JP5745443B2

JP5745443B2 - 無線スケジューラ処理装置、無線スケジューリング方法およびコンピュータプログラム

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Publication number: JP5745443B2
Application number: JP2012044495A
Authority: JP
Inventors: 功旭宮崎; 暁秋王; 雅伏木; 小西　聡; 聡小西
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: JP2013183228A

Description

本発明は、無線スケジューラ処理装置、無線スケジューリング方法およびコンピュータプログラムに関する。

近年、スマートフォンやタブレット端末などの携帯端末が急速に普及するに伴って、モバイルトラヒックが急増することにより、通信事業者が有する無線設備が逼迫する事態が発生している。この対処の一つとして、ヘテロジニアスネットワーク（Heterogeneous Network、以下、HetNetと称する）が検討されている（例えば非特許文献１参照）。HetNetでは、マクロ基地局のサービスエリア（カバレッジエリア）内でトラヒックが集中するホットスポットに、マクロ基地局に比べて小型で送信出力の低いピコ基地局やフェムト基地局をオーバレイ的に置局する。

従来、3GPP（Third Generation Partnership Project）で検討されている標準規格の一つとして「LTE（Long Term Evolution）」が知られているが（例えば非特許文献２、３参照）、そのLTEにおいて、HetNetに関するセルレンジエクスパンション（CRE：Cell Range Expansion）技術、及び時分割多重型干渉制御技術が検討されている。

CRE技術は、LTEにおけるロードバランシング手法の一つである。ここで、CRE技術について説明する。端末は、起動時に接続する基地局を選択する。端末は、周辺基地局が送信する参照信号の受信電力を測定し、この測定値が最大の基地局に接続する。これは、式（１）で表される。
s(j)＝arg max(B(i)P(i,j)) （１）
但し、s(j)は端末jの接続基地局IDである。P(i,j)は、端末jにおける基地局iの参照信号の受信電力である。B(i)は基地局iの“CREバイアス値”である。

HetNetにおいて、マクロ基地局からピコ基地局へのトラヒックオフロードを促進する場合には、CRE技術として、マクロ基地局のCREバイアス値を１とし、ピコ基地局のCREバイアス値を１より大きい値に設定する。これにより、端末がマクロ基地局よりもピコ基地局に接続しやすくする。

時分割多重型干渉制御技術は、HetNetにおいて、与干渉局が瞬間的に停波することにより、下りリンク（基地局から端末への方向）の通信に対する与干渉局からの電波干渉を回避する技術である。図６に時分割多重型干渉制御技術の説明図を示す。図６において、ピコ基地局２００は、与干渉局であるマクロ基地局１００のカバレッジエリア１１０内に配置されている。ピコ基地局２００のカバレッジエリア（ピコセル）は、CRE技術によって領域２１０から領域２２０へと拡張されている。

図６（１）はマクロ基地局１００が電波を送信するタイミング（マクロ局送信タイミング）の状況を表している。マクロ局送信タイミングでは、ピコ基地局２００は、自己に接続している端末３００、３１０のうち特定の端末３１０に対してはパケットを送信しない。この特定の端末３１０は、マクロ基地局１００が送信する電波による電波干渉によって下りリンクの通信に不都合が生じると想定された端末である。特定の端末３１０としては、例えば、ピコ基地局２００の拡張カバレッジエリア２２０の端に在り、マクロ基地局１００からの干渉波の方がピコ基地局２００からの所望波よりもかなり強く受信される端末が挙げられる。

図６（２）はマクロ基地局１００が電波を送信しないタイミング（マクロ局停波タイミング）の状況を表している。マクロ局停波タイミングでは、ピコ基地局２００は、自己に接続している端末３００、３１０に対してパケットを送信する。したがって、ピコ基地局２００は、マクロ局停波タイミングでは、特定の端末３１０に対してもパケットを送信する。

D. Lopez-Perez, et al., "Enhanced Intercell Inter- ference Coordination Challenges in Heterogeneous Networks," IEEE Wireless Commun., vol.18, no.3, pp.22-30, Jun. 2011. http://www.3gpp.org/ S. Sesia, et al., LTE, The UMTS Long Term Evolution, Wiley, Apr. 2009. 3GPP, TR 36.814 Ver. 9.0.0, "Further Advance- ments for E-UTRA Physical Layer Aspects," Mar. 2010.

