JP2016139889A - 基地局、無線通信システム、および通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線リソースの適切な割当てを実行する。【解決手段】基地局ｅＮＢが、複数のユーザ装置ＵＥから、無線リソースを割り当てるべき対象ユーザ装置ＴＵＥを選択するユーザ装置選択部２４２と、対象ユーザ装置ＴＵＥに対して、制御用の無線リソースである制御リソースの割当てを実行する制御リソース割当部２４４と、対象ユーザ装置ＴＵＥに対してデータ用の無線リソースであるデータリソースの割当てを実行するデータリソース割当部２４６と、対象ユーザ装置ＴＵＥに対する制御リソースの割当て状況に応じて、無線リソースの割当てパターンを制御する割当制御部２４８とを備える。【選択図】図１０

Description

本発明は、基地局、無線通信システム、および通信制御方法に関する。

セルラ無線通信規格の１つであるＬＴＥ（Long Term Evolution）規格では、各種の物理チャネルを介して無線信号（データ信号及び制御信号）の送受信が実行される。基地局からユーザ装置に対しての下りデータ送信には、物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ，Physical Downlink Shared CHannel）が用いられる。ユーザ装置から基地局に対しての上りデータ送信には、物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ，Physical Uplink Shared CHannel）が用いられる。以下、チャネルを介して無線信号を送信することを、単に「チャネルを送信する」と表現する場合がある。

以上のデータ送受信を制御するスケジューリング情報が、物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ，Physical Downlink Control CHannel）を介して、基地局からユーザ装置に対して送信される。ＰＤＣＣＨは、宛先ユーザ装置の識別子であるＣ−ＲＮＴＩ（Cell-Radio Network Temporary Identifier）を含む。ユーザ装置は、そのユーザ装置宛てのＣ−ＲＮＴＩが送信されたＰＤＣＣＨに含まれているか否かによって、そのユーザ装置に対する無線リソースの割当てがあるか否かを判断する。

基地局からユーザ装置への下りリンク伝送に関するスケジューリング情報として、下りリンクスケジューリング情報（DL Scheduling Information）がユーザ装置へ送信される。下りリンクスケジューリング情報は、ＰＤＳＣＨにおけるそのユーザ装置に割り当てられたＲＢ（Resource Block）の位置及び信号フォーマット（変調方式、符号化率等）に関する情報を示す。図１に示すように、ユーザ装置は、ＰＤＣＣＨに含まれる下りリンクスケジューリング情報に基づいてＰＤＳＣＨ（下りリンクデータ信号）を受信する。なお、ＰＤＣＣＨとＰＤＳＣＨとは同一のサブフレームにて送信される。

ユーザ装置から基地局への上りリンク伝送に関するスケジューリング情報として、上りリンクスケジューリング許可（UL Scheduling Grant）がユーザ装置へ送信される。上りリンクスケジューリング許可は、ＰＵＳＣＨにおけるそのユーザ装置に割り当てられたＲＢの位置及び信号フォーマットに関する情報を示す。図２に示すように、ユーザ装置は、上りリンクスケジューリング許可に基づいてＰＵＳＣＨ（上りリンクデータ信号）を送信する。なお、ＰＵＳＣＨの送信は、ユーザ装置がＰＤＣＣＨを受信してから所定の時間（例えば、４ミリ秒）が経過した後に実行される。

図３は、下りリンク伝送（ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ送信）の処理フローの概略である。実際の無線信号（物理チャネル）の送信に先立ち、各ユーザ装置に対する無線リソースの割当てが実行される。本例では、各ステップが順次的に（シリアルに）実行される。

基地局は、まず、下りリンクデータを送信すべき対象のユーザ装置を選択する（S10）。本例では、ＵＥ−０，ＵＥ−１，ＵＥ−２，及びＵＥ−３の４つのユーザ装置が対象として選択される。

次に、基地局は、ユーザ装置に対して割り当てるべきＰＤＣＣＨリソースを確保する（S20）。ＰＤＣＣＨリソースの割当て最小単位として、ＣＣＥ（Control Channel Element）がＬＴＥ規格に規定されている。ＣＣＥは、９個のＲＥＧ（Resource Element Group）を含む無線リソースである。１個のＲＥＧは、４個のＲＥ（Resource Element）を含む無線リソースである。

