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JP6119743B2 - 基地局、端末、無線通信システム、通信方法 - Google Patents

基地局、端末、無線通信システム、通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、基地局、端末、無線通信システム、通信方法に関する。
近年、移動体通信システムは、下りデータトラヒックの爆発的な増大に直面している。この事態に対応するため、LTE（Long Term Evolution）の無線通信システムでは、Heterogeneous Network（ヘテロジーニアス・ネットワーク）の導入、すなわち、図１に示すように、Macro eNB10（第１の基地局）が形成するマクロセル（Macro Cell）のサービスエリア内に、マクロセルと送信電力がMacro eNB10よりも小さなPico eNB20（第２の基地局）を設置し、マクロセルと比べてサイズの小さいピコセル（Pico Cell）を構成するようなセル配置の導入が検討されている。
このようなセル配置では、マクロセルとピコセルが同一キャリア周波数である場合、マクロセルからピコセルへの干渉が問題となる。そこで、LTE-Advanced（3GPP LTE Release-10）において、同一キャリア周波数における、マクロセルと、そのマクロセル内に置かれたピコセルと、のセル間の干渉を低減するために、ABS（Almost Blank Subframe）が導入された（非特許文献１）。
ABSは、マクロセルからピコセルへの干渉を削減あるいは低減するサブフレームのことである。これは、例えば、ABSにおいてmacro eNB10がユーザデータの送信を行なわないことによって達成される。マクロセルにおいて、Subframeのいくつかを周期的にABSに設定することにより、時分割でピコセルへの干渉低減を行なうことができる。
一方、図１において、UE（User Equipment：端末）30-1,30-2は、マクロセルおよびピコセルのそれぞれから送信される基準信号の受信品質をそれぞれ測定し、在圏するセルを選択する。この各セルの受信品質の測定はRRM measurementと呼ばれる。LTEでは、UE30-1,30-2は、マクロセルおよびピコセルの各々の受信品質の測定値を比較し、その比較結果を基にハンドオーバに関するイベント（例えば、Event A3）発生の有無を判定し、イベントが発生すると、Macro eNB10またはPico eNB20のうち通信中のeNBに対し、イベントの発生を通知する（非特許文献２）。UE30-1,30-2からイベントの発生を通知されたMacro eNB10またはPico eNB20は、このイベントに基づいて、UE30-1,30-2のハンドオーバを実施する。この場合、ピコセルとマクロセルの境界は、ハンドオーバに関するイベントが発生する地点で決まるが、イベントの発生する地点は、RRM measurementに適用するオフセット値で制御することができる。Heterogeneous Networkのセル配置では、マクロセルからの干渉のため、ピコセルとマクロセルの境界がピコセル側に寄ってしまい、ピコセルの範囲が小さくなる。これに対し、前述のオフセット値を適切に選択することにより、ピコセルの範囲を調節する（大きくする）ことができる。
なお、RRM measurementにおける受信品質は、LTEでは基準信号の受信電力であるRSRP（Reference Signal Received Power）や、その基準信号の受信品質であるRSRQ（Reference Signal Received Quality）のことを示す。
3GPP TS 36.300, V11.1.0 (2012-03) 3GPP TS 36.331, V10.5.0 (2012-03)
Heterogeneous Networkでは、ピコセルのRRM measurementは、マクロセルのnon-ABSでは、マクロセルからの干渉を大きく受け（ただし、ABSを設定しない場合と同じ）、他方、マクロセルのABSでは、マクロセルからの干渉が小さい。
このことは、UEによるピコセルのRRM measurementがABSの設定によって影響を受けることを示している。また、このことは、ABSが導入される以前に設定されたオフセット値によるマクロセルとピコセルの境界が、ABSの設定によって変わってしまうことにつながる。また、ABSの設定は、ある程度柔軟に、例えば、トラヒックの変化に適応して変更されることが想定され、それによってRRM measurementが影響を受け、セル境界も変わってしまうという課題がある。
他にも、RRM measurementを実施するsubframeをネットワークから指定可能なUEと指定不可能なUEとが存在することによって、別の課題が存在する。
例えば、UE30-1がRRM measurementを行なうSubframeを指定可能な測定機能が実装されている場合、ネットワークはピコセルのRRM measurementを行なうSubframeとして、マクロセルのnon-ABSでピコセルのRRM measurementを実施させることが可能である。