しかしながら、上述した時分割多重型干渉制御技術を利用する基地局（例えば図６のピコ基地局２００）における無線スケジューリング方法が課題となっている。

マクロ局（与干渉局）送信タイミングでは、マクロ局からの電波干渉を回避させたい端末を除いて無線スケジューリングを行う。このため、通信する機会の公平性の観点から、マクロ局停波タイミングでは、マクロ局からの電波干渉を回避させたい端末を優先して無線スケジューリングを行うことが考えられる。しかしながら、マクロ局からの電波干渉を回避させたい端末の台数が十分に無い場合などでは、マクロ局からの電波干渉を回避させたい端末だけでマクロ局停波タイミングの無線リソースを十分に活用できるとは限らない。したがって、マクロ局停波タイミングにおいて、マクロ局からの電波干渉を回避させたい端末と、それ以外の端末とを含めて、無線リソースの活用を図ることができる無線スケジューリング方法が望ましい。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、時分割多重型干渉制御技術を利用する基地局において、与干渉局からの電波干渉を回避させたい端末と、それ以外の端末とを含めて、与干渉局停波タイミングの無線リソースの活用を図ることができる無線スケジューラ処理装置、無線スケジューリング方法およびコンピュータプログラムを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る無線スケジューラ処理装置は、下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を時分割多重型干渉制御技術によって回避する対象である第１の端末と、第１の端末以外の第２の端末とを対象に無線リソースの割り当てを行う無線スケジューラ処理装置であり、与干渉局送信タイミングに対して、第２の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行う第１のスケジューラと、与干渉局停波タイミングに対して、第１の端末と第２の端末のスループットの差分に応じて、第１の端末と第２の端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、第１の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行う第２のスケジューラと、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線スケジューラ処理装置は、下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を時分割多重型干渉制御技術によって回避する対象である第１の端末と、第１の端末以外の第２の端末とを対象に無線リソースの割り当てを行う無線スケジューラ処理装置であり、与干渉局送信タイミングに対して、第２の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行う第１のスケジューラと、与干渉局停波タイミングに対して、所定の頻度で、第１の端末と第２の端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、第１の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行う第２のスケジューラと、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線スケジューラ処理装置において、前記第２のスケジューラは、第１の端末のみを対象にした無線リソース割当の結果、無線リソースの余りがある場合には第２の端末を含むものを対象にして無線リソースの割り当てを行うことを特徴とする。

本発明に係る無線スケジューラ処理装置において、端末毎にスループットを記憶するスループット記憶部を備え、前記第１のスケジューラ及び前記第２のスケジューラは、前記スループット記憶部内の端末のスループットを用いて無線リソース割り当てを行うものであって、無線リソース割り当て結果に基づいた端末のスループットにより前記スループット記憶部内のスループットを更新する、ことを特徴とする。

本発明に係る無線スケジューラ処理装置において、前記第１のスケジューラ及び前記第２のスケジューラは、プロポーショナルフェアネススケジューラを用いることを特徴とする。

本発明に係る無線スケジューリング方法は、下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を時分割多重型干渉制御技術によって回避する対象である第１の端末と、第１の端末以外の第２の端末とを対象に無線リソースの割り当てを行う無線スケジューリング方法であり、与干渉局送信タイミングに対して、第２の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うステップと、与干渉局停波タイミングに対して、第１の端末と第２の端末のスループットの差分に応じて、第１の端末と第２の端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、第１の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行うステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る無線スケジューリング方法は、下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を時分割多重型干渉制御技術によって回避する対象である第１の端末と、第１の端末以外の第２の端末とを対象に無線リソースの割り当てを行う無線スケジューリング方法であり、与干渉局送信タイミングに対して、第２の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うステップと、与干渉局停波タイミングに対して、所定の頻度で、第１の端末と第２の端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、第１の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行うステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムは、下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を時分割多重型干渉制御技術によって回避する対象である第１の端末と、第１の端末以外の第２の端末とを対象に無線リソースの割り当てを行う無線スケジューラ処理を行うためのコンピュータプログラムであって、与干渉局送信タイミングに対して、第２の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うステップと、与干渉局停波タイミングに対して、第１の端末と第２の端末のスループットの差分に応じて、第１の端末と第２の端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、第１の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行うステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであることを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムは、下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を時分割多重型干渉制御技術によって回避する対象である第１の端末と、第１の端末以外の第２の端末とを対象に無線リソースの割り当てを行う無線スケジューラ処理を行うためのコンピュータプログラムであって、与干渉局送信タイミングに対して、第２の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うステップと、与干渉局停波タイミングに対して、所定の頻度で、第１の端末と第２の端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、第１の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行うステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであることを特徴とする。

