JP2013038550A

JP2013038550A - 無線基地局及び無線通信システム

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Publication number: JP2013038550A
Application number: JP2011172187A
Authority: JP
Inventors: Masahide Katayama; 昌英片山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2013-02-21
Anticipated expiration: 2031-08-05
Also published as: WO2013021603A1; JP5832811B2

Abstract

【課題】無線端末からのＳＲの無駄な再送信を減じさせる
【解決手段】無線基地局１０は、スケジューリング部１３および制御部１２を有する。無線基地局１０は無線端末２０と通信する。スケジューリング部１３は無線端末２０に対して上りリンク無線リソースの割当てをするスケジューラ機能を実行する。無線端末２０から送信される無線リソース割当て要求を受信する場合に制御部１２はスケジューリング部にスケジューラ機能を実行させる。スケジューリング部が上りリンク無線リソースの割当てを出来なかった場合に制御部１２はスケジューラ機能を再試行させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線基地局及び無線通信システムに関するものである。

無線通信方式として、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムが、３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）によって規格化されている。ＬＴＥでは、リソースブロックを単位として、無線基地局と無線端末との無線通信に使用する無線リソースが割当てられる。無線基地局と無線端末とは割当てられた無線リソースを用いてデータの上り転送及び下り転送を実行する。無線リソースは無線通信のチャネル品質やデータ伝送量などに応じて割当てられる。

無線端末がバッファ状態報告（ＢＳＲ：ＢｕｆｆｅｒＳｔａｔｕｓＲｅｐｏｒｔ）及び電力ヘッドルーム報告（ＰＨＲ：ＰｏｗｅｒＨｅａｄｒｏｏｍＲｅｐｏｒｔ）等を送信するために上りリンク無線リソースを必要とするときに、無線端末は無線リソース割当て要求（ＳＲ：ＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇＲｅｑｕｅｓｔ）を無線基地局に送信する（非特許文献１参照）。

ＳＲを受信した無線基地局はスケジューラ機能を実行し、ＳＲを送信した無線端末に対する上りリンク無線リソースを割当てる。上りリンク無線リソースの割当てを完了すると、無線リソース割当情報であるアップリンクグラントが無線基地局から無線端末に送信される。

無線端末がアップリンクグラントを受信すると、無線端末では上りリンク無線リソース割当てが完了したことが認識され、アップリンクグラントに応じた上りリンク無線リソースを用いてデータを送信する。

しかし、無線基地局において無線リンクが混雑している等の理由により無線端末への上りリンク無線リソースの割当てが出来ないことがある。無線基地局において上り無線リソースの割当てが出来ないと、無線端末から再度ＳＲが送信される必要があった。

3GPP TS 36.321 V8.3.0(2008-09),"Medium Access Control protocol specification"

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明では、無線端末からのＳＲの繰返し送信を低減化させる無線基地局及び無線通信システムの提供を目的とする。

上述した諸課題を解決すべく、本発明による無線基地局は、
無線端末と通信する無線基地局であって、
無線端末に対して上りリンク無線リソースの割当てをするスケジューラ機能を実行するスケジューリング部と、
無線端末から送信される無線リソース割当て要求を受信する場合にスケジューリング部にスケジューラ機能を実行させ、スケジューリング部が記上りリンク無線リソースの割当てを出来なかった場合にスケジューラ機能を再試行させる制御部とを備える
ことを特徴とするものである。

また、本発明による無線通信システムは、
無線リソース割当て要求を送信する無線端末と、
無線端末に対して上りリンク無線リソースの割当てをするスケジューラ機能を実行するスケジューリング部と、無線端末から送信される無線リソース割当て要求を受信する場合にスケジューリング部にスケジューラ機能を実行させ且つスケジューリング部が記上りリンク無線リソースの割当てを出来なかった場合にスケジューラ機能を再試行させる制御部とを有する無線基地局とを備える
を備えることを特徴とする。

上述したように本発明の解決手段を無線通信基地局及び無線通信システムとして説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

