JP5511104B2 - 無線通信システムにおけるトラフィッククラス別無線リソースの使用量を測定する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は無線通信システムにおける無線リソースの使用量を測定する方法及び装置に関するもので、特にトラフィッククラス別無線リソースの使用量を測定する方法及び装置に関する。

現在ＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunications System)の標準化を担当している３ＧＰＰにおいて、ＬＴＥ(Long Term Evolution)システムは、ＵＭＴＳシステムの次世代移動通信システムとして開発が進行中である。ＬＴＥは、２０１０年の商用化を目標として、約１００Ｍｂｐｓの最大データレートを有する高速パケット基盤通信を実現する技術である。３ＧＰＰ ＲＡＮ(Radio Access Network)２規格であるＩＥＥＥ(Institute Electrical and Electronics Engineers)ＴＳ(Technical Standard)３６.３１４は、ＬＴＥシステムで無線リソースの使用量を測定するための方法の中で物理リソースブロック(ＰＲＢ)使用量の測定方法について記述している。ＬＴＥシステムでセル間負荷調整(load balancing)と呼承認制御(Call Admission Control：ＣＡＣ)に使用される情報であるＰＲＢ使用量は、時間及び/又は周波数リソースの使用量を意味する。したがって、セル間負荷調整などのためにＰＲＢ使用量は、正確に測定されなければならない。しかしながら、一般的に、ＬＴＥシステムで伝送ブロック(transport block）は、パディング(padding)のような実データ以外の部分を含んでおり、ＴＳ３６.３１４で規定する従来の方式で測定されたＰＲＢ使用量は、実データ以外の部分を考慮せずに計算されるため、すなわち、伝送ブロックで実データ以外の部分もＰＲＢ使用量の計算プロセスで比例的に計算されるため、システムの正確な負荷状態を表すことが不可能になる。

また、現在までＬＴＥシステムの開発は、ＰＲＢ使用量の測定のための多重アンテナ(multi-antenna)技術を考慮していない。したがって、既存のＬＴＥシステムで多重アンテナ技術が適用される場合、相互に異なる伝送ブロックが同一のＰＲＢを共有できる。この場合、トラフィッククラス(ＱｏＳクラス識別子(Quality of Service Class Identifier：ＱＣＩ)と同一の意味である)別ＰＲＢ使用量は、最大値が１００％として定義されているにもかかわらず、１００％以上の値で計算されることがある。

このＬＴＥシステムにおいて、ＰＲＢ使用量に関する情報は、負荷調整のためにセルの間に交換できる。負荷調整のために、ＰＲＢ使用量情報がセル間に交換され、一つのセルは単一アンテナをサポートし且つ他のセルは多重アンテナをサポートすると仮定すれば、同一の値を有するＰＲＢ使用量は、実際には負荷が異なるレベルであることを示すことができる。このような状況について、図１を参照して説明する。

図１は、従来の多重アンテナシステムにおける伝送ブロックのＰＲＢ使用量を示し、ＰＲＢを共有する複数の伝送ブロックは多重アンテナを介して伝送されることを示す。説明の便宜上、図１の従来例において、一つのＱＣＩは各伝送ブロック１０１，１０３，１０５に属しており、パディング及びＭＡＣサブヘッダのビット数は０であると仮定する。図１では、伝送ブロック０ １０１は、ＰＲＢ０，ＰＲＢ１を１００％使用するので、そのＰＲＢ使用量は２個となり、同様に伝送ブロック１ １０３のＰＲＢ使用量は２個となり、伝送ブロック３ １０５のＰＲＢ使用量は３個となる。図１の実施形態において、使用されるＰＲＢの総個数が４個(ＰＲＢ０〜３)であり、伝送ブロック０〜２により使用されるＰＲＢ数の和が７個となるため、全体ＰＲＢ使用量は７/４＊１００＝１７５％である。したがって、従来の方式は、多重アンテナシステムの負荷を正確に反映することができないという短所があった。

これらの欠点に対処するために、無線通信システムで無線リソースの使用量の測定時に伝送ブロックで実データ以外の部分を考慮してシステムの実際の負荷をより良好に示し、多重アンテナ技術が適用される場合でも負荷を正確に示すことができる新たな方式が要求される。

したがって、上記した従来技術の問題点を解決するために、本発明の目的は、無線通信システムにおける無線リソースの使用量を正確に測定する方法及び装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、無線通信システムにおける伝送ブロックの実データ以外の部分を考慮して無線リソースの使用量を正確に測定する方法及び装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、多重アンテナを用いる無線通信システムにおける無線リソースの使用量を正確に測定する方法及び装置を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、無線通信システムにおけるトラフィッククラス別無線リソースの使用量を計算する場合に実際の負荷を測定できる方法及び装置を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、無線通信システムにおける無線リソースの使用量を測定する方法を提供する。上記方法は、複数の伝送ブロックに無線リソースを割り当てるステップと、複数の伝送ブロックのうち少なくとも一つの伝送ブロックが少なくとも一つの他の伝送ブロックと無線リソースが重複される場合、複数の伝送ブロックの各々に割り当てられる無線リソースの個数を前記少なくとも一つの他の伝送ブロックと重複使用される無線リソースの個数で割って決定された値の和を計算して無線リソースの使用量を測定するステップとを有する。

