JP5206195B2 - 基地局、通信端末、基地局の通信方法、通信端末の通信方法、通信システム - Google Patents

基地局、通信端末、基地局の通信方法、通信端末の通信方法、通信システム Download PDF

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Description

本件は、基地局、通信端末、基地局の通信方法、通信端末の通信方法、通信システムに関する。本件は、例えば、通信端末と基地局とを有する無線通信システムに用いられる場合がある。
3rd Generation Partnership Project(3GPP)で標準化が進んでいるLong Term Evolution(LTE)や、標準規格のWorldwide Interoperability for Microwave Access(WiMAX)等では、無線通信に使用できる無線リソースに限りがある。無線リソースには、例えば、時間軸方向のリソース(タイムスロット)と周波数軸方向のリソース(周波数リソースあるいは周波数帯域)とが含まれる。
複数の通信端末が基地局と無線による通信を行なう場合、基地局は、通信効率の低下を防ぐため、各通信端末に対する無線リソース割り当て(スケジューリング)の最適化や、各通信端末に適した通信方式の選択を行なう場合がある。
無線リソースの割り当て方を決める指標としては、例えば、送受信データ量、Quality of Service(QoS)、基地局と通信端末との間の伝搬環境(品質)、基地局との送受信を希望する通信端末数、などがある。
基地局は、例えば、上記指標を基にして、図12に例示するようなスケジューリングを行なう。図12は、通信端末A〜C宛のデータ(ユーザデータや制御情報)が、タイムスロット及び周波数リソースで規定される二次元の無線リソース(通信領域)に割り当てられて送信される例を示している。
特開2005−341176号公報 特開平9−205396号公報
しかしながら、従来技術においては、バッテリ残量の異なる通信端末に対しても同じ基準で無線リソースの割り当て(スケジューリング)を行なうことができるに留まる。
本件の目的の一つは、通信端末のバッテリ情報に基づいた無線リソースの割り当てを行なうことで、通信端末のバッテリ消費を抑制することにある。
なお、前記目的に限らず、後述する実施形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも他の目的の一つとして位置付けることができる。
例えば、以下の手段を用いる。
(1)複数の通信端末と通信しうる基地局であって、前記複数の通信端末から当該通信端末のバッテリの消費を抑制するための情報を受信する受信部と、前記受信部で前記情報を受信すると前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを減少させる一方、前記バッテリの残量が所定の閾値以上である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを前記減少に応じて増加させる制御を行なう制御部と、をそなえた基地局を用いることができる。
(2)また、複数の通信端末と通信しうる基地局であって、前記複数の通信端末から当該通信端末のバッテリの消費を抑制するための情報を受信する受信部と、前記受信部で前記情報を受信すると、前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛のデータの送信タイミング数を減少させるとともに、前記バッテリの残量が所定の閾値未満である前記通信端末宛の前記データの送信に用いる周波数リソースを増加させる制御を行なう制御部と、をそなえた基地局を用いることができる。
)また、基地局と通信しうる通信端末であって、前記基地局宛に自局のバッテリの消費を抑制するための情報を送信する送信部と、前記情報を受信すると、前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを減少させる一方、前記バッテリの残量が所定の閾値以上である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを前記減少に応じて増加させる制御を行なう前記基地局が制御した無線リソースを用いて前記基地局からデータを受信するデータ受信部と、をそなえた通信端末を用いることができる。
)さらに、複数の通信端末と通信しうる基地局の通信制御方法であって、前記複数の通信端末から当該通信端末のバッテリの消費を抑制するための情報を受信し、前記情報を受信すると前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを減少させる一方、前記バッテリの残量が所定の閾値以上である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを前記減少に応じて増加させる制御を行なう、基地局の通信制御方法を用いることができる。
)また、基地局と通信しうる通信端末の通信制御方法であって、前記基地局宛に自局のバッテリの消費を抑制するための情報を送信し、前記情報を受信すると、前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを減少させる一方、前記バッテリの残量が所定の閾値以上である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを前記減少に応じて増加させる制御を行なう前記基地局が制御した無線リソースを用いて前記基地局からデータを受信する、通信端末の通信制御方法を用いることができる。
)さらに、複数の通信端末と通信しうる基地局と、前記基地局と通信しうる前記通信端末と、前記複数の通信端末から当該通信端末のバッテリの消費を抑制するための情報を受信する受信部と、前記受信部で前記情報を受信すると前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを減少させる一方、前記バッテリの残量が所定の閾値以上である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを前記減少に応じて増加させる制御を行なう制御部と、前記受信部宛に前記情報を送信する送信部と、前記制御部により制御された前記無線リソースを用いて前記データを受信するデータ受信部と、をそなえた通信システムを用いることができる。
