JP2010154262A - セルラ移動通信システム、基地局制御装置及び基地局連携通信制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基地局毎に基地局連携部を設け、基地局連携部は、ある移動局に対する基地局連携通信に係る各基地局の無線通信の状態を表す情報を取得し、該情報に基づいて各基地局の基地局連携通信の可否を判断し、この判断の結果に基づいて当該移動局に係る通信方法P1〜P8を決定する。
【選択図】図32
Description
図1は、本発明の一実施形態に係るセルラ移動通信システムの概略構成図である。図1において、セルラ移動通信システムは、各々セルを提供する複数の基地局1と、基地局1に無線接続して通信する移動局(ユーザ端末)2を有する。図1には、2台の基地局1(基地局識別子がA,Bであるもの)並びに、基地局1(A)が提供するセル3A及び基地局1(B)が提供するセル3Bが、例示されている。各基地局1は基地局連携部10を有する。基地局連携部10は、基地局連携通信を制御するための機能を有する。
なお、以下では説明の便宜上、基地局の符号「1」およびユーザ端末の符号「2」の表記を省略する。また、基地局識別子がAである基地局1を基地局A、基地局識別子がBである基地局1を基地局Bというように、「基地局」と「基地局識別子」を連結して表記する。
図5は、基地局連携通信の開始手順を示すシーケンス図である。図5の例は、基地局Aとのみ通信しているユーザ端末が、基地局Aのセルと基地局Bのセルとのセル境界へ移動することにより、基地局A,Bによる基地局連携通信を開始するときの手順である。以下、図5を参照して、基地局連携通信の開始手順に係る動作を説明する。
ステップS1:ユーザ端末が、各基地局の無線品質情報に基づいて、基地局A,Bによる基地局連携通信を要求することを判断する。この判断基準としては、例えば、接続している基地局(接続基地局)のRSSIが減少し、且つ、接続基地局とこれ以外の接続していないある基地局(非接続基地局)とのRSSIの差が基準値以内であれば、接続基地局と該非接続基地局との基地局連携通信を要求すると判断する。又は、接続基地局のみに接続する場合に得られる伝送速度の推定値と、接続基地局とある非接続基地局との基地局連携通信により得られる伝送速度の推定値とを算出し、それら算出値の比較結果からより良い伝送速度が得られる場合に、基地局連携通信を要求すると判断してもよい。
ステップS6:、基地局Aの連携通信情報と基地局Bの連携通信情報とを用いて、基地局Aとユーザ端末の間で連携通信判断・調整処理を行い、連携通信リクエストの送信元のユーザ端末の通信方法を決定する。
ステップS7:ステップS6で決定された通信方法に従って、当該ユーザ端末と基地局との通信を開始する。
ステップS10−2:ユーザ端末が、定期的に、無線品質情報を基地局Aへ送信する。
ステップS12:基地局Aが、基地局連携通信の要求に係るユーザ端末及び基地局Bへそれぞれ連携通信情報の問い合わせを行う。基地局Bへの連携通信情報の問い合わせでは、各基地局の無線品質情報、MIMOモードなどの情報を基地局Bへ送る。ユーザ端末への連携通信情報の問い合わせでは、基地局連携通信を行う基地局の組(ここでは、基地局A,B)、MIMOモードなどの情報をユーザ端末へ送る。
ここで、図5及び図6のステップS6に対応する、最大2台の基地局による基地局連携通信の連携通信判断・調整処理を説明する。
ユーザ端末に対して、各基地局A,Bの空きスロット情報及び処理負荷量から基地局A,B共に連携可である場合、基地局Aは図7に示す処理を行う。図7は、基地局連携通信の連携通信判断・調整に係る一処理のフローチャートである。以下、図7を参照して、表1の連携可否パターン(ア)に係る連携通信判断・調整処理の動作を説明する。
ステップSP2:基地局Aが、当該ユーザ端末以外に、既に決定している基地局A,Bの各基地局連携通信の対象の他ユーザ端末があるかを調べる。
ステップSP3:基地局Aは、当該ユーザ端末以外に、既に決定している基地局A,Bの各基地局連携通信の対象の他ユーザ端末がある場合(ステップSP2、YES)、MU−MIMO(Multi-User MIMO)技術を用いて、当該ユーザ端末と該他ユーザ端末とを空間多重により同時通信を行うことを決定する。
ステップS20−1:各ユーザ端末が、定期的に、基地局毎に無線品質情報を測定する。
ステップS20−2:各ユーザ端末が、定期的に、無線品質情報を基地局Aへ送信する。
ステップS21:基地局Aが、基地局Bに対し、近傍に在る基地局の情報(近傍BS情報)を問い合わせる。近傍BS情報は、各ユーザ端末から受信した各基地局の無線品質情報であり、送信元のユーザ端末が特定可能な情報と対応付けられている
ステップS22:基地局Bが、自基地局が保持している近傍BS情報を基地局Aへ返信する。
ステップS25:連携通信情報の問い合わせを受信した他ユーザ端末が、連携通信情報を取得する。
ステップS26:該他ユーザ端末が、取得した連携通信情報を基地局Aへ返信する。
ステップS27:基地局Aが、他ユーザ端末からの連携通信情報に基づいて、当該ユーザ端末との同時通信の可否を判断する。この判断の結果、同時通信が否と判断された場合、ステップS23に戻り、基地局Aは更に他ユーザ端末を選択し、ステップS24以降の処理を繰り返してもよい。
ステップSP5:基地局Aは、当該ユーザ端末と同時通信可能な他ユーザ端末が発見された場合(ステップSP4、YES)、MU−MIMO技術を用いて当該ユーザ端末と該他ユーザ端末とを空間多重により同時通信を行うことを決定する。
ステップS6:基地局Aは、当該ユーザ端末と同時通信可能な他ユーザ端末が発見されなかった場合(ステップSP4、NO)、MU−MIMO技術を使用せず、当該ユーザ端末に対してのみ基地局連携通信を行うことを決定する。
