CN114271005B - 控制装置 - Google Patents

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Abstract

分别与一个以上的切片对应的多个调度器(21)在由一个RU(30)形成的同一小区内，对使用所对应的切片的UE进行无线资源的调度。RAN控制器(40)针对多个调度器(21)中的每个调度器，基于小区内的UE所进行的无线通信的数据量以及通信质量，来确定在预定期间(T)内各调度器所需的无线资源的量。进一步地，RAN控制器(40)对多个调度器(21)中的每个调度器分配所确定的量的无线资源和能够用于调度的无线资源的裕度。

Description

控制装置
技术领域
本发明涉及用于应用了网络切片的基站系统的控制装置。
背景技术
在第五代(5G)移动通信系统中，服务类型大致分为大容量(eMBB：enhancedMobile BroadBand)、超低延迟(URLLC：Ultra-Reliable and Low LatencyCommunications)以及多连接(mMTC：massive Machine Type Communications)这三个，各自的服务要求不同。为了经济且灵活地提供这样要件不同的服务，正在研究网络切片。
另外，在作为3GPP Release15而制定了初版规格的5G中，采用了由被称为DU(Distributed Unit：分布单元)的逻辑节点和被称为CU(Central Unit：集中单元)的逻辑节点构成基站，并在DU与CU之间进行基站的功能分割。在DU中，配置基站功能(从下位层起依次为RF(Radio Frequency layer：射频层)、PHY(Physical layer：物理层)、MAC(MediaAccess Control layer：媒体访问控制层)、RLC(Radio Link Control layer：无线链路控制层)、PDCP(Packet Data Convergence Protocol layer：分组数据汇聚协议层))中的下位层的功能，在CU中配置其他上位层的功能。
在对这样对DU以及CU进行了功能分割的基站系统应用了上述的网络切片的情况下，分别与一个以上的切片对应的多个调度器分别被配置于不同的DU中。各调度器进行针对所对应的一个以上的切片内的无线终端的无线资源的调度。在多个DU共有具有RF以及PHY等的功能的一个无线单元(RU：Radio Unit)的结构中，多个调度器在相同的基站小区内使用共同的无线资源来进行调度。因此，需要实现无线资源的隔离，以使得在调度器之间(切片之间)不产生所使用的无线资源的竞争。在非专利文献1中，提出了在应用了网络切片的情况下，为了确保切片之间的隔离，基于预先规定的分派率，将调度用的无线资源分派给各切片的技术。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：A.Ksentini and N.Nikaein"Toward Enforcing Network Slicingon RAN:Flexibility and Resources Abstraction,"IEEE Communications Magazine,Jun.2017,vol.55,issue 6,pp.102-108.
发明内容
发明所要解决的问题
在上述那样的基站系统中，需要将调度用的无线资源分派给各调度器，以便能够在维持各切片所提供的服务的质量的同时，更适当地将无线资源用于对无线终端的调度。
因此，本发明的目的在于提供一种在应用了网络切片的基站系统中，对各调度器(各切片)更适当地分派调度用的无线资源的技术。
用于解决问题的手段
本发明的一个方式所涉及的控制装置是对由调度器使用的无线资源进行控制的控制装置，所述调度器进行用于对无线终端分配无线资源的调度，其特征在于，所述控制装置具备：确定单元，其针对分别与一个以上的切片对应的多个调度器、即在由一个无线单元形成的同一小区内对使用所对应的切片的无线终端进行无线资源的调度的所述多个调度器中的每个调度器，基于所述小区内的无线终端所进行的无线通信的数据量以及通信质量，来确定在预定期间内各调度器所需的无线资源的量；以及分配单元，其针对所述多个调度器中的每个调度器分配由所述确定单元确定的量的无线资源和能够用于所述调度的无线资源的裕度。
发明效果
根据本发明，在应用了网络切片的基站系统中，能够对各调度器(各切片)更适当地分派调度用的无线资源。
本发明的其他特征以及优点，通过以附图为参照的以下说明而得以明确。需要说明的是，在附图中，对于相同或同样的结构，标注相同的附图标记。
附图说明
附图包含于说明书中且构成其一部分，表示本发明的实施方式并与其记述一起用于说明本发明的原理。
图1是表示基站系统中的CU、DU以及RU的功能结构例的图。
图2是表示基站系统的结构例的图。
图3是表示RAN控制器的硬件结构例的框图。
图4是表示RAN控制器的功能结构例的框图。
图5是表示由RAN控制器执行的处理的过程的流程图。
图6是表示基站系统中的CU、DU以及RU的配置的例子的图。
图7A是表示RAN控制器所使用的UE信息的例子的图。
图7B是表示RAN控制器所使用的裕度信息的例子的图。
图8A是表示针对各DU(各调度器)的无线资源以及裕度的分配的例子的图。
图8B是表示针对各DU(各调度器)的无线资源以及裕度的分配的例子的图。
图9是表示基站系统中的CU、DU以及RU的配置的其他例子的图。
图10是表示RAN控制器的功能结构例的框图。
图11是表示向多个切片分配无线资源的时机的例子的图。
图12是表示用于求出预测吞吐量的AMC(Adaptive Modulation and Coding：自适应调制与编码)映射表的例子的图。
图13A是表示基于第一分配处理的无线资源的分配结果的例子的图。
图13B是表示基于第二分配处理的无线资源的分配结果的例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行详细说明。需要说明的是，以下的实施方式并非对技术方案所涉及的发明进行限定，另外，在实施方式中说明的特征的组合未必全部都是发明所必须的。也可以对实施方式中说明的多个特征中的两个以上的特征任意地进行组合。另外，对相同或者同样的构成标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
[第一实施方式]
<基站的功能分割>
基站(基站系统)一般从下位层的功能到上位层的功能具有多个功能(RF，……，PDCP)，这些功能被分割配置于DU以及CU中。
图1是表示将基站的各自不同的层的多个功能分割在CU、DU以及RU中的结构的一个例子的图。如图1所示，在本实施方式中，除了CU以及DU以外，还设置具有RF以及PHY等的功能的RU。图1的基站(基站系统)由CU10、DU20以及RU30构成，CU10与核心网络(5GC(5GCore：5G核心)、EPC(Evolved Packet Core：演进分组核心)等)连接，DU20连接在CU10与RU30之间。
DU20至少具有基站的功能中的进行用于向无线终端分配无线资源的调度的调度功能。CU10具有比基站的功能中的、所连接的DU20所具有的功能更上层的功能。另外，RU30至少具有与基站的功能中的电波的发送接收功能相当的RF的功能。
在图1的结构例中，DU20不仅具有相当于调度功能的High MAC的功能，还具有RLC以及Low MAC的功能，CU10具有作为比DU20所具有的功能更上位层的功能的SDAP(ServiceData Adaptation Protocol layer：服务数据自适应协议层)/RRC(Radio ResourceControl layer：无线资源控制层)以及PDCP的功能。另外，RU30不仅具有相当于电波的发送接收功能的RF的功能，还具有PHY的功能。需要说明的是，也可以仅将PHY的一部分功能安装于RU30，并将PHY的剩余功能安装于DU20。
如上所述，在应用了网络切片的基站系统中，需要将调度用的无线资源分派给各调度器，以便能够在维持各切片所提供的服务的质量的同时，无浪费地将无线资源用于对无线终端的调度。但是，多个调度器分别所需的无线资源的量依赖于调度对象的无线终端的通信数据量以及无线通信质量而变化。因此，例如在对各调度器固定地分派了无线资源的情况下，有可能在任一个调度器中产生无线资源不足或过多的状况。
另外，如果在任一个调度器中无法确保调度所需的无线资源，则有可能产生无法将服务自身提供给无线终端的状况。例如，调度器需要对接入提供关键业务(Mission-Critical)服务的切片的无线终端适当地分配无线资源。
