule (S408).
- S404 and S408 may be omitted when the base station 10A hands over the communication terminal 20 by a forced determination on the network side.
- the base station management unit 166 determines the transmission power of the signal from the relay device 30A to the communication terminal 20A to a transmission power that can avoid interference. Specifically, as shown in the lower diagram of FIG. 21, the base station management unit 166 transmits the transmission power so that the communication terminal 20B is not included in the radio wave reachable range 32A of the signal transmitted from the relay device 30A to the communication terminal 20A. Decrease. Thereby, the interference caused by the relay device 30A can be avoided.
- the relay device 30A requests the communication terminal 20A to release the connection with the relay device 30A (S916), and when receiving a confirmation for the connection release from the communication terminal 20A (S920), returns an ACK to the communication terminal 20A (S924). ). As a result, the connection between the communication terminal 20A and the relay device 30A is released, and the communication terminal 20A performs a connection process with the relay device 30X recommended for handover (S928).
- the relay device 30 requires additional resources when executing either (1) or (2) above. Therefore, the relay device 30 uses the surplus resource when the surplus resource is allocated in advance from the base station 10, and requests the resource allocation to the base station 10 or the management server 16 when the surplus resource is insufficient. . When the base station 10 or the management server 16 is requested to allocate resources for avoiding interference, the base station 10 and the management server 16 perform resource allocation with priority over other requests.
- a heterogeneous network is a network in which a plurality of types of small and medium-sized base stations coexist by performing overlay transmission or spectrum sharing in a macro cell.
- Examples of the small and medium-sized base station include an RRH (Remote RadioHead) cell base station, a hot zone base station (Pico / micro cell eNB), a femcell base station (Home eNB), and a relay device (relay base station).
- RRH Remote RadioHead
- Pico / micro cell eNB hot zone base station