ユーザ端末に対して、各基地局A,Bの空きスロット情報及び処理負荷量から、基地局Aは連携可、基地局Bは連携否である場合、基地局Aは、当該ユーザ端末以外に、既に決定している基地局A,Bの各基地局連携通信の対象の他ユーザ端末があるか否かにかかわらず、当該ユーザ端末と自基地局Aで1対1の通信を行うと決定する。
なお、以下、一ユーザ端末と一基地局で1対1の通信を行うことを「シングルサイト接続」と称し、一ユーザ端末と複数の基地局で1対多の通信を行うことを「マルチサイト接続」と称する場合がある。
ユーザ端末に対して、各基地局A,Bの空きスロット情報及び処理負荷量から、基地局Aは連携否、基地局Bは連携可である場合、基地局Aは、当該ユーザ端末以外に、既に決定している基地局A,Bの各基地局連携通信の対象の他ユーザ端末があるか否かにかかわらず、次の処理(ウ−1),(ウ−2)のいずれかを行う。
ユーザ端末に対して、各基地局A,Bの空きスロット情報及び処理負荷量から、基地局A,B共に連携否である場合、基地局Aは、当該ユーザ端末以外に、既に決定している基地局A,Bの各基地局連携通信の対象の他ユーザ端末があるか否かにかかわらず、当該ユーザ端末とシングルサイト接続を行うと決定する。基地局Aは、当該ユーザ端末とシングルサイト接続により通信を行う旨を基地局Bへ伝える。これにより、基地局Bは、当該ユーザ端末が通信を行う無線リソーススロットにおいて、自基地局の近傍に存在する他ユーザ端末とシングルサイト接続を行い、且つ、基地局Aとシングルサイト接続を行う当該ユーザ端末への干渉を抑えるため、送信電力を下げて通信を行う。あるいは、基地局Bは、ビームフォーミング技術を用いて、基地局Aとシングルサイト接続を行う当該ユーザ端末の方向にヌルを向け、さらに当該ビーム形状において基地局Bとシングルサイト接続可能な他ユーザ端末と通信を行う。
図10は、基地局連携通信の開始手順を示すシーケンス図である。図10の例は、基地局Aとのみ通信しているユーザ端末が、基地局A,B,C,の3つのセルの共通のセル境界へ移動することにより、基地局A,B,Cによる基地局連携通信を開始するときの手順である。以下、図10を参照して、基地局連携通信の開始手順に係る動作を説明する。
ステップS31:ユーザ端末が、各基地局の無線品質情報に基づいて、基地局A,B,Cによる基地局連携通信を要求することを判断する。この判断基準は、図5のステップS1と同様である。
ステップS6:基地局A,B,Cの各連携通信情報を用いて、基地局Aとユーザ端末の間で連携通信判断・調整処理を行い、連携通信リクエストの送信元のユーザ端末の通信方法を決定する。
ステップS7:ステップS6で決定された通信方法に従って、当該ユーザ端末と基地局との通信を開始する。
ステップS40−2:ユーザ端末が、定期的に、無線品質情報を基地局Aへ送信する。
ステップS42:基地局Aが、基地局連携通信の要求に係るユーザ端末及び基地局B,Cへそれぞれ連携通信情報の問い合わせを行う。基地局B,Cへの連携通信情報の問い合わせでは、各基地局の無線品質情報、MIMOモードなどの情報を基地局B,Cへ送る。ユーザ端末への連携通信情報の問い合わせでは、基地局連携通信を行う基地局の組(ここでは、基地局A,B,C)、MIMOモードなどの情報をユーザ端末へ送る。
ここで、図10及び図11のステップS6に対応する、最大3台の基地局による基地局連携通信の連携通信判断・調整処理を説明する。図12は、基地局Aにおける連携通信判断・調整処理のフローチャートである。以下、図12を参照して、連携通信判断・調整に係る動作を説明する。
ステップSP12:取得した連携通信情報に基づいて各基地局の連携可否を判断する。
ステップS13:その連携可否の判断結果に基づいて、通信方法を決定する。このとき、必要に応じて、他ユーザ端末との調整を行う。
基地局Aは、各基地局A,B,Cの連携通信情報に基づいて、所定の判定基準により、基地局連携通信の可否を判定する。次の判定基準(1),(2),(3),(4)のいずれかを満たす場合、基地局連携通信が不可であると判定する。
(1)基地局連携通信の同時制御対象の基地局数が、4台以上となる。
(2)既に基地局連携通信が他ユーザ端末に対して行われており、当該ユーザ端末の基地局連携通信に係る処理を追加することができない。
(3)基地局間で共通の空きスロット(無線リソース)を割り当てることができない。
(4)当該基地局の処理負荷量が大きい。
基地局Aは、上記ステップSP12の結果から、表2に示す8通りの基地局連携通信の可否の組合せ(連携可否パターン(ア),(イ),(ウ),(エ),(オ),(カ),(キ),(ク))の中から、該当する連携可否パターンを1つ選択する。基地局Aは、選択した連携可否パターンに係る調整処理を行う。
ユーザ端末に対して、基地局A,B,C共に連携可である場合、基地局Aは図14に示す処理を行う。図14は、基地局連携通信の連携通信判断・調整に係る一処理のフローチャートである。以下、図14を参照して、表2の連携可否パターン(ア)に係る連携通信判断・調整処理の動作を説明する。
ステップSP22:基地局Aは、当該ユーザ端末以外に、既に決定している基地局A,B,Cの各基地局連携通信の対象の他ユーザ端末がある場合(ステップSP21、YES)、MU−MIMO技術を用いて、当該ユーザ端末と該他ユーザ端末とを空間多重により同時通信を行うことを決定する。
ステップSP23:基地局Aは、さらに同時通信を行うことが可能な他ユーザ端末があるかを調べる。この結果、さらに同時通信を行うことが可能な他ユーザ端末がある場合(ステップSP23、YES)、ステップS22に戻る。一方、さらに同時通信を行うことが可能な他ユーザ端末がない場合(ステップSP23、NO)、図14の処理を終了する。
ステップSP26:基地局Aは、さらに同時通信を行うことが可能な他ユーザ端末があるかを調べる。この結果、さらに同時通信を行うことが可能な他ユーザ端末がある場合(ステップSP26、YES)、ステップS25に戻る。一方、さらに同時通信を行うことが可能な他ユーザ端末がない場合(ステップSP26、NO)、図14の処理を終了する。