通信端末のバッテリ消費を抑制することが可能である。
以下、図面を参照して実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本実施形態は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(各実施形態を組み合わせる等)して実施することができる。
〔1〕一実施形態
近年、3GPPにおいて、通信端末が基地局へ通信端末のバッテリ残量を報告することによる、効果的な通信制御の可能性が審議され始めている。現段階では具体的な通信制御方法は仕様化されていないが、今後は、その具体的な通信制御方法について積極的に議論されることが予想される。そこで、本実施形態では、通信端末のバッテリ残量に基づく無線リソースの割り当て(スケジューリング)について提案する。
図1は、一実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。
この図1に示す無線通信システムは、例示的に、基地局(例えば、e-Node B、eNB)10と、eNB10と無線通信しうる通信端末(User Equipment、UE)20−A,20−B,20−Cとをそなえる。なお、以下において、UE20−A,20−B,20−Cを区別しない場合は、単にUE20と表記する。また、UE20及びeNB10それぞれの数は、図1に例示する数に限定されない。
以下では、eNB10からUE20への通信方向を下りと称する。また、UE20からeNB10への通信方向を上りと称する。
eNB10は、例えば、上位装置(図示省略)とUE20との間のデータや呼の中継、通信制御を行なうことができ、UE20は、データや呼の送受信を行なうことができる。なお、データには、ユーザデータ、制御情報が含まれ得る。
UE20は、eNB10からの下りデータを受信処理し、その受信処理結果をeNB10に報告する。例えば、UE20は、前記下りデータをエラーなく受信できれば、ACK(ACKnowledge)を、エラーが発生した場合にはNACK(Not ACKnowledge)を、それぞれeNB10に返信する。eNB10は、ACKを受信した場合は、当該EU20宛の新規データの送信を行ない、NACKを受信した場合は、エラーしたデータの再送を行なう。
また、UE20は、通常の通信に加えて、定期あるいは不定期に、自局20のバッテリ残量に関する情報(以下、バッテリ情報ともいう)をeNB10に報告する。
図1には、例示的に、UE20−Aのバッテリ(電池)残量が所定の閾値未満であり(つまり、電池残量が十分でない)、UE20−B及び20−Cのバッテリ残量が前記所定の閾値以上(つまり、電池残量が十分である)となっている様子を示している。
各UE20からバッテリ情報の報告を受けたeNB10は、各UE20のバッテリ残量を管理(監視)する。そして、バッテリ残量が十分でないUE20−Aに対しては、UE20−A宛のデータの送信機会(タイミング)が通常の場合よりも減少するように無線リソースの割り当て(スケジューリング)を行なう。なお、通常の場合とは、バッテリ残量が所定の閾値以上で十分な場合を意味する。
例えば、図2の(1)に例示するように、各UE20−A,20−B,20−Cのバッテリ残量が十分な場合、eNB10は、各UE20−A,20−B,20−C宛の下りデータ(A,B,C)に対して周波数及び時間方向に分散するように無線リソースの割り当てを行なう。この例では、第1の送信機会では下りデータA,B,Cが異なる周波数で送信され、第2の送信機会では下りデータA,Cが異なる周波数で送信され、第3及び第4の送信機会ではそれぞれ下りデータA,B,Cが異なる周波数で送信されることになる。つまり、UE20−A宛の下りデータAに着目すると、4回の送信機会が割り当てられる。
これに対して、例えば図2の(2)に示すように、UE20−B,20−Cのバッテリ残量が十分で、UE20−Aのバッテリ残量が少ない場合、eNB10は、バッテリ残量の少ないUE20−A宛の下りデータAの送信機会が、図2の(1)の場合よりも減るように、無線リソースの割り当てを行なう。この例では、eNB10は、図2の(1)において下りデータAについて4回の送信機会に分散して割り当てられていた周波数リソースを第3の送信機会に集約して下りデータAに割り当てる。
したがって、図2の(1)では4回の送信機会で分散して送信されるUE20−A宛の下りデータAが、第3の送信機会においてまとめて送信されることになる。また、この場合、図2の(1)において第3の送信機会以外の送信機会に下りデータAに割り当てられる予定であった無線リソースは、下りデータA以外のデータB,Cに割り当てることが可能となる。つまり、第3の送信機会以外の送信機会では、データB,Cに割り当てる周波数リソースを増やすことができる。これにより、第3の送信機会に下りデータB,Cに割り当てられる予定であった周波数リソースを、第3の送信機会以外の送信機会で保障することが可能となる。
なお、以下において、図2の(1)に例示するように、各UE20のバッテリ残量が十分な場合のスケジューリングを通常モード、図2の(2)に例示するように、バッテリ残量が十分でないUE20が存在する場合のスケジューリングを優先モード、とそれぞれ称することがある。また、スケジューリングは、所定の単位時間毎(周期)に繰り返し実施される。前記単位時間は、例えばLTEの場合、Transmission Time Interval(TTI)とすることができる。通常モードでは、eNB10は、例えば図4に例示するように、送受信データ量,QoS,eNB10とUE20との間の通信環境(伝搬路品質),eNB10との送受信を希望するUE20の数などに基づいて、無線リソースの割り当てを行なう。
通常モードによるスケジューリングでは、例えば図2の(1)に示したように、各UE20宛の送信データA,B,Cが、周波数方向及び時間軸方向にまばらに割り当てられる。
