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技術 無線基地局および無線通信方法

出願人 株式会社NTTドコモ
発明者 武田和晃諸我英之安部田貞行高橋秀明ハプサリウリアンダルマワンティ陳嵐柳生健吾
出願日 2015年7月14日 (5年4ヶ月経過) 出願番号 2016-535885
公開日 2017年6月8日 (3年5ヶ月経過) 公開番号 WO2016-013446
状態 特許登録済
技術分野 無線伝送方式一般(ダイバーシチ方式等) 時分割方式以外の多重化通信方式 移動無線通信システム
主要キーワード コア装置 保守監視 干渉対策 機能ユニット間 共通認識 周波測定 スモールセル 種通信方式
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (16)

課題・解決手段

時間または地理的に変動するトラヒックに応じて、基地局間でビームフォーミング制御を適用すること。周辺無線基地局バックホールを介して制御情報交換が可能な無線基地局であって、制御情報をバックホールシグナリング送受信する送受信部と、制御情報に含まれる周辺の無線基地局および自基地局トラヒック情報およびアンテナビームフォーミングに関する情報に基づいて、周辺の無線基地局と自基地局の両方またはいずれか一方のアンテナビームパターンを制御する制御部と、を有する。

概要

背景

MTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューションLTE:Long Term Evolution)が仕様化された(非特許文献1)。LTEではマルチアクセス方式として、下り回線下りリンク)にOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)をベースとした方式を用い、上り回線上りリンク)にSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)をベースとして方式を用いている。

LTEのさらなる広帯域化および高速化を目的として、LTEの後継システムも検討されている。LTEの後継システムを、たとえばLTEアドバンストまたはLTEエンハンスメントと呼ぶこともある(以下、「LTE−A」と記す)。

LTE−Aシステムでは、半径キロメートル程度の広範囲カバレッジエリアを有するマクロセル内に、半径数十メートル程度の局所的なカバレッジエリアを有するスモールセル(たとえば、ピコセルフェムトセルなど)が形成されるHetNet(Heterogeneous Network)が検討されている(非特許文献2)。HetNetでは、マクロセルマクロ基地局)とスモールセル(スモール基地局)間で同一周波数帯だけでなく、異なる周波数帯キャリアを用いることも検討されている。

概要

時間または地理的に変動するトラヒックに応じて、基地局間でビームフォーミング制御を適用すること。周辺無線基地局バックホールを介して制御情報交換が可能な無線基地局であって、制御情報をバックホールシグナリング送受信する送受信部と、制御情報に含まれる周辺の無線基地局および自基地局トラヒック情報およびアンテナビームフォーミングに関する情報に基づいて、周辺の無線基地局と自基地局の両方またはいずれか一方のアンテナビームパターンを制御する制御部と、を有する。

目的

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、時間または地理的に変動するトラヒックに応じて、基地局間でビームフォーミング制御を適用できる無線基地局および無線通信方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

周辺無線基地局バックホールを介して制御情報交換が可能な無線基地局であって、前記制御情報をバックホールシグナリング送受信する送受信部と、前記制御情報に含まれる前記周辺の無線基地局および自基地局トラヒック情報およびアンテナビームフォーミングに関する情報に基づいて、前記周辺の無線基地局と自基地局の両方またはいずれか一方のアンテナビームパターンを制御する制御部と、を有することを特徴とする無線基地局。

請求項2

前記制御情報には、アンテナチルトおよび水平方向のビームに関する情報が含まれることを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。

請求項3

前記制御情報には、アンテナチルト、水平方向のビーム、送信電力アンテナパターンリソース利用率平均スループット値のいずれかの情報が含まれることを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。

請求項4

前記制御部は、トラヒック量の多い無線基地局のアンテナビームパターンのチルト角を増大し、トラヒック量の少ない無線基地局のアンテナビームパターンのチルト角を減少するよう制御することを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。

請求項5

前記制御部は、トラヒック量の多い無線基地局のアンテナビームパターンのチルト角を減少し、トラヒック量の少ない無線基地局のアンテナビームパターンのチルト角を増大するよう制御することを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。

