JP7081613B2 - 無線通信システム、主基地局、二次基地局、および無線通信方法 - Google Patents

無線通信システム、主基地局、二次基地局、および無線通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システム、主基地局、二次基地局、および無線通信方法に関する。
3GPP(3rd Generation Partnership Project)のRelease 12では、1つの端末と2つの基地局との間でパケットデータを送受信するデュアルコネクティビティ(Dual Connectivity)が規定されている。Dual Connectivityは、基地局である、MeNB(Master eNode B)、及びSeNB(Secondary eNode B)の両方への接続を可能にする端末の動作モードである。MeNBのセル(Cell)は、MCG(Master Cell Group)と呼ばれる。SeNBのセル(Cell)は、SCG(Secondary Cell Group)と呼ばれる。SCGは、MCGのカバーエリア内に配置されている。
Dual Connectivityでは、複数の無線基地局が運用する通信帯域を1つのベアラとして使用するためのスプリットベアラオプション(Split bearer option)が定義されている。このSplit bearer optionをユーザデータ通信のベアラ(データ無線ベアラ:DRB)に適用した構成では、MeNBは、上位装置であるCNから受信したDLデータを、自局とSeNBとを経由して端末に送信する。この場合、MeNBは、自局配下及びSeNB配下の各通信帯域で配信するDLデータ量を適切に分配した後、SeNBに対してデータ転送を行う。上記において、DRBは、Data Radio bearerの略である。CNは、Core Networkの略である。DLは、Down Linkの略である。
U-Planeについての他のbearer optionであるSCG bearer optionでは、SCGにおいて送信されるデータはMeNBを通らないのでU-Planeデータの転送にMeNBは関与しない。
一方、上述したSplit bearer optionでは、MCG Split bearerにおいて送信されるDLデータがSeNBを通るので、U-Planeデータの転送にMeNB及びSeNBの両方が関与する。そのため、MeNBからSeNBへのデータ転送を適切に行うためにはFlow Controlが必要となる。
特許文献1には、SeNBが、標準とは異なる場合に、自身の能力を、SeNB追加/修正コマンドに含めて、MeNBに返信する技術についての記載がある。
特許文献2には、通信端末装置が、サブキャリア数情報により基地局装置から指示された数のサブキャリアを、回線品質の良好な順に選択して基地局装置に通知する技術が記載されている。これにより、基地局装置が受信品質の良好なサブキャリアにパケットデータを割り当てることができるので、ユーザダイバーシティ効果を得ることができ、システム全体のスループットが向上するとともに、周波数利用効率を向上させることができるとされている。
特開2017-085667号公報 特開2010-016881号公報
非特許文献1の規定では、Flow ControlはDRB単位で実行されることになっている。SeNBに収容される端末数や、SeNBと各端末との無線通信環境が時々刻々と変化することにより、SeNBが端末宛に送信するデータ量が変動することがある。MeNBからSeNBへのデータ転送を適切に行うために、Flow Control信号は、DRB単位で頻繁に送信される。
しかしながら、DRB単位のFlow Controlでは、MeNBとSeNBとの間のFlow Control信号がMeNBに収容する端末が持つDRB数に比例して増加する。従って、MeNBとSeNBにおけるFlow Control信号の増大により通信帯域がDRB数に比例して消費され、Dual Connectivityにおける高速化の効果が得られない可能性がある。また、ほぼ移動しない、または位置が変化しない端末(あるいはCell)に対して、転送するDLデータ量を頻繁に調整する必要がほぼないにも関わらず、DRB単位のFlow Control信号が頻繁に送信される。これにより、スループットが低下する可能性がある。
特許文献1および特許文献2には、上記問題点を解決するための方策は全く記載されていない。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、基地局間の通信帯域を効率的に使用することができる無線通信システム、主基地局、二次基地局、および無線通信方法を提供することを目的とする。
本発明の無線通信システムは、主基地局と、二次基地局と、を備え、端末による、前記主基地局および前記二次基地局の両方への接続を可能とする動作モードであるデュアルコネクティビティが実行される際、前記二次基地局は、複数のデータ無線ベアラからなるデータ無線ベアラグループの空きバッファ量の情報を、前記データ無線ベアラグループを単位として、前記主基地局へと送信する。
本発明の二次基地局は、主基地局と通信可能な二次基地局であって、端末による、前記主基地局および前記二次基地局の両方への接続を可能とする動作モードであるデュアルコネクティビティが実行される際、複数のデータ無線ベアラからなるデータ無線ベアラグループの空きバッファ量の情報を、前記データ無線ベアラグループを単位として、前記主基地局へ送信する。
本発明の主基地局は、二次基地局と通信可能な主基地局であって、端末による、前記主基地局および前記二次基地局の両方への接続を可能とする動作モードであるデュアルコネクティビティが実行される際、複数のデータ無線ベアラからなるデータ無線ベアラグループの空きバッファ量の情報を、前記データ無線ベアラグループを単位として、前記二次基地局から受信する。
