JP6107951B2 - 基地局装置、無線通信システム、セル間干渉制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、基地局装置、無線通信システム、セル間干渉制御方法、及びプログラムに関する。
近年の移動体通信システムでは、スマートフォンの普及にともなって急激に増加しているトラフィックへの対応が必要とされている。このような状況の下、システムの通信容量を増大させる方策として、マクロセルのサービスエリア内にスモールセルが重複して設置されるヘテロジーニアス・ネットワーク(HetNet:Heterogeneous Network)が注目を集めている。HetNetでは、マクロセルのエリア内にいるユーザ端末(UE:User Equipment)の通信トラフィックをスモールセルにオフロードすることにより、システム全体のスループットを向上させることができる。
しかしながら、マクロセルとスモールセルとを同一のキャリア周波数でHetNetを構成した場合、スモールセルの境界付近に位置するユーザ端末は、マクロセルから強い干渉を受けるため通信品質が大幅に劣化する。
このようなセル間の干渉の問題への対策として、3GPP(3rd Generation Partnership Project)で議論されているLTE(Long Term Evolution)では、eICIC(enhanced Inter Cell Interference Coordination)と呼ばれる技術が導入されている(非特許文献1)。時間領域(time domain)に適用されるeICICでは、固定、あるいは、半固定的に変化するABS(Almost Blank Subframe)パターンに従い、異なるセル間でサブフレーム(subframe)を協調して活用する。ABSとは、ユーザデータについて、物理チャネル上での送信電力を削減する、または送信を停止するサブフレームである。干渉を与える側のセルであるaggressor cell(例えばマクロセル)のABSは、干渉を受ける側のセルであるvictim cell(例えばスモールセル)のサブフレームにおけるリソースを保護するのに使用される。つまり、スモールセルでは、スケジューリング機能におけるユーザ選択において、通信品質の悪いユーザを優先的にマクロセルのABSの時間区間に割り当てることにより、ユーザスループット及びセルスループットを改善することができる。
このように、スモールセルが周辺のマクロセルのABSを活用するためには、スモールセルが周辺のマクロセルのABSパターンを知る必要がある。一般に、スモールセルは基地局装置(eNB:evolved Node B)間のインターフェースであるX2プロトコルのメッセージを通じて、周辺のマクロセルのABSパターンを知ることができる(非特許文献2)。
3GPP TS 36.300 V10.9.0 (2012-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 10)", 16.1.5 Inter-cell Interference Coordination (ICIC)
3GPP TS 36.423 V10.5.0 (2012-03) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); X2 application protocol (X2AP) (Release 10)", 8.3.1 Load Indication
しかしながら、上述した背景技術には次のような問題がある。すなわち、基地局装置が何らかの理由によりABSパターンをX2インターフェースで取得できない場合には上述したセル間の干渉を低減する技術を適用できないため、ユーザスループット及びセルスループットの改善を図ることができない。ABSパターンを基地局装置間で取得できない代表的な例としては、マクロセルとスモールセルとで基地局装置を提供するベンダが異なることにより、マクロセルとスモールセルとの間で基地局装置間の通信が不可能な場合が挙げられる。
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、セル間の干渉を低減することによりユーザスループット及びセルスループットを向上させることが可能な基地局装置、無線通信システム、セル間干渉制御方法、及びプログラムを提供することにある。
本発明の第1の基地局装置は、
自セルに在圏するユーザ端末と無線通信をする基地局装置であって、
前記ユーザ端末から受信するフィードバック情報に基づいて、前記自セルの隣接セルの間欠送信パターンを推定する推定部と、
前記間欠送信パターンに基づいて、前記ユーザ端末のスケジューリングを行うスケジューリング部と、を備える。
自セルに在圏するユーザ端末と無線通信をする基地局装置であって、
前記ユーザ端末から受信するフィードバック情報に基づいて、前記自セルの隣接セルの間欠送信パターンを推定する推定部と、
前記間欠送信パターンに基づいて、前記ユーザ端末のスケジューリングを行うスケジューリング部と、を備える。
本発明の第2の無線通信システムは、
ユーザ端末と、自セルに在圏する前記ユーザ端末と無線通信をする基地局装置とを有する無線通信システムであって、
前記ユーザ端末は、前記基地局装置から受信したデータの受信結果に基づいてフィードバック情報を生成して前記基地局装置に送信する送信部を備え、
前記基地局装置は、前記ユーザ端末から受信する前記フィードバック情報に基づいて、
前記自セルの隣接セルの間欠送信パターンを推定する推定部と、
前記間欠送信パターンに基づいて、前記ユーザ端末のスケジューリングを行うスケジューリング部と、を備える。
ユーザ端末と、自セルに在圏する前記ユーザ端末と無線通信をする基地局装置とを有する無線通信システムであって、
前記ユーザ端末は、前記基地局装置から受信したデータの受信結果に基づいてフィードバック情報を生成して前記基地局装置に送信する送信部を備え、
前記基地局装置は、前記ユーザ端末から受信する前記フィードバック情報に基づいて、
前記自セルの隣接セルの間欠送信パターンを推定する推定部と、
前記間欠送信パターンに基づいて、前記ユーザ端末のスケジューリングを行うスケジューリング部と、を備える。