ＰＤＣＣＨリソースは、ステップS10にて選択された全てのユーザ装置に対して必ず確保できるとは限らない。ＣＣＥの総数（サブフレーム内のＣＣＥが配置される制御チャネル領域の大きさ）およびＣＣＥの送信に使用できる送信電力が有限だからである。本例では、ＵＥ−０，ＵＥ−１，およびＵＥ−２に対してはＰＤＣＣＨリソースが確保でき、ＵＥ−３に対してはＰＤＣＣＨリソースが確保できなかったと想定する。

その後、基地局は、ステップS20においてＰＤＣＣＨリソースが確保できたユーザ装置についてのみ、ＰＤＳＣＨリソースを確保する（S30）。ＰＤＣＣＨに示されるスケジューリング情報が無ければ、基地局がＰＤＳＣＨを送信してもユーザ装置はデータ信号を受信しないので、確保されたＰＤＳＣＨリソースが無駄になるからである。本例では、ＰＤＣＣＨリソースが確保されたＵＥ−０，ＵＥ−１，及びＵＥ−２についてのみ、ＰＤＳＣＨリソースが確保される。

基地局は、ステップS20にて確保されたＰＤＣＣＨリソースおよびステップS30にて確保されたＰＤＳＣＨリソースを用いて、ＰＤＣＣＨ（制御信号）およびＰＤＳＣＨ（データ信号）を送信する（S40）。本例では、ＵＥ−０，ＵＥ−１，及びＵＥ−２に対してＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨの送信が行われる。なお、ＵＥ−３に対する送信は、次以降のサブフレームにて実行される。

以上、図３で例示されるのは下りリンク伝送であるが、上りリンク伝送（ＰＵＳＣＨ送信）についても、同様の処理フローが適用され得る（なお、ＰＵＳＣＨの送信を基地局ではなくユーザ装置が実行することは、当然に理解される）。

以上の無線リソース割当てによれば、制御用の無線リソースを確保する処理（ステップS20）を実行した後に、データ用の無線リソースを確保する処理（ステップS30）を実行するので（すなわち、順次的な無線リソース割当てを実行するので）、処理時間が過大となる可能性がある。以上のような処理時間の増大を抑制するために、図４に示す並列的な無線リソースの割当て動作を実行すると好適である。

順次的な無線リソースの割当てと同様、基地局は、下りリンクデータを送信すべき対象のユーザ装置ＵＥを選択する（S12）。次いで、基地局は、選択されたユーザ装置に対して、ＰＤＣＣＨリソース（制御リソース）とＰＤＳＣＨリソース（データリソース）とを並列的に確保する（割り当てる）（S22, S32）。基地局は、確保されたリソースを用いて、ＰＤＣＣＨとＰＤＳＣＨとを各ユーザ装置に対して送信する（S42）。

特開2011-41193号公報

以上のような無線リソース割当て技術において、ＰＤＣＣＨリソース（制御リソース）は、ＰＤＳＣＨリソース（データリソース）に比較して限定的であるから、選択された全てのユーザ装置に対して必ず確保できるとは限らない。選択されたあるユーザ装置について、制御リソースを確保できないにも関わらずデータリソースを確保してしまうと、確保されたデータリソースでは無線送信が実行されない。すなわち、確保されたデータリソースが無駄になってしまう。上りリンク送信についても（すなわち、ＰＤＣＣＨリソースとＰＵＳＣＨリソースについても）同様の関係が成り立つ。

以上の事情を考慮して、本発明は、無線リソースの適切な割当てを実行することを目的とする。

本発明の基地局は、複数のユーザ装置から、無線リソースを割り当てるべき対象ユーザ装置を選択するユーザ装置選択部と、前記対象ユーザ装置に対して、制御用の前記無線リソースである制御リソースの割当てを実行する制御リソース割当部と、前記対象ユーザ装置に対してデータ用の前記無線リソースであるデータリソースの割当てを実行するデータリソース割当部と、前記対象ユーザ装置に対する前記制御リソースの割当て状況に応じて、前記無線リソースの割当てパターンを制御する割当制御部とを備える。

本発明の無線通信システムは、複数のユーザ装置から、無線リソースを割り当てるべき対象ユーザ装置を選択するユーザ装置選択部と、前記対象ユーザ装置に対して、制御用の前記無線リソースである制御リソースの割当てを実行する制御リソース割当部と、前記対象ユーザ装置に対してデータ用の前記無線リソースであるデータリソースの割当てを実行するデータリソース割当部と、前記対象ユーザ装置に対する前記制御リソースの割当て状況に応じて、前記無線リソースの割当てパターンを制御する割当制御部とを備える。

