WO2014163140A1

WO2014163140A1 - 基地局及び通信制御方法

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Publication number: WO2014163140A1
Application number: PCT/JP2014/059832
Authority: WO
Inventors: 裕之安達; 空悟守田; 真人藤代; 智春山▲崎▼
Original assignee: 京セラ株式会社
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2014-10-09
Also published as: JP2014204343A; US20160056868A1; JP6101544B2

Abstract

　第１の特徴に係る基地局は、自セル内のユーザ端末に対して、複数の送信アンテナを使用して無線信号を送信する。前記基地局は、前記無線信号の送信に適用するマルチアンテナ伝送モードを前記ユーザ端末に通知する制御部と、前記ユーザ端末に通知した前記マルチアンテナ伝送モードにより、前記複数の送信アンテナを使用して前記無線信号を送信する送信部と、を備える。前記制御部は、前記基地局の消費電力を削減するように、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させる。前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させても、前記ユーザ端末に通知した前記マルチアンテナ伝送モードを変更せずに維持する。

Description

基地局及び通信制御方法

　本発明は、移動通信システムにおいて用いられる基地局及び通信制御方法に関する。

　移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（３ｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、基地局の消費電力を削減するパワーセービング技術が導入されている（例えば、非特許文献１参照）。例えば、通信トラフィックの少ない夜間などにおいて、基地局のセルの運用を停止することにより、基地局の消費電力を削減できる。

３ＧＰＰ技術仕様　「ＴＳ３６．３００　Ｖ１１．４．０」　２０１２年１２月

　しかしながら、基地局のセルの運用を停止させることにより、基地局の消費電力を削減できるものの、当該セルにおいてユーザ端末との通信が不能になるという問題があった。

　そこで、本発明は、ユーザ端末との通信に与える影響を小さくしながら、消費電力を削減できる基地局及び通信制御方法を提供する。

　第２の特徴に係る通信制御方法は、自セル内のユーザ端末に対して、複数の送信アンテナを使用して無線信号を送信する基地局において用いられる。前記通信制御方法は、前記無線信号の送信に適用するマルチアンテナ伝送モードを前記ユーザ端末に通知するステップと、前記ユーザ端末に通知した前記マルチアンテナ伝送モードにより、前記複数の送信アンテナを使用して前記無線信号を送信するステップと、前記基地局の消費電力を削減するように、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させるステップと、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させても、前記ユーザ端末に通知した前記マルチアンテナ伝送モードを変更せずに維持するステップと、を含む。

第１実施形態乃至第４実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。第１実施形態乃至第４実施形態に係るＵＥのブロック図である。第１実施形態乃至第４実施形態に係るｅＮＢのブロック図である。第１実施形態に係るプロセッサのブロック図である。ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。第１実施形態に係る動作概要を説明するための図である。第１実施形態に係るｅＮＢの動作を説明するための図である。第１実施形態に係るｅＮＢの動作を説明するための図である。第１実施形態に係るｅＮＢの動作を説明するための図である。第２実施形態に係るｅＮＢの動作フロー図である。第３実施形態に係るＵＥの動作フロー図である。第４実施形態に係るメッセージ構成図である。第４実施形態に係るメッセージ構成図である。第４実施形態に係るメッセージ構成図である。第４実施形態に係るメッセージ構成図である。第４実施形態に係るメッセージ構成図である。

　［実施形態の概要］
　第１実施形態乃至第４実施形態に係る基地局は、自セル内のユーザ端末に対して、複数の送信アンテナを使用して無線信号を送信する。前記基地局は、前記無線信号の送信に適用するマルチアンテナ伝送モードを前記ユーザ端末に通知する制御部と、前記ユーザ端末に通知した前記マルチアンテナ伝送モードにより、前記複数の送信アンテナを使用して前記無線信号を送信する送信部と、を備える。前記制御部は、前記基地局の消費電力を削減するように、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させる。前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させても、前記ユーザ端末に通知した前記マルチアンテナ伝送モードを変更せずに維持する。

　第１実施形態乃至第４実施形態では、前記マルチアンテナ伝送モードは、送信ダイバーシチ、又は、セル固有参照信号に基づくＭＩＭＯ伝送である。前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、前記複数の送信アンテナに対応する複数のデータを生成して、前記複数のデータのうち、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナに対応するデータのみを送信することにより、前記マルチアンテナ伝送モードを維持する。

　第１実施形態乃至第４実施形態では、前記マルチアンテナ伝送モードは、復調用参照信号に基づくＭＩＭＯ伝送である。前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナに対応するデータのみを生成して、生成したデータを送信することにより、前記マルチアンテナ伝送モードを維持する。