本発明の他の態様によれば、無線通信システムにおける無線リソースの使用量を測定する装置を提供する。上記装置は、複数の伝送ブロックに無線リソースを割り当て、複数の伝送ブロックのうち少なくとも一つの伝送ブロックが少なくとも一つの他の伝送ブロックと無線リソースが重複する場合、複数の伝送ブロックの各々に割り当てられる無線リソースの個数を前記少なくとも一つの他の伝送ブロックと重複使用される無線リソースの個数で割って決定される値の和を計算して無線リソースの使用量を測定するメディアアクセス制御(ＭＡＣ)階層処理部を含む。

本発明の他の態様によれば、無線通信システムにおける無線リソースの使用量を測定する方法を提供する。その方法は、伝送ブロックにトラフィッククラスによって無線リソースを割り当てるステップと、伝送ブロックから各トラフィッククラス別にデータ以外の部分を除いて無線リソースの使用量を測定するステップとを有する。

また、本発明の他の態様によれば、無線通信システムにおける無線リソースの使用量を測定する装置を提供する。その装置は、伝送ブロックにトラフィッククラスによって無線リソースを割り当て、前記伝送ブロックからのデータ以外の部分を除いて各トラフィッククラス別に前記無線リソースの使用量を測定するメディアアクセス制御(ＭＡＣ)階層処理部を含む。

本発明による実施形態の他の態様、利点、及び特徴は、添付の図面と共に述べる以下の詳細な説明から、当該技術分野における通常の知識を持つ者にはより明白になるはずである。

本発明は、無線通信システムにおける無線リソースの使用量を正確に測定することができる。
また、本発明は、無線通信システムにおける伝送ブロックの実データ以外の部分を考慮して無線リソースの使用量を正確に測定することができる。
さらに、本発明は、多重アンテナを用いて無線通信システムにおける無線リソースの使用量を正確に測定することができる。
その上、本発明は、無線通信システムにおけるトラフィッククラス別無線リソースの使用量の計算時に実際の負荷を測定することができる。
ＰＲＢ使用量の測定方法によって、ｅＮＢは、セル間負荷調整及びＣＡＣに必要な負荷情報を正確に獲得することができる。

従来の多重アンテナシステムにおける伝送ブロックを示す図である。 本発明の実施形態によるＬＴＥ移動通信システムを示す図である。 本発明の実施形態による伝送ブロックとメディアアクセス制御(ＭＡＣ)ＰＤＵ(Packet Data Unit)を示す図である。 本発明の実施形態によるＰＲＢ(Physical Resource Block)使用量の測定のシミュレーション結果を示すグラフである。 本発明の実施形態による無線リソースの使用量を測定する次世代Ｎｏｄｅ Ｂ(ｅＮＢ)の構成を示す図である。

以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
したがって、本発明の実施形態では、理解を助けるために多様で詳細な説明を含む。しかしながら、これら詳細な説明は、ほとんど典型的な例として考えられる。また、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、以下に説明される本発明の様々な変形及び変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。なお、公知の機能または構成に関する具体的な説明は、明瞭性と簡潔性のために省略する。

次の説明及び請求項に使用する用語及び単語は、辞典的意味に限定されるものではなく、発明者により本発明の理解を明確且つ一貫性があるようにするために使用する。したがって、特許請求の範囲とこれと均等なものに基づいて定義されるものであり、本発明の実施形態の説明が単に実例を提供するためのものであって、本発明の目的を限定するものでないことは、本発明の技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。

ＰＣＴ英文明細書に記載において、単数形“ａ”、“ａｎ”、及び“ｔｈｅ”は、コンテキスト中に特記で明示されない限り、複数形を含むことは、当業者にはわかることである。したがって、例えば、“コンポーネント表面(a component surface)”との記載は一つ又は複数の表面を含む。

以下に説明される本発明の実施形態において、無線通信システムは、ＬＴＥ(Long Term Evolution)システムであると仮定する。しかしながら、本発明の実施形態による無線リソースの使用量測定方式は、類似した測定方法を使用する他の無線通信システムにも実質的に同一の方式で適用可能である。