- femcell base station Home eNB
- relay device relay base station
- the transmission signal from the small and medium-sized base station 40 interferes with the transmission signal from the communication terminal 20F-2 in the communication terminal 20E-2.
- the transmission signal from the communication terminal 20F-2 does not reach the communication terminal 20E-2 because the communication terminal 20F-2 directs the transmission directivity in the arrangement direction of the small and medium-sized base station 40F. Can be eliminated.
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Abstract
Description
1.通信システムの基本構成
(各リンクへのリソース割当て例)
(無線フレームのフォーマット例)
(接続処理シーケンス)
(MBSFN)
(各セルにおける周波数割当て例)
2.通信システムの具体的構成
2-1.通信端末の構成
2-2.中継装置の構成
2-3.基地局の構成
3.制御範囲A:管理サーバの中央制御
4.制御範囲BおよびC:中継装置の自律制御
5.本発明の他の適用例
6.まとめ
まず、図1~図8を参照し、本発明の一実施形態による通信システム1の基本構成を説明する。図1は、本発明の一実施形態による通信システム1の構成を示した説明図である。図1に示したように、本発明の実施形態による通信システム1は、基地局10Aおよび10Bと、バックボーンネットワーク12と、通信端末20A、20B、および20Xと、中継装置30Aおよび30Bと、を備える。
基地局10と通信端末20間の直接通信を補助する。例えば、Cooperative relayやNetwork codingを用いたリレー伝送技術が検討されている。以下、表1に、検討中のType1とType2の特性を示す。
ここで、各リンクへのリソース割当てについて説明する。なお、以下では、基地局10と中継装置30の間の通信経路をリレーリンクと称し、中継装置30と通信端末20の間の通信経路をアクセスリンクと称し、基地局10と通信端末20の間の直接的な通信経路をダイレクトリンクと称する。また、基地局10へ向かう通信経路をUL(アップリンク)と称し、通信端末20へ向かう通信経路をDL(ダウンリンク)と称する。なお、各リンクにおける通信は、OFDMAに基づいて行われる。
次に、図4および図5を参照し、DL無線フレームおよびUL無線フレームの詳細なフレームフォーマット例を説明する。
PCFICH:レイヤ1、レイヤ2に関するPDCCHのシンボル数
PHICH :PUSCHに対するACK/NACK
PDCCH :下りリンク制御情報。PDSCH/PUSCHのスケジューリング
情報(変調法、符号化率などのフォーマット)
続いて、図6を参照し、中継装置30または通信端末20と、基地局10との間の接続処理シーケンスを説明する。
次に、基地局10が行うMBSFN(Multi-media Broadcasting Single Frequency Network)送信、およびMBSFN送信に対する中継装置30の動作例を説明する。
続いて、複数のセルが隣接する場合の各セルにおける周波数の割り当て例を説明する。
以上、図1~図8を参照し、本実施形態による通信システム1の基本構成を説明した。続いて、図9~図11を参照し、本実施形態による通信システム1の具体的構成を説明する。
図9は、通信端末20の構成を示した機能ブロック図である。図9に示したように、通信端末20は、複数のアンテナ220a~220nと、アナログ処理部224と、AD・DA変換部228と、デジタル処理部230と、を備える。
次に、図10を参照し、中継装置30の構成を説明する。
図11は、基地局10の構成を示した機能ブロック図である。図11に示したように、基地局10は、複数のアンテナ120a~120nと、アナログ処理部124と、AD・DA変換部128と、デジタル処理部130と、バックボーン通信部146と、を備える。
(1)基地局10に属する各中継装置30および各通信端末20の位置に関する情報
(2)基地局10に属する各中継装置30および各通信端末20のID、Qos classおよびスケジューリング情報
(3)各ダイレクトリンク、各リレーリンク、および各アクセスリンクの通信品質情報(例えば、CQI情報、TPC情報、または双方)
(4)基地局10に属する各通信端末20の干渉許容レベル(例えば、各通信リンクに期待されるQosベースの所要SNIRと、実際の観測SINRとの差分)