因此，在本实施方式中，提供一种对多个调度器分配适于预定期间内的无线资源的调度的量的无线资源，并且使各调度器能够更适当地确保无线资源的技术。以下，使用图1所示的功能结构作为一个例子，对本实施方式所涉及的基站系统的结构和动作、以及该基站系统的控制进行具体说明。
<基站系统的结构>
图2是表示作为服务类型而生成与mMTC、URLLC以及eMBB对应的切片1～切片3的基站系统的基本结构例的图。需要说明的是，CU10以及DU20由RAN(无线访问网络)控制器40进行控制以及管理，各切片由RAN控制器40生成。
基站系统由一个或多个CU10(10a、10b、10c)、一个或多个DU20(20a、20b、20c)以及一个RU30构成。CU10a以及DU20a与切片1对应，CU10b以及DU20b与切片2对应，CU10c以及DU20c与切片3对应。这样，多个CU10分别与不同的切片对应，与该多个CU10对应的多个DU20也是同样的。需要说明的是，多个CU10也可以分别与一个以上的切片对应。另外，多个DU20也可以分别与一个以上的切片对应。
DU20至少具有基站的功能中的无线资源的调度功能(例如，High MAC的功能)。DU20分别配置于天线站点，或者配置于天线站点与数据中心之间(的地方收容站)。
CU10分别配置于DU20中的不同的一个DU与核心网络之间，具有比基站的功能中的、所连接的该一个DU所具有的功能更上位层的功能(例如，SDAP/RRC以及PDCP的功能)。在图2的例子中，CU10a、CU10b、CU10c分别与不同的一个DU20a、DU20b、DU20c连接。
单一的RU30至少具有基站的功能中的电波的发送接收功能(例如，RF的功能)。RU30配置于天线站点，与多个DU20连接。由此，经由多个DU20提供的多个切片1～切片3在由该RU30形成的同一小区内提供。
这样，本实施方式的基站系统由与切片1～切片3分别对应的CU10以及DU20、和与多个DU20连接且配置于天线站点的单一的RU30构成。即，基站系统具有不按每个切片设置RU而将多个DU以及CU与单一的RU连接(即，对多个DU以及CU共用RU)的结构。由此，能够以单一的RU收容多个服务(切片)。
在本实施方式中，在核心网络或RAN中设置有作为对RAN的功能进行控制的控制装置的RAN控制器40。RAN控制器40与RAN上的基站系统连接为能够进行通信。RAN控制器40对RAN上的一个或多个CU10(10a、10b、10c)以及一个或多个DU20(20a、20b、20c)设定(生成)与服务要件对应的切片1～切片3。需要说明的是，在本实施方式中，RAN控制器40作为对由调度器使用的无线资源进行控制的控制装置的一个例子而发挥功能，该调度器进行用于对无线终端分配无线资源的调度。
在图2的结构例中，作为一个例子而设想了5G的网络结构，5GC CPF(5GC ControlPlane Function：5GC控制面功能)60是5G核心网络的控制处理功能组。5GC UPF(5G CoreUser Plane Function：5G核心用户面功能)50(50a、50b、50c)是5G核心网络的数据处理功能组，按每个切片设置。5GC UPF50a与切片1对应，5GC UPF50b与切片2对应，5GC UPF50c与切片3对应。
在图2的结构例中，对应的CU10以及DU20的配置根据切片(服务)而不同。依赖于CU10以及DU20的配置，基站间协作(小区间协调)的性能、施加给应用程序的延迟量、以及网络的利用效率等不同。因此，在图2的结构例中，进行了适于每个切片(服务)的CU10以及DU20的配置。
关于切片1(mMTC切片)，CU10a配置于配置有核心网络的数据中心，DU20a配置于天线站点。这是为了能够通过统计复用效果高效地利用数据中心的计算资源。
关于切片2(URLLC切片)，CU10b配置于地方收容站，DU20b配置于天线站点。由此，能够导入MEC(Multi-Access Edge Computing：多接入边缘计算)，实现低延迟化。在本实施方式中，CU10b与配置于边缘站点的、具有用于提供低延迟服务的应用程序的边缘服务器即Edge App(Edge Application Server：边缘应用服务器)70连接。需要说明的是，配置EdgeApp70的边缘站点也可以是配置CU10b的地方收容站。
关于切片3(eMBB切片)，CU10c以及DU20c均配置于地方收容站。由此，能够将DU20c分别与配置于不同的天线站点的多个RU30连接。在图2的结构例中，DU20c分别与形成不同小区的多个RU30连接，进行用于所连接的RU间的小区间协调(例如，CoMP(CoordinatedMulti-Point Transmission/reception：协同多点传输和接收))的处理。这样，通过实现小区间协调，能够提高无线通信质量。
如图2所示，DU20a、DU20b、DU20c分别包含进行用于将无线资源分配给无线终端的调度的调度器21a、调度器21b、调度器21c。在图2的结构例中，与切片1、切片2对应的调度器21a、调度器21b配置于天线站点，与切片3对应的调度器21c收容于地方收容站。这样，在调度器21a、调度器21b和调度器21c中配置场所不同。
如上所述，分别包含调度器21a、调度器21b、调度器21c的DU20a、DU20b、DU20c与共用的RU30连接。调度器21a、调度器21b、调度器21c使用能够在由共用的RU30形成的同一小区内使用的共用的无线资源，对使用所对应的切片的无线终端进行调度。用于各调度器21a、调度器21b、调度器21c的调度的无线资源预先由RAN控制器40分配。
<装置结构>
作为一个例子，RAN控制器40具有图3所示的硬件结构。具体而言，RAN控制器40具有CPU101、ROM102、RAM103、HDD等外部存储设备104以及通信设备105。
在RAN控制器40中，例如由CPU101执行存储在ROM102、RAM103以及外部存储设备104中的任一个中的、实现RAN控制器40的各功能的程序。需要说明的是，CPU101也可以被ASIC(面向特定用途的集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)、DSP(数字信号处理器)等一个以上的处理器置换。
通信设备105是用于在CPU101的控制下与作为控制对象的CU10以及DU20等外部装置进行通信的通信接口。RAN控制器40也可以具有连接对象分别不同的多个通信设备105。
需要说明的是，RAN控制器40可以具备执行后述的各功能的专用的硬件，也可以通过硬件来执行一部分功能，并通过使程序动作的计算机来执行其他部分功能。另外，也可以通过计算机和程序来执行全部功能。
另外，CU10、DU20以及RU30也可以具有图3所示那样的硬件结构。但是，RU30作为通信设备105除了具备用于与各DU20进行通信的通信接口之外，还具备用于与无线终端进行无线通信的无线通信接口。
图4是表示RAN控制器40的功能结构例的框图。本实施方式的RAN控制器40具有信息获取部41、资源控制部42、分配通知部43以及信息存储部44。在本实施方式中，通过由CPU101执行控制程序，在CPU101上实现上述功能部，但也可以设置实现各功能部的专用的硬件。需要说明的是，在图4中，仅示出了RAN控制器40所具有的功能中的、与针对各调度器21(各DU20)的无线资源的分配(针对多个切片中的每个切片的、用于每个切片的调度的无线资源的分配)相关联的功能部，省略了与除此以外的功能相关联的功能部。另外，图4所示的规则设定部45设置于后述的第三实施方式的RAN控制器40。
信息获取部41从CU10、DU20以及RU30中的至少任一个中获取资源控制部42对各调度器21分配(分派)无线资源所需的信息。例如，信息获取部41获取关于接入与各DU20对应的切片的一个以上的无线终端的通信数据量以及通信质量。信息获取部41将获取到的信息保存在信息存储部44中。
资源控制部42基于由信息获取部41获取到的信息，进行将调度用的无线资源分配给各调度器21(各DU20)的处理，从而对由各调度器21使用的无线资源进行控制。资源控制部42在进行无线资源的分配的同时，还进行各调度器21在调度中能够使用的无线资源的裕度的分配。
分配通知部43按照资源控制部42对各调度器21(各DU20)的无线资源以及裕度的分配的结果，对各调度器21发送对无线资源以及裕度的分配进行表示的通知。由此，完成对多个调度器21(多个DU20)的无线资源以及裕度的分配。
信息存储部44相当于设置在存储设备(例如，RAM103或外部存储设备104)中的数据库，保存由信息获取部41获取到的信息、以及在资源控制部42的处理中使用的信息。