ステップS50−1:各ユーザ端末が、定期的に、基地局毎に無線品質情報を測定する。
ステップS50−2:各ユーザ端末が、定期的に、無線品質情報を基地局Aへ送信する。
ステップS51:基地局Aが、基地局B,Cに対し、近傍BS情報を問い合わせる。
ステップS52:基地局B,Cが、それぞれ自基地局が保持している近傍BS情報を基地局Aへ返信する。
ステップS55:連携通信情報の問い合わせを受信した他ユーザ端末が、連携通信情報を取得する。
ステップS56:該他ユーザ端末が、取得した連携通信情報を基地局Aへ返信する。
ステップS57:基地局Aが、他ユーザ端末からの連携通信情報に基づいて、当該ユーザ端末との同時通信の可否を判断する。
ユーザ端末に対して、基地局Aは連携可、基地局Bは連携可、基地局Cは連携否である場合、次の処理(イ−1),(イ−2)のいずれかを行う。
ユーザ端末に対して、基地局Aは連携可、基地局Bは連携否、基地局Cは連携可である場合、次の処理(ウ−1),(ウ−2)のいずれかを行う。
ユーザ端末に対して、基地局Aは連携可、基地局Bは連携否、基地局Cは連携否である場合、基地局Aは、当該ユーザ端末とシングルサイト接続を行うと決定する。基地局Aは、当該ユーザ端末とシングルサイト接続により通信を行う旨を基地局B,Cへ伝える。これにより、基地局B,Cは、当該ユーザ端末が通信を行う無線リソーススロットにおいて、自基地局の近傍に存在する他ユーザ端末とシングルサイト接続を行い、且つ、基地局Aとシングルサイト接続を行う当該ユーザ端末への干渉を抑えるため、送信電力を下げて通信を行う。あるいは、基地局B,Cは、ビームフォーミング技術を用いて、基地局Aとシングルサイト接続を行う当該ユーザ端末の方向にヌルを向け、さらに当該ビーム形状において自基地局とシングルサイト接続可能な他ユーザ端末と通信を行う。
ユーザ端末に対して、基地局Aは連携否、基地局Bは連携可、基地局Cは連携可である場合、次の処理(オ−1),(オ−2),(オ−3)のいずれかを行う。
ユーザ端末に対して、基地局Aは連携否、基地局Bは連携可、基地局Cは連携否である場合、次の処理(カ−1),(カ−2)のいずれかを行う。
ユーザ端末に対して、基地局Aは連携否、基地局Bは連携否、基地局Cは連携可である場合、次の処理(キ−1),(キ−2)のいずれかを行う。
ユーザ端末に対して、基地局A,B,C全てが連携否である場合、基地局Aは、上記処理(オ−2)と同様に、当該ユーザ端末とシングルサイト接続を行うと決定する。当該処理は上記処理(オ−2)と同様である。
図18は、基地局連携通信の継続手順を示すシーケンス図である。図18の例は、基地局A,Bと基地局連携通信を行うユーザ端末が、当該基地局連携通信をそのまま継続するときの手順である。以下、図18を参照して、基地局連携通信の継続手順に係る動作を説明する。
ステップS80−2:ユーザ端末が、定期的に、無線品質情報を基地局Aへ送信する。この送信周期は、後述する基地局連携通信の継続に必要となるチャネル行列等の連携通信制御情報を送信する周期とは独立である。
ステップS83:基地局Aが、ユーザ端末から受信した連携通信制御情報を基地局Bへ転送する。
以降、ステップS82からステップS85を繰り返すことにより、基地局連携通信がそのまま継続される。
図19は、基地局連携通信を行う基地局の数が減少するときの手順を示すシーケンス図である。図19の例は、基地局A,B,Cの3台と基地局連携通信を行っているユーザ端末が、基地局A,Bの2台に連携基地局数が減少した基地局連携通信に変更するときの手順である。以下、図19を参照して、連携基地局数の減少手順に係る動作を説明する。
ステップS91:ユーザ端末が、基地局Aへ連携通信制御情報を送信する。
ステップS92:基地局Aが、ユーザ端末から受信した連携通信制御情報を基地局B,Cへ転送する。
ステップS93:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局B,Cへ転送する。
ステップS94:基地局A,B,Cが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
ステップS98:連携通信変更問い合わせを受けた基地局B,Cが、当該基地局連携通信の変更が可能であるかを判断し、基地局Aへ応答する。
ステップS100:基地局Aが、基地局連携通信の変更の可否の判断結果をユーザ端末および基地局B,Cへ連携通信変更応答として通知する。連携通信変更応答には、新しい連携基地局の組(ここでは、基地局A,B)、MIMOモード、割当てるスロット(無線リソース領域)等の情報が含まれる。
ステップS102:基地局Aが、ユーザ端末から受信した連携通信制御情報を基地局Bへ転送する。
ステップS103:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局Bへ転送する。
ステップS104:基地局A,Bが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
ステップS111:ユーザ端末が、基地局Aへ連携通信制御情報を送信する。
ステップS112:基地局Aが、ユーザ端末から受信した連携通信制御情報を基地局Bへ転送する。
ステップS113:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局Bへ転送する。
ステップS114:基地局A,Bが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
ステップS118:連携通信変更問い合わせを受けた基地局Bが、当該基地局連携通信の変更が可能であるかを判断し、基地局Aへ応答する。
ステップS120:基地局Aが、基地局連携通信の変更の可否の判断結果をユーザ端末および基地局Bへ連携通信変更応答として通知する。連携通信変更応答には、新しい接続基地局(ここでは、基地局B)、MIMOモード、割当てるスロット(無線リソース領域)等の情報が含まれる。