図２は、本発明の実施形態によるＬＴＥ移動通信システムの構成を示す。
図２を参照すると、次世代無線アクセスネットワーク(Evolved Radio Access Network：Ｅ-ＲＡＮ)２１０，２１２は、次世代基地局(Evolved Node B：ｅＮＢ)２２０，２２２，２２４，２２６，２２８と上位ノード(または、アクセスゲートウェイと知られている)２３０，２３２から構成されている２階層構成で単純化される。ユーザー端末(ＵＥ)２０１は、Ｅ-ＲＡＮ２１０，２１２によってインターネットプロトコル(ＩＰ)ネットワークにアクセスする。ｅＮＢ２２０〜２２８は、ＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunications System)の既存のノードＢに対応する。ｅＮＢは、無線チャンネルを介してＵＥ２０１に接続され、既存のノードＢより複雑な動作を遂行する。

ＬＴＥシステムでは、ＶｏＩＰ(Voice over IP)のようなリアルタイムサービスを含むすべてのユーザートラフィックが共有チャンネルを介してサービスされるので、ＵＥの状況情報を集めてスケジューリングする装置が必要である。ＬＴＥシステムにおいて、ｅＮＢ２２０〜２２８は、スケジューリングを担当する。一つのｅＮＢは、通常に複数のセルを制御する。最大１００Ｍｂｐｓの伝送速度を実現するために、ＬＴＥシステムは、最大２０ＭＨｚの帯域幅で直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ)方式を無線接続技術として使用する。また、ＬＴＥシステムは、ＵＥのチャンネル状態に基づいて変調方式とチャンネル符号化率(channel coding rate)を決定する適応変調符号化(Adaptive Modulation & Coding：ＡＭＣ)方式を採用する。

ｅＮＢ２２０〜２２８は、本発明の実施形態により、伝送ブロックの実データ以外の部分を考慮して無線リソースの使用量、又はＰＲＢ使用量を測定する。さらに、ｅＮＢ２２０〜２２８は、多重アンテナを用いる場合、多重アンテナを考慮してＰＲＢ使用量を測定する。そして、各ｅＮＢ２２０，２２２，２２４，２２６，２２８は、ＰＲＢ使用量の測定結果に基づいてセル間負荷調整を遂行する。この実施形態において、各ｅＮＢは、ＰＲＢ使用量の測定結果を少なくとも一つの他のｅＮＢと交換してセル間負荷調整を遂行することができる。また、各ｅＮＢ２２０，２２２，２２４，２２６，２２８は、ＰＲＢ使用量の測定結果によって呼承認制御(Call Admission Control：ＣＡＣ)を遂行する。そして、本発明の他の実施形態において、ｅＮＢ２２０〜２２８のＰＲＢ使用量の測定結果は、サーバ(図示せず)に伝送され、このサーバがｅＮＢ２２０〜２２８のセル間負荷を調整可能にする。

ｅＮＢ２２０〜２２８は、各々ＭＡＣ(Medium Acess Control)階層、ＲＬＣ(Radio Link Control)階層、物理(ＰＨＹ)階層を処理する手段を含む。ＭＡＣ階層、ＲＬＣ階層、ＰＨＹ階層を処理する手段は、ＰＲＢ使用量の測定動作に関与する。そして、ＭＡＣ階層を処理する手段は、本発明の実施形態によってＰＲＢ使用量を測定するＭＡＣスケジューラを含む。ＭＡＣ階層は、チャンネル状態をモニタリングし、ＵＥにリソースをスケジューリングし、そのスケジューリング結果によって伝送ブロックを生成する。ダウンリンクでは、ＭＡＣ階層は、伝送ブロックのサイズに従って論理チャンネル(ＬＣＨ)別伝送データ量に関する情報をＲＬＣ階層に送信する。ＲＬＣ階層は、各ＬＣＨ別伝送データ量に関する情報に基づいて少なくとも一つのＭＡＣ ＳＤＵ(Service Data Unit)を作ってＭＡＣ階層に送信する。ＭＡＣ階層は、受信された少なくとも一つのＭＡＣ ＳＤＵを多重化してＭＡＣ ＰＤＵ(Protocol Data Unit)を生成する。アップリンクでは、ｅＮＢのＭＡＣ階層は、伝送ブロック情報をアップリンクグラント(grant)を用いてＵＥに伝送し、ＵＥ内のＭＡＣ階層とＲＬＣ階層は、各々のＬＣＨ別に多重化を遂行し、伝送ブロックをｅＮＢに伝送する。その後、ｅＮＢのＭＡＣ階層で、ＭＡＣスケジューラは、ＵＥから成功的に受信された伝送ブロックに対してＰＲＢ使用量を計算する。

以下、本実施形態によってｅＮＢでＰＲＢ使用量を測定する方式についてより詳細に説明する。まず、本発明の理解を助けるために、ＬＴＥシステムのｅＮＢによって関連したＰＲＢ使用量の測定方式を説明すると、次の通りであり、これは、式(１)及び式(２)によって定義される。

