JP2020107941A - スケジューリングシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スケジューリング計算部に対してチャネル情報などの設定パラメータ値を短時間で設定することを可能にする。【解決手段】スケジューリングシステムは、ユーザ端末から取得したＭビット（Ｍは２以上の整数）の情報をＮビット（Ｎ＜Ｍ、Ｎは１以上の整数）に圧縮する転送元処理部２と、転送元処理部２から送信されたＮビットの情報または転送元処理部２から読み出したＮビットの情報をＬビット（Ｌ＞Ｎ、Ｌは２以上の整数）に伸張して記憶する転送先処理部３と、転送先処理部３に記憶されたＬビットの情報を用いて送信ポイントとユーザ端末との最適組合せパターンを特定するスケジューリング計算部１とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、無線ネットワーク制御技術に関し、特に無線ネットワーク内の各送信ポイントの動作内容（送信状態）を指定することにより、無線ネットワークが有する無線リソースの割り当てを行うためのスケジューリングシステムおよび方法に関するものである。

スマートフォンの普及に伴って、通信速度の向上や利用帯域の増大など、無線ネットワークに対する社会的要請が大きくなっている。このような状況を背景として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる移動通信方式の無線インタフェース仕様を適用した無線ネットワークシステムが普及しつつある。このＬＴＥでは、無線アクセス技術の１つとして、複数の基地局（無線ネットワークシステムにおける送信ポイント：Transmission Point、以下ＴＰと略する）が協調してユーザ端末（無線ネットワークシステムにおける移動端末：User Equipment、以下ＵＥと略する）と信号を送受信するセル間協調送受信（Coordinated Multi-point transmission/reception、以下ＣｏＭＰと略する）が採用されている（非特許文献１参照）。

ＣｏＭＰ技術は、周波数利用効率やセル端ユーザスループットを向上させる重要な技術の１つである。例えば、下り方向の通信（ＴＰからＵＥへの送信）において、同時に複数のＴＰが同一周波数帯を用いて、各ＵＥに送信することで無線リソースの利用効率を高めることができる。しかし、各ＴＰが異なるＵＥに対して送信した場合、複数のＴＰから信号を受信可能なＵＥにとっては、他のＴＰからの信号が所望の受信信号の干渉となって、かえってスループットの低下を招く恐れがある。したがって、このような干渉を抑制しつつ通信速度を向上させるためにＣｏＭＰは必要不可欠な技術となっている。

さらに、ＬＴＥを発展させた次世代移動通信方式の研究開発が行われており、ＣｏＭＰを拡張した概念として協調無線リソース制御方式、およびその処理を高速化するための専用回路構成が提案されている（非特許文献２参照）。同様に、特許文献１において、協調無線リソース制御方式の処理の高速化のために、行列計算を並列処理する回路構成が示されている。

図１２は特許文献１に開示された従来のスケジューリングシステムの構成を示すブロック図である。スケジューリングシステムは、転送先処理部２０３に記憶された情報（ＵＥから取得した無線の電波状態を表すチャネル情報）を用いてＴＰとＵＥとの最適組合せパターンを特定するスケジューリング計算部２０１と、ＵＥから取得したチャネル情報を転送先処理部２０３に送信する転送元処理部２０２と、転送元処理部２から送信されたチャネル情報を記憶する転送先処理部２０３とを備えている。転送元処理部２０２は、チャネル情報を記憶するメモリ２０４と、チャネル情報を送信する送信部２０５とを備えている。転送先処理部２０３は、チャネル情報を受信する受信部２０６と、チャネル情報を記憶するメモリ２０７とを備えている。

無線ネットワークシステムにおいて、前記協調無線リソース制御方式を用いた制御を行う場合、その処理を無線ネットワークシステムが定める周期内（例えば、１ミリ秒からサブミリ秒程度）に完了する必要がある。協調無線リソース制御方式の処理では、無線の電波状態を示すチャネル情報を用いるが、チャネル情報等の外部設定パラメータの取得に長時間を要し、ＴＰとＵＥの組合せを特定するスケジューリング計算に時間がかかるという問題があった。図１２の例では、転送元処理部２０２から転送先処理部２０３にチャネル情報を送信する際に時間がかかるため、スケジューリング計算に時間がかかる。

特開２０１８−０８５６８２号公報

田岡他，「LTE-AdvancedにおけるMIMOおよびセル間協調送受信技術」，NTT DOCOMO テクニカル・ジャーナル，Vol.18，No.2，pp.22-30，Jul.2010，＜https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol18_2/vol18_2_022jp.pdf＞ Y.Arikawa，T.Sakamoto and S.Kimura，"Hardware accelerator for coordinated radio-resource scheduling in 5G ultra-high-density distributed antenna systems"，2017 27th International Telecommunication Networks and Applications Conference (ITNAC)，Melbourne，pp.1-6，November 2017

本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、無線ネットワークシステムにおける協調無線リソース制御方式の処理を高速化するために、スケジューリング計算部に対して、チャネル情報などの外部設定パラメータ値を短時間で設定することを可能とするスケジューリングシステムおよび方法を提供することを目的としている。