本発明の無線通信方法は、主基地局と二次基地局とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、端末による、前記主基地局および前記二次基地局の両方への接続を可能とする動作モードであるデュアルコネクティビティが実行される際、複数のデータ無線ベアラからなるデータ無線ベアラグループの空きバッファ量の情報を、前記データ無線ベアラグループを単位として、前記二次基地局から前記主基地局へと送信する。
本発明によれば、基地局間の通信帯域を効率的に使用することができる。
本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係る無線通信システムの構成例を示すブロック図である。 Split bearer optionにおけるU-Planeの接続構成例を示す。 Split bearer optionにおける無線プロトコルの接続構成例を示す。 Flow Control信号のフォーマット例である。 図2に示されるSeNBの構成例を示すブロック図である。 図2に示されるMeNBの構成例を示すブロック図である。 図6に示されるSeNBの動作例を示すフローチャートである。 図7に示されるMeNBの動作例を示すフローチャートである。 MeNB内に保存されるバッファ量分配リストDB(Data Base)のフォーマット例を示す。 Cell毎のFlow Control信号のフォーマット例を示す。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システム200の構成例を示すブロック図である。無線通信システム200は、3GPPのRelease 12に準拠するシステムである。無線通信システム200は、MeNB210(Master eNode B)と、MeNB210と通信可能なSeNB(Secondary eNode B)220と、を備える。MeNB210は主基地局の一例であり、SeNB220は二次基地局の一例である。二次基地局のカバーエリアは、主基地局のカバーエリア内に配置される。
無線通信システム200において、デュアルコネクティビティ(Dual Connectivity)が実行される際、SeNB220は、複数のデータ無線ベアラ(DRB)からなるDRBグループの空きバッファ量の情報をMeNB210へと送信する。上記において、Dual Connectivityは、UE230による、MeNB210およびSeNB220の両方への接続を可能とする動作モードである。DRBは、Data Radio bearerの略である。UEは、User Equipmentの略である。UEは、端末の一例である。
上記において、Dual Connectivityは、UE230による、MeNB210およびSeNB220の両方への接続を可能とする動作モードである。
また、本発明の第1の実施形態に係る無線通信方法において、Dual Connectivityが実行される際、複数のDRBからなるDRBグループの空きバッファ量の情報が、DRBグループを単位として、SeNB220からMeNB210へと送信される。
なお、図1において、MeNB210、SeNB220、およびUE230は、それぞれ1つずつ示されているが、あくまで一例であって、それぞれ複数であってもよい。
上記DRBグループは、たとえば、MeNB210が運用するCellを単位とするDRBのグループであってもよいし、またはMeNB210のCell内で運用されるUE230を単位とするDRBのグループであってもよい。また、Split bearerは、MCG Split bearerであってもよいし、SCG Split bearerであってもよい。
上記空きバッファ量の送信内容および送信手順等については後述する第2の実施形態にて詳細に説明する。
以上説明したように、本実施形態において、空きバッファ量は、DRB毎ではなく、上記DRBグループの単位(MeNB210のCell毎、またはこのCell内で運用されるUEの単位)で、SeNB220からMeNB210へと送信される。従って、MeNB210に収容されるUEが持つDRB数に比例して、SeNB220とMeNB210との間の通信(空きバッファ量の通知:たとえば、制御信号の送信)が増加することはない。すなわち、本実施形態によれば、基地局間(SeNB220とMeNB210との間)の通信帯域を効率的に使用することができる。
[第2の実施形態]
(構成の説明)
図2は、本発明の第2の実施形態に係る無線通信システム1の構成例を示すブロック図である。無線通信システム1において、Dual Connectivityが実施される。
なお、本実施形態では、上述したように、DRBグループは、Cellを単位として設定されており、Split bearerは、MCGのSplit bearerである場合を例に挙げる。もちろん、DRBグループは、Cell毎に設定されることに限定されず、たとえば、UE毎に設定されるものでもよい。また、Split bearerは、MCG Split bearerであってもよいし、SCG Split bearerであってもよい。
無線通信システム1は、端末であるUE10(User Equipment)と、MeNB20と、SeNB30と、MME(Mobility Management Entity)40と、S-GW(Serving Gateway)50と、を備える。
UE10は、2つの基地局(MeNB20およびSeNB30)からDLデータを受信する。なお、UE10は、UL(UpLink)データについては、MeNB20のみに送信するか、または、2つの基地局(MeNB20およびSeNB30)へ送信する。