式(１)でパラメータの定義は、次のようである。
-Ｍ(ｑｃｉ)：トラフィッククラス別ＰＲＢ使用量のパーセント値
-Ｔ：ＰＲＢ使用量が測定される周期
-Ｐ(Ｔ)：周期Ｔでの利用可能なＰＲＢの総個数
式(１)において、Ｍ１(ｑｃｉ，Ｔ)は、トラフィッククラス別ＰＲＢ使用量を意味し、これは、式(２)を用いて計算される。

式(２)でパラメータの定義は、次のようである。
-Ｍ１(ｑｃｉ，Ｔ)：トラフィッククラス別ＰＲＢ使用量
-ｔ：周期ＴでＤＴＣＨ(Dedicated Traffic Channel)データを含む伝送ブロック
-Ｎ(ｔ)：伝送ブロックｔに使用されるＰＲＢの個数
-Ｂ(ｔ，ｑｃｉ)：伝送ブロックｔを通じて伝送されるトラフィッククラスがＱＣＩであるＤＴＣＨに対する総ビット数
-Ｂ(ｔ)：伝送ブロックｔを通じて伝送されるＤＴＣＨとＤＣＣＨ(Dedicated Control Channel)の総ビット数
-Ｘ(ｔ)：伝送ブロックが多重化を通じて伝送される場合、すなわち連結(concatenation)が遂行される場合に“１”の値を有し、そうでない場合には“０”の値を有する。

一つの伝送ブロックに対してＰＲＢ使用量を計算する関連方式は、次に、図３を参照して説明する。
図３は、本発明の実施形態による伝送ブロックとＭＡＣ ＰＤＵを示す。
便宜のために、伝送ブロック０がＰＲＢ０ ３０９とＰＲＢ１ ３１１の２個のＰＲＢを含み、チャンネル状態を考慮して計算された伝送ブロック０のサイズが１００バイトであると仮定する。また、ｅＮＢのＭＡＣ階層がＱＣＩ３及びＱＣＩ５のＬＣＨを多重化して１００バイトを超えないＭＡＣ ＰＤＵを作り、その結果で、生成されたＭＡＣ ＰＤＵは、４バイトとのＭＡＣサブヘッダ３０１、３０バイトのＱＣＩ３のＬＣＨ３０３、５０バイトのＱＣＵ５のＬＣＨ３０５、及び１６バイトのパディング３０７を有すると仮定する。

この仮定下で、トラフィッククラス当たりＰＲＢ使用量、すなわちＭ１(ｑｃｉ，Ｔ)は、式(２)を用いて、次のように計算される。
-ＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：３０/(３０＋５０)＊２＝０.７５
-ＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：５０/(３０＋５０)＊２＝１.２５

式(２)では、すべての伝送ブロックに対するＰＲＢ使用量が各ＱＣＩ別に加えることが提供されるが、伝送ブロック０が占める２個のＰＲＢ３０９，３１１でのＰＲＢ使用量は、図３で考慮される。したがって、ＱＣＩ３のＰＲＢ使用量とＱＣＩ５のＰＲＢ使用量の和は、２(＝０.７５＋１.２５)となり、それによって伝送ブロック０が占める２個のＰＲＢは１００％使用されると判断される。しかしながら、この測定結果は、ＰＲＢ使用量の計算時にＱＣＩ別ＭＡＣ ＳＤＵのみが考慮され、パディングのような実データ以外の部分が考慮されないため、負荷を正確に示すことではない。言い換えれば、図３の実施形態では、物理階層で伝送可能なデータ量が１００バイトであり、実際に伝送されるデータ量が８０バイトであるので、現在の負荷は、１００％でなく８０％であり、これは、既存の方式がＰＲＢ使用量を正確に測定できないことを意味する。したがって、正確な負荷調整のためには、既存のＰＲＢ使用量の測定方法は、実際の負荷を示すように変更することが必要である。

本発明では、トラフィッククラス当たりＰＲＢ使用量の測定方法について、次の
ような４つの実施形態を提案する。
第１の方法では、パディングのようなデータ以外の部分は、伝送ブロックｔのＱＣＩ別ＰＲＢ使用量の計算時に伝送ブロックｔから除外される。
第２の方法では、伝送ブロックｔのＱＣＩ別ＰＲＢ使用量の計算時に同一のＰＲＢが他の伝送ブロックによって共有される場合、共有されるＰＲＢは、計算時に特定比率(ratio)で割る。複数の異なる伝送ブロックは、ＰＲＢ、例えば多重アンテナシステムを共有することができる。

第３の方法では、同一のＰＲＢが利用可能なＰＲＢの個数を計算するときに異なる伝送ブロックによって重複して使用され、あるいは共有される場合、利用可能なＰＲＢの個数は、重複使用される回数だけ加算される。同様に、複数の異なる伝送ブロックは、ＰＲＢ、例えば多重アンテナシステムを共有することができる。
第４の方法では、全体ＰＲＢ使用量は、ＱＣＩ別に伝送される伝送ブロックのビット数とすべての伝送ブロックのビット数との比率で乗算される。この方式では、ＱＣＩ別ＰＲＢ使用量は、多重アンテナシステムを含む任意の無線通信システムで測定され得る。

