JP5867111B2 - 通信システム、通信方法および制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態にかかる通信システムの構成例を示す図である。図1に示すように、実施の形態にかかる通信システム100は、基地局110,120と、移動局131〜138と、制御装置140と、を含んでいる。基地局110,120は、たとえば互いにセルが隣接する基地局である。
基地局110は、選択部111と、送信部112と、受信部113と、通信部114と、を備えている。選択部111は、移動局131〜138のうちの自局に接続している移動局の中から、無線信号の送信先の移動局を未来の伝送タイミングごとに選択する。選択部111は、伝送タイミングごとに選択した移動局を示す選択情報を生成する。
制御装置140は、取得部141と、算出部142と、制御部143と、を備えている。取得部141は、基地局110,120のそれぞれから選択情報を取得する。取得部141が取得する選択情報は、たとえば、基地局110,120が、移動局131〜138のうちの自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択した結果を示す選択情報である。取得部141は、取得した各基地局の選択情報を算出部142へ出力する。
図2−1は、下りリンクにおける送信電力の制御前の状態の一例を示す図である。図2−1において、図1に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。セル110aは、各移動局が基地局110との間で無線通信を行うことができる基地局110のセル(カバーエリア)である。セル120aは、各移動局が基地局120との間で無線通信を行うことができる基地局120のセルである。セル境界201は、セル110aとセル120aとの境界を示している。
図3−1は、基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。図1に示した基地局110,120のそれぞれは、たとえば図3−1に示す通信装置310によって実現することができる。通信装置310は、CPU311と、メモリ312と、ユーザインタフェース313と、無線通信インタフェース314と、有線通信インタフェース315と、を備えている。CPU311、メモリ312、ユーザインタフェース313、無線通信インタフェース314および有線通信インタフェース315は、バス319によって接続されている。
図4は、実施の形態にかかる通信システムの適用例を示す図である。図4に示す通信システム400は、図1に示した通信システム100を適用したLTEまたはLTE−AdvancedなどのLTEシステムである。図4に示すように、通信システム400は、基地局411〜413と、移動局431〜437と、コントローラ460と、を含んでいる。セル421〜423は、それぞれ基地局411〜413のセルである。
図5は、基地局の構成の一例を示す図である。基地局411〜413のそれぞれは、たとえば図5に示す基地局500によって実現することができる。基地局500は、RF部510と、復調・復号化部520と、干渉受信部530と、スケジューラ動作部540と、コントローラ通信部550と、パラメータ変更部560と、ネットワーク通信部570と、データ処理部580と、符号化・変調部590と、を備えている。
図6は、コントローラの構成の一例を示す図である。コントローラ460は、たとえば、図6に示すように、通信部610と、最適化処理部620と、を備えている。図1に示した取得部141および制御部143は、たとえば通信部610によって実現することができる。図1に示した算出部142は、たとえば最適化処理部620によって実現することができる。
図7は、通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。図4に示した通信システム400においては、たとえば、各サブフレームについて以下の各ステップが実行される。ここでは基地局411,412に関する動作について説明する。
基地局500のスケジューラ動作部540におけるスケジューリングには、たとえばPF(Proportional Fair:プロポーショナルフェア)方式を用いることができる。PF方式においては、一定区間にて時間平均したデータレートに対して、期待される瞬時データレートの割合により移動局が選択される。したがって、期待される瞬時データレートの高い移動局を選択することになる。このために、基地局500は、接続中の移動局から送信されるチャネル品質指標(CQI:Channel Quality Indicator)やプレコーディング行列指標(PMI:Precording Matrix Indicator)などの干渉情報を用いる。
図8は、時間差を考慮したスケジューリングの例1を示す図である。図8の横軸は時間を示している。図8の縦軸は、基地局500と移動局との間の無線通信におけるCQIを示している。時刻t1は現在時刻を示し、時刻t2はスケジューリングの対象のサブフレームの時刻を示している。CQI800は、各時刻におけるCQIを示している。
図10は、コントローラによる最適化計算の一例を示すフローチャートである。コントローラ460は、図7に示したステップS705の最適化計算として、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、コントローラ460は、各基地局(基地局411,412)および各移動局(移動局431〜437)の情報を基地局411,412から取得する(ステップS1001)。ステップS1001によって取得される情報には、たとえば、各基地局に接続している移動局の数や、各基地局に接続している移動局の伝搬ロスなどの情報が含まれる。
つぎに、パラメータの最適化について説明する。
コントローラ460は、基地局411,412(#x,#y)のパラメータとして、たとえば基地局411,412の送信電力を最適化する。基地局411,412(#x,#y)における送信電力をそれぞれPx,Py[dBm]とすると、移動局431〜434(#a〜#d)のSINRa〜SINRdは、たとえば下記(1)式によって示すことができる。なお、N[dB]は熱雑音電力を示している。
