説明

基地局制御装置及び基地局制御方法

【課題】干渉が発生しうる状況下で確実にフレームのセグメント化を行える基地局制御装置及び基地局制御方法を提供する。
【解決手段】基地局を三つのセクタ8〜10に分割して制御し、移動局12との通信を制御するBSコントローラ11であって、制御部21は、MS12が任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であるかを判断し、任意のセクタの内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であると判断した場合にMS12に対する通信フレームをセグメント化する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線通信システムに関し、特に、セクタエッジでの干渉を抑えつつ通信効率の向上を図った基地局制御装置及び基地局制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
高速無線サービスの需要が益々高まるとともに、通信品質(QoS)の保証を保持しながら、データ転送速度の高速化に伴ってより多くの加入者に対応するための、帯域当たりの実行転送速度の向上が必要とされている。
【0003】
近年、直交周波数分割多重化(OFDM)をベースにした直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)無線ネットワークに対する関心が高まっている。OFDMAモデムの最大の利点は、電力及び速度を狭帯域サブキャリア間で最適に割り当てることができ、OFDMA内でチャネル分割した時にはガードバンドが不要となり、周波数利用効率が向上することである。
【0004】
上記特性を利用して、1周波数を使用して3セクタに分割する場合、通信帯域を三つのサブチャネルに分割して干渉を無くす手法がある。すなわち、1周波数を三つのセグメントに分割する。
【0005】
セグメントに分割しない場合のIEEE802.16eOFDMAフレーム構成を図7に示す。また、3セグメントに分割した時のOFDMAフレーム構成を図8に示す。
セグメントに分割しない場合のフレーム構成では、ユーザデータを全サブチャネルに割り当てることができるが、セグメント化した場合は、各セグメントに割り当てられるサブチャネル数が3分の1に減少する。
【0006】
複数のセクタからの無線信号が干渉するエリア、すなわち、「セクタ干渉エリア」では、セグメント化が必要である。しかしそれ以外の場所では、干渉が無いか有っても少ないためセグメント化は必要無い。よって、常時セグメント化することは通信帯域使用効率が低下する原因となる。
【0007】
OFDMAに関連のある技術文献として、特許文献1に開示される「時分割多重およびキャリア選択ローディングを伴うマルチキャリア通信」がある。
【特許文献1】特表2004−529527号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、特許文献1に開示される発明は、各サブスクライバは、各サブキャリアクラスタのSINRを測定するが、干渉領域(セルの境界)にいるか否かは判断していない。このため、セルの境界であってもSINRが低下していない場合には、干渉が発生しうる状態であるにもかかわらずフレームがセグメント化されないこととなる。
すなわち、特許文献1に開示される発明は、干渉が発生しうる状況であってもフレームのセグメント化が行われず、通信品質が劣化してしまう可能性があった。
【0009】
本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、干渉が発生しうる状況下で確実にフレームのセグメント化を行える基地局制御装置及び基地局制御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】
【0010】
上記目的を達成するため、本発明は、第1の態様として、基地局を少なくとも二つのセクタに分割して制御し、不特定多数の移動局との通信を制御する基地局制御装置であって、任意の移動局が、任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であるかを判断する手段と、任意のセクタの内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であると判断した移動局が存在する場合にセクタ内の通信フレームをセグメント化する手段とを有することを特徴とする基地局制御装置を提供するものである。
【0011】
本発明の第1の態様においては、各セクタに、通信品質を示す通信品質情報の送信を移動局に対して要求させる手段と、セクタが移動局から取得した通信品質情報に基づいて、該通信品質情報の送信元の移動局が、任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であるかを判断する手段とを有することが好ましい。これに加えて、通信品質情報には、セクタが発した要求を移動局が受信した際のRSSI値及びCINR値を含まれることがより好ましい。さらに加えて、RSSI値が所定の閾値Aよりも大きく、且つ、CINR値が所定の閾値Bよりも小さい場合に、通信品質情報の送信元の移動局が任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態にあると判断することがより好ましい。