　第１実施形態乃至第４実施形態では、前記制御部は、自セルのトラフィック状況又は隣接基地局からの要求に基づいて、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を変更する。

　第２実施形態では、前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、前記送信アンテナ数を減少させる前において前記無線信号の送信に適用していた変調・符号化方式よりも、データレートの低い変調・符号化方式に変更する。

　第２実施形態では、前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、前記送信アンテナ数を減少させる前において前記無線信号の送信に使用していた無線リソースよりも、少ない量の無線リソースに変更する。

　第２実施形態では、前記制御部は、前記ユーザ端末からフィードバックされた第１のチャネル状態情報に対応する第１の変調・符号化方式を前記無線信号の送信に適用している場合で、かつ、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、当該送信アンテナ数を減少させてから、前記ユーザ端末からフィードバックされる第２のチャネル状態情報を受信するまでは、前記第１の変調・符号化方式よりもデータレートの低い第２の変調・符号化方式を前記無線信号の送信に適用する。

　第３実施形態では、前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、当該送信アンテナ数に関するアンテナ情報を前記ユーザ端末に通知する。前記アンテナ情報は、前記ユーザ端末においてチャネル状態情報の算出を簡略化するために利用される。

　第３実施形態では、前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、当該送信アンテナ数に合致しないランク情報をフィードバックする前記ユーザ端末に対して、当該送信アンテナ数に関するアンテナ情報を通知する。

　第４実施形態では、前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数に関する情報を隣接基地局に通知する。

　第４実施形態では、前記制御部は、隣接基地局が無線信号の送信に使用する送信アンテナ数の変更に関する要求情報を前記隣接基地局に通知する。

　第１実施形態乃至第４実施形態に係る通信制御方法は、自セル内のユーザ端末に対して、複数の送信アンテナを使用して無線信号を送信する基地局において用いられる。前記通信制御方法は、前記無線信号の送信に適用するマルチアンテナ伝送モードを前記ユーザ端末に通知するステップと、前記ユーザ端末に通知した前記マルチアンテナ伝送モードにより、前記複数の送信アンテナを使用して前記無線信号を送信するステップと、前記基地局の消費電力を削減するように、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させるステップと、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させても、前記ユーザ端末に通知した前記マルチアンテナ伝送モードを変更せずに維持するステップと、を含む。

　［第１実施形態］
　以下、図面を参照して、３ＧＰＰで標準化されているＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）に本発明を適用する場合の実施形態を説明する。

　（ＬＴＥシステムの構成）
　図１は、第１実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。図１に示すように、ＬＴＥシステムは、複数のＵＥ（Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００と、Ｅ－ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ－ＵＭＴＳ　Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　Ｒａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０と、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｃｏｒｅ）２０と、を含む。Ｅ－ＵＴＲＡＮ１０は無線アクセスネットワークに相当し、ＥＰＣ２０はコアネットワークに相当する。Ｅ－ＵＴＲＡＮ１０及びＥＰＣ２０は、ＬＴＥシステムのネットワークを構成する。

　ＵＥ１００は、移動型の通信装置であり、接続先のセル（サービングセル）との無線通信を行う。ＵＥ１００はユーザ端末に相当する。

　Ｅ－ＵＴＲＡＮ１０は、複数のｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｎｏｄｅ－Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。なお、「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、ＵＥ１００との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。

　ｅＮＢ２００は、例えば、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能と、ユーザデータのルーティング機能と、モビリティ制御及びスケジューリングのための測定制御機能と、を有する。

　ＥＰＣ２０は、複数のＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ－ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ－Ｇａｔｅｗａｙ）３００を含む。ＭＭＥは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御等を行うネットワークノードであり、制御局に相当する。Ｓ－ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行うネットワークノードであり、交換局に相当する。ＭＭＥ／Ｓ－ＧＷ３００により構成されるＥＰＣ２０は、ｅＮＢ２００を収容する。

　ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。また、ｅＮＢ２００は、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ－ＧＷ３００と接続される。

　次に、ＵＥ１００及びｅＮＢ２００の構成を説明する。

　図２は、ＵＥ１００のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、複数のアンテナ１０１と、無線送受信機１１０と、ユーザインターフェイス１２０と、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１３０と、バッテリ１４０と、メモリ１５０と、プロセッサ１６０と、を有する。メモリ１５０及びプロセッサ１６０は、制御部を構成する。ＵＥ１００は、ＧＮＳＳ受信機１３０を有していなくてもよい。また、メモリ１５０をプロセッサ１６０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサ１６０’としてもよい。