基地局10が制御範囲Aを選択した場合、中継装置30に自律的な動作はほとんど認められないので、干渉の有無の判断、および干渉回避制御の指示を管理サーバ16が行う。以下、このような管理サーバ16の構成を説明する。なお、本実施形態においては、以下の点を前提とする。
・基地局10と、配下の中継装置30は、同期がとれている。
・中継装置30と、中継装置30に属する通信端末20を示すグルーピング情報が基地局10により事前に与えられている(基地局10がCQIレポートやTA情報から中継の必要性を判断し、必要な場合には中継のためのリソースを割り当てる)。
・Ptx_DL>>Ptx_RLかつPtx_AL(Ptx:最大送信電力、、DL:ディレクトリンク(基地局10と通信端末20間の直接リンク)、AL:アクセスリンク、RL:リレーリンク)
・ダイレクトリンクへの干渉対策、特に中継装置30の存在を前提としない通信装置(LTE UE)のダイレクトリンクへの干渉対策を重要課題とする。
干渉が生じると判断された通信を制御する一方の基地局10のトラフィックに空きがあり、一方の基地局10のリソーススケジューリングを変更できる場合、基地局管理部166は、一方の基地局10のスケジューリング情報の変更を干渉回避制御として指示する。具体的には、基地局管理部166は、一方の基地局10のスケジューリング情報において、干渉が生じると判断された通信に割当てられているリソースを、異なるリソースに変更し、変更後のスケジューリング情報を一方の基地局10に送信してもよい。この際、スケジューリング変更の旨を伝えるだけでもよい。ここで、基地局管理部166は、一方の基地局10と中継装置30の通信のスケジューリング情報だけでなく、中継装置30と通信端末20との通信のスケジューリング情報も変更する。
基地局10が制御範囲BまたはCを選択した場合、中継装置30に自律的な動作が認められるので、中継装置30が、自律的に干渉回避制御を決定し、干渉回避制御を実行する。以下、中継装置30による自律的な動作について説明する。
管理サーバ16は、干渉判断部164により干渉の原因になると判断された中継装置30に、基地局10を介して以下の情報を供給する。
・中継装置30と干渉する通信を制御する近隣の基地局10に属する中継装置30および通信端末の位置に関する情報。なお、中継装置30の通信が干渉を与える側である場合、および干渉を受ける側である場合の双方を含む。
・中継装置30と干渉する通信を制御する近隣の基地局10に属する中継装置30および通信端末のID、Qos情報、スケジューリング情報。なお、中継装置30と近隣の基地局10とが非同期である場合、同期のズレを検知するための基準カウンター情報を含む。
図26は、中継装置30のハンドオーバーの具体例を示した説明図である。図26の上図に示した例では、基地局10Aに中継装置30Aが属しており、中継装置30Aに通信端末20Aが属しており、基地局10Bに通信端末20Bが属している。なお、中継装置30Aは、図26の上図に示したセル構成を、管理サーバ16から供給される位置に関する情報に基づいて把握することができる。
中継装置30は、管理サーバ16から、干渉を起こす可能性のあるスロット、干渉相手の中継装置30、通信端末20または基地局10のID、位置に関する情報、および干渉許容レベルを通知されると、リンクアダプテーションにより干渉を回避できる場合もある。中継装置30が制御可能なアクセスリンクのリンクアダプテーションとしては、TPC、AMC(Advanced Modulation Control)、およびHARQなどが挙げられる。以下、各リンクアダプテーションについて具体的に説明する。
(1)送信電力を下げる。また、HARQを用いて受信SNIRを向上させる。
(2)送信電力を下げる。また、Modulation and Coding rateを下げることにより、所要SNIRを下げる。
(3)送信電力を上げる。
(4)HARQを用いて受信SNIRを向上させる。
(5)Modulation and Coding rateを下げることにより、所要SNIRを下げる。
以上、中継装置30に認める制御範囲を複数種類の制御範囲から選択すること、管理サーバ16が各基地局10により形成されるセル間の干渉を回避するための中央制御を実現すること、中継装置30が自律的に干渉回避制御を判断して干渉回避制御を実行することを説明したが、上記における中継装置30は以下に説明するヘテロジニアスネットワークにおける中小規模基地局の一例に過ぎない。
図34は、ヘテロジニアスネットワークにおける干渉モデルを示した説明図である。なお、図34および後述の図35~図37においては、中継装置30、ホットゾーン基地局31、およびフェムセル基地局32などを特に区別せず、中小規模基地局40として示す。
(1)中小規模基地局40Aからの送信信号とマクロセル基地局10からの送信信号が通信端末20A-2において干渉するケース
(2)通信端末20B-2からの送信信号とマクロセル基地局10からの送信信号が中小規模基地局40Bにおいて干渉するケース
(3)中小規模基地局40Cからの送信信号とマクロセル基地局10からの送信信号が中小規模基地局40Dにおいて干渉するケース
(4)中小規模基地局40Eからの送信信号と通信端末20F-2からの送信信号が通信端末20E-2において干渉するケース
