JP2013132084A - 隣接セルのスペクトラムリソースとチャネルリソースを借用する下りリンク伝送システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この下りリンク伝送システムにおいて、端末があるセルの無線ノードは、その送信チャネル、その送信周波数帯域内のリソースブロックの一部又は全部を用いて、端末があるセルに隣接するセルの無線ノードは、それぞれの送信チャネルと送信周波数帯域内のリソースブロックの一部又は全部を用いて、共に単一ストリーム方式で業務データを前記端末に送信する。本発明によれば、スペクトラム借用が複数のセルに制限されるといった関連技術の問題を解消することができ、周波数空間再利用の仕組みを一定に維持し、隣接セル間の干渉を制御する前提で、端末が複数のセルの周波数帯域による共同サービスを受ける領域を向上させ、セルエッジにある端末の伝送速度を向上できる。
【選択図】図2
Description
このように、セルの内部は、主に電力の低い副サブキャリアによりデータを伝送する。セル内部は基地局に近いから、端末が本セルの基地局から明瞭な信号を受信することが可能である。そして、副サブキャリアの電力が小さいため、隣接セル間の干渉も小さい。一方、各隣接セルのエッジ領域は、いずれも電力の高い主サブキャリアによりデータを伝送し、エッジ領域にある端末は、主に、異なる隣接セルの主サブキャリアを受信する。異なる隣接セルの主サブキャリアが重ね合わせないまま直交するため、相互の干渉を大きく削減できる。
「Soft Frequency Reuse」又は「Fractional Frequency Reuse」に関する特許技術として、特許文献1「OFDM移動通信システムの電力計画によりセル間干渉を調整する方法」と、特許文献2「単一周波数網におけるアップリンク干渉調整方法、基地局、端末およびネットワーク」がある。この方法は、現在の第三世代移動通信の長期発展システム標準において検討されつつある。
しかしながら、この技術はセルエッジの周波数リソースが制限され、数多くのユーザや高いデータ速度をサポートすることが困難であるという欠点がある。
図1には、当該方法の模式図を示す。当該案において、セルの内部は、低減可能な電力で周波数帯全体を利用するが、セルエッジの周波数再利用係数は、常に1/3のままではなく、隣接セル間のエッジ負荷により調整されるものである。あるセルエッジのユーザが少ないとき、利用可能な周波数を1/3よりも小さくする。同時に、その隣接セルのエッジの負荷が重いとき、その隣接セルのエッジの利用可能な周波数が1/3を超える。全てのセルエッジのユーザ負荷が重い場合、各セルエッジの利用可能な周波数がいずれも1/3である。
周波数再利用係数が1/3のネットワーク構築モードにも同様な問題がある。作動周波数がそれぞれf1、f2、f3である3つの隣接セルの間でスペクトラムを借用する際に、例えば、作動周波数がf1のセルが、f2を借用する場合、作動周波数がf1のセルに隣接する2つのセルf2の両方とも軽い負荷を有するのでなければ、借用できない。換言すれば、作動周波数がf1のセルのエッジ端末が周波数f2のリソースブロック(Resource Block、 RBと略称)の一部又は全部を使用するとき、作動周波数がf1のセルに隣接するセルの両方とも干渉される恐れがある。
この下りリンク伝送システムでは、周波数再利用の要求に応じて、同一又は異なる送信周波数帯域を用いてそのサービスエリアの端末に業務を提供する複数の隣接或は近接する無線ノードと、少なくとも1つの端末を備え、隣接する無線ノードの送信信号によりカバーされる領域に重なりがある。端末があるセルの無線ノードは、その送信チャネル、送信周波数帯域内のリソースブロックの一部又は全部を用いて、端末があるセルの隣接セルの無線ノードは、それぞれの送信チャネルと送信周波数帯域内のリソースブロックの一部又は全部を用いて、共に単一ストリーム方式で業務データを端末に送信する。
無線端末が位置するセルの無線ノードは、無線端末の制御ノードであり、単一ストリーム方式における伝達に必要な制御指令は、制御ノードと無線端末の間で、その間の制御チャンネルを介して伝達される。