請求項6

前記トラヒック情報には、ユーザ端末数およびユーザ端末位置情報が含まれており、前記制御部は、前記ユーザ端末集団の位置を特定して、各無線基地局のアンテナビームパターンのチルト角、ビーム方向およびビーム幅を制御することを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。

請求項7

前記制御部を有する無線基地局はマクロセル基地局であり、前記マクロセル基地局は各スモールセル基地局のアンテナビームパターンを制御することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の無線基地局。

請求項8

前記制御部は、自基地局のアンテナビームパターンを制御し、前記送受信部は、前記制御の結果を前記周辺の無線基地局に通知することを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。

請求項9

前記制御部は、前記周辺の無線基地局のアンテナビームパターンを制御し、前記送受信部は、前記制御の結果を前記周辺の無線基地局に通知することを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。

請求項10

周辺の無線基地局とバックホールを介して制御情報の交換が可能な無線基地局の無線通信方法であって、前記制御情報をバックホールシグナリングで送受信する工程と、前記制御情報に含まれる前記周辺の無線基地局および自基地局のトラヒック情報およびアンテナビームフォーミングに関する情報に基づいて、前記周辺の無線基地局と自基地局の両方またはいずれか一方のアンテナビームパターンを制御する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。

技術分野

0001

本発明は、次世代移動通信システムにおける無線基地局および無線通信方法に関する。

背景技術

0002

MTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューションLTE:Long Term Evolution)が仕様化された(非特許文献1)。LTEではマルチアクセス方式として、下り回線下りリンク)にOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)をベースとした方式を用い、上り回線上りリンク)にSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)をベースとして方式を用いている。

0003

LTEのさらなる広帯域化および高速化を目的として、LTEの後継システムも検討されている。LTEの後継システムを、たとえばLTEアドバンストまたはLTEエンハンスメントと呼ぶこともある(以下、「LTE−A」と記す)。

0004

LTE−Aシステムでは、半径キロメートル程度の広範囲カバレッジエリアを有するマクロセル内に、半径数十メートル程度の局所的なカバレッジエリアを有するスモールセル(たとえば、ピコセルフェムトセルなど)が形成されるHetNet(Heterogeneous Network)が検討されている(非特許文献2)。HetNetでは、マクロセルマクロ基地局)とスモールセル(スモール基地局)間で同一周波数帯だけでなく、異なる周波数帯キャリアを用いることも検討されている。

先行技術

0005

3GPP TS 36.300 “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2”
3GPP TR 36.814 “E-UTRA Further advancements for E-UTRA physical layer aspects”

発明が解決しようとする課題

0006

スモールセルの課題として、スモールセルの設置条件ユーザ分布偏りによりトラヒック分布に偏りが生じ、常に最適なエリアになっていないことが挙げられる。従来技術では、基地局間でアンテナビームフォーミングに関するバックホールシグナリングが規定されていないため、周辺基地局ビームパターンなどを考慮したビームフォーミング制御を行うことができなかった。

0007

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、時間または地理的に変動するトラヒックに応じて、基地局間でビームフォーミング制御を適用できる無線基地局および無線通信方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明の無線基地局は、周辺の無線基地局とバックホールを介して制御情報交換が可能な無線基地局であって、前記制御情報をバックホールシグナリングで送受信する送受信部と、前記制御情報に含まれる前記周辺の無線基地局および自基地局トラヒック情報およびアンテナビームフォーミングに関する情報に基づいて、前記周辺の無線基地局と自基地局の両方またはいずれか一方のアンテナビームパターンを制御する制御部と、を有することを特徴とする。

発明の効果

0009

本発明によれば、時間または地理的に変動するトラヒックに応じて、基地局間でビームフォーミング制御を適用できる。

図面の簡単な説明

0010

HetNetの概念図である。
スモールセルの配置例を示す図である。
スモールセルの配置例を示す図である。
アンテナパターンの情報の概念図である。
デュアルコネクティビティの例を示す図である。
第1の制御方法を説明する図である。
第2の制御方法を説明する図である。
第3の制御方法を説明する図である。
第4の制御方法を説明する図である。
第5の制御方法を説明する図である。
本実施の形態に係る無線通信システム概略構成の一例を示す図である。
本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。
本実施の形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。
本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。
本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。

