WO2011096147A1 - 無線通信システム、無線基地局および協調制御方法 - Google Patents

無線通信システム、無線基地局および協調制御方法 Download PDF

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WO2011096147A1
WO2011096147A1 PCT/JP2010/073152 JP2010073152W WO2011096147A1 WO 2011096147 A1 WO2011096147 A1 WO 2011096147A1 JP 2010073152 W JP2010073152 W JP 2010073152W WO 2011096147 A1 WO2011096147 A1 WO 2011096147A1
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base station
station
frame
transmission timing
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健樹 高木
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日本電気株式会社
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    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24Cell structures
    • HELECTRICITY
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    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04W56/0015Synchronization between nodes one node acting as a reference for the others
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W92/00Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/16Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/20Interfaces between hierarchically similar devices between access points

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication system, a radio base station, and a cooperative control method.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 8-198415
  • a terminal such as a mobile phone that communicates via a user
  • a terminal that communicates without involving a user
  • a machine terminal a terminal that communicates without involving a user
  • M2M Machine to Machine
  • M2M communication data transmission / reception (upload, download, etc.) is regularly performed (once a day or once every several hours), and it is often sufficient to be able to transmit / receive data as a result. Therefore, a certain amount of communication delay or disconnection is allowed, and the required communication quality is lowered.
  • each of the plurality of radio base stations is referred to as a normal radio base station
  • a radio base station having the same area as the cover area of the plurality of normal radio base stations is referred to as a centralized management type radio base station.
  • a network having a normal radio base station and a centralized radio base station has the following two characteristics.
  • the first characteristic is that the normal radio base station and the centralized management type radio base station are assigned the same frequency band and transmit data within the frequency band.
  • the second feature is that a normal radio base station communicates with a user terminal, and a centralized management type radio base station communicates with a machine terminal.
  • FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a configuration of a frame in which a wireless base station transmits data in an LTE (Long Term Evolution) scheme.
  • LTE Long Term Evolution
  • a radio base station transmits data in a subframe, and transmits the subframe using a frequency within a frequency band assigned to the own station in units of subcarriers.
  • the normal radio base station and the centralized management type radio base station transmit subframes using the same subcarrier in the same time zone as shown in FIG. 1B, the transmission waves of each other become interference. Data cannot be sent.
  • An object of the present invention is to provide a wireless communication system, a wireless base station, and a cooperative control method that can solve the above-described problems.
  • the wireless communication system of the present invention provides: A plurality of first radio base stations that transmit data using a frequency within a predetermined frequency band by placing data in a frame to a first terminal located in the coverage area of the own station; The same area as the coverage area of the plurality of first radio base stations is defined as the coverage area of the local station, and data is loaded on the frame for the second terminal located in the coverage area of the local station, and the predetermined frequency band A second radio base station that transmits using a frequency within the Each of the plurality of first radio base stations notifies the second radio base station of the transmission timing of a frame that the local station transmits to the first terminal, The second radio base station is notified of the transmission timing of a frame to be transmitted to the second terminal from the first radio base station that covers a cover area where the second terminal is located. Synchronize with the transmission timing.
  • the radio base station of the present invention provides: A wireless base station that transmits data in a frame and transmits it using a frequency within a predetermined frequency band to a first terminal located in the coverage area of the local station, Centralized management in which the same area as the coverage area of the radio base station is used as a coverage area, and data is transmitted in a frame to a second terminal located in the coverage area of the local station using a frequency within the predetermined frequency band.
  • a control unit that notifies the wireless base station of the transmission timing of the own frame.
  • the cooperative control method of the present invention provides: The first radio base station and the second radio base station use the same area as a cover area, and put data in a frame for the first terminal and the second terminal using frequencies in the same frequency band, respectively.
  • the first radio base station is a cooperative control method for cooperating with the second radio base station,
  • the first radio base station notifies the second radio base station of the transmission timing of its own frame.
  • the first radio base station serves as the first terminal located in the cover area of the own station, with respect to the second radio base station having the same area as the cover area of the own station.
  • the second radio base station notifies the transmission timing of the frame to be transmitted, and the second radio base station covers the transmission timing of the frame to be transmitted to the second terminal, covering the coverage area where the second terminal is located. Synchronize with the transmission timing notified from the station.
  • the transmission timing of the frame can be synchronized between the two radio base stations.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a centralized management type radio base station shown in FIG. 2. It is a block diagram which shows the structure of RF transmitter / receiver shown in FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the wireless communication system shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing an example of the operation of the wireless communication system when the centralized management type radio base station shown in FIG. 4 is activated.
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an example of an operation of the wireless communication system when the normal wireless base station illustrated in FIG. 4 is activated.
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an example of an operation of the wireless communication system when the normal wireless base station illustrated in FIG. 4 is activated.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing an example of the operation of the wireless communication system when the centralized management type radio base station shown in FIG. 4 is activated.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing an example of the operation of the wireless communication system when the centralized management type radio base station shown in FIG. 4 is activated.
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an example of an operation of the wireless communication system when the normal wireless base station illustrated in FIG. 4 is activated.
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an example of an operation of the wireless communication system when the normal wireless base station illustrated in FIG. 4 is activated. It is a figure for demonstrating operation
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing an example of the operation of the wireless communication system when the centralized management type radio base station shown in FIG. 12 is activated.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing an example of the operation of the wireless communication system when the normal wireless base station shown in FIG. 12 is activated.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing an example of the operation of the wireless communication system when the normal wireless base station shown in FIG. 12 is activated.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing an example of the operation of the wireless communication system when the centralized management type radio base station shown in FIG. 12 is activated.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing an example of the operation of the wireless communication system when the normal wireless base station shown in FIG. 12 is activated.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing an example of the operation of the wireless communication system when the normal wireless base station shown in FIG. 12 is activated. It is a figure for demonstrating operation
  • FIG. 20 is a sequence diagram showing an example of the operation of the wireless communication system when the centralized management type radio base station shown in FIG. 19 is activated.
  • FIG. 20 is a sequence diagram showing an example of the operation of the wireless communication system when the normal wireless base station shown in FIG. 19 is activated. It is a figure which shows an example of allocation of the subcarrier to the centralized management type radio base station.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the wireless communication system according to the first embodiment of this invention.
  • the radio communication system shown in FIG. 2 includes normal radio base stations 10 to 12, centrally managed radio base stations 30 and 31, RF transceivers 50 to 58, SGW (Serving Gate Way) 71, and PGW (PDN Gate). Way) 72, MME (Mobility Management Entity) 73, and AAA / HSS (Authentication, Authorization, Accounting / Home Subscriber Server) 74.
  • the normal radio base station 10 is connected to the RF transceivers 50 to 52, covers the areas 60 to 62, and transmits / receives data to / from user terminals located in the cover areas 60 to 62. Specifically, for example, when transmitting data to a user terminal located in the coverage area 60, the normal radio base station 10 generates data to be transmitted to the user terminal and outputs the data to the RF transceiver 50. The data is transmitted via the RF transceiver 50. Further, data transmitted from the user terminal located in the cover area 60 is received by the RF transceiver 50 and output to the normal radio base station 10.
  • the normal radio base stations 11 and 12 are different from the normal radio base station 10 only in the RF transmitter / receiver to be connected, and thus detailed description thereof will be omitted below.
  • the centralized radio base station 30 is connected to the RF transceivers 50 to 58, covers the areas 60 to 68, and transmits / receives data to / from machine terminals located in the cover areas 60 to 68. Accordingly, the centralized management type radio base station 30 is connected to the same RF transceivers 50 to 58 as the normal radio base stations 10 to 12, and the same area as the cover area of the normal radio base stations 10 to 12 is set as the cover area.
  • the centralized management type radio base station 31 is different from the centralized management type radio base station 30 only in the RF transmitter / receiver to be connected, and therefore, detailed description thereof will be omitted below.
  • the centralized radio base station 30 also transmits / receives data to / from the machine terminal via the connected RF transceiver.
  • the centralized management type radio base station 30 is connected to the centralized management type radio base station 31 and the normal radio base station 10 via the X2 interface. Further, the normal radio base station 10 and the centralized management type radio base station 30 are connected to the SGW 71 and the MME 73 via the S1 interface.
  • the RF transceiver 50 transmits / receives data between the normal radio base station 10 and user terminals located in the cover area 60 and between the centralized management type radio base station 30 and machine terminals located in the cover area 60. Amplify the data to be transmitted. Since the RF transceivers 51 to 58 have the same configuration and operation as the RF transceiver 50, detailed description thereof will be omitted below.
  • Each of the SGW 71, PGW 72, MME 73, and AAA / HSS 74 is a device on the core network side that performs data transfer, terminal connection to an external network, terminal movement management, terminal authentication and information management, and the like. Since it is well known to those skilled in the art and is not directly related to the present invention, a detailed description is omitted.
  • FIG. 3A is a block diagram showing a configuration of the normal radio base station 10.
  • the normal radio base station 10 illustrated in FIG. 3A includes a control unit 101, a baseband processing unit 102, and a time information acquisition unit 103.
  • the control unit 101 normally controls the operation of the entire radio base station 10 and performs, for example, call processing, maintenance monitoring processing, and the like.
  • the baseband processing unit 102 performs baseband processing such as decoding and encoding of data transmitted / received between the normal radio base station 10 and the RF transceiver 50.
  • the time information acquisition unit 103 acquires a reference time from a GPS (Global Positioning System) or NTP (Network Time Protocol) server, etc., acquires time information indicating the transmission timing of the local station based on the reference time, and the time information Is output to the control unit 101.
  • GPS Global Positioning System
  • NTP Network Time Protocol
  • FIG. 3B is a block diagram showing a configuration of the centralized management type radio base station 30.