また、前記下りリンク伝送システムでは、同時或は時分割に隣接セルの無線ノードのリソースブロックの全部又は一部、および端末があるセルの無線ノードのリソースブロックの全部又は一部を用いて、業務データを送信できる。
本発明に係る下りリンク伝送方法は、単一ストリーム伝送に参与可能な予選される隣接セルの無線ノードの集合を決定するステップと、予選された隣接セルの無線ノードの集合から、単一ストリーム伝送に参与する1つ又は複数の作業無線ノードを選択するステップと、端末に伝送すべき業務データを、1つ又は複数の作業無線ノードと端末があるセルの無線ノードとを含む単一ストリーム伝送用無線ノードに送信するステップと、単一ストリーム伝送用無線ノードが単一ストリーム方式で端末に業務データを送信するステップとを含み、
前記単一ストリーム方式は、前記端末に業務データを送信する過程において、前記隣接セルの無線ノードのリソースブロックおよび前記端末があるセルの無線ノードのリソースブロックのいずれにも、同一伝送ブロックの集合に属するデータが積載され、
無線端末が位置するセルの無線ノードは、無線端末の制御ノードであり、単一ストリーム方式における伝達に必要な制御指令は、制御ノードと無線端末の間で、その間の制御チャンネルを介して伝達される。
本発明で言うリソースブロック(Resource Block、 RBと略称)とは、(1)特定の時間帯内のスペクトラムに対応するものと、(2)直交周波数再利用において特定の時間帯内のサブキャリア群に対応するものとのいずれかであっでもよいが、これに限定されない。
しかし、当該方法は、隣接セルのエッジ端末間の干渉を回避することができるが、各セルのエッジ領域にある端末の利用可能なスペクトラム帯域幅が著しく低減する。本発明において、この問題を解決する基本対策は、隣接セル間でスペクトラムと送信チャネルを共有することにより、エッジ端末の使用可能な帯域幅を向上させることである。帯域幅の共有は、セルのエッジ領域に用いる直交する(即ち、排他的な)周波数帯域の間で行ってもよく、システム全体の使用可能な周波数帯域内で行ってもよいが、各セルの実際の負荷状況によって決まる。
まず、基地局は、1群の隣接セルの識別符号標識からなる、特定の隣接セルの無線ノードから送信されるパイロット信号や同期信号のような信号の特徴パラメータ(例えば、周波数点、符号化方式、測定用窓など)を指定するプローブの集合(Probe Set)を端末に送信し、端末は、プローブの集合により指定された信号の測定結果を報告し、ネットワーク側は、端末により報告された測定結果に基づいて、対応するセルの信号品質が閾値に達する(以上である)か否かを判断し、信号品質が閾値に達したセルの無線ノードを、単一ストリーム伝送に参与可能な潜在的な予選される隣接セルの無線ノードとする。
本セルと隣接セルの切換え用のリファレンス信号の受信電力(Reference Symbol Received Power、RSRPと略称される)を測定することにより、単一ストリーム伝送に参与可能な潜在的な隣接セルの無線ノードを認識することもできる。
予選された隣接セルの無線ノードに対応する隣接セルの過負荷指示情報(Overload Indication、OI)に基づいて、リソースの残りがあるか否かを判断し、OIにより、リソースの残りがない、即ち、既に過負荷していると指示された隣接セルでは、その周波数の借用を放棄し、リソースの残りがある隣接セルの各々では、そのリソース残量を取得し、それに隣接するセルにより借用申請されるリソース量を取得する。これらのデータは、基地局の間のX2インターフェースにより取得することができる。借用申請されるリソースを差し引いた剰余リソース量も閾値に達する隣接セルでは、その無線ノードを作業無線ノードとする。
単一ストリーム伝送用無線ノードへの業務データの送信操作は、単一ストリーム伝送用無線ノードのリソースブロックのそれぞれに同一伝送ブロックの集合内のデータを割り当てることであってよい。
