JP2020188298A - 制御装置、プログラム、及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線基地局によって用いられるスケジューリングアルゴリズムを適切に制御することによって、無線基地局における輻輳の軽減を実現可能な技術を提供する。【解決手段】通信システムにおいて、制御装置１００は、複数のユーザ端末に対して公平に無線リソースを割り当てることを目的とした第１のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている無線基地局の輻輳状態に関する予め定められた条件が満たされたか否かを判定する判定部と、判定部によって条件が満たされたと判定された場合に、無線基地局に、無線品質がより高いユーザ端末に対して優先的に無線リソースを割り当てる第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行わせるよう制御する制御部を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、制御装置、プログラム、及び制御方法に関する。

無線基地局によって用いられるスケジューリングアルゴリズムとして、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒ、ＭＡＸ Ｃ／Ｉ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｒａｔｉｏ）、及びラウンドロビン等が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００９−１７４５６５号公報

無線基地局によって用いられるスケジューリングアルゴリズムを適切に制御することによって、無線基地局における輻輳の軽減を実現可能な技術を提供することが望ましい。

本発明の第１の態様によれば、制御装置が提供される。制御装置は、複数のユーザ端末に対して公平に無線リソースを割り当てることを目的とした第１のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている無線基地局の輻輳状態に関する予め定められた条件が満たされたか否かを判定する判定部を備えてよい。制御装置は、判定部によって条件が満たされたと判定された場合に、無線基地局に、無線品質がより高いユーザ端末に対して優先的に無線リソースを割り当てる第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行わせるよう制御する制御部を備えてよい。

上記第１のスケジューリングアルゴリズムは、無線リソースを割り当てたときに期待される瞬時スループットが、それまでの平均スループットと比較して大きくなるユーザ端末に無線リソースを割り当てるアルゴリズムであってよい。上記第１のスケジューリングアルゴリズムは、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒであってよく、上記第２のスケジューリングアルゴリズムは、ＭＡＸ Ｃ／Ｉであってよい。

上記制御装置は、予め定められた期間毎に上記無線基地局が送信する、上記無線基地局による無線通信の状況に関する通信状況データを取得するデータ取得部を備えてよく、上記判定部は、上記データ取得部によって上記予め定められた期間毎に取得される上記通信状況データが、連続して、上記無線基地局が輻輳していることを示す場合に、上記条件が満たされたと判定してよい。上記通信状況データは、上記通信状況データに基づいて導出された、１ＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）当たりのスケジューリング要求数が予め定められた閾値より多い場合に、上記無線基地局が輻輳していることを示してよい。

上記判定部は、上記第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている上記無線基地局が、輻輳状態から非輻輳状態に移行したか否かを判定してよく、上記制御部は、上記判定部によって非輻輳状態に移行したと判定された上記無線基地局が用いるスケジュールアルゴリズムを、上記第２のスケジューリングアルゴリズムから上記第１のスケジューリングアルゴリズムに切り替えさせてよい。上記判定部は、上記データ取得部によって上記予め定められた期間毎に取得される、上記第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている無線基地局の上記通信状況データが、連続して、上記無線基地局が輻輳していないことを示す場合に、上記無線基地局が、輻輳状態から非輻輳状態に移行したと判定してよい。

上記制御装置は、予め定められた期間毎に上記無線基地局が送信する、上記無線基地局による無線通信の状況に関する通信状況データを取得するデータ取得部と、上記通信状況データを格納するデータ格納部とを備えてよく、上記判定部は、上記無線基地局の過去の上記通信状況データに基づいて、上記無線基地局の輻輳状態に関する上記条件が満たされたか否かを判定してよい。上記判定部は、第１の日時に対応する過去の第２の日時における上記無線基地局の通信状況データが、上記無線基地局が輻輳していたことを示す場合に、上記第１の日時において、上記条件が満たされたと判定してよい。

上記制御装置は、上記データ格納部に格納されている上記通信状況データに基づいて、一の日の前週同曜日において上記無線基地局が輻輳していたことを示す時間帯を特定する特定部を備えてよく、上記判定部は、上記一の日の上記時間帯に、上記無線基地局の輻輳状態に関する上記条件が満たされると判定してよく、上記制御部は、上記一の日の上記時間帯の間、上記無線基地局に、上記第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行わせるよう制御してよい。上記制御部は、上記時間帯が経過するタイミングで、上記無線基地局が用いるスケジュールアルゴリズムを、上記第２のスケジューリングアルゴリズムから上記第１のスケジューリングアルゴリズムに切り替えさせてよい。上記特定部は、上記一の日が平日であり、上記一の日の前週同曜日が祝日である場合、上記一の日の前々週同曜日において上記無線基地局が輻輳していたことを示す時間帯を特定してよい。