本発明によれば、時分割多重型干渉制御技術を利用する基地局において、与干渉局からの電波干渉を回避させたい端末と、それ以外の端末とを含めて、与干渉局停波タイミングの無線リソースの活用を図ることができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態に係る基地局装置の構成例を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る無線スケジューラ処理のフローチャートである。図２のステップＳ３に係るマクロ局送信タイミング用スケジューラの処理の手順を示すフローチャートである。図２のステップＳ４に係るマクロ局停波タイミング用スケジューラの処理の手順を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る効果を説明するためのグラフ図である。時分割多重型干渉制御技術の説明図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基地局装置の構成例を示すブロック図である。この図１には基地局装置の下りリンクの無線パケットスケジューリング機能に係る構成が示されている。

図１に示す基地局装置は、HetNetにおいて、時分割多重型干渉制御技術によって、下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を回避するものである。図１に示す基地局装置としては、例えば、図６に示されるように、HetNetにおいてマクロ基地局１００のカバレッジエリア１１０内に配置されたピコ基地局２００であり、CRE技術によってカバレッジエリアが拡張され、且つ、時分割多重型干渉制御技術によって、下りリンクの通信に対するマクロ基地局１００からの電波干渉を回避するものである。本実施形態では、図１に示す基地局装置は、与干渉局であるマクロ基地局（以下、マクロ局と称する）のカバレッジエリア内に配置されているとする。

図１において、無線パケットスケジューラ部１は、CSI（Channel State Information）、マクロ局送信／停波パターン、及び端末情報を用いて、無線パケットスケジューリングを行う。フェアネススループット記憶部２は、端末毎にフェアネススループットを格納する。フェアネススループット記憶部２は、無線パケットスケジューラ部１からアクセスされる。

下りリンクトラヒックチャネル無線リソース割り当て部４は、下りリンクトラヒックチャネル無線パケット生成部３が生成した無線パケットに対し、無線パケットスケジューラ部１のスケジューリング結果に従って無線リソースを割り当てる。

無線パケットスケジューラ部１には、CSI、マクロ局送信／停波パターン、及び端末情報が入力される。CSIは、LTEで規定されている。CSIは、端末から基地局へ定期的にフィードバックされる、下りリンクの状態を表す情報である。LTEでは、CSIは、CQI（Channel Quality Indicator）、RI（Rank Indicator）及びPMI（Precoding Matrix Indicator）から構成される。CQIは、SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio）を量子化した情報である。

CQIには、ワイドバンドCQIとサブバンドCQIの二種類がある。ワイドバンドCQIは、全システム帯域幅の平均SINRを表す。サブバンドCQIは、サブバンドと呼ばれる周波数リソースブロックごとのSINRを表す。RIは、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）送信の適用可否を表す。PMIは、MIMO送信に適した送信ウェイトのインデックスを表す。

CSIは、端末から基地局へフィードバックされるが、マクロ局送信タイミングで該基地局が送信した参照信号を用いて該端末が算出したものであるか、否か（マクロ局停波タイミングで該基地局が送信した参照信号を用いて該端末が算出したものであるか）が分かるようになっている。これにより、各端末について、マクロ局送信タイミングにおけるCSIと、マクロ局停波タイミングにおけるCSIとを区別することができる。

マクロ局送信／停波パターンは、マクロ局送信タイミングとマクロ局停波タイミングをそれぞれ特定する情報である。端末情報は、自基地局装置に接続している端末の情報であって、端末毎に、マクロ局送信タイミングでは下りリンクの通信を行わず、且つマクロ局停波タイミングで下りリンクの通信を行う端末（以下、Ａ端末と称する）であるか、又は、Ａ端末以外の端末（以下、Ｂ端末と称する）であるかを示す。

無線パケットスケジューラ部１は、端末情報に従って、マクロ局送信タイミングではＢ端末のみを対象にして無線パケットスケジューリングを行い、マクロ局停波タイミングではＡ端末を含めた端末を対象にして無線パケットスケジューリングを行う。