<无线资源以及裕度的分配处理>
在本实施方式中，RAN控制器40以预定的时间间隔进行对各调度器21的无线资源的分配(分派)。另外，RAN控制器40在进行无线资源的分配的同时，还对各调度器21分配在产生了无线资源的不足的情况下能够用于调度的无线资源的裕度。
在此，在本实施方式这样的基站系统的架构中，调度器能够配置于不同的场所(站点)。在图2的结构例中，调度器21c配置于与调度器21a、调度器21b不同的场所。在与不同的切片对应的多个调度器配置于不同的场所的情况下，一般而言，难以按作为调度的最小时间单位的每个TTI(发送时间间隔)，对针对各调度器21的无线资源的分配进行更新。因此，RAN控制器40以比TTI长的(例如，100TTI的)时间间隔，进行对各调度器21的无线资源的分配(分配的更新)。
图5是表示本实施方式所涉及的、由RAN控制器40执行的分配处理的过程的流程图。该分配处理至少在对由RU30形成的小区内的无线终端(UE)设定切片时、或者每隔预定期间T的时机执行。预定期间T相当于进行对各调度器21的无线资源的分配的上述时间间隔。在本实施方式中，RAN控制器40对上行链路以及下行链路分别执行图5的分配处理。
以下，作为CU10、DU20以及RU30的配置，设想图6所示的配置例，对分配处理的例子进行说明。在图6的配置例中，RU配置于天线站点，与切片1以及切片2对应的DU#1配置于地方收容站，与切片1以及切片2对应的CU#1配置于数据中心。另外，与切片3对应的DU#2以及CU#2配置于地方收容站。需要说明的是，对于切片1～切片3，作为服务等级协议(SLA)，分别规定了SLA#1、SLA#2以及SLA#3。
首先，在S51中，信息获取部41获取由RU30形成的小区内的UE所进行的无线通信的数据量(通信数据量)以及通信质量。通信数据量例如相当于从当前时刻起预定期间T内的、在上行链路或下行链路中预定发送的数据量。另外，通信质量相当于各UE所进行的无线通信中的当前时刻的(瞬时的)无线通信质量，例如，由信噪比(S/N)表示。
信息获取部41通过来自各UE的通知，获取从小区内的各UE发送的上行链路的数据量。各UE对与所使用的切片对应的调度器21通知上行链路的数据量。因此，信息获取部41能够经由调度器21获取各UE的上行链路的数据量的通知。另外，关于下行链路的数据量，由基站侧(调度器21)掌握。因此，信息获取部41能够通过来自调度器21的通知，获取各UE的下行链路的数据量。
另外，信息获取部41获取基于RU30的通信质量的测定结果作为小区内的每个UE的上行链路的通信质量，并获取基于各UE的通信质量的测定结果作为小区内的每个UE的下行链路的通信质量。上行链路的通信质量的测定结果能够从RU30获取。下行链路的通信质量的测定结果可以通过从各UE向与所使用的切片对应的调度器21进行报告而经由调度器21获取。
由信息获取部41获取到的各UE的通信数据量以及通信质量作为UE信息保存在信息存储部44中。图7A示出了包含各UE的通信数据量以及通信质量的、每个DU(调度器)的UE信息的例子。需要说明的是，如上所述，DU#1用于切片1(SLA#1)以及切片2(SLA#2)，DU#2用于切片3(SLA#3)。如图7A所示，在UE信息中，各UE将所使用的切片的SLA与由信息获取部41获取到的通信数据量以及通信质量(S/N)建立关联。
接着，在S52中，资源控制部42基于在S51中获取到的小区内的各UE的通信数据量以及通信质量，确定在预定期间T内各调度器21(各DU)所需的无线资源的量。由此，按每个调度器21，根据设想在预定期间T内所需的无线资源的量，分配适当量的无线资源，以使得不产生无线资源不足或过多的状况。预定期间T被规定为由RU30形成的小区内的UE的无线通信的数据量以及无线质量的变动量为预定量以下的期间。由此，能够更高精度地确定设想在预定期间T内各调度器21(各DU)所需的无线资源的量。另外，通过在这样的变动量为预定量以下的范围内尽可能延长预定期间T，能够维持对各调度器21的无线资源的分配的精度，并且避免频繁地进行分配的更新。
具体而言，资源控制部42基于小区内的各UE的通信数据量以及通信质量，对每个UE求出在预定期间T内所需的无线资源的量。例如，通信数据量越多，每个UE的所需无线资源的量越多，通信数据量越少，每个UE的所需无线资源的量越少。另外，通信质量(S/N)越低，每个UE的所需无线资源的量越多，通信质量(S/N)越高，每个UE的所需无线资源的量越少。
进一步地，资源控制部42针对每个调度器21，求出使用所对应的切片的一个以上的UE所需的无线资源的合计量，作为在预定期间T内该调度器所需的无线资源的量。在图7A的例子中，关于DU#1的预定期间T内的所需无线资源的量以物理资源块(PRB)为单位，根据每个UE的所需无线资源的合计量被求出为1300PRB。同样地，关于DU#2的预定期间T内的所需无线资源的量被求出为1100PRB。需要说明的是，在T＝100TTI的情况下，作为每1TTI的所需无线资源的量，对于DU#1求出为13PRB，对于DU#2求出为11PRB。
接着，在S53中，资源控制部42决定对多个调度器21(多个DU)中的每个调度器分配的裕度、即在产生了无线资源的不足的情况下能够用于调度的无线资源的裕度。通过该裕度的分配，各调度器21能够更适当地确保所需的无线资源。在S53中，将从预定期间T内的可分配的无线资源的总量减去在S52中确定的各调度器21的所需无线资源的量而得到的量的、剩余的无线资源以预定的方法作为裕度分派给多个调度器。需要说明的是，关于裕度的更具体的决定方法的例子，在第二实施方式以及第三实施方式中进行说明。
最后，在S54中，资源控制部42将在S52中确定的量的无线资源与在S53中决定的能够用于调度的无线资源的裕度一起分配给多个调度器21中的每个调度器。之后，分配通知部43按照S54中的无线资源以及裕度的分配的结果，对各调度器21发送对无线资源以及裕度的分配进行表示的通知。通过以上内容，基于图5的过程的分配处理结束。
图8A是表示针对各DU(各调度器21)的无线资源以及裕度的分配的例子的图。需要说明的是，在图8A中，示出了将1TTI中的能够分配的无线资源的总量设为100PRB的情况下的、1TTI中的无线资源以及裕度的分配的例子。在该例子中，对DU#1分配13PRB作为无线资源，分配10PRB作为裕度。另外，对DU#2分配11PRB作为无线资源，分配66PRB作为裕度。需要说明的是，在本例中，将能够分配的无线资源按每个TTI在频率方向上分割并分配给各DU，但无线资源的分割也可以在时间方向上进行。频率方向上的分割在延迟的观点上是有利的，另一方面，时间方向上的分割在使调度器的复杂度变低的方面是有利的。
由资源控制部42对多个调度器21中的每个调度器分配的无线资源，由各调度器用于对使用所对应的切片的UE进行的调度。另外，多个调度器21中的每个调度器所进行的调度，使用对所分配的无线资源加上所分配的裕度后的范围内的无线资源来进行。
如以上说明的那样，在本实施方式的基站系统中，分别与一个以上的切片对应的多个调度器21在由一个RU30形成的同一小区内，对使用所对应的切片的UE进行无线资源的调度。RAN控制器40针对多个调度器21中的每个调度器，基于小区内的UE所进行的无线通信的数据量以及通信质量，确定在预定期间T内各调度器所需的无线资源的量。进一步地，RAN控制器40对多个调度器21中的每个调度器分配所确定的量的无线资源和能够用于调度的无线资源的裕度。
根据本实施方式，RAN控制器40针对每个调度器(DU)确定在预定期间T内各调度器所需的无线资源的量，并分配所确定的量的无线资源。由此，能够对多个调度器21分配适于预定期间T内的无线资源的调度的量的无线资源。其结果是，能够避免在任一个调度器中在预定期间T内产生无线资源不足或过多的状况。另外，RAN控制器40对多个调度器21进行无线资源的分配，并且进行能够用于调度的无线资源的裕度的分配。由此，各调度器能够更适当地确保无线资源，能够避免由于无法确保无线资源而产生无法将服务自身提供给UE的状况。
[第二实施方式]
在第二实施方式中，对在第一实施方式中说明的、将预定期间T内的剩余的无线资源作为裕度分派给各调度器(各DU)的处理的具体例进行说明。以下，对于与第一实施方式共通的部分省略说明。
在本实施方式中，资源控制部42基于由RU30形成的小区内的UE分别使用的切片和按每个切片预先规定的裕度信息，将剩余的无线资源作为裕度分派给多个调度器21。在此，剩余的无线资源相当于从预定期间T内的可分配的无线资源的总量中减去在S52(图5)中确定的、各调度器21的所需无线资源的量而得到的量的无线资源。即，剩余的无线资源相当于在S52中确定的量的所需无线资源的分配后的剩余的无线资源。