本発明の通信制御方法は、複数のユーザ装置から、無線リソースを割り当てるべき対象ユーザ装置を選択することと、前記対象ユーザ装置に対して、制御用の前記無線リソースである制御リソースの割当てを実行することと、前記対象ユーザ装置に対してデータ用の前記無線リソースであるデータリソースの割当てを実行することと、前記対象ユーザ装置に対する前記制御リソースの割当て状況に応じて、前記無線リソースの割当てパターンを制御することとを備える。

本発明によれば、無線リソースの適切な割当てが実現される。

ＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨの送信を示す概略図である。 ＰＤＣＣＨ及びＰＵＳＣＨの送信を示す概略図である。 下りリンク伝送の処理フローの概略図である。 並列的な無線リソースの割当て動作の例を示す図である。 第１実施形態に係る無線通信システムの概略図である。 無線フレームの例を示す図である。 下りリンクサブフレームが含むチャネル領域を示す図である。 第１実施形態に係るユーザ装置の構成ブロック図である。 第１実施形態に係る基地局の構成ブロック図である。 第１実施形態の無線リソース割当ての一例を示す動作フローである。 未割当ユーザ装置が存在する場合の制御リソース及びデータリソースの割当て状況を示す概念図である。 データリソースの再割当ての例を示す概念図である。 データリソースの再割当ての例を示す概念図である。 第２実施形態の無線リソース割当ての一例を示す動作フローである。 制御リソースの割当ての例を示す概念図である。 データリソースの割当ての例を示す概念図である。 割当てパターンの決定の例を示す概念図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。

１． 第１実施形態
１（１）． 無線通信システムの概略
図５は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムＣＳを示す概略図である。無線通信システムＣＳは、基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥ（ＵＥ−０，ＵＥ−１，ＵＥ−２，ＵＥ−３，…）とを備える。基地局ｅＮＢは、制御ノードであるＭＭＥ（Mobile Management Entity）および外部ネットワークとの接続点であるゲートウェイ等を備える不図示のコアネットワークに接続される。

無線通信システムＣＳ内の各要素は、所定のアクセス技術（Access Technology）、例えば３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）規格に含まれるＬＴＥ／ＳＡＥ（Long Term Evolution / System Architecture Evolution）規格に従って通信を実行する。ユーザ装置ＵＥと基地局ｅＮＢとの無線通信の方式は任意である。例えば、下りリンクではＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用され、上りリンクではＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用される。

１（２）． 無線リソース
基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとの無線通信においては、時空間的な無線リソースとして無線フレームＦが用いられる。図６に無線フレームＦの構成を例示する。基地局ｅＮＢおよびユーザ装置ＵＥは、種々の無線信号（制御チャネル、データチャネル等）を無線フレームＦに搭載して送信する。時間軸方向に関して、１個の無線フレームＦは１０個のサブフレームＳＦを含む。１個のサブフレームＳＦは２個のスロットを含み、各スロットは複数個のシンボル（例えば、７個、６個、または３個）を含む。各サブフレームＳＦの時間長は１ミリ秒であり、１個の無線フレームＦの時間長は１０ミリ秒である。図６に示すように、各サブフレームＳＦに対して、＃０から＃９までのいずれかのサブフレーム番号が送信順に付与される。

図７に示すように、１個の下りリンクサブフレームＤＳＦは、ＰＤＣＣＨの送信に用いられる制御チャネル領域（制御リソース）と、ＰＤＳＣＨの送信に用いられる共有チャネル領域（データリソース）とを含む。制御チャネル領域には、ＰＤＣＣＨ割当ての単位であるＣＣＥ（Control Channel Element）が複数含まれる。１単位のＣＣＥは、制御チャネル領域の全体にわたってマッピングされる。制御チャネル領域は、下りリンクサブフレームＤＳＦの先頭に位置する。データチャネル領域には、ＰＤＳＣＨ割当ての単位であるＲＢ（Resource Block）が複数含まれる。共有チャネル領域は、制御チャネル領域の後に位置する。制御チャネル領域のリソース量は、共有チャネル領域のリソース量に比較して限定的である。

