JP6087300B2 - Wireless communication system and wireless communication method - Google Patents
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Description
本発明は、無線チャネルを効率的に利用するために、複数の送信局（基地局やユーザ端末）が同一チャネルを共用し、同時に送信を行う無線通信システムおよび無線通信方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication system and a wireless communication method in which a plurality of transmission stations (base stations and user terminals) share the same channel and perform transmission simultaneously in order to efficiently use the wireless channel.
様々な無線通信規格において、マルチチャネルを用いたマルチユーザ伝送が採用されている。 In various wireless communication standards, multi-user transmission using multi-channel is adopted.
３ＧＰＰにおいて議論されているセルラネットワークの標準規格であるＬＴＥ−Advancedでは、下りリンクではＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) を採用し、上りリンクではＳＣ−ＦＤＭＡ(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) を採用し、マルチユーザ伝送を行っている（非特許文献１）。また、ＩＥＥＥ802.11において議論されている次世代無線ＬＡＮ規格においても、マルチチャネルを用いたマルチユーザ伝送が提案されている（非特許文献２）。この無線アクセス制御では、基地局が複数のユーザ端末にそれぞれ異なるキャリアまたはサブキャリアを割り当て、同時に各ユーザ端末に対してデータ伝送を行う。 LTE-Advanced, a cellular network standard discussed in 3GPP, employs OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) in the downlink and SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) in the uplink. In addition, multi-user transmission is performed (Non-Patent Document 1). Also in the next-generation wireless LAN standard discussed in IEEE 802.11, multi-user transmission using multi-channel is proposed (Non-Patent Document 2). In this radio access control, a base station assigns different carriers or subcarriers to a plurality of user terminals, and simultaneously transmits data to each user terminal.
一方、有限な資源である周波数を有効活用するために、複数の基地局もしくは端末が同一チャネルを共用し、同時に伝送を行う方式も検討されている。非特許文献３や非特許文献４では、複数の基地局が同時に、それぞれ配下のユーザ端末に対して信号を送信する場合に、所望信号を送信する基地局が送信した信号と、干渉源となる基地局が送信した信号の受信信号強度の差が大きいユーザ端末に着目し、キャプチャ効果を利用して同一チャネルで同時送信する方法が提案されている。
On the other hand, in order to effectively use a frequency, which is a finite resource, a method in which a plurality of base stations or terminals share the same channel and transmit at the same time has been studied. In
マルチチャネルを用いてマルチユーザ伝送を行うシステムにおいても、チャネルを有効に活用するために、１つの方法として、隣接もしくは周辺に存在する複数の基地局またはユーザ端末が、同一チャネルを共用して同時に送信を行う方法がある。以下、下りリンクを想定し、基地局が送信局、ユーザ端末が受信局である場合について説明するが、上りリンクにおける組み合わせでも同様である。 Even in a system that performs multi-user transmission using multi-channel, in order to effectively use the channel, as one method, a plurality of base stations or user terminals existing in the vicinity or in the vicinity share the same channel at the same time. There is a way to send. Hereinafter, assuming a downlink, the case where the base station is a transmitting station and the user terminal is a receiving station will be described, but the same applies to combinations in the uplink.
この方法を実現するためには、次の３つの要件が必要になる。
(A) 基地局が、他の基地局と同時に送信したときに、基地局配下のユーザ端末で得ることができる信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal-to-Interference plus Noise Ratio ）を把握している必要がある。一定以上のＳＩＮＲが達成されない場合は、ユーザ端末において信号を正常に復調することができないからである。
In order to realize this method, the following three requirements are necessary.
(A) When a base station transmits at the same time as another base station, it knows the signal-to-interference plus noise ratio (SINR) that can be obtained by the user terminals under the base station. Need to be. This is because if the SINR above a certain level is not achieved, the signal cannot be demodulated normally at the user terminal.
(B) 他の基地局と連携して、同時に送信する手順が必要となる。
(C) 基地局は、各ユーザ端末のＳＩＮＲを用いて、使用する無線チャネルを選択し、連携する他の基地局と同時に送信可能なユーザ端末を考慮し、各ユーザの通信に使用する無線チャネルの割り当てを行う必要がある。
(B) A procedure to transmit simultaneously with other base stations is required.
(C) The base station uses the SINR of each user terminal to select a radio channel to be used, considers user terminals that can transmit simultaneously with other base stations to be linked, and uses the radio channel used for communication of each user. Need to be assigned.
この３つの要件に対応するアプローチとして、(1) 各基地局による分散制御と、(2) 各基地局を制御する制御局による集中制御がある。 There are (1) distributed control by each base station and (2) centralized control by a control station controlling each base station as approaches corresponding to these three requirements.
(1) 各基地局による分散制御は、(1-1) 各基地局がユーザ端末のＳＩＮＲを収集し、(1-2) 周囲に存在する基地局の情報を収集した上で連携する基地局を決定し、(1-3) その後、収集したＳＩＮＲに基づいて独立に使用チャネルを選択し、使用チャネルの割り当てを行う。この動作の際には、連携基地局間で共通のチャネルを使用するために、あらかじめ連携基地局同士で情報を共有し、共有した情報に基づいて使用チャネルの選択および使用チャネルの割り当てを行う必要がある。しかし、このような分散制御のみの動作では、多数の基地局およびユーザ端末が存在する場合に、基地局間の連携を図ることが困難であり、連携手順も複雑になる。また、基地局間で同時に送信を行うためのプロトコルも必要となる。さらに、各基地局が独立にチャネルの選択を行うことから、無線通信システム全体として適切にチャネルが選択することができない場合が考えられ、効率的なチャネル選択がなされない恐れがある。 (1) Distributed control by each base station is as follows: (1-1) Each base station collects SINRs of user terminals, and (1-2) Base stations that cooperate after collecting information on base stations existing around (1-3) Then, based on the collected SINR, the used channel is selected independently, and the used channel is assigned. In this operation, in order to use a common channel between the cooperating base stations, it is necessary to share information between cooperating base stations in advance, and to select a used channel and assign a used channel based on the shared information. There is. However, in such an operation of only distributed control, when there are a large number of base stations and user terminals, it is difficult to achieve cooperation between base stations, and the cooperation procedure becomes complicated. In addition, a protocol for transmitting data between base stations at the same time is required. Furthermore, since each base station independently selects a channel, there may be a case where a channel cannot be appropriately selected as the entire wireless communication system, and there is a possibility that efficient channel selection may not be performed.
(2) 各基地局を制御する制御局による集中制御は、(2-1) 各基地局がユーザ端末のＳＩＮＲを収集して制御局に報告し、(2-2) 制御局は、報告された情報や各基地局の情報に基づいて連携基地局を決定し、(2-3) 制御局は、各基地局が使用するチャネルと、各ユーザ端末の使用チャネルを選択し、それらの情報を各基地局に報知する。このような集中制御により、無線通信システム全体として効率的なチャネル選択を実行することができ、ユーザ端末に対する無線チャネル割当も適切に行うことができる。また、各基地局を制御することが可能なため、複数の基地局が同時に送信を行うタイミングの同期も比較的容易に実現できる。しかし、各ユーザ端末のＳＩＮＲ情報および各基地局の情報を制御局に報告する必要があるため、基地局およびユーザ端末の増加に従い、制御情報量および制御局における計算量が膨大になるという課題がある。 (2) Centralized control by the control station that controls each base station is as follows: (2-1) Each base station collects the SINR of the user terminal and reports it to the control station; (2-2) The control station is reported (2-3) The control station selects the channel to be used by each base station and the channel to be used by each user terminal. Broadcast to each base station. Through such centralized control, efficient channel selection can be performed as a whole radio communication system, and radio channel allocation to user terminals can be performed appropriately. Further, since each base station can be controlled, synchronization of timings at which a plurality of base stations transmit simultaneously can be realized relatively easily. However, since it is necessary to report the SINR information of each user terminal and the information of each base station to the control station, there is a problem that the amount of control information and the calculation amount in the control station become enormous as the number of base stations and user terminals increases. is there.
本発明は、複数の基地局の同時送信を考慮した基地局使用チャネルの選択において、分散制御および集中制御における課題を解決し、チャネル利用効率を向上させつつ、制御情報量および制御局の計算量を低減することができる無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of distributed control and centralized control in selecting a base station use channel considering simultaneous transmission of a plurality of base stations, improves the channel utilization efficiency, and increases the amount of control information and the amount of calculation of the control station An object of the present invention is to provide a wireless communication system and a wireless communication method capable of reducing the above.
