JP2017038119A

JP2017038119A - 無線通信システム及びそのリソース制御方法、並びに、基地局装置

Info

Publication number: JP2017038119A
Application number: JP2015156700A
Authority: JP
Inventors: 和宏徳永; Kazuhiro Tokunaga; 憲一河村; Kenichi Kawamura; 克誌則武; Katsushi Noritake
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2035-08-07
Also published as: JP6403163B2

Abstract

【課題】混雑しており且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末装置であっても通信速度を改善する。【解決手段】基地局２００が端末３００に対して提供する各セルの仕様情報を送信する。端末３００は基地局２００から受信する各セルの仕様情報から各セルのリソース要求を生成し、基地局２００に送信する。基地局２００は端末から受信するセルリソース要求情報とセルの混雑状況情報から各セルリソースの割当を判断、実施し、セルリソース割当結果情報を端末３００に送信する。端末３００は基地局２００から受信するセルリソース割当結果情報に基づき通信制御を実施する。【選択図】図１

Description

本発明は、様々な仕様のセルを用いた無線通信アクセスサービスを提供する事業者が、無線通信アクセスサービスを利用する端末に対して各セルのリソースを制御する技術に関する。

スマートフォン等の無線通信を利用する端末の普及により、無線通信のデータトラフィックが増大しており、無線通信システムにおける通信速度の向上、無線通信容量の拡大が求められている。

従来から、異なる複数の周波数帯を同時に組み合わせて使用することにより、通信速度の向上、無線通信容量の拡大を実現する無線通信技術として、非特許文献１（３ＧＰＰＴＳ３６．３００）に記載のＬＴＥ（Long Term Evolution）におけるキャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation）やデュアルコネクティビティ（Dual Connectivity）が示されている。キャリアアグリゲーションについては、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において規定されており、既に実用化されている。

キャリアアグリゲーションで組み合わせて使用する周波数ブロックのことをＣＣ（Component Carrier）と呼び、ＣＣにはＰＣＣ（Primary Component Carrier）とＳＣＣ（Secondary Component Carrier）がある。基地局から端末への接続パラメータの報知、モビリティ測定の制御、端末から基地局へのＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔ、端末へのハンドオーバ指示等の無線リソースの制御を行うＲＲＣ（Radio Resource Control）プロトコルは、ＰＣＣを提供するＰＣｅｌｌ（Primary Cell）を用いて行われ、他の一つ以上のＳＣＣの端末に提供するＳＣｅｌｌ（Secondary Cell）の追加に関する手順が実施される（非特許文献２）。ＳＣｅｌｌの追加、削除については、端末の品質測定情報の報告に基づき基地局が決定する。端末へのセルのリソース割り当てについては、複数の端末から通知される無線受信品質を示すＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を基に、ＲＢ（Resource Block）単位で各端末に割り当てる。

非特許文献１（ＡｎｎｅｘＪ）には、複数のセルによるキャリアアグリゲーションの構成シナリオが示されている。基地局は複数のセル（ＰＣｅｌｌと複数のＳＣｅｌｌを提供することが可能であるが、多くの通信トラフィックがあって混雑が予想されるエリアには、光ファイバなどを使って基地局から離れた場所に設置した基地局アンテナ装置であるＲＲＨ（Remote Radio Head）を用いてセルを提供する構成方法もある。

３つ以上のセルを用いてキャリアアグリゲーションを実現する際の構成の一例を図１８に示す。セル１は無線の受信可能サービス範囲（カバレッジ）が広範囲（マクロ）の無線アクセスを端末に提供するＰＣｅｌｌである。

セル２、セル３、セル４は、それぞれ異なるカバレッジの無線アクセスを端末に提供するＳＣｅｌｌであり、カバレッジの相対的な違いにより、カバレッジが広い順にマクロセル、マイクロセル、ピコセル、フェムトセルと呼ぶ。カバレッジが比較的狭いセルをスモールセルと呼ぶこともある。キャリアアグリゲーションでは、１つの基地局が提供する複数のセルを同時に組み合わせて端末が使用することにより、通信速度の向上、無線通信容量の拡大を実現する。一方、デュアルコネクティビティでは、複数の基地局が提供する複数のセルを同時に組み合わせて端末が使用することにより、通信速度の向上、無線通信容量の拡大を実現する。図１８では、端末Ｃはセル１、セル３、セル４のカバレッジ内にいて、それらのセルを同時に組み合わせて使用することができる。

