JP5756823B2 - Base station apparatus and communication system - Google Patents
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Description
本発明は、無線伝送路を介して移動局と通信可能な基地局装置及びその基地局装置を備えた通信システムに関するものである。 The present invention relates to a base station apparatus capable of communicating with a mobile station via a wireless transmission path and a communication system including the base station apparatus.
近年の移動通信システムにおけるトラフィックの急増に対応すべく、従来のマクロ基地局やピコ基地局よりもセル（無線通信エリア）が狭い小型基地局（例えば特許文献１、２参照）の需要が高まっている。 In order to respond to the rapid increase in traffic in mobile communication systems in recent years, the demand for small base stations (see, for example, Patent Documents 1 and 2) whose cells (wireless communication areas) are narrower than conventional macro base stations and pico base stations has increased. Yes.
図７、８はそれぞれ、従来例に係る小型基地局を含む通信システムの概略構成の一例を示す説明図である。図７、８に示すように、小型基地局２０は、無線伝送路２２を介して移動局としての移動機１０との間で双方向に通信することができる。また、小型基地局２０は、バックホール回線２６、ルータ２４及びインターネット３０を介して、コアネットワークに設置された各種のコアネットワーク装置４０と通信することができる。 7 and 8 are explanatory diagrams showing an example of a schematic configuration of a communication system including a conventional small base station. As shown in FIGS. 7 and 8, the small base station 20 can communicate bidirectionally with the mobile device 10 as a mobile station via the wireless transmission path 22. The small base station 20 can communicate with various core network devices 40 installed in the core network via the backhaul line 26, the router 24, and the Internet 30.
図７の通信システムにおいて、移動機１０へ向かうダウンリンク（ＤＬ）のデータ通信を行う場合、バックホール回線２６の通信速度（スループット）は例えば１００Ｍｂｐｓであり、無線伝送路２２のダウンリンク（ＤＬ）の通信速度（例えば７５Ｍｂｐｓ）よりも高い。また、移動機１０からのアップリンク（ＵＬ）のデータ通信を行う場合、バックホール回線２６の通信速度は例えば５０Ｍｂｐｓであり、無線伝送路２２のダウンリンク（ＤＬ）の通信速度（例えば３７Ｍｂｐｓ）よりも高い。このようにダウンリンク及びアップリンクのいずれの場合も、バックホール回線２６の通信速度が無線伝送路２２の通信速度よりも高いので、小型基地局２０でデータの滞留は発生しない。 In the communication system of FIG. 7, when performing downlink (DL) data communication toward the mobile device 10, the communication speed (throughput) of the backhaul line 26 is, for example, 100 Mbps, and the downlink (DL) of the wireless transmission path 22. Higher than the communication speed (for example, 75 Mbps). When uplink (UL) data communication from the mobile device 10 is performed, the communication speed of the backhaul line 26 is, for example, 50 Mbps, and the downlink (DL) communication speed of the wireless transmission path 22 (for example, 37 Mbps). Is also expensive. As described above, in both the downlink and the uplink, the communication speed of the backhaul line 26 is higher than the communication speed of the wireless transmission path 22, so that no data stays in the small base station 20.
しかしながら、小型基地局は、上記マクロ基地局やピコ基地局のような公共エリアだけでなく、ユーザの個宅に設置されるケースも想定される。このようなケースの場合、図８に示すように、その場合、小型基地局のバックホール回線２６としてＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）等の低速回線が使用されることがある。
例えば図８の通信システムにおいて、移動機１０へ向かうダウンリンク（ＤＬ）のデータ通信では、バックホール回線２６の通信速度は例えば１０Ｍｂｐｓであり、無線伝送路２２のダウンリンク（ＤＬ）の通信速度（例えば７５Ｍｂｐｓ）よりも低い。このように小型基地局のバックホール回線として低速回線が使われる場合、無線伝送路２２において無線リソースの無駄が発生してしまうおそれがある。無線リソースの無駄に使用すると、隣接する基地局のセル（無線通信エリア）の移動局へのＤＬ／ＵＬの干渉が発生しやすくなる。
また、移動機１０からのアップリンク（ＵＬ）のデータ通信では、バックホール回線２６の通信速度は例えば７Ｍｂｐｓであり、無線伝送路２２のアップリンク（ＵＬ）の通信速度（例えば３７Ｍｂｐｓ）よりも低い。このように小型基地局２０のバックホール回線２６として低速回線が使われる場合、小型基地局２０側で上りデータのバッファオーバーフローを引き起こすおそれがある。
However, it is assumed that the small base station is installed not only in the public area such as the macro base station and the pico base station but also in the user's private house. In such a case, as shown in FIG. 8, a low-speed line such as ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) may be used as the backhaul line 26 of the small base station.
For example, in the communication system of FIG. 8, in downlink (DL) data communication toward the mobile device 10, the communication speed of the backhaul line 26 is, for example, 10 Mbps, and the downlink (DL) communication speed of the wireless transmission path 22 ( For example, lower than 75 Mbps). Thus, when a low-speed line is used as a backhaul line for a small base station, there is a possibility that wireless resources are wasted in the wireless transmission path 22. If the wireless resources are wasted, the DL / UL interference is likely to occur in the mobile station in the cell (wireless communication area) of the adjacent base station.
Further, in uplink (UL) data communication from the mobile device 10, the communication speed of the backhaul line 26 is, for example, 7 Mbps, which is lower than the uplink (UL) communication speed (for example, 37 Mbps) of the wireless transmission path 22. . As described above, when a low-speed line is used as the backhaul line 26 of the small base station 20, there is a possibility that an uplink data buffer overflow is caused on the small base station 20 side.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、バックホール回線の通信速度に応じて移動局との間の無線伝送路の最適化を図ることができる基地局装置及び通信システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and a purpose thereof is a base station apparatus and communication capable of optimizing a wireless transmission path with a mobile station according to the communication speed of a backhaul line. Is to provide a system.
