JP2009225039A - Base station device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送信電力制御技術に関し、特に、端末装置の送信電力を制御する基地局装置に関する。 The present invention relates to a transmission power control technique, and more particularly to a base station apparatus that controls transmission power of a terminal apparatus.
セルラ移動通信システムにおいては、通信品質を最大化しつつ、システム容量を最大化することが望まれている。一般的に、通信品質を最大化するためには、送信電力を増加させればよい。しかしながら、たとえば、端末装置からの過剰な上り送信電力は周辺基地局への干渉となるため、システム容量が低下することがある。従来、このような課題に対し、レンジング処理により、基地局装置と端末装置との間の送信電力を決定していた(たとえば、非特許文献1参照)。
一般的に、非常に小さなセル半径を有するフェムトセル基地局を使用して無線通信を実施する場合、フェムトセル基地局と端末装置との間においてレンジングによる送信電力制御がなされる。ここで、端末装置からの送信電力が大きくなりすぎると、フェムトセル基地局以外の周辺基地局に対して干渉を与える場合があり、通信品質が劣化する。 In general, when performing wireless communication using a femtocell base station having a very small cell radius, transmission power control by ranging is performed between the femtocell base station and a terminal device. Here, if the transmission power from the terminal device becomes too large, it may cause interference with neighboring base stations other than the femtocell base station, and the communication quality deteriorates.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、周辺基地局への干渉を抑制できる技術を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the technique which can suppress the interference to a periphery base station.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の基地局装置は、他の基地局装置との間の無線通信が可能になる送信電力を特定する送信電力特定部と、送信電力特定部によって特定された送信電力を限度にして、端末装置との間の送信電力を制御する送信電力制御部と、送信電力制御部において端末装置との間の送信電力を制御しながら、端末装置との間で無線通信を実行する無線通信部と、を備える。 In order to solve the above problems, a base station apparatus according to an aspect of the present invention includes a transmission power identification unit that identifies transmission power that enables wireless communication with another base station apparatus, and a transmission power identification unit. A transmission power control unit that controls transmission power to and from the terminal device with the specified transmission power as a limit, and a transmission power control unit that controls transmission power between the terminal device and the terminal device. And a wireless communication unit for performing wireless communication.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、周辺基地局への干渉を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress interference with neighboring base stations.
本発明の実施形態を具体的に説明する前に、まず、概要について述べる。本発明の実施形態は、フェムトセル基地局における送信電力制御に関する。送信電力制御は、基地局装置と端末装置との間で実施される制御である。この制御は、他の装置に干渉を与えない範囲で、送信電力を増加させることによって、通信品質を最大化しつつ、システム容量を最大化する。 Before describing embodiments of the present invention specifically, an outline will be described first. Embodiments described herein relate generally to transmission power control in a femtocell base station. Transmission power control is control performed between a base station apparatus and a terminal device. This control maximizes the system capacity while maximizing the communication quality by increasing the transmission power within a range that does not interfere with other devices.
フェムトセル基地局(Femto−Cell BaseStation)は、特定の構内や、セルエッジ等の基地局からの電波が届きにくい場所などに配置することを目的とした小型の基地局装置である。このフェムトセル基地局は、通常の基地局(以下、「マクロセル基地局」という。)と比べ、セル半径が極端に小さいことから、その名が付けられている。また、フェムトセル基地局は、通常の基地局と比べ、収容可能な端末数が少なく、また、送信電力も小さい。しかしながら、設置の容易さや、設置により安定した電波環境が得られることなどから、非常に多くのフェムトセル基地局が無秩序に設置されることが予想される。 A femto cell base station (Femto-Cell Base Station) is a small base station device intended to be placed in a specific premises or a place where radio waves from a base station such as a cell edge are difficult to reach. This femtocell base station is named because it has an extremely small cell radius compared to a normal base station (hereinafter referred to as “macrocell base station”). Further, the femtocell base station has a smaller number of terminals that can be accommodated and a lower transmission power than a normal base station. However, it is expected that a large number of femtocell base stations will be randomly installed due to the ease of installation and the fact that a stable radio wave environment can be obtained.