ステップS122:基地局Bが、ユーザ端末に対し、シングルサイト接続での通信を行う。
以降、ステップS121,S122が繰り返される(S123,S124,・・・)。
ステップS130−2:ユーザ端末が、定期的に、無線品質情報を基地局Aへ送信する。
ステップS131:ユーザ端末が、基地局Aへ連携通信制御情報を送信する。
ステップS132:基地局Aが、ユーザ端末から受信した連携通信制御情報を基地局B,Cへ転送する。
ステップS133:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局B,Cへ転送する。
ステップS134:基地局A,B,Cが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
現在の連携基地局の組(ここでは、基地局A,B,C)、現在のMIMOモード、新たに希望する連携基地局の組(ここでは、基地局A,B)、新たな連携基地局の組でのMIMOモード、現在の割当スロット(無線リソース領域)等の情報を問合せ先のユーザ端末及び基地局へ送る。
ステップS137:連携通信変更問い合わせを受けたユーザ端末及び基地局B,Cが、当該基地局連携通信の変更が可能であるかを判断し、基地局Aへ応答する。
以降、ステップS139からS143は図19のステップS100からS104と同様である。
ステップS150−2:ユーザ端末が、定期的に、無線品質情報を基地局Aへ送信する。
ステップS151:ユーザ端末が、基地局Aへ連携通信制御情報を送信する。
ステップS152:基地局Aが、ユーザ端末から受信した連携通信制御情報を基地局Bへ転送する。
ステップS153:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局Bへ転送する。
ステップS154:基地局A,Bが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
以降、ステップS159からS163は図20のステップS120からS124と同様である。
図23は、基地局連携通信を行う基地局の数が増加するときの手順を示すシーケンス図である。図23の例は、基地局A,Bの2台と基地局連携通信を行っているユーザ端末が、基地局A,B,Cの3台に連携基地局数が増加した基地局連携通信に変更するときの手順である。以下、図23を参照して、連携基地局数の増加手順に係る動作を説明する。
ステップS171:ユーザ端末が、基地局Aへ連携通信制御情報を送信する。
ステップS172:基地局Aが、ユーザ端末から受信した連携通信制御情報を基地局Bへ転送する。
ステップS173:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局Bへ転送する。
ステップS174:基地局A,Bが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
ステップS178:基地局Aが、基地局Cに対し、連携通信情報を問い合わせる。連携通信情報の問い合わせでは、ユーザ端末から受け取った、MIMOモード、各基地局の無線品質情報及び処理負荷量などの情報を、問い合わせ先の基地局へ送る。
ステップS180:基地局Cが、連携通信情報を基地局Aへ返信する。連携通信情報は、基地局連携通信に使用可能な空きスロット、既に基地局連携通信が決定しているユーザ端末の数とそのユーザ端末が基地局連携通信を行う基地局の組、自基地局の処理負荷量、などの情報である。
ステップS184:基地局Aが、ユーザ端末から受信した連携通信制御情報を基地局B,Cへ転送する。
ステップS185:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局B,Cへ転送する。
ステップS186:基地局A,B,Cが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
ステップS190−2:ユーザ端末が、定期的に、無線品質情報を基地局Aへ送信する。
ステップS191:ユーザ端末が、基地局Aへ連携通信制御情報を送信する。
ステップS192:基地局Aが、ユーザ端末から受信した連携通信制御情報を基地局Bへ転送する。
ステップS193:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局Bへ転送する。
ステップS194:基地局A,Bが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
ステップS199:連携通信変更問い合わせを受けた基地局Bが、当該基地局連携通信の変更が可能であるかを判断し、基地局Aへ応答する。
ステップS200:基地局Cが、連携通信情報を基地局Aへ返信する。連携通信情報は、基地局連携通信に使用可能な空きスロット、既に基地局連携通信が決定しているユーザ端末の数とそのユーザ端末が基地局連携通信を行う基地局の組、自基地局の処理負荷量、などの情報である。
以降、ステップS201からS206は図23のステップS181からS186と同様である。
図25は、基地局連携通信の継続手順を示すシーケンス図である。図25の例は、基地局A,Bと基地局連携通信を行うユーザ端末が、当該基地局連携通信をそのまま継続するときの手順である。以下、図25を参照して、基地局連携通信の継続手順に係る動作を説明する。
ステップS210−2:ユーザ端末が、定期的に、無線品質情報を基地局Aへ送信する。この送信周期は、後述する基地局連携通信の継続に必要となるチャネル行列等の連携通信制御情報を送信する周期とは独立である。