本発明に係る基地局装置は、無線伝送路を介して移動局と通信可能な基地局装置であって、当該基地局装置のバックホール回線の通信速度の情報を取得する情報取得手段と、前記情報取得手段で取得した前記バックホール回線の通信速度の情報に基づいて、前記無線伝送路の通信速度が前記バックホール回線の通信速度以下になるように、前記無線伝送路の通信パラメータを調整するパラメータ調整手段と、を備える。
この基地局装置では、バックホール回線の通信速度が無線伝送路の通信速度よりも低速と判断したときに、その無線伝送路の通信速度がバックホール回線の通信速度以下になるように無線伝送路の通信パラメータを調整する。これにより、基地局のバックホール回線の速度に応じて基地局と移動局との間で適切な通信が可能になる。
A base station apparatus according to the present invention is a base station apparatus capable of communicating with a mobile station via a wireless transmission path, and information acquisition means for acquiring information on a communication speed of a backhaul line of the base station apparatus, Based on the information on the communication speed of the backhaul line acquired by the information acquisition means, the communication parameter of the wireless transmission path is adjusted so that the communication speed of the wireless transmission path is equal to or lower than the communication speed of the backhaul line. Parameter adjusting means.
In this base station apparatus, when it is determined that the communication speed of the backhaul line is lower than the communication speed of the radio transmission path, the radio transmission path is set so that the communication speed of the radio transmission path is equal to or lower than the communication speed of the backhaul line. Adjust the communication parameters. This enables appropriate communication between the base station and the mobile station according to the speed of the backhaul line of the base station.
前記基地局装置において、前記情報取得手段は、前記バックホール回線の通信速度の情報を定期的に取得し、前記パラメータ調整手段は、前記バックホール回線の通信速度が所定の閾値以下になったときに、前記無線伝送路の通信パラメータの調整を実行してもよい。この基地局装置では、低速度のバックホール回線による基地局と移動局との間の不適切な通信の発生をより確実に防止できる。
また、前記基地局装置において、前記無線伝送路で空間多重可能に構成され、前記パラメータ調整手段は、前記無線伝送路のダウンリンクにおける空間多重を行わないように調整してもよい。この基地局装置では、前記無線伝送路のダウンリンクにおける空間多重を行わないようにすることにより、無線リソースを有効利用でき、周辺の無線通信エリア（セル）の移動局への干渉を低減できる。
また、前記基地局装置において、前記無線伝送路で複数種類の変調符号化方式を選択可能に構成され、前記パラメータ調整手段は、前記無線伝送路における変調符号化方式を低速度対応の方式に変更するように調整してもよい。この基地局装置では、前記無線伝送路のダウンリンクにおける変調符号化方式を低速度対応の変調符号化方式に変更することにより、無線リソースを有効利用でき、周辺の無線通信エリア（セル）の移動局への干渉を低減できる。また、前記無線伝送路のアップリンクにおける変調符号化方式を低速度対応の方式にすることにより、基地局装置でのデータの滞留が無くなり、上りデータのバッファオーバーフローを防止できる。
また、前記基地局装置において、前記パラメータ調整手段は、前記無線伝送路における物理リソースブロックの数を制限するように調整してもよい。この基地局装置では、前記無線伝送路のダウンリンクにおける物理リソースブロックの数を制限することにより、無線リソースを有効利用でき、周辺の無線通信エリア（セル）の移動局への干渉を低減できる。また、前記無線伝送路のアップリンクにおける物理リソースブロックの数を制限することにより、基地局装置でのデータの滞留が無くなり、上りデータのバッファオーバーフローを防止できる。
In the base station apparatus, the information acquisition unit periodically acquires information on the communication speed of the backhaul line, and the parameter adjustment unit determines that the communication speed of the backhaul line is equal to or lower than a predetermined threshold. In addition, the communication parameters of the wireless transmission path may be adjusted. In this base station apparatus, it is possible to more reliably prevent the occurrence of inappropriate communication between the base station and the mobile station via the low-speed backhaul line.
The base station apparatus may be configured to be capable of spatial multiplexing in the radio transmission path, and the parameter adjustment unit may adjust so as not to perform spatial multiplexing in the downlink of the radio transmission path. In this base station apparatus, by not performing spatial multiplexing in the downlink of the radio transmission path, radio resources can be used effectively, and interference with mobile stations in surrounding radio communication areas (cells) can be reduced.
Further, the base station apparatus is configured to be able to select a plurality of types of modulation and coding schemes in the radio transmission path, and the parameter adjusting means changes the modulation and coding scheme in the radio transmission path to a scheme corresponding to a low speed. You may adjust so that. In this base station apparatus, by changing the modulation and coding scheme in the downlink of the radio transmission path to a modulation and coding scheme corresponding to low speed, radio resources can be effectively used, and movement of surrounding radio communication areas (cells) can be performed. Interference with the station can be reduced. Further, by making the modulation and coding method in the uplink of the wireless transmission path a method corresponding to a low speed, data retention in the base station apparatus is eliminated, and buffer overflow of uplink data can be prevented.
In the base station apparatus, the parameter adjusting unit may adjust the number of physical resource blocks in the radio transmission path. In this base station apparatus, by limiting the number of physical resource blocks in the downlink of the radio transmission path, radio resources can be effectively used, and interference with mobile stations in surrounding radio communication areas (cells) can be reduced. In addition, by limiting the number of physical resource blocks in the uplink of the wireless transmission path, data retention in the base station device is eliminated, and uplink data buffer overflow can be prevented.
また、本発明に係る通信システムは、前記基地局装置を備えた通信システムであって、前記基地局装置のバックホール回線の通信速度を測定するサーバ装置を、コアネットワーク側に備え、前記情報取得手段は、前記バックホール回線の通信速度の情報を前記サーバ装置から取得することを特徴とするものである。この通信システムでは、基地局装置での処理の負荷を抑制しつつ、基地局装置のバックホール回線の通信速度を精度よく測定することができる。 The communication system according to the present invention is a communication system including the base station device, and includes a server device on the core network side for measuring a communication speed of a backhaul line of the base station device, and the information acquisition The means is characterized in that information on the communication speed of the backhaul line is acquired from the server device. In this communication system, it is possible to accurately measure the communication speed of the backhaul line of the base station device while suppressing the processing load on the base station device.