このフェムトセル基地局においても、端末装置との間で送信電力制御が実施される。しかしながら、フェムトセル基地局と端末装置の間で送信電力制御が実施されたとしても、フェムトセル基地局の設置は無秩序になされる場合が多いため、端末装置からフェムトセル基地局への上り送信電力が周辺に存在するマクロセル基地局に対して干渉となる場合がある。同様に、フェムトセル基地局から端末装置への送信電力についても、マクロセル基地局に対しての干渉となりうる。 Also in this femtocell base station, transmission power control is performed with the terminal device. However, even if transmission power control is performed between the femtocell base station and the terminal device, since the installation of the femtocell base station is often random, the uplink transmission power from the terminal device to the femtocell base station May interfere with macro cell base stations existing in the vicinity. Similarly, the transmission power from the femtocell base station to the terminal device can also interfere with the macrocell base station.
そこで、本発明の実施形態において、フェムトセル基地局は、マクロセル基地局への干渉が発生する可能性が低くなるような送信電力制御量を導出し、端末装置との無線通信における最大送信電力量として用いることとした。このような態様により、端末装置とフェムトセル基地局との間の送信電力が、マクロセル基地局に対して干渉することを抑制できる。 Therefore, in the embodiment of the present invention, the femtocell base station derives a transmission power control amount that reduces the possibility of interference with the macrocell base station, and the maximum transmission power amount in wireless communication with the terminal device. We decided to use as. By such an aspect, it can suppress that the transmission power between a terminal device and a femtocell base station interferes with a macrocell base station.
図1は、本発明の実施形態にかかる通信システム100の構成例を示す図である。通信システム100は、固定基地局10と、有線ネットワーク20と、フェムトセル30と、端末装置60で代表される第1端末装置60a、第2端末装置60bとを含む。以下、固定基地局10とフェムトセル30とを区別容易とするため、それぞれ、マクロセル基地局10、フェムトセル基地局30と呼ぶ。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a
マクロセル基地局10は、有線ネットワーク20を介して、フェムトセル基地局30との間で有線通信を行う。有線ネットワーク20は、マクロセル基地局10とフェムトセル基地局30などの基地局装置間の有線通信に用いられる有線通信網である。
The
有線通信は、マクロセル基地局10の配下の端末装置が、他の通信装置との間で、通信を実行する場合に実施される。たとえば、マクロセル基地局10の配下として、第2端末装置60bが存在する場合、第2端末装置60bは、マクロセル基地局10と有線ネットワーク20とフェムトセル基地局30を介して、第1端末装置60aとの間における通信が実行される。
Wired communication is performed when a terminal device under the
フェムトセル基地局30は、第1端末装置60aとの間で無線通信を実施し、また、有線ネットワーク20を介して、マクロセル基地局10等との間で有線通信を実施する。フェムトセル基地局30は、第1端末装置60aとの間の無線通信に先立って、マクロセル基地局10との間で、無線回線を介して、レンジング処理を実施する。
The femtocell
一般的に、レンジング処理は、基地局において、通信相手となる端末装置における基準タイミングからの補正値と、上りの送信電力量等を決定するために行われる処理である。ここで、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式においては、(1)まず、端末装置は、ランダムなイニシャルレンジングコード(Initial CDMA Ranging Code)を生成し、CDMA(Code Divion Multiple Access)によって基地局へ送信する。(2)これに対し、基地局は、レンジング応答RNG−RSP(Ranging Response)を端末装置へ返信する。(3)この(1)と(2)のメッセージ交換は、基地局−端末装置間で送信電力を調整するために、複数回繰り返される。この際の送信電力は、受信したRNG−RSP内に含められた補正値をもとに補正される。なお、(2)において端末装置がRNG−RSPを正常に受信できなかった場合、次回の(1)における端末装置の送信電力は、所定の調節がなされて設定される。所定の調節においては、たとえば、前回の送信電力から所定の値だけ増加させてもよいし、前回の送信電力をそのまま用いてもよい。(4)これらの調整が完了すると、基地局は、成功を示すRNG−RSP(以下、成功応答ともいう。)を端末装置へ送信する。(5)これに対し、端末装置は、レンジング要求RNG−REQ(Ranging Request)を基地局へ送信する。(6)基地局は、端末装置に接続識別子CID(Connection IDentifier)を割り当て、そのCIDを含むRNG−RSPを端末装置へ送信する。 