(57)【要約】【課題】データ送信時の移動端末の位置を予測し、予測位置の無線品質に基づいて無線リソースの割当をスケジューリングすることができる無線通信システムを提供することである。【解決手段】本発明に係る無線通信システムは、基地局２００と移動端末１００との間の無線品質を位置情報に関連付けたエリア情報を記憶するエリア情報記憶装置３００を備え、基地局２００は、移動端末１００から受信済の１つまたは複数の時刻における移動端末１００の位置に基づいて、受信時以後の時刻であって、基地局２００または移動端末１００のデータ送信時における移動端末１００の予測位置を計算する予測部２２１を備え、基地局２００は、予測位置における無線品質をエリア情報記憶装置３００から取得し、取得した無線品質に基づいてデータ送信に無線リソースを割り当てることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線リソースを基地局と移動端末との間のデータ送信に割り当てる無線通信システムにおいて、
当該無線通信システムは、前記基地局と前記移動端末との間の無線品質を位置情報に関連付けたエリア情報を記憶するエリア情報記憶装置を備え、
前記基地局は、前記移動端末から受信済の１つまたは複数の時刻における前記移動端末の位置に基づいて、前記受信時以後の時刻であって、前記基地局または前記移動端末のデータ送信時における前記移動端末の予測位置を計算する予測部を備え、
前記基地局は、前記予測位置における無線品質を前記エリア情報記憶装置から取得し、取得した前記無線品質に基づいて前記データ送信に無線リソースを割り当てること、
を特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記エリア情報記憶装置は、前記基地局から、前記移動端末の前記位置および前記基地局と前記移動端末との間の前記無線品質を受け取って、前記エリア情報を更新すること、
を特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信システムであって、前記エリア情報記憶装置は、一定の周期で前記エリア情報を更新すること、を特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載の無線通信システムであって、前記予測部は、前記移動端末の最新の位置および前回の位置に基づいて、前記データ送信時における前記移動端末の前記予測位置を計算すること、を特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
無線リソースを基地局と移動端末との間のデータ送信に割り当てる基地局であって、
当該基地局と前記移動端末との間の無線品質を位置情報に関連付けたエリア情報を記憶するエリア情報記憶装置と、
前記移動端末から受信済の１つまたは複数の時刻における前記移動端末の前記位置情報に基づいて、前記受信時以後の時刻であって、当該基地局または前記移動端末のデータ送信時における前記移動端末の予測位置を計算する予測部と、
前記予測位置における無線品質を前記エリア情報記憶装置から取得し、取得した前記無線品質に基づいて前記データ送信に無線リソースを割り当てるスケジューラと、
を備えることを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に無線通信システムおよび基地局に関し、特に無線通信システムおよび基地局における無線リソースの割当に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
世界標準の無線通信方式として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システムは、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化されている。ＬＴＥでは、基地局と移動端末との無線通信における伝送帯域幅は、リソースブロック（ＲＢ: Resource Block）を最小単位として割り当てられる。リソースブロックの帯域幅は１８０ｋＨｚである。基地局は、サブフレーム（１ｍｓ）毎に、各移動端末に割り当てる無線リソースをスケジューリングする。
【０００３】
ＬＴＥシステムにおいては、基地局は、無線通信帯域を効率的に利用するため、送信要求データサイズおよび基地局と移動端末との間の無線品質に基づいて、各移動端末に割り当てる無線リソースをスケジューリングする。送信データサイズが大きい移動端末には、多くのリソースブロックが割り当てられ、送信データサイズが小さい移動端末には少ないリソースブロックが割り当てられる。また、基地局との間の無線品質が良好であるか否か、すなわち、ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）が大きいか否かについても、各移動端末に割り当てる無線リソースをスケジューリングする際に考慮される。