第１の発明は、隣接または近接して連携する複数の送信局が、同一チャネルを共用して同時に送信を行う無線通信システムにおいて、複数の送信局に対して、それぞれ送信に使用するチャネル選択の起点となるプライマリチャネルを通知し、複数の送信局の送信タイミングの同期制御を行う制御局を備え、複数の送信局は、プライマリチャネルを起点に周波数軸上連続するセカンダリチャネルを選択するときに、それぞれ通信先の受信局の信号対干渉雑音比（以下、ＳＩＮＲという）を取得し、所定のＳＩＮＲ閾値に対する高ＳＩＮＲの受信局の割合に応じて、連携する他の送信局のプライマリチャネルに近づくようにセカンダリチャネルを選択し、さらに最も高ＳＩＮＲの受信局との通信から順番に、連携する他の基地局のプライマリチャネルに最も近いセカンダリチャネルを順に割り当てるチャネル選択／割当手段を備える。 In a wireless communication system in which a plurality of transmitting stations cooperating adjacently or in close proximity share the same channel and perform transmission at the same time, the first invention is configured to select a channel to be used for transmission for each of the plurality of transmitting stations. Provided with a control station that notifies the primary channel as a starting point and performs synchronization control of transmission timing of a plurality of transmitting stations, when a plurality of transmitting stations select secondary channels that are continuous on the frequency axis starting from the primary channel, Acquire the signal-to-interference noise ratio (hereinafter referred to as SINR) of each receiving station, and approach the primary channel of other cooperating transmitting stations according to the ratio of high SINR receiving stations with respect to a predetermined SINR threshold. Secondary channel is selected, and communication with other receiving stations with the highest SINR is performed in order, starting with communication with the receiving station with the highest SINR. It comprises sequentially allocating channel selection / allocation unit closest secondary channel Le.
第１の発明の無線通信システムにおいて、チャネル選択／割当手段は、任意の時間間隔で、または受信局のＳＩＮＲ分布が規定値を超えて大きく変動したときに、セカンダリチャネルの再選択および再割り当てを行う構成である。 In the wireless communication system of the first invention, the channel selection / assignment means performs reselection and reassignment of the secondary channel at an arbitrary time interval or when the SINR distribution of the receiving station greatly fluctuates beyond a specified value. It is the structure to perform.
第１の発明の無線通信システムにおいて、複数の送信局は、一定期間内に連携する他の送信局のプライマリチャネルに近づくように選択したセカンダリチャネル（接近チャネル）数の選択回数または選択率を制御局に報告する構成であり、制御局は、複数の送信局の接近チャネル数の選択率から、プライマリチャネル間で使用されない空きチャネル数の期待値を算出し、該期待値に応じて接近チャネル数のオフセットを設定し、複数の送信局に通知する構成であり、複数の送信局は、接近チャネル数のオフセットに応じた接近チャネルの選択を行う構成である。 In the wireless communication system of the first invention, the plurality of transmitting stations control the number of selections or the selection rate of the number of secondary channels (accessing channels) selected so as to approach the primary channels of other transmitting stations that cooperate within a certain period of time. The control station calculates the expected value of the number of unused channels not used between primary channels from the selection rate of the number of approaching channels of a plurality of transmitting stations, and the number of approaching channels according to the expected value. Is set to notify a plurality of transmitting stations, and the plurality of transmitting stations are configured to select an approaching channel according to the offset of the number of approaching channels.
第２の発明は、隣接または近接して連携する複数の送信局が、同一チャネルを共用して同時に送信を行う無線通信方法において、制御局は、複数の送信局に対して、それぞれ送信に使用するチャネル選択の起点となるプライマリチャネルを通知し、複数の送信局の送信タイミングの同期制御を行い、複数の送信局のチャネル選択／割当手段は、プライマリチャネルを起点に周波数軸上連続するセカンダリチャネルを選択するときに、それぞれ通信先の受信局の信号対干渉雑音比（以下、ＳＩＮＲという）を取得し、所定のＳＩＮＲ閾値に対する高ＳＩＮＲの受信局の割合に応じて、連携する他の送信局のプライマリチャネルに近づくようにセカンダリチャネルを選択し、さらに最も高ＳＩＮＲの受信局との通信から順番に、連携する他の基地局のプライマリチャネルに最も近いセカンダリチャネルを順に割り当てる。 A second invention is a wireless communication method in which a plurality of transmitting stations cooperating adjacently or in close proximity share the same channel and transmit at the same time. The control station uses each of the plurality of transmitting stations for transmission. The primary channel that is the starting point of channel selection to be performed is notified, the transmission timing synchronization control of the plurality of transmitting stations is performed, and the channel selection / assignment means of the plurality of transmitting stations is a secondary channel that is continuous on the frequency axis starting from the primary channel , The signal-to-interference and noise ratio (hereinafter referred to as SINR) of the receiving station of the communication destination is acquired, and the other transmitting stations that cooperate with each other according to the ratio of the high SINR receiving station with respect to a predetermined SINR threshold The secondary channel is selected so that it approaches the primary channel of the other base station, and the other base stations that cooperate with each other in order from the communication with the receiver with the highest SINR. Assigning closest secondary channel to the primary channel sequentially.
第２の発明の無線通信方法において、チャネル選択／割当手段は、任意の時間間隔で、または受信局のＳＩＮＲ分布が規定値を超えて大きく変動したときに、セカンダリチャネルの再選択および再割り当てを行う。 In the radio communication method of the second invention, the channel selection / allocation means performs secondary channel reselection and reassignment at any time interval or when the SINR distribution of the receiving station fluctuates greatly beyond a specified value. Do.
第２の発明の無線通信方法において、複数の送信局は、一定期間内に連携する他の送信局のプライマリチャネルに近づくように選択したセカンダリチャネル（接近チャネル）数の選択回数または選択率を制御局に報告し、制御局は、複数の送信局の接近チャネル数の選択率から、プライマリチャネル間で使用されない空きチャネル数の期待値を算出し、該期待値に応じて接近チャネル数のオフセットを設定して複数の送信局に通知し、複数の送信局は、接近チャネル数のオフセットに応じた接近チャネルの選択を行う。 In the wireless communication method of the second invention, the plurality of transmitting stations control the number of selections or the selection rate of the number of secondary channels (accessing channels) selected so as to approach the primary channel of another transmitting station that cooperates within a certain period of time. The control station calculates the expected value of the number of unused channels not used between the primary channels from the selection rate of the number of approaching channels of a plurality of transmitting stations, and calculates the offset of the number of approaching channels according to the expected value. Setting is made and notified to a plurality of transmitting stations, and the plurality of transmitting stations select an approach channel according to the offset of the number of approach channels.
本発明は、制御局から通知されるプライマリチャネルを元に各送信局がセカンダリチャネルを選択する分散制御を行い、各送信局のプライマリチャネル間で、高ＳＩＮＲの受信局の割合に応じてオーバーラップするチャネルを増やし、当該オーバーラップするチャネルを高ＳＩＮＲの受信局との通信に割り当てることにより、チャネル利用効率を向上させつつ、制御情報量および制御局の計算量を低減することができる。 The present invention performs distributed control in which each transmitting station selects a secondary channel based on the primary channel notified from the control station, and overlaps between the primary channels of each transmitting station according to the proportion of high SINR receiving stations. By increasing the number of channels to be allocated and allocating the overlapping channels to communication with the high SINR receiving station, it is possible to improve the channel utilization efficiency and reduce the amount of control information and the calculation amount of the control station.
図１は、本発明の実施例におけるシステム構成例を示す。
本実施例では、同一チャネルを共用し、同時に送信を行う２つの基地局ＢＳ１，ＢＳ２を想定する。基地局ＢＳ１は配下のユーザ端末Ｒ１，Ｒ２と無線接続し、基地局ＢＳ２は配下のユーザ端末Ｒ３，Ｒ４と無線接続する。各基地局ＢＳ１，ＢＳ２は共通の制御局ＣＳに接続されるが、その間の接続は有線接続か無線接続かを問わない。基地局ＢＳ１，ＢＳ２から上位のネットワークへは、制御局ＣＳとは別の接続手段を介して接続されていても、制御局ＣＳを介して接続されていてもよい。
FIG. 1 shows an example of a system configuration in an embodiment of the present invention.
In this embodiment, two base stations BS1 and BS2 that share the same channel and perform transmission at the same time are assumed. The base station BS1 is wirelessly connected to subordinate user terminals R1 and R2, and the base station BS2 is wirelessly connected to subordinate user terminals R3 and R4. The base stations BS1 and BS2 are connected to a common control station CS, but the connection between them may be a wired connection or a wireless connection. The base stations BS1 and BS2 may be connected to a higher-order network via connection means different from the control station CS or may be connected via the control station CS.