実施例

0011

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、HetNetの概念図を示している。図1に示すように、HetNetは、マクロセルとスモールセルの少なくとも一部が地理的に重複して配置される無線通信システムである。HetNetは、マクロセルを形成する無線基地局であるマクロ基地局と、スモールセルを形成する無線基地局であるスモール基地局と、マクロ基地局およびスモール基地局と通信するユーザ端末と、を含んで構成される。

0012

一般にユーザ分布やトラヒックは均一でなく、時間的あるいは場所的に変動する。そのため、マクロセル内に多数のスモールセルを配置する場合、場所に応じて密度や環境の異なる形態(Sparse and Dense)でスモールセルが配置されることが想定される。たとえば、ユーザ端末が多く集まるショッピングモールなどではスモールセルの配置密度を高くし、ユーザ端末が集まらない場所ではスモールセルの配置密度を低くすることが考えられる。このようにトラヒックの急増に対して、低送信電力のスモールセルを高密度に配置することでキャパシティを増大させることができる。

0013

図1に示すHetNetにおいて、マクロセルでは、たとえば800MHzや2GHzなどの相対的に低い周波数帯のキャリアが用いられる。低周波数帯キャリアを利用することにより、マクロセルは広いカバレッジを取りやすく、既存(Rel.8から11)のユーザ端末も接続可能な周波数運用することができる。これにより、マクロセルは、すべてのユーザ端末が常時接続するセルとして広範囲のエリアをカバーすることができる。

0014

図1に示すHetNetにおいて、スモールセルでは、たとえば3.5GHzなどの相対的に高い周波数帯のキャリアが用いられる。高周波数帯キャリアを利用することによりスモールセルは広帯域を利用できるため、ベストエフォート型においてデータの効率的なオフロードが可能となる。そのため、スモールセルは、高トラヒック領域のユーザ端末をオフロードするセルとして局所的に配置される。

0015

図1に示すHetNetにおいて、マクロセル(マクロ基地局)とスモールセル(スモール基地局)間は、バックホールリンクを介して接続される。複数のスモールセル間についても、バックホールリンクを介して接続することが想定されている。マクロ基地局とスモール基地局間、あるいはスモール基地局間の接続は、光ファイバや非光ファイバ(X2インタフェース)などの有線接続で行うことが考えられる。

0016

マクロセルレイヤは、コントロールプレーン(Control-plane)の接続を確立してカバレッジやモビリティを確保する。高密度スモールセルレイヤは、データに特化したユーザプレーン(User-plane)の接続を確立することでキャパシティを増大し、ユーザ端末のスループットを増大する。

0017

図2は、スモールセルの配置例を示す図である。スモールセルの課題として、スモールセルの設置条件やユーザ分布の偏りによりトラヒック分布に偏りが生じ、常に最適なエリアになっていないことが挙げられる。既存技術による干渉対策として、チルト制御による干渉回避がある。しかし、スモールセルは設置に関する制約などから従来のマクロセルのようにセルプランニングされないので、不均一に配置されたスモールセルでのチルト制御は困難である。

0018

図3に示すように、時間とともに変動するトラヒック分布に応じて、チルト制御によりエリアを調整し、また、アンテナのビームパターンや角度の制御により形状を調整することで、適応的にスモールセルのエリアを形成することが考えられる。従来技術では、基地局間でアンテナビームフォーミングに関するバックホールシグナリングが規定されていないため、周辺基地局のビームパターンなどを考慮したビームフォーミング制御を行うことができなかった。本発明者らは、時間または地理的に変動するトラヒックに応じて、基地局間でビームフォーミング制御を適用することでスループットを改善することを見出した。

0019

適応的なエリア制御に関わる制御信号として、X2シグナリングを用いる。あるいは、制御信号として、CPRI(Common Public Radio Interface)/OBSAI(Open Base Standard Architecture Initiative)またはOAM(Operation Administration and Maintenance)インタフェースを用いてもよい。CPRIは、RRH(Remote Radio Head)とBDE(Base station Digital processing Equipment)間のフロントホール(front haul)回線で送る情報に関するインタフェース仕様である。OBSAIは、基地局内部の機能ユニット間インタフェース仕様である。たとえば、BDEと有線側インタフェース間のインタフェース仕様などが挙げられる。OAMインタフェースは、保守監視用の装置をネットワーク装置間(基地局、コア装置)とのインタフェース仕様である。