In general, the ranging process is a process performed in the base station to determine a correction value from the reference timing in the terminal device serving as a communication partner, an uplink transmission power amount, and the like. Here, in the OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) scheme, (1) First, the terminal device generates a random initial ranging code (Initial CDMA Ranging Code), and the CDMA (Code Division Multiple Acces base base station). Send. (2) In response to this, the base station returns a ranging response RNG-RSP (Ranging Response) to the terminal device. (3) The message exchange of (1) and (2) is repeated a plurality of times in order to adjust the transmission power between the base station and the terminal device. The transmission power at this time is corrected based on the correction value included in the received RNG-RSP. In addition, when the terminal apparatus cannot receive RNG-RSP normally in (2), the transmission power of the terminal apparatus in the next (1) is set with a predetermined adjustment. In the predetermined adjustment, for example, the previous transmission power may be increased by a predetermined value, or the previous transmission power may be used as it is. (4) When these adjustments are completed, the base station transmits an RNG-RSP indicating success (hereinafter also referred to as a success response) to the terminal device. (5) On the other hand, the terminal device transmits a ranging request RNG-REQ (Ranging Request) to the base station. (6) The base station assigns a connection identifier CID (Connection IDentifier) to the terminal device, and transmits an RNG-RSP including the CID to the terminal device.
また、OFDMA方式以外の方式、たとえば、OFDM方式においては、まず、端末装置は、RNG−REQを送信することで、基地局に対して、レンジングの開始を要求する。基地局は、要求を受けて、端末装置に対して、レンジングスロットの送信を許可する。また、基地局は、RNG−RSPを端末装置に送る。このとき、端末装置がRNG−RSPを受信しなかった場合、端末装置は、基地局への送信電力を(適当に)調整して、RNG−REQを送信する。一方、端末装置がRNG−RSPを受信した場合、RNG−RSPに含まれるパラメータによって、2つの処理のいずれかを実行する。(1)RNG−RSPにフレーム番号が含まれている場合、端末装置は、基地局へのRNG−REQの送信は失敗したものとみなす。また、端末装置は、RNG−RSPに含まれた補正値を用いて、基地局への送信電力を調整する。(2)RNG−RSPにMACアドレスが含まれている場合、端末装置は、基地局へのRNG−REQの送信は成功したものとみなす。また、端末装置は、RNG−RSPに含まれた補正値を用いて、基地局への送信電力を調整する。 Also, in a scheme other than the OFDMA scheme, for example, the OFDM scheme, first, the terminal apparatus requests the base station to start ranging by transmitting an RNG-REQ. Upon receiving the request, the base station permits the terminal device to transmit the ranging slot. Further, the base station sends RNG-RSP to the terminal device. At this time, if the terminal device does not receive the RNG-RSP, the terminal device adjusts the transmission power to the base station (appropriately) and transmits the RNG-REQ. On the other hand, when the terminal device receives the RNG-RSP, one of the two processes is executed according to the parameter included in the RNG-RSP. (1) When the frame number is included in the RNG-RSP, the terminal apparatus considers that the transmission of the RNG-REQ to the base station has failed. Further, the terminal apparatus adjusts the transmission power to the base station using the correction value included in the RNG-RSP. (2) When the MAC address is included in the RNG-RSP, the terminal apparatus considers that the transmission of the RNG-REQ to the base station is successful. Further, the terminal apparatus adjusts the transmission power to the base station using the correction value included in the RNG-RSP.