一方、優先モードでは、送受信データ量,QoS,通信環境などよりも、バッテリ(電池)残量に重点をおいてスケジューリングを行なう。この優先モードによるスケジューリングでは、例えば図2の(2)に示したように、バッテリ残量が十分でないUE20−A宛の送信データAが、周波数方向にまとめられる(積み重なる)ように割り当てられる。
したがって、UE20−Aでは、下りデータAの受信処理期間を短くすることができ、また、受信処理結果(ACK/NACK)の送信回数も減らすことができる。例えば、図3(A)に示すように、各UE20のバッテリ残量が十分である場合は、通常モードのスケジューリングによって、UE20−A宛の下りデータAの送信機会は3回あるので、UE20−Aは、各受信データAに対してそれぞれ応答信号(ACK/NACK)をeNB10に送信する。
一方、例えば、図3(B)に示すように、UE20−Aのバッテリ残量が所定の閾値未満となった場合は、eNB10は、優先モードのスケジューリングを行なうことで、UE20−A宛の下りデータAの送信機会を第3の送信機会の1回とする。これにより、UE20−Aは、受信データに対する応答信号(ACK/NACK)をeNB10に対して1回送信するだけでよい。
したがって、バッテリ残量の十分でないUE20−Aのバッテリ消費を抑制することが可能となる。
なお、優先モードにおいて、他の第1及び第2の送信機会については、UE20−A宛の下りデータAに周波数リソースを割り当てなくて良いので、その分、バッテリ残量が十分であるUE20−B及び20−C宛の下りデータB,Cの送信に用いる周波数リソース(帯域)を増やすことができる。
したがって、優先モードでのUE20−Aについてのスケジューリング変更によって、他のUE20−B,20−C宛の下りデータB,Cの送信に用いる周波数リソースが不足することを防止することも可能となる。
これにより、第3の送信機会に下りデータB,Cに割り当てられる予定であった周波数リソースを、第3の送信機会以外の送信機会で保証することが可能となる。
〔2〕無線通信システムの具体例
以下、上述した無線通信システムの詳細について説明する。
(2.1)eNB10
図5は一実施形態に係るeNB10の構成例を示すブロック図である。この図5に例示するeNB10は、例示的に、送受信アンテナ11と、無線部12と、チャネル分離部13と、伝搬路状態測定部14と、報告情報復号部15と、スケジューラ16と、制御情報作成部17と、下り信号作成部18と、をそなえる。
ここで、送受信アンテナ11は、UE20から送信される上り無線信号を受信するとともに、UE20宛の下り無線信号を送信する無線インタフェースである。ただし、アンテナは送信用と受信用とで個別に設けてもよい。
無線部(RF部)12は、送受信アンテナ11でUE20から受信した無線信号に所定の無線受信処理を施す一方、UE20宛に送信する下りデータに所定の無線送信処理を施す。前記無線受信処理には、例示的に、受信無線信号の低雑音増幅、ベースバンド周波数への周波数変換(ダウンコンバージョン)、AD(アナログ/ディジタル)変換などの処理が含まれる。また、例示的に、前記無線送信処理には、UE20宛の送信データのDA(ディジタル/アナログ)変換、無線周波数への周波数変換(アップコンバージョン)、電力増幅などの処理が含まれる。
チャネル分離部13は、無線部12で所定の無線受信処理を施された受信信号から、UE20からの報告情報(制御情報)や、伝搬路測定信号、その他のチャネル信号をチャネル毎に分離する。
上記報告情報には、例えば、ACK/NACK信号や、UE20での受信品質を表すCQI(Channel Quality Indicator)などが含まれるほか、本例では、各UE20のバッテリ残量を示す数値情報(バッテリ残量情報又はバッテリ情報ともいう)が含まれる。この報告情報は、チャネル分離部13によりチャネル分離された後、報告情報復号部15へ送出される。
また、上記伝搬路測定信号は、例えばパイロット信号やリファレンス信号(RS)などと呼ばれる、既知の信号であり、チャネル分離部13によりチャネル分離された後、伝搬路状態測定部14へ送出される。
さらに、上記その他のチャネル信号は、他の制御情報の伝送に用いられる制御チャネルの信号や、ユーザデータの伝送に用いられるデータチャネルの信号などである。当該チャネル信号は、チャネル分離部13によりチャネル分離された後、各チャネル種類に応じた受信処理部(図示省略)に送出され、各種のベースバンド受信処理が施される。
伝搬路状態測定部(伝搬路測定部)14は、チャネル分離部13からの伝搬路測定信号に基づいて、eNB10とUE20との間の上り伝搬路状態を測定する。例示的に、伝搬路状態測定部14は、UE20から上り伝搬路を介して受信した伝搬路測定信号と当該信号のレプリカとを比較することで、上り伝搬路状態(伝搬路品質)を測定することができる。なお、eNB10は、例えば、前記CQIを基に上り伝搬路品質を推定(検出)することも可能である。
報告情報復号部15は、UE20から受信した報告情報を復号する。この報告情報には、上述のように、各UE20のバッテリ残量を示すバッテリ情報が含まれている。
つまり、送受信アンテナ11,無線部12,チャネル分離部13及び報告情報復号部15は、複数のUE20から当該UE20のバッテリ情報を受信する受信部の一例として用いられる。
本例では、例示的に、上記伝搬路状態測定部14により得られた上り伝搬路品質(あるいはUE20から受信する下り伝搬路品質)及び上記報告情報復号部15により得られたバッテリ情報が、スケジューラ16へ送出される。
スケジューラ(制御部)16は、伝搬路状態測定部14で測定された伝搬路品質や、UE20から受信した上記バッテリ情報を、スケジューリングパラメータとして用い、下りデータの送信に用いる無線リソース(周波数、タイムスロット)の割り当て(スケジューリング)を行なう。そのスケジューリング結果は、UE20に通知することができる。UE20は、この通知を受けることで、どの周波数、タイムスロットで自局20宛の下りデータが送信されるかを認識することができ、認識した周波数、タイムスロットで下りデータの受信処理を適切に行なうことが可能となる。この通知には、例えば、下りの制御チャネルを用いることができる。その場合、前記スケジューリング結果は、下りの制御情報の1つとして、制御情報作成部17に通知される。