特許文献１には、キャリアアグリゲーション導入時に、スモールセルにおけるトラフィックの偏りを分散させるため、端末のスモールセルの選択、変更を、各セルの混雑状況と通信品質に基づいて実施することが示されている。

各セルの無線の周波数帯については、現在３．５ＧＨｚ帯以下の比較的低い周波数帯が使われており、通信事業者は免許が必要な周波数帯を主に用いて無線通信サービスを提供されているが、非特許文献３などが示すように５ＧＨｚ帯等の免許不要の周波数帯（Unlicensed Spectrum）と免許が必要な周波数帯と組み合わせて利用するＬＡＡ（Licensed Assisted Access）が３ＧＰＰにおいて検討されている。キャリアアグリゲーションやデュアルコネクティビティの技術を用いて、免許が必要な周波数帯だけでなく、免許不要の周波数帯を組み合わせて利用することにより、通信速度の向上、無線通信容量の拡大を実現することが示されている。

非特許文献４などでは、３０〜３００ＧＨｚのミリ波と呼ばれる高い周波数帯についても利用が検討されている。ミリ波の周波数帯はカバレッジは狭いが、特定の場所で数Ｇｂｐｓ以上の高速な通信サービスを提供することが可能となる。ミリ波等の高周波数帯のフェムトセルを組み合わせて利用することにより、通信速度の向上、無線通信容量の拡大を実現することが示されている。

以上に示す技術を用いて、周波数帯、免許の要否、通信速度、カバレッジ、共用する端末数などの特徴が異なるセルを同時に組み合わせて、あるいは単独で使用することにより、無線通信システムにおける通信速度の向上、無線通信容量の拡大を実現することができる。

特開２０１５−５０５８９号公報

3GPP TS36.300 V12.5.0 (2015-03), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 12) Requirements for MPTCP Proxy in ISP Networks 3GPP TS36.331 V12.5.0 (2015-03), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 12) 3GPP RWS-140002, Nokia Corporation, "LTE in Unlicensed Spectrum: European Regulation and Co-existence Considerations" A. Tagami, C. Sasaki, K.Yamaoka, "Traffic Offloading to Millimeter Wave Access Network based on Content-Centric Networking", ACM ICN-2014.

複数のセルをキャリアアグリゲーションやデュアルコネクティビティにより利用可能な端末は、複数のセルのうち一つが混雑している且つ最高速度が低速である場合であっても他のセルが混雑していない且つ最高速度が高速である場合には高速通信を行うことができる。しかし、混雑している且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末は高速通信を行うことができない。例えば、図１８を用いて説明すると、セル１が混雑している且つ最高速度が低速である場合でも他のセル３やセル４が混雑していない且つ最高速度が高速なセルである場合、端末Ｂや端末Ｃは高速通信を行うことができるが、セル１しか利用できないエリアにいる端末Ａは低速な通信になってしまう課題がある。一般的に、マクロセルのように比較的広い範囲のカバレッジを提供するセルは共用する端末数が多く、低い無線周波数帯を用いて無線通信サービスを提供しているため通信速度が低くなることがある。一方、フェムトセルのように比較的狭い範囲のカバレッジを提供するセルは、屋内などで無線アクセスサービスを提供することが多く、共用する端末数が少なく、高い無線周波数帯を使って提供しているため通信速度が高くなることがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、混雑しており且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末装置であっても、通信速度を改善することができる無線通信システム及びそのリソース制御方法、並びに、基地局装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本願発明は、１つ以上のセルを形成・管理する基地局装置と、基地局装置に収容される端末装置とを備えた無線通信システムにおいて、前記基地局装置又は複数の基地局装置を集約管理する無線ネットワーク制御装置は、各セルの仕様情報と各セルの混雑状況情報とを記憶する記憶手段と、端末装置に割り当てる各セルのリソースを判断するリソース判断手段とを備え、前記端末装置は、各セルのリソース要求を生成して前記リソース判断手段に送信するセルリソース制御手段を備え、前記リソース判断手段は、前記記憶手段に記憶されている各セルの仕様情報を前記セルリソース制御手段に送信し、前記セルリソース制御手段は、前記リソース判断手段から受信した各セルの仕様情報に基づいて各セルのリソース要求を生成して前記リソース判断手段に送信し、前記リソース判断手段は、前記セルリソース制御手段から受信した各セルのリソース要求と前記記憶手段に記憶されている各セルの混雑状況情報に基づき端末装置に割り当てる当該セルのリソースを決定し、決定したリソース割当の情報を前記セルリソース制御手段に送信し、前記セルリソース制御手段は、前記リソース判断手段から受信したリソース割当情報に基づき通信制御を実施することを特徴とする。