また、本実施例では、複数の基地局による同時送信を前提とするため、ユーザ端末が存在するエリアについて、各基地局が形成する無線セルが重なるオーバーラップエリアＡ、各無線セルが重ならない非オーバーラップエリアＢ、各無線セルの重なり具合にかかわらず基地局に近い基地局近傍エリアＣに分類する。オーバーラップエリアＡでは、他の基地局からの干渉が強いためにユーザ端末におけるＳＩＮＲは低くなる。基地局近傍エリアＣでは、ユーザ端末は所望信号を強い電力で受信できるため、ＳＩＮＲが高くなる。非オーバーラップエリアＢでは、他の基地局からの干渉が弱いため、ユーザ端末におけるＳＩＮＲは高くなるが、基地局近傍エリアＣに比べると低い。なお、基地局近傍エリアＣ内および非オーバーラップエリアＢ内においてもＳＩＮＲの高低はある。 Further, in this embodiment, since simultaneous transmission by a plurality of base stations is premised, in an area where user terminals exist, an overlap area A in which radio cells formed by each base station overlap, and each radio cell does not overlap. The overlap area B is classified into the base station vicinity area C close to the base station regardless of the overlapping state of the radio cells. In the overlap area A, since the interference from other base stations is strong, the SINR at the user terminal is low. In the base station vicinity area C, since the user terminal can receive the desired signal with strong power, the SINR becomes high. In the non-overlap area B, since the interference from other base stations is weak, the SINR at the user terminal is high, but is lower than the base station vicinity area C. Note that the SINR level is also high in the base station vicinity area C and in the non-overlap area B.
ここで、基地局ＢＳ１，ＢＳ２が同時送信したときに、ユーザ端末において正常受信可能となるのは、ユーザ端末が基地局近傍エリアＣまたは非オーバーラップエリアＢに存在するときであり、オーバーラップエリアＡに存在するユーザ端末に対する同時送信はできない。そのため、ユーザ端末のＳＩＮＲとＳＩＮＲ閾値とを比較して、同時送信が可能な高ＳＩＮＲのユーザ端末と、同時送信が不可な低ＳＩＮＲのユーザ端末に分ける。なお、上記Ａ〜Ｃのエリアの大きさは、任意に設定するＳＩＮＲ閾値に依存する。 Here, when the base stations BS1 and BS2 transmit simultaneously, the user terminal can receive normally when the user terminal exists in the base station vicinity area C or the non-overlap area B, and the overlap area. Simultaneous transmission to user terminals existing in A is not possible. Therefore, the SINR of the user terminal and the SINR threshold are compared, and the user terminal is divided into a high SINR user terminal capable of simultaneous transmission and a low SINR user terminal capable of simultaneous transmission. Note that the sizes of the areas A to C depend on an arbitrarily set SINR threshold.
制御局ＣＳは集中制御により、連携する各基地局ＢＳ１，ＢＳ２が使用するプライマリチャネルを指定し、各基地局ＢＳ１，ＢＳ２の送信タイミングの同期制御を行う。一方、各基地局ＢＳ１，ＢＳ２は分散制御により、制御局ＣＳにより指定されたプライマリチャネルを起点にして、プライマリチャネルから周波数軸上連続するセカンダリチャネルを選択する。以下、基地局ＢＳおよび制御局ＣＳの制御動作について詳しく説明する。 The control station CS designates a primary channel used by the associated base stations BS1 and BS2 by centralized control, and performs synchronous control of transmission timings of the base stations BS1 and BS2. On the other hand, each of the base stations BS1 and BS2 selects a secondary channel that is continuous on the frequency axis from the primary channel, starting from the primary channel specified by the control station CS, by distributed control. Hereinafter, control operations of the base station BS and the control station CS will be described in detail.
（基地局の制御動作）
図２は、本発明における基地局ＢＳの制御動作 (セカンダリチャネルの選択）の概要を示す。
(Base station control operation)
FIG. 2 shows an outline of the control operation (selection of secondary channel) of the base station BS in the present invention.
図２において、制御局ＣＳから基地局ＢＳ１，ＢＳ２にそれぞれプライマリチャネルＰ#1，Ｐ#2が指定され、例えばその高周波数側にセカンダリチャネルＳ#11 〜Ｓ#13 ，Ｓ#21 〜Ｓ#23 をそれぞれ選択した状態を初期状態とする（図２(1))。ここでは、各基地局の使用チャネル数を４チャネルとし、オーバーラップせずに隣接しているものとする。
In FIG. 2, primary
各基地局は、配下のユーザ端末のＳＩＮＲを記録した干渉テーブルを参照し、各ユーザ端末のＳＩＮＲと自身で設定したＳＩＮＲ閾値とを比較判定し、高ＳＩＮＲと低ＳＩＮＲのユーザ端末に分類し、その割合に応じてセカンダリチャネルを次のように選択する。なお、 高ＳＩＮＲのユーザ端末は、図１に示す基地局近傍エリアＣ（高ＳＩＮＲエリア）または非オーバーラップエリアＢ（中ＳＩＮＲエリア）のユーザ端末を包含している。 Each base station refers to the interference table in which the SINRs of subordinate user terminals are recorded, compares and determines the SINR of each user terminal and the SINR threshold set by itself, and classifies the user terminals with high SINR and low SINR, The secondary channel is selected as follows according to the ratio. The high SINR user terminals include those in the base station vicinity area C (high SINR area) or non-overlap area B (medium SINR area) shown in FIG.
高ＳＩＮＲのユーザ端末が多いときは、連携する他の基地局のプライマリチャネルに近づくようにセカンダリチャネル（以下、接近チャネルという）を選択し、そうでないときは、離れるようにセカンダリチャネル（以下、回避チャネルという）を選択する。すなわち、高ＳＩＮＲのユーザ端末が増加すれば、各基地局は近接チャネルが多くなる方向にセカンダリチャネルを選択し、図２(2) に示すように、オーバーラップするチャネルが増えることになる。一方、低ＳＩＮＲのユーザ端末が増加すれば、各基地局は回避チャネルが多くなる方向にセカンダリチャネルを選択し、図２(3) に示すように、オーバーラップするチャネルが減ることになる。なお、プライマリチャネルの間隔に応じて空きチャネルが生じるような場合には、制御局がプライマリチャネルの再設定を行ったり、後述するように接近チャネルにオフセットを加える処理を行う。 When there are many user terminals with high SINR, a secondary channel (hereinafter referred to as an approach channel) is selected so as to approach the primary channel of another base station to be linked, and if not, a secondary channel (hereinafter referred to as an avoidance) is selected. Channel). That is, if the number of high SINR user terminals increases, each base station selects a secondary channel in a direction in which the number of adjacent channels increases, and the number of overlapping channels increases as shown in FIG. On the other hand, if the number of user terminals having low SINR increases, each base station selects a secondary channel in a direction in which the number of avoidance channels increases, and the number of overlapping channels decreases as shown in FIG. In addition, when an empty channel arises according to the space | interval of a primary channel, a control station resets a primary channel or performs the process which adds an offset to an approach channel so that it may mention later.
ここで、基地局ＢＳｉが選択した接近チャネル数をｍi 、回避チャネル数をｎi としたときに、高ＳＩＮＲと低ＳＩＮＲのユーザ端末の割合に応じたセカンダリチャネルの選択は次のように行われる。高ＳＩＮＲのユーザ端末数がａ、低ＳＩＮＲのユーザ端末数がｂであったときに、基地局ＢＳｉは高ＳＩＮＲと低ＳＩＮＲのユーザ端末数の比率ａ／ｂを算出する。また、基地局ＢＳｉは、自身が使用するチャネル数に基づいて、選択可能な接近チャネル数ｍi と回避チャネル数ｎi の組合せを求め、各組合せにおけるｍi ／（ｎi ＋１）を算出しておく。基地局ＢＳｉは、ａ／ｂの値に最も近いｍi ／（ｎi ＋１）を選ぶことにより、図２(2),(3) に示すように接近チャネル数ｍi と回避チャネル数ｎi を決定する。なお、ここではプライマリチャネルを低ＳＩＮＲのユーザ端末に割り当てるものとして、（ｎi ＋１）としている。 Here, when the number of approaching channels selected by the base station BSi is m i and the number of avoidance channels is n i , the selection of the secondary channel according to the ratio of high SINR and low SINR user terminals is performed as follows. Is called. When the number of user terminals with high SINR is a and the number of user terminals with low SINR is b, the base station BSi calculates the ratio a / b of the number of user terminals with high SINR and low SINR. The base station BSi, based on the number of channels to be used itself, obtains a combination of avoidance channel number n i and selectable access channel number m i, to calculate the m i / (n i +1) in each combination Keep it. The base station BSi selects m i / (n i +1) closest to the value of a / b, so that the approach channel number m i and the avoidance channel number n i as shown in FIGS. 2 (2) and (3). To decide. In this case, (n i +1) is assumed to assign the primary channel to the low SINR user terminal.
図３は、基地局ＢＳの制御手順を示す。
図３において、基地局ＢＳは、制御局ＣＳからパラメータ指定を受けた場合、指定されたパラメータに使用するパラメータを変更する（Ｓ１, Ｓ２）。指定がない場合、そのままセカンダリチャネルの選択を行う（Ｓ３）。このとき、制御局からパラメータとして指定された「使用チャネル数」に基づいて、基地局自身が使用するチャネル数を変更してもよい。例えば、事前の各基地局による測定で他システムが使用しているチャネルが発見された場合には、そのチャネルを使用しないように使用チャネル数を制限してもよい。なお、パラメータの詳細については後述する。
FIG. 3 shows a control procedure of the base station BS.