本発明によれば、バックホール回線の通信速度に応じて移動局との間で適切な通信が可能になるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to perform appropriate communication with a mobile station according to the communication speed of the backhaul line.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る通信システムの概略構成の一例を示す説明図である。図１において、本実施形態の通信システムは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の仕様に準拠した通信システムであり、無線伝送路２２を介して移動局としての移動機１０と通信可能な小型基地局２０を備えている。更に、本実施形態の通信システムは、各種のコアネットワーク装置４０のほか、小型基地局２０のバックホール回線２６の通信速度を測定するサーバ装置としてのスループット測定サーバ５０を備えている。なお、図１では、移動機１０及び小型基地局２０をそれぞれ１台ずつ図示しているが、移動機１０及び小型基地局２０はそれぞれ複数であってもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of a communication system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the communication system according to the present embodiment is a communication system compliant with LTE (Long Term Evolution) specifications, and is a small base station 20 that can communicate with a mobile device 10 as a mobile station via a wireless transmission path 22. It has. Furthermore, the communication system of the present embodiment includes a throughput measurement server 50 as a server device that measures the communication speed of the backhaul line 26 of the small base station 20 in addition to various core network devices 40. In FIG. 1, one mobile device 10 and one small base station 20 are illustrated, but there may be a plurality of mobile devices 10 and small base stations 20.
小型基地局２０は、広域のマクロ基地局やピコ基地局とは異なり、無線通信可能距離が数ｍ乃至数百ｍ程度であり、一般家庭、店舗、オフィス等の屋内にも設置することができる小容量の基地局である。小型基地局２０は、移動体通信網における広域のマクロ基地局がカバーするエリアよりも小さなエリアをカバーするように設けられるため「フェムト基地局」と呼ばれたり、「Ｈｏｍｅ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ」や「Ｈｏｍｅ ｅＮＢ」と呼ばれたりする場合もある。小型基地局２０は、ＡＤＳＬ回線や光回線等のブロードバンド公衆通信回線などのバックホール回線２６と、バックホール回線２６の途中に設けられたルータ２４と、インターネット３０とを介して、移動体通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上に設けられた各種のコアネットワーク装置４０及びスループット測定サーバ５０それぞれとの間で所定の通信インターフェースにより通信することができる。 The small base station 20, unlike a macro base station or pico base station in a wide area, has a wireless communication range of several meters to several hundred meters, and can be installed indoors such as a general home, a store, an office, etc. A small-capacity base station. Since the small base station 20 is provided so as to cover an area smaller than an area covered by a wide-area macro base station in the mobile communication network, the small base station 20 is referred to as “Femto base station”, “Home e-Node B”, It may be called “Home eNB”. The small base station 20 is connected to a mobile communication network via a backhaul line 26 such as a broadband public communication line such as an ADSL line or an optical line, a router 24 provided in the middle of the backhaul line 26, and the Internet 30. Can communicate with each of the various core network devices 40 and the throughput measurement server 50 provided on the core network by a predetermined communication interface.
移動機１０は、携帯電話機やスマートホンなどの通信端末からなるユーザ装置（ＵＥ）であり、小型基地局２０のセルに在圏するときに、その在圏するセルに対応する小型基地局と間で所定の通信方式及び無線リソースを用いて無線通信することができる。移動機１０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより小型基地局２０等との間の無線通信等を行うことができる。 The mobile device 10 is a user equipment (UE) composed of a communication terminal such as a mobile phone or a smart phone. When the mobile device 10 is located in a cell of the small base station 20, the mobile device 10 is not The wireless communication can be performed using a predetermined communication method and wireless resources. The mobile device 10 is configured using hardware such as a computer device having a CPU, a memory, and the like, and a wireless communication unit, and performs wireless communication with the small base station 20 and the like by executing a predetermined program. It can be carried out.
スループット測定サーバ５０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部などのハードウェアを用いて構成されている。スループット測定サーバ５０は、所定のプログラムが実行されることにより、小型基地局２０のバックホール回線２６の通信速度を測定する。例えば、スループット測定サーバ５０は、所定のタイミングに（例えば定期的に）、バックホール回線２６を介して小型基地局２０と通信を行い、バックホール回線２６の小型基地局側に向かうダウンリンク（ＤＬ）及びコアネットワーク側に向かうアップリンク（ＵＬ）それぞれにおける通信速度を測定する。その測定結果は、スループット測定サーバ５０内の所定の記憶装置に保存される。また、スループット測定サーバ５０は、小型基地局２０から受信した情報取得要求に応じて、上記バックホール回線２６の通信速度の測定結果の情報を小型基地局２０に奏する。 The throughput measurement server 50 is configured using hardware such as a computer device having a CPU, a memory, and the like, and an external communication interface unit for a core network. The throughput measurement server 50 measures the communication speed of the backhaul line 26 of the small base station 20 by executing a predetermined program. For example, the throughput measurement server 50 communicates with the small base station 20 through the backhaul line 26 at a predetermined timing (for example, periodically), and the downlink (DL) toward the small base station side of the backhaul line 26 (DL ) And the uplink (UL) toward the core network side are measured. The measurement result is stored in a predetermined storage device in the throughput measurement server 50. Further, the throughput measurement server 50 provides the small base station 20 with information on the measurement result of the communication speed of the backhaul line 26 in response to the information acquisition request received from the small base station 20.
図２は、本実施形態の小型基地局２０を構成する基地局装置２００の要部の概略構成例を示す機能ブロック図である。基地局装置２００は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、後述のバックホール回線２６の通信速度の情報を取得する処理を実行したり、移動機１０との間の無線伝送路の通信パラメータを調整する処理を行ったりすることができる。 FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration example of a main part of the base station apparatus 200 configuring the small base station 20 of the present embodiment. The base station device 200 is configured by using hardware such as a computer device having a CPU, a memory, etc., an external communication interface unit for a core network, a wireless communication unit, and the like, and a back-end that will be described later is executed by executing a predetermined program. It is possible to execute a process of acquiring information on the communication speed of the hall line 26 and to adjust a communication parameter of a wireless transmission path with the mobile device 10.