ステップS213:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局Bへ転送する。その基地局Bへ転送されるデータは、MIMOモードに応じたものである。具体的には、MIMOモードが送信タイバーシチや時空間符号である場合、基地局Aは、基地局連携通信で送信する送信データのコピーを基地局Bへ送信する。MIMOモードが空間多重方式である場合には、基地局A,Bからそれぞれ別のデータを送信するため、基地局Aは、空間多重させる送信データを基地局Bへ転送する。
以降、ステップS212からステップS214を繰り返すことにより、基地局連携通信がそのまま継続される。
図26は、基地局連携通信を行う基地局の数が減少するときの手順を示すシーケンス図である。図26の例は、基地局A,B,Cの3台と基地局連携通信を行っているユーザ端末が、基地局A,Bの2台に連携基地局数が減少した基地局連携通信に変更するときの手順である。以下、図26を参照して、連携基地局数の減少手順に係る動作を説明する。
ステップS221:ユーザ端末が、基地局A,B,Cへ連携通信制御情報を送信する。
ステップS222:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局B,Cへ転送する。
ステップS223:基地局A,B,Cが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
はじめに、同じ識別子の連携通信変更リクエストを受信した各基地局(ここでは、基地局A,B,C)は、現在の連携基地局の組の情報に従って、相互に、マスター基地局決定メッセージを交換する。マスター基地局決定メッセージには、連携通信変更リクエスト識別子、自基地局識別子、自基地局から連携通信変更リクエスト送信元のユーザ端末へのRSSIやCINR等の無線品質情報、自基地局の処理負荷量、本連携通信変更リクエストの処理に関わる他の基地局リストなどが含まれる。
(1)基地局識別子が、最も大きい基地局(若しくは、最も小さい基地局)
(2)基地局の処理負荷量が最も少ない基地局
(3)通信変更リクエスト送信元のユーザ端末に対し、最も良い無線環境をもつ基地局
(1)連携通信変更リクエスト内の情報(現在の連携基地局の組、新たに希望する連携基地局の組)により特定される全基地局
(2)引き続き基地局連携通信を行うことを希望する基地局
(3)基地局連携通信から外す基地局
ここでは、連携制御マスター基地局決定処理によって、基地局Bがマスター基地局に決定されたとする。
ステップS227:基地局Bが、基地局A,Cに対し、連携通信変更を問い合わせる。連携通信変更の問い合わせでは、連携通信変更リクエスト識別子、ユーザ端末の識別子、連携通信変更リクエストに含まれる情報、現在の割当スロット(無線リソース領域)等の情報を問合せ先の基地局へ送る。
ステップS228:連携通信変更問い合わせを受けた基地局A,Cが、当該基地局連携通信の変更が可能であるかを判断し、基地局Bへ応答する。
ステップS230:基地局Bが、基地局連携通信の変更の可否の判断結果をユーザ端末および基地局A,Cへ連携通信変更応答として通知する。連携通信変更応答には、連携通信変更リクエスト識別子、新しい連携基地局の組(ここでは、基地局A,B)、MIMOモード、割当てるスロット(無線リソース領域)等の情報が含まれる。
ステップS232:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局Bへ転送する。
ステップS233:基地局A,Bが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
ステップS241:ユーザ端末が、基地局A,Bへ連携通信制御情報を送信する。
ステップS242:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局Bへ転送する。
ステップS243:基地局A,Bが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
ステップS248:連携通信変更問い合わせを受けた基地局Aが、当該基地局連携通信の変更が可能であるかを判断し、基地局Bへ応答する。
ステップS250:基地局Bが、基地局連携通信の変更の可否の判断結果をユーザ端末および基地局Aへ連携通信変更応答として通知する。連携通信変更応答には、連携通信変更リクエスト識別子、新しい接続基地局(ここでは、基地局B)、MIMOモード、割当てるスロット(無線リソース領域)等の情報が含まれる。
ステップS252:基地局Bが、ユーザ端末に対し、シングルサイト接続での通信を行う。
以降、ステップS251,S252が繰り返される。
ステップS260−2:ユーザ端末が、定期的に、無線品質情報を基地局Aへ送信する。
ステップS261:ユーザ端末が、基地局A,B,Cへ連携通信制御情報を送信する。
ステップS262:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局B,Cへ転送する。
ステップS263:基地局A,B,Cが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
はじめに、基地局A,Bの2台による基地局連携通信へ変更することを判断した基地局が、現在の各連携基地局(ここでは、基地局A,B,C)間で、相互に、マスター基地局決定メッセージを交換するように各連携基地局へ指示し、マスター基地局決定メッセージを交換する。マスター基地局決定メッセージには、基地局連携通信対象のユーザ端末の識別子、自基地局識別子、自基地局から基地局連携通信対象のユーザ端末へのRSSIやCINR等の無線品質情報、自基地局の処理負荷量、本基地局連携通信の制御処理に関わる他の基地局リストなどが含まれる。
ここでは、連携制御マスター基地局決定処理によって、基地局Bがマスター基地局に決定されたとする。
ステップS266:基地局Bが、ユーザ端末及び基地局A,Cに対し、連携通信変更を問い合わせる。連携通信変更の問い合わせでは、ユーザ端末の識別子、