本発明によれば、セルの混雑状況及び端末装置からのセルリソース要求情報に基づいて基地局装置が各端末装置に割り当てるセルリソースが決定されるので、セルリソースの利用効率を最適化することができる。これにより、混雑しており且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末装置であっても、通信速度を改善することができる。

無線通信システムの全体構成図基地局の機能ブロック図セル仕様情報の一例セルリソース混雑状況情報の一例端末セルリソース要求情報の一例セルリソース割当情報の一例端末の機能ブロック図端末リソース要求管理情報の一例端末リソース要求管理情報の一例セル仕様情報に基づきセルリソース要求を行う際のシーケンスチャート端末におけるセルリソース要求の作成手順の一例を示すフローチャート基地局におけるセルリソースの割当処理の一例示すフローチャート端末からセルリソース要求の更新行う際のシーケンスチャート端末におけるセルリソース要求の作成手順の一例を示すフローチャート基地局からセルリソースの割当更新を行う際のシーケンスチャート基地局におけるセルリソースの割当処理の一例示すフローチャート本発明の効果を説明する図キャリアアグリゲーションを説明する図

本発明の一実施の形態に係るシステムについて無線通信システムについて図面を参照して説明する。図１は無線通信システムの全体構成図である。

本発明に係る無線通信システムは、図１に示すように、ＥＰＣなどのパケットコアネットワーク１００と、パケットコアネットワーク１００に収容された複数の基地局２００と、基地局２００に収容される移動局である端末３００とを備えており、パケットコアネットワーク１００はＰＤＮ（Packet Data Network）などの外部のＩＰサービスネットワーク９００と接続している。

基地局２００は、ＬＴＥのｅＮＢだけでなく、複数の無線基地局を集約管理する無線ネットワーク制御装置であってもよい。少なくとも１つ以上の基地局２００は、受信可能サービス範囲が異なる複数のセルを形成・管理するとともに、複数のセルを用いたキャリアアグリゲーションを移動局である端末に提供可能である。

本発明では、図１に示すように、基地局２００は、（１）各セルの仕様情報を管理する機能、（２）各セルの混雑状況を管理する機能、（３）端末３００からのセルリソース要求に対して割り当てを実施する機能、（４）セルリソースの割当を混雑状況の変化により更新する機能を有する。一方、端末３００は、（１）端末のセルリソース要求情報表を管理する機能、（２）セルリソースの要求／更新要求を実施する機能を有する。

本発明の概要は以下のとおりである。すなわち、基地局２００が端末３００に対して提供する各セルの仕様情報を送信する。端末３００は基地局２００から受信する各セルの仕様情報から各セルのリソース要求を生成し、基地局２００に送信する。基地局２００は端末３００から受信するセルリソース要求情報とセルの混雑状況情報から各セルリソースの割当を判断、実施し、セルリソース割当結果情報を端末３００に送信する。端末３００は基地局２００から受信するセルリソース割当結果情報に基づき、端末３００上の各アプリケーションの通信制御を実施する。以下、本発明の詳細について説明する。

本発明を実施する際の基地局の機能ブロックを図２に示す。図２に示すように、基地局２００は、複数のセルを構築するためのセルＸ無線送信部２１１及びセルＸ無線受信部２１２と、セルリソース割当判断部２２０と、セル仕様情報記憶部２３１と、セルリソース混雑状況記憶部２３２と、端末セルリソース要求情報記憶部２３３と、セルリソース割当情報記憶部２３４とを備えている。

セルＸ無線送信部２１１は、セルＸの無線信号を送信する回路を持ち、端末３００に無線信号を送信する。セルＸ無線受信部２１２は、セルＸの無線信号を受信する回路を持ち、端末３００から無線信号を受信する。セルＸ無線送信部２１１およびセルＸ無線受信部２１２は、同一の場所に実装されていることもあるが、前述のＲＲＨによりそれぞれ遠隔に実装することもある。

