無線通信系統、基站及無線通信方法

專利名稱：無線通信系統、基站及無線通信方法
技術領域：
本發明涉及無線通信系統、基站及無線通信方法，特別涉及無線通信中的通信方式、以及實現該方式的通信裝置。更詳細地講，涉及從屬于各基站的終端、進行與本基站或多個基站之間的收發的方法以及在其中使用的控制站、無線通信機。
背景技術：
在無線通信系統中，小區的邊界區域(小區端部)的干涉問題受到關注，該無線通信系統將提供無線通信服務的區域劃分為多個以基站為中心的區(小區)，由各基站和存在于該基站覆蓋的小區內的多個終端構成上述無線通信系統。小區端部的終端由于從屬的本小區的基站與相鄰小區的基站的距離差較小，從本基站到來的期望信號與從相鄰基站到來的干涉信號的接收功率接近，所以信號對干涉功率比較低，通信速度或通信品質變差。為了解決上述小區端部干涉問題，研究了多種多樣的方法。這些方法大體上分為避免干涉的方法、和利用干涉的方法這兩種。在避免干涉的方法中，Fractional Frequency Reuse (FFR)是代表性的。該方法如專利文獻I中記載那樣，本小區與相鄰小區通過在小區端部使用不同的頻率頻帶，在小區端部的終端中，從本基站接收到的期望信號與從相鄰基站到來的干涉信號在頻率上正交，從而避免干涉。該方法如非專利文獻I中記載那樣，在IEEE正在推進標準化的WiMAX中進行了研究。另一方面，在利用干涉的方法中，基站間協調發送是代表性的I個。多個基站通過控制站進行協同，向小區端部的終端發送的發送信號不僅從本基站、還從多個基站同時發送到該終端，由此能夠將以往成為干涉的電波改變為期望信號。該方法如在非專利文獻2 中記載那樣，由 3GPP (the3rd Generation Partnership Project)在 LTE (Long TermEvolution) -Advanced 中研究了標準化。在上述兩個干涉對策中，基站間協調發送與FFR相比，由于從包括本基站的多個基站發送終端的期望信號，所以能夠在降低干涉的同時增加期望信號的接收功率。因此，基站間協調發送可期待比FFR進一步改善小區端部的通信速度或通信品質，受到廣泛關注。現有技術文獻:專利文獻:專利文獻1:日本特開2007 - 189619公報非專利文獻:非專利文獻I:IEEE Std802.16m — 2009非專利文獻2:3GPP (3rd Generation Partnership Project) TR_36.814_041:Technical Specification Group Radio Access Network ；Further Advancements forE-UTRA, Physical Layer Aspects
發明內容
發明要解決的課題在使用上述基站間協調發送的無線通信系統中，關于小區端部的終端和該小區端部的終端以外的終端是與本基站進行I對I的通信、還是與多個基站進行協調發送、以及與此對應的通信方式的決定次序，并沒有公開明確的方法。此外，由于通過對小區端部的終端進行基站間協調發送，波及到以往不受影響的小區中心的終端，所以在保障小區端部的終端的通信速度及通信品質的另一方面，小區中心的終端的通信速度或通信品質有可能變差。并沒有公開解決該課題的方法。此外，在以往不進行協調發送的系統中，終端從屬的小區的基站根據本小區的狀況決定向終端的無線資源分配。但是，在使用基站間協調發送的系統中，成為本基站以外的多個基站決定向終端的無線資源分配。關于決定按照每個頻率組合怎樣的基站、以及將與該組合對應的怎樣的無線資源向各終端分配及通信方式的次序，并沒有公開。因此，在使用基站間協調發送的系統中，終端需要決定使用哪個基站或基站的組合和通過哪個無線資源、怎樣的發送方式進行通信的通信次序和控制方法。