JP4958515B2 - 無線通信方法及び基地局 - Google Patents
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Description
IEEE Std 802.16e 2005 IEEE Std 802.16-2004/Cor1-2005
(セルゾーン構成例)
先ず、本実施形態に係る無線通信システムのセルゾーン構成例について説明する。本実施形態においては、IEEE802.16e(Mobile WiMAX(登録商標))に基づく無線通信システムを例に説明する。図1は、本実施形態に係る無線通信システムのセルゾーン構成例を示す図である。
次に、本実施形態に係る基地局BSの構成例について説明する。図2は、本実施形態に係る基地局BSの構成例を示す機能ブロック図である。
次に、本実施形態に係る無線通信システムにおけるDLフレームの構成例について説明する。図3は、本実施形態に係る無線通信システムにおけるDLフレームの構成例を示す図である。
次に、図4を参照しながら、基地局BSによる内側ゾーン11及び外側ゾーン12のゾーン径の設定方法について説明する。
ビームフォーミング利得BGainを、下式から算出する。
パスロスモデルにより、式(1)で算出されるビームフォーミング利得に相当するパスロスを与える伝搬距離を逆算し、外側ゾーン12のゾーン径とする。図4(a)に、12素子等間隔円形アレーの空間相関特性(素子間隔=3.5λ)を示す。
ビームフォーミングの場合と同様であるが、SDMAの場合、SDMA数(空間多重数)によってビーム利得が変化する。そのため、そのビーム利得が最小となる場合、つまり最大SDMA数におけるビームフォーミング利得に相当するパスロスを与える伝搬距離を、パスロスモデルから算出しゾーン径とする。最大SDMA数におけるSビームフォーミング利得BGainは次式で与えられる。
図4(b)に具体的な設計例を示す。パスロスモデルはExtended COST231-Hata Model for metropolitan、キャリア周波数=2.5GHz、基地局/移動局アンテナ高=32/1.5mを想定する。
次に、基地局BS−移動局MS間におけるコネクション制御フロー例について説明する。図5は、基地局BS−移動局MS間におけるコネクション制御フロー例を示すフローチャートである。ただし、移動局MSがどちらのゾーンにいるかの判断を、基地局BSで測定される推定パスロスを基準とする場合について説明する。
次に、図6(a)に示すように、時刻t0にて内側ゾーン11内に位置する移動局MSが、外側ゾーン12へ向けて移動し、時刻t1にて内側ゾーン11及び外側ゾーン12の境界に至る場合の、基地局BS及び移動局MSの動作シーケンス例について、図6(b)を用いて説明する。ただし、移動局MSが内側ゾーン11及び外側ゾーン12のどちらのゾーンに存在するかの判断を、SINRを基準とする場合について説明する。
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、基地局BSと接続中の移動局MSが、ブロードキャストマップのカバレッジ(内側ゾーン11)の端部に移動し、ブロードキャストマップを受信できず通信が不安定になる前に、基地局BSは移動局MSへ向けてビームフォーミングを用いて移動局個別に制御情報を通知する。この結果、内側ゾーン11から外側ゾーン12へ移動した移動局MSが、外側ゾーン12にて安定した通信を行うことを可能としており、セル・エッジの強化および不感知地帯の削減を図ることができる。
本発明の第2実施形態においては、上述した第1実施形態に係るセルゾーン構成方法をセルラネットワークシステムに適用した構成について説明する。なお、本実施形態では第1実施形態と異なる点を主として説明し、重複する説明を省略する。
図7に、本実施形態に係る無線通信システムのセルゾーン構成例を示す。図7の例では、3つの基地局BS1〜BS3(以下、基地局BS1〜BS3を必要に応じて「基地局BS」と総称する)が、3つのセルC1〜C3をそれぞれ構成している。セルC1は同心円状に設定された内側ゾーン11及び外側ゾーン12からなる。セルC2は同心円状に設定された内側ゾーン21及び外側ゾーン22からなる。セルC3は同心円状に設定された内側ゾーン31及び外側ゾーン32からなる。
