[go: up one dir, main page]

WO2019003298A1 - 下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システム - Google Patents

下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システム Download PDF

Info

Publication number
WO2019003298A1
WO2019003298A1 PCT/JP2017/023567 JP2017023567W WO2019003298A1 WO 2019003298 A1 WO2019003298 A1 WO 2019003298A1 JP 2017023567 W JP2017023567 W JP 2017023567W WO 2019003298 A1 WO2019003298 A1 WO 2019003298A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base station
mobile terminal
radio base
transmission
terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/023567
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
西本　浩
明▲徳▼ 平
内田　繁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to US16/605,478 priority Critical patent/US11184137B2/en
Priority to JP2019526430A priority patent/JP6632768B2/ja
Priority to PCT/JP2017/023567 priority patent/WO2019003298A1/ja
Priority to KR1020197037211A priority patent/KR102105298B1/ko
Priority to EP17915567.6A priority patent/EP3624360B1/en
Priority to CN201780092268.4A priority patent/CN110785944B/zh
Publication of WO2019003298A1 publication Critical patent/WO2019003298A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0014—Three-dimensional division
    • H04L5/0023—Time-frequency-space
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H04B7/0626—Channel coefficients, e.g. channel state information [CSI]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0053—Allocation of signalling, i.e. of overhead other than pilot signals
    • H04L5/0057—Physical resource allocation for CQI
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/32—Hierarchical cell structures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices
    • H04W88/085—Access point devices with remote components
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/04—Interfaces between hierarchically different network devices
    • H04W92/12—Interfaces between hierarchically different network devices between access points and access point controllers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/16—Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/20—Interfaces between hierarchically similar devices between access points

