JP5286353B2 - 移動通信システムにおける基地局装置及び方法 - Google Patents
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Description
このような共有チャネルを用いた通信システムにおいては、サブフレーム毎に、どの移動局に対して上記共有チャネルを割り当てるかのシグナリングする必要がある。このように無線リソースの割当を計画することは、スケジューリングと呼ばれる。サブフレームは例えば1msであり(当然に、別の数値が使用されてもよい)、送信時間間隔(TTI: Transmission Time Interval)と呼ばれてもよい。シグナリングに用いられる制御チャネルは、LTEでは、下り物理制御チャネル(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)と呼ばれる。尚、PDCCHは、下りL1/L2制御チャネル(Downlink L1/L2 Control Channel)、DL L1/L2制御チャネル、または下りリンク制御情報(DCI: Downlink Control Information)と呼ばれてもよい。PDCCHには、例えば、下り/上りスケジューリンググラント(DL/UL Scheduling Grant)、送信電力制御(TPC: Transmission Power Control)ビットが含まれる。
下りリンクのリソースブロック(Resource Block)の割り当て情報、
ユーザ装置(UE)のID、
ストリームの数、
プリコーディングベクトル(Precoding Vector)に関する情報、
データサイズ及び変調方式に関する情報
HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)に関する情報
等が含まれてよい。DLスケジューリンググラントは、DLアサイメント情報(DL Assignment Information)、DLスケジューリング情報等と呼ばれてもよい。
上りリンクのリソースブロックの割り当て情報、
ユーザ装置(UE)のID、
データサイズ及び変調方式に関する情報、
上りリンクの送信電力情報、
復調用のリファレンス信号(Demodulation Reference Signal)の情報
CQIリクエストビット
等が含まれてよい。
1つ以上のユーザ装置各々のスケジューリング係数に基づいて、無線リソースの割当を計画するスケジューラと、
下りリンクのチャネル状態情報をユーザ装置が報告すべきか否かを示す報告指示情報と、無線リソースの割当計画を示すスケジューリンググラント情報とを含む制御信号を生成する手段と、
前記制御信号を下りリンクで送信する手段と、
を有し、ユーザ装置毎に累計値が計測され、所定値に達した累計値のユーザ装置に通知される報告指示情報は、該ユーザ装置が下りリンクのチャネル状態情報を報告すべきことを示し、
前記スケジューラによるスケジューリングの際、ユーザ装置のスケジューリング係数が上位所定数番以内に入っていた場合に、該ユーザ装置の累計値が更新される、基地局装置である。
図1は、本発明の実施例に係る基地局装置を使用する移動通信システムを示す。移動通信システム1000は、例えばEvolved UTRA and UTRANが適用されるシステムでもよいし、IMTアドバンストシステムでもよいし、他のシステムでもよい。なお、Evolved-UTRA and UTRANは、LTE(Long Term Evolution)又はSuper 3Gとも呼ばれる。本システムは、基地局装置(eNB: eNode B)200と複数のユーザ装置(UE: User Equipment)100n(1001、1002、1003、・・・100n、nはn>0の整数)とを備える。基地局装置200は、上位局、例えばアクセスゲートウェイ装置300と接続され、アクセスゲートウェイ装置300は、コアネットワーク400と接続される。ここで、ユーザ装置100nはセル50において基地局装置200とEvolved UTRA and UTRANにより通信を行う。各ユーザ装置(1001、1002、1003、・・・100n)は、基地局装置と無線通信する何らかの装置であり、移動端末だけでなく固定端末も含む。アクセスゲートウェイ装置は、MME/SGW(Mobility Management Entity/Serving Gateway)と呼ばれてもよい。
次に、本システムで使用される通信チャネルを概説する。下りリンクについては、各ユーザ装置100nで共有される物理下りリンク共有チャネル(PDSCH)と、物理下りリンク制御チャネル(PDCCH)とが用いられる。下りリンクでは、物理下りリンク制御チャネルにより、下りリンクの共有チャネルに関するユーザの情報やトランスポートフォーマットの情報、上りリンクの共有チャネルに関するユーザの情報やトランスポートフォーマットの情報、上りリンクの共有チャネルの送達確認情報などが通知される。また、物理下りリンク共有チャネルによりユーザデータが伝送される。ユーザデータに対応するトランスポートチャネルは、下りリンク共有チャネル(DL-SCH: DownLink-Shared CHannel)である。