本発明は、複数の送信ポイントを有する無線ネットワークシステムにおいて、前記送信ポイントが有する無線リソースを、前記送信ポイントとユーザ端末との間の無線通信に割当てるスケジューリングシステムであって、前記ユーザ端末から取得したＭビット（Ｍは２以上の整数）の情報をＮビット（Ｎ＜Ｍ、Ｎは１以上の整数）に圧縮する転送元処理部と、この転送元処理部から送信されたＮビットの情報または前記転送元処理部から読み出したＮビットの情報をＬビット（Ｌ＞Ｎ、Ｌは２以上の整数）に伸張して記憶する転送先処理部と、この転送先処理部に記憶されたＬビットの情報を用いて前記送信ポイントと前記ユーザ端末との最適組合せパターンを特定するスケジューリング計算部とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明のスケジューリングシステムの１構成例において、前記転送元処理部は、１つの送信ポイントおよび１つのユーザ端末についての前記Ｎビットの情報に、このユーザ端末のＩＤを付加し、前記ユーザ端末のＩＤが付加された前記Ｎビットの情報を前記転送元処理部が前記転送先処理部に送信するか、あるいは前記ユーザ端末のＩＤが付加された前記Ｎビットの情報を前記転送先処理部が前記転送元処理部から読み出すことを特徴とするものである。
また、本発明のスケジューリングシステムの１構成例において、前記転送元処理部は、１つの送信ポイントについての前記Ｎビットの情報の値が同一のユーザ端末が複数存在する場合に、これら複数のユーザ端末に対応するビットフラグをセットしたフラグ情報を前記Ｎビットの情報に付加し、前記フラグ情報が付加された前記Ｎビットの情報を前記転送元処理部が前記転送先処理部に送信するか、あるいは前記フラグ情報が付加された前記Ｎビットの情報を前記転送先処理部が前記転送元処理部から読み出すことを特徴とするものである。
また、本発明のスケジューリングシステムの１構成例において、前記転送元処理部は、１つの送信ポイントについての前記Ｎビットの情報の値が同一のユーザ端末が複数存在する場合に、これら複数のユーザ端末のＩＤを前記Ｎビットの情報に付加し、前記複数のユーザ端末のＩＤが付加された前記Ｎビットの情報を前記転送元処理部が前記転送先処理部に送信するか、あるいは前記複数のユーザ端末のＩＤが付加された前記Ｎビットの情報を前記転送先処理部が前記転送元処理部から読み出すことを特徴とするものである。

また、本発明のスケジューリングシステムの１構成例において、前記転送元処理部は、前記Ｎビットの情報の同一の値に該当する前記送信ポイントと前記ユーザ端末の組合せが複数組存在する場合に、これら複数組について送信ポイントのＩＤとユーザ端末のＩＤの組を前記Ｎビットの情報に付加し、前記送信ポイントのＩＤとユーザ端末のＩＤの組が複数組付加された前記Ｎビットの情報を前記転送元処理部が前記転送先処理部に送信するか、あるいは前記送信ポイントのＩＤとユーザ端末のＩＤの組が複数組付加された前記Ｎビットの情報を前記転送先処理部が前記転送元処理部から読み出すことを特徴とするものである。
また、本発明のスケジューリングシステムの１構成例において、前記転送元処理部は、コンピュータに実装され、前記転送先処理部と前記スケジューリング計算部とは、前記コンピュータと接続されたＦＰＧＡに実装される。
また、本発明のスケジューリングシステムの１構成例において、前記ユーザ端末から取得したＭビットの情報は、無線の電波状態を表すチャネル情報である。

また、本発明は、複数の送信ポイントを有する無線ネットワークシステムにおいて、前記送信ポイントが有する無線リソースを、前記送信ポイントとユーザ端末との間の無線通信に割当てるスケジューリング方法であって、転送元処理部が、前記ユーザ端末から取得したＭビット（Ｍは２以上の整数）の情報をＮビット（Ｎ＜Ｍ、Ｎは１以上の整数）に圧縮する第１のステップと、前記転送元処理部が、前記Ｎビットの情報を転送先処理部に送信するか、あるいは前記転送先処理部が、前記Ｎビットの情報を前記転送元処理部から読み出す第２のステップと、前記転送先処理部が、前記転送元処理部から送信されたＮビットの情報または前記転送元処理部から読み出したＮビットの情報をＬビット（Ｌ＞Ｎ、Ｌは２以上の整数）に伸張する第３のステップと、前記転送先処理部が、前記Ｌビットの情報を記憶する第４のステップと、スケジューリング計算部が、前記転送先処理部に記憶されたＬビットの情報を用いて前記送信ポイントと前記ユーザ端末との最適組合せパターンを特定する第５のステップとを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、ユーザ端末より取得した情報を保持する転送元処理部は、取得したＭビットの情報をＮビットに圧縮した後、圧縮した情報を、スケジューリング計算部が高速にアクセスできるメモリを具備する転送先処理部へ送信する。あるいは転送先処理部が転送元処理部から情報を読み出す。転送先処理部は、Ｎビットに圧縮された情報をＬビットに伸張し、スケジューリング計算部は、スケジューリング計算部の動作の開始に必要な設定パラメータがすべて設定完了した時点で、スケジューリング計算を開始する。これにより、本発明では、ユーザ端末から取得したＭビットの情報を圧縮しない場合と比べて、転送元処理部と転送先処理部との間の転送データ量を削減することができ、スケジューリング計算に要する時間を短縮することができる。

また、本発明では、１つの送信ポイントについてのＮビットの情報の値が同一のユーザ端末が複数存在する場合に、これら複数のユーザ端末に対応するビットフラグをセットしたフラグ情報をＮビットの情報に付加する。これにより、本発明では、１回のデータ送信または１回のデータ読み出しで、同一のチャネル情報に該当する送信ポイントとユーザ端末の組合せを複数組送信または複数組読み出しすることが可能となる。本発明では、ユーザ端末から取得したＭビットの情報を圧縮しない場合と比べて、転送元処理部と転送先処理部との間の転送データ量を削減することができる。

また、本発明では、１つの送信ポイントについてのＮビットの情報の値が同一のユーザ端末が複数存在する場合に、これら複数のユーザ端末のＩＤをＮビットの情報に付加する。これにより、本発明では、データ形式が可変長となるため、同一のチャネル情報に該当する送信ポイントとユーザ端末の組合せ数が一時的に増えたとしても、ユーザ端末から取得した情報を１回で送信または１回で読み出すことが可能となる。