更具体而言，资源控制部42求出关于多个调度器21中的每个调度器的所需裕度，根据求出的所需裕度，进行剩余的无线资源的分派。每个调度器(DU)的所需裕度能够通过关于在小区内使用所对应的切片的一个以上的UE的所需裕度的总和来求出。
每个UE的所需裕度如以下那样求出。例如，裕度信息也可以作为对UE使用各切片时所需的裕度本身进行表示的信息而预先规定，并保存在信息存储部44中。在该情况下，资源控制部42参照保存在信息存储部44中的裕度信息，获取与小区内的各UE所使用的切片对应的所需裕度作为该UE的所需裕度。
另外，裕度信息也可以是表示在用于供UE使用所对应的切片的每个UE的所需裕度的计算中使用的系数值、即与预定期间T内的每个UE的所需无线资源的量相乘的系数值的信息。在该情况下，资源控制部42参照保存在信息存储部44中的裕度信息，获取与小区内的各UE所使用的切片对应的系数值，对在S52中求出的该UE的所需无线资源的量乘以该系数值。由此，根据各UE的所需无线资源的量求出该UE的所需裕度。
在图7B中，作为裕度信息的例子，示出了与切片(SLA)建立了对应的、这样的系数值(乘法值)的例子。在图7A所示例的UE信息中，包含使用图7B所示例的系数值根据所需无线资源的量而求出的各UE的所需裕度。例如，对使用切片3(SLA#3)的UE#5的所需无线资源(700PRB)乘以与SLA#3对应的系数0.5，求出所需裕度(350PRB)。对于通信数据量以及所需无线资源为0的UE，使用上述的系数值求出的所需裕度为0。但是，也可以如图7A的例子中的UE#6那样，对所需无线资源为0的UE赋予与通信质量(S/N)相应的所需裕度，以使所需裕度不为0。
UE的所需裕度也可以代替上述的方法或者与上述的方法组合而通过以下的方法来求出。例如，UE的所需裕度也可以基于针对该UE所使用的切片规定的优先级来求出。例如，对于提供如关键业务的服务那样优先级较高的服务的切片，设定较高的优先级，对于提供如尽力而为(Best Effort)的服务那样优先级较低的服务的切片，设定较低的优先级。也可以根据这样的优先级，在UE使用优先级较高的切片的情况下，增大该UE的所需裕度，在UE使用优先级较低的切片的情况下，减小该UE的所需裕度。
另外，UE的所需裕度也可以基于对该UE所使用的切片规定的容许延迟来求出。例如，根据这样的容许延迟，在UE使用提供如下载服务那样容许延迟较大的服务的切片的情况下，也可以减小该UE的所需裕度。另一方面，在UE使用提供如在线对战游戏那样容许延迟较小的服务的切片的情况下，也可以增大该UE的所需裕度。
这样，通过根据切片所提供的服务来改变UE的所需裕度，能够在产生了无线资源的不足的情况下减小由服务质量的降低造成的影响。
另外，UE的所需裕度也可以基于针对提供对UE进行调度的调度器21的运营商规定的优先级来求出。在图9中示出了由多个运营商(运营商A以及运营商B)共有RU，并对该RU分别连接了不同的运营商所提供的多个DU的基站系统的结构例。在采用了这样的结构的情况下，也可以针对每个运营商的DU(调度器)预先规定优先级。在该情况下，也可以根据对每个运营商规定的优先级，针对成为优先级较高的运营商所提供的DU(调度器)所进行的调度的对象的UE，增大所需裕度。另外，针对成为优先级较低的运营商所提供的DU(调度器)所进行的调度的对象的UE，也可以减小所需裕度。
资源控制部42在如上述那样求出每个调度器(DU)的所需裕度之后，基于多个调度器21的所需裕度的比率，进行剩余的无线资源的分派。根据图7A的例子，针对DU#1，基于DU#1的所需裕度(26+20+100+17＝163[PRB])与DU#2的所需裕度(350+500+200＝1050[PRB])的比率，进行剩余的无线资源的分派。例如，如图8A的例子那样，在将1TTI中的可分配的无线资源的总量设为100PRB，对DU#1分配13PRB的无线资源，对DU#2分配11PRB的无线资源的情况下，剩余的无线资源为76PRB。在该情况下，若基于上述比率来分派剩余的无线资源(76PRB)，则如图8A所示那样，对DU#1决定10PRB的裕度，对DU#2决定66PRB的裕度。
根据本实施方式，作为针对多个调度器21的无线资源的裕度，能够决定适当的量的裕度，以使得不会产生由于无法确保无线资源而无法将服务自身提供给UE的状况。
[第三实施方式]
在第三实施方式中，对在将预定期间T内的剩余的无线资源作为裕度分配(分派)给各调度器时在调度器之间进行重复的裕度的分配的例子进行说明。以下，对于与第一实施方式以及第二实施方式共通的部分省略说明。
在本实施方式中，资源控制部42在S53(图5)中，以分配给多个调度器21的裕度的总量超过剩余的无线资源的量的方式，将该剩余的无线资源的一部分决定为在调度器之间重复分配的重复裕度。在该情况下，根据各调度器21(各DU)的裕度的使用状况，在相同的无线资源中多个调度器的使用产生竞争，有可能产生小区内的信号干扰或者无线资源的分配失败。但是，能够降低在某个调度器中无线资源不足、另一方面在其他调度器中产生无线资源剩余这样的状况(即，裕度的分割损失)的可能性。
<重复裕度的决定>
在本实施方式中，信息获取部41将实绩信息积蓄在信息存储部44中，该实绩信息表示针对与重复裕度对应的无线资源而在调度器之间重复地进行了调度的过去的实绩。资源控制部42根据积蓄在信息存储部44中的实绩信息来决定重复裕度。在图8B中，示出了在DU#1的调度器与DU#2的调度器之间，将剩余的无线资源中的一部分决定为重复裕度的例子。DU#1的调度器和DU#2的调度器均在仅凭所分配的无线资源而产生不足的情况下，能够将该重复裕度的无线资源用于调度。
为了实现这样的重复裕度的决定，信息获取部41从多个调度器21中的每个调度器中获取调度的结果，并基于该多个调度器所进行的调度的结果，将实绩信息积蓄在信息存储部44中。
资源控制部42根据由信息存储部44所积蓄的实绩信息所示的、过去在调度器之间重复地进行了调度的无线资源的量，对以后分配的重复裕度的量进行控制。
另外，资源控制部42也可以按多个调度器21中的调度器的每个组合，来决定调度器之间的重复裕度。例如，在多个调度器包含第一调度器、第二调度器以及第三调度器(DU#1、DU#2以及DU#3)的情况下，资源控制部42也可以以相对于第一调度器以及第二调度器(DU#1以及DU#2)的组合的重复裕度的量比相对于第一调度器以及第三调度器(DU#1以及DU#3)的组合的重复裕度的量多的方式决定重复裕度。
在这样的重复裕度的决定中，根据对由RU30形成的小区内的UE所使用的、与各调度器对应的切片规定的优先级，对调度器的每个组合的重复裕度的量进行控制。
<重复裕度的使用规则的设定>
在本实施方式中，RAN控制器40的规则设定部45针对如上述那样决定的重复裕度，对RU30设定由资源控制部42分配的重复裕度的使用规则。规则设定部45设定用于使作为重复裕度而分配的无线资源在调度器之间不被同时使用的规则。由此，降低在相同的无线资源中多个调度器的使用产生竞争而产生小区内的信号干扰或无线资源的分配失败的可能性。
在图8B中示出了这样的重复裕度的使用规则的例子。在本例中，以如下方式对使用规则进行了规定：使DU#1以及DU#2的调度器首先使用分别分配的、重复裕度以外的裕度的无线资源，并在该裕度的无线资源用尽的情况下使用重复裕度。
另外，规则设定部45也可以根据对小区内的UE所使用的、与各调度器对应的切片规定的优先级来设定使用规则。具体而言，规则设定部45也可以以如下方式设定使用规则：使与优先级较高的切片对应的调度器所进行的与重复裕度对应的无线资源的分配比与优先级较低的切片对应的调度器所进行的与重复裕度对应的无线资源的分配优先地进行。
在该情况下，规则设定部45对RU30通知对与多个调度器21分别对应的切片规定的优先级。RU30在针对与重复裕度对应的无线资源而在两个以上的调度器之间重复地进行了调度的情况下，根据所通知的优先级来决定在该两个以上的调度器中优先由哪个调度器进行无线资源的分配。
如以上说明的那样，通过将在调度器之间重复的裕度分配给多个调度器，能够降低在某个调度器中无线资源不足、另一方面在其他调度器中产生无线资源剩余这样的状况的可能性。
上述的第一实施方式至第三实施方式能够进行各种变更。例如，也可以以在各DU20中进行图5的S51～S54的处理中的S51以及S52的处理的方式构成基站系统。具体而言，各DU20也可以基于各UE的通信数据量以及通信质量来确定该DU的调度器21所需的无线资源的量，并将确定结果通知给RAN控制器40。在该情况下，RAN控制器40能够从各DU20接受通知，并与上述实施方式同样地进行S53以及S54的处理。
