JP5184352B2 - 無線リソース割当方法及び無線基地局 - Google Patents

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Description

本発明は、広くは、無線通信制御技術に関し、特に、パーシステント・スケジューリング(Persistent Scheduling:固定的割り当てスケジューリング)と、ダイナミック・スケジューリング(Dynamic Scheduling:動的割り当てスケジューリング)とを併用する場合の無線リソース割当方法及び無線基地局に関する。
HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)等の従来の通信方式では、下り共有制御チャネル(HS-SCCH:High Speed-Shared Control Channel)によって、所定の送信時間間隔(TTI:Transmission Time Interval)ごとに、下りデータに対する送信機会の割り当て情報を、移動局に対して送信するように構成されている。
しかし、音声通信等、ある種のトラヒックでは、例えば、数十msに1回、下りデータが送信されることが、予め決められているので、HS-SCCH相当のシグナリングチャネル(下り制御チャネル)を用いて、下りデータに対する送信機会の割り当て情報を送信するように構成した場合、かかるシグナリングチャネルのオーバヘッドが大きくなり、効率的ではない。
そこで、「evolved UTRA」の標準化では、アプリケーションの特徴に応じて、一定周期毎に、下りデータに対して送信機会(無線リソース)を固定的に割り当てるパーシステントな無線リソース割り当てスケジューリング(パーシステント・スケジューリング)が提案されている(例えば、非特許文献1、2、3参照)。
かかるパーシステント・スケジューリングは、一定間隔でデータが到着する低レート通信を行い且つオーバヘッドの低減が必要なアプリケーション、例えば、リアルタイムの音声通信アプリケーション等に対する適用することが有効であり、この場合、図1(a)に示すように、かかるアプリケーションの種類に応じた周期で無線リソースを割り当てるように構成されている。
例えば、VoIPパケットの場合、パーシステント・スケジューリングによって割り当てられた無線リソースは、ヘッダ圧縮後のパケットサイズが考慮されているため、固定的な伝送レートに合わせた最小単位になると予想される。
ヘッダ圧縮前のVoIPパケットは、例えば、図1(b)に示すように、40バイトのヘッダとペイロードとで構成される。ここで、ペイロードサイズは、音声通信用のサンプルサイズ(例えば、10バイト)の整数倍であり、図1(b)の例では、30バイトである。
40バイトのヘッダは、上述のサンプルサイズと比べて、大きなオーバヘッドになるので、圧縮アルゴリズムが適用される。圧縮アルゴリズムの種類によっては、最小1バイトまで、ヘッダを圧縮することができる。圧縮されたヘッダには、差分情報のみが含まれ、トータルのパケットサイズは、31バイトとなる。
この場合、ハンドオーバ等に伴ってパケットロスが生じると、ヘッダの圧縮状態を元の状態(非圧縮状態)に回復して、非圧縮状態のVoIPパケットを送信して、送信側と受信側との間で圧縮状態を同期させる必要が生じる。
しかしながら、フルサイズ(例えば、70バイト)のVoIPパケットを送信するとなると、固定的に割り当てられた無線リソースでは、リソース不足となることが考えられる。そうすると、フルサイズのVoIPパケットを送信するために、追加の無線リソースを割り当てる必要が生じる。
さらに、パーシステント・スケジューリングが行われている期間において、移動局に対して、個別制御チャネル(DCCH:Dedicated Control Channel)を用いて制御情報を伝送する必要がある場合にも、固定的に割り当てられた無線リソースでは、リソース不足となることが考えられ、同様に、追加の無線リソースを割り当てる必要が生じる。
このように、固定的に割り当てられた無線リソースのみでは、リソース不足が発生することが予想される。
以上のことを考え合わせると、パーシステント・スケジューリングが行われている期間においても、通常のダイナミック・スケジューリングを併用できることが望ましい。
しかし、受信(移動局)側では、バッテリー・セイビング効果を期待して、パーシステント・スケジューリングが行われている期間中は、間欠受信(DRX:Discontinuous Reception)を行っていることが想定される。このため、単純に、パーシステント・スケジューリングとダイナミック・スケジューリングとを併用してしまうと、間欠受信の効果が期待できなくなる。