３ＧＰＰ規格上、１個の下りリンクサブフレームＤＳＦにおいて１個のユーザ装置ＵＥに割り当てられるＣＣＥ数は１，２，４，８のいずれかであり、それぞれ、ＰＤＣＣＨフォーマット０，ＰＤＣＣＨフォーマット１，ＰＤＣＣＨフォーマット２，ＰＤＣＣＨフォーマット３と定義されている。以上のユーザ装置ＵＥ当たりのＣＣＥ数は、アグリゲーションレベルとも称される。

制御チャネル領域内のＣＣＥには、ＣＣＥ０，ＣＣＥ１，ＣＣＥ２，…というように、０から始まるＣＣＥインデックスが付されている。３ＧＰＰ規格上、あるＰＤＣＣＨフォーマットに使用できるＣＣＥ（ＣＣＥインデックス）は、ユーザ装置ＵＥ（すなわち、Ｃ−ＲＮＴＩ）ごと及びサブフレームＳＦごとに異なる。例えば、あるユーザ装置ＵＥ−０及びあるサブフレームＳＦに関して、ＰＤＣＣＨフォーマット０にはＣＣＥ０，１，…，７を使用でき、ＰＤＣＣＨフォーマット１にはＣＣＥ｛４，５｝，｛６，７｝，…，｛１６，１７｝を使用でき、ＰＤＣＣＨフォーマット２にはＣＣＥ｛０，１，２，３｝，｛４，５，６，７｝を使用でき、ＰＤＣＣＨフォーマット３にはＣＣＥ｛８，９，…，１５｝，｛１６，１７，…，２３｝を使用できる、というように定められる。

無線信号の送信には、時空間的なリソース（時間及び周波数帯域）に加えて、送信電力が必要である。すなわち、送信電力は無線リソースの別の１側面である。ＰＤＣＣＨリソース（制御リソース）はＣＣＥリソースと送信電力リソースとを含む。そのため、時空間的なリソースであるＣＣＥ（ＣＣＥリソース）が確保されても、送信電力（送信電力リソース）が確保されなければ、基地局ｅＮＢはＰＤＣＣＨを送信することが不可能である。

３ＧＰＰ規格上、ＰＤＣＣＨの送信電力は任意である。ＰＤＣＣＨの送信電力は、例えば、ユーザ装置ＵＥからフィードバックされた下りチャネルの受信品質であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）に基づいて決定される。一般的には、基地局ｅＮＢは、ＣＱＩがより高い受信品質を示すほどより低い送信電力でＰＤＣＣＨを送信する。ＰＤＣＣＨの送信電力は、送信すべきＣＣＥ数に応じても変動する。前述の通り、ＣＣＥは制御チャネル領域の全体にわたってマッピングされるので、送信電力が不足するシンボルが１個でも存在する場合には、ＰＤＣＣＨの送信が不可能となる。

１（３）． 各要素の構成
１（３）−１． ユーザ装置の構成
図８は、本実施形態に係るユーザ装置ＵＥの構成を示すブロック図である。ユーザ装置ＵＥは、無線通信部１１０と記憶部１２０と制御部１３０とを備える。音声・映像等を出力する出力装置及びユーザからの指示を受け付ける入力装置等の図示は便宜的に省略されている。無線通信部１１０は、基地局ｅＮＢと無線通信を実行するための要素であり、送受信アンテナと、無線信号（電波）を受信して電気信号に変換する受信回路と、制御信号・データ信号等の電気信号を無線信号（電波）に変換して送信する送信回路とを含む。記憶部１２０は、通信制御に関する情報及び後述のコンピュータプログラムを記憶する。

制御部１３０は、ＣＱＩ報告部１３２と下りリンク受信部１３４と上りリンク送信部１３６とを含む。ＣＱＩ報告部１３２は、基地局ｅＮＢからの下り受信品質を示すＣＱＩを測定し報告する。下りリンク受信部１３４は、ＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨが示す下りリンクスケジューリング情報に従ってＰＤＳＣＨを受信する。上りリンク送信部１３６は、ＰＤＣＣＨが示す上りリンクスケジューリング許可（送信指示）に従ってＰＵＳＣＨを送信する。

