JP5857723B2 - 通信システム、通信方法、及び基地局 - Google Patents
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Description
各実施形態は、事業者の負担軽減の方法の一つとして、通信処理負荷の低い基地局をパワーセーブすることを考える。これは、基地局の消費電力を削減することが出来るので、通信環境負荷の軽減だけでなく、通信事業者にとって運用コストの大幅な節約が可能となる。
図2〜図13を用いて、第1実施形態について説明する。
セル半径は、基地局のリファレンス信号の送信電力の大きさに応じて決定される。基地局の近辺に存在する移動局は、基地局から受信する信号の受信電力は大きい。同様に、基地局の遠方に存在する移動局は、基地局から受信する信号の受信電力は小さい。これらのことを利用して、基地局は、移動局に対して、セル中心領域の周波数を割り当てるか、セル端領域の周波数を割り当てるかを決める。
上記のように、第1実施形態に係る基地局が形成するセルは、周波数帯を、セル中心領域とセル端領域に分割される。
そうすることで、基地局41がセルを縮小しても、基地局41と基地局42のセルは、セル端領域のみが重複する状態が保たれる。よって、基地局41と基地局42との間では、干渉を引き起こさない。さらに、基地局41と基地局42が協調して動作することで、基地局41がカバーしていた範囲を基地局42がカバーし、不感地帯も発生しない。
以上のように、基地局41が形成するセル内で通信を行っている移動局44は、基地局41が休止運用をしても、基地局42にハンドオーバーすることで、移動局44は、通信を維持することが可能になる。
また、移動局43は基地局41がセルを縮小する前は、セル中心領域に存在していたが基地局41がセルを縮小した後は、セル端領域に存在する。
他にも、基地局41が移動局から通知されるパスロスを利用することで、移動局のおおよその位置を知ることが出来る。よって、移動局が存在すると考えられる場所まで送信電力を抑え、基地局42がカバーしないとしても良い。
例えば、SP管理部63は、トラヒック量が一番小さい基地局を縮退基地局として決定する。トラヒック量の少ない基地局を縮退することで、無駄な消費電力を抑えることが出来る。縮退する基地局を決定すると、縮退する基地局のSPとその基地局と強調動作をする基地局のSPの変更値を、変更SPとして、スケジュール管理部64に出力する。
PLデータ算出部733は、後述する運用管理部740で制御され、PLデータ抽出部732において抽出したPL情報を利用して、移動局のPLを推定する。
また、SP管理部734は、PL算出部733、セル領域判定部735、及びスケジューリング管理部736からの要求に応じて、SPをそれぞれに出力する。
セル領域判定部735は、PLデータ算出部733から当該移動局におけるPLが入力されると、SP管理部734に対して境界PL値の情報を要求する。
SP管理部734から、境界PL値が入力されると、SP管理部734から入力された境界PL値と、PLデータ算出部733から入力されたPLとを比較し、当該移動局が存在するセル領域がセル端領域なのか、セル中心領域なのかを判定する。そして、セル領域判定部735は、判定結果をスケジューリング管理部736に出力する。セル領域判定方法については、図11のフローチャートで後述する。
つまり、スケジュール管理部736は、移動局がセル中心領域に存在する場合は、移動局に対して、セル中心領域の無線リソースを使用させ、移動局がセル端領域に存在する場合は、セル端領域の無線リソースを使用させる。
スケジュール管理部736は、2つのうち、どちらの周波数を用いて通信を行うかを決定すると、無線リソース割り当てを決定し、決定した無線リソース情報を無線リソース割当部737に出力する。
スケジューリング管理部736から無線リソース情報が入力されると、無線リソース情報に基づいて、無線リソースの割り当てを実行する。スケジュール管理部736は、無線リソースの割り当てを実行すると、当該移動局向けの送信信号を符号化部738に出力する。
そして、算出したPHをSP管理部933及びスケジュール管理部935に出力する。