另外，也可以以除了S51以及S52的处理之外还在各DU20中进行S53的处理的至少一部分的方式构成基站系统。具体而言，各DU20也可以获取每个UE的所需裕度，并将获取结果通知给RAN控制器40。在该情况下，RAN控制器40能够接受来自各DU20的通知，求出每个调度器(DU)的所需裕度，决定最终分配给各DU的裕度，并且与上述实施方式同样地进行S54的处理。另外，各DU20也可以不仅求出每个UE的所需裕度，还求出每个DU的所需裕度，并将其通知给RAN控制器40。在该情况下，RAN控制器40能够接受来自各DU20的通知，决定最终分配给各DU的裕度，并且与上述实施方式同样地进行S54的处理。
[第四实施方式]
以下，对本发明的第四实施方式至第七实施方式进一步进行说明。
在如上述那样应用了网络切片的基站系统中，在对各切片(各调度器)分配用于每个切片的调度的无线资源时，能够要求提高各切片的SLA(服务等级协议)的满意度(提高各切片所提供的服务质量)。例如，在非专利文献2、B.Khodapanah,A.Awada,I.Viering,D.Oehmann,Meryem Simsek,and G.P.Fettweis,"Fulfillment of Service LevelAgreements via Slice-Aware Radio Resource Management in 5GNetworks,"2018IEEE87th Vehicular Technology Conference(VTC Spring),pp.1-6,Jun.2018.中，提出了在应用了网络切片的情况下为了提高各切片的SLA的满意度而将调度用的无线资源分配给各切片的技术。
但是，在上述的现有技术中，无法在确保隔离的同时为了提高SLA的满意度而将调度用的无线资源分派(分配)给各切片。例如，在非专利文献2中，为了统一地提高多个切片的SLA的满意度，对存在无线环境较差的无线终端的切片过度分配无线资源，从而有可能产生应对其他切片分配的无线资源不足的状况。在该情况下，无法确保切片之间的隔离。
另外，在对DU以及CU进行了功能分割的基站系统应用了网络切片的情况下，与各自不同的切片对应的多个调度器有可能配置于各自不同的场所(站点)。但是，上述的现有技术没有设想多个调度器分别配置于不同的场所的情况，在这样的情况下无法应用。
因此，在本实施方式中，提供如下技术：在应用了网络切片的基站系统中，以在确保切片之间的隔离的同时提高各切片所提供的服务质量的方式，对各切片进行无线资源的分派。以下，对本实施方式所涉及的基站系统的结构和动作、以及该基站系统的控制进行具体说明。在本实施方式中，基站系统具有与第一实施方式至第三实施方式的基站系统的结构(图1以及图2)相同的结构。
<装置结构>
在本实施方式中，RAN控制器40与第一实施方式至第三实施方式同样地，作为一个例子，具有图3所示那样的硬件结构。在本实施方式中，RAN控制器40作为对多个切片分别分配用于每个切片的调度的无线资源的控制装置的一个例子而发挥功能。
需要说明的是，与第一实施方式至第三实施方式同样地，RAN控制器40可以具备执行后述的各功能的专用的硬件，也可以通过硬件来执行一部分功能，并通过使程序动作的计算机来执行其他部分功能。另外，也可以通过计算机和程序来执行全部功能。
另外，CU10、DU20以及RU30也可以具有图3所示那样的硬件结构。但是，RU30作为通信设备105除了具备用于与各DU20进行通信的通信接口之外，还具备用于与无线终端进行无线通信的无线通信接口。
图10是表示本实施方式的RAN控制器40的功能结构例的框图。本实施方式的RAN控制器40具有临时分配决定部51、第一分配处理部52、第二分配处理部53以及分配通知部54。在本实施方式中，通过由CPU101执行控制程序，在CPU101上实现上述功能部，但也可以设置实现各功能部的专用的硬件。需要说明的是，在图10中，仅示出了RAN控制器40所具有的功能中的、与针对各调度器21的无线资源的分配(针对多个切片的每个切片的、用于每个切片的调度的无线资源的分配)相关联的功能部，省略了与除此以外的功能相关联的功能部。
临时分配决定部51为了关于在各切片中用于调度的无线资源而实现切片之间的隔离，针对多个切片的每个切片进行无线资源的临时分配。具体而言，临时分配决定部51按照预先规定的分派率，来决定针对多个切片的每个切片的无线资源的临时分配(临时分配量)Rtmp。临时分配决定部51将所决定的临时分配Rtmp输出到第一分配处理部52。
第一分配处理部52进行以临时分配Rtmp为上限而对多个切片进行无线资源的分配的第一分配处理。第一分配处理部52将针对多个切片决定的无线资源的分配Riso输出到第二分配处理部53。
第二分配处理部53进行将第一分配处理部52所进行的分配中可使用的全部无线资源中的、未被第一分配处理部52分配的剩余的无线资源分派(再分派)给一个以上的切片的第二分配处理。第二分配处理部53输出针对多个切片决定的无线资源的分配R作为最终分配。
分配通知部54基于由第二分配处理部53决定的分配R，对与各切片对应的调度器21(21a、21b、21c)发送对能够用于调度的无线资源的分配进行表示的通知。由此，完成针对多个切片的无线资源的分配。
<针对各切片的无线资源的分配时机>
在本实施方式中，RAN控制器40每隔预定的时间间隔进行针对各调度器21(各切片)的无线资源的分配(分派)。图11是表示针对各调度器的无线资源的分配时机的例子的图。
在此，在本实施方式这样的基站系统的架构中，调度器能够配置于不同的场所(站点)。在图2的结构例中，调度器21c配置于与调度器21a、调度器21b不同的场所。在与不同的切片对应的多个调度器配置于不同的场所的情况下，一般而言，难以按作为调度的最小时间单位的每个TTI(发送时间间隔)，对针对各调度器(各切片)的无线资源的分配进行更新。
因此，如图11所示，RAN控制器40每隔比TTI长的(例如，100TTI的)时间间隔ΔT，进行针对各调度器的无线资源的分配(分配的更新)。此时，RAN控制器40基于在过去的一个以上的预定期间(时间间隔ΔT)中得到的输入参数，进行下一预定期间(时间间隔ΔT)中的针对多个切片的无线资源的分配(分派)。需要说明的是，输入参数的一个例子是与由各切片的SLA(服务等级协议)规定的吞吐量对应的目标值(目标吞吐量)、以及使用各切片的每个无线终端的SINR(信号与干扰加噪声比)。另外，各切片中的平均通信量需求也是输入参数的一个例子。
<第一分配处理>
如上所述，在应用了网络切片的情况下的无线资源的调度中，需要实现使切片互不影响的、切片之间的隔离。具体而言，调度器21a、调度器21b、调度器21c需要使用互不相同的无线资源，进行针对使用所对应的切片的无线终端的调度。本实施方式的RAN控制器40通过临时分配决定部51以及第一分配处理部52以确保这样的隔离的方式进行针对各调度器21(各切片)的无线资源的分配。以下，将由RAN控制器40对多个CU10以及多个DU20设定的切片的数量设为L。
临时分配决定部51按照预先规定的分派率，来决定针对多个(L个)切片中的每个切片的无线资源的临时分配量Rtmp。Rtmp表示如下。
Rtmp＝[rtmp，1 rtmp，2 ... rtmp，L]
rtmp,s表示以第一分配处理部52所进行的分配中可使用的无线资源的总量为基准的、针对切片s(s＝1，2，……，L)的无线资源的分派率。针对各切片的分派率，例如被预先规定为相对于多个切片的每个切片的、在SLA中规定的目标吞吐量(后述的预测吞吐量的目标值)Ttgt,s的比。在该情况下，对切片规定的目标吞吐量越高，则对该切片规定越大的分派率，目标吞吐量越低，则对该切片规定越小的分派率。
在本实施方式中，临时分配决定部51以将第一分配处理部52所进行的分配中可使用的无线资源的总量按照预先规定的分派率分派给各切片的方式决定各切片的临时分配量Rtmp。
第一分配处理部52通过以临时分配Rtmp为上限而对多个(L个)切片中的每个切片进行无线资源的分配来决定无线资源的分配Riso。Riso表示如下。
Riso＝[riso，1 riso，2 ... riso，L]
riso,s表示以第一分配处理部52所进行的分配中可使用的无线资源的总量为基准的、针对切片s(s＝1，2，……，L)的、第一分配处理中的无线资源的分派率。
具体而言，第一分配处理部52针对每个切片，一边使分配给该切片的无线资源的量riso,s从0逐渐增加，一边求出预测通信容量(预测吞吐量)。针对每个切片，基于分配给该切片的无线资源的量和关于该切片的通信质量来求出预测吞吐量。切片s(s＝1，2，……，L)的预测吞吐量Ts如下求出。