また、本発明では、Ｎビットの情報の同一の値に該当する送信ポイントとユーザ端末の組合せが複数組存在する場合に、これら複数組について送信ポイントのＩＤとユーザ端末のＩＤの組をＮビットの情報に付加する。これにより、本発明では、データ形式が可変長となるため、同一のチャネル情報に該当する送信ポイントとユーザ端末の組合せ数が一時的に増えたとしても、ユーザ端末から取得した情報を１回で送信または１回で読み出すことが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施例に係るスケジューリングシステムの構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１の実施例に係るスケジューリングシステムの転送元処理部におけるデータ変換部の処理を説明する図である。 図３は、本発明の第１の実施例に係るスケジューリングシステムの転送元処理部と転送先処理部との間で用いるデータ形式を説明する図である。 図４は、本発明の第１の実施例に係るスケジューリングシステムの転送先処理部におけるデータ変換部の処理を説明する図である。 図５は、本発明の第１の実施例に係るスケジューリングシステムの転送先処理部におけるデータ変換部の処理を説明する図である。 図６は、本発明の第１の実施例に係るスケジューリングシステムの動作を説明するフローチャートである。 図７は、本発明の第２の実施例に係るスケジューリングシステムの転送元処理部と転送先処理部との間で用いるデータ形式を説明する図である。 図８は、本発明の第２の実施例に係るスケジューリングシステムの効果を示す図である。 図９は、本発明の第３の実施例に係るスケジューリングシステムの転送元処理部と転送先処理部との間で用いるデータ形式を説明する図である。 図１０は、本発明の第４の実施例に係るスケジューリングシステムの構成を示すブロック図である。 図１１は、本発明の第４の実施例に係るスケジューリングシステムの他の構成を示すブロック図である。 図１２は、従来のスケジューリングシステムの構成を示すブロック図である。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
［第１の実施例の構成］
まず、図１〜４を参照して、本発明の第１の実施例に係るスケジューリングシステムの構成について説明する。図１は、第１の実施例に係るスケジューリングシステムの構成を示すブロック図である。図２は、第１の実施例に係るスケジューリングシステムの転送元処理部におけるデータ変換部の処理を説明する図である。図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、第１の実施例に係るスケジューリングシステムの転送元処理部と転送先処理部との間で用いるデータ形式を説明する図である。図４は、第１の実施例に係るスケジューリングシステムの転送先処理部におけるデータ変換部の処理を説明する図である。

スケジューリングシステムは、複数のＴＰを有する無線ネットワークに対して、これらＴＰと各ＵＥとの間で無線通信を行うための無線リソースを割り当てる際に用いる最適組合せパターンを、ＴＰと当該ＴＰの送信状態（送信停止またはＵＥ）との組合せパターン（ＴＰとＵＥの組合せ）のうちから探索する。

各ＴＰのデータの送信先となるＵＥを決めるために、ＴＰとＵＥの接続の候補となる組合せパターンの評価値を計算する。この評価値を計算する試行をスケジューリング周期内繰り返し、スケジューリング時間が経過した時点で評価値が最大である最適組合せパターンを実際に送信に用いる組合せパターンとする。なお、スケジューリング時間とは、ＴＰとＵＥの組合せパターンを特定するための処理に費やすことができる時間であり、システムにより定められる。例えば、ＬＴＥの場合、スケジューリング時間は最小１ミリ秒であり、１ミリ秒周期でＴＰとＵＥの組合せパターンを特定する。

本実施例のスケジューリングシステムは、転送先処理部３に記憶された情報（ＵＥから取得した無線の電波状態を表すチャネル情報）を用いてＴＰとＵＥとの最適組合せパターンを特定するスケジューリング計算部１と、ＵＥから取得したＭビット（Ｍは２以上の整数）の情報をＮビット（Ｎ＜Ｍ、Ｎは１以上の整数）に圧縮する転送元処理部２と、転送元処理部２から送信されたＮビットの情報または転送元処理部２から読み出したＮビットの情報をＬビット（Ｌ＞Ｎ、Ｌは２以上の整数）に伸張して記憶する転送先処理部３とを備えている。

なお、スケジューリング計算部１が高速にアクセスできる記憶素子とは、例えば、スケジューリング計算部１をＣＰＵにて実装する場合はキャッシュであり、スケジューリング計算部１をＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）で実装する場合は内部メモリ、レジスタ等である。

転送元処理部２は、ＵＥから取得したチャネル情報等の設定パラメータを含むＭビットの情報ＤＩ１を記憶するメモリ２０と、Ｍビットの情報ＤＩ１をＮビットに圧縮（量子化）するデータ変換部２１と、データ変換部２１によって圧縮されたＮビットの情報ＤＯ１を所定の通信方式によって転送先処理部３に送信する通信部２２とを具備している。ここで、所定の通信方式とは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＰＣＩｅ（PCI Express）などである。

転送元処理部２のデータ変換部２１は、閾値ＴＨ１とその閾値ＴＨ１に対応するＮビットの出力値ＤＯ１とを記憶している図２のような変換テーブル２１０を用いて、Ｍビットの情報ＤＩ１をＮビット（Ｎ＜Ｍ、Ｎは１以上の整数）に量子化する機能を有している。Ｎ＝４の場合、Ｍビットの情報ＤＩ１を、２＾４＝１６とおりのうちいずれか１つの値に量子化するために、閾値ＴＨ１とその閾値ＴＨ１に対応するＮビットの出力値ＤＯ１とを記憶している１６段の変換テーブル２１０が予め用意されている。

変換テーブル２１０に記憶されている閾値ＴＨ１は、降順または昇順で並んでいる。データ変換部２１は、Ｍビットの情報ＤＩ１を、降順または昇順で並ぶ閾値ＴＨ１と順番に比較し、情報ＤＩ１との大小関係が変化した閾値ＴＨ１に対応して記憶されているＮビットの出力値ＤＯ１を、圧縮したＮビットの情報として出力する。

転送元処理部２の通信部２２は、データ変換部２１によって圧縮されたＮビットの情報ＤＯ１を所定の形式のデータにして所定の通信方式によって転送先処理部３に送信する機能を有している。ここで、ＵＥから取得したチャネル情報は、当該ＵＥのＴＰ別チャネル情報である。したがって、図３（Ａ）に示すようにチャネル情報ＤＩ１は、ＴＰの識別情報（ＴＰＩＤ）と、ＵＥの識別情報（ＵＥＩＤ）と一組のデータとなっている。これら、ＴＰＩＤおよびＵＥＩＤは、チャネル情報ＤＩ１と共にメモリ２０に記憶される。

