JP7318018B2

JP7318018B2 - セルラー電気通信ネットワークにおけるフロントホール物理レイヤスプリット

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Publication number: JP7318018B2
Application number: JP2021573532A
Authority: JP
Inventors: マッケンジー、リチャード
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2023-07-31
Anticipated expiration: 2040-05-07
Also published as: WO2020249326A1; US20220312257A1; CN113940108B; EP3957097B1; EP3957097A1; JP2022529076A; ES2968812T3; US11622294B2; CN113940108A; BR112021024104A2

Description

本発明は、セルラー電気通信ネットワークに関する。

セルラー電気通信ネットワークは、コアネットワークと、無線アクセスネットワークと、複数のユーザ機器（ＵＥ）とを備え得る。各ＵＥは、無線アクセスネットワークを介してコアネットワークに（およびコアネットワークからインターネットなどへの何らかのオンワード接続に）アクセスし得る。基地局は、無線アクセスネットワークノードの一例である。基地局は、ベースバンド処理として知られるいくつかの機能を実装する。一例では、ベースバンド処理は、物理レイヤ（ＰＨＹ）レイヤ機能、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤ機能、無線リンク制御（ＲＬＣ）レイヤ機能、パケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ）レイヤ機能、および無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤ機能を含む。

集中型無線アクセスネットワーク（Ｃ－ＲＡＮ）を実装する現代のセルラー電気通信ネットワークでは、基地局機能は、（ハードウェアで実装される場合は物理的に、またはソフトウェア定義ネットワーク中で実装される場合は論理的のいずれかで）いくつかの（典型的には２つの）構成要素に分割され得る。これら２つの構成要素は、一般には中央ユニット（ＣＵ）および分散ユニット（ＤＵ）として知られているが、他の用語（ベースバンドユニット（ＢＢＵ）およびリモート無線ユニット（ＲＲＵ）など）が使用されることがある。ＣＵとＤＵは、ワイヤレスまたはワイヤード（典型的には光ファイバー）接続であり得るフロントホールリンクによって接続される。ＤＵは、少なくとも無線周波数（ＲＦ）機能（たとえばアナログデジタルおよびデジタルアナログ変換）のセット、ならびに場合によっては１つまたは複数のベースバンド処理機能を実装する。ベースバンド処理機能の残りは、ＣＵにおいて実装される。ＣＵとＤＵとの間の機能のスプリットは、「機能スプリット」として知られている。

ＣＵが複数のＤＵに接続されるとき、機能スプリットの選定において利点と欠点とがある。すなわち、より多くの機能がＣＵにおいて実装される（したがって、少ない機能がＤＵにおいて実装される）ほど、ＤＵの処理要件は低減され、ＣＵは、複数のＤＵにわたる協調を改善し得る。しかしながら、そのような実装形態は、概して、より大きい容量およびより低いレイテンシなど、より厳しいフロントホール要件を有する。

１つの可能な機能スプリットは、ＲＦおよび下位ＰＨＹ機能がＤＵにおいて実装され、すべての残りの機能がＣＵにおいて実装される、ＰＨＹ内スプリットとして知られている。この実装形態では、ＣＵとＤＵとは、フロントホール接続を介して同相および直交（ＩＱ）サンプルを通信する。

本発明の第１の態様によれば、セルラー電気通信ネットワーク中の基地局を動作させる方法が提供され、基地局は、中央基地局ユニットと分散基地局ユニットとを有し、ここにおいて、中央基地局ユニットと分散基地局ユニットとは、第１および第２の容量構成を有するフロントホールリンクを介して通信し、セルラー電気通信ネットワークは、基地局を介してサービスを消費するユーザ機器ＵＥをさらに含み、本方法は、第１の容量構成と第１のビット幅とにおいてフロントホールリンクを介してサンプルを通信するステップと、サービスの信頼性測度が信頼性しきい値よりも小さいかあるいは大きいと決定するステップと、（ａ）サービスの信頼性測度が信頼性しきい値よりも小さい場合、（１）第２のビット幅を使用するようにサンプルを再構成すること、ここにおいて、第２のビット幅が、サンプルごとに第１のビット幅よりも多くのビットを有する、と、（２）第２の容量構成を使用するようにフロントホールを再構成すること、ここにおいて、第２の容量構成が、第１の容量構成よりも大きい、と、によって応答するステップと、（ｂ）サービスの信頼性測度が信頼性しきい値よりも大きい場合、（１）第２のビット幅を使用するようにサンプルを再構成すること、ここにおいて、第２のビット幅が、サンプルごとに第１のビット幅よりも少ないビットを有する、と、（２）第２の容量構成を使用するようにフロントホールを再構成すること、ここにおいて、第２の容量構成が、第１の容量構成よりも小さい、と、によって応答すること、第２の容量構成と第２のビット幅とにおいてフロントホールリンクを介してサンプルを通信するステップとを備える。

本発明の第２の態様によれば、命令を備えるコンピュータプログラム製品が提供され、命令は、プログラムがコンピュータによって実行されたとき、コンピュータに、本発明の第１の態様の方法を行わせる。コンピュータプログラムは、コンピュータ可読データキャリア上に記憶され得る。