図２を参照して、図１に示す無線パケットスケジューラ部１の動作を説明する。図２は、本実施形態に係る無線スケジューラ処理のフローチャートである。無線パケットスケジューラ部１は、下りリンクのサブフレーム毎に、図２の無線スケジューラ処理を行う。

（ステップＳ１）無線パケットスケジューラ部１は、スケジューリング対象のサブフレームにおいてスケジューリング対象となる端末を選択する。具体的には、自基地局装置に接続している全端末のうち、自基地局装置の送信バッファに在るデータの宛先となっている端末のみをスケジューリング対象とする。

（ステップＳ２）無線パケットスケジューラ部１は、マクロ局送信／停波パターンに基づいて、スケジューリング対象のサブフレームがマクロ局送信タイミングであるか、否か（マクロ局停波タイミングであるか）を判断する。スケジューリング対象のサブフレームがマクロ局送信タイミングである場合にはステップＳ３に進み、スケジューリング対象のサブフレームがマクロ局停波タイミングである場合にはステップＳ４に進む。

（ステップＳ３）無線パケットスケジューラ部１は、マクロ局送信タイミング用スケジューラを実行する。この後、図２の処理を終了する。

（ステップＳ４）無線パケットスケジューラ部１は、マクロ局停波タイミング用スケジューラを実行する。この後、図２の処理を終了する。

図３は、図２のステップＳ３に係るマクロ局送信タイミング用スケジューラの処理の手順を示すフローチャートである。図３のステップＳ１１において、無線パケットスケジューラ部１は、スケジューリング対象の端末のうちＢ端末のみを対象にして、プロポーショナルフェアネススケジューラ（PFS：Proportional Fairness Scheduler）を実行する。

ここで、PFSについて説明する。PFSは、無線スケジューラの代表的なアルゴリズムとして知られている（例えば、非特許文献３参照）。PFSは、ユーザ間のスループットの公平性を保ちつつ、平均ユーザスループットを最大化することを目指すものである。

PFSでは、“PFメトリック”と呼ばれる指標値の降順で、無線リソースを割り当てるユーザを選択する。PFメトリックは式（２）で算出される。
M(i, j, n) ＝ R(i, j, n) ÷ T(i, j, n−1) （２）
但し、M(i, j, n)は、n番目のサブフレームにおいて、i番目の基地局に接続するj番目のユーザのPFメトリックである。R(i, j, n)は、n番目のサブフレームにおいて、i番目の基地局に接続するj番目のユーザに無線リソースを割り当てたときの瞬時データレートである。T(i, j, n−1)は“フェアネススループット”と呼ばれる指標値であり、i番目の基地局に接続するj番目のユーザについて「n−１」番目のサブフレームまでの平均スループットである。

瞬時データレートは、当該ユーザからフィードバックされたCSIに基づいて算出される。この場合、マクロ局送信タイミング用スケジューラの実行時には、マクロ局送信タイミングにおけるCSIを用いて、瞬時データレートを算出する。一方、後述するマクロ局停波タイミング用スケジューラの実行時には、マクロ局停波タイミングにおけるCSIを用いて、瞬時データレートを算出する。なお、瞬時データレートには、マクロ局送信タイミング用スケジューラの実行時にはマクロ局送信タイミングにおける実測値を用い、マクロ局停波タイミング用スケジューラの実行時にはマクロ局停波タイミングにおける実測値を用いてもよい。

フェアネススループットは、式（３）および式（４）で算出される。
i番目の基地局に接続するj番目のユーザに対してn番目のサブフレームで無線リソースを割り当てられた場合、
T(i, j, n) ＝ (1−a(i)) T(i, j, n−1)＋a(i) R(i, j, n) （３）
i番目の基地局に接続するj番目のユーザに対してn番目のサブフレームで無線リソースを割り当てられなかった場合、
T(i, j, n) ＝ (1−a(i)) T(i, j, n−1)
但し、a(i)はフェアネススループットの忘却係数である。フェアネススループットT(i, j, n)は、ｎ番目のサブフレームに対する無線スケジューリングの終了後に更新される。
以上がPFSについての説明である。