上記のように構成された本発明に係る無線基地局によれば、上りリンク無線リソースの割当てが出来ない場合にスケジューラ機能を再試行させるので、無線端末からの再度のＳＲの無駄な送信が不要となる。

本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す図である。無線基地局で実行される上りリンク無線リソース割当てのための処理を示すフローチャートである。従来の無線基地局と無線端末間における無線リソース割当ての処理について説明するためのタイミングチャートである。本実施形態の無線基地局と無線端末間における無線リソース割当ての処理について説明するためのタイミングチャートである。

以下、本発明を適用した無線基地局及び無線通信システムの実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る無線基地局を有する無線通信システムの概略構成図である。無線通信システム１は、例えばＬＴＥに準拠するもので、本実施形態に係る無線基地局１０により複数の無線端末２０（図１においては単一の無線端末のみ示す）に対して、それぞれ異なる無線リソースブロックを割当てて、無線基地局１０と複数の無線端末２０との間で無線通信を行うものである。

無線端末２０は、無線通信部２１と制御部２２とを備える。無線通信部２１は無線基地局１０と無線通信を行う。すなわち、無線通信部２１はダウンリンクデータを受信する。また、無線通信部２１は、無線基地局１０が割当てた無線リソースを用いて、無線基地局１０にアップリンクデータを送信する。さらに、無線通信部２１は、無線基地局１０にＳＲを送信し、アップリンクグラントを受信可能である。

無線通信部２１がダウンリンクデータを受信すると、制御部２２においてダウンリンクデータに応じて無線端末２０の各部位を制御する。また、無線通信部２１から送信されるアップリンクデータは無線端末２０の各部位の動作に応じて制御部２２によって生成され、無線通信部２１に送信される。

さらに、制御部２２はＢＳＲ及びＰＨＲを送信する場合にＳＲを生成し、無線通信部２１に送信する。なお、ＳＲの送信間隔Ｔｓｒは無線端末２０毎に設定可能であり、ＳＲとともに無線基地局１０に送信される。

また、制御部２２は、後述するように、無線基地局１０においてＳＲに基づいて生成されるアップリンクグラントに基づいてアップリンクデータを送信するための上りリンク無線リソースを認識する。

無線基地局１０は、無線通信部１１、制御部１２、スケジューリング部１３、ＲＯＭ１４、及びカウンタ１５等を備える。無線通信部１１は無線端末２０と無線通信を行う。すなわち、無線通信部１１はダウンリンクデータを送信する。また、無線基地局１０が割当てた無線リソースを用いて、無線通信部１１は無線端末２０が送信するアップリンクデータを受信する。さらに、無線通信部１１は無線端末２０が送信するＳＲを受信し、無線リソースの割当て情報であるアップリンクグラントを送信する。

無線通信部１１から制御部１２に、アップリンクデータが送信される。制御部１２は、アップリンクデータをネットワーク（図示せず）に送信する。また、制御部１２はネットワークから受信した無線端末に送信すべきダウンリンクデータを無線通信部１１に送信する。

また、無線通信部１１から制御部１２に、ＳＲが送信される。制御部１２はＳＲが送信されると、スケジューリング部１３にスケジューラ機能を実行させる。スケジューラ機能の実行により、ＳＲを送信した無線端末２０に対して上りリンク無線リソースが割当てられる。

上りリンク無線リソースの割当てを完了すると、スケジューリング部１３により割当てた無線リソースの割当情報であるアップリンクグラントが生成され、無線通信部１１に送信される。

無線基地局１０では、複数の無線端末２０に対してアップリンクデータ、及びダウンリンクデータの送受信を行っている。それゆえ、無線リンクの混雑、すなわち無線リソースの空き容量が新規の無線リソースの割当てに不十分となることがある。このような場合に、スケジューリング部１３では、上りリンク無線リソースの割当が出来ないことになる。

制御部１２はスケジューリング部１３にスケジューラ機能を実行させた場合には、割当てが完了するか否かを判別する。割当てが不可の場合には、第１の時間の経過後、制御部１２はスケジューリング部１３にスケジューラ機能を再試行させる。第１の時間は、例えば無線通信システム１で規定された処理単位時間、例えば無線フレームにおけるサブフレーム（１ｍｓ）に定められる。