　複数のアンテナ１０１及び無線送受信機１１０は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機１１０は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換して複数のアンテナ１０１から送信する送信部１１１を含む。また、無線送受信機１１０は、複数のアンテナ１０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換してプロセッサ１６０に出力する受信部１１２を含む。

　ユーザインターフェイス１２０は、ＵＥ１００を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス１２０は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ１６０に出力する。ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＵＥ１００の地理的な位置を示す位置情報を得るために、ＧＮＳＳ信号を受信して、受信した信号をプロセッサ１６０に出力する。バッテリ１４０は、ＵＥ１００の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。

　メモリ１５０は、プロセッサ１６０によって実行されるプログラムと、プロセッサ１６０による処理に使用される情報と、を記憶する。プロセッサ１６０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ１５０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、を含む。プロセッサ１６０は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ１６０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

　図３は、ｅＮＢ２００のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、複数のアンテナ２０１と、無線送受信機２１０と、ネットワークインターフェイス２２０と、メモリ２３０と、プロセッサ２４０と、を有する。メモリ２３０及びプロセッサ２４０は、制御部を構成する。

　複数のアンテナ２０１及び無線送受信機２１０は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機２１０は、プロセッサ２４０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換して複数のアンテナ２０１から送信する送信部２１１を含む。また、無線送受信機２１０は、複数のアンテナ２０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換してプロセッサ２４０に出力する受信部２１２を含む。

　ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２００と接続され、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ－ＧＷ３００と接続される。ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイス上で行う通信及びＳ１インターフェイス上で行う通信に用いられる。

　メモリ２３０は、プロセッサ２４０によって実行されるプログラムと、プロセッサ２４０による処理に使用される情報と、を記憶する。プロセッサ２４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ２３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。プロセッサ２４０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

　図４は、下りリンク・マルチアンテナ伝送に関連するプロセッサ２４０のブロック図である。各ブロックの詳細は例えば３ＧＰＰ　ＴＳ　３６．２１１に記載されているが、ここではその概要を説明する。

　図４に示すように、物理チャネル上で送信すべき１つ又は２つのコードワードは、スクランブルされ、かつ変調シンボルに変調された後、レイヤマッパ２４１によって複数のレイヤにマッピングされる。コードワードは、誤り訂正のデータ単位である。レイヤ数（ランク）は、フィードバックされるＲＩ（Ｒａｎｋ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に基づいて定められる。

　プレコーディング部２４２は、プレコーダを用いて、各レイヤの変調シンボルをプレコーディングする。プレコーダは、フィードバックされるＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に基づいて定められる。プレコーディングされた変調シンボルは、リソースエレメントにマッピングされ、かつ時間領域のＯＦＤＭ信号に変換されて、各アンテナポートに出力される。

　図５は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。図５に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ１乃至レイヤ３に区分されており、レイヤ１は物理（ＰＨＹ）レイヤである。レイヤ２は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｄａｔａ　Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤと、を含む。レイヤ３は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤを含む。

　物理レイヤは、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。ＵＥ１００の物理レイヤとｅＮＢ２００の物理レイヤとの間では、物理チャネルを介してデータが伝送される。

　ＭＡＣレイヤは、データの優先制御、及びハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理などを行う。ＵＥ１００のＭＡＣレイヤとｅＮＢ２００のＭＡＣレイヤとの間では、トランスポートチャネルを介してデータが伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣレイヤは、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式（ＭＣＳ））、及び割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。

　ＲＬＣレイヤは、ＭＡＣレイヤ及び物理レイヤの機能を利用してデータを受信側のＲＬＣレイヤに伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣレイヤとｅＮＢ２００のＲＬＣレイヤとの間では、論理チャネルを介してデータが伝送される。

　ＰＤＣＰレイヤは、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

　ＲＲＣレイヤは、制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣレイヤとｅＮＢ２００のＲＲＣレイヤとの間では、各種設定のための制御メッセージ（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣレイヤは、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｅＮＢ２００のＲＲＣとの間にＲＲＣ接続がある場合、ＵＥ１００は接続状態（ＲＲＣ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｓｔａｔｅ）であり、そうでない場合、ＵＥ１００はアイドル状態（ＲＲＣ　ｉｄｌｅ　ｓｔａｔｅ）である。

　ＲＲＣレイヤの上位に位置するＮＡＳ(Ｎｏｎ－Ａｃｃｅｓｓ　Ｓｔｒａｔｕｍ)レイヤは、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。

　図６は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。ＬＴＥシステムは、下りリンクにはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ　Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンクにはＳＣ－ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）がそれぞれ適用される。

　図６に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームで構成され、各サブフレームは、時間方向に並ぶ２個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは１ｍｓであり、各スロットの長さは０．５ｍｓである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック（ＲＢ）を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。ＵＥ１００に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより特定でき、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により特定できる。