本発明の実施形態によって、４つの変更されたＰＲＢ使用量の測定方式は、後述する本発明の実施形態１〜８で実現することができ、その実施形態は、図１〜図３を参照して説明する。

実施形態１
トラフィッククラス別ＰＲＢ使用量を計算する式(２)において、パラメータＢ(ｔ)は、伝送ブロックｔに伝送される総ビット数、または伝送ブロックｔのサイズに修正する。
このようにパラメータＢ(ｔ)の定義がこの方式で修正される場合、ＰＲＢ使用量は、次のように計算される。
-ＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：３０/１００＊２＝０.６
-ＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：５０/１００＊２＝１.０

実施形態１によると、伝送ブロックｔでパディング及びＭＡＣサブヘッダに使用されるビット数は、ＰＲＢ使用量の計算時に除外されて実データの比率が計算される。すなわち、実施形態１では、総２個のＰＲＢのうち伝送された実データの比率８０％が適用され、有効(effective)ＰＲＢ使用量を示す１.６個のＰＲＢが使用中であると判断される。

実施形態２
トラフィッククラス別ＰＲＢ使用量を計算する式(２)において、パラメータＢ(ｔ)は、伝送ブロックｔのサイズに修正し、パラメータＢ(t，ｑｃｉ)は伝送ブロックｔに伝送されたトラフィッククラスがＱＣＩであるＤＴＣＨに対する総ビット数とそのＱＣＩに属するＭＡＣサブヘッダに使用されるビット数との和に修正する。
このようにパラメータＢ(ｔ)及びＢ(t，ｑｃｉ)の定義がなされると、ＰＲＢ使用量の計算方法は、次のように修正される。
-ＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：(３０＋２)/１００＊２＝０.６４
-ＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：(５０＋２)/１００＊２＝１.０４

実施形態２において、ＭＡＣサブヘッダの長さは、ＰＲＢ使用量に含まれる。ＭＡＣサブヘッダの一部は、ＤＴＣＨの伝送中に追加されるので、実データではないが、トラフィッククラスにより区別され得る。これを考慮すると、この実施形態２では、２バイトのＭＡＣサブヘッダは、トラフィッククラス別ＰＲＢ使用量の計算時にＱＣＩ３とＱＣＩ５の各々でＰＲＢ使用量に加算される。

実施形態３
トラフィッククラス別ＰＲＢ使用量を計算する式(２)において、パラメータＢ(ｔ)は、伝送ブロックｔのサイズに修正され、パラメータＢ(t，ｑｃｉ)は、伝送ブロックｔに伝送されるトラフィッククラスがＱＣＩであるＤＴＣＨに対する総ビット数とＭＡＣサブヘッダに使用される総ビット数の特定比率に該当するビット数の和に修正される。実施形態３では、実施形態２のように、ＭＡＣサブヘッダのビット数をＰＲＢ使用量に加えてＱＣＩ別実際のビット数を計算することでなく、ＭＡＣサブヘッダの総ビット数の特定比率をＰＲＢ使用量に加えてＱＣＩ別実際ビット数を計算する。

パラメータＢ(ｔ)及びＢ(t，ｑｃｉ)の定義がこの方式で修正され、特定比率、例えばＱＣＩ別ＤＴＣＨに対するビット数の比率として定義される場合、ＰＲＢ使用量計算方法は、次のように修正される。
-ＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：(３０＋４＊３０/(３０＋５０))/１００＊２＝０.６３
-ＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：(５０＋４＊５０/(３０＋５０))/１００＊２＝１.０５
実施形態３において、特定比率は、例えばＱＣＩ別ＤＴＣＨのビット数の比率として定義されるが、ＰＲＢ使用量の計算時に、ＭＡＣサブヘッダのビット数が考慮されるように多様な方式で変形することができる。

実施形態４
トラフィッククラス別ＰＲＢ使用量を計算する式(２)において、伝送ブロックｔに使用されるＰＲＢの数Ｎ(ｔ)は、式(３)を用いて正規化した値に修正する。

式(３)のパラメータの定義は、次のように与えられる。
-Ｓ(ｔ)：伝送ブロックｔに使用されるＰＲＢのセット
-Ｗ(ｐ)：ＰＲＢｐを使用する伝送ブロックの数

実施形態４において、伝送ブロックｔに使用されるＰＲＢの数は、多重アンテナ伝送を考慮して正規化する。式(３)を用いて正規化したＮ(ｔ）は、伝送ブロックｔに属する各ＰＲＢ別に(１/該当ＰＲＢを使用する伝送ブロックの数)を計算し、その計算された値をすべて加算して決定される値を意味する。例えば、ｎ個の伝送ブロックが同一のＰＲＢを使用する場合、このＰＲＢが１/ｎずつ各伝送ブロックで使用されることで計算される。したがって、図１の実施形態において、ＰＲＢ使用量の計算方法は、次のように変更される。
-伝送ブロック０のＰＲＢ使用量：(１＋１/３)＝１.３３
-伝送ブロック１のＰＲＢ使用量：(１/３＋１/２)＝０.８３
-伝送ブロック２のＰＲＢ使用量：(１/３＋１/２＋１)＝１.８３