MME40は、コアネットワーク(CN:Core Network)を構成するネットワーク装置であり、C(Control)-planeの伝送やUE10の移動管理を行う。
S-GW50は、CNを構成するネットワーク装置であり、U(User)-planeのDLデータの伝送を行う。
MeNB20とSeNB30は、X2インタフェースを介して接続される。MME40およびS-GW50と、MeNB20およびSeNB30とは、S1インタフェースを介して接続されている。
SeNB30は、MeNB20との接続、およびUE10との無線接続により、CN内のネットワーク装置(MME40およびS-GW50)や、CNに接続されるサーバ等のネットワーク装置から受信したDLデータをUE10に送信する。また、SeNB30は、UE10から受信したULデータを上記各種ネットワーク装置に送信する。
MeNB20は、UE10との無線接続により、上記各種ネットワーク装置から受信したDLデータをUE10に送信する。また、MeNB20は、UE10から受信したULデータを上記各種ネットワーク装置に送信する。また、Dual Connectivityを設定することで、MeNB20は、CNから受信したDLデータを、UE10に直接送信可能、およびSeNB30を経由してUE10に送信可能である。
なお、図2では、2つの基地局および1つの端末が示されている。しかしながら、これはあくまで一例であって、実際には、無線通信システム1のサービスエリアをカバーするように、複数の基地局が配置され、各基地局には複数の端末が収容される。
Dual Connectivityでは、複数の無線基地局が運用する通信帯域を1つのベアラとして使用するためのSplit bearer optionが定義されている。
図3は、Split bearer optionにおけるU-Planeの接続構成例を示す。図4は、Split bearer optionにおける無線プロトコルの接続構成例を示す。
図3および図4に示すように、Split bearer optionの場合、U-PlaneのDLデータは、S-GW50からMeNB20にのみ送信され、S-GW50からSeNB30へは送信されない。DLデータは、MeNB20から、直接、UE10へと送信される。また、DLデータは、MeNB20からSeNB30を経由してUE10へと送信される。
図4に示すように、UE10、MeNB20、およびSeNB30は、いずれも、PDCP(パケットデータ暗号化)レイヤ、RLC(無線リンク制御)レイヤ、およびMAC(メディアアクセス制御)レイヤから構成される。PDCPは、Packet Data Convergence Protocolの略である。RLCは、Radio Link Controlの略である。MACは、Medium Access Controlの略である。
Split bearer optionの場合、MeNB20において、S-GW50から受信したU-PlaneのDLデータは、PDCPレイヤにて受け付けられる。ここで、MeNB20のPDCPレイヤは、一部のDLデータ(PDCP PDU)については自局配下のCell経由でUE10に送信し、別の一部のDLデータ(PDCP PDU)についてはSeNB30経由でUE10に送信する。すなわち、Split bearer optionの場合、MeNB20のPDCPレイヤでは、U-PlaneのDLデータが分離される。PDUは、Protocol Data Unitの略である。
Split bearer optionにおいて、SeNB30の通信帯域を圧迫させることなく、SeNB30の通信帯域を十分に利用するために、SeNB30は、MeNB20にFlow Control信号(制御信号)をフィードバックする。そして、MeNB20は、Flow Control信号を参照してSeNB30へ送信するDLデータのデータ量(すなわち、PDCP PDUの量)を調整する。
図5は、Flow Control信号のフォーマット例である。Flow Control信号は、MeNB20がDLデータの送信経路を制御するために、SeNB30側の状態をMeNB20に通知して、MeNB20からSeNB30へのデータ転送を適切に行うための信号である。Flow Control信号の情報は、非特許文献1に示されるように、DLデータと同様に、GTPヘッダのExtensionに追加されたRAN Containerに含まれる(PDU Type=1)。上記において、GTPは、GPRS Tunneling Protocolの略である。GPRSは、General Packet Radio Serviceの略である。RANは、Radio Access Networkの略である。
Flow Control信号には、“Highest successfully delivered PDCP Sequence Number”、“Desired buffer size for the E-RAB”、および“Minimum desired buffer size for the UE)”が含まれる。
“Highest successfully delivered PDCP Sequence Number”は、当該SeNB30がUE10に送信したDLデータに対してUE10からの送達確認、又はRLC ACK messageを受信した最後のPDCP SNを示す。“Desired buffer size for the E-RAB”および“Minimum desired buffer size for the UE”は、SeNB30がDLデータ送信に必要なバッファ量を示す。