In FIG. 3, when receiving a parameter designation from the control station CS, the base station BS changes a parameter used for the designated parameter (S1, S2). If there is no designation, the secondary channel is selected as it is (S3). At this time, the number of channels used by the base station itself may be changed based on the “number of channels used” specified as a parameter from the control station. For example, when a channel used by another system is found by measurement by each base station in advance, the number of channels used may be limited so that the channel is not used. Details of the parameters will be described later.
次に、セカンダリチャネルの選択は、上記のように基地局配下のユーザ端末のＳＩＮＲに基づいて行われる（Ｓ３）。なお、セカンダリチャネルの選択手順は、任意の時間間隔で、またはユーザ端末のＳＩＮＲ分布が規定値を超えて大きく変動したときに行う。 Next, the selection of the secondary channel is performed based on the SINR of the user terminal under the base station as described above (S3). Note that the secondary channel selection procedure is performed at arbitrary time intervals or when the SINR distribution of the user terminal greatly fluctuates beyond a specified value.
また、２つの基地局ＢＳ１，ＢＳ２のプライマリチャネルの周波数の高低に応じて基地局ステータスをupper ／lower で定義すると、セカンダリチャネルの初期設定として、例えば図２のようにlower の基地局ＢＳ１はセカンダリチャネルを全て接近チャネルとし、upper の基地局ＢＳ２はセカンダリチャネルを全て回避チャネルとする。基地局が使用するチャネル数の関係で、他の基地局に対して設定されたプライマリチャネルと重複する場合は、lower の基地局ＢＳ１は回避チャネル、upper の基地局ＢＳ２は接近チャネルを初期設定してよい。使用チャネルに空きがない場合は、基地局は使用チャネル数を減らして対応する。なお、基地局ステータスがfixed である場合は、回避チャネルのみまたは接近チャネルのみをセカンダリチャネルとして使用し、使用チャネル数の制御のみを行う。 If the base station status is defined as upper / lower according to the frequency of the primary channel frequency of the two base stations BS1 and BS2, the lower base station BS1 is set as the secondary channel as the initial setting as shown in FIG. All channels are close channels, and the upper base station BS2 has all secondary channels as avoidance channels. If the number of channels used by the base station overlaps with the primary channel set for another base station, the lower base station BS1 initializes the avoidance channel and the upper base station BS2 initializes the approach channel. It's okay. When there is no available channel, the base station responds by reducing the number of channels used. When the base station status is fixed, only the avoidance channel or the approaching channel is used as the secondary channel, and only the number of used channels is controlled.
上記のチャネル選択方法は一例であり、異なる方法によって回避チャネルと接近チャネルの割合を選択してもよい。例えば、上記比率ｍi ／（ｎi ＋１）との比較でなく、異なる比率設定と比較してもよい。また、ユーザ数ではなく、想定され得る全てのチャネル配置における通信容量を算出し、その結果から選択してもよい。 The above channel selection method is an example, and the ratio of the avoidance channel and the approaching channel may be selected by different methods. For example, instead of the comparison with the ratio m i / (n i +1), it may be compared with a different ratio setting. Further, instead of the number of users, the communication capacity in all possible channel arrangements may be calculated and selected from the results.
セカンダリチャネル選択後、各ユーザ端末との通信に用いるチャネルの割り当てを行う（Ｓ４）。基地局は干渉テーブルを参照し、最も高ＳＩＮＲのユーザ端末から順番に、連携する他の基地局のプライマリチャネルに最も近いセカンダリチャネルを順に割り当てる。仮に、基地局の使用チャネル数がユーザ端末数より小さいときは、使用チャネル数とユーザ端末のＳＩＮＲを考慮して、１チャネルを複数のユーザ端末に割り当てる。１チャネルを同一基地局の複数のユーザ端末が利用する場合、ＴＤＭＡやＣＳＭＡによる時分割、もしくはＭＩＭＯやＳＤＭＡによる空間分割でデータ通信を行う。その後、基地局は、制御局による同期に従い、連携する他の基地局と同時に、ユーザ端末に対してデータを送信する（Ｓ５）。 After the secondary channel is selected, a channel used for communication with each user terminal is assigned (S4). The base station refers to the interference table and sequentially assigns secondary channels closest to the primary channels of other base stations to be linked in order from the user terminal with the highest SINR. If the number of used channels of the base station is smaller than the number of user terminals, one channel is allocated to a plurality of user terminals in consideration of the number of used channels and the SINR of the user terminals. When a plurality of user terminals of the same base station use one channel, data communication is performed by time division using TDMA or CSMA or space division using MIMO or SDMA. Thereafter, the base station transmits data to the user terminal at the same time as the other base stations that cooperate with each other in accordance with the synchronization by the control station (S5).
次に、基地局は、ユーザ端末からＳＩＮＲを収集する（Ｓ６）。これは、基地局からユーザ端末に対してＳＩＮＲの報告を指示し、指示信号を用いてユーザ端末がＳＩＮＲを測定して報告する方法で収集してもよいし、データ通信を利用してユーザ端末がＳＩＮＲを測定して基地局に報告してもよい。 Next, the base station collects SINR from the user terminal (S6). This may be collected by a method in which the base station instructs the user terminal to report the SINR, and the user terminal measures and reports the SINR using the instruction signal, or the user terminal uses data communication. May measure SINR and report it to the base station.
次に、基地局は、定期的に制御情報を制御局へ報告する（Ｓ７，Ｓ８）。報告する時間間隔は任意に設定してよい。報告する制御情報は、「最も多く選択された接近チャネル数Ｍi 」と「ユーザ数」である。「最も多く選択された接近チャネル数Ｍi 」は、前回の制御局への報告後から、基地局がセカンダリチャネルを再選択した際に、選択した接近チャネル数をカウントし、最も多く選択された接近チャネル数を報告する。「ユーザ数」は、前回の制御局への報告後から、基地局に接続しているユーザ端末数をカウントしておき、基地局に接続しているユーザ端末数の平均を報告する。または、通信量の多いアクティブなユーザのみに限定し、その数を報告してもよい。または、その他、ユーザ数、通信量に相当するパラメータとしてもよい。 Next, the base station periodically reports control information to the control station (S7, S8). The time interval for reporting may be set arbitrarily. The control information to be reported is “number of access channels M i selected most frequently” and “number of users”. “The most frequently selected approach channel number M i ” is the most selected channel when the base station re-selects the secondary channel after the previous report to the control station. Report the number of approaching channels. “Number of users” counts the number of user terminals connected to the base station after the previous report to the control station, and reports the average number of user terminals connected to the base station. Alternatively, it may be limited to only active users with a large amount of traffic, and the number may be reported. Alternatively, parameters corresponding to the number of users and the communication amount may be used.
図３のＳ３，Ｓ４の動作以外に、基地局は指定されたプライマリチャネルの情報に基づいて、想定され得る全てのチャネル配置における通信容量を算出し、通信容量が最も高い値となるチャネル配置およびユーザ端末に対するチャネル割当を行ってもよい。 In addition to the operations of S3 and S4 in FIG. 3, the base station calculates the communication capacity in all possible channel arrangements based on the information of the designated primary channel, and the channel arrangement with the highest communication capacity and You may perform the channel allocation with respect to a user terminal.
また上記動作において、各ユーザ端末からのトラヒック量を記録しておき、トラヒック量に基づいた制御をしてもよい。例えば、トラヒック量の多い高ＳＩＮＲユーザが多く存在する場合は接近チャネルを多く設定するが、高ＳＩＮＲユーザが多く存在してもそれらのトラヒックが少ない場合には接近チャネルを少なく設定する、という制御でもよい。 In the above operation, the traffic amount from each user terminal may be recorded and control based on the traffic amount may be performed. For example, when there are many high SINR users with a large amount of traffic, a large number of access channels are set, but even when there are many high SINR users, the number of close channels is set when there is little traffic. Good.
以下、セカンダリチャネルの選択およびチャネル割当例について、図４〜図６を参照して説明する。
ここでは、２つの基地局ＢＳ１，ＢＳ２に、ユーザ端末Ｒ１，Ｒ２とユーザ端末Ｒ３，Ｒ４がそれぞれ接続される場合を想定する。低ＳＩＮＲのユーザ端末はオーバーラップエリアＡに位置し、高ＳＩＮＲのユーザ端末は非オーバーラップエリアＢまたは基地局近傍エリアＣに位置する。また、各基地局ＢＳ１，ＢＳ２に設定するプライマリチャネルＰ#1，Ｐ#2のチャネル間隔は１チャネルとする。
Hereinafter, secondary channel selection and channel allocation examples will be described with reference to FIGS.