図３のステップＳ１１において、無線パケットスケジューラ部１は、スケジューリング対象の端末のうちＢ端末のみを対象にPFSを実行して、スケジューリング対象のサブフレームで無線リソースを割り当てるＢ端末および割り当てる無線リソースを決定する。この後、無線パケットスケジューラ部１は、自基地局装置に接続している全端末（全Ａ端末および全Ｂ端末）を対象にして、各端末のフェアネススループットを更新する。無線パケットスケジューラ部１は、更新後の各端末のフェアネススループットを、フェアネススループット記憶部２に格納する。この後、図３の処理を終了する。なお、フェアネススループット記憶部２には、各端末の最新のフェアネススループットのみが格納されればよい。

次に、図４を参照して、マクロ局停波タイミング用スケジューラを説明する。図４は、図２のステップＳ４に係るマクロ局停波タイミング用スケジューラの処理の手順を示すフローチャートである。

（ステップＳ２１）無線パケットスケジューラ部１は、自基地局装置に接続している全端末（全Ａ端末および全Ｂ端末）を対象に、フェアネススループット記憶部２内の各端末の最新のフェアネススループットを用いて、全Ａ端末のフェアネススループットの平均値（Ａ平均値と称する）と、全Ｂ端末のフェアネススループットの平均値（Ｂ平均値と称する）と、を計算する。

（ステップＳ２２）無線パケットスケジューラ部１は、Ｂ平均値からＡ平均値を減算した差（平均値差分と称する）を計算する。

（ステップＳ２３）無線パケットスケジューラ部１は、平均値差分を所定の閾値と比較する。この結果、平均値差分が、閾値以下である場合にはステップＳ２４に進み、閾値超過である場合にはステップＳ２５に進む。

（ステップＳ２４）無線パケットスケジューラ部１は、スケジューリング対象の全端末（全Ａ端末および全Ｂ端末）を対象にして、PFSを実行する。これにより、無線パケットスケジューラ部１は、スケジューリング対象のサブフレームで無線リソースを割り当てる端末および割り当てる無線リソースを決定する。この後、無線パケットスケジューラ部１は、自基地局装置に接続している全端末（全Ａ端末および全Ｂ端末）を対象にして、各端末のフェアネススループットを更新する。無線パケットスケジューラ部１は、更新後の各端末のフェアネススループットを、フェアネススループット記憶部２に格納する。この後、図４の処理を終了する。

（ステップＳ２５）無線パケットスケジューラ部１は、スケジューリング対象の端末のうちＡ端末のみを対象にして、PFSを実行する。これにより、無線パケットスケジューラ部１は、スケジューリング対象のサブフレームで無線リソースを割り当てるＡ端末および割り当てる無線リソースを決定する。この後、無線パケットスケジューラ部１は、自基地局装置に接続している全端末（全Ａ端末および全Ｂ端末）を対象にして、各端末のフェアネススループットを更新する。無線パケットスケジューラ部１は、更新後の各端末のフェアネススループットを、フェアネススループット記憶部２に格納する。

（ステップＳ２６）無線パケットスケジューラ部１は、スケジューリング対象のサブフレームにおいて未割当になっている無線リソースの余りがあるかを判断する。この結果、無線リソースの余りがある場合にはステップＳ２７に進む。一方、無線リソースの余りがない場合には、無線パケットスケジューラ部１は、自基地局装置に接続している全端末（全Ａ端末および全Ｂ端末）を対象にして、各端末のフェアネススループットを更新する。そして、無線パケットスケジューラ部１は、更新後の各端末のフェアネススループットを、フェアネススループット記憶部２に格納する。この後、図４の処理を終了する。

（ステップＳ２７）無線パケットスケジューラ部１は、スケジューリング対象の端末のうちＢ端末のみを対象にして、PFSを実行する。これにより、無線パケットスケジューラ部１は、スケジューリング対象のサブフレームで無線リソースを割り当てるＢ端末および割り当てる無線リソースを決定する。この後、無線パケットスケジューラ部１は、自基地局装置に接続している全端末（全Ａ端末および全Ｂ端末）を対象にして、各端末のフェアネススループットを更新する。無線パケットスケジューラ部１は、更新後の各端末のフェアネススループットを、フェアネススループット記憶部２に格納する。この後、図４の処理を終了する。

本実施形態によれば、マクロ局送信タイミングに対しては、Ｂ端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行う。一方、マクロ局停波タイミングに対しては、Ａ端末とＢ端末のスループットの差分に応じて、Ａ端末とＢ端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、Ａ端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行う。これにより、時分割多重型干渉制御技術を利用する基地局において、マクロ局からの電波干渉を回避させたいＡ端末と、それ以外のＢ端末とを含めて、マクロ局停波タイミングの無線リソースの活用を図ることができる。