図１の実施形態では、４個のＰＲＢ(ＰＲＢ０〜３)に対して計算されるトラフィッククラス別ＰＲＢ使用量のパーセント値は、(１.３３＋０.８３＋１.８３)/４＊１００＝１００％である。

実施形態５
実施形態５は、実施形態４を実施形態１，２，３のいずれか一つと組み合わせてトラフィッククラス当たりＰＲＢ使用量を計算する方式である。例えば、伝送ブロック０，１，２が図１の例のようにＰＲＢを使用し、各伝送ブロックが図３に示された形態のＭＡＣ ＰＤＵを伝送すると仮定すると、実施形態４と実施形態１が共に適用される場合、伝送ブロックごとの各ＱＣＩに対するＰＲＢ使用量と各ＱＣＩに対するＰＲＢ使用量は、次のように計算される。

＜伝送ブロックごとの各ＱＣＩに対するＰＲＢ使用量＞
-伝送ブロック０でＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：３０/１００＊(１＋１/３)＝０.３９９
-伝送ブロック０でＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：５０/１００＊(１＋１/３)＝０.６６５
-伝送ブロック１でＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：３０/１００＊(１/３＋１/２)＝０.２４９
-伝送ブロック１でＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：５０/１００＊(１/３＋１/２)＝０.４１５
-伝送ブロック２でＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：３０/１００＊(１/３＋１/２＋１)＝０.５４９
-伝送ブロック２でＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：５０/１００＊(１/３＋１/２＋１)＝０.６１５

＜各ＱＣＩに対するＰＲＢ使用量＞
-ＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：０.３９９＋０.２４９＋０.５４９＝１.１９７
-ＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：０.６６５＋０.４１５＋０.６１５＝１.６９５
実施形態５によると、４個のＰＲＢの中でＱＣＩ３とＱＣＩ５が占めるＰＲＢ使用量は、(１.１９７＋１.６９５)/４＊１００＝７２.３％として計算される。

実施形態６
トラフィッククラス別ＰＲＢ使用量を計算する式(１)において、多重アンテナ伝送を考慮しないＰ(Ｔ)は、次の式(４)を用いてＰ’(Ｔ)に修正される。式(４)において、Ｐ'(Ｔ)は、多重アンテナ伝送が考慮される場合、周期Ｔで利用可能なＰＲＢの総個数を意味する。

式(４)のパラメータの定義は、次のようである。
-Ｐ(Ｔ)：多重アンテナ伝送が考慮されない場合には周期Ｔで利用可能なＰＲＢの総個数
-Ａ(Ｔ)：多重アンテナ伝送が考慮される場合には周期Ｔで追加的に使用されるＰＲＢの個数

実施形態６は、多重アンテナ伝送を考慮する場合に追加的に重複使用されるＰＲＢの個数を、多重アンテナ伝送を考慮しない場合に利用可能なＰＲＢの総個数に加 算することによって、周期Ｔで利用可能なＰＲＢの総個数を計算する方式である。したがって、図１の実施形態で、ＰＲＢ使用量の計算方法は、次のように修正される。
-伝送ブロック０のＰＲＢ使用量：２
-伝送ブロック１のＰＲＢ使用量：２
-伝送ブロック２のＰＲＢ使用量：３

多重アンテナ伝送が使用されない場合に利用可能なＰＲＢの個数が４であるため、多重アンテナによって共有されることにより、追加的に重複使用されるＰＲＢの個数はＰＲＢ１が２個、ＰＲＢ２が１個であり、多重アンテナ伝送を考慮した場合に利用可能なＰＲＢの総個数は(４＋２＋１)＝７である。したがって、本発明の実施形態によって、式(４)が式(１)に適用されると、４個のＰＲＢ(ＰＲＢ０〜３)に対して計算されるトラフィッククラス当たりＰＲＢ使用量のパーセント値は、(２＋２＋３)/(４＋２＋１)＊１００＝１００％である。

実施形態７
実施形態７は、実施形態６を実施形態１，２，３のうちいずれか一つと組み合わせてトラフィッククラス別ＰＲＢ使用量を計算する方式である。例えば、伝送ブロック０，１，２が図１の例のようにＰＲＢを使用し、各伝送ブロックが図３に示された形態のＭＡＣ ＰＤＵを伝送すると仮定すると、実施形態６と実施形態１が共に適用される場合、伝送ブロックごとの各ＱＣＩに対するＰＲＢ使用量と各ＱＣＩに対するＰＲＢ使用量は、次のように計算される。