  • 3B includes a control unit 301, a baseband processing unit 302, and a time information acquisition unit 303.
  • the control unit 301 controls the overall operation of the centralized radio base station 30, and performs, for example, call processing, maintenance monitoring processing, and the like.
  • the baseband processing unit 302 performs baseband processing of data transmitted / received between the centralized management type radio base station 30 and the RF transceiver 50.
  • the time information acquisition unit 303 acquires a reference time from a GPS or NTP server or the like, acquires time information indicating the transmission timing of the own station based on the reference time, and outputs the time information to the control unit 301.
  • FIG. 3C is a block diagram showing the configuration of the RF transceiver 50. As shown in FIG.
  • 3C includes a normal radio base station amplifier unit 501 and a centralized management type radio base station amplifier unit 502.
  • the normal radio base station amplifier 501 amplifies data transmitted and received between the normal radio base station 10 and the user terminal via an antenna (not shown).
  • the centralized management type radio base station amplifier 502 amplifies data transmitted / received between the centralized management type radio base station 30 and the machine terminal via an antenna (not shown), and the normal radio base station amplifier 501.
  • the data transmitted via is monitored via the monitoring interface 503.
  • the normal radio base station 10 determines assignment of subframes to be transmitted by the centralized management type radio base station 30 with data as shown in FIG. 5, and subframes other than the assigned subframes. It is assumed that the centralized radio base station 30 transmits the data in the assigned subframe.
  • the radio base stations since it is necessary to synchronize the transmission timing between the two radio base stations each time the normal radio base station 10 and the centralized management radio base station 30 are activated (or restarted), the radio base stations will be described below. The operation will be described separately when the station is started.
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing an operation of synchronizing transmission timing when the centralized management type radio base station 30 is activated.
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 transmits an X2 SETUP REQUEST message to the normal radio base stations 10 to 12 at startup (step S101) (step S102).
  • X2 SETUP REQUEST message “Timing Information Request” IE is added as a new information element, so that the control unit 301 requests time information indicating the frame transmission timing from the normal radio base stations 10 to 12. Set this IE to Active.
  • the time information acquisition unit 103 of the normal radio base station 10 receives the X2 SETUP REQUEST message transmitted from the centralized radio base station 30, the time information acquisition unit 103 refers to the “Timing Information Request” IE, and when this IE is Active, Time information is acquired by converting the transmission timing of the local station based on the reference time acquired from a GPS, NTP server, or the like. And the control part 101 transmits X2 SETUP RESPONSE message which is a response message to the centralized management type
  • “Timing Information” IE is added as a new information element, and the control unit 101 uses the time information acquired by the time information acquisition unit 103 and the identification information of the own station in this IE. Set a certain Cell ID.
  • control unit 301 of the centralized radio base station 30 When the control unit 301 of the centralized radio base station 30 receives the X2 SETUP RESPONSE message transmitted from the normal radio base stations 10 to 12, it is based on the Cell ID set in the “Timing Information” IE and the time information. The transmission timing is synchronized with each normal radio base station.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing an operation of synchronizing transmission timing when the normal radio base station 10 is activated.
  • the time information acquisition unit 103 of the normal radio base station 10 acquires time information at startup (step S201), and the control unit 101 transmits an X2 SETUP REQUEST message to the centralized management type radio base station 30 (step S202).
  • X2 SETUP REQUEST message “Timing Information” IE is added as a new information element, and the control unit 101 sets the time information acquired by the time information acquisition unit 103 and the Cell ID in this IE. .
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 Upon receiving the X2 SETUP REQUEST message transmitted from the normal radio base station 10, the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 receives the normal radio base station 10 based on the time information set in the “Timing Information” IE.
  • the X2 SETUP RESPONSE message is transmitted to the normal radio base station 10 (step S203).
  • FIG. 8 is a sequence diagram showing other operations for synchronizing transmission timing when the normal radio base station 10 is started.
  • the control unit 101 of the normal radio base station 10 transmits an X2 SETUP REQUEST message to the centralized management type radio base station 30 at the time of activation (step S301) (step S302), and the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30
  • the X2 SETUP REQUEST message is received, the X2 SETUP RESPONSE message is transmitted to the normal radio base station 10 (step S303).
  • a “Timing Information Request” IE is added as a new information element, and the control unit 301 sets this IE to Active in order to request time information.
  • the time information acquisition unit 103 of the normal radio base station 10 receives the X2 SETUP RESPONSE message transmitted from the centralized management type radio base station 30, it refers to the “Timing Information Request” IE, and when this IE is Active, The time information is acquired, and the control unit 101 transmits an ENB CONFIGURATION UPDATE message to the centralized management type radio base station 30 (step S304).
  • “Timing Information” IE is added as a new information element, and the control unit 101 sets the time information acquired by the time information acquisition unit 103 and the Cell ID in this IE. .
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 When receiving the ENB CONFIGURATION UPDATE message transmitted from the normal radio base station 10, the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 receives the normal radio base station 10 based on the time information set in the “Timing Information” IE.
  • the ENB CONFIGURATION ACKNOWLEDGE message is transmitted to the normal radio base station 10 (step S305).
  • the notification to the user terminal and the machine terminal is performed only from one of the normal radio base station 10 and the centrally managed radio base station 30, and the radio base station that performs the notification is the master base station. Called. In the following, it is assumed that the normal radio base station 10 is a master base station.
  • FIG. 9 is a sequence diagram showing an operation of subframe allocation when the centralized management type radio base station 30 is activated.
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 transmits an X2 SETUP REQUEST message to the normal radio base stations 10 to 12 at startup (step S401) (step S402).
  • X2 SETUP REQUEST message “Access Resource Information Request” IE is added as a new information element, and the control unit 301 sets this IE to Active in order to request subframe allocation.
  • the control unit 101 of the normal radio base station 10 receives the X2 SETUP REQUEST message transmitted from the centralized management type radio base station 30, the control unit 101 refers to the “Access Resource Information Request” IE.
  • a subframe to be allocated to the management type radio base station 30 is determined, and an X2 SETUP RESPONSE message is transmitted to the centralized management type radio base station 30 (step S403).
  • “Access Resource Information” IE is added as a new information element, and the control unit 101 sets the subframe number and Cell ID of the allocated subframe in this IE.
  • control unit 101 of the normal radio base station 10 notifies the user terminal and machine terminal located in the cover areas 60 to 62 of the subframe number of the assigned subframe using broadcast information including the subframe number.
  • a RRC: System Information message is sent. Specifically, “SubframeConfig for centralized management type radio base station” IE is added as a new information element to the System Information Block Type 2 message, and the normal radio base station 10 adds the subframe of the subframe assigned to this IE. Set the number.
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 receives the X2 SETUP RESPONSE message transmitted from the normal radio base stations 10 to 12, and the Cell ID set in the “Access Resource Information” IE is, for example, normal In the case of indicating the radio base station 10, data is placed in the subframe allocated from the normal radio base station 10 and transmitted to the machine terminals located in the cover areas 60 to 62.
  • the transmission timing is synchronized between the normal radio base station 10 and the centralized management type radio base station 30, and the centralized management type radio base station 30 is assigned to the own station from the transmission timing. Since the timing for transmitting the assigned subframe can be obtained, the radio base station that transmits data can be switched at the start and end timing of the assigned subframe, and the occurrence of interference can be prevented.
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing an operation of subframe allocation when the normal radio base station 10 is activated.
  • the control unit 101 of the normal radio base station 10 determines a subframe to be allocated to the centralized management type radio base station 30 at the time of activation (step S501), and transmits an X2 SETUP REQUEST message to the centralized management type radio base station 30 (step S501). S502).
  • “Access Resource Information” IE is added as a new information element, and the control unit 101 sets the subframe number and Cell ID of the allocated subframe in this IE.
  • control unit 101 transmits the RRC: System Information message with the subframe number of the assigned subframe.
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 Upon receiving the X2 SETUP REQUEST message transmitted from the normal radio base station 10, the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 transmits an X2 SETUP RESPONSE message to the normal radio base station 10 (step S503).
  • data is placed in the subframe allocated from the radio base station 10 and transmitted to the machine terminals located in the cover areas 60 to 62.
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing other operations of subframe allocation at startup of the normal radio base station 10.
  • the control unit 101 of the normal radio base station 10 transmits an X2 SETUP REQUEST message to the centralized management type radio base station 30 (step S602) at startup (step S601), and the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30
  • the X2 SETUP REQUEST message is received
  • the X2 SETUP RESPONSE message is transmitted to the normal radio base station 10 (step S603).
  • “Access Resource Information Request” IE is added as a new information element, and the control unit 301 sets this IE to Active in order to request subframe allocation.
  • the control unit 101 of the normal radio base station 10 receives the X2 SETUP RESPONSE message transmitted from the centralized management type radio base station 30, the control unit 101 refers to the “Access Resource Information Request” IE, and if this IE is Active, the control unit 101 A subframe to be allocated to the management type radio base station 30 is determined, and an ENB CONFIGURATION UPDATE message is transmitted to the centralized management type radio base station 30 (step S604).
  • “Access Resource Information” IE is added as a new information element, and the control unit 101 sets the subframe number and Cell ID of the allocated subframe in this IE.
  • control unit 101 transmits the RRC: System Information message with the subframe number of the assigned subframe.
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 Upon receiving the ENB CONFIGURATION UPDATE message transmitted from the normal radio base station 10, the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 transmits an ENB CONFIGURATION ACKNOWLEDGE message to the normal radio base station 10 (step S605).
  • data is placed in the subframe allocated from the radio base station 10 and transmitted to the machine terminals located in the cover areas 60 to 62.
  • the normal radio base station 10 transmits the time information indicating the transmission timing of the frame to the centralized management type radio base station 30, and the centralized management type radio base station 30 includes the time information. Based on this, the transmission timing is synchronized with the normal radio base station 10 and data is transmitted in the subframe allocated from the normal radio base station 10.