本実施形態においては、マクロセル基地局10が通常のレンジング処理における基地局装置として機能し、フェムトセル基地局30が端末装置として機能する。すなわち、フェムトセル基地局30が端末装置になり変わって、マクロセル基地局10に対してレンジング処理を実施する。ここでのレンジング処理は、マクロセル基地局10との通信が可能となる臨界の上り送信電力量(以下、最低送信電力量という。)を導出することを目的として実施される。
In the present embodiment, the
具体的には、フェムトセル基地局30は、送信電力レベルを徐々に上げながら、レンジングスロットの送信を繰り返し、成功応答となるRNG−RSPを受信できたときの送信電力量を最低送信電力量として保存する。なお、たとえば、確実にマクロセル基地局10に信号が到達するように、まず最大の送信電力で送信を開始して、その後、送信スロットを徐々に下げながら、成功応答を受信できなくなるまで、レンジングスロットの送信を繰り返すことによって、最低送信電力量を得てもよい。
Specifically, the
つぎに、フェムトセル基地局30は、端末装置60との間でレンジング処理を実施する。このときのレンジング処理では、フェムトセル基地局30が基地局装置となって実施される。ここで、フェムトセル基地局30は、すでに導出した最低送信電力量を考慮して、端末装置60に対して許可すべき上り最大送信電力量を調整する。
Next, the femtocell
図2は、図1のフェムトセル基地局30の構成例を示す図である。フェムトセル基地局30は、有線通信部32と、無線通信部34と、レンジング処理部36と、送信電力制御部38とを含む。有線通信部32は、有線ネットワーク20を介して、図示しない他の基地局装置や、固定電話との間で有線通信を実行する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the
無線通信部34は、端末装置60との無線通信の開始に先立って、マクロセル基地局10との間で、無線通信を実行する。また、無線通信部34は、端末装置60への最低送信電力が決定された後に、端末装置60との間で無線通信処理を実行する。
Prior to the start of wireless communication with the
レンジング処理部36は、無線通信部34を介して、マクロセル基地局10に対して、レンジング処理を要求する。このレンジング処理は、本来、端末装置が基地局に対して要求するものである。そのため、この段階においては、フェムトセル基地局30は、端末装置として、フェムトセル基地局30との間のレンジング処理を実行する。送信電力制御部38は、レンジング処理部36において、成功応答にかかるRNG−RSPが受信できるようになるまで、マクロセル基地局10に向けた信号の送信電力を増加する。
The ranging
成功応答が受信できるようになった場合における送信電力は、マクロセル基地局10との間の無線通信処理が可能となる最低の送信電力といえる。ここで、レンジング処理部36は、最低送信電力を記憶するとともに、送信電力制御部38に通知する。また、レンジング処理部36は、無線通信部34に対して、マクロセル基地局10との間のレンジング処理を終了させる。マクロセル基地局10との間のレンジング処理の終了にともない、フェムトセル基地局30は、基地局としての動作に切り替わる。
The transmission power when a successful response can be received can be said to be the lowest transmission power at which wireless communication processing with the
送信電力制御部38は、端末装置60との無線通信処理の開始にあたり、端末装置60との間においてもレンジング処理を実施する。この際、最低送信電力を考慮して、端末装置の送信電力量を制御する。具体的には、送信電力制御部38は、端末装置60からの最大送信電力が、最低送信電力から所定の値を減じた値よりも小さくなるように、端末装置60の送信電力を制御する。
The transmission
所定の値は、端末装置60からフェムトセル基地局30への上り信号が、周辺のマクロセル基地局10に対して干渉となる可能性を小さくするために設定される。所定の値を大きくすると、干渉となる可能性を少なくすることができるが、端末装置60とフェムトセル基地局30との間の無線通信の安定性が低減する。したがって、所定の値は、フェムトセル基地局30により、端末装置60との間の無線通信の安定性の向上と、端末装置60からのマクロセル基地局10に対する干渉の抑制との両面性を考慮して、決定されればよい。
The predetermined value is set in order to reduce the possibility that the uplink signal from the
上述したこれらの構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。 These configurations described above can be realized in terms of hardware by a CPU, memory, or other LSI of an arbitrary computer, and in terms of software by a program loaded in the memory. Describes functional blocks realized through collaboration. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.