本発明の第３の態様によれば、セルラー電気通信ネットワークのための基地局ユニットが提供され、ここにおいて、セルラー電気通信ネットワークは、基地局ユニットを介してサービスを消費するユーザ機器ＵＥを含み、基地局ユニットは、第１の容量構成と第１のビット幅とにおいて分散基地局ユニットとのフロントホールリンクを介してサンプルを通信するように構成されたトランシーバと、サービスの信頼性測度が信頼性しきい値よりも小さいかあるいは大きいと決定するように構成されたプロセッサとを備え、（ａ）サービスの信頼性測度が信頼性しきい値よりも小さい場合、（１）第２のビット幅を使用するようにサンプルを再構成すること、ここにおいて、第２のビット幅が、サンプルごとに第１のビット幅よりも多くのビットを有する、と、（２）第２の容量構成を使用するようにフロントホールを再構成すること、ここにおいて、第２の容量構成が、第１の容量構成よりも大きい、と、によって応答することと、（ｂ）サービスの信頼性測度が信頼性しきい値よりも大きい場合、（１）第２のビット幅を使用するようにサンプルを再構成すること、ここにおいて、第２のビット幅が、サンプルごとに第１のビット幅よりも少ないビットを有する、と、（２）第２の容量構成を使用するようにフロントホールを再構成すること、ここにおいて、第２の容量構成が、第１の容量構成よりも小さい、と、によって応答することとを行い、ここにおいて、再構成に続いて、トランシーバは、第２の容量構成と第２のビット幅とにおいてフロントホールリンクを介してサンプルを通信するように構成される。

フロントホールは、異なる送信モードに切り替わることと、異なる通信プロトコルに切り替わることと、代替または追加の送信ハードウェアに切り替わることとのうちの１つまたは複数によって、第２の容量構成を使用するように再構成され得る。

第２のビット幅を使用するようにサンプルを再構成するステップは、第２のビット幅を使用してフロントホールを介してサンプルを通信するときの容量要件を推定することと、推定された容量要件をフロントホールの第２の容量構成と比較することとを含み得る。

サンプルは、同相および直交（ＩＱ）サンプルであり得る。

中央基地局ユニットとＵＥとは、構成可能なエラー緩和技法を利用し得、本方法は、エラー緩和技法を再構成するステップをさらに備え得る（またはプロセッサが、このステップを実装するようにさらに適応され得る）。

サービスのレイテンシ測度またはそれの派生物がしきい値よりも大きいと決定すると、第２のビット幅は、サンプルごとに第１のビット幅よりも多くのビットを有し得る。代替的に、サービスのレイテンシ測度またはそれの派生物がしきい値よりも小さいと決定すると、第２のビット幅は、サンプルごとに第１のビット幅よりも少ないビットを有し得る。

エラー緩和技法を再構成するステップは、エラー緩和技法がアクティブである第１の状態と、エラー緩和技法が非アクティブである第２の状態との間で切り替わることを含み得る。

本発明がより良く理解され得るために、次に、それの実施形態について、単に例として、添付の図面を参照しながら説明される。

本発明のセルラー電気通信ネットワークの一実施形態の概略図。図１のネットワークの中央基地局ユニットの概略図。図１のネットワークの分散基地局ユニットの概略図。本発明の方法の一実施形態の流れ図。

次に、本発明のセルラー電気通信ネットワークの第１の実施形態について、図１から図３を参照しながら説明される。図１は、中央ユニット（ＣＵ）１０と、分散ユニット（ＤＵ）２０と、ユーザ機器（ＵＥ）３０とを含む集中型無線アクセスネットワーク（Ｃ－ＲＡＮ）１を示す。ＣＵ１０とＤＵ２０は、フロントホールリンク４０によって接続される。

ＣＵ１０は、図２においてより詳細に示されている。ＣＵ１０は、バス１９を介してすべて接続されている、ＣＵ１０を（バックホールリンクを介して）セルラーコアネットワークに接続するための第１の通信インターフェース１１と、プロセッサ１３と、メモリ１５と、ＣＵ１０を（フロントホールリンク４０を介して）ＤＵ２０に接続するための第２の通信インターフェース１７とを含む。この実施形態では、第１の通信インターフェース１１は、ＣＵ１０を光ファイバーバックホールリンクに接続するための光ファイバーインターフェースであり、第２の通信インターフェース１７も、ＣＵ１０を光ファイバーフロントホールリンクに接続するための光ファイバーインターフェースである。しかしながら、当業者は、ワイヤード接続の別の形態（たとえばｘＤＳＬ）またはワイヤレス接続の形態（たとえばセルラー電気通信プロトコルに従って動作するもの）など、他の形態のバックホールおよびフロントホールリンクが可能であることを理解されよう。

ＤＵ２０は、図３においてより詳細に示されている。ＤＵ２０は、ＤＵ２０をフロントホールリンク４０を介してＣＵ１０に接続するための第１の通信インターフェース２１と、プロセッサ２３と、メモリ２５と、ＤＵ２０をアクセスリンクを介してＵＥ３０に接続するための第２の通信インターフェース２７とを含む。この実施形態では、第２の通信インターフェース２７は、ＵＥ３０とのワイヤレス通信のためのアンテナへのインターフェースである。

図１に戻ると、ＣＵ１０とＤＵ２０とが、セルラー電気通信プロトコルの異なる機能を実施することが示されている。この実施形態では、ＤＵ２０は、無線周波数（ＲＦ）機能（図示されず）と、下位物理（ＰＨＹ）レイヤ機能とを実施し、一方、ＣＵ１０は、上位ＰＨＹレイヤ機能と、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）機能と、無線リンク制御（ＲＬＣ）機能と、パケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ）機能とを含む、すべての上位レイヤ機能を実施する。これは、ＰＨＹ内機能スプリットとして知られている。この構成では、ＣＵ１０とＤＵ２０とは、フロントホールリンク４０を介して送信される、周波数領域同相および直交（ＩＱ）サンプルを使用して通信する。