PL算出部934は、以下の処理を行うことによって、基地局70に対するPLを算出する。(S102)
移動局90は、基地局70から報知情報等によって、現在のリファレンス信号の送信電力の情報を取得する。そして、RSRP測定部623から入力されたリファレンス信号の受信電力と取得したリファレンス信号の送信電力に基づいて、PLを算出する。
PL=リファレンス信号の送信電力−リファレンス信号の受信電力
次に、PL算出部934は、算出したPLを基地局に通知するために、PH(PowerHeadroom)を算出する。パスロスは、一般的にPHに変換して、基地局に通知することが知られている。(2)式を用いることで、計算できる。
以上に処理・動作によって、移動局はPLを基地局に通知することが可能になる。
一方、SP管理部734は、運用管理部740からの通知に基づいて、SPの更新を行う。(S113)
なお、運用管理部740は、ネットワーク管理装置60から運用スケジュールを受信すると、運用スケジュールが示す最終的なリファレンス信号の送信電力をSP管理部734に通知する。
ステップS114において、境界PL値が補正の必要があると判断した場合は、(3)(4)の計算式で、境界PL値を算出する。(S115)
また、境界PL値の補正が必要あるのは、スケジュール実行後の送信電力と、現在の送信電力と、を比較して、所定閾値以上変化する場合としても良い。
セル領域判定部735は、移動局90から通知されたPHから算出したPLと、セル領域テーブルの境界PL値を比較することによって、移動局90がセル端領域に存在するか、セル中心領域に存在するかを確認する。(S117)
なお、ステップS84において、境界PL値の補正が必要ない場合は、境界PL値を更新せずに、ステップS117の処理・動作を行う。
そして、基地局Aは、自局における状況を監視し、監視結果をネットワーク管理装置に報告している。監視結果の一例として、トラヒックがある。基地局Aは、自局と接続している移動局数を把握しているので、その移動局数等からトラヒックを算出し、ネットワーク管理装置に報告する。(S1202)
基地局Bと基地局Cも、それぞれ自局の監視結果を、ネットワーク管理装置に報告する。(S1203、S1204)
そして、基地局A〜Cは、それぞれのセル状態を共有している。基地局A〜Cは、基地局間でセル状態を確認しながら、スケジュール制御を行う。セル状態とは、運用状態、休止、拡張、拡張中などの情報であり、それぞれの基地局は、X2インタフェースを使用して、それぞれの基地局のセル状態を共有する。このとき、基地局A〜Cのセル状態は、「通常」である。よって、基地局A〜Cは、それぞれの基地局のセル状態が「通常」であることを共有している。また、セル状態を変更した基地局から隣接基地局へ情報配信することにしても良い。(S1205)
一方、ネットワーク管理装置は、自装置が管理している基地局の監視結果を定期的の報告を受けている。例えば、周期的な時間で報告を受けても良いし、基地局におけるトラヒック状況が大幅に変化したときに、報告を受けるようにしても良い。
ネットワーク管理装置は、作成した運用スケジュールを基地局Aに送信する。(S1218)
同様に、ネットワーク管理装置は、作成した運用スケジュールを基地局B及び基地局Cに送信する。(S1208、S1209)
図12の例では、基地局Bがセル範囲を縮小するように、ネットワーク管理装置は指示しているが、他の基地局のセル状態が遷移していないにも関わらず、基地局Bがセルを縮小してしまうと、他の基地局がセル範囲を拡大するまで不感地帯が発生してしまうことになる。よって、まずは、セル範囲を拡大するように指示を受けた基地局がセル範囲を拡大し、その後、セル範囲を縮小する基地局がセル状態を遷移させていくことが望ましい。ネットワーク管理装置は、運用スケジュールにおける開始時刻や終了時刻で、セルを遷移する順序を制御することが出来る。
同様に、基地局Cも、セルを拡張するために、リファレンス信号の送信電力を大きくする。(S1211)
ここで、各基地局はセル状態を共有する。ここで、セル状態を共有することによって、基地局Bは、自局が休止しても良いかどうかを確認することが出来る。(S1212)