例えば、本例のスケジューラ16は、バッテリ残量が所定の閾値未満であるUE20宛の下りデータの送信機会を減少させる制御を行なう。その際、スケジューラ16は、併せて、当該送信機会における周波数リソースを増加させることもできる。また、この増加に伴って、他の送信機会における他のUE20宛の下りデータに割り当てる周波数リソースを増やすこともできる。
ここで、バッテリ残量が所定の閾値未満のUE20宛の下りデータの送信機会は、伝搬路状態測定部14により測定された伝搬路品質が所定の品質以上である送信機会に選ぶとよい。これによれば、バッテリ残量の十分でないUE20−A宛のデータの送信機会を減らしたことに伴って、UE20−Aでの受信成功率が低下することを防止することができる。
例えば、優先モードのスケジューリングにより、たとえバッテリ残量の十分でないUE20−Aへの送信頻度を減らしたとしても、UE20−Aに正しくデータが届かなければ、eNB10はNACKを受信することで再送を行なう。結果として、UE20−Aでの受信頻度を削減することにはならず、バッテリ消費量も抑制できない。
そこで、本例のスケジューラ16は、図7に例示するように、UE20−Aの電池消耗により、優先モードのスケジューリングを行なう場合、上記伝搬路品質に基づき、UE20−A宛の下りデータの送信機会(タイミング)を他の送信機会よりも伝搬路品質の良いタイミングに決定することができる。
例えば、スケジューラ16は、あるスケジューリング周期において、図7中の符号「a」に示す送信タイミングをUE20−A宛の下りデータに割り当てようとする。
このとき、スケジューラ16は、伝搬路状態測定部14での測定結果から、この送信タイミング(符号「a」のタイミング)におけるeNB10とUE20−Aとの間の下り伝搬路品質が所定の品質未満であることを検知する。
すると、スケジューラ16は、この送信タイミングをUE20−A宛の下りデータの送信タイミングとは決定せずに、eNB10とUE20−Aとの間の伝搬路品質が所定の品質以上である送信タイミングを待つ。
図7に示す例では、スケジューラ16が、伝搬路状態測定部14での測定結果から、符号「a’」に示す送信タイミングにおける伝搬路品質が上記所定の品質以上となったことを検知する。
すると、スケジューラ16は、符号「a’」に示す送信タイミングでUE20−A宛のデータを送信するようにスケジューリングを行なう。
このように、本例のeNB10は、できるだけ伝搬路品質(通信品質)が良い送信タイミング(図7では、符号「a’」に示す送信タイミング)まで待って、UE20−A宛のデータを送信するようにスケジューリングすることができる。したがって、再送の発生率を低減して、UE20−Aのバッテリ消費を抑制することができる。
ここで、図8に示すように、伝搬路状態測定部14は、例えば、無線リソースを構成するサブフレーム毎に伝送路品質(チャネル状態)を測定することもできる。
この図8に示す例では、スケジューラ16は、例えば、バッテリ残量が上記所定の閾値以上のUE20−B,20−Cについては、1サブフレームに1サブバンド(分割帯域)を割り当てるようなスケジューリングを行なうことができる。
一方、バッテリ残量が上記所定の閾値未満のUE20−Aについては、伝搬路状態測定部14により、各サブフレームのチャネル状態がそれぞれ測定される。そして、スケジューラ16は、例えば、各チャネル状態測定結果に基づいて、チャネル状態の良い方のサブフレームに2サブバンドをまとめて割り当てることができる。例えば、図8中のチャネル状態1の品質よりもチャネル状態2の品質の方が良い場合、スケジューラ16は、サブフレーム2に2サブバンドをまとめて割り当てる。
このように、スケジューラ16は、バッテリ残量が十分でないUE20−Aに対しては、2サブフレームに一度、2サブバンドをまとめて割り当てるようなスケジューリングを行なうようにしてもよい。一方、バッテリ残量が十分であるUE20−B,20−Cに対しては、1サブフレームに一度、1サブバンドずつ割り当てるようなスケジューリングを行なうようにしてもよい。
なお、スケジューラ16は、いずれのチャネル状態も上記所定の品質未満であると判断した場合は、次の周期(2サブフレーム後)において、同様の通信制御を行なうこともできる。
以上のように、スケジューラ16は、伝搬路品質を考慮したケジューリングを行なうことにより、バッテリ残量の十分でないUE20−Aに対するデータ送信頻度をできるだけ少なくしながらも、通信の成功確率を高めることができる。
また、スケジューラ16は、UE20−Aから受信したバッテリ情報が前記所定の閾値以上に回復した場合、当該UE20−A宛の下りデータの送信機会を増加させたり、それまで割り当てられていた周波数リソースを減少させたりしてもよい。なお、バッテリ情報は、例えば、バッテリ26の充電などにより回復する。
さらに、スケジューラ16は、例えば、送受信データ量、Quality of Service(QoS)、eNB10とUE20との間の伝搬路品質、eNB10との送受信を希望するUE20の数などに基づいて、効率的な通信方式を選択することもできる。スケジューラ16により決定された無線リソースの割り当てや通信方式などに関する情報は、例えば、下り信号作成部18に通知される。
制御情報作成部17は、スケジューラ16によるスケジューリング結果(無線リソースの割り当てに関する情報)を作成する。
下り信号作成部18は、スケジューラ16によるスケジューリング結果などに基づいて、上記制御情報,UE20宛の下りデータ及び下り伝搬路測定信号などを下り無線リソースに割り当てる(マッピングする)。
このようにして、下り信号作成部18により作成された下り信号は、上述の無線部12及び送受信アンテナ11を介して、UE20へ無線送信される。
上述のように、本例のeNB10は、複数のUE20から各バッテリ情報を受信し、この各バッテリ情報に基づき、複数のUE20宛のデータの送信に用いる無線リソースの割り当て(スケジューリング)を制御する。
これにより、eNB10は、UE20のバッテリ残量を考慮したスケジューリングを行なうことができるので、UE20のバッテリ消費を抑制することが可能となる。
(2.2)eNB10の動作例