上記のように、ヘテロジニアスネットワークにおいては多様な干渉が発生するが、これらの干渉は、「3.制御範囲A:管理サーバの中央制御」や「4.制御範囲BおよびC:中継装置の自律制御」において説明した干渉回避制御により対処することが可能である。以下、干渉回避制御例について具体的に説明する。
以上説明したように、本実施形態によれば、中継装置30などの中小規模基地局に認める制御範囲を、複数種類の制御範囲から選択することができる。また、本実施形態によれば、管理サーバ16が、各基地局10が形成するセル間の干渉を回避するための中央制御を実現することができる。さらに、本実施形態によれば、中継装置30などの中小規模基地局が自律的に干渉回避制御を判断し、干渉回避制御を実行することができる。
Claims (14)
- 基地局の各々から、前記基地局に属する通信端末、および前記基地局と前記通信端末との通信を中継する中継装置に関する情報を受信する受信部と;
前記受信部により前記基地局の各々から受信された前記情報に基づき、異なる基地局が制御する通信間で干渉が生じるか否かを判断する判断部と;
前記判断部により干渉が生じると判断された通信を制御する少なくも一方の基地局に、干渉回避制御を指示する基地局管理部と;
を備える、管理サーバ。 - 前記基地局管理部は、前記一方の基地局に、前記一方の基地局に属する前記通信端末または前記中継装置のハンドオーバーを前記干渉回避制御として指示する、請求項1に記載の管理サーバ。
- 前記基地局管理部は、前記一方の基地局に属する前記通信端末または前記中継装置のハンドオーバー先の基地局または中継装置を指示する、請求項2に記載の管理サーバ。
- 前記基地局管理部は、前記判断部により干渉が生じると判断された通信を制御する他方の基地局、または前記他方の基地局に属する中継装置を、前記ハンドオーバー先の基地局または中継装置として指示する、請求項3に記載の管理サーバ。
- 前記基地局管理部は、前記他方の基地局に前記ハンドオーバーを受け入れる余剰リソースがある場合に、前記ハンドオーバーを指示する、請求項4に記載の管理サーバ。
- 前記情報は、前記基地局が制御する通信のスケジューリング情報、および前記中継装置および前記通信端末の位置に関する情報を含む、請求項5に記載の管理サーバ。
- 前記基地局管理部は、前記一方の基地局に、前記スケジューリング情報の変更を前記干渉回避制御として指示する、請求項6に記載の管理サーバ。
- 前記基地局管理部は、前記一方の基地局に、前記一方の基地局が制御する通信の制御パラメータを決定し、前記制御パラメータの利用を前記干渉回避制御として指示する、請求項1に記載の管理サーバ。
- 記制御パラメータは、送信電力、ビームフォーミング、送信タイミング、ガードインターバルの変更、または無送信区間の挿入に関するパラメータである、請求項8に記載の管理サーバ。
- 複数の基地局と;
前記複数の基地局のうちのいずれかの基地局に属する通信端末と;
前記通信端末と前記基地局との通信を中継する中継装置と;
前記複数の基地局から、前記複数の基地局の各々に属する通信端末、および中継装置に関する情報を受信する受信部、
前記受信部により前記複数の基地局から受信された前記情報に基づき、異なる基地局が制御する通信間で干渉が生じるか否かを判断する判断部、および、
前記判断部により干渉が生じると判断された通信を制御する少なくも一方の基地局に、干渉回避制御を指示する基地局管理部、
を有する管理サーバと;
を備える、通信システム。 - 前記中継装置は、前記管理サーバへの信号を、前記基地局と前記管理サーバとの間で利用されるフォーマットに従って生成して前記基地局へ送信し、
前記基地局は、前記中継装置から受信した信号を前記管理サーバへトンネリングさせる、請求項10に記載の通信システム。 - 通信端末であって、
複数の基地局から、前記複数の基地局の各々に属する通信端末、および中継装置に関する情報を受信する受信部、
前記受信部により前記複数の基地局から受信された前記情報に基づき、異なる基地局が制御する通信間で干渉が生じるか否かを判断する判断部、および、
前記判断部により干渉が生じると判断された通信を制御する少なくも一方の基地局に、干渉回避制御を指示する基地局管理部、
を有する管理サーバと通信する基地局により通信を制御される、通信端末。 - 中継装置であって、
複数の基地局から、前記複数の基地局の各々に属する通信端末、および中継装置に関する情報を受信する受信部、
前記受信部により前記複数の基地局から受信された前記情報に基づき、異なる基地局が制御する通信間で干渉が生じるか否かを判断する判断部、および、
前記判断部により干渉が生じると判断された通信を制御する少なくも一方の基地局に、干渉回避制御を指示する基地局管理部、
を有する管理サーバと通信する基地局により通信を制御される、中継装置。 - マクロセル基地局および中小規模基地局から、各々に属する通信端末に関する情報を受信する受信部と;
前記受信部により前記マクロセル基地局および前記中小規模基地局から受信された前記情報に基づき、他通信と干渉する通信を制御するマクロセル基地局または中小規模基地局を判断する判断部と;
前記判断部により判断された前記マクロセル基地局または中小規模基地局に、干渉回避制御を指示する基地局管理部と;
を備える、管理サーバ。
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