上りリンクについては、各ユーザ装置100nで共有される物理上りリンク共有チャネル(PUSCH)と制御チャネルとが用いられる。尚、制御チャネルには、物理上りリンク共有チャネルと時間多重されるチャネルと、周波数多重されるチャネルの2種類があってよい。物理上りリンク共有チャネルと周波数多重される制御チャネルは、物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)と呼ばれる。PUCCHは、個々のユーザ装置が特定の制御情報を確実に伝送できるように、周期的に予め専用に確保されている。特定の制御情報は、具体的には、下りリンクの品質情報CQI及び下りリンクの共有チャネルの送達確認情報(ACK/NACK)等である。CQIは、下りリンクにおける共有チャネルのスケジューリングや、適応変復調及び符号化(AMC: Adaptive Modulation and Coding)に使用される。上りのユーザデータに対応するトランスポートチャネルは、上りリンク共有チャネル(UL-SCH: UpLink-Shared CHannel)である。
図2は基地局装置で行われる動作例を示す。概してこのフローはダウンリンクMACデータの送信手順に関連している。フローの開始前に、基地局装置200では、ダウンリンクMACデータに関する最大多重数NDLMAXが設定される。スケジューリングはサブフレーム毎に行われ、最大多重数NDLMAXは、1サブフレームに含められるユーザ多重数の最大値である。なお、このスケジューリングは、パーシステントスケジューリング(Persistent Scheduling)と区別して、ダイナミックスケジューリング(Dynamic Scheduling)と呼ばれてもよい。この最大多重数は外部インタフェース(I/F)により指定されてもよい。最大多重数の他に、ページングチャネル(PCH)、ランダムアクセスチャネル応答(RACH response)等の数も把握されてよいが、簡明化の観点からそれらの説明は省略される。
ここで、nは特定のユーザ装置を指すインデックスであり、n=1,...,N(N>0の整数)である。NSchedulingは、後述のスケジューリング係数(Scheduling Coefficient)の計算の済んだユーザ装置UEの数を指す。
(b)下りの共有チャネルに対する送達確認情報を送信するタイムフレームが、そのユーザ装置で異周波測定を行う時間間隔と重なっているユーザ装置;
(c)間欠受信のスリープ状態にあるユーザ装置;
(d)同期が外れているユーザ装置;
(e)パーシステントスケジューリングの対象となっているユーザ装置;
(f)送信すべきデータ(新規パケットだけでなく、再送パケットも含まれる)が送信バッファに蓄積されてないユーザ装置。
(選択論理1) 最も優先度の高い論理チャネルが、最高優先度の論理チャネルになる。
尚、上述した例においては、そのユーザ装置に対して設定されている複数の論理チャネルの中から最も優先度の高い論理チャネルが選択され、その最も優先度の高い論理チャネルに関してスケジューリング係数の計算が行われているが、代わりに、そのユーザ装置に対して設定されている全ての論理チャネルに対して、スケジューリング係数の計算処理が行われてもよい。
ここで、瞬時データレートRn,kは、ユーザ装置から報告される無線品質情報(CQI)から算出されてもよい。
ARn,k(TTI)=δn,k×ARn,k(TTI−1)+(1−δn,k)×rn,k
TTIはサブフレームを表し、TTI-1はTTIよりも1サブフレーム前のサブフレームを示す。
δ'PCn,kは、忘却係数のための収束値を表す。平均データレートARn,kの更新周期は、基地局装置の論理チャネル#kの送信バッファ内に送信すべきデータが蓄積しているサブフレーム毎である。尚、rn,kは、
「送信されたMACサービスデータユニット(MAC SDU)のサイズ」
として算出される。すなわち、平均データレートARn,kは、その更新機会の度に、以下のいずれかのrn,kを用いて更新される。
rn,k=(送信されたMAC SDUのサイズ)
が使用される。
rn,k=0
が使用される。Cn,k及びARn,kの数式から理解できるように、PDSCHが割り当てられると(1.の場合)、ARn,kはいくらか大きくなるように更新され((1−δn,k)×rn,kの分だけ大きくなる)、更新後のARn,kを用いて導出されるスケジューリング係数Cn,kはいくらか小さくなる。その結果、次回のスケジューリングでは、PDSCHが割り当てられにくくなる。これに対して、PDSCHが割り当てられなかった場合(2.の場合)、(1−δn,k)×rn,kの寄与はゼロなので、ARn,kはいくらか小さくなるように更新され、更新後のARn,kを用いて導出されるスケジューリング係数Cn,kはいくらか大きくなる。その結果、次回のスケジューリングでは、PDSCHが割り当てられやすくなる。