次に、図8〜図10を参照しながら、上記のセルゾーン構成例において内側ゾーンと外側ゾーンとを時分割する一例について説明する。
次に、図11を参照しながら、内側ゾーンと外側ゾーンを時分割割り当てする場合の、ゾーン時分割比の設定方法の一例について説明する。
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、隣接基地局間でセル間干渉を抑制しつつ、移動局が安定した通信を実現困難なエリアの発生を回避することができ、セル・エッジの移動局MSであっても安定して通信可能とすることができる。
上記のように、本発明は第1及び第2実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
Claims (9)
- 複数のアンテナ素子を具備する基地局における無線通信方法であって、
前記基地局が構成するセルを内側ゾーン及び外側ゾーンの2つに分けて設定するステップと、
所定の基準に基づいて、移動局が前記内側ゾーン及び前記外側ゾーンのいずれに位置するかを判定するステップと、
前記内側ゾーンに位置する移動局に対して、チャネル割当及び通信方式の情報を含む制御情報を報知チャネルで通知するステップと、
前記外側ゾーンに位置する移動局に対して、前記複数のアンテナ素子を用いるビームフォーミングによって、前記制御情報を個別チャネルで通知するステップと
を含むことを特徴とする無線通信方法。 - 前記判定するステップでは、前記内側ゾーンに位置する移動局が前記外側ゾーンへ向けて移動したことにより前記内側ゾーンの端部に到達したかを判定し、
前記制御情報を個別チャネルで通知するステップでは、前記内側ゾーンの端部に到達した移動局に対して、前記個別チャネルの割り当てを行う
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信方法。 - 前記判定するステップでは、前記所定の基準として、前記移動局との通信中に推定されるパスロス、受信信号強度(RSSI)、信号対干渉・ノイズ比(SINR)、又は干渉量の少なくとも1つを用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信方法。
- 前記設定するステップでは、前記複数のアンテナ素子のアンテナ素子数に応じて算出されるビームフォーミング利得から、前記外側ゾーンのゾーン径を設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の無線通信方法。
- 前記設定するステップでは、SDMA方式による空間多重数が最大である場合の前記ビームフォーミング利得から、前記外側ゾーンのゾーン径を設定することを特徴とする請求項4に記載の無線通信方法。
- 前記設定するステップでは、前記内側ゾーンの一部と隣接基地局が構成する外側ゾーンの一部とが重なり、且つ、前記内側ゾーンと前記隣接基地局が構成する内側ゾーンとが重ならないように、前記内側ゾーン及び前記外側ゾーンを設定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の無線通信方法。
- 前記内側ゾーン内の移動局と通信を行う第1期間と、前記外側ゾーン内の移動局と通信を行う第2期間とを時分割で制御するステップを更に含み、
前記第1及び第2期間が、前記隣接基地局が用いる前記第1及び第2期間とそれぞれ同期していることを特徴とする請求項6に記載の無線通信方法。 - 前記制御するステップでは、前記基地局の通信状態に応じて、前記第1及び第2期間の時分割比を少なくともフレーム毎に最適化することを特徴とする請求項7に記載の無線通信方法。
- 複数のアンテナ素子を具備する基地局であって、
前記基地局が構成するセルを内側ゾーン及び外側ゾーンの2つに分けて設定する設定部と、
所定の基準に基づいて、移動局が前記内側ゾーン及び前記外側ゾーンのいずれに位置するかを判定する判定部と、
前記内側ゾーンに位置する移動局に対して、チャネル割当及び通信方式の情報を含む制御情報を報知チャネルで通知する通信制御部とを備え、
前記通信制御部は、前記外側ゾーンに位置する移動局に対して、前記複数のアンテナ素子を用いるビームフォーミングによって、前記制御情報を個別チャネルで通知することを特徴とする基地局。
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