通信部２２は、データ変換部２１によって圧縮されたＮビットの情報ＤＯ１と、これに対応するＴＰＩＤおよびＵＥＩＤとを含む一揃いのデータを、上記所定の形式のデータとする（図３（Ｂ））。ＴＰＩＤ＝３２、ＵＥＩＤ＝５１２、Ｍ＝３２ビットの情報ＤＩ１を転送先処理部３に送る場合、本実施例では、Ｍ＝３２ビットの情報ＤＩ１を４ビットの情報ＤＯ１に圧縮するため、データの数は変わらないが、全体として送信するデータ量を削減することができる。

なお、上記の例では、ＴＰＩＤとＵＥＩＤと情報ＤＯ１とを、一つのセットとして扱う例を示したが、データ形式はこれに限らない。例えば、ＴＰＩＤとＵＥＩＤの代わりに転送先処理部３のメモリ３２におけるアドレスをＮビットの情報ＤＯ１に付加することで、情報ＤＯ１の宛先を特定してもよい。この場合には、ＴＰＩＤとＵＥＩＤとに対応するメモリ３２上のアドレスが予め定められていることになる。また、周波数帯（サブバンド）毎にチャネル情報が存在する場合は、ＴＰＩＤおよびＵＥＩＤの他に、周波数帯を示す情報を情報ＤＯ１に付加することもある。

転送先処理部３は、所定の通信方式によって転送元処理部２から送信された情報を受信する通信部３０と、Ｎビットの情報をＬビットに伸張するデータ変換部３１と、Ｌビットに伸張された情報を記憶するメモリ３２とを備えている。

転送先処理部３の通信部３０は、所定の通信方式によって転送元処理部２から送信されたデータを受信し、受信したデータに含まれるＮビットの情報ＤＯ１をデータ変換部３１に渡す。

転送先処理部３のデータ変換部３１は、入力値ＤＯ１と入力値ＤＯ１に対応するＬビット（Ｌ＞Ｎ、Ｌは２以上の整数）の出力値ＤＯ２とを記憶している図４のような変換テーブル３１０を用いて、通信部３０から入力されたＮビットの情報ＤＯ１をＬビットに伸張する機能を有している。Ｎ＝４の場合、情報ＤＯ１は２＾４＝１６とおりに分類されるため、入力値ＤＯ１と出力値ＤＯ２とを記憶している１６段の変換テーブル３１０が予め用意されている。

なお、図５に示すように、Ｍビットの情報ＤＩ１をＮ＝４ビットに量子化してＬ＝１６ビットに伸張する場合、例えば「０００１」という入力値ＤＯ１に対応する出力値ＤＯ２は「０００００００００００００００１」ではなく、「００００００００００００００１０」である。このようにＬ＝１６ビットの値の中には、対応する入力値ＤＯ１が割り当てられていない値が存在する。

このような入力値ＤＯ１と出力値ＤＯ２との対応関係を変換テーブル３１０に記憶させておくことにより、スケジューリング計算部１が１６ビットで処理を行う場合でも、Ｎ＝４ビットから伸張された情報を正しく扱うことができる。スケジューリング計算部１では、Ｍビットの情報ＤＩ１とＮビットの情報ＤＯ１との関係、およびＮビットの情報ＤＯ１とＬビットの情報ＤＯ２との関係を正しく把握していれば、転送元処理部２と転送先処理部３によるデータの圧縮・伸張に対応することができる。

なお、上記の例では、チャネル情報を用いてスケジューリング計算部１に対してデータ設定する例を示したが、設定対象のデータはこれに限らない。例えば、チャネル情報以外に、スケジューリング計算部１が用いる無線の電波状態（例えば、ＳＩＮＲ）を無線のスループットに変換するテーブルの設定値や、各ＵＥの平均スループットなどの設定値を対象とすることもある。

また、チャネル情報を浮動小数点数にて表現する場合、その仮数部のみに圧縮を適用したり、符号ビットおよび仮数部と指数部とを用いてチャネル情報を固定小数点数に変換した後に圧縮を適用したり、することもある。

［第１の実施例の動作］
次に、図６を参照して、第１の実施例に係るスケジューリングシステムの動作について説明する。図６は、第１の実施例に係るスケジューリングシステムの動作を示すフローチャートである。

［転送元処理部の動作］
まず、転送元処理部２のデータ変換部２１は、ＵＥより取得したチャネル情報等のＭビットの情報ＤＩ１をメモリ２０から読み出し、閾値ＴＨ１とその閾値ＴＨ１に対応するＮビットの出力値ＤＯ１とを記憶している図２のような変換テーブル２１０を用いて、Ｍビットの情報ＤＩ１をＮビットに量子化することにより変換する（図６ステップＳ１）。

例えば、Ｎ＝４の場合、Ｍビットの情報ＤＩ１を、２＾４＝１６とおりのうちいずれか１つの値に量子化するために、閾値ＴＨ１とその閾値ＴＨ１に対応するＮビットの出力値ＤＯ１とを記憶している１６段の変換テーブル２１０が予め用意されている。閾値ＴＨ１は、降順または昇順で並んでいる。データ変換部２１は、Ｍビットの情報ＤＩ１を、降順または昇順で並ぶ閾値ＴＨ１と順番に比較し、情報ＤＩ１との大小関係が変化した閾値ＴＨ１に対応して記憶されているＮビットの出力値ＤＯ１を、圧縮したＮビットの情報として出力する。

次に、転送元処理部２の通信部２２は、データ変換部２１によって圧縮されたＮビットの情報ＤＯ１を所定の形式のデータにして所定の通信方式によって転送先処理部３に送信する（図６ステップＳ２）。通信部２２は、データ変換部２１によって圧縮されたＮビットの情報ＤＯ１と、これに対応するＴＰＩＤおよびＵＥＩＤとを含む一揃いのデータを、所定の形式のデータとする。ＴＰＩＤ＝３２、ＵＥＩＤ＝５１２、Ｍ＝３２ビットの情報ＤＩ１を転送先処理部３に送る場合、本実施例では、Ｍ＝３２ビットの情報ＤＩ１を４ビットの情報ＤＯ１に圧縮するため、データの数は変わらないが、全体として送信するデータ量を削減することができる。