その一方、そのような測定機能が実装されないUE30-2の場合、ネットワークはUE30-2に対して、ピコセルのRRM measurementを行なうSubframeを指定することができない。その結果、UE30-2は、ピコセルの全てのSubframeにてRRM measurementを行なうことになる。
そのため、UE30-1,30-2はほぼ同じ位置にいるにもかかわらず、一方はイベントの発生を通知し、他方はイベントの発生を通知しないという事象が生じ、UE30-1,30-2間でセル境界が異なってしまう。
このように、関連する無線通信システムにおいては、マクロセルにABSを設定する場合において、ABSの設定によってマクロセルとピコセルのセル境界が変動したり、UEの測定機能の差によって、セル境界が一致しなくなったりするという問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決することができる基地局、端末、無線通信システム、通信方法を提供することにある。
本発明の基地局は、
ＡＢＳを設定可能な第１の基地局のセル内に、第２の基地局が１以上置かれた無線通信システムにおいて、前記第１または第２の基地局として適用される基地局であって、
通信中の端末に対し、ハンドオーバに関するイベント発生の有無を判定する際に各セルの受信品質に対して適用する前記第１および第２の基地局のオフセット値であって、前記第１の基地局におけるサブフレーム全体に対するＡＢＳの比率に基づいて補正された補正後のオフセット値を通知する通信部を有する。
本発明の端末は、
ＡＢＳを設定可能な第１の基地局のセル内に、第２の基地局が１以上置かれた無線通信システムにおいて、前記第１または第２の基地局と通信する端末であって、
前記第１または第２の基地局のうち通信中の基地局から、ハンドオーバに関するイベント発生の有無を判定する際に各セルの受信品質に対して適用する前記第１および第２の基地局のオフセット値であって、前記第１の基地局におけるサブフレーム全体に対するＡＢＳの比率に基づいて補正された補正後のオフセット値を受信する通信部と、
前記通信部により受信された前記オフセット値に基づいて、ハンドオーバに関するイベント発生の有無を判定する制御部と、を有する。
本発明の無線通信システムは、
ＡＢＳを設定可能な第１の基地局のセル内に、第２の基地局が１以上置かれた無線通信システムであって、
前記第１または第２の基地局が、通信中の端末に対し、ハンドオーバに関するイベント発生の有無を判定する際に各セルの受信品質に対して適用する前記第１および第２の基地局のオフセット値であって、前記第１の基地局におけるサブフレーム全体に対するＡＢＳの比率に基づいて補正された補正後のオフセット値を通知し、
前記端末が、前記第１または第２の基地局から通知された前記オフセット値に基づいて、ハンドオーバに関するイベント発生の有無を判定する。
本発明の通信方法は、
ＡＢＳを設定可能な第１の基地局のセル内に、第２の基地局が１以上置かれた無線通信システムにおいて、前記第１または第２の基地局として適用される基地局による通信方法であって、
通信中の端末に対し、ハンドオーバに関するイベント発生の有無を判定する際に各セルの受信品質に対して適用する前記第１および第２の基地局のオフセット値であって、前記第１の基地局におけるサブフレーム全体に対するＡＢＳの比率に基づいて補正された補正後のオフセット値を通知する。
本発明によれば、基地局は、通信中の端末に対し、ハンドオーバに関するイベント発生の有無を判定する際に各セルの受信品質に対して適用する第１および第２の基地局のオフセット値であって、前記第１の基地局におけるサブフレーム全体に対するABSの比率に基づいて補正された補正後のオフセット値を通知する。
そのため、ABSの設定の有無、ABSの割合、あるいは、端末間のRRM measurementの受信品質の測定値の差分を吸収することができる。
これにより、ABSの設定によってマクロセルとピコセルのセル境界が変動したり、端末の測定機能の差によって、セル境界が一致しなくなったりするという問題の発生を回避することができるという効果が得られる。
LTE/LTE-Advancedの無線通信システムの一例を示す図である。 本実施形態に係るPico eNB20の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るMacro eNB10の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るUE30-1,30-2の構成を示すブロック図である。 本実施形態の無線通信システムの全体動作を説明するシーケンス図である。
以下に、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。
本実施形態の無線通信システムは、図１のようなセル配置であるものとする。
上述のように、UE30-1,30-2は、マクロセルおよびピコセルの各々の受信品質を測定するRRM measurementを行ない、それらの受信品質の測定値を比較し、その比較結果を基にハンドオーバに関するイベント発生の有無を判定し、イベントが発生すると、Macro eNB10またはPico eNB20のうち通信中のeNBに対し、イベントの発生を通知する。