　下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に制御信号を伝送するための物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）として使用される制御領域である。また、各サブフレームの残りの区間は、主にユーザデータを伝送するための物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）として使用できる領域である。

　ＰＤＣＣＨは、制御信号を搬送する。制御信号は、例えば、上りリンクＳＩ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、下りリンクＳＩ、ＴＰＣビットを含む。上りリンクＳＩは上りリンク無線リソースの割当てを示す情報であり、下りリンクＳＩは、下りリンク無線リソースの割当てを示す情報である。ＴＰＣビットは、上りリンクの送信電力の増減を指示する情報である。これらの情報は、下りリンク制御情報（ＤＣＩ）と称される。

　ＰＤＳＣＨは、制御信号及び／又はユーザデータを搬送する。例えば、下りリンクのデータ領域は、ユーザデータにのみ割当てられてもよく、ユーザデータ及び制御信号が多重されるように割当てられてもよい。

　上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に制御信号を伝送するための物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）として使用される制御領域である。また、各サブフレームにおける周波数方向の中央部は、主にユーザデータを伝送するための物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）として使用できる領域である。

　ＰＵＣＣＨは、制御信号を搬送する。制御信号は、例えば、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＳＲ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ　Ｒｅｑｕｅｓｔ）、ＡＣＫ／ＮＡＣＫなどである。ＣＱＩは、下りリンクのチャネル品質を示す情報であり、下りリンク伝送に使用すべき推奨変調方式及び符号化速度の決定等に使用される。ＰＭＩは、下りリンクの伝送の為に使用することが望ましいプレコーダマトリックスを示す情報である。ＲＩは、下りリンクの伝送に使用可能なレイヤ数（ストリーム数）を示す情報である。ＳＲは、上りリンク無線リソース（リソースブロック）の割当てを要求する情報である。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、下りリンクの物理チャネル（例えば、ＰＤＳＣＨ）を介して送信される信号の復号に成功したか否かを示す情報である。尚、ＣＱＩ、ＰＭＩ、ＲＩは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）と称される。

　ＰＵＳＣＨは、制御信号及び／又はユーザデータを搬送する。例えば、上りリンクのデータ領域は、ユーザデータにのみ割当てられてもよく、ユーザデータ及び制御信号が多重されるように割当てられてもよい。

　（第１実施形態に係る動作）
　図７は、第１実施形態に係る動作概要を説明するための図である。図７に示すように、ｅＮＢ２００のセルには、接続状態のＵＥ１００が位置している。ｅＮＢ２００は、複数のアンテナ（複数の送信アンテナ）２０１を使用して無線信号をＵＥ１００に送信する。

　第１実施形態では、ｅＮＢ２００のプロセッサ２４０は、ｅＮＢ２００のセルのトラフィック状況に基づいて、無線信号の送信に使用するアンテナ数（以下、「使用アンテナ数」という）を変更する。トラフィック状況とは、セル内の接続ＵＥ数、送受信データ量、又は無線リソース使用率などである。プロセッサ２４０は、高トラフィック状態の場合には全てのアンテナ２０１を使用して送信部２１１から無線信号を送信する。これに対し、プロセッサ２４０は、低トラフィック状態の場合には一部のアンテナ２０１のみを使用して送信部２１１から無線信号を送信する。使用アンテナ数を減少させることにより、送信部２１１（特に、パワーアンプ）などの送信電力を削減できる。

　或いは、ｅＮＢ２００のプロセッサ２４０は、隣接ｅＮＢ２００からネットワークインターフェイス２２０が受信する要求情報に基づいて、使用アンテナ数を変更してもよい。そのような要求情報の詳細については第４実施形態で説明する。

　ｅＮＢ２００は、マルチアンテナ伝送をサポートする。マルチアンテナ伝送モードとしては、送信ダイバーシチ（ＳＦＢＣ，ＳＦＢＣ／ＦＳＴＤ）、セル固有参照信号（ＣＲＳ）に基づくＭＩＭＯ伝送、復調用参照信号（ＤＭＲＳ）に基づくＭＩＭＯ伝送などがある。

　ｅＮＢ２００は、例えばＵＥ１００との通信を開始する際に、無線信号の送信に適用するマルチアンテナ伝送モードをＲＲＣメッセージによりＵＥ１００に通知する。また、ｅＮＢ２００は、アンテナ（送信アンテナ）２０１の本数をブロードキャスト情報又はＲＲＣメッセージによりＵＥ１００に送信する。