図２において、基地局装置２００は、送受共用器（ＤＵＰ：Duplexer）２０１と上り無線受信部２０２とＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access）復調部２０３とＣＱＩ・ＲＩ抽出部２０４と上りＳＩＮＲ測定部２０５とを備える。更に、基地局装置２００は、制御信号生成部２０６とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調部２０７と下り無線送信部２０８と制御部２１０とバックホール通信部２１１とを備える。基地局装置２００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどからなるコンピュータ装置や、高周波回路装置等のハードウェアで構成される。なお、基地局装置２００にはアンテナを含めてもよい。 In FIG. 2, a base station apparatus 200 includes a duplexer (DUP) 201, an uplink radio receiver 202, a single-carrier frequency-division multiple access (SC-FDMA) demodulator 203, and a CQI / RI extractor 204. And an uplink SINR measurement unit 205. Furthermore, the base station apparatus 200 includes a control signal generation unit 206, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation unit 207, a downlink radio transmission unit 208, a control unit 210, and a backhaul communication unit 211. The base station device 200 is configured by hardware such as a computer device including a CPU, a RAM, and a ROM, and a high-frequency circuit device. Note that the base station apparatus 200 may include an antenna.
上り無線受信部２０２は、ＬＴＥに規定されているアップリンク用のＳＣ−ＦＤＭＡ方式で変調された情報を含む無線信号を、アンテナ及び送受共用器２０１を介して、移動機１０から受信する。
ＳＣ−ＦＤＭＡ復調部２０３は、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式で変調されている受信信号を復調して受信データを得る。
ＣＱＩ・ＲＩ抽出部２０４は、ＳＣ−ＦＤＭＡ復調部２０３で復調された受信データから、下り通信品質情報としてのチャネル品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）と、適切な送信レイヤ数に関するランク情報（ＲＩ：Rank Indicator）とを抽出する。
上りＳＩＮＲ測定部２０５は、上り無線受信部２０２で受信された参照信号（ＤＭＲＳ：Demodulation Reference Signal，ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）に基づいて、上り通信品質情報としての所望波対干渉波の雑音電力比(ＳＩＮＲ：Signal to Interference plus Noise Ratio)を測定し、そのＳＩＮＲの測定結果を制御部２１０に渡す。
Uplink radio reception section 202 receives a radio signal including information modulated by the SC-FDMA scheme for uplink defined in LTE from mobile device 10 via antenna and duplexer 201.
The SC-FDMA demodulation unit 203 demodulates a reception signal modulated by the SC-FDMA method to obtain reception data.
The CQI / RI extraction unit 204 uses the received data demodulated by the SC-FDMA demodulation unit 203 to obtain channel quality information (CQI: Channel Quality Indicator) as downlink communication quality information and rank information (RI : Rank Indicator).
The uplink SINR measurement unit 205 is configured to perform a noise power ratio of a desired wave to an interference wave as uplink communication quality information based on a reference signal (DMRS: Demodulation Reference Signal, SRS: Sounding Reference Signal) received by the uplink radio reception unit 202. (SINR: Signal to Interference plus Noise Ratio) is measured, and the measurement result of the SINR is passed to the control unit 210.
また、制御信号生成部２０６は、制御部２１０が決定した通信パラメータの情報に基づいて、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）を含む制御信号としての物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）信号を生成する。
ＯＦＤＭ変調部２０７は、制御信号生成部２０６から受けた物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）信号や物理共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）信号などの下り信号のデータを、所定の電力で送信されるように、ＯＦＤＭ方式で変調する。
下り無線送信部２０８は、ＯＦＤＭ変調部２０７で変調した送信信号を、送受共用器２０１及びアンテナを介して送信する。
In addition, the control signal generation unit 206 generates a physical downlink control channel (PDCCH) signal as a control signal including downlink control information (DCI) based on the communication parameter information determined by the control unit 210. Generate.
The OFDM modulation unit 207 transmits the downlink signal data such as a physical downlink control channel (PDCCH) signal and a physical shared channel (PUSCH) signal received from the control signal generation unit 206 with a predetermined power. Modulate with method.
The downlink radio transmission unit 208 transmits the transmission signal modulated by the OFDM modulation unit 207 via the duplexer 201 and the antenna.
制御部２１０は、例えばコンピュータ装置で構成され、所定のプログラムが読み込まれて実行されることにより、各部を制御したり各種処理を実行したりする。
また、制御部２１０は、バックホール通信部２１１と協働して、バックホール回線２６の通信速度の情報をスループット測定サーバ５０から受信する情報受信手段として機能する。
The control unit 210 is configured by a computer device, for example, and controls and executes various processes by reading and executing a predetermined program.
Further, the control unit 210 functions as an information receiving unit that receives information on the communication speed of the backhaul line 26 from the throughput measurement server 50 in cooperation with the backhaul communication unit 211.
図３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本実施形態の通信システムの無線伝送路２２におけるダウンリンクの通信パラメータ（空間多重数、変調方式、帯域幅）を決定する通常の決定手順の一例を示す説明図である。ここで、ダウンリンクの場合の通信速度（伝送速度）は、その無線伝送路２２におけるＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）の空間多重数と、変調方式と、帯域幅とによって決まる。 FIGS. 3A and 3B are examples of normal determination procedures for determining the downlink communication parameters (the number of spatial multiplexing, the modulation scheme, and the bandwidth) in the wireless transmission path 22 of the communication system of this embodiment. It is explanatory drawing shown. Here, the communication speed (transmission speed) in the case of downlink is determined by the spatial multiplexing number of MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output), the modulation method, and the bandwidth in the wireless transmission path 22.