  • the normal radio base station 10 and the centralized management type radio base station 30 do not transmit data in the same time zone, it is possible to prevent data from being unable to be transmitted due to interference.
  • the normal radio base station 10 transmits broadcast information indicating a subframe assigned to the centralized management type radio base station 30 to the user terminal and the machine terminal.
  • broadcast information for user terminals and broadcast information for machine terminals are unified, and each terminal can smoothly connect to a radio base station.
  • the normal radio base station 10 and the centralized management radio base station 30 notify information via the MME 73 via the S1 interface. The point is different.
  • the configurations of the normal radio base stations 10 to 12, the centralized management radio base station 30, and the RF transceivers 50 to 58 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing an operation for synchronizing transmission timing when the centralized management type radio base station 30 is started up.
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 transmits an S1 SETUP REQUEST message to the MME 73 at startup (step S701) (step S702).
  • a “Timing Information Request” IE is added as a new information element, and the control unit 301 sets this IE to Active in order to request time information.
  • the MME 73 When the MME 73 receives the S1 SETUP REQUEST message transmitted from the centralized management type radio base station 30, the MME 73 refers to the “Timing Information Request” IE, and when this IE is Active, the MME CONFIGURATION UPDATE message is sent to the normal radio base station 10 To 12 (step S703). In this MME CONFIGURATION UPDATE message, a “Timing Information Request” IE is added as a new information element, and the MME 73 sets this IE to Active.
  • the time information acquisition unit 103 of the normal radio base station 10 receives the MME CONFIGURATION UPDATE message transmitted from the MME 73, the time information acquisition unit 103 refers to the “Timing Information Request” IE, and acquires time information when this IE is Active.
  • the control unit 101 transmits an MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE message to the MME 73 (step S704).
  • “Timing Information” IE is added as a new information element, and the control unit 101 sets the time information acquired by the time information acquisition unit 103 and the Cell ID in this IE. To do.
  • the MME 73 When the MME 73 receives the MME CONFIGURATION ACKNOWLEDGE message normally transmitted from the radio base station 10, the MME 73 transmits an S1 SETUP RESPONSE message to the centralized radio base station 30 (step S705).
  • S1 SETUP RESPONSE message “Timing Information” IE is added as a new information element.
  • the MME 73 adds the time information, Cell ID, and time information set in the “Timing Information” IE of the MME CONFIGURATION ACKNOWLEDGE message to this IE. Set.
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 When receiving the S1 SETUP RESPONSE message transmitted from the MME 73, the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 receives each normal radio base station based on the Cell ID and time information set in the “Timing Information” IE. Synchronize the transmission timing with.
  • FIG. 14 is a sequence diagram showing an operation of synchronizing transmission timing when the normal radio base station 10 is started up.
  • the time information acquisition unit 103 of the normal radio base station 10 acquires time information at startup (step S801), and the control unit 101 transmits an S1 SETUP REQUEST message to the MME 73 (step S802).
  • a “Timing Information” IE is added as a new information element, and the control unit 101 sets the time information acquired by the time information acquisition unit 103 and the Cell ID in this IE. .
  • the MME 73 When the MME 73 receives the S1 SETUP REQUEST message normally transmitted from the radio base station 10, the MME 73 transmits an MME CONFIGURATION UPDATE message to the centralized radio base station 30 (step S803).
  • MME CONFIGURATION UPDATE message “Timing Information” IE is added as a new information element, and MME 73 adds the time information and Cell ID set in this IE to the “Timing Information” IE of the S1 SETUP REQUEST message. Set.
  • FIG. 15 is a sequence diagram showing other operations for synchronizing transmission timing when the normal radio base station 10 is started up.
  • the control unit 101 of the normal radio base station 10 sends an S1 SETUP REQUEST message to the MME 73 at start-up (step S901) (step S902). It transmits to the radio base station 10 (step S903).
  • S1 SETUP RESPONSE message a “Timing Information Request” IE is added as a new information element, and the MME 73 sets this IE to Active in order to request time information.
  • the time information acquisition unit 103 of the normal radio base station 10 receives the S1 SETUP RESPONSE message transmitted from the MME 73, the time information acquisition unit 103 refers to the “Timing Information Request” IE, and acquires time information when this IE is Active.
  • the control unit 101 transmits an ENB CONFIGURATION UPDATE message to the MME 73 (step S904).
  • “Timing Information” IE is added as a new information element, and the control unit 101 sets the time information acquired by the time information acquisition unit 103 and the Cell ID in this IE. .
  • control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 synchronizes transmission timing with the normal radio base station 10.
  • the MME 73 when the MME 73 receives the MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE message transmitted from the centralized management type radio base station 30, the MME 73 transmits an ENB CONFIGURATION ACKNOWLEDGE message to the normal radio base station 10 (step S905).
  • FIG. 16 is a sequence diagram showing an operation of subframe allocation when the centralized management type radio base station 30 is started up.
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 transmits an S1 SETUP REQUEST message to the MME 73 at the time of activation (step S1001) (step S1002).
  • S1 SETUP REQUEST message an “Access Resource Information Request” IE is added as a new information element, and the control unit 301 sets this IE to Active in order to request subframe allocation.
  • the MME 73 When the MME 73 receives the S1 SETUP REQUEST message sent from the centralized management type radio base station 30, the MME 73 refers to the “Access Resource Information Request” IE, and when this IE is Active, the MME CONFIGURATION UPDATE message is normally sent to the radio base station. 10 to 12 (step S1003). In this MME CONFIGURATION UPDATE message, “Access Resource Information Request” IE is added as a new information element, and the MME 73 sets this IE to Active.
  • the control unit 101 of the normal radio base station 10 When the control unit 101 of the normal radio base station 10 receives the MME CONFIGURATION UPDATE message transmitted from the MME 73, the control unit 101 refers to the “Access Resource Information Request” IE, and when this IE is Active, the centralized radio base station 30 A subframe to be allocated to the MME 73 is determined, and an MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE message is transmitted to the MME 73 (step S1004). In this MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE message, “Access Resource Information” IE is added as a new information element, and the control unit 101 sets the subframe number and Cell ID of the allocated subframe in this IE.
  • control unit 101 transmits the RRC: System Information message with the subframe number of the assigned subframe.
  • the MME 73 When the MME 73 receives the MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE message normally transmitted from the radio base station 10, the MME 73 transmits an S1 SETUP RESPONSE message to the centralized management type radio base station 30 (step S1005).
  • the “Access Resource Information” IE is added as a new information element, and the MME 73 adds the Subframe number and Cell set in the “Access Resource Information” IE of the MME CONFIGURATION ACKNOWLEDGE message to this IE. Set the ID.
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 receives the S1 SETUP RESPONSE message transmitted from the MME 73, and the Cell ID set in the “Access Resource Information” IE indicates, for example, the normal radio base station 10 In this case, data is placed in the subframe allocated from the normal radio base station 10 and transmitted to the machine terminals located in the cover areas 60 to 62.
  • FIG. 17 is a sequence diagram showing an operation of subframe allocation when the normal radio base station 10 is activated.
  • the control unit 101 of the normal radio base station 10 determines a subframe to be allocated to the centralized management type radio base station 30 at the time of activation (step S1101), and transmits an S1 SETUP REQUEST message to the MME 73 (step S1102).
  • S1 SETUP REQUEST message “Access Resource Information” IE is added as a new information element, and the control unit 101 sets the subframe number and Cell ID of the allocated subframe in this IE.
  • control unit 101 of the normal radio base station 10 transmits the RRC: System Information message with the subframe number of the assigned subframe.
  • the MME 73 When the MME 73 receives the S1 SETUP REQUEST message normally transmitted from the radio base station 10, the MME 73 transmits an MME CONFIGURATION UPDATE message to the centralized radio base station 30 (step S1103).
  • MME CONFIGURATION UPDATE message “Access Resource Information” IE is added as a new information element, and MME 73 adds the Subframe number and Cell set in the “Access Resource Information” IE of the S1 SETUP REQUEST message to this IE. Set the ID.
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 When receiving the MME CONFIGURATION UPDATE message transmitted from the MME 73, the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 transmits an MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE message to the MME 73 (step S1104) and assigned from the normal radio base station 10 The data is placed in the subframes and transmitted to the machine terminals located in the cover areas 60 to 62.
  • the MME 73 When the MME 73 receives the MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE message transmitted from the centralized management type radio base station 30, the MME 73 transmits an S1 SETUP RESPONSE message to the normal radio base station 10 (step S1105).
  • FIG. 18 is a sequence diagram showing other operations of subframe allocation at startup of the normal radio base station 10.
  • the control unit 101 of the normal radio base station 10 transmits an S1 SETUP REQUEST message to the MME 73 at startup (step S1201) (step S1202).
  • the control unit 101 of the wireless base station 10 receives the transmitted S1 SETUP REQUEST message
  • the control unit 101 of the wireless base station 10 The message is transmitted to the normal radio base station 10 (step S1203).
  • an “Access Resource Information Request” IE is added as a new information element, and the MME 73 sets this IE to Active in order to request subframe allocation.
  • the control unit 101 of the normal radio base station 10 When the control unit 101 of the normal radio base station 10 receives the S1 SETUP RESPONSE message transmitted from the MME 73, the control unit 101 refers to the “Access Resource Information Request” IE, and when this IE is Active, the centralized radio base station 30 A subframe to be allocated to the EMB is determined, and an ENB CONFIGURATION UPDATE message is transmitted to the MME 73 (step S1204). In this ENB CONFIGURATION UPDATE message, “Access Resource Information” IE is added as a new information element, and the control unit 101 sets the subframe number and Cell ID of the allocated subframe in this IE.