首先，作为针对使用切片s的用户中的用户i的无线资源的分派ri iso,s，若使用轮询调度算法，则通过下式表示。
在此，Ns表示切片s内的用户数。预测吞吐量Ts基于香农定理通过下式求出。
在此，n表示第一分配处理部52所进行的分配中可使用的物理资源块(PRB)的总数，B表示每1PRB(单位无线资源)的频带宽度[Hz]，γi s表示切片s内的用户i的SINR。需要说明的是，在上式中使用的香农定理是求出通信路径极限的定理，因此实际上使用图12所示那样的表而求出每单位频率的比特率。
这样，本实施方式的第一分配处理部52利用使用该切片的每个无线终端的SINRγi s作为关于切片s的通信质量而求出预测吞吐量Ts。
第一分配处理部52使分配给各切片s(s＝1，2，……，L)的无线资源的量riso,s从0开始增加，判定如上述那样求出的预测吞吐量Ts是否满足对该切片规定的目标值(目标吞吐量Ttgt,s)(Ts≥Ttgt,s)。
在增加分配给切片s的无线资源的量的期间内，若预测吞吐量Ts达到目标吞吐量Ttgt,s，则第一分配处理部52停止对该切片的无线资源的分配。另外，第一分配处理部52在预测吞吐量Ts未达到目标吞吐量Ttgt,s而分配给切片s的无线资源的量riso,s达到作为上限的临时分配量rtmp,s的情况下，也停止对该切片的无线资源的分配。
图13A是表示第一分配处理部52所进行的无线资源的分配结果的例子的图。需要说明的是，以切片数L＝4的情况为例而示出。在图13A的例子中，关于切片1以及切片3，在分配给各切片的无线资源的riso,s达到上限之前，预测吞吐量Ts达到了目标吞吐量Ttgt,s(即，满足SLA)。在该情况下，直到作为上限的临时分配量rtmp,s为止不进行无线资源的分配，产生剩余的无线资源(rtmp,s－riso,s)。该剩余的无线资源用于第二分配处理部53所进行的第二分配处理，从而为了提高关于其他切片的SLA的满意度而对其他切片分派(再分派)。
另一方面，在图13A的例子中，关于切片2以及切片4，预测吞吐量Ts未达到目标吞吐量Ttgt,s，分配给各切片的无线资源的riso,s达到了作为上限的临时分配量rtmp,s(即，riso,s＝rtmp,s)。在该情况下，对于在不满足目标吞吐量的情况下达到了分配的上限的切片2以及切片4，通过第二分配处理部53所进行的第二分配处理进一步分配针对切片1以及切片3的剩余的无线资源。
这样，第一分配处理部52按每个切片，以临时分配量rtmp,s为上限对该切片分配无线资源，直到基于分配给该切片的无线资源的量和关于该切片的通信质量(SINR)而求出的预测通信容量(预测吞吐量Ts)满足对该切片规定的目标值(目标吞吐量Ttgt,s)为止。由此，第一分配处理部52决定基于临时分配Rtmp的无线资源的分配Riso，并将其输出到第二分配处理部53。
<第二分配处理>
第二分配处理部53进行如下第二分配处理：为了满足SLA，将第一分配处理部52所进行的分配中可使用的全部无线资源中的、未被第一分配处理部52分配的剩余的无线资源分派(再分派)给无线资源不足的一个以上的切片。
在本实施方式中，第二分配处理部53对多个(L个)切片中的、未满足目标值(目标吞吐量Ttgt,s)而由第一分配处理部52分配的无线资源的量达到了作为上限的临时分配量rtmp,s的一个以上的切片(在图13A以及图13B的例子中为切片2以及切片4)，分派未对满足目标值的切片(在图13A以及图13B的例子中为切片1以及切片3)分配的剩余的无线资源。
具体而言，第二分配处理部53首先如下式所示那样将未被第一分配处理部52分配的无线资源追加到资源池P中。
需要说明的是，在第一分配处理部52所进行的第一分配处理中，对于分配给各切片的无线资源riso,s达到了临时分配量rtmp,s的切片(在图13A以及图13B的例子中为切片1以及切片3)，由于riso,s＝rtmp,s，因此添加到资源池P的无线资源的量为0。
在此，通过下式，对用于对资源池P所包含的无线资源进行再分派的、针对多个(L个)切片中的每个切片的无线资源的分派率R’进行定义。
R′＝[r′1 r′2 ... r′L]
r's表示以第一分配处理部52所进行的分配中可使用的无线资源的总量为基准的、针对切片s(s＝1，2，……，L)的、第二分配处理中的无线资源的分派率。
第二分配处理部53针对在第一分配处理中未满足目标吞吐量Ttgt,s的一个以上的切片，以使得相对于目标吞吐量Ttgt,s的预测吞吐量的满意度(即，SLA的满意度)最大化的方式，对该一个以上的切片分配剩余的无线资源(资源池P所包含的无线资源)。
具体而言，第二分配处理部53通过对最优化问题进行求解，如下式那样求出使评价函数Φ(R’)最小化的R’。
其中，将以下作为条件。
上述的评价函数Φ(R’)使用与切片s(s＝1，2，……，L)对应的成本函数Φs(R’)，通过下式进行定义。
在此，ws表示对切片s(s＝1，2，……，L)应用的权重，Φs(R’)表示由下式定义的、与各切片对应的成本函数。
预测吞吐量As(R’)相对于针对对应的切片s的目标吞吐量Ttgt,s的比例越接近预定值(例如，1)，该成本函数的输出值越小。
在上述的评价函数Φ(R’)中对与各切片对应的成本函数Φs(R’)应用的权重ws例如根据在SLA中规定的目标吞吐量Ttgt,s来进行规定。评价函数Φ(R’)被定义为根据权重ws进行加权后的成本函数Φs(R’)的总和。通过根据这样的权重ws对成本函数Φs(R’)的加权，在第二分配处理的无线资源分配中，从SLA的满意度的观点出发，能够在切片之间确保公平性。
对上述评价函数Φ(R’)所包含的成本函数Φs(R’)进行定义的、切片s的预测吞吐量通过下式求出。
该预测吞吐量As(R’)与在第一分配处理中求出的预测吞吐量Ts同样地，使用图12所示那样的表来求出。如下式所示，上式中的rs表示针对切片s的最终的资源分配。
在此，在第一分配处理的完成阶段，对于切片s，在满足在SLA中规定的目标吞吐量Ttgt,s的情况下(Ts≥Ttgt,s)，即，在满足SLA的情况下，对切片s最终分配的无线资源的量rs为在第一分配处理中分配的量riso,s(rs＝riso,s)。另一方面，在第一分配处理的完成阶段，对于切片s，在不满足在SLA中规定的目标吞吐量Ttgt,s的情况下(Ts<Ttgt,s)，即，在不满足SLA的情况下，rs为通过将在第二分配处理中分配的量r's与在第一分配处理中分配的量rtmp,s相加而得到的量(rs＝rtmp,s+r's)。
第二分配处理部53以使得上述评价函数Φ(R’)的输出值最小化的方式，将资源池P所包含的无线资源再分派给在第一分配处理中未满足目标吞吐量Ttgt,s的一个以上的切片。即，第二分配处理部53以使得评价函数Φ(R’)的输出值最小化的方式来决定R’。由此，决定针对各切片s(s＝1，2，……，L)的最终的资源分配rs。
第二分配处理部53将由下式表示的、针对多个(L个)切片的无线资源的分配R决定为最终的分配，并输出到分配通知部54。
R＝[r1 r2 ... rL]
图13B是表示第二分配处理部53所进行的无线资源的分配结果的例子的图。在图13B的示例中，图13A所示的、针对切片1以及切片3的剩余的无线资源通过上述的第二分配处理被再分派给切片2以及切片4。即，将通过第一分配处理而满足了SLA的针对切片1以及切片3的剩余的无线资源再分派给该切片2以及切片4，以提高针对剩余的切片2以及切片4的SLA的满意度。
如以上说明的那样，本实施方式的RAN控制器40按照预先规定的分派率，针对多个切片中的每个切片决定无线资源的临时分配量。RAN控制器40按每个切片，以临时分配量为上限将无线资源分配给该切片，直到针对该切片求出的预测通信容量满足针对该切片规定的目标值为止。进一步地，RAN控制器40对在不满足目标值的情况下所分配的无线资源的量达到了上限的一个以上的切片，分派未对满足了目标值的切片分配的剩余的无线资源。
根据本实施方式，RAN控制器40在第一分配处理中，以按每个切片决定的临时分配量为上限，对各切片分配无线资源。由此，在增加分配给各切片的无线资源时，在临时分配量的范围内，在切片之间进行独立的无线资源的分配，直到满足SLA为止(直到满足目标吞吐量Ts为止)。RAN控制器40对满足了SLA的切片停止无线资源的分配，对不满足SLA的切片在第二分配处理中进一步分配该剩余的无线资源。这样，能够在确保切片之间的隔离的同时，通过第二分配处理对各切片进行无线资源的分派以提高由各切片所提供的服务质量(即，提高SLA的满意度)。
[第五实施方式]
在第五实施方式中，作为第二分配处理部53所进行的第二分配处理，对基于对多个切片预先设定的优先级进行剩余的无线资源的分配(再分派)的例子进行说明。以下，对与第四实施方式不同的部分进行说明。