以後、上りリンク無線リソースの割当てが完了するか、または割当ての失敗回数が第１の回数に達するまで、制御部１２はスケジューリング部１３にスケジューラ機能を再試行させる。なお、制御部１２にはカウンタ１５が接続されており、カウンタ１５はスケジューラ機能の実行回数を検出する。

第１の回数は、無線端末２０毎のＳＲの送信間隔Ｔｓｒに応じて変更される。第１の回数Ｎｒｔは、無線端末２０からのＳＲの送信間隔Ｔｓｒ（ｍｓ）、第１の時間Ｔｒｔ（ｍｓ）、アップリンクグラントの無線基地局１０からの送信時から無線端末２０で受信するまでにかかる時間Ｔｔｒとの間で、Ｔｓｒ＞Ｎｒｔ×Ｔｒｔ＋Ｔｔｒを満たすように定められる。

ＳＲの送信間隔Ｔｓｒに対応する第１の回数はテーブルデータとしてＲＯＭ１４に格納されている。前述のように、ＳＲとともに送信間隔Ｔｓｒも通知されるので、ＳＲの受信時に通知された送信時間に応じた回数が制御部１２により読出される。

続いて、無線端末２０からＳＲ受信時に無線基地局１０で実行される無線リソース割当てのための処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、無線リソース割当てのための処理は、無線端末２０から送信されるＳＲを無線基地局１０が受信するときに開始する。

ステップＳ１００において、制御部１２はＳＲとともに受信した送信間隔Ｔｓｒを認識する。送信間隔Ｔｓｒの認識後、ステップＳ１０１に進む。

ステップＳ１０１では、制御部１２はカウンタ１４におけるスケジューラ機能の実行回数をゼロにリセットさせる。ゼロにリセットさせると、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、制御部１２は、ステップＳ１００において認識した時間間隔Ｔｓｒに対応する回数をＲＯＭ１４から読出し、第１の回数に設定する。第１の回数の設定後、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、制御部１２はスケジューリング部１３にスケジューラ機能を実行させる。スケジューラ機能の実行後、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、制御部１２は、上りリンク無線リソースの割当てを完了したか否かを判別する。割当てが完了しなかったときには、ステップＳ１０５に進む。割当てが完了したときには、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０５では、制御部１２はスケジューラ機能の実行回数に＋１をインクリメントするようにカウンタ１５を制御する。実行回数の計測後、次のステップＳ１０６において、実行回数がステップＳ１０２において設定された第１の回数未満であるか否かを判別する。第１の回数未満である場合には、ステップＳ１０５に戻る。一方、第１の回数に達したときには、無線リソースの割当てを断念して、割当てのための処理を終了する。

一方、ステップＳ１０７では、制御部１２はスケジューリング部１３に割当てた無線リソースに応じたアップリンクグラントを生成させる。さらに、次のステップＳ１０８において、アップリンググラントを無線通信部１１に送信させる。アップリンクグラントの送信後、割当てのための処理を終了する。

以上のような構成の本実施形態の無線基地局１０によれば、上述のように、無線端末２０から受信する初回のＳＲに対して、上りリンク無線リソースの割当てを複数回再試行することが可能である。したがって、無線端末２０からのＳＲの送信の無駄な繰返しを低減化させることが可能である。

また、初回のＳＲ受信時から、上りリンク無線リソースの割当て完了までの経過時間を短縮することが可能である。経過時間の短縮化について、図３、４を用いて説明する。図３は、従来の無線基地局と無線端末間における無線リソース割当ての処理を説明するタイミングチャートである。図４は、本実施形態における無線基地局と無線端末間における無線リソース割当ての処理を説明するタイミングチャートである。

図３に示すように、従来の無線基地局では、無線端末からの単一のＳＲ送信に対してスケジューラ機能が１回試行されていた。スケジューラ機能の施行後、無線リソースの割当てが出来なかった場合、アップリンクグラントは送信されない。それゆえ、無線端末はアップリンクグラントを受信できなかった場合に、直前のＳＲ送信から所定の時間間隔Ｔｓｒの経過時に再度のＳＲを送信する。