進而，通過增加終端的數量、頻率頻帶、協同的基站的數量，從而用來進行上述決定的處理量增大，存在終端、基站及控制站的負擔增大的課題。鑒于以上幾點，本發明的目的是，在使用基站間協調發送的無線系統中，實現用于決定向終端的無線資源分配和發送方式的、終端、基站及控制站的處理的減輕。用于解決課題的手段為了解決上述課題，在本發明中，基站進行包括本基站的多個基站的組合與頻率頻帶的對應建立并通知給終端，終端按照被通知的對應關系，按每個頻率計算與一基站通信的品質或與多個基站的組合通信的品質。基站及控制站基于該結果，決定與終端通信的基站/多個基站、無線資源和發送方式。此外，基站使用終端的位置信息，選擇將上述對應關系的一部分或全部通知給終端。通過不對終端通知必要以上的對應關系信息，將控制.處理進一步減輕。此外，進行所有基站能夠共通地使用的對應建立。根據本發明的第一技術方案，提供一種無線通信系統，具備:多個基站；終端，基于該終端與上述基站之間的信道推定及通信品質推定的結果，通過無線與上述基站通信；以及控制站，決定對應關系信息，并通知給多個上述基站,該對應關系信息中確定了在多個上述基站的協調發送中使用的第一頻率頻帶以及在一個上述基站的單獨發送中使用的第二頻率頻帶；上述基站具有:發送部，進行多個上述基站向上述終端的協調發送和從本基站向上述終端的單獨發送；以及對應關系處理部，向上述終端通知從上述控制站通知的對應關系信息；上述終端基于從上述基站接收到的對應關系信息，根據是通過來自基站的協調發送與該基站通信、還是通過來自該基站的單獨發送與該基站通信，確定所對應的頻率頻帶，用該頻率頻帶進行信道推定及通信品質推定。
根據本發明的第二技術方案，提供一種基站，是無線通信系統中的基站，上述無線通信系統具備:多個基站；終端，基于該終端與上述基站之間的信道推定及通信品質推定的結果，通過無線與上述基站通信；以及控制站，上述基站具有:發送部，進行多個上述基站向上述終端的協調發送和從本基站向上述終端的單獨發送；以及對應關系處理部，從上述控制站接收對應關系信息，并通知給上述終端，上述對應關系信息中確定了在多個上述基站的協調發送中使用的第一頻率頻帶以及在一個上述基站的單獨發送中使用的第二頻率頻帶；上述終端基于該對應關系信息，根據是通過來自基站的協調發送與該基站通信、還是通過來自該基站的單獨發送與該基站通信，以對應的頻率頻帶進行信道推定及通信品質推定，上述基站接收上述終端進行的信道推定及通信品質推定的結果；上述基站使用信道推定及通信品質推定的結果，決定與該終端之間的通信的調度及通信方式，或者接收由控制站使用該信道推定及通信品質推定的結果決定的與該終端之間的通信的調度及通信方式，通過該調度及通信方式與上述終端通信。根據本發明的第三的技術方案，提供一種無線通信方法，是無線通信系統中的無線通信方法，上述無線通信系統具備:多個基站；終端，基于該終端與上述基站之間的信道推定及通信品質推定的結果，通過無線與上述基站通信；以及控制站，上述無線通信方法包括:控制站決定對應關系信息，并通知給多個基站的步驟，上述對應關系信息中確定了在多個上述基站的協調發送中使用的第一頻率頻帶以及在一個上述基站的單獨發送中使用的第二頻率頻帶；各基站向終端通知從控制站通知的對應關系彳目息的步驟；以及上述終端基于從基站接收到的對應關系信息，根據是通過來自基站的協調發送與該基站通信、還是通過來自該基站的單獨發送與該基站通信，確定所對應的頻率頻帶，以該頻率頻帶進行信道推定及通信品質推定的步驟。發明效果根據本發明，在使用基站間協調發送的無線系統中，能夠減輕用于決定向終端的無線資源分配和發送方式的、終端、基站及控制站的處理。


