JP2011029768A

JP2011029768A - 無線リソース割当装置、無線リソース割当方法及びコンピュータプログラム

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Publication number: JP2011029768A
Application number: JP2009171299A
Authority: JP
Inventors: Takeo Ozeki; 武雄大関; Toshihiko Komine; 敏彦小峯; Satoshi Konishi; 聡小西
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-22
Also published as: JP5302807B2

Abstract

【課題】ＯＦＤＭＡ方式の下りリンクの無線フレームにおいて、各々異なる制約を有する複数の無線リソース割り当て方法のうちからいずれかの方法を用いて端末局に対する無線リソースの割り当てを行う際に、無線リソース利用効率の向上を図る。
【解決手段】各々異なる制約を有する複数の無線リソース割り当て方法のうちからいずれかの方法を用いて端末局に対する無線リソースの割り当てを行うＲＢ割当部１５と、アロケーションタイプ０に従って端末局に割り当てる無線リソースを選択する際に、アロケーションタイプ２（localized）の制約を満たすための条件を満たす無線リソースを優先するアロケーションタイプ０実行部１１と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線リソース割当装置、無線リソース割当方法及びコンピュータプログラムに関する。

近年、高速かつ広帯域の無線伝送を実現する次世代の移動通信方式として、例えば３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）の標準規格の一つである「ＬＴＥ（Long Term Evolution）」が知られている（例えば、非特許文献１参照）。ＬＴＥでは、下りリンク（基地局から端末局方向のリンク）の無線伝送方式として直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：ＯＦＤＭＡ）方式を用いる。ＯＦＤＭＡ方式は、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアから構成される広帯域信号を用いて通信を行うマルチキャリア伝送方式の一つであり、ユーザ（端末局）毎に異なるサブキャリアを使用することで、一基地局と複数のユーザとの間の多元接続を実現する。

図６は、ＯＦＤＭＡ方式の下りリンクの無線フレームの構成例を示す図である。図６に示される無線フレームは、ＬＴＥに準拠している。図６において一無線フレームは、複数のサブフレームから構成される。一サブフレームは２つのスロットから構成される。ＬＴＥでは、リソースブロック（Resource block：ＲＢ）と呼ばれる無線リソースが定義される。一スロットは、図７に示されるように、Ｎ_ＲＢ個のＲＢが周波数方向に連結された構成となっている。一ＲＢは、例えばサブキャリア間隔が１５ｋＨｚの場合、「周波数方向に１２個のサブキャリア×時間方向に７個のＯＦＤＭＡシンボル」または「周波数方向に１２個のサブキャリア×時間方向に６個のＯＦＤＭＡシンボル」のいずれかの構成が可能である。ＯＦＤＭＡ方式では、各ユーザ宛のパケットをサブフレーム内のどのＲＢに配置するかを示す配置情報を、サブフレーム毎に決定する。基地局の送信機は、その配置情報に従って、下りリンクのパケット送信に使用する無線リソースを決定する。各端末局の受信機は、その配置情報に従って、サブフレーム内の自局宛のパケットを受信する。

ＬＴＥでは、サブフレームにおけるＲＢの端末局への割り当て方法として、アロケーションタイプ（Allocation type）０，１，２（localized）及び２（distributed）の４つが定められている（例えば、非特許文献２参照）。各アロケーションタイプにはそれぞれ異なる制約が設けられており、端末局に対してＲＢを割り当てる際には、いずれかのアロケーションタイプに従ってその制約下で端末局へのＲＢ割り当てを行わなければならない。以下、各アロケーションタイプについて簡単に説明する。

図８から図１１は、各アロケーションタイプによる端末局へのＲＢ割り当ての例である。この図８から図１１の例では、当該移動通信システムが利用する周波数帯域幅（システム帯域幅）が１０ＭＨｚである場合であり、一スロット当たりのＲＢ数が５０（Ｎ_ＲＢ＝５０）である。この５０個のＲＢにはそれぞれＲＢ番号として０から４９までが付されている。ＲＢ番号が連続するＲＢは論理的な周波数軸上で連続する。実際の物理周波数軸上で連続するかどうかは、アロケーションタイプによって異なる。

［アロケーションタイプ０］
アロケーションタイプ０では、リソースブロックグループ（Resource block group：ＲＢＧ）と呼ばれる無線リソース群の単位で、ＲＢが端末局へ割り当てられる。ＲＢＧは、論理周波数軸上で連続した複数のＲＢから構成され、物理周波数軸上にも同一の並びでマッピングされる。図８の例では、ＲＢＧは周波数軸上で連続した３個のＲＢから構成されており（つまり、ＲＢＧサイズが３である）、端末局には該ＲＢＧ単位でＲＢが割り当てられる。

［アロケーションタイプ１］
アロケーションタイプ１では、同一サブセット（Subset）において、ＲＢの単位で、ＲＢが端末局へ割り当てられる。図９の例では、３つのサブセット（サブセット数はＲＢＧサイズと同じ）が設けられ、同一端末局には同一サブセットにおいてＲＢ単位でＲＢが割り当てられる。各サブセットには、ＲＢＧの単位で、順繰りにＲＢが配置される。また、論理周波数軸上でのＲＢの並びは、物理周波数軸上にも同一の並びでマッピングされる。