(非特許文献1)
Ericsson、R1-060099、“Persistent Scheduling for E-UTRA”、3GPP TSG-RAN Wg1 LTE AdHoc、Helsinki、Finland、2006年1月23-25日
(非特許文献2)
Qualcomm Europe、R1-060173、“Considerations for Control Signaling Support of Real Time Services”、3GPP TSG-RAN WG1 LTE AdHoc、Helsinki、Finland、2006年1月23-25日
(非特許文献3)
Qualcomm Europe、R1-060550、“Further Details on HS-SCCH-less Operation for VoIP Traffic”、3GPP TSG-RAN WG2 Meeting #51、Denver、Colorado、USA、2006年2月13-17日
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、パーシステント・スケジューリングが行われている期間において、移動局に対して、パーシステント・スケジューリングとダイナミック・スケジューリングとを併用した場合でも、効率的なバッテリー・セイビング効果を得ることができる無線リソース割り当て方法及び無線基地局を提供することを目的とする。
本発明の第1の特徴は、無線基地局が、パーシステント・スケジューリングによって、移動局に対して下りデータを送信する際に用いる無線リソースを固定的に割り当てる工程と、前記無線基地局が、前記パーシステント・スケジューリングが適用されている期間に、ダイナミック・スケジューリングによって、前記移動局に対して割り当てられる無線リソースを変更する工程Bとを有することを要旨とする。
本発明の第1の特徴において、前記パーシステント・スケジューリングによって、前記無線リソースとして、前記移動局に対して下りデータを送信するためのサブフレームが、固定的に割り当てられており、前記工程Bにおいて、前記無線基地局が、前記パーシステント・スケジューリングによって固定的に割り当てられている前記サブフレームの前後に渡る所定数のサブフレームの範囲内で、前記ダイナミック・スケジューリングによって、前記移動局に対して追加の無線リソースを割り当ててもよい。
本発明の第1の特徴において、前記パーシステント・スケジューリングは、前記下りデータとして、一定速度の低レート通信を行うアプリケーション用データを送信する際に適用されてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記工程Bにおいて、前記無線基地局が、共有データチャネルにおいて、前記移動局に対する前記追加の無線リソースを割り当ててもよい。
本発明の第2の特徴は、無線基地局であって、移動局に対して下りデータを送信する際に用いる無線リソースを固定的に割り当てるように構成されているパーシステント・スケジューリング部と、前記固定的に割り当てられた前記無線リソースを用いて前記下りデータを前記移動局に対して送信している期間に、該移動局に対して割り当てられる無線リソースを変更するように構成されているダイナミック・スケジューリング部とを具備することを要旨とする。
本発明の第2の特徴において、前記パーシステント・スケジューリング部は、前記無線リソースとして、前記移動局に対して前記下りデータを送信するためのサブフレームを固定的に割り当てるように構成されており、前記ダイナミック・スケジューリング部は、前記パーシステント・スケジューリング部によって固定的に割り当てられている前記サブフレームの前後に渡る所定数のサブフレームの範囲内で、前記移動局に対して追加の無線リソースを割り当てるように構成されていてもよい。
本発明の第2の特徴において、前記パーシステント・スケジューリング部は、前記下りデータとして、一定速度の低レート通信を行うアプリケーション用データを送信する際に、前記無線リソースを固定的に割り当てるように構成されていてもよい。
本発明の第2の特徴において、前記ダイナミック・スケジューリング部は、共有データチャネルにおいて、前記移動局に対する前記追加の無線リソースを割り当てるように構成されていてもよい。