セルリソース割当判断部２２０は、セル仕様情報記憶部２３１と連携し、端末３００に提供するセルの仕様情報を通知するメッセージを生成し、セルリソース混雑状況記憶部２３２と連携し、端末３００からのセルリソース要求に対して端末３００へのセルリソース割当を判断・実施する。

また、セルリソース割当判断部２２０は、端末３００からのセルリソース要求の情報を端末セルリソース要求情報記憶部２３３に記憶させ、セルリソース状況が混雑状態から緩和した際に、端末３００からのセルリソース要求の情報を参照し、各端末３００へのセルリソース割当の判断・実施を再度行う。

また、セルリソース割当判断部２２０は、各端末３００へのセルリソース割当結果をセルリソース割当情報記憶部２３４に記憶させ、セルリソース状況が混雑状態になった際に、セルリソース割当結果情報を参照し、各端末３００へのセルリソースの判断・実施を再度行う。

セル仕様情報記憶部２３１は、基地局２００の配下に形成される各提供セルの仕様情報を保持するものであり、このセル仕様情報は後述するように基地局２００から端末３００に送信される。セル仕様情報記憶部２３１で管理されるセル仕様情報の一例を図３に示す。図３（ａ）は詳細版の一例、図３（ｂ）は簡易版の一例である。

セル仕様情報のうちセル識別子は、例えば非特許文献に示されるＰｈｙｓｉｃａｌＣｅｌｌＩＤであり、端末３００が同時に利用するセルを選択する際にセルを識別できるものとする。最大通信速度は、各セル識別子に対応するセルの通信速度を示すものであるが、直接通信速度を示すものでなくても、絶対無線周波数チャネル番号（Absolute radio-frequency channel number）など最大通信速度を推定可能な無線周波数帯を示す情報を代わりに用いてもよい。カバレッジは、無線の受信可能サービス範囲を示し、マクロセル、マイクロセル、ピコセルなどの受信可能サービス範囲の違いをおおよそ示す識別子であってもよいし、受信可能サービス範囲を半径［ｍ］や直径［ｍ］や面積［ｍ^２］を表す値であってもよいし、セルの電力［Ｗ］やＭＣＬ（Minimum Coupling Loss: 最小結合損失）［ｄＢ］など間接的に受信サービス範囲を示す値であってもよい。価格は、端末が各セルを利用する際に利用者が支払わなければならない通信量あたりの価格［円／ｂｙｔｅ］や各セルの相対的な価格の違いを示す識別子（安値、中値、高値）などを示す。なお、価格の高値、中値、安値については、通信事業者が従量課金制ではなく通信量制限値を設定してサービス提供している場合には、通信量制限値の閾値が低閾値、中閾値、高閾値に相当すると考えてもよい。また、通信量制限値は、端末が各セルを利用する際に通信事業者が設定している閾値であり、本閾値を超えると通信速度が低下するなどの通信制限が行われる。

セルリソース混雑状況記憶部２３２は、基地局２００の配下に形成される各提供セルのリソース混雑状況を記憶するものである。セルリソース混雑状況記憶部２３２で管理されるセルリソース混雑状況情報の一例を図４に示す。セルリソース混雑状況情報は、セルを利用している端末数、各端末３００に割り当てているリソース量などから算出できる値であり、各セルのリソース混雑状況を示す値である。

端末セルリソース要求情報記憶部２３３は、端末セルリソース要求情報を保持するものであり、各端末３００から過去にどのような要求があったかを示すために保持されている。端末セルリソース要求情報記憶部２３３で管理される端末セルリソース要求情報の一例を図５に示す。

端末セルリソース要求情報は、端末３００を識別する識別子と、端末３００が各セルリソースをどの程度要求するのかを表す値とを含み、各端末３００が各セルのリソースをどの程度要求したのかを管理できる。どの程度要求するかを表す値は、通信速度、リソースブロック数、通信帯域使用率、リソースブロック使用率等である他、これらの値を大まかに対応付けた別の値であってもよい。図５の具体例は、通信速度に対応付けた４段階の値（０は０Ｍｂｐｓ、１は０〜１Ｍｂｐｓ、２は１〜１００Ｍｂｐｓ、３は１００Ｍｂｐｓ以上）で管理している例である。