Definitions

  • the present invention relates to a lower wireless base station, an upper wireless base station, and a wireless base station system in a wireless communication system to which a Multi-User Multiple-Input Multiple-Output scheme is applied.
  • the traffic volume of mobile communication systems is expected to be more than 1000 times that of 2010 in the 2020s. Therefore, interest in effective utilization of radio resources and improvement of transmission efficiency is increasing toward realization of the fifth generation mobile communication system in which the amount of transmission can be increased by securing a wide frequency width. .
  • Non-Patent Document 1 may be mentioned as an example of a method of effectively utilizing radio resources of the fifth generation mobile communication system and improving transmission efficiency.
  • space division multiple access MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) system in which a plurality of antennas are installed on both of the transmitter and the receiver) as a wireless communication system for realizing high-speed transmission in a limited frequency band.
  • MIMO Multiple-Input Multiple-Output
  • MU Multi-User
  • SDMA Space Division Multiple Access
  • the MU-MIMO system is a system including a base station having a plurality of antennas and a plurality of terminals having a plurality of antennas, and the base station simultaneously performs transmission to a plurality of terminals in the same radio frequency band.
  • the fifth generation mobile communication utilization of radio waves in a frequency band higher than that before the conventional mobile communication, that is, the fourth generation mobile communication is expected.
  • the radio wave becomes more straight forward, and the attenuation with respect to the propagation distance becomes larger.
  • the fifth generation mobile communication one base station The communication area, ie, the cell, covered by is smaller than before, and the number of base stations is expected to increase from before the fourth generation mobile communication. Therefore, it is desirable that a base station forming each cell, that is, a base station capable of wireless connection with a mobile terminal be realized with a simple configuration. Therefore, it is assumed that it will be an issue to reduce the load of processing performed by a base station capable of wireless connection with a mobile terminal.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to obtain a lower wireless base station capable of suppressing the processing load in a base station capable of wireless connection with a mobile terminal.
  • the lower radio base station acquires transmission path information indicating transmission path status with one or more mobile terminals, and transmission The route information is transmitted to the upper radio base station, and based on the data transmission rate of the transmission destination terminal and the transmission destination terminal, which are mobile terminals selected from among one or more mobile terminals notified by the upper radio base station And a scheduler configured to determine the number of signal streams of a destination terminal and a modulation and coding scheme, and a signal processor configured to perform Multi User Multiple Input Multiple Output precoding on a mobile terminal.
  • the lower radio base station according to the present invention has the effect of being able to suppress the processing load on the base station that can be connected wirelessly to the mobile terminal.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of configuration of a radio base station system according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of configuration of a high-order base station according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of configuration of a lower base station according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the control circuit of the first embodiment
  • FIG. 6 shows a configuration example of a lower base station according to a second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram of a configuration example of a radio base station system according to the first embodiment.
  • the radio base station system 100 includes an upper base station 10 and lower base stations 20-1 to 20-M (M is an integer of 1 or more).
  • the upper base station 10 performs upper scheduling described later.
  • the lower base stations 20-1 to 20-M are indicated without distinction, they are referred to as the lower base station 20 as appropriate.
  • the lower base station 20 performs lower scheduling described later.
  • the radio base station system 100 is connected to an MBH (Mobile Back Haul) and transmits and receives data to and from the MBH.
  • the MBH is a network that connects between a site where a higher-level network device such as a Serving General-packet-radio-service Support Node (SGSN) is installed, and a base station.
  • SGSN Serving General-packet-radio-service Support Node
  • the SGSN is one of the nodes constituting the core network of the mobile terminal, and performs authentication of the user at the time of packet communication, and controls information such as an IP (Internet Protocol) address.
  • IP Internet Protocol
  • Mobile terminals 90-1-1 to 90- MM are present in the cell formed by each lower base station 20 provided in the radio base station system 100.
  • mobile terminals 90-m-1 to 90-m-K of K m K m is an integer of 1 or more
  • Downlink data of each terminal that is, data of communication in the direction from the base station to the terminal is input from the MBH to the radio base station system 100 and transmitted from the radio base station system 100 to each terminal.
  • the MU-MIMO scheme is applied to the radio base station system 100 according to the present embodiment.
  • MU-MIMO downlink In downlink (hereinafter, referred to as MU-MIMO downlink) in the MU-MIMO system, signals are sent simultaneously from the base station to each terminal.
  • uplink is excluded from the target of the MU-MIMO scheme.
  • the communication performance of the MU-MIMO downlink largely depends on the channel state between the base station and the terminal. Therefore, the base station is a combination of terminals performing MU-MIMO downlink transmission, the number of signal streams transmitting the downlink to each terminal, that is, the number of ranks (RI: Rank Indicator), and modulation of each signal stream It is necessary to determine the scheme and MCS (Modulation and Coding Scheme), which is an error correction coding scheme. The reason is that RI and MCS need to be determined according to the channel state.
  • a signal stream is a space-multiplexed signal sequence that a base station transmits to each terminal. Note that RI indicates the number of signal streams used in standards such as IEEE 802.11n and LTE-Advanced, and MCS is an index indicating the combination of the number of signal streams, data rate, and the like.
  • the base station determines the data transmission rate using the determined MCS modulation scheme and error correction coding scheme.
  • the process of determining the combination of terminals performing MU-MIMO downlink transmission, the number RI of signal streams transmitting the downlink to each terminal, and the MCS of each signal stream is generally called scheduling, and is a process of performing scheduling
  • the department is generally called a scheduler.
  • the base station is provided with a CSI acquisition unit that acquires channel state information (CSI), that is, channel state information indicating the channel state for each terminal necessary for scheduling.
  • CSI indicates a MIMO channel matrix between a base station antenna port and a terminal antenna port represented by a complex number, but not limited to this, for example, a channel matrix represented by a real number It is also good.
  • the base station can obtain CSI of each terminal by estimating the CSI using the uplink signal transmitted from the terminal to the base station.
  • the method for the base station to acquire the CSI of each terminal is not limited to this, and may be, for example, a method in which the CSI estimated value estimated on the terminal side is fed back from the terminal side to the base station.
  • the base station performs radio signal processing for MU-MIMO downlink based on the information determined by the scheduler, that is, MU-MIMO signal processing, and transmits MU-MIMO downlink signals from multiple antennas provided in the base station.
  • MU-MIMO signal processing error correction coding for data signals for each terminal and precoding for spatially multiplexing all terminals of a plurality of signal streams generated by primary modulation may be mentioned.
  • MU-MIMO signal processing is not limited to precoding, and may be any processing as long as it is radio signal processing that realizes MU-MIMO downlink.
  • the base station is not hierarchized, but in the radio base station system 100 of the present embodiment, the scheduler of the base station scheduler of the general MU-MIMO system is used.
  • the functions are distributed to the upper base station 10 and the lower base station 20. That is, the scheduler of the base station of the general MU-MIMO system is divided into the upper scheduler section 12 of the upper base station 10 and the lower scheduler section 21 of the lower base station 20.
  • the CSI acquisition unit provided in the base station of the general MU-MIMO system is provided in the lower base station 20.
  • the MU-MIMO signal processing is performed by the lower base station 20. The detailed description of the upper base station 10 and the lower base station 20 of the present embodiment will be described later.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the upper base station 10 according to the first embodiment.
  • the upper base station 10 has a resource control unit 11.
  • the resource control unit 11 has M upper schedulers 12-1 to 12-M corresponding to the M lower base stations 20, respectively.
  • the upper schedulers 12-1 to 12-M are indicated without distinction, they are referred to as the upper schedulers 12 as appropriate.
  • Top scheduler section 12-m is, L m actually performing data transmission from the K m stand mobile terminal (L m is 1 or K m an integer) to select a platform of the mobile terminal.
  • the selection method is the terminal capacity index or CSI for K m units notified from the lower base station 20-m, and the required data transmission rate or data transmission amount for the K m mobile terminals input from MBH This method is selected in consideration of (or the amount of waiting buffer for data transmission).
  • the upper scheduler unit 12-m determines the data transmission rate or data transmission amount of each mobile terminal. This process is called higher-order scheduling.
  • the terminal capacity index of each mobile terminal is a real scalar quantity, and the details will be described later.
  • the upper scheduler unit 12-m notifies the lower base station 20-m of the selected transmission destination terminal and the request data transmission rate of each transmission destination terminal.
  • the transmission destination terminal is the L m mobile terminals selected by the upper scheduler unit 12-m. Specific algorithms of the upper scheduling, for example, the upper scheduler section 12-m from the mobile terminal as the required terminal capacity measure or more of the K m stand mobile terminal, in descending order of data transmission request value L There is a method of selecting m transmission destination terminals.
  • the requested data transmission rate of the selected transmission destination terminal can be the data transmission rate that is the largest among those that do not exceed the terminal capacity index of the transmission destination terminal, but is not limited to this.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the lower base station 20 according to the first embodiment.
  • the lower base station 20-m will be described as an example.
  • the lower base stations 20-1 to 20-M all have the same configuration.
  • the number of antennas included in the lower base station 20-m is T m (T m is an integer greater than or equal to 1), and the number of mobile terminals present in the cell formed by the lower base station 20-m is K m .
  • the lower base station 20-m includes a lower scheduler unit 21, a wireless baseband signal processing unit 22, a wireless RF (Radio Frequency) signal processing unit 23, and T m antennas 24-1 to 24-T m .
  • the wireless baseband signal processing unit 22 includes a CSI acquisition unit 221 and an MU-MIMO signal processing unit 222. Further, the CSI acquisition unit 221 is also simply referred to as an acquisition unit.