本発明の第3のセル間干渉制御方法は、
自セルに在圏するユーザ端末から受信するフィードバック情報に基づいて、前記自セルの隣接セルの間欠送信パターンを推定するステップと、
前記間欠送信パターンに基づいて、前記ユーザ端末のスケジューリングを行うステップと、を有する。
自セルに在圏するユーザ端末から受信するフィードバック情報に基づいて、前記自セルの隣接セルの間欠送信パターンを推定するステップと、
前記間欠送信パターンに基づいて、前記ユーザ端末のスケジューリングを行うステップと、を有する。
本発明の第4のプログラムは、
コンピュータに、
自セルに在圏するユーザ端末から受信するフィードバック情報に基づいて、前記自セルの隣接セルの間欠送信パターンを推定する手順、
前記間欠送信パターンに基づいて、前記ユーザ端末のスケジューリングを行う手順、とを実行させる。
コンピュータに、
自セルに在圏するユーザ端末から受信するフィードバック情報に基づいて、前記自セルの隣接セルの間欠送信パターンを推定する手順、
前記間欠送信パターンに基づいて、前記ユーザ端末のスケジューリングを行う手順、とを実行させる。
本発明によれば、セル間の干渉を低減することによりユーザスループット及びセルスループットを向上させることが可能な基地局装置、無線通信システム、セル間干渉制御方法、及びプログラムを提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
[構成]
図1は、第1の実施形態にかかる無線通信システムの構成の一例を示した図である。基地局装置10は、ユーザ端末20と無線通信をすることが可能である。また、図示していないが、基地局装置10はセルを構成し、その周辺には自基地局装置以外の基地局装置が構成する隣接セルが存在する。
(第1の実施形態)
[構成]
図1は、第1の実施形態にかかる無線通信システムの構成の一例を示した図である。基地局装置10は、ユーザ端末20と無線通信をすることが可能である。また、図示していないが、基地局装置10はセルを構成し、その周辺には自基地局装置以外の基地局装置が構成する隣接セルが存在する。
基地局装置10は、推定部11とスケジューリング部12を有する。また、ユーザ端末20は送信部21を有する。なお、図1では、基地局装置10及びユーザ端末20に含まれる機能ブロックのうち、特に本実施形態に関連する構成要素のみを示している。すなわち、基地局装置10は、図示していないが、基地局装置10を基地局装置として機能させるための機能ブロックを含んでいる。同様に、ユーザ端末20は、図示していないが、ユーザ端末20をユーザ端末として機能させるための機能ブロックを含んでいる。
推定部11は、ユーザ端末20から受信したフィードバック情報に基づいて、隣接セルで使用されている間欠送信パターンを推定する。
スケジューリング部12は、推定部11で推定した間欠送信パターンに基づいてユーザ端末20のスケジューリングを行う。
ユーザ端末20の送信部21は、基地局装置10に対して、基地局装置10から受信したデータの受信結果に応じて生成したフィードバック情報を送信する。
[動作]
図2は、第1の実施形態にかかる無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。以下、図2を参照しながら、基地局装置10、及びユーザ端末20の動作を説明する。
図2は、第1の実施形態にかかる無線通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。以下、図2を参照しながら、基地局装置10、及びユーザ端末20の動作を説明する。
まず、基地局装置10がユーザ端末20にデータを送信し(ステップS11)、ユーザ端末20がこれを受信する(ステップS12)。
次に、ユーザ端末20は、受信したデータに基づいてフィードバック情報を生成し(ステップS13)、これを基地局装置10に送信する(ステップS14)。ここで、フィードバック情報の内容は、たとえば正しくデータが受信できた場合はACK(Acknowledge)であり、正しくデータが受信できなかった場合はNACK(Negative AcKnowledge)である。なお、ユーザ端末20は、自身宛のデータ送信を検出できなかった場合はACKもNACKも送信しない。これら一連の動作は一般的なユーザ端末の動作であるため、本発明は既存のユーザ端末にも適用可能である。
続いて、基地局装置10は、受信したフィードバック情報に基づいて、基地局装置10の隣接セルで使用されている間欠送信パターンを推定する(ステップS15)。ここで、間欠送信パターンとは、一定の区間内で、物理チャネル上での送信電力が低減された(送信停止も含む)時間区間と、そのような制約がない時間区間とが、固定的、または、半固定的に適宜組み合わされ繰り返される場合の1周期におけるそれら区間の出現パターンを意味する。上述したABSパターンは、間欠送信パターンの一例ということができる。
間欠送信パターンを推定する動作の具体例を説明する。例えば、フィードバック情報にNACKが多く含まれる時間区間は、隣接セルからの干渉が強いためにユーザ端末20での受信品質が低いと判断し、送信電力が低減された(送信停止も含む)時間区間ではないと判定する。一方、ACKが多く含まれる時間区間は、隣接セルからの干渉が弱いためにユーザ端末20での受信品質が高いと判断し、送信電力が低減された(送信停止も含む)時間区間であると判定する。
次に、基地局装置10は、推定した間欠送信パターンに基づいてユーザ端末20のスケジューリングを行う(ステップS16)。
スケジューリングの処理は、たとえば、所定の時間区間において基地局装置10がデータを送信するユーザ端末20を選択する処理、データを送信するときに使用する無線パラメータを選択する処理、及びユーザ端末20から受信したフィードバック情報に応じてユーザ端末20へデータを再送する処理、である。なお、これらの処理の全てを実行せずに一部だけを実行することがあってもよい。
