(57)【要約】【課題】協調送信を行う無線通信システムにおいて再送処理する際に、遅延による通信効率の低下を招くことがなく、かつ再送処理での通信品質を向上させることが可能な無線通信システムを提供する。【解決手段】本発明にかかる無線通信システムの代表的な構成は、同一の周波数および同一のタイミングで複数の基地局から同一の信号を送信する協調送信を行う無線通信システムにおいて、複数の基地局１００は１つのマスター局１０２と複数のスレーブ局１０４からなり、マスター局が端末２００からその端末と各基地局との間の無線通信品質を取得し、マスター局が各スレーブ局にそのスレーブ局と端末との間の無線通信品質を通知し、端末から再送要求があった場合に、マスター局および複数のスレーブ局のそれぞれが再送要求を受信し、無線通信品質が第１品質閾値を満たす基地局のみが協調送信によって再送を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の周波数および同一のタイミングで複数の基地局から同一の信号を送信する協調送信を行う無線通信システムにおいて、
前記複数の基地局は１つのマスター局と複数のスレーブ局からなり、
前記マスター局が前記端末から該端末と各基地局との間の無線通信品質を取得し、
前記マスター局が各スレーブ局に該スレーブ局と前記端末との間の無線通信品質を通知し、
端末から再送要求があった場合に、前記マスター局および複数のスレーブ局のそれぞれが再送要求を受信し、前記無線通信品質が第１品質閾値を満たす基地局のみが協調送信によって再送を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
端末から再送要求があった場合に、
第１再送閾値までは協調送信によって再送を行い、
第１再送閾値に達した後は前記マスター局または複数のスレーブ局のうちいずれか単独の基地局から再送を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記マスター局は各基地局の無線通信品質に基づいて再送の順位付けを決定し、
前記マスター局は前記順位付けを各スレーブ局に通知し、
端末からの再送要求に対して単独の基地局から再送を複数回行う場合に、前記マスター局または複数のスレーブ局のうち前記順位付けによって決定される順番で再送を行うことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記マスター局は、前記無線通信品質が第２品質閾値以上となる基地局について順位付けを行うことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記マスター局および複数のスレーブ局は、単独の基地局からの再送回数が第２再送閾値に到達した場合には再送処理を停止することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記マスター局または複数のスレーブ局が複数のリソースブロックを介して前記端末と通信を行っている場合には、前記無線通信品質の取得、順位付け、および単独の再送処理はリソースブロックごとに行うことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、協調送信を行う無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、同一の周波数および同一のタイミングで複数の基地局から同一の信号を送信する協調送信を行う無線通信システムが提案されている。特許文献１には、無線通信システムにおいて、複数の基地局から同一の移動端末に対して信号を送信する基地局間協調通信について記載されている。なお特許文献１では、周波数品質情報と周波数空き情報に基づいて最適な周波数およびタイミングを決定することにより、地理的に離れた２基地局間で最適な周波数を用いた基地局間協調通信が可能となると述べている。なお特許文献１には、再送に関する記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８２０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の協調送信において再送を行う場合には、まずマスター局が再送要求を受信してから、各スレーブ局にバックホール（基地局同士を接続するネットワーク網）を通じて再送要求の指示を行っている。このため、再送要求を受信してから再送を開始するまでに時間を要し、応答が遅延するために、通信の効率化が損なわれるおそれがある。
【０００５】
また、再送が要求されるということは、初回の送信の品質が低かったことを意味している。このため、単に同じ構成で協調送信しても、再送したデータも正常に受信できない可能性がある。ここで、協調送信においては、複数の基地局のうち通信品質の低いものが存在することによって却って全体の品質を低下させる可能性がある。
【０００６】