在本实施方式中，第二分配处理部53所进行的第二分配处理与第四实施方式不同。第二分配处理部53从在第一分配处理中未满足目标吞吐量(预测通信容量的目标值)的一个以上的切片中的、预先设定的优先级较高的切片起依次对各切片从剩余的无线资源分配无线资源。此时，第二分配处理部53求出各切片(切片s)的预测吞吐量As(R’)，从剩余的无线资源(资源池P)分配无线资源，直到该预测吞吐量满足目标吞吐量Ttgt,s为止。
更具体而言，第二分配处理部53按照作为对象的切片中的优先级从高到低的顺序，对作为对象的各切片进行来自该剩余的无线资源的无线资源分配，直到剩余的无线资源耗尽为止。例如，在图13A的例子中，与第四实施方式同样地，以切片2以及切片4为对象，进行第二分配处理。在此，在切片2的预先设定的优先级比切片4高的情况下，在完成针对切片2的剩余无线资源的分配之后，对切片4进行剩余的无线资源的分配。这样的无线资源的分配(再分派)进行到剩余的无线资源耗尽为止。
这样，根据基于优先级的第二分配处理，除了第四实施方式的效果之外，还能够在进一步提高优先级较高的切片满足SLA的可能性的同时，对各切片进行无线资源的分派。
关于对上述各切片预先设定的优先级，如以下说明的那样，能够进行各种设定。
·基于SINR(通信质量)的优先级设定
第二分配处理部53可以以如下方式设定针对该多个切片的优先级：针对多个切片中的每个切片的通信质量越高，则优先级越高。在该情况下，例如，将上一个预定期间(时间间隔ΔT)中的平均SINR(即，针对对象切片内的全部用户的全部PRB的SINR的平均值)用作优先级的设定用的通信质量。通过基于这样的优先级设定来进行第二分配处理，能够进一步提高频率利用效率。
·基于容许延迟的优先级设定
第二分配处理部53可以以如下方式设定针对该多个切片的优先级：针对多个切片中的每个切片的容许延迟越小，则优先级越高。通过基于这样的优先级设置来进行第二分配处理，例如，能够进一步缩短与URLLC对应的切片这样的容许延迟较小的切片所需的队列。
·基于PF(Proportional Fairness：比例公平)方式的优先级设定
第二分配处理部53可以使用PF方式来设定针对多个切片的优先级。在该情况下，第二分配处理部53以如下方式设定针对多个切片的优先级：针对多个切片中的每个切片的、相对于过去的多个预定期间(ΔT)内的每单位无线资源(1PRB)的预测吞吐量(预测通信容量)的平均值的、上一个预定期间(ΔT)内的每单位无线资源的预测吞吐量的比率越大，则优先级越高。
通过基于这样的优先级设定来进行第二分配处理，能够考虑到通信质量和切片之间的公平性，在第二分配处理中进行剩余的无线资源的分配。其结果是，对于存在SINR较低的无线终端的切片，也能够给予剩余的无线资源的分配机会。
·基于SLA的达成率的优先级设定
第二分配处理部53可以以如下方式设定针对多个切片的优先级：相对于目标吞吐量(预测通信容量的目标值)的、第一分配处理部52的分配结束时的预测吞吐量的比率(即，SLA的达成度)越小，则优先级越高。通过基于这样的优先级设定来进行第二分配处理，从SLA的达成度的观点出发，关于剩余的无线资源的分配，能够在切片之间提高公平性。
[第六实施方式]
在第六实施方式中，作为第二分配处理部53所进行的第二分配处理，对根据对多个切片分别规定的权重来进行剩余的无线资源的分配(再分派)的例子进行说明。以下，对与第四实施方式以及第五实施方式不同的部分进行说明。
在本实施方式中，第二分配处理部53所进行的第二分配处理与第四实施方式以及第五实施方式不同。第二分配处理部53预先设定针对多个切片的权重作为参数，并根据各切片的权重的比率，在第二分配处理中从剩余的无线资源(资源池)中分配无线资源。具体而言，第二分配处理部53根据对在第一分配处理中未满足目标吞吐量(预测通信容量的目标值)的一个以上的切片分别规定的权重，对该一个以上的切片分配剩余的无线资源。
这样，根据基于权重的第二分配处理，对于在第一分配处理中未满足目标吞吐量的一个以上的切片，能够根据权重无遗漏地分派剩余的无线资源。由此，与第五实施方式不同，能够避免产生在由于对优先级较高的切片进行分配而使资源池P内的无线资源耗尽的情况下无法对优先级较低的切片分配剩余的无线资源的状况。
关于对上述的各切片预先设定的权重，如以下说明的那样，能够进行各种设定。
·基于PF方式的权重设定
第二分配处理部53可以使用PF方式来设定针对多个切片的权重。在该情况下，第二分配处理部53针对多个切片中的每个切片，将相对于过去的多个预定期间(ΔT)内的每单位无线资源(1PRB)的预测吞吐量(预测通信容量)的平均值的、上一个预定期间(ΔT)内的每单位无线资源的预测吞吐量的比率设定为针对该切片的权重。
通过基于这样的权重设定来进行第二分配处理，能够考虑到通信质量和切片之间的公平性，在第二分配处理中进行剩余的无线资源的分配(分派)。其结果是，对于存在SINR较低的无线终端的切片，也能够给予剩余的无线资源的分配机会。
·基于SLA的达成率的权重设定
第二分配处理部53针对多个切片中的每个切片，将相对于目标吞吐量(预测通信容量的目标值)的、第一分配处理部52的分配结束时的预测吞吐量的比率(即，SLA的达成度)的倒数设定为针对该切片的权重。
通过基于这样的权重设定来进行第二分配处理，从SLA的达成度的观点出发，关于剩余的无线资源的分配，能够在切片之间提高公平性。
[第七实施方式]
在第七实施方式中，作为第二分配处理部53所进行的第二分配处理，对重复进行在第一分配处理中进行的无线资源的临时分配以及基于临时分配的无线资源的分配直到剩余的无线资源耗尽为止的例子进行说明。以下，对与第四实施方式至第六实施方式不同的部分进行说明。
在本实施方式中，第二分配处理部53基于由临时分配决定部51决定的临时分配Rtmp，对于在第一分配处理中未满足目标吞吐量的一个以上的切片重复进行资源池P所包含的无线资源的分配。
具体而言，第二分配处理部53首先对该一个以上的切片中的每个切片按照预先规定的分派率(Rtmp)进行剩余的无线资源(资源池P)的临时分配。进一步地，第二分配处理部53针对各切片，以进行了该临时分配的无线资源的量为上限对该切片分配无线资源，直到预测吞吐量满足目标吞吐量为止。当与第一分配处理同样的、以临时分配量为上限的分配完成时，第二分配处理部53以该时间点下的剩余资源再次构成资源池P。第二分配处理部53重复进行上述的临时分配和资源池P所包含的无线资源的分配，直到剩余的无线资源耗尽为止。
根据本实施方式，通过基于临时分配Rtmp重复进行资源池P所包含的无线资源的分派，直到剩余的无线资源耗尽为止，能够在切片之间提高无线资源的分派的公平性。
上述的第一实施方式至第七实施方式所涉及的控制装置能够通过用于使计算机作为控制装置而发挥功能的计算机程序来实现。该计算机程序能够存储在计算机可读存储介质中进行发布，或者能够经由网络进行发布。
本发明不限于上述的实施方式，可以在本发明的主旨的范围内进行各种变形、变更。
本申请以在2019年7月29日提交的日本专利申请特愿2019-138893以及2019年7月29日提交的日本专利申请特愿2019-138894为基础而主张优先权，将其记载内容全部援引于此。

Claims (15)

1.一种控制装置，所述控制装置对由调度器使用的无线资源进行控制，所述调度器进行用于对无线终端分配无线资源的调度，其特征在于，
所述控制装置具备：
确定单元，其针对每个单独的分布单元中包括的多个调度器中的每个调度器，基于由一个无线单元形成的同一小区内的无线终端所进行的无线通信的数据量以及通信质量，来确定在预定期间内各调度器所需的无线资源的量，其中，所述多个调度器中的每个调度器对应于一个以上的切片，与所述一个无线单元连接，并构成为在由所述一个无线单元形成的所述同一小区内对使用所对应的切片的无线终端进行无线资源的调度；以及
分配单元，其针对所述多个调度器中的每个调度器分配由所述确定单元确定的量的无线资源和能够用于所述调度的无线资源的裕度。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
所述确定单元基于所述小区内的各无线终端所进行的无线通信的数据量以及通信质量，针对每个无线终端，求出在所述预定期间内所需的无线资源的量，
所述确定单元按每个调度器求出使用所对应的切片的一个以上的无线终端所需的无线资源的合计量，作为在所述预定期间内该调度器所需的无线资源的量。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，
由所述分配单元对所述多个调度器中的每个调度器分配的无线资源被各调度器用于对使用所对应的切片的无线终端进行的所述调度。