ｘＲＡＮフロントホールワーキンググループ技術仕様書「Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＵｓｅｒａｎｄＳｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎＰｌａｎｅＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ」ｖ０２．００は、各ＩＱサンプル中で使用されるビット数が変動する様々なＩＱサンプル構造を（アネックスＤにおいて）指定している。ＩＱサンプル中のビット数は、「ビット幅」として知られている。これらのＩＱサンプルビット幅は、６から１６ビットにわたる（両端値を含む）。これらの異なるＩＱサンプルビット幅は、異なる圧縮レベルを使用して達成可能である。すなわち、ＩＱサンプルは、サンプルごとのより比較的多くのビットを達成するためにより低い圧縮レベルの代わりに、サンプルごとのより比較的少ないビットを達成するためにより大きい圧縮レベルを使用し得る。上記のｘＲＡＮ仕様書のアネックスＡは、使用され得る様々な圧縮技法を定義している。ＣＵ１０とＤＵ２０とのそれぞれのプロセッサ１３、２３は、利用可能なビット幅のいずれか１つを達成するために、これらの圧縮技法のうちの１つまたは複数を実装することが可能である。

受信機または送信機の性能は、それのエラーベクトル振幅（ＥＶＭ）パラメータによって定義され得る。エラーベクトルは、理想的なコンスタレーションポイントと被測定信号との間のＩ－Ｑ平面中のベクトルである。ピーク信号振幅に正規化されたエラーベクトルの平均振幅は、ＥＶＭである。３ＧＰＰ（登録商標）技術仕様書３６．１０４「ＥｖｏｌｖｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓ（Ｅ－ＵＴＲＡ）；ＢａｓｅＳｔａｔｉｏｎ（ＢＳ）ｒａｄｉｏｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｒｅｃｅｐｔｉｏｎ」は、セクション６．５．２において、Ｅ－ＵＴＲＡキャリアのためのいくつかのＥＶＭ要件を次のように定義している。

表１は、より高次の変調方式が、改善されたＥＶＭ性能を必要とすることを示している（より低いＥＶＭパーセンテージは、改善されたＥＶＭ性能と対応する）。さらに、表１は、変調およびコーディング方式（ＭＣＳ）ごとに最小ＥＶＭがあることを示している。

以下の説明は、送信機ＥＶＭに関係する。しかしながら、受信機ＥＶＭも測定可能であり、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）の低減に寄与することに留意されたい。すなわち、アップリンクトラフィックのためのビット幅の効果は、量子化効果とも見なされ得、ここで、低減されたビット幅は、受信信号の有効な信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を劣化させることができる。

本発明の方法の第１の実施形態について、次に図１と図４とを参照しながら説明される。この実施形態では、セルラー電気通信ネットワーク１は、図１に示されているように構成され、ＣＵ１０とＤＵ２０とは、サンプルごとに６ビット（上記のＸＲＡＮ仕様書によるサンプルごとの最も小さいビット数）を有するＩＱサンプルを使用して通信し、したがって、最も高い圧縮レベルを使用する。この開始シナリオでは、ＵＥ３０は、セルラーコアネットワークからのサービスのためのトラフィックが、ＣＵ１０と、ＤＵ２０と、フロントホールリンク４０とを介してＵＥ３０とセルラーコアネットワークとの間で送信されるように、このサービスを消費している。

この実施形態では、ＣＵ１０とＤＵ２０とは、サービスの現在のトラフィックをサポートする初期容量を有するフロントホールリンク４０を利用する。しかしながら、ＣＵ１０とＤＵ２０とは、（たとえば、１００Ｍｂ／ｓイーサネット（登録商標）を使用する）低容量構成から（たとえば、１Ｇｂ／ｓイーサネットを使用する）高容量構成に切り替わることによって、この容量を変動させ得る。この開始シナリオでは、フロントホールリンク４０は、低容量構成を使用しており、したがって、それの潜在的容量の一部分のみを使用している。

この実施形態の第１のステップ（ステップＳ１）において、ＣＵ１０が、サービスのトラフィックのエラーレートを決定するために、ＵＥ３０へのアクセスリンクを監視する。エラーレートは、プロトコルスタックの特定のレイヤにおけるエラーレートの単一の測定値、またはプロトコルスタックの複数のレイヤにおけるエラーレートの測定値のセットであり得る。

ステップＳ３において、ＣＵ１０とＵＥ３０との間のエラーレートをしきい値と比較する。このしきい値は、サービスが、たとえば、１０％以下の物理レイヤブロックエラーレートを必要とする場合、１０％未満のエラーレートがこのしきい値を満たすように、ＵＥ３０よって消費されている特定のサービスに基づく。しきい値は、０．１％以下のＭＡＣレイヤブロックエラーレート、またはおよび０．０００１％以下のＲＬＣレイヤブロックエラーレートなど、プロトコルの他のレイヤにも基づき得る。

例示的なシナリオでは、ＤＵ２０とＵＥ３０との間のＲＦ環境は、ＤＵ２０とＵＥ３０との間のエラーレートがしきい値を上回って増加するように、劣化する。この劣化は、たとえば、ＤＵ２０とＵＥ３０との間を移動している障害物に起因し得る。従来技術では、このイベントは、ＣＵ１０がそれの現在のＭＣＳから別のＭＣＳに切り替わるためのトリガとして使用され得る。しかしながら、この実施形態では、ＣＵ１０は、（たとえば、それが、最もロバストなＭＣＳをすでに使用しているので）ＭＣＳを切り替えず、代わりに、以下のステップを実装する。

ステップＳ５において、ＣＵ１０が、可能な最大ビット幅（すなわち、サンプルごとの最大ビット数）を決定する。この実施形態では、この決定は以下に基づく。

ダウンリンクの場合、逆高速フーリエ変換（ｉＦＦＴ）の最大ビット幅、および電力増幅器とデジタルアナログ変換器の両方の精度、ならびに
アップリンクの場合、ＦＦＴの最大ビット幅、アナログデジタル変換器と受信機の両方の感度の精度。