現在の連携基地局の組(ここでは、基地局A,B,C)、現在のMIMOモード、新たに希望する連携基地局の組(ここでは、基地局A,B)、新たな連携基地局の組でのMIMOモード、現在の割当スロット(無線リソース領域)等の情報を問合せ先のユーザ端末及び基地局へ送る。
ステップS267:連携通信変更問い合わせを受けたユーザ端末及び基地局A,Cが、当該基地局連携通信の変更が可能であるかを判断し、基地局Bへ応答する。
以降、ステップS269からS272は図26のステップS230からS233と同様である。
ステップS280−2:ユーザ端末が、定期的に、無線品質情報を基地局Aへ送信する。
ステップS281:ユーザ端末が、基地局A,Bへ連携通信制御情報を送信する。
ステップS282:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局Bへ転送する。
ステップS283:基地局A,Bが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
以降、ステップS289からS291は図27のステップS250からS252と同様である。
図30は、基地局連携通信を行う基地局の数が増加するときの手順を示すシーケンス図である。図30の例は、基地局A,Bの2台と基地局連携通信を行っているユーザ端末が、基地局A,B,Cの3台に連携基地局数が増加した基地局連携通信に変更するときの手順である。以下、図30を参照して、連携基地局数の増加手順に係る動作を説明する。
ステップS301:ユーザ端末が、基地局A,Bへ連携通信制御情報を送信する。
ステップS302:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局Bへ転送する。
ステップS303:基地局A,Bが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
ステップS308:基地局Bが、基地局Cに対し、連携通信情報を問い合わせる。連携通信情報の問い合わせでは、連携通信変更リクエスト識別子、ユーザ端末から受け取った、MIMOモード、各基地局の無線品質情報及び処理負荷量などの情報を、問い合わせ先の基地局へ送る。
ステップS310:基地局Cが、連携通信情報を基地局Bへ返信する。連携通信情報は、連携通信変更リクエスト識別子、基地局連携通信に使用可能な空きスロット、既に基地局連携通信が決定しているユーザ端末の数とそのユーザ端末が基地局連携通信を行う基地局の組、自基地局の処理負荷量、などの情報である。
ステップS314:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局B,Cへ転送する。
ステップS315:基地局A,B,Cが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
ステップS320−2:ユーザ端末が、定期的に、無線品質情報を基地局Aへ送信する。
ステップS321:ユーザ端末が、基地局A,Bへ連携通信制御情報を送信する。
ステップS322:基地局Aが、ユーザ端末宛の送信データを基地局Bへ転送する。
ステップS323:基地局A,Bが、ユーザ端末に対し、基地局連携通信を行う。
ステップS329:連携通信変更問い合わせを受けた基地局Aが、当該基地局連携通信の変更が可能であるかを判断し、基地局Bへ応答する。
ステップS330:基地局Cが、連携通信情報を基地局Bへ返信する。連携通信情報は、基地局連携通信に使用可能な空きスロット、既に基地局連携通信が決定しているユーザ端末の数とそのユーザ端末が基地局連携通信を行う基地局の組、自基地局の処理負荷量、などの情報である。
以降、ステップS332からS335は図30のステップS312からS315と同様である。
連携状態P1は、シングルサイト接続である。このとき、ユーザ端末は、送信ダイバーシチや時空間符号、あるいは、空間多重方式等を用いて基地局とシングルサイト接続を行う。
連携状態P2は、1台のユーザ端末に対して3台の基地局による基地局連携通信を行う場合の接続形態である。これは、MU−MIMO技術を用いて複数のユーザ端末を空間多重することができない場合などに利用される。
連携状態P3は、MU−MIMO技術を用いて複数のユーザ端末を空間多重すると共に、該ユーザ端末に対して3台の基地局による基地局連携通信を行う場合の接続形態である。連携状態P3は、3台の基地局と3台のユーザ端末がそれぞれに通信可能である場合に利用される。連携状態P3では、全体として、3台の基地局と3台のユーザ端末により、6×6のMIMO通信を行うことになる。
連携状態P4は、MU−MIMO技術を用いて複数のユーザ端末を空間多重すると共に、該ユーザ端末に対して3台の基地局による基地局連携通信を行う場合の接続形態である。連携状態P4は、連携状態P3と異なり、各ユーザ端末はそれぞれ2台の基地局とデータを送受する。このとき、MU−MIMO技術により3台の基地局と3台のユーザ端末による6×6のMIMO通信が行われるが、そのMIMO通信においてプリコーディング(前処理)が行われ、データを送受しない他の基地局からの干渉を受けないように処理される。
連携状態P5は、MU−MIMO技術を用いて複数のユーザ端末を空間多重すると共に、該ユーザ端末に対して3台の基地局による基地局連携通信を行う場合の接続形態である。連携状態P5は、連携状態P4と基本的に同じ接続形態であるが、連携する基地局が直線状に配置されているため、両端の基地局を用いた基地局連携通信を行うことができない。
連携状態P6は、2台の基地局による基地局連携通信である。連携状態P6では、MU−MIMO技術を用いて2台のユーザ端末を空間多重しており、同一のタイミングで各ユーザ端末に対してデータ通信が行われる。