さらに、本実施形態によれば、Ａ端末のみを対象にした無線リソース割当の結果、無線リソースの余りがある場合にはＢ端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行う。これにより、マクロ局停波タイミングの無線リソースの利用効率を向上させることができる。なお、ステップＳ２６，Ｓ２７は、必要に応じて設ければよいものであって、なくてもよい。

又、本実施形態によれば、フェアネススループット記憶部２を設け、マクロ局送信タイミングとマクロ局停波タイミングとでフェアネススループットを共通化している。これにより、マクロ局送信タイミングとマクロ局停波タイミングの両方の無線リソース割当結果をフェアネススループットに反映させて、各場合のPFSを実行することができる。この結果として、ユーザスループットの公平性を保つことに寄与することができる。

図５は、本実施形態に係る効果を説明するためのグラフ図である。図５のグラフ図は、シミュレーションの結果を示している。このシミュレーション条件には、非特許文献４の「Table A.2.1.1-2 Case 1」、「Table A.2.1.1.2-3 Model 1」及び「Table A.2.1.1.2-5 Configuration #4b」を用いた。但し、キャリア周波数は800MHzである。そして、7セル且つ21セクタのマクロ局（与干渉局）の構成において、セクタエリア当り二つのホットスポットを一様分布するように配置した。その半径40mのホットスポットに10台の端末を配置し、ホットスポットの中心にピコ基地局を一つ配置した。さらに、セクタエリアには10台の端末を一様分布するように配置した。ユーザトラヒックモデルには、無限長のIPパケットを仮定し、常に基地局の送信バッファに空きがない状態を模擬するフルバッファトラヒックモデルを用いた。CREバイアス値は8dBとした。マクロ局停波タイミングの割合は25%とした。

図５において、波形２０Ａ及び２０Ｂは、まずＡ端末のみを対象としてPFSを実行し、このＡ端末の無線リソース割り当て完了後に、無線リソースに余りがある場合には、さらにＢ端末のみを対象にしてPFSを実行したときの結果である。波形３０Ａ及び３０Ｂは、Ａ端末とＢ端末の両方を対象にしてPFSを実行したときの結果である。波形２０Ａ及び３０Ａは、Ａ端末についての平均ユーザスループットを示している。波形２０Ｂ及び３０Ｂは、Ｂ端末についての平均ユーザスループットを示している。

図５に示されるように、波形２０Ａ及び２０Ｂでは、Ａ端末とＢ端末の平均ユーザスループットがバランスしている。

一方、波形３０Ａ及び３０Ｂでは、Ｂ端末の方がＡ端末に比べてかなり平均ユーザスループットが大きくなる。これは、Ａ端末とＢ端末の両方を対象にしてPFSを実行するので、SINRの高いＢ端末に無線リソースがより多く割り当てられた結果、Ａ端末のスループットが大きく下がったためである。

このことから、本実施形態によれば、図４のステップＳ２３の閾値判定の結果、Ｂ端末のフェアネススループットの平均値がＡ端末のフェアネススループットの平均値より高すぎる場合には、Ａ端末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、Ａ端末とＢ端末のスループットをバランスさせることができる。

このように本実施形態によれば、移動通信システムにおけるスループットの設計を柔軟に行うことが可能になる。例えば、音声通信に必要な最低限のスループットを全端末に対してバランスよく確保させた上で、移動通信システム全体のスループットの最大化を図るように、スループットの設計を行うことができるようになる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、図４のステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３において、フェアネススループットの平均値ではなく、フェアネススループットの累積分布関数（CDF：Cumulative Distribution Function）の中央値（50％-ile値）又はや5％-ile値を用いてもよい。又は、95％-ile値と5％-ile値との差分値を用いてもよい。

また、図４のステップＳ２５，Ｓ２７においてPFSの対象にする端末を以下に示すように変更してもよい。まずステップＳ２５では、フェアネススループットが所定の閾値以下であるＡ端末のみをPFSの対象にする。そして、ステップＳ２７では、ステップＳ２５で無線リソースが割り当てられなかったＡ端末と、Ｂ端末とをPFSの対象にする。これにより、Ａ端末の中でも特にスループットが低い端末を優先して無線リソースの割り当てを行うことができる。