0020

適応的なエリア制御に関わる制御信号は、アンテナチルト、水平方向のビーム、送信電力、アンテナパターン、リソース利用率平均スループット値などの情報を含んでいる。

0021

アンテナチルトの情報には、チルト角度情報の絶対値、チルトの角度情報の変動値(+2 degree、+1 degree、−2 degree…)などが含まれる。

0022

水平方向のビームの情報には、ビームの向きに関する角度情報の絶対値、ビームの向きに関する角度情報の変動値(+2 degree、+1 degree、−2 degree…)、ビーム幅に関する角度情報の絶対値、ビーム幅に関する角度情報の変動値(+2 degree、+1 degree、−2 degree…)などが含まれる。

0023

アンテナパターンの情報は、チルト情報、水平方向のビーム方向およびビーム幅の情報、送信電力の情報の組み合わせである。アンテナパターンの情報として、たとえば「パターンA」には、チルト角45°、ビーム方向120°、ビーム幅30°、送信電力20dBmなどの情報が含まれる。シグナリングするのは「パターンA」という情報のみで、この情報の中身は各基地局で事前設定(preconfigure)されている。

0024

図4は、アンテナパターンの情報の概念図である。図4に示すように、チルト角度によってアンテナ利得最大値が得られる角度は異なる。

0025

平均スループット値は、見込平均スループット値または過去の平均スループット値を指す。

0026

適応的なエリア制御に関わる制御信号は、基地局またはセル固有のシグナリングを想定しているが、UE IDと括り付けてユーザ端末固有のシグナリングとしてもよい。たとえば、UE ID#1はチルト角20°、UE ID#2はチルト角30°としてもよい。

0027

さらに制御信号の粒度リソースブロック(RB)またはサブバンド(SB)単位としてもよい。また、サブフレームSF)や時間情報を加えてもよい。たとえば、サブフレーム#0から4はチルト角20°、サブフレーム#5から10はチルト角30°としてもよい。

0028

以下では、図5に示すように、異なる基地局間で異なる周波数(図5においてF1とF2)を束ねるデュアルコネクティビティ(Dual connectivity)の場合の制御を考える。デュアルコネクティビティが適用される場合、複数のスケジューラが独立して設けられ、当該複数のスケジューラ(たとえばマクロセル基地局MeNBの有するスケジューラおよびスモールセル基地局SeNBの有するスケジューラ)がそれぞれ管轄する1つ以上のセルのスケジューリングを制御する。

0029

ユーザ端末UEは、異周波または同周波測定により周波数帯F2のスモールセルのメジャメントレポート(RSRP(Reference Signal Received Power)、RSRQ(Reference Signal Received Quality))をマクロセル基地局MeNBに報告する。

0030

(第1の制御方法)
マクロセル基地局MeNBは、RSRP(RSRQ)およびユーザ端末数バッファ量など)をみて、各スモールセル基地局SeNBのアンテナビームパターンのチルト角や、ビーム方向およびビーム幅を制御する。図6Aに示す例では、無線基地局eNB#3にトラヒックが集中している。

0031

表1は、周辺基地局のトラヒック量に関する情報やアンテナビームパターンに関する情報を示している。このような情報をバックホールを介して基地局間で共有することで、トラヒックの変動や周辺基地局のビームパターンを考慮した、より適切なビームフォーミング制御が可能となる。

0032

表1において太字のxはサービングセルを示す。

0033

表1に示すように、マクロセル基地局MeNBは、トラヒック量の多いスモールセル基地局SeNB(無線基地局eNB#3)のアンテナビームパターンのチルト角を深くし、トラヒック量の少ない周辺スモールセル基地局SeNB(無線基地局eNB#1,#2,#4)のアンテナビームパターンのチルト角を浅くするよう制御する。これにより、無線基地局eNB#3の周辺セルにトラヒックを流すことができる(図6B参照)。