【0012】
通信品質情報には、セクタが発した要求を移動局が受信した際のRSSI値及びCINR値を含まれる場合には、一つの移動局が二つのセクタからの要求の応じてそれぞれのセクタに対して通信品質情報を送信した際、各々のセクタが受信した通信品質情報のCINR値の差分が所定の閾値Cよりも小さい場合に、通信品質情報の送信元の移動局が二つのセクタの境界に存在する状態にあると判断することがより好ましい。
【0013】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第2の態様として、基地局を少なくとも二つのセクタに分割して制御し、不特定多数の移動局との通信を制御する基地局制御方法であって、任意の移動局が、任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であるかを基地局が判断する工程と、任意のセクタの内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であると判断した移動局に対する通信フレームを基地局がセグメント化する工程とを有することを特徴とする基地局制御方法を提供するものである。
【0014】
本発明の第2の態様においては、基地局は、各セクタに、通信品質を示す通信品質情報の送信を移動局に対して要求させ、セクタが移動局から取得した通信品質情報に基づいて、該通信品質情報の送信元の移動局が、任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であるかを判断することが好ましい。これに加えて、通信品質情報には、セクタが発した要求を移動局が受信した際のRSSI値及びCINR値を含まれることがより好ましい。さらに加えて、RSSI値が所定の閾値Aよりも大きく、且つ、CINR値が所定の閾値Bよりも小さい場合に、基地局は通信品質情報の送信元の移動局が任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態にあると判断することがより好ましい。
【0015】
通信品質情報には、セクタが発した要求を移動局が受信した際のRSSI値及びCINR値を含まれる場合には、一つの移動局が二つのセクタからの要求の応じてそれぞれのセクタに対して通信品質情報を送信した際、各々のセクタが受信した通信品質情報のCINR値の差分が所定の閾値Cよりも小さい場合に、基地局は通信品質情報の送信元の移動局が二つのセクタの境界に存在する状態にあると判断することがより好ましい。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、干渉が発生しうる状況下で確実にフレームのセグメント化を行える基地局制御装置及び基地局制御方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
本発明の好適な実施例について説明する。
図4に、本実施例にかかる通信システムの構成を示す。IEEE 802.16e(WiMAX)システムは、1周波数を繰り返し使用して面展開する時に、1基地局(BS)3セクタ構成を取る場合がある。以下の説明は、3セクタ構成の場合を例とする。
システムは、セクタ0(8)、セクタ1(9)及びセクタ2(10)と、各セクタをコントロールするBSコントローラ11とを有する。通常、端末局(MS)は複数台存在するが、説明の簡略化のためここでは1台のみ(MS12)図示する。
【0018】
図9に、BSコントローラ11の構成を示す。BSコントローラ11は、制御部21、抽出部22、I/F23、閾値格納部24を有する。
制御部21は、BSコントローラ11全体の動作を制御する。抽出部22は、各セクタから樹脂したMOB_SCN_REPフレームに含まれるRSSI情報及びCINR情報を抽出する。I/F23は、各セクタとの通信を司る。閾値格納部24は、制御部21がセグメント分割するか否かに用いる後述の各閾値が格納されている。
【0019】
本実施例にかかる通信システムの動作の概要について説明する。
各セクタ8〜10はMS12に対して、MOB_SCN-RSPフレームを送信し、RSSI(Received Signal Strength Indicator)、CINR(Carrier Interference Noise Ratio)の値をリクエストする。MS12は、RSSI、CINR情報を含んだMOB_SCN-REPフレームを各セクタ8〜10へ返信する。BSコントローラ11は、MS12から取得したRSSI、CINRの情報を基に、MS12がどの領域に位置しているかを判断する。
