JP6153422B2 - 無線通信システムおよび通信制御方法 - Google Patents
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Description
P=Tα/Rβ ……(1)
ここで、Tはユーザ装置の推定スループットであり、Rはユーザ装置の平均スループットであり、α及びβは重み付け係数である。
1(1). 無線通信システムの概略
図1は、本発明の第1実施形態に係る無線通信システム1を示すブロック図である。無線通信システム1は、基地局NBと、基地局NBに接続される複数の送信ポイントTPと、ユーザ装置UEとを備える。基地局NB自身が、送信ポイントTPの1つとして機能してもよい。無線通信システム1は、上記以外の不図示の要素、例えば、交換局、サービングゲートウェイ、およびPDNゲートウェイ等のノードを備え得る。ネットワークは、無線通信システム1が備える上記の要素のうち、ユーザ装置UE以外の要素を備える。
1(2)−1. ユーザ装置の構成
図3は、第1実施形態に係るユーザ装置UEの構成を示すブロック図である。ユーザ装置UEは、無線通信部110と記憶部120と制御部130とを備える。音声・映像等を出力する出力装置及びユーザからの指示を受け付ける入力装置等の図示は便宜的に省略されている。無線通信部110は、送信ポイントTP(基地局NB)と無線通信を実行するための要素であり、送受信アンテナと、無線信号(電波)を受信して電気信号に変換する受信回路と、制御信号、ユーザ信号等の電気信号を無線信号(電波)に変換して送信する送信回路とを含む。記憶部120は通信制御に関する情報を記憶する。制御部130は、受信品質取得部132と受信品質報告部134と通信部136とを備える。受信品質取得部132は、複数の送信ポイントTPの各々から受信した無線信号に基づいて、基地局NBにおけるスケジューリングに用いられる受信品質(Channel Quality Index, CQI)を送信ポイントTP毎に取得する。受信品質報告部134は、受信品質取得部132が取得した受信品質を、無線通信部110を介して基地局NBに報告する。通信部136は、無線通信部110を介して基地局NBとユーザデータ信号および制御信号を送受信する。制御部130及び制御部130内の各要素は、ユーザ装置UE内の不図示のCPU(Central Processing Unit)が、記憶部120に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
図4は、第1実施形態に係る送信ポイントTPの構成を示すブロック図である。送信ポイントTPは、無線通信部210と基地局通信部220とを備える。無線通信部210は、ユーザ装置UEと無線通信を実行するための要素であり、ユーザ装置UEの無線通信部110と同様に構成される。基地局通信部220は基地局NBと通信を実行するための要素であり、基地局NBと信号を送受信する。
図5は、第1実施形態に係る基地局NBの構成を示すブロック図である。基地局NBは、送信ポイント通信部310とネットワーク通信部320と記憶部330と制御部340とを備える。送信ポイント通信部310は各送信ポイントTPと通信を実行するための要素であり、各送信ポイントTPと信号を送受信する。ネットワーク通信部320は、ネットワークNW内の他のノード(交換局、PDNゲートウェイ等)と通信を実行するための要素であり、他のノードと信号を送受信する。記憶部330は、通信制御に関する情報を記憶する。
1(3)−1. 無線リソース単位(リソースブロック)
無線通信システム1においては、無線リソース単位であるリソースブロックRBごとにリソース割当て(スケジューリング)が実行される。図6は、リソースブロックRBの説明図である。図6において、横軸(X軸)は時間軸を示し、縦軸(Y軸)は周波数軸を示す。リソースブロックRBは、所定の時間長(例えば、1スロットに相当する0.5ミリ秒)および所定の周波数帯域(例えば、12サブキャリアに相当する180kHz)を占める無線リソース単位であり、時間軸方向および周波数軸方向にわたって複数存在する。以上の所定時間長および所定周波数帯域は、無線環境等に応じて可変に設定されてもよい。基地局NB(スケジューラ342)は、リソースブロックRBごとに、送信対象のユーザ装置UEを割り当てる。なお、以下では、図内の特定のリソースブロックRBを、XY座標を用いて“RB(x,y)”のように示す場合がある。