0034

「チルト角を深くする」とは、たとえばチルト角を20°から30°に増大することを意味する。「チルト角を浅くする」とは、たとえばチルト角を20°から10°に減少することを意味する。

0035

表1に示すような、チルト角Down/UPという情報は、上述したアンテナチルトの情報に含まれるチルトの角度情報の変動値に相当する。また、マクロセル基地局MeNBは、各スモールセル基地局SeNBにチルトの角度情報の絶対値を通知してもよい。

0036

また、表1に示すように、マクロセル基地局MeNBは、トラヒック量の多いスモールセル基地局SeNB(無線基地局eNB#3)のアンテナビームパターンのビーム方向を270deg、ビーム幅を120degとし、トラヒック量の少ない周辺スモールセル基地局SeNB(無線基地局eNB#1,#2,#4)のアンテナビームパターンのビーム方向およびビーム幅を全方位とするように制御してもよい。

0037

表1に示すような、ビーム方向およびビーム幅の情報は、上述した水平方向のビームの情報に含まれる、ビームの向きに関する角度情報の絶対値、ビーム幅に関する角度情報の絶対値に相当する。

0038

(第2の制御方法)
マクロセル基地局MeNBは、RSRP(RSRQ)およびユーザ端末数(バッファ量など)をみて、各スモールセル基地局SeNBのアンテナビームパターンのチルト角や、ビーム方向およびビーム幅を制御する。図7Aに示す例では、無線基地局eNB#3にトラヒックが集中している。

0039

表2は、周辺基地局のトラヒック量に関する情報やアンテナビームパターンに関する情報を示している。このような情報をバックホールを介して基地局間で共有することで、トラヒックの変動や周辺基地局のビームパターンを考慮した、より適切なビームフォーミング制御が可能となる。

0040

表2において太字のxはサービングセルを示す。

0041

表2に示すように、マクロセル基地局MeNBは、トラヒック量の多いスモールセル基地局SeNB(無線基地局eNB#3)のアンテナビームパターンのチルト角を浅くし、トラヒック量の少ない周辺スモールセル基地局SeNB(無線基地局eNB#1,#2,#4)のアンテナビームパターンのチルト角を深くするよう制御する。これにより、干渉を低減し高トラヒックエリアのSINR(Signal-to-Interference plus Noise power Ratio)およびスループットを改善できる(図7B参照)。

0042

(第3の制御方法)
マクロセル基地局MeNBは、RSRP(RSRQ)、ユーザ端末数(バッファ量など)および位置情報タイミングアドバンスタイプ1,2など)をみて、ユーザ端末集団の位置を特定し、各スモールセル基地局SeNBのアンテナビームパターンのチルト角、ビーム方向およびビーム幅を制御してもよい。

0043

図8Aに示す例では、マクロセル基地局MeNBがユーザ端末集団の位置を特定し、スモールセル基地局である無線基地局eNB#2のアンテナビームパターンのチルト角、ビーム方向およびビーム幅を制御している。

0044

図8Bに示す例では、図8Aに示す例からユーザ端末集団の位置が変更されている。マクロセル基地局MeNBがユーザ端末集団の位置を特定し、スモールセル基地局である無線基地局eNB#2のアンテナビームパターンのチルト角、ビーム方向およびビーム幅を制御している。

0045

上記第1の制御方法から第3の制御方法の例では、マクロセル基地局MeNBとスモールセル基地局SeNB間のやり取りを想定している。これに対して、キャリアアグリゲーションやデュアルコネクティビティが適用されないシングルコネクティビティでの無線基地局間またはスモール基地局同士のやり取りやキャリアアグリゲーションやデュアルコネクティビティが適用されているときのスモール基地局同士のやり取りを想定してもよい。

0046

(第4の制御方法)
無線基地局eNBでトラヒックをみて自律的に制御を行い、制御の結果や未来の動作を各無線基地局eNBに通知してもよい。図9Aに示す例では、無線基地局eNB#1が各無線基地局に自基地局のアンテナビームパターンのチルト角を深くすることを通知している。同様に、無線基地局eNB#3が各無線基地局に自基地局のアンテナビームパターンのチルト角を浅くすることを通知している。無線基地局eNB#4が各無線基地局に自基地局のアンテナビームパターンのチルト角を深くすることを通知している。