圖1是表示本發明的第一實施例的蜂窩系統的結構的圖。圖2是表示作為本發明的實施方式的基站與頻率頻帶的對應關系例的圖(I)。圖3是表示作為本發明的實施方式的基站與頻率頻帶的對應關系例的圖(2)。圖4是表示作為本發明的實施方式的基站與頻率頻帶的對應關系例的圖(3)。圖5是表示有關本發明的實施方式的控制順序例的圖。圖6是表示有關本發明的實施方式的OAM的控制流程圖的圖。圖7是表示通過有關本發明的實施方式的OAM控制得到的共通功率分布圖的例子的圖。
圖8是表示有關本發明的實施方式的控制信號格式的說明圖(I)。圖9是表示有關本發明的實施方式的控制信號格式的說明圖(2)。圖10是表示有關本發明的實施方式的控制信號格式的說明圖(3)。圖11是表示有關本發明的實施方式的基站的動作流程圖的圖。圖12是表示有關本發明的實施方式的終端的動作流程圖的圖。圖13是表示有關本發明的實施方式的控制站的裝置結構的圖。圖14是表示有關本發明的實施方式的基站的裝置結構的圖。圖15是表示有關本發明的實施方式的終端的裝置結構的圖。圖16是表示有關本發明的第二實施方式的控制順序例的圖。圖17是表示有關本發明的第二實施方式的基站的動作流程圖的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對有關本發明的實施方式的無線通信系統及無線通信裝置、無線通信方法詳細地說明。(實施例1)參照圖1 圖15說明本發明的第一實施例。

圖1是表示在本實施例中設想的蜂窩系統、或移動通信系統、或便攜電話系統的結構的圖。連接在提供服務的內容等的服務器上的核心網絡通過網關與無線接入網絡(Radio Access Network)連接。上述網關與多個基站控制站100連接,各基站控制站100與多個基站110 - 112連接，基站110 - 112通過無線信號的收發對無線終端120、121實現服務的提供。在提供無線服務的區域中，劃分為多個小區，對每個小區設置I個基站，與處在本小區內的終端進行無線通信。首先，說明蜂窩系統中的小區端部的干涉問題。基站110和基站111分別發送無線電波以覆蓋小區110和小區111。在上述兩個小區之間(小區端部)，與本小區的基站之間的距離較遠，由于無線電波的衰減，終端的期望信號的接收功率較低。另一方面，小區端部與小區中心相比，與相鄰小區的基站之間的距離較近，來自相鄰小區的基站的無線電波到來而成為干涉。即，小區端部的終端與小區中心的終端相比，從本小區基站接收到的期望信號的功率減小，從其他小區基站接收到的干涉信號的功率的干涉增加。因此，期望信號的信號對干涉功率比變差，通信速度及通信品質下降。在此情況下，小區Iio的端部的終端121的通信容量用式(I)表示。[數式I]C = W1 10g(l + --!-!__),,,
L 」1 m P2* L2+N,⑴這里，C是以往系統的小區端部的終端121的通信容量。Wl是分配給終端的頻率頻帶，Pl是基站Iio的發送功率，LI是表示因為來自基站110的發送信號到達終端121時的電波衰減等的損失、接收功率相對于發送功率的比例的系數。P2是相鄰基站111的發送功率，L2是表示因為基站111的發送信號到達終端121時的電波衰減等的損失、接收功率相對于發送功率的比例的系數。NI是終端121的接收噪聲功率。
另一方面，在避免來自其他小區的干涉信號的FFR中，從小區的基站到達小區端部的信號通過使用不同的頻帶，小區端部的信號不會成為相互干涉。即，從基站110向終端121發送的信號的頻帶與從基站111向小區端部發送的信號的頻帶不同。在此情況下，小區端部的終端121的通信容量用式(2)表示。[數式2]
權利要求