ここで、基地局装置10がデータを送信するユーザ端末20を選択する処理について、具体的を挙げて説明する。間欠送信パターンにおいて送信電力が低減された(送信停止も含む)時間区間は、当該時間区間は隣接セルからの干渉が少ない可能性が高いため、基地局装置10は、隣接セルとの境界付近に位置していて通信品質が悪いユーザ端末20を選択する。一方、このような送信電力が低減された(送信停止も含む)時間区間でない時間区間は、基地局装置10は、通常の通信品質のユーザ端末20を選択する。なお、基地局装置10が送信すべきデータがない場合は、基地局装置10は、どのユーザ端末20も選択しない。
また、無線パラメータの選択の例を具体的に説明する。無線パラメータの例としては、変調方式やコーディングレートなどを挙げることができる。例えば、変調方式の選択においては、基地局装置10は、通信品質が悪いユーザ端末20には伝送効率は低いが伝送誤り耐性が高いQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)を選択する。一方、基地局装置10は、通信品質が良いユーザ端末20には伝送誤り耐性は低いが伝送効率が高い64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)を選択することができる。さらに、コーディングレートの選択の例を挙げると、基地局装置10は、通信品質が悪いユーザ端末20には伝送効率は低いが誤り耐性が高い低符号化率のコーディングレートを選択し、通信品質が良いユーザ端末20には誤り耐性は低いが伝送効率が高い高符号化率のコーディングレートを選択する。
[効果]
本実施形態にかかる基地局装置は、隣接セルの間欠送信パターンを推定し、推定した間欠送信パターンに基づいてユーザ端末のスケジューリングを行うことができる。そのため、基地局装置は、間欠送信パターンにおける送信電力が低減された(送信停止を含む)時間区間に、隣接セルから干渉を受けて通信品質が劣化しているユーザ端末を選択し、適切な無線パラメータを選択することができる。その結果、当該ユーザ端末の通信品質が、隣接セルから受ける干渉によって劣化することを避けることができ、ユーザスループットを向上させることができる。
本実施形態にかかる基地局装置は、隣接セルの間欠送信パターンを推定し、推定した間欠送信パターンに基づいてユーザ端末のスケジューリングを行うことができる。そのため、基地局装置は、間欠送信パターンにおける送信電力が低減された(送信停止を含む)時間区間に、隣接セルから干渉を受けて通信品質が劣化しているユーザ端末を選択し、適切な無線パラメータを選択することができる。その結果、当該ユーザ端末の通信品質が、隣接セルから受ける干渉によって劣化することを避けることができ、ユーザスループットを向上させることができる。
以上のように、本実施形態によれば、セル間の干渉を低減することによりユーザスループット及びセルスループットを向上させることが可能な基地局装置、無線通信システム、セル間干渉制御方法、及びプログラムを提供することができる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、本願発明をFDD(Frequency Division Duplex)方式のLTEの移動通信システムに適用した例である。
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、本願発明をFDD(Frequency Division Duplex)方式のLTEの移動通信システムに適用した例である。
[構成]
図3は、第2の実施形態にかかる無線通信システムの構成例を示した図である。eNB100はスモールセル400の基地局であって、当該セルに在圏するUE200と無線による通信を行う。なお、UE200は1つに限られず、複数存在していてもよい。eNB300は、マクロセル500の基地局である。マクロセル500とスモールセル400はそれぞれのカバーエリアが重複していてHetNetを構成している。スモールセル400とマクロセル500は、互いに隣接セルの関係にある。スモールセル400とマクロセル500とが同一のキャリア周波数を用いている場合、UE200はマクロセル500からの干渉を受ける。なお、マクロセル500のカバーエリア内に存在するスモールセル400は1つに限らない。本実施形態はeNB400に閉じた動作となっているため、スモールセルの数は影響しない。
図3は、第2の実施形態にかかる無線通信システムの構成例を示した図である。eNB100はスモールセル400の基地局であって、当該セルに在圏するUE200と無線による通信を行う。なお、UE200は1つに限られず、複数存在していてもよい。eNB300は、マクロセル500の基地局である。マクロセル500とスモールセル400はそれぞれのカバーエリアが重複していてHetNetを構成している。スモールセル400とマクロセル500は、互いに隣接セルの関係にある。スモールセル400とマクロセル500とが同一のキャリア周波数を用いている場合、UE200はマクロセル500からの干渉を受ける。なお、マクロセル500のカバーエリア内に存在するスモールセル400は1つに限らない。本実施形態はeNB400に閉じた動作となっているため、スモールセルの数は影響しない。
図4は、本実施形態にかかる無線通信システムで使用される無線フレームの構成例を示した図である。図4を参照すると、無線通信は、時間軸上においてSFN(System Frame Number)と呼ばれる0から1023までの番号が付与された1024個の無線フレームに基づいて行われる。さらに1個の無線フレームは0から9の番号が付与された10個のsubframeに区切られている。無線通信はこのsubframeを単位として行われる。また、図4には、このような無線フレームと、所定の周期で繰り返されるABSパターンとの関係も示されている。図4の例では、ABSパターンは、4個の無線フレームをもち、すなわち周期は40msである。なお、LTEの無線通信システムにおいては、FDDでは常にABSパターンの周期は40msである。一方、TDD(Time Division Duplex)ではその時分割のパターンに依存して20ms、60ms、または70msである。TDDでは、HetNetを構成するマクロセルとスモールセルが同一の時分割パターンを使用する。このように、ABSパターンの周期はセル構成に従って一意に定まるため、eNBは自らの構成情報からマクロセルに適用されるABSパターンの周期を知ることができる。