制御部１３０及び制御部１３０内の各要素は、ユーザ装置ＵＥ内のＣＰＵ（Central Processing Unit）が、記憶部１２０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（３）−２． 基地局の構成
図９は、本実施形態に係る基地局ｅＮＢの構成を示すブロック図である。基地局ｅＮＢは、無線通信部２１０とネットワーク通信部２２０と記憶部２３０と制御部２４０とを備える。無線通信部２１０は、ユーザ装置ＵＥと無線通信を実行するための要素であり、送受信アンテナと受信回路と送信回路とを含む。ネットワーク通信部２２０は、コアネットワーク内の他のノードと通信を実行するための要素である。記憶部２３０は、通信制御に関する情報及び後述のコンピュータプログラムを記憶する。

制御部２４０は、ユーザ装置選択部２４２と制御リソース割当部２４４とデータリソース割当部２４６と割当制御部２４８と下りリンク送信部２５０と上りリンク受信部２５２とを備える。ユーザ装置選択部２４２は、複数のユーザ装置ＵＥから、無線リソースを割り当てるべき対象ユーザ装置ＴＵＥを選択する。制御リソース割当部２４４は、対象ユーザ装置ＴＵＥに対して制御リソース（ＰＤＣＣＨ）を割り当てる。データリソース割当部２４６は、対象ユーザ装置ＴＵＥに対してデータリソース（ＰＤＳＣＨ，ＰＵＳＣＨ）を割り当てる。制御リソース割当部２４４による制御リソース割当てとデータリソース割当部２４６によるデータリソース割当てとは並列的に実行され得る。割当制御部２４８は、対象ユーザ装置ＴＵＥに対する制御リソース（ＰＤＣＣＨ）の割当て状況に応じて、無線リソースの割当てパターンを制御する。下りリンク送信部２５０は、以上のリソース割当て（スケジューリング）に基づいて、制御信号（例えば、ＰＤＣＣＨ）及びデータ信号（例えば、ＰＤＳＣＨ）をユーザ装置ＵＥ（対象ユーザ装置ＴＵＥ）に送信する。上りリンク受信部２５２は、ユーザ装置ＵＥから送信された無線信号（例えば、ＰＵＳＣＨ）を受信する。

制御部２４０及び制御部２４０内の各要素は、基地局ｅＮＢ内のＣＰＵが、記憶部２３０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（４）． 本実施形態の無線リソース割当て
図１０は、本実施形態の無線リソース割当ての一例を示す動作フローである。本動作フローはサブフレームＳＦごとに繰り返し実行される。本動作フローは下りリンクの無線リソース割当てに関するが、上りリンクの無線リソース割当てにも同様に適用され得る。

基地局ｅＮＢのユーザ装置選択部２４２は、下りリンク送信を実行すべき対象ユーザ装置ＴＵＥを選択する（S100）。

制御リソース割当部２４４は、ステップS100にて選択された下りリンクの対象ユーザ装置ＴＵＥに対し、下りリンクの制御リソース（ＰＤＣＣＨ）を割り当てる（S200）。また、データリソース割当部２４６は、ステップS100にて選択された下りリンクの対象ユーザ装置ＴＵＥに対し、下りリンクのデータリソース（ＰＤＳＣＨ）を割り当てる（S210）。以上のステップS200及びステップS210は並列的に実行される。

割当制御部２４８は、ステップS100における制御リソース割当ての結果として、制御リソースが割り当てられない対象ユーザ装置ＴＵＥである未割当ユーザ装置ＮＵＥが存在するか否かを判定する（S220）。

図１１は、未割当ユーザ装置ＮＵＥが存在する場合の制御リソース及びデータリソースの割当て状況を示す概念図である。図１１の例では、対象ユーザ装置ＴＵＥであるユーザ装置ＵＥ−１及びＵＥ−２にＰＤＣＣＨが割り当てられ、対象ユーザ装置ＴＵＥであるユーザ装置ＵＥ−３にはＰＤＣＣＨが割り当てられない。

本例においては、ユーザ装置ＵＥ−３に対してＰＤＳＣＨが割り当てられているが、ＰＤＣＣＨが割り当てられていないユーザ装置ＵＥ−３はこのＰＤＳＣＨを受信することが出来ない。したがって、ユーザ装置ＵＥ−３に割り当てられたＰＤＳＣＨが無駄になる。

そこで、割当制御部２４８は、ステップS200における制御リソースの割当ての結果として、未割当ユーザ装置ＮＵＥが存在する場合（S220：YES）、未割当ユーザ装置ＮＵＥに対して割り当てられたデータリソース（ＰＤＳＣＨ）を解放するように、データリソース割当部２４６を制御する（S230）。データリソース割当部２４６は、割当制御部２４８からの制御に基づいてデータリソースを解放する（S230）。