図1は、パーシステント・スケジューリング及びヘッダ圧縮について説明するための図である。 図2は、パーシステント・スケジューリングとダイナミック・スケジューリングとを併用する場合の無線リソース割り当て方法の一例を示す図である。 図3は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の概略ブロック図である。 図4は、無線基地局のスケジューラが保持するパーシステント・スケジューリングパターンの一例を示す図である。
以下、本発明の良好な実施形態について、図面を参照して説明する。
図2は、本発明の一実施形態に係る無線リソース割り当て方法について説明するための図である。
図2の例では、パーシステント・スケジューリングが行われている期間(パーシステント・スケジューリング期間)を「20ms」とする。つまり、VoIPパケット等の音声トラヒックが、20msごとに存在するものとする。
パーシステント・スケジューリングの1無線区間(パーシステント・スケジューリング期間)は、複数のサブフレームによって構成される。図2の例では、サブフレームのサイズは、「0.5ms」であり、パーシステント・スケジューリングの1無線区間(パーシステント・スケジューリング期間)は、40サブフレームによって構成される。
斜線で示すサブフレーム11が、パーシステント・スケジューリングによって固定的に割り当てられている初回送信用の無線リソースである。
かかるパーシステント・スケジューリングによって固定的に割り当てられているサブフレーム11の前後の3サブフレームずつを含む7フレームが、ダイナミック・スケジューリングによって無線リソースが割り当てられて得るサブフレーム(ダイナミック・スケジューリング併用区間12)である。
ダイナミック・スケジューリング併用区間12は、パーシステント・スケジューリングによって固定的に割り当てられている無線リソース(サブフレーム)の前後3サブフレームの範囲に限定されるわけではなく、例えば、前後2サブフレームずつ、前後4サブフレームずつにする等、設計により適宜選択できる。
このようなダイナミック・スケジューリング併用区間12は、システム設計時に予め決められていてもよいし、上位レイヤのシグナリング等により設定されてもよい。
無線基地局が、移動局に対して、パーシステント・スケジューリングによって固定的に割り当てられている無線リソース(初回送信用の無線リソース)を用いて、VoIPパケットを送信している期間中に、かかる初回送信用の無線リソースでは送信しきれないデータ量のVoIPパケットが到着した場合、或いは、かかる移動局に対してDCCH等の制御チャネルを介して下り制御情報を送信する必要性が生じた場合、無線基地局は、ダイナミック・スケジューリング併用区間12の範囲内で、無線状態の良好な無線リソースを選択して割り当て、かかる移動局に対して、割り当てた無線リソースを送信するように構成されている。
移動局は、パーシステント・スケジューリングによって割り当てられている送信タイミングに合わせたダイナミック・スケジューリング併用区間12の間は、通常受信状態(ON状態)になっているので、共通制御チャネル(例えば、L1/L2制御チャネル)や共有データチャネルを用いて送信される下り制御情報や下りデータを適切に受信することができる。
すなわち、移動局は、音声パケットを間欠受信するのと近似したタイミングで、動的な送信タイミングで、共通制御チャネル(例えば、L1/L2制御チャネル)や共有データチャネルを用いて送信される下り制御情報や下りデータを受信することができる。
移動局は、ダイナミック・スケジューリング併用区間12以外の区間を、OFF状態にすることによって、バッテリーの節約も実現され、動的な無線リソースの割り当てと、バッテリーの節約とを両立することができる。
なお、移動局は、ダイナミック・スケジューリング併用区間12において、共有データチャネルを介した下りデータの受信に失敗した場合は、無線基地局に対して、かかる下りデータについての再送要求を送る。
ここで、移動局は、上述の再送要求を送信すると、所定時間経過後、例えば、無線基地局との間のラウンド・トリップ時間の経過後に、自動的に、通常受信状態(ON状態)に移行して、再送用チャネルを介して再送された下りデータの受信に備える。
図3は、図2のような無線リソース割り当て制御を行う無線基地局の概略ブロック図である。無線基地局10は、RRC(無線リソース管理:Radio Resource Control)エンティティ11と、RLC(無線リンク管理:Radio Link Control)エンティティ12と、MAC制御部13と、スケジューラ14と、スケジューリング情報生成部15と、バッファ16と、送信部17と、受信部18と、再送要求判定部19とを含む。