図8は、本実施形態のスケジューリングの動作フローである。図8は、本実施形態のスケジューリングの動作フローである。ユーザ装置UEの無線通信部110は、複数の送信ポイントTPの各々から送信される無線信号を受信し、受信品質取得部132に供給する(S100)。受信品質取得部132は、受信された無線信号の各々について(すなわち、送信ポイントTPの各々について)受信品質(CQI)を取得する。受信品質報告部134は、受信品質取得部132が取得した受信品質を、いずれかの送信ポイントTPを介して基地局NBに報告(送信)する(S120)。基地局NBのスケジューラ342は、送信ポイントTPの各々についての受信品質を受信する。
P=(Tα/Rβ)・(1/Kγ) ……(2)
以上の構成によれば、パラメータ取得部3422が取得したパラメータ(スループットT)に基づいてユーザ装置UEが接続すべき送信ポイントTPが選択される。そのため、単にユーザ装置UEにおける受信レベルに基づいて接続先が選択される構成と比較して、ユーザ装置UEの接続先の送信ポイントTPが適切に選択され、スケジューリングが適切に実行される。特に、近い受信レベルを有する複数のユーザ装置UEが存在する場合であっても、パラメータに応じて接続先の送信ポイントTPが分散されるので、無線通信の負荷分散が実現される。
以上の実施の形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以上の実施の形態および以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
無線通信システム1が、各々が1つの送信ポイントTPと一体に構成された複数の基地局NBを備える構成も採用可能である。以上の構成においては、複数の基地局NBのうちいずれかがスケジューラ342を有し、そのスケジューラ342が上述の実施形態のように他の基地局NB(上述の実施形態における送信ポイントTPに相当)を制御すればよい。なお、1つの送信ポイントTPが複数の送信アンテナを備えてもよい。
無線通信システム1は、マクロ基地局eNBとスモール基地局PhNBと含むヘテロジーニアスネットワークであってもよい。本変形例では、スモール基地局PhNBが、上述の実施形態の基地局NBに相当する。図11に示すように、マクロ基地局eNBは、マクロセルCmを形成する。他方、スモール基地局PhNBは複数の送信ポイントTPを備え、各送信ポイントTPはマクロセルCmの内部にエリアAを形成する。送信ポイントTPの無線送信能力はマクロ基地局eNBの無線送信能力を下回るから、エリアAの面積はマクロセルCmの面積を下回る。
マクロ基地局eNBが無線通信に用いる周波数帯域と、スモール基地局PhNB(送信ポイントTP)が無線通信に用いる周波数帯域とは、同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。ただし、スモール基地局PhNBが用いる周波数帯域が、マクロ基地局eNBが用いる周波数帯域を上回る構成においては、より低い周波数帯域による安定な無線通信を用いて制御系の通信(Cプレーン通信)が実現されるのでより好適である。
以上の構成では、スループットTに基づいて閾値Thが算定されたが、各送信ポイントTPに対するユーザ装置UEの接続数を考慮しないメトリック(仮メトリック)に基づいて閾値Thが算定されてもよい。より具体的には、ステップS130において、パラメータ取得部3422が、前述と同様に、1つの送信ポイントTPと1つのユーザ装置UEとの組合せごとにスループットTを取得した後、取得されたスループットTの各々を、対応するユーザ装置UEの直近の平均スループットRで除算して仮メトリック(T/R)を算定してもよい。本変形例のステップS140では、パラメータ取得部3422が、1つの送信ポイントTPを基準として選択し、ユーザ装置UEごとに仮メトリックの差分値Dfを算定する。
以上の構成では、スループットTの差分値Dfに基づいて閾値Thが算定されたが、スループットTの比値Raに基づいて閾値Thが算定されてもよい。より具体的には、ステップS140において、パラメータ取得部3422が、1つの送信ポイントTPを基準として選択し、ユーザ装置UEごとにスループットTの比値Raを算定してもよい(基準となる送信ポイントTPについてのスループットTが比値Raの分母である)。本変形例のステップS150では、閾値算定部3424が、パラメータ取得部3422が取得した複数の比値Raの平均値を、閾値Thとして取得する。