  • the MME 73 When the MME 73 receives the ENB CONFIGURATION UPDATE message normally transmitted from the radio base station 10, the MME 73 transmits the MME CONFIGURATION UPDATE message to the centralized radio base station 30 (step S1205).
  • MME CONFIGURATION UPDATE message “Access Resource Information” IE is added as a new information element, and MME 73 adds the Subframe number and Cell set in the “Access Resource Information” IE of the ENB CONFIGURATION UPDATE message to this IE. Set the ID.
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 When receiving the MME CONFIGURATION UPDATE message transmitted from the MME 73, the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 transmits an MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE message to the MME 73 (step S1206) and assigned from the normal radio base station 10 The data is placed in the subframes and transmitted to the machine terminals located in the cover areas 60 to 62.
  • the MME 73 When the MME 73 receives the MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE message transmitted from the centralized management type radio base station 30, the MME 73 transmits an ENB CONFIGURATION ACKNOWLEDGE message to the normal radio base station 10 (step S1207).
  • the normal radio base station 10 and the centralized management type radio base station 30 notify information via the MME 73 which is a higher station.
  • transmission timing synchronization and subframe allocation between the normal radio base station 10 and the centralized radio base station 30 can be performed without notifying information via the X2 interface.
  • the normal radio base station 10 and the centralized management type radio base station 30 are connected to only one RF transceiver 50. Further, the configurations of the normal radio base station 10, the centralized management type radio base station 30, and the RF transceiver 50 are the same as those in the first and second embodiments, and thus description thereof is omitted.
  • FIG. 20 is a sequence diagram showing an operation of synchronizing transmission timing when the centralized management type radio base station 30 is activated.
  • the control unit 101 of the normal radio base station 10 transmits synchronization information (time information) indicating the transmission timing to the user terminals located in the cover areas 60 to 62 via the normal radio base station amplifier unit 501 via the synchronization channel. To do.
  • step S1301 the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 provisionally determines the transmission timing, notifies the centralized management type radio base station amplifier unit 502 of the provisionally determined transmission timing, A synchronization information confirmation request for requesting correction information indicating the temporarily determined transmission timing correction amount is transmitted (step S1302).
  • the centralized management type radio base station amplifier unit 502 of the RF transceiver 50 transmits the synchronization transmitted via the normal radio base station amplifier unit 501.
  • Information is monitored (step S1303). Further, the centralized management type radio base station amplifier unit 502 is based on the monitored synchronization information so that the transmission timing is synchronized between the normal radio base station 10 and the centralized management type radio base station 30.
  • the correction amount of the transmission timing notified from the base station 30 is calculated, and correction information indicating the calculated correction amount is output to the centralized management type radio base station 30 (step S1304).
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 corrects the provisionally determined transmission timing based on the correction information output from the RF transceiver 50.
  • FIG. 21 is a sequence diagram showing an operation of synchronizing transmission timing when the normal radio base station 10 is activated.
  • the centralized management type radio base station amplifier 502 of the RF transceiver 50 always monitors the synchronization information transmitted through the normal radio base station amplifier 501 (steps S1401 and S1402). In steps S1401 and S1402, the normal radio base station 300 is not activated and the synchronization information is not transmitted.
  • the centralized management type radio base station amplifier unit 502 monitors the synchronization information. Then, based on the monitored synchronization information, the correction amount of the transmission timing notified from the centralized management type radio base station 30 is calculated, and the correction information is output to the centralized management type radio base station 30 (step S1405). .
  • the control unit 301 of the centralized management type radio base station 30 corrects the provisionally determined transmission timing based on the correction information output from the RF transceiver 50.
  • the centralized radio base station 30 sets the transmission timing with the normal radio base station 10 based on the transmission timing of the normal radio base station 10 notified from the RF transceiver 50. Synchronize.
  • the transmission timing can be synchronized between the normal radio base station 10 and the centralized management type radio base station 30 without notifying information necessary for synchronization of the transmission timing via the X2 interface or the S1 interface.
  • the present embodiment has been described using an example of calculating the correction amount of the transmission timing provisionally determined by the centralized radio base station 30, the present invention is not limited to this, and synchronization information indicates The transmission timing of the normal radio base station 10 is notified to the centralized management type radio base station 30, and the centralized management type radio base station 30 synchronizes the transmission timing with the normal radio base station 10 based on the notification. May be.
  • the normal radio base station 10 notifies the centralized management type radio base station 30 of the assigned subframe, and transmits data to the user terminal using subcarriers other than the assigned subcarrier, thereby providing the centralized management type radio base station.
  • the base station 30 transmits data to the machine terminal using subcarriers assigned from the normal radio base station 10.