0047

このように周辺のアンテナビームパターンに関する情報に基づく制御により、干渉を低減し高トラヒックエリアのSINRおよびスループットを改善できる(図9B参照)。

0048

(第5の制御方法)
無線基地局eNBでトラヒックをみて自律的に制御を行い、各無線基地局にどう制御してほしいかを通知してもよい。図10Aに示す例では、無線基地局eNB#1および#4が、無線基地局eNB#3に対してアンテナビームパターンのチルト角を浅くする制御をするよう通知している。無線基地局eNB#3は、無線基地局eNB#1および#4に対してアンテナビームパターンのチルト角を深くする制御をするよう通知している。

0049

このような制御により、干渉を低減し高トラヒックエリアのSINRおよびスループットを改善できる(図10B参照)。

0050

以上説明したように、周辺基地局のトラヒック量に関する情報や、アンテナビームパターンに関する情報などを、バックホールを介して基地局間で共有することにより、トラヒックに応じたビームフォーミング制御が可能となり、スループットを改善することができる。

0051

(無線通信システムの構成)
以下、本実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、上述のビームフォーミング制御を行う無線通信方法が適用される。

0052

図11は、本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略構成図である。図11に示すように、無線通信システム1は、複数の無線基地局10(11および12)と、各無線基地局10によって形成されるセル内にあり、各無線基地局10と通信可能に構成された複数のユーザ端末20と、を備えている。無線基地局10は、それぞれ上位局装置30に接続され、上位局装置30を介してコアネットワーク40に接続される。

0053

図11において、無線基地局11は、たとえば相対的に広いカバレッジを有するマクロ基地局で構成され、マクロセルC1を形成する。無線基地局12は、局所的なカバレッジを有するスモール基地局で構成され、スモールセルC2を形成する。なお、無線基地局11および12の数は、図11に示す数に限られない。

0054

マクロセルC1およびスモールセルC2では、同一の周波数帯が用いられてもよいし、異なる周波数帯が用いられてもよい。また、無線基地局11および12は、基地局間インタフェース(たとえば、光ファイバ、X2インタフェース)を介して互いに接続される。

0055

無線基地局11と無線基地局12との間、無線基地局11と他の無線基地局11との間または無線基地局12と他の無線基地局12との間では、デュアルコネクティビティ(DC)またはキャリアアグリゲーション(CA)が適用される。

0056

ユーザ端末20は、LTE、LTE−Aなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでいてもよい。ユーザ端末20は、無線基地局10を経由して他のユーザ端末20と通信を実行できる。

0057

上位局装置30には、たとえば、アクセスゲートウェイ装置無線ネットワークコントローラ(RNC)、モビリティマネジメントエンティティ(MME)等が含まれるが、これに限定されるものではない。

0058

無線通信システム1では、下りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される下り共有チャネルPDSCH:Physical Downlink Shared Channel)、下り制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel、EPDCCH:Enhanced Physical Downlink Control Channel)、報知チャネル(PBCH)などが用いられる。PDSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、所定のSIB(System Information Block)が伝送される。PDCCH、EPDCCHにより、下り制御情報(DCI)が伝送される。

0059

無線通信システム1では、上りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される上り共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)、上り制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)などが用いられる。PUSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。

0060

図12は、本実施の形態に係る無線基地局10の全体構成図である。図12に示すように、無線基地局10は、MIMO伝送のための複数の送受信アンテナ101と、アンプ部102と、送受信部(送信部および受信部)103と、ベースバンド信号処理部104と、呼処理部105と、インタフェース部106とを備えている。

0061

下りリンクにより無線基地局10からユーザ端末20に送信されるユーザデータは、上位局装置30からインタフェース部106を介してベースバンド信号処理部104に入力される。

0062

ベースバンド信号処理部104では、PDCPレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、RLC(Radio Link Control)再送制御送信処理などのRLCレイヤの送信処理、MAC(Medium Access Control)再送制御、たとえば、HARQの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化逆高速フーリエ変換IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)処理、プリコーディング処理が行われて各送受信部103に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、各送受信部103に転送される。