Here, it is assumed that user terminals R1 and R2 and user terminals R3 and R4 are connected to two base stations BS1 and BS2, respectively. The low SINR user terminal is located in the overlap area A, and the high SINR user terminal is located in the non-overlap area B or the base station vicinity area C. The channel interval between primary
図４は、セカンダリチャネルの選択およびチャネル割当例１を示す。ここでは、ユーザ端末Ｒ１〜Ｒ４がオーバーラップエリアＡに位置し、いずれも低ＳＩＮＲの場合を示す。 図４において、基地局ＢＳ１は、プライマリチャネルＰ#1およびセカンダリチャネルＳ#11 を初期状態のまま、ユーザ端末Ｒ１，Ｒ２を割り当てる。基地局ＢＳ２は、プライマリチャネルＰ#2およびセカンダリチャネルＳ#21 を初期状態のまま、ユーザ端末Ｒ３，Ｒ４を割り当てる。すなわち、ここではオーバーラップするチャネルがなく、各ユーザ端末はそれぞれ個別のチャネルが割り当てられる。
FIG. 4 shows a secondary channel selection and channel allocation example 1. Here, the user terminals R1 to R4 are located in the overlap area A, and all show low SINR. In FIG. 4, the base station BS1 assigns user terminals R1 and R2 while maintaining the primary
図５は、セカンダリチャネルの選択およびチャネル割当例２を示す。ここでは、ユーザ端末Ｒ１〜Ｒ４が非オーバーラップエリアＢまたは基地局近傍エリアＣに位置し、いずもも高ＳＩＮＲの場合を示す。 FIG. 5 shows secondary channel selection and channel assignment example 2. Here, a case where the user terminals R1 to R4 are located in the non-overlap area B or the base station vicinity area C and both have high SINR is shown.
図５(1) は、基地局ＢＳ１に接続されるユーザ端末Ｒ１は基地局近傍エリアＣにあり、ユーザ端末Ｒ２は非オーバーラップエリアＢにある。基地局ＢＳ２に接続されるユーザ端末Ｒ３は基地局近傍エリアＣにあり、ユーザ端末Ｒ４は非オーバーラップエリアＢにある。すなわち、ＳＩＮＲは、Ｒ１＞Ｒ２、Ｒ３＞Ｒ４である。 In FIG. 5 (1), the user terminal R1 connected to the base station BS1 is in the base station vicinity area C, and the user terminal R2 is in the non-overlap area B. The user terminal R3 connected to the base station BS2 is in the base station vicinity area C, and the user terminal R4 is in the non-overlap area B. That is, SINR is R1> R2 and R3> R4.
図５(2) は、基地局ＢＳ１に接続されるユーザ端末Ｒ１，Ｒ２は共に基地局近傍エリアＣにあるが、オーバーラップエリアＡに被っていないユーザ端末Ｒ１のＳＩＮＲが高い。基地局ＢＳ２に接続されるユーザ端末Ｒ３，Ｒ４は共に基地局近傍エリアＣにあるが、同様にユーザ端末Ｒ３のＳＩＮＲが高い。すなわち、ＳＩＮＲは、Ｒ１＞Ｒ２、Ｒ３＞Ｒ４である。 In FIG. 5 (2), the user terminals R1 and R2 connected to the base station BS1 are both in the base station vicinity area C, but the SINR of the user terminal R1 not covered by the overlap area A is high. The user terminals R3 and R4 connected to the base station BS2 are both in the base station vicinity area C, but similarly the SINR of the user terminal R3 is high. That is, SINR is R1> R2 and R3> R4.
図５(3) は、基地局ＢＳ１に接続されるユーザ端末Ｒ１，Ｒ２は共に非オーバーラップエリアＢにあるが、基地局ＢＳ１により近いユーザ端末Ｒ１のＳＩＮＲが高い。基地局ＢＳ２に接続されるユーザ端末Ｒ３，Ｒ４は共に非オーバーラップエリアＢにあるが、同様にユーザ端末Ｒ３のＳＩＮＲが高い。すなわち、ＳＩＮＲは、Ｒ１＞Ｒ２、Ｒ３＞Ｒ４である。 In FIG. 5 (3), the user terminals R1 and R2 connected to the base station BS1 are both in the non-overlap area B, but the SINR of the user terminal R1 closer to the base station BS1 is high. The user terminals R3 and R4 connected to the base station BS2 are both in the non-overlapping area B, but similarly the SINR of the user terminal R3 is high. That is, SINR is R1> R2 and R3> R4.
それぞれにおいて、基地局ＢＳ１は、セカンダリチャネルＳ#11 として接近チャネルを選択し（初期状態のまま）、基地局ＢＳ２は、セカンダリチャネルＳ#21 として接近チャネルを選択する（初期状態からシフト）。 In each, the base station BS1 selects the approach channel as the secondary channel S # 11 (in the initial state), and the base station BS2 selects the approach channel as the secondary channel S # 21 (shifted from the initial state).
ここで、図５(1）の場合は、セカンダリチャネルＳ#11 とＳ#21 がオーバーラップし、このオーバーラップチャネルにＳＩＮＲが相対的に高い基地局近傍エリアＣのユーザ端末Ｒ１，Ｒ３を割り当てることにより、同一チャネルで同時送信を行うように設定される。また、基地局ＢＳ１，ＢＳ２は、プライマリチャネルＰ#1，Ｐ#2にユーザ端末Ｒ２，Ｒ４をそれぞれ割り当てる。
Here, in the case of FIG. 5 (1), the secondary channels S # 11 and
図５(2),(3) の場合は、セカンダリチャネルＳ#11 とＳ#21 がオーバーラップし、このオーバーラップチャネルに基地局近傍エリアＣまたは非オーバーラップエリアＢの中で、相対的にＳＩＮＲが高いユーザ端末Ｒ１，Ｒ３を割り当てることにより、同一チャネルで同時送信を行うように設定される。また、基地局ＢＳ１，ＢＳ２は、プライマリチャネルＰ#1，Ｐ#2にユーザ端末Ｒ２，Ｒ４をそれぞれ割り当てる。
In the case of FIGS. 5 (2) and 5 (3), the secondary channels S # 11 and
なお、図５(1) 〜(3) の場合は、プライマリチャネルＰ#1，Ｐ#2が隣接するように、制御局が設定しなおし、例えばプライマリチャネルＰ#1にユーザ端末Ｒ１，Ｒ３を割り当て、プライマリチャネルＰ#2にユーザ端末Ｒ２，Ｒ４を割り当てることにより、それぞれ同一チャネルで同時送信を行うように設定することも可能である。
5 (1) to 5 (3), the control station resets the primary
図６は、セカンダリチャネルの選択およびチャネル割当例３を示す。ユーザ端末Ｒ１〜Ｒ４の一部が非オーバーラップエリアＢまたは基地局近傍エリアＣに位置し、高ＳＩＮＲの場合を示す。 FIG. 6 shows a secondary channel selection and channel allocation example 3. A part of the user terminals R1 to R4 is located in the non-overlap area B or the base station vicinity area C and shows a high SINR.
図６(1) は、基地局ＢＳ１に接続されるユーザ端末Ｒ１は高ＳＩＮＲの基地局近傍エリアＣにあり、ユーザ端末Ｒ２は低ＳＩＮＲのオーバーラップエリアＡにある。基地局ＢＳ２に接続されるユーザ端末Ｒ３は高ＳＩＮＲの基地局近傍エリアＣにあり、ユーザ端末Ｒ４は低ＳＩＮＲのオーバーラップエリアＡにある。 In FIG. 6 (1), the user terminal R1 connected to the base station BS1 is in the high SINR base station vicinity area C, and the user terminal R2 is in the low SINR overlap area A. The user terminal R3 connected to the base station BS2 is in the high SINR base station vicinity area C, and the user terminal R4 is in the low SINR overlap area A.
図６(2) は、基地局ＢＳ１に接続されるユーザ端末Ｒ１は高ＳＩＮＲの非オーバーラップエリアＢにあり、ユーザ端末Ｒ２は低ＳＩＮＲのオーバーラップエリアＡにある。基地局ＢＳ２に接続されるユーザ端末Ｒ３は高ＳＩＮＲの非オーバーラップエリアＢにあり、ユーザ端末Ｒ４は低ＳＩＮＲのオーバーラップエリアＡにある。 In FIG. 6 (2), the user terminal R1 connected to the base station BS1 is in a high SINR non-overlap area B, and the user terminal R2 is in a low SINR overlap area A. The user terminal R3 connected to the base station BS2 is in the high SINR non-overlap area B, and the user terminal R4 is in the low SINR overlap area A.
それぞれにおいて、基地局ＢＳ１は、セカンダリチャネルＳ#11 として接近チャネルを選択し（初期状態のまま）、基地局ＢＳ２は、セカンダリチャネルＳ#21 として接近チャネルを選択する（初期状態からシフト）。 In each, the base station BS1 selects the approach channel as the secondary channel S # 11 (in the initial state), and the base station BS2 selects the approach channel as the secondary channel S # 21 (shifted from the initial state).