上位層データは、RLCエンティティ12に入力される。上位層データは、U-Planeデータ(例えば、VoIPパケット)であってもよいし、C-planeデータ(例えば、ダイナミック・スケジューリング併用区間12を指定するRRCメッセージ)であってもよい。
RLCエンティティ12は、入力された上位層データを分割して、スケジューラ14に入力するように構成されている。
スケジューラ14は、入力された上位層データから、L1/L2制御チャネル等の共通制御チャネルを介して送信する下り制御情報や、共有データチャネルを介して送信する下りデータを生成して、バッファ16にバッファリングするように構成されている。
スケジューラ14のダイナミック・スケジューリング部22は、パーシステント・スケジューリング部21によって固定的に割り当てられた無線リソースを用いて下りデータを移動局に対して送信している期間に、かかる移動局に対して割り当てられる無線リソースを変更するように構成されている。
具体的には、ダイナミック・スケジューリング部22は、パーシステント・スケジューリング部21によって固定的に割り当てられているサブフレーム(送信タイミング)の前後に渡る所定数のサブフレーム(ダイナミック・スケジューリング併用区間12)の範囲内で、移動局に対して追加の無線リソースを割り当てるように構成されている。
例えば、ダイナミック・スケジューリング部22は、上述のダイナミック・スケジューリング併用区間12の範囲内で、共有データチャネルを介して送信される下りデータに対して送信機会を動的に割り当てることができ、また、共通制御チャネルを介して送信される下り制御情報に対して送信機会を動的に割り当てることができる。
また、例えば、ダイナミック・スケジューリング部22は、パーシステント・スケジューリング部21によって固定的に割り当てられているサブフレーム(ダイナミック・スケジューリング併用区間12の範囲内)において、移動局に対して追加の無線リソースを割り当てることによって、かかる移動局に対して割り当てられる無線リソースを変更するように構成されていてもよい。
一方、スケジューラ14のパーシステント・スケジューリング部21は、移動局に対して下りデータを送信する際に用いる無線リソース(サブフレーム(送信タイミング)及び周波数リソースブロック)を固定的に割り当てるように構成されている。
例えば、パーシステント・スケジューリング部21は、図4に示すようなパーシステント・スケジューリングのタイミングパターンを保持しており、VoIP等の一定種類のアプリケーション用データについての送信タイミングを制御するように構成されている。
図4の例では、パーシステント・スケジューリング部21は、一定周期ごとに、各移動局に対して、所定パターンで、周波数リソースブロックを割り当てるように構成されている。
また、パーシステント・スケジューリング部21は、移動局との間の伝搬環境が悪い場合には、使用する周波数リソースブロックを、所定パターンに従って変更するように構成されていてもよい。
例えば、パーシステント・スケジューリング部21は、下りデータとして、一定速度の低レート通信を行うアプリケーション用データ(例えば、VoIPパケット)を送信する際に、無線リソースを固定的に割り当てるように構成されている。
スケジューリング情報生成部15は、ダイナミック・スケジューリング部22の決定に従って、ダイナミック・スケジューリング情報を生成するように構成されている。また、スケジューリング情報生成部15は、パーシステント・スケジューリング部21の決定に従って、パーシステント・スケジューリング情報を生成するように構成されている。
また、ダイナミック・スケジューリング部22が、パーシステント・スケジューリング部21によって固定的に割り当てられているサブフレーム(ダイナミック・スケジューリング併用区間12の範囲内)において、移動局に対して追加の無線リソースを割り当てる場合、スケジューリング情報生成部15は、上述のダイナミック・スケジューリング情報を生成する代わりに、上述のパーシステント・スケジューリング情報の内容を変更するように構成されていてもよい。
かかる場合、スケジューリング情報生成部15は、所定期間(例えば、1パーシステント・スケジューリング期間)が経過した後、上述のパーシステント・スケジューリング情報の内容を、元の内容に戻すように構成されていてもよい。
送信部17は、スケジューリング情報生成部15によって生成されたスケジューリング情報に従って、該当する移動局に対して割り当てられている無線リソース(サブフレーム及び周波数リソースブロック)で、バッファリングされている下りデータを送信するように構成されている。