コントローラ460は、基地局411,412(#x,#y)のパラメータとして、たとえば基地局411,412のビームパターン(ビームフォーミングの重み係数)を最適化してもよい。ビームフォーミングの重み係数をそれぞれwxおよびwyとしたときの基地局411(#x)から移動局431〜434(#a〜#d)への等価的な平均送信電力をPxa(wx)〜Pxd(wx)、基地局412(#y)から移動局431〜434(#a〜#d)への等価的な平均送信電力をPya(wy)〜Pyd(wy)とすると、移動局431〜434(#a〜#d)のSINRa〜SINRdは、たとえば下記(4)式によって示すことができる。
コントローラ460は、基地局411,412(#x,#y)のパラメータとして、たとえば基地局411,412の送信周波数帯域幅(たとえばリソースブロック)を最適化してもよい。移動局431〜434(#a〜#d)における送信帯域幅の使用比率をそれぞれRa〜Rdとすると、上記(2)式は下記(5)式のようになる。ただし、使用比率Ra〜Rdは下記(6)式を満たす。
コントローラ460は、基地局411,412(#x,#y)のパラメータとして、たとえばCoMPに関するパラメータを最適化してもよい。ここではCoMPの一例としてCS(Coordinated Scheduling)について説明する。CSを移動局431(#a)に適用すると仮定して移動局431〜434(#a〜#d)のSINRa〜SINRdを算出すると下記(7)式のようになる。
図12は、各基地局と各移動局との間の伝搬ロスの一例を示す図である。図12の伝搬ロス情報1200は、基地局411,412(#x,#y)と移動局431〜434(#a〜#d)との各組み合わせにおける伝搬ロスを示している。コントローラ460は、伝搬ロス情報1200を基地局411,412から取得したとする。
制御装置140(コントローラ460)が下りリンクにおけるパラメータを制御する場合について説明したが、制御装置140は上りリンクにおける移動局131〜138のパラメータを制御してもよい。この場合は、制御装置140は、算出した移動局131〜138のパラメータを、基地局411,412を介して移動局131〜138へ送信することで移動局131〜138のパラメータを制御する。
前記複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択する複数の基地局と、
前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する制御装置と、
を含み、前記複数の基地局は、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が選択した移動局へ無線信号を送信することを特徴とする通信システム。
前記制御装置は、前記複数の基地局によって生成された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が前記所定の条件を満たすパラメータを算出することを特徴とする付記1に記載の通信システム。
前記パラメータは、前記基地局間協調送信に関するパラメータを含むことを特徴とする付記1〜9のいずれか一つに記載の通信システム。
前記複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から自局へ無線信号を送信させる移動局を伝送タイミングごとに選択する複数の基地局と、
前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する制御装置と、
を含み、前記複数の移動局は、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が接続している基地局へ無線信号を送信することを特徴とする通信システム。
制御装置が、前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出し、
前記複数の基地局が、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が選択した移動局へ無線信号を送信することを特徴とする通信方法。
制御装置が、前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出し、
前記複数の移動局が、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が接続している基地局へ無線信号を送信することを特徴とする通信方法。
前記取得部によって取得された選択情報に基づいて、前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する算出部と、
前記複数の基地局に対して、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記算出部によって算出されたパラメータによって移動局へ無線信号を送信させる制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
前記取得部によって取得された選択情報に基づいて前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する算出部と、
前記複数の移動局に対して、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記算出部によって算出されたパラメータによって無線信号を送信させる制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
前記選択部によって選択された移動局を示す選択情報を制御装置へ送信する送信部と、
前記送信部によって送信された選択情報に基づいて前記制御装置が前記伝送タイミングごとに算出した、自局を含む複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における自局のパラメータを前記制御装置から受信する受信部と、
前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記受信部によって受信されたパラメータによって、前記選択部によって選択された移動局へ無線信号を送信する通信部と、
を備えることを特徴とする基地局。
110,120,411〜413,500 基地局
110a,120a,421〜423 セル
131〜138,431〜437 移動局
201 セル境界
310,320 通信装置
319,329 バス
800 CQI
900 データ残量
1200 伝搬ロス情報