上述したように、NSchedulingは、スケジューリング係数の計算の行われたユーザ装置の数を指す。NDLMAXは、最大多重数を示す。NPCHはページングチャネル数を示す。NRACHresはランダムアクセスチャネル応答のチャネル数を示す。ND-BCHはダイナミック報知チャネル数を示す。NRACHm4はランダムアクセス手順におけるメッセージ4のチャネル数を示す。NMCHはMBMSチャネル数を示す。尚、上記の数式において、NDL-SCH<0になった場合、ランダムアクセスチャネルメッセージ(RACH message4)、ランダムアクセスチャネル応答(RACH response)、MBMSチャネル(MCH)、ページングチャネル(PCH)、及びダイナミック報知チャネル(D-BCH)の順番で、そのサブフレームにおける送信処理が禁止される。そうすることで、最大多重数を超えるチャネルが送信されないようにする。
尚、ユーザ装置UEが或るサブフレームで送信すべきMACレイヤの制御情報を有する場合、そのスケジューリング優先度グループは、最高優先度の論理チャネルのスケジューリング優先度グループに関係なく、「High」に設定される。すなわち、基地局装置は、当該サブフレームにおいて、送信すべきMACレイヤの制御情報が存在するユーザ装置UEを、優先度の高いスケジューリング優先度グループに属するとみなしてスケジューリングを行う。
「DL-SCHが実際に送信されたか否か」ではなく、
「DS-SCHが実際に送信されるか否か」である。
DL-SCHが実際に送信された又はされる場合、フローはステップS34に進む。ステップS34では、考察対象のユーザ装置毎に数えられる累計値(図3では、"Count"として言及されている。)が1つインクリメントされる。
あるいは、基地局装置は、当該ユーザ装置が低速移動状態であるか否かの判定を、前記ユーザ装置から送信される前記リファレンス信号の時間相関値が高いか否かで判定してもよい。すなわち、基地局装置は、前記ユーザ装置から送信される前記リファレンス信号の時間相関値が高い場合に、低速移動状態であると判定し、それ以外の場合に、低速移動状態にないと判定してもよい。時間相関値は高いということは、無線の伝搬環境の変動が小さいということを意味し、結果として、低速移動状態であることを意味する。
Pmax:当該UEの最大送信電力
PH:当該UEより報告されるPower Headroom
MPUSCH:上記PHに対応するPUSCHの送信帯域幅
f(i):UEにて保持されていると予想されるTPC commandの累積値
α:NWより指定されるパラメータ
P0_PUSCH:NWより指定されるパラメータ
ΔTF(TF(i)):NWより指定されるパラメータ
である。尚、上述の式は、Power headroomが、ユーザ装置内部で算出されるPathlossに基づいて算出される、という前提に基づいている。すなわち、Power headroomが、Pathlossに基づいて算出され、かつ、前記Power headroomがユーザ装置から基地局装置に通知される場合、基地局装置は、そのPathlossからPower headroomを算出する式を変換することにより、Power headroomからPathlossを算出することが可能となる。尚、Power headroomの代わりに、送信電力そのものがユーザ装置から基地局装置に報告され、かつ、送信電力がPathlossから算出される場合にも、同様の処理によりPathlossを算出することが可能となる。
図5はCQI報告頻度の適正化を図る別の動作例のフローチャートを示す。概して図3と同様であるが、ステップS32の代わりにステップS52が行われる点が異なる。ステップS52では、考察対象のユーザ装置のスケジューリング係数Cn,kが(図2のステップS10で計算されている)、Nscheduling個のスケジューリング係数の中でどの程度良い値であったかが確認される。図2で説明されたように、スケジューリング対象のユーザ装置はNscheduling個存在し、それらのスケジューリング係数の良否に基づいて、PDSCH(DL-SCH)を実際に送信するか否かが決定される(図2のステップS18)。図5のステップS52では、そのユーザ装置にDL-SCHを実際に送信するか否かとは別に、スケジューリング係数が上位所定数番以内(上位X番以内)に入っているか否かが判定される。例えば、Nscheduling=20台のユーザ装置の内、上位10番以内に入っているか否かが判定される。実際にDL-SCHを送信できるほど良いスケジューリング係数は、例えば上位3位以内のユーザ装置である。スケジューリング係数の値が上位X番目以内に入っていればフローはステップS34に進み、そうでなければフローはステップS36に進む。