セルリソース割当情報記憶部２３４は、端末３００に実際割り当てたリソース量、及び／又は、リソース要求に対して満額割り当てたか否かを示すセルリソース割当情報を保持するものである。セルリソース割当情報記憶部２３４で管理するセルリソース割当情報の一例を図６に示す。

セルリソース割当情報は、端末３００を識別する識別子と、基地局２００が端末３００に各セルリソースをどの程度割り当てているのかを示す値とを含む。どの程度割り当てたかを表す値は、通信速度、リソースブロック数、通信帯域使用率、リソースブロック使用率等である他、これらの値を大まかに対応付けた別の値であってもよい。図６の具体例は、通信速度に対応付けた４段階の値（０は０Ｍｂｐｓ、１は０〜１Ｍｂｐｓ、２は１〜１００Ｍｂｐｓ、３は１００Ｍｂｐｓ以上）で管理している例である。また、図６の例では、セルリソース割当情報は、リソース要求に対して満額割り当てたか否かを示すフラグを含む。なお、図６の例に示すように、各セルについてセルリソース割当情報を集計することにより、セルリソース混雑状況を算出することもできる。

次に、本発明を実施する際の端末３００の機能ブロックを図７に示す。端末３００は、図７に示すように、無線送信部３１１と、無線受信部３１２と、セルリソース制御部３２０と、端末アプリケーション制御部３３０と、端末セルリソース要求記憶部３４１と、セルリソース割当情報記憶部３４２とを備えている。端末３００は、キャリアアグリゲーション、デュアルコネクティビティに対応しており、カバレッジの異なる複数のセルを使った同時通信が可能である。

無線送信部３１１は無線信号を送信する回路を持ち、基地局２００に無線信号を送信する。無線受信部３１２は無線信号を受信する回路を持ち、基地局２００からの無線信号を受信する。

セルリソース制御部３２０は、端末セルリソース要求記憶部３４１で記憶される端末セルリソース要求情報に従って、基地局２００に対してセルリソース要求を行うメッセージを作成し、無線送信部３１１に基地局２００へのセルリソース要求のメッセージ送信を指示する。セルリソース制御部３２０は、無線受信部３１２で受信する基地局２００のセルリソース割当結果をセルリソース割当情報記憶部３４２に記憶するとともに、端末アプリケーション制御部３３０にセルリソースの割当が行われたことを通知する。

アプリケーション制御部３３０は、端末３００上のアプリケーションの要求に基づき、端末セルリソース要求記憶部３４１にセルリソース要求情報を記憶させる。例えば、端末３００のセルリソースの要求情報は、「通信の緊急性を要しないアプリケーションについて、マクロセルよりもフェムトセルのリソースを多く使う」といった各セルの重みに関する情報である。アプリケーション制御部３３０は、セルリソース割当結果記憶部３４１の情報を参照し、アプリケーションが通信に利用する通信量を制御することができる。

端末セルリソース要求情報記憶部３４１は、通信速度、カバレッジ、価格などが異なるセルの仕様に対して、端末３００がどの程度のリソース要求をするのかを示す端末セルリソース要求情報を保持する。図８及び図９に端末セルリソース要求情報の一例を示す。

図８（ａ）に示す例では、端末セルリソース要求情報は、端末におけるアプリケーション毎に当該アプリケーションの通信で希望するセル特性を管理するものであり、通信速度、カバレッジ、価格などが異なるセル仕様毎に、どの程度のリソース要求をするかの情報を保持している。なお、端末セルリソース要求情報の値は、端末３００で利用するアプリケーション毎に管理されるものであり、当該アプリケーションにより追加、削除、変更が行われる。図８（ｂ）に示す例では、端末セルリソース要求情報は、端末３００が利用する各アプリケーションのセルリソース要求情報の最大のセルリソース要求情報の値を管理する。なお、図９にように簡易的な具体例も考えられる。

次に、本実施の形態に係る無線通信システムの動作について説明する。まず、セルの仕様情報に基づきセルリソース要求を行う際の動作について図１０のシーケンス図を参照して説明する。

図１０に示すように、基地局２００から端末３００に対して、提供セルの仕様情報通知メッセージを送信する（ステップＳ１）。提供セルの仕様情報通知メッセージは、ＲＲＣのＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎなどのメッセージを用いてもよいし、別のメッセージ、プロトコルを用いてもよい。また、送信の契機は基地局２００から提供可能なＰＣｅｌｌ、ＳＣｅｌｌに関する情報を報知する際に同時に送信してもよいし、別の契機でもよい。