MS12が干渉領域5〜7のいずれかに位置するとBSコントローラ11が判断した場合、BSコントローラ11は、干渉を与えているセクタのフレームをセグメントに分割する。また、干渉を与えていないセクタのフレームはセグメントに分割しない。例えば、図2のような場合でMS12が干渉領域5に位置するのであれば、BSコントローラはセクタ0(8)及びセクタ1(9)のフレームをセグメントに分割し、セクタ2(10)のフレームはセグメントに分割しない。
図5に、スケジューリング動作の流れを示す。
一定周期の経過又はBSコントローラ11の制御部21からの指令によってスタートトリガが立った場合(ステップS13)、セクタ0(8)はMS12の受信状態(RSSI情報とCINR情報)を得るためのMOB_SCN-RSPフレームをMS12へ送信する(ステップS14)。また、セクタ1(9)は、MOB_SCN-RSPフレームをMS12へ送信する(ステップS15)。さらに、セクタ2(10)は、MOB_SCN-RSPフレームをMS12へ送信する(ステップS16)。セクタ0(8)は、MS12が送信したMOB_SCN-REPフレームを受信する(ステップS17)。このMOB_SCN-REPフレームには、セクタ0(8)からの信号を受信した時のRSSI情報とCINR情報とが含まれている。セクタ0(8)は、MOB_SCN-REPフレームを受信すると、そのフレームをBSコントローラ11に送信する。BSコントローラ11の制御部21は、一定時間内にセクタ0(8)がMOB_SCN-REPフレームを受信したかを判断する(ステップS20)。受信できなかった場合(ステップS20/No)、制御部21はセクタ0(8)配下にMS12が存在せず、セクタ0(8)が干渉元とならないと判断し、通信フレームをセグメントに分割しない。セクタ0が一定時間内にMOB_SCN-REPを受信した場合(ステップS20/Yes)、抽出部22は、sくた0(8)から取得したMOB_SCN-REPフレームに含まれるRSSI値とCINR値とを抽出する(ステップS23)。
その後、制御部21は、抽出したRSSI値及びCINR値をそれぞれ閾値格納部24に格納されている所定の閾値と比較する(ステップS26)。RSSI値が閾値Aよりも高く、且つCINR値が閾値Bよりも低い場合は、受信電力が高いにもかかわらずCINRが悪いことを意味するため、制御部21は他のセクタからの干渉が起こっていると判断する(ステップS26/Yes)。干渉が起こっていると判断したら、制御部21は、干渉を無くすためにセクタ0(8)の通信フレームをセグメントに分割する(ステップS29)。
また、制御部21は、セクタ0(8)のCINR値とセクタ1(9)のCINR値との差分を取る(ステップS36)。この差分が閾値格納部24に格納されている所定の閾値Cよりも小さい場合は、制御部21はMS12が干渉領域5にあると判断し、セクタ0(8)及びセクタ1(9)の通信フレームをセグメントに分割する(ステップS39、S29)。一方、セクタ0(8)のCINR値とセクタ1(9)のCINR値との差分が閾値Cよりも大きい場合は、制御部21はセクタ0(8)の通信フレームをセグメントに分割しない(ステップS32)。
【0020】
ここでは、主にセクタ0(8)に関連する動作についてのみ説明したが、セクタ1(9)やセクタ2(10)に関しても、上記同様の処理が並行して行われる。
【0021】
このように、本実施例に係る通信システムでは、無線通信において面展開するためにBSは複数のセルに分割して周波数干渉を起こさないように周波数配置を行っていく。例えば、上記のようにOFDMA方式を用い、3セクタに分割する。
この場合、3セクタ間で干渉が起こらないように、物理層のフレーム構造を三つのセグメントに分割する。3セグメントを均等に割り当てると伝送帯域が1/3に低下する。このセグメントの効果は、隣接セクタとの干渉領域にいる端末局については必要な機能であるが、セクタ間の干渉領域に端末がいない場合、セグメントに分割する必要がない。通信フレームを三つのセグメントに分割することで伝送帯域が約1/3となることから、通信効率が低下する。そこで、セクタ間干渉領域に端末局がいるか否かをBS側で判断し、セグメント分割を行うか否かを決定する。セクタ間干渉領域にMSがいない場合はセグメント分割を行わないことで、常時セグメント分割を行う場合よりも通信効率が向上する。
【0022】
なお、上記実施例は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることは無い。
例えば、上記実施例では1基地局3セクタの構成を例としたが、セクタ数がこれに限定されることはない。
このように本発明は様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明を好適に実施した通信システムの構成を示す図である。
【図2】本発明を好適に実施した通信システムのBSコントローラの構成を示す図である。
【図3】各セクタと干渉領域との関係の一例を示す図である。
【図4】本発明を好適に実施した通信システムの動作の流れを示す図である。
【図5】本発明を好適に実施した通信システムの動作の流れを示す図である。