次に、上記eNB10の動作例(通信制御方法)について、図9を用いて説明する。
まず、図9に例示するように、eNB10により、各UE20宛のデータスケジューリングが開始されると、eNB10は、各UE20から定期あるいは不定期に、バッテリ情報(バッテリ残量値)を受信する。
すると、eNB10は、各バッテリ残量が所定の閾値以上であるかどうかを判定する(ステップS1)。
eNB10により、各バッテリ残量が上記所定の閾値以上であると判定されると(ステップS1のYesルート)、スケジューラ16は、上述の通常モードのスケジューリングを行なう(ステップS2)。
一方、eNB10により、バッテリ残量が上記所定の閾値以上でないUE20が存在すると判定されると(ステップS1のNoルート)、スケジューラ16は、上述の優先モードのスケジューリングを行なう。
このとき、伝搬路状態測定部14により、伝送路品質(チャネル状態)が所定の品質以上かどうかが判定される(ステップS3)。
当該チャネル状態が上記所定の品質以上であると判定されると(ステップS3のYesルート)、スケジューラ16は、当該スケジューリングに応じた送信タイミングにおける通信状況が良いと判断する。そして、スケジューラ16は、この送信タイミングでUE20−A宛の下りデータに周波数リソースをまとめて割り当てる(ステップS5)。
一方、上記チャネル状態が上記所定の品質未満であると判定されると(ステップS3のNoルート)、スケジューラ16は、次のスケジューリング周期で再度チャネル状態の良し悪しを判定する。
しかし、チャネル状態が上記所定の品質未満である状態が続くと、いつまでもUE20−A宛のデータが送信されない場合がある。
そこで、本例の通信制御方法では、例えば、スケジューラ16が、チャネル状態が上記所定の品質未満であると判定された回数(以下、判定回数という)が所定の回数以上であるかどうかを判断する(ステップS4)。
そして、上記判定回数が所定の回数以上であると判断された場合(ステップS4のYesルート)、チャネル状態に拘らず、UE20−A宛のデータに周波数リソースをまとめて割り当てるようにスケジューリングを行なう(ステップS5)。
一方、上記判定回数が所定の回数以上でないと判断された場合(ステップS4のNoルート)、スケジューラ16は、次のスケジューリング周期で再度チャネル状態の良し悪しを判定する(ステップS3)。
つまり、スケジューラ16は、伝搬路状態測定部14によりチャネル状態が所定の品質未満であると所定の期間(回数)測定された場合、前記チャネル状態が前記所定の品質未満であってもスケジューリングの実施を許容することができる。
また、本例の通信制御方法では、例えば、UE20−Aのバッテリ残量が上記所定の閾値以上に回復した場合、スケジューラ16は、当該UE20−A宛の下りデータの送信機会を増加させるようにスケジューリングしてもよい。また、スケジューラ16は、当該UE20−A宛の下りデータに割り当てられていた周波数リソースを減少させるようにしてもよい。
即ち、スケジューラ16が、UE20のバッテリ残量の回復を検出した場合、それまでの優先モードのスケジューリングから通常モードのスケジューリングに戻すこともできる。
なお、UE20−Aのバッテリ残量が上記所定の閾値未満である状態が続く場合、スケジューラ16は、当該UE20−Aに対して、上記優先モードのスケジューリングを維持することができる。
このような場合、バッテリ残量の十分でないUE20−Aのバッテリ消費は効果的に抑制されるが、当該UE20−Aのユーザにより意図的に、バッテリ残量が上記所定の閾値未満に維持されることがある。すると、他のUE20−B,20−C宛の下りデータのスケジューリングに影響を与えることとなる。
このような場合を考慮して、スケジューラ16は、例えば、あるUE20について、優先モードによるスケジューリングが所定の期間(あるいは、所定の回数)続いた場合、強制的に通常モードによるスケジューリングに戻すようにしてもよい。上記期間(あるいは回数)の計測には、例えば、カウンタを用いることができる。
また、上記期間(回数)は、例えば、eNB10及びUE20の通信量や、eNB10と接続を希望するUE20数などに応じて適応的に変更するようにしてもよい。なお、このような通信制御方法においても、UE20のバッテリ残量が回復した場合は、通常モードによるスケジューリングに戻すことができる。
このような通信制御方法によれば、ユーザにより意図的に、バッテリ残量が上記所定の閾値未満に維持されるような場合であっても、他のUE20に与える影響を抑制することが可能となる。
なお、本例の通信制御方法は、例えば、UE20のバッテリが切れた場合(つまり、UE20のバッテリ残量が0%となった場合)、そのUE20をスケジューリングの対象外としてもよい。
このように、本例では、eNB10が、複数のUE20から各バッテリ情報を受信し、これらのバッテリ情報に基づき、各UE20宛の下りデータのスケジューリングを制御するので、UE20のバッテリ消費を抑制することができる。
(2.3)UE20
図6は一実施形態に係るUE20の構成例を示すブロック図である。この図6に例示するUE20は、例示的に、送受信アンテナ21と、無線部22と、チャネル分離部23と、制御情報復号部24と、バッテリ残量測定部25と、バッテリ26と、報告情報作成部27と、上り信号作成部28と、をそなえる。
ここで、送受信アンテナ21は、eNB10から送信される下り無線信号を受信するとともに、eNB10宛の上り無線信号を送信する無線インタフェースである。このアンテナも送信用と受信用とで個別に設けてもよい。
無線部(RF部)22は、送受信アンテナ21でeNB10から受信した無線信号に所定の無線受信処理を施す一方、eNB10宛に送信する上りデータに所定の無線送信処理を施す。前記無線受信処理には、例示的に、受信無線信号の低雑音増幅、ベースバンド周波数への周波数変換(ダウンコンバージョン)、AD変換などの処理が含まれる。また、例示的に、前記無線送信処理には、UE20宛の送信データのDA変換、無線周波数への周波数変換(アップコンバージョン)、電力増幅などの処理が含まれる。
チャネル分離部23は、無線部22で所定の無線受信処理を施された受信信号から、eNB10からの制御情報や、その他のチャネル信号をチャネル毎に分離する。