次に、基地局Aは、リファレンス信号の送信電力を変更したので、セル領域の判定に使用するセル境界PL値を変更する。(S1213)
同様に、基地局Cもセル境界判定PL値を変更する。(S1214)
各基地局はセル状態を共有する。ここでは、遷移が終了したことを確認することが出来る。(S1215)
そして、基地局Bは、運用スケジュールに従って、セルを縮小するために、リファレンス信号の送信電力を小さくしていき、最終的には休止する。(S1216)
最終的に、各基地局のセル状態を確認すると、基地局A及び基地局Cが拡張運用し、基地局Bが休止運用していることがわかる。(S1217)
以上のフローによって、ネットワーク管理装置の制御によって、各基地局が協調動作することが可能になる。また、上記の説明では、セルを拡張する基地局がセル遷移を終了してから、セルを縮小する基地局がセル状態を遷移したが、拡張側で1dBアップするのと縮小側で1dBダウンするのを同時に実施することも可能である。
そして、基地局Aは、自局における状況を監視し、監視結果をネットワーク管理装置に報告している。 (S1302)
基地局Bと基地局Cも、それぞれ自局の監視結果を、ネットワーク管理装置に報告する。(S1303、S1304)
そして、基地局A〜Cは、それぞれのセル状態を共有している。 (S1305)
一方、ネットワーク管理装置は、自装置が管理している基地局の監視結果を定期的の報告を受けている。
ネットワーク管理装置は、作成した運用スケジュールを基地局Aに送信する。(S1307)
同様に、ネットワーク管理装置は、作成した運用スケジュールを基地局B及び基地局Cに送信する。(S1308、S1309)
運用スケジュールに基づいて、基地局Bがリファレンス信号の送信電力を変更する。ここでは、基地局Bは、セル範囲を拡張するので、リファレンス信号の送信電力を大きくする。また、基地局Bは、通常運用に戻る。このときのセル境界PL値は、通常運用時の境界PL値であり、あらかじめ設定されているものなので、変更する必要はない。(S1310)
基地局の送信電力の変化が所定閾値以上ではない場合は、境界PL値を補正する必要はないが、ステップS1310を参照してもわかるように、完全休止運用をしていた基地局が休止前の運用状態に戻った場合は、境界PL値の変更は必要ない。
運用スケジュールに基づいて、基地局Aがリファレンス信号の送信電力を変更する。(S1312)
運用スケジュールに基づいて、基地局Cがリファレンス信号の送信電力を変更する。(S1313)
各基地局はセル状態を共有する。(S1314)
次に、基地局Aは、リファレンス信号の送信電力を変更したので、セル領域の判定に使用する境界PL値を変更する。(S1215)
同様に、基地局Cも境界PL値を変更する。(S1216)
各基地局はセル状態を共有する。ここで、各基地局が通常運用になったことがわかる。
以上のフローによって、ネットワーク管理装置の制御によって、各基地局が強調動作することが可能になる。
図14及び図15を用いて、第2実施形態の説明をする。ここで、第1実施形態における図10及び図11以外は第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
PL算出部934は、以下の処理を行うことによって、基地局70に対するPLを算出する。(S142)
移動局90は、移動局90の起動時に基地局70から報知情報等によって、リファレンス信号の送信電力の情報を取得済みである。そして、RSRP測定部623から入力されたリファレンス信号の受信電力と取得済みのリファレンス信号の送信電力に基づいて、PLを算出する。次に、PL算出部934は、算出したPLを基地局に通知するために、PH(PowerHeadroom)を算出する。パスロスは、一般的にPHに変換して、基地局に通知することが知られている。
以上に処理・動作によって、移動局はPLを基地局に通知することが可能になる。
SP管理部734は、運用管理部740からの通知に基づいて、SPの更新を行う。また、SP管理部734は、PL算出部733にSPの更新値を通知する。例えば、これは、基地局70のリファレンス信号の初期送信電力と、運用スケジュールが示す最終的なリファレンス信号の送信電力を通知する。(S152)