【０００４】
無線品質は、移動端末から基地局へのデータ送信であるアップリンク、基地局から移動端末へのデータ送信であるダウンリンクともに、基準信号（Reference Signal）を用いて測定される。ダウンリンクの無線品質は、基地局から移動端末に送信される基準信号について、移動端末がＳＩＮＲを測定することにより判定される。移動端末は、測定したＳＩＮＲをＣＱＩ（Channel Quality Indicator）に対応させて基地局に送信することにより、無線品質を基地局にフィードバックする。移動端末は、ＣＱＩを一定の周期で基地局へ報知する。アップリンクの無線品質は、移動端末から基地局に送信される基準信号について、基地局がＳＩＮＲを測定することにより判定される（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
基地局は、最新報知時刻における無線品質に基づいて、各移動端末に無割り当てる無線リソースをスケジューリングする。これにより、無線通信帯域を効率的に利用することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】3GPP TS 36.213 V9.2.0(2010-06),“Physical layer procedures”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、基地局は、最新報知時刻の無線品質情報に基づいて、各移動端末に割り当てる無線リソースをスケジューリングする。しかし、移動端末の移動速度が速い場合は、最新報知時刻における移動端末の位置と、データ送信時刻における移動端末の位置とが大きく異なる場合がある。
【０００８】
フェージング等の影響により、基地局と移動端末との間の無線品質は、移動端末の位置に応じて異なる。したがって、移動端末の移動速度が速い場合は、最新報知時刻における無線品質に基づいて基地局が無線リソースの割当をスケジューリングしても、データ送信時には移動端末がその位置から移動しているため、無線リソースの割当が適当でない場合があった。しかし、従来技術では、移動端末が高速移動することによる、最新報知時刻とデータ送信時とにおける移動端末の位置のずれには対応できないという問題があった。
【０００９】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、データ送信時の移動端末の位置を予測し、予測位置の無線品質に基づいて無線リソースの割当をスケジューリングすることができる無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点に係る無線通信システムの発明は、
無線リソースを基地局と移動端末との間のデータ送信に割り当てる無線通信システムにおいて、
当該無線通信システムは、前記基地局と前記移動端末との間の無線品質を位置情報に関連付けたエリア情報を記憶するエリア情報記憶装置を備え、
前記基地局は、前記移動端末から受信済の１つまたは複数の時刻における前記移動端末の位置に基づいて、前記受信時以後の時刻であって、前記基地局または前記移動端末のデータ送信時における前記移動端末の予測位置を計算する予測部を備え、
前記基地局は、前記予測位置における無線品質を前記エリア情報記憶装置から取得し、取得した前記無線品質に基づいて前記データ送信に無線リソースを割り当てること、
を特徴とするものである。
【００１１】
また、前記エリア情報記憶装置は、前記基地局から、前記移動端末の前記位置および前記基地局と前記移動端末との間の前記無線品質を受け取って、前記エリア情報を更新することが望ましい。
【００１２】
また、前記エリア情報記憶装置は、一定の周期で前記エリア情報を更新することが望ましい。
【００１３】
また、前記予測部は、前記移動端末の最新の位置および前回の位置に基づいて、前記データ送信時における前記移動端末の前記予測位置を計算することが望ましい。
【００１４】
また、第２の観点に係る基地局の発明は、
無線リソースを基地局と移動端末との間のデータ送信に割り当てる基地局であって、
当該基地局と前記移動端末との間の無線品質を位置情報に関連付けたエリア情報を記憶するエリア情報記憶装置と、
前記移動端末から受信済の１つまたは複数の時刻における前記移動端末の前記位置情報に基づいて、前記受信時以後の時刻であって、当該基地局または前記移動端末のデータ送信時における前記移動端末の予測位置を計算する予測部と、
前記予測位置における無線品質を前記エリア情報記憶装置から取得し、取得した前記無線品質に基づいて前記データ送信に無線リソースを割り当てるスケジューラと、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