0063

各送受信部103は、ベースバンド信号処理部104からアンテナごとにプリコーディングして出力された下り信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部102は、周波数変換された無線周波数信号増幅して送受信アンテナ101により送信する。送受信部103には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッタレシーバ送受信回路または送受信装置を適用できる。

0064

一方、上り信号については、各送受信アンテナ101で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部102で増幅され、各送受信部103で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部104に入力される。

0065

送受信部103は、適応的なエリア制御に関わる基地局間での制御信号をバックホールシグナリングで送受信する。送受信部103は、ユーザ端末10から送信されるメジャメントレポートを受信する。

0066

ベースバンド信号処理部104では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、FFT処理、IDFT処理、誤り訂正復号、MAC再送制御の受信処理、RLCレイヤ、PDCPレイヤの受信処理がなされ、インタフェース部106を介して上位局装置30に転送される。呼処理部105は、通信チャネルの設定や解放などの呼処理や、無線基地局10の状態管理や、無線リソースの管理を行う。

0067

インタフェース部106は、基地局間インタフェース(たとえば、光ファイバ、X2インタフェース)を介して隣接無線基地局と信号を送受信(バックホールシグナリング)する。あるいは、インタフェース部106は、所定のインタフェースを介して、上位局装置30と信号を送受信する。

0068

図13は、本実施の形態に係る無線基地局10が有するベースバンド信号処理部104の主な機能構成図である。図13に示すように、無線基地局10が有するベースバンド信号処理部104は、制御部301と、下り制御信号生成部302と、下りデータ信号生成部303と、マッピング部304と、デマッピング部305と、チャネル推定部306と、上り制御信号復号部307と、上りデータ信号復号部308と、判定部309と、を少なくとも含んで構成されている。

0069

制御部301は、PDSCHで送信される下りユーザデータ、PDCCHと拡張PDCCH(EPDCCH)の両方、またはいずれか一方で伝送される下り制御情報、下り参照信号などのスケジューリングを制御する。また、制御部301は、PRACHで伝送されるRAプリアンブル、PUSCHで伝送される上りデータ、PUCCHまたはPUSCHで伝送される上り制御情報上り参照信号のスケジューリングの制御(割り当て制御)も行う。上りリンク信号(上り制御信号、上りユーザデータ)の割り当て制御に関する情報は、下り制御信号(DCI)を用いてユーザ端末20に通知される。

0070

制御部301は、上位局装置30からの指示情報や各ユーザ端末20からのフィードバック情報に基づいて、下りリンク信号および上りリンク信号に対する無線リソースの割り当てを制御する。つまり、制御部301は、スケジューラとしての機能を有している。制御部301には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ制御回路または制御装置を適用できる。

0071

制御部301は、制御信号に含まれる周辺の無線基地局および自基地局のトラヒック情報およびアンテナビームフォーミングに関する情報に基づいて、周辺の無線基地局と自基地局の両方またはいずれか一方のアンテナビームパターンを制御する。

0072

下り制御信号生成部302は、制御部301により割り当てが決定された下り制御信号(PDCCH信号とEPDCCH信号の両方、またはいずれか一方)を生成する。具体的に、下り制御信号生成部302は、制御部301からの指示に基づいて、下りリンク信号の割り当て情報を通知する下りリンクアサインメントと、上りリンク信号の割り当て情報を通知する上りリンクグラントを生成する。下り制御信号生成部302には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器または信号生成回路を適用できる。

0073

下りデータ信号生成部303は、制御部301によりリソースへの割り当てが決定された下りデータ信号(PDSCH信号)を生成する。下りデータ信号生成部303により生成されるデータ信号には、各ユーザ端末20からのCSI等に基づいて決定された符号化率変調方式に従って符号化処理変調処理が行われる。

0074

マッピング部304は、制御部301からの指示に基づいて、下り制御信号生成部302で生成された下り制御信号と、下りデータ信号生成部303で生成された下りデータ信号の無線リソースへの割り当てを制御する。マッピング部304には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッピング回路またはマッパーを適用できる。

0075

デマッピング部305は、ユーザ端末20から送信された上りリンク信号をデマッピングして、上りリンク信号を分離する。チャネル推定部306は、デマッピング部305で分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態推定し、推定したチャネル状態を上り制御信号復号部307、上りデータ信号復号部308に出力する。