しかし、マクロセルにABSを設定する場合において、ABSの設定の有無やABSの割合によってマクロセルとピコセルのセル境界が変動したり、UEの測定機能の差によって受信品質の測定値に差が生じ、セル境界が一致しなくなったりするという問題がある。
そこで、本実施形態においては、Pico eNB20およびMacro eNB10は、ABSの設定の有無、ABSの割合、あるいは、UE30-1,30-2間のRRM measurement値の差分を吸収するために、UE30-1,30-2にてイベント発生の有無を判定する際に各セルの受信品質に対して適用するオフセット値であるCIO（Cell Individual Offset）を補正する。
以下、本実施形態のPico eNB20、Macro eNB10、およびUE30の構成について説明する。
図２に示すように、Pico eNB20は、通信部21と、制御部22と、を有している。
通信部21は、UE30-1,30-2と無線通信を行なう。
例えば、通信部21は、通信中のUE30-1,30-2に対し、ピコセルおよびマクロセルのCIOを通知する。
制御部22は、少なくとも、RRM measurementを行なうSubframeを指定可能な測定機能が実装されていないUE30-2に通知するピコセルのCIOついては、Macro eNB10におけるSubframe全体に対するABSの比率に基づいて補正する。
また、制御部22は、通信中のUE30-1,30-2からのイベント（Event A3）発生の通知を通信部21にて受信すると、UE30-1,30-2のハンドオーバを実施する。
図３に示すように、Macro eNB10は、通信部11と、制御部12と、を有している。
通信部11は、UE30-1,30-2と無線通信を行なう。
例えば、通信部11は、通信中のUE30-1,30-2に対し、マクロセルおよびピコセルのCIOを通知する。
制御部12は、少なくとも、前述の測定機能が実装されていないUE30-2に通知するマクロセルのCIOについては、Macro eNB10におけるSubframe全体に対するABSの比率に基づいて補正する。
また、制御部12は、通信中のUE30-1,30-2からのイベント（Event A3）発生の通知を通信部11にて受信すると、UE30-1,30-2のハンドオーバを実施する。
なお、図２および図３には図示していないが、Pico eNB20およびMacro eNB10は、互いに接続されており、通信部21および通信部11は、互いに通信可能であるものとする。
例えば、Pico eNB20およびMacro eNB10を互いに接続する方法としては、両者をO&M（Operation & Maintenance）サーバに接続する方法や、両者の間にX2インタフェースを設ける方法が考えられる。
そのため、Pico eNB20の通信部21は、Macro eNB10におけるSubframe全体に対するABSの比率等の情報を、X2インタフェースを介して基地局通信によって、もしくは、O&Mサーバを介して制御卓によって、Macro eNB10から得ることが可能である。
図４に示すように、UE30-1,30-2は、通信部31と、制御部32と、を有している。
通信部31は、Macro eNB10またはPico eNB20と無線通信を行なう。
例えば、通信部31は、Macro eNB10またはPico eNB20のうち通信中のeNBからマクロセルおよびピコセルのCIOを受信する。
制御部32は、マクロセルおよびピコセルの各々の受信品質を測定するRRM measurementを実施する。
また、制御部32は、マクロセルおよびピコセルの各々の受信品質の測定値を各々のCIOを用いて補正し、補正後の測定値を比較し、その比較結果を基にハンドオーバに関するイベント（Event A3）発生の有無を判定する。
通信部31は、ハンドオーバに関するイベントが発生した場合、Macro eNB10またはPico eNB20のうち通信中のeNBに対し、イベントの発生を通知する。
以下、本実施形態の無線通信システムの全体動作について、図５を参照して説明する。ここでは、UE30-1,30-2は共にMacro eNB10と通信中であるものとする。
図５に示すように、Pico eNB20の通信部21は、X2インタフェースを介してMacro eNB10に対し、UE30-1,30-2に通知するピコセルのCIOを送信する（ステップＡ１）。このとき、Pico eNB20の制御部22は、UE30-2に通知するピコセルのCIOについては、Macro eNB10におけるSubframe全体に対するABSの比率に基づいて補正する。
Macro eNB10の通信部11は、UE30-1,30-2に対して、Pico eNB20から送信されたピコセルのCIOと、マクロセルのCIOを通知する（ステップＡ２）。このとき、Macro eNB10の制御部12は、UE30-2に通知するマクロセルのCIOについては、Macro eNB10におけるSubframe全体に対するABSの比率に基づいて補正する。