本発明の第２の態様によれば、コンピュータを、上記制御装置として機能させるためのプログラムが提供される。

本発明の第３の態様によれば、コンピュータによって実行される制御方法が提供される。制御方法は、複数のユーザ端末に対して公平に無線リソースを割り当てることを目的とした第１のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている無線基地局の輻輳状態に関する予め定められた条件が満たされたか否かを判定する判定段階を備えてよい。制御方法は、判定段階において条件が満たされたと判定された場合に、無線基地局に、無線品質がより高いユーザ端末に対して優先的に無線リソースを割り当てる第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行わせるよう制御する制御段階を備えてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

通信システム１０の一例を概略的に示す。 制御装置１００による処理の流れの一例を概略的に示す。 制御装置１００による処理の流れの一例を概略的に示す。 無線基地局２００によるスケジューリングの一例を概略的に示す。 制御装置１００が突発制御を行う場合の、スケジューリングアルゴリズムの切り替えのタイミングを説明するための説明図である。 制御装置１００が計画制御を行う場合の制御時間を説明するための説明図である。 制御装置１００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、通信システム１０の一例を概略的に示す。通信システム１０は、制御装置１００を含む。通信システム１０は、基地局運用システム３００を含んでよい。通信システム１０は、無線基地局２００を含んでよい。

本実施形態に係る制御装置１００は、複数の無線基地局２００を管理する。制御装置１００は、無線基地局２００によって複数のユーザ端末２０に対して提供される無線通信サービスを最適化するように、無線基地局２００を制御してよい。

無線基地局２００は、任意の移動体通信方式に準拠していてよい。無線基地局２００は、例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信方式に準拠する。無線基地局２００は、３Ｇ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式に準拠してもよい。無線基地局２００は、５Ｇ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式に準拠してもよい。無線基地局２００は、６Ｇ（６ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式以降の移動体通信方式に準拠してもよい。ここでは、無線基地局２００が、ＬＴＥ通信方式に準拠する場合を主に例に挙げて説明する。

ユーザ端末２０は、無線基地局２００と通信可能な通信端末であればどのような端末であってもよい。例えば、ユーザ端末２０は、スマートフォン等の携帯電話である。ユーザ端末２０は、タブレット端末及びＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等であってもよい。ユーザ端末２０は、いわゆるＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇ）デバイスであってもよい。ユーザ端末２０は、いわゆるＩｏＥ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ）に該当するあらゆるものを含み得る。

無線基地局２００は、予め定められた期間毎に統計データ２０２を基地局運用システム３００に送信する。統計データ２０２は、予め定められた期間内の各種統計を含む。当該予め定められた期間をＲＯＰ（Ｒｅｓｕｌｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｅｒｉｏｄ）と記載する場合がある。無線基地局２００は、セル単位の統計データ２０２を基地局運用システム３００に送信する。基地局運用システム３００は、例えば、いわゆるＥＭＳ（Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であってよい。

無線基地局２００は、例えば、１５分毎に統計データ２０２を基地局運用システム３００に送信する。統計データ２０２は、無線基地局２００による無線通信の状況を示す通信状況データ等を含む。通信状況データは、１５分の間に、無線基地局２００が複数のユーザ端末２０に割り当てたＴｒａｎｓｐｏｒｔ Ｔｉｍｅを含む。Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｔｉｍｅは、１５分の間に、無線基地局２００によって複数のユーザ端末２０に割り当てられたスケジューリング数の総数であってよい。通信状況データは、その他、発着信成功数、発着信失敗数、呼切断数、ハンドオーバ成功数、ハンドオーバ失敗数、トラフィック量、及びスループット等を含んでよい。

基地局運用システム３００は、無線基地局２００から受信した統計データ２０２を、基地局統計情報ＤＢ（データベースをＤＢと記載する場合がある。）４００に送信する。複数の基地局運用システム３００は、それぞれが統計データ２０２を基地局統計情報ＤＢ４００に送信してよい。また、複数の基地局運用システム３００の情報を集約する一の基地局運用システム３００を配置して、当該一の基地局運用システム３００が複数の基地局運用システム３００から統計データ２０２を受信して、基地局統計情報ＤＢ４００に送信してもよい。基地局統計情報ＤＢ４００は、受信した統計データ２０２を格納する。