ネットワーク又はBBUは、同一無線端末に送信される伝送ブロックを順次に伝送する。1つの伝送ブロックの集合内のデータの伝送は、詳しくは、直交変換(例えば、フーリエ逆変換、IFFT)された1つの伝送ブロックの集合内のデータを、I/Qデジタルベースバンド方式で、単一ストリーム伝送用無線ノードと決定された1つ又は複数の無線ノードにおけるリソースブロックに割り当てるという方法により行われる。
図5は、1つの分散型基地局からなる無線アクセス網である。この無線アクセス網において、各サイトには、それぞれが異なるセル(扇形領域)をカバーし、異なる周波数帯域、または同一周波数帯域内の異なる直交サブキャリア群を使用する3つのRRUが無線ノード201として配置されている。具体的に、RRU 1 は周波数f1を使用してセル1をカバーし、RRU 2は周波数f2を使用してセル2をカバーし、RRU 3は周波数f3を使用してセル3をカバーする。
201aないし201g 無線ノード
202 端末(UE)
203 端末の業務チャネル
BBU ベースバンド処理ユニット
BRB1ないしBRBn 他のセルのリソースブロック
CQI チャネル品質指標
OI 過負荷指示情報
RB リソースブロック
RRU リモート無線ユニット
RSRP リファレンス信号の受信電力
SRB サービスセルのリソースブロック
Claims (13)
- 周波数再利用の要求に応じて、同一又は異なる送信周波数帯域を用いてそのサービスエリアの端末に業務を提供する複数の隣接或は近接する無線ノードと、少なくとも1つの端末を備え、隣接する無線ノードの送信信号によりカバーされる領域に重なりがある、隣接セルのスペクトラムリソースとチャネルリソースを借用する下りリンク伝送システムであって、
端末があるセルの無線ノードは、その送信チャネル、送信周波数帯域内のリソースブロックの一部又は全部を用いて、前記端末があるセルの隣接セルの無線ノードは、それぞれの送信チャネルと送信周波数帯域内のリソースブロックの一部又は全部を用いて、共に単一ストリーム方式で業務データを前記端末に送信し、
前記単一ストリーム方式は、前記端末に業務データを送信する過程において、前記隣接セルの無線ノードのリソースブロックおよび前記端末があるセルの無線ノードのリソースブロックのいずれにも、同一伝送ブロックの集合に属するデータが積載され、
無線端末が位置するセルの無線ノードは、無線端末の制御ノードであり、単一ストリーム方式における伝達に必要な制御指令は、制御ノードと無線端末の間で、その間の制御チャンネルを介して伝達される、
ことを特徴とする下りリンク伝送システム。 - 前記下りリンク伝送システムは、同時或は時分割に前記隣接セルの無線ノードのリソースブロックの全部又は一部、および前記端末があるセルの無線ノードのリソースブロックの全部又は一部を用いて、前記業務データを送信する、
ことを特徴とする請求項1に記載の下りリンク伝送システム。 - 前記端末に業務データを送信する過程において、前記隣接セルの無線ノードおよび前記端末があるセルの無線ノードは、前記端末により報告されるチャネル品質指示に基づいて、特定のリソースブロックでの送信電力をそれぞれ調整する、
ことを特徴とする請求項1に記載の下りリンク伝送システム。 - 前記無線ノードは、独立した基地局と分散型基地局のリモート無線ユニットを含み、
前記無線ノードのアンテナは、異なるサイトに配置されるアンテナと、同一サイトに配置され、異なる領域をカバーするアンテナとを含む、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の下りリンク伝送システム。 - 前記端末は、異なる無線ノードからの、異なる周波数帯域を有する信号に対し一括でダウンコンバートとベースバンド処理を行い、線形重ね合わせの原理により、前記端末に送信されるデータを、対応する無線ノードの送信データから選り分け、