0076

上り制御信号復号部307は、上り制御チャネル(PRACH,PUCCH)でユーザ端末から送信されたフィードバック信号送達確認信号等)を復号し、制御部301へ出力する。上りデータ信号復号部308は、上り共有チャネル(PUSCH)でユーザ端末から送信された上りデータ信号を復号し、判定部309へ出力する。判定部309は、上りデータ信号復号部308の復号結果に基づいて、再送制御判定(A/N判定)を行うとともに結果を制御部301に出力する。

0077

図14は、本実施の形態に係るユーザ端末20の全体構成図である。図14に示すように、ユーザ端末20は、MIMO伝送のための複数の送受信アンテナ201と、アンプ部202と、送受信部(送信部および受信部)203と、ベースバンド信号処理部204と、アプリケーション部205と、を備えている。

0078

下りリンクのデータについては、複数の送受信アンテナ201で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部202で増幅され、送受信部203で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部204でFFT処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などがなされる。この下りリンクのデータのうち、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部205に転送される。アプリケーション部205は、物理レイヤMACレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部205に転送される。送受信部203には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッタ/レシーバ、送受信回路または送受信装置を適用できる。

0079

一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部205からベースバンド信号処理部204に入力される。ベースバンド信号処理部204では、再送制御(HARQ:Hybrid ARQ)の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、DFT処理、IFFT処理などが行われて各送受信部203に転送される。送受信部203は、ベースバンド信号処理部204から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部202は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ201により送信する。

0080

図15は、ユーザ端末20が有するベースバンド信号処理部204の主な機能構成図である。図15に示すように、ユーザ端末20が有するベースバンド信号処理部204は、制御部401と、上り制御信号生成部402と、上りデータ信号生成部403と、マッピング部404と、デマッピング部405と、チャネル推定部406と、下り制御信号復号部407と、下りデータ信号復号部408と、判定部409と、を少なくとも含んで構成されている。

0081

制御部401は、無線基地局10から送信された下り制御信号(PDCCH信号)や、受信したPDSCH信号に対する再送制御判定結果に基づいて、上り制御信号(A/N信号等)や上りデータ信号の生成を制御する。無線基地局から受信した下り制御信号は下り制御信号復号部407から出力され、再送制御判定結果は、判定部409から出力される。制御部401には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路または制御装置が適用される。

0082

上り制御信号生成部402は、制御部401からの指示に基づいて上り制御信号(送達確認信号やチャネル状態情報(CSI)等のフィードバック信号)を生成する。上りデータ信号生成部403は、制御部401からの指示に基づいて上りデータ信号を生成する。なお、制御部401は、無線基地局から通知される下り制御信号に上りリンクグラントが含まれている場合に、上りデータ信号生成部403に上りデータ信号の生成を指示する。上り制御信号生成部402には、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器または信号生成回路を適用できる。

0083

マッピング部404は、制御部401からの指示に基づいて、上り制御信号(送達確認信号等)と、上りデータ信号の無線リソース(PUCCH、PUSCH)への割り当てを制御する。

0084

デマッピング部405は、無線基地局10から送信された下りリンク信号をデマッピングして、下りリンク信号を分離する。チャネル推定部406は、デマッピング部405で分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を下り制御信号復号部407、下りデータ信号復号部408に出力する。

0085

下り制御信号復号部407は、下り制御チャネル(PDCCH)で送信された下り制御信号(PDCCH信号)を復号し、スケジューリング情報上りリソースへの割り当て情報)を制御部401へ出力する。また、下り制御信号に送達確認信号をフィードバックするセルに関する情報や、RF調整の適用有無に関する情報が含まれている場合も、制御部401へ出力する。

0086

下りデータ信号復号部408は、下り共有チャネル(PDSCH)で送信された下りデータ信号を復号し、判定部409へ出力する。判定部409は、下りデータ信号復号部408の復号結果に基づいて、再送制御判定(A/N判定)を行うとともに、結果を制御部401に出力する。

0087

本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

0088

本出願は、2014年7月23日出願の特願2014−149889に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

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