連携状態P7は、2台の基地局による基地局連携通信である。連携状態P7では、MU−MIMO技術を用いて3台のユーザ端末を空間多重しているが、MU−MIMO技術により同時に通信するユーザ端末のうち、両基地局のセルの重複エリアに位置しない2台のユーザ端末は、それぞれ、1台の基地局と1本のアンテナを用いて通信する。
連携状態P8は、2台の基地局による基地局連携通信である。連携状態P8では、両基地局のセルの重複エリアに位置するユーザ端末に対してマルチサイト接続を行わず、一方の基地局とシングルサイト接続を行う。このとき、他方の基地局では、自基地局の近傍に位置するユーザ端末に対して、送信電力を下げてシングルサイトサイト接続による通信を行う。あるいは、該他方の基地局では、ビームフォーミング技術を用いて、両基地局のセルの重複エリアに位置するユーザ端末の方向へアンテナパターンのヌルを向け、当該アンテナパターンでシングルサイト接続が可能なユーザ端末との通信を行う。
Claims (27)
- 複数の基地局を配置し、各基地局の通信エリアによって連続的な通信サービスエリアを構築するセルラ移動通信システムにおいて、
基地局毎に基地局連携部を設け、各基地局連携部が通信ネットワークを介して相互に通信可能なように構成されてなり、
複数の基地局が連携して移動局と通信を行う基地局連携通信の制御を、該基地局連携通信に係る基地局の基地局連携部同士が協調して行うものであって、
前記基地局連携部は、
ある移動局に対する基地局連携通信に係る各基地局の無線通信の状態を表す情報を取得する手段と、
該情報に基づいて各基地局の基地局連携通信の可否を判断する手段と、
この判断の結果に基づいて当該移動局に係る通信方法を決定する手段と、を有する、
ことを特徴とするセルラ移動通信システム。 - 前記基地局連携部は、基地局連携通信を行う移動局に対し、空間多重することが可能な移動局を調べる手段を有することを特徴とする請求項1に記載のセルラ移動通信システム。
- 前記基地局連携部は、移動局が希望する基地局候補によるマルチサイト接続を行うことができないと判断した場合、当該移動局に係る通信方法としてシングルサイト接続を選択することを特徴とする請求項1に記載のセルラ移動通信システム。
- 前記基地局連携部は、移動局がシングルサイト接続で基地局と通信を行うことを、該シングルサイト接続対象の基地局以外の基地局候補へ通知し、
該基地局候補は、該通知されたシングルサイト接続対象の移動局に対する干渉を抑えるように動作する、
ことを特徴とする請求項3に記載のセルラ移動通信システム。 - 前記基地局候補は、前記通知されたシングルサイト接続対象の移動局が通信を行う無線リソーススロットにおいて、他の移動局とシングルサイト接続を行うと共に、該通知されたシングルサイト接続対象の移動局に対する干渉を抑えるために、送信電力を抑制することを特徴とする請求項4に記載のセルラ移動通信システム。
- 前記基地局候補は、前記通知されたシングルサイト接続対象の移動局の方向にヌルを向けるようにビームフォーミングを行うと共に、当該ビーム形状により他の移動局と通信を行うことを特徴とする請求項4に記載のセルラ移動通信システム。
- 前記移動局は、自己が所属する基地局のみに対し、基地局連携通信を行うために必要な連携通信制御情報を送信する手段を有し、
前記基地局連携部は、
自基地局に所属する移動局から受信した連携通信制御情報を該移動局に対する基地局連携通信に係る基地局へ転送する手段と、
基地局連携通信を行っている各基地局に対し、通信方法の変更を問い合わせる手段と、
該応答に基づいて通信方法の変更の可否を判断する手段と、を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載のセルラ移動通信システム。 - 前記移動局は、基地局連携通信に係る全ての基地局に対し、基地局連携通信を行うために必要な連携通信制御情報を送信する手段を有し、
前記基地局連携部は、
自基地局の基地局連携通信に係る基地局の中から、当該基地局連携通信に係る制御を主となって行うマスター基地局を決定する手段と、
自基地局がマスター基地局である場合に、当該基地局連携通信を行っている各基地局に対し、通信方法の変更を問い合わせる手段と、
該応答に基づいて通信方法の変更の可否を判断する手段と、を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載のセルラ移動通信システム。 - 前記移動局は、基地局に対し、基地局連携通信の開始又は変更を要求する手段を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のセルラ移動通信システム。
- 前記基地局連携部は、移動局及び基地局に対し、基地局連携通信の開始又は変更を要求する手段を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のセルラ移動通信システム。
- 複数の基地局を配置し、各基地局の通信エリアによって連続的な通信サービスエリアを構築するセルラ移動通信システムにおいて、基地局毎に設けられる基地局制御装置であって、
各基地局制御装置が通信ネットワークを介して相互に通信可能なように構成されてなり、
複数の基地局が連携して移動局と通信を行う基地局連携通信の制御を、該基地局連携通信に係る基地局の基地局制御装置同士が協調して行うものであり、
前記基地局制御装置は、
ある移動局に対する基地局連携通信に係る各基地局の無線通信の状態を表す情報を取得する手段と、
該情報に基づいて各基地局の基地局連携通信の可否を判断する手段と、
この判断の結果に基づいて当該移動局に係る通信方法を決定する手段と、を有する、
ことを特徴とする基地局制御装置。 - 基地局連携通信を行う移動局に対し、空間多重することが可能な移動局を調べる手段を有することを特徴とする請求項11に記載の基地局制御装置。
- 移動局が希望する基地局候補によるマルチサイト接続を行うことができないと判断した場合、当該移動局に係る通信方法としてシングルサイト接続を選択することを特徴とする請求項11に記載の基地局制御装置。