この例では、ＣＵ１０は、最大ビット幅がサンプルごとに９ビットであると決定する。したがって、フロントホールリンク４０は、サンプルごとに、６、７、８または９ビットのいずれか１つを使用し得る。ステップＳ７において、ＣＵ１０が、次いで、以下に基づいてこれらの候補ビット幅からビット幅を選択する。

１．それの高容量構成の下で動作するときのフロントホールリンクの容量に対する、候補ビット幅を使用するときのフロントホールリンク４０の予想される容量要件の比較、ならびに
２．（証明および／または較正データから知られる）サービスのエラーレートしきい値に対する、候補ビット幅を使用するときの予想されるエラーレートの比較。

予想される容量要件は、次のように計算され得、

ここで、Ｒ_ｔは、送信時間間隔（ＴＴＩ）ｔの瞬時ユーザプレーンレートであり、

は、時間ｔにおいてレイヤｌにおいてスケジュールされる物理リソースブロック（ＰＲＢ）の数であり、
Ｑは、ＰＲＢごとのビット数であり、
Ｌ_ｔは、時間ｔにおける共同スケジュールされたＵＥの数である。

ＣＵ１０は、次いで、フロントホールリンク４０の現在の容量よりも大きい（が、それの高容量構成の下で動作するときのフロントホールリンク４０の潜在的容量内である）予想される容量要件を有し、および（場合によっては、裕度を加えた）ステップＳ３において使用されたエラーレートしきい値を下回る、予想されるエラーレートを有する、候補ビット幅を選択する。この例では、選択されるビット幅は、サンプルごとに８ビットである。

ステップＳ９において、ＣＵ１０とＤＵ２０とが、高容量構成に切り替わることによってフロントホールリンク４０の容量を増加させるように協働する。この例では、これは、１００Ｍｂ／ｓイーサネット接続から１Ｇｂ／ｓイーサネット接続に切り替わることによって達成される。このステップはまた、フロントホールリンク４０を介して送信されている他のサービスのトラフィックによって使用されているリソースを除去し、それらを当該サービスに再割り振りするための、承認制御機能を含み得る。

フロントホールリンク４０の容量を増加させるための再構成に続いて、ステップＳ１１において、ＣＵ１０とＤＵ２０とが、ＩＱサンプルのビット幅をサンプルごとに８ビットに増加させる。これは、ＩＱサンプルのためにより低い圧縮レベルを使用することによって達成される。ステップＳ１３において、ＣＵ１０とＤＵ２０とが、新しいビット幅を有するＩＱサンプルを使用して通信する。

従来技術では、ＣＵ１０は、ＭＣＳを修正することによって、送信において使用されるシンボルの品質を改善することによって、悪化しているＲＦ環境に応答し得る。上記の表１に示されているように、よりロバストなＭＣＳ（すなわち、各シンボルがより少ないビットを表すＭＣＳ）への変更は、ＥＶＭ性能を改善し、したがって、エラーレートを改善する。しかしながら、よりロバストなＭＣＳに切り替わることは、ＤＵ２０とＵＥ３０との間のアクセスリンクが、（理論的にあるいはサービス制約に基づいて）最もロバストな方式をすでに使用しているときなどには、常に適切であり得るとは限らない。本発明のこの実施形態では、ＤＵ２０は、対応する増加したフロントホール容量要件に適応するために、ＩＱサンプルのビット幅を増加させることと、フロントホールリンク４０の容量を増加させることの両方によって、悪化しているＲＦ環境に応答する。ＩＱサンプルのビット幅を増加させることの効果は、ＤＵ２０が、許容できるエラーレートを維持しながらそれの現在のＭＣＳを維持し得るような、ＥＶＭ性能の改善である。したがって、ＵＥ３０は、劣化したＲＦ環境において、許容できるエラーレートを維持しながら、サービスを消費し続け得る。本発明のこの実施形態は、したがって、自律駆動サービスなど、セルラー電気通信ネットワーク上で動作する高信頼性サービスに特に好適である。この実施形態はまた、典型的にはユーザデータよりも信頼できる必要がある、制御データ通信に特に好適である。

プロセスは、次いで、ＤＵ２０がサービスのエラーレートを監視するように、ステップＳ１にループバックし、ステップＳ３において、エラーレートをしきい値と比較する。この実施形態の方法のこの第２のイタレーションにおいて、エラーレートは、しきい値を下回る。従来技術では、これは、典型的には、サービスを、あまりロバストでない（したがって、シンボルごとにより多くのビットを使用し、したがって、サービスのためのリンクの容量利用を増加させ得る）ＭＣＳに切り替えるためのトリガとして使用されるであろう。しかしながら、この第２のイタレーションでは、このイベントは、ビット幅を変更し、および、場合によっては、それの低容量構成に切り替わることによってフロントホールリンク４０の容量を低減するためのトリガとして使用される。

この第２のイタレーションのステップＳ５において、ＤＵ２０が、最小可能ビット幅を決定し、ステップＳ７において、ＤＵ２０が、以下に基づいて、低減されたビット幅を選択する。

１．それの低容量構成を使用するときのフロントホールリンクの容量に対する、候補ビット幅を使用するときのフロントホールリンク４０の予想される容量要件の比較、ならびに
２．サービスのエラーレートしきい値に対する、候補ビット幅を使用するときの予想されるエラーレートの比較。

この例では、ＤＵ２０は、サービスのエラーレートしきい値を満たす予想されるエラーレートを有し、しかも、フロントホールが低容量構成に切り替わることを可能にし得る予想される容量要件を有する、サンプルごとの７ビットの低減されたビット幅を選択する。