［アロケーションタイプ２（localized）］
アロケーションタイプ２（localized）では、論理周波数軸上のＲＢの単位で、ＲＢが端末局へ割り当てられる。但し、同一端末局に割り当てられたＲＢは、全て周波数軸上で連続している必要がある。そして、図１０に例示されるように、物理周波数軸上では、論理周波数軸上と全く同じようにマッピングされる。アロケーションタイプ２（localized）によれば、ＲＢ割り当ての始点と終点だけを論理周波数軸上で表せばよく、端末局に通知するＲＢ割り当て情報の情報量を削減することができる。

［アロケーションタイプ２（distributed）］
アロケーションタイプ２（distributed）では、論理周波数軸上のＲＢの単位で、ＲＢが端末局へ割り当てられる。但し、同一端末局に割り当てられたＲＢは、全て周波数軸上で連続している必要がある。そして、図１１に例示されるように、物理周波数軸上では、所定のパタンでマッピングされる。

3GPP TS 36.211，"Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA)；Physical channels and modulation" 3GPP TS 36.213，"Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA)；Physical channels and modulation"

しかし、上述したアロケーションタイプを固定的に使用すると、ＲＢの割り当ての自由度がかなり制限されるので、ＲＢ利用効率が低下する恐れがある。特に、アロケーションタイプ０では、端末局が必要とするＲＢ数がＲＢＧサイズの整数倍にならない場合、ＲＢＧ単位で割り当てたＲＢに余剰が発生するので、ＲＢ利用効率が低下する。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ＯＦＤＭＡ方式の下りリンクの無線フレームにおいて、各々異なる制約を有する複数のリソースブロック（無線リソース）割り当て方法のうちからいずれかの方法を用いて端末局に対するリソースブロックの割り当てを行う際に、リソースブロック利用効率の向上を図ることのできる無線リソース割当装置、無線リソース割当方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る無線リソース割当装置は、直交周波数分割多元接続方式の下りリンクの無線フレームにおける、端末局に対する無線リソースの割り当てを行う無線リソース割当装置であって、各々異なる制約を有する複数の無線リソース割り当て方法のうちからいずれかの方法を用いて端末局に対する無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て手段と、第１の無線リソース割り当て方法に従って端末局に割り当てる無線リソースを選択する際に、第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件を満たす無線リソースを優先する第１の無線リソース割り当て方法実行手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線リソース割当装置において、前記第１の無線リソース割り当て方法実行手段は、端末局に係る無線リソースの優先順位に従って無線リソースを選択する手段と、前記優先順位が同一の複数の無線リソースの中から、前記第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件を満たす無線リソースを選択する手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係る無線リソース割当装置において、前記第１の無線リソース割り当て方法は、周波数軸上で連続した複数の無線リソースから構成される無線リソース群の単位で、無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、前記第２の無線リソース割り当て方法は、無線リソースの単位で、周波数軸上で連続した無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、前記第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件は、既に選択済みの無線リソース群と周波数軸上で連続することであることを特徴とする。

本発明に係る無線リソース割当装置において、前記無線リソース割り当て手段は、前記第１の無線リソース割り当て方法実行手段によって選択された無線リソース群に含まれる無線リソースのうち、端末局に割当済みの無線リソースと周波数軸上で連続する無線リソースを優先して該端末局に割り当てることを特徴とする。

本発明に係る無線リソース割当装置において、前記第１の無線リソース割り当て方法は、周波数軸上で連続した複数の無線リソースから構成される無線リソース群の単位で、無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、前記第２の無線リソース割り当て方法は、無線リソース群の単位で順繰りに無線リソースが配置される複数のサブセットのうちから同一のサブセットにおいて、無線リソースの単位で、無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、前記第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件は、既に選択済みの全ての無線リソース群が同一サブセットに属する場合において、該サブセットに属することであることを特徴とする。

本発明に係る無線リソース割当装置は、直交周波数分割多元接続方式の下りリンクの無線フレームにおいて端末局に対する無線リソースの割り当てを行う無線リソース割当装置であって、各々異なる制約を有する複数の無線リソース割り当て方法のうちからいずれかの方法を用いて端末局に対する無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て手段と、第１の無線リソース割り当て方法に従って端末局に割り当てる無線リソースを選択する際に、第２の無線リソース割り当て方法又は第３の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件を満たす無線リソースを優先する第１の無線リソース割り当て方法実行手段と、を備え、前記第１の無線リソース割り当て方法は、周波数軸上で連続した複数の無線リソースから構成される無線リソース群の単位で、無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、前記第２の無線リソース割り当て方法は、無線リソースの単位で、周波数軸上で連続した無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、前記第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件は、既に選択済みの無線リソース群と周波数軸上で連続することであり、前記第３の無線リソース割り当て方法は、無線リソース群の単位で順繰りに無線リソースが配置される複数のサブセットのうちから同一のサブセットにおいて、無線リソースの単位で、無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、前記第３の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件は、既に選択済みの全ての無線リソース群が同一サブセットに属する場合において、該サブセットに属することであり、前記第１の無線リソース割り当て方法実行手段は、前記第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件を優先する、ことを特徴とする。

本発明に係る無線リソース割当方法は、直交周波数分割多元接続方式の下りリンクの無線フレームにおける、端末局に対する無線リソースの割り当てを行う無線リソース割当方法であって、各々異なる制約を有する複数の無線リソース割り当て方法のうちからいずれかの方法を用いて端末局に対する無線リソースの割り当てを行うステップと、第１の無線リソース割り当て方法に従って端末局に割り当てる無線リソースを選択する際に、第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件を満たす無線リソースを優先するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムは、直交周波数分割多元接続方式の下りリンクの無線フレームにおける、端末局に対する無線リソースの割り当てを行うためのコンピュータプログラムであって、各々異なる制約を有する複数の無線リソース割り当て方法のうちからいずれかの方法を用いて端末局に対する無線リソースの割り当てを行うステップと、第１の無線リソース割り当て方法に従って端末局に割り当てる無線リソースを選択する際に、第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件を満たす無線リソースを優先するステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであることを特徴とする。
これにより、前述の無線リソース割当装置がコンピュータを利用して実現できるようになる。

本発明によれば、ＯＦＤＭＡ方式の下りリンクの無線フレームにおいて、各々異なる制約を有する複数のリソースブロック（無線リソース）割り当て方法のうちからいずれかの方法を用いて端末局に対するリソースブロックの割り当てを行う際に、リソースブロック利用効率の向上を図ることができる。これにより、移動通信システムの周波数利用効率の向上に寄与することができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態に係るＯＦＤＭＡ方式の無線基地局装置１の概略構成を示すブロック図である。図１に示す無線フレーム制御部４の構成を示すブロック図である。図２に示すアロケーションタイプ０実行部１１の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係るＲＢＧ選択処理の流れを示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係るＲＢ割当処理を説明するためのＲＢ割当例である。ＯＦＤＭＡ方式の下りリンクの無線フレームの構成例を示す図である。図６に示す無線フレーム内のスロットの構成を示す概念図である。ＬＴＥのアロケーションタイプ０による端末局へのＲＢ割り当ての例である。ＬＴＥのアロケーションタイプ１による端末局へのＲＢ割り当ての例である。ＬＴＥのアロケーションタイプ２（localized）による端末局へのＲＢ割り当ての例である。ＬＴＥのアロケーションタイプ２（distributed）による端末局へのＲＢ割り当ての例である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＯＦＤＭＡ方式の無線基地局装置１の概略構成を示すブロック図である。この無線基地局装置１はＬＴＥに準拠するものである。図１には、下りリンク（基地局から端末局方向のリンク）の送信に係る概略構成を示している。

図１において、無線基地局装置１は、パケットバッファ２とＯＦＤＭＡ送信部３と無線フレーム制御部４を有する。パケットバッファ２は、各端末局へ送信するパケットを一時的に蓄積する。ＯＦＤＭＡ送信部３は、ＯＦＤＭＡ方式により、各端末局へ送信するパケットを無線フレーム内のリソースブロック（ＲＢ）に配置して無線送信する。無線フレーム制御部４は、無線フレーム毎に、各端末局に割り当てるＲＢを決定し、どの端末局にどのＲＢを割り当てたのかを示すＲＢ割り当て情報をＯＦＤＭＡ送信部３へ渡す。ＯＦＤＭＡ送信部３は、そのＲＢ割り当て情報に従って、無線フレーム内のＲＢに対する各端末局宛の送信パケットの配置を行う。

無線フレーム制御部４は、端末局に対するＲＢ割り当てにおいて、送信パケット情報、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator：チャネル品質情報）及びＱｏＳ（Quality of Service：サービス品質情報）を利用する。送信パケット情報は、宛先の端末局毎に、パケットバッファ２に蓄積されているパケット量、各パケットのサイズおよび各パケットのパケットバッファ２への到着時刻を有する。ＱｏＳは、端末局が要求するサービス品質を表す情報であり、端末局から無線基地局装置１へ送られる。

ＣＱＩは、下りリンクの伝搬路の周波数特性を表す情報である。端末局は、下りリンクの伝搬路の周波数特性を推定し、この推定結果をＣＱＩとして無線基地局装置１へ送信する。ＣＱＩには、「Wideband CQI」と「Subband CQI」の２種類がある。「Wideband CQI」は、システム帯域幅に対応する全周波数帯域に対する値である。「Subband CQI」は、サブバンドに対する値である。サブバンドは、周波数軸上の連続するＲＢから構成され、そのサイズはシステム帯域幅で決まる。例えば、システム帯域幅が１０ＭＨｚである場合、サブバンドサイズはＲＢの６個分である。無線フレーム制御部４は、ＣＱＩによって、ＣＱＩ送信元の端末局との間の下りリンクの伝搬路の周波数特性を知ることができる。但し、その周波数特性の精度は、サブバンド単位である。

無線フレーム制御部４は、送信パケット情報、ＣＱＩ及びＱｏＳに基づいて、ある無線フレームでＲＢを割り当てる端末局を決定するとともに、該端末局にどのＲＢを割り当てるのかを決定する。無線フレーム制御部４は、ＬＴＥに準拠したアロケーションタイプ０，１，２（localized）及び２（distributed）のうちからいずれかを用いて、端末局に対するＲＢ割り当てを行う。

図２は、図１に示す無線フレーム制御部４の構成を示すブロック図である。図２において、無線フレーム制御部４は、アロケーションタイプ０実行部１１とアロケーションタイプ１実行部１２とアロケーションタイプ２（localized）実行部１３とアロケーションタイプ２（distributed）実行部１４とＲＢ割当部１５と空きＲＢ管理部１６と端末予約ＲＢ管理部１７と割当対象端末決定部１８を有する。

アロケーションタイプ０実行部１１は、アロケーションタイプ０に従って、リソースブロックグループ（ＲＢＧ）単位で端末局に割り当てるＲＢを選択する。アロケーションタイプ１実行部１２は、アロケーションタイプ１に従って、ＲＢ単位で端末局に割り当てるＲＢを選択する。アロケーションタイプ２（localized）実行部１３は、アロケーションタイプ２（localized）に従って、ＲＢ単位で端末局に割り当てるＲＢを選択する。アロケーションタイプ２（distributed）実行部１４は、アロケーションタイプ２（distributed）に従って、ＲＢ単位で端末局に割り当てるＲＢを選択する。

ＲＢ割当部１５は、割当対象の端末局に割り当てるＲＢを決定する。空きＲＢ管理部１６は、各ＲＢの割当状況（割当済み又は未割当）を管理する。空きＲＢ管理部１６は、未割当のＲＢ（空きＲＢ）を示す情報（空きＲＢ情報）を保持する。端末予約ＲＢ管理部１７は、各端末局に予約されたＲＢを管理する。端末予約ＲＢ管理部１７は、端末局ごとに、予約済みのＲＢを示す情報（端末予約ＲＢ情報）を保持する。

割当対象端末決定部１８は、送信パケット情報、ＣＱＩ及びＱｏＳに基づいて、ＲＢを割り当てる対象の端末局を決定するとともに、割当対象の端末局に係るプライオリティを決定する。プライオリティは、割当対象の端末局を対象にした各サブバンドの優先順位である。プライオリティによって、割当対象の端末局に適しているサブバンドの順位が分かる。割当対象端末決定部１８は、割当対象の端末局に係るＣＱＩから各サブバンドの伝搬路特性を把握し、サブバンドに対して優先順位を付ける。さらには、割当対象端末決定部１８は、割当対象の端末局に係る送信パケット情報及びＱｏＳに基づいて送信データの許容遅延時間又は所要スループットを計算し、この計算結果をサブバンドの優先順位に反映させる。割当対象端末決定部１８は、割当対象の端末局の端末番号とプライオリティをＲＢ割当部１５へ通知する。

ＲＢ割当部１５は、割当対象端末決定部１８から端末番号等が通知された割当対象の端末局に対し、該通知されたプライオリティに基づいて、各アロケーションタイプの実行部１１〜１４を用いてＲＢ利用効率が上がるように、割り当てるＲＢを決定する。このとき、あるアロケーションタイプによるＲＢ割当結果が、他のアロケーションタイプの制約を満たし、且つ、ＲＢ利用効率が上がる可能性がある場合には、当初のアロケーションタイプのＲＢ割り当て情報を該他のアロケーションタイプへ変更する。

例えば、アロケーションタイプ０によるＲＢＧ単位のＲＢ割り当て情報が、ＲＢ単位で割り当てるアロケーションタイプ２（localized）の制約を満たし、且つ、ＲＢ利用効率が上がる可能性がある場合には、アロケーションタイプ０のＲＢ割り当て情報をアロケーションタイプ２（localized）へ変更する。又は、アロケーションタイプ０によるＲＢＧ単位のＲＢ割り当て情報が、ＲＢ単位で割り当てるアロケーションタイプ１の制約を満たし、且つ、ＲＢ利用効率が上がる可能性がある場合には、アロケーションタイプ０のＲＢ割り当て情報をアロケーションタイプ１へ変更する。なお、ＲＢ利用効率が上がる可能性があるのは、アロケーションタイプ０によるＲＢ割り当てがＲＢＧ単位で行われるため、例えば、送信パケット情報において、ＲＢＧを完全に利用しきれるだけの送信パケットが無く、ＲＢＧ内の幾つかのＲＢだけで送信パケットを送信できてしまうような場合である。

このため、アロケーションタイプ０によるＲＢＧ単位のＲＢ割り当てにおいて、可能であれば、アロケーションタイプ１又はアロケーションタイプ２（localized）の制約を満たすように、ＲＢＧを選択することが望ましい。さらには、端末局にとって無線環境のよい連続的な周波数帯域を維持しやすいアロケーションタイプ２（localized）の制約を満たすように、ＲＢＧを選択することが望ましい。以下、この着想に基づいた本実施形態に係るアロケーションタイプ０実行部１１について、詳細に説明する。

図３は、図２に示すアロケーションタイプ０実行部１１の構成を示すブロック図である。図３において、アロケーションタイプ０実行部１１は、プライオリティ判定部２０と第１のＲＢＧ条件判定部２１と第２のＲＢＧ条件判定部２２と第３のＲＢＧ条件判定部２３と予約ＲＢＧ情報記憶部２４と制御部２５を有する。

アロケーションタイプ０実行部１１には、ＲＢ割当部１５から、ＲＢ割当指示とプライオリティが入力される。ＲＢ割当指示は、割当対象の端末局（端末番号がｕであり、以下、端末局ｕと称する）に対するＲＢ割り当てを指示するものであり、端末番号「ｕ」を有する。プライオリティは、端末局ｕを対象にした各サブバンドの優先順位である。プライオリティによって、端末局ｕに適しているサブバンドの順位が分かる。

また、アロケーションタイプ０実行部１１には、空きＲＢ管理部１６から、空きＲＢ情報が入力される。空きＲＢ情報は、未割当のＲＢ（空きＲＢ）のＲＢ番号を有する。空きＲＢ情報によって、どのＲＢが空きであるのかが分かる。

図４は、本実施形態に係るアロケーションタイプ０実行部１１のＲＢＧ選択処理の流れを示すフローチャートである。以下、図４を参照して、図３に示すアロケーションタイプ０実行部１１の動作を説明する。

まず、制御部２５は、ＲＢ割当部１５からＲＢ割当指示が入力されると、プライオリティ判定部２０に対してＲＢＧ選択対象サブバンド選択を指示する。

次いで、ステップＳ１では、プライオリティ判定部２０が、プライオリティで示される優先順位に従って、優先順位の高い方から順番に、ＲＢＧ選択対象のサブバンドを１つ選択する。

次いで、ステップＳ２では、プライオリティ判定部２０が、空きＲＢ情報を参照し、ステップＳ１で選択したＲＢＧ選択対象サブバンドに属する各ＲＢＧについて、ＲＢＧに属するＲＢが全て空きであるかを調べる。ＲＢＧに属するＲＢが全て空きである場合は、該ＲＢＧを予約可能である。さらに、プライオリティ判定部２０は、端末局ｕの予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）を参照し、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属する予約可能ＲＢＧの中に、予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に含まれないＲＢＧ番号の予約可能ＲＢＧがあるかを調べる。予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）は、端末局ｕに予約済みのＲＢＧのＲＢＧ番号を有する。予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）は、予約ＲＢＧ情報記憶部２４に格納される。予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）によって、端末局ｕに予約済みのＲＢＧを把握することができる。

それらの調査の結果、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属するＲＢＧの中に、予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に含まれない予約可能ＲＢＧがある場合（ステップＳ２、ＹＥＳの場合）にはステップＳ３に進み、そのような予約可能ＲＢＧがない場合（ステップＳ２、ＮＯの場合）にはステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、プライオリティ判定部２０が、サブバンドを全てチェックしたかを判断する。この結果、サブバンドを全てチェックした場合にはステップＳ１４に進み、まだチェックしていないサブバンドが残っている場合にはステップＳ１に戻る。

ステップＳ３以降の説明において、予約可能ＲＢＧとは、予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に含まれない予約可能ＲＢＧのことを指す。

次いで、ステップＳ３では、プライオリティ判定部２０が、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属する予約可能ＲＢＧが複数あるかを判断する。この結果、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属する予約可能ＲＢＧが、複数ある場合にはステップＳ５に進み、１つしかない場合にはステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、プライオリティ判定部２０が、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属する予約可能ＲＢＧのＲＢＧ番号を端末局ｕの予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に追加する。これにより、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属する唯一つの予約可能ＲＢＧのＲＢＧ番号が予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に追加される。プライオリティ判定部２０は、制御部２５に対し、予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）にＲＢＧ番号を１つ追加したことを通知する。

ステップＳ５では、プライオリティ判定部２０が、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属する全ての予約可能ＲＢＧのＲＢＧ番号から成るＲＢＧ番号群１０１を各ＲＢＧ条件判定部２１，２２，２３へ送るとともに、制御部２５に対して、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属する予約可能ＲＢＧが複数あることを通知する。これにより、制御部２５は、第１のＲＢＧ条件判定部２１に対して、ＲＢＧ条件判定を指示する。第１のＲＢＧ条件判定部２１は、制御部２５からＲＢＧ条件判定の指示を受けると、ＲＢＧ番号群１０１に対して、第１のＲＢＧ条件を満たすＲＢＧ番号があるかを判定する。第１のＲＢＧ条件は、既に予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に含まれるいずれかのＲＢＧ番号と連番であることである。ＲＢＧ番号が連番であるＲＢＧに含まれるＲＢ群は、周波数軸上で連続している。第１のＲＢＧ条件はアロケーションタイプ２（localized）の制約を満たすための条件である。

ステップＳ５の判定の結果、ＲＢＧ番号群１０１に対して、第１のＲＢＧ条件が成立する場合（ステップＳ６、ＹＥＳの場合）にはステップＳ７に進み、第１のＲＢＧ条件が成立しない場合（ステップＳ６、ＮＯの場合）にはステップＳ８に進む。

ステップＳ７では、第１のＲＢＧ条件判定部２１が、ＲＢＧ番号群１０１において第１のＲＢＧ条件を満たすＲＢＧ番号の中で最小のＲＢＧ番号を予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に追加する。これにより、予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に含まれるＲＢＧ番号が全て連番になる可能性が発生し、アロケーションタイプ２（localized）へ変更可能となることが期待できる。第１のＲＢＧ条件判定部２１は、制御部２５に対し、予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）にＲＢＧ番号を１つ追加したことを通知する。

ステップＳ８では、第１のＲＢＧ条件判定部２１が、制御部２５に対して、第１のＲＢＧ条件が成立しないことを通知する。これにより、制御部２５は、第２のＲＢＧ条件判定部２２に対して、ＲＢＧ条件判定を指示する。第２のＲＢＧ条件判定部２２は、制御部２５からＲＢＧ条件判定の指示を受けると、ＲＢＧ番号群１０１に対して、第２のＲＢＧ条件を満たすＲＢＧ番号があるかを判定する。第２のＲＢＧ条件は、予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に含まれる全てのＲＢＧ番号が同一サブセットに属する場合において、該サブセットに属することである。この第２のＲＢＧ条件は、アロケーションタイプ１の制約を満たすための条件である。ＲＢＧ番号が属するサブセットのサブセット番号は、ＲＢＧ番号をＲＢＧサイズで割ったときの余りである。本実施形態ではＲＢＧサイズが３であるので、ＲＢＧ番号を３で割ったときの余り（０、１又は２）が該ＲＢＧ番号の属するサブセットのサブセット番号である（図９参照）。

ステップＳ８の判定の結果、ＲＢＧ番号群１０１に対して、第２のＲＢＧ条件が成立する場合（ステップＳ９、ＹＥＳの場合）にはステップＳ１０に進み、第２のＲＢＧ条件が成立しない場合（ステップＳ９、ＮＯの場合）にはステップＳ１１に進む。

ステップＳ１０では、第２のＲＢＧ条件判定部２２が、ＲＢＧ番号群１０１において第２のＲＢＧ条件を満たすＲＢＧ番号の中で最小のＲＢＧ番号を予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に追加する。これにより、予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に含まれるＲＢＧ番号が全て同一サブセットに属する可能性が発生し、アロケーションタイプ１へ変更可能となることが期待できる。第２のＲＢＧ条件判定部２２は、制御部２５に対し、予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）にＲＢＧ番号を１つ追加したことを通知する。

ステップＳ１１では、第２のＲＢＧ条件判定部２２が、制御部２５に対して、第２のＲＢＧ条件が成立しないことを通知する。これにより、制御部２５は、第３のＲＢＧ条件判定部２３に対して、ＲＢＧ条件判定を指示する。第３のＲＢＧ条件判定部２３は、制御部２５からＲＢＧ条件判定の指示を受けると、ＲＢＧ番号群１０１の中で第３のＲＢＧ条件を満たすＲＢＧ番号を予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に追加する。第３のＲＢＧ条件は、ＲＢＧ番号が最小であることである。つまり、第３のＲＢＧ条件判定部２３は、ＲＢＧ番号群１０１の中で最小のＲＢＧ番号を予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に追加する。第３のＲＢＧ条件判定部２３は、制御部２５に対し、予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）にＲＢＧ番号を１つ追加したことを通知する。

次いで、ステップＳ１２では、制御部２５が、端末局ｕに係るＲＢＧ予約の終了を判定する。この判定条件は、端末局ｕ宛の送信パケットを全て送信可能であること、又は、所定のＲＢ追加終了条件に合致すること、のいずれかを満たすことである。この判定の結果、判定条件を満たす場合にはステップＳ１４に進み、判定条件を満たさない場合にはステップＳ２に戻る。

次いで、ステップＳ１４では、制御部２５が、予約ＲＢＧ情報記憶部２４から予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）を読み出してＲＢ割当部１５へ出力する。

以上が本実施形態に係るアロケーションタイプ０実行部１１の説明である。

本実施形態によれば、アロケーションタイプ０によるＲＢＧ単位のＲＢ割り当てにおいて、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属する予約可能ＲＢＧが複数ある場合、アロケーションタイプ１又はアロケーションタイプ２（localized）の制約を満たす可能性が残るように、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属する予約可能ＲＢＧの選択を行う。これにより、アロケーションタイプ０よりもＲＢ利用効率が上がる可能性のあるアロケーションタイプ１又はアロケーションタイプ２（localized）へ変更可能となることが期待できる。さらには、アロケーションタイプ２（localized）の制約を満たす可能性が残ることを優先させて、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属する予約可能ＲＢＧの選択を行うことにより、端末局にとって無線環境のよい連続的な周波数帯域を維持しやすいアロケーションタイプ２（localized）への変更の可能性をより多く残すことができるようになる。

なお、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属する複数の予約可能ＲＢＧの中から、端末局ｕにとって周波数特性上の適している予約可能ＲＢＧを的確に選択することは難しい。この理由は、ＣＱＩが表す周波数特性の精度はサブバンド単位が限度であるために、サブバンド単位よりも細かいＲＢＧ単位の周波数特性を容易に判別することができないからである。このような事情を鑑み、本実施形態では、アロケーションタイプ０によるＲＢ利用効率の低下を防止すべく、アロケーションタイプ０よりもＲＢ利用効率が上がる可能性のあるアロケーションタイプ１又はアロケーションタイプ２（localized）への変更の可能性を残すように、ＲＢＧ選択対象サブバンドに属する複数の予約可能ＲＢＧの中から予約可能ＲＢＧを選択することを試みるものである。

説明を図２に戻す。
ＲＢ割当部１５は、アロケーションタイプ０実行部１１から端末局ｕの予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）を受け取ると、予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に基づいて端末局ｕに係る端末予約ＲＢ情報Ｊ（ｕ）を生成する。端末予約ＲＢ情報Ｊ（ｕ）は、端末局ｕに予約済みのＲＢのＲＢ番号を有する。端末予約ＲＢ情報Ｊ（ｕ）は、端末予約ＲＢ管理部１７で保持される。

端末予約ＲＢ情報Ｊ（ｕ）の生成では、ＲＢ割当部１５は、予約ＲＢＧ情報Ｇ（ｕ）に含まれるＲＢＧ番号のＲＢＧに含まれる予約候補ＲＢの中から、端末局ｕの所要ＲＢ数分のＲＢを選択し、選択したＲＢのＲＢ番号を端末予約ＲＢ情報Ｊ（ｕ）に含める。このとき、ＲＢ割当部１５は、予約候補ＲＢのうち周波数軸上で連続するｎ個のＲＢ群（ＲＢ番号がｊ_１，ｊ_２，・・・，ｊ_ｎとする）について、周波数軸上の端のＲＢ（ｊ_１，ｊ_ｎ）に着目し、ＲＢ（ｊ_１−１）が端末局ｕに予約済み（つまり、ＲＢ番号「ｊ_１−１）」が端末予約ＲＢ情報Ｊ（ｕ）に含まれている）であればＲＢ番号「ｊ_１」を端末予約ＲＢ情報Ｊ（ｕ）に追加し、ＲＢ（ｊ_ｎ＋１）が端末局ｕに予約済み（つまり、ＲＢ番号「ｊ_ｎ＋１」が端末予約ＲＢ情報Ｊ（ｕ）に含まれている）であればＲＢ番号「ｊ_ｎ」を端末予約ＲＢ情報Ｊ（ｕ）に追加する。ＲＢ番号が連番であるＲＢ群は、周波数軸上で連続している。これにより、端末局ｕに対して周波数軸上で連続するＲＢが予約される可能性が発生することになり、アロケーションタイプ０からアロケーションタイプ２（localized）への変更の可能性を高めることができるようになる。

例えば、図５（１）に示されるように、端末局ｕに予約済みのＲＢ（ＲＢ番号が３，４，５，９，１０）が周波数軸上で連続していないと、アロケーションタイプ０からアロケーションタイプ２（localized）へ変更することができないので、ＲＢＧ単位で確保されたＲＢ（ＲＢ番号が９，１０，１１）のうち端末局ｕに予約されないＲＢ（ＲＢ番号が１１）を他の端末局が使用することはできない。しかし、図５（２）に示されるように、端末局ｕに予約済みのＲＢ（ＲＢ番号が３，４，５，６，７）が周波数軸上で連続するようにしておけば、アロケーションタイプ０からアロケーションタイプ２（localized）へ変更することができるので、ＲＢＧ単位で確保されたＲＢ（ＲＢ番号が６，７，８）のうち端末局ｕに予約されないＲＢ（ＲＢ番号が８）を他の端末局が使用することができるようになる。これにより、周波数利用効率の向上に寄与することができる。

ＲＢ割当部１５は、生成した端末予約ＲＢ情報Ｊ（ｕ）に基づいて、アロケーションタイプ０からアロケーションタイプ２（localized）に変更できるかを判断し、変更可能な場合には、アロケーションタイプ２（localized）へ変更して、端末局ｕに割り当てるＲＢを決定する。ＲＢ割当部１５は、アロケーションタイプ０からアロケーションタイプ２（localized）に変更できない場合、アロケーションタイプ０からアロケーションタイプ１に変更できるかを判断し、変更可能な場合には、アロケーションタイプ１へ変更して、端末局ｕに割り当てるＲＢを決定する。ＲＢ割当部１５は、アロケーションタイプ０からアロケーションタイプ１及びアロケーションタイプ２（localized）のいずれにも変更できない場合、アロケーションタイプ０のままで端末局ｕに割り当てるＲＢを決定する。

ＲＢ割当部１５は、アロケーションタイプ及び端末予約ＲＢ情報Ｊ（ｕ）に従って、空きＲＢ管理部１６で保持される空きＲＢ情報を更新する。例えば、図５（１）の例では、アロケーションタイプを変更できないので、アロケーションタイプ０のまま、端末局ｕに予約済みの５個のＲＢ（ＲＢ番号が３，４，５，９，１０）に加えて、端末局ｕに予約されていないがＲＢＧ単位で確保された１個のＲＢ（ＲＢ番号が１１）の合計６個のＲＢのＲＢ番号「３，４，５，９，１０，１１」を空きＲＢ情報から削除する。

一方、図５（２）の例では、アロケーションタイプをアロケーションタイプ２（localized）に変更できるので、アロケーションタイプ２（localized）で、端末局ｕに予約済みの５個のＲＢ（ＲＢ番号が３，４，５，６，７）を空きＲＢ情報から削除する。この場合、端末局ｕに予約されていないがアロケーションタイプ０によりＲＢＧ単位で確保された１個のＲＢ（ＲＢ番号が８）については、そのＲＢ番号「８」が空きＲＢ情報に残り、空きＲＢとして利用可能である。

上述した本実施形態によれば、端末局にＲＢを割り当てる際に、まずアロケーションタイプ０で端末局にＲＢを割り当てし、この後、アロケーションタイプ０からアロケーションタイプ１又はアロケーションタイプ２（localized）への変更を試みることができる。これにより、アロケーションタイプ０によって不要なＲＢが割り当てられていた端末局に対し、アロケーションタイプ１又はアロケーションタイプ２（localized）へ変更することで余剰のＲＢ分を解放することができれば、解放されたＲＢを他の端末局に割り当てることができるので、ＲＢ利用効率が向上する。これにより、移動通信システムの周波数利用効率の向上に寄与することができるようになる。さらに、アロケーションタイプ０からアロケーションタイプ２（localized）への変更を優先することにより、端末局にとって無線環境のよい連続的な周波数帯域を維持しやすくなるという効果が得られる。

なお、本実施形態に係る無線フレーム制御部４は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、或いは、メモリおよびＣＰＵ（中央処理装置）により構成され、無線フレーム制御部４の機能を実現するためのプログラムをＣＰＵが実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１…無線基地局装置、２…パケットバッファ、３…ＯＦＤＭＡ送信部、４…無線フレーム制御部、１１…アロケーションタイプ０実行部、１２…アロケーションタイプ１実行部、１３…アロケーションタイプ２（localized）実行部、１４…アロケーションタイプ２（distributed）実行部、１５…ＲＢ割当部、１６…空きＲＢ管理部、１７…端末予約ＲＢ管理部、１８…割当対象端末決定部、２０…プライオリティ判定部、２１…第１のＲＢＧ条件判定部、２２…第２のＲＢＧ条件判定部、２３…第３のＲＢＧ条件判定部、２４…予約ＲＢＧ情報記憶部、２５…制御部

Claims

直交周波数分割多元接続方式の下りリンクの無線フレームにおける、端末局に対する無線リソースの割り当てを行う無線リソース割当装置であって、
各々異なる制約を有する複数の無線リソース割り当て方法のうちからいずれかの方法を用いて端末局に対する無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て手段と、
第１の無線リソース割り当て方法に従って端末局に割り当てる無線リソースを選択する際に、第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件を満たす無線リソースを優先する第１の無線リソース割り当て方法実行手段と、
を備えたことを特徴とする無線リソース割当装置。
前記第１の無線リソース割り当て方法実行手段は、
端末局に係る無線リソースの優先順位に従って無線リソースを選択する手段と、
前記優先順位が同一の複数の無線リソースの中から、前記第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件を満たす無線リソースを選択する手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の無線リソース割当装置。
前記第１の無線リソース割り当て方法は、周波数軸上で連続した複数の無線リソースから構成される無線リソース群の単位で、無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、
前記第２の無線リソース割り当て方法は、無線リソースの単位で、周波数軸上で連続した無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、
前記第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件は、既に選択済みの無線リソース群と周波数軸上で連続することである、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線リソース割当装置。
前記無線リソース割り当て手段は、前記第１の無線リソース割り当て方法実行手段によって選択された無線リソース群に含まれる無線リソースのうち、端末局に割当済みの無線リソースと周波数軸上で連続する無線リソースを優先して該端末局に割り当てることを特徴とする請求項３に記載の無線リソース割当装置。
前記第１の無線リソース割り当て方法は、周波数軸上で連続した複数の無線リソースから構成される無線リソース群の単位で、無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、
前記第２の無線リソース割り当て方法は、無線リソース群の単位で順繰りに無線リソースが配置される複数のサブセットのうちから同一のサブセットにおいて、無線リソースの単位で、無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、
前記第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件は、既に選択済みの全ての無線リソース群が同一サブセットに属する場合において、該サブセットに属することである、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線リソース割当装置。
直交周波数分割多元接続方式の下りリンクの無線フレームにおいて端末局に対する無線リソースの割り当てを行う無線リソース割当装置であって、
各々異なる制約を有する複数の無線リソース割り当て方法のうちからいずれかの方法を用いて端末局に対する無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て手段と、
第１の無線リソース割り当て方法に従って端末局に割り当てる無線リソースを選択する際に、第２の無線リソース割り当て方法又は第３の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件を満たす無線リソースを優先する第１の無線リソース割り当て方法実行手段と、を備え、
前記第１の無線リソース割り当て方法は、周波数軸上で連続した複数の無線リソースから構成される無線リソース群の単位で、無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、
前記第２の無線リソース割り当て方法は、無線リソースの単位で、周波数軸上で連続した無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、
前記第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件は、既に選択済みの無線リソース群と周波数軸上で連続することであり、
前記第３の無線リソース割り当て方法は、無線リソース群の単位で順繰りに無線リソースが配置される複数のサブセットのうちから同一のサブセットにおいて、無線リソースの単位で、無線リソースを端末局へ割り当てるものであり、
前記第３の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件は、既に選択済みの全ての無線リソース群が同一サブセットに属する場合において、該サブセットに属することであり、
前記第１の無線リソース割り当て方法実行手段は、前記第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件を優先する、
ことを特徴とする無線リソース割当装置。
直交周波数分割多元接続方式の下りリンクの無線フレームにおける、端末局に対する無線リソースの割り当てを行う無線リソース割当方法であって、
各々異なる制約を有する複数の無線リソース割り当て方法のうちからいずれかの方法を用いて端末局に対する無線リソースの割り当てを行うステップと、
第１の無線リソース割り当て方法に従って端末局に割り当てる無線リソースを選択する際に、第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件を満たす無線リソースを優先するステップと、
を含むことを特徴とする無線リソース割当方法。
直交周波数分割多元接続方式の下りリンクの無線フレームにおける、端末局に対する無線リソースの割り当てを行うためのコンピュータプログラムであって、
各々異なる制約を有する複数の無線リソース割り当て方法のうちからいずれかの方法を用いて端末局に対する無線リソースの割り当てを行うステップと、
第１の無線リソース割り当て方法に従って端末局に割り当てる無線リソースを選択する際に、第２の無線リソース割り当て方法の制約を満たすための条件を満たす無線リソースを優先するステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。