図３（ａ）の例において、まず手順（１）に示すように、移動機１０は、小型基地局２０からの下り通信品質や無線伝送路２２の状況に基づいて、ＭＩＭＯの空間多重の受信が可能かどうかを判断し、その判断結果を送信レイヤ数に関するランク情報（ＲＩ）として小型基地局２０に報告する。ここで、ＲＩ＝１の場合はＭＩＭＯによる空間多重の受信ができないことを意味し、ＲＩ＝２の場合は、２×２のＭＩＭＯによる空間多重の受信が可能であることを意味する。
次に、手順（２）に示すように、小型基地局２０は、移動機１０から受信したＲＩに基づいて、ＭＩＭＯによる空間多重の送信を行うか否かを決定する。
次に、小型基地局２０は、上記決定したＭＩＭＯによる空間多重数、変調方式及びＰＲＢ数等に従い、下りデータ信号を移動機１０に送信する。
In the example of FIG. 3A, first, as shown in procedure (1), the mobile station 10 receives MIMO spatial multiplexing based on the downlink communication quality from the small base station 20 and the state of the radio transmission path 22. And the determination result is reported to the small base station 20 as rank information (RI) regarding the number of transmission layers. Here, when RI = 1, it means that spatial multiplexing reception by MIMO is impossible, and when RI = 2, it means that spatial multiplexing reception by 2 × 2 MIMO is possible.
Next, as shown in the procedure (2), the small base station 20 determines whether or not to perform spatial multiplexing transmission by MIMO based on the RI received from the mobile device 10.
Next, the small base station 20 transmits a downlink data signal to the mobile device 10 in accordance with the determined spatial multiplexing number by MIMO, the modulation scheme, the number of PRBs, and the like.
図３（ｂ）の例において、まず手順（１）に示すように、移動機１０は、小型基地局２０からの下り通信品質をＣＱＩ（Channel Quality Indicator）として、小型基地局２０に報告する。
次に、手順（２）に示すように、小型基地局２０は、移動機１０から受信したＣＱＩや、ＱｏＳ（Quality of Service）を実現するための所要データレート、スケジューリング、移動機の数等に基づいて、下りリンクの変調方式と、帯域幅に対応する物理リソースブロック（ＰＲＢ：Physical Resource Block）の数とを決定する。
次に、小型基地局２０は、上記決定した変調方式及びＰＲＢ数等に従い、下りデータ信号を移動機１０に送信する。
In the example of FIG. 3B, first, as shown in the procedure (1), the mobile device 10 reports the downlink communication quality from the small base station 20 to the small base station 20 as CQI (Channel Quality Indicator).
Next, as shown in procedure (2), the small base station 20 determines the CQI received from the mobile device 10, the required data rate for realizing QoS (Quality of Service), scheduling, the number of mobile devices, and the like. Based on this, the downlink modulation scheme and the number of physical resource blocks (PRB) corresponding to the bandwidth are determined.
Next, the small base station 20 transmits a downlink data signal to the mobile device 10 in accordance with the determined modulation scheme and the number of PRBs.
図４は、本実施形態の通信システムの無線伝送路２２におけるアップリンクの通信パラメータ（変調方式、帯域幅）を決定する通常の決定手順の一例を示す説明図である。ここで、アップリンクの場合の通信速度（伝送速度）は、その無線伝送路２２における変調方式と帯域幅とによって決まる。
図４の例において、まず手順（１）に示すように、小型基地局２０は、移動機１０からから送信される参照信号（ＤＭＲＳ：Demodulation Reference Signal，ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）に基づいて、上りＳＩＮＲ（所望波対干渉波の雑音電力比）を測定する。
次に、手順（２）に示すように、小型基地局２０は、上りＳＩＮＲや、ＱｏＳを実現するための所要データレート、スケジューリング、移動機の数等に基づいて、上りリンクの変調方式と、帯域幅に対応する物理リソースブロック（ＰＲＢ）の数等を決定し、ＤＣＩ（Downlink Control Information）として移動機１０に指示する。
次に、手順（３）に示すように、移動機１０は、小型基地局２０からＤＣＩにて指示された変調方式及びＰＲＢ数等に従い、上りデータ信号を送信する。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a normal determination procedure for determining uplink communication parameters (modulation method, bandwidth) in the wireless transmission path 22 of the communication system of the present embodiment. Here, the communication speed (transmission speed) in the case of uplink is determined by the modulation method and the bandwidth in the wireless transmission path 22.
In the example of FIG. 4, first, as shown in the procedure (1), the small base station 20 performs uplink based on a reference signal (DMRS: Demodulation Reference Signal, SRS: Sounding Reference Signal) transmitted from the mobile device 10. SINR (desired wave to interference wave noise power ratio) is measured.
Next, as shown in step (2), the small base station 20 determines the uplink modulation scheme based on the uplink SINR, the required data rate for realizing QoS, scheduling, the number of mobile stations, and the like. The number of physical resource blocks (PRB) corresponding to the bandwidth is determined, and the mobile station 10 is instructed as DCI (Downlink Control Information).
Next, as shown in the procedure (3), the mobile device 10 transmits an uplink data signal in accordance with the modulation scheme and the number of PRBs instructed by the DCI from the small base station 20.
図５は、本実施形態の通信システムにおいてバックホール回線２６が低速の場合の無線伝送路２２におけるダウンリンクの通信パラメータを調整する調整手順の一例を示す説明図である。なお、図５において、通信パラメータの調整前の無線伝送路２２のダウンリンク（ＤＬ）の通信速度は７５Ｍｂｐｓである。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of an adjustment procedure for adjusting the downlink communication parameter in the wireless transmission path 22 when the backhaul line 26 is low speed in the communication system of the present embodiment. In FIG. 5, the downlink (DL) communication speed of the wireless transmission path 22 before adjustment of the communication parameters is 75 Mbps.
図５において、まず手順（１）に示すように、小型基地局２０は、定期的にスループット測定サーバ５０に接続し、バックホール回線２６の下り回線速度（図示の例では１Ｍｂｐｓ）の情報を取得する。 In FIG. 5, first, as shown in the procedure (1), the small base station 20 periodically connects to the throughput measurement server 50 and acquires information on the downlink speed (1 Mbps in the illustrated example) of the backhaul line 26. To do.