ここで、図６(1）の場合は、セカンダリチャネルＳ#11 とＳ#21 がオーバーラップし、このオーバーラップチャネルに高ＳＩＮＲの基地局近傍エリアＣのユーザ端末Ｒ１，Ｒ３を割り当てることにより、同一チャネルで同時送信を行うように設定される。また、基地局ＢＳ１，ＢＳ２は、プライマリチャネルＰ#1，Ｐ#2にユーザ端末Ｒ２，Ｒ４をそれぞれ割り当てる。
Here, in the case of FIG. 6 (1), the secondary channels S # 11 and
図６(2) の場合は、セカンダリチャネルＳ#11 とＳ#21 がオーバーラップし、このオーバーラップチャネルに高ＳＩＮＲの非オーバーラップエリアＢのユーザ端末Ｒ１，Ｒ３を割り当てることにより、同一チャネルで同時送信を行うように設定される。また、基地局ＢＳ１，ＢＳ２は、プライマリチャネルＰ#1，Ｐ#2にユーザ端末Ｒ２，Ｒ４をそれぞれ割り当てる。
In the case of FIG. 6 (2), the secondary channels S # 11 and
（制御局の制御動作）
制御局は、各基地局がチャネル選択を行うために必要なパラメータの指定と、連携して同時に送信を行う基地局同士の送信タイミングを同期させる。
(Control operation of control station)
The control station synchronizes the designation of parameters necessary for each base station to perform channel selection and the transmission timing of base stations that simultaneously transmit in cooperation.
制御局が各基地局に対して初期設定するパラメータは、「連携基地局」、「プライマリチャネル」、「使用チャネル数」、「基地局ステータス」である。「連携基地局」は、基地局に対して連携する他の基地局を指定するパラメータである（例えば図２の基地局ＢＳ１に対する基地局ＢＳ２、基地局ＢＳ２に対する基地局ＢＳ１）。「プライマリチャネル」は、各基地局がチャネル選択の起点とするチャネルである（例えば図２の基地局ＢＳ１のＰ#1、基地局ＢＳ２のＰ#2）。「使用チャネル数」は、各基地局が使用可能なチャネル数の上限を指定する（例えば図２の基地局ＢＳ１，ＢＳ２ともに４チャネル）。
Parameters initially set by the control station for each base station are “cooperating base station”, “primary channel”, “number of used channels”, and “base station status”. “Cooperating base station” is a parameter that designates another base station that cooperates with the base station (for example, base station BS2 for base station BS1 and base station BS1 for base station BS2 in FIG. 2). The “primary channel” is a channel from which each base station starts channel selection (for example,
「基地局ステータス」は、基地局のチャネル選択動作の動作規範を指定するパラメータであり、lower ，upper ，medium，fixed のいずれかを指定する。lower を指定された基地局（例えば図２のＢＳ１）は、セカンダリチャネルを選択する際に、接近チャネルは高い周波数方向、回避チャネルは低い周波数方向に選択する。upper を指定された基地局（例えば図２のＢＳ２）は、セカンダリチャネルを選択する際に、接近チャネルは低い周波数方向、回避チャネルは高い周波数方向に選択する。fixed を指定された基地局は、基地局が使用チャネル数を変更しない限りは、基地局の動作Ｓ３のセカンダリチャネルの初期設定で選択したチャネルからチャネルを変更しない。mediumは、３基地局以上の連携時に使用され、高い周波数方向、低い周波数方向ともに接近チャネルとなる場合に指定される。mediumを付与された基地局は、どの基地局とチャネルを共用することがより効率的かを考慮しつつ、セカンダリチャネルの選択を行う。例えば、mediumを付与された基地局は、他の基地局それぞれとの間でのＳＩＮＲ情報を取得し、より同時送信を行いやすい他の基地局の方向にセカンダリチャネルを選択する。 The “base station status” is a parameter that specifies an operation standard for channel selection operation of the base station, and specifies one of lower, upper, medium, and fixed. When selecting the secondary channel, the base station designated lower (for example, BS1 in FIG. 2) selects the approach channel in the high frequency direction and the avoidance channel in the low frequency direction. When selecting the secondary channel, the base station designated as upper (for example, BS2 in FIG. 2) selects the approach channel in the low frequency direction and the avoidance channel in the high frequency direction. The base station designated fixed does not change the channel from the channel selected in the initial setting of the secondary channel in operation S3 of the base station unless the base station changes the number of channels used. Medium is used when three or more base stations are linked, and is designated when both the high frequency direction and the low frequency direction are close channels. The base station assigned medium selects the secondary channel while considering which base station and channel sharing are more efficient. For example, the base station assigned medium acquires SINR information with each of the other base stations, and selects the secondary channel in the direction of the other base station that is more likely to perform simultaneous transmission.
基地局ステータスは、前に選択した連携する各基地局のプライマリチャネル配置に応じて決定される。例えば、図２に示す基地局ＢＳ１，ＢＳ２の連携においては、プライマリチャネルをより高い周波数に設定した基地局ＢＳ２にはupper 、低い周波数に設定した基地局ＢＳ１にはlower を設定する。また、３基地局以上の連携においては、他の基地局に設定されたプライマリチャネルの間にプライマリチャネルが設定された基地局にmediumもしくはfixed が設定される。 The base station status is determined according to the primary channel arrangement of each of the linked base stations selected previously. For example, in the cooperation of the base stations BS1 and BS2 shown in FIG. 2, upper is set for the base station BS2 whose primary channel is set to a higher frequency, and lower is set for the base station BS1 set to a low frequency. Further, in cooperation of three or more base stations, medium or fixed is set for a base station for which a primary channel is set between primary channels set for other base stations.
図７は、制御局ＣＳの制御手順を示す。本手順は主に、初期設定（Ｓ11）および報知手順（Ｓ12）と、制御情報報告（Ｓ13）および再設定の期間経過による再設定手順（Ｓ16，Ｓ17）からなる。なお、連携基地局の再決定（Ｓ14）および新規基地局の参入（Ｓ15）があった場合には初期設定（Ｓ11）に戻る。 FIG. 7 shows a control procedure of the control station CS. This procedure mainly includes an initial setting (S11) and a notification procedure (S12), a control information report (S13), and a resetting procedure (S16, S17) after the resetting period. If there is a re-determination of the cooperative base station (S14) and a new base station is entered (S15), the process returns to the initial setting (S11).
初期設定（Ｓ11）は、(S11-1) 連携基地局の決定、(S11-2) 使用チャネル数の決定、(S11-3) プライマリチャネルの選択、(S11-4) 基地局ステータスの決定からなる。初期設定は、連携基地局を再設定したときに行われる。 The initial setting (S11) consists of (S11-1) determining the associated base station, (S11-2) determining the number of channels used, (S11-3) selecting the primary channel, and (S11-4) determining the base station status. Become. The initial setting is performed when the cooperative base station is reset.
(S11-1) 連携基地局の決定は、新規の基地局が参入したとき、もしくは任意に定めた期間毎に行う。その決定方法は、各基地局のロケーション情報を用いて基地局間の距離を見積もり、見積もった値に基づいて決定する。連携基地局間距離をどの程度設けるかは任意であり、例えばシステムの無線伝搬環境や送受信局の信号処理能力に応じて設定されるものである。または、あらかじめ測定した周辺基地局からの干渉情報を参照し、測定された干渉量が一定値以下の基地局から任意に選択する方法でもよい。 (S11-1) A cooperative base station is determined when a new base station enters or every arbitrarily determined period. The determination method estimates the distance between base stations using the location information of each base station, and determines based on the estimated value. The distance between the linked base stations is arbitrarily determined, and is set according to, for example, the radio propagation environment of the system and the signal processing capability of the transmission / reception station. Alternatively, a method may be used in which interference information from neighboring base stations measured in advance is arbitrarily selected from base stations whose measured interference amount is equal to or less than a certain value.
(S11-2) 使用チャネル数Ｎは、制御局が管理する基地局によるチャネルの利用状況を考慮して任意に決定される。 (S11-2) The number N of used channels is arbitrarily determined in consideration of the channel usage status by the base station managed by the control station.
(S11-3) プライマリチャネルは、(S11-2) において決定した使用チャネル数Ｎに基づいて決定する。連携基地局間のプライマリチャネル間隔がＮ−１チャネルとなるように、各基地局のプライマリチャネルを選択する。制御局が管理している他の基地局のプライマリチャネルと使用チャネル数、全チャネルの利用状況を考慮してもよい。 (S11-3) The primary channel is determined based on the number of used channels N determined in (S11-2). The primary channel of each base station is selected so that the primary channel interval between cooperative base stations is N-1 channel. You may consider the primary channel of other base stations which a control station manages, the number of channels used, and the utilization condition of all the channels.
(S11-4) 基地局ステータスは、(S11-3) において決定したプライマリチャネルに基づいて決定する。連携基地局間のプライマリチャネルの配置を比較し、プライマリチャネルがより低い周波数である基地局にはlower 、高い周波数である基地局にはupper のステータスを付与する。他の連携基地局群に影響を及ぼしてしまう恐れがある場合や、基地局における使用チャネルのみの変更で十分な場合など、状況に応じて、基地局における動作を制限したいときにはfixed を付与する。 (S11-4) The base station status is determined based on the primary channel determined in (S11-3). The arrangement of the primary channel between the cooperating base stations is compared, and a status of “lower” is given to a base station whose primary channel has a lower frequency, and an upper status is given to a base station whose frequency is higher. When there is a possibility of affecting other cooperative base station groups, or when it is sufficient to change only the used channel in the base station, fixed is given when it is desired to limit the operation in the base station depending on the situation.
