JP2015091133A - ユーザ機器のアクセス方法、ユーザ機器、及び基地局 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明では、ユーザ機器(UE)のアクセス方法を開示している。この方法は、基地局から送信されたアクセスモード補助情報(AMAI)を受信し、基地局から通知された競合に基づくリソースを受信し、AMAIに基づいて、自局のバッファにおけるデータのアクセスモードを決定し、競合に基づくアクセスモードを用いると決定された場合、基地局から通知された競合に基づくリソースを用いて、自局のバッファにおけるデータを送信する、ことを含む。上記方法に対応して、本発明では、UE及び基地局の内部構成も開示している。【選択図】図1
Description
本発明は、移動通信技術分野に関し、特に、セルラーネットワークにおけるユーザ機器(UE)のアクセス方法、UE、及び基地局に関する。
従来のセルラーネットワークは、スケジューリングに基づくシステムである。従来のセルラーネットワークにおいて、UEは、データを送信しようとする時、まず、基地局(eNB)へスケジューリング要求を送信する必要がある。eNBは、このスケジューリング要求を受信すると、該UEに上り伝送リソースを割り当て、専用制御チャネル(PDCCH)によって、割り当てられたリソースを該UEに通知する。UEは、リソース割り当ての通知を得て初めて、データ送信が可能になる。上述したスケジューリング要求送信−リソース割り当て−リソース割り当て結果通知のやり取り過程に起因して、スケジューリングに基づくシステムでは、UEのアクセス遅延は、少なくとも11ミリ秒かかって、かつ、さらに低減することができない。このように長いアクセス遅延は、従来のセルラーネットワークにおいて、システム要求を満たすことができる。
しかしながら、新たなサービスが次々と現れるにつれて、スケジューリングに基づくアクセスメカニズムのアクセス遅延が長くてかつ低減できないという問題は、ますます顕著になる。例えば、サービスから見れば、未来のクラウドサービスが大量に展開されることになり、クラウドでの付加的な処理による処理遅延及びデータの伝送遅延の増加に起因して、ユーザは、エンドツーエンド遅延にもっと敏感になる。この場合で、セルラーネットワークにおけるUEのアクセス遅延を低減できれば、機器の処理遅延及びデータの伝送遅延を大きな程度で補償することが可能になる。従って、如何にセルラーネットワークにおけるUEのアクセス遅延を低減させるかが当面の重要な検討課題となっている。
本発明の実施例では、UEのアクセス遅延を低減させ、UEのアクセス性能を向上させるUEのアクセス方法、UE及び基地局を開示している。
本発明の実施例におけるUEのアクセス方法は、基地局から送信されたアクセスモード補助情報(AMAI)を受信し、基地局から通知された競合に基づくリソースを受信し、AMAIに基づいて、自局のバッファにおけるデータのアクセスモードを決定し、競合に基づくアクセスモードを用いると決定された場合、基地局から通知された競合に基づくリソースを用いて、自局のバッファにおけるデータを送信する、ことを含む。
上記方法は、基地局が、受信されたデータの品質に基づいて、現在のアクセスモード設定の性能を評価し、評価結果に基づいて、競合に基づくリソース及びAMAIを更新し、更新された競合に基づくリソース及びAMAIをUEに通知する、ことをさらに含む。
上記AMAIは、アプリケーションの類型と、このアプリケーションの類型に対して、競合に基づくアクセスモードを選択する条件と、を含む。この場合、基地局から通知された競合に基づくリソースを受信することは、基地局から通知されたアプリケーションの類型と、前記アプリケーションに対して割り当てられた競合に基づくリソースと、を受信する、ことを含む。
又は、上記AMAIは、アプリケーションの類型と、UEの識別子と、特定のアプリケーションの類型及び特定のUEに対するアクセスモードと、を含む。この場合、基地局から通知された競合に基づくリソースを受信することは、基地局から通知されたアプリケーションの類型と、UEの識別子と、前記アプリケーションの類型及び前記UEに対して割り当てられた競合に基づくリソースと、を受信する、ことを含む。
ここで、基地局から送信されたアクセスモード補助情報(AMAI)を受信することは、物理下り制御チャネル又はシステムメッセージによって、基地局から送信されたAMAIを受信する、ことを含む。
本発明の他の実施例におけるUEのアクセス方法は、基地局がセル内のUEのコンテキスト情報に基づいて決定した本セルのアクセスモードを受信し、本セルのアクセスモードに基づいて、自局のアクセスモードを決定し、自局のアクセスモードに従って、自局のバッファにおけるデータを送信する、ことを含む。
上記方法は、基地局が、受信されたデータの品質に基づいて、本セルのアクセスモードの性能を評価し、評価結果に基づいて、本セルのアクセスモードを更新して、UEに通知する、ことをさらに含む。
上記基地局がセル内のUEのコンテキスト情報に基づいて決定した本セルのアクセスモードの決定は、基地局が、新たなAPPからのアクセスがあったことを発見し、又は新たな上りパケットを受信すると、各UEのインスタントコンテキスト情報を統計して、各UEのコンテキスト情報の統計情報を取得し、基地局が、各UEのコンテキスト情報の統計情報から、セルのコンテキスト情報の統計情報を取得し、基地局が、セルのコンテキスト情報の統計情報に基づいて、本セルのアクセスモードを決定する、ことを含む。
ここで、基地局が、セルのコンテキスト情報の統計情報に基づいて、本セルのアクセスモードを決定することは、スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBと競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBとの商を算出し、スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBと競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBとの商を、予め決められた比例閾値と比較し、スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBと競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBとの商が、予め決められた比例閾値以上である場合、スケジューリングに基づくアクセスモードを、本セルのアクセスモードとして決定し、逆に、スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBと競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBとの商が、予め決められた比例閾値より小さい場合、さらに、各UEのサービス特性分布に基づいて、遅延に敏感なサービスが存在しているか否かを判断し、遅延に敏感なサービスが存在しているとき、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合と競合に基づくアクセスモードを用いる場合とのアクセス遅延を比較し、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延が小さければ、スケジューリングに基づくアクセスモードを用い、競合に基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延が小さければ、競合に基づくアクセスモードを用い、遅延に敏感なサービスが存在しないとき、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合と競合に基づくアクセスモードを用いる場合とのオーバーヘッドを比較し、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合でのオーバーヘッドが小さければ、スケジューリングに基づくアクセスモードを用い、競合に基づくアクセスモードを用いる場合でのオーバーヘッドが小さければ、競合に基づくアクセスモードを用いる、ことを含む。
本発明の実施例におけるUEは、基地局から送信されたアクセスモード補助情報(AMAI)を受信する第1の受信モジュールと、基地局から通知された競合に基づくリソースを受信する第2の受信モジュールと、AMAIに基づいて、自局のバッファにおけるデータのアクセスモードを決定し、競合に基づくアクセスモードを用いると決定された場合、基地局から通知された競合に基づくリソースを用いて、自局のバッファにおけるデータを送信するアクセスモード確認モジュールと、を含む。
上記AMAIは、アプリケーションの類型と、このアプリケーションの類型に対して、競合に基づくアクセスモードを選択する条件と、を含む。この場合、第2の受信モジュールは、基地局から通知されたアプリケーションの類型と、前記アプリケーションに対して割り当てられた競合に基づくリソースと、を受信する。
又は、上記AMAIは、アプリケーションの類型と、UEの識別子と、特定のアプリケーションの類型及び特定のUEに対するアクセスモードと、を含む。この場合、第2の受信モジュールは、基地局から通知されたアプリケーションの類型と、UEの識別子と、前記アプリケーションの類型及び前記UEに対して割り当てられた競合に基づくリソースと、を受信する。
ここで、第1の受信モジュールは、物理下り制御チャネル又はシステムメッセージによって、基地局から送信されたAMAIを受信する。
本発明の他の実施例におけるUEは、基地局がセル内のUEのコンテキスト情報に基づいて決定した本セルのアクセスモードを受信する第3の受信モジュールと、本セルのアクセスモードに基づいて、自局のアクセスモードを決定し、自局のアクセスモードに従って、自局のバッファにおけるデータを送信する第2のアクセスモード確認モジュールと、を含む。
本発明の一実施例における基地局は、アクセスモード補助情報(AMAI)を生成する生成モジュールと、生成されたAMAIを本セル内のUEに送信する送信モジュールと、本セル内のUEへ競合に基づくリソースを通知する通知モジュールと、を含む。
本発明の他の実施例における基地局は、セル内のUEのコンテキスト情報に基づいて、本セルのアクセスモードを決定するアクセスモード決定モジュールと、本セルのアクセスモードを本セル内のUEに通知する第2の通知モジュールと、を含む。
上記のUEのアクセス方法のフロー、UE及び基地局の内部構成から分かるように、本発明の実施例では、基地局は、セルのCIの統計情報、APPの類型、及びUEの状況に基づいて、あるサービスのアクセスモードを決定することができる。これにより、アクセスされるサービスの状況に応じて、最も適当なアクセスモードを選択し、効果的に、競合に基づくアクセスモード及びスケジューリングに基づくアクセスモードの利点を同時に発揮することができる。
前述したように、新たなサービスが現れるにつれて、ユーザは、新たなサービスのエンドツーエンド遅延にもっと敏感になる。従って、UEのアクセス遅延を低減できれば、機器の処理遅延及びデータの伝送遅延を大きな程度で補償することが可能になる。
また、ネットワークのトポロジー構造から見れば、未来には、システム容量を拡大するために、ますます多くのスモールセル(small cell)が本来のマクロ基地局に加入される。このようなトポロジー構造では、各スモールセルそれぞれに対応するマクロ基地局下のUE数が、本来のマクロ基地局よりも遥かに小さい。競合に基づく(CB)UEのアクセス方法をマクロ基地局側に導入すると、競合による衝突の問題があまり顕著になることはないとともに、UEのアクセス遅延を大幅に低減できる場合が多い。しかしながら、若干の場合には、例えば、セル内のUE数が多く、又は、セル内の総トラフィック量が多い場合には、競合に基づくUEのアクセス方法の性能は、必ずしも、スケジューリングに基づくUEのアクセス方法より良くない。通常、ネットワーク環境から見れば、セルのカバレッジが小さくて、かつセル内のUE数が少ない場合、競合に基づくUEのアクセス方法を用いることが適当である一方、セルのカバレッジが大きくて、かつセル内のUE数が多い場合、スケジューリングに基づくUEのアクセス方法を用いることが適当である。サービスの類型から見れば、UEのサービスの多数が、変化するサービスである場合、競合に基づくUEのアクセス方法を用いることが適当である一方、UEのサービスの多数が、固定するサービスである場合、スケジューリングに基づくUEのアクセス方法を用いることが適当である。
上記の多くの方面から考慮すると、本発明では、競合に基づくUEのアクセス方法をスモールセルに導入することを提案している。以下、図面を参照しながら、本発明の実施例を詳しく説明する。図1は、本発明の一実施例におけるUEのアクセス方法のフローチャートである。図1に示すように、本実施例におけるUEのアクセス方法は、主に、以下のステップを含む。
ステップ101で、UEは、基地局から送信されたアクセスモード補助情報(AMAI:Access Mode Assistance Information)を受信する。ここで、AMAIは、UEが自局のバッファにおけるデータの送信モード、即ち、競合に基づくモードで送信するか、それとも、スケジューリングを待ってから送信するかを決定することを助けるための黙示的又は明示的な指示情報である。