あるいは、基地局装置は、当該ユーザ装置が低速移動状態であるか否かの判定を、前記ユーザ装置から送信される前記リファレンス信号の時間相関値が高いか否かで判定してもよい。すなわち、基地局装置は、前記ユーザ装置から送信される前記リファレンス信号の時間相関値が高い場合に、低速移動状態であると判定し、それ以外の場合に、低速移動状態にないと判定してもよい。時間相関値は高いということは、無線の伝搬環境の変動が小さいということを意味し、結果として、低速移動状態であることを意味する。
ここで、瞬時データレートRn,kは、ユーザ装置から報告される無線品質情報(CQI)から算出されてもよい。
ARn,k(TTI)=δn,k×ARn,k(TTI−1)+(1−δn,k)×rn,k
TTIはサブフレームを表し、TTI-1はTTIよりも1サブフレーム前のサブフレームを示す。
rn,k=(送信されたMAC SDUのサイズ)
が使用される。
rn,k=0
が使用される。Cn,k及びARn,kの数式から理解できるように、PDSCHが割り当てられると(1.の場合)、ARn,kはいくらか大きくなるように更新され、更新後のARn,kを用いて導出されるスケジューリング係数Cn,kはいくらか小さくなる。このため、DL-SCHの割当を受けた後、スケジューリング係数Cn,kは悪くなり、その後順位が徐々に上昇する傾向がある。これに対して、PDSCHが割り当てられなかった場合(2.の場合)、ARn,kはいくらか小さくなるように更新され、更新後のARn,kを用いて導出されるスケジューリング係数Cn,kはいくらか大きくなる。このため、DL-SCHの割当を受けていない場合、スケジューリング係数Cn,kは徐々に良くなり、順位も上昇傾向になる。
図8は本発明の一実施例による基地局装置の機能ブロック図を示す。図8には、レイヤー1処理部252と、ユーザ装置状態管理部254と、スケジューリング係数計算部256と、UE選択部258と、TFR選択部268と、MAC制御信号生成部260と、共通CH/MCHリソース管理部262と、周波数リソース管理部264と、パーシステントリソース管理部266と、HARQ制御部270(2701,2702,...,270n)と、RLC/PDCPP処理部272とを備える。
UE#1の論理チャネル#1〜#kの各々に関するRLCバッファ(RLC Buf)27221,1〜27221,k,
UE#2の論理チャネル#1〜#kの各々に関するRLCバッファ(RLC Buf)27222,1〜27222,k,
...
UE#nの論理チャネル#1〜#kの各々に関するRLCバッファ(RLC Buf)2722n,1〜2722n,k
から構成される。
1001,1002,1003,100n ユーザ装置
200 基地局装置
252 レイヤー1処理部
254 ユーザ装置状態管理部
256 スケジューリング係数計算部
258 UE選択部
260 MAC制御信号生成部
262 共通CH、MCHリソース管理部
264 周波数リソース管理部
266 パーシステントリソース管理部
268 TFR 選択部
270(2701,2702,...,270n)HARQ制御部
272 RLC/PDCP処理部
2721n,k RLCバッファ
300 アクセスゲートウェイ装置
400 コアネットワーク
Claims (11)
- 1つ以上のユーザ装置各々のスケジューリング係数に基づいて、無線リソースの割当を計画するスケジューラと、
下りリンクのチャネル状態情報をユーザ装置が報告すべきか否かを示す報告指示情報と、無線リソースの割当計画を示すスケジューリンググラント情報とを含む制御信号を生成する手段と、
前記制御信号を下りリンクで送信する手段と、
を有し、ユーザ装置毎に累計値が計測され、所定値に達した累計値のユーザ装置に通知される報告指示情報は、該ユーザ装置が下りリンクのチャネル状態情報を報告すべきことを示し、
前記スケジューラによるスケジューリングの際、ユーザ装置のスケジューリング係数が上位所定数番以内に入っていた場合に、該ユーザ装置の累計値が更新される、基地局装置。 - 1つ以上のユーザ装置各々のスケジューリング係数に基づいて、無線リソースの割当を計画するスケジューラと、
下りリンクのチャネル状態情報をユーザ装置が報告すべきか否かを示す報告指示情報と、無線リソースの割当計画を示すスケジューリンググラント情報とを含む制御信号を生成する手段と、
前記制御信号を下りリンクで送信する手段と、
を有し、ユーザ装置毎に累計値が計測され、所定値に達した累計値のユーザ装置に通知される報告指示情報は、該ユーザ装置が下りリンクのチャネル状態情報を報告すべきことを示し、前記累計値はスケジューリング係数が所定の条件を満たした場合に更新され、