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Abstract

 本発明の無線通信システムは、自局のカバーエリアに在圏する第1の端末に対し、データをフレームに載せて所定の周波数帯域内の周波数を用いて送信する複数の第1の無線基地局と、複数の第1の無線基地局のカバーエリアと同じエリアを自局のカバーエリアとし、自局のカバーエリアに在圏する第2の端末に対し、データをフレームに載せて所定の周波数帯域内の周波数を用いて送信する第2の無線基地局と、を備え、複数の第1の無線基地局の各々は、自局が第1の端末に対して送信するフレームの送信タイミングを第2の無線基地局に通知し、第2の無線基地局は、第2の端末に対して送信するフレームの送信タイミングを、第2の端末が在圏するカバーエリアをカバーする第1の無線基地局から通知された送信タイミングに同期させる。

Description

無線通信システム、無線基地局および協調制御方法
 本発明は、無線通信システム、無線基地局および協調制御方法に関する。
 携帯電話サービスへの加入率は、先進諸国では全人口の90%以上に達し、更に、先進諸国内の一部の国においては120%近くに達している。そのため、ユーザへの携帯電話サービスの普及は、飽和状態となっている。そこで近年、携帯電話オペレータの売上高アップのために、自動販売機、車載端末(カーナビゲーション端末)、信号機などの端末同士が、ユーザを介さずに通信する無線通信システムが検討されている(例えば、特許文献1(特開平8-198415号公報)参照)。
 なお、以下では、ユーザを介して通信する携帯電話等の端末をユーザ端末と称し、ユーザを介さずに通信する端末をマシーン端末と称する。また、ユーザ端末を用いた音声通話やウェブブラウジングなどの通信と区別するために、マシーン端末同士による通信をMachine to Machine(M2M)通信と称する。
 音声通話やウェブブラウジングでは、通信の遅延や切断をユーザが体感することができ、不快感へと繋がる。従って、ユーザ端末を用いた通信では、通信の遅延や切断が発生しない高い通信品質が要求される。
 一方、M2M通信では、定期的(1日に1回、あるいは数時間に1回)なデータの送受信(アップロード、ダウンロードなど)が主に行われ、結果的にデータの送受信ができれば足りる場合が多いので、ある程度の通信の遅延や切断の発生は許容され、要求される通信品質は低くなる。
 そのため、将来的に、M2M通信によるトラフィックが増加した場合に、そのトラフィックを処理するために、ユーザ端末との通信向けのネットワークと同等の通信品質を有するネットワークを増設することは、過剰な設備投資となる。
特開平8-198415号公報
 そこで、M2M通信によるトラフィックの増加に対応するネットワーク構成の1つの解として、複数の無線基地局のカバーエリアに跨るエリアをカバーエリアとする無線基地局を設ける構成が考えられる。なお、以下では、複数の無線基地局のそれぞれを通常無線基地局と称し、複数の通常無線基地局のカバーエリアと同じエリアをカバーエリアとする無線基地局を集中管理型無線基地局と称する。
 通常無線基地局と集中管理型無線基地局とを設けたネットワークには、以下の2つの特徴がある。
 第1の特徴は、通常無線基地局と集中管理型無線基地局とは、同一の周波数帯域が割り当てられ、その周波数帯域内でデータを送信するという特徴である。
 第2の特徴は、通常無線基地局は、ユーザ端末と通信し、集中管理型無線基地局は、マシーン端末と通信するという特徴である。
 しかしながら、上述した特徴を実現するためには、以下のような課題がある。
 図1Aは、LTE(Long Term Evolution)方式において、無線基地局がデータを送信するフレームの構成の一例を示す図である。
 図1Aに示すように、LTE方式では、無線基地局は、データをサブフレームに載せ、そのサブフレームを自局に割り当てられた周波数帯域内の周波数をサブキャリア単位で使用して送信する。
 ここで、通常無線基地局と集中管理型無線基地局とが、図1Bに示すように、同一の時間帯に、同一のサブキャリアを用いてサブフレームを送信すると、互いの送信波が干渉となり、データの送信ができない。
 そこで、干渉の発生を防止するために、例えば、通常無線基地局と集中管理型無線基地局とが送信するサブフレームを分けることが考えられる。しかし、通常無線基地局が送信するサブフレームと集中管理型無線基地局が送信するサブフレームとが連続している場合などに、両無線基地局のサブフレームの送信タイミングがずれていると、同一の時間帯にサブフレームが重複して送信されることがある。そうすると干渉が発生し、データの送信ができない。そのため、通常無線基地局と集中管理型無線基地局との間でサブフレームを送信する送信タイミングが同期している必要があるが、如何にして両無線基地局間で送信タイミングを同期させるかについては十分な検討がなされていないという課題がある。
 本発明の目的は、上述した課題を解決することができる無線通信システム、無線基地局および協調制御方法を提供することにある。
 上記目的を達成するために本発明の無線通信システムは、
 自局のカバーエリアに在圏する第1の端末に対し、データをフレームに載せて所定の周波数帯域内の周波数を用いて送信する複数の第1の無線基地局と、
 前記複数の第1の無線基地局のカバーエリアと同じエリアを自局のカバーエリアとし、自局のカバーエリアに在圏する第2の端末に対し、データをフレームに載せて前記所定の周波数帯域内の周波数を用いて送信する第2の無線基地局と、を備え、
 前記複数の第1の無線基地局の各々は、自局が前記第1の端末に対して送信するフレームの送信タイミングを前記第2の無線基地局に通知し、
 前記第2の無線基地局は、前記第2の端末に対して送信するフレームの送信タイミングを、該第2の端末が在圏するカバーエリアをカバーする前記第1の無線基地局から通知された送信タイミングに同期させる。
 上記目的を達成するために本発明の無線基地局は、
 自局のカバーエリアに在圏する第1の端末に対し、データをフレームに載せて所定の周波数帯域内の周波数を用いて送信する無線基地局であって、
 前記無線基地局のカバーエリアと同じエリアをカバーエリアとし、前記所定の周波数帯域内の周波数を用いて自局のカバーエリアに在圏する第2の端末にデータをフレームに載せて送信する集中管理型無線基地局に対し、自局のフレームの送信タイミングを通知する制御部を有する。
 上記目的を達成するために本発明の協調制御方法は、
 第1の無線基地局および第2の無線基地局が、同じエリアをカバーエリアとし、同じ周波数帯域内の周波数を用いてそれぞれ第1の端末および第2の端末に対してデータをフレームに載せて送信する場合において、前記第1の無線基地局が前記第2の無線基地局と協調するための協調制御方法であって、
 前記第1の無線基地局が、前記第2の無線基地局に自局のフレームの送信タイミングを通知する。
 本発明によれば、第1の無線基地局は、自局のカバーエリアと同じエリアをカバーエリアとする第2の無線基地局に対し、自局のカバーエリアに在圏する第1の端末に送信するフレームの送信タイミングを通知し、第2の無線基地局は、第2の端末に送信するフレームの送信タイミングを、その第2の端末が在圏するカバーエリアをカバーする第1の無線基地局から通知された送信タイミングに同期させる。
 このように、第1の無線基地局のフレームの送信タイミングを第2の無線基地局に通知することで、両無線基地局間でフレームの送信タイミングを同期させることができる。
一般的なフレームの構成を示す図である。 通常無線基地局と集中管理型無線基地局とを設けた場合の課題を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。 図2に示す通常無線基地局の構成を示すブロック図である。 図2に示す集中管理型無線基地局の構成を示すブロック図である。 図2に示すRF送受信機の構成を示すブロック図である。 図2に示す無線通信システムの動作を説明するための図である。 集中管理型無線基地局へのサブフレームの割り当ての一例を示す図である。 図4に示す集中管理型無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図4に示す通常無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図4に示す通常無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図4に示す集中管理型無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図4に示す通常無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図4に示す通常無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 本発明の第2の実施形態の無線通信システムの動作を説明するための図である。 図12に示す集中管理型無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図12に示す通常無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図12に示す通常無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図12に示す集中管理型無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図12に示す通常無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図12に示す通常無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 本発明の第3の実施形態の無線通信システムの動作を説明するための図である。 図19に示す集中管理型無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図19に示す通常無線基地局の起動時の、無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 集中管理型無線基地局へのサブキャリアの割り当ての一例を示す図である。
 以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
 (第1の実施形態)
 図2は、本発明の第1の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。
 図2に示す無線通信システムは、通常無線基地局10~12と、集中管理型無線基地局30,31と、RF送受信機50~58と、SGW(Serving Gate Way)71と、PGW(PDN Gate Way)72と、MME(Mobility Management Entity)73と、AAA/HSS(Authentication, Authorization, Accounting/Home Subscriber Server)74と、を有する。
 通常無線基地局10は、RF送受信機50~52と接続され、エリア60~62をカバーし、そのカバーエリア60~62に在圏するユーザ端末とデータの送受信を行う。具体的には、通常無線基地局10は、例えば、カバーエリア60に在圏するユーザ端末にデータを送信する場合には、そのユーザ端末に送信するデータを生成してRF送受信機50に出力し、RF送受信機50を介してデータを送信する。また、カバーエリア60に在圏するユーザ端末から送信されたデータは、RF送受信機50により受信され、通常無線基地局10に出力される。なお、通常無線基地局11,12は、通常無線基地局10と比較して、接続されるRF送受信機が異なるだけなので、以下では詳細な説明を省略する。
 集中管理型無線基地局30は、RF送受信機50~58と接続され、エリア60~68をカバーし、そのカバーエリア60~68に在圏するマシーン端末とデータの送受信を行う。従って、集中管理型無線基地局30は、通常無線基地局10~12と同じRF送受信機50~58と接続され、通常無線基地局10~12のカバーエリアと同じエリアをカバーエリアとする。なお、集中管理型無線基地局31は、集中管理型無線基地局30と比較して、接続されるRF送受信機が異なるだけなので、以下では詳細な説明を省略する。また、集中管理型無線基地局30も、通常無線基地局10と同様に、接続されるRF送受信機を介して、マシーン端末とデータの送受信を行う。
 なお、図示していないが、集中管理型無線基地局30は、集中管理型無線基地局31および通常無線基地局10とX2インタフェースを介して接続される。また、通常無線基地局10および集中管理型無線基地局30は、SGW71およびMME73とS1インタフェースを介して接続される。
 RF送受信機50は、通常無線基地局10とそのカバーエリア60に在圏するユーザ端末との間、および集中管理型無線基地局30とそのカバーエリア60に在圏するマシーン端末との間で送受信されるデータの増幅を行う。なお、RF送受信機51~58は、RF送受信機50と同様の構成および動作であるので、以下では詳細な説明を省略する。
 SGW71、PGW72、MME73、およびAAA/HSS74はそれぞれ、データ転送、端末の外部ネットワークへの接続、端末の移動の管理、端末の認証や情報管理、等を行うコアネットワーク側の装置であって、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、詳細な説明は省略する。
 次に、通常無線基地局10、集中管理型無線基地局30およびRF送受信機50の構成について説明する。
 図3Aは、通常無線基地局10の構成を示すブロック図である。
 図3Aに示す通常無線基地局10は、制御部101と、ベースバンド処理部102と、時刻情報取得部103と、を有する。
 制御部101は、通常無線基地局10全体の動作を制御し、例えば、呼処理、保守監視処理等を行う。
 ベースバンド処理部102は、通常無線基地局10とRF送受信機50との間で送受信されるデータのデコードおよびエンコード等のベースバンド処理を行う。
 時刻情報取得部103は、GPS(Global Positioning System)あるいはNTP(Network Time Protocol)サーバー等から基準時刻を取得し、その基準時刻に基づき自局の送信タイミングを示す時刻情報を取得し、その時刻情報を制御部101に出力する。
 図3Bは、集中管理型無線基地局30の構成を示すブロック図である。
 図3Bに示す集中管理型無線基地局30は、制御部301と、ベースバンド処理部302と、時刻情報取得部303と、を有する。