4.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，
所述多个调度器中的每个调度器所进行的所述调度使用对分配的所述无线资源加上分配的所述裕度而得到的范围内的无线资源来进行。
5.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还具备决定单元，所述决定单元决定由所述分配单元对所述多个调度器中的每个调度器分配的所述裕度，
所述决定单元将所述预定期间内的、从能够由所述分配单元分配的无线资源的总量中减去由所述确定单元确定的、各调度器所需的无线资源的量而得到的量的剩余的无线资源作为所述裕度分派给所述多个调度器。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，
所述决定单元基于所述小区内的无线终端分别使用的切片和按每个切片预先规定的裕度信息来进行所述剩余的无线资源的分派。
7.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，
所述决定单元基于所述小区内的无线终端分别使用的切片和按每个切片预先规定的裕度信息，求出针对所述多个调度器中的每个调度器的所需裕度，并根据求出的所述所需裕度进行所述剩余的无线资源的分派。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，
所述决定单元基于所述多个调度器的所述所需裕度的比率来进行所述剩余的无线资源的分派。
9.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，
所述所需裕度通过针对在所述小区内使用所对应的切片的一个以上的无线终端的所需裕度的总和而求出。
10.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，
所述裕度信息表示用于供无线终端使用所对应的切片的每个无线终端的所需裕度。
11.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，
所述裕度信息表示在用于供无线终端使用所对应的切片的每个无线终端的所需裕度的计算中使用的系数值、即与所述预定期间内的每个无线终端的所需无线资源的量相乘的系数值。
12.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，
每个无线终端的所述所需裕度基于对该无线终端所使用的切片规定的优先级来求出。
13.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，
每个无线终端的所述所需裕度基于对该无线终端所使用的切片规定的容许延迟而求出。
14.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，
每个无线终端的所述所需裕度基于对运营商规定的优先级而求出，所述运营商提供对该无线终端进行所述调度的调度器。
15.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，
所述决定单元将所述剩余的无线资源的一部分决定为在调度器之间重复分配的重复裕度，以使得分配给所述多个调度器的所述裕度的总量超过所述剩余的无线资源的量。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022127521A (ja) * 2021-02-19 2022-08-31 富士通株式会社 通信制御装置及び通信制御方法
CN113115369B (zh) * 2021-03-18 2022-07-29 中国联合网络通信集团有限公司 一种网络切片的资源分配方法及装置
US20220386302A1 (en) * 2021-05-28 2022-12-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Hierarchical scheduling for radio access network
JP7098796B1 (ja) 2021-06-23 2022-07-11 株式会社インターネットイニシアティブ 通信制御方法および通信制御装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10264461B2 (en) * 2016-04-27 2019-04-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Radio resource slicing in a radio access network

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2512900A (en) * 2013-04-10 2014-10-15 Nec Corp Communication system
WO2016088689A1 (ja) * 2014-12-05 2016-06-09 和光純薬工業株式会社 Ｔｉｍタンパク質結合担体、当該担体を用いた細胞外膜小胞及びウイルスの取得方法、除去方法、検出方法並びに当該担体を含むキット
US10313887B2 (en) 2015-06-01 2019-06-04 Huawei Technologies Co., Ltd. System and method for provision and distribution of spectrum resources
US10862818B2 (en) * 2015-09-23 2020-12-08 Huawei Technologies Co., Ltd. Systems and methods for distributing network resources to network service providers
EP3437354B1 (en) 2016-03-31 2022-03-23 NEC Corporation Sdn-based methods and apparatuses for providing tdd radio access network services
EP3461087B1 (en) * 2016-06-16 2020-10-21 Huawei Technologies Co., Ltd. Network-slice resource management method and apparatus
EP3327990B1 (en) * 2016-11-28 2019-08-14 Deutsche Telekom AG Radio communication network with multi threshold based sla monitoring for radio resource management
CN106954267B (zh) * 2017-04-14 2019-11-22 北京邮电大学 一种基于无线网络切片的资源管理方法
CN109842910A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 中国移动通信有限公司研究院 一种网络切片的处理方法及接入网网元
JP7143740B2 (ja) 2018-02-07 2022-09-29 オムロン株式会社 画像検査装置および照明装置
GB2574247A (en) * 2018-05-31 2019-12-04 Nec Corp Communication system
JP6470467B1 (ja) 2018-11-30 2019-02-13 株式会社東芝 除染実施方法
CN109600262B (zh) * 2018-12-17 2021-08-10 东南大学 Urllc传输网络切片中资源自配置和自优化方法及装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10264461B2 (en) * 2016-04-27 2019-04-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Radio resource slicing in a radio access network

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