　そして、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００に通知したマルチアンテナ伝送モードにより、複数のアンテナ２０１を使用して無線信号を送信する。ｅＮＢ２００は、使用アンテナ数を減少させても、ＵＥ１００に通知したマルチアンテナ伝送モードを変更せずに維持する。

　使用アンテナ数を減少させることにより、ＵＥ１００に通知したマルチアンテナ伝送モードを変更する場合、変更が適用されるまでの期間においてＵＥ１００は通信が不能になる。第１実施形態では、ＵＥ１００に通知したマルチアンテナ伝送モードを変更せずに維持するため、通信の継続性が保たれる。

　ＵＥ１００に通知したマルチアンテナ伝送モードが送信ダイバーシチ、又はＣＲＳに基づくＭＩＭＯ伝送である場合、ｅＮＢ２００のプロセッサ２４０は、次の制御によりマルチアンテナ伝送モードを維持する。具体的には、プロセッサ２４０は、使用アンテナ数を減少させた場合に、複数のアンテナ２０１に対応する複数のデータを生成する。そして、プロセッサ２４０は、生成した複数のデータのうち、無線信号の送信に使用するアンテナ２０１に対応するデータのみを送信部２１１から送信させる。

　また、ＵＥ１００に通知したマルチアンテナ伝送モードがＤＭＲＳに基づくＭＩＭＯ伝送である場合、ｅＮＢ２００のプロセッサ２４０は、次の制御によりマルチアンテナ伝送モードを維持する。具体的には、プロセッサ２４０は、プロセッサ２４０は、使用アンテナ数を減少させた場合に、無線信号の送信に使用するアンテナに対応するデータのみを生成する。そして、プロセッサ２４０は、生成したデータを送信部２１１から送信させる。

　図８乃至図１０は、第１実施形態に係るｅＮＢ２００の動作を説明するための図である。

　図８に示すように、ｅＮＢ２００は、２つのアンテナ（Ａｎｔ１、Ａｎｔ２）を使用して、各アンテナからデータ（Ｄａｔａ１、Ｄａｔａ２）をＵＥ１００に送信している。例えば、ＭＩＭＯ伝送の場合で、かつ送信レイヤ数（ランク）が２である場合、２レイヤのデータ（２系列のデータ）をプレコーダに基づいて２つのアンテナ（Ａｎｔ１、Ａｎｔ２）にマッピングすることにより、２つのデータ（Ｄａｔａ１、Ｄａｔａ２）を生成し、生成した２つのデータ（Ｄａｔａ１、Ｄａｔａ２）を送信する。

　図９に示すように、ＵＥ１００に通知したマルチアンテナ伝送モードが送信ダイバーシチ又はＣＲＳに基づくＭＩＭＯ伝送である場合において、使用するアンテナをＡｎｔ１のみに減少させることを想定する。送信ダイバーシチであれば、各アンテナ（Ａｎｔ１、Ａｎｔ２）から同じデータを送信しているため、使用するアンテナをＡｎｔ１のみに減少させても特に問題は無い。一方、ＭＩＭＯ伝送である場合には、ｅＮＢ２００は、送信レイヤ数（ランク）を２から１に変更する。そして、１レイヤのデータ（１系列のデータ）をプレコーダに基づいて２つのアンテナ（Ａｎｔ１、Ａｎｔ２）にマッピングすることにより、２つのデータ（Ｄａｔａ１、Ｄａｔａ２）を生成し、そのうちの１つのデータ（Ｄａｔａ１）のみを送信する。ＵＥ１００は、送信アンテナ数が送信レイヤ数以上であれば、元のデータ系列の復号が可能である。また、ＵＥ１００は、使用アンテナ数は変わらずに送信レイヤ数（ランク）が低くなったと認識する。

　図１０に示すように、ＵＥ１００に通知したマルチアンテナ伝送モードがＤＭＲＳに基づくＭＩＭＯ伝送である場合において、使用するアンテナをＡｎｔ１のみに減少させることを想定する。ＤＭＲＳに基づくＭＩＭＯ伝送では、ＵＥ１００が復号に使用するＤＭＲＳのアンテナポート（アンテナ番号）をｅＮＢ２００が指定できる。よって、ｅＮＢ２００は、Ａｎｔ１のＤＭＲＳを復号に使用するようＵＥ１００に指定する。そして、Ａｎｔ１から１つのデータ（Ｄａｔａ１）のみを送信する。ＵＥ１００は、使用アンテナ数は変わらずに送信レイヤ数（ランク）が低くなったと認識する。

　このように、第１実施形態によれば、使用アンテナ数が変更されても、ＵＥ１００はｅＮＢ２００のアンテナ数はそれまで通りであると認識したままマルチアンテナ伝送モードを変更せずに通信を行うことが可能となり、通信の継続性が保たれる。