ABSパターン周期中のi番目のsubframeは、SFN=n(n=0,1,2,…)、subframe=m(m=0,1,2,…)とすると、
i=mod(n,4)*10+m;(0≦i<39)
と表すことができる。ここで、mod(n,4)は、nを4で割った余りを示す。なお、スモールセルで推定するABSパターンの起点はSFN=0,subframe0からずれていても良い。その場合、以下に示すように、上式の右辺にsubframeのずれを表すC(C=0,1,2,…)が加わっていてもよい。
i=mod(n,4)*10+m;(0≦i<39)
と表すことができる。ここで、mod(n,4)は、nを4で割った余りを示す。なお、スモールセルで推定するABSパターンの起点はSFN=0,subframe0からずれていても良い。その場合、以下に示すように、上式の右辺にsubframeのずれを表すC(C=0,1,2,…)が加わっていてもよい。
i=mod(mod(n,4)*10+m+C, 40);(0≦i<39)
図5は、本実施形態にかかるeNB100とUE200の構成を示した図である。なお、図5にはeNB100及びUE200に含まれる機能ブロックのうち、特に本実施形態に関連する構成要素のみを示している。すなわち、eNB100は、図示していないが、eNB100をeNBとして機能させるための機能ブロックを含んでいる。同様に、UE200は、図示していないが、UE200をUEとして機能させるための機能ブロックを含んでいる。
図5は、本実施形態にかかるeNB100とUE200の構成を示した図である。なお、図5にはeNB100及びUE200に含まれる機能ブロックのうち、特に本実施形態に関連する構成要素のみを示している。すなわち、eNB100は、図示していないが、eNB100をeNBとして機能させるための機能ブロックを含んでいる。同様に、UE200は、図示していないが、UE200をUEとして機能させるための機能ブロックを含んでいる。
eNB100は、受信部110、ABSパターン推定部120、スケジューラ130、及び送信部140を含む。より詳細には、ABSパターン推定部120は、フィードバック情報カウンタ121、メモリ122、及びABS判定部123を含む。
受信部110は、UE200からフィードバック情報を受信する。なお、フィードバック情報の詳細については、第1の実施形態と同様である。
ABSパターン推定部120は、フィードバック情報に基づいてABSのパターンを推定する。
フィードバック情報カウンタ121は、メモリ122とともに累積期間においてsubframe番号iごとに受信したフィードバック情報の数をカウントし、これをメモリ122に記憶する。
メモリ122は、0からN−1までのN個の領域を有する。ここで、NはABSパターンの1周期に含まれるsubframeの数に等しく、図4の例ではN=40である。メモリ領域#i(0≦i<N)には、ABSパターンの1周期中のi番目(0から数えて)のsubframeにおける各種の情報が記憶される。ここで記憶される情報は、例えば以下に示す4つの情報である。
(A)累積期間内の#iのsubframe群における、初回送信データの総数(以下、送信データ累積数)、
(B)累積期間内の#iのsubframe群における、初回送信データに対して受信されたNACKの総数(以下、NACK累積数)、
(C)累積期間内の#iのsubframe群における、エラーレート
(D)累積期間内の#iのsubframe群における、ABS判定結果
ここで、累積期間はABSパターンの周期よりも十分長い期間であって、例えば図6に示すようにABSパターンの周期の整数倍の期間である。また、ここでの送信データは、例えば3GPPのシステムにおいてはトランスポートブロックに該当する。(B)はフィードバック情報カウンタ121にてカウントされたものである。
(B)累積期間内の#iのsubframe群における、初回送信データに対して受信されたNACKの総数(以下、NACK累積数)、
(C)累積期間内の#iのsubframe群における、エラーレート
(D)累積期間内の#iのsubframe群における、ABS判定結果
ここで、累積期間はABSパターンの周期よりも十分長い期間であって、例えば図6に示すようにABSパターンの周期の整数倍の期間である。また、ここでの送信データは、例えば3GPPのシステムにおいてはトランスポートブロックに該当する。(B)はフィードバック情報カウンタ121にてカウントされたものである。
ABS判定部123は、メモリ122に記憶された送信データ累積数及びNACK累積数に基づいて、i番目のsubframeにおけるエラーレートを算出し、算出した結果をメモリ122のメモリ領域#iに書き込む。さらに、当該エラーレートに基づいて、i番目の当該subframeがABSか否かを判定し、ABS判定結果をメモリ122のメモリ領域#iに書き込む。
スケジューラ130は、ABSパターン推定部120により推定されたABSパターンに基づいて、UE200のスケジューリングを実行する。
送信部140は、スケジューラ130により選択されたユーザ端末に対して、スケジューラ130により選択されたリソースを用いて、ユーザデータ及びそのユーザデータの復調等に必要な制御情報を送信する。なお、3GPPのLTEシステムの仕様で定義されるSPS(Semi−Persistent Scheduling)のように、ユーザデータの送信に際し制御情報の送信が省略される場合があってもよい。
UE200は、受信部210、フィードバック情報生成部220、及び送信部230を含む。受信部210は、eNB100が送信したユーザデータ及び制御情報を受信する。フィードバック情報生成部220は、ユーザデータを正常に受信できたか否かに応じてフィードバック情報を生成する。送信部230は、生成したフィードバック情報をeNB100に送信する。
[動作]
図7は、第2の実施形態にかかるeNB100(すなわちスモールセルの基地局)の動作の一例を示すフローチャートである。以下、同図を参照しながら、ABSパターン周期内のi番目のsubframe(SFN=n、subframe=m)における、eNB100の動作を説明する。