また、Flow Control信号には、オプション機能としてSeNB30におけるDLデータロスを検出したデータのX2-U SN(“Number of lost X2-U Sequence Number ranges reported”、“Start of lost X2-U Sequence Number range”、“End of lost X2-U Sequence Number range”)が含まれる。
さらに、Flow Control信号には、最後の制御データであることを示す情報(Final Frame Ind.)などが含まれる。
なお、上記において、UE10からのRLC ACK messageの受信とは、非特許文献2(3GPP TS 36.322 V14.0.0)でのStatus PDU(またはStatus Report)の受信に相当する。また、MeNB20は、通知されたPDCP SNを参照し、UEが受信済みのPDCP SDU(Service Data Unit)をPDCPバッファから削除する。
なお、RLC ACK messageは、必ずしもSeNB30を経由せずに、UE10からMeNB20が直接受信することもできる。この場合、Flow Control信号は、RLC ACK messageに基づく“Highest successfully delivered PDCP Sequence Number”を含んでいなくてもよい。
図6は、図2に示されるSeNB30の構成例を示すブロック図である。SeNB30は、通信部31と、空きバッファ量測定部32と、空きバッファ量変化検出部33と、バッファ量記録部34と、信号生成部35と、を備える。
通信部31は、S-GW50、MeNB20、およびUE10との通信を行う。
空きバッファ量測定部32は、通信部31内の各DRBのバッファを定期的に参照し、各DRBの空きバッファ量を測定し、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量を算出し、空きバッファ量変化検出部33に通知する。
空きバッファ量変化検出部33は、通知された、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量と、バッファ量記録部34に保存された、前回のMeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量から設定された閾値とを比較する。空きバッファ量変化検出部33は、測定時点でのMeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量の、前回の運用からの変化を検出する。MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量の変化を検出した場合、空きバッファ量変化検出部33は、Cellの混雑度が変化したと判断し、信号生成部35に対して制御信号(Flow Control信号)生成を指示する。一方、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量の変化を検出しない場合、空きバッファ量変化検出部33は、Cellの混雑度に変化なしと判断し、信号生成部35に対して信号生成を指示しない。
バッファ量記録部34は、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量の情報を更新して保存する。例えば、バッファ量記録部34は、Flow Control信号が送信されるたびに、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量の情報を更新して保存する。
信号生成部35は、空きバッファ量変化検出部33の信号生成の通知を受け、Flow Control信号を生成し、生成した信号を通信部31からMeNB20へ送信する。Flow Control信号に含まれる情報は、SeNB30が管理しているDual Connectivity設定時にUE10の測定報告(Measurement Report)に含まれるCellの識別番号(Physical Cell Identification、以降Physical Cell IDと表記)、および空きバッファ量変化検出部33から通知された、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量の情報(“Desired buffer size for the Cell”)である。
ここで、図11を用いて、Cell毎に新規に定義するFlow Control信号のフォーマットを説明する。このFlow Control信号のPDU Typeは、 “4”とする。このFlow Control信号において、Physical Cell IDが2Octetsで用意される。また、このFlow Control信号において、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量の情報が、“Desired buffer size for the Cell”として、8Octetsで用意される。その他の情報は不要でもよい。また、ここで生成される信号は、Dual Connectivityの為に規定されたFlow Control信号(PDU Type=1)に必要な情報(Physical Cell ID、およびMeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量)を追加してもよいし、新たにX2メッセージを規定してもよい。