端末３００は、基地局から提供セルの仕様情報を受信すると、提供セルに関する各セルの要求リソース情報を作成し（ステップＳ２）、端末セルリソース要求メッセージを基地局２００に送信する（ステップＳ３）。図１１に提供セルに関する各セルの要求リソース情報作成処理フロー例を示す。図１１の例では、端末３００は、受信した提供セルの仕様情報と端末セルリソース要求情報記憶部３４１に記憶されている端末セルリソース要求情報に基づき、端末セルリソース要求メッセージを作成する。

次に、基地局２００は端末３００から端末セルリソース要求メッセージを受信すると、図１２に示す処理フローチャート例に基づき、端末３００へのセルリソース割当を決定する（ステップＳ４）。図１２の例では、基地局２００は、端末から受信した端末セルリソース要求メッセージを端末セルリソース要求情報記憶部２３３に保存するとともに、端末セルリソース要求メッセージとセルリソース混雑状況記憶部２３２に記憶されているセルリソース混雑状況に基づき、リソース混雑状況が閾値以下の場合には要求通りのリソースを割り当て、リソース割当結果をセルリソース割当情報記憶部２３４に保存する。一方、リソース混雑状況が閾値より大きい場合には、要求未満のリソースを割り当て、リソース割当結果をセルリソース割当情報記憶部２３４に保存する。このとき、要求未満フラグを立てて保存する。なお、図１０では、一部混雑しているセルがあり、端末の要求リソース
未満のリソースを割り当てている場合を例示している。

次に、基地局２００は、図１０に示すように、リソース割当結果としてセルリソース割当メッセージを端末３００に送信する（ステップＳ５）。セルリソース割当メッセージは、ＲＲＣのＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージなどを用いてもよいし、別のメッセージ、プロトコルを用いてもよい。

端末３００は、基地局２００からセルリソース割当メッセージを受信すると、セルリソース割当情報をセルリソース割当情報記憶部３４２に保存し、アプリケーション制御部３３０に受信を通知し、各アプリケーションでの通信を制御する（ステップＳ６）。また、端末３００は基地局２００からセルリソース割当メッセージの受信を完了したことを示すメッセージを送信してもよい（ステップＳ７）。セルリソース割当メッセージの受信を完了したことを示すメッセージは、ＲＲＣのＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅメッセージなどを用いてもよいし、別のメッセージ、プロトコルを用いてもよい。

次に、端末３００においてセルリソース割当情報のセルに関する端末セルリソース要求情報に変更があった場合の動作について図１３のシーケンス図を参照して説明する。

端末３００は、セルリソース割当情報のセルに関する端末セルリソース要求情報に変更があった場合、図１４に示す端末の処理フローチャート例に基づき、端末セルリソース更新要求メッセージを作成し（ステップＳ２１）、端末セルリソース更新要求メッセージを基地局２００に送信する（ステップＳ２２）。図１４の例では、端末アプリケーションによる各セルのリソース要求の更新要求があった場合、端末セルリソース要求情報記憶部３４１を参照して、管理情報に変更があったか否かを確認する。そして、管理情報に変更があった場合に、端末セルリソース要求情報記憶部３４１に記憶されている端末セルリソース要求情報に基づき、端末セルリソース更新要求メッセージを作成する。なお、端末セルリソース更新要求メッセージは、ＲＲＣのＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔメッセージなどを用いてもよいし、別のメッセージ、プロトコルを用いてもよい。

次に、基地局２００は端末セルリソース更新要求メッセージを受信すると、前述した図１２に示す基地局２００のフローチャート例に基づき、端末３００へのセルリソース割当を決定し（ステップＳ２３）、セルリソース割当更新メッセージを端末に送信する（ステップＳ２４）。セルリソース割当更新メッセージはＲＲＣのＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｒａｔｉｏｎメッセージなどを用いてもよいし、別のメッセージ、プロトコルを用いてもよい。以降の処理は、前述したセルの仕様情報に基づくセルリソース要求時と同様である（ステップＳ２５〜Ｓ２６）
次に、基地局２００において混雑していたセルの状況が改善し、端末３００の要求リソース通りのリソースを割り当てる場合の動作について図１５のシーケンス図を参照して説明する。