ステップ102で、UEは、基地局から通知された競合に基づくリソースを受信する。ここで、上記の競合に基づくリソースは、特定の粒度を有する競合に基づくリソース(CRSG:CB Resource with Specific Granularity)である。例えば、上記CRSGは、特定のアプリケーション(APP)に対して予約されたCBリソースであってもよいし、特定のUEに対して予約されたCBリソースであってもよい。また、本ステップにおいて、基地局は、決定された競合に基づくリソースを、明示的又は黙示的にUEに通知してもよい。
ステップ103で、UEは、アクセスモード補助情報に基づいて、自局のバッファにおけるデータのアクセスモードを決定し、競合に基づくアクセスモードを用いると決定された場合、基地局から通知された予約された競合に基づくリソースを用いて、自局のバッファにおけるデータを送信する。さらに、上記方法は、基地局が、受信されたデータの品質に基づいて、現在のアクセスモード設定の性能を評価し、評価結果に基づいて、競合に基づくリソース及びAMAIを更新し、更新された競合に基づくリソース及びAMAIをUEに通知する、ことをさらに含んでもよい。
前述したように、上記の競合に基づくリソースは、特定のAPPに対して予約されたCBリソースであってもよいし、特定のUEに対して予約されたCBリソースであってもよい。以下、図面を参照しながら、異なる場合でのUEのアクセス方法を詳しく説明する。
図2は、競合に基づくリソースが特定のAPPに対して予約されたCBリソースである場合でのUEのアクセス方法のフローチャートである。図2に示すように、この方法は、主に、以下のステップを含む。
ステップ201で、基地局は、AMAIを生成して、ブロードキャストによってUEに通知し、UEは、基地局から送信されたAMAIを受信する。
具体的に、本ステップでは、下記の方法によってAMAIを生成してもよい。方法1として、明示的に指示されたAMAIを考える。特定のAPPに対して、基地局は、異なる2つのアクセスモードのうち、いずれのモードで生成されたアクセス遅延(又は、システム制御オーバーヘッド)が小さいかを判断する。具体的には、特定のAPPに対して、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合と競合に基づくアクセスモードを用いる場合とのアクセス遅延(又は、システム制御オーバーヘッド)を比較し、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延(又は、システム制御オーバーヘッド)が小さければ、スケジューリングに基づくアクセスモードを用い、競合に基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延(又は、システム制御オーバーヘッド)が小さければ、競合に基づくアクセスモードを用いる。その後、基地局は、決定されたアクセスモードをUEに通知する。
説明すべきものとして、上記方法において、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合と競合に基づくアクセスモードを用いる場合とのアクセス遅延を推定する必要がある。ここで、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延は、アイドル状態では、ほぼ50msであり、接続状態では、バッファにパケットがない場合、ほぼ10msであり、バッファにパケットがある場合、ほぼ5msである。競合に基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延は、下記の数式1又は数式2によって算出できる。
ここで、diは競合に基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延を表し、Pは最大伝送ユニット(MTU:Maximum Transmission Unit)の大きさを表し、Cはサービスレート(serving rate)を表し、ωiはi番目のユーザ機器UEiのパケットの大きさの分布の平均値を表し、ωi (2)はUEiのパケットの大きさの分布の二次モーメント値を表し、ρは利用率を表し、λiはUEiのパケットのバッファへの到達率を表し、NはUEの数を表す。
スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合でのオーバーヘッドは、下記の数式3によって算出できる。
競合に基づくアクセスモードを用いる場合でのオーバーヘッドは、下記の数式4によって算出できる。
ここで、PDCCH for uplink grantは、PDCCHにおける上りリンクグラント(uplink grant)の送信に使用されるリソースを表す。セル内の上り・下りのトラフィック量が1:1であると仮定すれば、PDCCHにおける上りリンクグラントで使用されるリソースが、PDCCHで使用されるリソース全体の半分であると考えられる。PDCCHで使用されるリソースは、制御フォーマットインディケーター(CFI)によって決まるものであり、一旦CFIが決められると、PDCCHで使用されるリソースが決められる。PUCCH for SRは、PUCCHにおけるスケジューリング要求の送信に使用されるリソースを表す。PUSCHは、データ送信に使用されるデータチャネルリソースを表す。
上記のような明示的な通知は、指示が簡単であり、かつシグナリングのオーバーヘッドが小さいという利点があり、トラフィック量が小さいサービスに適合する。これは、トラフィック量が小さい場合、di(i=1,2,...N)が、大きな確率で、スケジューリングに基づくアクセス遅延より良いからである。しかし、トラフィック量が大きいサービスについては、このような大まかな明示的な指示により、システム内の全てのユーザがいずれも最適な性能を得ることができない。これは、CBメカニズムを用いるユーザ数の増加につれて、di(i=1,2,...N)の性能がスケジューリングに基づくアクセス遅延より悪いことを引き起こす虞があるからである。
方法2として、黙示的に指示されたAMAIを考える。黙示的な指示は、UEが特定のAPPを送信する際に競合に基づくアクセスモードを用いる確率PCBであってよいし、他の指標であってもよい。以下、UEが競合に基づくアクセスモードを用いる確率を例とする。