　［第２実施形態］
　第２実施形態について、第１実施形態との相違点を主として説明する。

　上述した第１実施形態では、使用アンテナ数を減少させることにより、使用アンテナ数を減少させる前に比べてＵＥ１００での受信電力が低下する。そこで、第２実施形態では、使用アンテナ数の減少に応じて、以下の第１の方法乃至第３の方法の何れかにより通信品質を維持する。

　第１の方法として、ｅＮＢ２００は、使用アンテナ数を減少させた場合に、アンテナ数を減少させる前においてＵＥ１００への無線信号の送信に適用していた変調・符号化方式（ＭＣＳ）よりも、データレートの低いＭＣＳに変更する。データレートの低いＭＣＳは誤り耐性が高いため、ＵＥ１００での受信電力が低下しても通信品質を維持できる。

　第２の方法として、ｅＮＢ２００は、使用アンテナ数を減少させた場合に、アンテナ数を減少させる前においてＵＥ１００への無線信号の送信に使用していた無線リソースよりも、少ない量の無線リソースに変更する。具体的には、ｅＮＢ２００は、割当リソースブロック数を減少させることにより、リソースブロック（またはサブキャリア）当たりの電力密度を高めて、ＵＥ１００での受信電力の低下を抑制し、通信品質を維持できる。

　第３の方法として、ｅＮＢ２００は、使用アンテナ数を減少させた場合に、アンテナ数を減少させる前においてＵＥ１００への無線信号の送信に使用していた無線リソースよりも、多い量の無線リソースに変更し、かつ、データに冗長性を持たせる（例えばリピテーションを行う）。これにより、無線リソースに余裕がある場合に、通信品質を維持できる。

　第４の方法として、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００からフィードバックされた第１のチャネル状態情報（ＣＱＩなど）に対応する第１のＭＣＳを無線信号の送信に適用している場合で、かつ、使用アンテナ数を減少させた場合に、使用アンテナ数を減少させてから、ＵＥ１００からフィードバックされる第２のチャネル状態情報を受信するまでは、第１のＭＣＳよりもデータレートの低い第２のＭＣＳを無線信号の送信に適用する。これにより、使用アンテナ数の減少させることによる通信品質の劣化を推測し、より適切なＭＣＳを使用できるため、伝送誤りの増加による通信品質の劣化を抑制できる。

　図１１は、第４の方法のフロー図である。図１１に示すように、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００からフィードバックされたチャネル状態情報（ＣＱＩなど）を保持している（ステップＳ１０１）。ｅＮＢ２００は、使用アンテナ数を減少させてから、ＵＥ１００から新たにフィードバックされるチャネル状態情報を受信した場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、新たにフィードバックされたチャネル状態情報から算出されるＭＣＳを利用する（ステップＳ１０３）。これに対し、ｅＮＢ２００は、使用アンテナ数を減少させてから、ＵＥ１００から新たにフィードバックされるチャネル状態情報を受信していない場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、保持しているチャネル状態情報から算出されるＭＣＳよりも低いＭＣＳに補正して利用する（ステップＳ１０４）。

　［第３実施形態］
　第３実施形態について、第１実施形態及び第２実施形態との相違点を主として説明する。

　上述した第１実施形態では、ｅＮＢ２００が使用アンテナ数を減少させても、ＵＥ１００は使用アンテナ数の減少を認識していない。よって、ＵＥ１００は、実際の使用アンテナ数よりも多いアンテナ数についてチャネル状態情報を算出してしまうため、ＵＥ１００の処理負荷を削減する余地がある。

　そこで、第３実施形態では、ｅＮＢ２００は、使用アンテナ数を減少させた場合に、使用アンテナ数に関するアンテナ情報をＲＲＣメッセージによりＵＥ１００に通知する。アンテナ情報は、ＵＥ１００においてチャネル状態情報の算出を簡略化するために利用される。尚、アンテナ情報としては、ｅＮＢ２００の使用アンテナ数に限らず、下りリンクの上限レイヤ数（上限ランク）であってもよい。また、アンテナ情報は、ブロードキャスト（ＳＩＢなど）で通知されてもよく、ユニキャスト（ＲＲＣメッセージ又はＤＣＩなど）で通知されてもよい。