ステップＳ９において、ＤＵ２０とＣＵ１０とが、低容量構成に切り替わるように協働し、ステップＳ１１において、ＣＵ１０とＤＵ２０とが、ＩＱサンプルのビット幅をサンプルごとに７ビットに減少させる。ステップＳ１３において、ＣＵ１０とＤＵ２０とが、新しいビット幅を有するＩＱサンプルを使用して通信する。そのように行う際に、（たとえば、増加したビット幅がもはや不要になるように改善しているＲＦ環境により）今や冗長になった追加のフロントホール容量は、もはや使用されていない。これは、ＣＵ１０とＤＵ２０とを動作させるエネルギー要件を低減し、別のエンティティによって使用されるべきリソースを解放する。

上記の実施形態では、ＩＱサンプルのビット幅と、フロントホールリンクの容量とを再構成するプロセスは、変化するＲＦ環境が検出されるときに（または、少なくとも、変化するエラーレートなどの派生測定値によって）トリガされる。しかしながら、当業者は、これが本質的ではなく、他のトリガが使用され得ることを理解されよう。たとえば、プロセスは、ＵＥ３０が新しいサービスを要求するか、または既存のサービスが再分類され、それにより、新しいまたは再分類されるサービスの要件がフロントホールリンク４０のリソースを超えるときにトリガされ得る。

一実装形態では、すべてのサービスのトラフィックではなく、特定のサービスのトラフィック（たとえば、新しいまたは再分類されるサービスのトラフィック）のために、上記の実施形態を実装することが可能である。したがって、異なるサービスのトラフィックは、異なるビット幅であり得る。

さらに、上記の実施形態では、フロントホールリンク４０は、低容量構成と高容量構成とを有する光ファイバー接続である。しかしながら、当業者は、複数の容量構成を有する他の形態の接続が使用され得ることを理解されよう。たとえば、フロントホールリンクは、ワイヤレス接続に基づき得、容量は、アンテナを有効化／無効化すること、または異なる通信プロトコルに切り替わることによって修正され得る。さらに、複数の容量構成を有するＣＵ１０とＤＵ２０との間の単一のフロントホール接続があることは、必須ではない。代わりに、ＣＵ１０とＤＵ２０とは、（たとえば、ＣＵ１０とＤＵ２０との間の複数の光ファイバー、または異なる形態のＣＵ１０とＤＵ２０との間の複数の接続を使用した）マルチパスフロントホール接続を有し得、容量は、異なる数のこれらの接続を使用することによって修正され得る。

上記の実施形態の第２のイタレーションにおいて、選択されるビット幅は、フロントホールリンク４０の容量の再構成を生じたものであった。しかしながら、ＣＵ１０は、いくつかのイタレーションの間にフロントホールの容量の変化を直ちに可能にしないであろう、（第１のイタレーションにおいてビット幅を増加させるときに使用された増分と比較して）ビット幅が比較的小さい増分で低減される保守的な手法を取り得る。これは、ビット幅の低減に続いて予測されるエラーレートがあまりに楽観的である場合、高信頼性サービスに何らかの保護を提供する。

上記の実施形態では、ＣＵは、候補ビット幅の容量要件を推定し、推定された容量要件を、特定の容量構成を使用するときのフロントホールリンクの潜在的容量と比較した。しかしながら、当業者は、この比較が、どんな後続の再構成もフロントホールリンクのリソースの不当な比率を使用しないような、特定の容量構成の潜在的容量の関数（たとえば潜在的容量の９０％）であり得ることを理解されよう。

次に、本発明の方法の第２の実施形態について説明される。この実施形態は、第１の実施形態と同じＣＵ１０と、ＤＵ２０と、ＵＥ３０とを利用し、ＣＵ１０とＤＵ２０とは、ＣＵ１０とＤＵ２０との間の通信が（初期にサンプルごとに６ビットのビット幅で）ＩＱサンプルを使用するように、ＰＨＹ内スプリットを再び使用する。しかしながら、この第２の実施形態では、ＣＵ１０とＵＥ３０との間の通信は、自動再送要求（ＡＲＱ）が通信に適用される第１の状態と、ＡＲＱが通信に適用されない第２の状態との間で、ＣＵ１０とＵＥ３０とのそれぞれのプロセッサによって選択的に適用され得るエラー緩和技法の一例である、ＡＲＱをも利用する。ＡＲＱは、特定のエラーレートを必要とするサービスのためにＣＵ１０とＵＥ３０とのＲＬＣレイヤにおいて可能にされる、サービス固有のエラー緩和技法である。ＡＲＱは、特定の時間期間内に受信されないか、あるいは受信されたが復号され得ないデータパケットの送信ノードからの再送信を要求する受信ノードによって、動作する。応答して、受信ノードは、送信ノードにフィードバックメッセージを送ることによって、そのデータパケットの再送信を要求する。（送信ノードにフィードバックメッセージを送り、送信ノードがデータパケットを再送信する際の）この遅延は、全体的な送信に遅延をもたらし、レイテンシの増加を生じる。したがって、ＡＲＱ技法は、信頼性を改善するために使用されるが、レイテンシを劣化させる。

この実施形態では、ＣＵ１０は、レイテンシメトリック（レイテンシ、または再送信のカウントなど、レイテンシの何らかの派生物のいずれか）がしきい値を満たすかどうかを決定するために、サービスについてＣＵ１０とＵＥ３０との間の通信を監視する。レイテンシがこのしきい値を上回る場合、ＣＵ１０は、以下の方法で応答する。第１に、ＣＵ１０とＤＵ２０とは、フロントホールリンクを介して通信されるＩＱサンプルのビット幅を増加させるように協働する。これは、第１の実施形態について上記で説明されたのと同様の方法で実装され、これにおいて、ＣＵ１０は、（フロントホールリンクの現在の容量と、各ビット幅の予想されるエラーレートとに基づいて）最大ビット幅を識別して候補ビット幅のセット（たとえばサンプルごとに８ビット）を識別し、これらの候補ビット幅のうちの１つを選択し、フロントホールリンク上の通信のビット幅をこの選択されたビット幅に増加させるようにＤＵ２０と協働する。第２に、ＣＵ１０とＵＥ３０とは、ＡＲＱを無効にするように協働する。これは、第１の状態から第２の状態に切り替わるＣＵ１０とＵＥ３０とのそれぞれのプロセッサによって実装される。