PCBを得る直接的な方法の1つは、全探索によって得ることである。即ち、競合に基づくアクセスモードを用いるユーザ数NCBを次第に増加させ、次に、上記数式1におけるNの代わりにNCBを用いて、特定のNCBの場合でのdiを算出する。diがスケジューリングに基づくアクセス遅延より大きくなることを発見すると、増加を停止する。次に、下記の数式5によって、PCBを得る。
本実施例では、基地局は、物理下り制御チャネル(PDCCH)又は新たなチャネルによって、UEへAMAIを通知してもよいし、基地局は、システムメッセージ(SIB)の形で、AMAIをブロードキャストしてもよい。本実施例では、AMAIは、少なくとも、アプリケーションの類型(例えば、アプリケーションの分類やQoSクラス識別子(QCI)など)と、このアプリケーションの類型に対して、競合に基づくアクセスモードを選択する条件(例えば、競合に基づくアクセスモードを選択する確率)との2つの情報を含む。
例えば、本発明の一実施例では、AMAIは、下記の表1に示すようなものであってもよい。即ち、アプリケーションの分類Aに対して、競合に基づくアクセスモードを選択する確率は、1/16である。
上記の表1において、競合に基づくアクセスモードを選択する確率は、4つのビットによって代表される2進数で表すことができる。例えば、{0 0 0 1}は1/16を表し、{0 0 1 0}は1/8を表し、{0 0 1 1}は3/16を表し、…、{1 1 1 1}は1を表す。本例では、基地局は、アプリケーションの分類A(例えば、インスタントメッセージやM2Mサービス)に対して、競合に基づくアクセスモードを選択する確率が1/16であることを決定した後に、PDCCH、SIB、又は新たなチャネルによって、表1に示すようなAMAI情報をUEへ送信する。このように、UEは、AMAI情報を受信すると、アプリケーションの分類がAであるサービスに対して、1/16の確率で、競合に基づくアクセスモードを用いて伝送することを知ることができる。
注意すべきものとして、ここでの特定のAPPとは、一般的に、可変ビットレート(VBR)のサービスを指す。その原因として、固定ビットレート(CBR)のサービスは、半静的スケジューリング(SPS)方式を用いることができ、そのスケジューリングでのアクセス遅延を無視することができるので、このようなサービスに対して、競合に基づくアクセスモードを用いてアクセスする必要がない。
ステップ202で、基地局は、競合に基づくアクセスモードを用いることが適当なアプリケーションに対して、競合に基づくリソースを予約して、UEに通知し、UEは、基地局から通知された競合に基づくリソースを受信する。
本ステップにおいて、通知される内容は、少なくとも、アプリケーションの類型(例えば、アプリケーションの分類やQoSクラス識別子(QCI)など)と、このアプリケーションの類型に対して割り当てられた競合に基づくリソース、即ちCBリソースとの2つの情報を含む。例えば、基地局は、下記の表2に示すような第1のメッセージによって、競合に基づく伝送を用いることが適当なアプリケーションの類型に対して予約されたCBリソースをUEに通知してもよい。表2に示すように、アプリケーションの分類Aに対して、予約されたCBリソースは、リソースブロック(RB)単位で割り当てられた。
具体的には、上記の表2において、RB割当周期は、RBを割り当てるときの周期を指し、例えば、n4、n8、n16、n32…である。ここで、RB割当周期がn4である場合は、4つずつのRBが1つの割当周期であることを表し、RB割当周期がn8である場合は、8つずつのRBが1つの割当周期であることを表し、RB割当周期がn16である場合は、16個ずつのRBが1つの割当周期であることを表し、RB割当周期がn32である場合は、32個ずつのRBが1つの割当周期であることを表す。RB割当指示は、1つのRB割当周期内で、どのRBが、予約されたCBリソースであるか、どのRBが、スケジューリングに基づくリソース、即ち、SBリソースであるかを識別するものである。例えば、対応の識別ビットが1であるRBは、予約されたCBリソースであるが、対応の識別ビットが0であるRBは、SBリソースである。20Mの帯域幅(100RB)を例として、RB割当周期がn8である場合は、8つずつのRBが1つの割当周期であることを表す。1つの割当周期内で、競合リソースとして予約されたRBは、8bitのRB割当指示(bitmap)によって指示される。bitmapによって{0 1 1 0 1 1 0 0}と指示される場合は、2番目、3番目、5番目、及び6番目のRBが、予約されたCBリソースであることを意味する。
ステップ203で、UEは、AMAIに基づいて、自局のバッファにおけるデータに、競合に基づくアクセスモードを用いるか否かを決定し、自局のバッファにおけるデータに、競合に基づくアクセスモードを用いると決定された場合、該データに対応するアプリケーションに対して予約された競合に基づくリソースで、自局のバッファにおけるデータを送信し、自局のバッファにおけるデータに、競合に基づくアクセスモードを用いないと決定された場合、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いて、自局のバッファにおけるデータを送信する。
さらに、基地局は、受信されたデータの品質に基づいて、このアクセスモード設定の性能を評価し、評価結果に基づいて、競合に基づくアクセスモードを用いることが適当なアプリケーションの類型の設定、及び予約されたリソースを更新して、UEに通知する。
上記の実施例では、基地局は、AMAI、及び競合に基づくアクセスモードを用いることが適当なAPPに対して予約されたリソースをUEに通知した後、UEは、AMAIに基づいて、自局のバッファにおけるデータのアクセスモードを決定することが可能になり、即ち、競合に基づくアクセスモードを用いる場合、該データに対応するアプリケーションに対して予約されたCBリソースで、該データを送信し、競合に基づくアクセスモードを用いない場合、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いて、データを送信し、これにより、APPに基づくアクセスモード選択が実現される。
図3は、競合に基づくリソースが特定のUEに対して予約されたCBリソースである場合でのUEのアクセス方法のフローチャートである。図3に示すように、この方法は、主に、以下のステップを含む。
ステップ301で、基地局は、AMAIを生成して、UEに通知し、UEは、基地局から送信されたAMAIを受信する。具体的には、本ステップにおいて、下記の方法によってAMAIを生成してもよい。特定のUEに基づくAMAIなので、明示的な指示が、良い方法である。その原因として、AMAIは、基地局から特定のUEに対する専用の指示であり、それ自体が既に非常に柔軟なものとなっており、一方、明示的な指示の場合、シグナリングがもっと簡単である。