　図１２は、第３実施形態に係るＵＥ１００の動作フロー図である。ここではチャネル状態情報の一つであるＣＱＩの算出を例に説明する。

　図１２に示すように、ＵＥ１００は、アンテナ情報（使用アンテナ数情報）をｅＮＢ２００から受信していない場合（ステップＳ２０１；ＮＯ）、全ての送信レイヤ数（ランク）についてＣＱＩを算出する（ステップＳ２０２）。一方、ＵＥ１００は、アンテナ情報（使用アンテナ数情報）をｅＮＢ２００から受信している場合（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、アンテナ情報に対応する送信レイヤ数（ランク）についてのみＣＱＩを算出する（ステップＳ２０３）。そして、ＵＥ１００は、算出した送信レイヤ数（ランク）及びＣＱＩの組み合わせの中から、最も品質の良好な送信レイヤ数（ランク）及びＣＱＩの組み合わせを選択し（ステップＳ２０４）、選択した組み合わせをフィードバックする（ステップＳ２０５）。

　第３実施形態の手法は、対象となる全てのＵＥ１００に個別に設定すると、通信量が多くなる。よって、本変更例では、ｅＮＢ２００は、使用アンテナ数を減少させた場合に、使用アンテナ数に合致しないランク情報（ＲＩ）をフィードバックするＵＥ１００に対して、使用アンテナ数に関するアンテナ情報を通知する。これにより、誤ったランク情報（ＲＩ）をフィードバックするＵＥ１００（使用アンテナ数１のｅＮＢ２００に対してランク２をフィードバックしたＵＥ１００など）に限定し、適用端末を選別できる。

　また、使用アンテナ数に関するアンテナ情報がＵＥ１００に適用されているかをｅＮＢ２００で把握可能にするために、ＵＥ１００は、処理を簡略化したかどうかの情報（ＡＣＫ／Ｎａｃｋ）をｅＮＢ２００に通知してもよい。例えば、ｅＮＢ２００は、使用アンテナ数を増加させる場合、ＡＣＫが受信できるまで、アンテナ情報を再送してもよい。

　［第４実施形態］
　第４実施形態について、第１実施形態乃至第３実施形態との相違点を主として説明する。

　使用アンテナ数を減らした省電力状態では、ｅＮＢ２００の送信能力を最大限に使って運用しているわけではないため、トラフィック状況の変化に応じて使用アンテナ数を増やし、送信能力を元に戻す必要がある。その際、隣接ｅＮＢ２００の通信環境の変化にも対応するために、自身の使用アンテナ数の変更、隣接ｅＮＢ２００の使用アンテナ数の変更要求の通知を行う仕組みを持つことが望ましい。

　そこで、第４実施形態では、ｅＮＢ２００は、使用アンテナ数に関する情報を隣接ｅＮＢ２００に通知する。また、ｅＮＢ２００は、隣接ｅＮＢ２００における使用アンテナ数の変更に関する要求情報を隣接ｅＮＢ２００に通知する。

　図１３は、Ｘ２メッセージの一種であるＥＮＢ　ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ　ＵＰＤＡＴＥメッセージに使用アンテナ数に関する情報を含める場合のメッセージ構成例を示す図である。図１３の例では、ＥＮＢ　ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ　ＵＰＤＡＴＥメッセージは、使用アンテナ数（Ａｃｔｉｖｅ　Ｔｘ　Ａｎｔｅｎｎａ　Ｎｕｍｂｅｒ）及び最大アンテナ数（Ｍａｘ　Ｔｘ　Ａｎｔｅｎｎａ　Ｎｕｍｂｅｒ）を含む。

　図１４は、ＥＮＢ　ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ　ＵＰＤＡＴＥメッセージのメッセージ種別（Ｍｅｓｓａｇｅ　Ｔｙｐｅ）の構成例を示す図である。図１４に示すように、ＥＮＢ　ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ　ＵＰＤＡＴＥメッセージの新たなメッセージ種別として、アンテナ数を元に戻したことを示すＡｎｔｅｎｎａ　Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎが追加される。

　図１５は、隣接ｅＮＢ２００に対して使用アンテナ数の変更を要求する新たなメッセージ（ＡＣＴＩＶＥ　ＡＮＴＥＮＮＡ　ＶＥＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ　ＲＥＱＵＥＳＴ）の構成例を示す図である。図１５に示すように、要求する使用アンテナ数を示す情報（Ａｃｔｉｖｅ　Ａｎｔｅｎｎａ　Ｎｕｍｂｅｒ）が含まれている。

　図１６は、隣接ｅＮＢ２００からの使用アンテナ数の変更要求に対する応答メッセージ（ＡＣＴＩＶＥ　ＡＮＴＥＮＮＡ　ＶＥＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ　ＲＥＳＰＯＮＳＥ）の構成例を示す図である。図１６に示すように、変更後の使用アンテナ数を示す情報（Ａｃｔｉｖｅ　Ａｎｔｅｎｎａ　Ｎｕｍｂｅｒ）が含まれている。