 制御部301は、集中管理型無線基地局30全体の動作を制御し、例えば、呼処理、保守監視処理等を行う。
 ベースバンド処理部302は、集中管理型無線基地局30とRF送受信機50との間で送受信されるデータのベースバンド処理を行う。
 時刻情報取得部303は、GPSあるいはNTPサーバー等から基準時刻を取得し、その基準時刻に基づき自局の送信タイミングを示す時刻情報を取得し、その時刻情報を制御部301に出力する。
 図3Cは、RF送受信機50の構成を示すブロック図である。
 図3Cに示すRF送受信機50は、通常無線基地局用アンプ部501と、集中管理型無線基地局用アンプ部502と、を有する。
 通常無線基地局用アンプ部501は、通常無線基地局10とユーザ端末との間で不図示のアンテナを介して送受信されるデータを増幅する。
 集中管理型無線基地局用アンプ部502は、集中管理型無線基地局30とマシーン端末との間で不図示のアンテナを介して送受信されるデータを増幅すると共に、通常無線基地局用アンプ部501を介して送信されるデータを、監視用インタフェース503を介してモニタする。
 次に、本実施形態の無線通信システムの動作について説明する。
 なお、本実施形態においては、図4に示すように、通常無線基地局10~12と集中管理型無線基地局30とが、X2インタフェースを介して、直接、情報の通知を行う例について、通常無線基地局10および集中管理型無線基地局30の動作を中心に説明する。
 また、以下では、通常無線基地局10は、図5に示すように、集中管理型無線基地局30がデータを載せて送信するサブフレームの割り当てを決定すると共に、割り当てたサブフレーム以外のサブフレームにデータを載せて送信し、集中管理型無線基地局30は、割り当てられたサブフレームにデータを載せて送信するものとする。
 (A)送信タイミングの同期動作
 まず、通常無線基地局10と集中管理型無線基地局30との間で送信タイミングを同期させる動作について説明する。
 なお、通常無線基地局10および集中管理型無線基地局30が、起動(あるいは再起動)するたびに、両無線基地局間で送信タイミングを同期させる必要があるため、以下では、それぞれの無線基地局の起動時に動作を分けて説明する。
 (A-1)集中管理型無線基地局30の起動時の動作
 図6は、集中管理型無線基地局30の起動時に送信タイミングを同期させる動作を示すシーケンス図である。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、起動時に(ステップS101)、X2 SETUP REQUESTメッセージを通常無線基地局10~12に送信する(ステップS102)。このX2 SETUP REQUESTメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information Request」IEが追加され、制御部301は、通常無線基地局10~12にフレームの送信タイミングを示す時刻情報を要求するために、本IEをActiveに設定する。
 通常無線基地局10の時刻情報取得部103は、集中管理型無線基地局30から送信されてきたX2 SETUP REQUESTメッセージを受信すると、「Timing Information Request」IEを参照し、本IEがActiveの場合、自局の送信タイミングをGPS、NTPサーバー等から取得した基準時刻に基づき変換して、時刻情報を取得する。そして、制御部101は、応答メッセージであるX2 SETUP RESPONSEメッセージを集中管理型無線基地局30に送信する(ステップS103)。このX2 SETUP RESPONSEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information」IEが追加され、制御部101は、本IEに、時刻情報取得部103により取得された時刻情報と自局の識別情報であるCell IDとを設定する。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、通常無線基地局10~12から送信されてきたX2 SETUP RESPONSEメッセージを受信すると、「Timing Information」IEに設定されたCell IDと時刻情報とに基づき、各通常無線基地局との間で送信タイミングを同期させる。
 (A-2)通常無線基地局10の起動時の動作
 図7は、通常無線基地局10の起動時に送信タイミングを同期させる動作を示すシーケンス図である。
 通常無線基地局10の時刻情報取得部103は、起動時に(ステップS201)、時刻情報を取得し、制御部101は、X2 SETUP REQUESTメッセージを集中管理型無線基地局30に送信する(ステップS202)。このX2 SETUP REQUESTメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information」IEが追加され、制御部101は、本IEに、時刻情報取得部103により取得された時刻情報とCell IDとを設定する。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、通常無線基地局10から送信されてきたX2 SETUP REQUESTメッセージを受信すると、「Timing Information」IEに設定された時刻情報に基づき、通常無線基地局10との間で送信タイミングを同期させると共に、X2 SETUP RESPONSEメッセージを通常無線基地局10に送信する(ステップS203)。
 (A-3)通常無線基地局10の起動時の他の動作
 図8は、通常無線基地局10の起動時に送信タイミングを同期させる他の動作を示すシーケンス図である。
 通常無線基地局10の制御部101は、起動時に(ステップS301)、X2 SETUP REQUESTメッセージを集中管理型無線基地局30に送信し(ステップS302)、集中管理型無線基地局30の制御部301は、そのX2 SETUP REQUESTメッセージを受信すると、X2 SETUP RESPONSEメッセージを通常無線基地局10に送信する(ステップS303)。このX2 SETUP RESPONSEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information Request」IEが追加され、制御部301は、時刻情報を要求するために、本IEをActiveに設定する。
 通常無線基地局10の時刻情報取得部103は、集中管理型無線基地局30から送信されてきたX2 SETUP RESPONSEメッセージを受信すると、「Timing Information Request」IEを参照し、本IEがActiveの場合、時刻情報を取得し、制御部101は、ENB CONFIGURATION UPDATEメッセージを集中管理型無線基地局30に送信する(ステップS304)。このENB CONFIGURATION UPDATEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information」IEが追加され、制御部101は、本IEに、時刻情報取得部103により取得された時刻情報とCell IDとを設定する。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、通常無線基地局10から送信されてきたENB CONFIGURATION UPDATEメッセージを受信すると、「Timing Information」IEに設定された時刻情報に基づき、通常無線基地局10との間で送信タイミングを同期させると共に、ENB CONFIGURATION ACKNOWLEDGEメッセージを通常無線基地局10に送信する(ステップS305)。
 (B)サブフレーム割り当て動作
 次に、集中管理型無線基地局30へのサブフレームの割り当ての動作について説明する。
 なお、集中管理型無線基地局30に割り当てられたサブフレームをユーザ端末およびマシーン端末に通知する必要がある。ここで、ユーザ端末およびマシーン端末への通知は、通常無線基地局10および集中管理型無線基地局30のうち、一方の無線基地局からのみ行うものとし、通知を行う無線基地局をマスター基地局と称する。以下では、通常無線基地局10がマスター基地局であるとする。
 また、通常無線基地局10および集中管理型無線基地局30が、起動(あるいは再起動)するたびに、サブフレームの割り当てを行う必要があるため、以下では、それぞれの無線基地局の起動時の動作を分けて説明する。
 (B-1)集中管理型無線基地局30の起動時の動作
 図9は、集中管理型無線基地局30の起動時のサブフレームの割り当ての動作を示すシーケンス図である。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、起動時に(ステップS401)、X2 SETUP REQUESTメッセージを通常無線基地局10~12に送信する(ステップS402)。このX2 SETUP REQUESTメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information Request」IEが追加され、制御部301は、サブフレームの割り当てを要求するために、本IEをActiveに設定する。
 通常無線基地局10の制御部101は、集中管理型無線基地局30から送信されてきたX2 SETUP REQUESTメッセージを受信すると、「Access Resource Information Request」IEを参照し、本IEがActiveの場合、集中管理型無線基地局30に割り当てるサブフレームを決定し、X2 SETUP RESPONSEメッセージを集中管理型無線基地局30に送信する(ステップS403)。このX2 SETUP RESPONSEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information」IEが追加され、制御部101は、本IEに、割り当てたサブフレームのSubframe番号とCell IDとを設定する。
 また、通常無線基地局10の制御部101は、割り当てたサブフレームのSubframe番号をカバーエリア60~62に在圏するユーザ端末およびマシーン端末に報知するために、そのSubframe番号を載せた報知情報であるRRC: System Informationメッセージを送信する。具体的には、System Information Block Type2メッセージに、新たな情報エレメントとして、「集中管理型無線基地局用SubframeConfig」IEが追加され、通常無線基地局10は、本IEに、割り当てたサブフレームのSubframe番号を設定する。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、通常無線基地局10~12から送信されてきたX2 SETUP RESPONSEメッセージを受信し、「Access Resource Information」IEに設定されたCell IDが、例えば、通常無線基地局10を示す場合には、通常無線基地局10から割り当てられたサブフレームにデータを載せて、カバーエリア60~62に在圏するマシーン端末に送信する。
 ここで、上述したように、通常無線基地局10と集中管理型無線基地局30との間で送信タイミングは同期しており、集中管理型無線基地局30は、その送信タイミングから自局に割り当てられたサブフレームを送信するタイミングを求めることができるので、割り当てられたサブフレームの開始と終了のタイミングでデータを送信する無線基地局を切り替えるができ、干渉の発生を防止することができる。
 (B-2)通常無線基地局10の起動時の動作
 図10は、通常無線基地局10の起動時のサブフレームの割り当ての動作を示すシーケンス図である。
 通常無線基地局10の制御部101は、起動時に(ステップS501)、集中管理型無線基地局30に割り当てるサブフレームを決定し、X2 SETUP REQUESTメッセージを集中管理型無線基地局30に送信する(ステップS502)。このX2 SETUP REQUESTメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information」IEが追加され、制御部101は、本IEに、割り当てたサブフレームのSubframe番号とCell IDとを設定する。
 また、制御部101は、RRC: System Informationメッセージに、割り当てたサブフレームのSubframe番号を載せて送信する。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、通常無線基地局10から送信されてきたX2 SETUP REQUESTメッセージを受信すると、X2 SETUP RESPONSEメッセージを通常無線基地局10に送信すると共に(ステップS503)、通常無線基地局10から割り当てられたサブフレームにデータを載せてカバーエリア60~62に在圏するマシーン端末に送信する。
 (B-3)通常無線基地局10の起動時の他の動作
 図11は、通常無線基地局10の起動時のサブフレームの割り当ての他の動作を示すシーケンス図である。
 通常無線基地局10の制御部101は、起動時に(ステップS601)、X2 SETUP REQUESTメッセージを集中管理型無線基地局30に送信し(ステップS602)、集中管理型無線基地局30の制御部301は、そのX2 SETUP REQUESTメッセージを受信すると、X2 SETUP RESPONSEメッセージを通常無線基地局10に送信する(ステップS603)。このX2 SETUP RESPONSEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information Request」IEが追加され、制御部301は、サブフレームの割り当てを要求するために、本IEをActiveに設定する。
 通常無線基地局10の制御部101は、集中管理型無線基地局30から送信されてきたX2 SETUP RESPONSEメッセージを受信すると、「Access Resource Information Request」IEを参照し、本IEがActiveの場合、集中管理型無線基地局30に割り当てるサブフレームを決定し、ENB CONFIGURATION UPDATEメッセージを集中管理型無線基地局30に送信する(ステップS604)。このENB CONFIGURATION UPDATEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information」IEが追加され、制御部101は、本IEに、割り当てたサブフレームのSubframe番号とCell IDとを設定する。