図7は、第2の実施形態にかかるeNB100(すなわちスモールセルの基地局)の動作の一例を示すフローチャートである。以下、同図を参照しながら、ABSパターン周期内のi番目のsubframe(SFN=n、subframe=m)における、eNB100の動作を説明する。
まず、処理を開始すると(ステップS101)、スケジューラ130は、ABSパターンを確認する(ステップS102)。より具体的には、メモリ122のメモリ領域#iのABS判定結果の情報を参照することにより、当該subframeがABSか否かを確認する。
次に、スケジューラ130は、当該subframeがABSか否かに応じて、当該subframeにおいて通信するユーザを選択し、当該ユーザの使用する無線パラメータを選択する(ステップS103)。スケジューラの動作は、第1の実施形態と同様である。
続いて、送信部140は、当該subframeにおいて、スケジューラ130が選択したユーザに対して、選択した無線パラメータを用いてデータ(ユーザデータ及び制御情報)を送信する(ステップS104)。受信部110は、当該データを受信した各ユーザのUEから、ACKまたはNACKを内容とするフィードバック情報を受信し、フィードバック情報がACKかNACKかの判定を行う(ステップS105)。
次に、フィードバック情報カウンタ121は、受信部110にて判定されたNACKのなかから、初回送信データに対するNACKの数をカウントする(ステップS106)。送信部140はユーザ送信データ数のなかから初回送信のものをカウントする。また、送信部140及びフィードバック情報カウンタ121は、当該subframeに対応するメモリ領域#iにおける送信データ累積数及びNACK累積数をそれぞれ更新する(ステップS107)。データ送信数のカウントはスケジューラ部130で実施しても良い。なお、ここでカウントしたNACK数は、i番目以前のsubframeで送信したユーザデータに対するフィードバックである(LTEのFDDではmod(i−4,40)番目のsubframeで送信したデータに対するフィードバックがsubframe#iに受信される)。エラーレートを計算する際にこの時間差を考慮しても良いし、メモリ領域mod(i−4,40)にNACK累積数を格納する実装を行っても良い。
次に、ABS判定部123は、累積期間中の最後の更新タイミングかどうかを判定する(ステップS108)。より詳細には、ABS判定部123は、当該subframeが、図6に示す累積期間の1周期のうちの最後のABSパターンの1周期にある場合に、最後の更新タイミングであると判定する。判定の結果、最後の更新タイミングではない場合(ステップS108NO)、当該subframeにおける処理を終了する(ステップS112)。最後の更新タイミングである場合(ステップS108YES)、メモリ領域#iにおけるエラーレートを算出する(ステップS109)。続いて、ABS判定部123は、算出したエラーレートに応じて当該subframeがABSであるか否かを判定する(ステップS110)。なお、ABSの判定方法については後に詳述する。その後、ABS判定部123は、次の累積期間の周期におけるABS判定のために、メモリ領域#iにおける送信データ累積数とNACK累積数をクリアし(ステップS111)、当該subframenの処理を終了する(ステップS112)。
ここで、本実施形態におけるスケジューラ130の動作、特に図7のステップS110におけるABSの判定方法について、以下に詳しく説明する。
本実施形態におけるスケジューラ130は、自セルに対して干渉を与える隣接セルのABSパターンを考慮に入れたスケジューリングを実施する。3GPPのRelease−10の仕様では、UEにABSとABSではないsubframeとを区別して無線品質の測定およびフィードバックを行わせることが可能である。スケジューラ130は、あるsubframeで通信を行うUE(すなわちユーザ)を選択する際、ABSであるsubframeでは、セルの境界付近に位置していて隣接セルからの干渉により通信品質の悪いUEを優先的に選択する。また、逆にABSではないsubframeでは、そのようなセルの境界付近に位置するUEを避けて他のUEを選択する。
また、スケジューラ130は、ターゲットエラーレート(目標誤り率)を達成するように適切な無線パラメータを選択する。この動作を、図8を参照して説明する。同図はメモリ122内のメモリ領域#iにおけるエラーレートの例を示している。スケジューラ130は、ステップS109で算出するエラーレートが、ターゲットエラーレートの下限値PT−からターゲットエラーレートの上限値PT+までの範囲を超えないように制御することによって、ターゲットエラーレートPTを達成するように動作する。スケジューラ130が隣接セルのABSパターンを正しく認識できている場合、スケジューラ130の働きにより、メモリ領域#iのエラーレートはPTに収束する。しかしながら、スケジューラ130が隣接セルのABSパターンを正しく認識できていない場合、図9に示すように、メモリ領域#iのエラーレートは必ずしもPTに収束しない。この場合のエラーレートは、以下の3つのケースのいずれかに該当する。
ケース1:PT−からPT+の間の値(図9におけるメモリ領域#1)
ケース2:PT+よりも高い値(図9におけるメモリ領域#0、#2、#N−1)
ケース3:PT−よりも低い値(図9におけるメモリ領域#3)
ABS判定(ステップS110)では、これらのケース毎に以下のようにABSか否かの判定を行う。
ケース2:PT+よりも高い値(図9におけるメモリ領域#0、#2、#N−1)
ケース3:PT−よりも低い値(図9におけるメモリ領域#3)
ABS判定(ステップS110)では、これらのケース毎に以下のようにABSか否かの判定を行う。
ケース1に分類されるメモリ領域に対応するsubframeでは、エラーレートがスケジューラ130の想定通りに制御できていると判断されるため、スケジューラ130におけるABSパターンの認識は隣接セルのABSパターンと一致していると判断する。よって当該subframeにおけるABS判定では、従前の判定結果を維持する。