再設定（Ｓ17）は、(S17-1) 使用チャネル数の決定、(S17-2) プライマリチャネルの決定、(S17-3) 基地局ステータスの決定からなる。再設定は、基地局から制御情報の報告を受けた後に行われる。なお、制御情報の報告後に毎回行う必要はなく、任意の間隔で行ってよい。 The reconfiguration (S17) consists of (S17-1) determining the number of channels used, (S17-2) determining the primary channel, and (S17-3) determining the base station status. The resetting is performed after receiving a control information report from the base station. It is not necessary to perform every time after reporting the control information, and may be performed at an arbitrary interval.
(S17-1) 使用チャネル数は、基地局から報告された「ユーザ数」の情報に基づいて決定する。「ユーザ数」が多い基地局に対しては多めの使用チャネル数を、少ない基地局に対しては少ない使用チャネル数を設定する。 (S17-1) The number of used channels is determined based on the “number of users” information reported from the base station. A larger number of used channels is set for a base station with a larger “number of users”, and a smaller number of used channels is set for a smaller base station.
(S17-2) プライマリチャネルは、基地局から報告された「最も多く選択された接近チャネル数Ｍi 」と(S17-1) において決定した使用チャネル数Ｎi に基づいて決定する。まず、プライマリチャネル間隔Δは以下の式を用いて決定する。
Δ＝max(Ｍ1 ，Ｍ2 ，…）≦max(Ｎ1 ，Ｎ2 ，…）
(S17-2) The primary channel is determined based on “the most frequently selected approach channel number M i ” reported from the base station and the used channel number N i determined in (S17-1). First, the primary channel interval Δ is determined using the following equation.
Δ = max (M 1 , M 2 ,...) ≦ max (N 1 , N 2 ,...)
決定したプライマリチャネル間隔Δに基づいて、プライマリチャネルを再指定する。その際、制御局が管理している他の基地局のプライマリチャネルと使用チャネル数、全チャネルの利用状況を考慮してもよい。 The primary channel is redesignated based on the determined primary channel interval Δ. At that time, the primary channel and the number of used channels of other base stations managed by the control station, and the usage status of all channels may be taken into consideration.
本発明における基地局動作により、制御局が各基地局に設定したプライマリチャネルの間にあるチャネル（プライマリ間チャネル）が使用されない状態が生じ得る場合がある。例えば、図２(3) において、基地局ＢＳ１およびＢＳ２の配下のユーザが全て低ＳＩＮＲである場合（ｍ1 ＝ｍ2 ＝０）、全てのプライマリ間チャネルが使用されないチャネル（空きチャネル）となる。 Due to the operation of the base station in the present invention, there may be a case where a channel (inter-primary channel) between primary channels set by the control station in each base station is not used. For example, in FIG. 2 (3), when all of the users under the base stations BS1 and BS2 have low SINR (m 1 = m 2 = 0), all the channels between primarys are not used (empty channels). .
このような状態を避けるため、制御局は、基地局から報告される情報（一定期間内に基地局が選択した接近チャネル数の選択回数、もしくは選択率）に基づき次の動作を行う。ここで、基地局ＢＳ１の接近チャネル数ｊの選択回数の統計値と各選択率ｐ1,j の関係は次のようになる。 In order to avoid such a state, the control station performs the following operation based on information reported from the base station (the number of selections or the selection rate of the number of approaching channels selected by the base station within a certain period). Here, the relationship between the statistical value of the selection frequency of the approaching channel number j of the base station BS1 and each selection rate p 1, j is as follows.
ｊ＝３：ａ回，ｐ1,3 ＝ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）
ｊ＝２：ｂ回，ｐ1,2 ＝ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）
ｊ＝１：ｃ回，ｐ1,1 ＝ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）
ｊ＝０：ｄ回，ｐ1,0 ＝ｄ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）
j = 3: a times, p 1,3 = a / (a + b + c + d)
j = 2: b times, p 1,2 = b / (a + b + c + d)
j = 1: c times, p 1,1 = c / (a + b + c + d)
j = 0: d times, p 1,0 = d / (a + b + c + d)
制御局は、各基地局ＢＳ１，ＢＳ２の接近チャネル選択率を用い、以下の式から空きチャネル数の期待値δe を算出する。
ここで、Δはプライマリ間チャネル数、δは空きチャネル数を表す。なお、図２(3) に示すΔ＝３の場合、空きチャネル数δ＝１となる確率Prob(1) は、
基地局ＢＳ１，ＢＳ２の各接近チャネル数が０，２となる場合（ｐ1,0*ｐ2,2 ）
＋基地局ＢＳ１，ＢＳ２の各接近チャネル数が１，１となる場合（ｐ1,1*ｐ2,1 ）
＋基地局ＢＳ１，ＢＳ２の各接近チャネル数が２，１となる場合（ｐ1,2*ｐ2,0 ）
となる。
Here, Δ represents the number of channels between primaries, and δ represents the number of empty channels. When Δ = 3 shown in FIG. 2 (3), the probability Prob (1) that the number of free channels δ = 1 is
When the number of approaching channels of the base stations BS1 and BS2 is 0 and 2 (p 1,0 * p 2,2 )
+ When the number of approaching channels of the base stations BS1 and BS2 is 1, 1 (p 1,1 * p 2,1 )
+ When the number of approaching channels of the base stations BS1 and BS2 is 2, 1 (p 1,2 * p 2,0 )
It becomes.
空きチャネル数δ＝２となる確率Prob(2) は、
基地局ＢＳ１，ＢＳ２の各接近チャネル数が０，１となる場合（ｐ1,0*ｐ2,1 ）
＋基地局ＢＳ１，ＢＳ２の各接近チャネル数が１，０となる場合（ｐ1,1*ｐ2,0 ）
となる。
The probability Prob (2) that the number of free channels δ = 2 is
When the number of approaching channels of the base stations BS1 and BS2 is 0 and 1 (p 1,0 * p 2,1 )
+ When the number of approaching channels of the base stations BS1 and BS2 is 1, 0 (p 1,1 * p 2,0 )
It becomes.
空きチャネル数δ＝３となる確率Prob(3) は、
基地局ＢＳ１，ＢＳ２の各接近チャネル数が０，０となる場合（ｐ1,0*ｐ2,0 ）
となる。
The probability Prob (3) that the number of free channels δ = 3 is
When the number of approaching channels of the base stations BS1 and BS2 becomes 0, 0 (p 1,0 * p 2,0 )
It becomes.
式(1) におけるｐ1 ，ｐ2 の添え字のｊ，Δ−δ−ｊは、以上の関係を示すものであり、空きチャネル数の期待値δe は
δe ＝１*Prob(1)＋２*Prob(2)＋３*Prob(3)
として求められる。
The subscripts j and Δ−δ−j of p 1 and p 2 in the expression (1) indicate the above relationship, and the expected number of free channels δ e is δ e = 1 * Prob (1) + 2 * Prob (2) + 3 * Prob (3)
As required.
次に、制御局は、空きチャネル数の期待値δe から、基地局が決定する接近チャネル数のオフセットを決定する。その際、δe は最も近い整数に丸めこむ（オフセット総数とする）。制御局はオフセットを各基地局に通知するが、各基地局にどれくらいのオフセットを指定するかは柔軟に決定してよい。 Next, the control station determines an offset of the number of approaching channels determined by the base station from the expected value δ e of the number of empty channels. At that time, δ e is rounded to the nearest integer (the total number of offsets). The control station notifies each base station of the offset, but how many offsets are designated for each base station may be determined flexibly.
例えば、オフセット総数が２であり、基地局ＢＳ１，ＢＳ２に通知する場合、
(a) 基地局ＢＳ１にオフセット＝２、基地局ＢＳ２にオフセット＝０を指定
(b) 基地局ＢＳ１にオフセット＝１、基地局ＢＳ２にオフセット＝１を指定
のどちらでもよい。
For example, when the total number of offsets is 2 and the base stations BS1 and BS2 are notified,
(a) Specify offset = 2 for base station BS1 and offset = 0 for base station BS2.
(b) Either offset = 1 is designated for the base station BS1 and offset = 1 is designated for the base station BS2.
オフセットを加えた結果、接近チャネル数がプライマリ間チャネル数より大きくなった場合、基地局は「接近チャネル数＝プライマリ間チャネル数」と設定する。 When the number of approaching channels becomes larger than the number of inter-primary channels as a result of adding the offset, the base station sets “number of approaching channels = number of inter-primary channels”.
(S17-3) 基地局ステータスは、(S17-2) において決定したプライマリチャネルの配置に応じて再設定する。 (S17-3) The base station status is reset according to the primary channel arrangement determined in (S17-2).