また、図４のステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３の代わりに、所定の頻度で、ステップＳ２４を実行するか、又は、ステップＳ２５からＳ２７を実行するかを選択するようにしてもよい。該頻度は設定により変更可能とする。これにより、該頻度に応じて、ステップＳ２４と、ステップＳ２５からＳ２７とを切り替えて実行することで、スループットの設計を柔軟に行える効果が得られる。さらに、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３に要した演算量を削減することができる。

また、図２、図３又は図４に示す各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、無線スケジューラ処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１…無線パケットスケジューラ部（無線スケジューラ処理装置、第１のスケジューラ、第２のスケジューラ）、２…フェアネススループット記憶部（無線スケジューラ処理装置、スループット記憶部）、１００…マクロ基地局、２００…ピコ基地局

Claims

下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を時分割多重型干渉制御技術によって回避する対象である第１の端末と、第１の端末以外の第２の端末とを対象に無線リソースの割り当てを行う無線スケジューラ処理装置であり、
与干渉局送信タイミングに対して、第２の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行う第１のスケジューラと、
与干渉局停波タイミングに対して、第１の端末と第２の端末のスループットの差分に応じて、第１の端末と第２の端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、第１の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行う第２のスケジューラと、
を備えたことを特徴とする無線スケジューラ処理装置。
下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を時分割多重型干渉制御技術によって回避する対象である第１の端末と、第１の端末以外の第２の端末とを対象に無線リソースの割り当てを行う無線スケジューラ処理装置であり、
与干渉局送信タイミングに対して、第２の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行う第１のスケジューラと、
与干渉局停波タイミングに対して、所定の頻度で、第１の端末と第２の端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、第１の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行う第２のスケジューラと、
を備えたことを特徴とする無線スケジューラ処理装置。
前記第２のスケジューラは、第１の端末のみを対象にした無線リソース割当の結果、無線リソースの余りがある場合には第２の端末を含むものを対象にして無線リソースの割り当てを行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線スケジューラ処理装置。
端末毎にスループットを記憶するスループット記憶部を備え、
前記第１のスケジューラ及び前記第２のスケジューラは、前記スループット記憶部内の端末のスループットを用いて無線リソース割り当てを行うものであって、無線リソース割り当て結果に基づいた端末のスループットにより前記スループット記憶部内のスループットを更新する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線スケジューラ処理装置。
前記第１のスケジューラ及び前記第２のスケジューラは、プロポーショナルフェアネススケジューラを用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線スケジューラ処理装置。
下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を時分割多重型干渉制御技術によって回避する対象である第１の端末と、第１の端末以外の第２の端末とを対象に無線リソースの割り当てを行う無線スケジューリング方法であり、
与干渉局送信タイミングに対して、第２の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うステップと、
与干渉局停波タイミングに対して、第１の端末と第２の端末のスループットの差分に応じて、第１の端末と第２の端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、第１の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行うステップと、
を含むことを特徴とする無線スケジューリング方法。
下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を時分割多重型干渉制御技術によって回避する対象である第１の端末と、第１の端末以外の第２の端末とを対象に無線リソースの割り当てを行う無線スケジューリング方法であり、
与干渉局送信タイミングに対して、第２の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うステップと、
与干渉局停波タイミングに対して、所定の頻度で、第１の端末と第２の端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、第１の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行うステップと、
を含むことを特徴とする無線スケジューリング方法。
下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を時分割多重型干渉制御技術によって回避する対象である第１の端末と、第１の端末以外の第２の端末とを対象に無線リソースの割り当てを行う無線スケジューラ処理を行うためのコンピュータプログラムであって、
与干渉局送信タイミングに対して、第２の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うステップと、
与干渉局停波タイミングに対して、第１の端末と第２の端末のスループットの差分に応じて、第１の端末と第２の端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、第１の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行うステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
下りリンクの通信に対する与干渉局からの電波干渉を時分割多重型干渉制御技術によって回避する対象である第１の端末と、第１の端末以外の第２の端末とを対象に無線リソースの割り当てを行う無線スケジューラ処理を行うためのコンピュータプログラムであって、
与干渉局送信タイミングに対して、第２の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うステップと、
与干渉局停波タイミングに対して、所定の頻度で、第１の端末と第２の端末の両方を対象にして無線リソースの割り当てを行うか、又は、第１の端末のみを対象にして無線リソースの割り当てを行うかを選択し、無線リソースの割り当てを行うステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。