  • the MU-MIMO signal processing unit 222 is also simply referred to as a signal processing unit.
  • the wireless RF signal processing unit 23 is also simply referred to as a wireless signal processing unit.
  • the CSI acquisition unit 221 acquires CSI by estimating from the uplink signal of the lower base station 20-m of the mobile terminals 90-m-1 to 90-m-K m , and transmits the CSI to the lower scheduler unit 21. input.
  • the estimation method is not particularly limited, and may be a general method.
  • the MU-MIMO signal processing unit 222 generates a MU-MIMO downlink baseband signal for L m transmission destination terminals selected by the upper scheduler unit 12.
  • the wireless RF signal processing unit 23 converts the MU-MIMO downlink baseband signal into a wireless signal of a wireless RF frequency.
  • the antennas 24-1 to 24-T m transmit wireless RF signals to each destination terminal.
  • the channel capacity indicates data capacity available for downlink transmission to the terminal.
  • the channel capacity can generally be calculated from channel information. In the future, it is expected that the number of terminals and the number of antennas will increase, and as a result, the amount of information of the transmission path information itself will increase, and if the transmission path information itself is transmitted, the line may become tight.
  • the low-order scheduler unit 21 transmits, to the high-order scheduler unit 12, a terminal capacity index which is CSI converted to a single real scalar quantity.
  • the lower scheduler unit 21 can also transmit CSI to the upper scheduler unit 12 instead of the terminal capacity indicator.
  • MIMO transmission capacity is also called communication capacity, channel capacity, or Shannon capacity.
  • parameters ⁇ m (0 ⁇ ⁇ m ⁇ 1) and ⁇ m (0 ⁇ ⁇ m ⁇ 1) are taken into the MIMO transmission capacity, and defined as a terminal capacity index.
  • the radio RF frequency is a radio frequency which the lower base station 20-m is determined to use. In the present specification, characters indicating a matrix are shown in bold in mathematical expressions, but are indicated in normal text in the text.
  • P m (f) is the transmission power at the radio RF frequency f transmitted from the lower base station 20-m
  • B m (f) is the precoding matrix (matrix size: number of rows is T m , number of columns is total rank
  • ⁇ j (f) is a covariance matrix (Hermitian matrix having the number of receiving antenna ports of the mobile terminal 90-m-j as the matrix order obtained from the transmission path information of the interference component of the mobile terminal 90-m-j)
  • ⁇ 2 j are thermal noise powers of the mobile terminal 90-m-j
  • I is an identity matrix with the number of receiving antenna ports of the mobile terminal 90-m-j as the matrix order.
  • the terminal capacity index C m, j (f) is an index indicating the data rate that can be transmitted to the terminal.
  • B m (f) is a matrix determined by a precoding method, for example, a block diagonalization method (Block Diagonalization), a block multi-diagonalization method described in Non-Patent Document 1, etc. It is a coding matrix.
  • B m, j (f) is a submatrix of B m (f), and is a precoding submatrix for mobile terminal 90-mj (matrix size: number of rows is T m , number of columns is mobile terminal 90-m Number of receiving antenna ports).
  • ⁇ j (f) can be calculated, for example, by the following equation (2).
  • ⁇ j (f) is a precoding partial matrix B m, j (for mobile terminal 90-m-j) from the reception correlation matrix obtained by CSI when the precoding matrix B m (f) for all mobile terminals is applied.
  • the reception correlation matrix component obtained by CSI when applying f) is removed.
  • ⁇ 2 j is obtained by measurement at a terminal.
  • ⁇ m and ⁇ m are fixed coefficients determined by the requirements of the lower base station 20-m.
  • the terminal capacity index approaches the MIMO transmission capacity value which is an ideal value.
  • the terminal capacity index is estimated to be lower than the ideal value, ie, the MIMO transmission capacity value.
  • the effect of interference is strongly reflected when ⁇ m is increased, and the effect of interference is estimated to be low when ⁇ m is decreased.
  • the lower base station 20 reports CSI to the upper base station 10, it has been necessary to notify the upper base station 10 of the number of matrix elements of the MIMO channel matrix H m, j (f) for each terminal.
  • the information transmission amount related to the notification is ((number of matrix elements of H m, j (f) ⁇ 2) It can be reduced by a factor of two.
  • the lower-level scheduler unit 21 transmits each of the L m transmission destination terminals notified from the upper scheduler unit 12-m of the upper base station 10 based on the request data transmission rate of each transmission destination terminal notified together. Determine the RI and MCS of the terminal. This processing procedure is called lower order scheduling. Also, lower order scheduling is performed based on the transmission destination terminal, which is a mobile terminal selected from among the one or more mobile terminals notified by the upper base station 10, and the data transmission rate of the transmission destination terminal. It can be said that it is a scheduler that determines the number of signal streams and the modulation and coding scheme.
  • RI and MCS are determined to satisfy the requested data transmission rate in order from the notified terminal with the requested data transmission rate that is smaller.
  • RI is among the destination terminal can receive a number of streams, and as small as possible value, the constraint that the total number of RI of total L m terminals does not exceed the number of antenna ports N m of the lower base station 20-m It is a condition.
  • RI and MCS are determined in order for each destination terminal.
  • SNR signal-to-noise power ratio
  • SINR Signal-to-noise power ratio
  • RI and MCS are determined to satisfy the required data transmission rate for each destination terminal.
  • the MU-MIMO signal processing unit 222 performs MU-MIMO precoding, but there is no limitation on the precoding method, and linear precoding represented by block diagonalization may be performed, or THP (Tomlinson Harashima Precoding).
  • the hardware configuration of the radio base station system 100 according to the first embodiment will be described.
  • the resource control unit 11, the high-order scheduler unit 12, the low-order scheduler unit 21, the wireless baseband signal processing unit 22, the CSI acquisition unit 221, and the MU-MIMO signal processing unit 222 are realized by processing circuits that are electronic circuits that perform each processing. Be done.
  • the wireless RF signal processor 23 is a transmitter and a receiver.
  • the processing circuit may be a dedicated hardware or a control circuit including a CPU and a central processing unit (CPU) that executes a program stored in the memory and the memory.
  • the memory corresponds to, for example, a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), or a flash memory, a magnetic disk, an optical disk, or the like.
  • This control circuit is, for example, a control circuit 400 configured as shown in FIG.
  • the processing circuit is dedicated hardware, the processing circuit is, for example, an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), or a combination thereof.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA field programmable gate array
  • the control circuit 400 includes a processor 400a, which is a CPU, and a memory 400b.
  • a processor 400a which is a CPU
  • a memory 400b When implemented by the control circuit 400 shown in FIG. 4, it is implemented by the processor 400 a reading and executing a program corresponding to each process stored in the memory 400 b.
  • the memory 400 b is also used as a temporary memory in each process performed by the processor 400 a.
  • the base station includes a combination of terminals that perform MU-MIMO downlink transmission in one unit, the number RI of signal streams transmitting the downlink to each terminal, MCS of each signal stream, It was in the process of determining.
  • the fifth generation mobile communication since radio waves of a frequency higher than that of the fourth generation mobile communication are used, an increase in the number of base stations forming each cell is expected. Therefore, it is desirable that each base station be realized with a simple configuration, and for this purpose, it is an issue to suppress the processing load in each base station.
  • the upper base station 10 and the lower base station 20 divide the processing performed by one base station in the fourth generation mobile communication.
  • the upper base station 10 performs a process of determining a combination of terminals performing MU-MIMO downlink transmission, and the lower base station 20 transmits the number of signal streams RI for transmitting downlink to each terminal, and A process of determining the MCS of the signal stream is performed.
  • the processing load is distributed by sharing the processing performed by one base station in the fourth generation mobile communication between the upper base station 10 and the lower base station 20. By this, the processing load in the lower base station 20 which is a base station which forms each cell can be suppressed.
  • the upper scheduler unit 12 selects L units from the K terminals and determines the data transmission rate of each terminal, and the lower scheduler unit 21 determines RI and MCS for the L terminals.
  • the terminal capacity index which is a real scalar amount for the information notification between the upper scheduler unit 12 and the lower scheduler unit 21, the information transmission amount can be reduced as compared to the case of notifying CSI.
  • FIG. 5 is a diagram of a configuration example of a radio base station system according to a second embodiment.
  • the difference between the radio base station system 100 and the radio base station system 100 a is that the radio RF signal processing unit 23 and the antenna 24 that constitute the lower base station 20 of the radio base station system 100 are a plurality of RRHs (Remote Radio Heads) 30.
  • RRHs Remote Radio Heads
  • the RRH 30 is a wireless device that transmits and receives wireless signals.
  • the lower base stations 20-m in the first embodiment are RRHs 30-m-1 to 30-m-U m in the lower base stations 20a-m and U m (U m is an integer of 1 or more) in the present embodiment. And are separated.
  • RRH30-m-u m ( u m is 1 or more U m an integer) of V m (V m is 1 or T m an integer) antennas 32-m-1 ⁇ 32- m-V It has m , and the sum of V m coincides with T m described in the first embodiment (T m ⁇ m V m ).
  • each of RRHs 30-m-1 to 30-m-U m has the same configuration.
  • RRH 30-m-1 to 30-m-U m is shown without distinction, it is described as RRH30.
  • FIG. 6 is a diagram of a configuration example of the lower base station 20a according to the second embodiment.
  • the lower base station 20a includes a lower scheduler unit 21 and a wireless baseband signal processing unit 22, and each unit has the same function as the lower scheduler unit 21 in the first embodiment and the wireless baseband signal processing unit 22. Play.
  • the wireless baseband signal generated by the wireless baseband signal processing unit 22 is output to the external RRH 30.
  • FIG. 7 is a view showing a configuration example of the RRH 30 according to the second embodiment.
  • the RRH 30 includes a wireless RF signal processing unit 31, and V (V is an integer of 1 or more) antennas 32-1 to 32-V.
  • the wireless RF signal processing unit 31 receives a wireless baseband signal from the lower base station 20a, converts it to a wireless RF signal, and transmits it from the antennas 32-1 to 32-V.
  • the configuration in which the antennas 32-1 to 32-V are outside the lower base station 20a as the RRH 30, that is, the form of the distributed antenna has been described.
  • the indoor environment such as a building in which radio waves are less likely to fly from an outdoor base station by adopting the form of a distributed antenna while obtaining the same effect as the first embodiment.
  • the effect of improving the area quality of the mobile communication system can also be obtained.
  • the configuration shown in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and one of the configurations is possible within the scope of the present invention. Parts can be omitted or changed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