次に、図５中の手順（２）に示すように、移動機１０は、定期的に下り回線品質を測定し、その測定結果であるＣＱＩインデックス及びＲＩを小型基地局２０に報告する。ここでは、例として、ＣＱＩインデックス＝１２及びＲＩ＝２が報告されたものとする。 Next, as shown in the procedure (2) in FIG. 5, the mobile device 10 periodically measures the downlink quality, and reports the CQI index and RI as the measurement results to the small base station 20. Here, as an example, it is assumed that CQI index = 12 and RI = 2 are reported.
次に、図５中の手順（３）に示すように、小型基地局２０は、手順（１）で取得したバックホール回線２６の下り回線速度の情報と、手順（２）で移動機１０から受信した下り回線品質の情報とに基づいて、例えば以下に示すように移動機１０に対する無線伝送路２２の通信パラメータを調整する。 Next, as shown in the procedure (3) in FIG. 5, the small base station 20 receives the downlink speed information of the backhaul line 26 acquired in the procedure (1) and the mobile station 10 in the procedure (2). Based on the received downlink quality information, for example, the communication parameters of the wireless transmission path 22 for the mobile device 10 are adjusted as shown below.
表１は、ＣＱＩインデックスと変調方式と符号化率との関係を示すＣＱＩテーブルの一例である。この表１によれば、移動機１０は、ＣＱＩインデックス＝１２を報告しているので、変調方式：６４ＱＡＭ及び符号化率６６６／１０２４＝０．６５を要求している。
また、表２はダウンリンクの場合の変調符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding
Scheme）を示すＭＣＳインデックスと、変調方式と、搬送ブロックサイズ（ＴＢＳ：Transport Block Size）インデックスとの関係を示すＭＣＳテーブルの一例である。ここで、搬送ブロックサイズ（ＴＢＳ）は、１送信時間間隔（ＴＴＩ：Transmission Time Interval）＝１ミリ秒で送信し得るビット数である。また、表３は、搬送ブロックサイズ（ＴＢＳ）インデックスとＰＲＢ数との関係を示すＴＢＳテーブルの一例である。
It is an example of the MCS table which shows the relationship between the MCS index which shows (Scheme), a modulation system, and a transport block size (TBS: Transport Block Size) index. Here, the transport block size (TBS) is the number of bits that can be transmitted in one transmission time interval (TTI) = 1 millisecond. Table 3 is an example of a TBS table showing the relationship between the transport block size (TBS) index and the number of PRBs.
上記表２及び表３を用いて、例えば、ダウンリンクの通信パラメータであるＭＩＭＯのレイヤ数（空間多重信号数）、変調符号化方式（ＭＣＳ）及び物理リソースブロック（ＰＲＢ）を、次の（３Ａ）〜（３Ｃ）に示すように調整する。
（３Ａ）バックホール回線２６の通信速度が所定の閾値（例えば５Ｍｂｐｓ）以下であるので、小型基地局２０は、移動機１０からの報告中のＲＩ＝２を無視し、ＭＩＭＯのレイヤ数＝１を決定する。同時に、表１のＣＱＩインデックス＝１２の場合のＭＣＳよりも低いＭＣＳを、表２より選択する。例えば、ＭＣＳインデックス＝１６（１６ＱＡＭ）を選択する。
（３Ｂ）次に、上記選択したＭＣＳインデックスに相当するＴＢＳインデックス（＝１５）に基づいて、無線伝送路２２の通信速度がバックホール回線速度以下となるＴＢＳを、表３から選択する。本例のバックホール回線速度は１Ｍｂｐｓであるため、ＴＢＳ＝１０００以下となるよう選択する（表３の例ではＴＢＳ＝９０４を選択）。
（３Ｃ）次に、上記選択したＴＢＳ（＝９０４）を送信するのに必要なＰＲＢ数を、表３より求める（表３の例ではＰＲＢ数＝３）。
Using Table 2 and Table 3 above, for example, the number of MIMO layers (the number of spatially multiplexed signals), the modulation and coding scheme (MCS), and the physical resource block (PRB), which are downlink communication parameters, are expressed by the following (3A ) To (3C).
(3A) Since the communication speed of the backhaul line 26 is equal to or less than a predetermined threshold (for example, 5 Mbps), the small base station 20 ignores RI = 2 being reported from the mobile device 10 and the number of MIMO layers = 1. To decide. At the same time, an MCS lower than the MCS in the case of CQI index = 12 in Table 1 is selected from Table 2. For example, MCS index = 16 (16QAM) is selected.
(3B) Next, based on the TBS index (= 15) corresponding to the selected MCS index, a TBS whose communication speed of the wireless transmission path 22 is equal to or lower than the backhaul line speed is selected from Table 3. Since the backhaul line speed in this example is 1 Mbps, TBS = 1000 or less is selected (in the example of Table 3, TBS = 904 is selected).
(3C) Next, the number of PRBs required to transmit the selected TBS (= 904) is obtained from Table 3 (in the example of Table 3, the number of PRBs = 3).
以上の通信パラメータの調整により、次のように無線伝送路２２のダウンリンクの通信パラメータを決定する。
−ＭＩＭＯのレイヤ数：１（＝送信ダイバーシチ）
−ＰＲＢ数：３
−ＭＣＳインデックス：１６（＝１６ＱＡＭ）
By adjusting the communication parameters as described above, the downlink communication parameters of the wireless transmission path 22 are determined as follows.
-Number of MIMO layers: 1 (= transmission diversity)
-Number of PRBs: 3
-MCS index: 16 (= 16QAM)
なお、上記決定した通信パラメータの場合、無線伝送路２２のダウンリンクの通信速度（スループット）は、９０４（ｂｉｔ）×１０００（ＴＴＩ／ｓｅｃ）＝９０４［ｋｂｐｓ］となる。 In the case of the determined communication parameter, the downlink communication speed (throughput) of the wireless transmission path 22 is 904 (bit) × 1000 (TTI / sec) = 904 [kbps].