なお、図6に示される各構成の機能は、IC(Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の電子回路で実現されてもよい。あるいは、各構成の機能は、コンピュータ(たとえば、CPU(Central Processing Unit))がメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現されてもよい。もちろん、各構成の機能は、電子回路とコンピュータの組み合わせにて実現されてもよい。
図7は、図2に示されるMeNB20の構成例を示すブロック図である。
MeNB20は、通信部21と、バッファ量管理部22と、DLデータ量調整部23と、DLデータ蓄積部24と、を備える。
通信部21は、S-GW50、SeNB30、UE10などと通信することが可能である。また、通信部21は、SeNB30からFlow Control信号を受信する。
バッファ量管理部22は、図10に示すようなバッファ量分配リストDBを保存する。バッファ量分配リストDBには、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量の情報、各DRBのバッファ量分配係数の情報、および各DRBの送信バッファ量の情報が含まれている。
バッファ量管理部22は、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量について、SeNB30から受信したFlow Control信号に含まれるPDU Type(=4)の情報を識別する。バッファ量管理部22は、識別した情報から、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量の情報を取り出し、取り出した空きバッファ情報を反映させることにより、バッファ量分配リストDBを更新する。
各DRBのバッファ量分配係数は、例えば、一定の時間で、各DRBのMeNB20からUE10に送信したDLデータの送信レートと、全体DRBの送信レートの割合から算出してもいい。
各DRBの送信バッファ量は、たとえば、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量と各DRBのバッファ量分配係数を乗算することで算出される。バッファ量管理部22は、算出した各DRBの送信バッファ量を反映させることにより、バッファ量分配リストDBを更新する。バッファ量管理部22は、更新されたバッファ量分配リストDBを、DLデータ量調整部23に通知する。
DLデータ量調整部23は、各DRBに対して、DLデータ蓄積部24からDLデータを取り出してデータ化する。さらに、DLデータ量調整部23は、バッファ量管理部22から通知されたバッファ量分配リストDBを参照し、MeNB20からSeNB30へのDLデータ量を調整する。通信部21は、DLデータ量調整部23からのDLデータをSeNB30に送信する。
DLデータ蓄積部24は、S-GW50から通信部21を通して受信したDLデータを蓄積している。
Cell毎にFlow Control信号を送信する場合、SeNB30からMeNB20へのFlow Control信号に、UE10で受信が確認されたPDCP SNの情報が含まれていない。そのため、MeNB20は、UE10が受信済のPDCP SDUをPDCPバッファから削除するには、PDCP Status Report信号をUE10から直接にMeNB20へ定期的に送信し(非特許文献3:3GPP TS 36.323 V14.3.0)、UE10が受信済のPDCP SDUをPDCPバッファから削除する。
なお、図7に示される各構成の機能は、ICやFPGA等の電子回路で実現されてもよい。あるいは、各構成の機能は、コンピュータ(たとえば、CPU)がメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現されてもよい。もちろん、各構成の機能は、電子回路とコンピュータの組み合わせにて実現されてもよい。
(動作の説明)
図8は、図6に示されるSeNB30の動作例を示すフローチャートである。
SeNB30は、各DRBの空きバッファ量を測定する(ステップS301)。具体的には、各DRBの空きバッファ量は、Flow Control信号(PDU Type=1)に含まれるバッファ量の情報(“Desired buffer size for the E-RAB”)に該当する。非特許文献1(3GPP TS 36.425 V14.0.0)において、“Desired buffer size for the E-RAB”は、明確に定義されていない。そこで、本実施形態では、“Desired buffer size for the E-RAB”は、E-RABあたりの全バッファ量からRLC ACKのPDCP PDU未受信のバッファ量を減算した後の空きバッファ量として定義する。SeNB30の空きバッファ量測定部32は、通信部31内の各DRBのバッファを定期的に参照し、各DRBの空きバッファ量を測定し、各DRBの空きバッファ量の総和から各UEの空きバッファ量として算出する。空きバッファ量測定部32は、MeNB20の運用する各UE単位の空きバッファ量の総和からMeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量として算出する。ここで、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量は、Nt1と定義される。