制御装置１００は、基地局統計情報ＤＢ４００に格納されている統計データ２０２と、基地局設定情報ＤＢ５００に格納されている複数の無線基地局２００のそれぞれの設定情報とに基づいて、複数の無線基地局２００を制御してよい。

基地局設定情報ＤＢ５００は、複数の無線基地局２００の基地局情報を格納する。基地局情報は、無線基地局２００の設定情報を含む。設定情報は、無線基地局２００の各種設定値の情報を含む。設定値の例としては、スケジューリングアルゴリズム、周波数、アンテナの角度及び出力強度等が挙げられる。設定情報は、無線基地局２００のベンダの情報を含んでよい。設定情報は、無線基地局２００が無線通信サービスを提供する対象の情報を含んでよい。

制御装置１００は、例えば、基地局統計情報ＤＢ４００に定期的にアップロードされる統計データ２０２を参照して、複数のユーザ端末２０に対して公平に無線リソースを割り当てることを目的とした第１のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている複数の無線基地局２００のそれぞれについて、輻輳状態に関する予め定められた条件が満たされたか否かを判定する。第１のスケジューリングアルゴリズムは、無線リソースを割り当てたときに期待される瞬時スループットが、それまでの平均スループットと比較して大きくなるユーザ端末に無線リソースを割り当てるアルゴリズムであってよい。第１のスケジューリングアルゴリズムの例として、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒが挙げられる。

当該条件は、無線基地局２００が輻輳しているか否かを判定可能な任意の条件であってよい。例えば、当該条件は、１ＴＴＩ当たりのスケジュール数が予め定められた閾値より高いときに満たされる条件である。ＬＴＥにおける１ＴＴＩは１ｍｓである。１ＴＴＩ当たりのスケジュール数は、例えば、通信状況データに含まれるＴｒａｎｓｐｏｒｔ ＴｉｍｅをＲＯＰで除算することによって算出される。また、例えば、当該条件は、無線基地局２００のＰＲＢ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｓｏｕｃｅ Ｂｌｏｃｋ）使用率が予め定められた閾値より高いときに満たされる条件である。また、例えば、当該条件は、通信トラフィックが予め定められた閾値より高いときに満たされる条件である。

制御装置１００は、無線基地局２００の装置情報に基づいて、無線基地局２００が輻輳しているか否かを判定してもよい。例えば、制御装置１００は、無線基地局２００のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）使用率が予め定められた閾値より高い場合に、無線基地局２００が輻輳していると判定する。

制御装置１００は、輻輳状態に関する予め定められた条件が満たされた無線基地局２００について、基地局設定情報ＤＢ５００から設定情報を取得し、スケジューリングアルゴリズムを変更可能であるか否かを判定してよい。スケジューリングアルゴリズムが変更可能であるか否かは、無線基地局２００のベンダ毎に設定されていてよい。例えば、Ａ社の無線基地局２００については変更可、Ｂ社の無線基地局２００については変更不可等のように設定され得る。また、スケジューリングアルゴリズムが変更可能であるか否かは、無線基地局２００が無線通信サービスを提供する対象毎に設定されていてもよい。例えば、特殊法人局に対して無線通信サービスを提供する無線基地局２００については変更不可、通常の無線基地局２００については変更可等のように設定され得る。この他、スケジューリングアルゴリズムが変更可能であるか否かは、任意に設定されていてよい。

制御装置１００は、変更可と判定した無線基地局２００に、無線品質がより高いユーザ端末２０に対して優先的に無線リソースを割り当てる第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行わせるように制御する。第２のスケジューリングアルゴリズムの例として、ＭＡＸ Ｃ／Ｉが挙げられる。

近年のＬＴＥ通信方式に準拠した移動体通信ネットワークでは、セルのエッジに位置するような無線品質が低いユーザ端末２０の通信状況が極端に悪化することを防ぐために、基本的に、スケジューリングアルゴリズムとしてＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒを採用している。従来の無線基地局では、輻輳時であるか非輻輳時であるかに関わらず、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒによってスケジューリングを行っている。