端末３００では、セルリソース割当情報記憶部３４２に保存されたセルリース割当情報に基づき、アプリケーション制御部３３０が各アプリケーションでの通信を制御している（ステップＳ３１）。ここで、基地局２００において混雑していたセルの状況が改善すると、基地局２００は、図１６の処理フロー例により混雑状況変化に伴う処理を実施する（ステップＳ３２）。図１６の例では、基地局２００はセルリソースの混雑状況変化を監視し、セルリソースの混雑状況が新たに閾値を超えた場合には、閾値を超えたセルについて各端末のリソース割当を現在のリソース割当未満に変更する。一方、セルリソースの混雑状況が新たに閾値以下になる場合には、リソース要求未満フラグが立っている端末のセルのリソース割当を、現在のリソース割当以上、且つ端末のリソース要求以下に変更する。基地局２００は、上記処理に係るリソース割当結果情報送信を端末３００に送信する（ステップＳ３３）。以降の処理は、前述したセルの仕様情報に基づくセルリソース要求時と同様である（ステップＳ３４〜Ｓ３５）。

以上詳述したように、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、セルの混雑状況や端末３００におけるセルリソース要求情報に基づいて基地局２００が各端末３００に割り当てるセルリソースが決定され、端末３００は当該決定に基づき通信制御が実施されるので、セルリソースの利用効率を最適化することができる。これにより、混雑しており且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末３００であっても、通信速度を改善することができる。

すなわち、混雑している且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末であっても、他の混雑していない且つ最高速度が高速であるセルを利用できる他の端末が、混雑している且つ最高速度が低速であるセルのリソースを少なく利用することにより、混雑している且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末の通信速度を改善することができる。このような効果は、端末が混雑しやすい且つ最高速度が低速なセルのリソースを減らしても端末のアプリケーションの通信状況からユーザの体感品質上問題がない場合に、基地局に対して該当のセルのリソースを減らすことを示す要求を送り、基地局が端末への該当のセルのリソースを減らすことにより、他の端末へのリソースを増強させることにより実現する。

図１７を参照して本発明の効果について説明する。ここではマクロセルであるＰｒｉｍａｒｙＣｅｌｌがスモールセルであるＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃１をカバレッジで包含し、ＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃１がアンライセンスバンドのフェムトセル又はミリ波スモールセルであるＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃２をカバレッジで包含しているものとする。またＰｒｉｍａｒｙＣｅｌｌの通信速度は最大１５０Ｍｂｐｓであり通信コストは高値である。ＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃１の通信速度は最大６００Ｍｂｐｓであり通信コストは中値である。ＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃２の通信速度は最大２Ｇｂｐｓであり通信コストは安値である。

また、ユーザＡの端末は、キャリアアグリケーションに対応しておらずＰｒｉｍａｒｙＣｅｌｌのみ利用可能であるか、又は、キャリアアグリゲーションに対応しているがＰｒｉｍａｒｙＣｅｌｌのみ利用可能なエリアにある。ユーザＢの端末は、キャリアアグリケーションに対応しているがＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃２の通信形式は対応していないか、又は、ＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃２の通信形式には対応しているがＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌが利用不可のエリアにある。ユーザＣ及びＤの端末は、キャリアアグリケーションに対応しておりＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃１及び＃２の双方の通信形式に対応しており、双方が利用可能なエリアにあって利用可能である。

このような通信環境下で、従来各ユーザの端末は、図１７左下グラフに示すような通信容量が得られていた。

ここで、ユーザＢ及びＣは通信コストを抑えたいとする。ユーザＤは通信コストを抑えるよりも通信速度を優先したいものとする。このような場合、本発明では、ユーザＢ，Ｃの端末においてマクロセルであるＰｒｉｍａｒｙＣｅｌｌのリソース利用を控えるよう端末リソース要求情報を設定し、ユーザＤの端末においてはＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃２のリソース利用を優先するよう端末リソース要求情報を設定する。これにより、図１７右下グラフに示すように、ユーザＢ，Ｃの端末ではマクロセルの利用がなくなるので、結果的にマクロセルのリソースに余裕ができ、マクロセルしか利用できないユーザＡのスループットが向上可能となる。更に、最大スループットを使いたいユーザＤのスループットも向上可能となる。