イベントの順序（ＡＲＱを無効化にすることおよびビット幅を切り替えること）は非必須であるが、ＡＲＱを無効にする前にビット幅を切り替えることが好ましいことに留意されたい。これは、イベントの中間のエラーレート性能を増加させ得るが、増加したリソース利用のペナルティを負い得る。（たとえば、リソース利用がすでに最大であるかまたはその近くにある場合）ビット幅を切り替える前にＡＲＱを無効にすることも可能であり得るが、これは、イベントの中間の増加したエラーレートにつながり得る。２つのプロセスを同時に実装することが可能であるが、（たとえばオフセットを適用することによって）レイヤ間トラフィックが考慮されなければならない。

フロントホールリンク上の通信のビット幅を増加させることの効果は、サービスのための通信の全体的なエラーレートの低減である。したがって、ＡＲＱは、エラー緩和技法として冗長になり、したがって、この技法はオフに切り替えられ、サービスのための通信は、ＡＲＱ再送信によって引き起こされるレイテンシ劣化をもはや受けない。実際には、この第２の実施形態は、上位レイヤエラー緩和技法（ＡＲＱ）を（ビット幅を増加させる）下位レイヤエラー緩和技法に置き換えることによってしきい値を超えて増加するレイテンシのトリガに応答し、これにおいて、下位レイヤエラー緩和技法は、上位レイヤエラー緩和技法に勝る、改善されたレイテンシ性能を供給する。したがって、この第２の実施形態は、特に、低レイテンシ（および高信頼性、低レイテンシ）サービスに適用可能である。

この再構成に続いて、ＣＵ１０と、ＤＵ２０と、ＵＥ３０とは、サービスの通信のレイテンシを監視し続け、レイテンシが改善した（たとえば、しきい値を満たす）場合、これらのノードは、フロントホールリンク上の通信のビット幅を低減し、ＡＲＱを再びオンに切り替えることによって、それらの元の構成に戻り得る。これは、より低いビット幅における通信がより少ないリソースを必要とするときに、フロントホール利用を低減する。

ＡＲＱが一例として使用されたが、当業者は、これが本質的ではないことを理解されよう。すなわち、この第２の実施形態のステップに従い得る多くの他のエラー緩和技法がある。同じプロトコルスタックを利用する他の実施形態では、エラー緩和技法は、（ＭＡＣレイヤにおいて実装された）ハイブリッドＡＲＱであり得、これにおいて、トリガは、（たとえば）成功した送信のための再送信のカウントに基づき得、再構成は、各データパケットの再送信の数に対する限度を低減することであり得る。別の実施形態では、エラー緩和技法は、（ＩＰレイヤにおいて実装された）トランスポート制御プロトコル（ＴＣＰ）再送信であり得、これにおいて、トリガは、成功した送信のための再送信のカウントであり得、再構成は、ＴＣＰからユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）に切り替わることであり得る。他のエラー緩和技法は、他のプロトコルスタックのために適用され得る。

さらに、当業者は、トリガがレイテンシの直接的測度であることは、本質的ではないことを理解されよう。すなわち、トリガは、再送信のカウント、またはレイテンシにリンクされた別の測度など、レイテンシの派生物に基づき得る。すなわち、レイテンシとエラーレートとの定義は、（エラーレートは、特定の時間期間内に正常に到着しないデータパケットの数の測度であるので）リンクされ、したがって、エラーレートに基づくしきい値も、トリガとして使用され得る。さらに、トリガは、サービスがそれのレイテンシ要件を変更し、したがって、それらがもはや現在のレイテンシ測定値によって満たされなくなることに基づき得る。

当業者は、第１および第２の実施形態の方法は、３つの再構成（ビット幅を変更すること、フロントホール容量を変更すること、および上位レイヤエラー緩和構成を変更すること）が、すべて並列に使用され得るように組み合わされ得ることを理解されよう。これは、高信頼性、低レイテンシサービスに大いに適用可能であり得る。

上記の実施形態では、基地局は、ビット幅をサンプルごとに６ビットからサンプルごとに１６ビットに変動させるために、ＸＲＡＮ仕様書からの１つまたは複数の圧縮技法を実装している。しかしながら、これは一例にすぎず、他の圧縮技法が使用され得、他のビット幅が使用され得る。

さらに、上記の実施形態では、方法はＣＵ１０において実装されている。しかしながら、当業者は、方法が、もっぱらＤＵ２０において実装され得るか、あるいは（必要なデータを通信するためのＣＵ１０とＤＵ２０との間の適切な追加のメッセージを用いて）ＣＵ１０と組み合わせてＤＵ２０において実装され得ることを理解されよう。さらに、当業者は、方法のステップの一部または全部が、ＣＵ１０および／またはＤＵ２０への接続をもつＸＲＡＮコントローラ中になど、基地局に対して別個のノード中に実装され得ることを理解されよう。