それに対して、発明者は、実験を繰り返すことによって、無線基地局２００が輻輳している状態においては、スケジューリングアルゴリズムとしてＭＡＸ Ｃ／Ｉを採用した方が、全体の通信品質が向上することを見出した。これは、輻輳時においては、無線品質がより高いユーザ端末２０に対して優先的に無線リソースを割り当てることにより、セル全体として処理しなければならないデータをより早く処理することができ、結果として、より多くのデータを処理することができるからと推定される。

図１では、複数の基地局運用システム３００に対して１つの制御装置１００が配置される場合を主に例に挙げて説明したが、これに限らない。制御装置１００は、複数の基地局運用システム３００のそれぞれに対して配置されてもよい。この場合、制御装置１００は、基地局運用システム３００が複数の無線基地局２００から受信した統計データ２０２を、基地局運用システム３００から取得する。なお、この場合、制御装置１００と基地局運用システム３００とは一体であってもよい。すなわち、基地局運用システム３００が制御装置１００として機能してもよい。

図２は、制御装置１００による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、複数の無線基地局２００がＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒを用いてスケジューリングを行っている状態で、統計データ２０２を送信した状態を開始状態として説明する。制御装置１００は、１ＲＯＰ毎に、図２に示す処理を実行してよい。

ステップ（ステップをＳと省略して記載する場合がある。）１０２では、制御装置１００が、基地局統計情報ＤＢ４００から、複数の無線基地局２００の統計データ２０２を取得する。Ｓ１０４では、制御装置１００が、輻輳条件を満たす無線基地局２００が有るか否かを判定する。有ると判定した場合、Ｓ１０６に進み、無いと判定した場合、処理を終了する。

Ｓ１０６では、制御装置１００が、輻輳条件を満たす無線基地局２００の基地局情報を基地局設定情報ＤＢ５００から取得する。Ｓ１０８では、制御装置１００が、輻輳条件を満たす複数の無線基地局２００から、スケジューリングアルゴリズムを変更可能な、対象基地局を特定する。

Ｓ１１０では、制御装置１００が、Ｓ１０８において特定した対象基地局のスケジューリングアルゴリズムの設定を変更させる。制御装置１００は、スケジューリングアルゴリズムをＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ＦａｉｒからＭＡＸ Ｃ／Ｉに切り替えさせてよい。制御装置１００は、例えば、切替指示を基地局運用システム３００に送信する。基地局運用システム３００は、制御装置１００から受信した切替指示に従って、無線基地局２００にスケジューリングアルゴリズムを切り替えさせる。

制御装置１００が図２に示す処理を実行することによって、輻輳条件を満たした無線基地局２００に、ＭＡＸ Ｃ／Ｉに従ってスケジューリングを行わせることができ、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒに従ったスケジューリングを継続する場合と比較して、無線基地局２００によってユーザ端末２０に提供する無線通信サービスの通信品質を向上させることができる。

図３は、制御装置１００による処理の流れの一例を概略的に示す。図３に示す処理は、制御装置１００が、図２に示す処理を実行することによって、一部の無線基地局２００のスケジューリングアルゴリズムの設定が変更された後に実行される。制御装置１００は、１ＲＯＰ毎に、図２に示す処理を実行してよい。

Ｓ２０２では、制御装置１００が、基地局統計情報ＤＢ４００から、設定変更済の無線基地局２００の統計データ２０２を取得する。Ｓ２０４では、制御装置１００が、非輻輳条件を満たす無線基地局２００が有るか否かを判定する。有ると判定した場合、Ｓ２０６に進み、無いと判定した場合、処理を終了する。

Ｓ２０６では、制御装置１００が、非輻輳条件を満たす無線基地局２００のスケジューリングアルゴリズムの設定を解除する。すなわち、制御装置１００は、非輻輳条件を満たす無線基地局２００のスケジューリングアルゴリズムを、ＭＡＸ Ｃ／ＩからＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒに切り替えさせる。そして、処理を終了する。

上述したように、無線基地局２００が輻輳している状態において、スケジューリングアルゴリズムをＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ＦａｉｒからＭＡＸ Ｃ／Ｉに切り替えさせると、セル全体の通信品質は向上する。しかし、発明者は、無線基地局２００が輻輳していない状態で、スケジューリングアルゴリズムをＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ＦａｉｒからＭＡＸ Ｃ／Ｉに切り替えさせると、通信品質が低下してしまう場合が多いことも見出した。輻輳していない状態でＭＡＸ Ｃ／Ｉに切り替えると、無線品質のより高いユーザ端末２０の通信品質が向上する割合に比べて、無線品質のより低いユーザ端末２０の通信品質が低下する割合が非常に大きくなるためと考えられる。