割当制御部２４８は、制御リソースが割り当てられた対象ユーザ装置ＴＵＥから、解放されたデータリソースを割り当てるべき１以上のユーザ装置ＵＥを決定する（S240）。ステップS240における再割当対象のユーザ装置ＵＥの数は任意に設定され得る。例えば、下りリンク通信の処理負荷に応じて設定されてもよいし、ステップS230にて解放されたデータリソースの量（ＲＢ数）に応じて設定されてもよい。

また、ステップS240における再割当対象のユーザ装置ＵＥの決定手法（選択手法）も任意である。例えば、優先度の高い順にユーザ装置ＵＥが選択されてもよいし、報告されるＣＱＩの高い順にユーザ装置ＵＥが選択されてもよいし、送信可能なデータ量が多い順にユーザ装置ＵＥが選択されてもよい。ユーザ装置ＵＥの優先度は、契約情報に基づく優先度（ユーザ区分等）が採用されてもよいし、通信種別（音声通信、データ通信等）に基づく優先度が採用されてもよいし、所定のアルゴリズム（プロポーショナルフェアネス、ＭＡＸ−Ｃ／Ｉ等）によって動的に算定される優先度が採用されてもよい。

割当制御部２４８は、ステップS240にて決定された再割当対象のユーザ装置ＵＥに対して、ステップS230にて解放されたデータリソースを割り当てるように、データリソース割当部２４６を制御する（S250）。データリソース割当部２４６は、データリソースの再割当てを実行する（S250）。

図１２及び図１３は、データリソースの再割当ての例を示す概念図である。図１２は再割当対象のユーザ装置ＵＥが１つである場合の例であり、図１３は再割当対象のユーザ装置ＵＥが２つである場合の例である。図１２では、当初、ユーザ装置ＵＥ−３に割り当てられていたＰＤＳＣＨが、１つのユーザ装置ＵＥ−１に全て再割り当てされる。図１３では、当初、ユーザ装置ＵＥ−３に割り当てられていたＰＤＳＣＨが、２つのユーザ装置ＵＥ−１とＵＥ−２とに配分される。

ステップS250の後、又はステップS220にて未割当ユーザ装置ＮＵＥが存在しない場合（S220：NO）、下りリンク送信部２５０は、割り当てられた下り無線リソース（制御リソース及びデータリソース）を用いて、ＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを送信する（S300）。

１（５）． 本実施形態の効果
以上の本実施形態の構成によれば、無線リソースの適切な割当てが実現される。すなわち、制御リソースが割り当てられないユーザ装置に対して割り当てられたデータリソースを解放して他のユーザ装置に再割当てするので、割り当てたデータリソースが無駄になることが抑制される。

２． 第２実施形態
本発明の第２実施形態を以下に説明する。以下に例示する各実施形態において、作用、機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の説明を適宜に省略する。

２（１）． 本実施形態の無線リソース割当て
図１４は、本実施形態の無線リソースの割当ての一例を示す動作フローである。本動作フローはサブフレームＳＦごとに繰り返し実行される。本動作フローは下りリンクの無線リソース割当てに関するが、上りリンクの無線リソース割当てにも同様に適用され得る。

基地局ｅＮＢのユーザ装置選択部２４２は、下りリンク送信を実行すべき対象ユーザ装置ＴＵＥと、無線リソースを割当て可能な１以上の予備ユーザ装置ＰＵＥとを選択する（S102）。本実施形態では、ユーザ装置ＵＥ−１、ＵＥ−２、及びＵＥ−３が対象ユーザ装置ＴＵＥとして選択され、ユーザ装置ＵＥ−４が予備ユーザ装置ＰＵＥとして選択される例を想定する。なお、予備ユーザ装置ＰＵＥを選択する基準は任意である。好適には、対象ユーザ装置ＴＵＥを除いた残りのユーザ装置ＵＥの中から、第１実施形態のステップS240における再割当て対象のユーザ装置ＵＥと同様の選択手法によって、予備ユーザ装置ＰＵＥが選択される。