1.一種無線通信系統，具備: 多個基站； 終端，基于該終端與上述基站之間的信道推定及通信品質推定的結果，通過無線與上述基站通信；以及 控制站，決定對應關系信息，并通知給多個上述基站，該對應關系信息中確定了在多個上述基站的協調發送中使用的第一頻率頻帶以及在一個上述基站的單獨發送中使用的第二頻率頻帶； 上述基站具有: 發送部，進行多個上述基站向上述終端的協調發送和從本基站向上述終端的單獨發送；以及 對應關系處理部，向上述終端通知從上述控制站通知的對應關系信息； 上述終端基于從上述基站接收到的對應關系信息，根據是通過來自基站的協調發送與該基站通信、還是通過來自該基站的單獨發送與該基站通信，確定所對應的頻率頻帶，用該頻率頻帶進行信道推定及通信品質推定。
2.如權利要求1所述的無線通信系統， 上述終端向上述基站及/或上述控制站通知所推定出的信道信息和通信品質信息； 上述基站或上述控制站使用通知結果，決定與該終端之間的通信的調度及通信方式。
3.如權利要求1所述的無線通信系統， 上述控制站具有存儲器，該存儲器與小區內的位置信息相對應地預先存儲有表示該位置是小區端部還是小區內部的信息； 上述終端將本終端的位置信息經由上述基站發送給上述控制站； 上述控制站基于從上述終端接收到的位置信息，參照上述存儲器，決定該終端是處于小區端部還是處于小區內部； 在處于小區端部的情況下，上述控制站決定為通過來自多個上述基站的協調發送與該終端通信； 在處于小區內部的情況下，上述控制站決定為由上述基站的某個通過單獨發送與該終端通信。
4.如權利要求3所述的無線通信系統， 上述控制站具有: 數據輸入部，輸入在上述基站覆蓋的區域內的任意位置處測量出的、該位置的位置信息和該位置處的來自各基站的接收強度數據； 維護監視部，基于所輸入的來自各基站的接收強度數據，判斷該位置是小區端部還是小區中央，將表示該位置是小區端部還是小區內部的信息與所輸入的位置信息相對應地存儲到上述存儲器中；以及 對應關系決定部，決定對應關系信息，該對應關系信息中確定了在多個上述基站的協調發送中使用的第一頻率頻帶以及在一個上述基站的單獨發送中使用的第二頻率頻帶。
5.如權利要求1所述的無線通信系統， 上述基站選擇是將對應關系信息的全部通知給上述終端、還是根據對應關系信息中的是與該終端通過協調發送進行通信還是通過單獨發送進行通信的情況而通知與所對應的頻率頻帶相當的部分，從而通知該對應關系信息的全部或一部分。
6.如權利要求1所述的無線通信系統， 由上述終端推定的信道是來自建立了對應的一個基站的傳輸路徑的環境或者建立了對應的多個基站協調發送時的傳輸路徑的環境中的某種。
7.如權利要求1所述的無線通信系統， 上述控制站向上述基站發送功率分布圖信息，該功率分布圖信息包括第一頻率頻帶與協調發送中的上述基站的第一發送功率之間的對應、以及第二頻率頻帶與單獨發送中的上述基站的第二發送功率之間的對應； 上述基站按照所接收到的功率分布圖信息，設定各頻率頻帶下的發送功率； 單獨發送中的第二發送功率設定得比協調發送中的第一發送功率小。
8.如權利要求7所述的無線通信系統， 上述控制站具有: 數據輸入部，輸入在上述基站覆蓋的區域內的任意位置處測量出的、該位置的位置信息和該位置處的來自各基站的接收強度數據； 維護監視部，基于由上述數據輸入部輸入的接收強度數據，在小區端部的位置處來自期望的基站的第二頻率頻帶的接收強度數據比預先設定的閾值大的情況下，降低該期望的基站的第二發送功率，基于預先決定的第一發送功率和降低后的第二發送功率，制作上述功率分布圖信息；以及 對應關系決定部，決定對 應關系信息，該對應關系信息中確定了在多個上述基站的協調發送中使用的第一頻率頻帶以及在一個上述基站的單獨發送中使用的第二頻率頻帶。
9.如權利要求1所述的無線通信系統， 系統內的所有基站共通地使用上述對應關系信息。