上記制御情報には、例えば、ACK/NACK信号や、eNB10での受信品質を表すCQI、伝搬路測定信号などが含まれるほか、本例では、eNB10でのスケジューリング結果が含まれる。この制御情報は、チャネル分離部23によりチャネル分離された後、制御情報復号部24へ送出される。
また、上記伝搬路測定信号は、例えばパイロット信号やリファレンス信号(RS)などと呼ばれる、既知の信号であり、チャネル分離部23によりチャネル分離された後、伝搬路状態測定を行なう処理部(図示省略)へ送出される。
さらに、上記その他のチャネル信号は、他の制御情報の伝送に用いられる制御チャネルの信号や、ユーザデータの伝送に用いられるデータチャネルの信号などである。当該チャネル信号は、チャネル分離部23によりチャネル分離された後、各チャネル種類に応じた受信処理部(図示省略)に送出され、各種のベースバンド受信処理が施される。
制御情報復号部24は、eNB10から受信した制御情報を復号する。この制御情報には、上述のように、eNB10でのスケジューリング結果(上りリソース割り当て情報)が含まれている。この上りリソース割り当て情報は、上り信号作成部28へ送出される。
このように、送受信アンテナ21,無線部22及びチャネル分離部23は、eNB10がUE20のバッテリ情報に基づいて割り当てた無線リソースを用いてeNB10からデータを受信するデータ受信部の一例として用いられる。
バッテリ26は、UE20に電力を供給する。本例のバッテリ26には、例えば、一次電池(乾電池),二次電池(蓄電池),燃料電池及び生物電池などの化学電池や、光電池及び熱電池などの物理電池などを用いることができる。
バッテリ残量測定部25は、バッテリ26のバッテリ残量値を測定する。測定されたバッテリ残量値(バッテリ情報)は、報告情報作成部27に通知される。
報告情報作成部27は、上記バッテリ情報やACK/NACK、CQIなどの情報を含む、eNB10宛の報告情報を作成する。
即ち、報告情報作成部27,上り信号作成部28,無線部22及び送受信アンテナ21は、eNB10から受信した下りデータに対する応答信号の一例であるACK/NACKをeNB10宛に送信する応答信号送信部の一例として用いられる。
上り信号作成部28は、制御情報復号部24からの上りリソース割り当て情報に基づき、上記報告情報,上りデータ及び上り伝搬路測定信号などを上り無線リソースに割り当てる(マッピングする)。
このようにして、上り信号作成部28により作成された上り信号は、上述の無線部22及び送受信アンテナ21を介して、eNB10へ送信される。
即ち、バッテリ残量測定部25,報告情報作成部27,上り信号作成部28,無線部22及び送受信アンテナ21は、eNB10宛に自局20のバッテリ情報を送信する送信部の一例として用いられる。
上述のように、本例のUE20は、eNB10宛に自局20のバッテリ情報を送信し、eNB10が前記バッテリ情報に基づいて割り当てた無線リソースを用いてeNB10からデータを受信する。
なお、本例のUE20は、例えば、上記バッテリ情報を定期的にeNB10に報告するようにしてもよく、このようにすれば、eNB10は、各UE20のバッテリ残量を定期的に確認できるので、適応的にバッテリ残量に応じたスケジューリングを実施できる。
ただし、この場合、eNB10と接続しているが通信する予定のないUE20も定期的にバッテリ情報をeNB10に報告することになる。その結果、報告の周期が短い場合などでは、UE20のバッテリ消費を抑制することができない場合がある。
そこで、UE20は、例えば、上記バッテリ情報をeNB10宛の制御信号に含めて報告するようにしてもよい。
これによれば、バッテリ情報を報告するタイミングを最小限に抑制することができるので、UE20のバッテリ消費をより効果的に抑制することが可能となる。さらに、eNB10宛の制御信号にバッテリ情報を含めるので、eNB10及びUE20の装置構成の変更を最小限に留めることも可能となる。
また、本例のUE20は、例えば、自局20のバッテリ残量が所定の閾値未満となった場合に、バッテリ情報をeNB10宛の制御信号に含めて報告するようにしてもよい。
これによれば、UE20がバッテリ情報の報告の際に要する、バッテリ消費をさらに抑制することが可能となる。
なお、バッテリ情報を制御情報に含める場合の送信フレームフォーマットの一例を図10に示す。この図10において、PICHはパイロットチャネル(Pilot Channel)、CCHは制御チャネル(Control Channel)、DCHはデータチャネル(Data Channel)をそれぞれ表す。
この図10に例示するように、本例のUE20は、例えば、送信フレームの制御チャネルにバッテリ残量情報という項目(領域)を新たに追加して、バッテリ情報(バッテリ残量情報)を制御チャネルに含めて送信することができる。
ただし、図11に例示するように、本例のUE20は、例えば、送信フレームのデータチャネルにバッテリ情報という項目を新たに追加して、バッテリ情報をデータチャネルに含めて送信することもできる。この場合、バッテリ情報の位置については、eNB10とUE20とで、既知の情報(例えば、データチャネルの先頭から3ビットなど)とすることができる。
以上のように、本例のUE20は、自局20のバッテリ情報をeNB10宛に報告するので、eNB10は、UE20からのバッテリ情報を考慮して、無線リソースのスケジューリングを行なうことが可能となる。
例えば、eNB10により、バッテリ残量の少ないUE20宛のデータの送信タイミングを減少させたスケジューリングが施されるので、UE20は、eNB10宛の応答信号の送信回数を減少させることができる。その結果、UE20は、バッテリ消費を抑制することが可能となる。
〔3〕その他
なお、上述したeNB10及びUE20の各構成及び各処理は、必要に応じて取捨選択してもよいし、適宜組み合わせてもよい。
また、上記の例では、UE20がeNB10からの下りデータに対して応答信号を送信する場合について説明したが、UE20がeNB10でスケジューリングされたデータに対して送信するのであれば、上記と同様の効果を得ることができる。