前記端末がネットワーク側に報告されるチャネル品質指示情報は、端末があるセルの無線ノードの作業スペクトラムにおけるチャネル品質指示情報と、隣接セルの無線ノードの作業スペクトラムにおけるチャネル品質指示情報とを含む、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の下りリンク伝送システム。 - 前記端末は、セルエッジにある端末である、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の下りリンク伝送システム。 - 前記リソースブロックは、特定の時間帯のスペクトラムに対応するものと、直交周波数再利用において特定の時間帯のサブキャリア群に対応するものとのいずれかである、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の下りリンク伝送システム。 - 隣接セルのスペクトラムリソースとチャネルリソースを借用する下りリンク伝送方法であって、
単一ストリーム伝送に参与可能な予選される隣接セルの無線ノードの集合を決定するステップと、
前記予選された隣接セルの無線ノードの集合から、単一ストリーム伝送に参与する1つ又は複数の作業無線ノードを選択するステップと、
端末に伝送すべき業務データを、前記1つ又は複数の作業無線ノードと端末があるセルの無線ノードとを含む単一ストリーム伝送用無線ノードに送信するステップと、
前記単一ストリーム伝送用無線ノードが単一ストリーム方式で前記端末に前記業務データを送信するステップと、
を含み、
前記単一ストリーム方式は、前記端末に業務データを送信する過程において、前記隣接セルの無線ノードのリソースブロックおよび前記端末があるセルの無線ノードのリソースブロックのいずれにも、同一伝送ブロックの集合に属するデータが積載され、
無線端末が位置するセルの無線ノードは、無線端末の制御ノードであり、単一ストリーム方式における伝達に必要な制御指令は、制御ノードと無線端末の間で、その間の制御チャンネルを介して伝達される、
ことを特徴とする下りリンク伝送方法。 - 前記予選される隣接セルの無線ノードの集合を決定するステップにおいて、
基地局は、1群の隣接セルの識別符号標識からなる、特定の隣接セルの無線ノードから送信される信号を指定するプローブの集合を前記端末に送信し、
前記端末は、前記プローブの集合により指定された信号の測定結果を報告し、
ネットワーク側は、前記端末により報告された測定結果に基づいて、対応するセルの信号品質が閾値に達するか否かを判断し、信号品質が閾値に達したセルの無線ノードを、単一ストリーム伝送に参与可能な予選される隣接セルの無線ノードとする、
ことを特徴とする請求項8に記載の下りリンク伝送方法。 - 前記1つ又は複数の作業無線ノードを選択するステップにおいて、
前記予選された隣接セルの無線ノードに対応する隣接セルについて、その過負荷指示情報に基づいて、リソースの残りがあるか否かを判断し、
リソースの残りがある各々の隣接セルについて、それぞれリソース残量を取得し、それに隣接するセルにより借用される申請リソース量を取得し、
借用されるリソースを差し引いた剰余リソース量も閾値に達する隣接セルについて、その無線ノードを前記作業無線ノードとする、
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の下りリンク伝送方法。 - 前記業務データを前記単一ストリーム伝送用無線ノードに送信するステップは、1つの伝送ブロックの集合内のデータを、I/Qデジタルベースバンド方式で、前記単一ストリーム伝送用無線ノードのリソースブロックに割り当てることを含む、
ことを特徴とする請求項8に記載の下りリンク伝送方法。 - 無線端末は、各無線ノードのリソースブロックの位置と、伝達ブロックの集合の伝送形式指示情報などに基づいて、1つ又は複数の無線ノードからの、同一伝送ブロック集合に属するデータを復調、復号化することを特徴とする請求項1に記載の下りリンク伝送システム。
- 単一ストリーム伝送用無線ノードが、単一ストリーム方式で無線端末に業務データを送付後、
無線端末は、各無線ノードのリソースブロックの位置と、伝達ブロックの集合の伝送形式指示情報などに基づいて、1つ又は複数の無線ノードからの、同一伝送ブロック集合に属するデータを復調、復号化することを特徴とする請求項8に記載の下りリンク伝送方法。
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