次に、SeNB30は、閾値の設定する(ステップS302)。概略的には、閾値は、前回、Flow Control信号をMeNB20へ送信した際の空きバッファ量を中心とした所定範囲を決定するための閾値である。具体的には、SeNB30のバッファ量記録部34は、前回のFlow Control信号を送信した時、MeNB20が運用するCell毎の空きバッファ量の情報を保存している。例えば、Flow Control信号を前回送信した時刻はt0で定義され、その時刻t0(時:たとえば、朝10時)における、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量はNt0(バイト:たとえば、100Mバイト)で定義される。空きバッファ量変化検出部33は、バッファ量記録部34からNt0を取得し、Nt0の所定の範囲を用いて、閾値(たとえば、低閾値および高閾値)を設定する。例えば、上記所定の範囲を係数M(任意の実数:たとえば、10)%とし、実際の運用環境に応じて、Cellの混雑度に影響されない範囲の係数を用いることが可能である。ここで、低閾値は、Nt0×(1-M%)で定義され、高閾値は、Nt0×(1+M%)で定義される。なお、Nt0のM%未満の範囲は閾値範囲内と定義され、Nt0のM%以外の範囲は閾値範囲外と定義される。
SeNB30は、空きバッファ量が閾値を超えたか否かを判定する(ステップS303)。具体的には、空きバッファ量変化検出部33は、測定時刻t1(>t0)において、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量と閾値の大小関係に基づいて、Flow Control信号の送信を決定する。
測定時刻t1における、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量と閾値(低閾値および高閾値)との比較に関する関係式は以下のとおりである。
Nt1≧Nt0×(1+M%) (1)
Nt1≦Nt0×(1-M%) (2)
Nt0×(1-M%)<Nt1<Nt0×(1+M%) (3)
式(1)が満たされる状況は、測定時刻t1において、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量が高閾値を上回る状況である。この状況では、端末数が急減し、Cellの混雑度が急激に緩和される。この場合、端末あたりの無線の通信速度が急増する。このとき、空きバッファ量変化検出部33は、Flow Control信号の送信が必要だと判断し、信号生成部35に信号生成を指示する。
式(2)が満たされる状況は、測定時刻t1において、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量が低閾値を下回る状況である。この状況では、端末数が急増し、Cellの混雑度が急激に増加する。この場合、端末あたりの無線の通信速度が急減する。このとき、空きバッファ量変化検出部33は、Flow Control信号の送信が必要だと判断し、信号生成部35に信号生成を指示する。
式(3)が満たされる状況は、測定時刻t1において、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量が閾値範囲内にある状況である。この状況では、端末数が特に急増あるいは急減することなく、MeNB20の運用するCellの混雑度はほぼ変わらない。この場合、端末あたりの無線の通信速度は安定している。このとき、空きバッファ量変化検出部33は、Flow Control信号の送信が不要だと判断し、信号生成部35に信号生成を指示しない。
以上のように、SeNB30(空きバッファ量変化検出部33)は、無線通信の混雑度合を考慮して通信制御を行った場合、接続中の端末数の急増や急減に起因してCellの混雑度が変化した時のみ、Cell毎のFlow Control信号を送信するように制御する。
SeNB30は、Flow Control信号を生成する(ステップS304)。具体的には、空きバッファ量変化検出部33における、空きバッファ量が閾値を超えた(閾値範囲外の場合)との判定結果に基づいて、信号生成部35は、Flow Control信号を生成する。この場合、バッファ量記録部34は、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量を、バッファ量記録部34に上書き保存する。上書きされた空きバッファ量は、次回の閾値生成に利用される。また、バッファ量記録部34は、信号生成部35へ、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量情報を提供する。Flow Control信号生成として、バッファ量記録部34からMeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量の情報に基づいて、PDU Typeは4と設定し、Physical Cell ID、およびMeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量“Desired buffer size for the Cell”の情報を格納する。ここでは、Cell毎のFlow Control信号を生成するため、GTPヘッダに含まれるTEID(Tunnel Endpoint ID)は、MeNB20に接続中の任意の1つのDRBに対応するTEIDとする。例えば、UE ID=1、DRB=1に対応するTEIDが用いられてもよい。なお、ステップS301で対象とした各DRBはCell毎のFlow Control信号を生成するため、DRB単位のFlow Control信号は不要である。
SeNB30は、Flow Control信号を送信する(ステップS305)。具体的には、SeNB30の通信部31は、信号生成部35から受け取ったFlow Control信号を、MeNB20へ送信する。
一方、空きバッファ量変化検出部33において、空きバッファ量が閾値範囲内と判定された場合、通信部31からFlow Control信号は送信されず(ステップS306)、本フローチャートの処理は終了する。