本発明に係る下位基地局（２０）は、１つ以上の移動端末との間の伝送路状態を示す伝送路情報を取得するＣＳＩ取得部（２２１）と、伝送路情報を上位基地局（１０）へ送信し、上位無線基地局により通知される前記１つ以上の移動端末のなかから選択された移動端末である送信先端末と送信先端末のデータ伝送速度とに基づいて、送信先端末の信号ストリーム数および変調符号化方式を決定する下位スケジューラ部（２１）と、移動端末に対してMulti　User－Multiple　Input　Multiple　Outputプリコーディングを行うＭＵ－ＭＩＭＯ信号処理部（２２２）と、を備える。

Description

下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システム
　本発明は、Multi-User　Multiple-Input　Multiple-Output方式が適用される無線通信システムにおける下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システムに関する。
　近年、第五世代移動体通信システムを適用した技術の研究、および第五世代移動体通信システムの標準化に向けた活動が活発化している。移動体通信システムのトラフィック量は、２０２０年代には２０１０年の１０００倍以上になると想定されている。このため、広い周波数幅を確保することで、伝送量を増やすことができる第五世代移動体通信システムの実現に向けて、無線リソースの有効活用および伝送効率の向上への関心が高まってきている。
　第五世代移動体通信システムの無線リソースの有効活用および伝送効率の向上の方法の一例として、非特許文献１に記載の技術が挙げられる。非特許文献１には、限られた周波数帯域で高速伝送を実現する無線通信システムとして、送受信機双方に複数のアンテナを設置したＭＩＭＯ（Multiple-Input　Multiple-Output）システムに、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Space　Division　Multiple　Access）方式を適用したマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ（Multi-User）－ＭＩＭＯ）システムが開示されている。ＭＵ－ＭＩＭＯシステムは、複数のアンテナを備える基地局と、複数のアンテナを備える複数の端末とを備え、基地局が同一の無線周波数帯において複数の端末に対して同時伝送を行うシステムである。
Hiroshi　Nishimoto、Akinori　Taira、Hiroki　Iura、Shigeru　Uchida、Akihiro　Okazaki、Atsushi　Okamura、「Nonlinear　Block　Multi-Diagonalization　Precoding　for　High　SHF　Wide-band　Massive　MIMO　in　5G」、Proc.　IEEE　PIMRC　2016、pp.667-673、Sept.　2016.
　しかしながら、第五世代移動体通信では、従来の移動体通信、すなわち第四世代移動体通信以前よりも高い周波数帯の電波の活用が見込まれている。周波数が高くなると電波は直進性が強くなり、伝搬距離に対する減衰が大きくなる。高い周波数の電波は、ビルなどの建物にぶつかると遮蔽されてしまうことと、１つの基地局が受信可能に送信できる伝搬距離が短くなることから、第五世代移動体通信では、１つの基地局がカバーする通信エリア、すなわちセルは従来よりも小さくなり、基地局の数は、第四世代移動体通信以前より増加すると見込まれる。このため、各セルを形成する基地局、すなわち移動端末と無線接続可能な基地局は簡素な構成で実現されることが望ましい。したがって、移動端末と無線接続可能な基地局が実施する処理の負荷の抑制が課題となると想定される。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動端末と無線接続可能な基地局における処理負荷を抑制することができる下位無線基地局を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る下位無線基地局は、１つ以上の移動端末との間の伝送路状態を示す伝送路情報を取得する取得部と、伝送路情報を上位無線基地局へ送信し、上位無線基地局により通知される１つ以上の移動端末のなかから選択された移動端末である送信先端末と送信先端末のデータ伝送速度とに基づいて、送信先端末の信号ストリーム数および変調符号化方式を決定するスケジューラ部と、移動端末に対してMulti　User－Multiple　Input　Multiple　Outputプリコーディングを行う信号処理部と、を備える。
　本発明にかかる下位無線基地局は、移動端末と無線接続可能な基地局における処理負荷を抑制することができるという効果を奏する。
実施の形態１にかかる無線基地局システムの構成例を示す図 実施の形態１にかかる上位基地局の構成例を示す図 実施の形態１にかかる下位基地局の構成例を示す図 実施の形態１の制御回路の構成例を示す図 実施の形態２にかかる無線基地局システムの構成例を示す図 実施の形態２にかかる下位基地局の構成例を示す図 実施の形態２にかかるＲＲＨの構成例を示す図
　以下に、下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかる無線基地局システムの構成例を示す図である。無線基地局システム１００は、上位基地局１０と、下位基地局２０－１～２０－Ｍ（Ｍは１以上の整数）と、を備える。上位基地局１０は、後述する上位スケジューリングを行う。下位基地局２０－１～２０－Ｍを区別せずに示すときは、適宜、下位基地局２０と称する。下位基地局２０は、後述する下位スケジューリングを行う。
　無線基地局システム１００は、ＭＢＨ（Mobile　Back　Haul）と接続し、ＭＢＨとの間でデータの送受信を行う。ＭＢＨとは、ＳＧＳＮ（Serving　General-packet-radio-service　Support　Node）などの上位ネットワーク装置が設置されたサイトの間と、基地局とを接続するネットワークである。ＳＧＳＮは、移動端末のコアネットワークを構成するノードの１つで、パケット通信時のユーザの認証、ＩＰ（Internet　Protocol）アドレスなどの情報の制御を行う。
　無線基地局システム１００が備える各下位基地局２０が形成するセルには、移動端末９０－１－１～移動端末９０－Ｍ－ＫＭが存在している。下位基地局２０－ｍ（ｍは１≦ｍ≦Ｍの整数）が形成するセルには、Ｋｍ（Ｋｍは１以上の整数）台の移動端末９０－ｍ－１～９０－ｍ－Ｋｍが存在している。各端末のダウンリンクデータ、すなわち基地局から端末へ向かう方向の通信のデータは、ＭＢＨから無線基地局システム１００へ入力され、無線基地局システム１００から各端末へ送信される。本実施の形態の無線基地局システム１００は、ＭＵ－ＭＩＭＯ方式が適用されている。
　ここで、一般的なＭＵ－ＭＩＭＯシステムについて説明する。ＭＵ－ＭＩＭＯシステムにおけるダウンリンク（以下、ＭＵ－ＭＩＭＯダウンリンクという）では、基地局から各端末へ同時に信号を送る。なお、アップリンクは本発明ではＭＵ－ＭＩＭＯ方式の対象外とする。
　ＭＵ－ＭＩＭＯダウンリンクの通信性能は、基地局と端末との間の伝送路状態に大きく依存する。そのため、基地局は、ＭＵ－ＭＩＭＯダウンリンクの伝送を行う端末の組み合わせと、各端末にダウンリンクを伝送する信号ストリーム数、すなわち、ランク数（ＲＩ：Rank　Indicator）と、各信号のストリームの変調方式と、誤り訂正符号化方式であるＭＣＳ（Modulation　and　Coding　Scheme）とを決定する必要がある。なぜならば、ＲＩとＭＣＳは伝送路状態に応じて決定される必要があるからである。信号ストリームとは、基地局が各端末に伝送する空間多重信号系列のことである。なお、ＲＩは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄなどの規格で用いられる信号ストリーム数を示し、ＭＣＳは信号ストリーム数、データレートなどの組み合わせを示すインデックスである。
　基地局は、決定されたＭＣＳの変調方式と誤り訂正符号化方式とを用いて、データ伝送速度を決定する。ＭＵ－ＭＩＭＯダウンリンクの伝送を行う端末の組み合わせと、各端末にダウンリンクを伝送する信号ストリーム数ＲＩと、各信号ストリームのＭＣＳとを決定する処理は、一般にスケジューリングと呼ばれ、スケジューリングを行う処理部は一般にスケジューラと呼ばれる。
　また、基地局には、スケジューリングに必要な端末毎の伝送路状態を示す伝送路情報、すなわち、ＣＳＩ（Channel　State　Information）を取得するＣＳＩ取得部が備えられている。ここで、ＣＳＩとは、基地局アンテナポートと端末アンテナポートとの間のＭＩＭＯ伝送路行列を複素数で表現したものを指すが、これに限らず、例えば伝送路行列を実数表現したものであってもよい。