そこで本発明は、協調送信を行う無線通信システムにおいて再送処理する際に、遅延による通信効率の低下を招くことがなく、かつ再送処理での通信品質を向上させることが可能な無線通信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる無線通信システムの代表的な構成は、同一の周波数および同一のタイミングで複数の基地局から同一の信号を送信する協調送信を行う無線通信システムにおいて、複数の基地局は１つのマスター局と複数のスレーブ局からなり、マスター局が端末からその端末と各基地局との間の無線通信品質を取得し、マスター局が各スレーブ局にそのスレーブ局と端末との間の無線通信品質を通知し、端末から再送要求があった場合に、マスター局および複数のスレーブ局のそれぞれが再送要求を受信し、無線通信品質が第１品質閾値を満たす基地局のみが協調送信によって再送を行うことを特徴とする。
【０００８】
端末から再送要求があった場合に、第１再送閾値までは協調送信によって再送を行い、第１再送閾値に達した後はマスター局または複数のスレーブ局のうちいずれか単独の基地局から再送を行うことが好ましい。
【０００９】
マスター局は各基地局の無線通信品質に基づいて再送の順位付けを決定し、マスター局は順位付けを各スレーブ局に通知し、端末からの再送要求に対して単独の基地局から再送を複数回行う場合に、マスター局または複数のスレーブ局のうち順位付けによって決定される順番で再送を行うことが好ましい。
【００１０】
マスター局は、無線通信品質が第２品質閾値以上となる基地局について順位付けを行うことが好ましい。
【００１１】
マスター局および複数のスレーブ局は、単独の基地局からの再送回数が第２再送閾値に到達した場合には再送処理を停止することが好ましい。
【００１２】
マスター局または複数のスレーブ局が複数のリソースブロックを介して端末と通信を行っている場合には、無線通信品質の取得、順位付け、および単独の再送処理はリソースブロックごとに行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、協調送信を行う無線通信システムにおいて再送処理する際に、遅延による通信効率の低下を招くことがなく、かつ再送処理での通信品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】基地局および端末の構成を説明する図である。
【図２】無線通信システムの動作を説明するシーケンスチャートである。
【図３】マスター局の動作を説明するフローチャートである。
【図４】リソースブロックごとの再送動作の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細  書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
図１は基地局および端末の構成を説明する図であって、図１（ａ）は全体構成図である。複数の基地局１００は所定の間隔で設置されている。各基地局１００の電波が届く範囲（通信可能な範囲）はセル１１０と呼ばれている。基地局同士はバックホール１１２によって通信網１１４を介して接続されていて、適宜必要なデータや制御情報が通信可能である。また、基地局間のクロックやタイミング位相などの同期はバックホール１１２を使用した同期処理やＧＰＳ装置などにより保たれている。
【００１７】
端末２００が基地局１００と通信するとき、同一の周波数および同一のタイミングで複数の基地局１００から同一の信号を送信する協調送信を行う場合がある。このとき基地局１００は、端末２００が最初に接続した基地局がマスター局１０２となり、協調送信を行う他の基地局がスレーブ局１０４となる。
【００１８】
図１（ｂ）は基地局１００の構成を説明する図である。なおマスター局１０２もスレーブ局１０４も装置構成は同じである。基地局１００は、全体の動作を制御する制御部１２０、バックホール１１２と通信するバックホール通信部１２２、端末２００と通信する無線通信部１２４を備えている。基地局１００はさらに、端末２００から無線通信品質を受信する品質受信部１２６、無線通信品質を所定の閾値と比較する品質比較部１２８、および後述する再送の順位付けを行う順位決定部１３０を備えている。
【００１９】
図１（ｃ）は端末２００の構成を説明する図である。端末２００は、基地局１００と通信を行う無線通信部２０２と、各基地局との間の無線通信品質を取得する品質取得部２０４とを備えている。無線通信部２０２は、基地局１００のスケジュール処理により割当てられた無線リソース（RB：Resource Block）で通信を行う。
【００２０】
無線通信部２０２は、各基地局１００から協調送信したデータを合成して復号する。このとき、復号が正しくできたか否かを判定し、送達信号を基地局に送信する。送達信号は復号後正しいデータであった場合はＡＣＫ信号、正しくない場合はＮＡＣＫ信号であり、上りの信号に挿入し、基地局１００へ送信する。基地局１００は端末が正しく受信できたか否かを識別し、ＮＡＣＫ信号を受信した場合に再度同じデータを端末に送信をする再送処理を行う。
【００２１】