なお、上記の例では、ＴＰＩＤとＵＥＩＤと圧縮データＤＯ１とを、一つのセットとして扱う例を示したが、データ形式はこれに限らない。例えば、ＴＰＩＤとＵＥＩＤの代わりに転送先処理部３のメモリ３２におけるアドレスを情報ＤＯ１に付加することで、情報ＤＯ１の宛先を特定してもよい。また、周波数帯（サブバンド）毎にチャネル情報が存在する場合は、ＴＰＩＤおよびＵＥＩＤの他に、周波数帯を示す情報を情報ＤＯ１に付加することもある。

［転送先処理部の動作］
次に、転送先処理部３の通信部３０は、所定の通信方式によって転送元処理部２から送信されたデータを受信し、受信したデータに含まれるＮビットの情報ＤＯ１をデータ変換部３１に渡す（図６ステップＳ３）。

転送先処理部３のデータ変換部３１は、入力値ＤＯ１と入力値ＤＯ１に対応するＬビットの出力値ＤＯ２とを記憶している図４のような変換テーブル３１０を用いて、通信部３０から入力されたＮビットの情報ＤＯ１をＬビットに伸張する（図６ステップＳ４）。Ｎ＝４の場合、Ｎビットの情報ＤＯ１は２＾４＝１６とおりに分類されるため、入力値ＤＯ１と出力値ＤＯ２（１６ビットの値のうち実際の処理に使用される有意な値）とを記憶している１６段の変換テーブル３１０が予め用意されている。

通信部３０によって受信されたデータに含まれるＴＰＩＤおよびＵＥＩＤと、データ変換部３１によって変換されたＬビットの情報ＤＯ２とは、メモリ３２に記憶される（図６ステップＳ５）。

［スケジューリング計算部の動作］
スケジューリング計算部１は、スケジューリング計算部１の動作の開始に必要な設定パラメータがすべてメモリ３２に格納され、設定が完了した時点で（図６ステップＳ６においてＹｅｓ）、スケジューリング計算を開始する（図６ステップＳ７）。

具体的には、スケジューリング計算部１は、チャネル情報（ＤＯ２）に基づいて、ＴＰとＵＥの接続の候補となる組合せパターンの評価値を計算し、評価値が最大である最適組合せパターンを実際に送信に用いるＴＰとＵＥの組合せパターンとする。このようなスケジューリング計算部１の動作は例えば特許文献１に開示されているので、詳細な説明は省略する。

［第１の実施例の効果］
以上のように、ＵＥより取得したチャネル情報を保持する転送元処理部２は、チャネル情報をＮビットに圧縮した後、圧縮した情報を、スケジューリング計算部１が高速にアクセスできるメモリ３２を具備する転送先処理部３へ送信する。転送先処理部３は、Ｎビットに圧縮された情報を、所定の変換テーブルに基づきＬビットに伸張し、スケジューリング計算部１は、スケジューリング計算部１の動作の開始に必要な設定パラメータがすべて設定完了した時点で、スケジューリング計算を開始する。これにより、本実施例では、チャネル情報を圧縮しない場合と比べて、転送元処理部２と転送先処理部３との間の転送データ量を削減することができる。本実施例では、例えばＭ＝３２、Ｎ＝４の場合、１／８に転送データ量を削減できる。

なお、本実施例では、転送元処理部２から転送先処理部３に情報を送信する例で説明しているが、転送先処理部３が転送元処理部２から情報を読み出すことも可能である。このような例については後述する。

［第２の実施例の構成］
次に、本発明の第２の実施例に係るスケジューリングシステムについて説明する。本実施例においても、スケジューリングシステムの構成は第１の実施例と同様であるので、図１の符号を用いて説明する。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、本実施例に係るスケジューリングシステムの転送元処理部２と転送先処理部３との間で用いるデータ形式を説明する図である。図７（Ａ）は、図３（Ａ）と同様に変換前のデータを示している。

第１の実施例との違いは、スケジューリングシステムの転送元処理部２と転送先処理部３との間で用いるデータ形式である。第１の実施例では、転送元処理部２にて各ＵＥのＴＰ別チャネル情報をＮビットの情報ＤＯ１に変換し、このＮビットの情報ＤＯ１とＴＰＩＤとＵＥＩＤとを転送先処理部３に送信していた。

これに対して、本実施例の通信部２２は、ＴＰＩＤと、Ｎビットの情報ＤＯ１（チャネル情報）と、ＵＥ毎に設けられる例えば２５６ビットのビットフラグからなるフラグ情報ＦＬとを転送先処理部３に送信する（図７（Ｂ））。本実施例の通信部２２は、１つのＴＰについてのＮビットの情報ＤＯ１の値が同一のＵＥが複数存在する場合に、これら複数のＵＥに対応するビットフラグをそれぞれ「１」にセットする。

例えば図７（Ｃ）の例では、転送元処理部２のデータ変換部２１による圧縮後の４ビットの情報ＤＯ１（チャネル情報）の値が「０１００」である。通信部２２は、ＴＰＩＤで特定されるＴＰについてＵＥＩＤ＃２のＵＥから得られたチャネル情報を圧縮した値が「０１００」であり、またＴＰＩＤで特定されるＴＰについてＵＥＩＤ＃１０のＵＥから得られたチャネル情報を圧縮した値が「０１００」である場合、図７（Ｃ）に示すように、ＵＥＩＤ＃２のＵＥとＵＥＩＤ＃１０のＵＥとに対応するビットフラグを「１」にセットする。

なお、上記の例では、チャネル情報の値毎に送信する例を示したが、必ずしも、すべての設定対象のチャネル情報について送信しなくともよい。たとえば、当該チャネル情報に該当するＵＥＩＤがない場合は、送信しなくともよい。