　基地局は、端末から基地局へ送信されるアップリンクの信号を用いてＣＳＩを推定することによって、各端末のＣＳＩを取得可能である。基地局が各端末のＣＳＩを取得する方法は、これに限らず、例えば、端末側で推定したＣＳＩ推定値が、端末側から基地局へフィードバックされる方法であってもよい。
　基地局では、スケジューラで決定した情報に基づき、ＭＵ－ＭＩＭＯダウンリンクのための無線信号処理、すなわち、ＭＵ－ＭＩＭＯ信号処理を行い、基地局が備える複数のアンテナからＭＵ－ＭＩＭＯダウンリンクの信号を送信する。ＭＵ－ＭＩＭＯ信号処理としては、各端末向けのデータ信号に対する誤り訂正符号化および一次変調により生成された複数の信号ストリームについて全端末分を空間多重化するプリコーディングが挙げられる。しかしプリコーディングに限らず、ＭＵ－ＭＩＭＯ信号処理は、ＭＵ－ＭＩＭＯダウンリンクを実現する無線信号処理であればいかなる処理であってもよい。
　これまでに説明した一般的なＭＵ－ＭＩＭＯシステムでは、基地局は、階層化されていないが、本実施の形態の無線基地局システム１００では、一般的なＭＵ－ＭＩＭＯシステムの基地局のスケジューラの機能を、上位基地局１０と下位基地局２０とに振り分ける。すなわち、一般的なＭＵ－ＭＩＭＯシステムの基地局のスケジューラを、上位基地局１０の上位スケジューラ部１２と下位基地局２０の下位スケジューラ部２１とに分ける。一般的なＭＵ－ＭＩＭＯシステムの基地局に備えられているＣＳＩ取得部は、下位基地局２０に備えられる。ＭＵ－ＭＩＭＯ信号処理は下位基地局２０で行う。なお、本実施の形態の上位基地局１０および下位基地局２０の詳細な説明は後述する。
　図２は、本実施の形態１にかかる上位基地局１０の構成例を示す図である。上位基地局１０はリソース制御部１１を有する。リソース制御部１１は、Ｍ台の下位基地局２０それぞれに対応するＭ個の上位スケジューラ部１２－１～１２－Ｍを有する。上位スケジューラ部１２－１～１２－Ｍを区別せずに示すときは、適宜、上位スケジューラ部１２と称する。
　上位スケジューラ部１２－ｍは、Ｋｍ台の移動端末から実際にデータ伝送を行うＬｍ（Ｌｍは１以上Ｋｍ以下の整数）台の移動端末を選定する。選定する方法は、下位基地局２０－ｍから通知されたＫｍ台分の端末容量指標またはＣＳＩと、ＭＢＨから入力されるＫｍ台分の移動端末に対するデータ伝送速度またはデータ伝送量の要求値（またはデータ伝送のための待機バッファ量）とを考慮し選定する方法である。また、上位スケジューラ部１２－ｍは、各移動端末のデータ伝送速度、またはデータ伝送量を決定する。この処理を上位スケジューリングと称する。なお、各移動端末の端末容量指標は実数スカラ量であり、詳細については後述する。
　上位スケジューラ部１２－ｍは、選定した送信先端末と、各送信先端末の要求データ伝送速度とを、下位基地局２０－ｍに通知する。なお送信先端末とは、上位スケジューラ部１２－ｍが選定したＬｍ台の移動端末である。上位スケジューリングの具体的なアルゴリズムとしては、例えば、上位スケジューラ部１２－ｍは、Ｋｍ台の移動端末のうち所要の端末容量指標以上となる移動端末から、データ伝送要求値の大きいものから順にＬｍ台の送信先端末を選定する方法がある。選定された送信先端末の要求データ伝送速度は、当該送信先端末の端末容量指標を超えないもののうち最大となるデータ伝送速度を用いることができるが、この限りではない。
　図３は、本実施の形態１にかかる下位基地局２０の構成例を示す図である。ここでは、Ｍ台の下位基地局２０のうち下位基地局２０－ｍを例に挙げて説明する。下位基地局２０－１～２０－Ｍは全て同じ構成である。下位基地局２０－ｍが備えるアンテナの数はＴｍ（Ｔｍは１以上の整数）、下位基地局２０－ｍが形成するセルに存在する移動端末数はＫｍとする。
　下位基地局２０－ｍは、下位スケジューラ部２１と、無線ベースバンド信号処理部２２と、無線ＲＦ（Radio　Frequency）信号処理部２３と、Ｔｍ本のアンテナ２４－１～２４－Ｔｍとを備える。無線ベースバンド信号処理部２２は、ＣＳＩ取得部２２１とＭＵ－ＭＩＭＯ信号処理部２２２とを備える。また、ＣＳＩ取得部２２１を単に取得部とも称する。ＭＵ－ＭＩＭＯ信号処理部２２２を単に信号処理部とも称する。無線ＲＦ信号処理部２３を単に無線信号処理部とも称する。
　ＣＳＩ取得部２２１は、移動端末９０－ｍ－１～９０－ｍ－Ｋｍの下位基地局２０－ｍのアップリンク信号から推定することにより、ＣＳＩを取得し、このＣＳＩを下位スケジューラ部２１に入力する。推定方法については特に限定されず、一般的な方法でよい。ＭＵ－ＭＩＭＯ信号処理部２２２は、上位スケジューラ部１２で選定されたＬｍ台の送信先端末のＭＵ－ＭＩＭＯダウンリンク用ベースバンド信号を生成する。無線ＲＦ信号処理部２３は、ＭＵ－ＭＩＭＯダウンリンク用ベースバンド信号を無線ＲＦ周波数の無線信号に変換する。アンテナ２４－１～２４－Ｔｍは無線ＲＦ信号を各送信先端末に送出する。
　下位スケジューラ部２１は、ＣＳＩ取得部２２１から入力されるＫｍ台の端末のＣＳＩを、上位スケジューラ部１２－ｍが取扱い易いように端末の伝送路能力として値を抽象化、すなわち単一の実数スカラ量に変換する。伝送路能力とは、当該端末に対してダウンリンク伝送可能なデータ容量を示す。伝送路能力は、一般に伝送路情報から算出可能である。今後は端末数およびアンテナ数が増加することが予想され、これにより伝送路情報自体の情報量が増え、伝送路情報自体を送信すると回線が逼迫する可能性がある。伝送路情報自体の代わりに端末に対してダウンリンク伝送可能なデータ容量を示す単一の実数スカラ量を用いると回線の逼迫を抑制することができる。下位スケジューラ部２１は単一の実数スカラ量に変換されたＣＳＩである端末容量指標を上位スケジューラ部１２へ送信する。なお、下位スケジューラ部２１は端末容量指標ではなく、ＣＳＩを上位スケジューラ部１２に送信することも可能である。
　ＣＳＩの特徴を表現可能な、すなわち抽象化可能なスカラ量として、ＭＩＭＯ伝送容量が挙げられる。ＭＩＭＯ伝送容量は、通信容量、チャネル容量、またはShannon容量とも呼ばれる。
　本実施の形態では、ＭＩＭＯ伝送容量にパラメータαｍ（０≦αｍ≦１）、βｍ（０≦βｍ≦１）を取り入れ、端末容量指標として定義する。下位基地局２０－ｍと、移動端末９０－ｍ－ｊ（１≦ｊ≦Ｋｍ）との間の無線ＲＦ周波数ｆにおけるＣＳＩ、すなわちＭＩＭＯ伝送路行列をＨｍ,ｊ(f)（行列サイズ：行数は移動端末９０－ｍ－ｊの受信アンテナ数、列数はＴｍ）とするとき、下位スケジューラ部２１は、下記の数式により移動端末９０－ｍ－ｊの端末容量指標Ｃｍ,j(f)を算出する。無線ＲＦ周波数は、下位基地局２０－ｍが使用することが定められている無線周波数である。なお、本明細書では、数式においては行列を示す文字を太字で表すが、本文中では通常文字で示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、Ｐｍ(f)は下位基地局２０－ｍから送信する無線ＲＦ周波数ｆにおける送信電力、Ｂｍ(f)はプリコーディング行列（行列サイズ：行数はＴｍ、列数は総ランク数）、Ωｊ(f)は移動端末９０－ｍ－ｊの被干渉成分の伝送路情報から求められる共分散行列（移動端末９０－ｍ－ｊの受信アンテナポート数を行列次数とするエルミート行列）、σ2 jは移動端末９０－ｍ－ｊの熱雑音電力、Iは移動端末９０－ｍ－ｊの受信アンテナポート数を行列次数とする単位行列である。端末容量指標Ｃｍ,j(f)は端末に伝送可能なデータ速度を示す指標となる。
　Ｂｍ(f)はプリコーディング方法により定まる行列であり、例えば非特許文献１に記載されているブロック対角化法（Block　Diagonalization）、ブロック多重対角化法（Block　Multi-diagonalization）などにおけるプリコーディング行列である。Ｂｍ,j(f)は、Ｂｍ(f)の部分行列であり、移動端末９０－ｍ－ｊ向けプリコーディング部分行列（行列サイズ：行数はＴｍ、列数は移動端末９０－ｍ－ｊの受信アンテナポート数）である。Ωｊ(f)は例えば以下の式（２）により算出することができる。Ωｊ(f)は、全移動端末向けプリコーディング行列Ｂｍ(f)を適用した際のＣＳＩで求めた受信相関行列から、移動端末９０－ｍ－ｊ向けプリコーディング部分行列Ｂｍ,j(f)を適用した際のＣＳＩで求めた受信相関行列成分を除いたものである。σ2 jは、例えば、端末にて計測して求めておく。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　αｍ及びβｍは、下位基地局２０－ｍの要求条件によって定められる固定係数である。αｍを大きくすると、端末容量指標は理想値であるＭＩＭＯ伝送容量値に近づく。αｍを小さくすると、端末容量指標は、理想値であるＭＩＭＯ伝送容量値よりも低く見積られることになる。また、βｍを大きくすると干渉の影響が強く反映され、βｍを小さくすると干渉の影響が低く見積られることになる。