ここで、協調送信を行っている場合の従来の再送方法として、端末２００がマスター局１０２に送達信号を送信し、マスター局１０２が再送を必要と判断した場合、協調送信を行っている各基地局にバックホールなどの通信手段により、協調再送を指示する方法が考えられる。しかしこの構成では、マスター局１０２における再送処理後に各スレーブ局１０４にバックホールなどの通信手段で指示を送る為、再送開始が遅延し、通信の効率化が損なわれるという問題がある。
【００２２】
そこで本発明においては、下記の構成により遅延を回避し、かつ再送処理での通信品質の向上を図る。以下、本発明にかかる無線通信システムの構成および動作について、図２から図４を用いて説明する。図２は無線通信システムの動作を説明するシーケンスチャート、図３はマスター局の動作を説明するフローチャートである。図２と図３において、同じ動作については同じ符号を付して説明する。
【００２３】
（１）品質平均値の算出
図２に示すように、まず協調送信が開始される（３００）。端末２００は受信データの合成および復号を行って正しいか否かを判定する（３０２）。端末２００は、正しく復号できた場合には送達信号としてＡＣＫ信号を返し、正しくない場合にはＮＡＣＫ信号を返す（３０４）。
【００２４】
また端末２００の品質取得部２０４は、受信可能な基地局１００からの参照信号（RS：Reference Signalなど）より、端末２００と各基地局間の夫々の無線通信品質を測定する。なお、各基地局１００は基地局固有の参照信号を送信しており、それらの参照信号は直交しているので、個別に検出が可能である。無線通信品質はダウンリンクの通信品質（ＣＱＩ情報など）を示し、各周波数帯域に適宜配置された参照信号により測定される。また、復号後のデータの品質として、ＢＬＥＲ（Block Error Rate）測定を行っている。端末２００の品質取得部２０４は、無線通信部２０２を介して上記の無線通信品質をマスター局１０２へ送信する（３０６）。
【００２５】
マスター局１０２の品質受信部１２６が無線通信部１２４を介して無線通信品質を受信する（３０８）。そしてマスター局１０２の品質比較部１２８は、受信した無線通信品質から品質平均値を算出する（３１０）。下記の式１の算出式は一例である。
品質平均値＝（長時間平均値×重み値(1)＋短時間平均値×重み値(2)＋現品質値×重み値(3)）／３    …（式１）
ここで、例えば、重み(3)は短時間平均値および長時間平均値のサンプル数に応じて、現品質値が同じ重みとなるように設定してもよい（現品質値のサンプル数は常に１である）。
【００２６】
そしてマスター局１０２は再送方法を決定し（３１２）、各スレーブ局１０４に対し、各スレーブ局１０４の品質平均値を通知する（３１４）。なお、品質平均値の通知は端末２００からの送達信号の通知とは非同期であり、更新するまでは前回値を維持する。
【００２７】
マスター局１０２が送達信号を受信し（３１６）、送達信号がＡＣＫ信号である場合には上記の手順を繰り返す（３１８のＮＯ）。送達信号がＮＡＣＫ信号であった場合（３２０）には再送処理を行う（３１８のＹＥＳ）。
【００２８】
（２）協調送信による再送処理
本実施形態では、協調送信を行う全ての基地局１００（マスター局１０２および各スレーブ局１０４）が、端末２００が発信した送達信号を直接受信する。そして本実施形態では、以下に説明するように、まず協調送信による再送処理を行い、次に単独送信による再送処理を行う。
【００２９】
マスター局１０２およびスレーブ局１０４が送達信号として再送要求であるＮＡＣＫ信号を端末から受信した場合（３２０）、再送回数のカウントを開始またはインクリメントし（３２２）、第１再送閾値に到っていなければ協調送信を行い（３２４のＮＯ）、第１再送閾値に達した後は後述するように単独の基地局から再送を行う（３２４のＹＥＳ）。
【００３０】
協調送信を行う場合（３２４のＮＯ）、式２に示すように、上記の品質平均値と、所定の第１品質閾値を比較する（３２６）。
品質平均値≧第１品質閾値  （式２）
第１品質閾値とは、その基地局１００が再送を行うかどうかを決定するための閾値であって、第１品質閾値より品質平均値が高ければ協調送信による再送を行い（３２８）、低ければ行わない。すなわち、現在の品質平均値が良い基地局のみが協調送信による再送を行う。第１品質閾値は、あらかじめ基地局１００に設定しておくことができる。
【００３１】
端末２００は再送データを受信すると、通常通りに受信データを判定し（３０２）、送達信号を返す。送達信号がＡＣＫ信号であるときは（３０４）、再送処理を停止して通常の協調送信に戻る（３１８のＮＯ）。送達信号がＮＡＣＫ信号であるときは（３１８のＹＥＳ）、再送回数をインクリメントし（３２２）、さらに再送処理を行う。
【００３２】
ここで第１品質閾値により基地局１００を選別する理由は、通信品質が悪い基地局からの受信信号が混ざっていると端末２００における合成効果を低減させる事があるためである。上記のように品質平均値が悪い基地局１００の排除を行うことで、無線通信品質の劣化を防止し、再送処理での通信品質を向上させることができる。
【００３３】
（３）送達信号ＮＡＣＫ（再送要求）が第１再送閾値に達した場合、または規定時間までに送達信号が受信できない場合の処理