以上説明したように、Cellの混雑度がほぼ変わらない状況において、Cell毎の空きバッファ量は閾値範囲を超えることない。従って、最初(すなわち、起動時点および空きバッファ量の変化時)に、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量を、MeNB20にフィードバックしておけば、変化するまで更新する必要はない。よって、Flow Control信号の送信回数を大幅に減らすことが可能となる。
なお、図6に示される各構成の機能がコンピュータにより実現される場合、図8に示される処理は、コンピュータ読み取り可能なメモリ(記録媒体)に、コンピュータプログラムとして記憶される。
図9は、図7に示されるMeNB20の動作例を示すフローチャートである。
MeNB20の通信部21は、SeNB30からFlow Control信号を受信する(ステップS201)。
MeNB20のバッファ量管理部22は、保存しているバッファ量分配リストDBのパラメータ(図10参照)を更新する(ステップS202)。バッファ量管理部22は、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量について、SeNB30から受信したFlow Control信号に含まれるPDU Type(=4)情報からCell毎の情報を認識する。バッファ量管理部22は、識別した情報から、Cell毎の情報(Physical Cell IDの情報、およびMeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量の情報(“Desired buffer size for the Cell”))を取り出し、取り出したCell毎の情報を反映させることにより、バッファ量分配リストDBを更新する。
各DRBのバッファ量分配係数は、例えば、UE10から直接にMeNB20へ定期的に送信するPDCP Status Report信号の情報を用いて算出される。一定の時間(例えば、PDCP Status Report信号の受信から次のPDCP Status Report信号の受信まで)で、各DRBの送信するDLデータ量とPDCP Status Report信号の情報から実際に送信できたDLデータ量より、各DRBの送信レートが算出される。ここで、各DRBの送信レートは、PDCP Status Report信号の受信から次のPDCP Status Report信号の受信までの時間に、MeNB20からUE10に送信でき、かつUE10が正しく受信できたDLデータ量のレートと定義される。各DRBの送信レートと全DRBの送信レート(MeNB20の運用するCell毎の送信レート)と対比することにより、各DRBのバッファ量分配係数が算出される。算出した各DRBのバッファ量分配係数によりバッファ量分配リストDBが更新される。
バッファ量分配リストDBに格納される各DRBの空きバッファ量は、MeNB20の運用するCell毎の空きバッファ量と各DRBのバッファ量分配係数を乗算して算出される。そのため、各DRBの空きバッファ量の更新タイミングは、Cell毎のFlow Control信号を受信した場合、あるいは各DRBのバッファ量分配係数が更新された場合とする。各DRBの空きバッファ量は、図10に示すバッファ量分配リストDBに従って、決定される。
また、図10に示されるバッファ量分配リストDBに存在しないDRBは、Cell毎の対象外とし、DRB単位でFlow Control信号(PDU Type(=1))をSeNB30からMeNB20へ送信してもよい。Cell毎の対象外とは、例えば、前述の“空きバッファ量を測定(図8:ステップS301)”にて各DRBにおける定期的な測定後に、SeNB30と新たに接続するDRBである。
そのため、SeNB30と新たに接続するDRBの情報がバッファ量分配リストDBに設定される。たとえば、DRBの空きバッファ量には、Flow Control信号(PDU Type(=1))に含まれる“Desired buffer size for the E-RAB”が設定され、DRBのバッファ量分配係数には、0が設定されてもよい。
MeNB20のDLデータ量調整部23は、DLデータ蓄積部24からDLデータを取り出してデータ化する。さらに、DLデータ量調整部23は、バッファ量管理部22から通知されたバッファ量分配リストDBを参照し、MeNB20からSeNB30へのDLデータ量を調整する(ステップS203)。
通信部21はDLデータ量調整部23から受信したDLデータをSeNB30へ送信する(ステップS204)。
なお、図7に示される各構成の機能がコンピュータにより実現される場合、図9に示される処理は、コンピュータ読み取り可能なメモリ(記録媒体)に、コンピュータプログラムとして記憶される。
[効果の説明]
以上説明した第2の実施形態では、Split bearer optionにおいて、Flow Control信号(制御信号)は、Cell毎に送信される。Cellの混雑度合に応じてFlow Control信号が適切に送信されることにより、SeNB30とMeNB20との間における、Flow Control信号の無駄な送信を大幅に削減することができる。結果として、Flow Control信号による通信帯域の消費が抑制され、SeNBとMeNBとの間において、通信帯域を効率的に使用することが可能となる。
(変形例)