ユーザ装置の前記スケジューリング係数は、該ユーザ装置の平均伝送レート及び瞬時伝送レートの比率に比例している、基地局装置。 - 1つ以上のユーザ装置各々のスケジューリング係数に基づいて、無線リソースの割当を計画するスケジューラと、
下りリンクのチャネル状態情報をユーザ装置が報告すべきか否かを示す報告指示情報と、無線リソースの割当計画を示すスケジューリンググラント情報とを含む制御信号を生成する手段と、
前記制御信号を下りリンクで送信する手段と、
を有し、ユーザ装置毎に累計値が計測され、所定値に達した累計値のユーザ装置に通知される報告指示情報は、該ユーザ装置が下りリンクのチャネル状態情報を報告すべきことを示し、前記累計値は前記スケジューリング係数が所定の条件を満たした場合に更新され、
前記下りリンクのチャネル状態情報が送信されるタイミングと、上りリンクのサウンディング用のリファレンス信号が送信されるタイミングが一致する場合には、前記ユーザ装置に対して、下りリンクのチャネル状態を報告すべきことを指示しない、基地局装置。 - 前記所定値に達した前記累計値は、次回のスケジューリングの前にリセットされる請求項1ないし3の何れか1項に記載の基地局装置。
- 伝搬環境の変動が小さいユーザ装置に対してのみ、下りリンクのチャネル状態を報告すべきことを指示する請求項1ないし3の何れか1項に記載の基地局装置。
- パスロスが所定の閾値以下であるユーザ装置に対してのみ、下りリンクのチャネル状態を報告すべきことを指示する請求項1ないし3の何れか1項に記載の基地局装置。
- ランダムアクセス手順を行った直後のユーザ装置に対して、下りリンクのチャネル状態を報告すべきことを指示する請求項1ないし3の何れか1項に記載の基地局装置。
- 前記下りリンクのチャネル状態情報が送信される上りリンクの信号の周波数リソースの大きさが所定の閾値以下である場合には、前記ユーザ装置に対して、下りリンクのチャネル状態を報告すべきことを指示しない請求項1ないし3の何れか1項に記載の基地局装置。
- 移動通信システムの基地局装置が実行する方法であって、
1つ以上のユーザ装置各々のスケジューリング係数に基づいて、無線リソースの割当を計画するスケジューリングステップと、
下りリンクのチャネル状態情報をユーザ装置が報告すべきか否かを示す報告指示情報と、無線リソースの割当計画を示すスケジューリンググラント情報とを含む制御信号を生成するステップと、
前記制御信号を下りリンクで送信するステップと、
を有し、ユーザ装置毎に累計値が計測され、所定値に達した累計値のユーザ装置に通知される報告指示情報は、該ユーザ装置が下りリンクのチャネル状態情報を報告すべきことを示し、
スケジューリングステップにおいてユーザ装置の前記スケジューリング係数が上位所定数番以内に入っていた場合、該ユーザ装置の累計値が更新される、方法。 - 移動通信システムの基地局装置が実行する方法であって、
1つ以上のユーザ装置各々のスケジューリング係数に基づいて、無線リソースの割当を計画するスケジューリングステップと、
下りリンクのチャネル状態情報をユーザ装置が報告すべきか否かを示す報告指示情報と、無線リソースの割当計画を示すスケジューリンググラント情報とを含む制御信号を生成するステップと、
前記制御信号を下りリンクで送信するステップと、
を有し、ユーザ装置毎に累計値が計測され、所定値に達した累計値のユーザ装置に通知される報告指示情報は、該ユーザ装置が下りリンクのチャネル状態情報を報告すべきことを示し、前記累計値は前記スケジューリング係数が所定の条件を満たした場合に更新され、
ユーザ装置の前記スケジューリング係数は、該ユーザ装置の平均伝送レート及び瞬時伝送レートの比率に比例している、方法。 - 移動通信システムの基地局装置で使用される方法であって、
1つ以上のユーザ装置各々のスケジューリング係数に基づいて、無線リソースの割当を計画するスケジューリングステップと、
下りリンクのチャネル状態情報をユーザ装置が報告すべきか否かを示す報告指示情報と、無線リソースの割当計画を示すスケジューリンググラント情報とを含む制御信号を生成するステップと、
前記制御信号を下りリンクで送信するステップと、
を有し、ユーザ装置毎に累計値が計測され、所定値に達した累計値のユーザ装置に通知される報告指示情報は、該ユーザ装置が下りリンクのチャネル状態情報を報告すべきことを示し、前記累計値は前記スケジューリング係数が所定の条件を満たした場合に更新され、
前記下りリンクのチャネル状態情報が送信されるタイミングと、上りリンクのサウンディング用のリファレンス信号が送信されるタイミングが一致する場合には、前記ユーザ装置に対して、下りリンクのチャネル状態を報告すべきことを指示しない、方法。
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