図８は、制御局、基地局およびユーザ端末間の制御情報のシーケンスを示す。
図８において、制御局ＣＳと基地局ＢＳとの間は、以上説明した初期設定の通知、制御情報およびユーザ数の報告、再設定の通知を行う。基地局ＢＳとユーザ端末Ｒとの間は、通信およびＳＩＮＲ収集を行う。
FIG. 8 shows a sequence of control information among the control station, base station, and user terminal.
In FIG. 8, between the control station CS and the base station BS, the above-described notification of initial setting, reporting of control information and the number of users, and notification of resetting are performed. Communication and SINR collection are performed between the base station BS and the user terminal R.
本発明は、例えばＯＦＤＭＡにおけるサブチャネルを上記チャネルとして適用してもよい。
本発明により、基地局間で使用するチャネルをオーバーラップさせることが可能となり、高ＳＩＮＲユーザの増加に伴い、チャネル利用効率を向上させることができる。また、制御局は基地局から報告された「最も多く選択された接近チャネル数」と「平均ユーザ数」に基づいて、主に各基地局の「プライマリチャネル」と「使用チャネルの上限」を指定するための計算を行うだけでよく、従来よりもチャネル選択のための計算量を削減することができる。また、基地局と制御局間の制御情報も「最も多く選択された接近チャネル数」「平均ユーザ数」「連携基地局」「プライマリチャネル」「使用チャネル数」「基地局ステータス」であり、これらの制御情報の報知もしくは報告の頻度を少なくすることも可能であることから、制御情報量の総量を低減することができる。
In the present invention, for example, a subchannel in OFDMA may be applied as the channel.
According to the present invention, it is possible to overlap channels used between base stations, and it is possible to improve channel utilization efficiency as the number of high SINR users increases. In addition, the control station mainly specifies the “primary channel” and “upper channel limit” of each base station based on the “number of most frequently accessed channels” and “average number of users” reported from the base station. It is only necessary to perform calculation for the channel selection, and the calculation amount for channel selection can be reduced as compared with the conventional method. In addition, the control information between the base station and the control station is also “the most selected access channel number” “average user number” “cooperating base station” “primary channel” “number of used channels” “base station status”. Since it is possible to reduce the frequency of reporting or reporting the control information, the total amount of control information can be reduced.
ＢＳ 基地局
ＣＳ 制御局
Ｒ ユーザ端末
BS base station CS control station R user terminal
Claims (6)
前記複数の送信局に対して、それぞれ送信に使用するチャネル選択の起点となるプライマリチャネルを通知し、前記複数の送信局の送信タイミングの同期制御を行う制御局を備え、
前記複数の送信局は、前記プライマリチャネルを起点に周波数軸上連続するセカンダリチャネルを選択するときに、それぞれ通信先の受信局の信号対干渉雑音比（以下、ＳＩＮＲという）を取得し、所定のＳＩＮＲ閾値に対する高ＳＩＮＲの受信局の割合に応じて、前記連携する他の送信局のプライマリチャネルに近づくようにセカンダリチャネルを選択し、さらに最も高ＳＩＮＲの受信局との通信から順番に、前記連携する他の基地局のプライマリチャネルに最も近いセカンダリチャネルを順に割り当てるチャネル選択／割当手段を備えた
ことを特徴とする無線通信システム。 In a wireless communication system in which a plurality of transmitting stations cooperating adjacently or in close proximity share the same channel and transmit simultaneously,
A control station that notifies the plurality of transmitting stations of a primary channel that is a starting point for channel selection used for transmission, and performs synchronization control of transmission timings of the plurality of transmitting stations,
When the plurality of transmitting stations select secondary channels that are continuous on the frequency axis starting from the primary channel, each of the transmitting stations acquires a signal-to-interference noise ratio (hereinafter referred to as SINR) of a receiving station as a communication destination, In accordance with the ratio of the high SINR receiving station to the SINR threshold, the secondary channel is selected so as to approach the primary channel of the other transmitting station that cooperates, and the cooperation is performed in order from the communication with the receiving station having the highest SINR. A wireless communication system comprising channel selection / allocation means for sequentially allocating secondary channels closest to primary channels of other base stations.
前記チャネル選択／割当手段は、任意の時間間隔で、または前記受信局のＳＩＮＲ分布が規定値を超えて大きく変動したときに、前記セカンダリチャネルの再選択および再割り当てを行う構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1, wherein
The channel selection / allocation means is configured to perform reselection and reassignment of the secondary channel at an arbitrary time interval or when the SINR distribution of the receiving station greatly fluctuates beyond a specified value. A wireless communication system.
前記複数の送信局は、一定期間内に前記連携する他の送信局のプライマリチャネルに近づくように選択したセカンダリチャネル（以下、接近チャネルという）数の選択回数または選択率を前記制御局に報告する構成であり、
前記制御局は、前記複数の送信局の前記接近チャネル数の選択率から、前記プライマリチャネル間で使用されない空きチャネル数の期待値を算出し、該期待値に応じて前記接近チャネル数のオフセットを設定し、前記複数の送信局に通知する構成であり、
前記複数の送信局は、前記接近チャネル数のオフセットに応じた前記接近チャネルの選択を行う構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1, wherein
The plurality of transmitting stations report the number of selections or the selection rate of the number of secondary channels (hereinafter referred to as approaching channels) selected so as to approach the primary channel of the other transmitting station that cooperates within a certain period to the control station. Configuration,
The control station calculates an expected value of the number of unused channels that are not used between the primary channels from the selection rate of the number of approaching channels of the plurality of transmitting stations, and sets the offset of the number of approaching channels according to the expected value. Is configured to notify the plurality of transmitting stations,
The wireless communication system, wherein the plurality of transmitting stations are configured to select the approaching channel according to an offset of the approaching channel number.
制御局は、前記複数の送信局に対して、それぞれ送信に使用するチャネル選択の起点となるプライマリチャネルを通知し、前記複数の送信局の送信タイミングの同期制御を行い、
前記複数の送信局のチャネル選択／割当手段は、前記プライマリチャネルを起点に周波数軸上連続するセカンダリチャネルを選択するときに、それぞれ通信先の受信局の信号対干渉雑音比（以下、ＳＩＮＲという）を取得し、所定のＳＩＮＲ閾値に対する高ＳＩＮＲの受信局の割合に応じて、前記連携する他の送信局のプライマリチャネルに近づくようにセカンダリチャネルを選択し、さらに最も高ＳＩＮＲの受信局との通信から順番に、前記連携する他の基地局のプライマリチャネルに最も近いセカンダリチャネルを順に割り当てる
ことを特徴とする無線通信方法。 In a wireless communication method in which a plurality of transmitting stations cooperating adjacently or in close proximity share the same channel and transmit simultaneously,
The control station notifies the plurality of transmitting stations of a primary channel that is a starting point for channel selection used for transmission, and performs synchronization control of transmission timings of the plurality of transmitting stations,
When the channel selection / allocation means of the plurality of transmitting stations selects secondary channels that are continuous on the frequency axis starting from the primary channel, the signal-to-interference / noise ratio (hereinafter referred to as SINR) of each receiving station of the communication destination In accordance with the ratio of the high SINR receiving station with respect to the predetermined SINR threshold, the secondary channel is selected so as to approach the primary channel of the other transmitting station to be linked, and communication with the receiving station with the highest SINR is performed. A wireless communication method, wherein the secondary channel closest to the primary channel of the other base station to be linked is sequentially assigned in order.
前記チャネル選択／割当手段は、任意の時間間隔で、または前記受信局のＳＩＮＲ分布が規定値を超えて大きく変動したときに、前記セカンダリチャネルの再選択および再割り当てを行う
ことを特徴とする無線通信方法。 The wireless communication method according to claim 4, wherein
The channel selection / assignment means performs reselection and reassignment of the secondary channel at an arbitrary time interval or when the SINR distribution of the receiving station greatly varies beyond a specified value. Communication method.
前記複数の送信局は、一定期間内に前記連携する他の送信局のプライマリチャネルに近づくように選択したセカンダリチャネル（以下、接近チャネルという）数の選択回数または選択率を前記制御局に報告し、
前記制御局は、前記複数の送信局の前記接近チャネル数の選択率から、前記プライマリチャネル間で使用されない空きチャネル数の期待値を算出し、該期待値に応じて前記接近チャネル数のオフセットを設定して前記複数の送信局に通知し、
前記複数の送信局は、前記接近チャネル数のオフセットに応じた前記接近チャネルの選択を行う
ことを特徴とする無線通信方法。 The wireless communication method according to claim 4, wherein
The plurality of transmitting stations report to the control station the number of selections or the selection rate of the number of secondary channels (hereinafter referred to as approaching channels) selected so as to approach the primary channel of the other transmitting station that cooperates within a certain period of time. ,
The control station calculates an expected value of the number of unused channels that are not used between the primary channels from the selection rate of the number of approaching channels of the plurality of transmitting stations, and sets the offset of the number of approaching channels according to the expected value. Set and notify the multiple transmitting stations,
The plurality of transmitting stations perform selection of the approaching channel according to an offset of the approaching channel number.
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