Flow Control信号(第1の実施形態の“DRBグループ単位の空きバッファ量”に相当)は、3GPP TS 36.425にて規定されている、PDU Type1のメッセージ、および新規のメッセージとしてのPDU Type4のメッセージに限定されることはない。Flow Control信号は、他のPDU Type(たとえば、Type0、Type2、およびType3)のメッセージであってもよいし、3GPP TS 36.425にて規定されていないメッセージであってもよい。
また、空きバッファ量(換言すれば、Flow Control信号)を送信する単位は、常に、DRBグループ単位(Cell毎またはUE単位)である必要はない。たとえば、所定の条件に応じて、空きバッファ量を送信する単位は、DRBグループ単位とDRB単位との間で切り換えられてもよい。上記所定の条件は、たとえば、緊急性の度合いやQoS(Quality of Service)である。また、切り換えの周期は、任意である。
以上、各実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は、上記各実施形態の記載に限定されない。上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能であることは当業者にとって自明である。従って、そのような変更又は改良を加えた形態もまた本発明の技術的範囲に含まれることは説明するまでもない。また、以上説明した各実施形態において使用される、数値や各構成の名称等は例示的なものであり適宜変更可能である。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
この出願は、2017年12月13日に出願された日本出願特願2017-238515を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
1 無線通信システム
10 UE
20 MeNB
21 通信部
22 バッファ量管理部
23 DLデータ量調整部
24 DLデータ蓄積部
30 SeNB
31 通信部
32 空きバッファ量測定部
33 空きバッファ量変化検出部
34 バッファ量記録部
35 信号生成部
40 MME
50 S-GW
200 無線通信システム
210 MeNB
220 SeNB

Claims (5)

  1. 主基地局と、
    二次基地局と、
    を備え、
    端末による、前記主基地局および前記二次基地局の両方への接続を可能とする動作モードであるデュアルコネクティビティが実行される際、前記二次基地局は、複数のデータ無線ベアラからなるデータ無線ベアラグループの空きバッファ量の情報を、前記データ無線ベアラグループを単位として、前記主基地局へと送信し、
    前記空きバッファ量の情報は、前記二次基地局から前記主基地局へ送信される制御信号に含まれ、
    前記二次基地局は、前記空きバッファ量を定期的に測定し、前記空きバッファ量が閾値範囲の外にある場合に前記空きバッファ量の情報を含む前記制御信号を、前記主基地局へ送信し、
    前記閾値範囲は、前回、前記制御信号を前記主基地局へ送信した際の前記空きバッファ量を中心とした所定範囲である、
    ことを特徴とする無線通信システム。
  2. 前記データ無線ベアラグループは、前記主基地局のセルを単位とするデータ無線ベアラのグループ、および前記主基地局のセル内で運用される端末を単位とするデータ無線ベアラのグループの少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
  3. 前記制御信号は、3GPP(3rd Generation Partnership Project)TS 36.425にて規定されている、PDU Type0乃至3の各メッセージ、および、新規のメッセージとしてのPDU Type4のメッセージの少なくともいずれかに含まれることを特徴とする請求項1又は2記載の無線通信システム。
  4. 主基地局と通信可能な二次基地局であって、
    端末による、前記主基地局および前記二次基地局の両方への接続を可能とする動作モードであるデュアルコネクティビティが実行される際、複数のデータ無線ベアラからなるデータ無線ベアラグループの空きバッファ量の情報を、前記データ無線ベアラグループを単位として、前記主基地局へ送信し、
    前記空きバッファ量の情報は、前記二次基地局から前記主基地局へ送信される制御信号に含まれ、
    前記二次基地局は、前記空きバッファ量を定期的に測定し、前記空きバッファ量が閾値範囲の外にある場合に前記空きバッファ量の情報を含む前記制御信号を、前記主基地局へ送信し、
    前記閾値範囲は、前回、前記制御信号を前記主基地局へ送信した際の前記空きバッファ量を中心とした所定範囲である、
    ことを特徴とする二次基地局。
  5. 主基地局と二次基地局とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    端末による、前記主基地局および前記二次基地局の両方への接続を可能とする動作モードであるデュアルコネクティビティが実行される際、複数のデータ無線ベアラからなるデータ無線ベアラグループの空きバッファ量の情報を、前記データ無線ベアラグループを単位として、前記二次基地局から前記主基地局へと送信し、
    前記空きバッファ量の情報は、前記二次基地局から前記主基地局へ送信される制御信号に含まれ、
    前記二次基地局は、前記空きバッファ量を定期的に測定し、前記空きバッファ量が閾値範囲の外にある場合に前記空きバッファ量の情報を含む前記制御信号を、前記主基地局へ送信し、
    前記閾値範囲は、前回、前記制御信号を前記主基地局へ送信した際の前記空きバッファ量を中心とした所定範囲である、
    ことを特徴とする無線通信方法。
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