UE30-1,30-2の制御部32は、マクロセルおよびピコセルの各々の受信品質を測定するRRM measurementを行なう（ステップＡ３）。
次に、UE30-1,30-2の制御部32は、マクロセルおよびピコセルの各々の受信品質の測定値を各々のCIOを用いて補正し、補正後の測定値を比較し、その比較結果を基にハンドオーバに関するイベント（Event A3）発生の有無を判定する（ステップＡ４）。
ステップＡ４において、ハンドオーバに関するイベントが発生した場合、UE30-1,30-2の通信部31は、通信中のMacro eNB10に対し、イベントの発生を通知する（ステップＡ５）。
Macro eNB10の制御部12は、UE30-1,30-2のからイベントの発生の通知を通信部11にて受信すると、ハンドオーバを実施する（ステップＡ６）。
以降の動作は、本発明とは関係しないため、説明を省略する。
ここで、ステップＡ１におけるPico eNB20の処理の具体例を説明する。
ここでは、RRM measurementを行なうSubframeを指定可能な測定機能が実装されたUE30-1に対しては、ネットワークから、ピコセルのRRM measurementを行なうSubframeとして、マクロセルのABSに設定されていないSubframeを指定しているとする。そのため、UE30-1は、マクロセルのABSに設定されていないsubframeに対応するピコセルのSubframeにてピコセルのRRM measurementを行なう。
この場合、Pico eNB20の制御部22は、UE30-1に通知するピコセルのCIOを、ABSを設定しない場合と同様のCIO（以下、O_Cnon-ABSと称す）とする。
一方、前述の測定機能が実装されていないUE30-2に対しては、ネットワークから、ピコセルのRRM measurementを行なうSubframeを指定することができない。そのため、UE30-2は、ピコセルの全てのSubframeにてピコセルのRRM measurementを行なう。
そうすると、UE30-1と同じCIOをUEに通知した場合、UE30-1,30-2はほぼ同じ位置にいるにもかかわらず、ピコセルの受信品質の測定値が異なることになり、UE30-1,30-2間でセル境界が一致しなくなってしまう。
そこで、Pico eNB20の制御部22は、UE30-2に通知するCIO（以下、O_CALLと称す）を、Macro eNB10におけるSubframe全体に対するABSの比率に基づいて補正する。
具体的には、例えば、マクロセルにおける全体のSubframeに対するABSの比率をrとし、マクロセルにABSを設定していない場合にマクロセルがピコセルに与える干渉の強さ、あるいは、ABSに設定されていないsubframeにおける干渉の強さを1とした場合の、ABSにおいてマクロセルがピコセルに与える干渉の強さをpとする。pは、例えば、Macro eNB10のABSにおける送信電力と、Macro eNB10のnon-ABSのsubframeにおける送信電力と、の比で表すことができる。
この場合、Subframe全体におけるマクロセルからピコセルへの干渉の強さの平均値は、ABS非設定時の強さを1として以下で表すことができる。
干渉の強さの平均値：r*p+(1-r)*1
そこで、Pico eNB20の制御部22は、O_CALLの補正値を以下のようにする。
補正値：10*log10(r*p+(1-r)*1) [dB]
そして、Pico eNB20の制御部22は、UE30-2に通知するO_CALLを、上記の補正値を用いて、以下の数式（１）のように補正する。
O_CALL = O_Cnon-ABS + 10*log10(r*p+(1-r)*1) [dB]・・・（１）
Pico eNB20の通信部21は、Macro eNB10に対して、ピコセルの2種類のCIO（O_Cnon-ABSと、数式（１）で算出されるO_CALL）を通知する。
なお、Macro eNB10は、US30-1,30-2の機能に応じて、Pico eNB20から受信したピコセルの2種類のCIOの中から適切な方の値を選択し、選択したCIOをUS30-1,30-2に通知する。例えば、US30-1に対してはO_Cnon-ABSを通知し、US30-2に対してはO_CALLを通知する。
上述したように本実施形態においては、Pico eNB20およびMacro eNB10は、UEにてイベント発生の有無を判定する際に各セルの受信品質に対して適用するオフセット値であるCIOを、Macro eNB10におけるSubframe全体に対するABSの比率に基づいて補正する。
そのため、ABSの設定の有無、ABSの割合、あるいは、UE30-1,30-2間のRRM measurement値の差分を吸収することができるため、ABSの設定によってマクロセルとピコセルのセル境界が変動したり、UEの測定機能の差によって、セル境界が一致しなくなるという問題の発生を回避することができるという効果が得られる。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲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。