また、このとき、初期送信電力の値と最終送信電力の値を比較し、移動局70のPLを補正する必要が無いときは、通知しなくて良い。
ステップS153で、PLの補正が必要であると判断した場合は、PLの補正値を算出する。PLの補正値は、(3)式で算出することができる。(S154)
PL算出部733は、入力されたPH((2)式を用いる)と、算出したPLの補正値から、PLを算出する((4)式を用いる)。PLは以下の式に値を当てはめることで算出することができる。(S155)
また、ステップS153で、PLの補正が必要ない場合は、入力されたPHからPLを算出する。
ステップS156において、境界PL値が補正の必要があると判断した場合は、(3)(4)式で、境界PL値を算出する。(S157)
また、境界PL値の補正が必要あるのは、スケジュール実行後の送信電力と、現在の送信電力と、を比較して、所定閾値以上変化する場合である。
セル領域判定部735は、算出したPLと、セル領域テーブルの境界PL値を比較することによって、移動局90がセル端領域に存在するか、セル中心領域に存在するかを確認する。(S159)
なお、ステップS156において、境界PL値の補正が必要ない場合は、境界PL値を更新せずに、ステップS159の処理・動作を行う。
ステップS159において、当該移動局がセル端領域に存在すると判定した場合は、その旨をスケジュール管理部736に出力し、無線リソース割当部537によって、セル中心領域に割り当てられている周波数で、移動局90の無線リソースの割り当てを行う。(S161)
以上のフローによって、本実施形態に係る基地局は、自局の送信電力を制御した場合においても、その制御に応じて、セル境界の条件を変更することができる。
12.14 非優先チャネル
21.22.23 無線基地局
21a.22a.23a セル端領域
21b.22b.23b セル中心領域
41.42 基地局
43.44 移動局
61 インタフェース部
62 運用管理部
63 SP管理部
64 スケジュール管理部
70 基地局
71.91 アンテナ
72.92 RF部
73.93 BB部
74.94 CNT部
Claims (5)
- 第1周波数と第2周波数を使用可能である基地局を有する通信システムにおいて、
前記基地局から受信する信号の受信電力に関する電力情報を、前記基地局に送信する移動局と、
自局の送信電力の変更に応じて、移動局に割り当てる周波数を決定するための割当条件の設定を変更し、前記移動局から受信する電力情報と、前記割当条件と、に応じて、前記移動局に対し、前記第1周波数と前記第2周波数の何れか一方を割り当てる基地局と、
を有することを特徴とする通信システム。 - 前記基地局の送信電力を制御する管理装置を更に有し、
前記基地局は、
前記管理装置の制御に応じて、自局の送信電力を変更する、
ことを特徴とする請求項1記載の通信システム。 - 前記基地局は、
自局の通信量に関する通信情報を前記管理装置に送信し、
前記管理装置は、
前記基地局から受信した通信情報に基づいて、前記基地局の送信電力を決定する、
ことを特徴とする請求項2記載の通信システム。 - 第1周波数と第2周波数を使用可能である基地局において、
移動局で受信する信号の受信電力に関する電力情報を、前記移動局から受信する受信部と、
移動局に割り当てる周波数を決定するための割当条件を、自局の送信電力の変更に応じて変更する設定部と、
前記受信した電力情報と、前記割当条件と、に応じて、前記電力情報の送信元である移動局に対し、前記第1周波数と前記第2周波数の何れか一方を割り当てる割当部と、
を有することを特徴とする基地局。 - 第1周波数と第2周波数のうち何れか一方を用いて行われる移動局と基地局間の通信方法において、
前記移動局と基地局間で通信する周波数を決定するための割当条件を、基地局の送信電力の変更に応じて変更し、
移動局で受信した信号の受信電力に関する電力情報と、前記割当条件とに応じて、前記第1周波数と前記第2周波数の何れか一方を選択し、
前記選択した周波数で、前記基地局と前記移動局で通信する、
ことを特徴とする通信方法。
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