アクセス遅延の判断基準を例として、まず、異なる2つのアクセスモードのうち、いずれのモードで生成された全体アクセス遅延が小さいかを判断し、全体アクセス遅延が小さいモードが最終的に用いられるモードである旨を通知する。ここでの全体アクセス遅延について、特定のUEで実行される全てのAPPのアクセス遅延dAPPiを考慮する必要がある。例えば、あるユーザは、2つのCBRサービス、及び1つのVBRサービスを実行している。CBRサービスは、SPSを用いることができるため、スケジューリングに基づくアクセス遅延を無視することができる。その1つのVBRサービスは、CBに基づくアクセス遅延(上記の数式1又は数式2によって得られる)が、スケジューリングに基づくアクセス遅延より小さくても、依然として、スケジューリングに基づくモードをこのUEに通知することができる。具体的にどのように全体の考慮を行うかは、事業者自身のポリシーによって決まり、例えば、各APPの平均遅延を最小にしたり、重み付け平均を最小にしたり、優先サービスのアクセス遅延を最小にしたりする。ここで逐一列挙しない。
前述したように、基地局は、PDCCH又は新たなチャネルによって、UEへAMAIを通知してもよいし、基地局は、SIBの形で、AMAIをブロードキャストしてもよい。本実施例では、AMAIは、少なくとも、アプリケーションの類型(例えば、アプリケーションの分類やQoSクラス識別子(QCI)など)と、UEの識別子と、特定のアプリケーションの類型及び特定のUEに対するアクセスモードとの3つの情報を含む。
例えば、本発明の一実施例では、AMAIは、下記の表3に示すようなものであってもよい。
本例では、アクセスモード{0}は、アプリケーションの分類A(例えば、インスタントメッセージやM2Mサービス)及びある特定のUEの識別子に対して、競合に基づくアクセスモードを用いることができる、ということを表し、アクセスモード{1}は、アプリケーションの分類A(例えば、インスタントメッセージやM2Mサービス)及びある特定のUEの識別子に対して、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いることができる、ということを表す。
ステップ302で、基地局は、競合に基づくアクセスモードを用いることが適当なUEに対して、競合に基づくリソースを予約して、UEに通知し、UEは、基地局から通知された競合に基づくリソースを受信する。本ステップにおいて、通知される内容は、少なくとも、アプリケーションの類型(例えば、アプリケーションの分類やQoSクラス識別子(QCI)など)と、UEの識別子と、割り当てられた競合に基づくリソース、即ちCBリソースとの3つの情報を含む。例えば、基地局は、下記の表4に示すような第2のメッセージによって、競合に基づくアクセスモードを用いることが適当なUEに対して予約されたCBリソースをUEに通知してもよい。表4において、割り当てられたリソースは、RBを単位とする。
前述したように、RB割当周期は、例えば、n4、n8、n16、n32…であってもよい。同様に20Mの帯域幅(100RB)を例として、RB割当周期がn8である場合は、8つずつのRBが1つの割当周期であることを表す。1つの割当周期内で、競合リソースとして予約されたRBは、8bitのRB割当指示(bitmap)によって指示される。bitmapによって{0 1 1 0 1 1 0 0}と指示される場合は、2番目、3番目、5番目、及び6番目のRBが、予約されたCBリソースであることを意味する。
ステップ303で、UEは、AMAIに基づいて、自局のバッファにおけるデータに、競合に基づくアクセスモードを用いるか否かを決定し、自局のバッファにおけるデータに、競合に基づくアクセスモードを用いると決定された場合、該UEに対して予約された競合に基づくリソースで、自局のバッファにおけるデータを送信し、自局のバッファにおけるデータに、競合に基づくアクセスモードを用いないと決定された場合、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いて、自局のバッファにおけるデータを送信する。さらに、基地局は、受信されたデータの品質に基づいて、このアクセスモード設定の性能を評価し、評価結果に基づいて、競合アクセスメカニズムを用いることが適当なアプリケーションの類型の設定、及び予約されたリソースを更新して、UEに通知する。
上記の実施例では、基地局は、各UEに、AMAI、及び該UEにおける、競合に基づくアクセスモードを用いることが適当なAPPに対して予約されたリソースをそれぞれ通知した後、UEは、AMAIに基づいて、自局のバッファにおけるデータのアクセスモードを決定することが可能になり、即ち、競合に基づくアクセスモードを用いる場合、該データに対応するアプリケーションに対して予約されたCBリソースで、該データを送信し、競合に基づくアクセスモードを用いない場合、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いて、データを送信し、これにより、APP及びUEに基づくアクセスモード選択が実現される。
上述した実施例では、競合に基づくリソースが、特定のAPPに対して予約されたCBリソース、又は特定のUEに対して予約されたCBリソースである場合でのUEのアクセス方法を詳しく説明している。実際の応用では、基地局は、セル内のUEのコンテキスト情報(CI:Context Information)に基づいて、セル全体内の全てのUEのアクセスモードを一括して決定してもよい。この場合、競合に基づくリソースは、特定のセル全体に対するCBリソースである。
図4は、競合に基づくリソースが特定のセル全体に対するCBリソースである場合でのUEのアクセス方法のフローチャートである。図4に示すように、この方法は、主に、以下のステップを含む。
ステップ401で、基地局は、セル内のUEのCIに基づいて、本セルのアクセスモードを決定して、UEに通知し、UEは、基地局から送信された本セルのアクセスモードを受信する。前述したように、基地局は、物理ブロードキャスト制御チャネル(PBCH)におけるマスタ情報ブロック(MIB)、SIB(システム情報ブロック)、又は新たなチャネルによって、UEへ本セルのアクセスモードを通知してもよい。