以上本発明の一実施の形態について詳述したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施の形態で用いられているプロトコル等は一例であり、他のプロトコルであっても本発明を実施できる。また、セルの混雑状況を示すパラメータ及びその値、セルリソース要求で用いられるパラメータ及びその値、セルリソースの割当判断で用いられるパラメータ及びその値などは本発明を実施する一例にすぎず、他のパラメータ等であっても本発明を実施できる。

１００…パケットコアネットワーク
２００…基地局
２２０…セルリソース割当判断部
３００…端末
３２０…セルリソース制御部
３３０…端末アプリケーション制御部

Claims

１つ以上のセルを形成・管理する基地局装置と、基地局装置に収容される端末装置とを備えた無線通信システムにおいて、
前記基地局装置又は複数の基地局装置を集約管理する無線ネットワーク制御装置は、各セルの仕様情報と各セルの混雑状況情報とを記憶する記憶手段と、端末装置に割り当てる各セルのリソースを判断するリソース判断手段とを備え、
前記端末装置は、各セルのリソース要求を生成して前記リソース判断手段に送信するセルリソース制御手段を備え、
前記リソース判断手段は、前記記憶手段に記憶されている各セルの仕様情報を前記セルリソース制御手段に送信し、
前記セルリソース制御手段は、前記リソース判断手段から受信した各セルの仕様情報に基づいて各セルのリソース要求を生成してリソース判断手段に送信し、
前記リソース判断手段は、前記セルリソース制御手段から受信した各セルのリソース要求と前記記憶手段に記憶されている各セルの混雑状況情報に基づき端末装置に割り当てる当該セルのリソースを決定し、決定したリソース割当の情報を前記セルリソース制御手段に送信し、
前記セルリソース制御手段は、前記リソース判断手段から受信したリソース割当情報に基づき通信制御を実施する
ことを特徴とする無線通信システム。
前記リソース判断手段は、セルの混雑状況が所定の閾値以下である場合には、端末装置に割り当てる当該セルのリソースをリソース要求通りに決定し、セルの混雑状況が前記閾値を越えている場合には、端末装置に割り当てる当該セルのリソースをリソース要求以下に決定する
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
前記リソース判断手段は、セルの混雑状況の変化を監視し、セルの混雑状況が変化し前記閾値との大小関係が変化した場合には、当該セルについて各端末装置へのリソース割り当てを更新する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
１つ以上のセルを形成・管理する基地局装置と、基地局装置に収容される端末装置とを備えた無線通信システムにおいて端末装置に割り当てるセルのリソースを制御する方法であって、
前記基地局装置又は複数の基地局装置を集約管理する無線ネットワーク制御装置は、各セルの仕様情報と各セルの混雑状況情報とを記憶する記憶手段と、端末装置に割り当てる各セルのリソースを判断するリソース判断手段とを備え、
前記端末装置は、各セルのリソース要求を生成して前記リソース判断手段に送信するセルリソース制御手段を備え、
前記リソース判断手段が、前記記憶手段に記憶されている各セルの仕様情報を前記セルリソース制御手段に送信するステップと、
前記セルリソース制御手段が、前記リソース判断手段から受信した各セルの仕様情報に基づいて各セルのリソース要求を生成して前記リソース判断手段に送信するステップと、
前記リソース判断手段が、前記セルリソース制御手段から受信した各セルのリソース要求と前記記憶手段に記憶されている各セルの混雑状況情報に基づき端末装置に割り当てる当該セルのリソースを決定し、決定したリソース割当の情報を前記セルリソース制御手段に送信するステップと、
前記セルリソース制御手段が、前記リソース判断手段から受信したリソース割当情報に基づき通信制御を実施するステップとを含む
ことを特徴とする無線通信システムのリソース制御方法。
１つ以上のセルを形成・管理する基地局装置であって、
各セルの仕様情報と各セルの混雑状況情報とを記憶する記憶手段と、基地局装置に収容される端末装置に割り当てる各セルのリソースを判断するリソース判断手段とを備え、
前記リソース判断手段は、前記記憶手段に記憶されている各セルの仕様情報を端末装置に送信し、端末装置から受信した各セルのリソース要求と前記記憶手段に記憶されている各セルの混雑状況情報に基づき端末装置に割り当てる当該セルのリソースを決定し、決定したリソース割当の情報を端末装置に送信する
ことを特徴とする基地局装置。