 また、制御部101は、RRC: System Informationメッセージに、割り当てたサブフレームのSubframe番号を載せて送信する。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、通常無線基地局10から送信されてきたENB CONFIGURATION UPDATEメッセージを受信すると、ENB CONFIGURATION ACKNOWLEDGEメッセージを通常無線基地局10に送信すると共に(ステップS605)、通常無線基地局10から割り当てられたサブフレームにデータを載せてカバーエリア60~62に在圏するマシーン端末に送信する。
 このように本実施形態によれば、通常無線基地局10は、フレームの送信タイミングを示す時刻情報を集中管理型無線基地局30に送信し、集中管理型無線基地局30は、その時刻情報に基づき、通常無線基地局10との間で送信タイミングを同期させると共に、通常無線基地局10から割り当てられたサブフレームでデータを送信する。
 そのため、通常無線基地局10と集中管理型無線基地局30とが、同一の時間帯にデータを送信することがなくなるので、干渉により、データの送信ができなくなることを防ぐことができる。
 また、通常無線基地局10は、集中管理型無線基地局30に割り当てたサブフレームを示す報知情報をユーザ端末およびマシーン端末に送信する。
 そのため、ユーザ端末向けの報知情報とマシーン端末向けの報知情報が統一され、それぞれの端末が、スムーズに無線基地局に接続することができる。
 (第2の実施形態)
 本実施形態では、第1の実施形態と比較して、図12に示すように、通常無線基地局10と集中管理型無線基地局30とが、S1インタフェースを介してMME73経由で情報を通知する点が異なる。
 また、通常無線基地局10~12、集中管理型無線基地局30およびRF送受信機50~58の構成は、第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
 次に、本実施形態の無線通信システムの動作について説明する。
 (C)送信タイミングの同期動作
 まず、通常無線基地局10と集中管理型無線基地局30との間で送信タイミングを同期させる動作について説明する。
 (C-1)集中管理型無線基地局30の起動時の動作
 図13は、集中管理型無線基地局30の起動時に送信タイミングを同期させる動作を示すシーケンス図である。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、起動時に(ステップS701)、S1 SETUP REQUESTメッセージをMME73に送信する(ステップS702)。このS1 SETUP REQUESTメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information Request」IEが追加され、制御部301は、時刻情報を要求するために、本IEをActiveに設定する。
 MME73は、集中管理型無線基地局30から送信されてきたS1 SETUP REQUESTメッセージを受信すると、「Timing Information Request」IEを参照し、本IEがActiveの場合、MME CONFIGURATION UPDATEメッセージを通常無線基地局10~12に送信する(ステップS703)。このMME CONFIGURATION UPDATEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information Request」IEが追加され、MME73は、本IEをActiveに設定する。
 通常無線基地局10の時刻情報取得部103は、MME73から送信されてきたMME CONFIGURATION UPDATEメッセージを受信すると、「Timing Information Request」IEを参照し、本IEがActiveの場合、時刻情報を取得し、制御部101は、MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEメッセージをMME73に送信する(ステップS704)。このMME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information」IEが追加され、制御部101は、本IEに、時刻情報取得部103により取得された時刻情報とCell IDとを設定する。
 MME73は、通常無線基地局10から送信されてきたMME CONFIGURATION ACKNOWLEDGEメッセージを受信すると、S1 SETUP RESPONSEメッセージを集中管理型無線基地局30に送信する(ステップS705)。このS1 SETUP RESPONSEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information」IEが追加され、MME73は、本IEに、MME CONFIGURATION ACKNOWLEDGEメッセージの「Timing Information」IEに設定された時刻情報とCell IDとを設定する。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、MME73から送信されてきたS1 SETUP RESPONSEメッセージを受信すると、「Timing Information」IEに設定されたCell IDと時刻情報とに基づき、各通常無線基地局との間で送信タイミングを同期させる。
 (C-2)通常無線基地局10の起動時の動作
 図14は、通常無線基地局10の起動時に送信タイミングを同期させる動作を示すシーケンス図である。
 通常無線基地局10の時刻情報取得部103は、起動時に(ステップS801)、時刻情報を取得し、制御部101は、S1 SETUP REQUESTメッセージをMME73に送信する(ステップS802)。このS1 SETUP REQUESTメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information」IEが追加され、制御部101は、本IEに、時刻情報取得部103により取得された時刻情報とCell IDとを設定する。
 MME73は、通常無線基地局10から送信されてきたS1 SETUP REQUESTメッセージを受信すると、MME CONFIGURATION UPDATEメッセージを集中管理型無線基地局30に送信する(ステップS803)。このMME CONFIGURATION UPDATEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information」IEが追加され、MME73は、本IEに、S1 SETUP REQUESTメッセージの「Timing Information」IEに設定された時刻情報とCell IDとを設定する。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、MME73から送信されてきたMME CONFIGURATION UPDATEメッセージを受信すると、「Timing Information」IEに設定された時刻情報に基づき、通常無線基地局10との間で送信タイミングを同期させる。また、制御部301は、MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEメッセージをMME73に送信し(ステップS804)、MME73は、そのMME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEメッセージを受信すると、S1 SETUP RESPONSEメッセージを通常無線基地局10に送信する(ステップS805)。
 (C-3)通常無線基地局10の起動時の他の動作
 図15は、通常無線基地局10の起動時に送信タイミングを同期させる他の動作を示すシーケンス図である。
 通常無線基地局10の制御部101は、起動時に(ステップS901)、S1 SETUP REQUESTメッセージをMME73に送信し(ステップS902)、MME73は、そのS1 SETUP REQUESTメッセージを受信すると、S1 SETUP RESPONSEメッセージを通常無線基地局10に送信する(ステップS903)。このS1 SETUP RESPONSEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information Request」IEが追加され、MME73は、時刻情報を要求するために、本IEをActiveに設定する。
 通常無線基地局10の時刻情報取得部103は、MME73から送信されてきたS1 SETUP RESPONSEメッセージを受信すると、「Timing Information Request」IEを参照し、本IEがActiveの場合、時刻情報を取得し、制御部101は、ENB CONFIGURATION UPDATEメッセージをMME73に送信する(ステップS904)。このENB CONFIGURATION UPDATEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Timing Information」IEが追加され、制御部101は、本IEに、時刻情報取得部103により取得された時刻情報とCell IDとを設定する。
 以下、ステップS803,S804と同様の処理が行われ、集中管理型無線基地局30の制御部301は、通常無線基地局10との間で送信タイミングを同期させる。
 また、MME73は、集中管理型無線基地局30から送信されてきたMME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEメッセージを受信すると、ENB CONFIGURATION ACKNOWLEDGEメッセージを通常無線基地局10に送信する(ステップS905)。
 (D)サブフレーム割り当て動作
 次に、集中管理型無線基地局30へのサブフレームの割り当ての動作について説明する。
 (D-1)集中管理型無線基地局30の起動時の動作
 図16は、集中管理型無線基地局30の起動時のサブフレームの割り当ての動作を示すシーケンス図である。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、起動時に(ステップS1001)、S1 SETUP REQUESTメッセージをMME73に送信する(ステップS1002)。このS1 SETUP REQUESTメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information Request」IEが追加され、制御部301は、サブフレームの割り当てを要求するために、本IEをActiveに設定する。
 MME73は、集中管理型無線基地局30から送信されてきたS1 SETUP REQUESTメッセージを受信すると、「Access Resource Information Request」IEを参照し、本IEがActiveの場合、MME CONFIGURATION UPDATEメッセージを通常無線基地局10~12に送信する(ステップS1003)。このMME CONFIGURATION UPDATEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information Request」IEが追加され、MME73は、本IEをActiveに設定する。
 通常無線基地局10の制御部101は、MME73から送信されてきたMME CONFIGURATION UPDATEメッセージを受信すると、「Access Resource Information Request」IEを参照し、本IEがActiveの場合、集中管理型無線基地局30に割り当てるサブフレームを決定し、MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEメッセージをMME73に送信する(ステップS1004)。このMME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information」IEが追加され、制御部101は、本IEに、割り当てたサブフレームのSubframe番号とCell IDとを設定する。
 また、制御部101は、RRC: System Informationメッセージに、割り当てたサブフレームのSubframe番号を載せて送信する。
 MME73は、通常無線基地局10から送信されてきたMME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEメッセージを受信すると、S1 SETUP RESPONSEメッセージを集中管理型無線基地局30に送信する(ステップS1005)。このS1 SETUP RESPONSEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information」IEが追加され、MME73は、本IEに、MME CONFIGURATION ACKNOWLEDGEメッセージの「Access Resource Information」IEに設定されたSubframe番号とCell IDとを設定する。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、MME73から送信されてきたS1 SETUP RESPONSEメッセージを受信し、「Access Resource Information」IEに設定されたCell IDが、例えば、通常無線基地局10を示す場合には、通常無線基地局10から割り当てられたサブフレームにデータを載せてカバーエリア60~62に在圏するマシーン端末に送信する。
 (D-2)通常無線基地局10の起動時の動作
 図17は、通常無線基地局10の起動時のサブフレームの割り当ての動作を示すシーケンス図である。
 通常無線基地局10の制御部101は、起動時に(ステップS1101)、集中管理型無線基地局30に割り当てるサブフレームを決定し、S1 SETUP REQUESTメッセージをMME73に送信する(ステップS1102)。このS1 SETUP REQUESTメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information」IEが追加され、制御部101は、本IEに、割り当てたサブフレームのSubframe番号とCell IDとを設定する。
 また、通常無線基地局10の制御部101は、RRC: System Informationメッセージに、割り当てたサブフレームのSubframe番号を載せて送信する。