当業者は、特徴の任意の組合せが、特許請求されるような本発明の範囲内で可能であることを理解されよう。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［Ｃ１］
セルラー電気通信ネットワーク中の基地局を動作させる方法であって、前記基地局が、中央基地局ユニットと分散基地局ユニットとを有し、ここにおいて、前記中央基地局ユニットと前記分散基地局ユニットとが、第１および第２の容量構成を有するフロントホールリンクを介して通信し、前記セルラー電気通信ネットワークが、前記基地局を介してサービスを消費するユーザ機器ＵＥをさらに含み、前記方法は、
第１の容量構成と第１のビット幅とにおいて前記フロントホールリンクを介してサンプルを通信するステップと、
前記サービスの信頼性測度が信頼性しきい値よりも小さいかあるいは大きいと決定するステップと、
（ａ）前記サービスの前記信頼性測度が前記信頼性しきい値よりも小さい場合、
１．第２のビット幅を使用するように前記サンプルを再構成すること、ここにおいて、前記第２のビット幅が、サンプルごとに前記第１のビット幅よりも多くのビットを有する、と、
２．第２の容量構成を使用するように前記フロントホールを再構成すること、ここにおいて、前記第２の容量構成が、前記第１の容量構成よりも大きい、と、
によって応答するステップと、
（ｂ）前記サービスの前記信頼性測度が前記信頼性しきい値よりも大きい場合、
１．第２のビット幅を使用するように前記サンプルを再構成すること、ここにおいて、前記第２のビット幅が、サンプルごとに前記第１のビット幅よりも少ないビットを有する、と、
２．第２の容量構成を使用するように前記フロントホールを再構成すること、ここにおいて、前記第２の容量構成が、前記第１の容量構成よりも小さい、と、
によって応答するステップと、
前記第２の容量構成と前記第２のビット幅とにおいて前記フロントホールリンクを介してサンプルを通信するステップと
を備える、方法。
［Ｃ２］
前記フロントホールが、異なる送信モードに切り替わることと、異なる通信プロトコルに切り替わることと、代替または追加の送信ハードウェアに切り替わることとのうちの１つまたは複数によって、前記第２の容量構成を使用するように再構成される、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ３］
第２のビット幅を使用するように前記サンプルを再構成する前記ステップは、
前記第２のビット幅を使用して前記フロントホールを介してサンプルを通信するときの容量要件を推定することと、
前記推定された容量要件を前記フロントホールの第２の容量構成と比較することと
を含む、Ｃ１またはＣ２に記載の方法。
［Ｃ４］
前記サンプルが、同相および直交（ＩＱ）サンプルである、Ｃ１から３のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ５］
前記中央基地局ユニットと前記ＵＥとの間の通信が、構成可能なエラー緩和技法を利用し、前記方法が、前記エラー緩和技法を再構成するステップをさらに備える、Ｃ１から４のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ６］
命令を備えるコンピュータプログラム製品であって、前記命令は、プログラムがコンピュータによって実行されたとき、前記コンピュータに、Ｃ１から５のいずれか一項に記載の方法を行わせる、コンピュータプログラム製品。
［Ｃ７］
Ｃ６に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読データキャリア。
［Ｃ８］
セルラー電気通信ネットワークのための基地局ユニットであって、前記セルラー電気通信ネットワークが、前記基地局ユニットを介してサービスを消費するユーザ機器ＵＥを含み、前記基地局ユニットが、
第１の容量構成と第１のビット幅とにおいて分散基地局ユニットとのフロントホールリンクを介してサンプルを通信するように構成されたトランシーバと、
前記サービスの信頼性測度が信頼性しきい値よりも小さいかあるいは大きいと決定するように構成されたプロセッサとを備え、
（ａ）前記サービスの前記信頼性測度が前記信頼性しきい値よりも小さい場合、
１．第２のビット幅を使用するように前記サンプルを再構成すること、ここにおいて、前記第２のビット幅が、サンプルごとに前記第１のビット幅よりも多くのビットを有する、と、
２．第２の容量構成を使用するように前記フロントホールを再構成すること、ここにおいて、前記第２の容量構成が、前記第１の容量構成よりも大きい、と、
によって応答することと、
（ｂ）前記サービスの前記信頼性測度が前記信頼性しきい値よりも大きい場合、
１．第２のビット幅を使用するように前記サンプルを再構成すること、ここにおいて、前記第２のビット幅が、サンプルごとに前記第１のビット幅よりも少ないビットを有する、と、
２．第２の容量構成を使用するように前記フロントホールを再構成すること、ここにおいて、前記第２の容量構成が、前記第１の容量構成よりも小さい、と、
によって応答することと
を行い、ここにおいて、再構成に続いて、前記トランシーバが、前記第２の容量構成と前記第２のビット幅とにおいて前記フロントホールリンクを介してサンプルを通信するように構成された、
基地局ユニット。
［Ｃ９］
前記トランシーバが、異なる送信モードに切り替わることと、異なる通信プロトコルに切り替わることと、代替または追加の送信ハードウェアに切り替わることとのうちの１つまたは複数によって、前記第２の容量構成を使用するように再構成された、Ｃ８に記載の基地局ユニット。
［Ｃ１０］
第２のビット幅を使用するように前記サンプルを再構成する前記ステップが、
前記第２のビット幅を使用して前記フロントホールを介してサンプルを通信するときの容量要件を推定することと、
前記推定された容量要件を前記フロントホールの第２の容量構成と比較することと
を含む、Ｃ８またはＣ９に記載の基地局ユニット。
［Ｃ１１］
前記サンプルが、同相および直交（ＩＱ）サンプルである、Ｃ８から１０のいずれか一項に記載の基地局ユニット。
［Ｃ１２］
構成可能なエラー緩和技法を使用して前記ＵＥと通信するように構成された中央基地局ユニットであり、ここにおいて、前記プロセッサが、前記しきい値を満たす前記信頼性測度に応答して前記エラー緩和技法を再構成するようにさらに構成された、Ｃ８から１１のいずれか一項に記載の基地局ユニット。