また、送信部17は、スケジューリング情報生成部15で生成されたパーシステント・スケジューリング情報に従って、該当する移動局に対して固定的に割り当てられている無線リソース(サブフレーム及び周波数リソースブロック)で、バッファリングされている下りデータを送信するように構成されている。
移動局から送信される下りデータに対する受信確認応答(ACK/NACK)は、受信部18で受信され、再送要求判定部19に入力される。
再送要求判定部19は、入力された受信確認応答に基づいて、当該下りデータについて再送を行うか否かについて判断し、かかる判断結果をスケジューラ14に入力するように構成されている。
スケジューラ14の再送制御部23は、入力された再送要求についての判断結果に応じて、当該下りデータの再送のためのスケジューリングを行うように構成されている。
なお、パーシステント・スケジューリングによって送信される下りデータ(VoIPパケット等)については、初回送信から一定時間(例えば、ラウンド・トリップ時間)ごとに、所定のサブフレームを割り当てる方式(同期型再送制御)を用いて再送することが望ましい。
追加で割り当てられる無線リソースについては、ダイナミック・スケジューリングを実現するために送信されるチャネル(L1/L2制御チャネル)を用いて、初回送信から一定時間(例えば、ラウンド・トリップ時間)経過後の任意のサブフレームに割り当てる方式(非同期型再送制御)を用いて再送してもよいが、移動局の間欠受信効果を維持する観点からは、追加で割り当てられる無線リソースについても、同期型再送制御を用いて再送することが望ましい。
以上述べたように、本実施形態によれば、音声通話やテレビ電話(VoIP)等の一定速度かつ低レートのトラヒックについては、一定周期で無線リソースを割り当てるパーシステント・スケジューリングに基づいてパケットの送信を行うように構成されている。
そして、固定的に割り当てられる初回送信用の無線リソースでは送信しきれない下りデータが生じた場合は、パーシステント・スケジューリングによって固定的に割り当てられている送信タイミングの前後の所定の併用範囲内で、追加の下りデータや、個別制御チャネルを介して送信する制御情報に対して、動的に無線リソースを割り当てる(ダイナミック・スケジューリングを行う)ように構成されている。
これにより、移動局では、所定タイミングで所定期間だけ通常受信状態(ON状態)になることで、L1/L2制御チャネルを適切に受信できると同時に、間欠受信の効果も維持することができる。
すなわち、本実施形態の構成によれば、パーシステント・スケジューリングで、サービスを受けている移動局が、L1/L2制御チャネル(共通制御チャネル)等を介して制御情報を受信するために、常時、通常受信状態(ON状態)でいる必要がなくなるため、間欠受信によるバッテリー・セイビング効果が期待できる。
なお、日本国特許出願第2006-169457号(2006年6月19日出願)の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
また、「Ericsson、R1-060099、“Persistent Scheduling for E-UTRA”、3GPP TSG-RAN Wg1 LTE AdHoc、Helsinki、Finland、2006年1月23-25日」の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
また、「Qualcomm Europe、R1-060173、“Considerations for Control Signaling Support of Real Time Services”、3GPP TSG-RAN WG1 LTE AdHoc、Helsinki、Finland、2006年1月23-25日」の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
さらに、「Qualcomm Europe、R1-060550、“Further Details on HS-SCCH-less Operation for VoIP Traffic”、3GPP TSG-RAN WG2 Meeting #51、Denver、Colorado、USA、2006年2月13-17日」の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
産業上の利用の可能性