また、ＵＥ数に応じて、データ圧縮を行うか、行わないかを判断することもある。例えばＵＥ数が少ない場合は、データ送信回数が少なくて済むため、本実施例を用いるよりも、第１の実施例を用いた方がよい。一方、ＵＥ数が多い場合、第１の実施例の方法では、ＴＰ毎およびＵＥ毎にチャネル情報を送信するためにデータ送信回数が多くなるので、本実施例を用いた方がよい。

本実施例の転送元処理部２の通信部２２は、ＴＰＩＤで特定されるＴＰについてチャネル情報が同一のＵＥが複数存在する場合、これらＵＥのチャネル情報を別々に送信せずに１回で送信する。
本実施例の場合には、転送先処理部３の通信部３０によって受信されたデータに含まれるＴＰＩＤおよびフラグ情報ＦＬと、通信部３０によって受信されデータ変換部３１によって変換されたＬビットの情報ＤＯ２とがメモリ３２に記憶される。

本実施例のスケジューリング計算部１は、メモリ３２に記憶されたＬビットの情報ＤＯ２を、ＴＰＩＤで特定されるＴＰおよびビットフラグがセットされているＵＥについてのチャネル情報と認識する。

［第２の実施例の効果］
以上のように、本実施例の転送元処理部２は、１つのＴＰについてのＮビットの情報ＤＯ１の値が同一のＵＥが複数存在する場合に、これら複数のＵＥに対応するビットフラグをそれぞれセットしたフラグ情報ＦＬをＮビットの情報ＤＯ１に付加する。これにより、本実施例では、１回のデータ送信で、同一のチャネル情報に該当するＴＰとＵＥの組合せを複数組送信することが可能となる。本実施例では、チャネル情報を圧縮しない場合と比べて、転送元処理部２と転送先処理部３との間の転送データ量を削減することができる。

図８は、本実施例に係るスケジューリングシステムの効果を示す図である。図８の８０はデータ圧縮無しの場合の転送データ量を示し、８１は本実施例の場合の転送データ量を示している。本実施例では、例えばＭ＝３２、Ｎ＝４の場合、チャネル情報を圧縮しない場合と比べて、約１／２に転送データ量を削減できる。

［第３の実施例の構成］
次に、本発明の第３の実施例に係るスケジューリングシステムについて説明する。本実施例においても、スケジューリングシステムの構成は第１の実施例と同様であるので、図１の符号を用いて説明する。図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、本実施例に係るスケジューリングシステムの転送元処理部２と転送先処理部３との間で用いるデータ形式を説明する図である。図９（Ａ）は、図３（Ａ）と同様に変換前のデータを示している。

第１および第２の実施例との違いは、スケジューリングシステムの転送元処理部２と転送先処理部３との間で用いるデータ形式である。第１の実施例では、転送元処理部２にて各ＵＥのＴＰ別チャネル情報をＮビットの情報ＤＯ１に変換し、この情報ＤＯ１（チャネル情報）とＴＰＩＤとＵＥＩＤとを転送先処理部３に送信していた。

これに対して、本実施例では、第１の実施例と同様にＮビットの情報ＤＯ１とＴＰＩＤとＵＥＩＤとを転送先処理部３に送信する（図９（Ｂ））。ただし、本実施例の転送元処理部２の通信部２２は、１つのＴＰについてのＮビットの情報ＤＯ１の値が同一のＵＥが複数存在する場合に、これら複数のＵＥのＩＤをＮビットの情報ＤＯ１に付加する。そのため、データ形式は可変長となる。

例えば図９（Ｃ）の例では、転送元処理部２のデータ変換部２１による圧縮後の４ビットの情報ＤＯ１（チャネル情報）の値が「０１００」である。通信部２２は、ＴＰＩＤで特定されるＴＰについてＵＥＩＤ＃２のＵＥから得られたチャネル情報を圧縮した値が「０１００」であり、またＴＰＩＤで特定されるＴＰについてＵＥＩＤ＃１０のＵＥから得られたチャネル情報を圧縮した値が「０１００」である場合、図９（Ｃ）に示すように、ＵＥＩＤ＃２とＵＥＩＤ＃１０とをＮビットの情報ＤＯ１に付加して送信する。

なお、上記の例では、チャネル情報の値毎に送信する例を示したが、必ずしも、すべての設定対象のチャネル情報について送信しなくともよい。たとえば、当該チャネル情報に該当するＵＥＩＤがない場合は、送信しなくともよい。

また、ＵＥ数に応じて、データ圧縮を行うか、行わないかを判断することもある。例えばＵＥ数が少ない場合は、データ送信回数が少なくて済むため、本実施例を用いるよりも、第１の実施例を用いた方がよい。一方、ＵＥ数が多い場合、第１の実施例の方法では、ＴＰ毎およびＵＥ毎にチャネル情報を送信するためにデータ送信回数が多くなるので、本実施例を用いた方がよい。

本実施例の転送元処理部２の通信部２２は、ＴＰＩＤで特定されるＴＰについてチャネル情報が同一のＵＥが複数存在する場合、これらＵＥのＵＥＩＤを別々に送信せずに１回で送信する。
本実施例の場合には、転送先処理部３の通信部３０によって受信されたデータに含まれるＴＰＩＤおよび１乃至複数のＵＥＩＤと、通信部３０によって受信されデータ変換部３１によって変換されたＬビットの情報ＤＯ２とがメモリ３２に記憶される。

本実施例のスケジューリング計算部１は、メモリ３２に記憶されたＬビットの情報ＤＯ２を、ＴＰＩＤで特定されるＴＰおよび１乃至複数のＵＥＩＤで特定されるＵＥについてのチャネル情報と認識する。

また、通信部２２は、Ｎビットの情報ＤＯ１の同一の値に該当するＴＰとＵＥの組合せが複数組存在する場合に、これら複数組についてＴＰＩＤとＵＥＩＤの組をＮビットの情報ＤＯ１に付加してもよい（図９（Ｄ））。通信部２２は、例えば同一のチャネル情報に該当するＴＰとＵＥの組合せとして、ＴＰＩＤ＃１のＴＰとＵＥＩＤ＃２のＵＥの組と、ＴＰＩＤ＃１のＴＰとＵＥＩＤ＃１０のＵＥの組とが存在する場合、図９（Ｄ）に示すように、ＴＰＩＤ＃１とＵＥＩＤ＃２の組と、ＴＰＩＤ＃１とＵＥＩＤ＃１０の組みとをＮビットの情報ＤＯ１に付加して送信する。