次に、図５中の手順（４）に示すように、小型基地局２０は、上記調整後の通信パラメータに従い、移動機１０に対して下りデータを送信する。 Next, as shown in procedure (4) in FIG. 5, the small base station 20 transmits downlink data to the mobile device 10 according to the adjusted communication parameter.
以上、図５で示した無線伝送路２２におけるダウンリンクの通信パラメータの調整により、無線伝送路２２の無線リソースを有効利用でき、周辺の無線通信エリア（セル）の移動局への干渉を低減できる。 As described above, by adjusting the downlink communication parameters in the wireless transmission path 22 shown in FIG. 5, the wireless resources of the wireless transmission path 22 can be effectively used, and interference with mobile stations in surrounding wireless communication areas (cells) can be reduced. .
図６は、本実施形態の通信システムにおいてバックホール回線２６が低速の場合の無線伝送路２２におけるアップリンクの通信パラメータを調整する調整手順の一例を示す説明図である。なお、図６において、通信パラメータの調整前の無線伝送路２２のアップリンク（ＵＬ）の通信速度は３７Ｍｂｐｓである。 FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of an adjustment procedure for adjusting uplink communication parameters in the wireless transmission path 22 when the backhaul line 26 is low speed in the communication system of this embodiment. In FIG. 6, the uplink (UL) communication speed of the wireless transmission path 22 before the adjustment of the communication parameters is 37 Mbps.
図６において、まず手順（１）に示すように、小型基地局２０は、定期的にスループット測定サーバ５０に接続し、バックホール回線２６の上り回線速度（図示の例では５００ｋｂｐｓ）の情報を取得する。 In FIG. 6, first, as shown in the procedure (1), the small base station 20 periodically connects to the throughput measurement server 50 and acquires information on the uplink speed of the backhaul line 26 (500 kbps in the illustrated example). To do.
次に、図６中の手順（２）に示すように、小型基地局２０は、定期的に移動機１０が送信する信号（例えばＳＲＳ）に基づいて、上り回線品質として、上りＳＩＮＲ（所望波対干渉波の雑音電力比）を測定する。 Next, as shown in the procedure (2) in FIG. 6, the small base station 20 uses the uplink SINR (desired wave) as the uplink quality based on the signal (for example, SRS) periodically transmitted by the mobile device 10. Measure noise power of interference wave).
次に、図６中の手順（３）に示すように、小型基地局２０は、手順（１）で取得したバックホール回線２６の上り回線速度の情報と、手順（２）で測定した上り回線品質の情報とに基づいて、例えば以下に示すように移動機１０に対する無線伝送路２２の通信パラメータを調整する。 Next, as shown in the procedure (3) in FIG. 6, the small base station 20 transmits the uplink speed information of the backhaul line 26 acquired in the procedure (1) and the uplink measured in the procedure (2). Based on the quality information, for example, the communication parameters of the wireless transmission path 22 for the mobile device 10 are adjusted as described below.
表４はアップリンクの場合の変調符号化方式（ＭＣＳ）を示すＭＣＳインデックスと、変調方式と、搬送ブロックサイズ（ＴＢＳ）インデックスとの関係を示すＭＣＳテーブルの一例である。また、表５は、搬送ブロックサイズ（ＴＢＳ）インデックスとＰＲＢ数との関係を示すＴＢＳテーブルの一例である。
上記表２及び表３を用いて、例えば、アップリンクの通信パラメータである変調符号化方式（ＭＣＳ）及び物理リソースブロック（ＰＲＢ）を、次の（３Ａ）〜（３Ｃ）に示すように調整する。
（３Ａ）バックホール回線２６の通信速度が閾値（例えば５Ｍｂｐｓ）以下であるので、小型基地局２０は、移動機１０との間の無線伝送路２２の回線品質に適当なＭＣＳインデックス（例：１３）より低いＭＣＳインデックス（例：７）を、表４より選択する。
（３Ｂ）次に、上記選択したＭＣＳインデックスに相当するＴＢＳインデックス（＝７）に基づいて、無線伝送路２２の通信速度がバックホール回線速度以下となるＴＢＳを、表５から選択する。本例のバックホール回線速度は５００ｋｂｐｓであるため、ＴＢＳ＝５００以下となるよう選択する（表５の例ではＴＢＳ＝４７２を選択）。
（３Ｃ）次に、上記選択したＴＢＳ（＝４７２）を送信するのに必要なＰＲＢ数を、表５より求める（表５の例ではＰＲＢ数＝４）
Using Table 2 and Table 3 above, for example, the modulation and coding scheme (MCS) and the physical resource block (PRB), which are uplink communication parameters, are adjusted as shown in the following (3A) to (3C). .
(3A) Since the communication speed of the backhaul line 26 is equal to or less than a threshold value (for example, 5 Mbps), the small base station 20 can select an MCS index suitable for the line quality of the wireless transmission path 22 between the mobile station 10 (for example, 13 ) A lower MCS index (eg 7) is selected from Table 4.
(3B) Next, based on the TBS index (= 7) corresponding to the selected MCS index, a TBS in which the communication speed of the wireless transmission path 22 is equal to or lower than the backhaul line speed is selected from Table 5. Since the backhaul line speed in this example is 500 kbps, TBS = 500 or less is selected (in the example of Table 5, TBS = 472 is selected).
(3C) Next, the number of PRBs required to transmit the selected TBS (= 472) is obtained from Table 5 (PRB number = 4 in the example of Table 5).
以上の通信パラメータの調整により、次のように無線伝送路２２のアップリンクの通信パラメータを決定する。
−ＰＲＢ数：４
−ＭＣＳインデックス：７（＝ＱＰＳＫ）
By adjusting the communication parameters as described above, the uplink communication parameters of the wireless transmission path 22 are determined as follows.
-Number of PRBs: 4
-MCS index: 7 (= QPSK)
なお、上記決定した通信パラメータの場合、無線伝送路２２のアップリンクの通信速度（スループット）は、４７２（ｂｉｔ）×１０００（ＴＴＩ／ｓｅｃ）＝４７２［ｋｂｐｓ］となる。 In the case of the determined communication parameter, the uplink communication speed (throughput) of the wireless transmission path 22 is 472 (bit) × 1000 (TTI / sec) = 472 [kbps].