ケース2に分類されるメモリ領域に対応するsubframeでは、エラーレートが目標値よりも高く、スケジューラ130の想定よりもUE200での受信品質が悪い、即ち隣接セルからの干渉が強いと判断する。ここで受信品質とは、例えばSINR(Signal to Interference and Noise power Ratio)を意味する。このようなケースでは、eNB100はUE200へデータを再送する必要が生じることにより、無線リソースの無駄遣いが発生するため、最大のスループットを達成することができない。ABS判定では、隣接セルでは当該subframeはABSに設定されていないと判断し、判定結果をABSではないとする。
ケース3に分類されるメモリ領域に対応するsubframeでは、エラーレートが目標値よりも低すぎるため、スケジューラの想定よりもUEでの受信品質が良い、即ち隣接セルからの干渉が弱いと判断する。この場合には、本来は、より伝送効率の高い無線パラメータ(例えばより高いコーディングレート)を用いることができたはずであり、ケース2と同様に無線リソースの無駄遣いが発生するため、最大のスループットを達成することができない。ABS判定では、隣接セルでは当該subframeはABSに設定されていると判断し、判定結果をABSであるとする。
[効果]
本実施形態の発明によれば、eNBが隣接セルのABSパターンの情報を他の装置から得ることができない場合であっても、eNB自らがABSパターンを推定することにより、推定したABSパターンに基づくスケジューリングを実施することができる。そのため、スケジューラは、ABSの時間区間において、セルの境界付近に位置していて隣接セルからの干渉を受けやすいUEを優先的に選択することにより、当該UEのユーザスループットを向上することができる。
本実施形態の発明によれば、eNBが隣接セルのABSパターンの情報を他の装置から得ることができない場合であっても、eNB自らがABSパターンを推定することにより、推定したABSパターンに基づくスケジューリングを実施することができる。そのため、スケジューラは、ABSの時間区間において、セルの境界付近に位置していて隣接セルからの干渉を受けやすいUEを優先的に選択することにより、当該UEのユーザスループットを向上することができる。
また、3GPP Release−10以降のUEは、ABSと非ABSのsubframeとを区別してフィードバックを行うことが可能である。従って、3GPP Release−10に対応したeNBに本実施形態による発明を適用すれば、ABS及び非ABSのそれぞれのsubframeにおいて、eNBのスケジューラはUEに対して最適な無線パラメータを選択することができる。これにより、ユーザスループット及びセルスループットの最大化を図ることが可能となる。
(実施形態の変形例)
本発明を実施するにあたっては、種々の変形例が考えられ、上記の実施形態に限られるものではない。
(実施形態の変形例)
本発明を実施するにあたっては、種々の変形例が考えられ、上記の実施形態に限られるものではない。
[変形例1]
第2の実施形態では、ABSパターン推定部120で推定するABSパターンの周期は隣接セルのABSパターンの周期(40ms)と同一としたが、これをHARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)の周期(8ms)としてもよい。この場合、メモリ122におけるメモリ領域の数は40ではなく8となり、メモリ領域を削減することができる。また、累積期間を短くできるため、ABSパターンの更新により素早く追随できる効果もある。(LTEのFDDの場合に適用可能)。
第2の実施形態では、ABSパターン推定部120で推定するABSパターンの周期は隣接セルのABSパターンの周期(40ms)と同一としたが、これをHARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)の周期(8ms)としてもよい。この場合、メモリ122におけるメモリ領域の数は40ではなく8となり、メモリ領域を削減することができる。また、累積期間を短くできるため、ABSパターンの更新により素早く追随できる効果もある。(LTEのFDDの場合に適用可能)。
[変形例2]
ABSパターン推定部120におけるABS判定方法に、次のようなバリエーションを加えてもよい。すなわち、フィードバック情報カウンタ121は、受信部110にてフィードバック情報を受信できなかったと判定されたACK/NACK未検出数をカウントする。ここでカウントする対象は、データ送信に伴って制御情報が送信された全ての送信データとし、初回送信に限らないとする。なお、制御情報とは、例えば3GPPではPDCCH(Physical Downlink Control Channel)などにより通知される情報である。この場合、メモリ122のメモリ領域#iに記憶される情報は、以下に示す4つの情報に置き換える。
ABSパターン推定部120におけるABS判定方法に、次のようなバリエーションを加えてもよい。すなわち、フィードバック情報カウンタ121は、受信部110にてフィードバック情報を受信できなかったと判定されたACK/NACK未検出数をカウントする。ここでカウントする対象は、データ送信に伴って制御情報が送信された全ての送信データとし、初回送信に限らないとする。なお、制御情報とは、例えば3GPPではPDCCH(Physical Downlink Control Channel)などにより通知される情報である。この場合、メモリ122のメモリ領域#iに記憶される情報は、以下に示す4つの情報に置き換える。
(A)累積期間内の#iのsubframe群における、制御情報を伴って送信された送信データ(以下、制御情報包含送信データという)の総数、
(B)累積期間内の#iのsubframe群における、制御情報包含送信データに対し、UEからフィードバック情報が受信されなかった場合(以下、ACK/NACK未検出)の総数、
(C)累積期間内の#iのsubframe群における、制御情報包含送信データのエラーレート