さらに、上記の例では、eNB10及びUE20にて上記通信制御を実施する場合について説明したが、無線通信システムのその他の構成要素(エンティティ)にて上記通信制御を実施することも可能である。例えば、eNB10及びUE20の各構成及び各処理は、無線通信システムに分散させて配置してもよいし、1つの装置(例えば、eNB,UE,無線基地局制御装置など)に配置するようにしてもよい。
また、上記の例では、UE20がバッテリ情報を制御チャネルあるいはデータチャネルに含めてeNB10に報告する例について説明したが、その他の送信フレームフォーマットにおける各種領域にバッテリ情報を含めるようにしてもよい。例えば、eNB10との通信開始に使用されるランダムアクセスチャネル(Random Access Channel、RACH)を構成するプリアンブル部及びメッセージ部のうち、メッセージ部に上記バッテリ情報を含めるようにしてもよい。
さらに、上記の例では、下り方向(ダウンリンク)の通信について、上記スケジューリングを適用する例について説明したが、上り方向(アップリンク)の通信に上記スケジューリングを適用してもよい。
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
〔4〕付記
(付記1)
複数の通信端末と通信しうる基地局であって、
前記複数の通信端末から当該通信端末のバッテリ情報を受信する受信部と、
前記受信部で受信した前記バッテリ情報に基づき、前記複数の通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースの割り当てを制御する制御部と、
をそなえたことを特徴とする、基地局。
(付記2)
前記無線リソースは、複数の送信タイミングを含み、
前記制御は、
前記バッテリ情報が所定の閾値未満である通信端末宛の前記データの送信タイミング数を減少させる制御を含む、
ことを特徴とする、付記1記載の基地局。
(付記3)
前記無線リソースは、周波数リソースを含み、
前記制御は、
前記バッテリ情報が所定の閾値未満である通信端末宛の前記データの送信に用いる周波数リソースを増加させる制御を含む、
ことを特徴とする、付記2記載の基地局。
(付記4)
前記通信端末との間の伝搬路品質を測定する伝搬路測定部をそなえ、
前記制御は、
前記伝搬路測定部で測定された前記伝搬路品質が所定の品質以上である送信タイミングを、前記バッテリ情報が所定の閾値未満である通信端末宛の前記データの送信タイミングに選ぶ処理を含む、
ことを特徴とする、付記2又は付記3に記載の基地局。
(付記5)
前記制御は、
前記伝搬路測定部により前記伝搬路品質が所定の品質未満であると所定の期間測定された場合、前記伝搬路品質が前記所定の品質未満である送信タイミングの選択を許容する処理を含む、
ことを特徴とする、付記4記載の基地局。
(付記6)
前記制御は、
前記バッテリ情報が所定の閾値よりも大きい通信端末宛の前記データの送信に用いる周波数リソースを前記減少に応じて増加させる制御を含む、
ことを特徴とする、付記2〜5のいずれか1項に記載の基地局。
(付記7)
前記制御は、
前記バッテリ情報が前記所定の閾値以上に回復した通信端末宛の前記データの前記送信タイミング数を増加させる制御を含む、
ことを特徴とする、付記2〜6のいずれか1項に記載の基地局。
(付記8)
前記制御は、
前記バッテリ情報が前記所定の閾値以上に回復した通信端末宛の前記データの送信に用いる前記周波数リソースを減少させる制御を含む、
ことを特徴とする、付記3記載の基地局。
(付記9)
基地局と通信しうる通信端末であって、
前記基地局宛に自局のバッテリ情報を送信する送信部と、
前記基地局が前記バッテリ情報に基づいて割り当てた無線リソースを用いて前記基地局からデータを受信するデータ受信部と、
をそなえたことを特徴とする、通信端末。
(付記10)
前記データ受信部で受信した前記データに対する応答信号を前記基地局宛に送信する応答信号送信部と、
をそなえたことを特徴とする、付記9記載の通信端末。
(付記11)
前記送信部は、
前記情報を、制御チャネルの信号に含めて送信する、
ことを特徴とする、付記9又は付記10に記載の通信端末。
(付記12)
前記送信部は、
前記情報を、データチャネルの信号に含めて送信する、
ことを特徴とする、付記9又は付記10に記載の通信端末。
(付記13)
複数の通信端末と通信しうる基地局の通信制御方法であって、
前記複数の通信端末から当該通信端末のバッテリ情報を受信し、
受信した前記バッテリ情報に基づき、前記複数の通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースの割り当てを制御する、
ことを特徴とする、基地局の通信制御方法。
(付記14)
基地局と通信しうる通信端末の通信制御方法であって、
前記基地局宛に自局のバッテリ情報を送信し、
前記基地局が前記バッテリ情報に基づいて割り当てた無線リソースを用いて前記基地局からデータを受信する、
ことを特徴とする、通信端末の通信制御方法。
(付記15)
複数の通信端末と通信しうる基地局と、
前記基地局と通信しうる前記通信端末と、
前記複数の通信端末から当該通信端末のバッテリ情報を受信する受信部と、
前記受信部で受信した前記バッテリ情報に基づき、前記複数の通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースの割り当てを制御する制御部と、
前記受信部宛に前記バッテリ情報を送信する送信部と、
前記制御部により割り当てられた前記無線リソースを用いて前記データを受信するデータ受信部と、
をそなえたことを特徴とする、通信システム。
一実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。 図1に示す基地局のスケジューリングの一例を示す図である。 図1に示す通信端末の応答方法の一例を示す図である。 スケジューリングに用いられるパラメータの一例を示す図である。 図1に示す基地局の構成例を示すブロック図である。 図1に示す通信端末の構成例を示すブロック図である。 図5に示す基地局のスケジューリングの一例を示す図である。 図5に示す基地局のスケジューリングの一例を示す図である。 図5に示す基地局の動作例を示すフローチャートである。 バッテリ情報送信方法の一例を示す図である。 バッテリ情報送信方法の一例を示す図である。 無線リソーススケジューリングの一例を示す図である。