例えば、本実施形態においては、Macro eNB10およびPico eNB20が、自局で補正したCIOを他局に通知する例を示したが、本発明はこれに限定されず、他局から補正前のCIOをもらって自局でそのCIOを補正しても良いし、O&Mサーバが各セルのCIOを補正して各eNBに通知しても良い。
また、本実施形態においては、Macro eNB10のマクロセルと、そのマクロセル間に置かれたPico eNB20のピコセルと、の間に本発明を適用する例を示したが、本発明はこれに限定されず、マクロセル間にも本発明は適用可能である。
また、本実施形態においては、Macro eNB10のマクロセル内に1つのPico eNB20のみが置かれた例を示したが、本発明はこれに限定されず、Macro eNB10のマクロセル内に複数のPico eNB20が置かれた無線通信システムにも本発明は適用可能である。
本出願は、２０１２年５月１７日に出願された日本出願特願２０１２−１１３４２２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。

Claims (10)

  1. ＡＢＳを設定可能な第１の基地局のセル内に、第２の基地局が１以上置かれた無線通信システムにおいて、前記第１または第２の基地局として適用される基地局であって、
    通信中の端末に対し、ハンドオーバに関するイベント発生の有無を判定する際に各セルの受信品質に対して適用する前記第１および第２の基地局のオフセット値であって、前記第１の基地局におけるサブフレーム全体に対するＡＢＳの比率に基づいて補正された補正後のオフセット値を通知する通信部を有する、基地局。
  2. 前記第１の基地局におけるサブフレーム全体に対するＡＢＳの比率をｒとし、
    前記ＡＢＳを設定しない場合に前記第１の基地局のセルが前記第２の基地局のセルに与える干渉の強さを１とした場合の、前記ＡＢＳを設定時の前記第１の基地局のセルが前記第２の基地局のセルに与える干渉の強さをｐとしたとき、
    前記補正後のオフセット値は、１０＊ｌｏｇ１０（ｒ＊ｐ＋（１−ｒ）＊１）を補正値として用いて補正されたものである、請求項１に記載の基地局。
  3. 前記第１の基地局として適用される場合、
    前記通信部は、前記第２の基地局から、前記第２の基地局の補正前の前記オフセット値を受信し、
    前記第１および第２の基地局の前記オフセット値を補正する制御部をさらに有する、請求項１または２に記載の基地局。
  4. 前記第１の基地局として適用される場合、
    前記通信部は、前記第２の基地局から、前記第２の基地局の前記補正後のオフセット値を受信し、
    前記第１の基地局の前記オフセット値を補正する制御部をさらに有する、請求項１または２に記載の基地局。
  5. 前記第２の基地局として適用される場合、
    前記通信部は、前記第１の基地局から、前記第１の基地局におけるサブフレーム全体に対するＡＢＳの比率の情報および前記第１の基地局の補正前の前記オフセット値を受信し、
    前記第１および第２の基地局の前記オフセット値を補正する制御部をさらに有する、請求項１または２に記載の基地局。
  6. 前記第２の基地局として適用される場合、
    前記通信部は、前記第１の基地局から、前記第１の基地局におけるサブフレーム全体に対するＡＢＳの比率の情報および前記第１の基地局の前記補正後の前記オフセット値を受信し、
    前記第２の基地局の前記オフセット値を補正する制御部をさらに有する、請求項１または２に記載の基地局。
  7. 前記通信部は、サーバから、前記第１および第２の基地局の前記補正後の前記オフセット値を受信する、請求項１または２に記載の基地局。
  8. 前記オフセット値はＣＩＯである、請求項１から７のいずれか１項に記載の基地局。
  9. ＡＢＳを設定可能な第１の基地局のセル内に、第２の基地局が１以上置かれた無線通信システムであって、
    前記第１または第２の基地局が、通信中の端末に対し、ハンドオーバに関するイベント発生の有無を判定する際に各セルの受信品質に対して適用する前記第１および第２の基地局のオフセット値であって、前記第１の基地局におけるサブフレーム全体に対するＡＢＳの比率に基づいて補正された補正後のオフセット値を通知し、
    前記端末が、前記第１または第２の基地局から通知された前記オフセット値に基づいて、ハンドオーバに関するイベント発生の有無を判定する、無線通信システム。
  10. ＡＢＳを設定可能な第１の基地局のセル内に、第２の基地局が１以上置かれた無線通信システムにおいて、前記第１または第２の基地局として適用される基地局による通信方法であって、
    通信中の端末に対し、ハンドオーバに関するイベント発生の有無を判定する際に各セルの受信品質に対して適用する前記第１および第２の基地局のオフセット値であって、前記第１の基地局におけるサブフレーム全体に対するＡＢＳの比率に基づいて補正された補正後のオフセット値を通知する、通信方法。
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