ユーザ装置UEは、送信ポイントTP(基地局NB)と無線通信が可能な任意の装置である。ユーザ装置UEは、例えば、フィーチャーフォンまたはスマートフォン等の携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、UMPC(Ultra-Mobile Personal Computer)でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。
無線通信システム1内の各要素(ユーザ装置UEおよび基地局NB)においてCPUが実行する各機能は、CPUの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。
Claims (4)
- 複数のユーザ装置と、
各々が、複数の前記ユーザ装置の各々と無線通信を実行可能な複数の送信ポイントと、
複数の前記送信ポイントが実行する無線通信のスケジューリングを、リソースブロック単位で実行するスケジューラとを備え、
前記スケジューラは、
複数の前記ユーザ装置と複数の前記送信ポイントとの無線通信に関する複数のパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部が取得した複数の前記パラメータに基づいて閾値を算定する閾値算定部と、
前記ユーザ装置の各々について、前記閾値算定部が算定した前記閾値と、前記パラメータ取得部が当該ユーザ装置について取得した前記パラメータとを比較して、当該ユーザ装置が接続すべき送信ポイントを選択する送信ポイント選択部と、
前記送信ポイントの各々について、当該送信ポイントに接続する複数の前記ユーザ装置の各々についてメトリックを算定するメトリック算定部と、
前記メトリック算定部が算定した前記メトリックのうち最大のメトリックに対応するユーザ装置にリソースブロックを割り当てるリソース割当部と
を備える無線通信システム。 - 前記パラメータ取得部は、
複数の前記ユーザ装置の各々と複数の前記送信ポイントの各々との無線通信におけるスループットを取得した後、複数の前記ユーザ装置の各々について、1つの送信ポイントにおけるスループットを基準とした他の送信ポイントにおけるスループットの差分値または比値を算定し、
前記閾値算定部は、
複数の前記ユーザ装置の各々について前記パラメータ取得部が取得した複数の前記差分値または前記比値の平均値を閾値として取得する
請求項1の無線通信システム。 - 前記パラメータ取得部は、
複数の前記ユーザ装置の各々と複数の前記送信ポイントの各々との無線通信における仮メトリックを取得した後、複数の前記ユーザ装置の各々について、1つの送信ポイントにおける仮メトリックを基準とした他の送信ポイントにおける仮メトリックの差分値または比値を算定し、
前記閾値算定部は、
複数の前記ユーザ装置の各々について前記パラメータ取得部が取得した複数の前記差分値または前記比値の平均値を閾値として取得する
請求項1の無線通信システム。 - 複数のユーザ装置と、
各々が、複数の前記ユーザ装置の各々と無線通信を実行可能な複数の送信ポイントと、
複数の前記送信ポイントが実行する無線通信のスケジューリングを、リソースブロック単位で実行するスケジューラと
を備える無線通信システムにおける通信制御方法であって、
前記スケジューラにおいて、
複数の前記ユーザ装置と複数の前記送信ポイントとの無線通信に関する複数のパラメータを取得することと、
取得された複数の前記パラメータに基づいて閾値を算定することと、
前記ユーザ装置の各々について、算定された前記閾値と、当該ユーザ装置について取得された前記パラメータとを比較して、当該ユーザ装置が接続すべき送信ポイントを選択することと、
前記送信ポイントの各々について、当該送信ポイントに接続する複数の前記ユーザ装置の各々についてメトリックを算定することと、
算定された前記メトリックのうち最大のメトリックに対応するユーザ装置にリソースブロックを割り当てることと
を備える通信制御方法。
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JP2013174567A JP6153422B2 (ja) | 2013-08-26 | 2013-08-26 | 無線通信システムおよび通信制御方法 |
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