無線基地局において無線リソースの割当てが完了するまで、ＳＲ送信及びスケジューラ機能の試行が繰返される。無線基地局において無線リソースの割当てが完了すると、アップリンクグラントが無線基地局から送信され、無線端末からのアップリンクデータの送信が開始される。それゆえ、ＳＲの送信後からアップリンクデータを送信開始するまでに、少なくとも（（ＳＲ送信回数）×（ＳＲの送信間隔）の時間がかかる。

一方、本実施形態では、図４に示すように、無線リソースの割当てに失敗しても、再度のＳＲを受信する前からスケジューラ機能の再試行が繰返される。それゆえ、スケジューラ機能の再試行が繰返されるので、従来の無線基地局に比べて単一のＳＲによる無線リソースの割当て成功の可能性が高い。したがって、無線リソースの割当てが完了するまでにかかる時間が、従来の無線基地局より短縮化される可能性が高められる。

また、本実施形態の無線基地局１０によれば、一度のＳＲの受信に対してスケジューラ機能の再試行回数の上限値が定められるので、無線リソースの割当てを完了させるまでの時間を短縮化させながら無線基地局１０への極端に負荷がかかることが防止される。スケジューラ機能を再試行することにより無線リソースの割当てを完了させるまでにかかる時間を短縮化することが可能である。一方で、再試行回数を増やすほど無線基地局１０における負荷が増大する。そこで、本実施形態のように上限値を定めることにより、無線基地局１０の負荷の極端な増加を防止することが可能である。

また、本実施形態の無線基地局によれば、再試行回数の上限値である第１の回数は、無線端末２０からのＳＲの送信間隔Ｔｓｒに応じて適切に変えられる。例えば、第１の回数が固定値であって送信間隔Ｔｓｒが相対的に短い場合には、二度目以降のＳＲが受信された場合であっても、初回のＳＲに応じたスケジューラ機能の再試行が繰返されることが有り得る。しかし、本実施形態によれば、再度のＳＲ受信の前にはスケジューラ機能の再試行を終了させることが可能である。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、第１の時間は、無線通信システム１で規定された処理単位時間に定められる構成であるが、処理単位時間に限定されない。無線端末２０によるＳＲの最短送信間隔より短い時間であれば、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

１無線通信システム
１０無線基地局
１１無線通信部
１２制御部
１３スケジューリング部
１５カウンタ
２０無線端末

Claims

無線端末と通信する無線基地局であって、
前記無線端末に対して上りリンク無線リソースの割当てをするスケジューラ機能を実行するスケジューリング部と、
前記無線端末から送信される無線リソース割当て要求を受信する場合に前記スケジューリング部に前記スケジューラ機能を実行させ、前記スケジューリング部が前記上りリンク無線リソースの割当てを出来なかった場合に前記スケジューラ機能を再試行させる制御部とを備える
ことを特徴とする無線基地局。
請求項１に記載の無線基地局であって、単一の前記無線リソース割当て要求に対する前記スケジューラ機能の再試行の試行回数が第１の回数に定められることを特徴とする無線基地局。
請求項１または請求項２に記載の無線基地局であって、前記第１の回数は前記無線端末の前記無線リソース割当て要求の送信間隔に応じて設定されることを特徴とする無線基地局。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の無線基地局であって、前記スケジューラ機能の再試行は、前記無線基地局を含む無線通信システムにおいて定められる最短の伝送時間間隔で行われることを特徴とする無線基地局。
無線リソース割当て要求を送信する無線端末と、
前記無線端末に対して上りリンク無線リソースの割当てをするスケジューラ機能を実行するスケジューリング部と、前記無線端末から送信される前記無線リソース割当て要求を受信する場合に前記スケジューリング部に前記スケジューラ機能を実行させ且つ前記スケジューリング部が前記上りリンク無線リソースの割当てを出来なかった場合に前記スケジューラ機能を再試行させる制御部とを有する無線基地局とを備える
ことを特徴とする無線通信システム。