本実施形態に係る制御装置１００は、図２に示す処理に加えて、図３に示す処理を実行することにより、無線基地局２００が輻輳している蓋然性が高い間のみ、無線基地局２００にＭＡＸ Ｃ／Ｉを利用させることができる。これにより、輻輳時には、ＭＡＸ Ｃ／Ｉによってセル全体の品質を向上させつつ、非輻輳時にもＭＡＸ Ｃ／Ｉを利用させることによって品質が低下してしまうことを防止することができる。

図４は、制御装置１００の機能構成の一例を概略的に示す。制御装置１００は、データ取得部１０２、データ格納部１０４、判定部１０６、制御部１０８、及び特定部１１０を備える。なお、制御装置１００がこれらの全ての構成を備えることは必須とは限らない。

データ取得部１０２は、基地局統計情報ＤＢ４００から統計データ２０２を取得する。データ取得部１０２は、基地局統計情報ＤＢ４００が複数の無線基地局２００から統計データ２０２を受信する毎に、統計データ２０２を基地局統計情報ＤＢ４００から取得してよい。データ取得部１０２は、統計データ２０２に含まれる通信状況データのみを基地局統計情報ＤＢ４００から取得してもよい。データ格納部１０４は、データ取得部１０２が取得した統計データ２０２又は通信状況データを格納する。

判定部１０６は、第１のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている無線基地局２００の輻輳状態に関する予め定められた条件が満たされたか否かを判定する。判定部１０６は、例えば、データ取得部１０２がＲＯＰ毎に取得する、第１のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている無線基地局２００の通信状況データが、連続して、無線基地局２００が輻輳していることを示す場合に、条件が満たされたと判定する。判定部１０６は、例えば、無線基地局２００の通信状況データが２回連続して、無線基地局２００が輻輳していることを示す場合に、条件が満たされたと判定する。なお、判定部１０６は、第１のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている無線基地局２００の通信状況データが、無線基地局２００が輻輳していることを示す場合に、即、条件が満たされたと判定してもよい。

通信状況データは、例えば、通信状況データに基づいて導出された、１ＴＴＩ当たりのスケジューリング要求数が予め定められた閾値より多い場合に、無線基地局２００が輻輳していることを示す。

制御部１０８は、判定部１０６によって条件が満たされたと判定された場合に、無線基地局２００に、第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行わせるよう制御する。制御部１０８は、例えば、第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行う指示を、基地局運用システム３００を介して、無線基地局２００に送信する。また、制御部１０８は、例えば、スケジューリングアルゴリズムを、第１のスケジューリングアルゴリズムから第２のスケジューリングアルゴリズムに切り替える切替指示を、基地局運用システム３００を介して、無線基地局２００に送信する。

判定部１０６は、第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている無線基地局２００が、輻輳状態から非輻輳状態に移行したか否かを判定してよい。判定部１０６は、例えば、データ取得部１０２によって予め定められた期間毎に取得される、第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている無線基地局２００の通信状況データが、連続して、無線基地局が輻輳していないことを示す場合に、無線基地局２００が、輻輳状態から非輻輳状態に移行したと判定する。

制御部１０８は、判定部１０６によって非輻輳状態に移行したと判定された場合に、無線基地局２００が用いるスケジューリングアルゴリズムを、第２のスケジューリングアルゴリズムから第１のスケジューリングアルゴリズムに切り替えさせる。制御部１０８は、例えば、第１のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行う指示を、基地局運用システム３００を介して、無線基地局２００に送信する。また、制御部１０８は、例えば、スケジューリングアルゴリズムを、第２のスケジューリングアルゴリズムから第１のスケジューリングアルゴリズムに切り替える切替指示を、基地局運用システム３００を介して、無線基地局２００に送信する。

上述したように、判定部１０６及び制御部１０８が、データ取得部１０２によって予め定められた期間毎に取得される通信状況データが、連続して、無線基地局２００が輻輳していることを示したり、輻輳していないことを示したりしたことに応じて、スケジューリングアルゴリズムを切り替えさせることによって、状況の変化に応じて、スケジューリングアルゴリズムを適切に切り替えさせることができる。このような制御を突発制御と記載する場合がある。