Claims

セルラー電気通信ネットワーク中の基地局を動作させる方法であって、前記基地局が、中央基地局ユニットと分散基地局ユニットとを有し、ここにおいて、前記中央基地局ユニットと前記分散基地局ユニットとが、第１および第２の容量構成を有するフロントホールリンクを介して通信し、前記セルラー電気通信ネットワークが、前記基地局を介してサービスを消費するユーザ機器ＵＥをさらに含み、前記方法は、
第１の容量構成と第１のビット幅とにおいて前記フロントホールリンクを介してサンプルを通信するステップと、
前記サービスの信頼性測度が信頼性しきい値よりも小さいかあるいは大きいと決定するステップ、ここにおいて、前記サービスの前記信頼性測度が前記サービスの信頼性を示す、と、
（ａ）前記サービスの前記信頼性測度が前記信頼性しきい値よりも小さい場合、
１．第２のビット幅を使用するように前記サンプルを再構成すること、ここにおいて、前記第２のビット幅が、サンプルごとに前記第１のビット幅よりも多くのビットを有する、と、
２．第２の容量構成を使用するように前記フロントホールリンクを再構成すること、ここにおいて、前記第２の容量構成が、前記第１の容量構成よりも大きい、と、
によって応答するステップと、
（ｂ）前記サービスの前記信頼性測度が前記信頼性しきい値よりも大きい場合、
１．第２のビット幅を使用するように前記サンプルを再構成すること、ここにおいて、前記第２のビット幅が、サンプルごとに前記第１のビット幅よりも少ないビットを有する、と、
２．第２の容量構成を使用するように前記フロントホールリンクを再構成すること、ここにおいて、前記第２の容量構成が、前記第１の容量構成よりも小さい、と、
によって応答するステップと、
前記第２の容量構成と前記第２のビット幅とにおいて前記フロントホールリンクを介してサンプルを通信するステップと
を備える、方法。
前記フロントホールリンクが、異なる送信モードに切り替わることと、異なる通信プロトコルに切り替わることと、代替または追加の送信ハードウェアに切り替わることとのうちの１つまたは複数によって、前記第２の容量構成を使用するように再構成される、請求項１に記載の方法。
第２のビット幅を使用するように前記サンプルを再構成する前記ステップは、
前記第２のビット幅を使用して前記フロントホールリンクを介してサンプルを通信するときの容量要件を推定することと、
前記推定された容量要件を前記フロントホールリンクの第２の容量構成と比較することと
を含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
前記サンプルが、同相および直交（ＩＱ）サンプルである、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
前記中央基地局ユニットと前記ＵＥとの間の通信が、構成可能なエラー緩和技法を利用し、ここにおいて、前記エラー緩和技法は前記第１のビット幅の変更及びＭＣＳの変更を含まない、前記方法が、前記エラー緩和技法を再構成するステップをさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
命令を備えるコンピュータプログラムであって、前記命令は、プログラムがコンピュータによって実行されたとき、前記コンピュータに、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法を行わせる、コンピュータプログラム。
請求項６に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体。
セルラー電気通信ネットワークのための基地局ユニットであって、前記セルラー電気通信ネットワークが、前記基地局ユニットを介してサービスを消費するユーザ機器ＵＥを含み、前記基地局ユニットが、
第１の容量構成と第１のビット幅とにおいて別の基地局ユニットとのフロントホールリンクを介してサンプルを通信するように構成されたトランシーバと、
前記サービスの信頼性測度が信頼性しきい値よりも小さいかあるいは大きいと決定するように構成されたプロセッサと、ここにおいて、前記サービスの前記信頼性測度が前記サービスの信頼性を示す、を備え、
（ａ）前記サービスの前記信頼性測度が前記信頼性しきい値よりも小さい場合、
１．第２のビット幅を使用するように前記サンプルを再構成すること、ここにおいて、前記第２のビット幅が、サンプルごとに前記第１のビット幅よりも多くのビットを有する、と、
２．第２の容量構成を使用するように前記フロントホールリンクを再構成すること、ここにおいて、前記第２の容量構成が、前記第１の容量構成よりも大きい、と、
によって応答することと、
（ｂ）前記サービスの前記信頼性測度が前記信頼性しきい値よりも大きい場合、
１．第２のビット幅を使用するように前記サンプルを再構成すること、ここにおいて、前記第２のビット幅が、サンプルごとに前記第１のビット幅よりも少ないビットを有する、と、
２．第２の容量構成を使用するように前記フロントホールリンクを再構成すること、ここにおいて、前記第２の容量構成が、前記第１の容量構成よりも小さい、と、
によって応答することと
を行い、ここにおいて、再構成に続いて、前記トランシーバが、前記第２の容量構成と前記第２のビット幅とにおいて前記フロントホールリンクを介してサンプルを通信するように構成された、
基地局ユニット。
前記トランシーバが、異なる送信モードに切り替わることと、異なる通信プロトコルに切り替わることと、代替または追加の送信ハードウェアに切り替わることとのうちの１つまたは複数によって、前記第２の容量構成を使用するように再構成された、請求項８に記載の基地局ユニット。
前記第２のビット幅を使用するように前記サンプルを再構成することが、
前記第２のビット幅を使用して前記フロントホールリンクを介してサンプルを通信するときの容量要件を推定することと、
前記推定された容量要件を前記フロントホールリンクの第２の容量構成と比較することと
を含む、請求項８または請求項９に記載の基地局ユニット。
前記サンプルが、同相および直交（ＩＱ）サンプルである、請求項８から１０のいずれか一項に記載の基地局ユニット。
構成可能なエラー緩和技法を使用して前記ＵＥと通信するように構成された中央基地局ユニットであり、ここにおいて、前記エラー緩和技法は前記第１のビット幅の変更及びＭＣＳの変更を含まない、ここにおいて、前記プロセッサが、前記エラー緩和技法を再構成するようにさらに構成された、請求項８から１１のいずれか一項に記載の基地局ユニット。