　下位基地局２０がＣＳＩを上位基地局１０へ通知する場合、ＣＳＩを端末毎にＭＩＭＯ伝送路行列Ｈｍ,ｊ(f)の行列要素数分だけ上位基地局１０に通知する必要があったが、式（１）でＣＳＩを実数スカラ量であるＣｍ,j(f)に抽象化することにより、当該通知に係る情報伝送量を（Ｈｍ,ｊ(f)の行列要素数×２）分の１に削減することができる。例えば、移動端末９０－ｍ－ｊの受信アンテナポート数が４、下位基地局２０－ｍのアンテナポート数をＮｍ＝１６とすると、本抽象化（ＣＳＩを単一の実数スカラ量に変換すること）により、ＣＳＩ（複素数行列）がそのまま通知される場合に比べて情報伝送量を１／１２８に削減できる。
　下位スケジューラ部２１は、上位基地局１０の上位スケジューラ部１２－ｍから通知されるＬｍ台の送信先端末について、併せて通知された各送信先端末の要求データ伝送速度に基づき、各送信先端末のＲＩとＭＣＳを決定する。この処理手続きを下位スケジューリングと称する。また下位スケジューリングは、上位基地局１０により通知される前記１つ以上の移動端末のなかから選択された移動端末である送信先端末と送信先端末のデータ伝送速度とに基づいて、送信先端末の信号ストリーム数および変調符号化方式を決定するスケジューラであるともいえる。
　具体的な下位スケジューリング方法を例示する。１つ目の例として、通知された要求データ伝送速度の小さい端末から順に、要求データ伝送速度を満たすようＲＩとＭＣＳとを決定する。このとき、ＲＩは当該送信先端末が受信可能なストリーム数のうち、なるべく小さな値とし、全Ｌｍ端末のＲＩの総数が下位基地局２０－ｍのアンテナポート数Ｎｍを超えないことを制約条件とする。このように各送信先端末について順にＲＩとＭＣＳとを決定していく。
　下位スケジューリング方法の２つ目の例として、Ｌｍ台の送信先端末についてＭＵ－ＭＩＭＯプリコーディングを適用した場合の、各送信先端末の各ストリームのＳＮＲ（Signal-to-Noise　power　Ratio）あるいはＳＩＮＲ（Signal-to-Interference-and-Noise　power　Ratio）を推定し、各送信先端末について要求データ伝送速度を満たすようＲＩとＭＣＳとを決定する。ここでは２つの下位スケジューリング方法を例示したが、この限りではなく、他の下位スケジューリングアルゴリズムを用いても良い。
　ＭＵ－ＭＩＭＯ信号処理部２２２では、ＭＵ－ＭＩＭＯプリコーディングを行うが、プリコーディング方法に制限は無く、ブロック対角化に代表される線形プリコーディングを行っても良いし、ＴＨＰ（Tomlinson　Harashima　Precoding）に代表される非線形プリコーディングを行っても良い。非線形プリコーディングを適用する場合、下位スケジューラ部２１では、Ｌｍ台の送信先端末の順序も決定する。決定する規範として、例えば端末容量指標の大きさの順とする、下位基地局２０から見た端末の角度の順とする、端末間の位置関係が地理的に近い順、または遠い順とする、端末の移動速度の順とする、などが挙げられるが、これらの限りではない。
　実施の形態１にかかる無線基地局システム１００のハードウェア構成について説明する。リソース制御部１１、上位スケジューラ部１２、下位スケジューラ部２１、無線ベースバンド信号処理部２２、ＣＳＩ取得部２２１、およびＭＵ－ＭＩＭＯ信号処理部２２２は、各処理を行う電子回路である処理回路により実現される。無線ＲＦ信号処理部２３は、送信機および受信機である。
　本処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリ及びメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central　Processing　Unit、中央演算装置）を備える制御回路であってもよい。ここでメモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリなどの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクなどが該当する。この制御回路は例えば、図４に示す構成の制御回路４００となる。処理回路が、専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものである。
　図４に示すように、制御回路４００は、ＣＰＵであるプロセッサ４００ａと、メモリ４００ｂとを備える。図４に示す制御回路４００により実現される場合、プロセッサ４００ａがメモリ４００ｂに記憶された、各処理に対応するプログラムを読みだして実行することにより実現される。また、メモリ４００ｂは、プロセッサ４００ａが実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
　第四世代移動体通信では、基地局は、１基でＭＵ－ＭＩＭＯダウンリンクの伝送を行う端末の組み合わせと、各端末にダウンリンクを伝送する信号ストリーム数ＲＩと、各信号ストリームのＭＣＳと、を決定する処理をしていた。第五世代移動体通信では、第四世代移動体通信より高い周波数の電波を用いるため各セルを形成する基地局数の増加が見込まれる。したがって、各基地局は簡易な構成で実現されることが望ましく、このためには各基地局における処理負荷の抑制が課題となる。本実施の形態では、第四世代移動体通信において１基の基地局が行っていた処理を、上位基地局１０と下位基地局２０とで分けている。詳細には、上位基地局１０が、ＭＵ－ＭＩＭＯダウンリンクの伝送を行う端末の組み合わせを決定する処理を行い、下位基地局２０が、各端末にダウンリンクを伝送する信号ストリーム数ＲＩと、各信号ストリームのＭＣＳとを決定する処理を行う。このように、第四世代移動体通信において１基の基地局が行っていた処理を、上位基地局１０と下位基地局２０とで分担して実施することで、処理の負荷が分散される。これによって、各セルを形成する基地局である下位基地局２０における処理負荷を抑制することができる。
　また、上位スケジューラ部１２ではＫ台の端末からＬ台を選定し各端末のデータ伝送速度を決定し、下位スケジューラ部２１ではＬ台の端末についてＲＩとＭＣＳを決定する。上位スケジューラ部１２と下位スケジューラ部２１との間の情報通知に、実数スカラ量である端末容量指標を用いることで、ＣＳＩを通知する場合に比べて情報伝送量を削減可能となる。
実施の形態２．
　図５は、実施の形態２にかかる無線基地局システムの構成例を示す図である。無線基地局システム１００と無線基地局システム１００ａとの違いは、無線基地局システム１００の下位基地局２０を構成する無線ＲＦ信号処理部２３とアンテナ２４とが、複数のＲＲＨ（Remote　Radio　Head）３０として独立し、下位基地局２０ａの外部にある構成となっている点である。共通部分は省略し異なる部分を中心に説明する。ＲＲＨ３０は、無線信号の送受信をする無線装置である。
　実施の形態１における下位基地局２０－ｍは、本実施の形態では下位基地局２０ａ－ｍとＵｍ（Ｕｍは１以上の整数）台のＲＲＨ３０－ｍ－１～３０－ｍ－Ｕｍと、に分離される。ここで、ＲＲＨ３０－ｍ－ｕｍ（ｕｍは１以上Ｕｍ以下の整数）はＶｍ（Ｖｍは１以上Ｔｍ以下の整数）本のアンテナ３２－ｍ－１～３２－ｍ－Ｖｍを有し、Ｖｍの総和は実施の形態１で述べたＴｍに一致（Ｔｍ＝ΣｍＶｍ）する。以下において、ＲＲＨ３０－ｍ－１～３０－ｍ－Ｕｍはそれぞれ同様の構成を有する。ＲＲＨ３０－ｍ－１～３０－ｍ－Ｕｍを区別せずに示すときは、ＲＲＨ３０と記載する。
　図６は、実施の形態２にかかる下位基地局２０ａの構成例を示す図である。下位基地局２０ａは下位スケジューラ部２１と、無線ベースバンド信号処理部２２とで構成されており、各部は実施の形態１における下位スケジューラ部２１と、無線ベースバンド信号処理部２２と同一の機能を果たす。無線ベースバンド信号処理部２２で生成された無線ベースバンド信号は、外部のＲＲＨ３０へ出力される。
　図７は、実施の形態２にかかるＲＲＨ３０の構成例を示す図である。ＲＲＨ３０は、無線ＲＦ信号処理部３１と、Ｖ（Ｖは１以上の整数）個のアンテナ３２－１～３２－Ｖと、を備える。無線ＲＦ信号処理部３１は下位基地局２０ａから無線ベースバンド信号を受け、無線ＲＦ信号に変換し、アンテナ３２－１～３２－Ｖから送出する。
　以上述べたように、本実施の形態では、実施の形態１に基づき、アンテナ３２－１～アンテナ３２－ＶがＲＲＨ３０として下位基地局２０ａの外部にある構成、すなわち分散アンテナの形態を述べた。ＲＲＨ３０が下位基地局２０ａの外部にある構成においても、実施の形態１と同様の効果を得つつ、分散アンテナの形態にすることによって、屋外基地局から電波が飛来しにくい建物内などの屋内環境における、移動通信システムのエリア品質を向上する効果も合わせて得ることができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１０　上位基地局、１１　リソース制御部、１２－１～１２－Ｍ　上位スケジューラ部、２０－１～２０－Ｍ　下位基地局、２１　下位スケジューラ部、２２　無線ベースバンド信号処理部、２２１　ＣＳＩ取得部、２２２　ＭＵ－ＭＩＭＯ信号処理部、２３　無線ＲＦ信号処理部、２４－１～２４－Ｔｍ，３２－１～３２－Ｖ　アンテナ、３０－ｍ－１～３０－ｍ－Ｕｍ　ＲＲＨ、９０－１－１～９０－Ｍ－ＫＭ　移動端末、１００，１００ａ　無線基地局システム。