上記の協調送信による再送処理において、再送回数が第１再送閾値に達した場合（３２４のＹＥＳ）、再送方法を単独送信に変更する。再送回数が第１再送閾値に達したということは、協調送信の効果が無いか、またはいずれの基地局も閾値を満たしておらず、何れの基地局も再送していない可能性がある。このため、できるだけ状態の良い基地局から単独送信を行う。
【００３４】
（４）単独の基地局による再送処理
マスター局１０２は、再送回数が第１再送閾値に達した場合に（３２４のＹＥＳ）、式３に示すように、自局およびスレーブ局１０４の中で品質平均値が所定の第２品質閾値を満たすもののなかで、順位付けを行う（３３０）。
品質平均値≧第２品質閾値  （式３）
式３を満たす基地局１００が２局以上ある場合は、満たした基地局１００のみを再送基地局とし、その中から品質平均値の良い基地局から順番に順位付けする。ここで、品質平均値が同じ場合は現品質値が良い方を上位とし、短時間平均値、長時間平均値の優先度で順番を決定してもよい。式３を満たした基地局１００が１局以下である場合は、品質平均値の一番良い基地局１００のみで再送する。このようにして決定された順位付けは、各スレーブ局１０４に通知される（３３２）。
【００３５】
マスター局１０２およびスレーブ局１０４は、再送回数のカウントを開始またはインクリメントする（３３４）。そしてマスター局１０２およびスレーブ局１０４は、上記の順位付けに従い、単独で再送を行う。順位付けは、新規に通知されるまでは情報を維持する。
【００３６】
上記の順位付けおよび再送は、リソースブロックが複数ある場合には、リソースブロックごとに行う。図４はリソースブロックごとの再送動作の一例を説明する図である。図４の例において、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３は３基の基地局を示している。ＲＢ１、ＲＢ２は、２つのリソースブロックが使用されていることを示している。品質平均値において、括弧内は順位を示している。以上の状態において、再送（１回目）は、データＤ１についてはＢＳ２のＲＢ１から、データＤ２についてはＢＳ３のＲＢ２から送信する。それでもＮＡＣＫ信号を受信する場合には、データＤ１についてはＢＳ３のＲＢ１から、データＤ２についてはＢＳ１のＲＢ２から送信する。さらにＮＡＣＫ信号を受信する場合には、データＤ１についてはＢＳ１のＲＢ１から、データＤ２についてはＢＳ２のＲＢ２から送信する。
【００３７】
上記のように、各基地局１００は自局が再送対象か否かを判断し（３３６）、再送対象であった場合には単独で再送を行い（３３８）、再送対象でなかった場合には再送しない（３３６のＮＯ）。そして端末２００から送達信号を受信し（３４０）、送達信号がＡＣＫ信号である場合（３４６）には再送処理を終了する（３４２のＮＯ）。送達信号がＮＡＣＫ信号であった場合（３４０）には、順位付けに従って、異なる基地局１００から単独で再送処理を繰り返す（３４２のＹＥＳ）。送達信号ＮＡＣＫによる再送要求回数が所定の第２再送閾値に到達した場合には（３４４のＹＥＳ）、再送処理を停止する。図２の例では、再送３回目で受信データが正しいと判定され、再送処理が完了している。
【００３８】
上記構成によれば、各基地局がマスター局１０２からの指示を待たずに独立に再送処理を開始することができるため、遅延による通信効率の低下を回避することができる。また、協調送信による再送処理で効果が無い場合に、通信品質の良い基地局から１局ずつ単独で再送処理を行う事で、通信品質の悪い基地局からの影響を排除でき、再送処理での通信品質を向上させることができる。さらに、単に閾値判定により再送するか否かを決定すると全基地局が再送処理を行わない場合があるが、その対策として予め閾値判定による再送処理回数を設定し（第１再送閾値）、その回数を超えたら単独の基地局から必ず再送することにより、全く再送が行われないという場合を排除することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、協調送信開始前に端末と通信している基地局がマスター局１０２となり、その他のスレーブ局１０４に指示を送るように説明した。しかし、通信している基地局（マスター局）経由で基地局を統括しているセンター局に必要な情報を提供し、マスター局１０２の代わりにセンター局が制御を行ってもよい。
【００４０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、協調送信を行う無線通信システムとして利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１００…基地局、１０２…マスター局、１０４…スレーブ局、１１０…セル、１１２…バックホール、１１４…通信網、１２０…制御部、１２２…バックホール通信部、１２４…無線通信部、１２６…品質受信部、１２８…品質比較部、１３０…順位決定部、２００…端末、２０２…無線通信部、２０４…品質取得部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014107613.tif 000006