以上説明したように、本発明の実施例によれば、パーシステント・スケジューリングが行われている期間において、移動局に対して、パーシステント・スケジューリングとダイナミック・スケジューリングとを併用した場合でも、効率的なバッテリー・セイビング効果を得ることができる無線リソース割り当て方法及び無線基地局を提供することができる。

Claims (9)

  1. 無線基地局が、パーシステント・スケジューリングによって、移動局に対して下りデータを送信する際に用いる無線リソースを固定的に割り当てる工程と、
    前記無線基地局が、前記パーシステント・スケジューリングが適用されている期間に、ダイナミック・スケジューリングによって、前記移動局に対して割り当てられる無線リソースを変更する工程Bと
    を有し、
    前記移動局は、前記パーシステント・スケジューリングと前記ダイナミック・スケジューリングとが併用されるダイナミック・スケジューリング併用区間以外の区間における受信をOFF状態とすることを特徴とする無線リソース割り当て方法。
  2. 前記パーシステント・スケジューリングによって、前記無線リソースとして、前記移動局に対して下りデータを送信するためのサブフレームが、固定的に割り当てられており、
    前記工程Bにおいて、前記無線基地局が、前記パーシステント・スケジューリングによって固定的に割り当てられている前記サブフレームの前後に渡る所定数のサブフレームの範囲内で、前記ダイナミック・スケジューリングによって、前記移動局に対して追加の無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項1に記載の無線リソース割り当て方法。
  3. 前記パーシステント・スケジューリングは、前記下りデータとして、一定速度の低レート通信を行うアプリケーション用データを送信する際に適用されることを特徴とする請求項1に記載の無線リソース割り当て方法。
  4. 前記工程Bにおいて、前記無線基地局が、共有データチャネルにおいて、前記移動局に対する前記追加の無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項2に記載の無線リソース割り当て方法。
  5. 前記移動局は、
    前記ダイナミック・スケジューリング併用区間において、共有データチャネルを介した下りデータの受信に失敗した場合、前記無線基地局に対して、前記下りデータについての再送要求を送信するステップと、
    前記再送要求の送信から所定時間経過後、通常受信状態に移行して、再送用チャネルを介して再送された下りデータの受信に備えるステップと
    をさらに備える請求項1に記載の無線リソース割り当て方法。
  6. 移動局に対して下りデータを送信する際に用いる無線リソースを固定的に割り当てるように構成されているパーシステント・スケジューリング部と、
    前記固定的に割り当てられた前記無線リソースを用いて前記下りデータを前記移動局に対して送信している期間に、該移動局に対して割り当てられる無線リソースを変更するように構成されているダイナミック・スケジューリング部と
    を具備し
    前記ダイナミック・スケジューリング部は、前記パーシステント・スケジューリングと前記ダイナミック・スケジューリングとが併用されるダイナミック・スケジューリング併用区間以外の区間における受信をOFF状態とする前記移動局に対して割り当てられる無線リソースを変更することを特徴とする無線基地局。
  7. 前記パーシステント・スケジューリング部は、前記無線リソースとして、前記移動局に対して前記下りデータを送信するためのサブフレームを固定的に割り当てるように構成されており、
    前記ダイナミック・スケジューリング部は、前記パーシステント・スケジューリング部によって固定的に割り当てられている前記サブフレームの前後に渡る所定数のサブフレームの範囲内で、前記移動局に対して追加の無線リソースを割り当てるように構成されていることを特徴とする請求項に記載の無線基地局。
  8. 前記パーシステント・スケジューリング部は、前記下りデータとして、一定速度の低レート通信を行うアプリケーション用データを送信する際に、前記無線リソースを固定的に割り当てるように構成されていることを特徴とする請求項に記載の無線基地局。
  9. 前記ダイナミック・スケジューリング部は、共有データチャネルにおいて、前記移動局に対する前記追加の無線リソースを割り当てるように構成されていることを特徴とする請求項に記載の無線基地局。
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