判定部１０６及び制御部１０８は、データ格納部１０４に格納されている過去の通信状況データに基づいて、無線基地局２００のスケジューリングアルゴリズムを切り替えさせてもよい。このような制御を計画制御と記載する場合がある。

判定部１０６は、例えば、無線基地局２００の過去の通信状況データに基づいて、現在の無線基地局２００の輻輳状態に関する条件が満たされたか否かを判定する。判定部１０６は、例えば、第１の日時に対応する過去の第２の日時における無線基地局２００の通信状況データが、無線基地局２００が輻輳していたことを示す場合に、第１の日時において条件が満たされたと判定する。第１の日時に対応する第２の日時とは、第１の日時と同曜日の日時であってよい。第１の日時に対応する第２の日時は、第１の日時の前週同曜日の日時であってよい。

特定部１１０は、データ格納部１０４に格納されている通信状況データに基づいて、一の日の前週同曜日において無線基地局２００が輻輳していたことを示す時間帯を特定する。判定部１０６は、特定部１１０によって特定された一の日の時間帯に、無線基地局２００の輻輳状態に関する条件が満たされると判定してよい。制御部１０８は、特定部１１０によって特定された一の日の時間帯の間、無線基地局２００に、第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行わせるよう制御してよい。また、制御部１０８は、特定部１１０によって特定された一の日の時間帯が経過するタイミングで、無線基地局２００が用いるスケジューリングアルゴリズムを、第２のスケジューリングアルゴリズムから第１のスケジューリングアルゴリズムに切り替えさせてよい。なお、特定部１１０は、一の日が平日であり、一の日の前週同曜日が祝日である場合、一の日の前々週同曜日において無線基地局２００が輻輳していたことを示す時間帯を特定してよい。

突発制御においては、輻輳していることを判定するまでに２ＲＯＰのタイムラグが発生してしまうのに対して、計画制御では、このようなタイムラグが発生することなく、スケジューリングアルゴリズムを切り替えさせることができる。計画制御によれば、新たな無線基地局２００が設置されたり、無線基地局２００の設定が変更されたことによって、通信環境が変化した場合に、変化に応じたスケジューリングアルゴリズムの切り替えを実現するまでに時間がかかってしまう場合があるが、突発制御によれば、このような変化に迅速に対応可能にすることができる。

図５は、制御装置１００が突発制御を行う場合の、スケジューリングアルゴリズムの切り替えのタイミングを説明するための説明図である。図５の棒グラフは、ダウンリンクのＴＴＩ当たりのスケジュール数を示す。図５の線グラフは、ダウンリンクのユーザスループット（Ｍｂｐｓ）を示す。

ここでは、２ＲＯＰ連続してＴＴＩ当たりのスケジュール数が２０以上である場合に、無線基地局２００が輻輳していると判定し、２ＲＯＰ連続してＴＴＩ当たりのスケジュール数が２０より少ない場合に、無線基地局２００が輻輳していないと判定する場合を例示している。図５に示すように、判定部１０６及び制御部１０８は、ＴＴＩ当たりのスケジュール数が２０以上であるＲＯＰが２回連続したタイミングで、スケジューリングアルゴリズムを第１のスケジューリングアルゴリズムから第２のスケジューリングアルゴリズムに切り替えさせる。

ＴＴＩ当たりのスケジュール数が２０以上であるＲＯＰが、１回のみではなく、２回連続したタイミングで切り替えさせるように構成することによって、切り替えが頻繁に発生してしまうことを防止できる。なお、判定部１０６は、３ＲＯＰ以上の任意の回数連続してＴＴＩ当たりのスケジュール数が２０以上である場合に、無線基地局２００が輻輳していると判定してもよい。

図５に例示するように、判定部１０６及び制御部１０８は、ＴＴＩ当たりのスケジュール数が２０より少ないＲＯＰが２回連続したタイミングで、スケジューリングアルゴリズムを第２のスケジューリングアルゴリズムから第１のスケジューリングアルゴリズムに切り替えさせてよい。なお、判定部１０６は、３ＲＯＰ以上の任意の回数連続してＴＴＩ当たりのスケジュール数が２０より少ない場合に、無線基地局２００が輻輳状態から非輻輳状態に移行したと判定してもよい。また判定部１０６は、ＴＴＩ当たりのスケジュール数が２０より少ないＲＯＰが１つでもあった場合に、即、無線基地局２００が輻輳状態から非輻輳状態に移行したと判定してもよい。また、図５では、ＴＴＩ当たりのスケジュール数の閾値が２０である場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、閾値については、柔軟に変更してもよい。また、図５では、無線基地局２００が輻輳しているか否かを判定する指標として、ＴＴＩ当たりのスケジューリング数を用いた場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、その他の指標を用いてもよい。