上述したように本発明の解決手段を無線通信システムおよび基地局として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、データ送信時の移動端末の位置を予測し、予測位置の無線品質に基づいて無線リソースの割当をスケジューリングすることができる無線通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る移動端末の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基地局の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るエリア情報記憶装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るエリア記憶部に記憶されるエリア情報の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るダウンリンクにおけるエリア情報を更新する手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係るダウンリンクにおけるリソースの割当を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係るアップリンクにおけるエリア情報を更新する手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係るアップリンクにおけるリソースの割当を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。移動端末１００と基地局２００とは、無線通信によりデータ通信を行う。エリア情報記憶装置３００は基地局２００に接続され、移動端末１００と基地局２００との間の無線品質を移動端末１００の位置情報と関連付けた情報（エリア情報）を記憶する。図１においては、エリア情報記憶装置３００が例えばネットワーク上にある場合を想定し、基地局２００とは別の装置として示しているが、エリア情報記憶装置３００が基地局２００に含まれる構成であってもよい。
【００２０】
図２は、移動端末１００の概略構成図である。移動端末１００は、無線通信部１１０、無線品質判定部１２０および位置情報取得部１３０を備える。
【００２１】
無線通信部１１０は、基地局２００との間で無線通信を行う。無線通信部１１０は、基地局２００が送信するダウンリンクデータを受信し、基地局２００にアップリンクデータを送信する。
【００２２】
無線品質判定部１２０は、無線通信部１２０に接続され、無線通信部１２０からダウンリンクデータに含まれる基準信号を受け取る。無線品質判定部１２０は、基準信号のＳＩＮＲを測定して対応するＣＱＩに関連付ける。無線品質判定部１２０は、このＣＱＩを無線通信部１１０に出力し、ＣＱＩは、無線通信部１１０によって基地局２００に送信される。
【００２３】
位置情報取得部１３０は、移動端末１００の位置を取得し、取得した位置情報を無線通信部１１０に出力する。この位置情報は、無線通信部１１０によって基地局２００に送信される。移動端末１００の位置情報は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）によって取得される。
【００２４】
図３は、基地局２００の概略構成図である。基地局２００は、無線通信部２１０、制御部２２０および記憶部２３０を備える。
【００２５】
無線通信部２１０は、移動端末１００との間で無線通信を行う。無線通信部２１０は、移動端末１００が送信するアップリンクデータを受信し、移動端末１００にダウンリンクデータを送信する。
【００２６】
制御部２２０は、基地局２００全体を制御するブロックであり、予測部２２１、無線品質判定部２２２およびスケジューラ２２３を備える。
【００２７】
予測部２２１は、ダウンリンクデータ送信時またはアップリンクデータ送信時における移動端末１００の予測位置を計算する。予測部２２１は、記憶部２３０から記憶部２３０に時刻と関連付けて記憶されている移動端末１００の位置情報を受け取って、移動端末１００の予測位置を計算する。例えば、最新報知時刻における移動端末１００の位置と、その前の時刻（前回時刻）における移動端末１００の位置とから線形近似を用いて、データ送信時における移動端末１００の予測位置を計算する。または、前々回以前の時刻のデータも利用して、３つ以上のデータをもとに曲線近似によってデータ送信時における移動端末１００の予測位置を計算することもできる。予測部２２１は、移動端末１００の予測位置を、エリア情報記憶装置３００に出力する。
【００２８】
無線品質判定部２２２は、ダウンリンクおよびアップリンクにおける無線品質を判定する。無線品質判定部２２２は、ダウンリンクにおいては、移動端末１００から受信したＣＱＩを対応するＳＩＮＲの値に変換し、変換したＳＩＮＲの値を、対応する時刻の移動端末１００の位置と併せてエリア情報記憶装置３００に出力する。無線品質判定部２２２は、アップリンクにおいては、アップリンクデータに含まれる基準信号から基準信号のＳＩＮＲを測定し、測定したＳＩＮＲの値を、対応する時刻の移動端末１００の位置と併せてエリア情報記憶装置３００に出力する。