符号の説明
10 基地局(eNB)
11 送受信アンテナ
12 無線部
13 チャネル分離部
14 伝搬路状態測定部
15 報告情報復号部
16 スケジューラ
17 制御情報作成部
18 下り信号作成部
20,20−A,20−B,20−C 通信端末(UE)
21 送受信アンテナ
22 無線部
23 チャネル分離部
24 制御情報復号部
25 バッテリ残量測定部
26 バッテリ
27 報告情報作成部
28 上り信号作成部

Claims (10)

  1. 複数の通信端末と通信しうる基地局であって、
    前記複数の通信端末から当該通信端末のバッテリの消費を抑制するための情報を受信する受信部と、
    前記受信部で前記情報を受信すると前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを減少させる一方、前記バッテリの残量が所定の閾値以上である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを前記減少に応じて増加させる制御を行なう制御部と、
    をそなえたことを特徴とする、基地局。
  2. 前記無線リソースは、複数の送信タイミングを含み、
    前記制御は、
    前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛の前記データの送信タイミング数を減少させる制御を含む、
    ことを特徴とする、請求項1記載の基地局。
  3. 複数の通信端末と通信しうる基地局であって、
    前記複数の通信端末から当該通信端末のバッテリの消費を抑制するための情報を受信する受信部と、
    前記受信部で前記情報を受信すると、前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛のデータの送信タイミング数を減少させるとともに、前記バッテリの残量が所定の閾値未満である前記通信端末宛の前記データの送信に用いる周波数リソースを増加させる制御を行なう制御部と
    をそなえたことを特徴とする、基地局。
  4. 前記通信端末との間の伝搬路品質を測定する伝搬路測定部をそなえ、
    前記制御は、
    前記伝搬路測定部で測定された前記伝搬路品質が所定の品質以上である送信タイミングを、前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛の前記データの送信タイミングに選ぶ処理を含む、
    ことを特徴とする、請求項2記載の基地局。
  5. 前記制御は、
    前記伝搬路測定部により前記伝搬路品質が所定の品質未満であると所定の期間測定された場合、前記伝搬路品質が前記所定の品質未満である送信タイミングの選択を許容する処理を含む、
    ことを特徴とする、請求項4記載の基地局。
  6. 前記制御は、
    前記バッテリの残量が所定の閾値以上の通信端末宛の前記データの送信に用いる周波数リソースを前記減少に応じて増加させる制御を含む、
    ことを特徴とする、請求項2,4及び5のいずれか1項に記載の基地局。
  7. 基地局と通信しうる通信端末であって、
    前記基地局宛に自局のバッテリの消費を抑制するための情報を送信する送信部と、
    前記情報を受信すると、前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを減少させる一方、前記バッテリの残量が所定の閾値以上である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを前記減少に応じて増加させる制御を行なう前記基地局が制御した無線リソースを用いて前記基地局からデータを受信するデータ受信部と、
    をそなえたことを特徴とする、通信端末。
  8. 複数の通信端末と通信しうる基地局の通信制御方法であって、
    前記複数の通信端末から当該通信端末のバッテリの消費を抑制するための情報を受信し、
    前記情報を受信すると前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを減少させる一方、前記バッテリの残量が所定の閾値以上である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを前記減少に応じて増加させる制御を行なう
    ことを特徴とする、基地局の通信方法。
  9. 基地局と通信しうる通信端末の通信制御方法であって、
    前記基地局宛に自局のバッテリの消費を抑制するための情報を送信し、
    前記情報を受信すると、前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを減少させる一方、前記バッテリの残量が所定の閾値以上である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを前記減少に応じて増加させる制御を行なう前記基地局が制御した無線リソースを用いて前記基地局からデータを受信する、
    ことを特徴とする、通信端末の通信方法。
  10. 複数の通信端末と通信しうる基地局と、
    前記基地局と通信しうる前記通信端末と、
    前記複数の通信端末から当該通信端末のバッテリの消費を抑制するための情報を受信する受信部と、
    前記受信部で前記情報を受信すると前記バッテリの残量が所定の閾値未満である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを減少させる一方、前記バッテリの残量が所定の閾値以上である通信端末宛のデータの送信に用いる無線リソースを前記減少に応じて増加させる制御を行なう制御部と、
    前記受信部宛に前記情報を送信する送信部と、
    前記制御部により制御された前記無線リソースを用いて前記データを受信するデータ受信部と、
    をそなえたことを特徴とする、通信システム。
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