図６は、制御装置１００が計画制御を行う場合の制御時間を説明するための説明図である。ここでは、制御装置１００が、複数の日のそれぞれについて、前週同曜日の輻輳時間を制御時間としてスケジューリングアルゴリズムを制御する場合を例示している。なお、ここでは、土日を制御対象から除外した場合を例示しているが、制御装置１００は、土日を制御対象に加えてもよい。

制御装置１００は、例えば、３月１１日（月）における制御時間として、前週同曜日の３月４日（月）の輻輳時間を採用する。図６に示す例において、３月４日（月）では、７時４５分から８時４５分の間、輻輳していたと判定されている。制御部１０８は、３月１１日（月）の７時４５分にスケジューリングアルゴリズムを第１のスケジューリングアルゴリズムから第２のスケジューリングアルゴリズムに切り替え、８時４５分にスケジューリングアルゴリズムを第２のスケジューリングアルゴリズムから第１のスケジューリングアルゴリズムに切り替えさせるよう、無線基地局２００を制御する。

制御装置１００は、例えば、３月１８日（月）における制御時間として、前週同曜日の３月１１日（月）の輻輳時間を採用する。図６に示す例において、３月１１日（月）では、８時から９時の間、輻輳していたと判定されている。制御部１０８は、３月１８日（月）の８時にスケジューリングアルゴリズムを第１のスケジューリングアルゴリズムから第２のスケジューリングアルゴリズムに切り替え、９時にスケジューリングアルゴリズムを第２のスケジューリングアルゴリズムから第１のスケジューリングアルゴリズムに切り替えさせるよう、無線基地局２００を制御する。

制御装置１００は、前週同曜日が祝日である場合、前々週同曜日の輻輳時間を採用してよい。図６に示す例において、３月２８日（木）における制御時間として、前週同曜日が祝日であることから、制御装置１００は、前々週同曜日の３月１４日（木）の輻輳時間を採用する。

図７は、制御装置１００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００を、本実施形態に係る装置の１又は複数の「部」として機能させ、又はコンピュータ１２００に、本実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、本実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、及びグラフィックコントローラ１２１６を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されている。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ１２２６、及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されている。ＤＶＤドライブ１２２６は、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ及びＤＶＤ−ＲＡＭドライブ等であってよい。記憶装置１２２４は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。コンピュータ１２００はまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボードのようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続されている。

ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示されるようにする。

通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。記憶装置１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＤＶＤドライブ１２２６は、プログラム又はデータをＤＶＤ−ＲＯＭ１２２７等から読み取り、記憶装置１２２４に提供する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをＵＳＢポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。

プログラムは、ＤＶＤ−ＲＯＭ１２２７又はＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、記憶装置１２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭ１２２７、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ１２１２は、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ１２２６（ＤＶＤ−ＲＯＭ１２２７）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラム又はソフトウエアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供する。

本実施形態におけるフローチャート及びブロック図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び／又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）及び／又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 通信システム、２０ ユーザ端末、１００ 制御装置、１０２ データ取得部、１０４ データ格納部、１０６ 判定部、１０８ 制御部、１１０ 特定部、２００ 無線基地局、２０２ 統計データ、３００ 基地局運用システム、４００ 基地局統計情報ＤＢ、５００ 基地局設定情報ＤＢ、１２００ コンピュータ、１２１０ ホストコントローラ、１２１２ ＣＰＵ、１２１４ ＲＡＭ、１２１６ グラフィックコントローラ、１２１８ ディスプレイデバイス、１２２０ 入出力コントローラ、１２２２ 通信インタフェース、１２２４ 記憶装置、１２２６ ＤＶＤドライブ、１２２７ ＤＶＤ−ＲＯＭ、１２３０ ＲＯＭ、１２４０ 入出力チップ

Claims (14)