【００２９】
スケジューラ２２３は、エリア情報記憶装置３００から、データ送信時の移動端末１００の予測位置における、無線品質情報を受け取る。スケジューラ２２３は、受け取った無線品質情報に基づいて、移動端末１００と基地局２００との間の無線通信に割り当てる無線リソースをスケジューリングする。
【００３０】
記憶部２３０は、予測部２２１がデータ送信時における移動端末１００の予測位置を計算できるように、移動端末１００から受信した移動端末１００の位置を、対応する時刻と関連させて記憶する。記憶部２３０は、少なくとも、予測部２２１が予測位置の計算のために必要とする分だけ、時刻と関連付けられた移動端末１００の位置を記憶する。
【００３１】
図４は、エリア情報記憶装置３００の概略構成図である。エリア情報記憶装置３００は、演算部３１０およびエリア情報記憶部３２０を備える。
【００３２】
演算部３１０は、例えばダウンリンクの場合、基地局２００から移動端末１００の位置情報、および、ダウンリンクのＳＩＮＲの値を受け取る。演算部３１０は、受け取った位置情報における現在の無線品質情報を、エリア情報記憶部３２０が記憶するダウンリンクについてのエリア情報から取り出し、取り出した無線品質情報と基地局２００から受け取ったダウンリンクのＳＩＮＲとを用いて無線品質情報を更新する。演算部３１０は、更新した無線品質情報をエリア情報記憶部３２０に出力する。無線品質情報を更新する方法は、種々の方法が考えられる。例えば、基地局２００から受け取った最新のＳＩＮＲの値に置き換える方法や重み付け平均をする方法などが考えられる。なお、基地局２００から受け取った位置について、その時点においては、エリア情報記憶部３２０に無線品質情報が記憶されていなかった場合は、受け取ったＳＩＮＲの値をそのままエリア情報記憶部３２０に出力する。
【００３３】
エリア情報記憶部３２０は、エリア情報を記憶する。エリア情報部３２０は、基本的にダウンリンクのエリア情報とアップリンクのエリア情報とを別々に記憶する。ただし、ダウンリンクとアップリンクの無線品質に大きな違いがない場合、エリア情報部３２０は、ダウンリンクのエリア情報とアップリンクのエリア情報とを、まとめて１つのエリア情報として記憶することも可能である。
【００３４】
図５は、エリア情報記憶部３２０に記憶されているエリア情報の一例を示す図である。図５は、基地局２００が原点にあると想定して、ｘｙ平面で各位置における無線品質を示した図である。例えば、ｘ軸方向は東西方向、ｙ軸方向は南北方向を示すなどのようにすることができる。無線品質は濃淡で表されており、エリアＡのように、色が淡い部分は無線品質が良好な領域、エリアＢのように、色が濃い部分は無線品質が劣悪な領域を示す。図５に示すように、基本的には、原点である基地局付近の無線品質は良好であり、基地局から遠ざかるにつれて無線品質が劣化していくが、フェージング等の影響により、単純に距離に比例せずに無線品質が劣化する領域も存在する。例えば、エリアＣのような領域は、基地局からの距離が比較的近いにもかかわらず無線品質が劣悪である。エリア情報は、全周波数帯域のＣＱＩを報知するワイドバンドＣＱＩまたは、特定周波数帯域のＣＱＩを報知するサブバンドＣＱＩに基づいて作成することができる。サブバンドＣＱＩに基づいて作成される場合は、特定周波数帯域毎に複数のエリア情報を作成することになる。さらに、高層ビルや地下街などがある地域においては、３次元でエリア情報を記憶しておくこともできる。
【００３５】
図６に示すフローチャートを参照しながら、ダウンリンクの無線品質についてのエリア情報が更新される手順を説明する。
【００３６】
基地局２００は、移動端末１００に基準信号を送信する（ステップＳ１０１）。無線品質判定部１２０は、受信した基準信号のＳＩＮＲを測定する（ステップＳ１０２）。無線品質判定部１２０は、測定したＳＩＮＲを対応するＣＱＩに関連付ける（ステップＳ１０３）。位置情報取得部１３０は、ＧＰＳ等により移動端末１００の位置情報を取得する（ステップＳ１０４）。なお、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４は、ほぼ同時に行われる。移動端末１００は、基地局２００にＣＱＩおよび位置情報を送信する（ステップＳ１０５）。無線品質判定部２２２は、ＣＱＩを対応するＳＩＮＲに変換する（ステップＳ１０６）。基地局２００は、ＳＩＮＲおよび位置情報をエリア情報記憶装置３００に送信する（ステップＳ１０７）。演算部３１０は、受け取ったＳＩＮＲおよび位置情報に基づいて、その受け取った移動端末１００の位置における無線品質情報を更新し、エリア情報記憶部３２０は、更新された無線品質情報を記憶する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０１〜Ｓ１０８の一連の処理は、一定の周期ΔＴで繰り返される。図６に示すように、基地局２００が移動端末１００に基準信号を送信するステップ（Ｓ１０１）からΔＴだけ時間が経過すると、再び、基地局２００は、移動端末１００に基準信号を送信し（ステップＳ１０９）、Ｓ１０１〜Ｓ１０８と同様の処理Ｓ１０９〜Ｓ１１６が繰り返される。