1300 送信電力パターン情報
Claims (10)
- 基地局との間で無線通信を行う複数の移動局と、
前記複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択し、選択した移動局と、前記選択した移動局を前記送信先とする伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を生成する複数の基地局と、
前記複数の基地局によって生成された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する制御装置と、
を含み、前記複数の基地局は、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が選択した移動局へ無線信号を送信することを特徴とする通信システム。 - 前記基地局は、前記伝送タイミングのそれぞれについて、前記自局に接続している移動局との間の通信品質を予測し、予測した通信品質に基づいて、前記送信先の移動局を選択することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
- 前記基地局は、前記伝送タイミングのそれぞれについて、前記自局に接続している移動局へ送信すべきデータの有無を予測し、前記自局に接続している移動局のうちの前記伝送タイミングにおいて前記送信すべきデータが有ると予測した移動局の中から前記送信先の移動局を選択することを特徴とする請求項1または2に記載の通信システム。
- 前記パラメータは、前記基地局からの無線信号の送信電力を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の通信システム。
- 前記制御装置は、前記複数の基地局のうちのいずれかに設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の通信システム。
- 基地局との間で無線通信を行う複数の移動局と、
前記複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から自局へ無線信号を送信させる移動局を伝送タイミングごとに選択し、選択した移動局と、前記選択した移動局に前記無線信号を送信させる伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を生成する複数の基地局と、
前記複数の基地局によって生成された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する制御装置と、
を含み、前記複数の移動局は、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が接続している基地局へ無線信号を送信することを特徴とする通信システム。 - 複数の基地局が、自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択し、選択した移動局と、前記選択した移動局を前記送信先とする伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を生成し、
制御装置が、前記複数の基地局によって生成された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出し、
前記複数の基地局が、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が選択した移動局へ無線信号を送信することを特徴とする通信方法。 - 複数の基地局が、自局に接続している移動局の中から自局へ無線信号を送信させる移動局を伝送タイミングごとに選択し、選択した移動局と、前記選択した移動局に前記無線信号を送信させる伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を生成し、
制御装置が、前記複数の基地局によって生成された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出し、
前記複数の移動局が、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が接続している基地局へ無線信号を送信することを特徴とする通信方法。 - 複数の基地局が、複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択した結果を示す選択情報であって、選択された移動局と、前記選択された移動局を前記送信先とする伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を前記複数の基地局から取得する取得部と、
前記取得部によって取得された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する算出部と、
前記複数の基地局に対して、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記算出部によって算出されたパラメータによって移動局へ無線信号を送信させる制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 - 複数の基地局が、複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から自局へ無線信号を送信させる移動局を伝送タイミングごとに選択した結果を示す選択情報であって、選択された移動局と、前記選択された移動局に前記無線信号を送信させる伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を前記複数の基地局から取得する取得部と、
前記取得部によって取得された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する算出部と、
前記複数の移動局に対して、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記算出部によって算出されたパラメータによって無線信号を送信させる制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
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