制御リソース割当部２４４は、ステップS102にて選択された下りリンクの対象ユーザ装置ＴＵＥに対し、下りリンクの制御リソース（ＰＤＣＣＨ）を割り当てる（S202）。制御リソースの割当ては対象ユーザ装置ＴＵＥの優先度順に実行される。図１５に示す通り、制御リソース割当部２４４は、全ての対象ユーザ装置ＴＵＥに対して制御リソースを割り当てられない場合に、予備ユーザ装置ＰＵＥに対して制御リソースを割り当てる。本例では、対象ユーザ装置ＴＵＥであるユーザ装置ＵＥ−３に制御リソースが割り当てられなかったため、予備ユーザ装置ＰＵＥであるユーザ装置ＵＥ−４に制御リソースが割り当てられている。

データリソース割当部２４６は、下りリンクのデータリソース（ＰＤＳＣＨ）の割当てパターンを複数生成する（S212）。より具体的には、図１６に示す通り、データリソース割当部２４６は、ステップS102にて選択された対象ユーザ装置ＴＵＥのみに割り当てるデータリソースを含む（すなわち、予備ユーザ装置ＰＵＥ（本例では、ＵＥ−４）に割り当てるデータリソースを含まない）主パターンと、予備ユーザ装置ＰＵＥに割り当てるデータリソースを含む１以上の予備パターンとを生成する。生成されるパターン数は、下りリンク通信の処理負荷に応じて決定されると好適である。

予備パターンは、例えば、図１６に示すように、主パターンに含まれるデータリソースのうち、最も優先度が低い対象ユーザ装置ＴＵＥに対応するデータリソースを、予備ユーザ装置ＰＵＥに対して割り当てることによって生成される。複数（Ｎ個（Ｎ≧２））の予備ユーザ装置ＰＵＥが存在する場合、優先度が低い順にＮ個選択した対象ユーザ装置ＴＵＥに対応するデータリソースを、Ｎ個の予備ユーザ装置ＰＵＥに対して割り当ててもよい。また、複数の予備ユーザ装置ＰＵＥが存在する場合、最も優先度が低い対象ユーザ装置ＴＵＥに対応するデータリソースを、ＣＱＩ又は優先度が最も高い予備ユーザ装置ＰＵＥに割り当ててもよい。

データリソース割当部２４６は、生成した各パターン（主パターン、予備パターン）について、データリソースを確保する（S214）。

割当制御部２４８は、ステップS202の制御リソース割当ての結果に応じて、ステップS302にて使用すべきデータリソースの割当てパターンを決定する（S222）。より具体的には、割当制御部２４８は、対象ユーザ装置ＴＵＥのみに制御リソースが割り当てられた場合には、主パターンを選択する。予備ユーザ装置ＰＵＥに制御リソースが割り当てられた場合には、そのユーザ装置ＰＵＥに対応する予備パターンを選択する。本例では、予備ユーザ装置ＰＵＥであるユーザ装置ＵＥ−４に制御リソースが割り当てられたので、図１７に示すように、ユーザ装置ＵＥ−４に対応するデータリソースを含む予備パターンが選択される。

なお、割当制御部２４８は、対応するユーザ装置ＵＥの全てについて制御リソースが確保された複数のパターン（主パターン及び予備パターン）の中から、確保されたデータリソースの量が最も多いパターンを選択してもよい。

下りリンク送信部２５０は、割り当てられた下り無線リソース（制御リソース及びデータリソース）を用いて、ＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを送信する（S302）。

２（２）． 本実施形態の効果
以上の本実施形態の構成によれば、無線リソースの適切な割当てが実現される。すなわち、対象ユーザ装置に加えて予備ユーザ装置が存在する状況において、生成された複数のデータリソースの割当てパターンの中から、制御リソースが割り当てられているユーザ装置に対応する割当てパターンを選択するので、データリソースの無駄が発生することが抑制される。

３． 変形例
以上の実施形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以上の実施の形態および以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。

３（１）． 変形例１
ユーザ装置選択部２４２、制御リソース割当部２４４、データリソース割当部２４６、及び割当制御部２４８の少なくともいずれかが、無線通信システムＣＳに含まれる基地局ｅＮＢ以外の装置に実装されてもよい。

３（２）． 変形例２
以上の実施形態では、制御リソース（ＰＤＣＣＨリソース）の割当て動作と、データリソース（ＰＤＳＣＨリソース、ＰＵＳＣＨリソース）の割当て動作とが並列的に実行される。しかしながら、制御リソースの割当て動作とデータリソースの割当て動作とが直列的に実行されてもよい。例えば、制御リソースの割当て動作の後にデータリソースの割当て動作が実行されてもよいし、データリソースの割当て動作の後に制御リソースの割当て動作が実行されてもよい。ここで、制御リソースの割当てとデータリソースの割当てとは独立に（相互に依存しないで）実行されると好適である。