1. 複数のユーザ端末に対して公平に無線リソースを割り当てることを目的とした第１のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている無線基地局の輻輳状態に関する予め定められた条件が満たされたか否かを判定する判定部と、
   前記判定部によって前記条件が満たされたと判定された場合に、前記無線基地局に、無線品質がより高いユーザ端末に対して優先的に無線リソースを割り当てる第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行わせるよう制御する制御部と
   を備える制御装置。
2. 前記第１のスケジューリングアルゴリズムは、無線リソースを割り当てたときに期待される瞬時スループットが、それまでの平均スループットと比較して大きくなるユーザ端末に無線リソースを割り当てるアルゴリズムである、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第１のスケジューリングアルゴリズムは、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒであり、
   前記第２のスケジューリングアルゴリズムは、ＭＡＸ Ｃ／Ｉ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｒａｔｉｏ）である、請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 予め定められた期間毎に前記無線基地局が送信する、前記無線基地局による無線通信の状況に関する通信状況データを取得するデータ取得部
   を備え、
   前記判定部は、前記データ取得部によって前記予め定められた期間毎に取得される前記通信状況データが、連続して、前記無線基地局が輻輳していることを示す場合に、前記条件が満たされたと判定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記通信状況データは、前記通信状況データに基づいて導出された、１ＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）当たりのスケジューリング要求数が予め定められた閾値より多い場合に、前記無線基地局が輻輳していることを示す、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記判定部は、前記第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている前記無線基地局が、輻輳状態から非輻輳状態に移行したか否かを判定し、
   前記制御部は、前記判定部によって非輻輳状態に移行したと判定された前記無線基地局が用いるスケジュールアルゴリズムを、前記第２のスケジューリングアルゴリズムから前記第１のスケジューリングアルゴリズムに切り替えさせる、請求項４又は５に記載の制御装置。
7. 前記判定部は、前記データ取得部によって前記予め定められた期間毎に取得される、前記第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている無線基地局の前記通信状況データが、連続して、前記無線基地局が輻輳していないことを示す場合に、前記無線基地局が、輻輳状態から非輻輳状態に移行したと判定する、請求項６に記載の制御装置。
8. 予め定められた期間毎に前記無線基地局が送信する、前記無線基地局による無線通信の状況に関する通信状況データを取得するデータ取得部と、
   前記通信状況データを格納するデータ格納部と
   を備え、
   前記判定部は、前記無線基地局の過去の前記通信状況データに基づいて、前記無線基地局の輻輳状態に関する前記条件が満たされたか否かを判定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
9. 前記判定部は、第１の日時に対応する過去の第２の日時における前記無線基地局の通信状況データが、前記無線基地局が輻輳していたことを示す場合に、前記第１の日時において、前記条件が満たされたと判定する、請求項８に記載の制御装置。
10. 前記データ格納部に格納されている前記通信状況データに基づいて、一の日の前週同曜日において前記無線基地局が輻輳していたことを示す時間帯を特定する特定部
    を備え、
    前記判定部は、前記一の日の前記時間帯に、前記無線基地局の輻輳状態に関する前記条件が満たされると判定し、
    前記制御部は、前記一の日の前記時間帯の間、前記無線基地局に、前記第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行わせるよう制御する、請求項８又は９に記載の制御装置。
11. 前記制御部は、前記時間帯が経過するタイミングで、前記無線基地局が用いるスケジュールアルゴリズムを、前記第２のスケジューリングアルゴリズムから前記第１のスケジューリングアルゴリズムに切り替えさせる、請求項１０に記載の制御装置。
12. 前記特定部は、前記一の日が平日であり、前記一の日の前週同曜日が祝日である場合、前記一の日の前々週同曜日において前記無線基地局が輻輳していたことを示す時間帯を特定する、請求項１０又は１１に記載の制御装置。
13. コンピュータを、請求項１から１２のいずれか一項に記載の制御装置として機能させるためのプログラム。
14. コンピュータによって実行される制御方法であって、
    複数のユーザ端末に対して公平に無線リソースを割り当てることを目的とした第１のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行っている無線基地局の輻輳状態に関する予め定められた条件が満たされたか否かを判定する判定段階と、
    前記判定段階において前記条件が満たされたと判定された場合に、前記無線基地局に、無線品質がより高いユーザ端末に対して優先的に無線リソースを割り当てる第２のスケジューリングアルゴリズムに従ってスケジューリングを行わせるよう制御する制御段階と
    を備える制御方法。