ステップ402で、UEは、本セルのアクセスモードに基づいて、自局のアクセスモードを決定し、自局のアクセスモードに従って、自局のバッファにおけるデータを送信する。ここで、UE自身のアクセスモードは、該UEが位置するセルのアクセスモードと同じであり、例えば、該UEが位置するセルのアクセスモードが競合に基づくアクセスモードである場合、該UEも競合に基づくアクセスモードを用い、該UEが位置するセルのアクセスモードがスケジューリングに基づくアクセスモードである場合、該UEもスケジューリングに基づくアクセスモードを用いることになる。さらに、基地局は、受信されたサービスの品質に基づいて、該サービスの伝送性能を評価し、評価結果に基づいて、本セルのアクセスモードを更新して、UEに通知する。
以下、図面を参照しながら、基地局がセル内のUEのCIに基づいて本セルのアクセスモードを決定する方法を詳しく説明する。図5に示すように、基地局がセル内のUEのCIに基づいて本セルのアクセスモードを決定する方法は、以下のステップを含む。
ステップ501で、基地局は、新たなAPPからのアクセスがあったことを発見し、又は新たな上りパケットを受信すると、各UEのインスタントコンテキスト情報を統計して、各UEのコンテキスト情報の統計情報を得る。上記のUEのインスタントコンテキスト情報は、ソースIPアドレス、APPの類型、APPの関連情報、パケット間隔、パケットの大きさなどを含んでもよい。上記のUEのコンテキスト情報の統計情報は、ソースIPアドレス、前記UEの各APPのサービス特性分布、及びバッファクリア時間などを含む。
ステップ502で、各UEのコンテキスト情報の統計情報から、セルのコンテキスト情報の統計情報を得る。上記のセルのコンテキスト情報の統計情報は、UEの総数、総トラフィック量、各UEのサービス特性分布、競合に基づくアクセスが適当なUE数、及びスケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数などを含む。具体的に、本ステップでは、下記のような方法によって、競合に基づくアクセスが適当なUE数、及びスケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数を決定してもよい。
まず、競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CB、及びスケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBを初期化し、即ち、N_CBとN_SBの2つの変数の初期値に0を設定する。各UE毎に、下記のような判断をそれぞれ行ってもよい。即ち、あるUEのVar_Interval>Interval_threshold又はVar_Size>Size_thresholdであれば、競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBを1加算し、Var_Interval≦Interval_thresholdかつVar_Size≦Size_thresholdであれば、スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBを1加算する。ここで、Var_Intervalは、パケット到達間隔の分散値であり、Var_Sizeは、パケットの大きさの分散値であり、Interval_threshold及びSize_thresholdは、それぞれ、予め設定されたパケット到達間隔の閾値及びパケットの大きさの閾値であり、パケット到達間隔及びパケットの大きさが安定しているか否かを判断するためのものである。
ステップ503で、セルのコンテキスト情報の統計情報に基づいて、本セルのアクセスモードを決定する。具体的に、本ステップでは、下記のような方法によって、本セルのアクセスモードを決定してもよい。まず、スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBと競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBとの商を算出し、スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBと競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBとの商を、予め決められた比例閾値と比較する。
スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBと競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBとの商が、予め決められた比例閾値以上である場合、スケジューリングに基づくアクセスモードを、本セルのアクセスモードとして決定する。
逆に、スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBと競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBとの商が、予め決められた比例閾値より小さい場合、さらに、各UEのサービス特性分布に基づいて、遅延に敏感なサービスが存在しているか否かを判断する。
遅延に敏感なサービスが存在しているとき、異なる2つのアクセスモードのうち、いずれで生成された平均アクセス遅延が小さいかを判断して、平均アクセス遅延が小さいモードを最終的なセルのアクセスモードとし、具体的には、本ステップにおいて、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合と競合に基づくアクセスモードを用いる場合とのアクセス遅延を比較し、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延が小さければ、スケジューリングに基づくアクセスモードを用い、競合に基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延が小さければ、競合に基づくアクセスモードを用いる。
遅延に敏感なサービスが存在しないとき、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合と競合に基づくアクセスモードを用いる場合とのオーバーヘッドを比較し、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合でのオーバーヘッドが小さければ、スケジューリングに基づくアクセスモードを用い、競合に基づくアクセスモードを用いる場合でのオーバーヘッドが小さければ、競合に基づくアクセスモードを用いる。