３（３）． 変形例３
ユーザ装置ＵＥは、基地局ｅＮＢと無線通信が可能な任意の装置である。ユーザ装置ＵＥは、例えば、フィーチャーフォンまたはスマートフォン等の携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。

３（４）． 変形例４
無線通信システムＣＳ内の各要素（ユーザ装置ＵＥ、基地局ｅＮＢ）においてＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。

ＵＥ……ユーザ装置、１１０……無線通信部、１２０……記憶部、１３０……制御部、１３２……ＣＱＩ報告部、１３４……下りリンク受信部、１３６……上りリンク送信部、ｅＮＢ……基地局、２１０……無線通信部、２２０……ネットワーク通信部、２３０……記憶部、２４０……制御部、２４２……ユーザ装置選択部、２４４……制御リソース割当部、２４６……データリソース割当部、２４８……割当制御部、２５０……下りリンク送信部、２５２……上りリンク受信部、ＣＳ……無線通信システム、Ｆ……無線フレーム、ＳＦ……サブフレーム、ＵＥ……ユーザ装置。

Claims (8)

1. 複数のユーザ装置から、無線リソースを割り当てるべき対象ユーザ装置を選択するユーザ装置選択部と、
   前記対象ユーザ装置に対して、制御用の前記無線リソースである制御リソースの割当てを実行する制御リソース割当部と、
   前記対象ユーザ装置に対してデータ用の前記無線リソースであるデータリソースの割当てを実行するデータリソース割当部と、
   前記対象ユーザ装置に対する前記制御リソースの割当て状況に応じて、前記無線リソースの割当てパターンを制御する割当制御部とを備える
   基地局。
2. 前記割当制御部は、
   前記制御リソース割当部による前記制御リソースの割当ての結果として、前記制御リソースが割り当てられない前記対象ユーザ装置である未割当ユーザ装置が存在する場合、前記未割当ユーザ装置に対して前記データリソース割当部が割り当てた前記データリソースを解放するように、前記データリソース割当部を制御する
   請求項１の基地局。
3. 前記割当制御部は、
   前記制御リソースが割り当てられた１以上の前記対象ユーザ装置に対して、解放された前記データリソースの再割当てを実行するように、前記データリソース割当部を制御する
   請求項２の基地局。
4. 前記ユーザ装置選択部は、
   前記対象ユーザ装置に加えて、前記無線リソースを割当可能な１以上の予備ユーザ装置をさらに選択し、
   前記データリソース割当部は、
   前記予備ユーザ装置に割り当てる前記データリソースを含まない主パターンと、前記予備ユーザ装置に割り当てる前記データリソースを含む１以上の予備パターンとを含む複数の割当てパターンを生成する
   請求項１の基地局。
5. 前記割当制御部は、
   前記制御リソース割当部が前記予備ユーザ装置に前記制御リソースを割り当てた場合、当該予備ユーザ装置に対応する前記予備パターンを選択する
   請求項２の基地局。
6. 前記制御リソース割当部による前記制御リソースの割当てと前記データリソース割当部による前記データリソースの割当てとが、並列的に実行される
   請求項１から５のいずれかの基地局。
7. 複数のユーザ装置から、無線リソースを割り当てるべき対象ユーザ装置を選択するユーザ装置選択部と、
   前記対象ユーザ装置に対して、制御用の前記無線リソースである制御リソースの割当てを実行する制御リソース割当部と、
   前記対象ユーザ装置に対してデータ用の前記無線リソースであるデータリソースの割当てを実行するデータリソース割当部と、
   前記対象ユーザ装置に対する前記制御リソースの割当て状況に応じて、前記無線リソースの割当てパターンを制御する割当制御部とを備える
   無線通信システム。
8. 複数のユーザ装置から、無線リソースを割り当てるべき対象ユーザ装置を選択することと、
   前記対象ユーザ装置に対して、制御用の前記無線リソースである制御リソースの割当てを実行することと、
   前記対象ユーザ装置に対してデータ用の前記無線リソースであるデータリソースの割当てを実行することと、
   前記対象ユーザ装置に対する前記制御リソースの割当て状況に応じて、前記無線リソースの割当てパターンを制御することとを備える
   無線リソース制御方法。

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