(D)累積期間内の#iのsubframe群における、ABS判定結果
なお、ここでのエラーレートは、ACK/NACK未検出の総数を、制御情報包含送信データの総数で割ることにより求めることができる。
(B)累積期間内の#iのsubframe群における、制御情報包含送信データに対し、UEからフィードバック情報が受信されなかった場合(以下、ACK/NACK未検出)の総数、
(C)累積期間内の#iのsubframe群における、制御情報包含送信データのエラーレート
(D)累積期間内の#iのsubframe群における、ABS判定結果
なお、ここでのエラーレートは、ACK/NACK未検出の総数を、制御情報包含送信データの総数で割ることにより求めることができる。
UEは、制御情報が誤っていて検出できない場合にはフィードバック情報を送信しないため、eNBではACK/NACK未検出となる。本変形例では、ユーザデータの誤り率ではなく、制御情報の誤り率に基づいてABSパターンの推定をすることが可能となる。なお、一般にスケジューラは、制御情報についてもエラーレートがターゲットエラーレートを満たすように無線パラメータを選択する。このため、本変形例においてはエラーレートを算出する箇所以外の構成および動作は、上述した第2の実施形態と同様である。
[変形例3]
第2の実施形態では、累積期間内の所定のsubframe群における送信データ累積数とNACK累積数とから得られるエラーレートに基づいてABSパターンの推定を行った。これを変形し、累積期間内の所定のsubframe群における再送回数の統計に基づいてABSパターンの推定を行ってもよい。eNB100は、UE200に正常にデータ送信ができなかった場合には再送する。正常にデータ送信ができない場合の例としては、eNB100がUE200からNACKを受信した場合やACKもNACKも受信できなかった場合が挙げられる。なお、再送回数は初回送信を含んでもよいし、含まなくてもよい。
第2の実施形態では、累積期間内の所定のsubframe群における送信データ累積数とNACK累積数とから得られるエラーレートに基づいてABSパターンの推定を行った。これを変形し、累積期間内の所定のsubframe群における再送回数の統計に基づいてABSパターンの推定を行ってもよい。eNB100は、UE200に正常にデータ送信ができなかった場合には再送する。正常にデータ送信ができない場合の例としては、eNB100がUE200からNACKを受信した場合やACKもNACKも受信できなかった場合が挙げられる。なお、再送回数は初回送信を含んでもよいし、含まなくてもよい。
本変形例では、第2の実施形態におけるターゲットエラーレート(PT)を再送回数の期待値に、ターゲットエラーレートの上限(PT+)を再送回数の上限に、ターゲットエラーレートの下限(PT−)を再送回数の下限にそれぞれ置き換えてABS判定をする。ここで、再送回数の期待値はPTに基づいて、再送回数の上限はPT+に基づいて、再送回数の下限はPT−に基づいて、それぞれ計算により算出することができる。この場合のABS判定では、当該subframe群における再送回数が、再送回数の下限から再送回数の上限までの範囲の値である場合には、従前の判定結果を維持する。また、再送回数の上限よりも大きい値である場合にはABSではないと判定し、再送回数の下限よりも小さい値である場合にはABSであると判定する。この場合には、ABSの判定に際して、送信データ累積数を用いたエラーレートの算出が不要である。
[変形例4]
第2の実施形態では、図3に示すように、マクロセル500から干渉を受けるセルは、スモールセル400の1つであるケースを例に本発明を説明した。本願発明は、図10に示すように、マクロセル500からの干渉を受けるセルが、スモールセル400だけではなく、スモールセル710及び810のように複数存在する場合に適用することもできる。本変形例は、同一の監視・制御卓600と接続されているスモールセルであって、かつ全てあるいは一部のスモールセル基地局がABSパターンの推定機能を有していること、かつ無線フレームのタイミングが同期しているスモールセルに適用可能である。
第2の実施形態では、図3に示すように、マクロセル500から干渉を受けるセルは、スモールセル400の1つであるケースを例に本発明を説明した。本願発明は、図10に示すように、マクロセル500からの干渉を受けるセルが、スモールセル400だけではなく、スモールセル710及び810のように複数存在する場合に適用することもできる。本変形例は、同一の監視・制御卓600と接続されているスモールセルであって、かつ全てあるいは一部のスモールセル基地局がABSパターンの推定機能を有していること、かつ無線フレームのタイミングが同期しているスモールセルに適用可能である。
監視・制御卓600は、ABSパターンの推定機能を有している各スモールセルのeNB(100、700、及び800)が推定した各々のABSパターンを収集し、収集したABSパターンのsubframe毎にABS判定結果の多数決をとることにより、ABSパターンの推定精度を向上させることができる。その他、監視・制御卓600は、各スモールセルのeNBからメモリ領域毎の送信データ累積数、NACK累積数の情報をそれぞれ収集し、これらを集計した後、メモリ領域毎のエラーレートを算出し、当該エラーレートに基づいてABS判定を実施してもよい。監視・制御卓600は得られたABSパターンの推定結果を、各スモールセルのeNBに通知する。こうすることにより、監視・制御卓600は統計的により確からしいABSパターンの推定結果を得ることができ、各スモールセルのeNBは精度の高いABSパターンに基づいてスケジューリングを行うことが可能となる。その結果、ユーザスループット及びセルスループットをさらに向上することができる。
その他、監視・制御卓600は、各スモールセルのうち最も強く干渉を受けるスモールセルのeNBが推定したABSパターンを収集し、当該ABSパターンをその他のスモールセルのeNBに通知してもよい。この場合の監視・制御卓600の処理量は、subframe毎にABS判定結果の多数決をとる方法に比べて少なくて済む。