上記の方法において、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合と競合に基づくアクセスモードを用いる場合とのアクセス遅延を推定する必要があるとともに、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合と競合に基づくアクセスモードを用いる場合とのオーバーヘッドを推定する必要がある。前述したように、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延は、アイドル状態では、ほぼ50msであり、接続状態では、バッファにパケットがない場合、ほぼ10msであり、バッファにパケットがある場合、ほぼ5msである。競合に基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延は、上述した数式1又は数式2によって算出できる。スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合でのオーバーヘッドは、上述した数式3によって算出できる。競合に基づくアクセスモードを用いる場合でのオーバーヘッドは、上述した数式4によって算出できる。
上記の実施例では、基地局は、セルのCIの統計情報に基づいて、本セルのアクセスモードを決定することができ、即ち、本セルのアクセスモードを決定する際に、UEの数、トラフィック量、及びUEにおけるサービス特性などの要素を同時に考慮し、自局の状況に応じて、最も適当なアクセスモードを選択し、効果的に、競合に基づくアクセスモード及びスケジューリングに基づくアクセスモードの利点を同時に発揮することができる。
上記のUEのアクセス方法に対応して、本発明の実施例では、UEの内部構成も開示している。本発明の一実施例によれば、UEの内部構成は、図6に示すように、基地局から送信されたアクセスモード補助情報(AMAI)を受信する第1の受信モジュールと、基地局から通知された競合に基づくリソースを受信する第2の受信モジュールと、AMAIに基づいて、自局のバッファにおけるデータのアクセスモードを決定し、競合に基づくアクセスモードを用いると決定された場合、基地局から通知された競合に基づくリソースを用いて、自局のバッファにおけるデータを送信するアクセスモード確認モジュールと、を含んでもよい。
前述したように、上記AMAIは、アプリケーションの類型と、このアプリケーションの類型に対して、競合に基づくアクセスモードを選択する条件と、を含む。この場合、第2の受信モジュールは、基地局から通知されたアプリケーションの類型と、前記アプリケーションに対して割り当てられた競合に基づくリソースと、を受信する。又は、上記AMAIは、アプリケーションの類型と、UEの識別子と、特定のアプリケーションの類型及び特定のUEに対するアクセスモードと、を含む。この場合、第2の受信モジュールは、基地局から通知されたアプリケーションの類型と、UEの識別子と、前記アプリケーションの類型及び前記UEに対して割り当てられた競合に基づくリソースと、を受信する。ここで、第1の受信モジュールは、物理下り制御チャネル又はシステムメッセージによって、基地局から送信されたAMAIを受信する。
本発明の他の実施例によれば、UEの内部構成は、図7に示すように、基地局がセル内のUEのコンテキスト情報に基づいて決定した本セルのアクセスモードを受信する第3の受信モジュールと、本セルのアクセスモードに基づいて、自局のアクセスモードを決定し、自局のアクセスモードに従って、自局のバッファにおけるデータを送信する第2のアクセスモード確認モジュールと、を含んでもよい。
また、本発明の実施例では、基地局の内部構成も開示している。この基地局の内部構成は、図8に示すように、アクセスモード補助情報(AMAI)を生成する生成モジュールと、生成されたAMAIを本セル内のUEに送信する送信モジュールと、本セル内のUEへ競合に基づくリソースを通知する通知モジュールと、を含む。ここで、生成モジュールは、前述したようなAMAI生成方法によって、AMAIを生成してもよい。
本発明の他の実施例によれば、基地局の内部構成は、図9に示すように、セル内のUEのコンテキスト情報に基づいて、本セルのアクセスモードを決定するアクセスモード決定モジュールと、本セルのアクセスモードを本セル内のUEに通知する第2の通知モジュールと、を含んでもよい。
上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
Claims (18)
- ユーザ機器(UE)のアクセス方法であって、
基地局から送信されたアクセスモード補助情報(AMAI)を受信し、
基地局から通知された競合に基づくリソースを受信し、
AMAIに基づいて、自局のバッファにおけるデータのアクセスモードを決定し、競合に基づくアクセスモードを用いると決定された場合、基地局から通知された競合に基づくリソースを用いて、自局のバッファにおけるデータを送信する、
ことを含むことを特徴とする方法。 - 基地局は、受信されたデータの品質に基づいて、現在のアクセスモード設定の性能を評価し、評価結果に基づいて、競合に基づくリソース及びAMAIを更新し、更新された競合に基づくリソース及びAMAIをUEに通知する、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記AMAIは、アプリケーションの類型と、このアプリケーションの類型に対して、競合に基づくアクセスモードを選択する条件と、を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 基地局から通知された競合に基づくリソースを受信することは、基地局から通知されたアプリケーションの類型と、前記アプリケーションに対して割り当てられた競合に基づくリソースと、を受信する、ことを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記AMAIは、アプリケーションの類型と、UEの識別子と、特定のアプリケーションの類型及び特定のUEに対するアクセスモードと、を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 基地局から通知された競合に基づくリソースを受信することは、基地局から通知されたアプリケーションの類型と、UEの識別子と、前記アプリケーションの類型及び前記UEに対して割り当てられた競合に基づくリソースと、を受信する、ことを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 基地局から送信されたアクセスモード補助情報(AMAI)を受信することは、物理下り制御チャネル又はシステムメッセージによって、基地局から送信されたAMAIを受信する、ことを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - ユーザ機器(UE)のアクセス方法であって、