【図6】本発明を好適に実施した通信システムの動作の流れを示す図である。
【図7】セグメント分割されていないフレーム構成の一例を示す図である。
【図8】セグメント分割されたフレーム構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【0024】
5、6、7 干渉領域
8 セクタ0
9 セクタ1
10 セクタ2
11 BSコントローラ
12 MS
21 制御部
22 抽出部
23 I/F
24 閾値格納部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基地局を少なくとも二つのセクタに分割して制御し、不特定多数の移動局との通信を制御する基地局制御装置であって、
任意の移動局が、任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であるかを判断する手段と、
任意のセクタの内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であると判断した移動局が存在する場合にセクタ内の通信フレームをセグメント化する手段とを有することを特徴とする基地局制御装置。
【請求項2】
各セクタに、通信品質を示す通信品質情報の送信を前記移動局に対して要求させる手段と、
前記セクタが前記移動局から取得した前記通信品質情報に基づいて、該通信品質情報の送信元の移動局が、任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であるかを判断する手段とを有することを特徴とする請求項1記載の基地局制御装置。
【請求項3】
前記通信品質情報には、前記セクタが発した前記要求を移動局が受信した際のRSSI値及びCINR値を含まれることを特徴とする請求項2記載の基地局制御装置。
【請求項4】
前記RSSI値が所定の閾値Aよりも大きく、且つ、前記CINR値が所定の閾値Bよりも小さい場合に、前記通信品質情報の送信元の移動局が任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態にあると判断することを特徴とする請求項3記載の基地局制御装置。
【請求項5】
一つの移動局が二つのセクタからの前記要求の応じてそれぞれのセクタに対して前記通信品質情報を送信した際、各々のセクタが受信した通信品質情報の前記CINR値の差分が所定の閾値Cよりも小さい場合に、前記通信品質情報の送信元の移動局が前記二つのセクタの境界に存在する状態にあると判断することを特徴とする請求項3又は4記載の基地局制御装置。
【請求項6】
基地局を少なくとも二つのセクタに分割して制御し、不特定多数の移動局との通信を制御する基地局制御方法であって、
任意の移動局が、任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であるかを基地局が判断する工程と、
任意のセクタの内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であると判断した移動局に対する通信フレームを前記基地局がセグメント化する工程とを有することを特徴とする基地局制御方法。
【請求項7】
前記基地局は、
各セクタに、通信品質を示す通信品質情報の送信を前記移動局に対して要求させ、
前記セクタが前記移動局から取得した前記通信品質情報に基づいて、該通信品質情報の送信元の移動局が、任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態、及び複数のセクタの境界に存在する状態の少なくともいずれかの状態であるかを判断することを特徴とする請求項6記載の基地局制御方法。
【請求項8】
前記通信品質情報には、前記セクタが発した前記要求を移動局が受信した際のRSSI値及びCINR値を含まれることを特徴とする請求項7記載の基地局制御方法。
【請求項9】
前記RSSI値が所定の閾値Aよりも大きく、且つ、前記CINR値が所定の閾値Bよりも小さい場合に、前記基地局は前記通信品質情報の送信元の移動局が任意のセクタ内で他のセクタの干渉を受けている状態にあると判断することを特徴とする請求項8記載の基地局制御方法。
【請求項10】
一つの移動局が二つのセクタからの前記要求の応じてそれぞれのセクタに対して前記通信品質情報を送信した際、各々のセクタが受信した通信品質情報の前記CINR値の差分が所定の閾値Cよりも小さい場合に、前記基地局は前記通信品質情報の送信元の移動局が前記二つのセクタの境界に存在する状態にあると判断することを特徴とする請求項8又は9記載の基地局制御方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2009−4995(P2009−4995A)
【公開日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−162749(P2007−162749)
【出願日】平成19年6月20日(2007.6.20)
【出願人】(000004237)日本電気株式会社 (19,353)
【Fターム(参考)】