さらに、図９（Ｃ）の例と図９（Ｄ）の例を組合せてもよい。図９（Ｄ）の例では、例えば同一のチャネル情報に該当するＴＰとＵＥの組合せとして、ＴＰＩＤ＃１のＴＰとＵＥＩＤ＃２のＵＥの組と、ＴＰＩＤ＃１のＴＰとＵＥＩＤ＃１０のＵＥの組と、ＴＰＩＤ＃２のＴＰとＵＥＩＤ＃３，＃１１のＵＥの組が存在する場合、図９（Ｄ）に示すように、ＴＰＩＤ＃１とＵＥＩＤ＃２の組と、ＴＰＩＤ＃１とＵＥＩＤ＃１０の組みと、ＴＰＩＤ＃２とＵＥＩＤ＃３，＃１１の組とをＮビットの情報ＤＯ１に付加して送信する。

［第３の実施例の効果］
以上のように、本実施例の転送元処理部２は、１つのＴＰについてのＮビットの情報ＤＯ１の値が同一のＵＥが複数存在する場合に、これら複数のＵＥのＩＤを、Ｎビットの情報ＤＯ１と共に転送先処理部３に送信する。これにより、本実施例では、データ形式が可変長となるため、同一のチャネル情報に該当するＴＰとＵＥの組合せ数が一時的に増えたとしても、チャネル情報を１回で送信することが可能となる。

［第４の実施例の構成］
次に、本発明の第４の実施例に係るスケジューリングシステムについて説明する。図１０は、第４の実施例に係るスケジューリングシステムの構成を示すブロック図である。第１〜第３の実施例との違いは、第１〜第３の実施例のスケジューリングシステムを、主にソフトウェアベースで処理を行う基地局装置のコンピュータ１００（たとえば、汎用サーバ）と、主にハードウェアベースで処理を行うＦＰＧＡ１０１を用いて構成する点である。

スケジューリングシステムの転送元処理部２は、基地局装置のコンピュータ１００に実装される。スケジューリングシステムのスケジューリング計算部１と転送先処理部３とは、ＦＰＧＡ１０１に実装される。コンピュータ１００とＦＰＧＡ１０１との間は、データバスまたは通信回線１０２によって接続されている。

コンピュータ１００は、プロセッサ１０００と、主記憶装置１００１と、通信回路１００２とを備えている。
転送元処理部２のメモリ２０は、主記憶装置１００１によって実現される。転送元処理部２のデータ変換部２１は、プロセッサ１０００によって実現される。転送元処理部２の通信部２２は、プロセッサ１０００と通信回路１００２とによって実現される。プロセッサ１０００は、主記憶装置１００１に格納されたプログラムに従って処理を行い、データ変換部２１と通信部２２として機能する。
通信回路１００２の通信方式としては、上記のとおりＰＣＩｅやＥｔｈｅｒｎｅｔがある。

ＦＰＧＡ１０１は、ブロックＲＡＭ１０１０と、ロジック回路１０１１と、通信回路１０１２とを備えている。
転送先処理部３のメモリ３２は、ブロックＲＡＭ１０１０で構成されるレジスタによって実現される。スケジューリング計算部１と転送先処理部３のデータ変換部３１とは、ロジック回路１０１１によって実現される。転送先処理部３の通信部３０は、通信回路１０１２によって実現される。

ＦＰＧＡ１０１のレジスタアクセスは、ＦＰＧＡ１０１内部のＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）１０１３を用いて、データ転送を高速化する。ＤＭＡＣ１０１３を用いることで、プロセッサ１０００を介すことなく、コンピュータ１００（転送元処理部２）とＦＰＧＡ１０１（転送先処理部３）との間のデータ転送が行える。

この場合、データ変換部２１および通信部２２として機能するプロセッサ１０００は、Ｍビットの情報ＤＩ１（チャネル情報）の圧縮をデータ転送開始前に行い、圧縮したＮビットの情報ＤＯ１とＴＰＩＤとＵＥＩＤとを主記憶装置１００１に格納する（第１、第３の実施例）。あるいはプロセッサ１０００は、Ｎビットの情報ＤＯ１とフラグ情報ＦＬとを主記憶装置１００１に格納する（第２の実施例）。

こうして、ＦＰＧＡ１０１のＤＭＡＣ１０１３は、コンピュータ１００の主記憶装置１００１からＮビットの情報ＤＯ１とＴＰＩＤとＵＥＩＤ、あるいはＮビットの情報ＤＯ１とフラグ情報ＦＬを読み出してロジック回路１０１１に渡すことができる。こうすることで、ＤＭＡＣ１０１３がＤＭＡ転送を行っている最中にプロセッサ１０００による処理が介在することがなくなる。

［第４の実施例の効果］
このように、本実施例では、スケジューリング計算部１をＦＰＧＡ１０１に実装する場合に、ＦＰＧＡ１０１に対して所望のデータを設定するコンピュータ１００に転送元処理部２を実装し、ＦＰＧＡ１０１に転送先処理部３を実装する。これにより、チャネル情報を圧縮しない場合と比べて、転送元処理部２と転送先処理部３との間の転送データ量を削減することができるため、データ転送時間を短縮することができ、スケジューリング計算部１が最適なＴＰとＵＥの送信組合せを特定することを高速化できる。

なお、図１０の例では、ＤＭＡＣ１０１３をＦＰＧＡ１０１に設け、ＦＰＧＡ１０１（転送先処理部３）がコンピュータ１００（転送元処理部２）からデータを読み出す例で説明しているが、ＤＭＡＣをコンピュータ１００に設けることも可能である。この場合の構成を図１１に示す。図１１の例では、コンピュータ１００に設けられたＤＭＡＣ１００３は、コンピュータ１００の主記憶装置１００１からＮビットの情報ＤＯ１とＴＰＩＤとＵＥＩＤ、あるいはＮビットの情報ＤＯ１とフラグ情報ＦＬを読み出してＦＰＧＡ１０１に転送（送信）する。