 MME73は、通常無線基地局10から送信されてきたS1 SETUP REQUESTメッセージを受信すると、MME CONFIGURATION UPDATEメッセージを集中管理型無線基地局30に送信する(ステップS1103)。このMME CONFIGURATION UPDATEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information」IEが追加され、MME73は、本IEに、S1 SETUP REQUESTメッセージの「Access Resource Information」IEに設定されたSubframe番号とCell IDとを設定する。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、MME73から送信されてきたMME CONFIGURATION UPDATEメッセージを受信すると、MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEメッセージをMME73に送信すると共に(ステップS1104)、通常無線基地局10から割り当てられたサブフレームにデータを載せてカバーエリア60~62に在圏するマシーン端末に送信する。
 MME73は、集中管理型無線基地局30から送信されてきたMME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEメッセージを受信すると、S1 SETUP RESPONSEメッセージを通常無線基地局10に送信する(ステップS1105)。
 (D-3)通常無線基地局10の起動時の他の動作
 図18は、通常無線基地局10の起動時のサブフレームの割り当ての他の動作を示すシーケンス図である。
 通常無線基地局10の制御部101は、起動時に(ステップS1201)、S1 SETUP REQUESTメッセージをMME73に送信し(ステップS1202)、MME73は、送信されてきたS1 SETUP REQUESTメッセージを受信すると、S1 SETUP RESPONSEメッセージを通常無線基地局10に送信する(ステップS1203)。このS1 SETUP REQUESTメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information Request」IEが追加され、MME73は、サブフレームの割り当てを要求するために、本IEをActiveに設定する。
 通常無線基地局10の制御部101は、MME73から送信されてきたS1 SETUP RESPONSEメッセージを受信すると、「Access Resource Information Request」IEを参照し、本IEがActiveの場合、集中管理型無線基地局30に割り当てるサブフレームを決定し、ENB CONFIGURATION UPDATEメッセージをMME73に送信する(ステップS1204)。このENB CONFIGURATION UPDATEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information」IEが追加され、制御部101は、本IEに、割り当てたサブフレームのSubframe番号とCell IDとを設定する。
 MME73は、通常無線基地局10から送信されてきたENB CONFIGURATION UPDATEメッセージを受信すると、MME CONFIGURATION UPDATEメッセージを集中管理型無線基地局30に送信する(ステップS1205)。このMME CONFIGURATION UPDATEメッセージには、新たな情報エレメントとして、「Access Resource Information」IEが追加され、MME73は、本IEに、ENB CONFIGURATION UPDATEメッセージの「Access Resource Information」IEに設定されたSubframe番号とCell IDとを設定する。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、MME73から送信されてきたMME CONFIGURATION UPDATEメッセージを受信すると、MME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEメッセージをMME73に送信すると共に(ステップS1206)、通常無線基地局10から割り当てられたサブフレームにデータを載せてカバーエリア60~62に在圏するマシーン端末に送信する。
 MME73は、集中管理型無線基地局30から送信されてきたMME CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEメッセージを受信すると、ENB CONFIGURATION ACKNOWLEDGEメッセージを通常無線基地局10に送信する(ステップS1207)。
 このように、本実施形態によれば、通常無線基地局10および集中管理型無線基地局30は、上位局であるMME73を介して情報を通知する。
 そのため、X2インタフェースを介して情報を通知することなく、通常無線基地局10と集中管理型無線基地局30との間の送信タイミングの同期やサブフレームの割り当てを行うことができる。
 (第3の実施形態)
 本実施形態では、第1および第2の実施形態と比較して、図19に示すように、通常無線基地局10と集中管理型無線基地局30とが、共通して接続するRF送受信機50経由で情報を通知する点が異なる。
 なお、図19においては、簡略化のために、通常無線基地局10および集中管理型無線基地局30が、1つのRF送受信機50とのみ接続するように記載されている。また、通常無線基地局10、集中管理型無線基地局30、RF送受信機50の構成は、第1および第2の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
 次に、本実施形態の無線通信システムの動作について説明する。
 (E)送信タイミングの同期動作
 通常無線基地局10と集中管理型無線基地局30との間で送信タイミングを同期させる動作について説明する。
 (E-1)集中管理型無線基地局30の起動時の動作
 図20は、集中管理型無線基地局30の起動時に送信タイミングを同期させる動作を示すシーケンス図である。
 通常無線基地局10の制御部101は、送信タイミングを示す同期情報(時刻情報)を、カバーエリア60~62に在圏するユーザ端末に通常無線基地局用アンプ部501を介してSynchronization Channelにより送信する。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、起動時に(ステップS1301)、送信タイミングを仮決定し、集中管理型無線基地局用アンプ部502に、その仮決定した送信タイミングを通知すると共に、仮決定した送信タイミングの補正量を示す補正情報を要求する同期情報確認要求を送信する(ステップS1302)。
 RF送受信機50の集中管理型無線基地局用アンプ部502は、集中管理型無線基地局30から同期情報確認要求が送信されると、通常無線基地局用アンプ部501を介して送信される同期情報をモニタする(ステップS1303)。さらに、集中管理型無線基地局用アンプ部502は、モニタした同期情報に基づき、通常無線基地局10と集中管理型無線基地局30との間で送信タイミングが同期するように、集中管理型無線基地局30から通知された送信タイミングの補正量を算出し、算出した補正量を示す補正情報を集中管理型無線基地局30に出力する(ステップS1304)。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、RF送受信機50から出力された補正情報に基づき、仮決定した送信タイミングを補正する。
 (E-2)通常無線基地局10の起動時の動作
 図21は、通常無線基地局10の起動時に送信タイミングを同期させる動作を示すシーケンス図である。
 RF送受信機50の集中管理型無線基地局用アンプ部502は、常に、通常無線基地局用アンプ部501を介して送信される同期情報をモニタする(ステップS1401,S1402)。なお、ステップS1401,S1402では、通常無線基地局300は起動しておらず、同期情報は送信されていない。
 通常無線基地局10が起動し(ステップS1403)、通常無線基地局用アンプ部501を介した同期情報の送信が開始されると、集中管理型無線基地局用アンプ部502は、同期情報をモニタし(ステップS1404)、モニタした同期情報に基づき、集中管理型無線基地局30から通知された送信タイミングの補正量を算出し、補正情報を集中管理型無線基地局30に出力する(ステップS1405)。
 集中管理型無線基地局30の制御部301は、RF送受信機50から出力された補正情報に基づき、仮決定した送信タイミングを補正する。
 このように本実施形態によれば、集中管理型無線基地局30は、RF送受信機50から通知された通常無線基地局10の送信タイミングに基づき、通常無線基地局10との間で送信タイミングを同期させる。
 そのため、X2インタフェースやS1インタフェースを介して送信タイミングの同期に必要な情報を通知することなく、通常無線基地局10と集中管理型無線基地局30との間で送信タイミングを同期させることができる。
 なお、本実施形態においては、集中管理型無線基地局30が仮決定した送信タイミングの補正量を算出する例を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、同期情報が示す通常無線基地局10の送信タイミングを集中管理型無線基地局30に通知し、集中管理型無線基地局30は、その通知に基づき、通常無線基地局10との間で送信タイミングを同期させるようにしてもよい。
 また、第1および第2の実施形態においては、集中管理型無線基地局30に特定のサブフレームを割り当てる例を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、図22に示すように、特定のサブキャリアを割り当てることも可能である。
 この場合には、通常無線基地局10は、割り当てたサブフレームを集中管理型無線基地局30に通知すると共に、割り当てたサブキャリア以外のサブキャリアでユーザ端末にデータを送信し、集中管理型無線基地局30は、通常無線基地局10から割り当てられたサブキャリアでマシーン端末にデータを送信する。
 以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
 この出願は、2010年2月4日に出願された日本出願2010-023120を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
 

Claims (9)

  1.  自局のカバーエリアに在圏する第1の端末に対し、データをフレームに載せて所定の周波数帯域内の周波数を用いて送信する複数の第1の無線基地局と、
     前記複数の第1の無線基地局のカバーエリアと同じエリアを自局のカバーエリアとし、自局のカバーエリアに在圏する第2の端末に対し、データをフレームに載せて前記所定の周波数帯域内の周波数を用いて送信する第2の無線基地局と、を備え、
     前記複数の第1の無線基地局の各々は、自局が前記第1の端末に対して送信するフレームの送信タイミングを前記第2の無線基地局に通知し、
     前記第2の無線基地局は、前記第2の端末に対して送信するフレームの送信タイミングを、該第2の端末が在圏するカバーエリアをカバーする前記第1の無線基地局から通知された送信タイミングに同期させる、無線通信システム。
  2.  請求項1記載の無線通信システムにおいて、
     前記複数の第1の無線基地局の各々は、前記第2の無線基地局がフレームにデータを載せる時間帯を決定し、決定した時間帯を前記第2の無線基地局に通知する、無線通信システム。
  3.  請求項2記載の無線通信システムにおいて、
     前記複数の第1の無線基地局の各々と前記第2の無線基地局とはX2インタフェースを介して接続されており、
     前記複数の第1の無線基地局の各々は、前記X2インタフェースを介して、自局のフレームの送信タイミングと前記決定した時間帯とを、前記第2の無線基地局に通知する、無線通信システム。
  4.  請求項2記載の無線通信システムにおいて、
     前記複数の第1の無線基地局および前記第2の無線基地局とS1インタフェースを介して接続される上位局を更に備え、
     前記複数の第1の無線基地局の各々は、前記上位局経由で、前記S1インタフェースを介して、自局のフレームの送信タイミングと前記決定した時間帯とを、前記第2の無線基地局に通知する、無線通信システム。
  5.  請求項2記載の無線通信システムにおいて、
     前記複数の第1の無線基地局の各々に対応して設けられ、対応する第1の無線基地局と第2の無線基地局とから送信されるデータを増幅する複数のRF送受信機を更に備え、
     前記複数の第1の無線基地局の各々は、対応するRF送受信機経由で、自局のフレームの送信タイミングと前記決定した時間帯とを、前記第2の無線基地局に通知する、無線通信システム。
  6.  請求項2から5のいずれか1項に記載の無線通信システムにおいて、
     前記複数の第1の無線基地局の各々は、前記決定した時間帯を自局のカバーエリアに在圏する前記第1および第2の端末に報知する、無線通信システム。
  7.  請求項1記載の無線通信システムにおいて、
     前記複数の第1の無線基地局の各々は、前記第2の無線基地局がフレームの送信に用いる前記所定の周波数帯域内の周波数を決定し、決定した周波数を前記第2の無線基地局に通知する、無線通信システム。
  8.  自局のカバーエリアに在圏する第1の端末に対し、データをフレームに載せて所定の周波数帯域内の周波数を用いて送信する無線基地局であって、
     前記無線基地局のカバーエリアと同じエリアをカバーエリアとし、前記所定の周波数帯域内の周波数を用いて自局のカバーエリアに在圏する第2の端末にデータをフレームに載せて送信する集中管理型無線基地局に対し、自局のフレームの送信タイミングを通知する制御部を有する無線基地局。
  9.  第1の無線基地局および第2の無線基地局が、同じエリアをカバーエリアとし、同じ周波数帯域内の周波数を用いてそれぞれ第1の端末および第2の端末に対してデータをフレームに載せて送信する場合において、前記第1の無線基地局が前記第2の無線基地局と協調するための協調制御方法であって、
     前記第1の無線基地局が、前記第2の無線基地局に自局のフレームの送信タイミングを通知する、協調制御方法。
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