【００３７】
図７に示すフローチャートを参照しながら、ダウンリンクデータ送信時において、基地局２００が無線リソースを割り当てる手順を説明する。
【００３８】
基地局２００において、予測部２２１は、ダウンリンクデータ送信時における移動端末１００の位置を予測する（ステップＳ２０１）。制御部２２０は、移動端末１００の予測位置における無線品質情報をエリア情報記憶装置３００に要求する（ステップＳ２０２）。エリア情報記憶装置３００は、基地局２００に予測位置における無線品質情報を送信する（ステップＳ２０３）。スケジューラ２２３は、予測位置における無線品質情報を受け取り、その情報をもとに無線リソースを割り当てる（ステップＳ２０４）。基地局２００は、割り当てられた無線リソースに基づいてダウンリンクデータを送信する（ステップＳ２０５）。
【００３９】
図８に示すフローチャートを参照しながら、アップリンクの無線品質についてのエリア情報が更新される手順を説明する。
【００４０】
移動端末１００において、位置情報取得部１３０は、ＧＰＳ等により移動端末１００の位置情報を取得する（ステップＳ３０１）。移動端末１００は、ステップＳ３０１とほぼ同じタイミングで、基地局２００に基準信号およびＳ３０１で取得した位置情報を送信する（ステップＳ３０２）。無線品質判定部２２２は、受信した基準信号のＳＩＮＲを測定する（ステップＳ３０３）。基地局２００は、ＳＩＮＲおよび位置情報をエリア情報記憶装置３００に送信する（ステップＳ３０４）。演算部３１０は、受け取ったＳＩＮＲおよび位置情報に基づいて、その受け取った移動端末１００の位置における無線品質情報を更新し、エリア情報記憶部３２０は、更新された無線品質情報を記憶する（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０１〜Ｓ３０５が終了すると、ある時間間隔をおいて、同様の処理であるステップＳ３０６〜Ｓ３１０が実行される。
【００４１】
図９に示すフローチャートを参照しながら、アップリンクデータ送信時において、基地局２００が無線リソースを割り当てる手順を説明する。
【００４２】
基地局２００において、予測部２２１は、アップリンクデータ送信時における移動端末１００の位置を予測する（ステップＳ４０１）。制御部２２０は、移動端末１００の予測位置における無線品質情報をエリア情報記憶装置３００に要求する（ステップＳ４０２）。エリア情報記憶装置３００は、基地局２００に予測位置における無線品質情報を送信する（ステップＳ４０３）。スケジューラ２２３は、予測位置における無線品質情報を受け取り、その情報をもとに無線リソースを割り当てる（ステップＳ４０４）。基地局２００は、割り当てられた無線リソースの割当情報を移動端末１００に送信する（ステップＳ４０５）。移動端末１００は、割り当てられた無線リソースに基づいてアップリンクデータを送信する（ステップＳ４０６）。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、基地局２００は、予測部２２１が予測するデータ送信時における移動端末１００の位置の無線品質をエリア情報記憶装置３００から受け取ることができる。これによって、基地局２００は、データ送信時の移動端末１００の位置に適した無線リソースを移動端末１００と基地局２００との間の通信に割り当てることが可能となる。
【００４４】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【００４５】
また、上述の実施例では、移動体通信システムとしてＬＴＥを想定して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、移動端末と基地局との間の無線品質に応じて無線リソース割当を変更する無線通信システムであれば、本発明を同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１００  移動端末
１１０  無線通信部
１２０  無線品質判定部
１３０  位置情報取得部
２００  基地局
２１０  無線通信部
２２０  制御部
２２１  予測部
２２２  無線品質判定部
２２３  スケジューラ
２３０  記憶部
３００  エリア情報記憶装置
３１０  演算部
３２０  エリア情報記憶部
【図１】
2012186545.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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