- 移動局がシングルサイト接続で基地局と通信を行うことを、該シングルサイト接続対象の基地局以外の基地局候補へ通知し、
該基地局候補に対し、該通知したシングルサイト接続対象の移動局に対する干渉を抑えるように動作させる、
ことを特徴とする請求項13に記載の基地局制御装置。 - 前記移動局は、自己が所属する基地局のみに対し、基地局連携通信を行うために必要な連携通信制御情報を送信するものであり、
前記基地局制御装置は、
自基地局に所属する移動局から受信した連携通信制御情報を該移動局に対する基地局連携通信に係る基地局へ転送する手段と、
基地局連携通信を行っている各基地局に対し、通信方法の変更を問い合わせる手段と、
該応答に基づいて通信方法の変更の可否を判断する手段と、を有する、
ことを特徴とする請求項11に記載の基地局制御装置。 - 前記移動局は、基地局連携通信に係る全ての基地局に対し、基地局連携通信を行うために必要な連携通信制御情報を送信するものであり、
前記基地局制御装置は、
自基地局の基地局連携通信に係る基地局の中から、当該基地局連携通信に係る制御を主となって行うマスター基地局を決定する手段と、
自基地局がマスター基地局である場合に、当該基地局連携通信を行っている各基地局に対し、通信方法の変更を問い合わせる手段と、
該応答に基づいて通信方法の変更の可否を判断する手段と、を有する、
ことを特徴とする請求項11に記載の基地局制御装置。 - 移動局及び基地局に対し、基地局連携通信の開始又は変更を要求する手段を有することを特徴とする請求項11から16のいずれか1項に記載の基地局制御装置。
- 複数の基地局を配置し、各基地局の通信エリアによって連続的な通信サービスエリアを構築するセルラ移動通信システムにおいて、
基地局毎に基地局連携部を設け、各基地局連携部が通信ネットワークを介して相互に通信可能なように構成されてなり、
複数の基地局が連携して移動局と通信を行う基地局連携通信の制御を、該基地局連携通信に係る基地局の基地局連携部同士が協調して行う基地局連携通信制御方法であって、
前記基地局連携部が、ある移動局に対する基地局連携通信に係る各基地局の無線通信の状態を表す情報を取得するステップと、
前記基地局連携部が、該情報に基づいて各基地局の基地局連携通信の可否を判断するステップと、
前記基地局連携部が、この判断の結果に基づいて当該移動局に係る通信方法を決定するステップと、を含む、
ことを特徴とする基地局連携通信制御方法。 - 前記基地局連携部が、基地局連携通信を行う移動局に対し、空間多重することが可能な移動局を調べるステップをさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の基地局連携通信制御方法。
- 前記基地局連携部が、移動局が希望する基地局候補によるマルチサイト接続を行うことができないと判断した場合、当該移動局に係る通信方法としてシングルサイト接続を選択することを特徴とする請求項18に記載の基地局連携通信制御方法。
- 前記基地局連携部が、移動局がシングルサイト接続で基地局と通信を行うことを、該シングルサイト接続対象の基地局以外の基地局候補へ通知し、
該基地局候補が、該通知されたシングルサイト接続対象の移動局に対する干渉を抑えるように動作する、
ことを特徴とする請求項20に記載の基地局連携通信制御方法。 - 前記基地局候補が、前記通知されたシングルサイト接続対象の移動局が通信を行う無線リソーススロットにおいて、他の移動局とシングルサイト接続を行うと共に、該通知されたシングルサイト接続対象の移動局に対する干渉を抑えるために、送信電力を抑制することを特徴とする請求項21に記載の基地局連携通信制御方法。
- 前記基地局候補が、前記通知されたシングルサイト接続対象の移動局の方向にヌルを向けるようにビームフォーミングを行うと共に、当該ビーム形状により他の移動局と通信を行うことを特徴とする請求項21に記載の基地局連携通信制御方法。
- 前記移動局が、自己が所属する基地局のみに対し、基地局連携通信を行うために必要な連携通信制御情報を送信するステップと、
前記基地局連携部が、自基地局に所属する移動局から受信した連携通信制御情報を該移動局に対する基地局連携通信に係る基地局へ転送するステップと、
前記基地局連携部が、基地局連携通信を行っている各基地局に対し、通信方法の変更を問い合わせるステップと、
前記基地局連携部が、該応答に基づいて通信方法の変更の可否を判断するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の基地局連携通信制御方法。 - 前記移動局が、基地局連携通信に係る全ての基地局に対し、基地局連携通信を行うために必要な連携通信制御情報を送信するステップと、
前記基地局連携部が、自基地局の基地局連携通信に係る基地局の中から、当該基地局連携通信に係る制御を主となって行うマスター基地局を決定するステップと、
前記基地局連携部が、自基地局がマスター基地局である場合に、当該基地局連携通信を行っている各基地局に対し、通信方法の変更を問い合わせるステップと、
前記基地局連携部が、該応答に基づいて通信方法の変更の可否を判断するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の基地局連携通信制御方法。 - 前記移動局が、基地局に対し、基地局連携通信の開始又は変更を要求するステップをさらに含むことを特徴とする請求項18から25のいずれか1項に記載の基地局連携通信制御方法。
- 前記基地局連携部が、移動局及び基地局に対し、基地局連携通信の開始又は変更を要求するステップをさらに含むことを特徴とする請求項18から25のいずれか1項に記載の基地局連携通信制御方法。
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