＜伝送ブロックごとの各ＱＣＩに対するＰＲＢ使用量＞
-伝送ブロック０でＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：３０/１００＊２＝０.６
-伝送ブロック０でＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：５０/１００＊２＝１.０
-伝送ブロック１でＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：３０/１００＊２＝０.６
-伝送ブロック１でＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：５０/１００＊２＝１.０
-伝送ブロック２でＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：３０/１００＊３＝０.９
-伝送ブロック２でＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：５０/１００＊３＝１.５

＜各ＱＣＩに対するＰＲＢ使用量＞
-ＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：０.６＋０.６＋０.９＝２.０
-ＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：１.０＋１.０＋１.５＝３.５

実施形態７によると、多重アンテナを使用しない場合に利用可能なＰＲＢの個数が４であり、多重アンテナによって共有されることにより、追加的に重複使用されるＰＲＢの個数がＰＲＢ１に対して２、ＰＲＢ２に対して１であるため、多重アンテナ伝送を考慮した場合に利用可能なＰＲＢの総個数は、(４＋２＋１)＝７である。このうち、ＱＣＩ３とＱＣＩ５が占めるＰＲＢ使用量は、(２.０＋３.５)/(４＋２＋１)＊１００＝７８.５７％である。

実施形態８
本実施形態では、トラフィッククラス当たりＰＲＢ使用量を計算するための式(１)及び式(２)は、各々次の式(５)及び(６)に修正される。

式(５)及び式(６)でパラメータの定義は、次のようである。
-Ｍ１(ｑｃｉ，Ｔ)：トラフィッククラス別ＰＲＢ使用比率
-Ｍ(Ｔ)：下記の式(７)を用いて測定される全体ＰＲＢ使用量
-ｔ，ｔ'：周期ＴでＤＴＣＨデータを含む伝送ブロック
-Ｂ(t，ｑｃｉ)：伝送ブロックｔを通じて伝送されるトラフィッククラスがｑｃｉであるＤＴＣＨに対する総ビット数
-Ｂ(ｔ')：伝送ブロックｔ'を通じて伝送されるＤＴＣＨとＤＣＣＨに対する総ビット数
-Ｘ(ｔ)：伝送ブロックが多重化を通じて伝送される場合、すなわち連結が遂行される場合に“１”の値を有し、そうでない場合には“０”の値を有する。

式(７)でパラメータの定義は、次のようである。
-Ｍ１(Ｔ)：周期Ｔで使用されるＰＲＢの個数
-Ｐ(Ｔ)：周期Ｔで利用可能なＰＲＢの総個数

実施形態８は、各ＱＣＩ別に伝送される伝送ブロックのビット数とすべての伝送ブロックのビット数との比率を式(６)を用いて測定した後に全体ＰＲＢ使用量と乗算することで、ＱＣＩ別ＰＲＢ使用量を式(５)を通じて測定する方式である。全体ＰＲＢ使用量は、式(７)によって計算される。例えば、伝送ブロック０，１，２が図１の実施形態のようにＰＲＢを使用し、各伝送ブロックが図３に与えられた形態のＭＡＣ ＰＤＵを伝送すると仮定すれば、各ＱＣＩに対するＰＲＢ使用量は、次のようである。
-全体ＰＲＢ使用量：１００％
-ＱＣＩ３のＰＲＢ使用比率：(３０＋３０＋３０)/(１００＋１００＋１００)＝０.３
-ＱＣＩ５のＰＲＢ使用比率：(５０＋５０＋５０)/(１００＋１００＋１００)＝０.５
-ＱＣＩ３のＰＲＢ使用量：０.３＊１００＝３０％
-ＱＣＩ５のＰＲＢ使用量：０.５＊１００＝５０％
この実施形態は、多重アンテナの使用に関係なく全体伝送ブロックで該当ＱＣＩの伝送比率に基づいてＰＲＢ使用比率を計算することが特徴である。

図４は、本発明の実施形態によるＰＲＢ使用量測定方法のシミュレーション結果を示すグラフであって、これは、セルに提供された負荷４０１によるトラフィッククラス別ＰＲＢ使用量の和と伝送されたパケットの平均遅延との関係を表すものである。

従来のＰＲＢ使用量の測定方法によると、ＭＡＣ ＰＤＵが提供された負荷４０１が低い状態で伝送ブロックにパディングを含んで生成される場合、伝送ブロックのＰＲＢ使用量は１００％となる。したがって、トラフィッククラス当たりＰＲＢ使用量の和は、提供された負荷４０１とともに速く増加して１００％に至る。結局、従来の測定方法では、平均トラフィックデータ速度は低いが、パケットが頻繁に発生するサービスが多いほど、ＰＲＢ使用量は、図４の曲線４０３で示すように、１００％の地点により速く至ると測定される。この場合、ＰＲＢ使用量の測定結果は１００％に到達しても、実際に提供される負荷は低いため、実際に伝送されるパケットの平均遅延は非常に低い。一方、本発明の実施形態によるＰＲＢ使用量の測定方法によると、サービスのトラフィックパターンに関係なく実際の提供された負荷４０１は測定結果に正確に反映でき、曲線４０５で示すように、ＰＲＢ使用量の測定結果は、伝送されるパケットの平均遅延が増加する時点で１００％に至ることがわかる。本発明の実施形態により提案されるＰＲＢ使用量の測定方法を使用すると、ｅＮＢは、セル間負荷調整及びＣＡＣに必要な正確な負荷情報を獲得することができる。