［実施例の拡張］
以上、実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施例については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

本発明は、無線ネットワークが有する無線リソースの割り当てを行うスケジューリング技術に適用することができる。

１…スケジューリング計算部、２…転送元処理部、３…転送先処理部、２０，３２…メモリ、２１，３１…データ変換部、２２，３０…通信部、１００…コンピュータ、１０１…ＦＰＧＡ、１０２…データバスまたは通信回線、２１０，３１０…変換テーブル、１０００…プロセッサ、１００１…主記憶装置、１００２…通信回路、１００３，１０１３…ＤＭＡＣ、１０１０…ブロックＲＡＭ、１０１１…ロジック回路、１０１２…通信回路。

Claims (8)

1. 複数の送信ポイントを有する無線ネットワークシステムにおいて、前記送信ポイントが有する無線リソースを、前記送信ポイントとユーザ端末との間の無線通信に割当てるスケジューリングシステムであって、
   前記ユーザ端末から取得したＭビット（Ｍは２以上の整数）の情報をＮビット（Ｎ＜Ｍ、Ｎは１以上の整数）に圧縮する転送元処理部と、
   この転送元処理部から送信されたＮビットの情報または前記転送元処理部から読み出したＮビットの情報をＬビット（Ｌ＞Ｎ、Ｌは２以上の整数）に伸張して記憶する転送先処理部と、
   この転送先処理部に記憶されたＬビットの情報を用いて前記送信ポイントと前記ユーザ端末との最適組合せパターンを特定するスケジューリング計算部とを備えることを特徴とするスケジューリングシステム。
2. 請求項１記載のスケジューリングシステムにおいて、
   前記転送元処理部は、１つの送信ポイントおよび１つのユーザ端末についての前記Ｎビットの情報に、このユーザ端末のＩＤを付加し、
   前記ユーザ端末のＩＤが付加された前記Ｎビットの情報を前記転送元処理部が前記転送先処理部に送信するか、あるいは前記ユーザ端末のＩＤが付加された前記Ｎビットの情報を前記転送先処理部が前記転送元処理部から読み出すことを特徴とするスケジューリングシステム。
3. 請求項１記載のスケジューリングシステムにおいて、
   前記転送元処理部は、１つの送信ポイントについての前記Ｎビットの情報の値が同一のユーザ端末が複数存在する場合に、これら複数のユーザ端末に対応するビットフラグをセットしたフラグ情報を前記Ｎビットの情報に付加し、
   前記フラグ情報が付加された前記Ｎビットの情報を前記転送元処理部が前記転送先処理部に送信するか、あるいは前記フラグ情報が付加された前記Ｎビットの情報を前記転送先処理部が前記転送元処理部から読み出すことを特徴とするスケジューリングシステム。
4. 請求項１記載のスケジューリングシステムにおいて、
   前記転送元処理部は、１つの送信ポイントについての前記Ｎビットの情報の値が同一のユーザ端末が複数存在する場合に、これら複数のユーザ端末のＩＤを前記Ｎビットの情報に付加し、
   前記複数のユーザ端末のＩＤが付加された前記Ｎビットの情報を前記転送元処理部が前記転送先処理部に送信するか、あるいは前記複数のユーザ端末のＩＤが付加された前記Ｎビットの情報を前記転送先処理部が前記転送元処理部から読み出すことを特徴とするスケジューリングシステム。
5. 請求項１記載のスケジューリングシステムにおいて、
   前記転送元処理部は、前記Ｎビットの情報の同一の値に該当する前記送信ポイントと前記ユーザ端末の組合せが複数組存在する場合に、これら複数組について送信ポイントのＩＤとユーザ端末のＩＤの組を前記Ｎビットの情報に付加し、
   前記送信ポイントのＩＤとユーザ端末のＩＤの組が複数組付加された前記Ｎビットの情報を前記転送元処理部が前記転送先処理部に送信するか、あるいは前記送信ポイントのＩＤとユーザ端末のＩＤの組が複数組付加された前記Ｎビットの情報を前記転送先処理部が前記転送元処理部から読み出すことを特徴とするスケジューリングシステム。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスケジューリングシステムにおいて、
   前記転送元処理部は、コンピュータに実装され、
   前記転送先処理部と前記スケジューリング計算部とは、前記コンピュータと接続されたＦＰＧＡに実装されることを特徴とするスケジューリングシステム。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスケジューリングシステムにおいて、
   前記ユーザ端末から取得したＭビットの情報は、無線の電波状態を表すチャネル情報であることを特徴とするスケジューリングシステム。
8. 複数の送信ポイントを有する無線ネットワークシステムにおいて、前記送信ポイントが有する無線リソースを、前記送信ポイントとユーザ端末との間の無線通信に割当てるスケジューリング方法であって、
   転送元処理部が、前記ユーザ端末から取得したＭビット（Ｍは２以上の整数）の情報をＮビット（Ｎ＜Ｍ、Ｎは１以上の整数）に圧縮する第１のステップと、
   前記転送元処理部が、前記Ｎビットの情報を転送先処理部に送信するか、あるいは前記転送先処理部が、前記Ｎビットの情報を前記転送元処理部から読み出す第２のステップと、
   前記転送先処理部が、前記転送元処理部から送信されたＮビットの情報または前記転送元処理部から読み出したＮビットの情報をＬビット（Ｌ＞Ｎ、Ｌは２以上の整数）に伸張する第３のステップと、
   前記転送先処理部が、前記Ｌビットの情報を記憶する第４のステップと、
   スケジューリング計算部が、前記転送先処理部に記憶されたＬビットの情報を用いて前記送信ポイントと前記ユーザ端末との最適組合せパターンを特定する第５のステップとを含むことを特徴とするスケジューリング方法。

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