さらに、各スモールセルのeNBの全てがABSパターンの推定機能を有しているわけではない場合、推定機能を有しているeNBから収集したABSパターンの推定結果を、推定機能を有していないeNBに通知してもよい。こうすることにより、ABSパターン推定機能を有していないeNBが構成するセルにおいても、ユーザスループット及びセルスループットを向上することが可能となる。
なお、上記の基地局装置および無線通信システムは、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の基地局装置および無線通信システムにより行なわれるセル間干渉制御方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non−transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば、光磁気ディスク)、CD−ROM(Compact Disc − Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、DVD−ROM(Digital Versatile Disc−ROM)、DVD−R、DVD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2013年7月5日に出願された日本出願特願2013−141202を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2013年7月5日に出願された日本出願特願2013−141202を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
10 基地局装置
11 推定部
12 スケジューリング部
20 ユーザ端末
21 送信部
100、300、700、800 eNB
110 受信部
120 ABSパターン推定部
121 フィードバック情報カウンタ
122 メモリ
123 ABS判定部
130 スケジューラ
140 送信部
200 UE
210 受信部
220 フィードバック情報生成部
230 送信部
400、710、810 スモールセル
500 マクロセル
600 監視・制御卓
11 推定部
12 スケジューリング部
20 ユーザ端末
21 送信部
100、300、700、800 eNB
110 受信部
120 ABSパターン推定部
121 フィードバック情報カウンタ
122 メモリ
123 ABS判定部
130 スケジューラ
140 送信部
200 UE
210 受信部
220 フィードバック情報生成部
230 送信部
400、710、810 スモールセル
500 マクロセル
600 監視・制御卓
Claims (10)
- 自セルに在圏するユーザ端末と無線通信をする基地局装置であって、
前記ユーザ端末から受信するフィードバック情報に基づいて、前記自セルの隣接セルの間欠送信パターンを推定する推定部と、
前記間欠送信パターンに基づいて、前記ユーザ端末のスケジューリングを行うスケジューリング部と、を備えることを特徴とする基地局装置。 - 前記スケジューリングは、所定の時間区間において自基地局装置がデータを送信する前記ユーザ端末を選択する処理、前記送信をするときに使用する無線パラメータを選択する処理、及び前記フィードバック情報に応じて前記ユーザ端末へデータを再送する処理、のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項1に記載の基地局装置。
- 前記推定部は、所定の累積期間における前記間欠送信パターンの周期内の各サブフレーム群において前記ユーザ端末から受信したNACKの数に基づいて、前記間欠送信パターンを推定することを特徴とする、請求項1または2に記載の基地局装置。
- 前記推定部は、所定の累積期間における前記間欠送信パターンの周期内の各サブフレーム群において前記フィードバック情報を検出できなかった数に基づいて、前記間欠送信パターンを推定することを特徴とする、請求項1または2に記載の基地局装置。
- 前記推定部は、所定の累積期間における前記間欠送信パターンの周期内の各サブフレーム群において前記ユーザ端末へデータを再送した回数に基づいて、前記間欠送信パターンを推定することを特徴とする、請求項1または2に記載の基地局装置。
- 前記推定部が推定する前記間欠送信パターンの周期は、前記隣接セルの前記間欠送信パターンの周期と等しいことを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の基地局装置。
- 前記推定部が推定する前記間欠送信パターンの周期は、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)の周期と等しいことを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の基地局装置。
- ユーザ端末と、自セルに在圏する前記ユーザ端末と無線通信をする基地局装置とを有する無線通信システムであって、
前記ユーザ端末は、前記基地局装置から受信したデータの受信結果に基づいてフィードバック情報を生成して前記基地局装置に送信する送信部を備え、
前記基地局装置は、前記ユーザ端末から受信する前記フィードバック情報に基づいて、前記自セルの隣接セルの間欠送信パターンを推定する推定部と、
前記間欠送信パターンに基づいて、前記ユーザ端末のスケジューリングを行うスケジューリング部と、を備えることを特徴とする無線通信システム。 - 自セルに在圏するユーザ端末から受信するフィードバック情報に基づいて、前記自セルの隣接セルの間欠送信パターンを推定するステップと、
前記間欠送信パターンに基づいて、前記ユーザ端末のスケジューリングを行うステップと、を有することを特徴とするセル間干渉制御方法。 - コンピュータに、
自セルに在圏するユーザ端末から受信するフィードバック情報に基づいて、前記自セルの隣接セルの間欠送信パターンを推定する手順、
前記間欠送信パターンに基づいて、前記ユーザ端末のスケジューリングを行う手順、とを実行させるためのプログラム。
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