図3は、図1のフェムトセル基地局30における動作例を示すフローチャートである。まず、フェムトセル基地局30は、マクロセル基地局10に対してRNG−REQを無線送信して、レンジング処理を実行する(S10)。つぎに、フェムトセル基地局30は、マクロセル基地局10から無線送信されたRNG−RSPを受信する(S12)。ここで、受信したRNG−RSPが失敗を示すものである場合(S14のN)、マクロセル基地局10は、送信電力を増加させて(S16)、S10〜S14を繰り返す。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation example in the
受信したRNG−RSPが成功を示すものである場合(S14のY)、フェムトセル基地局30は、そのときの送信電力から所定の値を減じることにより、端末装置の上り最大送信電力として決定する(S18)。フェムトセル基地局30は、決定した最大送信電力を考慮して、端末装置60に対する送信電力制御を実行する(S20)。
When the received RNG-RSP indicates success (Y of S14), the
以上のように、マクロセル基地局への干渉が発生する可能性が低くなるような送信電力制御量を導出し、端末装置との無線通信における最大送信電力量として用いることによって、マクロセル基地局への干渉を効率的に抑制できる。成功応答にかかるRNG−RSPが受信できるようになるまで、マクロセル基地局10に向けた信号の送信電力を上げることによって、効率的に、端末装置との無線通信における最大送信電力量を導出できる。最低送信電力から所定の値を減じた値よりも小さくなるように設定することによって、確実に、マクロセル基地局10への干渉を抑制できる。
As described above, a transmission power control amount that reduces the possibility of interference with the macro cell base station is derived, and is used as the maximum transmission power amount in wireless communication with the terminal device. Interference can be efficiently suppressed. By increasing the transmission power of the signal directed to the
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are also within the scope of the present invention. .
つぎに変形例について説明する。変形例は、前述した実施形態と同様に、マクロセル基地局に対する干渉を抑制することを目的とする。前述の実施形態では、フェムトセル基地局にて、マクロセル基地局に干渉を与えないような送信電力を決定していたが、変形例においては、端末装置にて、その送信電力を決定する点で異なっている。なお、前述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を簡略化する。 Next, a modified example will be described. The modified example aims to suppress interference with the macrocell base station, as in the above-described embodiment. In the above-described embodiment, the femtocell base station determines transmission power that does not interfere with the macrocell base station. However, in the modification, the terminal device determines the transmission power. Is different. In addition, about the structure similar to embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and description is simplified.