10.如權利要求1所述的無線通信系統， 上述基站向上述終端發送至少排除了已分配的頻帶后的、可使用的頻帶的對應關系信肩、O
11.如權利要求1所述的無線通信系統， 上述對應關系信息被以位圖的形式加以通知，在位圖中，各位對應于頻率或子帶，位的值表示是協調發送用還是單獨發送用。
12.如權利要求1所述的無線通信系統， 上述控制站動態地變更在協調發送中使用的第一頻率頻帶的分配量和在單獨發送中使用的第二頻率頻帶的分配量。
13.一種基站，是無線通信系統中的基站，上述無線通信系統具備:多個上述基站；終端，基于該終端與上述基站之間的信道推定及通信品質推定的結果，通過無線與上述基站通信；以及控制站，上述基站具有: 發送部，進行多個上述基站向上述終端的協調發送和從本基站向上述終端的單獨發送；以及 對應關系處理部，從上述控制站接收對應關系信息，并通知給上述終端，上述對應關系信息中確定了在多個上述基站的協調發送中使用的第一頻率頻帶以及在一個上述基站的單獨發送中使用的第二頻率頻帶；上述終端基于該對應關系信息，根據是通過來自基站的協調發送與該基站通信、還是通過來自該基站的單獨發送與該基站通信，以對應的頻率頻帶進行信道推定及通信品質推定，上述基站接收上述終端進行的信道推定及通信品質推定的結果； 上述基站使用信道推定及通信品質推定的結果，決定與該終端之間的通信的調度及通信方式，或者接收由控制站使用該信道推定及通信品質推定的結果決定的、與該終端之間的通信的調度及通信方式，通過該調度及通信方式與上述終端通信。
14.如權利要求13所述的基站， 上述基站選擇是將對應關系信息的全部通知給上述終端、還是根據對應關系信息中的是與該終端通過協調發送進行通信還是通過單獨發送進行通信的情況而通知與所對應的頻率頻帶相當的部分，從而通知該對應關系信息的全部或一部分。
15.如權利要求13所述的基站， 上述基站向上述終端發送至少排除了已分配的頻帶后的、可使用的頻帶的對應關系信肩、O
16.如權利要求13所述的基站， 上述對應關系信息被以位圖的形式加以通知，在位圖中，各位對應于頻率或子帶，位的值表示是協調發送用還是單獨發送用。
17.一種無線通信方法，是無線通信系統中的無線通信方法，上述無線通信系統具備:多個基站；終端，基 于該終端與上述基站之間的信道推定及通信品質推定的結果，通過無線與上述基站通信；以及控制站，上述無線通信方法包括: 控制站決定對應關系信息，并通知給多個基站的步驟，上述對應關系信息中確定了在多個上述基站的協調發送中使用的第一頻率頻帶以及在一個上述基站的單獨發送中使用的第二頻率頻帶； 各基站向終端通知從控制站通知的對應關系信息的步驟；以及 上述終端基于從基站接收到的對應關系信息，根據是通過來自基站的協調發送與該基站通信、還是通過來自該基站的單獨發送與該基站通信，確定所對應的頻率頻帶，以該頻率頻帶進行信道推定及通信品質推定的步驟。
全文摘要
在使用基站間協調發送的無線系統中，在終端的無線資源分配和發送方式的決定中，實現終端、基站及控制站的處理的減輕。基站進行包括本基站的多個基站的組合與頻率頻帶的對應建立，并通知給終端。終端按照被通知的對應關系，按照每個頻率計算與一個基站通信的品質或與多個基站的組合通信的品質。基站及控制站基于該結果，決定與終端通信的基站/多個基站，決定無線資源和發送方式。此外，基站使用終端的位置信息，選擇將上述對應關系的一部分或全部向終端通知。通過不發送對于終端不需要的對應關系信息，進一步減輕控制。此外，進行全部基站共通的對應建立。
文檔編號H04W72/04GK103190175SQ20118005294
公開日2013年7月3日 申請日期2011年10月27日 優先權日2010年11月5日
發明者賈云健, 藤島堅三郎 申請人:株式會社日立制作所