次に、図６中の手順（４）に示すように、小型基地局２０は、移動機１０に対して上記調整後の通信パラメータであるＰＲＢ数及びＭＣＳインデックスを指示する。 Next, as shown in procedure (4) in FIG. 6, the small base station 20 instructs the mobile device 10 about the PRB number and the MCS index that are the adjusted communication parameters.
次に、図６中の手順（５）に示すように、移動機１０は、上記手順（４）で小型基地局２０から受けた指示に従い、上りデータを送信する。 Next, as shown in the procedure (5) in FIG. 6, the mobile device 10 transmits uplink data according to the instruction received from the small base station 20 in the procedure (4).
以上、図６で示した無線伝送路２２におけるアップリンクの通信パラメータの調整により、基地局装置２００でのデータの滞留が無くなり、上りデータのバッファオーバーフローを防止できる。 As described above, adjustment of uplink communication parameters in the wireless transmission path 22 shown in FIG. 6 eliminates the retention of data in the base station apparatus 200, and prevents buffer overflow of uplink data.
１０ 移動機（移動局、ユーザ装置、ＭＵＥ）
２０ 小型基地局
２２ 無線伝送路
２４ ルータ
２６ バックホール回線
３０ インターネット
４０ コアネットワーク装置
５０ スループット測定サーバ
10 Mobile equipment (mobile station, user equipment, MUE)
20 small base station 22 wireless transmission path 24 router 26 backhaul line 30 internet 40 core network device 50 throughput measurement server
Claims (5)
当該基地局装置のバックホール回線の通信速度の情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段で取得した前記バックホール回線の通信速度の情報に基づいて、前記無線伝送路の通信速度が前記バックホール回線の通信速度以下になるように、前記無線伝送路の通信パラメータを調整するパラメータ調整手段と、を備え、
前記パラメータ調整手段は、
前記移動局との間の回線品質の情報を取得し、
前記取得した回線品質に対応するＭＣＳ（変調符号化方式）を示すＭＣＳインデックスよりも低いＭＣＳインデックスを選択し、
ＴＢＳ（搬送ブロックサイズ）を示すＴＢＳインデックスとＴＢＳの値とＰＲＢ（物理リソースブロック）の数との間の対応関係を示す対応データと、前記選択したＭＣＳインデックスに対応するＴＢＳインデックスと、前記バックホール回線の通信速度の情報とに基づいて、前記無線伝送路の通信速度が前記バックホール回線の通信速度以下になるＴＢＳの最大値を選択し、
前記対応データに基づいて、前記選択したＴＢＳの最大値を送信するのに必要なＰＲＢの数を求め、
前記無線伝送路におけるＰＲＢの数を前記求めたＰＲＢの数に制限するように調整することを特徴とする基地局装置。 A base station device capable of communicating with a mobile station via a wireless transmission path,
Information acquisition means for acquiring information on the communication speed of the backhaul line of the base station device;
Based on the information on the communication speed of the backhaul line acquired by the information acquisition means, the communication parameter of the wireless transmission path is adjusted so that the communication speed of the wireless transmission path is equal to or lower than the communication speed of the backhaul line. It includes a parameter adjusting unit that, the,
The parameter adjusting means includes
Obtaining line quality information with the mobile station,
Selecting an MCS index lower than an MCS index indicating an MCS (modulation coding scheme) corresponding to the acquired channel quality;
TBS index indicating TBS (transport block size), correspondence data indicating a correspondence relationship between the value of TBS and the number of PRBs (physical resource blocks), a TBS index corresponding to the selected MCS index, and the backhaul Based on the information on the communication speed of the line, select the maximum value of TBS that makes the communication speed of the wireless transmission path equal to or lower than the communication speed of the backhaul line,
Based on the correspondence data, obtain the number of PRBs required to transmit the maximum value of the selected TBS,
A base station apparatus that adjusts the number of PRBs in the wireless transmission path so as to be limited to the obtained number of PRBs .
前記情報取得手段は、前記バックホール回線の通信速度の情報を定期的に取得し、
前記パラメータ調整手段は、前記バックホール回線の通信速度が所定の閾値以下になったときに、前記無線伝送路の通信パラメータの調整を実行することを特徴とする基地局装置。 In the base station apparatus of Claim 1,
The information acquisition means periodically acquires information on the communication speed of the backhaul line,
The base station apparatus, wherein the parameter adjusting means adjusts the communication parameter of the wireless transmission path when the communication speed of the backhaul line becomes a predetermined threshold value or less.
前記無線伝送路で空間多重可能に構成され、
前記パラメータ調整手段は、前記無線伝送路のダウンリンクにおける空間多重を行わないように調整することを特徴とする基地局装置。 In the base station apparatus according to claim 1 or 2,
The wireless transmission path is configured to be spatially multiplexed,
The base station apparatus, wherein the parameter adjusting means adjusts so as not to perform spatial multiplexing in the downlink of the wireless transmission path.
前記無線伝送路で複数種類の変調符号化方式を選択可能に構成され、
前記パラメータ調整手段は、前記無線伝送路における変調符号化方式を低速度対応の変調符号化方式に変更するように調整することを特徴とする基地局装置。 In the base station apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of types of modulation and coding schemes can be selected on the wireless transmission path,
The base station apparatus characterized in that the parameter adjusting means adjusts the modulation and coding scheme in the radio transmission path to a modulation and coding scheme compatible with a low speed .
前記基地局装置のバックホール回線の通信速度を測定するサーバ装置を、コアネットワーク側に備え、
前記情報取得手段は、前記バックホール回線の通信速度の情報を前記サーバ装置から取得することを特徴とする通信システム。 請 Motomeko 1 to a communication system comprising any of the base station apparatus 4,
A server device for measuring the communication speed of the backhaul line of the base station device is provided on the core network side,
The information acquisition means acquires information on the communication speed of the backhaul line from the server device.
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