基地局がセル内のUEのコンテキスト情報に基づいて決定した本セルのアクセスモードを受信し、
本セルのアクセスモードに基づいて、自局のアクセスモードを決定し、自局のアクセスモードに従って、自局のバッファにおけるデータを送信する、
ことを含むことを特徴とする方法。 - 基地局は、受信されたデータの品質に基づいて、本セルのアクセスモードの性能を評価し、評価結果に基づいて、本セルのアクセスモードを更新して、UEに通知する、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記基地局がセル内のUEのコンテキスト情報に基づいて決定した本セルのアクセスモードの決定は、
基地局が、新たなAPPからのアクセスがあったことを発見し、又は新たな上りパケットを受信すると、各UEのインスタントコンテキスト情報を統計して、各UEのコンテキスト情報の統計情報を取得し、
基地局が、各UEのコンテキスト情報の統計情報から、セルのコンテキスト情報の統計情報を取得し、
基地局が、セルのコンテキスト情報の統計情報に基づいて、本セルのアクセスモードを決定する、ことを含む、
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記基地局が、セルのコンテキスト情報の統計情報に基づいて、本セルのアクセスモードを決定することは、
スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBと競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBとの商を算出し、
スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBと競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBとの商を、予め決められた比例閾値と比較し、
スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBと競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBとの商が、予め決められた比例閾値以上である場合、スケジューリングに基づくアクセスモードを、本セルのアクセスモードとして決定し、
逆に、スケジューリングに基づくアクセスが適当なUE数N_SBと競合に基づくアクセスが適当なUE数N_CBとの商が、予め決められた比例閾値より小さい場合、さらに、各UEのサービス特性分布に基づいて、遅延に敏感なサービスが存在しているか否かを判断し、
遅延に敏感なサービスが存在しているとき、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合と競合に基づくアクセスモードを用いる場合とのアクセス遅延を比較し、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延が小さければ、スケジューリングに基づくアクセスモードを用い、競合に基づくアクセスモードを用いる場合でのアクセス遅延が小さければ、競合に基づくアクセスモードを用い、
遅延に敏感なサービスが存在しないとき、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合と競合に基づくアクセスモードを用いる場合とのオーバーヘッドを比較し、スケジューリングに基づくアクセスモードを用いる場合でのオーバーヘッドが小さければ、スケジューリングに基づくアクセスモードを用い、競合に基づくアクセスモードを用いる場合でのオーバーヘッドが小さければ、競合に基づくアクセスモードを用いる、ことを含む、
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - ユーザ機器(UE)であって、
基地局から送信されたアクセスモード補助情報(AMAI)を受信する第1の受信モジュールと、
基地局から通知された競合に基づくリソースを受信する第2の受信モジュールと、
AMAIに基づいて、自局のバッファにおけるデータのアクセスモードを決定し、競合に基づくアクセスモードを用いると決定された場合、基地局から通知された競合に基づくリソースを用いて、自局のバッファにおけるデータを送信するアクセスモード確認モジュールと、
を含むことを特徴とするUE。 - 前記AMAIは、アプリケーションの類型と、このアプリケーションの類型に対して、競合に基づくアクセスモードを選択する条件と、を含み、
前記第2の受信モジュールは、基地局から通知されたアプリケーションの類型と、前記アプリケーションに対して割り当てられた競合に基づくリソースと、を受信する、
請求項12に記載のUE。 - 前記AMAIは、アプリケーションの類型と、UEの識別子と、特定のアプリケーションの類型及び特定のUEに対するアクセスモードと、を含み、
前記第2の受信モジュールは、基地局から通知されたアプリケーションの類型と、UEの識別子と、前記アプリケーションの類型及び前記UEに対して割り当てられた競合に基づくリソースと、を受信する、
請求項12に記載のUE。 - 前記第1の受信モジュールは、物理下り制御チャネル又はシステムメッセージによって、基地局から送信されたAMAIを受信する、
請求項12に記載のUE。 - ユーザ機器(UE)であって、
基地局がセル内のUEのコンテキスト情報に基づいて決定した本セルのアクセスモードを受信する第3の受信モジュールと、
本セルのアクセスモードに基づいて、自局のアクセスモードを決定し、自局のアクセスモードに従って、自局のバッファにおけるデータを送信する第2のアクセスモード確認モジュールと、
を含むことを特徴とするUE。 - 基地局であって、
アクセスモード補助情報(AMAI)を生成する生成モジュールと、
生成されたAMAIを本セル内のUEに送信する送信モジュールと、
本セル内のUEへ競合に基づくリソースを通知する通知モジュールと、
を含むことを特徴とする基地局。 - 基地局であって、
セル内のUEのコンテキスト情報に基づいて、本セルのアクセスモードを決定するアクセスモード決定モジュールと、
本セルのアクセスモードを本セル内のUEに通知する第2の通知モジュールと、
を含むことを特徴とする基地局。
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