　図１７は、隣接ｅＮＢ２００からの使用アンテナ数の変更要求に対する失敗メッセージ（ＡＣＴＩＶＥ　ＡＮＴＥＮＮＡ　ＶＥＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ　ＦＡＵＩＬＵＲＥ）の構成例を示す図である。図１７に示すように、失敗の原因を示す情報（Ｃａｕｓｅ）が含まれている。

　［その他の実施形態］
　上述した実施形態は、ｅＮＢ２００は、自らのトラフィック状態に基づいて使用アンテナ数を変更していたが、隣接ｅＮＢ２００からの要求信号（メッセージ）に基づいて使用アンテナ数を変更してもよい。

　また、上述した各実施形態は、別個独立に実施する場合に限らず、相互に組み合わせて実施可能である。

　また、上述した各実施形態では、本発明をＬＴＥシステムに適用するケースを主として説明したが、ＬＴＥシステムに限定されるものではなく、ＬＴＥシステム以外のシステムに本発明を適用してもよい。

　日本国特許出願第２０１３－０７９９９９号（２０１３年４月５日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。

　本発明は、移動通信分野において有用である。

Claims

　自セル内のユーザ端末に対して、複数の送信アンテナを使用して無線信号を送信する基地局であって、
　前記無線信号の送信に適用するマルチアンテナ伝送モードを前記ユーザ端末に通知する制御部と、
　前記ユーザ端末に通知した前記マルチアンテナ伝送モードにより、前記複数の送信アンテナを使用して前記無線信号を送信する送信部と、を備え、
　前記制御部は、前記基地局の消費電力を削減するように、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させ、
　前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させても、前記ユーザ端末に通知した前記マルチアンテナ伝送モードを変更せずに維持することを特徴とする基地局。
　前記マルチアンテナ伝送モードは、送信ダイバーシチ、又は、セル固有参照信号に基づくＭＩＭＯ伝送であり、
　前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、前記複数の送信アンテナに対応する複数のデータを生成して、前記複数のデータのうち、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナに対応するデータのみを送信することにより、前記マルチアンテナ伝送モードを維持することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
　前記マルチアンテナ伝送モードは、復調用参照信号に基づくＭＩＭＯ伝送であり、
　前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナに対応するデータのみを生成して、生成したデータを送信することにより、前記マルチアンテナ伝送モードを維持することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
　前記制御部は、自セルのトラフィック状況又は隣接基地局からの要求に基づいて、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を変更することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
　前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、前記送信アンテナ数を減少させる前において前記無線信号の送信に適用していた変調・符号化方式よりも、データレートの低い変調・符号化方式に変更することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
　前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、前記送信アンテナ数を減少させる前において前記無線信号の送信に使用していた無線リソースよりも、少ない量の無線リソースに変更することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
　前記制御部は、前記ユーザ端末からフィードバックされた第１のチャネル状態情報に対応する第１の変調・符号化方式を前記無線信号の送信に適用している場合で、かつ、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、当該送信アンテナ数を減少させてから、前記ユーザ端末からフィードバックされる第２のチャネル状態情報を受信するまでは、前記第１の変調・符号化方式よりもデータレートの低い第２の変調・符号化方式を前記無線信号の送信に適用することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
　前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、当該送信アンテナ数に関するアンテナ情報を前記ユーザ端末に通知し、
　前記アンテナ情報は、前記ユーザ端末においてチャネル状態情報の算出を簡略化するために利用されることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
　前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させた場合に、当該送信アンテナ数に合致しないランク情報をフィードバックする前記ユーザ端末に対して、当該送信アンテナ数に関するアンテナ情報を通知することを特徴とする請求項８に記載の基地局。
　前記制御部は、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数に関する情報を隣接基地局に通知することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
　前記制御部は、隣接基地局が無線信号の送信に使用する送信アンテナ数の変更に関する要求情報を前記隣接基地局に通知することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
　自セル内のユーザ端末に対して、複数の送信アンテナを使用して無線信号を送信する基地局において用いられる通信制御方法であって、
　前記無線信号の送信に適用するマルチアンテナ伝送モードを前記ユーザ端末に通知するステップと、
　前記ユーザ端末に通知した前記マルチアンテナ伝送モードにより、前記複数の送信アンテナを使用して前記無線信号を送信するステップと、
　前記基地局の消費電力を削減するように、前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させるステップと、
　前記無線信号の送信に使用する送信アンテナ数を減少させても、前記ユーザ端末に通知した前記マルチアンテナ伝送モードを変更せずに維持するステップと、を含むことを特徴とする通信制御方法。