JP5439276B2 - Radio base station apparatus and radio control apparatus - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、移動局との間で無線通信を行う無線基地局装置及び無線制御装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a radio base station apparatus and a radio control apparatus that perform radio communication with a mobile station.
近年、移動無線通信システムの高度化・高速化が進み、WiMAXやLTE、XGPシステムなどの通信システムにおいて100Mbpsを超える理論速度を持った無線通信実現についての検討が行われている。無線通信の高速化を実現するための技術として、基地局がアンテナを複数持ち、空間多重を行うことにより端末との間の通信速度を向上するMIMO(Multiple Input Multiple Output)技術が挙げられ、多くの次世代移動無線通信システムにおいて適用が検討されている。 2. Description of the Related Art In recent years, mobile radio communication systems have been advanced and speeded up, and studies have been conducted on the realization of radio communication having a theoretical speed exceeding 100 Mbps in communication systems such as WiMAX, LTE, and XGP systems. As a technology for realizing high-speed wireless communication, there is a MIMO (Multiple Input Multiple Output) technology in which a base station has a plurality of antennas and performs communication multiplexing with a terminal by performing spatial multiplexing. Application to the next generation mobile radio communication system is being studied.
しかし、MIMOはセル中心部の速度向上が見込める半面、セルエッジ付近での通信劣化が問題とされてきた。 However, MIMO is expected to improve the speed at the center of the cell, but communication degradation near the cell edge has been a problem.
本実施形態の目的は、セルエッジ付近の端末の通信品質を良好にすることができる無線基地局装置及び無線制御装置を提供することにある。 An object of the present embodiment is to provide a radio base station apparatus and a radio control apparatus that can improve the communication quality of terminals near the cell edge.
本実施形態に係る無線基地局装置は、端末との間で無線通信を行う無線基地局装置であって、複数のアンテナを備え、前記複数のアンテナにより無線信号を送受信する複数の無線部と、前記端末からのアップリンク信号の受信電力を前記アンテナ毎に測定する測定手段と、前記受信電力の測定結果に基づいて、前記端末との間の無線通信に使用するアンテナの組み合わせを選択する選択手段と、前記アンテナの組み合わせにしたがって前記複数の無線部の通信制御を行う信号処理手段とを具備することを特徴とする。 The radio base station apparatus according to the present embodiment is a radio base station apparatus that performs radio communication with a terminal, includes a plurality of antennas, and a plurality of radio units that transmit and receive radio signals by the plurality of antennas; Measuring means for measuring the received power of the uplink signal from the terminal for each antenna, and selecting means for selecting a combination of antennas used for wireless communication with the terminal based on the measurement result of the received power And signal processing means for performing communication control of the plurality of radio units according to the combination of the antennas.
本実施形態に係る無線制御装置は、端末との間で複数のアンテナにより無線信号を送受信する複数の無線装置を制御する無線制御装置であって、前記端末からのアップリンク信号の受信電力を前記アンテナ毎に測定する測定手段と、前記受信電力の測定結果に基づいて、前記端末との間の無線通信に使用するアンテナの組み合わせを選択する選択手段と、前記アンテナの組み合わせにしたがって前記複数の無線部の通信制御を行う信号処理手段とを具備することを特徴とする。 The radio control apparatus according to the present embodiment is a radio control apparatus that controls a plurality of radio apparatuses that transmit and receive radio signals to and from a terminal using a plurality of antennas, and that receives received power of an uplink signal from the terminal. Measuring means for measuring each antenna; selection means for selecting a combination of antennas used for wireless communication with the terminal based on the measurement result of the received power; and the plurality of radios according to the combination of antennas And signal processing means for performing communication control of the units.
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る無線基地局装置を説明する。 Hereinafter, the radio base station apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る無線基地局装置を備える無線システムの構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a radio system including a radio base station apparatus according to the first embodiment.
図1において、ゲートウェイ装置GWにはIP網/公衆通信網NWが接続され、ゲートウェイ装置GWには複数の無線基地局装置BS1,BS2が接続される。無線基地局装置BS1は、無線の送受信を行う複数の無線部R11〜R1nと、無線にかかる信号処理、および信号の分配を行う無線制御装置G1とを備える。無線端末、あるいは無線通信用データカードを備えるPCなどの無線端末装置MS11〜MS1mは、無線部R11〜R1nとの間で音声、またはデータ通信を行う。無線部R11〜R1nは、それぞれアンテナを複数本備え、複数アンテナの送信電力を調整してダウンリンク信号に指向性を持たせることを可能とする。無線基地局装置BS2は、無線基地局装置BS1と同様に、無線制御装置G2と、無線端末装置との間で無線通信を行う複数の無線部R21〜R2nとを備える。 In FIG. 1, an IP network / public communication network NW is connected to the gateway device GW, and a plurality of radio base station devices BS1 and BS2 are connected to the gateway device GW. The radio base station apparatus BS1 includes a plurality of radio units R11 to R1n that perform radio transmission and reception, and a radio control apparatus G1 that performs radio signal processing and signal distribution. Wireless terminal devices MS11 to MS1m such as PCs equipped with wireless terminals or wireless communication data cards perform voice or data communication with the wireless units R11 to R1n. Each of the radio units R11 to R1n includes a plurality of antennas, and can adjust the transmission power of the plurality of antennas to give directivity to the downlink signal. Similarly to the radio base station apparatus BS1, the radio base station apparatus BS2 includes a radio control apparatus G2 and a plurality of radio units R21 to R2n that perform radio communication with the radio terminal apparatus.