変形例における無線システムは、図1に図示した構成と同様の構成をとる。ここで変形例における端末装置60は、まず、マクロセル基地局10との間でレンジング処理を実施する。さらに、端末装置60は、マクロセル基地局10との間のレンジング結果にもとづいて、フェムトセル基地局30との間の送信電力を決定する。このような構成により、マクロセル基地局10への干渉を抑制できる。
The radio system according to the modification has a configuration similar to that illustrated in FIG. Here, the
具体的に説明する。図4は、本発明の変形例にかかる端末装置60の構成例を示す図である。端末装置60は、無線処理部62と、第1レンジング処理部64と、第2レンジング処理部66と、制御部68とを含む。
This will be specifically described. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the
無線処理部62は、マクロセル基地局10、もしくは、フェムトセル基地局30との間で無線通信を実行する。また、フェムトセル基地局30との間で無線通信の開始に先だって、無線処理部62は、第1レンジング処理部64の指示にしたがってレンジング処理を実施するために、マクロセル基地局10に対してRNG−REQを送信し、また、マクロセル基地局10からRNG−RSPを受信する。
The
第1レンジング処理部64は、無線処理部62を介して、マクロセル基地局10との間でレンジング処理を実施する。レンジング処理においては、前述した実施形態と同様に、マクロセル基地局10から、成功応答にかかるRNG−RSPが受信できるまで、送信電力を増加させていく。また、第1レンジング処理部64は、成功応答にかかるRNG−RSPが受信できたときの送信電力を記憶し、制御部68に通知する。
The first ranging
制御部68は、成功応答にかかるRNG−RSPが受信できたときの送信電力の通知を受けると、通知された送信電力を考慮して、フェムトセル基地局30との間の最大送信電力を決定する。具体的には、たとえば、通知された送信電力から所定の値を減じた値を最大送信電力として決定する。また、制御部68は、第2レンジング処理部66に対して、最大送信電力を限度として、フェムトセル基地局30との間のレンジング処理を開始させる。また、制御部68は、無線処理部62を介して、フェムトセル基地局30に、最大送信電力を通知する。
When receiving the notification of the transmission power when the RNG-RSP related to the success response has been received, the
以上の態様により、フェムトセル基地局30と端末装置60との間においては、適切な送信電力で無線通信をしつつ、マクロセル基地局10に対する干渉を抑制できる。
By the above aspect, between the
本発明の実施形態において、フェムトセル基地局30は、マクロセル基地局10との間の最低送信電力を考慮して、端末装置60の送信電力を制御するとして説明した。しかしながらこれにかぎらず、たとえば、フェムトセル基地局30は、端末装置60との間の送信電力の制御を開始する前に、特定された送信電力を端末装置に通知してもよい。これにより、端末装置60は最大送信電力を予め知ることができるため、レンジングの初期の段階においてもマクロセル基地局10に干渉を与えることを抑制できる。
In the embodiment of the present invention, it has been described that the
本発明の実施形態において、フェムトセル基地局30は、マクロセル基地局10との間の最低送信電力を考慮して、端末装置60の送信電力を制御するとして説明した。しかしながらこれにかぎらず、たとえば、フェムトセル基地局30は、複数のマクロセル基地局10との間でレンジング処理を行って、そのうちで最小となる最低送信電力を導出し、その最低送信電力を端末装置60との間の最大送信電力としてもよい。これにより、既存のマクロセル基地局10と、フェムトセル基地局30との配置関係にかかわらず、いずれのマクロセル基地局10に対しても干渉を与えないような送信電力を導出することができる。また、これにより、システム容量を増大することができる。
In the embodiment of the present invention, it has been described that the
100 通信システム、 10 マクロセル基地局、 20 有線ネットワーク、 30 フェムトセル基地局、 60 端末装置、 32 有線通信部、 34 無線通信部、 36 レンジング処理部、 38 送信電力制御部、 62 無線処理部、 64 第1レンジング処理部、 66 第2レンジング処理部、 68 制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記送信電力特定部によって特定された送信電力を限度にして、端末装置との間の送信電力を制御する送信電力制御部と、
前記送信電力制御部において端末装置との間の送信電力を制御しながら、端末装置との間で無線通信を実行する無線通信部と、
を備えることを特徴とする基地局装置。 A transmission power identification unit that identifies transmission power that enables wireless communication with other base station devices;
A transmission power control unit that controls transmission power to and from the terminal device with the transmission power specified by the transmission power specifying unit as a limit;
A wireless communication unit that performs wireless communication with the terminal device while controlling transmission power with the terminal device in the transmission power control unit;
A base station apparatus comprising:
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