Claims (7)

  1. 　１つ以上の移動端末との間の伝送路状態を示す伝送路情報を取得する取得部と、
    　前記伝送路情報を上位無線基地局へ送信し、前記上位無線基地局により通知される前記１つ以上の移動端末のなかから選択された移動端末である送信先端末と前記送信先端末のデータ伝送速度とに基づいて、前記送信先端末の信号ストリーム数および変調符号化方式を決定するスケジューラ部と、
    　前記移動端末に対してMulti　User－Multiple　Input　Multiple　Outputプリコーディングを行う信号処理部と、
    　を備えることを特徴とする、下位無線基地局。
  2. 　前記伝送路情報は、前記移動端末との間の伝送路の状態を実数スカラ量で表した値であることを特徴とする、請求項１に記載の下位無線基地局。
  3. 　前記伝送路情報は、前記移動端末の送信電力、前記移動端末のアンテナ数、前記移動端末における熱雑音電力、および前記移動端末との間の伝送路の状態を示す伝送路行列に基づいて算出されることを特徴とする、請求項２に記載の下位無線基地局。
  4. 　前記伝送路情報であるＣｍ,j(f)は、下位基地局２０－ｍと、移動端末９０－ｍ－ｊとの間の無線周波数ｆにおける伝送路行列であるＨｍ,ｊ(f)と、移動端末９０－ｍ－ｊの送信電力であるＰｍ(f)と、プリコーディング行列であるＢｍ(f)と、移動端末９０－ｍ－ｊの被干渉成分の伝送路情報から求められる共分散行列であるΩｊ(f)と、移動端末９０－ｍ－ｊの熱雑音電力であるσ2 jと、移動端末９０－ｍ－ｊの受信アンテナポート数を行列次数とする単位行列であるIと、重みを付ける値であるαｍおよびβｍとを用いて、次式（１）から算出されることを特徴とする、請求項３に記載の下位無線基地局。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  5. 　移動端末に送信される伝送データの待機バッファ量と、下位無線基地局から通知される、前記移動端末との間の伝送路状態を示す伝送路情報とに基づき、前記下位無線基地局のデータの送信対象となる送信先端末と前記送信先端末のデータ伝送速度とを決定し、前記送信先端末と前記データ伝送速度とを前記下位無線基地局へ通知するスケジューラ部、を備えることを特徴とする、上位無線基地局。
  6. 　請求項１から４のいずれか１つに記載の下位無線基地局と、
    　請求項５に記載の上位無線基地局と、
    　を備えることを特徴とする、無線基地局システム。
  7. 　請求項１から４のいずれか１つに記載の下位無線基地局と、
    　請求項５に記載の上位無線基地局と、
    　前記下位無線基地局から受信したベースバンド信号を無線信号に変換し、前記無線信号を移動端末へ送信する無線装置と、
    　を備えることを特徴とする、無線基地局システム。
PCT/JP2017/023567 2017-06-27 2017-06-27 下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システム Ceased WO2019003298A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/605,478 US11184137B2 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Lower radio base station, higher radio base station, and radio base station system
JP2019526430A JP6632768B2 (ja) 2017-06-27 2017-06-27 下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システム
PCT/JP2017/023567 WO2019003298A1 (ja) 2017-06-27 2017-06-27 下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システム
KR1020197037211A KR102105298B1 (ko) 2017-06-27 2017-06-27 하위 무선 기지국, 상위 무선 기지국 및 무선 기지국 시스템
EP17915567.6A EP3624360B1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Lower-order radio base station, higher-order radio base station and radio base station system
CN201780092268.4A CN110785944B (zh) 2017-06-27 2017-06-27 下位无线基站、上位无线基站及无线基站系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/023567 WO2019003298A1 (ja) 2017-06-27 2017-06-27 下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019003298A1 true WO2019003298A1 (ja) 2019-01-03