図2は、無線基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。以下では、無線基地局装置BS1を代表として説明する。 FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the radio base station apparatus. Below, radio base station apparatus BS1 is demonstrated as a representative.
図2において、ゲートウェイ装置GWはIP網/公衆通信網NWと無線制御装置G1とに接続され、無線制御装置G1と複数の無線部R11,R12は、例えば光ファイバなどの有線で接続される。無線部R11には無線端末装置MS11,MS12との間の無線通信用の複数のアンテナAN11〜AN1nが設けられ、同様に無線部R12にも無線通信用の複数のアンテナAN21〜AN2nが設けられる。 In FIG. 2, the gateway device GW is connected to an IP network / public communication network NW and a radio control device G1, and the radio control device G1 and a plurality of radio units R11 and R12 are connected by wires such as optical fibers. The wireless unit R11 is provided with a plurality of antennas AN11 to AN1n for wireless communication with the wireless terminal devices MS11 and MS12. Similarly, the wireless unit R12 is also provided with a plurality of antennas AN21 to AN2n for wireless communication.
無線端末装置MS11,MS12と無線部R11,R12とには無線通信部101が設けられ、無線端末装置MS11,MS12は無線通信部101により、1または複数の無線部と無線通信を行う。無線制御装置G1には、ゲートウェイ装置GWから受信したデータを、無線端末装置MS1,MS2と無線通信を行う無線部R11,R12へ分配する信号分配部102と、無線通信にかかる制御を行う信号処理部103とが設けられる。
The wireless terminal devices MS11 and MS12 and the wireless units R11 and R12 are provided with a
信号処理部103は、無線部R11,R12の信号処理を制御する役割を備え、ここでは、無線部R11,R12の数に合わせて複数の信号処理部1031,1032が設けられるものとする。ただし、これに限らず1つの信号処理部103が複数の無線部を制御することも可能とし、無線部の台数と信号処理部の数が異なる値となることを許容する。
The
無線制御装置G1は、無線部R11,R12を介して受信した無線端末装置MS1,MS2からのアップリンクデータを、ゲートウェイ装置GWを介してIP網/公衆通信網NWへ送信する。また、ゲートウェイ装置GWを介して受信したIP網/公衆通信網NWからのダウンリンクデータを信号分配部102により適切な無線部に分配し、無線部R11,R12を介して無線端末装置MS11,MS12へ送信する。
Radio control apparatus G1 transmits uplink data from radio terminal apparatuses MS1 and MS2 received via radio sections R11 and R12 to IP network / public communication network NW via gateway apparatus GW. Also, downlink data received from the IP network / public communication network NW via the gateway device GW is distributed to an appropriate radio unit by the
さらに、無線制御装置G1には無線端末装置MS1,MS2からのアップリンク信号の受信電力を測定する受信電力測定部104と、受信電力測定部104で測定した受信電力情報を集約した受信電力集約情報を記憶する受信電力情報記憶部105と、受信電力集約情報をもとに無線端末装置MS1,MS2と間の無線通信に使用するアンテナを選択するアンテナ選択部106が設けられる。アンテナ選択部106は、無線部R11のアンテナAN11〜AN1n及び無線部R12のアンテナAN21〜AN2nのうちから、無線端末装置MS1,MS2と間の無線通信に使用するアンテナの組み合わせを任意に選択可能である。
Further, the radio control apparatus G1 includes a received
このように構成される無線制御装置G1の動作について以下に説明する。 The operation of the radio network controller G1 configured as described above will be described below.
[マクロダイバーシティ制御]
この無線通信システムでは、例えば図2において、無線端末装置MS11,M12が無線部R11,R12によりそれぞれ形成されるセルのエッジ付近に存在し、いずれかの1つの無線部を介したMIMOダイバーシティによる通信が困難になると、複数の無線部R11,R12を介したマクロダイバーシティ通信に移行する。無線端末装置MS1,MS2と無線部R11,R12との間のマクロダイバーシティ通信は、無線部制御装置G1が無線端末装置MS1,MS2のアップリンク信号の受信電力を測定し、受信電力の測定結果をもとにマクロダイバーシティの可否を判定し、マクロダイバーシティ可能と判定された場合はマクロダイバーシティに使用するアンテナ組み合わせを決定して送信制御を行うことで実現する。このように異なる無線部のアンテナを用いて端末の受信電力を向上させることで、セルエッジ付近に存在する端末の通信品質の劣化を改善することができる。
[Macro diversity control]
In this radio communication system, for example, in FIG. 2, radio terminal apparatuses MS11 and M12 exist near the edges of cells formed by radio units R11 and R12, respectively, and communication by MIMO diversity via any one radio unit is performed. Becomes difficult, it shifts to macro diversity communication via a plurality of radio units R11 and R12. In the macro diversity communication between the radio terminal devices MS1 and MS2 and the radio units R11 and R12, the radio unit control device G1 measures the received power of the uplink signal of the radio terminal devices MS1 and MS2, and the received power measurement result is obtained. This is realized by determining whether or not macro diversity is possible, and by determining transmission combinations and determining antenna combinations used for macro diversity when it is determined that macro diversity is possible. As described above, by improving the reception power of the terminal using the antennas of different radio units, it is possible to improve the deterioration of the communication quality of the terminal existing near the cell edge.
[受信電力測定処理]
図3に、無線端末装置のアップリンク信号の受信電力測定処理の一例を示す。
[Received power measurement processing]
FIG. 3 shows an example of the received power measurement process for the uplink signal of the wireless terminal device.
図3では、複数の無線部R11〜R14が無線制御装置G1に接続されている。無線制御装置G1の受信電力測定部104は、各無線部R11〜R14における無線端末装置MS11から送信されるアップリンク信号A11の受信電力を測定する。測定された受信電力情報IN11〜14は、受信電力情報記憶部105に記憶される。アンテナ選択部106は、受信電力情報記憶部105に記憶された受信電力情報IN11〜14をもとにMS11との間で無線通信を行うためのアンテナの組み合わせを選択する。図3の例では、各無線部R11〜R14は、複数本のアンテナAN11〜14,AN21〜24,AN31〜34,AN41〜44を持つため、受信電力測定は各無線部の無線通信用アンテナ毎に行う。図3ではアンテナ数が4本の例を示したが、アンテナ本数は無線通信システムに依存して任意に設定できる。
In FIG. 3, a plurality of radio units R11 to R14 are connected to the radio network controller G1. The reception
[受信電力測定タイミング]
受信電力測定タイミングの一例として、無線端末装置MS11の新規接続時、ハンドオーバ時、接続中の一定周期の3通りを実施契機とした場合について示す。
[Reception power measurement timing]
As an example of the reception power measurement timing, a case will be described in which the wireless terminal device MS11 is implemented at the time of new connection, at the time of handover, and at a fixed period during connection.
無線端末装置MS11が新規に接続を開始する新規端末である場合は、受信電力測定部104は、新規接続時の最初のリンクチャネル確立要求信号を測定対象のアップリンク信号A11として受信電力測定を行う。無線端末装置MS11からのリンクチャネル確立要求は、複数の無線部R11〜R14が共通で使用する制御用チャネルを用いてオムニ送信される。アンテナ選択部106は、新規端末についてマクロダイバーシティ可能であると判定した場合、当該基地局装置が無線端末装置MS11を収容した時点からマクロダイバーシティによる通信を開始する。
When the wireless terminal device MS11 is a new terminal that starts a new connection, the reception
無線端末装置MS11がハンドオーバ中の端末である場合は、受信電力測定部104は、ハンドオーバ時に周囲の基地局装置に対してオムニ送信される最初のハンドオーバ要求信号を測定対象のアップリンク信号A11として受信電力測定を行う。無線端末装置MS11からのハンドオーバ要求信号は、複数の無線部R11〜R14が共通で使用する制御用チャネルを用いてオムニ送信される。アンテナ選択部106は、ハンドオーバ中の端末についてマクロダイバーシティ可能であると判定した場合、ハンドオーバ成功後からマクロダイバーシティによる通信を開始する。
When radio terminal apparatus MS11 is a terminal that is undergoing handover, received
無線端末装置MS11が当該基地局装置と接続中の端末である場合は、受信電力測定部104は、接続から一定周期T(秒)毎に、無線端末装置MS11に割り当てられた個別の通信用チャネルの一部を受信電力測定用チャネルとしてテスト信号を送信し、テスト信号を測定対象のアップリンク信号A11として受信電力測定を行う。アンテナ選択部106は、接続中の端末についてマクロダイバーシティ可能であると判定された場合、アンテナ決定後即座にマクロダイバーシティによる通信を開始する。
When the wireless terminal device MS11 is a terminal connected to the base station device, the reception
[マクロダイバーシティ可否の判定]
図4に、無線制御装置G1で管理される受信電力集約情報の一例を示す。
[Determining Macro Diversity]
FIG. 4 shows an example of received power aggregation information managed by the radio network controller G1.
ここでは、受信電力集約情報は、受信電力情報記憶部105に記憶されるものとする。受信電力測定部104は、図3における各無線部R11〜R14の受信電力情報を測定すると、アンテナ選択部106に通知する。アンテナ選択部106は、通知された受信電力情報IN11〜IN14を集約し、受信電力集約情報として受信電力情報記憶部105に格納する。また、受信電力情報を格納する際、各受信電力情報について対応する無線部の識別情報とアンテナの識別情報とを対応付けて記憶するとともに、受信電力によるソーティングを行う。
Here, it is assumed that the received power aggregation information is stored in the received power information storage unit 105. The reception
図5に、受信電力集約情報を用いたマクロダイバーシティ使用アンテナ選択の一例を示す。 FIG. 5 shows an example of macro diversity use antenna selection using received power aggregation information.
無線制御装置G1のアンテナ選択部106には、予め受信電力閾値情報Rが設定され、受信電力集約情報と受信電力閾値情報Rとを用いてマクロダイバーシティの可否を判定する。図5では、受信電力閾値情報R=50dBの場合のハンドオーバ可否判定の一例を示す。
Received power threshold information R is set in advance in the
無線制御装置G1のアンテナ選択部106は、受信電力集約情報を参照し、無線端末装置MS11からのアップリング信号の受信電力が受信電力閾値情報Rより大きいアンテナをマクロダイバーシティ候補アンテナとして決定する。マクロダイバーシティ候補アンテナとして決定したアンテナが複数存在する場合、無線端末装置はマクロダイバーシティ可能であると判定してマクロダイバーシティ使用アンテナの選択を行う。
The
[マクロダイバーシティ使用アンテナ選択]
図6に、受信電力集約情報を用いたマクロダイバーシティ使用アンテナ選択の一例を示す。
[Select antenna for macro diversity]
FIG. 6 shows an example of macro diversity use antenna selection using received power aggregation information.
無線制御装置G1のアンテナ選択部106には予めマクロダイバーシティ可能なアンテナ数の上限値Mが設定され、マクロダイバーシティ使用アンテナ選択時に用いる。図6では、マクロダイバーシティ可能なアンテナ数の上限値M=3の場合の例を示すが、上限値Mは、マクロダイバーシティを実施する無線端末装置のソフトウェア/ハードウェア仕様、無線部のソフトウェア/ハードウェア仕様、無線部の隣接状態等の条件等によって決定されるものとする。
An upper limit value M of the number of antennas capable of macro diversity is set in the
無線制御装置G1のアンテナ選択部106は、マクロダイバーシティ可能と判定した場合、マクロダイバーシティ候補アンテナのうち上位n本を使用アンテナとして選択する。このとき、使用アンテナとして選択する本数nは、マクロダイバーシティ候補アンテナの本数と、マクロダイバーシティ可能なアンテナ数の上限値Mとのうちのいずれか小さい方とする。また、上位n本のアンテナ組み合わせは、同一無線部内に限らず自由に選択可能とする。選択した使用アンテナが異なる無線部のアンテナからなる場合、複数の無線部を用いたマクロダイバーシティ通信となる。選択した使用アンテナが同一無線部のアンテナからなる場合、MIMOダイバーシティ通信となる。
When it is determined that macro diversity is possible, the
[マクロダイバーシティ通信制御]
図7に、マクロダイバーシティによる通信の一例を示す。
[Macro diversity communication control]
FIG. 7 shows an example of communication by macro diversity.
無線制御装置G1のアンテナ選択部106は、受信電力をもとに決定した使用アンテナが異なる無線部R11,R12のアンテナからなる場合、信号分配部102に信号分配変更指示を送出し、信号処理部1031,1032に使用アンテナ変更指示を送出してマクロダイバーシティ通信を開始する。信号分配変更指示は、使用アンテナが属するそれぞれ異なる無線部情報をパラメータとして送出し、使用アンテナ変更指示はマクロダイバーシティに使用するアンテナ情報をパラメータとして送出する。信号分配部102は、信号分配変更指示に含まれる複数の無線部情報をもとに、該当端末へのダウンリンクデータをアンテナが属する無線部R11,R12の信号処理部1031,1032へ分配して送信する。また、信号処理部1031,1032は、アンテナ変更指示に含まれるアンテナ情報をもとにマクロダイバーシティに使用する無線部R11,R12について各アンテナのダウンリンク送信電力を制御し、アンテナ選択部106で選択された使用アンテナのみから無線端末装置MS11への送信を行う。
The
[通信シーケンス]
図8は、無線端末装置との間のマクロダイバーシティ通信のシーケンスの一例である。
[Communication sequence]
FIG. 8 is an example of a sequence of macro diversity communication with the wireless terminal device.
図8の例では、無線端末装置MS11と、無線部R11〜1nと、無線部R11〜1nを集約制御する無線制御装置G1内における受信電力測定部104、信号処理部1031〜103n、信号分配部102、およびアンテナ選択部106の動作手順を示す。
In the example of FIG. 8, the wireless terminal device MS11, the wireless units R11 to 1n, the received
無線制御装置G1は受信電力測定部104において、受信電力測定タイミングを契機として無線端末装置MS11の受信電力を測定する(ステップS101)。受信電力測定タイミングとしては、端末の新規接続時、端末のハンドオーバ時、および接続中の一定周期T毎に行う。なお、端末毎に異なるチャネルを用いることで複数の端末の受信電力測定を同時に行うことも可能である。受信電力測定部104は、受信電力測定結果を受信電力通知(ステップS102)として無線制御装置G1のアンテナ選択部106に通知する。
Radio control apparatus G1 uses received
アンテナ選択部106は受信電力通知を受信電力集約情報として受信電力情報記憶部105に格納し、マクロダイバーシティ可否の判定を行う(ステップS103)。アンテナ選択部106は、この判定の結果、マクロダイバーシティが可能であると判定された場合、アンテナ選択部206は、続けてマクロダイバーシティに使用するアンテナの選択を実施する(ステップS104)。アンテナ選択部106は、選択したアンテナ情報をもとに、信号分配変更指示(ステップS105)を信号分配部102に送出する。信号分配部102は信号分配変更指示のパラメータ情報をもとに、無線端末装置MS11へのダウンリンクデータを適切な信号処理部103へ分配して送信を開始する。また、アンテナ選択部106は、マクロダイバーシティ使用アンテナとして選択したアンテナが属する無線部R11〜1nを制御している複数の信号処理部103に対して、使用アンテナ変更指示(ステップS106)を送出する。信号処理部103は、使用アンテナ変更指示のパラメータ情報をもとに、対応する無線部R11〜1nのアンテナに関するダウンリンク信号送信電力を制御してマクロダイバーシティ通信を開始する(ステップS107)。
The
なお、信号分配変更指示(ステップS105)と使用アンテナ変更指示(ステップS106)を送出するタイミングは受信電力測定タイミングにより異なる。無線端末装置MS11の新規接続時であった場合は、端末接続処理完了後に使用アンテナ変更指示を送出してマクロダイバーシティ通信を開始する。無線端末装置MS11がハンドオーバ中であった場合は、ハンドオーバ処理完了後に使用アンテナ変更指示を送出してマクロダイバーシティ通信を開始する。無線端末装置MS11が接続中であって一定周期T満了時には、即座に使用アンテナ変更指示を送出してマクロダイバーシティ通信を開始する。また、これまでマクロダイバーシティ通信実施中であった無線端末装置がマクロダイバーシティ通信不可と判定された場合、信号分配変更指示(ステップS105)によって信号分配を停止し、使用アンテナ変更指示(ステップS106)によって複数アンテナの使用を停止することによってマクロダイバーシティ通信を停止することも可能とする。 Note that the timing at which the signal distribution change instruction (step S105) and the used antenna change instruction (step S106) are sent differs depending on the received power measurement timing. When the wireless terminal device MS11 is newly connected, after the terminal connection processing is completed, a use antenna change instruction is transmitted to start macro diversity communication. When the wireless terminal device MS11 is undergoing a handover, a use antenna change instruction is transmitted after the handover process is completed, and macro diversity communication is started. When the wireless terminal device MS11 is connected and when the predetermined period T expires, the use antenna change instruction is immediately transmitted to start macro diversity communication. Further, when it is determined that the macro diversity communication that has been performed until now is not possible, the signal distribution is stopped by the signal distribution change instruction (step S105), and the use antenna change instruction (step S106) is performed. It is also possible to stop macro diversity communication by stopping the use of multiple antennas.
なお、マクロダイバーシティ通信の開始シーケンスは上記シーケンスに限定されるものではない。 Note that the start sequence of macro diversity communication is not limited to the above sequence.
(第2実施形態)
図9は、第2実施形態に係る無線基地局装置の構成例を示すブロック図である。なお、第2実施形態に係る無線システムの構成は、上記第1実施形態と同様であるものとする。また、第1実施形態と同一構成については同一符号を付し、重複する説明は必要な場合についてのみ行う。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a radio base station apparatus according to the second embodiment. Note that the configuration of the wireless system according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be made only when necessary.
図9において、ゲートウェイ装置GWはIP網/公衆通信網NWと無線制御装置G2とに接続され、無線制御装置G1と複数の無線部R11,R12は、たとえば光ファイバなどの有線で接続される。無線部R11には無線端末装置MS11,MS12との間の無線通信用の複数のアンテナAN11〜AN1nが設けられ、同様に無線部R12にも無線通信用の複数のアンテナAN21〜AN2nが設けられる。 In FIG. 9, a gateway device GW is connected to an IP network / public communication network NW and a radio control device G2, and the radio control device G1 and a plurality of radio units R11 and R12 are connected by wires such as optical fibers. The wireless unit R11 is provided with a plurality of antennas AN11 to AN1n for wireless communication with the wireless terminal devices MS11 and MS12. Similarly, the wireless unit R12 is also provided with a plurality of antennas AN21 to AN2n for wireless communication.
無線端末装置MS11,MS12と無線部R11、R12には無線通信部201が設けられ、無線端末装置MS11、MS12は無線通信部201により、1または複数の無線部と無線通信を行う。無線制御装置G1には、ゲートウェイ装置GWから受信したデータを、無線端末装置MS1,MS2と無線通信を行う無線部R11,R12へ分配する信号分配部202と、無線通信にかかる制御を行う信号処理部203が設けられる。無線制御装置G1は、無線部R11、R12を介して受信した無線端末装置MS1、MS2からのアップリンクデータを、ゲートウェイ装置GWを介してIP網/公衆網NWへ送信する。また、ゲートウェイ装置GWを介して受信したIP網/公衆網NWからのダウンリンクデータを信号分配部202により適切な無線部に分配し、無線部R11、R12を介して無線端末装置MS11、MS12へ送信する。
The wireless terminals MS11 and MS12 and the wireless units R11 and R12 are provided with a
さらに、無線部R11、R12には無線端末装置MS1,MS2からのアップリンク信号の受信電力を測定する受信電力測定部204が設けられ、無線制御装置G1には受信電力測定部204で測定した受信電力情報を集約した受信電力集約情報を記憶する受信電力情報記憶部205と、受信電力集約情報をもとに無線端末装置との通信に使用する無線通信用アンテナを選択するアンテナ選択部206とが設けられる。
Further, the radio units R11 and R12 are provided with a received
このように構成される無線制御装置G1の動作について以下に説明する。 The operation of the radio network controller G1 configured as described above will be described below.
[マクロダイバーシティ制御]
無線端末装置MS11,MS12と無線部R11,R12との間のマクロダイバーシティ通信は、複数の無線部R11,R12において、無線端末装置MS11,MS12のアップリンク信号の受信電力を測定し、無線部制御装置G1が受信電力の測定結果をもとにマクロダイバーシティの可否を判定し、マクロダイバーシティ可能と判定された場合はマクロダイバーシティに使用するアンテナ組み合わせを決定して送信制御を行うことで実現する。
[Macro diversity control]
In the macro diversity communication between the radio terminal devices MS11 and MS12 and the radio units R11 and R12, the reception power of the uplink signals of the radio terminal devices MS11 and MS12 is measured in the radio units R11 and R12, and radio unit control is performed. The apparatus G1 determines whether or not macro diversity is possible based on the measurement result of the received power, and when it is determined that macro diversity is possible, the antenna combination used for macro diversity is determined and transmission control is performed.
[受信電力測定処理]
上記図3を用いて、無線端末装置からのアップリンク信号の受信電力測定処理について説明する。
[Received power measurement processing]
With reference to FIG. 3 described above, processing for measuring received power of an uplink signal from a wireless terminal device will be described.
図3では、複数の無線部R11〜R14が無線制御装置G1に接続されている。無線部R11〜R14の受信電力測定部204は、無線端末装置MS11から送信されるアップリンク信号A11の受信電力を測定し、予め設定された受信電力閾値情報Rより受信電力が大きいアンテナ情報のみを無線制御装置G1のアンテナ選択部206へ通知する。図3の例では、各無線部R11〜R14は複数本のアンテナ(AN11〜14,AN21〜24,AN31〜34,AN41〜44)を持つため、受信電力測定は各無線部R11〜R14のアンテナ毎に行う。図3ではアンテナ数が4本の例を示したが、アンテナ本数は無線通信システムに依存して任意に設定できる。
In FIG. 3, a plurality of radio units R11 to R14 are connected to the radio network controller G1. The reception
[受信電力測定タイミング]
上記第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
[Reception power measurement timing]
Since it is the same as that of the said 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
[マクロダイバーシティ可否の判定]
図10に、無線制御装置G1で管理される受信電力集約情報の一例を示す。
[Determining Macro Diversity]
FIG. 10 shows an example of received power aggregation information managed by the radio network controller G1.
アンテナ選択部206は、通知された受信電力情報を受信電力集約情報として受信電力情報記憶部205に格納する際、各受信電力情報について対応する無線部の識別情報とアンテナの識別情報とを対応付けて記憶するとともに、受信電力によるソーティングを行う。図10では、受信電力閾値情報R=50dBの場合のハンドオーバ可否判定の一例を示す。
When the received reception power information is stored in the reception power information storage unit 205 as reception power aggregate information, the
アンテナ選択部206は、受信電力集約情報に含まれる全てのアンテナをマクロダイバーシティ候補アンテナとして決定する。受信電力集約情報に複数のアンテナ情報が含まれていた場合、無線端末装置はマクロダイバーシティ可能であると判定してマクロダイバーシティ使用アンテナの選択を行う。マクロダイバーシティ候補アンテナが単一のアンテナであった場合、マクロダイバーシティ不可と判定して単一アンテナによる通信を行う。
The
[マクロダイバーシティ使用アンテナ選択]
図11に、受信電力集約情報を用いたマクロダイバーシティ使用アンテナ選択の一例を示す。
[Select antenna for macro diversity]
FIG. 11 shows an example of macro diversity use antenna selection using received power aggregation information.
無線制御装置G1のアンテナ選択部206には予めマクロダイバーシティ可能なアンテナ数の上限値Mが設定され、マクロダイバーシティ使用アンテナ選択時に用いる。図11では、マクロダイバーシティ可能なアンテナ数の上限値M=3の場合の例を示すが、上限値Mは、マクロダイバーシティを実施する無線端末装置のソフトウェア/ハードウェア仕様、無線部のソフトウェア/ハードウェア仕様、無線部の隣接状態等の条件によって決定されるものとする。
An upper limit value M of the number of antennas capable of macro diversity is set in advance in the
無線制御装置G1のアンテナ選択部206は、マクロダイバーシティ可能と判定した場合、マクロダイバーシティ候補アンテナのうち上位n本を使用アンテナとして決定する。このとき、選択する本数nはマクロダイバーシティ候補アンテナの本数と、マクロダイバーシティ可能なアンテナ数の上限値Mのいずれか小さい方とする。また、上位n本のアンテナ組み合わせは、同一無線部内に限らず自由に選択可能とする。選択した使用アンテナが異なる無線部のアンテナからなる場合、複数の無線部を用いたマクロダイバーシティ通信となる。選択した使用アンテナが同一無線部のアンテナからなる場合、MIMO通信となる。
When it is determined that the macro diversity is possible, the
[マクロダイバーシティ通信制御]
上記第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
[Macro diversity communication control]
Since it is the same as that of the said 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
[通信シーケンス]
図12は、無線端末装置との間のマクロダイバーシティ通信のシーケンスの一例である。
[Communication sequence]
FIG. 12 is an example of a sequence of macro diversity communication with a wireless terminal device.
図12の例では、無線端末装置MS11と、無線部R11〜1nと、無線部R11〜1nを集約制御する無線制御装置G1内における信号処理部2031〜203n、信号分配部202、およびアンテナ選択部206の動作手順を示す。
In the example of FIG. 12, the radio terminal device MS11, the radio units R11 to 1n, the signal processing units 2031 to 203n, the
無線部R11〜1nにおいて、受信電力測定タイミングを契機として無線端末装置MS11の受信電力を測定する(ステップS201)。受信電力測定タイミングとしては、端末の新規接続時、端末のハンドオーバ時、および接続中の一定周期T毎に行う。なお、端末毎に異なるチャネルを用いることで複数の端末の受信電力測定を同時に行うことも可能である。無線部R11〜n1は、受信電力測定結果を受信電力通知(ステップS202)として無線制御装置G1のアンテナ選択部206に通知する。
In the radio units R11 to 1n, the received power of the wireless terminal device MS11 is measured with the received power measurement timing as a trigger (step S201). The received power measurement timing is performed at the time of new connection of the terminal, at the time of handover of the terminal, and every fixed period T during connection. Note that it is possible to simultaneously measure the received power of a plurality of terminals by using different channels for each terminal. The radio units R11 to n1 notify the reception power measurement result to the
アンテナ選択部206は、受信電力通知を受信電力集約情報として受信電力情報記憶部205に格納し、マクロダイバーシティ可否の判定を行う(ステップS203)。判定の結果、マクロダイバーシティが可能であると判定された場合、アンテナ選択部206は、続けてマクロダイバーシティに使用するアンテナの選択を実施する(ステップS204)。アンテナ選択部206は、選択したアンテナ情報をもとに、信号分配変更指示(ステップS205)を信号分配部202に送出する。信号分配部202は信号分配変更指示のパラメータ情報をもとに、無線端末装置MS11へのダウンリンクデータを適切な信号処理部103へ分配して送信を開始する。また、アンテナ選択部106は、マクロダイバーシティ使用アンテナとして選択したアンテナが属する無線部R11〜1nを制御している複数の信号処理部103に対して、使用アンテナ変更指示(ステップS206)を送出する。信号処理部103は、使用アンテナ変更指示のパラメータ情報をもとに、対応する無線部R11〜1nのアンテナに関するダウンリンク信号送信電力を制御してマクロダイバーシティ通信を開始する(ステップS207)。
The
なお、信号分配変更指示(ステップS205)と使用アンテナ変更指示(ステップS206)を送出するタイミングは受信電力測定タイミングにより異なる。無線端末装置MS11の新規接続時であった場合は、端末接続処理完了後に使用アンテナ変更指示を送出してマクロダイバーシティ通信を開始する。端末がハンドオーバ中であった場合は、ハンドオーバ処理完了後に使用アンテナ変更指示を送出してマクロダイバーシティ通信を開始する。接続中の一定周期T満了時であった場合は、即座に使用アンテナ変更指示を送出してマクロダイバーシティ通信を開始する。また、これまでマクロダイバーシティ通信実施中であった無線端末装置がマクロダイバーシティ通信不可と判定された場合、信号分配変更指示(ステップS205)によって信号分配を停止し、使用アンテナ変更指示(ステップS206)によって複数アンテナの使用を停止することによってマクロダイバーシティ通信を停止することも可能とする。 Note that the timing for sending the signal distribution change instruction (step S205) and the antenna used change instruction (step S206) differs depending on the received power measurement timing. When the wireless terminal device MS11 is newly connected, after the terminal connection processing is completed, a use antenna change instruction is transmitted to start macro diversity communication. When the terminal is undergoing handover, a use antenna change instruction is transmitted after the handover process is completed, and macro diversity communication is started. When the fixed period T during connection has expired, an antenna change instruction is immediately transmitted to start macro diversity communication. Also, if it is determined that the wireless terminal device that has been performing macro diversity communication so far cannot perform macro diversity communication, the signal distribution is stopped by the signal distribution change instruction (step S205), and the use antenna change instruction (step S206). It is also possible to stop macro diversity communication by stopping the use of multiple antennas.
なお、マクロダイバーシティ通信の開始シーケンスは上記シーケンスに限定されるものではない。 Note that the start sequence of macro diversity communication is not limited to the above sequence.
以上述べたように、上記第1及び第2実施形態では、複数の無線部のアンテナ毎にアップリンク信号の受信電力を測定し、この測定結果に基づいて端末とのマクロダイバーシティ通信のための最適なアンテナの組み合わせを決定するアンテナ選択方式を実現する。従来のMIMOでは同一基地局内のみに限られていたアンテナ選択を、距離の離れた異なる無線部間に拡張して行うことで、これまで狭い範囲で限定的であったアンテナの組み合わせに柔軟性を持たせることを可能とする。これにより、セルエッジ付近に存在する端末の利得を向上し、無線通信品質を良好にすることが可能となる。 As described above, in the first and second embodiments, the received power of the uplink signal is measured for each antenna of the plurality of radio units, and the optimum for macro diversity communication with the terminal is based on the measurement result. An antenna selection method that determines a combination of antennas is realized. In conventional MIMO, antenna selection, which is limited to only within the same base station, is extended between different radio units at a great distance, giving flexibility to antenna combinations that have been limited in a narrow range so far. It is possible to have it. As a result, it is possible to improve the gain of the terminal existing in the vicinity of the cell edge and improve the radio communication quality.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
G1,G2…無線制御装置、R11〜R1n,R21〜R2n…無線部、MS11〜MS1m,MS21〜MS2m…無線端末装置、GW…ゲートウェイ装置、NW…IP網/公衆通信網、AN11〜1n,AN21〜AN2n…無線通信用アンテナ、101,201…無線通信部、102,202…信号分配部、103,203…信号処理部、104,204…受信電力測定部、105,205…受信電力情報記憶部、106,206…アンテナ選択部。 G1, G2 ... Radio control device, R11-R1n, R21-R2n ... Radio unit, MS11-MS1m, MS21-MS2m ... Radio terminal device, GW ... Gateway device, NW ... IP network / public communication network, AN11-1n, AN21 ˜AN2n: antenna for wireless communication, 101, 201: wireless communication unit, 102, 202 ... signal distribution unit, 103, 203 ... signal processing unit, 104, 204 ... received power measuring unit, 105, 205 ... received power information storage unit , 106, 206... Antenna selection unit.
Claims (13)
複数のアンテナを備え、前記複数のアンテナにより無線信号を送受信する複数の無線部と、
制御用チャネルでオムニ送信される前記端末からのアップリンク信号の受信電力を前記アンテナ毎に測定する測定手段と、
前記受信電力の測定結果に基づいて、前記端末との間の無線通信に使用するアンテナの組み合わせを選択する選択手段と、
前記アンテナの組み合わせにしたがって前記複数の無線部の通信制御を行う信号処理手段と
を具備し、
前記選択手段は、前記受信電力の測定結果を予め定められた閾値と比較し、閾値以上の受信電力のアンテナが複数存在する場合にマクロダイバーシティ可能であると判定し、前記端末との間の無線通信に使用するアンテナの組み合わせとして選択するアンテナの数を、予め定められたアンテナ数の上限値と前記閾値以上のアンテナ数との少ない方とすることを特徴とする無線基地局装置。 A wireless base station device that performs wireless communication with a terminal,
A plurality of radio units comprising a plurality of antennas, and transmitting and receiving radio signals by the plurality of antennas;
Measuring means for measuring the received power of the uplink signal from the terminal omni-transmitted on the control channel for each antenna;
Selection means for selecting a combination of antennas used for wireless communication with the terminal based on the measurement result of the received power;
Signal processing means for performing communication control of the plurality of radio units according to the combination of the antennas ,
The selection unit compares the measurement result of the received power with a predetermined threshold value, determines that macro diversity is possible when there are a plurality of antennas having received power equal to or higher than the threshold value, and performs radio communication with the terminal. A radio base station apparatus characterized in that the number of antennas to be selected as a combination of antennas used for communication is the smaller of a predetermined upper limit of the number of antennas and the number of antennas equal to or greater than the threshold .
制御用チャネルでオムニ送信される前記端末からのアップリンク信号の受信電力を前記アンテナ毎に測定する測定手段と、
前記受信電力の測定結果に基づいて、前記端末との間の無線通信に使用するアンテナの組み合わせを選択する選択手段と、
前記アンテナの組み合わせにしたがって前記複数の無線装置の通信制御を行う信号処理手段と
を具備し、
前記選択手段は、前記受信電力の測定結果を予め定められた閾値と比較し、閾値以上の受信電力のアンテナが複数存在する場合にマクロダイバーシティ可能であると判定し、前記端末との間の無線通信に使用するアンテナの組み合わせとして選択するアンテナの数を、予め定められたアンテナ数の上限値と前記閾値以上のアンテナ数との少ない方とすることを特徴とする無線制御装置。 A wireless control device that controls a plurality of wireless devices that transmit and receive wireless signals with a plurality of antennas to and from a terminal,
Measuring means for measuring the received power of the uplink signal from the terminal omni-transmitted on the control channel for each antenna;
Selection means for selecting a combination of antennas used for wireless communication with the terminal based on the measurement result of the received power;
Signal processing means for performing communication control of the plurality of wireless devices according to the combination of the antennas ,
The selection unit compares the measurement result of the received power with a predetermined threshold value, determines that macro diversity is possible when there are a plurality of antennas having received power equal to or higher than the threshold value, and performs radio communication with the terminal. A radio control apparatus characterized in that the number of antennas to be selected as a combination of antennas used for communication is the smaller of a predetermined upper limit of the number of antennas and the number of antennas equal to or greater than the threshold .
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