図５は、本発明の実施形態によって無線リソースの使用量を測定する基地局の構成を示す。
図５を参照すると、本発明の実施形態による基地局又はｅＮＢは、メッセージ処理部５０１、ＭＡＣ階層処理部５０３、及び送受信部５０５を含む。このメッセージ処理部５０１と送受信部５０５は、他のｅＮＢ又はサーバとメッセージ交換を通じるセル間負荷調整のために含まれ、ＰＲＢ使用量の測定はＭＡＣ階層処理部５０３により遂行される。

少なくとも一つの他のｅＮＢとＰＲＢ使用量の測定結果を交換してセル間負荷を調整する場合、メッセージ処理部５０１は、ＭＡＣ階層処理部５０３から提供されるＰＲＢ使用量の測定結果を受信し、その測定結果を含むメッセージを生成して送受信部５０５に伝送する。メッセージ処理部５０１は、少なくとも一つの他のｅＮＢからＰＲＢ使用量の測定結果を含むメッセージを送受信部５０５から受信し、ＭＡＣ階層処理部５０３に受信された測定結果を伝送する。

ＭＡＣ階層処理部５０３は、本発明の実施形態１〜８のうち少なくとも一つを適用して無線リソースの使用量としてＰＲＢ使用量を測定するＭＡＣスケジューラ５０３ａを含む。ＭＡＣスケジューラ５０３ａは、そのｅＮＢで測定されたＰＲＢ使用量を用いてセル間負荷調整及び/又はＣＡＣを遂行する。セル間負荷調整及びＣＡＣは、制御部(図示せず)の制御下に遂行され得る。他の実施形態において、ｅＮＢのＰＲＢ使用量の測定結果がサーバ(図示せず)に伝送される場合、サーバは、ｅＮＢのセル間負荷を調整するように適応され得る。
送受信部５０５は、少なくとも一つの他のｅＮＢとＰＲＢ使用量の測定結果を含むメッセージを交換し、あるいはＰＲＢ使用量の測定結果を含むメッセージをサーバに伝送する。

以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、特許請求の範囲を外れない限り、様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。

２１０、２１２・・・次世代無線アクセスネットワーク
２２０、２２２、２２４、２２６、２２８・・・次世代基地局
２３０、２３２・・・上位ノード

Claims (4)

1. 基地局において複数の伝送ブロックに割り当てられた物理リソースブロック(Physical Resource Block：ＰＲＢ)の使用量を計算する方法であって、
   前記複数の伝送ブロックの各々に割り当てられた少なくとも一つのＰＲＢを確認するステップと、
   各ＰＲＢが使用された伝送ブロックの数の逆数を決定するステップと、
   前記ＰＲＢに対して決定された前記逆数を加算して前記ＰＲＢの使用量を計算するステップと、
   前記計算された使用量に基づいてデータを伝送するステップと、
   を有することを特徴とする方法。
2. 前記計算するステップは、下記の式(１)に基づいて前記複数の伝送ブロックに割り当てられたＰＲＢの使用量を計算することを特徴とする請求項１に記載の方法。
   

   

   ここで、Ｓ(ｔ)は前記複数の伝送ブロックに割り当てられたＰＲＢのセットであり、Ｗ(ｐ)は各ＰＲＢが使用された複数の伝送ブロックの数である。
3. 基地局において複数の伝送ブロックに割り当てられた物理リソースブロック(Physical Resource Block；ＰＲＢ)の使用量を計算する装置であって、
   前記複数の伝送ブロックの各々に割り当てられた少なくとも一つのＰＲＢを確認し、各ＰＲＢが使用された伝送ブロックの数の逆数を決定し、前記ＰＲＢに対して決定された前記逆数を加算して前記ＰＲＢの使用量を計算し、前記計算された使用量に基づいてデータを伝送するメディアアクセス制御(ＭＡＣ)階層を含むことを特徴とする装置。
4. 前記ＭＡＣ階層は、下記の式（２）に基づいて前記複数の伝送ブロックに割り当てられたＰＲＢの使用量を計算することを特徴とする請求項３に記載の装置。
   

   

   ここで、Ｓ(ｔ)は前記複数の伝送ブロックに割り当てられたＰＲＢのセットであり、Ｗ(ｐ)はＰＲＢが使用された伝送ブロックの数である。

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