Family

ID=64741277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/023567 Ceased WO2019003298A1 (ja) 2017-06-27 2017-06-27 下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11184137B2 (ja)
EP (1) EP3624360B1 (ja)
JP (1) JP6632768B2 (ja)
KR (1) KR102105298B1 (ja)
CN (1) CN110785944B (ja)
WO (1) WO2019003298A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020194428A1 (ja) * 2019-03-25 2020-10-01 三菱電機株式会社 下位無線基地局および空間多重ストリーム数の制御方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112637943B (zh) * 2020-12-17 2023-06-09 Oppo广东移动通信有限公司 射频组件工作模式控制方法、装置、电子设备和存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013207355A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Softbank Mobile Corp Ｏｆｄｍ伝送システムにおける受信装置及び無線通信制御方法
WO2014141782A1 (ja) * 2013-03-13 2014-09-18 シャープ株式会社 フィードバック情報通知方法、端末装置、基地局装置、無線通信システムおよび集積回路
JP2016092444A (ja) * 2014-10-29 2016-05-23 富士通株式会社 基地局及びセル選択方法
WO2016136124A1 (ja) * 2015-02-26 2016-09-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 基地局及び送信制御方法
JP2017503417A (ja) * 2014-01-06 2017-01-26 インテル アイピー コーポレイション 変調符号化方式選択及び設定のためのシステム及び方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006005422A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Nec Corp 移動通信システム、無線基地局、移動通信方法および移動通信プログラム
JP2006352371A (ja) * 2005-06-14 2006-12-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無線基地局装置
CN102387596B (zh) * 2006-01-18 2014-11-26 株式会社Ntt都科摩 发送装置和发送方法
CN101473674B (zh) * 2006-04-27 2013-09-25 三菱电机株式会社 基站装置、基站上位装置及通信系统
EP2087610B1 (en) 2006-10-31 2015-09-09 QUALCOMM Incorporated Unified design and centralized scheduling for dynamic simo, su-mimo and mu-mimo operation for rl transmissions
KR20080084092A (ko) * 2007-03-14 2008-09-19 삼성전자주식회사 다중안테나 시스템에서 피드백 정보 제공 장치 및 방법
US9887754B2 (en) * 2010-05-04 2018-02-06 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for optimizing power distribution between symbols
JP5555546B2 (ja) * 2010-05-27 2014-07-23 京セラ株式会社 無線通信システム、無線基地局、及び基地局パラメータ調整方法
US9124460B2 (en) 2010-08-31 2015-09-01 Qualcomm, Incorporated Rules for multiplexing data of different access categories in multi user MIMO wireless systems
EP2525623B1 (en) * 2011-05-17 2014-05-14 Huawei Technologies Co., Ltd. Communication system and management method thereof
JP5878134B2 (ja) * 2013-01-09 2016-03-08 株式会社Ｎｔｔドコモ 上位基地局、下位基地局、および無線通信システム
WO2014115946A1 (ko) * 2013-01-22 2014-07-31 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 협력 다중 송수신 기법을 지원하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
JP6227908B2 (ja) * 2013-06-25 2017-11-08 株式会社Ｎｔｔドコモ 移動局
JP2015082751A (ja) 2013-10-23 2015-04-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 送信装置、送信方法、及び送信プログラム
JP2015089028A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 株式会社Ｎｔｔドコモ 中央制御局、無線基地局及び無線通信制御方法
WO2016002166A1 (ja) * 2014-06-30 2016-01-07 日本電気株式会社 無線通信システム及び無線通信方法
US9698889B2 (en) * 2014-09-24 2017-07-04 Intel Corporation Scheduling in a multiple user multiple-input and multiple output communications network

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013207355A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Softbank Mobile Corp Ｏｆｄｍ伝送システムにおける受信装置及び無線通信制御方法
WO2014141782A1 (ja) * 2013-03-13 2014-09-18 シャープ株式会社 フィードバック情報通知方法、端末装置、基地局装置、無線通信システムおよび集積回路
JP2017503417A (ja) * 2014-01-06 2017-01-26 インテル アイピー コーポレイション 変調符号化方式選択及び設定のためのシステム及び方法
JP2016092444A (ja) * 2014-10-29 2016-05-23 富士通株式会社 基地局及びセル選択方法
WO2016136124A1 (ja) * 2015-02-26 2016-09-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 基地局及び送信制御方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HIROSHI NISHIMOTOAKINORI TAIRAHIROKI IURASHIGERU UCHIDAAKIHIRO OKAZAKIATSUSHI OKAMURA: "Nonlinear Block Multi-Diagonalization Precoding for High SHF Wide-band Massive MIMO in 5G", PROC. IEEE PIMRC 2016, September 2016 (2016-09-01), pages 667 - 673
See also references of EP3624360A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020194428A1 (ja) * 2019-03-25 2020-10-01 三菱電機株式会社 下位無線基地局および空間多重ストリーム数の制御方法
JPWO2020194428A1 (ja) * 2019-03-25 2021-09-13 三菱電機株式会社 下位無線基地局、空間多重ストリーム数の制御方法、制御回路およびプログラム
JP7003324B2 (ja) 2019-03-25 2022-01-20 三菱電機株式会社 下位無線基地局、空間多重ストリーム数の制御方法、制御回路およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
EP3624360A1 (en) 2020-03-18
CN110785944B (zh) 2022-04-08
JP6632768B2 (ja) 2020-01-22
JPWO2019003298A1 (ja) 2019-12-19
KR102105298B1 (ko) 2020-04-28
US20210126757A1 (en) 2021-04-29
KR20200003212A (ko) 2020-01-08
CN110785944A (zh) 2020-02-11
EP3624360B1 (en) 2021-12-29
EP3624360A4 (en) 2020-04-01
US11184137B2 (en) 2021-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2707735C1 (ru) Система и способ передачи информации о выборе подпространства
JP5129346B2 (ja) コラボラティブ多入力多出力通信システムにおけるプリコーディングされた信号を送信する方法
CN115088224B (zh) 一种信道状态信息反馈方法及通信装置
CN113692711B (zh) 具有未知信道信息的在线mimo无线网络虚拟化
TWI467938B (zh) 用以於通信系統中減低干擾之方法
US8995503B2 (en) Method and apparatus of selecting transmission/reception mode of plural transmission/reception pairs
CN113810086A (zh) 信道信息反馈方法、通信装置及存储介质
KR20180081088A (ko) 무선 통신 방법 및 무선 통신 디바이스
KR20100005650A (ko) 다중 셀 환경에서 사운딩 채널을 이용한 협력적 ｍｉｍｏ 기법
WO2021249515A1 (zh) 信道信息反馈方法、通信装置及存储介质
KR102430022B1 (ko) 분산 어레이 매시브 mimo 시스템의 신호 송수신 방법 및 장치
WO2017194007A1 (zh) 一种二级预编码方法及装置
KR20150134520A (ko) Ｍｕ­ｍｉｍｏ 간섭 채널 네트워크 환경에서의 간섭정렬 송수신 신호처리 장치 및 방법
CN103222310A (zh) 无线通信系统、传输路径选择方法以及传输路径选择程序
JP6632768B2 (ja) 下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システム
KR101807816B1 (ko) 분산 안테나 시스템에서 다중 사용자 다중 안테나 송수신을 위한 기지국의 통신 장치 및 통신 방법
US11742904B2 (en) Method and apparatus for multi-user multi-antenna transmission
US11411632B2 (en) Method to estimate SNR for MU-MIMO based on channel orthogonality
US20190199411A1 (en) Effective scheduling of terminals in a wireless communication system
JP7003324B2 (ja) 下位無線基地局、空間多重ストリーム数の制御方法、制御回路およびプログラム
KR101616636B1 (ko) 듀얼 모드 빔포밍 방법 및 장치
CN112840577B (zh) 用于下行链路传输的方法、设备以及计算机可读介质
WO2025167157A1 (zh) 一种信息的配置方法
WO2025189849A1 (zh) 估计站间干扰信息的方法、预编码方法和相关装置
Wang et al. Non-uniform linear antenna array design for millimeter wave MIMO channels

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17915567

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019526430

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20197037211

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017915567

Country of ref document: EP

Effective date: 20191211

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE