JP2011055110A - Base station apparatus and communication method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a base station apparatus, along with a communication method, for effectively using a wireless band, in a communication system performing the control for assignment of wireless resources of the wireless band. <P>SOLUTION: The base station apparatus determines combinations of available wireless resources in accordance with a constraint condition for assignment of wireless resources (RB). An evaluation index calculation unit 14 calculates, for every terminal station device, evaluation index values of combinations of available wireless resources (RB), on the basis of channel states of the wireless resources (RB). An optimum wireless resource allocation unit 15 selects combinations of wireless resources (RB) to be assigned to terminal station devices being targets of assignment, from among the combinations of available wireless resources (RB), in accordance with the evaluation index values. The optimum wireless resource allocation unit 15 selects the combinations of wireless resources (RB) satisfying a plurality of determined conditions, with respect to the combination optimization problem targeting all terminal station devices, which aims to maximize the sum total of the evaluation index values. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、無線帯域の無線リソースを割り当てる制御を行う通信システムにおいて、無線帯域を有効に利用する基地局装置及び通信方法に関する。   The present invention relates to a base station apparatus and a communication method that effectively use a radio band in a communication system that performs control to allocate radio resources in the radio band.

携帯型の端末局装置を用いる無線通信システムにおいて、基地局装置から端末局装置に向かう方向を下り方向として、下り100Mbps(メガビット毎秒)以上/上り50Mbps以上の高速通信の実現を目指した標準化が進められている。標準化を進める団体のうち、標準化団体3GPP(Third Generation Partnership Project)では、「LTE」(Long Term Evolution)システムとしての標準化が進められている。LTEシステムでは、無線通信の周波数利用効率を向上させるため、LTEの下りリンクのアクセス方式としてOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)が採用されている。また、上りリンクにおいて、OFDMAの欠点である高いピーク対平均電力(PAPR: Peak-to-average power ratio)を回避するため、アクセス方式としてSC-FDMA(single-carrier frequency-division multiple access)が採用されている。   In wireless communication systems that use portable terminal station devices, standardization is progressing with the aim of realizing high-speed communication of 100 Mbps downlink (megabits per second) or more and 50 Mbps uplink or more with the direction from the base station device to the terminal station device being the downlink direction It has been. Among organizations that promote standardization, standardization organization 3GPP (Third Generation Partnership Project) is promoting standardization as an “LTE” (Long Term Evolution) system. In the LTE system, OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) is adopted as an LTE downlink access method in order to improve frequency utilization efficiency of radio communication. Also, in order to avoid high peak-to-average power ratio (PAPR), which is a drawback of OFDMA, in the uplink, SC-FDMA (single-carrier frequency-division multiple access) is adopted as an access method. Has been.

無線通信システムでは、端末局装置の移動に起因するチャネルの時間変動、及びマルチパスフェージングに起因するチャネルの周波数変動が特徴として挙げられる。貴重な無線帯域を効率よく利用するため、広い周波数帯域をサブキャリアに分割し、各サブキャリアを時分割したOFDMシンボル(あるいはSC-FDMAシンボル)に受信状態に応じて適切な端末局装置に割り当てていく方法は有効であると考えられる。つまり、複数端末局装置が存在する場合、マルチユーザダイバーシティゲインを得るために、各端末局装置にチャネル状態がいい時間-周波数のリソースを割り当てることがポイントである。このリソースの割当機能は、基地局に配置される基地局装置により実現するのは一般的である。
また、OFDMA、あるいはSC-FDMAベースシステムでは、リソースの最小単位は、resource elementである。resource elementの定義は、1OFDMシンボル(あるいは1SC-FDMAシンボル)×1サブキャリアである。端末局装置に割り当てたリソースを通知するコントロールメッセージのOverheadを削減するために、resource elementをグループ化して、そのグループを割当最小単位とすることが一般に行われている。例えば、LTEの下り/上りリンクでは、14OFDMシンボル(あるいは14SC-FDMAシンボル)×12サブキャリアのresource element グループを、リソースブロック(RB)と定義する。そして、1RBは、端末局装置に割り当てるリソースの最小単位とする。
The wireless communication system is characterized by channel time fluctuation caused by movement of the terminal station apparatus and channel frequency fluctuation caused by multipath fading. In order to efficiently use precious radio bands, a wide frequency band is divided into subcarriers, and each subcarrier is time-divided into OFDM symbols (or SC-FDMA symbols) that are allocated to appropriate terminal stations according to the reception status. This method is considered effective. In other words, when there are a plurality of terminal station apparatuses, in order to obtain multiuser diversity gain, it is important to allocate time-frequency resources with good channel conditions to each terminal station apparatus. This resource allocation function is generally realized by a base station device arranged in a base station.
In the OFDMA or SC-FDMA base system, the minimum resource unit is a resource element. The definition of resource element is 1 OFDM symbol (or 1SC-FDMA symbol) × 1 subcarrier. In order to reduce the overhead of a control message for notifying a resource allocated to a terminal station apparatus, it is generally performed to group resource elements and use the group as a minimum allocation unit. For example, in LTE downlink / uplink, a resource element group of 14 OFDM symbols (or 14SC-FDMA symbols) × 12 subcarriers is defined as a resource block (RB). One RB is the minimum unit of resources allocated to the terminal station apparatus.

また、端末局装置に割り当てたRBを通知するコントロールメッセージのOverheadをさらに削減するために、実システムでは、1つの端末局装置に割り当てられるRBの組合せについて制限をかける。一例として、LTEの下りリンクでは、3つのリソースアロケーションタイプを定義し、定義した3つのリソースアロケーションタイプを用いて表現できるRBの組合せのみ端末局装置に割り当てられる(非特許文献2を参照)。
また、LTEの上りリンクでは、低いPAPRを維持するために、端末局装置に連続するRBを割り当てることとする制限がある。
上述のように、様々な制約条件の下で、OFDM、あるいはSC-FDMAベースシステムにおいて、貴重な無線帯域を効率よく利用することが求められている。無線帯域を有効に利用するため、様々なパケットスケジューリング手法が提案された。提案されたパケットスケジューリング手法の中で、Proportional Fairness(PF)(例えば、非特許参考文献3参照)に基づくパケットスケジューリング手法がシステムの周波数利用効率と端末局装置間公平性のトレードオフをバランスよく保つことができるから、注目されている。
Further, in order to further reduce the overhead of the control message for notifying the RB assigned to the terminal station apparatus, the actual system places restrictions on the combination of RBs assigned to one terminal station apparatus. As an example, in the LTE downlink, three resource allocation types are defined, and only RB combinations that can be expressed using the three defined resource allocation types are assigned to the terminal station apparatus (see Non-Patent Document 2).
In addition, in the LTE uplink, there is a restriction that continuous RBs are allocated to the terminal station apparatus in order to maintain low PAPR.
As described above, it is required to efficiently use a valuable radio band in an OFDM or SC-FDMA based system under various constraints. Various packet scheduling methods have been proposed to effectively use the radio band. Among the proposed packet scheduling methods, the packet scheduling method based on Proportional Fairness (PF) (for example, see Non-patent Reference 3) keeps a good balance between the frequency utilization efficiency of the system and the fairness between terminal stations. Because it can be attracted attention.

3GPP TS 36.211 V8.7.0 (2009-5)3GPP TS 36.211 V8.7.0 (2009-5) 3GPP TS 36.213 V8.7.0 (2009-5)3GPP TS 36.213 V8.7.0 (2009-5) R. Padovani, A. Jalali, and R. Pankaj, “Data Throughput of CDMA HDR a High Efficiency-High Data Rate Personal Communication Wireless System,” Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference (VTC) Spring, July 2000, pp. 1854-1858.R. Padovani, A. Jalali, and R. Pankaj, “Data Throughput of CDMA HDR a High Efficiency-High Data Rate Personal Communication Wireless System,” Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference (VTC) Spring, July 2000, pp. 1854- 1858. F. D. Calabrese, C. Rosa, M. Anas, P. H. Michaelsen, K. I. Pedersen, P. E. Mogensen, “Adaptive Transmission Bandwidth Based Packet Scheduling for LTE Uplink,” Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference (VTC) 2008 Fall, September 2008.F. D. Calabrese, C. Rosa, M. Anas, P. H. Michaelsen, K. I. Pedersen, P. E. Mogensen, “Adaptive Transmission Bandwidth Based Packet Scheduling for LTE Uplink,” Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference (VTC) 2008 Fall, September 2008. L. Temifio, G. Berardinelli, S. Frattasi and P. Mogensen, “Channel-Aware Scheduling Algorithms for SC-FDMA in LTE Uplink,” Proceedings of IEEE Personal Indoor and Mobile Radio Communication Conference (PIMRC), September 2008.L. Temifio, G. Berardinelli, S. Frattasi and P. Mogensen, “Channel-Aware Scheduling Algorithms for SC-FDMA in LTE Uplink,” Proceedings of IEEE Personal Indoor and Mobile Radio Communication Conference (PIMRC), September 2008.

しかしながら、非特許参考文献3をはじめとするこれまでに提案された各PFスケジューリング手法による無線リソース割り当ては、ヒューリスティックな手法であることから局所最適解にとどまっていて、全体最適解による無線帯域の有効利用になっていないという課題がある。一例として、非特許参考文献4及び非特許参考文献5に示されたLTE上りリンクにおけるPFスケジューリング手法では、PF評価指標が高いRBに着目し、そのRBを端末局装置に割り当てる。RBを端末局装置に割り当てていく過程において、連続するRBのみを割当候補とすることにより、連続するRBの割当制約を考慮することになる。連続してRBを割り当てる際には、割り当てられるRBのチャネル状態の変化は考慮されていない。そのため、非特許参考文献4と非特許参考文献5に示されたパケットスケジューリング手法では、割り当てられた解が全体最適解となることが保証されないという課題がある。   However, the radio resource allocation by each PF scheduling method proposed so far including Non-Patent Reference 3 is a heuristic method, so it is limited to the local optimal solution, and the effective radio band by the global optimal solution is effective. There is a problem of not being used. As an example, in the PF scheduling method in LTE uplink shown in Non-Patent Reference 4 and Non-Patent Reference 5, attention is paid to an RB having a high PF evaluation index, and the RB is allocated to a terminal station apparatus. In the process of assigning RBs to the terminal station apparatus, only continuous RBs are set as allocation candidates, thereby taking into account the allocation constraints of continuous RBs. When continuously assigning RBs, changes in the channel state of the assigned RBs are not considered. For this reason, the packet scheduling methods shown in Non-Patent Reference 4 and Non-Patent Reference 5 have a problem in that it is not guaranteed that the assigned solution is an overall optimal solution.

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、無線帯域の無線リソースを割り当てる制御を行う通信システムにおいて、無線帯域を有効に利用する基地局装置及び通信方法を提供する。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a base station apparatus and a communication method that effectively use a radio band in a communication system that performs control to allocate radio resources in the radio band.

上記問題を解決するために、本発明は、複数の端末局装置に、時間軸と周波数軸に基づいて定義される割当用最小単位の無線リソース(LTEでは、「RB(無線リソースブロック)」という)の割り当てを行う基地局装置であって、前記無線リソースの割当の制約条件を提供する制約条件提供部と、前記制約条件にしたがって利用可能な前記無線リソースの組合せを決定する利用可能RB組み合わせ決定部と、前記割当用最小単位の無線リソースに応じたチャネルの状態を前記端末局装置ごとに保持するチャネル状態データ保存部と、前記保持されたチャネル状態に基づいて、前記決定された利用可能RB組合せに応じて評価指標値を算定する評価指数計算部と、前記利用可能RB組合せの中から、割り当て対象の前記端末局装置に対して割り当てるRB組合せを前記評価指標値にしたがって選択するものであって、前記評価指標値の総和が最大となることを目的とする、全ての前記端末局装置を対象とした組合せ最適化問題について、定められた複数の条件を満たす前記割り当てるRBの組合せを選択する無線リソース割当部と、を備えることを特徴とする基地局装置である。(以後、割当用最小単位の無線リソースを「RB(無線リソースブロック)」と記す)   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a plurality of terminal station apparatuses with a radio resource of an allocation minimum unit defined based on a time axis and a frequency axis (in LTE, “RB (Radio Resource Block)”. ), A constraint condition providing unit that provides a constraint condition for the radio resource allocation, and an available RB combination determination that determines a combination of the radio resources that can be used according to the constraint condition A channel state data storage unit that stores, for each terminal station apparatus, a channel state corresponding to the minimum unit radio resource for allocation, and the determined available RB based on the stored channel state An evaluation index calculation unit that calculates an evaluation index value according to a combination, and an allocation to the terminal station apparatus to be allocated from among the available RB combinations RB combination is selected according to the evaluation index value, and is defined for the combination optimization problem for all the terminal station devices, which aims to maximize the sum of the evaluation index values. And a radio resource allocation unit that selects a combination of RBs to be allocated that satisfy a plurality of conditions. (Hereafter, the radio resource of the minimum unit for allocation is referred to as “RB (Radio Resource Block)”)

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記無線リソース割当部は、前記有効なRB組合せの選択において、前記無線リンクの上りリンクに対して、前記上りリンクのコントロールチャネル用情報を伝送しない前記利用可能RB組合せの中から、前記端末局装置の最大送信電力、前記上りリンクにおける送信可能データ量の変化、及び、前記端末局装置が送信すべきデータキュー長に応じて有効な前記有効なRB組合せを前記端末局装置ごとに選択するRB組合せ選択部、を備えることを特徴とする。   Further, the present invention is the above-described invention, wherein the radio resource allocation unit does not transmit the uplink control channel information to the uplink of the radio link in the selection of the effective RB combination. Among the available RB combinations, the effective transmission effective according to the maximum transmission power of the terminal station apparatus, the change in the amount of transmittable data in the uplink, and the data queue length to be transmitted by the terminal station apparatus An RB combination selection unit that selects an RB combination for each terminal station apparatus.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記無線リソース割当部は、前記有効なRB組合せの選択において、前記無線リンクの下りリンクに対して、前記下りリンクにおける送信可能データ量の変化、及び、前記端末局装置が送信すべきデータキュー長による有効な前記有効なRB組合せを前記端末局装置ごとに選択する有効なRB組合せ選択部、を備えることを特徴とする。   Further, the present invention is the above-described invention, wherein the radio resource allocating unit changes the transmittable data amount in the downlink with respect to the downlink of the radio link in the selection of the effective RB combination. And an effective RB combination selection unit that selects, for each terminal station apparatus, the effective RB combination that is effective according to the data queue length to be transmitted by the terminal station apparatus.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記有効なRB組合せ選択部は、前記有効なRB組合せの選択において、前記有効なRB組合せ数として予め定められた値Qにしたがって、前記評価指標によって有効とされる上位Q個の前記評価指標値に対応する前記有効なRB組合せを選択することを特徴とする。   Further, the present invention provides the evaluation index according to the invention described above, wherein the effective RB combination selection unit selects the effective RB combination according to a value Q predetermined as the number of effective RB combinations. The effective RB combinations corresponding to the top Q evaluation index values validated by the above are selected.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記無線リソース割当部は、1組の前記利用可能RB組合せを高々1つの前記端末局装置に割り当てること、1つの前記端末局装置に高々1つの前記利用可能RB組合せを割り当てること、前記1組の前記利用可能RB組合せが割り当てられた特定の前記端末局装置に、前記1組の前記利用可能RB組合せに含まれる全ての前記RBを割り当てること、前記1つのRBを高々1つの前記端末局装置に割り当てることを前記線形計画法の制約条件として定義してされることを特徴とする。   Further, the present invention is the above-described invention, wherein the radio resource allocation unit allocates one set of the available RB combinations to at most one terminal station device, and at most one to each terminal station device. Assigning the available RB combinations, allocating all the RBs included in the set of available RB combinations to the specific terminal station apparatus to which the set of available RB combinations is assigned, Allocating one RB to at most one terminal station apparatus is defined as a constraint condition of the linear programming method.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記利用可能RB組み合わせ決定部は、前記上りリンクに対して、連続する無線リソースを含んだ前記RBの組合せとして選択し、前記下りリンクに対して、リソースアロケーションタイプ1,2,3を用いて表現できる前記RBの組合せを利用可能無線リソースの組合せとして選択することを特徴とする。   Also, in the present invention described above, in the above-described invention, the available RB combination determining unit selects, as the combination of RBs including continuous radio resources, for the uplink, and for the downlink The combination of RBs that can be expressed using resource allocation types 1, 2, and 3 is selected as a combination of available radio resources.

また、本発明は、複数の端末局装置とに、時間軸と周波数軸に基づいて定義される無線リソースブロック(RB)の割り当てを行う通信方法であって、前記無線リソースの割り当てを行う際の制約条件を提供する制約条件提供過程と、前記制約条件にしたがって利用可能な前記RBの組合せを決定する利用可能RB組み合わせ決定過程と、RBに応じたチャネルの状態を前記端末局装置ごとに保持するチャネル状態データ保存過程と、前記保持されたチャネル状態に基づいて、前記RBの組合せの評価指標値を前記端末局装置ごとに算定する評価指数計算過程と、前記利用可能なRB組合せの中から、割り当て対象の前記端末局装置に対して前記RBの組合せを前記評価指標値にしたがって選択するものであって、前記評価指標値の総和が最大となることを目的とする、全ての前記端末局装置を対象とした組合せ最適化問題について、定められた複数の条件を満たす前記無線リソースの組合せを選択する無線リソース割当過程と、を備えることを特徴とする通信方法である。   Further, the present invention is a communication method for allocating a radio resource block (RB) defined based on a time axis and a frequency axis to a plurality of terminal station devices, wherein the radio resource is allocated. A constraint condition providing process for providing a constraint condition, an available RB combination determining process for determining an available RB combination according to the constraint condition, and a channel state corresponding to the RB are held for each terminal station apparatus From the channel state data storage process, the evaluation index calculation process for calculating the evaluation index value of the combination of RBs for each of the terminal station devices based on the held channel state, and the available RB combinations, The combination of the RBs is selected according to the evaluation index value for the terminal station device to be allocated, and the sum of the evaluation index values is maximized A radio resource allocation process for selecting a combination of radio resources satisfying a plurality of predetermined conditions for a combination optimization problem for all the terminal station devices, and a communication method comprising: is there.

本発明によれば、基地局装置では、制約条件提供部が、無線リソースの割り当ての制約条件を提供する。利用可能RB組み合わせ決定部は、制約条件にしたがって利用可能な無線リソース(RB)の組合せを決定する。チャネル状態データ保存部は、無線リソース(RB)に応じたチャネルの状態を前記端末局装置ごとに保持する。評価指数計算部は、保持されたチャネルの状態に基づいて、利用可能な無線リソース(RB)の組合せに応じて評価指標値を端末局装置ごとに算定する。無線リソース割当部は、利用可能な無線リソース(RB)の組合せの中から、割り当て対象の端末局装置に対して割り当てる無線リソース(RB)の組合せを評価指標値にしたがって選択するものであって、評価指標値の総和が最大となることを目的とする、全ての端末局装置を対象とした組合せ最適化問題について、定められた複数の条件を満たす無線リソースの組合せを選択する。   According to the present invention, in the base station apparatus, the constraint condition providing unit provides a constraint condition for radio resource allocation. The available RB combination determining unit determines a combination of radio resources (RB) that can be used in accordance with the constraint condition. The channel state data storage unit stores a channel state corresponding to a radio resource (RB) for each terminal station device. The evaluation index calculation unit calculates an evaluation index value for each terminal station apparatus according to a combination of available radio resources (RB) based on the held channel state. The radio resource allocating unit selects a combination of radio resources (RB) to be allocated to a terminal station apparatus to be allocated from among available radio resource (RB) combinations according to an evaluation index value, For a combination optimization problem for all terminal station devices that aims to maximize the sum of evaluation index values, a combination of radio resources that satisfy a plurality of defined conditions is selected.

これにより、本発明は、OFDMA、あるいはSC-FDMAベースシステムにおける様々な割当制約の下で、パケットスケジューリング問題を組合せ最適化問題と定義し、有効なRB組合せをベースに端末局装置へのリソース割当を実施する。なお、定義した組み合わせ最適化問題を解き、全体最適解を提供することができるため、貴重な無線リソースを最適に利用することが可能となる。   Thus, the present invention defines the packet scheduling problem as a combination optimization problem under various allocation constraints in OFDMA or SC-FDMA based systems, and allocates resources to terminal station devices based on effective RB combinations. To implement. It is possible to solve the defined combinatorial optimization problem and provide an overall optimal solution, so that valuable radio resources can be optimally used.

本発明の一実施形態による本実施形態による無線通信システムを示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram illustrating a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 本実施形態による無線フレーム制御部6の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the radio | wireless frame control part 6 by this embodiment. 本実施形態によるLTEシステムの上りリンクにおけるシステム帯域とサブフレームの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the system band and sub-frame in the uplink of the LTE system by this embodiment. 本実施形態による利用可能RB組合せとRBの対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of the RB combination and RB which can be utilized by this embodiment. 本実施形態によるセルスループットのシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the cell throughput by this embodiment. 本実施形態によるセルカバレッジのシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the cell coverage by this embodiment. 本実施形態によるリソースアロケーションタイプ1におけるリソースブロックグループの割当状況を示す図である。It is a figure which shows the allocation condition of the resource block group in the resource allocation type 1 by this embodiment. 本実施形態による利用可能RB組合せとRBの対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of the RB combination and RB which can be utilized by this embodiment. 本実施形態によるRBGをサブセットに分割した例を示す図である。It is a figure which shows the example which divided | segmented RBG by this embodiment into a subset. 本実施形態によるリソースアロケーションタイプ2の各利用可能RB組合せとRBの対応関係を示す。The correspondence relationship of each RB combination and RB of the resource allocation type 2 by this embodiment is shown.

本発明の一実施形態について図を参照し説明する。
図1は、本実施形態における無線通信システムを示す概略ブロック図である。
無線通信システム10は、基地局装置1と端末局装置9とを含んで構成される。
基地局装置1は、通信を提供するサービスエリア内に存在する複数の端末局装置9と通信する。基地局装置1と端末局装置9とが通信する無線リンクは、例えばLTE(Long Term Evolution)システムに準拠するものとする。その無線リンクにおいて、基地局装置1から端末局装置9に向かう通信を下りリンクとし、その逆方向の通信を上りリンクとする。
本実施形態に示す基地局装置1は、この無線リンクにおける無線リソースの割り当ての最適化を行う。無線リソースの割り当ては、割当用最小単位の無線リソース(以下、「RB」と記す)に基づく割り当てが最適化される。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a wireless communication system in the present embodiment.
The wireless communication system 10 includes a base station device 1 and a terminal station device 9.
The base station apparatus 1 communicates with a plurality of terminal station apparatuses 9 existing in a service area that provides communication. The radio link used for communication between the base station device 1 and the terminal station device 9 is based on, for example, an LTE (Long Term Evolution) system. In the wireless link, communication from the base station apparatus 1 to the terminal station apparatus 9 is defined as downlink, and communication in the opposite direction is defined as uplink.
The base station apparatus 1 shown in this embodiment optimizes radio resource allocation in this radio link. The allocation of radio resources is optimized based on the minimum unit radio resources for allocation (hereinafter referred to as “RB”).

基地局装置1は、パケットバッファ2、5、OFDMA送信部3、SC−FDMA受信部4、無線フレーム制御部6を備える。
パケットバッファ2は、端末局装置9に向け送信するパケットを一時的に保持して、送信パケットとして送信するタイミングを調整する。
OFDMA送信部3は、無線リンクのフレームを生成するフレーム化処理、パケットバッファ2から供給される送信パケットを生成したフレームに割り付けて送信する処理、OFDM信号の生成処理などを行う。OFDMA送信部3は、無線フレーム処理部6からの指示により無線フレームにおける無線リソースを選択し、選択した無線リソースを利用して送信パケットのデータを割り付けて送信する。
また、OFDMA送信部3は、無線フレーム処理部6から端末局装置9に通知する制御情報を選択した無線リソースを利用して送信する。通知される制御情報には、無線フレームにおける無線リソースの割り付け情報が含まれる。
The base station apparatus 1 includes packet buffers 2 and 5, an OFDMA transmission unit 3, an SC-FDMA reception unit 4, and a radio frame control unit 6.
The packet buffer 2 temporarily holds a packet to be transmitted to the terminal station device 9 and adjusts the timing to transmit as a transmission packet.
The OFDMA transmission unit 3 performs a framing process for generating a radio link frame, a process for allocating and transmitting a transmission packet supplied from the packet buffer 2, a process for generating an OFDM signal, and the like. The OFDMA transmission unit 3 selects a radio resource in the radio frame according to an instruction from the radio frame processing unit 6, allocates transmission packet data using the selected radio resource, and transmits the data.
The OFDMA transmission unit 3 transmits the control information notified from the radio frame processing unit 6 to the terminal station device 9 using the selected radio resource. The notified control information includes radio resource allocation information in the radio frame.

SC−FDMA受信部4は、端末局装置9から受信したSC−FDMA信号を復調し、無線フレーム処理部6からの指示により、無線フレームに割り付けられた無線リソースを選択して、その無線リソースを用いて受信した信号を抽出し、パケット信号に変換する。
パケットバッファ5は、端末局装置9から受信したパケットを一時的に保持して、受信パケットが転送されるタイミングを調整する。
The SC-FDMA reception unit 4 demodulates the SC-FDMA signal received from the terminal station device 9, selects a radio resource allocated to the radio frame according to an instruction from the radio frame processing unit 6, and selects the radio resource. The received signal is extracted and converted into a packet signal.
The packet buffer 5 temporarily holds the packet received from the terminal station device 9 and adjusts the timing at which the received packet is transferred.

無線フレーム制御部6は、DL制御部6DとUL制御部6Uを備え、基地局装置1が送受信する無線リンクにおける無線リソースを管理して、限られた無線リソースの有効利用を図るべくOFDMA送信部3及びSC−FDMA受信部4を制御するとともに、無線リソースの割り付け状況を端末局装置9に通知する。
DL制御部6Dは、無線リンクにおける下りリンクの無線リソースの管理を行い、OFDMA送信部3を制御する。
UL制御部6Uは、無線リンクにおける上りリンクの無線リソースの管理を行い、SC−FDMA受信部4を制御する。
The radio frame control unit 6 includes a DL control unit 6D and a UL control unit 6U, manages radio resources in the radio link transmitted and received by the base station apparatus 1, and uses the OFDMA transmission unit to effectively use the limited radio resources. 3 and the SC-FDMA receiver 4 are notified to the terminal station device 9 of the radio resource allocation status.
The DL control unit 6D manages downlink radio resources in the radio link and controls the OFDMA transmission unit 3.
The UL control unit 6U manages uplink radio resources in the radio link and controls the SC-FDMA reception unit 4.

図を参照しDL制御部6D及びUL制御部6Uの構成について示す。
図2は、無線フレーム制御部6の構成を示す概略ブロック図である。
図に示される無線フレーム制御部6には、下りリンクと上りリンクを区別せずに、1系統のみ、すなわち、DL制御部6D又はUL制御部6Uの一方を示したものである。
無線フレーム制御部6は、制約条件提供部11、利用可能RB組合せ決定部12、チャネル状態データ保存部13、評価指標計算部14及び最適な無線リソース割り付け部15を備える。
Configurations of the DL control unit 6D and the UL control unit 6U will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the radio frame control unit 6.
The radio frame controller 6 shown in the figure shows only one system, that is, one of the DL controller 6D or the UL controller 6U, without distinguishing between downlink and uplink.
The radio frame control unit 6 includes a constraint condition providing unit 11, an available RB combination determining unit 12, a channel state data storage unit 13, an evaluation index calculation unit 14, and an optimal radio resource allocation unit 15.

制約条件提供部11は、下りリンク又は上りリンクにおける無線リソース割り当ての制約条件を提供する。一例として、制約条件提供部11は、上りリンクにおいて連続するRBを割り当てる制約条件を利用可能RB組合せ決定部12に提供する。
利用可能RB組合せ決定部12は、制約条件提供部11から提供された制約条件にしたがい、全ての端末に対する利用可能RB組合せを選択する。
チャネル状態データ保存部13は、時間軸と周波数軸に基づいて定義されるRBに応じたチャネルの状態を端末局装置9ごとに保持する。
The constraint condition providing unit 11 provides a constraint condition for radio resource allocation in the downlink or uplink. As an example, the constraint condition providing unit 11 provides the available RB combination determining unit 12 with a constraint condition for assigning consecutive RBs in the uplink.
The available RB combination determining unit 12 selects the available RB combinations for all terminals in accordance with the constraint condition provided from the constraint condition providing unit 11.
The channel state data storage unit 13 holds, for each terminal station device 9, the channel state corresponding to the RB defined based on the time axis and the frequency axis.

評価指標計算部14は、チャネル状態データ保存部13より取得した端末局装置9ごとのチャネル状態に基づいて、利用可能RB組合せごとの評価指標値を計算し、最適な無線リソース割り付け部15に提供する。例えば、周波数利用効率の最大化を目的とするシステムでは、評価指標を周波数利用効率とし、評価指標計算部14では、チャネル状態を周波数利用効率に変換する。また、周波数利用効率と端末局装置9間の公平性のトレードオフをバランスよく保つことを目的とするシステムでは、評価指標をProportional Fairness(PF)指標とし、評価指標計算部14では、チャネル状態より推定した瞬時伝送レートと今までの無線リソース割当結果に基づいた端末局装置9の平均伝送レートの比を計算する。   The evaluation index calculation unit 14 calculates an evaluation index value for each available RB combination based on the channel state for each terminal station device 9 acquired from the channel state data storage unit 13 and provides it to the optimal radio resource allocation unit 15 To do. For example, in a system for the purpose of maximizing the frequency utilization efficiency, the evaluation index is the frequency utilization efficiency, and the evaluation index calculation unit 14 converts the channel state into the frequency utilization efficiency. Further, in a system aiming to maintain a good balance between the frequency utilization efficiency and the fairness trade-off between the terminal station devices 9, the evaluation index is a Proportional Fairness (PF) index, and the evaluation index calculation unit 14 determines from the channel state. The ratio of the estimated instantaneous transmission rate and the average transmission rate of the terminal station device 9 based on the radio resource allocation results so far is calculated.

最適な無線リソース割当部15は、選択された利用可能なRBの組合せに基づいて、無線リソースの最適な利用を図るため組合せ最適化問題として定められる複数の条件を満たす無線リソースの組合せを評価指標値にしたがって選択する。
最適な無線リソース割当部15では、無線リソース割当問題を組合せ最適化問題として定義し、線形計画法より組合せ最適化問題の最適解を求め、無線リソースの最適な利用を図る。具体的には、最適な無線リソース割当部15では、評価指標の最大化を組合せ最適化問題の目的関数と定義し、利用可能RB組合せの中から、端末局装置9ごとに決定した有効なRB組合せ(決定方法は後述する)の評価指標をベースに、線形計画法より最適なリソース割り当て解を求める。
The optimum radio resource allocating unit 15 evaluates a combination of radio resources satisfying a plurality of conditions defined as a combination optimization problem for optimal use of radio resources based on the selected available RB combination. Select according to the value.
The optimal radio resource allocating unit 15 defines the radio resource allocation problem as a combinatorial optimization problem, obtains an optimal solution for the combinatorial optimization problem from linear programming, and uses the radio resources optimally. Specifically, the optimal radio resource allocating unit 15 defines maximization of the evaluation index as an objective function of the combination optimization problem, and the effective RB determined for each terminal station device 9 from the available RB combinations. Based on the evaluation index of the combination (determination method will be described later), an optimal resource allocation solution is obtained by linear programming.

つまり、最適な無線リソース割当部15では、利用可能なRBの組合せの中から、割り当て対象の端末局装置9に対して割り当てるRBの組合せを評価指標値にしたがって選択するものであって、評価指標値の総和が最大となることを目的とする、全ての端末局装置9を対象とした組合せ最適化問題について、定められた複数の条件を満たす無線リソースの組合せを選択する。   That is, the optimal radio resource allocation unit 15 selects an RB combination to be allocated to the allocation target terminal station device 9 from the available RB combinations according to the evaluation index value. For a combination optimization problem for all terminal station devices 9 for the purpose of maximizing the sum of values, a combination of radio resources satisfying a plurality of defined conditions is selected.

この最適な無線リソース割当部15は、有効なRB組合せ決定部16、最適なリソース割当演算部17を備える。
有効なRB組合せ決定部16は、無線リソース割当部15において端末局装置9ごとの有効なRB組合せを決定する。有効なRB組合せ決定部16による端末局装置9ごとの有効なRB組合せとは、利用可能RB組合せ決定部12によって導かれた、全ての端末に対する利用可能RB組合せのうち、それぞれの端末局装置9に割り当て可能なRB組合せのことである。
最適なリソース割当演算部17は、無線リソース割当部15において線形計画法を用いて最適なリソース割り当てを行う。最適なリソース割当演算部17による線形計画法では、利用可能RB組合せの中で、有効なRB組合せ以外のRB組合せをこの端末局装置9に割り当てないこととする。すなわち、最適な無線リソース割当部15は、選択された利用可能な無線リソースの組合せに基づいて、無線リソースの最適な利用を図るため組合せ最適化問題として定められる複数の条件を満たす割り当てるRBの組合せを評価指標値にしたがって選択する。また、線形計画法の計算量を削減するために、端末局装置9ごとの有効なRB組合せ上限値を予め定めてもよい。
The optimal radio resource allocation unit 15 includes an effective RB combination determination unit 16 and an optimal resource allocation calculation unit 17.
The effective RB combination determination unit 16 determines an effective RB combination for each terminal station device 9 in the radio resource allocation unit 15. The effective RB combination for each terminal station device 9 by the effective RB combination determining unit 16 is the terminal station device 9 of the available RB combinations derived from the available RB combination determining unit 12 for all terminals. RB combinations that can be assigned to
The optimal resource allocation calculation unit 17 performs optimal resource allocation in the radio resource allocation unit 15 using linear programming. In the linear programming method by the optimal resource allocation calculation unit 17, RB combinations other than effective RB combinations are not allocated to the terminal station device 9 among the available RB combinations. In other words, the optimal radio resource allocating unit 15 is configured to allocate combinations of RBs that satisfy a plurality of conditions defined as a combination optimization problem for optimal use of radio resources based on the selected combination of available radio resources. Is selected according to the evaluation index value. Further, in order to reduce the calculation amount of the linear programming method, an effective RB combination upper limit value for each terminal station device 9 may be determined in advance.

以下に、LTEシステムのSC-FDMAベース上りリンクにおける最適なパケットスケジューリング、及びOFDMAベース下りリンクにおける最適なパケットスケジューリングを例として、実施例を説明する。   In the following, an embodiment will be described by taking as an example optimal packet scheduling in an SC-FDMA-based uplink of an LTE system and optimal packet scheduling in an OFDMA-based downlink.

はじめに、実施形態について、以下に示した用語を定義して説明する。
「端末i」は、複数の端末局装置9について、それぞれを識別するIndexiを用いて示す。
「サブフレーム」とは、時間軸における無線リソース割当の最小単位であり、LTEシステムでは、14OFDMシンボル、また14SC-FDMAシンボルをサブフレームと定義される。時間軸におけるサブフレームのIndex(「サブフレームIndex j」という。)と、周波数軸におけるRB(12サブキャリアより構成される)のIndex(「RB Index k」という。)とによって無線リソースブロックが識別される。
First, the embodiments will be described by defining the following terms.
“Terminal i” is indicated by using Indexi for identifying each of the plurality of terminal station devices 9.
A “subframe” is a minimum unit of radio resource allocation on the time axis, and in the LTE system, 14 OFDM symbols and 14SC-FDMA symbols are defined as subframes. The radio resource block is identified by the index of the subframe on the time axis (referred to as “subframe index j”) and the index of the RB (consisting of 12 subcarriers) on the frequency axis (referred to as “RB Index k”). Is done.

「RBの割当結果A(i, j, k)」は、端末i に対して、サブフレームIndex j、RB Index kで参照される無線リソースの割当結果を示す。A(i, j, k)=1は、サブフレームIndex j、RB Index k で参照される無線リソースを端末i に割り当てることを示す。一方、A(i, j, k)=0は、サブフレーム Index j、RB Index k で参照される無線リソースを端末i に割り当てないことを示す。RBの割当結果A(i, j, k)は、端末に割り当てるリソースを直交させる制約があることから、式(1)として表せる。つまり、1つのRBは、高々1つの端末に割り当てられる。  “RB allocation result A (i, j, k)” indicates a radio resource allocation result referred to by subframe Index j and RB Index k for terminal i. A (i, j, k) = 1 indicates that radio resources referred to by subframes Index j and RB Index k are allocated to terminal i. On the other hand, A (i, j, k) = 0 indicates that radio resources referred to by subframes Index j and RB Index k are not allocated to terminal i. The RB allocation result A (i, j, k) can be expressed as Equation (1) because there is a restriction that the resources allocated to the terminals are orthogonal. That is, one RB is allocated to at most one terminal.

Figure 2011055110
Figure 2011055110

「利用可能RB組合せの集合O」は、システムの帯域幅と割当制約条件に基づいて導かれる利用可能RB組合せを要素とする集合である。
「利用可能RB組合せのIndex l」は、利用可能RB組合せの集合Oに含まれるRB組合せを識別するためのIndexを示す。利用可能RB組合せのIndex lによって示されるRB組合せを「RB組合せl」として示す。
「RBと利用可能RB組合せの包含関係V(k, l)」は、RB k がRB組合せlに含まれる場合、V(k, l)=1とする。また、RB k がRB組合せl に含まれない場合、V(k, l)=0とする。
「利用可能RB組合せl に含まれるRBの数」は、N(l)とする。
“Available RB combination set O” is a set having available RB combinations as elements, which are derived based on the system bandwidth and allocation constraint conditions.
“Index l of available RB combination” indicates an index for identifying an RB combination included in the set O of available RB combinations. The RB combination indicated by Index l of the available RB combinations is indicated as “RB combination l”.
“Inclusive relation V (k, l) of RB and available RB combination” is V (k, l) = 1 when RB k is included in RB combination l. If RB k is not included in the RB combination l, V (k, l) = 0.
The “number of RBs included in the available RB combination l” is N (l).

「RB組合せの割当結果α(i, j, l)」は、端末i に対して、サブフレームIndex j、RB組合せIndex l の割当結果である。α(i, j, l)=1は、サブフレーム Index j、RB組合せIndex l に含まれるRBを端末i に割り当てることを示す。一方、α(i, j, l)=0は、サブフレーム Index j、RB組合せIndex l に含まれるRBを端末i に割り当てしないことを示す。端末に割り当てる無線リソースを直交させる制約から、Σi α(i, j, l)=0 or 1である。つまり、1 RB組合せは高々1端末に割り当てられる。また、RB組合せベースにリソース割り当てを行うため、式(2)として表せる。つまり、1つの端末には、高々1つのRB組合せが割り当てられる。 “RB combination allocation result α (i, j, l)” is the allocation result of subframe Index j and RB combination Index l for terminal i. α (i, j, l) = 1 indicates that an RB included in subframe Index j and RB combination Index l is allocated to terminal i. On the other hand, α (i, j, l) = 0 indicates that the RB included in subframe Index j and RB combination Index l is not allocated to terminal i. Σ i α (i, j, l) = 0 or 1 due to the restriction that radio resources allocated to terminals are orthogonal. That is, at most one RB combination is assigned to one terminal. In addition, since resource allocation is performed on an RB combination basis, it can be expressed as equation (2). That is, at most one RB combination is assigned to one terminal.

Figure 2011055110
Figure 2011055110

「PF指標M(i, j, l)」は、端末i がサブフレームIndex j、RB組合せIndex l の無線リソースにおけるPF指標を示す。
「割当対象端末集合Ω(j)」は、サブフレームIndex j において、割当対象端末のIndexを要素とする集合である。
「割当可能RB Indexの集合P(j)」は、サブフレームIndex j において、データに割当可能なRB Indexの集合である。
「端末i に対する有効なRB組合せ集合C(i,j)」は、サブフレームIndex j において、端末i に対する有効なRB組合せを要素とする集合であり、集合Oの部分集合になる。
“PF index M (i, j, l)” indicates a PF index in a radio resource in which terminal i has subframe Index j and RB combination Index l.
The “assignment target terminal set Ω (j)” is a set having the index of the assignment target terminal as an element in the subframe Index j.
The “assignable RB Index set P (j)” is a set of RB Indexes that can be assigned to data in the subframe Index j.
“Effective RB combination set C (i, j) for terminal i” is a set whose elements are effective RB combinations for terminal i in subframe Index j and is a subset of set O.

[1]LTEシステムの上りリンクへの適用
最初に、LTEシステムの上りリンクにおける最適なパケットスケジューリングについて示す。
LTEシステムの上りリンクのアクセス方式は、SC-FDMAである。
このSC-FDMAベースシステムにおけるパケットスケジューリングでは、低いPAPRを維持するために、端末に連続するRBを割り当てる制約がある。
図3は、LTEシステムの上りリンクにおけるシステム帯域とサブフレームの関係を示す図である。
[1] Application of LTE System to Uplink First, the optimum packet scheduling in the uplink of the LTE system will be described.
The uplink access scheme of the LTE system is SC-FDMA.
In the packet scheduling in this SC-FDMA based system, there is a constraint that assigns continuous RBs to terminals in order to maintain low PAPR.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a system band and a subframe in the uplink of the LTE system.

この図の縦軸は、RBを単位としたシステム帯域を示し、横軸は、サブフレームを示す。
この図では、システム帯域を11RBとした例を示し、RB0からRB10までのRBが示される。また、サブフレームIndex0からサブフレームIndex jとして示されるサブフレームが時間軸(横軸)方向に連続して示される。以下、システム帯域を11RBとして、利用可能RB組合せ集合O及び利用可能RB組合せのIndex、V(k, l)について説明する。
In this figure, the vertical axis indicates the system band in units of RB, and the horizontal axis indicates the subframe.
This figure shows an example in which the system band is 11 RBs, and RBs from RB0 to RB10 are shown. Also, subframes indicated as subframes Index0 to subframe Index j are continuously shown in the time axis (horizontal axis) direction. Hereinafter, assuming that the system band is 11 RBs, the usable RB combination set O and the indexes and V (k, l) of the usable RB combinations will be described.

利用可能RB組合せに含まれるRB数をXで示すと、そのXは、「1」から「システム帯域RB数K」までの値をとる。利用可能RB組合せにおいて、RBは連続して配置させる制約があることから、X個のRBを含む利用可能RB組合せの数は、(K-X+1)である。「1」から「システム帯域RB数K」までの全ての利用可能RB組合せ数を式(3)に示す。   When the number of RBs included in the usable RB combination is indicated by X, X takes a value from “1” to “system band RB count K”. In the usable RB combinations, since there is a restriction that RBs are continuously arranged, the number of usable RB combinations including X RBs is (K−X + 1). The number of all available RB combinations from “1” to “system band RB count K” is shown in Equation (3).

Figure 2011055110
Figure 2011055110

そのため、利用可能RB組合せIndex lは、式(4)に示される範囲の値をとる。   Therefore, the available RB combination Index l takes a value in the range shown in Expression (4).

Figure 2011055110
Figure 2011055110

ここでは、利用可能RB組合せIndexlを、組合せに含まれるRB数の昇順に付与すると仮定すれば、X’個の RBを含む利用可能RB組合せIndex lは、式(5)に示される範囲の値をとる。   Here, assuming that the available RB combination Indexl is given in ascending order of the number of RBs included in the combination, the available RB combination Indexl including X 'RBs is a value in the range shown in Equation (5). Take.

Figure 2011055110
Figure 2011055110

RBと利用可能RB組合せの包含関係を示すV(k, l)を用いて、RBと利用可能RB組合せの包含関係を表す。
図4は、利用可能RB組合せとRBの対応関係を示す図である。
この図4(a)は、一例として、各利用可能RB組合せをX’=1とした場合において割り当てられるRBの対応関係を示す。この図では利用可能RB組合せに含まれるRBは1つであることから、利用可能RB組合せIndexlごとに1つのRBが割り当てられる。
例えば、利用可能RB組合せIndexlが「0」である場合、割り当てられるRBはk=0として示される。
この図に示される利用可能RB組合せIndexlは、0から10までの値をとる。
The inclusion relation between RB and available RB combination is expressed using V (k, l) indicating the inclusion relation between RB and available RB combination.
FIG. 4 is a diagram illustrating a correspondence relationship between available RB combinations and RBs.
FIG. 4A shows, as an example, a correspondence relationship between RBs assigned when each available RB combination is X ′ = 1. In this figure, since there is one RB included in the usable RB combination, one RB is allocated for each usable RB combination Index1.
For example, when the available RB combination Index1 is “0”, the assigned RB is indicated as k = 0.
The available RB combination Index1 shown in this figure takes a value from 0 to 10.

この図4(b)は、一例として、各利用可能RB組合せをX’=5とした場合において割り当てられるRBの対応関係を示す。
利用可能RB組合せに含まれるRBは5つであることから、利用可能RB組合せIndexlごとに5つのRBが連続して割り当てられる。
例えば、利用可能RB組合せIndexlが「38」である場合、割り当てられるRBはk=0〜k=4として示される。
この図は、前述の図4(a)に示された利用可能RB組合せIndexlの範囲から連続して付与された利用可能RB組合せIndexlによって示され、利用可能RB組合せIndexlは、38から44までの値をとる。
FIG. 4B shows, as an example, the correspondence relationship between RBs assigned when each available RB combination is X ′ = 5.
Since there are five RBs included in the usable RB combination, five RBs are continuously allocated for each usable RB combination Index1.
For example, when the available RB combination Index1 is “38”, the allocated RBs are indicated as k = 0 to k = 4.
This figure is shown by the available RB combinations Index1 given continuously from the range of the available RB combinations Index1 shown in FIG. 4 (a), and the available RB combinations Index1 are from 38 to 44. Takes a value.

サブフレームIndex jにおいて、端末i に対する有効なRB組合せの集合C(i,j)が異なる。利用可能RB組合せの集合Oはシステム帯域、上りリンクにおける連続するRBの割当制約によって定義されることに対して、集合C(i,j)はサブフレーム Index jにおける上りリンクコントロールチャネル送信用RB Index、端末iの最大送信電力及びチャネル状態によって定義される。
利用可能RB組合せの集合にある全てのRB組合せのうち、以下の条件を満足するRB組合せlが集合C(i,j)に含まれないこととする。
In subframe Index j, effective set RB combinations C (i, j) for terminal i are different. The set O of the available RB combinations is defined by the system bandwidth and the allocation restriction of consecutive RBs in the uplink, whereas the set C (i, j) is the RB Index for uplink control channel transmission in the subframe Index j. , Defined by the maximum transmission power and channel state of terminal i.
Of all the RB combinations in the set of available RB combinations, the RB combination l that satisfies the following condition is not included in the set C (i, j).

(1)コントロールチャネルに割り当てたRB Indexを含むRB組合せl
一例として、サブフレームIndex jにおいて、11RBのうち、両端のRB(RB0とRB10)を上りリンクコントロールチャネル用RBと仮定する。つまり、データに割り当てられるRBのIndexは、1〜9である。そのため、X’=1のRB組合せのうち、l=0とl=10について式(6)として示す関係が成り立つ。
(1) RB combination including the RB Index assigned to the control channel
As an example, in the subframe Index j, it is assumed that RBs (RB0 and RB10) at both ends of 11RBs are uplink control channel RBs. That is, the Index of RB assigned to data is 1-9. Therefore, among the RB combinations with X ′ = 1, the relationship shown as Expression (6) holds for l = 0 and l = 10.

Figure 2011055110
Figure 2011055110

また、X’=5のRB組合せのうち、l =38とl =44について式(7)として示す関係が成り立つ。   In addition, among the RB combinations of X ′ = 5, the relationship shown as Expression (7) holds for l = 38 and l = 44.

Figure 2011055110
Figure 2011055110

(2)端末iの最大送信電力を超えるRB組合せl
例えば、端末iの最大送信電力制限で、最大で送信できるRB数が5である場合、6以上のRBが割り当てられることはないことから、式(8)とする。
(2) RB combination exceeding the maximum transmission power of terminal i
For example, when the maximum number of RBs that can be transmitted is 5 at the maximum transmission power limit of the terminal i, 6 or more RBs are not allocated, and therefore, Formula (8) is used.

Figure 2011055110
Figure 2011055110

(3)RB組合せlの送信可能データ量(TBS: Transport Block Size)が、RB組合せlのある部分集合であるRB組合せの送信可能データ量より下回るとき、式(9)とする。  (3) When the transmittable data amount (TBS: Transport Block Size) of the RB combination l is smaller than the transmittable data amount of the RB combination that is a subset of the RB combination l, Equation (9) is established.

Figure 2011055110
Figure 2011055110

ここで、TBSは、RB組合せlにおける平均的なチャネル状態に依存する。マルチパスフェージングに起因する周波数帯域におけるチャネル状態の変動が生じている状態で、割当RBを拡張した場合、伝播特性が低下したRBも利用することになり、送信可能データ量が減少する可能性がある。
(4)RB組合せl の部分集合であるRB組合せの送信可能データ量はこの端末の送信すべきデータキュー長より大きい場合、式(10)とする。
Here, TBS depends on an average channel state in RB combination l. If the allocated RB is expanded in the state where the channel condition in the frequency band due to multipath fading has occurred, the RB with reduced propagation characteristics will also be used, which may reduce the amount of transmittable data. is there.
(4) When the transmittable data amount of the RB combination which is a subset of the RB combination l is larger than the data queue length to be transmitted by this terminal, the expression (10) is established.

Figure 2011055110
Figure 2011055110

以上の定義を用いて、組合せ最適化問題を以下のように定義する。
組合せ最適化問題の目的関数を式(11)に示す。ここでのPF評価指標を最大化する目的関数は一例であり、ほかの評価指標の最小化や最大化を目的関数とした場合、下記最適化の定式を容易に移植できる。
Using the above definition, the combinatorial optimization problem is defined as follows.
The objective function of the combinatorial optimization problem is shown in Equation (11). The objective function for maximizing the PF evaluation index here is an example. If the objective function is to minimize or maximize other evaluation indices, the following optimization formula can be easily ported.

目的関数: Objective function:

Figure 2011055110
Figure 2011055110

組合せ最適化問題の制約条件を式(12)から式(19)に示す。   The constraint conditions for the combinatorial optimization problem are shown in equations (12) to (19).

制約条件:
Subject to:
Restrictions:
Subject to:

Figure 2011055110
Figure 2011055110

Figure 2011055110
Figure 2011055110

Figure 2011055110
Figure 2011055110

Figure 2011055110
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Figure 2011055110
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Figure 2011055110
Figure 2011055110

Figure 2011055110
Figure 2011055110

Figure 2011055110
Figure 2011055110

上記の制約条件の各式について、以下に順に説明する。
式(12)において、式の左辺は、RB単位で管理している割当結果であり、端末iに割り当てたRB数を示す。また、式の右辺は、RB組合せ単位で管理している割当結果であり、同じく端末iに割り当てたRB数を示す。つまり、式(12)は、RB組合せIndex i をある端末に割り当てたら、RB組合せIndex i に含まれる全てのRBをその端末に割り当てることを示す。
式(13)は、1つのRB組合せを高々1端末に割り当てることを示す。
式(14)は、1端末に高々1つのRB組合せを割り当てることを示す。
式(15)は、1つのRBを高々1端末に割り当てることを示す。
式(16)は、端末に割り当てたRB数がシステム帯域のRB数以下であることを示す。
式(17)は、端末iに対する有効なRB組合せ集合C(i,j)に含まれるRB組合せの割当結果は0(割当てない)か1(割当てる)であることを示す。
式(18)は、端末iに対するRB Index kの割当結果は0(割当てない)か1(割当てる)であることを示す。
式(19)は、端末iに対する有効なRB組合せ集合C(i,j)に含まれないRB組合せの割当結果は0(割当てない)であることを示す。
Each expression of the above constraint conditions will be described in order below.
In Equation (12), the left side of the equation is an assignment result managed in units of RBs, and indicates the number of RBs assigned to terminal i. Further, the right side of the equation is an allocation result managed in units of RB combinations, and similarly indicates the number of RBs allocated to terminal i. That is, Equation (12) indicates that, when RB combination Index i is allocated to a certain terminal, all RBs included in RB combination Index i are allocated to that terminal.
Equation (13) indicates that one RB combination is assigned to at most one terminal.
Equation (14) indicates that at most one RB combination is allocated to one terminal.
Equation (15) indicates that one RB is allocated to at most one terminal.
Equation (16) indicates that the number of RBs assigned to the terminal is less than or equal to the number of RBs in the system band.
Expression (17) indicates that the allocation result of the RB combinations included in the effective RB combination set C (i, j) for the terminal i is 0 (not allocated) or 1 (allocated).
Equation (18) indicates that the assignment result of RB Index k for terminal i is 0 (not assigned) or 1 (assigned).
Equation (19) indicates that the allocation result of RB combinations not included in the valid RB combination set C (i, j) for terminal i is 0 (not allocated).

また、線形計画法の計算量を削減するために、端末ごとに線形計画法に展開する有効なRB組合せの数を制限する。つまり、全ての端末を対象として、評価指標の上位Q個の有効なRB組合せについてのみ線形計画法に展開する。端末iのQ番目の評価指標をδ(i)で表せば、この制約条件は式(20)を用いて示される。   In addition, in order to reduce the amount of calculation of linear programming, the number of effective RB combinations to be developed in linear programming is limited for each terminal. That is, for all terminals, only the top Q effective RB combinations of the evaluation indices are expanded to linear programming. If the Q-th evaluation index of the terminal i is expressed by δ (i), this constraint condition is expressed using the equation (20).

Figure 2011055110
Figure 2011055110

線形計画法に式(11)〜式(20)を展開すると、組合せ最適化問題の最適解が求められる。   When formulas (11) to (20) are developed in the linear programming method, an optimal solution of the combinatorial optimization problem is obtained.

一例として示される条件に基づいて評価したセルスループット及びセルカバレッジ(5% outage average user throughputをカバレッジの評価指標とする)結果示す。
図5は、セルスループットのシミュレーション結果を示すグラフである。
縦軸は、セルスループット(kbps(キロビット毎秒))を示し、横軸は、セルあたりの端末数を示す。
また、このシミュレーションでは、セルあたりの端末数が10である場合、Qを91、セルあたりの端末数が15と20である場合、Qを45とする。
The cell throughput evaluated based on the conditions shown as an example and the cell coverage (5% outage average user throughput is used as a coverage evaluation index) result are shown.
FIG. 5 is a graph showing a simulation result of cell throughput.
The vertical axis represents cell throughput (kbps (kilobits per second)), and the horizontal axis represents the number of terminals per cell.
In this simulation, Q is 91 when the number of terminals per cell is 10, and Q is 45 when the numbers of terminals per cell are 15 and 20.

図6は、セルカバレッジのシミュレーション結果を示すグラフである。
縦軸は、セルカバレッジ(kbps)を示し、横軸は、セルあたりの端末数を示す。
また、このシミュレーションでは、セルあたりの端末数が10である場合、Qを91、セルあたりの端末数が15と20である場合、Qを45とする。
FIG. 6 is a graph showing a simulation result of cell coverage.
The vertical axis represents cell coverage (kbps), and the horizontal axis represents the number of terminals per cell.
In this simulation, Q is 91 when the number of terminals per cell is 10, and Q is 45 when the numbers of terminals per cell are 15 and 20.

図5と図6のシミュレーションによる評価結果では、本実施形態に示した手法による最適なパケットスケジューリング(OPSA: Optimum Packet Scheduling Algorithm)と、従来手法によるヒューリスティックパケットスケジューリング(HPSA: Heuristic Packet Scheduling Algorithm)とを比較する。本実施形態に示した手法による最適なパケットスケジューリング(OPSA)は、ヒューリスティックパケットスケジューリング(HPSA)に比べセルスループット及びセルカバレッジの向上に有効であることが示され、最適な無線リソース割り当てが行われていることがわかる。   5 and 6 show that the optimum packet scheduling (OPSA: Optimum Packet Scheduling Algorithm) by the method shown in this embodiment and the heuristic packet scheduling (HPSA: Heuristic Packet Scheduling Algorithm) by the conventional method are shown in the evaluation results by the simulations of FIGS. Compare. Optimal packet scheduling (OPSA) by the method shown in this embodiment is shown to be more effective in improving cell throughput and cell coverage than heuristic packet scheduling (HPSA), and optimal radio resource allocation is performed. I understand that.

[2]LTEシステムのOFDMAベース下りリンクへの適用
続いて、LTEシステムのOFDMAベース下りリンクにおける最適なパケットスケジューリングについて示す。
上りリンクに適用した最適なパケットスケジューリングと同様に、下りリンクにおける最適なパケットスケジューリングを以下に説明する。
LTEシステムの下りリンクにおいて、利用可能RB組合せ決定部12は、リソースアロケーションタイプ1、2、3として示される3つのリソースアロケーションタイプについて適用可能である。以下、順に追って書くリソースアロケーションタイプへの適用について示す。
[2] Application of LTE system to OFDMA-based downlink Next, optimum packet scheduling in the OFDMA-based downlink of the LTE system will be described.
Similar to the optimal packet scheduling applied to the uplink, the optimal packet scheduling in the downlink will be described below.
In the downlink of the LTE system, the available RB combination determining unit 12 can be applied to three resource allocation types indicated as resource allocation types 1, 2, and 3. The following shows the application to the resource allocation type that will be written in order.

<リソースアロケーションタイプ1への適用>
利用可能RB組合せ決定部12は、リソースアロケーションタイプ1におけるRB割り付けでは、複数RBによって構成されるリソースブロックグループ(RBG)単位に無線リソースを端末に割り当てる。ただし、RBGに含まれるRB数はシステム帯域に依存する。一例として、システム帯域が11RBであり、割り当てるRBGは2つのRBより構成される場合を示す。
図7は、リソースアロケーションタイプ1におけるリソースブロックグループの割り当て状況を示す図である。
この図に示すように、2つのRBより構成されるRBGの場合では、6つのRBGが定義される。ただし、システム帯域が11RBであることから、RBG6だけは、1つのRBより構成される。
<Application to resource allocation type 1>
In the RB allocation in the resource allocation type 1, the available RB combination determination unit 12 allocates radio resources to terminals in units of resource block groups (RBG) configured by a plurality of RBs. However, the number of RBs included in the RBG depends on the system bandwidth. As an example, the system band is 11 RBs, and the allocated RBG is composed of two RBs.
FIG. 7 is a diagram showing a resource block group allocation situation in the resource allocation type 1.
As shown in this figure, in the case of an RBG composed of two RBs, six RBGs are defined. However, since the system band is 11 RBs, only RBG6 is composed of one RB.

つまり、リソースアロケーションタイプ1を用いて表現できる利用可能RB組合せの数は、式(21)に示すように63通りとなる。   That is, the number of available RB combinations that can be expressed using resource allocation type 1 is 63 as shown in Equation (21).

Figure 2011055110
Figure 2011055110

図を参照し、1RBGと2RBGより構成される利用可能RB組合せの例を示す。
図8は、利用可能RB組合せとRBの対応関係を示す図である。
この図に示される利用可能RB組合せのIndexの設定は、一例である。
この図における利用可能RB組合せIndex l=0〜 l=5までは、1つのBRGを割り当てた例を示し、利用可能RB組合せIndex l=6〜 l=20までは、2つのBRGを割り当てた例を示す。
An example of an available RB combination composed of 1RBG and 2RBG is shown with reference to the figure.
FIG. 8 is a diagram illustrating a correspondence relationship between available RB combinations and RBs.
The setting of the Index of the available RB combination shown in this figure is an example.
In this figure, the available RB combinations Index l = 0 to l = 5 show an example in which one BRG is allocated, and the available RB combinations Index l = 6 to l = 20 are examples in which two BRGs are allocated. Indicates.

<リソースアロケーションタイプ2への適用>
利用可能RB組合せ決定部12は、リソースアロケーションタイプ2におけるRB割り付けでは、RBGをさらにサブセットに分割して管理する。ただし、分割可能なサブセットの数はシステム帯域に依存する。
図9は、RBGをサブセットに分割した例を示す図である。
この図に示すRBGの分割例は、システム帯域を11RBとした場合において、2つのサブセットに分割した場合のサブセット構成例である。
図9(a)は、分割前のRBGの割り付けを示し、RBG1にはRB0とRB1、RBG2にはRB2とRB3、RBG3にはRB4とRB5、RBG4にはRB6とRB7、RBG5にはRB8とRB9、RBG6にはRB10が割り付けられている。この割り付けを2つのサブセットに分割する。
図9(b)は、第1のRBGサブセット(RBG subset1)を示す。第1のRBGサブセットには、3つのRBGが割り付けられる。第1のRBGサブセットに割り付けられたRBGでは、RBG1にはRB0とRB1、RBG3にはRB4とRB5、RBG5にはRB8とRB9が割り付けられる。
図9(c)は、第2のRBGサブセット(RBG subset2)を示す。第2のRBGサブセットにも、3つのRBGが割り付けられる。第2のRBGサブセットに割り付けられたRBGでは、RBG2にはRB2とRB3、RBG4にはRB6とRB7、RBG6にはRB10が割り付けられる。
<Application to resource allocation type 2>
In the RB allocation in the resource allocation type 2, the available RB combination determining unit 12 further manages the RBG by dividing it into subsets. However, the number of subsets that can be divided depends on the system bandwidth.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which the RBG is divided into subsets.
The RBG division example shown in this figure is a subset configuration example when the system band is 11 RBs and divided into two subsets.
FIG. 9A shows the allocation of the RBG before the division, RBG1 is RB0 and RB1, RBG2 is RB2 and RB3, RBG3 is RB4 and RB5, RBG4 is RB6 and RB7, RBG5 is RB8 and RB9 RB10 is assigned to RBG6. Divide this allocation into two subsets.
FIG. 9B shows a first RBG subset (RBG subset1). Three RBGs are allocated to the first RBG subset. In the RBG assigned to the first RBG subset, RB0 and RB1 are assigned to RBG1, RB4 and RB5 are assigned to RBG3, and RB8 and RB9 are assigned to RBG5.
FIG. 9C shows a second RBG subset (RBG subset2). Three RBGs are also allocated to the second RBG subset. In the RBG assigned to the second RBG subset, RB2 and RB3 are assigned to RBG2, RB6 and RB7 are assigned to RBG4, and RB10 is assigned to RBG6.

リソースアロケーションタイプ2を用いた場合では、同じサブセット内のRBを端末ごとに割り当てることが可能である。リソースアロケーションタイプ2を用いて表現できる利用可能RB組合せの数は、式(22)に示す組合せの数になる。   When resource allocation type 2 is used, RBs in the same subset can be allocated for each terminal. The number of available RB combinations that can be expressed using the resource allocation type 2 is the number of combinations shown in Expression (22).

Figure 2011055110
Figure 2011055110

図10は、リソースアロケーションタイプ2の各利用可能RB組合せとRBの対応関係を示す。
図に示される例では、2RBより構成される利用可能RB組合せを例として示す。
なお、リソースアロケーションタイプ2では、リソースアロケーションタイプ1の利用可能RB組合せと重複するものがある。この図に示される利用可能RB組合せでは、リソースアロケーションタイプ1の利用可能RB組合せと重複するものは示していない。ここで示した利用可能RB組合せIndexは一例である。
FIG. 10 shows the correspondence between each available RB combination of resource allocation type 2 and the RB.
In the example shown in the figure, an available RB combination composed of 2 RBs is shown as an example.
Note that, in resource allocation type 2, there are some that overlap with the available RB combinations of resource allocation type 1. In the available RB combinations shown in this figure, those that overlap with the available RB combinations of resource allocation type 1 are not shown. The available RB combination Index shown here is an example.

<リソースアロケーションタイプ3への適用>
リソースアロケーションタイプ3におけるRB割り付けでは、端末ごとに連続するRBを割り当てる。つまり、先に示した上りリンクにおける制約と同様である。リソースアロケーションタイプ3を用いて表現できる利用可能RB組合せの例については、前述の図4を参照する。
<Application to resource allocation type 3>
In RB allocation in resource allocation type 3, continuous RBs are allocated for each terminal. That is, it is the same as the restriction in the uplink shown above. For examples of available RB combinations that can be expressed using resource allocation type 3, refer to FIG. 4 described above.

利用可能RB組合せ集合にある全てのRB組合せのうち、以下の条件を満足するRB組合せlが集合C(i,j)に含まれないこととする。   It is assumed that among all RB combinations in the available RB combination set, the RB combination l that satisfies the following conditions is not included in the set C (i, j).

(1)RB組合せlの送信可能データ量(TBS: Transport Block Size)は、RB組合せlのある部分集合であるRB組合せの送信可能データ量より下回るとき、式(23)に示す関係とする。その関係は、先に示した上りリンクの場合と同様である。 (1) When the transmittable data amount (TBS: Transport Block Size) of the RB combination l is smaller than the transmittable data amount of the RB combination that is a subset of the RB combination l, the relationship shown in Expression (23) is established. The relationship is the same as that of the uplink shown above.

Figure 2011055110
Figure 2011055110

(2)RB組合せlの部分集合であるRB組合せの送信可能データ量は、この端末の送信すべきデータキュー長より大きい場合、式(24)に示す関係とする。その関係は、先に示した上りリンクの場合と同様である。 (2) When the transmittable data amount of the RB combination which is a subset of the RB combination l is larger than the data queue length to be transmitted by this terminal, the relationship shown in Expression (24) is established. The relationship is the same as that of the uplink shown above.

Figure 2011055110
Figure 2011055110

端末ごとに有効なRB組合せを求めた後、上りリンクの場合に示したように、組合せ最適化問題を定義し、最適なリソース割当演算部17によってその組合せ最適化問題を線形計画法によって解を導く。詳細については、式(11)〜(20)を参照する。   After obtaining an effective RB combination for each terminal, as shown in the uplink case, a combination optimization problem is defined, and the optimal resource allocation calculation unit 17 solves the combination optimization problem by linear programming. Lead. For details, reference is made to equations (11) to (20).

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
最適なリソース割当演算部17によって行われる組合せ最適化問題の解を線形計画法によって導くものとして示したが、動的計画法など他の方法を適用することも可能である。
また、本実施形態に示したシステム帯域、無線リソースの割り当て方、各Indexの定義は一例であり、他の形態とすることも可能である。
また、本実施形態の適用をLTEシステムへの適用を例示して示したが、他のシステムへの適用も可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
Although the solution of the combinatorial optimization problem performed by the optimal resource allocation calculation unit 17 has been shown as being derived by linear programming, other methods such as dynamic programming can be applied.
Further, the system bandwidth, radio resource allocation method, and definition of each index shown in this embodiment are merely examples, and other forms are possible.
In addition, although the application of the present embodiment has been exemplified by applying to the LTE system, the application to other systems is also possible.

なお、本実施形態の基地局装置1では、制約条件提供部11が、無線リソースの割り当ての制約条件を提供する。利用可能RB組み合わせ決定部12は、制約条件にしたがって利用可能な無線リソースの組合せ(利用可能RB組合せ)を決定する。チャネル状態データ保存部13は、RBに応じたチャネルの状態を前記端末局装置ごとに保持する。評価指数計算部14は、保持されたチャネルの状態に基づいて、利用可能なRBの組合せの評価指標値を端末局装置9ごとに算定する。最適な無線リソース割当部15は、利用可能な無線リソースの組合せの中から、割り当て対象の端末局装置9に対して割り当てるRBの組合せを評価指標値にしたがって選択するものであって、評価指標値の総和が最大となることを目的とする、全ての端末局装置9を対象とした組合せ最適化問題について、定められた複数の条件を満たす無線リソースの組合せを選択する。
これにより、組合せ最適化問題として示される複数の条件に基づいて無線リソースの割り付けが可能となり、無線帯域を有効に利用できる。
In the base station apparatus 1 of the present embodiment, the constraint condition providing unit 11 provides a constraint condition for radio resource allocation. The available RB combination determination unit 12 determines a combination of available radio resources (available RB combination) according to the constraint condition. The channel state data storage unit 13 holds the channel state corresponding to the RB for each terminal station device. The evaluation index calculation unit 14 calculates an evaluation index value of an available RB combination for each terminal station apparatus 9 based on the held channel state. The optimal radio resource allocating unit 15 selects an RB combination to be allocated to the allocation target terminal station device 9 from the available radio resource combinations according to the evaluation index value. For the combination optimization problem for all the terminal station devices 9 for the purpose of maximizing the sum of the radio resources, a combination of radio resources satisfying a plurality of predetermined conditions is selected.
As a result, radio resources can be allocated based on a plurality of conditions indicated as the combination optimization problem, and the radio band can be used effectively.

また、本実施形態の最適な無線リソース割当部15は、有効なRB組合せ選択部16が、有効なRB組合せの選択において、無線リンクの上りリンクに対して、上りリンクのコントロールチャネル用情報を伝送しない無線リソースの組合せの中から、端末局装置9の最大送信電力、上りリンクにおける送信可能データ量の変化、及び、端末局装置9が送信すべきデータキュー長に応じて有効な無線リソースの組合せを端末局装置9ごとに選択する。
これにより、例えば、LTEシステムの上りリンクへの適用を可能とし、無線帯域を有効に利用できる。
Also, in the optimal radio resource allocation unit 15 of the present embodiment, the effective RB combination selection unit 16 transmits uplink control channel information to the uplink of the radio link when selecting an effective RB combination. Among the combinations of radio resources not to be used, combinations of radio resources that are effective according to the maximum transmission power of the terminal station device 9, the change in the amount of transmittable data in the uplink, and the data queue length to be transmitted by the terminal station device 9 Is selected for each terminal station device 9.
As a result, for example, the LTE system can be applied to the uplink, and the radio band can be used effectively.

また、本実施形態の最適な無線リソース割当部15は、有効なRB組合せ選択部16が、有効なRB組合せの選択において、無線リンクの下りリンクに対して、下りリンクにおける送信可能データ量の変化、及び、端末局装置9が送信すべきデータキュー長による有効な無線リソースの組合せを端末局装置9ごとに選択する。
これにより、例えば、LTEシステムの下りリンクへの適用を可能とし、無線帯域を有効に利用できる。
Also, the optimal radio resource allocation unit 15 of the present embodiment is such that the effective RB combination selection unit 16 changes the transmittable data amount in the downlink with respect to the downlink of the radio link in the selection of the effective RB combination. And, a combination of effective radio resources according to the data queue length to be transmitted by the terminal station device 9 is selected for each terminal station device 9.
Thereby, for example, the LTE system can be applied to the downlink, and the radio band can be used effectively.

また、本実施形態の利用可能RB組み合わせ決定部12は、有効なRB組合せの選択において、有効なRB組合せ数として予め定められた値Qにしたがって、評価指標によって有効とされる上位Q個の評価指標値に対応する有効なRB組合せを選択する。
これにより、最適化問題の解の候補とされる有効なRB組合せの数を制限することにより、演算処理を軽減することが可能となり、組合せ最適化問題の解を容易に導くことができるようになることから、無線帯域を有効に利用できる。
Further, the available RB combination determination unit 12 according to the present embodiment selects the top Q evaluations that are validated by the evaluation index according to a value Q that is predetermined as the number of valid RB combinations in the selection of valid RB combinations. Select a valid RB combination corresponding to the index value.
As a result, it is possible to reduce the arithmetic processing by limiting the number of effective RB combinations that are candidates for the solution of the optimization problem, so that the solution of the combination optimization problem can be easily derived. Therefore, the wireless band can be used effectively.

また、本実施形態の最適な無線リソース割当部15は、1組のRB組合せを高々1つの端末局装置9に割り当てること、1つの端末局装置9に高々1つのRB組合せを割り当てること、1組のRB組合せが割り当てられた特定の端末局装置9に、1組のRB組合せに含まれる全てのRBをその特定の端末局装置9に割り当てること、1つのRBを高々1つの端末局装置9に割り当てることを組合せ最適化問題の条件として定義される。
これにより、組合せ最適化問題として示される複数の条件を示すことにより、組合せ最適化問題の条件から解を導くことから、無線帯域を有効に利用できる。
The optimal radio resource allocating unit 15 of the present embodiment allocates one set of RB combinations to at most one terminal station device 9, assigns at most one RB combination to one terminal station device 9, and sets one set. All RBs included in one set of RB combinations are allocated to the specific terminal station device 9 to the specific terminal station device 9 to which one RB combination is allocated, and one RB is assigned to at most one terminal station device 9 Assigning is defined as a condition of the combinatorial optimization problem.
Thus, by indicating a plurality of conditions indicated as the combination optimization problem, a solution is derived from the conditions of the combination optimization problem, so that the radio band can be used effectively.

また、本実施形態の有効なRB組合せ選択部16は、上りリンクに対して、連続するRBを含んだRB組合せとして選択し、下りリンクに対して、リソースアロケーションタイプ1,2,3を用いて表現できるRBの組合せを利用可能RBの組合せとして選択する。
これにより、LTEシステムに適用する無線リンクの無線リソースの割り付けにおいて最適化でき、無線帯域を有効に利用できる。
In addition, the effective RB combination selection unit 16 of the present embodiment selects an RB combination including consecutive RBs for the uplink, and uses resource allocation types 1, 2, and 3 for the downlink. A combination of RBs that can be expressed is selected as a combination of available RBs.
Thereby, it can optimize in the allocation of the radio | wireless resource of the radio link applied to a LTE system, and can utilize a radio | wireless band effectively.

6 無線フレーム制御部
11 制約条件提供部
12 利用可能RB組合せ決定部
13 チャネル状態データ保存部
14 評価指標計算部
15 最適な無線リソース割り付け部
16 有効なRB組合せ決定部
17 最適なリソース割当演算部
6 Radio frame control unit 11 Restriction condition providing unit 12 Available RB combination determining unit 13 Channel state data storing unit 14 Evaluation index calculating unit 15 Optimal radio resource allocating unit 16 Effective RB combination determining unit 17 Optimal resource allocation calculating unit

Claims (7)

複数の端末局装置に、時間軸と周波数軸に基づいて定義される割当用最小単位の無線リソースの割り当てを行う基地局装置であって、
前記無線リソースの割当の制約条件を提供する制約条件提供部と、
前記制約条件にしたがって利用可能な前記無線リソースの組合せを決定する利用可能RB組み合わせ決定部と、
前記割当用最小単位の無線リソースに応じたチャネルの状態を前記端末局装置ごとに保持するチャネル状態データ保存部と、
前記保持されたチャネルの状態に基づいて、前記利用可能な無線リソースの組み合わせの評価指標値を前記端末局装置ごとに算定する評価指数計算部と、
前記利用可能な無線リソースの組合せの中から、割り当て対象の前記端末局装置に対して前記割り当てる無線リソースの組合せを前記評価指標値にしたがって選択するものであって、前記評価指標値の総和が最大となることを目的とする、全ての前記端末局装置を対象とした組合せ最適化問題について、定められた複数の条件を満たす前記割当用最小単位の無線リソースの組合せを選択する無線リソース割当部と、
を備えることを特徴とする基地局装置。
A base station apparatus that allocates radio resources in a minimum unit for allocation defined based on a time axis and a frequency axis to a plurality of terminal station apparatuses,
A constraint condition providing unit for providing a constraint condition of the radio resource allocation;
An available RB combination determining unit that determines a combination of the radio resources that can be used in accordance with the constraint condition;
A channel state data storage unit that holds, for each terminal station device, a channel state corresponding to the radio resource of the minimum unit for allocation;
An evaluation index calculation unit that calculates an evaluation index value of the combination of available radio resources for each of the terminal station devices based on the state of the held channel;
A combination of radio resources to be allocated to the terminal station apparatus to be allocated is selected from the combinations of available radio resources according to the evaluation index value, and the sum of the evaluation index values is maximum. A radio resource allocation unit that selects a radio resource combination of the minimum unit for allocation satisfying a plurality of predetermined conditions for a combination optimization problem for all the terminal station devices, ,
A base station apparatus comprising:
前記無線リソース割当部は、
前記有効な割当用最小単位の無線リソースの組合せの選択において、前記端末局装置と通信する無線リンクの上りリンクに対して、前記上りリンクのコントロールチャネル用情報を伝送しない前記無線リソースの組合せの中から、前記端末局装置の最大送信電力、前記上りリンクにおける送信可能データ量の変化、及び、前記端末局装置が送信すべきデータキュー長に応じて有効な前記割当用最小単位の無線リソースの組合せを前記端末局装置ごとに選択する有効なRB組合せ選択部、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の基地局装置。
The radio resource allocation unit
In the selection of the effective radio resource combination of the minimum unit for allocation, among the radio resource combinations that do not transmit the uplink control channel information to the uplink of the radio link communicating with the terminal station apparatus From the maximum transmission power of the terminal station apparatus, the change in the amount of transmittable data in the uplink, and the combination of the minimum unit radio resources that are effective according to the data queue length to be transmitted by the terminal station apparatus An effective RB combination selection unit for selecting for each terminal station device,
The base station apparatus according to claim 1, comprising:
前記無線リソース割当部は、
前記有効な前記割当用最小単位の無線リソースの組合せの選択において、前記無線リンクの下りリンクに対して、前記下りリンクにおける送信可能データ量の変化、及び、前記端末局装置が送信すべきデータキュー長による有効な前記無線リソースの組合せを前記端末局装置ごとに選択するRB組合せ選択部、
を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の基地局装置。
The radio resource allocation unit
In the selection of the effective radio resource combination of the minimum unit for allocation, a change in the amount of transmittable data in the downlink and a data queue to be transmitted by the terminal station apparatus with respect to the downlink of the radio link An RB combination selection unit that selects, for each of the terminal station devices, an effective combination of radio resources according to length
The base station apparatus according to claim 1, further comprising:
前記有効なRB組合せ選択部は、
前記有効な前記無線リソースの組合せの選択において、前記有効な無線リソースの組合せ数として予め定められた値Qにしたがって、前記評価指標によって有効とされる上位Q個の前記評価指標値に対応する前記有効な無線リソース組合せを選択する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の基地局装置。
The effective RB combination selection unit is:
In the selection of the effective radio resource combination, according to the value Q predetermined as the number of effective radio resource combinations, the top Q corresponding to the evaluation index values enabled by the evaluation index The base station apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein an effective radio resource combination is selected.
前記無線リソース割当部は、
1組の前記割当用最小単位の無線リソースの組合せを高々1つの前記端末局装置に割り当てること、
1つの前記端末局装置に高々1つの前記割当用最小単位の無線リソースの組合せを割り当てること、
前記1組の前記割当用最小単位の無線リソースの組合せが割り当てられた特定の前記端末局装置に、前記1組の前記割当用最小単位の無線リソースの組合せに含まれる全ての前記割当用最小単位の無線リソースを割り当てること、
前記1つの無線リソースを高々1つの前記端末局装置に割り当てること
を前記組合せ最適化問題の条件として定義される
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の基地局装置。
The radio resource allocation unit
Allocating one set of the minimum unit radio resource combinations for allocation to at least one terminal station device;
Allocating at least one combination of radio resources in the minimum unit for allocation to one terminal station apparatus;
All the minimum units for allocation included in the combination of the minimum radio units for allocation to the specific terminal station apparatus to which the combination of the minimum radio units for allocation is allocated. Allocating radio resources,
The base station apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein allocation of the one radio resource to at most one terminal station apparatus is defined as a condition of the combination optimization problem.
前記利用可能RB組み合わせ決定部は、
前記上りリンクに対して、連続する無線リソースを含んだ前記無線リソースの組合せとして選択し、
前記下りリンクに対して、リソースアロケーションタイプ1,2,3を用いて表現できる前記無線リソースの組合せを利用可能無線リソースの組合せとして選択する
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の基地局装置。
The available RB combination determining unit
For the uplink, select as a combination of the radio resources including continuous radio resources,
The radio resource combination that can be expressed using resource allocation types 1, 2, and 3 for the downlink is selected as a combination of available radio resources. The base station apparatus as described in.
複数の端末局装置に、時間軸と周波数軸に基づいて定義される割当用最小単位の無線リソースの割り当てを行う通信方法であって、
前記無線リソースの割り当てを行う際の制約条件を提供する制約条件提供過程と、
前記制約条件にしたがって利用可能な前記無線リソースの組合せを決定する利用可能RB組み合わせ決定過程と、
無線リソースに応じたチャネルの状態を前記端末局装置ごとに保持するチャネル状態データ保存過程と、
前記保持されたチャネルの状態に基づいて、前記利用可能な無線リソースの組み合わせの評価指標値を前記端末局装置ごとに算定する評価指数計算過程と、
前記利用可能な無線リソースの組合せの中から、割り当て対象の前記端末局装置に対して前記割り当てる無線リソースの組合せを前記評価指標値にしたがって選択するものであって、前記評価指標値の総和が最大となることを目的とする、全ての前記端末局装置を対象とした組合せ最適化問題について、定められた複数の条件を満たす前記無線リソースの組合せを選択する無線リソース割当過程と、
を備えることを特徴とする通信方法。
A communication method for allocating radio resources in a minimum unit for allocation defined based on a time axis and a frequency axis to a plurality of terminal station devices,
A constraint condition providing process for providing a constraint condition when allocating the radio resource;
An available RB combination determination process for determining a combination of the radio resources that can be used according to the constraints;
A channel state data storage process for holding a channel state corresponding to a radio resource for each of the terminal station devices;
An evaluation index calculation process for calculating an evaluation index value of the combination of available radio resources for each of the terminal station devices based on the state of the held channel;
A combination of radio resources to be allocated to the terminal station apparatus to be allocated is selected from the combinations of available radio resources according to the evaluation index value, and the sum of the evaluation index values is maximum. A radio resource allocation process for selecting a combination of the radio resources satisfying a plurality of predetermined conditions for a combination optimization problem for all the terminal station devices,
A communication method comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015506645A (en) * 2012-01-23 2015-03-02 インテル コーポレイション LTE extensions for small packet transmission

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CSNJ200910068363; 王暁秋、小西聡、鈴木利則、: '"セルラーシステムにおけるマルチレイヤ最適化に基づくパケットスケジューラの提案"' 電子情報通信学会2008年通信ソサイエティ大会講演論文集1 , 20080902, page 363 *
JPN6013013073; 王暁秋、小西聡、鈴木利則、: '"セルラーシステムにおけるマルチレイヤ最適化に基づくパケットスケジューラの提案"' 電子情報通信学会2008年通信ソサイエティ大会講演論文集1 , 20080902, page 363 *

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